(57)【要約】【課題】空調負荷の変動に伴う最大過冷却度と許容過冷却度との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減する。【解決手段】ガスエンジン１に連動連結した圧縮機５に冷媒回路６を接続し、その冷媒回路６に室外側熱交換器７と膨張弁８と室内側熱交換器９を接続する。ガスエンジン１のエンジン冷却水の循環配管１２に吸着式冷凍機１３を接続する冷媒回路６の室外側熱交換器７と膨張弁８との間に補助熱交換器１７を介装し、この補助熱交換器１７に吸着式冷凍機１３の蒸発器２０を接続する。冷媒回路６の室外側熱交換器７と補助熱交換器１７との間にレシーバ２４を接続し、空調負荷の大きさに応じて、第１および第２の開閉弁２１，２２の切替えにより過冷却状態か凝縮状態かを得る。【選択図】図１
2010175091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
予めデータベース化した冷媒循環量と前記冷凍機で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データを記憶した冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリと、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量に基づいて前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリの冷媒循環量−最大過冷却度相関データから最大過冷却度を抽出する最大過冷却度抽出手段と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器の出口での冷媒の温度を測定する冷媒温度センサと、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記冷媒温度センサで測定された冷媒の温度と前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度とに基づいて許容過冷却度を算出する許容過冷却度算出手段と、
前記最大過冷却度抽出手段で抽出された最大過冷却度と前記許容過冷却度算出手段で算出された許容過冷却度とを比較して、許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには過冷却信号を出力し、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
冷凍機の凝縮器における凝縮温度と、補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度と、エンジンから前記冷凍機に入力される排熱温度とに基づいて、冷媒循環量と前記冷凍機で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データを予めデータベース化した冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブルと、
前記冷凍機の凝縮器での凝縮温度を測定する凝縮温度センサと、
前記エンジンから前記冷凍機に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサと、
前記凝縮温度センサで測定された凝縮温度と、冷熱温度センサで測定された冷熱温度と、前記排熱温度センサで測定された排熱温度とに基づいて前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブルから冷媒循環量−最大過冷却度相関データを抽出する冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段と、
前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段で抽出された冷媒循環量−最大過冷却度相関データを冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリに記憶させるデータに置換するデータ置換手段と、
を備えるエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項３】
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍
機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度と前記補助熱交換手段の性能による温度差とに基づいて過冷却後に到達可能な冷媒温度を算出する到達可能温度算出手段と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器の出口での冷媒の温度を測定する冷媒温度センサと、
前記冷媒温度センサで測定された温度でのエンタルピーと前記到達可能温度算出手段で算出された到達可能温度でのエンタルピーとの差を算出するエンタルピー差算出手段と、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と前記エンタルピー差算出手段で算出されたエンタルピー差とから過冷却に必要な冷却能力を算出する必要冷却能力算出手段と、
前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度に基づいて、その冷熱温度に対応する前記冷凍機の冷凍機冷却能力を求める冷凍機冷却能力求出手段と、
前記必要冷却能力算出手段で算出された必要冷却能力と前記冷凍機冷却能力算出手段で算出された冷凍機冷却能力とを比較して、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには過冷却信号を出力し、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と、前記エンジンを定格能力で運転しているときの冷媒循環量とから空調負荷を算出する空調負荷算出手段と、
予めデータベース化した空調負荷ごとの最大過冷却度を得る冷却能力を記憶した空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリと、
前記冷凍機の凝縮器での凝縮温度を測定する凝縮温度センサと、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記エンジンから前記冷凍機に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサと、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と、前記凝縮温度センサで測定された凝縮温度と、冷熱温度センサで測定された冷熱温度と、前記排熱温度センサで測定された排熱温度とに基づいて冷却能力を算出する冷却能力算出手段と、
前記空調負荷算出手段で算出された空調負荷に基づいて前記空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリから最大過冷却度用冷却能力を抽出する最大過冷却度用冷却能力抽出手段と、
前記最大過冷却度用冷却能力抽出手段で抽出された最大過冷却度用冷却能力と前記冷却能力算出手段で算出された冷却能力とを比較して、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには過冷却信号を出力し、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項５】
エンジンに連動連結されるとともに個別に駆動および停止可能な複数台の圧縮機と、
前記複数台の圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記圧縮機の駆動形態それぞれに対応して予め求めたエンジン回転数と空調負荷との相関データならびに過冷却運転状態と凝縮運転状態との切替判断の境界となるエンジン回転数の値を記憶したエンジン回転数−空調負荷相関データメモリと、
前記圧縮機の駆動形態を判別する圧縮機駆動形態判別手段と、
前記圧縮機駆動形態判別手段で判別された駆動形態に基づいて、前記エンジン回転数−空調負荷相関データメモリから対応する境界エンジン回転数を抽出するエンジン回転数抽出手段と、
前記エンジン回転数抽出手段で抽出された境界エンジン回転数と前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数とを比較して、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには過冷却信号を出力し、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより圧縮機を駆動して空調を行うとともに、エンジンからの排熱によって冷凍機で冷熱を発生させ、冷凍機で発生する冷熱によって圧縮機からの冷媒を冷却するように構成したエンジン駆動式ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエンジン駆動式ヒートポンプ装置としては、次のようなものが知られている。
冷凍装置が、第１の冷媒が封入され、圧縮機、第１凝縮器、第２冷却用熱交換器、受液器、第１冷却用熱交換器、減圧手段、および第１蒸発器の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルと、エンジンの廃熱で駆動される吸着式冷凍装置とから構成されている。
圧縮機が、エンジンを駆動源として、プーリーおよびＶベルトからなる動力伝達手段より電磁クラッチを介して駆動され、第１蒸発器より吸入した第１冷媒を高温高圧の過熱ガス状態の気相冷媒に圧縮するように構成されている。
【０００３】
第１凝縮器は圧縮機により圧縮された高温冷媒を凝縮用送風機により大気と熱交換して凝縮する熱交換器であり、第１凝縮器により凝縮された第１冷媒は、第２冷却用熱交換器、受液器（レシーバ）、および第１冷却用熱交換器の順に流通するように構成されている。
第２冷却用熱交換器および第１冷却用熱交換器は、吸着式冷凍装置の第２蒸発器にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を熱交換媒体に吸熱させて、この吸熱された熱交換媒体を冷熱源として、熱交換媒体と第１冷媒とを熱交換する冷却用熱交換器となっている。
一方の第２冷却用熱交換器は、第１凝縮器で凝縮された第１冷媒のうち、主に飽和蒸気状態の第１冷媒を熱交換媒体で冷却させて飽和液状態以上の液相冷媒に液化させ、他方の第１冷却用熱交換器は、第２冷却用熱交換器で冷却された第１冷媒、つまり、液相冷媒を熱交換媒体で冷却させて過冷却液状態の第１冷媒に冷却するように構成されている。
【０００４】
第２冷却用熱交換器に流通する熱交換媒体は、第１冷却用熱交換器で第１冷媒と熱交換された後の熱交換媒体が流通するように構成されている。第１冷却用熱交換器と第２冷却用熱交換器の間に設けられた受液器は、第２冷却用熱交換器で冷却された後の第１冷媒の気液を分離させて液相冷媒を貯える容器であり、第１冷却用熱交換器に液相冷媒の第１冷媒を流出させるように構成されている。
【０００５】
以上の構成により、圧縮機で圧縮された高温、高圧の飽和蒸気状態の第１冷媒が、第１凝縮器で凝縮用送風機により大気と熱交換されて凝縮し、第２冷却用熱交換器で低温の熱交換媒体により冷却され、受液器で気液分離されて液相冷媒が貯められる。
そして、受液器から液相冷媒状態の第１冷媒が第１冷却用熱交換器に流入され、再度低温の熱交換媒体により冷却された後、膨張弁に流出するようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２６０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述従来例のものでは、受液器を通すことで、冷媒を液相状態で第１冷却用熱交換器に供給し、冷凍機で得られる冷熱で過冷却するようにしている。
しかしながら、排熱利用の冷凍機で得られる冷熱の最低温度は予め決められており、冷凍機の冷熱で冷媒液を冷却しても、冷媒液の温度を上述の最低温度未満には低下できない。ところが、空調負荷が低いときには、室内側熱交換器（上記従来例の第１蒸発器）で要求される冷熱のエネルギー量は減少する。それに伴い、冷媒液を過冷却するのに必要な冷熱のエネルギー量も減少する。
【０００７】
一方、冷凍機で得られる冷熱量は減少しないままであり、冷媒液が第１冷却用熱交換器に供給されて、冷媒液の温度がその流通初期で最低温度まで冷却されているにもかかわらず、冷凍機からの冷熱が第１冷却用熱交換器に供給され続けることになり、冷凍機で得られた冷熱が冷媒の冷却に寄与されないまま供給されてエンジン排熱の利用効率が低下する欠点があった。
【０００８】
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、空調負荷の変動に伴って凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できるようにすることを目的とするものであり、詳しくは、請求項１に係る発明は、空調負荷の変動に伴う最大過冷却度と許容過冷却度との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、冷凍機で得られる冷熱量の変動をも考慮して排熱の利用効率を一層高めるとともにエンジンの燃料消費量を一層低減できるようにすることを目的とする。
また、請求項３に係る発明は、空調負荷の変動に伴う過冷却の必要な冷却能力とその時点での冷凍機の冷却能力との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減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、空調負荷の変動に伴う最大過冷却度用冷却能力とその時点での冷凍機の冷却能力との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できるようにすることを目的とし、請求項５に係る発明は、エンジンに複数台の圧縮機を連動連結して圧縮機の駆動形態を変更可能な場合において、空調負荷の変動に伴う圧縮機の駆動形態ごとの境界エンジン回転数とその時点でのエンジン回転数との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機（吸収式冷凍機あるいは吸着式冷凍機）と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
予めデータベース化した冷媒循環量と前記冷凍機で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データを記憶した冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリと、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量に基づいて前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリの冷媒循環量−最大過冷却度相関データから最大過冷却度を抽出する最大過冷却度抽出手段と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器の出口での冷媒の温度を測定する冷媒温度センサと、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記冷媒温度センサで測定された冷媒の温度と前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度とに基づいて許容過冷却度を算出する許容過冷却度算出手段と、
前記最大過冷却度抽出手段で抽出された最大過冷却度と前記許容過冷却度算出手段で算出された許容過冷却度とを比較して、許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには過冷却信号を出力し、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段とを備えて構成する。
ここで、エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機としては、吸収式冷凍機や吸着式冷凍機が挙げられる（以下、同じである）。
また、補助熱交換手段としては、冷媒回路に補助熱交換器を設けて、冷凍機の蒸発器と冷水などの熱交換媒体の配管を介して接続し、冷凍機で得られた冷熱を補助熱交換器に供給するように構成するものや、冷媒回路を蒸発器に直接通すように構成するものなどが挙げられる（以下、同じである）。
ここで、冷媒循環量とは、圧縮機が１台の場合には、エンジン回転数×（圧縮機のエンジン１回転当りに相当する冷媒吐出容量）で求められる値のことであり、圧縮機が複数台で冷媒吐出容量が互いに同一の場合には、エンジン回転数×（圧縮機の運転台数）×（圧縮機のエンジン１回転当りに相当する冷媒吐出容量）で求められる値のことであり、圧縮機が複数台で冷媒吐出容量が互いに異なる場合には、エンジン回転数×（運転中の圧縮機のエンジン１回転当りに相当する冷媒吐出容量の合計）で求められる値のことをいう（以下、同じである）。圧縮機のエンジン１回転当りに相当する冷媒吐出容量とは、エンジンと圧縮機との伝動比によって決まる値であり、例えば、ベルト式伝動機構でプーリー比が異なる場合、エンジン回転数×（ベルト式伝動機構のプーリー比＝伝動比）×（圧縮機５の１回転当りの冷媒吐出容量）となる。
【００１０】
（作用・効果）
請求項１に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、冷凍機や補助熱交換手段の性能に応じ、事前の実験により、冷凍機から補助熱交換手段を介して冷媒回路側に付与できる冷熱エネルギー量がわかり、また、冷媒循環量との関係から付与可能な最大過冷却度がわかり、それらを予めデータベース化した冷媒循環量と最大過冷却度との相関データを冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリに記憶させておき、エンジン回転数と圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出し、その冷媒循環量に基づいて対応する最大過冷却度を抽出する。一方、許容過冷却度算出手段により、冷媒回路の室外側熱交換器の出口での冷媒の温度と補助熱交換手段で冷凍機から入力される冷熱の温度とに基づいて許容過冷却度を算出する。これらの最大過冷却度と許容過冷却度とを比較して許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える。
したがって、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、最大過冷却度が小さくなって、許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、最大過冷却度が大きくなって、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減でき、全体として、空調負荷の変動に伴う最大過冷却度と許容過冷却度との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できる。
【００１１】
また、請求項２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１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
冷凍機の凝縮器における凝縮温度と、補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度と、エンジンから前記冷凍機に入力される排熱温度とに基づいて、冷媒循環量と前記冷凍機で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データを予めデータベース化した冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブルと、
前記冷凍機の凝縮器での凝縮温度を測定する凝縮温度センサと、
前記エンジンから前記冷凍機に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサと、
前記凝縮温度センサで測定された凝縮温度と、冷熱温度センサで測定された冷熱温度と、前記排熱温度センサで測定された排熱温度とに基づいて前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブルから冷媒循環量−最大過冷却度相関データを抽出する冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段と、
前記冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段で抽出された冷媒循環量−最大過冷却度相関データを冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリに記憶させるデータに置換するデータ置換手段とを備えて構成する。
【００１２】
（作用・効果）
請求項２に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、冷凍機の凝縮器での凝縮温度と、補助熱交換手段で冷凍機から入力される冷熱の温度と、エンジンから冷凍機に入力される排熱の温度とに基づく、冷媒循環量と最大過冷却度との相関データを求めておき、運転状態での凝縮温度、冷熱温度、排熱温度および冷媒循環量に対応させて最大過冷却度を抽出することができる。
したがって、冷凍機で得られる冷熱量の変動をも考慮して排熱の利用効率を一層高めるとともにエンジンの燃料消費量を一層低減できる。
【００１３】
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、
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度と前記補助熱交換手段の性能による温度差とに基づいて過冷却後に到達可能な冷媒温度を算出する到達可能温度算出手段と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器の出口での冷媒の温度を測定する冷媒温度センサと、
前記冷媒温度センサで測定された温度でのエンタルピーと前記到達可能温度算出手段で算出された到達可能温度でのエンタルピーとの差を算出するエンタルピー差算出手段と、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と前記エンタルピー差算出手段で算出されたエンタルピー差とから過冷却に必要な冷却能力を算出する必要冷却能力算出手段と、
前記冷熱温度センサで測定された冷熱の温度に基づいて、その冷熱温度に対応する前記冷凍機の冷凍機冷却能力を求める冷凍機冷却能力求出手段と、
前記必要冷却能力算出手段で算出された必要冷却能力と前記冷凍機冷却能力算出手段で算出された冷凍機冷却能力とを比較して、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには過冷却信号を出力し、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段とを備えて構成する。
【００１４】
（作用・効果）
請求項３に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、冷媒温度センサで測定された室外側熱交換器の出口での冷媒の温度と、冷熱温度センサで測定された冷熱の温度と補助熱交換手段の性能による温度差とに基づく過冷却後に到達可能な冷媒温度それぞれでのエンタルピー差を算出し、そのエンタルピー差と冷媒循環量とから過冷却に必要な冷却能力を算出する。一方、冷凍機冷却能力求出手段で、補助熱交換手段で冷凍機から入力される冷熱の温度に基づいて冷凍機の冷却能力を求める。これらの必要冷却能力と冷凍機冷却能力とを比較して、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える。
したがって、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減でき、全体として、空調負荷の変動に伴う過冷却に必要な冷却能力とその時点での冷凍機の冷却能力との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できる。
【００１５】
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、
エンジンに連動連結した圧縮機と、
前記圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数と前記圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出する冷媒循環量算出手段と、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と、前記エンジンを定格能力で運転しているときの冷媒循環量とから空調負荷を算出する空調負荷算出手段と、
予めデータベース化した空調負荷ごとの最大過冷却度を得る冷却能力を記憶した空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリと、
前記冷凍機の凝縮器での凝縮温度を測定する凝縮温度センサと、
前記補助熱交換手段で前記冷凍機から入力される冷熱の温度を測定する冷熱温度センサと、
前記エンジンから前記冷凍機に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサと、
前記冷媒循環量算出手段で算出された冷媒循環量と、前記凝縮温度センサで測定された凝縮温度と、冷熱温度センサで測定された冷熱温度と、前記排熱温度センサで測定された排熱温度とに基づいて冷却能力を算出する冷却能力算出手段と、
前記空調負荷算出手段で算出された空調負荷に基づいて前記空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリから最大過冷却度用冷却能力を抽出する最大過冷却度用冷却能力抽出手段と、
前記最大過冷却度用冷却能力抽出手段で抽出された最大過冷却度用冷却能力と前記冷却能力算出手段で算出された冷却能力とを比較して、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには過冷却信号を出力し、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段とを備えて構成する。
【００１６】
（作用・効果）
請求項４に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、空調負荷算出手段により、運転状態での冷媒循環量とエンジンを定格能力で運転しているときの冷媒循環量とから空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリから最大過冷却度用冷却能力を抽出する。一方、冷媒循環量と、冷凍機の凝縮器での凝縮温度と、補助熱交換手段で冷凍機から入力される冷熱の温度と、エンジンから冷凍機に入力される排熱の温度とに基づいて冷凍機の冷却能力を算出する。これらの最大過冷却度用冷却能力と冷却能力とを比較して、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える。
したがって、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減でき、全体として、空調負荷の変動に伴う最大過冷却度用冷却能力とその時点での冷凍機の冷却能力との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
エンジンに連動連結されるとともに個別に駆動および停止可能な複数台の圧縮機と、
前記複数台の圧縮機に冷媒回路を介して接続されて空調を行う室内側熱交換器と、
前記冷媒回路の前記圧縮機と前記室内側熱交換器との間に接続されて冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記エンジンからの排熱によって冷熱を発生させる冷凍機と、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記室内側熱交換器との間に接続されて前記冷凍機で発生する冷熱によって冷媒を冷却する補助熱交換手段と、
を備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路の前記室外側熱交換器と前記補助熱交換手段との間に設けられて前記室外側熱交換器を経た冷媒を冷媒液状態で前記補助熱交換手段に供給するレシーバと、
前記室外側熱交換器を経た冷媒を前記レシーバに供給する過冷却状態と前記補助熱交換手段に直接供給する凝縮状態とに切り替える冷媒流路切替手段と、
前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサと、
前記圧縮機の駆動形態それぞれに対応して予め求めたエンジン回転数と空調負荷との相関データならびに過冷却運転状態と凝縮運転状態との切替判断の境界となるエンジン回転数の値を記憶したエンジン回転数−空調負荷相関データメモリと、
前記圧縮機の駆動形態を判別する圧縮機駆動形態判別手段と、
前記圧縮機駆動形態判別手段で判別された駆動形態に基づいて、前記エンジン回転数−空調負荷相関データメモリから対応する境界エンジン回転数を抽出するエンジン回転数抽出手段と、
前記エンジン回転数抽出手段で抽出された境界エンジン回転数と前記エンジン回転数センサで測定されたエンジン回転数とを比較して、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには過冷却信号を出力し、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには凝縮信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの過冷却信号に応答して前記冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、凝縮信号に応答して前記冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える切替制御手段とを備えて構成する。
【００１８】
（作用・効果）
請求項５に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、エンジンに複数台の圧縮機を連動連結して圧縮機の駆動形態を変更可能な場合に、圧縮機の駆動形態に基づいて、エンジン回転数−空調負荷相関データメモリから境界エンジン回転数を抽出し、この境界エンジン回転数と運転状態のエンジン回転数とを比較して、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える。
したがって、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減でき、全体として、エンジンに複数台の圧縮機を連動連結して圧縮機の駆動形態を変更可能な場合において、空調負荷の変動に伴う圧縮機の駆動形態ごとの境界エンジン回転数とその時点でのエンジン回転数との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、冷凍機や補助熱交換手段の性能に応じ、事前の実験により、冷凍機から補助熱交換手段を介して冷媒回路側に付与できる冷熱エネルギー量がわかり、また、冷媒循環量との関係から付与可能な最大過冷却度がわかり、それらを予めデータベース化した冷媒循環量と最大過冷却度との相関データを冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリに記憶させておき、エンジン回転数と圧縮機の吐出容量とから冷媒循環量を算出し、その冷媒循環量に基づいて対応する最大過冷却度を抽出する。一方、許容過冷却度算出手段により、冷媒回路の室外側熱交換器の出口での冷媒の温度と補助熱交換手段で冷凍機から入力される冷熱の温度とに基づいて許容過冷却度を算出する。これらの最大過冷却度と許容過冷却度とを比較して許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替え、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替える。
したがって、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、最大過冷却度が小さくなって、許容過冷却度が最大過冷却度よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、最大過冷却度が大きくなって、許容過冷却度が最大過冷却度よりも小さいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減でき、全体として、空調負荷の変動に伴う最大過冷却度と許容過冷却度との差に着目して凝縮状態と過冷却状態とに切替え、空調用の冷媒を冷却する上での排熱の利用効率を高めるとともにエンジンの燃料消費量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例１を示す全体概略構成図である。
【図２】実施例１の制御系のブロック図である。
【図３】冷媒循環量と最大過冷却度の相関関係を示すグラフである。
【図４】実施例１の制御系の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例２の制御系の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例３の要部の構成図である。
【図７】実施例３の制御系を示すブロック図である。
【図８】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例４の制御系のブロック図である。
【図９】実施例４の制御系の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例５の制御系のブロック図である。
【図１１】空調負荷と最大過冷却度用冷却能力との相関関係を示すグラフである。
【図１２】実施例５の制御系の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例６の制御系のブロック図である。
【図１４】エンジン回転数と空調負荷との相関関係を示すグラフである。
【図１５】実施例６の制御系の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】冷却能力確認システムの構成図である。
【図１７】冷却能力確認システムの動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例１を示す全体概略構成図であり、エンジンとしてのガスエンジン１の出力軸２に、ベルト式伝動機構３と個別のクラッチ４を介して互いに吐出容量が等しい４台の圧縮機５が連動連結されている。
【００２３】
圧縮機５が冷媒回路６に並列に接続され、その冷媒回路６に室外側熱交換器７と膨張弁８が介装されるとともに、室内側に設けられる室内側熱交換器９が接続され、室外側熱交換器７を凝縮器として作用させて圧縮機５からの冷媒を冷却し、室内側熱交換器９を蒸発器として作用させて蒸発潜熱を利用して冷房を行えるように構成されている。
室内側熱交換器９が熱交換コイル９ａとファン９ｂとから構成され、冷媒回路６の熱交換コイル９ａの上流側に流量調整弁１０が設けられている。
【００２４】
ガスエンジン１には、冷却水ポンプ１１を介装したエンジン冷却水の循環配管１２を介して、冷凍機としての吸着式冷凍機１３が接続され、ガスエンジン１に対するエンジン冷却水から回収したエンジン排熱を作動熱源として、冷熱としての冷水を得るように構成されている。
【００２５】
循環配管１２には、三方弁１４を介してラジエター１５が接続されている。循環配管１２の吸着式冷凍機１３からの出口箇所に冷却水の温度を測定する冷却水温度センサ１６が設けられ、この冷却水温度センサ１６と三方弁１４とが冷却水コントローラ（図示せず）を介して接続され、吸着式冷凍機１３からの冷却水の温度に基づいて三方弁１４の開度を調整し、ラジエター１５に流す冷却水の流量を調整してガスエンジン１に供給する冷却水の温度が一定になるように制御するように構成されている。
【００２６】
冷媒回路６の室外側熱交換器７と膨張弁８との間に補助熱交換手段としての補助熱交換器１７が介装され、この補助熱交換器１７に、冷水ポンプ１８を介装した冷水循環配管１９を介して吸着式冷凍機１３の蒸発器２０が接続され、吸着式冷凍機１３で得られる冷熱により冷媒回路６を流れる冷媒を冷却するように構成されている。補助熱交換手段としては、冷媒回路６の冷媒配管を吸着式冷凍機１３の蒸発器２０内に直接導入するように構成するものでも良い。
【００２７】
冷媒回路６の室外側熱交換器７と補助熱交換器１７との間に電磁操作型の第１の開閉弁２１が設けられ、第１の開閉弁２１の上流側箇所で電磁操作型の第２の開閉弁２２を介装した第１の冷媒配管２３を介してレシーバ２４が接続され、そのレシーバ２４と第１の開閉弁２１の下流側箇所とが逆止弁２５を介装した第２の冷媒配管２６を介して接続されている。
【００２８】
この構成により、過冷却状態と凝縮状態とが得られるようになっている。
すなわち、第１の開閉弁２１を閉じて第２の開閉弁２２を開くことにより、室外側熱交換器７を経た冷媒をレシーバ２４に流し、レシーバ２４から補助熱交換器１７に冷媒液状態で供給する過冷却状態が得られる。逆に、第１の開閉弁２１を開いて第２の開閉弁２２を閉じることにより、室外側熱交換器７を経た冷媒を補助熱交換器１７に直接供給する凝縮状態が得られる。上述の過冷却状態と凝縮状態とに切替えるための、第１および第２の開閉弁２１，２２、第１および第２の冷媒配管２３，２６ならびに逆止弁２５から成る構成をして冷媒流路切替手段と称する。
【００２９】
ガスエンジン１の出力軸２に、ガスエンジン１の回転数を測定するロータリーエンコーダなどのエンジン回転数センサ２７が設けられている。冷媒回路６の室外側熱交換器７の出口箇所に、そこでの冷媒の温度を測定する冷媒温度センサ２８が設けられ、補助熱交換器１７への冷水の入口箇所に、吸着式冷凍機１３から補助熱交換器１７に供給される冷水（補助熱交換器１７に入力される冷熱）の温度を測定する冷熱温度センサ２９が設けられている。補助熱交換手段を、冷媒回路６の冷媒配管を吸着式冷凍機１３の蒸発器２０内に直接導入するように構成する場合の冷熱温度センサ２９としては、補助熱交換器１７に入力される冷熱として蒸発器２０内の温度を測定するようにすれば良い。
【００３０】
また、図２の実施例１の制御系のブロック図に示すように、クラッチ４がクラッチ制御部４Ｃからの動作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）によって制御するように構成され、そのクラッチ制御部４Ｃに台数判別手段３０が接続され、動作信号（ＯＮ信号）に基づいて入り状態のクラッチ４の数を判別し、駆動状態の圧縮機５の台数を判別するように構成されている。
エンジン回転数センサ２７、冷媒温度センサ２８（わかりやすくするために図２では室外熱交出口冷媒温度センサと表示している）、冷熱温度センサ２９（わかりやすくするために図２では補助熱交入口冷熱温度センサと表示している）および台数判別手段３０がコントローラ３１に接続され、そのコントローラ３１に第１および第２の開閉弁２１，２２が接続されている。
【００３１】
コントローラ３１には、冷媒循環量算出手段３２、冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ３３、最大過冷却度抽出手段３４、許容過冷却度算出手段３５、比較手段３６および切替制御手段３７が備えられている。
冷媒循環量算出手段３２は、エンジン回転数センサ２７で測定されたエンジン回転数と台数判別手段３０によって判別された駆動状態の圧縮機５の運転台数に基づく圧縮機５の吐出容量とから冷媒循環量を算出するようになっている。すなわち、冷媒循環量を、エンジン回転数×（ベルト式伝動機構３のプーリー比）×（圧縮機５の運転台数）×（圧縮機５の１回転当りの冷媒吐出容量）として算出するようになっている。この冷媒循環量を算出する場合において、圧縮機５の吸い込み温度と吸い込み圧力とから求めた冷媒密度を加味してより精確な冷媒循環量を算出するようにしても良い。以下、同様である。
【００３２】
冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ３３では、図３の冷媒循環量と最大過冷却度の相関関係のグラフに示すように、予めデータベース化した冷媒循環量と吸着式冷凍機１３で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データＤが記憶されている。
最大過冷却度抽出手段３４では、冷媒循環量算出手段３２で算出された冷媒循環量に基づいて冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ３３の冷媒循環量−最大過冷却度相関データＤから最大過冷却度ΔＴｓを抽出するようになっている。
許容過冷却度算出手段３５では、冷媒温度センサ２８で測定された冷媒の温度Ｔ１と冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度Ｔ２とに基づいて、下記式により許容過冷却度ΔＴｋを算出するようになっている。
ΔＴｋ＝Ｔ１−（Ｔ２＋α）
ここで、αは、補助熱交換器１７の熱交換効率面での温度差である。
【００３３】
比較手段３６では、最大過冷却度抽出手段３４で抽出された最大過冷却度ΔＴｓと許容過冷却度算出手段３５で算出された許容過冷却度ΔＴｋとを比較して、許容過冷却度ΔＴｋが最大過冷却度ΔＴｓよりも大きいときには過冷却信号を出力し、許容過冷却度ΔＴｋが最大過冷却度ΔＴｓよりも小さいときには凝縮信号を出力するようになっている。
切替制御手段３７では、比較手段３６からの過冷却信号に応答して冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を閉じて第２の開閉弁２２を開くことにより、室外側熱交換器７を経た冷媒をレシーバ２４に流し、レシーバ２４から補助熱交換器１７に冷媒液状態で供給する過冷却状態に切り替え、過冷却運転にする。
また、凝縮信号に応答して冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を開いて第２の開閉弁２２を閉じることにより、室外側熱交換器７を経た冷媒を補助熱交換器１７に直接供給する凝縮状態に切り替え、凝縮運転にする。
【００３４】
次に、上記制御系の動作につき、図４の実施例１の制御系の動作のフローチャートを用いて説明する。
先ず、エンジン回転数センサ２７で測定されるエンジン回転数、台数判別手段３０で判別される圧縮機５の運転台数、冷媒温度センサ２８で測定される室外側熱交換器７出口の冷媒温度、および、冷熱温度センサ２９で測定される補助熱交換器１７入口の冷熱温度（冷水温度）それぞれを読み込む（Ｓ１）。図面では、室外側熱交換器を室外熱交、補助熱交換器を補助熱交とそれぞれ略称表記している。以下、同様である。
【００３５】
上記エンジン回転数と圧縮機５の運転台数とに基づいて、冷媒循環量算出手段３２により冷媒循環量を算出し（Ｓ２）、算出された冷媒循環量に基づいて、最大過冷却度抽出手段３４により、冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ３３の冷媒循環量−最大過冷却度相関データＤから最大過冷却度ΔＴｓを抽出するとともに（Ｓ３）、冷媒温度センサ２８で測定された冷媒の温度Ｔ１と冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度Ｔ２とに基づいて、許容過冷却度算出手段３５により許容過冷却度ΔＴｋを算出する（Ｓ４）。
【００３６】
次いで、比較手段３６により、最大過冷却度ΔＴｓと許容過冷却度ΔＴｋとを比較して（Ｓ５）、許容過冷却度ΔＴｋが最大過冷却度ΔＴｓよりも大きいと判断したときには過冷却運転にする（Ｓ６）。一方、許容過冷却度ΔＴｋが最大過冷却度ΔＴｓよりも小さいと判断したときには凝縮運転にする（Ｓ７）。ステップS６およびステップS７を経た後は、いずれの場合にもステップS１に戻る。
【実施例２】
【００３７】
図５は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例２の制御系の要部の構成を示すブロック図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、吸着式冷凍機１３の凝縮器（図示せず）に設けられて凝縮温度を測定する凝縮温度センサ４１（図１参照）、循環配管１２の吸着式冷凍機１３への入口箇所に設けられてガスエンジン１から吸着式冷凍機１３に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサ４２、および、冷熱温度センサ２９がコントローラ３１に接続されている。
コントローラ３１には、冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブル４３、冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段４４およびデータ置換手段４５が備えられている。
【００３８】
冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブル４３には、吸着式冷凍機１３の凝縮器における凝縮温度と、補助熱交換器１７で吸着式冷凍機１３から入力される冷熱の温度と、ガスエンジン１から吸着式冷凍機１３に入力される排熱温度とに基づいて、冷媒循環量と吸着式冷凍機１３で得られる冷熱によって付与可能な最大過冷却度との相関データＤ，Ｄ１，Ｄ２（図３参照）が実験によって予めデータベース化され、それらのテーブルが格納されている。
冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段４４では、凝縮温度センサ４１から入力される凝縮温度と、冷熱温度センサ２９から入力される冷熱温度と、排熱温度センサ４２から入力される排熱温度とに基づいて、冷媒循環量−最大過冷却度相関データテーブル４３から対応する冷媒循環量−最大過冷却度相関データを抽出するようになっている。
データ置換手段４５では、冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段４４で抽出された冷媒循環量−最大過冷却度相関データを冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ３３に記憶させるデータに置換するようになっている。他の構成は実施例１と同じであり、説明は省略する。
【００３９】
この実施例２の構成によれば、吸収冷凍機１３で得られる冷熱量の変動をも考慮して排熱の利用効率を一層高めるとともにエンジンの燃料消費量を一層低減できる利点を有している。
【実施例３】
【００４０】
図６は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例３の要部の構成図、図７は実施例３の制御系を示すブロック図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、ガスエンジン１の出力軸２に、ベルト式伝動機構３と第１のクラッチ４ａを介して大容量の第１の圧縮機５ａが連動連結されるとともに第２のクラッチ４ｂを介して小容量の第２の圧縮機５ｂが連動連結されている。
第１および第２のクラッチ４ａ，４ｂがクラッチ制御部４Ｃからの動作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）によって制御するように構成され、そのクラッチ制御部４Ｃが吐出容量算出手段５１に接続され、その吐出容量算出手段５１が冷媒循環量算出手段３２に接続されている。
【００４１】
吐出容量算出手段５１では、クラッチ制御部４Ｃでの動作信号（ＯＮ信号）に基づいて第１および第２のクラッチ４ａ，４ｂそれぞれの入り状態を判別することによりガスエンジン１の１回転当りに相当する吐出容量を算出するようになっている。例えば、第１のクラッチ４ａのみが入り状態のときには、第１の圧縮機５ａのエンジン１回転当りに相当する吐出容量（ベルト式伝動機構３のプーリー比×第１の圧縮機５ａの１回転当りの吐出容量）となり、第２のクラッチ４ｂのみが入り状態のときには、第２の圧縮機５ｂのエンジン１回転当りに相当する吐出容量（ベルト式伝動機構３のプーリー比×第２の圧縮機５ｂの１回転当りの吐出容量）となり、第１および第２のクラッチ４ａ，４ｂが入り状態のときには、第１の圧縮機５ａのエンジン１回転当りに相当する吐出容量と第２の圧縮機５ｂのエンジン１回転当りに相当する吐出容量を合計したものが吐出容量となる。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付し、その説明は省略する。
【実施例４】
【００４２】
図８は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例４の制御系を示すブロック図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、圧縮機５の吐出側圧力を測定する圧力センサ５０が設けられ、この圧力センサ５０がコントローラ５１に接続されている。
コントローラ５１には、冷媒循環量算出手段５２、到達可能温度算出手段５３、冷媒温度−圧力−エンタルピー相関データメモリ５４、第１および第２のエンタルピー抽出手段５４ａ，５４ｂ、エンタルピー差算出手段５４ｃ、必要冷却能力算出手段５５、冷凍機冷却能力求出手段５６、冷凍機性能データメモリ５７、比較手段５８および切替制御手段５９が備えられている。
【００４３】
冷媒循環量算出手段５２では、実施例１と同様に、エンジン回転数センサ２７で測定されたエンジン回転数と台数判別手段３０で求めたエンジン１回転当りに相当する圧縮機５の合計吐出容量とから冷媒循環量を算出するようになっている。
到達可能温度算出手段５３では、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度Ｔ２と補助熱交換器１７の性能（熱交換効率）による温度差αとに基づいて過冷却後に到達可能な冷媒温度Ｔ３（＝Ｔ２＋α）を算出するようになっている。
冷媒温度−圧力−エンタルピー相関データメモリ５４では、予めモリエル線図に基づいて求められた、冷媒温度と圧縮機５の吐出側圧力とエンタルピーとの相関データが記憶されている。室外側熱交換器７の出口での冷媒温度が高いようなとき、完全液状態でない場合がある。このようなときには、圧縮機５の吐出側圧力における飽和液温と実際の冷媒温度を比較し、飽和液温よりも実際の冷媒温度が低い場合には、その冷媒温度でのエンタルピーを用い、飽和液温よりも実際の冷媒温度が高い場合には、飽和液温でのエンタルピーを用いるようにデータ化されている。
第１のエンタルピー抽出手段５４ａでは、冷媒温度センサ２８で測定された冷媒温度と圧力センサ５０で測定された圧縮機５の吐出側圧力とに基づき、それに対応するエンタルピーを冷媒温度−圧力−エンタルピー相関データメモリ５４から抽出するようになっている。
第２のエンタルピー抽出手段５４ｂでは、到達可能温度算出手段５３で算出された過冷却後に到達可能な冷媒温度と圧力センサ５０で測定された圧縮機５の吐出側圧力とに基づき、それに対応するエンタルピーを冷媒温度−圧力−エンタルピー相関データメモリ５４から抽出するようになっている。
エンタルピー差算出手段５４ｃでは、第１のエンタルピー抽出手段５４ａで抽出されたエンタルピーと第２のエンタルピー抽出手段５４ｂで抽出されたエンタルピーとの差を算出するようになっている。
【００４４】
必要冷却能力算出手段５５では、冷媒循環量算出手段５２で算出された冷媒循環量とエンタルピー差算出手段５４ｃで算出されたエンタルピー差とから過冷却に必要な冷却能力を算出するようになっている。
冷凍機冷却能力求出手段５６では、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度に基づいて、吸着式冷凍機１３の冷凍機冷却能力を冷凍機性能データメモリ５７から求めるようになっている。すなわち、冷凍機性能データメモリ５７には、冷水ポンプ１８の吐出容量や補助熱交換器１７の熱交換効率が予め記憶されており、冷熱温度に基づいて、補助熱交換器１７を介して冷媒回路６を流れる冷媒に付与する冷熱量を冷凍機冷却能力求出手段５６で求めるようになっている。
【００４５】
比較手段５８では、必要冷却能力算出手段５５で算出された必要冷却能力と冷凍機冷却能力算出手段５６で算出された冷凍機冷却能力とを比較して、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには過冷却信号を出力し、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには凝縮信号を出力するようになっている。
切替制御手段５９では、比較手段５８からの過冷却信号に応答して冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を閉じて第２の開閉弁２２を開くことにより、室外側熱交換器７を経た冷媒をレシーバ２４に流し、レシーバ２４から補助熱交換器１７に冷媒液状態で供給する過冷却状態に切り替え、過冷却運転にする。
また、凝縮信号に応答して冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を開いて第２の開閉弁２２を閉じることにより、室外側熱交換器７を経た冷媒を補助熱交換器１７に直接供給する凝縮状態に切り替え、凝縮運転にする。
【００４６】
次に、上記制御系の動作につき、図９の実施例４の制御系の動作のフローチャートを用いて説明する。
先ず、エンジン回転数センサ２７で測定されるエンジン回転数、台数判別手段３０で判別される圧縮機５の運転台数、冷媒温度センサ２８で測定される室外側熱交換器７出口の冷媒温度、冷熱温度センサ２９で測定される補助熱交換器１７入口の冷熱温度（冷水温度）、および、圧力センサ５０で測定される圧縮機５の吐出側圧力それぞれを読み込む（Ｕ１）。
【００４７】
上記エンジン回転数と圧縮機５の運転台数とに基づいて、冷媒循環量算出手段５２により冷媒循環量ｑを算出する（Ｕ２）。また、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度Ｔ２と補助熱交換器１７の性能（熱交換効率）による温度差αとに基づいて過冷却後に到達可能な冷媒温度Ｔ３（＝Ｔ２＋α）を算出する（Ｕ３）。
【００４８】
次いで、冷媒温度センサ２８で測定された室外側熱交換器７の出口の冷媒温度Ｔ１でのエンタルピーｈ１を第１のエンタルピー抽出手段５４ａで抽出するとともに、到達可能温度算出手段５３で算出された到達可能冷媒温度Ｔ３でのエンタルピーｈ２を第２のエンタルピー抽出手段５４ｂで抽出する（U４）。その後、第１およびた２のエンタルピー抽出手段５４ａ，５４ｂで抽出されたエンタルピーの差Δｈ（＝ｈ１−ｈ２）を算出し（U５）、その算出されたエンタルピー差Δｈと冷媒循環量算出手段５２で算出された冷媒循環量ｑとから、必要冷却能力算出手段５５により、過冷却に必要な冷却能力Q１（＝ｑ×Δｈ）を算出する（U６）。
また、冷凍機冷却能力求出手段５６により、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱の温度に基づいて、吸着式冷凍機１３の冷凍機冷却能力Q２を冷凍機性能データメモリ５７から求出する（U７）。
【００４９】
しかる後、比較手段５８により、必要冷却能力Q１と冷凍機冷却能力Q２に入力効率ηを乗じた値とを比較して（U８）、必要冷却能力Q１が冷凍機冷却能力（Q２×η）よりも大きいと判断したときには過冷却運転にする（U９）。一方、必要冷却能力Q１が冷凍機冷却能力Q２（Q２×η）よりも小さいと判断したときには凝縮運転にする（U１０）。ステップU９およびステップU１０を経た後は、いずれの場合にもステップU１に戻る。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付し、その説明は省略する。
【００５０】
この実施例４の構成によれば、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、必要冷却能力が冷凍機冷却能力よりも小さいときには凝縮状態で運転し、吸着式冷凍機１３で得られる冷熱を冷媒回路６の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機５にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減できる。
【実施例５】
【００５１】
図１０は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例５の制御系を示すブロック図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、吸着式冷凍機１３の凝縮器（図示せず）での凝縮温度を測定する凝縮温度センサ４１（図１参照）と、ガスエンジン１から吸着式冷凍機１３に入力される排熱の温度を測定する排熱温度センサ４２（図１参照）とがコントローラ６１に入力され、コントローラ６１に、冷媒循環量算出手段６２、空調負荷算出手段６３、空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリ６４、最大過冷却度用冷却能力抽出手段６５、冷却能力算出手段６６、比較手段６７および切替制御手段６８が備えられている。
【００５２】
冷媒循環量算出手段６２では、実施例１と同様に、エンジン回転数センサ２７で測定されたエンジン回転数と台数判別手段３０で求めたエンジン１回転当りに相当する圧縮機５の合計吐出容量とから冷媒循環量を算出するようになっている。
空調負荷算出手段６３では、冷媒循環量算出手段６２で算出された冷媒循環量と、ガスエンジン１を定格能力で運転しているときの冷媒循環量とから空調負荷を算出するようになっている。
【００５３】
空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリ６４では、図１１の空調負荷−最大過冷却度用冷却能力との相関関係のグラフに示すように、予めデータベース化した空調負荷ごとの最大過冷却度を得る冷却能力（線L）が記憶されている。
最大過冷却度用冷却能力抽出手段６５では、空調負荷算出手段６３で算出された空調負荷に基づいて空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリ６４から最大過冷却度用冷却能力を抽出するようになっている。
冷却能力算出手段６６では、冷媒循環量算出手段６２で算出された冷媒循環量と、凝縮温度センサ４１で測定された凝縮温度と、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱温度と、排熱温度センサ４２で測定された排熱温度とに基づいて冷却能力を算出するようになっている。
【００５４】
比較手段６７では、最大過冷却度用冷却能力抽出手段６５で抽出された最大過冷却度用冷却能力と冷却能力算出手段６６で算出された冷却能力とを比較して、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには過冷却信号を出力し、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには凝縮信号を出力するようになっている。
切替制御手段６８では、比較手段６７からの過冷却信号に応答して冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を閉じて第２の開閉弁２２を開くことにより、室外側熱交換器７を経た冷媒をレシーバ２４に流し、レシーバ２４から補助熱交換器１７に冷媒液状態で供給する過冷却状態に切り替え、過冷却運転にする。
また、凝縮信号に応答して冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を開いて第２の開閉弁２２を閉じることにより、室外側熱交換器７を経た冷媒を補助熱交換器１７に直接供給する凝縮状態に切り替え、凝縮運転にする。
【００５５】
次に、上記制御系の動作につき、図１２の実施例５の制御系の動作のフローチャートを用いて説明する。
先ず、エンジン回転数センサ２７で測定されるエンジン回転数、台数判別手段３０で判別される圧縮機５の運転台数、冷熱温度センサ２９で測定される補助熱交換器１７入口の冷熱温度（冷水温度）、凝縮温度センサ４１で測定される凝縮温度、および、排熱温度センサ４２で測定される排熱温度それぞれを読み込む（V１）。
【００５６】
上記エンジン回転数と圧縮機５の運転台数とに基づいて、冷媒循環量算出手段６２により冷媒循環量を算出し、（V２）。その算出された冷媒循環量に基づいて、空調負荷算出手段６３により、ガスエンジン１を定格能力で運転しているときの冷媒循環量とから空調負荷を算出する（V３）。
冷媒循環量算出手段６２で算出された冷媒循環量と、凝縮温度センサ４１で測定された凝縮温度と、冷熱温度センサ２９で測定された冷熱温度と、排熱温度センサ４２で測定された排熱温度とに基づいて、冷却能力算出手段６６により冷却能力B（図１１参照）を算出する（V４）。
また、空調負荷算出手段６３で算出された空調負荷A（図１１参照）に基づいて、最大過冷却度用冷却能力抽出手段６５により、空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリ６４から最大過冷却度用冷却能力C（図１１参照）を抽出する（V５）。
【００５７】
しかる後、比較手段５８により、冷却能力Bと最大過冷却度用冷却能力Cとを比較して（V６）、冷却能力Bが最大過冷却度用冷却能力Cよりも小さいと判断したときには過冷却運転にする（V７）。一方、冷却能力Bが最大過冷却度用冷却能力Cよりも大きいと判断したときには凝縮運転にする（V８）。ステップV７およびステップV８を経た後は、いずれの場合にもステップV１に戻る。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付し、その説明は省略する。
【００５８】
上記実施例５の構成によれば、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも大きいときには過冷却状態で運転し、吸着式冷凍機１７で得られる冷熱で冷媒回路６の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、冷却能力が最大過冷却度用冷却能力よりも小さいときには凝縮状態で運転し、吸着式冷凍機１７で得られる冷熱を冷媒回路６の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機５にかかる負荷を低減してガスエンジン１の燃料消費量を低減できる。
上述実施例１ないし５では、圧縮機（５、５ａ、５ｂ）が複数台の場合で説明したが、本願の請求項１ないし４に係る発明としては、圧縮機が１台の場合にも適用できる。
【実施例６】
【００５９】
図１３は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例６の制御系を示すブロック図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、互いに等しい容量の圧縮機５を３台設け、３個のクラッチ４がクラッチ制御部４Ｃからの動作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）によって制御するように構成され、そのクラッチ制御部４Ｃに圧縮機駆動形態判別手段としての台数判別手段７０が接続され、動作信号（ＯＮ信号）に基づいて入り状態のクラッチ４の数を判別し、駆動状態の圧縮機５の台数を判別するように構成されている。
エンジン回転数センサ２７と台数判別手段７０がコントローラ７１に接続され、そのコントローラ７１に第１および第２の開閉弁２１，２２が接続されている。
【００６０】
コントローラ７１には、エンジン回転数−空調負荷相関データメモリ７２、エンジン回転数抽出手段７３、比較手段７４および切替制御手段７５が備えられている。
エンジン回転数−空調負荷相関データメモリ７２には、図１４のエンジン回転数と空調負荷との相関関係のグラフに示すように、圧縮機の駆動形態としての運転台数それぞれに対応して予め求めたエンジン回転数と空調負荷との相関データＺ１，Ｚ２，Ｚ３ならびに過冷却運転状態と凝縮運転状態との切替判断の境界Ｋとなるエンジン回転数の値（境界エンジン回転数）Ｅｋが記憶されている。
エンジン回転数抽出手段７３では、台数判別手段７０で判別された圧縮機の運転台数に基づいて、対応する境界エンジン回転数をエンジン回転数−空調負荷相関データメモリ７２から抽出するようになっている。
【００６１】
比較手段７４では、エンジン回転数抽出手段７３で抽出された境界エンジン回転数とエンジン回転数センサ２７で測定されたエンジン回転数とを比較して、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには過冷却信号を出力し、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには凝縮信号を出力するようになっている。
切替制御手段７５では、比較手段７４からの過冷却信号に応答して冷媒流路切替手段を過冷却状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を閉じて第２の開閉弁２２を開くことにより、室外側熱交換器７を経た冷媒をレシーバ２４に流し、レシーバ２４から補助熱交換器１７に冷媒液状態で供給する過冷却状態に切り替え、過冷却運転にする。
また、凝縮信号に応答して冷媒流路切替手段を凝縮状態に切替えるようになっている。すなわち、第１の開閉弁２１を開いて第２の開閉弁２２を閉じることにより、室外側熱交換器７を経た冷媒を補助熱交換器１７に直接供給する凝縮状態に切り替え、凝縮運転にする。
【００６２】
次に、上記制御系の動作につき、図１５の実施例６の制御系の動作のフローチャートを用いて説明する。
先ず、エンジン回転数センサ２７で測定されるエンジン回転数Ｅ、および、台数判別手段７０で判別される圧縮機５の運転台数それぞれを読み込む（Ｗ１）。
次いで、上記圧縮機５の運転台数に基づいて、対応する境界エンジン回転数Ｅｋをエンジン回転数−空調負荷相関データメモリ７２から抽出する（Ｗ２）。
【００６３】
しかる後、比較手段７４により、抽出された境界エンジン回転数Ｅｋとエンジン回転数センサ２７で測定されるエンジン回転数Ｅとを比較し（Ｗ３）、エンジン回転数Ｅが境界エンジン回転数Ｅｋよりも大きいと判断したときには過冷却運転にする（Ｗ４）。一方、エンジン回転数Ｅが境界エンジン回転数Ｅｋよりも小さいと判断したときには凝縮運転にする（Ｗ５）。ステップＷ４およびステップＷ５を経た後は、いずれの場合にもステップＷ１に戻る。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付し、その説明は省略する。
【００６４】
実施例６の構成によれば、空調負荷が高くて冷媒循環量が多いとき、すなわち、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも大きいときには過冷却状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱で冷媒回路の冷媒を十分冷却できる。一方、空調負荷が低くて冷媒循環量が少ないとき、すなわち、エンジン回転数が境界エンジン回転数よりも小さいときには凝縮状態で運転し、冷凍機で得られる冷熱を冷媒回路の冷媒の凝縮にまで利用するとともに、その凝縮に伴う減圧で圧縮機にかかる負荷を低減してエンジンの燃料消費量を低減できる。
【００６５】
上記実施例６において、前述実施例３のように吐出容量が異なる第１および第２の圧縮機５ａ，５ｂを用いる場合、第１の圧縮機５ａのみを駆動する形態、第２の圧縮機５ｂのみを駆動する形態、および、第１および第２の圧縮機５ａ，５ｂを駆動する形態それぞれの圧縮機駆動形態をクラッチ制御部４Ｃでの動作信号に基づいて判別し、その判別した圧縮機駆動形態それぞれに対応して予め求めたエンジン回転数と空調負荷との相関データＺ１，Ｚ２，Ｚ３ならびに過冷却運転状態と凝縮運転状態との切替判断の境界Ｋとなるエンジン回転数の値（境界エンジン回転数）Ｅｋを、エンジン回転数−空調負荷相関データメモリ７２に記憶させるようにすれば良い。
【００６６】
図１６は、上述実施例の凝縮運転状態と過冷却運転状態とへの切替構成を利用した冷却能力確認システムの構成図であり、補助熱交換器１７の入口での冷水温度を測定する冷熱センサ（補助熱交入口冷熱温度センサ）２９とタイマ８１と、補助熱交換器１７の出口での冷水温度を測定する冷熱センサ（補助熱交出口冷熱温度センサ）８２とがコントローラ８３に接続されている。タイマ８１としては、１時間、１週間、一ヶ月など適宜所定の期間ごとに起動信号を出力するように設定される。
【００６７】
コントローラ８３には、凝縮運転判別手段８４、開閉弁切替手段８５、冷却能力算出手段８６、変動冷却能力算出手段８７および比較手段８８が備えられている。このコントローラ８３に、第１および第２の開閉弁２１，２２、および警報装置８９が接続されている。警報装置８９が、ランプ９０とブザー９１とから構成されている。
【００６８】
凝縮運転判別手段８４では、タイマ８１により起動信号が入力されるに伴い、第１および第２の開閉弁２１，２２の開閉状態に基づいて凝縮運転状態か過冷却運転状態かを判別し、過冷却運転状態のときには切替信号を出力するようになっている。
開閉弁切替手段８５では、凝縮運転判別手段８４からの切替信号に応答して、第１の開閉弁２１を開くとともに第２の開閉弁２２を閉じるように、すなわち、過冷却運転状態から凝縮運転状態に切替えるようになっている。
【００６９】
冷却能力算出手段８６では、タイマ８１により起動信号が入力されるに伴い、補助熱交入口冷熱温度センサ２９で測定される補助熱交換器１７の入口での冷水温度ＴＩと補助熱交出口冷熱温度センサ８２で測定される補助熱交換器１７の出口での冷水温度ＴＯとの温度差を冷却能力ＱＲ（＝ＴＯ−ＴＩ）として算出するようになっている。
変動冷却能力算出手段８７では、予め定常運転状態での補助熱交換器１７の入口・出口の冷水温度差を冷却性能特性値ＱＢとして入力され、その冷却性能特性値ＱＢと冷却能力算出手段８６で算出された冷却能力との差を変動能力ΔＱ（＝ＱＢ−ＱＲ）として算出するようになっている。
【００７０】
比較手段８８では、変動冷却能力算出手段８７で算出された変動能力ΔＱと第１および第２の定数ｋ１、ｋ２（ただし、ｋ１＜ｋ２）と比較し、変動能力ΔＱがｋ１とｋ２との間のときには点灯信号を出力してランプ９０を点滅し、機器の微調整を促し、一方、変動能力ΔＱがｋ２よりも大きいときには、警報信号を出力してブザーを鳴らし、性能が劣化していて機器の交換・修理などを促すようになっている。第１の定数ｋ１としては、適正運転範囲の最大値が設定され、第２の定数ｋ２としては、微調整によって対応可能な運転範囲の最大値が設定される。
【００７１】
次に、上記冷却能力確認システムの動作につき、図１７のフローチャートを用いて説明する。
タイマ８１により起動信号が出力されたこと、すなわち、確認時期かどうかを判断し（Ｙ１）、確認時期になると凝縮運転判別手段８４により凝縮運転かどうかを判断する（Ｙ２）。凝縮運転でないときには、凝縮運転に変更して（Ｙ３）からステップＹ４に移行し、補助熱交換器１７の入口・出口の冷水温度ＴＩ，ＴＯを読み込む。
次いで、冷却能力算出手段８６により冷却能力ＱＲ（＝ＴＯ−ＴＩ）を算出して（Ｙ５）から、変動冷却能力算出手段８７で変動能力ΔＱ（＝ＱＢ−ＱＲ）を算出する（Ｙ６）。
【００７２】
しかる後、変動能力ΔＱが第１の定数ｋ１より大きいかどうかを判断し（Ｙ７）、変動能力ΔＱが第１の定数ｋ１より小さければ、ステップＹ８に移行してタイマ８１をリセットしてからステップＹ１に戻る。一方、変動能力ΔＱが第１の定数ｋ１より大きいときには変動能力ΔＱが第２の定数ｋ２より大きいかどうかを判断する（Ｙ９）。
ここで、変動能力ΔＱが第２の定数ｋ２より小さければ、ランプ９０を点滅して機器の微調整を促した（Ｙ１０）後、ステップＹ８に移行してタイマ８１をリセットしてからステップＹ１に戻る。一方、変動能力ΔＱが第２の定数ｋ２より大きいときには、ブザーを鳴らして、性能が劣化してることを報知し、機器の交換・修理などを促す（Ｙ１１）。
【００７３】
上述実施例のガスエンジン１としては、汎用のガスエンジンを用いることができ、また、ガスエンジン１に代えて、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。
また、本発明としては、吸着式冷凍機１３に代えて吸収式冷凍機を用いることもでき、それらをして冷凍機と総称する。
【符号の説明】
【００７４】
１…ガスエンジン（エンジン）
５…圧縮機
５ａ…第１の圧縮機
５ｂ…第２の圧縮機
６…冷媒回路
７…室外側熱交換器
９…室内側熱交換器
１３…吸着式冷凍機（冷凍機）
１７…補助熱交換器（補助熱交換手段）
２１…第１の開閉弁（冷媒流路切替手段）
２２…第２の開閉弁（冷媒流路切替手段）
２３…第１の冷媒配管（冷媒流路切替手段）
２４…レシーバ
２５…逆止弁（冷媒流路切替手段）
２６…第２の冷媒配管（冷媒流路切替手段）
２７…エンジン回転数センサ
２８…冷媒温度センサ
２９…冷熱温度センサ
３２…冷媒循環量算出手段
３３…冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ
３４…最大過冷却度抽出手段
３５…許容過冷却度算出手段
３６…比較手段
３７…切替制御手段
４１…凝縮温度センサ
４２…排熱温度センサ
４３…冷媒循環量−最大過冷却度相関データメモリ
４４…冷媒循環量−最大過冷却度相関データ抽出手段
４５…データ置換手段
５２…冷媒循環量算出手段
５５…必要冷却能力算出手段
５６…冷凍機冷却能力求出手段
５８…比較手段
５９…切替制御手段
６２…冷媒循環量算出手段
６３…空調負荷算出手段
６４…空調負荷−最大過冷却度用冷却能力相関データメモリ
６５…最大過冷却度用冷却能力抽出手段
６６…冷却能力算出手段
６７…比較手段
６８…切替制御手段
７０…台数制御センサ
７２…エンジン回転数−空調負荷相関データメモリ
７３…エンジン回転数抽出手段
７４…比較手段
７５…切替制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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