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JPS5854330B2 - Air conditioning equipment - Google Patents

Air conditioning equipment

Info

Publication number
JPS5854330B2
JPS5854330B2 JP53046162A JP4616278A JPS5854330B2 JP S5854330 B2 JPS5854330 B2 JP S5854330B2 JP 53046162 A JP53046162 A JP 53046162A JP 4616278 A JP4616278 A JP 4616278A JP S5854330 B2 JPS5854330 B2 JP S5854330B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
combustion
stirling engine
heat
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53046162A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54137839A (en
Inventor
通雄 藤原
有 野間口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP53046162A priority Critical patent/JPS5854330B2/en
Publication of JPS54137839A publication Critical patent/JPS54137839A/en
Publication of JPS5854330B2 publication Critical patent/JPS5854330B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ヒートポンプ応用の冷暖房装置に関するも
ので、特にこの発明はヒートポンプの冷媒フレオン等の
(作業流体)圧縮機をスターリングエンジンによって1
駆動することによって冷暖房をかとなう冷暖房装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heating and cooling system using a heat pump. In particular, the present invention relates to a heating and cooling system using a heat pump.
This invention relates to a heating and cooling device that performs heating and cooling by being driven.

従来、圧縮機をモータで駆動するようにしたヒートポン
プ応用の冷暖房装置としては、第1図にその構成図を示
すようなものがあった。
BACKGROUND ART Conventionally, there has been a heating and cooling system using a heat pump in which a compressor is driven by a motor, as shown in FIG. 1.

すなわち第1図にあ・いて、1はフレオン等の冷媒の圧
縮機、101に示す太線は冷媒の配管系、102は切換
弁で、暖房又は冷房運転をあ・こなうときに冷媒の流れ
がそれぞれ図に点線あるいは実線で示す矢印の方向にな
るように設定する。
In other words, in Fig. 1, 1 is a compressor for a refrigerant such as Freon, the bold line 101 is a refrigerant piping system, and 102 is a switching valve that controls the flow of refrigerant during heating or cooling operation. are set so that they are in the direction of the arrow indicated by the dotted line or solid line in the figure.

2は室内空気と冷媒間の熱交換をお・こなうための室内
側熱交換器、3は室外空気と冷媒間の熱交換を行なう室
外側熱交換器、4は上記熱交換器2,3間を結び管路の
途中の適当な位置に設けられた細管(キャピラリ)であ
る。
2 is an indoor heat exchanger for exchanging heat between indoor air and refrigerant; 3 is an outdoor heat exchanger for exchanging heat between outdoor air and refrigerant; 4 is the heat exchanger 2; This is a thin tube (capillary) installed at an appropriate position in the middle of the conduit connecting the three.

なあ・、この細管40代りに、膨張弁を用いてもよいこ
とはいう1でもない。
By the way, an expansion valve may be used instead of this thin tube 40.

5は外気温が低い暖房時のみ用いられる電気ヒータであ
る。
5 is an electric heater that is used only for heating when the outside temperature is low.

従来の冷暖房装置は上記のように構成されているので、
モータ(図示せず)で圧縮機1を駆動することにより、
夏期は低温の室内側から高温の室外側へ、冬期は低温の
室外側から高温の室内側への熱輸送を可能にし、それぞ
れの冷房、暖房をあ・こなうようになっている。
Conventional heating and cooling systems are configured as described above, so
By driving the compressor 1 with a motor (not shown),
It enables heat to be transported from the low-temperature indoor side to the high-temperature outdoor side in the summer, and from the low-temperature outdoor side to the high-temperature indoor side in the winter, providing both cooling and heating.

冷、暖房の切りかえは弁102の動作によってあ・こな
う。
Switching between cooling and heating is performed by operating the valve 102.

このような冷暖房装置は、圧縮機1駆動用、室内外側の
熱交換器2,3用送風機の1駆動用等々に電力を使用す
るのみで、冷房、暖房を必要に応じて傳こなうことがで
きるという簡便な操作性、多機能性等の理由によって広
く普及されつつある。
Such heating and cooling equipment only uses electricity to drive the compressor 1, the indoor and outdoor heat exchangers 2 and 3, the blower, etc., and performs cooling and heating as needed. It is becoming widely popular due to its easy operability and multifunctionality.

しかしながら上述した従来のものにかいては、圧縮機、
送風機等にすべて電気駆動の機器を用いているので、電
力の使用量が大きいという欠点があった。
However, in the conventional system mentioned above, the compressor,
Since all of the blowers and other equipment are electrically driven, the disadvantage is that they consume a large amount of electricity.

とくに、一般家庭においていくつかの部屋を空調する必
要がある場合、家庭の備えている受電能力を拡大しなげ
ればならないという問題点があった。
In particular, when it is necessary to air-condition several rooms in a general household, there is a problem in that the power receiving capacity of the household must be expanded.

参考1でに冷房に関して言えば、4.5畳〜8畳程度の
広さの部屋は、1部屋当り600W程度の電力の使用を
必要とするが、これを4室に適用しようとすると2.4
.KWの電力が必要となり、一般家庭にち・げる受電能
力の大部分を占めてし1う。
Regarding cooling in Reference 1, a room with a size of 4.5 tatami to 8 tatami mats requires the use of about 600W of electricity per room, but if you try to apply this to 4 rooms, it will cost 2. 4
.. KW of electricity is required, which accounts for most of the electricity receiving capacity of ordinary households.

この発明は、かかる欠点を除去し、あわせて我国に卦い
て夏期にあ・ける冷房用電力の使いすぎによる電力の逼
迫問題をも解決するためになされたもので、従来のもの
の説明において示した圧縮機を燃焼熱等により駆動され
るスターリングエンジンによって駆動できるようにして
多量の電力を使用することなく冷暖房の運転ができるよ
うにした冷暖房装置を提供しようとするものであり、と
くに暖房運転時にスターリングエンジンの加熱を終えた
燃焼ガスが燃焼用空気の予熱またはヒートポンプの室外
側熱交換器の加熱のいずれか一方あるいは双方に使用さ
れ、冷房運転時にはスターリングエンジンの加熱を終え
た燃焼ガスが燃焼用空気の予熱に使用されるようにして
より少量のエネルギーで冷暖房が行なえるようにするも
のである。
This invention was made in order to eliminate these drawbacks and also solve the problem of power shortages caused by excessive use of air-conditioning power in the summer in Japan. The purpose of the present invention is to provide a heating and cooling system in which a compressor can be driven by a Stirling engine driven by heat of combustion, etc., thereby enabling heating and cooling operations without using a large amount of electric power. The combustion gas that has finished heating the engine is used to preheat the combustion air and/or heat the outdoor heat exchanger of the heat pump, and during cooling operation, the combustion gas that has finished heating the Stirling engine is used as the combustion air. It is used for preheating the air conditioner, allowing heating and cooling to be performed using less energy.

u下、この発明の一実施例をスターリングエンジンとし
て周知のディスプレーサ型と呼ばれているものを使用し
た例で、図面とともに説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, using a Stirling engine that uses a well-known displacer type engine.

第2図はこの発明からなる実施例の室外部の全体構成説
明図で、第3図はその第2図のヒートポンプの圧縮機と
スターリングエンジンとの連結部を中心に示した要部拡
大説明図で、各々の図にあ・いて、201は外ワク、2
02は外ワク201の一部に設けられた燃焼用空気の取
入れ口、203は冷媒の加熱・冷却用の空気の取入れ口
である。
Fig. 2 is an explanatory diagram of the entire outdoor structure of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an enlarged explanatory diagram of the main parts of the heat pump shown in Fig. 2, mainly showing the connecting part between the compressor and the Stirling engine. So, in each figure, 201 is the outside work, 2
02 is a combustion air intake provided in a part of the outer work 201, and 203 is an air intake for heating and cooling the refrigerant.

11ば、スターリングエンジンのシリンダ、12はスタ
ーリングエンジン用の水素、ヘリウムガス等の作業流体
の通路で、シリンダ11の高温側と連通している。
11 is a cylinder of the Stirling engine, and 12 is a passage for a working fluid such as hydrogen or helium gas for the Stirling engine, which communicates with the high temperature side of the cylinder 11.

13は通路12あるいはシリンダ11の高温側つ1り第
1室11b側の壁に装着されて燃焼ガスによる前記作業
流体の加熱を犬ならしめるための熱交換器のフィン、1
4はスターリングエンジン用作業流体の再熱器、15は
この再熱器14とシリンダ11の低温側との間の作業流
体連通路、16はシリンダ11の低温側つ1り第2室1
1b側、あるいは通路15あるいはその両者とを外気等
によって効果的に冷却するための熱交換器である。
Reference numeral 13 denotes a fin of a heat exchanger that is attached to the wall of the passage 12 or the high-temperature side of the cylinder 11 on the first chamber 11b side to uniformly heat the working fluid by the combustion gas.
4 is a working fluid reheater for the Stirling engine; 15 is a working fluid communication path between the reheater 14 and the low temperature side of the cylinder 11; 16 is a second chamber 1 on the low temperature side of the cylinder 11;
This is a heat exchanger for effectively cooling the 1b side, the passage 15, or both with outside air or the like.

このスターリングエンジンは、連続的に熱交換器のフィ
ン13、熱交換器16等を介して加熱、冷却をおこなう
ことにより連続的な作動をあ・こなうものであるが、こ
の点については後で述べることにする。
This Stirling engine performs continuous operation by continuously heating and cooling through the heat exchanger fins 13, heat exchanger 16, etc., but this point will be discussed later. I will explain it below.

111はヒートポンプの圧縮機であり、後述するスター
リングエンジンの動力ビストン19とディスプレーサピ
ストン17に連結されたクランク状のエンジン出力軸2
1を介シて直接1駆動されるようになっている。
111 is a heat pump compressor, which includes a crank-shaped engine output shaft 2 connected to a power piston 19 and a displacer piston 17 of a Stirling engine, which will be described later.
It is designed to be directly driven by 1 through 1.

112112′はヒートポンプの冷媒回路を形成する冷
媒管路、113は冷媒管路に装着された冷媒の加熱ある
いは冷却用の熱交換器(室外側熱交換器)、131はス
ターリングエンジン加熱用バーナ、132は燃料ノズル
、133は燃料管路、134は管路133の途中に設け
られた電磁弁、135は手動弁、136はバーナ131
上の火炎のようすである。
112112' is a refrigerant pipe forming the refrigerant circuit of the heat pump, 113 is a heat exchanger for heating or cooling the refrigerant (outdoor heat exchanger) attached to the refrigerant pipe, 131 is a burner for heating the Stirling engine, 132 133 is a fuel nozzle, 133 is a fuel pipe, 134 is a solenoid valve provided in the middle of the pipe 133, 135 is a manual valve, 136 is a burner 131
This is what the flames look like above.

141は燃焼用空気の供給管路、141′は供給管路1
41にち・いて、燃焼排ガスの通路を燃焼用空気通路が
取囲むように構成され、排ガスと燃焼用空気との間に熱
交換があ・こなわれるようになっている部分、142は
燃焼用の一次空気の供給口、143は二次空気の供給口
、144は燃焼空間、145は燃焼排ガス排気管、14
6は燃焼用空気を供給するための送風機である。
141 is a combustion air supply pipe, 141' is a supply pipe 1
41, a combustion air passage surrounds a combustion exhaust gas passage, and a part 142 is a combustion air passage where heat exchange is performed between the exhaust gas and combustion air. 143 is a secondary air supply port, 144 is a combustion space, 145 is a combustion exhaust gas exhaust pipe, 14
6 is a blower for supplying combustion air.

151は外気取入口203から取入れた外気を熱交換器
113.16にあてるように構成した気体通路、152
は気体通路151を通る外気等の機外への排出口、15
3は152からの排気を適当に分散し、外部から異物の
入るのを防止する排気板、154は外気等の送気をづこ
なうべく気体通路151中に設けられた送風機、155
は暖房運転時に排気管145を通って流出してくる燃焼
排ガスを気体通路151中に流出させるための開口端で
あり、この開口端に一端が接続された排通通路156は
他端が前記燃焼排ガス排気管145の下流端に釦いて連
通している。
151 is a gas passage configured to apply outside air taken in from the outside air intake port 203 to the heat exchanger 113.16; 152;
15 is a discharge port for outside air passing through the gas passage 151 to the outside of the machine;
3 is an exhaust plate that appropriately disperses the exhaust air from 152 and prevents foreign matter from entering from the outside; 154 is a blower provided in the gas passage 151 to supply air such as outside air; 155
is an open end for allowing the combustion exhaust gas flowing out through the exhaust pipe 145 to flow out into the gas passage 151 during heating operation, and the exhaust passage 156 has one end connected to this open end, and the other end is connected to the combustion exhaust gas. The button communicates with the downstream end of the exhaust gas exhaust pipe 145.

なち・熱交換器113を開口端155から排出される燃
焼ガスによって加熱しない場合は、前記燃焼排ガス排気
管145はパルプ等を介して途中で外部に連通させ、排
気通路156を介して前記開口端155寸で燃焼ガスを
導かないようにしている。
In other words, when the heat exchanger 113 is not heated by the combustion gas discharged from the open end 155, the combustion exhaust gas exhaust pipe 145 is communicated with the outside via pulp or the like, and the exhaust pipe 145 is connected to the opening via the exhaust passage 156. The 155-inch end prevents combustion gas from being introduced.

ヒートポンプの圧縮機111とスターリングエンジンと
の連結部は第3図に示す通りである。
The connecting portion between the compressor 111 of the heat pump and the Stirling engine is as shown in FIG.

即ち、第3図にかいて17はスターリングエンジンの前
記シリンダ11内を図上左右方向に往復動し、かつシリ
ンダ11内に第1室11aと第2室11bとを形成する
ディスプレーサピストン、18は一端がディスプレーサ
ピストン17に連結され、他端が前記エンジン出力軸2
1に回転自在に連結されたディスプレーサピストン軸、
19はシリンダ11内を図上左右方向に往復動し、第2
室11b内の作業流体の圧力を受けて前記エンジン出力
軸210回転駆動力を得る動力ビストンで、中央に貫通
孔を有しこの貫通孔の中を前記ディスプレーサピストン
軸18が貫通している。
That is, in FIG. 3, 17 is a displacer piston that reciprocates in the horizontal direction in the figure within the cylinder 11 of the Stirling engine and forms a first chamber 11a and a second chamber 11b within the cylinder 11, and 18 is a displacer piston. One end is connected to the displacer piston 17, and the other end is connected to the engine output shaft 2.
a displacer piston shaft rotatably connected to 1;
19 reciprocates inside the cylinder 11 in the left-right direction in the figure, and the second
This is a power piston that receives the pressure of the working fluid in the chamber 11b to obtain rotational driving force for the engine output shaft 210, and has a through hole in the center, through which the displacer piston shaft 18 passes.

20,20は動力ビストン19に一端が接続され、他端
がエンジン出力軸21に回転自在に連結された動力ビス
トン軸、22.22は前記エンジン出力軸210両端部
を支えている軸受、115は動力ビストン190部分の
気密性を高めるためのシール材である。
Reference numerals 20 and 20 denote a power piston shaft having one end connected to the power piston 19 and the other end rotatably connected to the engine output shaft 21, 22 and 22 a bearing supporting both ends of the engine output shaft 210, and 115 a power piston shaft. This is a sealing material for increasing the airtightness of the power piston 190 portion.

なあ・、この発明になる冷暖房装置の第2図に示す室外
部以外の構成は、基本的に第1図に示した従来のものと
同じであり、冷媒管路112,112’の途中には室内
側熱交換器(図示せず)等が設けである。
By the way, the configuration of the air conditioning system according to the present invention other than the outside shown in FIG. 2 is basically the same as the conventional one shown in FIG. An indoor heat exchanger (not shown) is provided.

但し、第1図に示す電気ヒータ5が不要なことは言う1
でもない。
However, it should be noted that the electric heater 5 shown in Fig. 1 is not necessary.
not.

以上の説明により明らかなごとくこの実施例では、燃焼
熱を有効に利用した装置の運転が可能となるようにした
ので1,2000 kc a l/hrの燃焼をさせる
ことによって、標準的な外気条件下で、冬期にかける暖
房は約3000 kcal/hr、夏期に1ける冷房は
、約1800kcal/hrが可能であった。
As is clear from the above explanation, in this embodiment, it is possible to operate the device by effectively utilizing the combustion heat, so by performing combustion at 1,2000 kcal/hr, it is possible to operate the device under standard outside air conditions. Below, heating in the winter could be approximately 3,000 kcal/hr, and cooling in the summer could be approximately 1,800 kcal/hr.

燃焼利用の冷暖房装置としてはきわめて高いエネルギー
効率(成績係数cop)であるといえよう。
It can be said that the energy efficiency (coefficient of performance COP) is extremely high for an air conditioning system that uses combustion.

次にこの発明の一実施例の動作について説明する。Next, the operation of one embodiment of the present invention will be explained.

1ず、燃焼用空気の供給を開始するとともにバーナ13
1に点火してスターリングエンジンの高温部であるフィ
ン13や作業流体の通路12等の加熱と送風機154に
よる気体通路151への通風をはじめる。
1. Start supplying combustion air and turn on the burner 13.
1 is ignited to begin heating the fins 13, which are high-temperature parts of the Stirling engine, the working fluid passage 12, etc., and to start ventilating the gas passage 151 by the blower 154.

そして、前記高温部が所定の温度に達したところで、ス
タータ(図示せず)を回転させスターリングエンジンの
駆動を開始せしめる。
Then, when the high temperature section reaches a predetermined temperature, a starter (not shown) is rotated to start driving the Stirling engine.

すると周知の通りスターリングエンジンは、シリンダ1
1の第1室11a中の作業流体をディスプレーサピスト
ン17が第1室11aの圧縮過程のとき通路12でバー
ナ131により加熱して再熱器14を通してこの再熱器
に熱を貯えさせ、さらに熱交換器150部分で冷却させ
て第2室11bに供給し、ディスプレーサピストン17
が膨張過程のときは作業流体に逆の流れをさせて再熱器
14で先に貯えた熱を吸収させさらに加熱手段つ1リバ
ーナ131の燃焼熱を与えて第1室11aに供給するの
で作業流体はより加熱され圧力が高められて供給される
Then, as we know, the Stirling engine has cylinder 1
When the displacer piston 17 is in the process of compressing the first chamber 11a, the working fluid in the first chamber 11a of the first chamber 11a is heated by the burner 131 in the passage 12, and the heat is stored in this reheater through the reheater 14, and further heat is generated. It is cooled in the exchanger 150 section and supplied to the second chamber 11b, and the displacer piston 17
When is in the expansion process, the working fluid is made to flow in the opposite direction to absorb the heat previously stored in the reheater 14, and then the combustion heat from the heating means 1 burner 131 is supplied to the first chamber 11a. The fluid is supplied with increased heat and pressure.

このようにディスプレーサピストンの往復動により第1
室11a1第2室11b内に圧力変化が起きるという基
本原理を用いているので、この実施例のようにさらに動
力ビストン19を備えたものは、上記のようにバーナ1
31で連続的に燃焼を行なっていても第2室11b内に
−ある作業流体の圧力変化すなわちこれはディスプレー
サピストン17の往復動に伴う第2室11b内圧力変化
によって動力ビストン19が所定のサイクルで必要な圧
力を受けて出力軸21に圧縮機111の駆動用の回転力
を作ることができる。
In this way, the reciprocating movement of the displacer piston causes the first
Since the basic principle that a pressure change occurs in the chamber 11a1 and the second chamber 11b is used, the burner 1 is
31, even if combustion is performed continuously in the second chamber 11b, the pressure change in the working fluid in the second chamber 11b, that is, the pressure change in the second chamber 11b accompanying the reciprocating movement of the displacer piston 17 causes the power piston 19 to move in a predetermined cycle. The rotational force for driving the compressor 111 can be generated on the output shaft 21 by receiving the necessary pressure.

そしてこのスターリングエンジンの1駆動によってヒー
トポンプの圧縮機111が動作しはじめヒートポンプ運
転が開始され、熱輸送かばじする。
When the Stirling engine is driven, the compressor 111 of the heat pump starts operating, and heat pump operation is started to carry out heat transport.

この熱輸送は第1図の圧縮機による場合と同じである。This heat transport is the same as in the case of the compressor shown in FIG.

このようにこの実施例では圧縮機111の駆動を燃焼熱
によって作動するスターリングエンジンによってかとな
うので使用する電力は送風機146,154、あ・よび
電磁弁134等々の安全もしくは制御に関する機器用の
みとなり、従来のものに比べはるかに少量ですむ。
As described above, in this embodiment, the compressor 111 is driven by a Stirling engine operated by combustion heat, so the electric power used is only for equipment related to safety or control such as the blowers 146, 154, the solenoid valves 134, etc. , much smaller quantities are required than conventional ones.

単に動作のみについていえば以上の如くであるが、本発
明では、装置のエネルギー効率を犬ならしめるために以
下の工夫がなされている。
The above is just a description of the operation, but in the present invention, the following measures have been taken to improve the energy efficiency of the device.

寸ず、供給管路141の符号141′の部分に示すごと
く、燃焼用空気が燃焼排ガスによって加熱される構造と
なされていることであり、この141′の部分で燃焼用
空気が加熱された分だけバーナにかける燃料の使用を節
約することができるので、結果として装置全体のエネル
ギー効率の上昇に効果がある。
As shown in the section 141' of the supply pipe 141, the combustion air is heated by the combustion exhaust gas. Since the use of fuel for the burner can be saved, this has the effect of increasing the energy efficiency of the entire device.

もう一つの工夫は、暖房運転時には燃焼排ガスは開口端
155より気体通路151中に流出するように構成され
ていることである。
Another idea is that the combustion exhaust gas is configured to flow out into the gas passage 151 from the open end 155 during heating operation.

開口端155より流出する燃焼排ガスの温度は100℃
以上であるため、外気取入れ口203より吸入される外
気のみを用いる場合より熱交換器113に送風機154
によって吹きつけられる気体温度は高くなり、結果とし
て熱交換器113の熱交換量は犬となり、暖房機能が向
上する。
The temperature of the combustion exhaust gas flowing out from the open end 155 is 100°C.
Because of the above, the blower 154 is installed in the heat exchanger 113 compared to when only the outside air taken in from the outside air intake port 203 is used.
The temperature of the gas blown increases, and as a result, the amount of heat exchanged by the heat exchanger 113 increases, improving the heating function.

なお、冷房運転時には、燃焼排ガスは開口端155より
流出せず、排気管145の他の開口端(図示せず)より
機外に排出されるようになっている。
Note that during cooling operation, the combustion exhaust gas does not flow out from the open end 155, but is discharged to the outside from the other open end (not shown) of the exhaust pipe 145.

なplこの発明に用いたスターリングエンジンの作動速
度は、通路12、フィン13部によってスターリングエ
ンジンの作業流体がバーナ131の燃焼ガスから受ける
熱量によって決する。
The operating speed of the Stirling engine used in this invention is determined by the amount of heat that the working fluid of the Stirling engine receives from the combustion gas of the burner 131 through the passages 12 and fins 13.

そしてこの熱量は、熱交換器のフィン13あるいは作業
流体の通路12等の温度によって決することを発明者ら
は見出した。
The inventors have discovered that this amount of heat is determined by the temperature of the fins 13 of the heat exchanger, the working fluid passages 12, and the like.

よって、この温度によってスターリングエンジンの作動
速度が決するのである。
Therefore, this temperature determines the operating speed of the Stirling engine.

したがって、冷、暖房量のコントロールは、上述のフィ
ン13、通路12等のこのスターリングエンジンの高温
側の代表的な部分の温度を検出しく検出器は図示せず)
、その値をコントロールすることによって任意にかとな
うことができた。
Therefore, the amount of cooling and heating can be controlled by detecting the temperature of typical parts on the high temperature side of the Stirling engine, such as the fins 13 and passages 12 (detectors are not shown).
, could be made arbitrary by controlling its value.

この温度のコントロールは、電磁弁134、手動弁13
5等による燃料流量のコントロール、送風機146によ
る燃焼用空気量のコントロールのいづれか一方、あるい
は双方を同時的に釦となうことによって簡単にあ・こな
うことができる。
This temperature is controlled by a solenoid valve 134 and a manual valve 13.
Control of the fuel flow rate by the button 5 or the like, or control of the amount of combustion air by the blower 146, or both can be easily controlled by pressing the button simultaneously.

また、上記一実施例では、スターリングエンジンの加熱
を燃焼熱によってのみかとなわれるものを示したが、燃
焼用空気が太陽熱等燃焼以外の他のエネルギ源によって
予熱され得るような装置を供給管路141の前部に装着
してもよい。
In addition, in the above embodiment, the Stirling engine is heated only by combustion heat, but a device in which the combustion air can be preheated by an energy source other than combustion, such as solar heat, can be installed in the supply pipe. It may be attached to the front part of 141.

こうすることによって燃料の節約が可能で、経済的な運
転ができる。
This allows for fuel savings and economical operation.

このように燃焼用空気の予熱という形で太陽熱等を利用
できるので、第2図、第3図に示した一実施例の部分は
ほとんど変更することなくきわめて容易に一段と省エネ
ルギ効果を向上させることができることはいう1でもな
い。
Since solar heat, etc. can be utilized in the form of preheating the combustion air in this way, the energy saving effect can be further improved very easily with almost no changes to the parts of the embodiment shown in Figs. 2 and 3. There is nothing that can be done.

以上述べたように、この発明によれば、従来電動機によ
って駆動されていたヒートポンプ応用冷暖房装置の圧縮
機を、燃焼熱によって作動するスターリングエンジンに
よって駆動されるようにしまた暖房時には燃焼排ガスが
外気とともに冷媒加熱に役立つように工夫したので、少
量の電気エネルギーで、しかもエネルギ効率の高い暖冷
房装置を提供することができるものである。
As described above, according to the present invention, the compressor of the heat pump-applied air conditioning system, which was conventionally driven by an electric motor, is now driven by a Stirling engine operated by combustion heat, and during heating, combustion exhaust gas is used as a refrigerant together with outside air. Since it has been devised to be useful for heating, it is possible to provide a heating and cooling device that requires only a small amount of electrical energy and is highly energy efficient.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来の冷暖房装置を示す配管図、第2図は、
この発明の一実施例を示す配管図、第3図は第2図の要
部拡大説明図である。 図中、11はスターリングエンジンのシリンダ12は作
業、流体の通路(スターリングエンジンの高温部)、1
3は熱交換器のフィン(スターリングエンジンの高温部
)、111は圧縮機、113は室外側熱交換器、131
はバーナ、141は供給管路、151は気体通路である
。 なp各図中、同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。
Figure 1 is a piping diagram showing a conventional heating and cooling system, and Figure 2 is a
A piping diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged explanatory view of the main part of FIG. 2. In the figure, 11 is a Stirling engine cylinder 12 is a working fluid passage (high temperature part of a Stirling engine);
3 is the fin of the heat exchanger (high temperature part of the Stirling engine), 111 is the compressor, 113 is the outdoor heat exchanger, 131
141 is a supply pipe, and 151 is a gas passage. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 バーナによって得られた燃焼ガスにより加熱サレ作
動するスターリングエンジンと、フレオン等の冷媒を作
業流体とするヒートポンフシステムとからなる冷暖房装
置にかいて、ヒートポンプの圧縮機が上記スターリング
エンジンによって駆動されるようにし、暖房運転時に上
記スターリングエンジンの加熱を終えた燃焼ガスが燃焼
用空気の予熱、またはヒートポンプの室外側熱交換器の
加熱のいづれか一方あるいは双方に使用され、冷房運転
時には、スターリングエンジンの加熱を終えた燃焼ガス
が燃焼用空気の予熱に使用されるようにしたことを特徴
とする冷暖房装置。 2 スターリングエンジンの出力が、このスターリング
エンジンの高温部の温度によってぎすることを利用して
、高温部の温度が冷暖房の所要量に応じた値になるよう
に、燃焼量、燃焼用空気供給量を制御するようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の冷暖房装置
。 3 燃焼用空気が太陽熱等の燃焼以外の熱源によって予
熱され得るようになっていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項捷たは第2項記載の冷暖房装置。
[Scope of Claims] 1. A heating and cooling system consisting of a Stirling engine that performs a heating operation using combustion gas obtained by a burner and a heat pump system that uses a refrigerant such as Freon as a working fluid, the compressor of the heat pump is It is driven by a Stirling engine, and during heating operation, the combustion gas that has been heated by the Stirling engine is used for either or both of preheating the combustion air and heating the outdoor heat exchanger of the heat pump, and during cooling operation. A heating and cooling system characterized in that the combustion gas that has been heated by the Stirling engine is sometimes used to preheat the combustion air. 2. Taking advantage of the fact that the output of the Stirling engine depends on the temperature of the high-temperature section of the Stirling engine, the amount of combustion and the amount of air supplied for combustion are adjusted so that the temperature of the high-temperature section corresponds to the required amount of air conditioning. 2. The heating and cooling device according to claim 1, wherein the heating and cooling device is configured to control. 3. The heating and cooling device according to claim 1 or 2, wherein the combustion air can be preheated by a heat source other than combustion, such as solar heat.
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