(57)【要約】【課題】ガスエンジンの回転数を上昇させることが無く、冷房負荷に対して冷媒循環量が多くなることによる不都合を解消することが出来るガスエンジンヒートポンプ及びその制御方法の提供。【解決手段】稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である場合に（Ｂ〜Ｆ間の領域）、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させず、余剰分の冷媒を熱交換器（６）に流過せしめ、ガスエンジン（２）の冷却水を前記熱交換器（６）に流過する。【選択図】図１
2008045814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンプレッサーと、コンプレッサーの駆動源であるガスエンジンと、制御手段とを備えたガスエンジンヒートポンプにおいて、冷媒が循環する冷媒ラインは、圧縮冷凍サイクルにおける膨張弁と室内機とをバイパスするバイパス冷媒ラインが設けられており、該バイパス冷媒ラインにはガスエンジンの冷却水とバイパス冷媒ラインを流れる冷媒とで熱交換を行うための熱交換器が介装されており、ガスエンジンの冷却水ラインから前記熱交換器に連通する分岐冷却水ラインが分岐しており、前記制御手段は、稼動しているコンプレッサーによる許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサーの台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域にある場合に、稼動するコンプレッサーの台数を減少させず、空調負荷に対して余剰となっている分の冷媒を前記バイパス冷媒ラインを介して前記熱交換器に流過せしめると共に、当該余剰な冷媒循環量に対応する流量のガスエンジンの冷却水を前記熱交換器に連通する分岐冷却水ラインに流過する制御を行う様に構成されていることを特徴とするガスエンジンヒートポンプ。
【請求項２】
ガスエンジンの見かけの負荷率を計測するためのパラメータの計測装置を備えており、前記制御手段は、前記計測装置で計測されたパラメータに基いてガスエンジンの見かけの負荷率を求め、稼動しているコンプレッサーによる許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサーの台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域にあるか否かについては、見かけの負荷率が所定の範囲内であるか否かにより判断するように構成されている請求項１のガスエンジンヒートポンプ。
【請求項３】
複数のコンプレッサーと、コンプレッサーの駆動源であるガスエンジンと、制御手段とを備えたガスエンジンヒートポンプの制御方法において、前記ガスエンジンヒートポンプで冷媒が循環する冷媒ラインは、圧縮冷凍サイクルにおける膨張弁と室内機とをバイパスするバイパス冷媒ラインが設けられており、該バイパス冷媒ラインにはガスエンジンの冷却水とバイパス冷媒ラインを流れる冷媒とで熱交換を行うための熱交換器が介装されており、ガスエンジンの冷却水ラインから前記熱交換器に連通する分岐冷却水ラインが分岐しており、稼動しているコンプレッサーによる許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサーの台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域にあるか否かを判定する判定工程を有し、稼動しているコンプレッサーによる許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサーの台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域にある場合に、稼動するコンプレッサーの台数を減少させず、空調負荷に対して余剰となっている分の冷媒を前記バイパス冷媒ラインを介して前記熱交換器に流過せしめると共に、当該余剰な冷媒循環量に対応する流量のガスエンジンの冷却水を前記熱交換器に連通する分岐冷却水ラインに流過する工程、を有することを特徴とするガスエンジンヒートポンプの制御方法。
【請求項４】
計測装置によりガスエンジンの見かけの負荷率を演算するためのパラメータを計測する工程と、計測されたパラメータに基いてガスエンジンの見かけの負荷率を求める工程とを有し、前記判定工程では、稼動しているコンプレッサーによる許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサーの台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域にあるか否かについては、見かけの負荷率が所定の範囲内であるか否かにより判断する請求項３のガスエンジンヒートポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の室内機を備えた空調装置、いわゆる「マルチタイプ」の空調装置として用いられるガスエンジンヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる「マルチタイプ」の空調装置では、稼動している室内機の数あるいは稼動しているコンプレッサーの数が変更されると、冷媒循環量が変わる。
そのため、従来のガスエンジンヒートポンプ（ＧＨＰ）においては、コンプレッサーの運転台数と、エンジン回転数を変えることによって、空調負荷に適合した冷媒循環量を確保している。
【０００３】
ここで、ガスエンジンヒートポンプ（ＧＨＰ）では、エンジンの最高回転数に対する運転時のエンジン回転数の比を大きく取れないと言う問題がある。
具体的には、ＧＨＰでは当該回転数の比は最大でも１：３程度しかとれない。換言すれば、ＧＨＰでは、エンジン回転数は、当該エンジンの最高回転数の１／３程度までしか絞ることが出来ず、負荷率が３０％未満の場合には対応することが困難である、という問題を有している。
【０００４】
その様な問題に対処するため、ＧＨＰにおいては、コンプレッサーを複数台設け、エンジン回転数を変更する際に、必要に応じてコンプレッサーの運転台数を変更することが行われる。
そして現在では、コンプレッサー運転台数を変更すると、従動的にエンジン回転数も変化する方式が採用されている。
【０００５】
コンプレッサー運転台数変更における従来技術の制御では、図３に示す様に、例えば２台のコンプレッサーを使用した場合の運転状態を示すラインＬ２において、空調負荷が低下して、見かけの負荷率が対応できる限界を超えて低下した場合には、ラインＬ２の運転ポイントＢから、コンプレッサーを１台運転する状態を示すラインＬ１の運転ポイントＡに移行している。
稼動するコンプレッサーの数を減少させて、冷媒循環量を負荷に見合った程度まで減少させるためである。
【０００６】
しかし、稼動するコンプレッサーの数を減少させて、ラインＬ１の運転ポイントＡの近傍領域（運転ポイントＦ〜Ａ間の領域）で運転した時に、コンプレッサーの回転数が上昇し、コンプレッサーに直結のガスエンジンの回転数も上昇して、燃料消費量が増加してしまうという問題が存在する。
すなわち、ラインＬ１の運転ポイントＡの近傍領域（運転ポイントＦ〜Ａ間の領域）で運転した場合に、コンプレッサー２台の運転ラインＬ２の運転ポイントＢよりも、燃料消費量が増加してしまうという問題が存在する。
【０００７】
また、ラインＬ１の運転ポイントＡの近傍領域（運転ポイントＦ〜Ａ間の領域）で運転した場合には、稼動するコンプレッサーの数を減少させて、エンジン回転数が上昇した結果として、騒音が大きくなり、エンジンやコンプレッサーの耐久性が劣化すると共に、エンジンやコンプレッサーの寿命が短命化してしまうという問題も存在する。
【０００８】
その他の従来技術として、複数の室内機の運転台数と冷媒吐出温度に対応して冷媒循環量を適正に保つべく制御を行う技術が存在する（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、冷房負荷の減少時に稼動するコンプレッサーの台数を減少させた際における上述した様な問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００２−１５６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ガスエンジンの回転数を上昇させることが無く、しかも、冷房負荷に対して冷媒循環量が多くなることによる不都合を解消することが出来るガスエンジンヒートポンプ及びその制御方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のガスエンジンヒートポンプ（ＧＨＰ）は、複数のコンプレッサー（１）と、コンプレッサーの駆動源である（１台の）ガスエンジン（２）と、制御手段（コントロールユニット１０）とを備えたガスエンジンヒートポンプ（２０）において、冷媒が循環する冷媒ライン（Ｌｃ）は、圧縮冷凍サイクルにおける膨張弁（Ｖ１）と室内機（８）とをバイパスするバイパス冷媒ライン（レシーバタンク４から合流点Ｇ１に至る冷媒ラインＬｂ）が設けられており、該バイパス冷媒ライ（Ｌｂ）にはガスエンジンの冷却水（温排水）とバイパス冷媒ライン（Ｌｂ）を流れる冷媒とで熱交換を行うための熱交換器（排熱交換器６）が介装されており、ガスエンジン２の冷却水ライン（Ｌｗ）から前記熱交換器（排熱交換器６）に連通する分岐冷却水ライン（Ｌｗｂ）が分岐（Ｂ１）しており、前記制御手段（１０）は、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷（冷房負荷）に必要な冷媒循環量に対して余剰であり（図３の運転ポイントＢよりも左側の領域にある）、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上（図３の運転ポイントＦのエンジン回転数以上）である運転領域（最適化制御範囲）にある場合に、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させず、空調負荷（冷房負荷）に対して余剰となっている分の冷媒を前記バイパス冷媒ライン（Ｌｂ）を介して前記熱交換器（排熱交換器６）に流過せしめると共に、当該余剰な冷媒循環量に対応する流量のガスエンジン（２）の冷却水を前記熱交換器（排熱交換器６）に連通する分岐冷却水ライン（Ｌｗｂ）に流過する制御を行う様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
本発明のガスエンジンヒートポンプの制御方法は、複数のコンプレッサー（１）と、コンプレッサー（１）の駆動源である（１台の）ガスエンジン（２）と、制御手段（コントロールユニット１０）とを備えたガスエンジンヒートポンプ（２０）の制御方法において、前記ガスエンジンヒートポンプ（２０）で冷媒が循環する冷媒ライン（Ｌｃ）は、圧縮冷凍サイクルにおける膨張弁（Ｖ１）と室内機（８）とをバイパスするバイパス冷媒ライン（レシーバタンク４から合流点Ｇ１に至る冷媒ラインＬｃ３）が設けられており、該バイパス冷媒ライン（Ｌｂ）にはガスエンジンの冷却水（温排水）とバイパス冷媒ライン（Ｌｂ）を流れる冷媒とで熱交換を行うための熱交換器（排熱交換器６）が介装されており、ガスエンジンの冷却水ライン（Ｌｗ）から前記熱交換器（排熱交換器６）に連通する分岐冷却水ライン（Ｌｗｂ）が分岐（Ｂ１）しており、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷（冷房負荷）に必要な冷媒循環量に対して余剰であり（図３の運転ポイントＢよりも左側の領域にある）、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上（図３の運転ポイントＦのエンジン回転数以上）である運転領域（最適化制御範囲）にあるか否かを判定する判定工程（Ｓ３）を有し、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷に必要な冷媒循環量に対して余剰であり、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上である運転領域（最適化制御範囲）にある場合に、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させず、空調負荷（冷房負荷）に対して余剰となっている分の冷媒を前記バイパス冷媒ライン（Ｌｂ）を介して前記熱交換器（排熱交換器６）に流過せしめると共に、当該余剰な冷媒循環量に対応する流量のガスエンジン（２）の冷却水を前記熱交換器（排熱交換器６）に連通する分岐冷却水ライン（Ｌｗｂ）に流過する工程（Ｓ７）、を有することを特徴としている（請求項３）。
【００１２】
本発明のガスエンジンヒートポンプ（２）において、ガスエンジン（２）の見かけの負荷率を計測するためのパラメータの計測装置（ガスエンジンの回転センサ１２、稼動しているコンプレッサー１の台数を検知する検知装置１１）を備えており、前記制御手段（１０）は、前記計測装置（１１、１２）で計測されたパラメータ（ガスエンジンの回転数、稼動しているコンプレッサーの台数）に基づいて（見かけの負荷率＝見かけエンジン回転数／エンジン最大回転数なる式により）ガスエンジンの見かけの負荷率を求め、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷（冷房負荷）に必要な冷媒循環量に対して余剰であり（図３の運転ポイントＢよりも左側の領域にある）、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上（図３の運転ポイントＦのエンジン回転数以上）である運転領域（最適化制御範囲）にあるか否かについては、見かけの負荷率が所定の範囲内（図３の運転ポイントＢからＤの範囲に相当する見かけの負荷率の範囲内）であるか否かにより判断するように構成されているのが好ましい（請求項２）。
【００１３】
本発明のガスエンジンヒートポンプの制御方法において、計測装置（ガスエンジン２の回転センサ１２、稼動しているコンプレッサー１の台数を検知する検知装置１１）によりガスエンジン（２）の見かけの負荷率を演算するためのパラメータ（ガスエンジン２の回転数、稼動しているコンプレッサー１の台数）を計測する工程（Ｓ１、Ｓ２）と、計測されたパラメータに基づいて（見かけの負荷率＝見かけエンジン回転数／エンジン最大回転数なる式により）ガスエンジンの見かけの負荷率を求める工程（Ｓ３）とを有し、前記判定工程（Ｓ３）では、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷（冷房負荷）に必要な冷媒循環量に対して余剰であり（図３の運転ポイントＢよりも左側の領域にある）、且つ、稼動するコンプレッサー１の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上（図３の運転ポイントＦのエンジン回転数以上）である運転領域（最適化制御範囲）にあるか否かについては、見かけの負荷率が所定の範囲内（図３の運転ポイントＢからＤの範囲に相当する見かけの負荷率の範囲内）であるか否かにより判断するのが好ましい（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
上述する構成を具備する本発明によれば、稼動しているコンプレッサー（１）による許容最低冷媒循環量が空調負荷（冷房負荷）に必要な冷媒循環量に対して余剰であり（図３の運転ポイントＢよりも左側の領域にある）、且つ、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少させた場合のガスエンジン回転数が所定値以上（図３の運転ポイントＦのエンジン回転数以上）である運転領域（最適化制御範囲）にある場合に、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減少しない様に構成されているので、ガスエンジン（２）の回転数を上昇させる必要が無くなり、ガスエンジン回転数を低く押えることができるので、騒音を防止すると共に、ガスエンジン（２）及びコンプレッサー（１）の耐久性を向上させて、寿命を延長する事ができる。すなわち、理論負荷運転時のガスエンジン回転数を低く抑えることが出来る。
それと共に、ガスエンジン回転数を低く押える結果として、燃料消費量を節約して、省エネルギーの要請に応えることができる。
【００１５】
そして、本発明では、空調負荷（冷房負荷）に対して余剰となっている分の冷媒を、前記バイパス冷媒ライン（Ｌｂ）を介して前記熱交換器（排熱交換器６）に流過せしめ、ガスエンジンの冷却水（温排水）を前記熱交換器（排熱交換器６）に流過する様に構成されているので、冷媒循環量の内の余剰分あるいは過剰分は、前記熱交換器（排熱交換器６）でガスエンジン（２）の冷却水（温排水）が保有する熱量で相殺されるので、稼動しているコンプレッサー（１）の台数を減少させないことによる悪影響は防止される。
ここで、本発明によれば、余剰の冷媒循環量に相当する冷熱を前記熱交換器（排熱交換器６）で捨てている。しかし、稼動するコンプレッサー（１）の台数を減じて、ガスエンジン（２）を高回転領域で運転する場合における燃料消費量に比較すれば、上述した熱交換器（排熱交換器６）で捨てられる冷熱のほうが遥かに少ない。
すなわち、本発明は、全体として省エネルギーの要請に寄与しているのである。
【００１６】
さらに、余剰の冷熱をエンジン排熱へ捨てることにより、ガスエンジン（２）の冷却水ライン（Ｌｗ）に介装されたラジエーター（５）からの放熱量を抑えることが出来る。そのため、室外熱交換器（３）がラジエーター（５）で加熱された外気を吸い込んでしまう現象（いわゆる「ショートサーキット」）の可能性を少なくする事ができるというメリットも存在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
添付図面の内、図１〜図３は第１実施形態を示しており、図４は第２実施形態を示す。
【００１８】
先ず、図１を参照して、第１実施形態の構成について説明する。
全体を符号１０１で示すガスヒートポンプ（システム）は、ガスヒートポンプ本体（以下、ガスヒートポンプ本体を、ガスヒートポンプと言う）２０と室内器８と制御手段であるコントロールユニット１０とを備えている。室内器８には、リモートコントローラ８１が装備され、室内器８のＯＮ、ＯＦＦ及び室内温度の設定などをこのリモートコントローラ８１によって行うように構成されている。
【００１９】
図１において、図示の簡略化のため、コンプレッサー１は単一のブロックで表示されている。しかし、第１実施形態に係る実際の空調機（実機）では、コンプレッサー１は複数台設けられている。なお、図３を参照して第１実施形態の作用を説明する際に簡単であるので、コンプレッサー１は２台設けられている状態が例示されているものと仮定する。
【００２０】
ガスヒートポンプ２０は、コンプレッサー１と、そのコンプレッサー１を駆動するガスエンジン２と、冷媒ラインＬｃと、冷媒ラインＬｃに介装された室外器３と、レシーバタンク４とを備えている。
【００２１】
ガスエンジン２にはガスエンジン２を冷却するためのラジエーター５が装備され、ガスエンジン２とラジエーター５とは冷却水が循環する冷却水ラインＬｗによって接続されている。
【００２２】
冷媒ラインＬｃは、コンプレッサー１と室外器３とを接続するラインＬｃ１と、室外器３とレシーバタンク４とを接続するラインＬｃ２と、膨張弁Ｖ１を介装しレシーバタンク４と室内器８とを接続するラインＬｃ３と、室外器８と合流点Ｇ１を接続するラインＬｃ４と、合流点Ｇ１とコンプレッサー１とを接続するラインＬｃ５とで構成されている。
また、前記レシーバタンク４と合流点Ｇ１とは室内器８を迂回するバイパス冷媒ラインＬｂによって接続され、そのバイパス冷媒ラインＬｂには膨張弁Ｖ２が介装されている。
【００２３】
また、バイパス冷媒ラインＬｂの膨張弁Ｖ２と合流点Ｇ１の間の領域には排熱交換器６が介装されており、この排熱交換器６には後述する分岐冷却水ラインＬｗｂの冷却水が流過するように構成されている。
【００２４】
一方、冷却水ラインＬｗは、ガスエンジン２と排熱交換器６とを接続するラインＬｗ１と、排熱交換器６とラジエーター５とを接続するラインＬｗ２と、ラジエーター５とコンプレッサー１とを接続するラインＬｗ３とで構成されている。
ラインＬｗ１には分岐点Ｂ１が形成され、ラインＬｗ２には合流点Ｇ２が形成されている。該合流点Ｇ２と前記分岐点Ｂ１とは、分岐冷却水ラインＬｗｂによって接続されている。
排熱交換器６は前述のようにバイパス冷媒ラインＬｂに介装されており、冷却水ラインＬｗ１を流れるガスエンジン２の温排水と、バイパス冷媒ラインＬｂを流れる冷媒とで熱交換を行う様に構成されている。
【００２５】
冷却水ラインＬｗ１におけるガスエンジン２と分岐点Ｂ１との間の領域には、循環ポンプ７が介装され、分岐点Ｂ１と排熱交換器６との間の領域には、流量制御弁Ｖ３が介装されている。
【００２６】
コンプレッサー１には稼動状態を検知するセンサ１１が設けられており、信号伝達ラインＬｓ１を介して、何台のコンプレッサーが稼動しているのか（１台のコンプレッサーが稼動しているのか？  ２台のコンプレッサーが稼動しているのか？  稼動しているコンプレッサーが無いのか？）についての情報信号が、コントロールユニット１０に伝達される。
一方、コントロールユニット１０からは、信号伝達ラインＬｓ１を介して、何台のコンプレッサーを稼動するべきであるかを決定する制御信号が、（複数の）コンプレッサー１に対して伝達される。換言すれば、何台のコンプレッサーが稼動するかについては、コントロールユニット１０が、図２を参照して後述する態様で制御している。
【００２７】
ガスエンジン２にはエンジン回転数センサ１２が取り付けられ、信号伝達ラインＬｓ２を介して、エンジン回転数信号がコントロールユニット１０に伝達される。
【００２８】
バイパス冷媒ラインＬｂに介装された膨張弁Ｖ２は信号伝達ラインＬｓ３を介して、コントロールユニット１０から弁開度制御信号を受信するように構成されている。なお、膨張弁Ｖ２は、減圧弁としての機能及び開閉弁としての機能を有すると共に、流量調整弁としての機能をも併せ持っている。
【００２９】
図２を参照して後述する様に、冷媒を排熱交換器６へ流入させない場合（通常の制御を実施する場合）には膨張弁Ｖ２は閉鎖される。一方、冷媒を排熱交換器６へ流入させる場合（図２における「最適化制御範囲内」である場合）には、コントロールユニット１０からの制御信号で膨張弁Ｖ２を指定された開度だけ開放し、減圧弁として冷媒の圧力を低減させると共に、流量調整弁として排熱交換器６へ流入する冷媒の流量を制御する。
【００３０】
通常の冷房運転時の温排水（エンジン冷却水）の循環経路としては、ガスエンジン２から排出されたエンジン冷却水はラインＬｗ１を流れ、分岐点Ｂ１で全量が分岐冷却水ラインＬｗｂを流れ、合流点Ｇ２、ラインＬｗ２を経由してラジエーター５に流入する。そして、ラジエーター５内で冷却された冷却水が、ラインＬｗ３を流れてガスエンジン２に戻る。
【００３１】
これに対して、冷媒を排熱交換器６へ流入させる場合（図２における「最適化制御範囲内」である場合）では、ガスエンジン２から排出されたエンジン冷却水が、分岐点Ｂ１で、排熱交換器６側へ向う温排水と、分岐冷却水ラインＬｗｂを流れて合流点Ｇ２側へ向う温排水とに分岐する。
排熱交換器６において、ラインＬｗ１を流れる温排水は保有する熱量を、バイパス冷媒ラインＬｂを流れる低圧液相冷媒に投入して合流点Ｇ２へ向う。そして合流点Ｇ２で、排熱交換器６をバイパスして分岐冷却水ラインＬｗｂを流れる温排水と合流する。
【００３２】
分岐点Ｂ１と排熱交換器６との間の領域には、前述したように、流量調整弁Ｖ３が介装されており、排熱交換器６を流れる温排水流量を調節している。
流量調整弁Ｖ３は信号伝達ラインＬｓ４を介して、コントロールユニット１０から弁開度制御信号を受信している。ここで、流量調整弁Ｖ３の弁開度、換言すれば排熱交換器６を流れる温排水流量は、図２を参照して後述する様に、コンプレッサー１を２台稼動することにより余剰となった冷房能力と相殺する熱量に対応して、コントロールユニット１０で決定される。
【００３３】
次に、図１を参照して、通常の冷房時における冷媒の流れを説明する。
通常の冷房時には、コンプレッサー１から排出された高温高圧の気相冷媒は、ラインＬｃ１を経由して室外器（凝縮器）３に流入し、外気と熱交換して凝縮し、高圧液相冷媒となる。高圧液相冷媒は室外器３からラインＬｃ２を流れ、レシーバタンク４に流入となる。
通常の冷房時では、バイパス冷媒ラインＬｂに介装された膨張弁Ｖ２は閉鎖されており、冷媒の全量が冷媒ラインＬｃ３側を流過して室内器８に流入する。室内器（蒸発器）８に流入した低圧液相冷媒は、室内の空気から気化熱を奪い、蒸発（気化）して低圧気相冷媒となり、ラインＬｃ４、合流点Ｇ１、ラインＬｃ５を経由してコンプレッサー１に戻る。
【００３４】
これに対して、冷媒を排熱交換器へ流入させる場合（図２における「最適化制御範囲内」である場合）には、膨張弁Ｖ１がコントロールユニット１０からの制御信号で指定された開度だけ開くので、液相冷媒はレシーバタンク４からラインＬｃ３のみならず、バイパス冷媒ラインＬｂをも流れる。勿論、バイパス冷媒ラインＬｂを流れる液相冷媒の流量は、膨張弁Ｖ１の開度により制御されている。
バイパス冷媒ラインＬｂを流れる液相冷媒は、膨張弁Ｖ２を通過する際の圧力損失で減圧されて膨張し、低圧液相冷媒となって排熱交換器６へ流入する。排熱交換器６で低圧液相冷媒は気化して低圧気相冷媒となり、低圧気相冷媒はラインＬｂを流れ、合流点Ｇ１でラインＬｃ４を流れる低圧気相冷媒と合流してラインＬｃ５を流れ、コンプレッサー１に戻る。
【００３５】
次に図２及び図３をも参照して、図１で示す様な構成を具備する空調機の制御について説明する。
【００３６】
先ず図２で示すフローチャートのステップＳ１において、室内機８より、空調負荷に関する情報を収集する。具体的には、室内のコントローラ８１に入力された冷房負荷に関する設定情報をコントロールユニット１０へ伝達する。
【００３７】
ステップＳ２では、コントロールユニット１０において、冷房負荷に対応する冷房能力を発揮するのに必要な冷媒循環量を決定すると共に、決定された冷媒循環量に対応する見かけ負荷率（＝見かけエンジン回転数／エンジン最大回転数）も決定する。
【００３８】
見かけ負荷率は、その時点におけるエンジン回転数と、何台のコンプレッサーが稼動しているかにより、求めることができる。
ここで、図１〜図３の第１実施形態において、コンプレッサー１の回転数は、ガスエンジン２の回転数から一義的に求まる。
【００３９】
ステップＳ３では、その時点の冷房負荷が、通常の制御で対応するべきものであるのか、或いは、稼動しているコンプレッサー台数を減少せずに（又は、稼動しているコンプレッサー台数を増加して）、模擬負荷を設定して対処するべき範囲（最適化制御範囲内）であるのかを決定する。
【００４０】
図３の特性図をも参照して説明すると、図３のラインＬ２（コンプレッサー２台による運転）のポイントＢよりも右側の領域、あるいは、ラインＬ１（コンプレッサー１台による運転）のポイントＦよりも左側の領域にある場合は（ステップＳ３がＮＯ）、通常の制御を行うべきであると判断して、ステップＳ４に進む。
【００４１】
一方、ステップＳ３において、ラインＬ２（コンプレッサー２台による運転）のポイントＢよりも左側で、且つ、ラインＬ１（コンプレッサー１台による運転）のポイントＦよりも右側の領域にある場合は（ステップＳ３がＹＥＳ）、従来技術で説明した制御を行うとエネルギーの消費量が増大してしまうと判断して、模擬負荷を設定してコンプレッサー台数を増加して対処する（最適化制御範囲内）べく、ステップＳ５に進む。
【００４２】
図１〜図３の第１実施形態における実際の制御では、前述のように、ステップＳ３においては、エンジン回転数と、何台のコンプレッサーが稼動しているかにより見かけ負荷率を求め、見かけの負荷率をパラメータとして予めコントロールユニット１０に記憶させておいたマップにより、通常の制御を行うか（ステップＳ３がＮＯ）、或いは、模擬負荷を設定してコンプレッサー台数を増加して対処する（最適化制御範囲内）を行うか（ステップＳ３がＹＥＳ）を決定する。
【００４３】
ステップＳ４の通常の制御では、図３のラインＬ２のポイントＢよりも右側の領域では、コンプレッサーの稼動台数が２台、ラインＬ１のポイントＦよりも左側の領域ではコンプレッサーの稼働台数が１台となる。
【００４４】
ここで、従来技術で説明した制御では、図３において、ラインＬ１のポイントＡで、コンプレッサーを増加（ラインＬ２のポイントＢへ移動）し、ラインＬ２のポイントＢで、コンプレッサーを減少（ラインＬ１のポイントＡへ移動）する。
しかし、コンプレッサーを１台運転するラインＬ１のポイントＦ〜ポイントＡ間の領域では、コンプレッサーの回転数が増大し、エンジン回転数も上昇し、燃料消費量が増大する。そして、１台のコンプレッサーをラインＬ１のポイントＦ〜ポイントＡ間の領域で運転するよりは、コンプレッサーを２台運転する方が、燃料消費量は少なくても済む。
【００４５】
そのため、ステップＳ５の最適化制御では、コンプレッサーを１台運転するラインＬ１において、ポイントＦ〜ポイントＡ間の領域における運転は行われない。その代わりに、コンプレッサーを２台運転する領域であるポイントＢ〜Ｄ間の運転を実行する。
ポイントＢ〜Ｄ間はコンプレッサーを２台で運転するので、低い回転数で、必要な流量以上の冷媒を循環させることができる。
【００４６】
ここで、ポイントＢ〜Ｄ間ではコンプレッサーを２台で運転するので、冷房付加に必要な冷媒循環量以上の冷媒が循環してしまう。換言すれば、冷媒の循環量に余剰分が生じてしまい、冷房負荷に対して、冷熱が余る状態となってしまう。すなわち、過冷却の弊害が生じる恐れがある。
【００４７】
図示の実施形態では、ガスエンジン２の温排水を排熱交換器６に供給して模擬負荷として設定し、冷房負荷に対する冷媒循環量の余剰分を排熱交換器に供給し、以って、冷媒循環量の余剰分と模擬負荷とを相殺する（エンジンの排熱で冷媒循環量の余剰分を相殺する）。
その様な制御（ガスエンジン２の温排水を排熱交換器６に供給して模擬負荷として設定し、冷媒循環量の余剰分と模擬負荷とを相殺する制御）を行うため、ステップＳ６において、冷房負荷に対する冷媒循環量の余剰分と相殺するのに必要な模擬負荷を演算する。
【００４８】
ステップＳ７でコントロールユニット１０は、排熱交換器６に流す冷媒量及び冷却水量を計算し、バイパス冷媒ラインＬｂに介装された膨張弁Ｖ２の開度制御と、模擬負荷用冷却水量制御弁Ｖ３の開度制御を実施する。
ステップＳ７において係る開度制御を行うことにより、ガスエンジン２の温排水の一部が排熱交換器６に供給して模擬負荷として設定され、冷媒循環量の余剰分はバイパス冷媒ラインＬｂを流れて排熱交換器６に供給され、冷媒循環量の余剰分と模擬負荷とが相殺される。
ステップＳ７終了後、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
【００４９】
図１の実施形態によれば、図３のラインＬ１のポイントＦ〜ポイントＡ間の領域では運転せずに、図３においてコンプレッサーを２台運転する領域であるポイントＢ〜Ｄ間の領域で運転を実行する。
図３のラインＬ１のポイントＦ〜ポイントＡ間の領域では運転せずに、図３におけるポイントＢ〜Ｄ間の領域で運転を行うので、エンジン回転数が低くなり、騒音防止、耐久性向上、寿命の延長の効果がある。そして、冷媒の循環量の余剰分が模擬負荷により相殺されるので、過冷却の弊害が生じる恐れが無くなる。
【００５０】
ここで、冷房負荷に対する冷媒循環量の余剰分を排熱交換器６に供給し、ガスエンジン２の温排水と相殺することは、発生した冷熱を捨てることであり、無駄が発生する。
しかし、冷媒循環量の余剰分をエンジン温排水で相殺することによる無駄は、図３のラインＬ１におけるポイントＡ〜Ｆ間の領域で運転する際に生じる燃料消費量の無駄に比較すれば、遥かに少ない。従って、全体的に見ればエネルギーの無駄を少なくして、省エネルギーの要請に応えることができる。
【００５１】
さらに、排熱交換器６で冷熱とエンジン排熱とを相殺することにより、ラジエーター５からの放熱量を抑えることが出来る。そのため、室外熱交換器３がラジエーター５で加熱された外気を吸い込んでしまう現象（いわゆる「ショートサーキット」）の可能性を少なくする事ができる。
【００５２】
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図１で示す構成の第１実施形態では、ガスエンジン２の出力軸がコンプレッサー１に直結しており、コンプレッサー１の回転数はエンジン２の回転数から一義的に決定されている。
【００５３】
これに対して、図４の第２実施形態では、エンジンの出力軸とコンプレッサー１の駆動軸との間に変速機９を設けている。そのため、コンプレッサー１の回転数を決定するには、エンジン２の回転数のみならず、変速機９における変速比が必要となる。換言すれば、図４の第２実施形態で見かけの負荷率を求めるに際しては、エンジン２の回転数とコンプレッサー１の稼働台数を求めるのみならず、変速機９における変速比が必要である。
【００５４】
そのため、図４の第４実施形態では、変速機９における変速比あるいは変速段数の情報信号が、信号伝達ラインＬｓ５によって、コントロールユニット１０に伝達されている。そして、コントロールユニット１０では、エンジン２の回転数と、コンプレッサー１の稼働台数と、変速機９における変速比とを用いて、見かけの負荷率を求めている。
その他の点については、図４の第４実施形態における構成及び作用効果は、図１〜図３の第１実施形態と同様である。
【００５５】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
例えば、図示の実施形態では、コンプレッサーの台数が２台の場合を説明しているが、これは説明の簡便化のためであり、コンプレッサーの台数は３台以上であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の制御方法を説明する制御フローチャート。
【図３】第１実施形態のヒートポンプの運転方法を説明する特性図。
【図４】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・コンプレッサー
２・・・ガスエンジン
３・・・室外器
４・・・レシーバタンク
５・・・ラジエーター
６・・・排熱交換器
７・・・循環ポンプ
８・・・室内器
９・・・変速機
１０・・・コントロールユニット
１１・・・稼動検知センサ
１２・・・エンジン回転数センサ
Ｌｂ・・・バイパス冷媒ライン
Ｌｃ・・・冷媒ライン
Ｌｓ０〜Ｌｓ５・・・信号伝達ライン
Ｌｗ・・・冷却水ライン
Ｌｗｂ・・・分岐冷却水ライン
Ｖ１、Ｖ２・・・膨張弁
Ｖ３・・・流量制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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