(57)【要約】【課題】圧縮機の負荷が減少した場合でも暖房能力を維持することができるとともに、冷凍サイクルを高効率に保つことのできる空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】ガスエンジンＧＥを駆動源とする圧縮機１１で冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、前記ガスエンジンＧＥからの廃熱をエンジン冷却水に回収するとともに、該エンジン冷却水が通過する水熱交換器３３によって冷媒を加熱するように構成された空気調和装置１０において、前記ガスエンジンＧＥを駆動源とするとともに、商用電源と同じ電圧・周波数を発生する発電機６０が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
2005037008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを駆動源とする圧縮機で冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、前記エンジンからの廃熱をエンジン冷却水に回収するとともに、該エンジン冷却水が通過する水熱交換器によって冷媒を加熱するように構成された空気調和装置において、
前記エンジンを駆動源とするとともに、商用電源と同じ電圧・周波数を発生する発電機が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記冷媒の経路に、前記水熱交換器と並列に空気熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記エンジン冷却水の経路に、前記水熱交換器と並列又は直列に給湯装置が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記給湯装置には、追い焚き機能が付加されていることを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記エンジンはガスエンジンなどの内燃機関であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
室内機の運転状態を検知するシステムコントローラと、
前記システムコントローラからの信号により前記エンジンの運転状態を制御するエンジンコントローラと、
前記発電機の発電量を調節する発電コントローラと、を具備しており、
これらシステムコントローラ、エンジンコントローラ、および発電コントローラからの信号を受信し、あるいはこれらコントローラに信号を送信する遠隔監視装置とを具備することを特徴とする請求項１，２，５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
室内機の運転状態を検知するシステムコントローラと、
前記システムコントローラからの信号により前記エンジンの運転状態を制御するエンジンコントローラと、
前記発電機の発電量を調節する発電コントローラと、
前記給湯装置の加熱量を調整する給湯コントローラと、を具備しており、
これらシステムコントローラ、エンジンコントローラ、発電コントローラ、および給湯コントローラからの信号を受信し、あるいはこれらコントローラに信号を送信する遠隔監視装置とを具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置に関し、空気調和装置としては特に、圧縮機をガスエンジン（内燃機関）によって駆動するとともに、暖房運転時には、当該ガスエンジンのエンジン冷却水を液冷媒の加熱源として利用するガスヒート式の空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプを利用して冷暖房等の空調運転を行う空気調和装置は、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、絞り機構等の要素を含む冷媒回路を備えている。室内の冷暖房は、冷媒がこの回路を巡る途中で、室内熱交換器及び室外熱交換器において室内の空気（以下「内気」と呼ぶ）及び外気とそれぞれ熱の交換を行うことによって実現される。また、この冷媒回路には、室外熱交換器による冷媒の熱の受取り（暖房運転時）のみに頼るのではなく、冷媒そのものを直接的に加熱するための冷媒加熱器が設置されることもある。
【０００３】
ところで、近年、上述した冷媒回路中に設けられる圧縮機の動力源として、通常使用されている電動機に代わり、ガスエンジンを利用するものが開発されている。このガスエンジンを利用した空気調和装置は、一般にガスヒートポンプ式空気調和装置（以下「ＧＨＰ」と略す）と呼ばれている。このＧＨＰによれば、比較的安価である都市ガス等を燃料として利用できるため、電動機を利用した圧縮機を備えている空気調和装置（以下「ＥＨＰ」と略す）のように、ランニングコストがかさむということがなく、消費者にとってコストダウンが可能となる。
【０００４】
また、ＧＨＰにおいては、たとえば暖房運転時に、ガスエンジンから排出される高温の排気ガスやエンジン冷却水の熱（いわゆる廃熱）を冷媒の加熱源として利用すれば、優れた暖房効果を得ることが可能になるとともに、ＥＨＰに比してエネルギの利用効率を高めることができる。ちなみに、この場合において、ＧＨＰのエネルギ利用効率は、ＥＨＰと比較して１．２〜１．５倍ほど高くなる。また、このような仕組みを導入すれば、冷媒回路中において、上述したような冷媒加熱器等の機器を特別に設置する必要がなくなる。
【０００５】
その他、ＧＨＰでは、暖房運転時に必要な室外熱交換器の霜除去動作、いわゆるデフロスト動作についてもガスエンジンの廃熱を利用して実施することができる。一般に、ＥＨＰにおけるデフロスト動作は、暖房運転を停止して一時的に冷房運転を行って室外熱交換器の霜除去を行うようになされている。この場合、室内に対しては冷風が吹き出すことになるから、室内環境の快適性を損なうこととなる。ＧＨＰでは、上記したような事情から連続暖房運転が可能となり、ＥＨＰで懸念されるような問題の発生がない（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８０７３６号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガスエンジンにより圧縮機のみが駆動される従来の空気調和装置では、圧縮機の負荷だけがガスエンジンの負荷としてかかるため、圧縮機の負荷が減った場合（すなわち、空調負荷が減った場合）、これに伴ってガスエンジンの負荷が減少し、ガスエンジンの廃熱が減り、エンジン冷却水の温度が低下して、水熱交換器で冷媒を十分に温めることができず、暖房能力が低下してしまうおそれがあった。
一方、このような暖房能力の低下を極力抑えるため、別途室外に熱交換器を設けて、冷媒が外気から吸熱できるようにしていた。しかしながらこの場合、冷媒の蒸発温度を外気温度よりも低くする必要があり、冷媒の蒸発圧力（低圧）は０．４Ｍｐａ程度になり、暖房運転時には高圧を２Ｍｐａ程度にまで圧縮機で圧縮する必要があって、冷凍サイクルの効率が悪くなってしまうといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、圧縮機の負荷が減少した場合でも暖房能力を維持することができるとともに、冷凍サイクルを高効率に保つことのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による空気調和装置においては、エンジンを駆動源とする圧縮機で冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、前記エンジンからの廃熱をエンジン冷却水に回収するとともに、該エンジン冷却水が通過する水熱交換器によって冷媒を加熱するように構成された空気調和装置において、前記エンジンを駆動源とするとともに、商用電源と同じ電圧・周波数を発生する発電機が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このような空気調和装置によれば、圧縮機の負荷と発電機の負荷がエンジンの負荷として加わるため、仮に圧縮機の負荷がゼロになったとしても発電機の負荷が少なくともエンジンにかかり、エンジン冷却水の水温が高温に維持されるとともに、このエンジン冷却水により水熱交換器で冷媒が温められることとなる。
【００１１】
本発明による空気調和装置においては、前記冷媒の経路に、前記水熱交換器と並列に空気熱交換器が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このような空気調和装置によれば、水熱交換器および／または空気熱交換器を冷媒が通過することとなる。すなわち、水熱交換器を通過する冷媒はエンジン冷却水と熱交換され、空気熱交換器を通過する冷媒は外気と熱交換されることとなる。
【００１３】
本発明による空気調和装置においては、前記エンジン冷却水の経路に、前記水熱交換器と並列又は直列に給湯装置が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような空気調和装置によれば、水熱交換器および／または給湯装置をエンジン冷却水が通過することとなる。すなわち、水熱交換器を通過するエンジン冷却水は冷媒と熱交換され、給湯装置を通過するエンジン冷却水は真水と熱交換されることとなり、エンジンの排熱は十分に利用される。
【００１５】
本発明による空気調和装置においては、前記給湯装置には、追い焚き機能が付加されていることを特徴とする。
【００１６】
このような空気調和装置によれば、給湯装置を通過する真水が追い焚き機能により加熱され温水とされる。
【００１７】
本発明による空気調和装置においては、前記エンジンはガスエンジンなどの内燃機関であることを特徴とする。
【００１８】
このような空気調和装置によれば、圧縮機と発電機とを駆動する駆動源として、比較的安価である都市ガスなどを燃料として利用することのできるガスエンジンが利用される。
【００１９】
本発明による空気調和装置においては、室内機の運転状態を検知するシステムコントローラと、前記システムコントローラからの信号により前記エンジンの運転状態を制御するエンジンコントローラと、前記発電機の発電量を調節する発電コントローラと、を具備しており、これらシステムコントローラ、エンジンコントローラ、および発電コントローラからの信号を受信し、あるいはこれらコントローラに信号を送信する遠隔監視装置とを具備することを特徴とする。
【００２０】
このような空気調和装置によれば、システムコントローラと遠隔監視装置との間、エンジンコントローラと遠隔監視装置との間、および発電コントローラと遠隔監視装置との間で信号（あるいはデータ）のやりとりが行われる。
【００２１】
本発明による空気調和装置においては、室内機の運転状態を検知するシステムコントローラと、前記システムコントローラからの信号により前記エンジンの運転状態を制御するエンジンコントローラと、前記発電機の発電量を調節する発電コントローラと、前記給湯装置の加熱量を調整する給湯コントローラと、を具備しており、これらシステムコントローラ、エンジンコントローラ、発電コントローラ、および給湯コントローラからの信号を受信し、あるいはこれらコントローラに信号を送信する遠隔監視装置とを具備することを特徴とする。
【００２２】
このような空気調和装置によれば、システムコントローラと遠隔監視装置との間、エンジンコントローラと遠隔監視装置との間、発電コントローラと遠隔監視装置との間、および給湯コントローラと遠隔監視装置との間で信号（あるいはデータ）のやりとりが行われる。
このようにすれば、圧縮機の負荷が小さいとき発電機負荷を大きくしてエンジン負荷を略一定に保持して、エンジン排熱を有効に利用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による空気調和装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る空気調和装置１０の全体構成例（暖房運転時）を示す系統図であり、大きくは室内機ユニット２０と、室外機ユニット（室外機）３０とを具備して構成されたものである。
なお、１台または複数台（本実施形態では３台）の室内機２１からなる室内機ユニット２０と室外機ユニット３０との間はそれぞれ、冷媒配管２によって冷媒の循環が可能に接続されている。
【００２４】
室内機ユニット２０を構成する室内機２１はそれぞれ図示しない熱交換器を具備しており、冷房運転時に低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて室内の空気（内気）から熱を奪うエバポレータとして機能し、暖房運転時に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて室内の空気を暖めるコンデンサとして機能する。なお、室内機２１の熱交換器と三方弁３２との間には図示しない絞り機構が設けられている。前記絞り機構は特に冷房運転時には膨張弁として機能する。暖房運転時は必ずしも膨張弁相当の機能は無くてもよく冷媒流量の調整機能があればよい。
【００２５】
室外機ユニット３０は、その内部において、二つの大きな構成部分に分割される。
第１の構成部分は、圧縮機や水熱交換器などの機器を中心として室内機ユニット２０と共に冷媒回路を形成する部分であり、以後「冷媒回路部」と呼ぶことにする。
第２の構成部分は、圧縮機駆動用のガスエンジンを中心として、これに付随する機器を備えた部分であり、以後「ガスエンジン部」と呼ぶことにする。
【００２６】
冷媒回路部内には、圧縮機１１、四方弁１２、水熱交換器（水熱交）３３、空気熱交換器３１、三方弁３２、などが具備されている。
圧縮機１１は、後述するガスエンジン（内燃機関）ＧＥを駆動源として運転され、四方弁１２を冷房と暖房に応じて切りかえることにより、冷房運転時には室内機２１内に設けられた室内熱交換器で気化した冷媒、暖房運転時には水熱交換器３３で加熱され蒸発気化したガス冷媒を圧縮又はポンプして、吐出する。これにより室内機２１を通して室内気を冷却又は加熱する（冷房又は暖房）を行なうことが可能となる。
【００２７】
水熱交換器３３は、冷房運転時には空気熱交換器３１と共に高温高圧のガス冷媒の一部を凝縮液化させコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には液冷媒の全部を加熱して蒸発気化させる加熱器として機能する。つまり、冷暖房それぞれの運転時において、水熱交換器３３は、先の室内機２１の熱交換器が冷却器として作動するとき凝縮器として作用し、加熱器として作動するときは加熱器としての働きを行うことになる。
【００２８】
また、水熱交換器３３は、後述するガスエンジンＧＥのエンジン冷却水から冷媒が熱を回収するために設けられている。すなわち、暖房運転時において、冷媒はガスエンジンＧＥのエンジン冷却水を熱源として加熱され気化されるので廃熱を十分回収することができるようになるため、暖房運転の効果をより高めることが可能となる。
ただし、このとき圧縮機１１はガスポンプとして作動すれば良いのでガスを循環させるに要する動力は小さい。
したがってエンジン負荷が減少して排熱が減少してくるので、この場合には発電機負荷を大きくしてエンジン負荷が低下しない様に制御するのが好ましい。
【００２９】
一方、ガスエンジン部には、ガスエンジンＧＥを中心として、冷却水系４０、および指令系５０の他、図示省略の排気ガス系、燃料吸入系、およびエンジンオイル系が具備されている。
ガスエンジンＧＥは、冷媒回路部内に設置されている圧縮機１１とシャフトまたはベルト等により接続されており、ガスエンジンＧＥから圧縮機１１に駆動力が伝達されるようになっている。
【００３０】
冷却水系４０は、水量弁（あるいは流量制御弁）４１、ラジエタ４２、水ポンプ（あるいは冷却水ポンプ）４３などを備え、これらを配管により接続して構成される回路を巡るエンジン冷却水によって、ガスエンジンＧＥを冷却するための系である。このエンジン冷却水は、ガスエンジンＧＥのウォータジャケット内を流れて冷却する過程において吸熱するとともに、ガスエンジンＧＥを出た排気ガスが後述する排気ガス熱交換器（排ガス熱交）４４を通過する過程で廃熱によって加熱される。
【００３１】
水量弁４１は、水熱交換器３３および／またはラジエタ４２に流す水量を制御するための弁である。ラジエタ４２は、エンジン冷却水がガスエンジンＧＥから奪った熱を外気に放出するためのものである。水ポンプ４３は、ガスエンジンＧＥの冷却水を回路に循環させるために設けられたものである。この他冷却水系４０には、この回路を流れる冷却水において、その余剰分を一時貯蔵しておく、あるいは冷却水が回路に不足した場合にそれを供給するためのリザーバタンク（図示せず）が設けられている。
【００３２】
冷却水系４０には、上記した構成の他に排気ガス熱交換器４４が設けられている。これは、ガスエンジンＧＥより排出される排気ガスの熱を、エンジン冷却水に回収するために設けられているものである。また、冷却水系４０には先に説明した水熱交換器３３が備えられ、冷媒回路部及び冷却水系４０の両系に跨るように配置されている。これらのことから、暖房運転時には、エンジン冷却水はガスエンジンＧＥから熱を奪うだけでなく排気ガスからも熱を回収し、かつその回収された熱が、エンジン冷却水より水熱交換器３３を通して冷媒に与えられる仕組みになっている。
【００３３】
指令系（エンジン系統制御系）５０は、エンジンコントローラ５１を備え、各室内機２１からの信号に応じてガスエンジンＧＥおよび水量弁４１を制御するための系である。
各室内機２１から送られてくる信号としては、たとえば現在その室外機２１が運転中であるか否か、また運転中である場合には現在の室温と設定された温度との差などである。
エンジンコントローラ５１は、各室内機２１から送られてきた信号に基づいてガスエンジンＧＥのスロットル開度を制御するとともに、ガスエンジンＧＥの運転状態を制御するものである。
また同時に、エンジンコントローラ５１は各室内機２１から送られてきた信号に基づいて水量弁４１の弁開度、すなわち水熱交換器３３およびラジエタ４２への分配量を制御するものである。
【００３４】
室外機ユニット３０には、発電機６０と発電コントローラ６１とが設けられている。発電機６０はガスエンジンＧＥを駆動源とするとともに、商用電源と同じ電圧・周波数を発生するものである。発電コントローラ６１は発電機の発電量を調節するとともに、発電機６０で作り出された電気エネルギーを商用電源に重畳するものである。発電コントローラ６１を通過した余剰分の電気エネルギーは、たとえば電灯やコンセントなどの負荷において消費される。
このように、室外機ユニット３０では、１台のガスエンジンＧＥが圧縮機１１および発電機６０の駆動源として使用されるため、ガスエンジンＧＥの負荷（空調負荷＋発電負荷）が高くなる。このため、排気ガス温度が上昇するとともにエンジン自体の温度が上昇して、エンジン冷却水の温度が高くなる。
【００３５】
以下に、上記構成からなる空気調和装置１０について、室内を冷暖房するそれぞれの運転時について、冷媒やエンジン冷却水等の流れとともにその作用を説明する。
暖房運転時、冷媒は図１の矢印実線に示す方向、すなわち圧縮機１１→四方弁１２→室内機２１→三方弁３２→水熱交換器３３→四方弁１２→圧縮機１１の順に流れる。このとき、三方弁３２から空気熱交換器３１への流路は閉止されている。
すなわち、圧縮機１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、室内機２１で室内気と熱交換して凝縮液化される。この過程において、ガス冷媒は放熱して室内気を暖めたのち、高温高圧の液冷媒となる。
【００３６】
こうして中温中圧のガスとなった冷媒は、四方弁１２を経て圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１１の作動により若干圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室内機２１に送られるので、冷媒の相変化を繰り返す暖房サイクルを形成することができる。
【００３７】
この暖房時の冷媒サイクルを図４（ａ）に示す。ここで、図４（ａ）は暖房運転時のモリエ線図（Ｍｏｌｌｉｅｒ  ｃｈａｒｔ）である。図に示したように、圧縮機１１がガスポンプとして機能することにより▲１▼から▲２▼へと状態が遷移し、室内機２１における室内気への熱供給により▲２▼から▲３▼へと遷移する。このとき、室内機２１における熱交換器の圧損などにより圧力降下が生じる。その後、水熱交換器３３により加温され▲３▼から▲１▼へと遷移する。
【００３８】
一方、エンジン冷却水はつぎのように流れる。はじめに、水量弁４１がラジエタ４２のみへの流れを許容している場合、エンジン冷却水は水ポンプ４３→排気ガス熱交換器４４（および／またはウォータジャケット）→水量弁４１→ラジエタ４２→水ポンプ４３の順に流れる。また、水量弁４１が水熱交換器３３のみへの流れを許容している場合、エンジン冷却水は水ポンプ４３→排気ガス熱交換器４４（および／またはウォータジャケット）→水量弁４１→水熱交換器３３→水ポンプ４３の順に流れる。
このように水量弁４１は、水熱交換器３３あるいはラジエタ４２のいずれか一方にのみエンジン冷却水を流すようにすることもできるし、エンジン冷却水の温度や室内機２１の運転条件に応じてこれら両方を適宜選択することが可能である。水量弁４１の弁開度は、前述したようにエンジンコントローラ５１からの信号により調整されるようになっている。すなわち、室内空間の要求（室内機運転台数や室温と設定温度との差）に応じて、水熱交換器３３、ラジエタ４２それぞれへのエンジン冷却水の流量が調整されるようになっている。
【００３９】
続いて、冷房運転時における冷媒及びエンジン冷却水の流れを簡単に説明する。
この場合、冷媒の流れは前述した暖房運転時とは逆方向（図１の矢印破線に示す方向）となる。すなわち、圧縮機１１→四方弁１２→空気熱交換器３１→三方弁３２→室内機２１→四方弁１２→圧縮機１１の順に流れる。このとき、水熱交換器３３から三方弁３２への流路は閉止されている。
すなわち、高温高圧のガス冷媒は空気熱交換器３１で凝縮液化され、外気に放熱して高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、前述した図示しない絞り機構を介して減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室内機２１で空気を冷却し自らは蒸発気化する。したがって室内器２０はエバポレータとして機能する。
【００４０】
室内機２１に送られた低温低圧の液冷媒は、室内気から熱を奪って蒸発気化する。この過程で室内気を冷却して低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１１へ導かれる。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１１の作動により圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び空気熱交換器３１に送られるので、冷媒が状態変化を繰り返す冷凍サイクルを形成することができる。
この冷房時の冷媒サイクルを図４（ｂ）に示す。ここで、図４（ｂ）は冷房運転時のモリエ線図（Ｍｏｌｌｉｅｒ  ｃｈａｒｔ）である。図に示したように、圧縮機１１により１から２へと状態が遷移し、空気熱交換器３１により２から３へと遷移し、絞り機構により３から４へと遷移し、室内機２１における室内気からの熱吸収により４から１へと遷移する。
なお、冷房運転時において、水量弁４１はラジエタ４２への流路のみを開放した状態とされ、水熱交換器３３への流路は閉鎖された状態になっている。
【００４１】
一方、エンジン冷却水は、水ポンプ４３→ガスエンジンＧＥのウォータジャケット→水量弁４１→ラジエタ４２→水ポンプ４３の順に流れ、ラジエタ４２で目一杯放熱されることとなる。
【００４２】
上記のように構成された空気調和装置１０では、ガスエンジンＧＥに圧縮機１１および発電機６０の両方の負荷がかかる。そのため、仮に圧縮機１１の負荷がゼロになったとしても発電機６０の負荷が少なくともガスエンジンＧＥにかかっているので、エンジン冷却水の水温を高温（たとえば約７０℃）に維持することができ、水熱交換器３３で冷媒を十分に温めることができて、暖房能力の低下を防ぐことができる。
また、水熱交換器３３を通過する冷媒が高温のエンジン冷却水により温められることにより、水熱交換器３３の出口における冷媒の圧力を２Ｍｐａ弱とすることができるので、圧縮機１１における圧縮仕事を大幅に低減させることができ、冷凍サイクルの効率を大幅に向上させることができる。
さらに、発電機６０で作り出された電気エネルギーが、たとえば電灯やコンセントなどの負荷として消費されることとなるので、商用電源の消費電力量を低減させることができる。
【００４３】
なお、圧縮機１１の負荷が減少したときに、発電コントローラ６１により発電機６０の負荷を増加させて発電量を増加させることもできる。これによりエンジン冷却水の温度を増加（たとえば約７５℃）させて冷凍サイクルの効率をさらに向上させることができるとともに、商用電源の消費電力量をさらに低減させることができる。
逆に、エンジン冷却水の温度がある程度低くてもいいような場合（たとえば約６０℃でいいような場合）には、発電コントローラ６１により発電機６０の負荷を減少させて発電量を減少させることもできる。これによりガスエンジンＧＥの負荷が減少し、ガスエンジンＧＥの燃料消費量を抑制することができる。
【００４４】
図２を用いて本発明による空気調和装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の空気調和装置１１０は、給湯系７０が新設されている点で、上述した第１実施形態のものと異なる。その他の点については第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。なお、本実施形態において第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４５】
空気熱交換器３１は、冷媒回路部において前述した水熱交換器３３と並列に配置されたものであり、冷房運転時に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。つまり、冷暖房それぞれの運転時において、空気熱交換器３１は、先の室内熱交換器とは逆の働きを行うことになる。
【００４６】
三方弁３２は、冷媒配管２に設けられた冷媒の流路や流れ方向を選択切り換えする弁であり、室内機２１を出た冷媒を水熱交換器３３あるいは空気熱交換器３１のいずれか一方あるいは両方に流すためのものである。
【００４７】
給湯系７０は、第２の水量弁（水量弁２）７１と給湯装置７２とを主たる要素として構成されたものである。
第２の水量弁７１は、第１実施形態のところで説明した水量弁（以下、第１の水量弁（水量弁１）という。）４１とラジエタ４２との間に配置され、給湯装置７２および／またはラジエタ４２に流す水量を制御するための弁である。
【００４８】
給湯装置７２の内部には、貯水槽７３と追い焚き装置（追い焚き機能）７４が設けられている。
貯水槽７３は、たとえば水道管から供給される真水（清水：ｆｒｅｓｈ  ｗａｔｅｒ）Ｆ．Ｗ．を一時溜めておくためのものである。
また、追い焚き装置７４は、貯水槽７３内に溜められた真水Ｆ．Ｗ．を、たとえば電気やガスなどを使って加熱し、お湯にするものである。
【００４９】
第２の水量弁７１と貯水槽７３との間、および貯水槽７３と水熱交換器３３の出口側配管との間には、エンジン冷却水を循環させる配管が設けられている。これにより、第１の水量弁４１から第２の水量弁７１に導かれたエンジン冷却水の一部あるいは全部は、給湯装置７２の貯水槽７３に導かれ、貯水槽７３内の真水Ｆ．Ｗ．との熱交換がなされた後、水熱交換器３３の出口側配管に戻されて、水ポンプ４３に導かれるようになっている。なお、エンジン冷却水と真水Ｆ．Ｗ．とは一切混じり合うことがないよう、完全に別系統とされている。
【００５０】
上記のように構成された空気調和装置１１０では、たとえば圧縮機１１の負荷（空調負荷）が高く、ガスエンジンＧＥの負荷が高い場合、多くのエンジン廃熱をエンジン冷却水で回収して、高温（たとえば約７５℃）のエンジン冷却水を得ることができるので、このエンジン冷却水を水熱交換器３３および給湯装置７２の両方に供給することができる。
したがって、水熱交換器３３で冷媒を十分に温めることができて、暖房能力を向上させることができるとともに、圧縮機１１における圧縮仕事を大幅に低減させることができ、冷凍サイクルの効率を大幅に向上させることができる。
また、給湯装置７２で真水を加熱して温水とし、必要な箇所に温水を提供することができる。
さらに、発電機６０で作り出された電気エネルギーが、たとえば電灯やコンセントなどの負荷として消費されることとなるので、商用電源の消費電力量を低減させることができる。
【００５１】
一方、発電機６０の負荷はそのままで、圧縮機１１の負荷（空調負荷）が低下し、ガスエンジンＧＥの負荷が下がった場合（第１実施形態のところで説明したのと同様の場合）には、第１の水量弁４１から水熱交換器３３への流路を開放するとともに、第１の水量弁４１から第２の水量弁７１への流路を閉鎖して、エンジン冷却水が水熱交換器３３にのみ導かれるようにする。
このようにすることにより、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
この場合、貯水槽７３内に溜められた真水Ｆ．Ｗ．は、追い焚き装置７４により加熱され、温水となる。
【００５２】
また、発電機６０の負荷はそのままで、圧縮機１１の負荷（空調負荷）が低下し、ガスエンジンＧＥの負荷が下がった場合（第１実施形態のところで説明したのと同様の場合）に、第１の水量弁４１から水熱交換器３３への流路を閉鎖するとともに、第１の水量弁４１から第２の水量弁７１への流路を開放して、エンジン冷却水が給湯装置７２に導かれるようにする。
これにより、貯水槽７３内に溜められた真水Ｆ．Ｗ．を温水とすることができるとともに、必要な箇所にこの温水を供給（給湯）することができる。
この場合、三方弁３２から水熱交換器３３への流路は閉鎖されているとともに、三方弁３２から空気熱交換器３１への流路は開放されているので、室内機２１を出て冷媒配管２を通過した冷媒はすべて空気熱交換器３１に導かれて、この空気熱交換器３１で外気と熱交換されることとなる。
【００５３】
発電機６０の負荷はそのままで、圧縮機１１の負荷（空調負荷）が低下し、ガスエンジンＧＥの負荷が下がった場合、エンジン冷却水を水熱交換器３３の方に流すか、あるいは給湯装置７２の方に流すかは、ユーザが暖房を重視するかあるいは給湯を重視するかで決まる。
すなわち、ユーザが空調（すなわち暖房）を優先したい場合には、エンジン冷却水の全部を水熱交換器３３に導き、水熱交換器３３で冷媒を十分に温めることにより、暖房能力を向上させることができる。また、ユーザが給湯を優先したい場合には、エンジン冷却水の全部を給湯装置７２に導き、給湯装置７２で真水を温めることにより、お湯を作り出すことができる。
【００５４】
なお、圧縮機１１の負荷が減少したときに、発電コントローラ６１により発電機６０の負荷を増加させて発電量を増加させることもできる。これによりエンジン冷却水の温度を増加（たとえば約７５℃）させて、エンジン冷却水を水熱交換器３３と給湯装置７２との両方に供給することもできる。
【００５５】
図３を用いて本発明による空気調和機の第３実施形態について説明する。本実施形態の空気調和装置２１０は、図２に示す第２実施形態のものに遠隔監視・設定変更システム２２０を組み入れたものである。この遠隔監視・設定変更システム２２０以外の点については第２実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。なお、本実施形態において第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００５６】
遠隔監視・設定変更システム２２０は、遠隔監視装置２２１とシステムコントローラ２２２と給湯コントローラ２２３とを主たる要素として構成されたものである。
システムコントローラ２２２は、各室内機２１から送られてくる信号、たとえば現在その室外機２１が運転中であるか否か、また運転中である場合には現在の室温と設定された温度との差などの信号を受信し、その信号に基づく信号をエンジンコントローラ５１に送信するものである。
給湯コントローラ２２３は、第２の水量弁７１を通過して貯水槽７３に導かれるエンジン冷却水の温度データおよび／または給湯装置７２から出ていくお湯（図３における「給湯」）の温度データを受信するとともに、第２の水量弁７１の流路および弁開度を調整する信号、および追い焚き装置７４による加熱量を制御する信号を送信するものである。
すなわち、給湯コントローラ２２３でエンジン冷却水の温度および給湯温度を検知し、それに基づいて第２の水量弁７１および追い焚き装置７４を操作して、所望温度の給湯が実現可能となっている。
【００５７】
遠隔監視装置２２１は各コントローラ、すなわちエンジンコントローラ５１、発電コントローラ６１、システムコントローラ２２２、および給湯コントローラ２２３のそれぞれと信号のやりとりが相互に可能となるように構成されている。言い換えれば、各コントローラ５１，６１，２２２，２２３で受信された信号（あるいはデータ）は、リアルタイムで遠隔監視装置２２１に送られてくるとともに、遠隔監視装置２２１に設けられた、たとえばディスプレイ（表示器）などに表示されるようになっている。また、遠隔監視装置２２１から手動あるいは自動で指令を送ることができ、ガスエンジンＧＥや発電機６１の運転状態を適宜変更したり、各コントローラに設けられたメモリスティックなどのデータを書き換えることもできる。
【００５８】
遠隔監視・設定変更システム２２０を組み入れることにより、ガスエンジンＧＥ、発電機６１、空調、あるいは給湯の異常などを遠隔地で検知することができる。
ガスエンジンＧＥの異常は、発電負荷・空調負荷より算出したエンジン負荷に対する、ガスエンジンＧＥの回転数と吸気管圧力・ガス消費量で検知することができる。
発電機６１の異常は、予測発電量に対する、実際の発電機の回転数・電流・電圧で検知することができる。
空調の異常、すなわち圧縮機１１の異常は、室内機２１の要求負荷に対する、圧縮機１１の回転数・高圧・低圧・吐出温度・吸入温度で検知することができる。
給湯の異常は、第２の水量弁７１の開度・エンジン冷却水の温度・追い焚き装置７４の運転状態・給湯温度で検知することができる。
【００５９】
遠隔監視装置２２１に送られてきたデータから、ガスエンジンＧＥ、発電機６１、空調、あるいは給湯に異常の兆候があれば、各地区のサービス部門に連絡を取り、ユーザへの出張サービスを行うようにする。
これにより、空気調和装置２１０の機能が完全に停止してしまう前に保守・整備を行うことができて、空気調和装置２１０の早期復帰を図ることができるとともに、修理費用および修理に要する作業時間を最小限にとどめることができる。
【００６０】
一方、遠隔監視装置２２１から適宜指令を送ることにより、ガスエンジンＧＥや発電機６１、あるいは給湯装置７２の運転状態を適宜変更したり、各コントローラに設けられたメモリスティックなどのデータを書き換えることができるので、常時、空調システム２１０を現在の使用実態にあった状態に維持する（あるいは実情にあったものに更新していく）ことができる。
【００６１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、いかようにも変形・変更実施可能なものである。
たとえば、上述した遠隔監視・設定変更システム２２０は、図１に示す第１実施形態にも適用することができる。ただしこの場合には、給湯装置７２がないので、給湯コントローラ２２３は省略される。
【００６２】
また、発電機の容量としては１０ｋＷ未満のものを想定している。これは、容量が１０ｋＷ未満であれば、その取り扱いに際して「電気主任技術者」の資格が不要となるからである。すなわち、このような資格を有していないコンビニ店経営のオーナーやファミリーレストランなどの店主の方々も自由に取り扱うことができるものとなる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の空気調和装置によれば、以下の効果を奏する。
圧縮機の負荷と発電機の負荷がエンジンの負荷として加わるため、仮に圧縮機の負荷がゼロになったとしても発電機の負荷が少なくともエンジンにかかり、エンジン冷却水の水温が高温に維持されることとなるので、このエンジン冷却水により冷媒を温めることができて、暖房能力を向上させることができる。
また、水熱交換器を通過する冷媒が高温のエンジン冷却水により温められることにより、水熱交換器の出口における冷媒の圧力が高められることとなるので、圧縮機における圧縮仕事を大幅に低減させることができ、冷凍サイクルの効率を大幅に向上させることができる。
さらに、発電機で作り出された電気エネルギーが、たとえば電灯やコンセントなどの負荷により消費されることとなるので、商用電源の消費電力量を低減させることができる。
【００６４】
水熱交換器と並列に空気熱交換器が設けられているので、これら水熱交換器および空気熱交換器のいずれか一方あるいは両方を適宜必要に応じて選択することができて、よりきめ細やかな空調が実現可能となる。
【００６５】
エンジン冷却水が給湯装置を通過し、この給湯装置でエンジン冷却水と真水との間で熱交換が行われることとなるので、真水の温度を上昇させて温水を作ることができる。
【００６６】
給湯装置を通過する真水が追い焚き機能により加熱されることとなるので、真水の温度を上昇させて温水を作ることができる。
【００６７】
圧縮機と発電機とを駆動する駆動源として、比較的安価である都市ガスなどを燃料として利用することのできるガスエンジンが利用されるので、運転費（ランニングコスト）を低減させることができるとともに、大気を汚染することのないクリーンな排気ガスを大気中に放出することが可能となる。
【００６８】
システムコントローラ、エンジンコントローラ、発電コントローラ、あるいは給湯コントローラからの信号（あるいはデータ）を遠隔監視装置で受信することにより、空調、エンジン、発電機、あるいは給湯の異常などを遠隔地で検知することができる。
また、遠隔監視装置からシステムコントローラ、エンジンコントローラ、発電コントローラ、あるいは給湯コントローラに適宜指令を送ることにより、エンジンや発電機、あるいは給湯装置の運転状態を適宜変更したり、各コントローラに設けられたメモリスティックなどのデータを書き換えることができて、常時、空調システムを現在の使用実態にあった状態に維持する（あるいは実情にあったものに更新していく）ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の第１実施形態を示す系統図である。
【図２】本発明による空気調和装置の第２実施形態を示す系統図である。
【図３】本発明による空気調和装置の第３実施形態を示す系統図である。
【図４】本発明による空気調和機を使用したときのモリエ線図であって、（ａ）は暖房運転時のもの、（ｂ）は冷房運転時のものである。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  圧縮機
１２  四方弁
３１  空気熱交換器
３２  三方弁
３３  水熱交換器
５１  エンジンコントローラ
６０  発電機
６１  発電コントローラ
７２  給湯装置
７４  追い焚き装置（追い焚き機能）
１１０  空気調和装置
２１０  空気調和装置
２２１  遠隔監視装置
２２２  システムコントローラ
２２３  給湯コントローラ
ＧＥ  ガスエンジン（内燃機関）
【図１】
2005037008.tif 000003
【図２】
2005037008.tif 000004
【図３】
2005037008.tif 000005
【図４】
2005037008.tif 000006