(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機とを備え、
前記発電機で発電された電力で駆動されるモータと、前記モータにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機とを備え、
前記エンジン駆動圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器を有して構成されるエンジン駆動ヒートポンプと、
前記モータ駆動圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁及び前記第２熱交換器を有して構成されるモータ駆動ヒートポンプとを備え、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合の要求熱負荷を取得する熱負荷取得手段と、
前記エンジンの回転速度と出力とを制御するエンジン制御手段とを備え、
前記エンジン制御手段に対して、
前記エンジン駆動ヒートポンプのみを運転して、前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷に対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度及びエンジン出力である基準出力に対して、エンジンを前記基準回転速度より低い低回転速度且つ前記基準出力より高い高出力で運転する低回転高出力運転制御手段を備え、
前記低回転高出力運転制御手段により低回転高出力運転を実行する低回転高出力運転状態で、当該低回転速度で前記エンジンにより前記エンジン駆動圧縮機を駆動するとともに、前記エンジンにより駆動される前記発電機から発生される電力で前記モータ駆動圧縮機を駆動し、前記要求熱負荷に対処するハイブリッド運転制御を実行するハイブリッド熱供給装置。
【請求項２】
前記低回転高出力運転制御手段が、前記高出力を、前記エンジンを前記低回転速度で運転する場合に、前記エンジン駆動圧縮機に供給する出力と、前記発電機を介して前記モータ駆動圧縮機に供給する出力及び、システムに備えられる補助機器の運転に必要な出力の和として決定する請求項１記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項３】
前記低回転高出力運転制御手段が、前記高出力を、前記エンジンが前記低回転速度で運転される場合に、エンジン効率が最大となる状態で得られる出力とする請求項１記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項４】
前記エンジン効率が最大となる状態で得られる出力が、前記エンジン駆動ヒートポンプ、前記モータ駆動ヒートポンプ及びシステムに備えられる補助機器で消費されるとともに、前記発電機で発生される電力の余剰分がシステム外部に出力される請求項３記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項５】
前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷から対応する前記基準回転速度を導出する基準回転速度導出手段を備えるとともに、
前記エンジン駆動ヒートポンプ及び前記モータ駆動ヒートポンプを運転して、前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷に対処する運転状態で、
前記エンジン駆動ヒートポンプを駆動する駆動力と、前記モータ駆動ヒートポンプを駆動するための電力と補助機器を駆動するための電力とを前記発電機で発生する駆動力とが合算された合算駆動力を発生することができる最低の回転速度を、前記低回転速度として求める好適回転速度導出手段を備えた請求項１から４の何れか一項記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項６】
前記発電機で発電した電力を前記モータに供給する給電回路を備え、
前記エンジン駆動ヒートポンプの作動状態で、前記発電機で発電された電力が前記給電回路を経て前記モータに供給される請求項１〜５の何れか一項記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項７】
前記第１熱交換器が冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器であり、
前記第２熱交換器が冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器であり、
前記室内空気から吸熱して前記室外空気に放熱する冷房運転と、前記室外空気から吸熱して前記室内空気へ放熱する暖房運転とを択一的に実行可能な空調装置として構成される請求項１〜６の何れか一項記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項８】
複数の前記室内熱交換器と前記室内熱交換器の数より少ない数の前記室外熱交換器とを備え、前記熱負荷取得手段が、前記複数の室内熱交換器の内、運転状態とされる前記室内熱交換器の数の増減や要求温度に伴って要求熱負荷が増減する形態で前記要求熱負荷を取得する請求項７記載のハイブリッド熱供給装置。
【請求項９】
エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機とを備え、
前記発電機で発電された電力で駆動されるモータと、前記モータにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機とを備え、
前記エンジン駆動圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器を有して構成されるエンジン駆動ヒートポンプと、
前記モータ駆動圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁及び前記第２熱交換器を有して構成されるモータ駆動ヒートポンプとを備え、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合のハイブリッド熱供給装置における熱供給方法であって、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合の要求熱負荷を取得し、
前記エンジン駆動ヒートポンプのみを運転して、取得される要求熱負荷に対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度及びエンジン出力である基準出力に対して、エンジンを前記基準回転速度より低い低回転速度且つ前記基準出力より高い高出力で運転し、
当該低回転高出力運転状態において、
当該低回転速度で前記エンジンにより前記エンジン駆動圧縮機を駆動するとともに、前記エンジンにより駆動される前記発電機から発生される電力で前記モータ駆動圧縮機を駆動し、前記要求熱負荷に対処するハイブリッド運転制御を実行するハイブリッド熱供給装置における熱供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機とを備え、発電機で発電された電力を受電して駆動力を発生するモータと、前記モータにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機とを備え、前記エンジン駆動圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器を有して構成されるエンジン駆動ヒートポンプと、前記モータ駆動圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁及び前記第２熱交換器を有して構成されるモータ駆動ヒートポンプとを備えたハイブリッド熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動ヒートポンプとモータ駆動ヒートポンプとの両方を備えるハイブリッド熱供給装置の一例として、特許文献１に記載の空気調和装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載の空気調和装置は、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。
【０００４】
そして、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。
【０００５】
この空気調和装置では、低負荷時の圧縮機と高負荷時の圧縮機とを択一的に選択し、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０５６９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示の空気調和装置では、装置に掛かる負荷の大小関係に応じて駆動装置を選択して使用することで、各負荷領域に対応して、各駆動装置をその効率が比較的高い領域で使用することができ、負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰ（成績係数）で空調負荷に対応できる〔００４１〕。
【０００８】
この空気調和装置では、例えば、負荷が中程度の領域では、エンジン駆動ヒートポンプ装置単独で対応することとなる。そして、エンジン駆動ヒートポンプ装置に備えられるエンジン駆動圧縮機及び、当該エンジン駆動圧縮機の駆動に必要な駆動力を発生するエンジンは、上記の中程度の負荷に対応するものとして設計されるものの、必ずしも、エンジン効率が最高効率に近い領域で運転されることはない。
【０００９】
この状況を、図９に示すエンジン回転速度と出力との関係図に基づいて説明する。
同図は、横軸にエンジン回転速度を縦軸に出力を採ったものであり、通常の空気調和装置に採用される一般的なエンジンにおいて、エンジンが最大出力で運転される場合の出力を細実線及び一点鎖線で、エンジン駆動ヒートポンプに備えられるエンジン駆動圧縮機のみで空調を行う場合のエンジン出力（図上「従来のエンジン作動線Ｐ０＝ＰＱｇ＋Ｐｗ」と記載）を太実線で示している。この図では、エンジン最大出力線として、「自己消費システムのエンジン最大出力線（図上下側に位置する細実線）」と「系統連系システムのエンジン最大出力線（図上上側に位置する一点鎖線）」を示しているが、前者は、装置で発電される電力を装置内で消費する場合にエンジンが出力する最大の出力線であり、後者は、装置で発電される電力を装置内で消費するとともに余剰分を装置外に出力する場合に、エンジンが出力する最大の出力線である。ここで、「系統連系システムのエンジン最大出力線（図上上側に位置する一点鎖線）は、「エンジン出力限界線」に一致する。
さらに、破線は等空調能力線であり、最細線はエンジン熱効率線である。
等空調能力線には、各線の端にｑ１〜ｑ６としてその線に対応する空調能力を記載しているが、番号が進むに従って空調能力が高くなる（図４、図７、図８、図９で同じ）。
同様に、エンジン熱効率線には、各線の端にｅ１〜ｅ７としてその線に対応する空調効率を記載しているが、番号が進むに従ってエンジン熱効率が高くなる（図４、図７、図８、図９で同じ）。
【００１０】
この図から判明するように、エンジン駆動ヒートポンプに備えられるエンジン駆動圧縮機のみで空調を行う場合、エンジンはその最高効率で運転されるわけではなく、エンジン駆動ヒートポンプでカバーすべき熱負荷領域で、比較的負荷が大きい側の領域で効率が高く、負荷が低下する側において、効率が低下する傾向にあることがわかる。
【００１１】
ここで、エンジンをその最高効率で駆動すると、その出力が要求熱負荷に対して過大となり、余分な出力を何らかの方法（例えば、発電を行い蓄電手段に蓄電しておき、必要な場合に使用する）で吸収する必要が生じ、好ましくない。
【００１２】
また、このように、蓄電を行った後にモータ駆動ヒートポンプでその電力を使用するものとすると、電力変換ロス、放電ロス等が発生し、エネルギーの有効利用を図ることができない。
【００１３】
本発明の目的は、エンジンにより発生される駆動力により駆動される、エンジン駆動ヒートポンプ及び、その駆動力により発電される電力により駆動されるモータ駆動ヒートポンプの両方を備えたハイブリッド熱供給装置において、エンジンを、その最高効率に近い状態で運転しながら、所望の要求熱負荷に効率的に対応可能で、結果的にエネルギー効率の高いハイブリッド熱供給装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためのハイブリッド熱供給装置の特徴構成は、
エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機とを備え、
前記発電機で発電された電力を受電して駆動力を発生するモータと、前記モータにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機とを備え、
前記エンジン駆動圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器を有して構成されるエンジン駆動ヒートポンプと、
前記モータ駆動圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁及び前記第２熱交換器を有して構成されるモータ駆動ヒートポンプとを備え、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合の要求熱負荷を取得する熱負荷取得手段と、
前記エンジンの回転速度と出力とを制御するエンジン制御手段とを備え、
前記エンジン制御手段に対して、
前記エンジン駆動ヒートポンプのみを運転して、前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷に対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度及びエンジン出力である基準出力に対して、エンジンを前記基準回転速度より低い低回転速度且つ前記基準出力より高い高出力で運転する低回転高出力運転制御手段を備え、
前記低回転高出力運転制御手段により低回転高出力運転を実行する低回転高出力運転状態で、当該低回転速度で前記エンジンにより前記エンジン駆動圧縮機を駆動するとともに、前記エンジンにより駆動される前記発電機から発生される電力で前記モータ駆動圧縮機を駆動し、前記要求熱負荷に対処するハイブリッド運転制御を実行することにある。
【００１５】
ここで、「要求熱負荷に対処する」とは、それぞれ対象とするヒートポンプをエンジンにより発生する駆動力により運転して、当該要求熱負荷を満たす吸熱・熱搬送・放熱を行い、要求熱負荷を満足することを意味する。
このハイブリッド熱供給装置では、要求熱負荷に対処するのに、エンジン駆動ヒートポンプとモータ駆動ヒートポンプとの両方を駆動する。
さらに、ここで、エンジンの作動状態としては、エンジン駆動ヒートポンプ単独で、要求熱負荷に対処する場合より、エンジンの回転速度が低く、その出力が高い状態で、エンジンで駆動力を発生させ、その駆動力の一部でエンジン駆動圧縮機を駆動する。一方、エンジンの駆動力の他部により発電機を駆動させて発電を行い、その発電電力で、モータ駆動ヒートポンプを駆動する。
結果、エンジンが発生する駆動力は、従来エンジン駆動ヒートポンプのみで要求熱負荷に対処する場合よりも高くできる。結果、エンジンをより効率の良い範囲で運転することが可能となり、結果的に、高効率のハイブリッド熱供給装置を提供できる。
さらに、エンジンを低回転速度で運転する場合、一般的には、駆動するエンジン駆動圧縮機の数、容量が同じであればエンジンでの燃料消費量を低減できる。
【００１６】
この構成において、熱負荷取得手段は、前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合のハイブリッド熱供給装置に要求される熱負荷を取得する。
エンジン制御手段は、エンジンの回転速度と出力とを制御する。
そして、低回転高出力運転制御手段は、前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷に前記エンジン駆動ヒートポンプのみで対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度及びエンジン出力である基準出力に対して、エンジンを前記基準回転速度より低回転速度且つ前記基準出力より高出力で運転する指令を発生する。
【００１７】
ここで、低回転高出力運転制御手段により低回転高出力運転を実行する状態（低回転高出力運転状態と呼んでいる）においては、エンジン駆動圧縮機を当該低回転速度でエンジンから得られる駆動力により運転するとともに、要求熱負荷に対して、エンジン駆動ヒートポンプで処理しきれない熱負荷を、エンジンにより駆動される発電機から発生される電力により前記モータ駆動圧縮機を駆動し、モータ駆動ヒートポンプで対処するハイブリッド運転制御を実行することとなる。
【００１８】
この構成にあっては、本発明のハイブリッド熱供給装置は、
エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機とを備え、
前記発電機で発電された電力で駆動されるモータと、前記モータにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機とを備え、
前記エンジン駆動圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器を有して構成されるエンジン駆動ヒートポンプと、
前記モータ駆動圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁及び前記第２熱交換器を有して構成されるモータ駆動ヒートポンプとを備え、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合の熱供給方法として、
前記第１熱交換器での放熱又は吸熱に対応した前記第２熱交換器での吸熱又は放熱を行う場合の要求熱負荷を取得し、
前記エンジン駆動ヒートポンプのみを運転して、取得される要求熱負荷に対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度及びエンジン出力である基準出力に対して、エンジンを前記基準回転速度より低い低回転速度且つ前記基準出力より高い高出力で運転し、
当該低回転高出力運転状態において、
当該低回転速度で、前記エンジンにより前記エンジン駆動圧縮機を駆動するとともに、前記エンジンにより駆動される前記発電機から発生される電力で前記モータ駆動圧縮機を駆動し、前記要求熱負荷に対処するハイブリッド運転制御を実行することとなる。
本発明においてエンジンを運転する場合の低回転速度及び高出力は、ハイブリッド熱供給装置に要求される要求熱負荷を求めた時点・時点で、上記の基準回転速度及び基準出力からエンジン特性に基づいて求めても良いし、予め、要求される要求熱負荷に対応した低回転速度と高出力を記憶情報として装置内に記憶させて、その記憶情報に基づいた運転を行うものとしてもよい。
【００１９】
さて、上記の構成において、
前記低回転高出力運転制御手段で、前記エンジンを前記低回転速度で高出力運転する場合に、当該高出力を、前記エンジン駆動圧縮機に供給する出力と、前記発電機を介して前記モータ駆動圧縮機に供給する出力及び、システムに備えられる補助機器の運転に必要な出力の和として決定することが好ましい。
このようにして、エンジンが出力すべき出力を過不足なく、エンジン駆動ヒートポンプ、モータ駆動ヒートポンプ、補助機器の作動に使用できる。
【００２０】
また、上記の構成において、
前記低回転高出力運転制御手段で、前記エンジンが前記低回転速度で高出力運転される場合に、当該高出力を、エンジン効率が最大となる状態で得られる出力とすることが好ましい。
この構成にあっては、エンジンをその最大効率で使用できる。
【００２１】
さらに、
前記エンジン効率が最大となる状態で得られる出力が、前記エンジン駆動ヒートポンプ、前記モータ駆動ヒートポンプ及びシステムに備えられる補助機器で消費されるとともに、前記発電機で発生される電力の余剰分がシステム外部に出力されることが好ましい。
この運転状態では、エンジンをその最大効率で駆動して、エンジン出力の余剰分で発電してシステム外部に供給できる。
【００２２】
さて、低回転高出力運転制御手段を構成するに、
前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷から対応する前記基準回転速度を導出する基準回転速度導出手段を備えるとともに、
前記エンジン駆動ヒートポンプ及び前記モータ駆動ヒートポンプを運転して、前記熱負荷取得手段により取得される要求熱負荷に対処する運転状態で、
前記エンジン駆動ヒートポンプを駆動する駆動力と、前記モータ駆動ヒートポンプを駆動するための電力と補助機器を駆動するための電力とを前記発電機で発生する駆動力とが合算された合算駆動力を発生することができる最低の回転速度を、前記低回転速度として求める好適回転速度導出手段を備えることが好ましい。
このようにすることで、エンジンに許容されるエンジン回転速度の最低値を適切に求めることができる。
【００２３】
以上、説明してきた構成において、
前記発電機で発電した電力を前記モータに供給する給電回路を備え、
前記エンジン駆動ヒートポンプの作動状態で、前記発電機で発電された電力が前記給電回路を経て前記モータに供給され、前記モータ駆動ヒートポンプが駆動される構成とされていることが好ましい。
この構成を採用することで、エンジンによりエンジン駆動圧縮機、ひいては、エンジン駆動ヒートポンプを駆動しながら、同時に発電機を駆動し、発電機で発生された電力をモータ駆動ヒートポンプの作動に使用できる。
【００２４】
そして、ハイブリッド熱供給装置の具体的構成としては、
前記第１熱交換器が冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器であり、
前記第２熱交換器が冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器であり、
前記室内空気から吸熱して前記室外空気に放熱する冷房運転と、前記室外空気から吸熱して前記室内空気へ放熱する暖房運転とを択一的に実行可能な空調装置として構成されることが好ましい。
この構成により、ハイブリッド熱供給装置を冷房運転又は暖房運転を実行できる空調装置として良好に駆動することができる。
【００２５】
また、先に説明した熱負荷取得手段の具体的構成としては、複数の前記室内熱交換器と前記室内熱交換器の数より少ない数の前記室外熱交換器とを備え、前記熱負荷取得手段が、前記複数の室内熱交換器の内、運転状態とされる前記室内熱交換器の数の増減や要求温度に伴って熱負荷が増減する形態で前記要求熱負荷を取得するように構成することで、要求熱負荷を良好に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るハイブリッド熱供給装置の実施形態の熱供給系を示す概略構成図
【図２】エンジンに対する発電機及びエンジン駆動圧縮機の駆動接続関係を示す図
【図３】本発明に係るハイブリッド熱供給装置の実施形態の電気系及び各ヒートポンプの運転を制御する制御系を示す機能ブロック図
【図４】自己消費システムのエンジン出力及び空調能力の各機器間での分配関係を示す図
【図５】図４に示すハイブリッド運転制御を行う場合のエンジンの回転速度及び出力の決定処理手順を示すフロー図
【図６】系統連系システムを構成する本発明に係るハイブリッド熱供給装置の実施形態の電気系を示す概略構成図
【図７】系統連系システムのエンジン出力及び空調能力の各機器間での分配関係を示す図で、従来技術でのエンジン駆動ヒートポンプの運転形態に対する効率比較を示す図
【図８】系統連系システムと従来技術での系統連系を行うシステムの出力分配関係と効率との説明図
【図９】空調負荷をエンジン駆動ヒートポンプで処理する場合のエンジン出力を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のハイブリッド熱供給装置の一例を図面に基づいて説明する。
本発明においては、先にも説明したように、ハイブリッド熱供給装置で発電される電力を全て装置内で消費する自己消費システムと、ハイブリッド熱供給装置で発電される電力を装置内で消費するとともに余剰分を装置外へ出力する系統連系システムを紹介する。
以下の説明では、先ず、自己消費システムについて説明し、次に、系統連系システムについて説明する。両システムにおいて、熱供給系の構成は同一であり（図１参照）、電気系の構成（図３及び図６参照）が異なることとなる。よって以下の説明では、自己消費システムで熱供給系及び電気系の構成を説明し、系統連系システムの説明においては、電気系のみを説明する。
本発明のハイブリッド熱供給装置は、従来技術と比較して、自己消費システム、系統連系システムの両方でエンジン効率の向上を図ることができる。
【００２８】
〔自己消費システム〕
図１、図３は、それぞれ本発明に係るハイブリッド熱供給装置の実施形態の熱供給系及び電気系を示す概略構成図である。
【００２９】
この実施形態では、ハイブリッド熱供給装置１００は、例えば屋内各部屋に配設される複数の室内機１０１と、屋外に配設される室内機１０１の数と同数もしくは少ない数の室外機１０２とを備えて構成される空気調和装置となっている。
即ち、室外機１０２と室内機１０１との間にヒートポンプＨＰ（ＧＨＰ，ＥＨＰ）を備えており、空調装置として冷房運転を行う場合は、室内機１０１で室内空気から吸熱し、吸熱した熱を室外機１０２で室外空気へ放熱することで、室内の冷房を行うことができる。一方、空調装置として暖房運転を行う場合は、室外機１０２で室外空気から吸熱し、吸熱した熱を室内機１０１で室内空気へ放熱することで、室内の暖房を行うことができる。
【００３０】
さて、図１にも示すように、ハイブリッド熱供給装置１００は、エンジンＥと、このエンジンＥにより駆動されて発電する発電機Ｇと、エンジンＥにより駆動されて冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機Ｃｇとを備え、さらに、発電機Ｇで発電された電力で駆動されるモータＭと、このモータＭにより駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機Ｃｅとを備えて構成されている。ここで、エンジンＥ、発電機Ｇ、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ、モータＭ、モータ駆動圧縮機Ｃｅは、全て、室外機１０２に備えられる。
【００３１】
従って、図１に示すように、このハイブリッド熱供給装置１００は、エンジン駆動圧縮機Ｃｇを備えたエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰと、モータ駆動圧縮機Ｃｅを備えたモータ駆動ヒートポンプＥＨＰが備えられている。
【００３２】
前記エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰは、熱搬送媒体である冷媒ｃを、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ、第１熱交換器ＨＣ１、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２の順、あるいはその逆に流してエンジン駆動圧縮機Ｃｇに戻るエンジン駆動冷媒回路を有して構成されている。
図１に図示する前記第１熱交換器ＨＣ１、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２の記載順に冷媒が移流する場合は冷房運転となる。エンジン駆動圧縮機Ｃｇからみて逆順である、第２熱交換器ＨＣ２、膨張弁Ｖ及び第１熱交換器ＨＣ１の順に、冷媒が移流する場合は暖房運転となる（図示省略）。
ここでも、冷媒回路は、室外機１０２、室内機１０１間に渡って設けられており、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ及び第１熱交換器ＨＣ１が室外機１０２に、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２が室内機１０１に備えられている。
【００３３】
前記モータ駆動ヒートポンプＥＨＰもほぼ同様の構成であり、熱搬送媒体である冷媒を、モータ駆動圧縮機Ｃｅ、第１熱交換器ＨＣ１、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２の順、あるいはその逆に流してモータ駆動圧縮機Ｃｅに戻るモータ駆動冷媒回路を有して構成されている。
図１に図示する前記第１熱交換器ＨＣ１、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２の記載順に冷媒が移流する場合は冷房運転となる。モータ駆動圧縮機Ｃｅからみて逆順である、第２熱交換器ＨＣ２、膨張弁Ｖ及び第１熱交換器ＨＣ１の順に、冷媒が移流する場合は暖房運転となる（図示省略）。
ここで、冷媒回路は、室外機１０２、室内機１０１間に渡って設けられており、モータ駆動圧縮機Ｃｅ及び第１熱交換器ＨＣ１が室外機１０２に、膨張弁Ｖ及び第２熱交換器ＨＣ２が室内機１０１に備えられている。
【００３４】
エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰとモータ駆動ヒートポンプＥＨＰとの関係について述べると、図１に示されるように両ヒートポンプＨＰで、第１熱交換器ＨＣ１及び室内機１０１は共通化されている。即ち、このハイブリッド熱供給装置１００では、室内機１０１から各圧縮機Ｃｇ，Ｃｅへ到る回路部位に第１合流路ｍ１が設けられるとともに、各圧縮機Ｃｇ，Ｃｅから第１熱交換器ＨＣ１へ到る回路部位に第２合流路ｍ２が設けられており、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ或はモータ駆動圧縮機Ｃｅで圧縮された冷媒の熱動作においては、冷媒ｃの由来に関係なく、共通の熱交換器ＨＣ１，ＨＣ２で熱動作可能とされている。
図１では、冷媒ｃの流れ方向として、圧縮機Ｃｇ，Ｃｅから、第１熱交換器ＨＣ１，膨張弁Ｖ、第２熱交換器ＨＣ２を介して圧縮機Ｃｇ，Ｃｅに戻る冷房運転を行っている状態を示している。この流れ方向とは逆に、圧縮機Ｃｇ，Ｃｅから第２熱交換器ＨＣ２、膨張弁Ｖ、第１熱交換器ＨＣ１を介して、圧縮機Ｃｇ，Ｃｅに戻す場合は暖房運転可能となる。このような冷房運転と暖房運転との択一切換え動作は、よく知られているように、圧縮機Ｃｇ，Ｃｅの吐出口（図示省略）近傍に４方弁（図示省略）を備え、冷房運転では図１に示す形態で冷媒ｃが各機器を循環し、吸引口（図示省略）に戻ることとし、暖房運転では４方弁を択一切換え操作して、吐出口から冷媒ｃが各機器を循環し、吸引口に戻る構成を採用しておけば良い。
【００３５】
図１に示すように、室内機１０１としては、本例の場合、４台の室内機１０１を備える例を示している。従って、例えば、４台全ての室内機１０１において冷房負荷が発生する場合と、１台のみの室内機１０１に冷房負荷が発生する場合とで、熱負荷が異なることとなる。また、この冷房運転での設定温度が異なる場合も熱負荷が異なることとなる。
【００３６】
以上が、本願に係るハイブリッド熱供給装置１００の全体構成の説明であるが、以下、室外機１０２、室内機１０１の順に説明する。
【００３７】
室外機１０２
これまでも説明してきたように、この室外機１０２には、エンジンＥ、発電機Ｇ、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ、モータＭ、モータ駆動圧縮機Ｃｅ、第１熱交換器ＨＣ１が備えられている。
前記エンジンＥは、複数のエンジン駆動圧縮機Ｃｇにそれぞれ伝達クラッチＴＣを介して連動連結されている。従って、伝達クラッチＴＣの連結状態を制御することにより、エンジン駆動圧縮機Ｃｇから吐出される冷媒の量を制御可能である。
一方、エンジンＥは、発電機Ｇにも伝達クラッチＴＣを介して連動連結されており、伝達クラッチＴＣの連結状態を制御することで、発電機Ｇにおいて発電するか否かも制御可能である。このようなエンジンＥ、エンジン駆動圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの接続例を図２に示した。同図には、エンジン駆動圧縮機Ｃｇは２台のみ示している。
さらに、モータ駆動圧縮機ＣｅはモータＭが駆動することで、圧縮動作を行うように構成されている。
【００３８】
本例では、第１熱交換器ＨＣ１は、冷媒ｃが循環される熱交換部ｈ１と当該熱交換部ｈ１に室外空気を循環させるファンｆ１とを備えて構成されており、ファンｆ１の回転により熱交換部ＨＣ１内を循環する冷媒ｃと室外空気ｏａとの熱交換を行う。
【００３９】
例えば、冷房運転の場合、各圧縮機Ｃｇ，Ｃｅで圧縮された冷媒ｃは、合流路ｍ２において合流されて、第１熱交換器ＨＣ１で凝縮する。その後、冷媒ｃは膨張弁Ｖで減圧され第２熱交換機ＨＣ２で蒸発し、室外機１０２へ戻る。
【００４０】
さらに、この室外機１０２には、エンジンＥを冷却するための冷却水ｃｗを循環するための冷却水循環ポンプＰが備えられているとともに、エンジンＥの起動時に使用されるセルモータＳＭが備えられている。これら冷却水循環ポンプＰ、セルモータＳＭは、所謂、電力を消費して作動するため、本願における補助機器Ａとなっている。
【００４１】
以上が、室外機１０２の機械系の構成である。
以下、この室外機１０２の電気系の構成に関して説明する。
図３に示すように、発電機Ｇにより発電される電力は、発電制御部ＧＣに備えられるＡＣ／ＤＣ変換器Ｔを経て電力により作動する電力消費機器（モータＭ、冷却水循環ポンプＰ及び第１熱交換器ＨＣ１のファンｆ１）に供給される構成が採用されている。ここで、モータＭは、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰの作動時に、冷却水循環ポンプＰは、エンジン作動時に、さらに、第１熱交換器ＨＣ１のファンｆ１は、いずれかのヒートポンプＨＰの作動時に、それぞれ作動するため、発電機Ｇで発生された電力は、ＡＣ／ＤＣ変換器Ｔで直流に変換され、前記電力消費機器に供給されて、ハイブリッド熱供給装置１００の作動の用に使用される。第１熱交換器ＨＣ１のファンｆ１も、ハイブリッド熱供給装置の補助機器Ａとしての位置付けとなる。
また、室外機１０２の電気系には、バッテリーＢが備えられており、余剰電力を蓄電可能に構成されているとともに、エンジン始動時に、セルモータＳＭに電力を供給してエンジンＥの良好な始動が可能となっている。このバッテリーＢからの電力は、当然、別の用途に使用してもよい。また、バッテリーＢを備えなくてもよい。
【００４２】
従って、本願に係るハイブリッド熱供給装置１００には、発電機Ｇで発電した電力をＡＣ／ＤＣ変換器Ｔを経て、直流でモータＭに供給する給電回路を備え、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰの作動状態で、発電機Ｇで発電された電力がこの給電回路を経てモータＭに供給され、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰを駆動することができる。
【００４３】
後にも説明するように、本発明のハイブリッド熱供給装置１００は、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰに備えられるエンジン駆動圧縮機Ｃｇ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰに備えられるモータ駆動圧縮機Ｃｅの両方を同時に働かせて熱負荷に対処する。ここで、発電制御部ＧＣにおいて、後に図４において説明する電力供給側（モータＭ及び補助機器
Ａ）へ供給する電力量を制御することで発電機Ｇでの発電量が制御され、エンジン出力のエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰへの動力分配が行われる。
【００４４】
室内機１０１
先にも説明したように、室内機１０１として、４台の室内機を備える例を示している。
図１からも判明するように、各室内機１０１の冷媒入り部近傍には、膨張弁Ｖ、流量制御弁ＦＣが設けられるとともに、これら機器の下流側に第２熱交換器ＨＣ２が備えられている。
第２熱交換器ＨＣ２は、冷媒ｃが循環される熱交換部ｈ２と当該熱交換部ｈ２に室内空気ｒａを循環させるファンｆ２とを備えて構成されており、ファンｆ２の回転により熱交換部ｈ２内を循環する冷媒ｃと室内空気ｒａとの熱交換を行う。第２熱交換器ＨＣ２を経た冷媒ｃは、室外機１０２側に戻る構成が採用されている。
【００４５】
以上の構成により、エンジンＥを所定の状態で駆動して、そのエンジンＥによりエンジン駆動圧縮機Ｃｇを駆動するとともに、発電機Ｇにより発電を行って、モータ駆動圧縮機Ｃｅを駆動することにより、各ヒートポンプＨＰで空気調和を行うことができる。
【００４６】
以上が、ハイブリッド熱供給装置１００の構成である。本願のハイブリッド熱供給装置１００では、エンジンＥを本願独特の運転条件で駆動することにより、エンジンを高効率で運転しながら、空調負荷（要求熱負荷の一例）に適切に対応できるようにエンジン制御が行われる。
図３には、この制御の構成を説明する機能ブロックも示している。
ハイブリッド熱供給装置１００には制御装置１０３が設けられており、この制御装置１０３に、各室内機１０１に設けられている運転スイッチｓｗ１からの操作情報が伝達されるように構成されている。
この制御装置１０３には、図示するように、熱負荷取得手段Ｍ１、エンジン制御手段Ｍ２、低回転高出力運転制御手段Ｍ３が備えられている。さらに、前記低回転高出力運転制御手段Ｍ３には、基準回転速度導出手段Ｍ３ａ及び好適回転速度導出手段Ｍ３ｂが備えられている。また、この制御装置１０３には記憶手段Ｍ４が備えられている。
【００４７】
熱負荷取得手段
熱負荷取得手段Ｍ１は、制御装置１０３に送られてくる各室内機１０１に設けられた運転スイッチｓｗ１の操作情報に従って、装置１００に要求される熱負荷の状態を取得するように構成されている。
【００４８】
エンジン制御手段
エンジン制御手段Ｍ２は、エンジンＥを、上記、熱負荷取得手段Ｍ１により取得される要求熱負荷に従って、本願独特の回転速度Ｒで、本願独特の出力Ｐを出力するように制御する。即ち、エンジンＥの制御において、低回転高出力運転制御手段Ｍ３からの指令に従って回転速度目標値Ｒ１及び出力目標値Ｐ１を特定して、この回転速度目標値Ｒ１及び出力目標値Ｐ１でエンジンＥが運転されるように装置が構成されている。
【００４９】
低回転高出力運転制御手段
エンジン制御手段Ｍ２に対して、上記の本願独特の、要求熱負荷に対応した回転速度目標値Ｒ１及び出力目標値Ｐ１を決定する低回転高出力運転制御手段Ｍ３が備えられている。
この低回転高出力運転制御手段Ｍ３による、回転速度Ｒ及び出力Ｐの決定は、上述の要求熱負荷をエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰとモータ駆動ヒートポンプＥＨＰの両方で処理することとし、エンジンＥの出力Ｐに関して、一部をエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰを構成するエンジン駆動圧縮機Ｃｇの駆動に使用し、他部を発電機Ｇによる発電に使用するものである。発電機Ｇにより発電された電力は、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰを構成するモータ駆動圧縮機Ｃｅの駆動と、冷却水循環ポンプＰ、第１熱交換器ＨＣ１に備えられるファンｆ１等の補助機器Ａの運転にも使用する。
【００５０】
図４、図５に基づいて、低回転高出力運転制御手段Ｍ３による回転速度及び出力の決定手順について説明する。
図４は、発電電力の全てをハイブリッド熱供給装置１００を構成する機器で消費する場合のエンジン出力及び空調能力の各機器間での分配関係を示す図である。
図５は、図４に示す基本概念に従って、ハイブリッド運転制御を行う場合のエンジンＥの回転速度Ｒ及び出力Ｐの決定処理手順を示すフロー図である。
【００５１】
図４において、横軸はエンジンＥの回転速度であり、縦軸は、エンジンＥから出力される出力、（ヒートポンプＨＰの能力を発生させるためのエンジン出力、補助機器Ａの消費電力を発生させるためのエンジン出力）を示している。
【００５２】
この図では、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰに備えられるエンジン駆動圧縮機Ｃｇのみで空調を行う場合のエンジン出力を細実線（図上Ｐ０＝ＰＱｇ＋Ｐｗとして示す線）で示している。この細実線は、図９におけるエンジンＥの作動線（図９において太実線で示す）とほぼ同一の領域に位置する。
さらに、この図４には、エンジンＥを高い効率で駆動することができるエンジン最大出力線を太実線（図上：「自己消費システムのエンジン最大出力線」と記載）で示している。この実際のエンジンＥの最大出力線は、先に説明した制御装置１０３に備えられるエンジンＥを高効率の状態で動かす場合の作動線であり、エンジンＥの回転速度に対応した出力として記憶手段Ｍ４に記憶されている。破線は図９と同様に「等空調能力線」であり、最細線は「エンジン熱効率線」である。
従って、エンジンの回転速度が特定されると、エンジン最大出力線（作動線）上で、エンジンＥが最大出力で運転される場合の回転速度Ｒ及び出力Ｐを求めることができる。
【００５３】
図４から判明するように、エンジン最大出力線（太実線）、要求熱負荷をエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで賄う場合に必要とされる出力（細実線）は、エンジン回転速度の減少に従って減少する特性となっている。
【００５４】
以下、図４に基づいてエンジンＥの回転速度Ｒ（Ｒ０，Ｒ１）及び出力Ｐ（Ｐ０，Ｐ１）と、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰの能力Ｑｇ、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰの能力Ｑｅ、及び、補助機器の消費電力ｗの関係について説明する。
ここで、Ｒ０とＰ０は、それぞれ要求熱負荷をエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで処理する場合のエンジン回転速度である基準回転速度Ｒ０、及びエンジン出力である基準出力Ｐ０である。
一方、Ｒ１とＰ１は、それぞれ、前記基準回転速度Ｒ０より低い本願独特の低回転速度Ｒ１、及び前記基準出力Ｐ０より高い本願独特の高出力Ｐ１である。
さらに、以下の説明及び図４において、要求される空調能力である要求熱負荷をＱｒ、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰが能力Ｑｇを発生するために必要となるエンジン駆動圧縮機Ｃｇを駆動するためのエンジン出力をＰＱｇ、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰが能力Ｑｅを発生するために必要となるモータ駆動圧縮機Ｃｅを駆動するためのエンジン出力をＰＱｅ、補助機器Ａを駆動する電力ｗを発電するために必要となるエンジン出力をＰｗとして説明する。
注：図４及び、以降の説明から理解できると考えます。
【００５５】
図からも判明するように、従来構成では、Ｐ０は、ハイブリッド熱供給装置１００に要求される熱負荷（要求空調能力Ｑｒ）と、その能力を発生するために必要となる補助機器Ａが必要とする電力ｗとに対応して以下のように記載することができる。
Ｑｒ＝Ｑｇ、
Ｐ０＝ＰＱｇ＋Ｐｗ
一方、Ｐ１は、本発明におけるエンジン出力であるが、以下の関係が成立する。
Ｑｒ＝Ｑｇ＋Ｑｅ、
Ｐ１＝ＰＱｇ＋ＰＱｅ＋Ｐｗ
【００５６】
以上説明してきたように、本例では、エンジンＥは、そのエンジン最大出力線（図４の太実線）に従って運転される。
このように、エンジン最大出力線上で運転する場合に関して、エンジンＥの回転速度を決定する必要があるが、この回転速度は、先にも示したように、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみを運転して、熱負荷取得手段Ｍ１により取得される要求熱負荷Ｑｒに対処する場合のエンジン回転速度である基準回転速度Ｒ０に対して、エンジンＥを基準回転速度Ｒ０より低い低回転速度Ｒ１として求められる。エンジンＥの出力Ｐは、基準出力Ｐ０より高い高出力Ｐ１として求められる。
【００５７】
以下、図５のフローに従って、低回転速度Ｒ１及び高出力Ｐ１の導出手順を説明する。
まず、熱負荷取得手段Ｍ１によりハイブリッド熱供給装置１００に要求熱負荷Ｑｒ（装置に要求される空調負荷であり図５に「要求空調負荷」と記載）を取得する（ステップ１）。
この要求熱負荷Ｑｒに基づいて、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみを駆動してその要求熱負荷Ｑｒに対処する場合にエンジンＥが出力するために必要となる補助機器Ａの消費電力をｗとして求める（ステップ２）。
そして、これらの情報から、Ｐ０＝ＰＱｇ＋Ｐｗとしてエンジン出力Ｐ０を求めるとともに、このエンジン出力Ｐ０が得られる回転速度Ｒを基準回転速度Ｒ０として、基準回転速度導出手段Ｍ３ａが、記憶手段Ｍ４に記憶されたエンジン特性から求める（ステップ３）。具体的には、図４に、細実線上で、基準出力Ｐ０を出力すべき回転速度Ｒ０を求める。
この運転状態（回転速度：基準回転速度Ｒ０、出力：基準出力Ｐ０）で、エンジン出力が、その回転速度で最大となっているかどうかを判定する（ステップ４）。エンジン出力が最大となっている場合は、その運転状態を現在採るべきエンジンの運転状態とする（ステップ４：ｙｅｓ、ステップ１２）。エンジン出力が、上記の判定値であるエンジン最大出力値未満である場合は、基準とする運転状態を変更する必要があるものとして、新たな運転状態の探索に移る（ステップ４：ｎｏ）。
【００５８】
以下が、本願独特の低回転速度Ｒ１、出力Ｐ１の導出処理である。
好適回転速度導出手段Ｍ３ｂが、回転速度として、先に説明したエンジンに要求される出力Ｐ＝ＰＱｒ＋Ｐｗ（ここで、ＰＱｒは要求熱負荷Ｑｒの全てを発生するために必要となるエンジン出力でＰＱｇ＋ＰＱｅ）を出力できる最低の回転速度Ｒｌｏｗを求め、この回転速度までエンジン回転速度を下げる（ステップ５）。
【００５９】
このエンジン回転速度Ｒｌｏｗ（Ｒ１）において、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰから発生することができる能力Ｑｇが決まる（ステップ６）。
引き続いて、先に判明している要求熱負荷Ｑｒに基づいてモータ駆動ヒートポンプＥＨＰが発生すべき能力ＱｅをＱｅ＝Ｑｒ−Ｑｇとして、導出する（ステップ７）。
【００６０】
このようにして求められた回転速度Ｒｌｏｗで、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰが、その能力Ｑｇ、Ｑｅを発生するために必要となる電力ｗ（モータ駆動のための電力と補助機器運転のための電力）を発電機Ｇが出力可能か否かを判定する（ステップ８）。
この判定において、発電機Ｇが発電可能でない場合（ステップ８：ｎｏ）は、エンジンの回転速度Ｒ１を所定の設定値ｘ１のみ上げて（ステップ９）、ステップ６以降のステップを繰り返す。
発電機Ｇが発電可能である場合（ステップ８：ｙｅｓ）は、現在の回転速度Ｒ１でエンジン出力が最大になっているか否かを判定する（ステップ１０）。判定において、エンジン出力最大ポイントとなっていれば、その運転状態を維持する（ステップ１２）。
この判定において、エンジン出力が最大でない場合（ステップ１０：ｎｏ）は、エンジンの回転速度Ｒ１を所定の設定値ｘ２のみ下げて（ステップ１１）、ステップ６以降のステップを繰り返す。
【００６１】
従って、この探索過程では、熱負荷取得手段Ｍ１により取得される要求熱負荷Ｑｒに対応し、要求熱負荷分Ｑｒをエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰで発生する運転状態で、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰを駆動する駆動力ＰＱｇと、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰを駆動するための電力と前記補助機器Ａを駆動するための電力とを発電機Ｇで発電する駆動力（ＰＱｅ＋Ｐｗ）とが合算された合算駆動力（ＰＱｇ＋ＰＱｅ＋Ｐｗ）を発生することができる最低の回転速度を、低回転速度Ｒ１として求めていることとなる。
【００６２】
以上のようにして、ハイブリッド熱供給装置に要求熱負荷を、エンジン駆動ヒートポンプ及びモータ駆動ヒートポンプで処理しながら、エンジンをその好適なエンジン効率であるエンジンの最高効率に近い状態で運転できる。
【００６３】
〔系統連系システム〕
以上説明したハイブリッド熱供給装置１００では、発電機Ｇにより発電電力を全てハイブリッド熱供給装置１００内で消費する例を示しているが、電力の余剰が発生した場合に商用系統に連系することも可能である。
【００６４】
図６に、このような構成を取る場合のハイブリッド熱供給装置１００ａを示した。
図６に示すハイブリッド熱供給装置１００ａには、発電制御部ＧＣの給電側である直流回路から分岐して、インバータＩを備えた系統連系制御部ＣＣを介して、商用系統と回路を接続する。従って、ハイブリッド熱供給装置１００ａ側で電力の余剰分が発生する場合、系統連系制御部ＣＣの働きにより、ハイブリッド熱供給装置１００ａから商用系統へ電力を出力することができる。
この系統連系システムでは、エンジンＥの出力を、エンジンＥが出力可能な最大出力（出力限界とする）で運転し、発電量が、図７において説明する電力供給側へ供給する電力量（モータＭ、補助機器Ａに供給する電力量）を上回っている（余剰がある）場合には、その余剰分を、系統連系制御部ＣＣにより制御して商用系統側へ出力する。
【００６５】
このように系統連系をする場合に、本願のハイブリッド熱供給装置１００ａが取る運転形態及びその効率に関して、図７、図８を夫々使用して説明する。
これらの図において、各線の意味は、先に図４で説明したのと同様である。
【００６６】
図７は、一部系統連系を行う場合のエンジン出力及び空調能力の各機器間での分配関係を示す図である。
この図から判明するように、エンジンＥはある回転速度のときに、その回転速度でのエンジン最大出力で運転される。即ち、太実線で示すエンジンＥの作動線は、エンジン出力限界線に一致する。
このように、エンジンＥを最大出力で運転した場合、回転速度が比較的低い領域で、エンジンＥの出力は、空調負荷に対処するためにヒートポンプ（エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰ）が必要とする駆動力より高くなる。したがって、図７に示すように、エンジン出力の余剰分で発電を行い、商用系統側へ電力を出力できる。図には「余剰分」と記載している。
この状態を従来型のエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで空調負荷に対処する場合と比較すると、要求される空調能力（例えば、図７においてｑ２に示す等空調能力線の上側に位置する白○で示すＰ１点、或いはＰ０点で装置が発生する空調能力）に、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで対処する場合（Ｐ０点での運転状態）は、エンジン熱効率がｅ２程度であるのに対して、本願のように、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰで対処する場合（Ｐ１点での運転状態）は、エンジン熱効率をｅ６程度に向上できる。ここで、ｅ６＞ｅ２である。
このように、エンジン効率を高くすることが可能となるのは、低回転速度・高出力とする高効率な運転状態を選択したためである。
【００６７】
図８は、従来型のエンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで空調負荷に対処し、かつ系統連系を行う場合のエンジン出力及び空調能力の各機器間での分配関係と効率比較を示す図である。従来技術では、エンジン回転速度は変更せずに（Ｒ０のまま）、出力をエンジンＥの最大出力Ｐ０´まで上昇させる。このときＰ０´は、要求される熱負荷（要求空調能力Ｑｒ）と、その能力を出力するために必要となる補助機器Ａが必要とする電力ｗと、余剰分に対応して以下のように記載することができる。
Ｑｒ＝Ｑｇ、
Ｐ０´＝ＰＱｇ＋Ｐｗ＋余剰分
この状態を本願技術と比較すると、要求される空調能力がｑ２のポイントにおいて（図７においてｑ２に示す等空調能力線の上側に位置する白○で示すＰ１点、或いはＰ０点における空調能力）に対して、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで空調能力に対処し、余剰分を外部出力する場合（Ｐ０´点での運転状態）は、エンジン熱効率がｅ６であるのに対して、本願のように、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰで対処する場合（Ｐ１点での運転状態）は、エンジン熱効率をｅ７程度に向上できる。ここで、ｅ７＞ｅ６である。
【００６８】
本発明では、先に説明した〔自己消費システム〕でも、〔系統連系システム〕でも、回転速度を従来より低下させながらその出力が高い状態で使用して、それぞれのシステムにおけるエンジン最大出力でエンジンを駆動することとなる。〔自己消費システム〕では、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰで要求能力（要求熱負荷）に対処することができ、かつ、モータ駆動ヒートポンプＥＨＰと補助機器Ａを駆動するための電力を出力可能なポイントがエンジン最大出力として決定される。一方、〔系統連系システム〕では、エンジン出力限界となるポイントがエンジン最大出力として決定されるため、エンジン出力の余剰分が発生する。〔系統連系システム〕では、この余剰分をシステム外部出力することが可能である。それぞれのシステムは、目的に応じてどちらかを選択すれば良い。ここでは、エンジンを最高出力で運転する例に関して説明したが、同一の熱負荷に対して、従来技術で行われてきたように、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰのみで運転する場合のエンジン効率に対して、運転ポイントを本願にいう低回転速度・高出力のポイントとすると、効率の高い運転状態を実現できる。
【００６９】
さらに、所定の要求熱負荷に対して、圧縮機の運転台数が同一となる場合を想定すると、回転速度を低下することにより、エンジンＥの燃料使用量を低減できる効果を得ることができる。
【００７０】
〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、エンジンをエンジン効率が最も高い状態で運転する場合に関して説明したが、前記低回転高出力運転制御手段は、前記エンジンが前記低回転速度で運転される運転形態として、従来行われてきた運転形態である、空調負荷等の要求熱負荷に、エンジン駆動ヒートポンプのみで対処する運転形態より、低回転速度・高出力であるエンジン効率が高くなる形態を決定するものとしておけば、本願の目的を達成することができる。
（２）上記の実施形態では、ハイブリッド熱供給装置に、基準回転速度導出手段を備えておき、要求熱負荷に対応して、基準回転速度Ｒ０，出力Ｐ０を導出して、好適な回転速度Ｒ１，出力Ｐ１を導出するものとしたが、予め、本願の手法に従って決定される好適な回転速度Ｒ１及び出力Ｐ１を記憶手段に記憶させておき、その記憶された情報に従ってエンジン、エンジン駆動ヒートポンプ、モータ駆動ヒートポンプを働かせてもよい。
（３）上記の実施形態では、〔自己消費システム〕及び〔系統連系システム〕の両方において、システムがカバーする全てのエンジン回転速度領域で、エンジン駆動ヒートポンプＧＨＰ及びモータ駆動ヒートポンプＥＨＰの両方を運転して、要求熱負荷に対処する例を示した。
しかしながら、ヒートポンプの両方（ＧＨＰ＋ＥＨＰ）を運転するシステム効率と、
例えば、システム外部（ハイブリッド熱供給装置外部）の電源（例えば商用電源）から電力の供給を受けてモータ駆動ヒートポンプＥＨＰを単独で運転するＥＨＰ単独運転でのシステム効率とを比較して、ＥＨＰ単独運転のほうが、効率が良い場合で、かつ、ＥＨＰ単独運転で要求熱負荷に対処しえる場合（具体的には、例えば図４に示す自己消費システムのエンジン最大出力線の傾きが大きくなりエンジン熱効率が急激に低下する低エンジン出力領域）では、エンジンを停止して、ＥＨＰ単独運転をすることも可能である。
ここで、システム効率とは、これまで説明してきた要求熱負荷に対処するために必要となるエネルギー量に対する要求熱負荷量の割合をいう。
この構成は、系統連系システムの場合は系統側から電力の供給を受けることができるのでそのままの構造で実現可能である。
（４）上記の実施形態では、発電電力に余剰分がある場合に関して、系統連系を行う場合を示したが、外部出力は、特定の電力消費先、特定の蓄電先を対象とする等、如何なる電力供給先（電力負荷）であってもよい。
（５）エンジンとしては、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。
【符号の説明】
【００７１】
１００  ハイブリッド熱供給装置
１０１  室内機
１０２  室外機
１０３  制御装置
１０４  系統連系制御装置
ＨＰ    ヒートポンプ
ＧＨＰ  エンジン駆動ヒートポンプ
ＥＨＰ  モータ駆動ヒートポンプ
Ｅ      エンジン
Ｇ      発電機
Ｃｇ    エンジン駆動圧縮機
Ｃｅ    モータ駆動圧縮機
ＨＣ１  第１熱交換器
ＨＣ２  第２熱交換器
Ｖ      膨張弁
ｃ      冷媒
ｍ１    第１合流路
ｍ２    第２合流路
ＴＣ    伝達クラッチ
ｏａ    室外空気
ｒａ    室内空気
Ａ      補助機器
Ｂ      バッテリー
Ｉ      インバータ
ＳＭ    セルモータ（補助機器）
Ｔ      ＡＣ／ＤＣ変換器
ｆ１    ファン（補助機器）
ｆ２    ファン
Ｍ１    熱負荷取得手段
Ｍ２    エンジン制御手段
Ｍ３    低回転高出力運転制御手段
Ｍ３ａ  基準回転速度導出手段
Ｍ３ｂ  好適回転速度導出手段
Ｍ４    記憶手段
【図１】
0005576185.tif 000002
【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】
0005576185.tif 000007
【図７】
0005576185.tif 000008
【図８】
0005576185.tif 000009
【図９】
0005576185.tif 000010