(57)【要約】【課題】モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とを合理的に使用して空調負荷の変動に効率良く対応できるものを安価に構成できながら、省エネルギー性を向上する。【解決手段】電動モータ１０で駆動するモータ駆動圧縮機１１とエンジン３で駆動するエンジン駆動圧縮機９を備え、空調負荷が最小空調負荷よりも小さいときには、低負荷での効率に優れるモータ駆動圧縮機１１を使用し、空調負荷が最小空調負荷とエンジン駆動圧縮機９のみによる中間空調負荷との間のときには、エンジン駆動圧縮機９を使用し、空調負荷が中間空調負荷よりも大きいときには、モータ駆動圧縮機１１とエンジン駆動圧縮機９の両方を使用して空調を行う。エンジン駆動圧縮機９の駆動状態では交流発電機６で発電し、発電電力を商用電源１８からの商用電力よりも優先して室外ファン１４と冷却水ポンプ１５に供給し、余剰分はバッテリ１９に充電する。【選択図】図１
2010236711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに発電機とエンジン駆動圧縮機とを連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
室外側熱交換器を備えて前記エンジン駆動圧縮機に接続されるエンジン用冷媒回路と、
電動モータに前記エンジン駆動圧縮機の容量以下の容量であるモータ駆動圧縮機を連結した電動式ヒートポンプ装置と、
室外側熱交換器を備えて前記モータ駆動圧縮機に接続される電動用冷媒回路と、
室内側熱交換器を備えるとともに前記エンジン駆動圧縮機および前記モータ駆動圧縮機からの冷媒を合流して供給可能に前記エンジン用冷媒回路および前記電動用冷媒回路に接続された室内側冷媒回路と、
前記室内側冷媒回路の空調負荷の変動に伴い、前記電動モータのみを駆動する状態、前記エンジンのみを駆動する状態、前記電動モータおよび前記エンジンの両方を駆動する状態に切り替える制御手段と、
商用電源からの商用電力を供給可能に、かつ、商用電力よりも優先して前記発電機による発電電力を供給可能に設けられた、前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に付帯のエンジン側補機と、
前記発電機による発電電力を充電するバッテリと、を備え、
前記電動式ヒートポンプ装置の起動時には、前記バッテリの充電電力を前記電動モータおよび電動式ヒートポンプ装置に付帯の電動側補機に供給可能に構成したことを特徴とする発電・空調システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電・空調システムにおいて、
モータ駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷（最小空調負荷と称する）の方がエンジン駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷（中間空調負荷と称する）よりも小に構成されたものであり、
室内側冷媒回路の空調負荷を算出する空調負荷算出手段と、
前記空調負荷算出手段で算出された空調負荷との比較に基づいて、算出空調負荷が最小空調負荷よりも小さいときには低負荷信号を、算出空調負荷が最小空調負荷よりも大きくかつ中間空調負荷よりも小さいときに中負荷信号を、算出空調負荷が中間空調負荷よりも大きいときに高負荷信号をそれぞれ出力する比較手段とを備え、
制御手段が、前記比較手段からの低負荷信号に応答して前記電動モータに駆動信号を出力して前記電動モータのみを駆動し、中負荷信号に応答して前記エンジンに駆動信号を出力して前記エンジンを駆動し、かつ、前記高負荷信号に応答して前記電動モータおよび前記エンジンの両方に駆動信号を出力して前記電動モータおよび前記エンジンを駆動するように構成されたものである発電・空調システム。
【請求項３】
請求項２に記載の発電・空調システムにおいて、
電動式ヒートポンプ装置の空調能力以下の空調能力の室内側熱交換器を含み、合計空調能力が前記電動式ヒートポンプ装置の空調能力を超えるように複数個の室内側熱交換器が室内側冷媒回路に並列に接続されたものであり、
空調負荷算出手段が、駆動状態にある前記室内側熱交換器の個数およびそれぞれの空調能力に基づいて空調負荷を算出するものである発電・空調システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の発電・空調システムにおいて、
制御手段が、比較手段からの低負荷信号に応答して電動モータに駆動信号を出力して電動モータを駆動し、中負荷信号に応答してエンジンに駆動信号を出力して前記エンジンを駆動するとともに前記電動モータに駆動停止信号を出力して前記電動モータの駆動を停止し、かつ、前記高負荷信号に応答して前記電動モータおよび前記エンジンの両方に駆動信号を出力して前記電動モータおよび前記エンジンを駆動するように構成されたものである発電・空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに発電機とエンジン駆動圧縮機とを連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、電動モータにエンジン駆動圧縮機の容量以下である容量のモータ駆動圧縮機を連結した電動式ヒートポンプ装置とを備え、両ヒートポンプ装置の冷媒回路からの冷媒を、室内側熱交換器を備えた室内側冷媒回路に供給可能に構成した発電・空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動式ヒートポンプ装置と電動式ヒートポンプ装置の両方を備えるものとして、従来、次のようなものが知られている。
Ａ．第１従来例
室外ユニットと室内ユニットとからヒートポンプ式の空気調和装置が構成され、室外ユニットに容量の異なる圧縮機が設けられ、容量の大きい圧縮機の駆動手段にガスエンジンが採用され、容量の小さい圧縮機の駆動手段に電動モータが採用されている。
両圧縮機からの冷媒を、室外ユニットの室外側熱交換器と室内ユニットの室内側熱交換器とにわたって送出できるようになっている。
【０００３】
低負荷時には、容量の小さい圧縮機のみが電動モータによって駆動されるようになっている。中負荷時には、容量の大きい圧縮機のみがガスエンジンによって駆動されるようになっている。高負荷時には、両圧縮機が駆動されるようになっている。これらの構成により、求められる負荷の大きさに応じて最も効率の良い運転が行える圧縮機を選択して駆動するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
Ｂ．第２従来例
室外機、複数台の室内機、エンジン冷却装置、圧縮機駆動部、制御装置および自家発電装置を有してガスヒートポンプ式空気調和装置が構成されている。
圧縮機駆動部が、ガスエンジン、モータおよびバッテリを有して構成されている。圧縮機にはクラッチを介してモータが接続され、モータにクラッチを介してガスエンジンが接続されている。モータにバッテリが接続され、バッテリに自家発電装置が接続されている。モータは圧縮機を駆動するときは電動機に設定され、モータでバッテリを充電するときはガスエンジンで駆動される発電機に設定されるようになっている。
【０００５】
自家発電装置は自然エネルギーを利用して発電するように構成され、その発電によりバッテリが充電されるようになっている。バッテリは、制御装置や室外ファンの電源として利用され、また、電動機として使用されるモータの電源としても利用されるようになっている。
バッテリの充電量が少ない場合、モータは発電機としてガスエンジンにより駆動され、圧縮機がガスエンジンのみにより駆動される。
バッテリの充電量が多い場合、ガスエンジンが低負荷状態の場合、ガスエンジンを駆動せずに、バッテリからの電力によりモータのみで圧縮機を駆動する駆動制御が行われ、一方、ガスエンジンが高負荷状態の場合、ガスエンジンによる圧縮機の駆動をモータで補助するために、ガスエンジンおよびモータで圧縮機を駆動する駆動制御が行われるようになっている（特許文献２参照）。
【０００６】
Ｃ．第３従来例
エンジンに発電電動機を介して圧縮機が連動連結され、発電電動機で発電された電力が、電源回路より、外部の電気機器または付帯の電装品に供給されるようになっている。
また、発電電動機は、外部より供給される商用電源によって、電動機として圧縮機を駆動させることができるようになっている。
部分負荷運転では、エンジン出力で圧縮機を駆動するとともに、発電電動機により発電するように構成されている。
また、部分負荷運転において軽負荷の場合には、エンジンを停止して発電電動機を商用電源で駆動される電動機として使用するように構成されている。
過負荷運転では、エンジン出力で圧縮機を駆動するとともに、発電電動機を商用電源で駆動される電動機として使用するように構成されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０５６９３１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３４６６号公報
【特許文献３】特開２００６−３１７０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来例の場合、次のような不都合があった。
ａ．第１従来例の問題点
低負荷時の圧縮機と高負荷時の圧縮機とを選択し、かつ、室内空調機側の最大負荷に対応させるときに、両圧縮機を駆動するから、高負荷時の圧縮機として、低負荷時の圧縮機の空調能力分を差し引いた空調能力を有するものを用いれば良く、エンジン駆動式ヒートポンプ装置のみで対応する場合に比べて、排気量の小さいエンジンと圧縮機の容量が小さいものとで構成できる利点を有しているが、省エネルギーの面で改善の余地があった。
【０００９】
ｂ．第２従来例の問題点
ひとつの圧縮機で、低負荷状態から高負荷状態に対応させるものであるために、室内空調機側の最大負荷に対応させることができるように、圧縮機として大きな空調能力を有するもの、すなわち、容量の大きい圧縮機を備えなければならず、高価になる不都合があった。
また、モータが圧縮機の駆動源と発電機とに兼用されているために、バッテリの充電量が少なくてガスエンジンが高負荷状態の場合、モータを発電機として駆動させなければならず、ガスエンジンによる圧縮機の駆動をモータで補助することができない不都合があった。
【００１０】
ｃ．第３従来例の問題点
前述第２従来例と同様に、ひとつの圧縮機で、低負荷状態から高負荷状態に対応させるものであるために、室内空調機側の最大負荷に対応させることができるように、圧縮機として大きな空調能力を有するもの、すなわち、容量の大きい圧縮機を備えなければならず、高価になる不都合があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とを合理的に使用して空調負荷の変動に効率良く対応できるものを安価に構成できながら、省エネルギー性を向上できるようにすることを目的とし、請求項２および３に係る発明は、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とをより合理的に使用して空調負荷の変動に一層効率良く対応できるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明は、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を効率に優れた状態で駆動してシステム全体の効率を向上できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明の発電・空調システムは、上述のような目的を達成するために、
エンジンに発電機とエンジン駆動圧縮機とを連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
室外側熱交換器を備えて前記エンジン駆動圧縮機に接続されるエンジン用冷媒回路と、
電動モータに前記エンジン駆動圧縮機の容量以下の容量であるモータ駆動圧縮機を連結した電動式ヒートポンプ装置と、
室外側熱交換器を備えて前記モータ駆動圧縮機に接続される電動用冷媒回路と、
室内側熱交換器を備えるとともに前記エンジン駆動圧縮機および前記モータ駆動圧縮機からの冷媒を合流して供給可能に前記エンジン用冷媒回路および前記電動用冷媒回路に接続された室内側冷媒回路と、
前記室内側冷媒回路の空調負荷の変動に伴い、前記電動モータのみを駆動する状態、前記エンジンのみを駆動する状態、前記電動モータおよび前記エンジンの両方を駆動する状態に切り替える制御手段と、
商用電源からの商用電力を供給可能に、かつ、商用電力よりも優先して前記発電機による発電電力を供給可能に設けられた、前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に付帯のエンジン側補機と、
前記発電機による発電電力を充電するバッテリと、を備え、
前記電動式ヒートポンプ装置の起動時には、前記バッテリの充電電力を前記電動モータおよび電動式ヒートポンプ装置に付帯の電動側補機に供給可能に構成したことを特徴としている。
【００１３】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、電動モータで駆動するモータ駆動圧縮機とエンジンで駆動するエンジン駆動圧縮機とを備え、空調負荷が小さいときには、低負荷での効率に優れる電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機を使用し、それよりも空調負荷が大きいときには、定格運転といった負荷の大きい側での効率に優れるエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機を使用し、それよりも更に空調負荷が大きいときには、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機とエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機の両方を使用して空調を行う。
また、エンジン駆動圧縮機の駆動状態で発電機を駆動し、その発電電力を商用電源からの商用電力よりも優先して発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のエンジン側補機に供給し、余剰分はバッテリに充電する。発電電力で不足するときには、商用電源からの商用電力をエンジン側補機に供給する。
更に、バッテリに充電した電力を、電動式ヒートポンプ装置の起動時に、電動モータおよび電動式ヒートポンプ装置の電動側補機に供給し、そのときに充電電力が不足していても、商用電源からの商用電力を供給できる。
したがって、低負荷状態では、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機により空調を行い、それよりも空調負荷が大きくなってからエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機による空調を行い、更に空調負荷が大きくなるとモータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機の両方による空調を行うから、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とを合理的に使用して空調負荷の変動に効率よく対応できる。
しかも、室内機側の最大空調負荷に対して、両圧縮機による空調で対応するから、従来のエンジン駆動式ヒートポンプ装置のみで対応する場合に比べて、排気量の小さいエンジンと圧縮機の容量が小さいものとで構成でき、安価に構成できる。
そのうえ、エンジン駆動圧縮機の駆動状態で発電機を駆動し、その発電電力をエンジン側補機に供給するとともに余剰分はバッテリに充電し、充電電力を電動式ヒートポンプ装置の起動時に、電動モータおよび電動側補機に供給するから、商用電源からの商用電力の消費量を減少でき、省エネルギー性を向上できる。
【００１４】
請求項２に係る発明の発電・空調システムは、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の発電・空調システムにおいて、
モータ駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷（最小空調負荷と称する）の方をエンジン駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷（中間空調負荷と称する）よりも小に構成し、
室内側冷媒回路の空調負荷を算出する空調負荷算出手段と、
前記空調負荷算出手段で算出された空調負荷との比較に基づいて、算出空調負荷が最小空調負荷よりも小さいときには低負荷信号を、算出空調負荷が最小空調負荷よりも大きくかつ中間空調負荷よりも小さいときに中負荷信号を、算出空調負荷が中間空調負荷よりも大きいときに高負荷信号をそれぞれ出力する比較手段とを備え、
制御手段を、前記比較手段からの低負荷信号に応答して前記電動モータに駆動信号を出力して前記電動モータのみを駆動し、中負荷信号に応答して前記エンジンに駆動信号を出力して前記エンジンを駆動し、かつ、前記高負荷信号に応答して前記電動モータおよび前記エンジンの両方に駆動信号を出力して前記電動モータおよび前記エンジンを駆動するように構成する。
【００１５】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、最大空調能力に対応する空調負荷が異なるモータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とを、前者の方が後者よりも小さい状態で備え、空調負荷が最小空調負荷よりも小さいときには、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機を使用し、空調負荷が最小空調負荷とエンジン駆動圧縮機のみによる中間空調負荷との間のときには、エンジン駆動のエンジン駆動圧縮機を使用し、空調負荷がエンジン駆動圧縮機のみによる中間空調負荷よりも大きいときには、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機とエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機の両方を使用して空調を行う。
したがって、モータ駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷の方をエンジン駆動圧縮機の最大空調能力に対応する空調負荷よりも小に構成し、低負荷状態では、低負荷で効率に優れる電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機により空調を行い、それよりも空調負荷が大きくなってからは、定格運転といった負荷の大きい側での効率に優れるエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機による空調を行うから、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とをより合理的に使用して空調負荷の変動に一層効率よく対応できる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項２に記載の発電・空調システムにおいて、
電動式ヒートポンプ装置の空調能力以下の空調能力の室内側熱交換器を含み、合計空調能力が前記電動式ヒートポンプ装置の空調能力を超えるように複数個の室内側熱交換器が室内側冷媒回路に並列に接続されたものであり、
空調負荷算出手段を、駆動状態にある前記室内側熱交換器の個数およびそれぞれの空調能力に基づいて空調負荷を算出するように構成する。
【００１７】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、備えられた複数個の室内側熱交換器それぞれについて、駆動状態の室内側熱交換器の空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて、電動モータのみを駆動する状態、エンジンのみを駆動する状態、電動モータおよびエンジンの両方を駆動する状態に切り替えて空調を行う。
したがって、請求項２に係る発明と同様に、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とをより合理的に使用して空調負荷の変動に一層効率よく対応できる。
【００１８】
また、請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項２または３に記載の発電・空調システムにおいて、
制御手段を、比較手段からの低負荷信号に応答して電動モータに駆動信号を出力して電動モータを駆動し、中負荷信号に応答してエンジンに駆動信号を出力して前記エンジンを駆動するとともに前記電動モータに駆動停止信号を出力して前記電動モータの駆動を停止し、かつ、前記高負荷信号に応答して前記電動モータおよび前記エンジンの両方に駆動信号を出力して前記電動モータおよび前記エンジンを駆動するように構成する。
【００１９】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、低負荷状態からそれを超える状態に移行するときに、エンジン駆動のエンジン駆動圧縮機のみによる空調を行い、より高負荷状態に移行したときに両圧縮機による空調を行う。
したがって、低負荷状態からそれを超える状態に移行したときから、エンジン駆動のエンジン駆動圧縮機のみで空調を行うから、エンジンを効率に優れた状態で駆動でき、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を効率に優れた状態で駆動してシステム全体の効率を向上できる。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように、請求項１に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、電動モータで駆動するモータ駆動圧縮機とエンジンで駆動するエンジン駆動圧縮機とを備え、空調負荷が小さいときには、低負荷での効率に優れる電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機を使用し、それよりも空調負荷が大きいときには、定格運転といった負荷の大きい側での効率に優れるエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機を使用し、それよりも更に空調負荷が大きいときには、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機とエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機の両方を使用して空調を行う。
また、エンジン駆動圧縮機の駆動状態で発電機を駆動し、その発電電力を商用電源からの商用電力よりも優先して発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のエンジン側補機に供給し、余剰分はバッテリに充電する。発電電力で不足するときには、商用電源からの商用電力をエンジン側補機に供給する。
更に、バッテリに充電した電力を、電動式ヒートポンプ装置の起動時に、電動モータおよび電動式ヒートポンプ装置の電動側補機に供給し、そのときに充電電力が不足していても、商用電源からの商用電力を供給できる。
したがって、低負荷状態では、電動モータ駆動のモータ駆動圧縮機により空調を行い、それよりも空調負荷が大きくなってからエンジン駆動のエンジン駆動圧縮機による空調を行い、更に空調負荷が大きくなるとモータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機の両方による空調を行うから、モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機とを合理的に使用して空調負荷の変動に効率よく対応できる。
しかも、室内機側の最大空調負荷に対して、両圧縮機による空調で対応するから、従来のエンジン駆動式ヒートポンプ装置のみで対応する場合に比べて、排気量の小さいエンジンと圧縮機の容量が小さいものとで構成でき、安価に構成できる。
そのうえ、エンジン駆動圧縮機の駆動状態で発電機を駆動し、その発電電力をエンジン側補機に供給するとともに余剰分はバッテリに充電し、充電電力を電動式ヒートポンプ装置の起動時に、電動モータおよび電動側補機に供給するから、商用電源からの商用電力の消費量を減少でき、省エネルギー性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る発電・空調システムの実施例の電気系を示す概略構成図である。
【図２】発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の駆動系を示す正面図である。
【図３】冷房運転状態の冷媒回路図である。
【図４】圧縮機の駆動制御系を示すブロック図である。
【図５】実施例の空調負荷と空調能力と運転形態との相関関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る発電・空調システムの実施例の電気系を示す概略構成図であり、建物の屋上などに発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１と電動式ヒートポンプ装置２が設置されている。
【００２３】
発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１は、図２の駆動系の正面図に示すように、都市ガスを燃料とするエンジン３の出力軸４の一方に発電クラッチ５を介して交流発電機６を連動連結するとともに、出力軸４の他方に、ベルト式伝動機構７および空調クラッチ８を介して空調能力が大きいエンジン駆動圧縮機９を連動連結して構成されている。
【００２４】
一方、電動式ヒートポンプ装置２は、図１に示すように、電動モータ１０に、エンジン駆動圧縮機９よりも容量が小さくて、その最大空調能力に対応する空調負荷がエンジン駆動圧縮機９の最大空調能力に対応する空調負荷よりも小さいモータ駆動圧縮機１１を連結して構成されている。
図１に示すように、交流発電機６に、第１のＡ／Ｄコンバータ１２を介して第１の直流電力線１３が接続され、その第１の直流電力線１３に、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１に付帯のエンジン側補機である冷却用の室外ファン（ファン駆動用直流電動モータ）１４、エンジン冷却用の冷却水ポンプ１５およびエンジン始動用のセルモ−タ１６が接続されている。
【００２５】
第１の直流電力線１３には、第２のＡ／Ｄコンバータ１７を介して商用電源１８が接続されるとともにバッテリ１９が接続されている。この第２のＡ／Ｄコンバータ１７は、第１のＡ−Ｄコンバータ１２で兼用するように構成しても良い。
バッテリ１９に、電動式ヒートポンプ装置２側の第２の直流電力線２０がＤ／Ｄコンバータ２１を介して接続され、その第２の直流電力線２０に、電動モータ１０および電動側補機である室内ファン（ファン駆動用直流電動モータ）が接続されている。
また、第２の直流電力線２０には、第３のＡ／Ｄコンバータ２３を介して商用電源１８が接続されている。
【００２６】
上記構成により、交流発電機６で発電した発電電力を、商用電源１８からの商用電力に優先して室外ファン１４、冷却水ポンプ１５およびセルモ−タ１６ならびに室内ファン２２に供給できるとともに、余剰分をバッテリ１９に充電できる。
更に、電動式ヒートポンプ装置２の起動時には、バッテリ１９に充電した充電電力を電動モータ１０および室内ファン２２に供給できる。
しかも、バッテリ１９の充電電力が不足していれば、商用電源１８からの商用電力を供給し、円滑に起動できる。
【００２７】
図３の冷房運転状態の冷媒回路図に示すように、エンジン駆動圧縮機９に、室外側熱交換器２４を備えたエンジン用冷媒回路２５が接続され、そのエンジン用冷媒回路２５に第１の四方弁２６が介装されている。
モータ駆動圧縮機１１に、室外側熱交換器２７を備えた電動用冷媒回路２８が接続され、その電動用冷媒回路２８に第２の四方弁２９が介装されている。
【００２８】
一方、建物内の６箇所に、室内ファン２２を付設した室内側熱交換器３０を備える室内空調機３１が設けられ、そのすべての室内空調機３１それぞれにおける室内側熱交換器３０と流量調整弁３２と膨張弁３３とを接続して室内側冷媒回路３４が構成され、それらの室内側冷媒回路３４どうしが互いに並列に接続されている。６個の空調機３１の合計空調能力は電動式ヒートポンプ装置２の空調能力を超えるようになっている。
室内側冷媒回路３４のすべてとエンジン用冷媒回路２５および電動用冷媒回路２８とが接続され、エンジン駆動圧縮機９およびモータ駆動圧縮機１１からの冷媒を合流して室内側冷媒回路３４に供給できるように構成され、かつ、第１および第２の四方弁２６，２９による冷媒流路の切り換えにより、冷房または暖房を行うことができるように構成されている。
【００２９】
室内空調機３１に、室内への吹き出し空気の温度を検出する吹き出し温度センサ３５が設けられ、その吹き出し温度センサ３５に第１のコントローラ３６が接続されるとともに第１のコントローラ３６に流量調整弁３２が接続されている。第１のコントローラ３６には、図示しないが、空調温度を設定する温度設定器が接続され、温度設定器から入力される設定温度に所定温度加減算した温度と吹き出し温度センサ３５で計測される温度とを比較し、冷房の場合であれば、計測温度が設定温度範囲の上限を超えた場合には、所定開度だけ流量調整弁３２を開き、室内側熱交換器３０に流す冷媒液の流量を増加し、一方、計測温度が設定温度範囲の下限未満になった場合には、所定開度だけ流量調整弁３２を閉じ、室内側熱交換器３０に流す冷媒液の流量を減少し、空調温度を設定温度に維持するように構成されている。暖房時には、逆に、計測温度が高くなれば所定開度だけ流量調整弁３２を閉じ、計測温度が低くなれば所定開度だけ流量調整弁３２を開くように制御する。
【００３０】
図４は、圧縮機の駆動制御系を示すブロック図であり、４個の空調能力の大きい室内空調機３１の運転スイッチ３７ａと２個の空調能力の小さい室内空調機３１の運転スイッチ３７ｂが第２のコントローラ３８に接続され、その第２のコントローラ３８にエンジン３および電動モータ１０が接続されている。
第２のコントローラ３８には、空調負荷算出手段３９、比較手段４０および制御手段４１が備えられている。ここでは、４個の室内空調機３１の空調能力それぞれが、モータ駆動圧縮機１１の最大空調能力と等しく、４個の室内空調機３１の空調能力を加算した空調能力とエンジン駆動圧縮機９の空調能力が等しいとして説明する。前述したように、空調能力の小さい２個の室内空調機３１の空調能力を加算した空調能力は、モータ駆動圧縮機１１の空調能力が等しい。
【００３１】
空調負荷算出手段３９では、運転スイッチ３７ａ，３７ｂの駆動状態（ＯＮ状態）または駆動停止状態（ＯＦＦ状態）が入力され、駆動状態にある室内側熱交換器の個数およびそれぞれの空調能力に基づいて空調負荷を算出し、算出した空調負荷を比較手段４０に出力するようになっている。
比較手段４０には、第１および第２の比較手段４２，４３が備えられている。
また、制御手段４１には、低負荷駆動手段４４、中負荷駆動手段４５および高負荷駆動手段４６が備えられている。
【００３２】
第１の比較手段４２では、空調負荷算出手段３９で算出された空調負荷と、モータ駆動圧縮機１１の最大空調能力に対応する最小空調負荷ＨＬとを比較し、算出空調負荷が最小空調負荷ＨＬよりも小さいときには低負荷駆動手段４４に低負荷信号を出力し、その低負荷信号に応答して低負荷駆動手段４４から電動モータ１０に駆動信号を、そして、エンジン３に駆動停止信号をそれぞれ出力し、モータ駆動圧縮機１１のみを駆動するようになっている。
算出空調負荷が最小空調負荷ＨＬよりも大きいときには、第２の比較手段４３に比較信号を出力するようになっている。
【００３３】
第２の比較手段４３では、第１の比較手段４２からの比較信号に応答して、空調負荷算出手段３９で算出された空調負荷と、エンジン駆動圧縮機９の最大空調能力に対応する中間空調負荷ＨＭとを比較し、算出空調負荷が中間空調負荷ＨＭよりも小さいとき、すなわち、算出空調負荷が最小空調負荷ＨＬよりも大きくかつ中間空調負荷ＨＭよりも小さいときに中負荷駆動手段４５に中負荷信号を出力し、低負荷駆動手段４４から電動モータ１０に駆動停止信号を、そして、エンジン３に駆動信号をそれぞれ出力し、モータ駆動圧縮機１１の駆動を停止してエンジン駆動圧縮機９のみを駆動するようになっている。
算出空調負荷が中間空調負荷ＨＭよりも大きいときには、高負荷駆動手段４６に高負荷信号を出力し、高負荷駆動手段４６からエンジン３および電動モータ１０それぞれに駆動信号を出力し、エンジン駆動圧縮機９およびモータ駆動圧縮機１１を駆動するようになっている。
図３中４７は、エンジン３への燃料ガス供給量を調整するスロットルを示している。
【００３４】
次に、室内空調機３１すべての最大空調能力を加算した空調能力と、モータ駆動圧縮機１１の最大空調能力とエンジン駆動圧縮機９の最大空調能力とを加算した空調能力とが対応するように構成した場合の制御に伴う空調負荷と空調能力と運転形態との相関関係につき、図５のグラフを用いて説明する。
【００３５】
（１）第１の比較手段４２から低負荷信号が出力される場合
このような運転状況は、算出空調負荷が５馬力以下の場合であり、電動式ヒートポンプ装置２のモータ駆動圧縮機１１のみを駆動して空調を行う（図５の領域Ｌ）。
（２）第２の比較手段４３から高負荷信号が出力される場合
このような運転状況は、算出空調負荷が２０馬力を超えている場合であり、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１のエンジン駆動圧縮機９、および電動式ヒートポンプ装置２のモータ駆動圧縮機１１の両方を駆動して空調を行う（図５の領域Ｈ）。
（３）第２の比較手段４３から中負荷信号が出力される場合
このような運転状況は、算出空調負荷が５馬力を超え、かつ、２０馬力以下の場合であり、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１のエンジン駆動圧縮機９のみを駆動して空調を行う（図５の領域Ｍ）。このとき、エンジン３の余力で交流発電機６を駆動し、発電電力を室外ファン１４および冷却水ポンプ１５に供給するとともに、余剰分をバッテリ１９に充電する。
【００３６】
上記実施例では、室内側冷媒回路３４の空調負荷を算出する空調負荷算出手段３９を、その駆動状態にある室内側熱交換器３０の個数およびそれぞれの空調能力に基づいて空調負荷を算出するように構成しているが、本発明としては、例えば、流量調整弁３２の開度に基づいて、各室内側熱交換器３０それぞれでの空調負荷を測定し、それらの空調負荷を合計することによって空調負荷を算出するように構成するものでも良い。
【００３７】
電動式ヒートポンプ装置２の空調能力としては、エンジン３の効率を考慮すれば、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置１の空調能力の１５〜２５％程度に設定するのが好ましい。
【００３８】
上述実施例では、モータ駆動圧縮機１１として、エンジン駆動圧縮機９の容量よりも小さい容量のものを使用しているが、本発明としては、モータ駆動圧縮機１１の容量がエンジン駆動圧縮機９の容量以下であれば良い。また、モータ駆動圧縮機１１およびエンジン駆動圧縮機９を複数個使用するものでも良い。その場合、モータ駆動圧縮機１１の合計容量がエンジン駆動圧縮機９の合計容量以下になるようにすれば良く、かつ、本発明では、モータ駆動圧縮機１１およびエンジン駆動圧縮機９個々の駆動状態において、エンジン駆動圧縮機９を駆動するエンジン３の効率が低い領域ではモータ駆動圧縮機１１を使用して空調を行い、エンジン３の効率に優れる領域ではエンジン駆動圧縮機９を使用して空調を行うように制御すれば良い。
【００３９】
また、上述実施例では、室内空調機３１として、空調能力の異なるものをそれぞれ複数個設けた場合を示しているが、本発明としては、空調機３１の空調能力として、モータ駆動圧縮機１１およびエンジン駆動圧縮機９の駆動によって対応できるように構成されるものであれば良い。また、空調機３１の個数に限定されるものでは無い。
【００４０】
また、上述実施例のエンジン３としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど各種のエンジンを用いることができる。
【００４１】
また、上述実施例では、発電機として交流発電機６を用いているが直流発電機を用いても良い。その場合、第１のＡ／Ｄコンバータ１２に代えて、Ｄ／Ｄコンバータを用いれば良い。
【符号の説明】
【００４２】
１…発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置
２…電動式ヒートポンプ装置
３…エンジン
６…交流発電機（発電機）
９…エンジン駆動圧縮機
１０…電動モータ
１１…モータ駆動圧縮機
１４…室外ファン（エンジン側補機）
１５…冷却水ポンプ（エンジン側補機）
１６…セルモータ（エンジン側補機）
１８…商用電源
１９…バッテリ
２２…室内ファン（電動側補機）
２４…室外側熱交換器
２５…エンジン用冷媒回路
２７…室外側熱交換器
２８…電動用冷媒回路
３０…室内側熱交換器
３４…室内側冷媒回路
３９…空調負荷算出手段
４０…比較手段
４１…制御手段
【図１】
2010236711.tif 000003
【図２】
2010236711.tif 000004
【図３】
2010236711.tif 000005
【図４】
2010236711.tif 000006
【図５】
2010236711.tif 000007