(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成されるガスエンジン駆動式空気調和装置において、前記エンジン排熱により加熱される温水が供給され、該温水から冷媒に熱を供給可能な熱供給部を前記冷媒回路の四方弁から圧縮機吸入側に至る吸込ラインに設け、同冷媒回路に前記室外熱交換器を迂回して冷媒を前記熱供給部に導くバイパスラインを設けるとともに、該バイパスラインに流量制御弁を設け、温水回路には、冷媒への熱供給を行う熱供給部と外部放熱を行うラジエータを設けるとともにその分岐部に制御弁を設け、暖房運転時において、室外機での冷媒温度より外気温度が高い場合、温度差が大きい程前記流量制御弁を開くとともに、前記制御弁の開度を変えることで前記熱供給部への温水供給量を減らすよう構成したことを特徴とするガスエンジン駆動式空気調和装置。
【請求項２】
冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成されるガスエンジン駆動式空気調和装置において、前記エンジン排熱により加熱される温水が供給され、該温水から冷媒に熱を供給可能な熱供給部を前記冷媒回路の四方弁から圧縮機吸入側に至る吸込ラインに設け、同冷媒回路に前記室内熱交換器を迂回して冷媒を前記熱供給部に導くバイパスラインを設けるとともに、該バイパスラインに流量制御弁を設け、温水回路には、冷媒への熱供給を行う熱供給部と外部放熱を行うラジエータを設けるとともにその分岐部に制御弁を設け、冷房運転時において、冷媒温度から外気温度を引いた温度差が大きく、室外熱交換器での放熱量が室内熱交換器での吸熱量に比べて過大となる場合に前記流量制御弁を開くとともに、前記制御弁の開度を変えることで前記熱供給部への温水供給量を増やすよう構成したことを特徴とするガスエンジン駆動式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から冷媒に熱を供給可能な熱供給部と室内熱交換器を迂回するバイパスラインを冷媒回路に備える空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置は、冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成されるが、暖房運転時には、冷媒は圧縮機から四方弁、凝縮器として機能する室内熱交換器、膨張弁及び蒸発器として機能する室外熱交換器の順に冷媒回路を循環する。又、冷房運転時においては、冷媒は圧縮機から四方弁、凝縮器として機能する室外熱交換器、膨張弁及び蒸発器として機能する室内熱交換器の順に冷媒回路を循環する。
【０００３】
ところで、冷房運転時に運転する室内熱交換器の台数が少ないことにより室内熱交換器における吸熱量が十分でないために冷房能力が不足する場合、その不足分を補助ヒータの発熱量で補う方法が提案されている（特開平５−２５５４９６号公報参照）。
【０００４】
他方、暖房運転時において、外気温度が低いために室外熱交換器で吸熱が殆どできない場合には、冷媒が気化しないまま圧縮機に吸い込まれることとなり、圧縮機の故障の原因となる。このため、圧縮機の駆動を停止すると冷媒の循環による暖房が不可能となる、斯かる場合、前記提案のように補助ヒータによって冷媒を加熱してこれを気化させる方法が有効となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記方法によれば、たとえ補助ヒータによって暖房が可能となっても、圧縮機を駆動する動力源の利用が不可能となり、エネルギーの有効利用の視点からは有利であるとは言えない。
【０００６】
尚、冷房運転時においても、室外熱交換器での放熱量が過大であり、そのために室内熱交換器での吸熱量が十分でない場合には、同様に圧縮機の駆動源の有効利用が不可能となる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、冷房運転又は暖房運転において蒸発器の吸熱量に比して凝縮器の放熱量が過大となる場合であっても、圧縮機をそのまま駆動してその駆動源のエネルギーの有効利用を図ることができる空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成されるガスエンジン駆動式空気調和装置において、前記エンジン排熱により加熱される温水が供給され、該温水から冷媒に熱を供給可能な熱供給部を前記冷媒回路の四方弁から圧縮機吸入側に至る吸込ラインに設け、同冷媒回路に前記室外熱交換器を迂回して冷媒を前記熱供給部に導くバイパスラインを設けるとともに、該バイパスラインに流量制御弁を設け、温水回路には、冷媒への熱供給を行う熱供給部と外部放熱を行うラジエータを設けるとともにその分岐部に制御弁を設け、暖房運転時において、室外機での冷媒温度より外気温度が高い場合、温度差が大きい程前記流量制御弁を開くとともに、前記制御弁の開度を変えることで前記熱供給部への温水供給量を減らすよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成されるガスエンジン駆動式空気調和装置において、前記エンジン排熱により加熱される温水が供給され、該温水から冷媒に熱を供給可能な熱供給部を前記冷媒回路の四方弁から圧縮機吸入側に至る吸込ラインに設け、同冷媒回路に前記室内熱交換器を迂回して冷媒を前記熱供給部に導くバイパスラインを設けるとともに、該バイパスラインに流量制御弁を設け、温水回路には、冷媒への熱供給を行う熱供給部と外部放熱を行うラジエータを設けるとともにその分岐部に制御弁を設け、冷房運転時において、冷媒温度から外気温度を引いた温度差が大きく、室外熱交換器での放熱量が室内熱交換器での吸熱量に比べて過大となる場合に前記流量制御弁を開くとともに、前記制御弁の開度を変えることで前記熱供給部への温水供給量を増やすよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
このような構成により、冷房運転又は暖房運転において蒸発器の吸熱量に比して凝縮器の放熱量が過大となる場合であっても、冷媒循環量を確保し、且つ、液相冷媒の圧縮機への吸引が防がれて該圧縮機をそのまま継続して駆動することができ、駆動源であるエンジンのエネルギーの有効利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、冷房運転又は暖房運転において蒸発器の吸熱量に比して凝縮器の放熱量が過大となる場合であっても、圧縮機をそのまま駆動してその駆動源のエネルギーの有効利用を図ることができるという効果が得られる。
【実施例】
【００１２】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回路図、図２は同空気調和装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は同空気調和装置の制御手順を示すフローチャート、図４は冷媒の状態変化を示すモリエル線図である。
【００１４】
図１に示すエンジン駆動式空気調和装置は、室外空調ユニット２０と室内空調ユニット３０とで構成されており、室内空調ユニット３０は室内熱交換器９と膨張弁８を１セットとする室内機を多数並列に配置して構成されている。
【００１５】
又、前記室外空調ユニット２０は、エンジン１、２基の圧縮機２等が配設された機関室２１と、メインアキュームレータ１０、サブアキュームレータ２２、電装ボックス２３及び各機器同士を接続する管路が配設された配管室２４と、複数の室外熱交換器６、温水熱交換器としてのラジエータ２５等が配設された室外熱交換器室２６とを備えている。
【００１６】
ところで、前記エンジン１はレシプロ式の水冷式ガスエンジンであって、その吸気ポートには吸気管２７を介して不図示のスロットル弁、ガスミキサ２８及びエアクリーナ２９が接続されており、吸気管２７は機関室２１の天壁及び室外熱交換器室２６の天壁を貫通して外部に開口している。
【００１７】
上記ガスミキサ２８は燃料管３１を介して不図示のガス燃料源に接続され、燃料管３１にはガスミキサ２８に一体化された流量制御弁３２、ゼロガバナ（減圧弁）３３及び２個の電磁弁３４が設けられている。又、エンジン１の排気ポートには、排気管３５を介して排気ガス熱交換器１３、排気サイレンサ３６及びミストセパレータ３７が接続されており、排気管３５は前記室外熱交換器室２６の上方に開口している。尚、エンジン１には不図示の点火プラグ及び点火装置が配置され、スロットル弁開度、点火タイミング、更には流量制御弁３２の開度が制御されて不図示のクランク軸回転数が制御される。
【００１８】
又、エンジン１には潤滑油タンク３８が備えられ、潤滑油量が減少すると電磁弁３９が開き、潤滑油が重力によってエンジン１に補給されるようになっている。尚、エンジン１にはクランク軸、不図示の出力軸及びクラッチ４０を介して前記圧縮機２が接続されており、該圧縮機２はエンジン１によって駆動される。
【００１９】
而して、本空気調和装置は圧縮機２を含んで閉ループを構成する冷媒回路３が設けられている。
【００２０】
上記冷媒回路３は圧縮機２によってフロン等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機２の吐出側から四方弁５に至る冷媒ライン３ａと、四方弁５から室外熱交換器６に至る冷媒ライン３ｂと、室外熱交換器６から前記メインアキュームレータ１０内及び膨張弁８を経て複数台（Ｎ台）の室内熱交換器９に至る冷媒ライン３ｃと、室内熱交換器９から前記四方弁５に至る冷媒ライン３ｄと、四方弁５から前記メインアキュームレータ１０に至る冷媒ライン３ｅと、メインアキュームレータ１０からサブアキュームレータ２２に至る冷媒ライン３ｆ及びサブアキュームレータ２２から前記圧縮機２の吸入側に至る冷媒ライン（吸込ライン）３ｇを含んで構成されている。
【００２１】
而して、本実施例においては、前記冷媒ライン３ｃと３ｅの間には、冷房時に前記膨張弁８と室内熱交換器９を迂回し、暖房運転時に室外熱交換器６と四方弁５を迂回するバイパスライン３ｈが設けられており、該バイパスライン３ｈには流量制御弁１１が設けられている。
【００２２】
尚、図１において、４１は冷媒ライン３ｃの途中に設けられるドライヤ、４２はドライヤ４１を迂回するフィルタである。又、４３は毛細管であり、４４は各々温度検知器と毛細管を組み合わせたものであり、これらは冷媒温度を検知することによりメインアキュームレータ１０内の液相冷媒の液面レベルを検知するためのものである。更に、４５は開閉弁、４６はオイル排出路、４７は潤滑油戻し用の絞りであり、メインアキュームレータ１０の下部に溜る潤滑油量が多くなると手動又は自動で開閉弁４５を開け、潤滑油をメインアキュームレータ１０からサブアキュームレータ２２の方へ流すようにしている。
【００２３】
又、前記冷媒ライン３ａの途中には、冷媒に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ４８が設けられ、このオイルセパレータ４８で分離された潤滑油はオイルストレーナ４９及び毛細管４３を通って常時冷媒ライン３ｆ側に戻されるとともに、潤滑油の量が所定値以上になると、潤滑油はオイルストレーナ４９及び電磁弁５０を経てメインアキュームレータ１０、サブアキュームレータ２２に戻される。尚、冷媒ライン３ａはオイルストレーナ４９及び冷媒ライン３ａの冷媒圧力が所定値以上のとき開く電磁弁１００を介してメインアキュームレータ１０に接続されており、これによって冷媒回路内の異常圧力上昇を防いでいる。
【００２４】
他方、室外空調ユニット２０には冷却水循環システムＳが備えられている。この冷却水循環システムＳは、冷却水温度が所定値以下のエンジン冷機状態時にエンジン１の冷却水ジャケット１ａ、サーモスタット５１、第１の冷却水ポンプ５２を循環する第１循環路と、エンジン冷機時に排気ガス熱交換器１３、制御弁としてのリニア三方弁５３、メインアキュームレータ１０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４を循環する第２循環路と、冷却水温度が所定値を超えた場合のエンジン暖機完了時に排気ガス熱交換器１３、第１の冷却水ポンプ５２、冷却水ジャケット１ａ、サーモスタット５１、リニア三方弁５３、一方はラジエータ２５、他方はメインアキュームレータ１０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４の順で循環する第３循環路を有している。
【００２５】
又、ラジエータ２５には、冷却水用リザーバタンク５５が注入口５６を介して接続されており、注入口５６にはサーモスタット５１の１つのポートも接続されている。サーモスタット５１のポートはエンジン１の冷却水ジャケット１ａに常時連通しており、エンジン冷機時の第１循環路内のエアー抜きが可能となる。
【００２６】
又、エンジン冷却水がラジエータ２５に多く流れている状態においてリニア三方弁５３が切り換えられると、エンジン冷却水はメインアキュームレータ１０内の熱交換部に多く供給され、これにより冷媒に熱が与えられる。
【００２７】
次に、本空気調和装置の制御系の構成を図２に基づいて説明する。
【００２８】
図２において、６０は室内機制御装置、７０は室外機制御装置であり、室内機側制御装置６０には、各室内熱交換器９が設置された室内１〜室内Ｎに設けられた操作リモコン６１、室内温度センサ６２、各室内熱交換器９の膨張弁８を開閉駆動する膨張弁アクチュエータ６３及び各室内機ファン６４がそれぞれ電気的に接続されている。尚、室内機制御装置６０は室内熱交換器９、膨張弁８及び室内機ファン６４をそれぞれ収容する室内機毎に配置される複数（Ｎ個）の制御装置から成る。
【００２９】
又、前記室外機側制御装置７０には、冷媒温度センサ７１、外気温センサ７２、前記流量制御弁１１を開閉駆動する流量制御弁アクチュエータ７３及び室外機ファン７４がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
ここで、本空気調和装置の冷房及び暖房運転時の基本作用を図４に示すモリエル線図を参照しながら以下に説明する。尚、このとき、流量制御弁１１は全閉状態にあるものとする。
【００３１】
冷房運転時においては、エンジン１によって圧縮機２が駆動されると、図４に丸１にて示す状態（圧力Ｐ１，エンタルピｉ１）の気相冷媒は冷媒ライン（吸込ライン）３ｇから圧縮機２に吸引されて圧縮され、図４に丸２にて示す状態（圧力Ｐ２，エンタルピｉ２）の高温高圧冷媒となる。尚、このときの圧縮機２の所要動力（エンジン１の出力）ＡＬは（ｉ２ −ｉ１ ）で表される。
【００３２】
而して、上記高温高圧の気相冷媒は冷媒ライン３ａを通って四方弁５に至るが、冷房運転においては、図１に実線にて示すように四方弁５のポートａとｂ、ポートｃとｄがそれぞれ連通しているため、気相冷媒は冷媒ライン３ｂを通って室外熱交換器６に導入される。そして、室外熱交換器６に導かれた高温高圧の気相冷媒は外気に凝縮熱を放出して液化する。
【００３３】
一方、冷却水ポンプ５２，５４の駆動によって冷却水循環システムＳを循環する冷却水は、冷却水ポンプ５４から吐出されて途中で排気ガス熱交換器１３においてエンジン１から排出される排気ガスの熱を回収して加熱された後、冷却水ポンプ５２を経てエンジンの冷却水ジャケット１ａを通過することによって更に加熱され、サーモスタット５１、リニア三方弁５３、冷却水温度によってはメインアキュームレータ１０の熱交換部に導かれ、冷却水ポンプ５４に戻るという循環を繰り返す。
【００３４】
而して、室外熱交換器６において液化したエンタルピ値がｉ２より下がった高圧の液相冷媒は冷媒ライン３ｃを通ってメインアキュームレータ１０に導かれ、そこに収容される液相冷媒との熱交換によって更にエンタルピ値が下がり、図４に示す丸３の状態（圧力Ｐ２、エンタルピｉ３）の液相冷媒となり、この液相冷媒は各膨張弁８を通過することによって減圧されて図４に示す丸４の状態（圧力Ｐ１、エンタルピｉ３）となる。その後、この冷媒は各室内熱交換器９に導かれて室内から蒸発熱を奪って気化し、冷媒によって蒸発熱が奪われることによって室内が冷房される。そして、室内熱交換器９から出た冷媒は冷媒ライン３ｄを流れて四方弁５に至るが、冷房運転時には前述のように四方弁５のポートｃとｄとが連通しているため、冷媒は冷媒ライン３ｅを経てメインアキュームレータ１０に導かれ、そこを流れる冷却水によって加熱されるとともに気液が分離された後、冷媒ライン３ｆを通ってサブアキュームレータ２２に導かれて更に気液が分離され、図４に示す丸１の状態（圧力Ｐ１、エンタルビｉ１）の気相冷媒のみが冷媒ライン（吸込ライン）３ｇから圧縮機２に吸引されて再度圧縮され、以後は前記と同様の作用を繰り返して室内の冷房に供される。
【００３５】
次に、暖房運転時の作用を説明する。
【００３６】
暖房運転時においてもエンジン１によって圧縮機２が駆動されると、図４に丸１にて示す状態（圧力Ｐ１，エンタルピｉ１）の気相冷媒は冷媒ラインから圧縮機２に吸引されて圧縮され、図４に丸２にて示す状態（圧力Ｐ２，エンタルピｉ２）の高温高圧冷媒となる。
【００３７】
而して、上記高温高圧の気相冷媒は冷媒ライン３ａを通って四方弁５に至るが、暖房運転においては、図１に破線にて示すように四方弁５のポートａとｄ、ポートｂとｃがそれぞれ連通しているため、気相冷媒は冷媒ライン３ｄを通って各室内熱交換器９に導入される。
【００３８】
室内熱交換器９に導かれた高温高圧の気相冷媒は室内に凝縮熱を放出して液化して図４に示す丸３の状態（圧力Ｐ２、エンタルピｉ３）となり、このとき放出される凝縮熱によって室内が暖房される。
【００３９】
而して、室内熱交換器９において液化した高圧の液相冷媒は膨張弁８を通過することによって減圧されて図４に丸４にて示す状態（圧力Ｐ１、エンタルピｉ３）となって、その一部が気化し、冷媒ライン３ｃを流れてメインアキュームレータ１０に導かれ、そこに収容されるほぼ同温度の液相冷媒と熱交換することなく通過して室外熱交換器６に導かれる。室外熱交換器６に導かれた冷媒は外気から蒸発熱を奪って気化してエンタルピ値が上昇した後、冷媒ライン３ｂを通って四方弁５に至る。暖房運転時においては前述のように四方弁５のポートｂとｃとが連通しているため、冷媒は冷媒ライン３ｅを経てメインアキュームレータ１０に導かれ、そこを流れる冷却水によって加熱されて更にエンタルピ値が上昇するとともに気液が分離された後、冷媒ライン３ｆを通ってサブアキュームレータ２２に導かれて更に気液が分離され、図４に示す丸１の状態（圧力Ｐ１、エンタルビｉ１）の気相冷媒のみが冷媒ライン（吸込ライン３ｇ）から圧縮機２に吸引されて再度圧縮され、以後は前記と同様の作用を繰り返して室内の暖房に供される。
【００４０】
ところで、以上はバイパスライン３ｈに設けられた流量制御弁１１が全閉状態にあるときの冷房運転時と暖房運転時の基本的な作用について説明したが、実際には、冷房運転時に室内熱交換器９での熱交換量が所定値以下である場合に流量制御弁１１を開き、その開度αを室内熱交換器９の運転台数、外気温度と室外熱交換器６での冷媒温度との差、室内温度と室内設定温度との差等のパラメータに応じて決定するようにしている。
【００４１】
ここで、流量制御弁１１の開度αの設定手順を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４２】
先ず、室内１〜室内Ｎの各々に設けられた操作リモコン６１（図２参照）のＯＮ／ＯＦＦによって室内熱交換器９がＯＮとなっている部屋を調べ（図３のSTEP１）、室内熱交換器９がＯＮとなっている部屋の室内機ファン６４（図２参照）を駆動し（図３のSTEP２）、更に、膨張弁アクチュエータ６３（図２参照）によって室内熱交換器９がＯＦＦとなっている部屋の膨張弁８を閉じる（図３のSTEP３）。そして、流量制御弁アクチュエータ６３（図２参照）によってバイパスラインに設けられた流量制御弁１１を開くとともに、該流量制御弁１１の開度ＡをＯＦＦされている室内熱交換器９の数に応じて決定する（図３のSTEP４）。具体的には、ＯＦＦされている室内熱交換器９の数が多い程、流量制御弁１１の開度Ａの値を大きくする。
【００４３】
次に、外気温センサ７２（図２参照）によって検出された外気温度と冷媒温度センサ７１（図２参照）によって検出された室外熱交換器６での冷媒温度とを比較する（図３のSTEP５）。
【００４４】
ところで、冷房運転時、冷房を可能とするためには外気温度によらず室外熱交換器６での放熱を可能とする必要があり、冷媒温度は常に外気温度より室外熱交換器６の入口の方が高く（外気温度＜冷媒温度）なるように圧縮機２で高温高圧とされる。即ち、冷房運転ではSTEP７のみが実施される。
【００４５】
暖房運転時、高温高圧の気相冷媒は室内熱交換器９での凝縮、膨張弁８での膨張を経て、気体冷媒の割合の少ない気液２相の低温低圧の冷媒に変化する。この冷媒の温度はその圧力に対応した冷媒の沸点となり、略一定の値を示す。
【００４６】
一方、外気温度は地域や季節により大きく変化し、外気温度＞冷媒温度にも外気温度＜冷媒温度にもなる。暖房を可能とするためには室外熱交換器６での吸熱（外気温度＞冷媒温度のとき）か、他の手段により冷媒に熱を供給する必要がある。即ち、暖房運転時ではSTEP６が実施されるとともに、室外熱交換器９以外の手段である吸熱手段であるメインアキュムレータ１０への冷却水循環が実施される条件においてSTEP７が実施される。
【００４７】
暖房運転時、膨張弁８を経て低温低圧とされた冷媒の温度より外気温度が高い場合、その温度差が大きい程、室外熱交換器６での吸熱量が大きくなり、室内熱交換器９での放熱量に比べて過大となってしまう場合がある。この場合には圧縮機２における冷媒温度が上昇し、又、室内熱交換器９での冷媒の液化量が減少し、膨張弁８を通過できる冷媒量が減少することにより、室内熱交換器９内部、特に運転されていないものの内部に液相の冷媒が溜まるようになり、循環冷媒量が益々減少することになり、圧縮機２における冷媒温度が余計に上昇して圧縮機２が損傷を受ける問題が発生する。
【００４８】
そこで、STEP６において、温度差が大きい程、流量制御弁１１の開度を大きくすべく正の補正値ａ１を大きく設定しており、室外熱交換器６を迂回してバイパスライン３ｈを流れる冷媒量を増やし、室外熱交換器６での吸熱量が過大とならないようにしている。又、同STEP６において温度差が大きい程、メインアキュムレータ１０へのエンジン廃熱を含む冷却水の循環量をより減らし、且つ、室外機ファン７４の回転数をより下げることにより、同様に冷媒への吸熱量が大きくなり過ぎないようにしている。
【００４９】
STEP７は外気温度が低い場合の暖房運転或は冷房運転時に実施される。冷房運転時、室外熱交換器６において冷媒温度から外気温度を引いた温度差が大きい程、より多くの熱量が放熱されてしまう。このため、室外熱交換器６内部から膨張弁８の間の冷媒管路中の液化した冷媒量がより増加してしまう。圧縮機２の冷媒吐出量が増加しないと、膨張弁８の上流高圧側の圧力が低下し、膨張弁８を通過する冷媒量が低下してしまう。
【００５０】
しかし、仮に圧縮機２の回転数を増加させ、上流高圧側の圧力低下を防止するような制御を実施して膨張弁８を通過する冷媒量を増加させても、室内熱交換器９にて吸熱量が得られないと液相冷媒を十分気化させることができず、液相の冷媒は圧縮機２の手前でメインアキュムレータ１０或はサブアキュムレータ２２に溜められ、圧縮機２に吸い込まれる気相冷媒量は減少し、結局、上流高圧側の圧力は低下して膨張弁８を通過する冷媒量が減少し、冷房が不能となってしまう。又、圧縮機２に吸い込まれる冷媒量が減少すると摩擦熱を発生している圧縮機２の温度が上昇し、圧縮機２の損傷を防止するために該圧縮機２を停止せざるを得なくなる。
【００５１】
これを防止するため、STEP７において冷媒温度から外気温度を引いた温度差が大きい、程流量制御弁１１の開度を大きくすべく正の補正値ａ２を大きく設定しており、室外熱交換器６を迂回してバイパスライン３ｈを流れる冷媒量を増やし、且つ、室外機ファン７４の回転数をより下げることにより、室外熱交換器６での放熱量が過大とならないようにしている。又、温度差が大きい程、メインアキュムレータ１０へのエンジン廃熱を含む冷却水の循環量をより増やし、圧縮機２に吸い込まれる気相冷媒量を増加やし、上流高圧側の圧力低下を防止し、冷媒循環量を維持して冷房を可能とする。
【００５２】
STEP７において暖房運転時、室外熱交換器６において冷媒温度から外気温度を引いた温度差が大きい程、吸熱ができないばかりでなく、逆に更に放熱してしまうことになる。
【００５３】
そこで、温度差が大きい程、流量制御弁１１の開度を大きくすべく正の補正値ａ２を大きく設定しており、室外熱交換器６を迂回する冷媒量を増やし、且つ、室外機ファン７４の回転数をより下げることにより、室外熱交換器６での放熱量が過大とならないようにしている。尚、室外熱交換器６の上流側に開閉弁を設け、これを閉じる一方、流量制御弁１１の開度を全開とするようにしても良い。又、温度差が大きくなる程、メインアキュムレータ１０へのエンジン廃熱を含む冷却水の循環量をより増やすことにより吸熱量を増加させ、圧縮機２に吸い込まれる気相の冷媒量を増やして冷媒循環を可能とし、暖房を可能とする。
【００５４】
次に、室内温度センサ６２（図２参照）によって検出された室内温度と操作リモコン６１（図２参照）によってセットされた室内設定温度とを比較し（図３のSTEP８）、室内温度の方が設定室内温度よりも高い場合には、運転状態が冷房運転であるか否かが判断され（図３のSTEP９）、冷房運転である場合には、室内熱交換器９の冷房能力が不足しているために室内熱交換器９への冷媒流量を増やす必要がある。従って、室内温度と設定室内温度との差が大きい程、流量制御弁１１の開度補正値ａ３として負の大きな値を設定するとともに、更に吸熱量を増やすために室内機ファン６４（図２参照）の回転数を上げ、室内熱交換器９での吸熱量が増加する分だけメインアキュームレータ１０への冷却水循環量を減少させる（図３のSTEP１０）。又、室内温度の方が設定室内温度よりも高い場合に暖房運転がなされているときには、室内熱交換器９の暖房能力が高過ぎるため、室内機ファン６４を停止する（図３のSTEP１１）。
【００５５】
一方、室内温度の方が設定室内温度よりも低い場合には、運転状態が暖房運転であるか否かが判断され（図３のSTEP１２）、暖房運転である場合には、室内熱交換器９の暖房能力が不足しているために室内熱交換器９での放熱量を増やす必要がある。従って、室内温度と設定室内温度との差が大きい程、暖房運転時に放熱量が増加すると、その分だけ吸熱量を増加させる必要があり、室外熱交換器６への冷媒循環量を増やすべく室外熱交換器６を迂回してバイパスライン３ｈを通る冷媒量を減らし、室内温度と設定室内温度との差が大きい程、流量制御弁１１の開度補正値ａ３として負の大きな値を設定するとともに、メインアキュームレータへ１０の冷却水循環量を増加し、更に室内機ファン６４の回転数を上げる（図３のSTEP１０）。又、室内温度の方が設定室内温度よりも低い場合に冷房運転がなされているときには、室内熱交換器９の冷房能力が高過ぎるため、室内機ファン６４を停止する（図３のSTEP１１）。
【００５６】
而して、以上のようにして流量制御弁１１の開度Ａとその補正値ａ１，ａ２，ａ３が求められると、流量制御弁１１は、α＝Ａ＋ａ１＋ａ２＋ａ３で求められる開度αに設定されてバイパスライン３ｈを流れる冷媒の流量が制御され（図３のSTEP１３）、以後、同様の手順が繰り返されて流量制御弁１１の開度αが求められる。
【００５７】
以上のように、本実施例においては、室内熱交換器９での熱交換量が所定値以下である場合に流量制御弁１１を開き、その開度αを室内熱交換器９の運転台数、外気温度と室外熱交換器６での冷媒温度との差、室内温度と室内設定温度との差等のパラメータに応じて決定するようにしたため、冷房運転又は暖房運転において蒸発器の吸熱量に比して凝縮器の放熱量が過大となる場合であっても、液相冷媒の圧縮機２への吸引が防がれて該圧縮機２をそのまま駆動することができ、駆動源であるエンジン１のエネルギーの有効利用を図ることができる。
【００５８】
尚、本実施例においては、膨張弁８としてその開閉動作が電子制御される電子膨張弁を用いたが、これに代えて図５に示すようにオリフィス８１と開閉弁８２を用いても良く、この場合、オリフィス８１は固定膨張弁として機能する。
【００５９】
又、冷媒ライン３ｄと冷媒ライン３ｃの途中には、両冷媒ライン３ｄ，３ｃを連通する連通ライン３ｊが配置され、途中に開閉弁１１１が配置される。尚、この開閉弁１１１の代わりに流量制御弁を配置する一方、バイパスライン３ｈ、流量制御弁１１を廃止し、代替の流量制御弁を図３に示すフローチャートのように制御しても良い。
【００６０】
尚、上記実施例のように室内熱交換器９が多数並列に配置されている空気調和装置において、メインアキュムレータ１０に冷媒を集中させる冷媒回収を行う場合、従来は冷房運転状態において使用しない室内熱交換器９の膨張弁８を全開としていた。これにより室外熱交換器６により液化した冷媒は温度が下がらず、吸熱することなく液相のままメインアキュムレータ１０に流入させることができ、順次メインアキュームレータ１０内の液相の冷媒量を増加させて冷媒の回収を行っていた。
【００６１】
しかし、膨張弁８を全開とした室内熱交換器９は室内機ファン６４が停止状態にあっても僅かに熱交換が行われ、吸熱が起こり、その分冷媒の回収に時間が掛かり、又、冷媒が室内熱交換器９に循環されることによる冷媒通過音が発生する問題もあった。又、この場合、室内熱交換器９に霜付きが発生する場合もあった。
【００６２】
本実施例に係る空気調和装置においては、バイパスライン３ｈ或は連通ライン３ｊを配置しており、冷媒回収時に冷房運転状態にし、且つ、流量制御弁１１或は１１１を全開することにより、室内熱交換器９側に流れる冷媒量を減少させることができ、室内熱交換器９から騒音を発生させたり、使用しない部屋の温度を下げることなく、バイパスライン３ｈ或は連通ライン３ｊを通過して温度が下がらず吸熱することなく液相のままの冷媒をメインアキュムレータ１０に短い時間で回収することができる。この場合、膨張弁８を同時に全閉となるように制御すると冷媒回収効率が更に上がる。
【００６３】
本システムでは、室外空調ユニット２０に冷媒回収用の不図示のスイッチが設置されており、該スイッチがＯＮされると、四方弁５の冷房位置への切り替え、エンジン１の停止時には起動、流量制御弁１１或は１１１の全開動作及び各室内熱交換器９の膨張弁８の全閉動作が同時に実施され、メインアキュムレータ１０の液面レベル検知手段４４が高位置の液面レベルを検知した場合には、エンジン１を停止するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置における冷媒の状態変化を示すのモリエル線図である。
【図５】膨張弁の別構成例を示す部分回路図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ エンジン（駆動源）
２ 圧縮機
３ 冷媒回路
３ 吸込ライン
３ｈ バイパスライン
５ 四方弁
６ 室外熱交換器
８ 膨張弁
９ 室内熱交換器
１０ メインアキュームレータ（熱供給部）
１１ 流量制御弁
６２ 室内温度センサ
【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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