(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機及び室内機を有し、上記室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、上記室外機は、上記エンジンをエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却装置を備え、このエンジン冷却装置が、エンジン冷却水と熱交換して温水を取り出して供給可能とする温水取出系を備え、上記室外機及び上記室内機が制御装置により制御される空気調和装置において、
当該空気調和装置は、運転モードとして、少なくとも冷房運転モード、暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードを有し、
上記制御装置は、前記冷房運転モードでは前記温水取出系を動作させ、前記暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードでは、上記温水取出系を停止させるよう制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
上記エンジン冷却装置は、エンジン冷却水を温水三方弁によりラジエータと熱交換器に択一に導いて冷却し、上記制御装置は、冷暖自動運転モードでは、上記温水三方弁を上記熱交換器側に切り替えるとともに、温水取出系を停止させるよう制御す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】
室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、上記室外機は、上記エンジンをエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却装置を備え、このエンジン冷却装置が、エンジン冷却水と熱交換して温水を取り出して供給可能とする温水取出系を備えた空気調和装置の運転方法において、
前記空気調和装置は、運転モードとして、少なくとも冷房運転モード、暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードを有し、
前記冷房運転モードでは前記温水取出系を動作させ、前記暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードでは、上記温水取出系を停止させることを特徴とする空気調和装置の運転方法。
【請求項４】
上記冷暖自動運転モードでは、エンジン冷却水をラジエータと熱交換器に択一に導く温水三方弁を上記熱交換器側に切り替えるとともに、温水取出系を停止させることを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機がエンジンにより駆動されると共に、このエンジンを冷却し、且つエンジン排熱を温水として利用可能なエンジン冷却装置を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置には、圧縮機がガスエンジンにより駆動されるガスヒートポンプ式空気調和装置が知られており、エンジン冷却装置が、上記ガスエンジンをエンジン冷却水により冷却している。
【０００３】
上記エンジン冷却装置には、ガスエンジンを冷却するためのエンジン冷却水を温水三方弁の切替えにより、ラジエータへ直接導いて冷却し、または温水熱交換器を経てラジエータへ導いて冷却するものがある。温水熱交換器が、温水取出系を流れる温水とエンジン冷却水とを熱交換し、加熱された温水が温水取出系から取り出されて供給可能とされる。
【０００４】
従来、空気調和装置の暖房運転モードでは、エンジン冷却水の熱（エンジンの排熱）が、蒸発器として機能する室外熱交換器の熱源として利用されていることから、温水取出系における温水の取り出しは、空気調和装置の暖房運転モードでは実施されず、空気調和装置の冷房運転モード及びドライ運転モードにおいて実施される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空気調和装置の運転モードには、冷房運転と暖房運転とが空気調和装置自身により決定される冷暖自動運転モードがある。この冷暖自動運転モードの冷房運転時にも温水取出系を動作させて温水を取り出すようにすると、この冷暖自動運転モードの暖房運転時には温水取出系が停止されることになるので、温水取出系から取り出された温水を利用する機器の能力が予期せずに変動してしまう、例えば上記温水利用機器が運転または停止してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、温水取出系からの温水を利用する機器の能力が予期せずに変動することを防止できる空気調和装置及びその運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、室外機及び室内機を有し、上記室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、上記室外機は、上記エンジンをエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却装置を備え、このエンジン冷却装置が、エンジン冷却水と熱交換して温水を取り出して供給可能とする温水取出系を備え、上記室外機及び上記室内機が制御装置により制御される空気調和装置において、当該空気調和装置は、運転モードとして、少なくとも冷房運転モード、暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードを有し、上記制御装置は、前記冷房運転モードでは前記温水取出系を動作させ、前記暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードでは、上記温水取出系を停止させるよう制御することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記エンジン冷却装置は、エンジン冷却水を温水三方弁によりラジエータと熱交換器に択一に導いて冷却し、上記制御装置は、冷暖自動運転モードでは、上記温水三方弁を上記熱交換器側に切り替えるとともに、温水取出系を停止させるよう制御することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、上記室外機は、上記エンジンをエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却装置を備え、このエンジン冷却装置が、エンジン冷却水と熱交換して温水を取り出して供給可能とする温水取出系を備えた空気調和装置の運転方法において、前記空気調和装置は、運転モードとして、少なくとも冷房運転モード、暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードを有し、前記冷房運転モードでは前記温水取出系を動作させ、前記暖房運転モードおよび冷暖自動運転モードでは、上記温水取出系を停止させることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記冷暖自動運転モードでは、エンジン冷却水をラジエータと熱交換器に択一に導く温水三方弁を上記熱交換器側に切り替えるとともに、温水取出系を停止させることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１乃至４に記載の発明には、次の作用がある。
【００１２】
空気調和装置は、暖房運転モードでは温水取出系を停止して、エンジン冷却装置のエンジン冷却水の熱を、蒸発器として機能する室外熱交換器の熱源とし、冷房運転モードでは温水取出系を稼働させて、エンジン冷却水と熱交換して温水を取り出して供給する。従って、冷房運転と暖房運転が空気調和装置自身により決定される冷暖自動運転モードで温水取出系を停止させることによって、この冷暖自動運転モードにおいて、温水取出系の温水を利用する機器の能力が予期せずに変動することを確実に防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【００１５】
この図１に示すように、冷凍装置としてのヒートポンプ式空気調和装置１０は、室外機１１、複数台（例えば２台）の室内機１２Ａ、１２Ｂ及び制御装置１３を有してなり、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２Ａ、１２Ｂの各室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂとが連結されている。
【００１６】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４には圧縮機１６が配設されるとともに、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１７が、吐出側に四方弁１８がそれぞれ配設され、この四方弁１８側に室外熱交換器１９、室外膨張弁２４、ドライコア２５が順次配設されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。また、圧縮機１６は、フレキシブルカップリング２７等を介してガスエンジン３０に連結され、このガスエンジン３０により駆動される。更に、室外膨張弁２４をバイパスしてバイパス管２６が配設されている。
【００１７】
一方、室内機１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂに室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが配設されるとともに、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂのそれぞれにおいて室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂの近傍に室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂが配設されて構成される。上記室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂには、これらの室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂへ送風する室内ファン２３Ａ、２３Ｂが隣接して配置されている。
【００１８】
尚、図１中の符号２８はストレーナを示す。また、符号２９は、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力を圧縮機１６の吸込側へ逃す安全弁である。
【００１９】
また、上記制御装置１３は室外機１１に設置され、室外機１１及び室内機１２Ａ、１２Ｂの運転を制御する。具体的には、制御装置１３は、室外機１１におけるガスエンジン３０（即ち圧縮機１６）、四方弁１８、室外ファン２０及び室外膨張弁２４、並びに室内機１２Ａ、１２Ｂにおける室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂ、及び室内ファン２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ制御する。更に、制御装置１３は、後述するエンジン冷却装置４１の循環ポンプ４７、温水三方弁４５及び外部ポンプ５０等を制御する。
【００２０】
制御装置１３により四方弁１８が切り換えられることにより、ヒートポンプ式空気調和装置１０が冷房運転モード又は暖房運転モードに設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１８を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが室内を暖房する。
【００２１】
また、制御装置１３は、冷房運転時には、室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。暖房運転時には、制御装置１３は、室外膨張弁２４及び室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。
【００２２】
一方、圧縮機１６を駆動するガスエンジン３０の燃焼室（不図示）には、エンジン燃料供給装置３１から混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置３１は、燃料供給配管３２に、２個の燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びアクチュエータ３６が順次配設され、この燃料供給配管３２のアクチュエータ３６側端部がガスエンジン３０の上記燃焼室に接続されて構成される。
【００２３】
燃料遮断弁３３は、直列に２個配設されて２閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、２個の燃料遮断弁３３が連動して全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
【００２４】
ゼロガバナ３４は、燃料供給配管３２内における当該ゼロガバナ３４の前後の１次側燃料ガス圧力（一次圧ａ）と２次側燃料ガス圧力（二次圧ｂ）とのうち、一次圧ａの変動によっても二次圧ｂを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン３０の運転を安定化させる。
【００２５】
燃料調整弁３５は、アクチュエータ３６の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。また、アクチュエータ３６は、ガスエンジン３０の燃焼室へ供給される混合気の供給量を調整して、ガスエンジン３０の回転数を制御する。
【００２６】
ガスエンジン３０には、エンジンオイル供給装置３７が接続されている。このエンジンオイル供給装置３７は、オイル供給配管３８にオイル遮断弁３９及びオイル供給ポンプ４０等が配設されたものであり、ガスエンジン３０へエンジンオイルを適宜供給する。
【００２７】
前記制御装置１３によるガスエンジン３０の制御は、具体的には、エンジン燃料供給装置３１の燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びアクチュエータ３６、並びにエンジンオイル供給装置３７のオイル遮断弁３９及びオイル供給ポンプ４０を制御装置１３が制御することによってなされる。
【００２８】
さて、上記ガスエンジン３０は、室外機１１に設置されたエンジン冷却装置４１内を循環するエンジン冷却水により冷却される。このエンジン冷却装置４１は、一端がガスエンジン３０に付設された図示しない排ガス熱交換器にガスエンジン３０を介して接続されると共に、他端がその排ガス熱交換器に直接接続された略閉ループ形状の冷却水配管４２にワックス三方弁４３、温水三方弁４５、熱交換器としての温水熱交換器４４、ラジエータ４６及び循環ポンプ４７が順次配設され、温水取出系４９を有して構成される。
【００２９】
上記循環ポンプ４７は、稼働時にエンジン冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管４２内で循環させる。
【００３０】
上記ワックス三方弁４３は、ガスエンジン３０を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁４３は、入口４３Ａが、冷却水配管４２におけるガスエンジン３０に付設の排ガス熱交換器側に、低温側出口４３Ｂが冷却水配管４２における循環ポンプ４７の吸込側に、高温側出口４３Ｃが冷却水配管４２における温水三方弁４５側にそれぞれ接続される。
【００３１】
エンジン冷却水は、循環ポンプ４７の吐出側から約４０℃でガスエンジン３０の排ガス熱交換器へ流入し、ガスエンジン３０の排熱（排気ガスの熱）を回収した後にガスエンジン３０内を流れてこのガスエンジン３０を冷却し、約８０℃に加熱される。ガスエンジン３０からワックス三方弁４３に流入したエンジン冷却水は、低温（例えば８０℃以下）のときには低温側出口４３Ｂから循環ポンプ４７に戻されてガスエンジン３０を速やかに暖機し、高温（例えば８０℃以上）のときには高温側出口４３Ｃから温水三方弁４５へ流れる。
【００３２】
また、温水三方弁４５は、入口４５Ａが冷却水配管４２におけるワックス三方弁４３側に接続され、ＯＮ側出口４５Ｂが冷却水配管４２における温水熱交換器４４側に接続され、ＯＦＦ側出口４５Ｃが冷却水配管４２におけるラジエータ４６側に接続される。
【００３３】
この温水三方弁４５は、ワックス三方弁４３から流入したエンジン冷却水を、ＯＮ側出口４５Ｂを経て温水熱交換器４４側へ、またはＯＦＦ側出口４５Ｃを経てラジエータ４６側へそれぞれ択一に導く切替式の三方弁であり、モータ（不図示）により駆動される。このモータが制御装置１３により制御される。
【００３４】
また、温水熱交換器４４は、外部ポンプ５２を備えた温水取出系４９の外部配管５３内を流れる温水と、温水三方弁４５から流入したエンジン冷却水とを熱交換して、この温水取出系４９の温水をガスエンジン３０の排熱により加熱して昇温させるものである。上記外部ポンプ５２が制御装置１３により制御される。
【００３５】
温水取出系４９の温水は、温水熱交換器４４内に流入して昇温され、外部に取り出されて供給される。昇温された温水取出系４９の温水は、この温水を利用する給湯機器や、デシカント空気調和装置の除湿剤の乾燥機器へ供給される。ここで、デシカント空気調和装置は、除湿剤を用いて、室温を低下させることなく除湿を実施可能とする空気調和装置である。
【００３６】
温水熱交換器４４により温水取出系４９の温水と熱交換されて冷却されたエンジン冷却水は、ラジエータ４６へ導かれて更に冷却（放熱）され、温水三方弁４５のＯＦＦ側出口４５Ｃからラジエータ４６へ直接導かれて冷却（放熱）されたエンジン冷却水と同様に、循環ポンプ４７の吸込側を経てガスエンジン３０の排ガス熱交換器へ導かれる。この導かれたエンジン冷却水によりガスエンジン３０が冷却される。このラジエータ４６は、室外熱交換器１９に隣接して配置される。
【００３７】
空気調和装置１０の暖房運転モードでは、温水三方弁４５が、ワックス三方弁４３からのエンジン冷却水をラジエータ４６へ直接導き、このラジエータ４６から放熱された熱は、蒸発器として機能する室外熱交換器１９に取り込まれ、蒸発器の熱源として利用される。
【００３８】
空気調和装置１０の冷房運転モードでは、温水三方弁４５が、ワックス三方弁４３からのエンジン冷却水を温水熱交換器４４へ導き、この温水熱交換器４４が、温水取出系４９を流れる温水とエンジン冷却水とを熱交換し、エンジン冷却水の熱により温水取出系４９の温水を加熱する。この加熱されて昇温された温水が給湯用などに有効利用される。
【００３９】
ところで、空気調和装置１０には、上述の冷房運転モード及び暖房運転モードの他に、ドライ運転モード、送風運転モード、停止モード及び冷暖自動運転モードがある。この冷暖自動運転モードは、冷房運転状態と暖房運転状態とが空気調和装置１０の制御装置１３により決定される運転モードである。
【００４０】
制御装置１３は、空気調和装置１０の冷房運転モード（冷房試運転の場合も含む）及びドライ運転モードの場合にのみ、温水三方弁４５を温水熱交換器４４側に切り替えて、入口４５Ａに流入したエンジン冷却水をＯＮ側出口４５Ｂから温水熱交換器４４へ導き、且つ外部ポンプ５２を駆動させて温水取出系４９を稼働させる。
【００４１】
従って、制御装置１３は、空気調和装置１０の暖房運転モード、送風運転モード、停止モード、冷暖自動運転モードのそれぞれの場合には、温水三方弁４５をＯＮ側出口４５Ｂ側（温水熱交換器４４側）に切り替えつつも、外部ポンプ５２を駆動させず温水取出系４９を停止させる。上記冷暖自動運転モードでは、暖房運転状態の場合にも冷房運転状態の場合にも、制御装置１３は、温水三方弁４５をＯＮ側出口４５Ｂ側（温水熱交換器４４側）に切り替えつつ、温水取出系４９を停止させることになる。
【００４２】
従って、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。
【００４３】
空気調和装置１０は、暖房運転モードでは温水取出系４９を停止して、エンジン冷却装置４１のエンジン冷却水の熱を、蒸発器として機能する室外熱交換器１９の熱源とし、冷房運転モードでは温水取出系４９を稼動させて、この温水取出系４９の温水を温水熱交換器４４によりエンジン冷却水と熱交換して加熱し、この加熱された温水を温水取出系４９から取り出して供給する。従って、冷房運転と暖房運転が空気調和装置１０自身により決定される冷暖自動運転モードで温水取出系４９を停止させることによって、この冷暖自動運転モードにおいて、温水取出系４９の温水を利用する機器（前述の給湯機器や除湿剤乾燥機器）の能力が予期せずに変動することを確実に防止できる。
【００４４】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、空気調和装置１０が複数系統あって、このうちいくつかの系統の空気調和装置１０が冷暖自動運転モードである場合には、これら冷暖自動運転モードにある系統の空気調和装置１０間で冷房運転状態と暖房運転状態とが混在していても、冷暖自動運転モードにあるそれぞれの系統の温水取出系４９が停止されることによって、複数系統の空気調和装置１０における温水取出系４９からの温水を利用する機器の能力が変動することを防止できる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明に係る空気調和装置によれば、温水取出系からの温水を利用する機器の能力が予期せずに変動することを防止できる。
【００４７】
請求項３に記載の発明に係る空気調和装置の運転方法によれば、温水取出系からの温水を利用する機器の能力が予期せずに変動することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１２Ａ、１２Ｂ  室内機
１３  制御装置
１６  圧縮機
３０  ガスエンジン
４１  エンジン冷却装置
４４  温水熱交換器（熱交換器）
４５  温水三方弁
４６  ラジエータ
４９  温水取出系
【図１】
0004073166.tif 000002