(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機、室内機、並びに上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置を有し、上記室外機に装備された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において、
上記制御装置は、
前記ガスエンジンの運転状態を示すガスエンジンのスロットルバルブ開度信号およびエンジン回転数信号を所定の単位時間間隔で取得して、単位時間当たりのガス消費量を推定し、前記単位時間当たりのガス消費量を求める毎に、当該ガス消費量を積算し、積算されたガス消費量が所定の単位量となる毎に積算パルス信号を出力することを繰り返し行い、
前記積算パルス信号をカウントすることによりガス消費積算量を推定可能に構成されたこと、
を特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
【請求項２】
室外機、室内機、並びに上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置を有し、上記室外機に装備された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において、
上記制御装置は、
前記ガスエンジンの運転状態を示す吸気圧力信号およびエンジン回転数信号を所定の単位時間間隔で取得して、単位時間当たりのガス消費量を推定し、前記単位時間当たりのガス消費量を求める毎に、当該ガス消費量を積算し、積算されたガス消費量が所定の単位量となる毎に積算パルス信号を出力することを繰り返し行い、
前記積算パルス信号をカウントすることによりガス消費積算量を推定可能に構成されたこと、
を特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスヒートポンプ式空気調和装置に係り、特にガス消費量を良好に計測するガスヒートポンプ式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスエンジンにより、圧縮機を駆動させて、冷暖房運転を実施するガスヒートポンプ式空気調和装置が、近年普及しつつある。
【０００３】
このようなガスヒートポンプ式空気調和装置では、通常のガス器具に比べガス消費量が多量であるため、通常よりも安いガス料金が設定されている。このため、ガスヒートポンプ式空気調和装置と通常のガス器具とが混在して使用される場合には、それぞれにおいて消費されたガス消費量を計測し、記録しておく必要がある。
【０００４】
従来のガスヒートポンプ式空気調和装置では、特開平９−２８７７３５号公報の図６に示す如く、ガスヒートポンプ式空気調和装置の室外機にガスメータを設置し、このガスメータの流量計を用いて、ガスヒートポンプ式空気調和装置が消費したガス消費量を計測し、このガス消費量に基づき、ガスヒートポンプ式空気調和装置についてのガス料金を算出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のガスヒートポンプ式空気調和装置では、室外機に、流量計を装備した高価なガスメータを設置する必要があるので、ガス消費量の計測を低コストにて実現できない。
【０００６】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ガスエンジンによるガス消費量を低コストに計測できるガスヒートポンプ式空気調和装置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記載の発明は、室外機、室内機、並びに上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置を有し、上記室外機に装備された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において、上記制御装置は、前記ガスエンジンの運転状態を示すガスエンジンのスロットルバルブ開度信号およびエンジン回転数信号を所定の単位時間間隔で取得して、単位時間当たりのガス消費量を推定し、前記単位時間当たりのガス消費量を求める毎に、当該ガス消費量を積算し、積算されたガス消費量が所定の単位量となる毎に積算パルス信号を出力することを繰り返し行い、前記積算パルス信号をカウントすることによりガス消費積算量を推定可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、室外機、室内機、並びに上記室外機及び上記室内機を制御する制御装置を有し、上記室外機に装備された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において、上記制御装置は、前記ガスエンジンの運転状態を示す吸気圧力信号およびエンジン回転数信号を所定の単位時間間隔で取得して、単位時間当たりのガス消費量を推定し、前記単位時間当たりのガス消費量を求める毎に、当該ガス消費量を積算し、積算されたガス消費量が所定の単位量となる毎に積算パルス信号を出力することを繰り返し行い、前記積算パルス信号をカウントすることによりガス消費積算量を推定可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明には、次の作用がある。
【００１１】
制御装置が、ガスエンジンの運転状態（スロットルバルブ開度及びエンジン回転数、吸気圧力及びエンジン回転数）から、当該ガスエンジンのガス消費量を推定可能に構成されたことから、流量計を装備した高価なガスメータを用いることなく、ガスエンジンによる消費量を低コストに推定できる。
【００１２】
【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いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の一実施の形態を示す系統図である。
【００１４】
この図１に示すように、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０は、室外機１１、複数（例えば３台）の室内機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ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、１２Ｃの室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃとが連結されている。
【００１５】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４に圧縮機１６が配設され、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が室外冷媒配管１４を介してそれぞれ接続され、この四方弁１８に室外熱交換器１９が室外冷媒配管１４を介して接続されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送付する室外ファン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２４を介してガスエンジン２５に連結され、このガスエンジン２５により駆動される。
【００１６】
一方、室内機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが配設される。上記室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃには、これらの室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃへ送風する室内ファン２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが隣接して配置されている。
【００１７】
また、上記制御装置１３は、室外機１１及び室内機１２Ａ、１２Ｂ…の運転を制御し、具体的には、室外機１１におけるガスエンジン２５、四方弁１８及び室外ファン２０のファン駆動モータ２６、並びに室内機１２Ａ、１２Ｂ…における室内ファン２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを駆動するファン駆動モータ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃをそれぞれ制御する。更に、制御装置１３は、後述のメイン電動弁３０、第１分流電動弁３１、第２分流電動弁３２、第３分流電動弁３３及びバイパス電動弁３４の開度も制御する。
【００１８】
制御装置１３により四方弁１８が切り替えられることにより、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１９を冷房側に切り替えたときには、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、２１Ｃ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、２１Ｃが室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り替えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ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、２１Ｃが室内を暖房する。
【００１９】
上記メイン電動弁３０は、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０の冷房運転又は暖房運転時に、室内機１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃにおける総合の空調負荷に応じてその開度が設定操作されて、冷媒の流れを制御する。また、上記第１分流電動弁３１、第２分流電動弁２１、第３分流電動弁３３は、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０の冷房運転時又は暖房運転時に、それぞれ室内機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの空調負荷に応じてそれらの開度が設定操作されて、冷媒の流れを制御する。
【００２０】
上記バイパス電動弁３４は、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０の冷房運転時又は暖房運転時に、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力が上昇してガスエンジン２５の負荷が増大したときに、その開度が大に設定操作されて、圧縮機１６から吐出された冷媒を圧縮機１６の吸込側に逃がす。これらのメイン電動弁３０、第１分流電動弁３１、第２分流電動弁３２、第３分流電動弁３３及びバイパス電動弁３４の開度が、前述の如く制御装置１３により制御される。
【００２１】
更に、上記制御装置１３は、ガスエンジン２５の運転時に、ガスエンジン２５の負荷に応じてガスエンジン２５へのガス供給量を調整し、ガスエンジン２５の停止時にガス供給を遮断する。
【００２２】
また、制御装置１３は、ガスエンジン２５のエンジン運転状態から、このガスエンジン２５によるガス消費量を計測しその積算値を算出する。
【００２３】
つまり、図２（Ａ）に示すように、ガスエンジン２５によるガス消費量は、ガスエンジン２５運転中に、空調負荷（冷暖房負荷）によって変化する。制御装置１３には、図１に示すように、ガスエンジン２５から、このガスエンジン２５の運転状態を示すエンジン回転数信号ｉ及びスロットルバルブ開度信号（すなわちガバナステップ信号ｊ）が取り込まれる。制御装置１３は、図３に示すグラフに基づき、取り込まれたエンジン回転数及びガバナステップと、上記グラフ上の等ガス消費量線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ…とから、ガス消費量を例えば１秒単位で推定して計測、即ち推測する。
【００２４】
図３では、横軸がエンジン回転数（ｒｐｍ）を、縦軸がガバナステップ（０ステップがスロットルバルブ全閉を、３２０ステップがスロットルバルブ全開をそれぞれ示す。）をそれぞれ示し、等ガス消費量線Ａは０．５ｍ3／ｈ、等ガス消費量線Ｂは１．０ｍ3／ｈ、等ガス消費量線Ｃは１．５ｍ3／ｈ、等ガス消費量線Ｄは２．０ｍ3／ｈ、等ガス消費量線Ｅは２．５ｍ3／ｈ、等ガス消費量線Ｆは３．０ｍ3／ｈをそれぞれ示す。例えば、エンジン回転数１５００ｒｐｍで、ガバナステップが１５０ステップの時には、これらの両者が等ガス消費量線Ｃ上にあるので、ガスエンジン２５によるガス消費量は１．５ｍ3／ｈとなり、この値から単位秒当たりのガス消費量を算出する。
【００２５】
制御装置１３は、計測されたガス消費量を積算して、積算値が例えば１ｍ3となる毎に、図２（Ｂ）に示すように、パルス接点をＯＮ動作して積算パルスＰを１つ出力させる。
【００２６】
図１に示す表示器３５は、制御装置１３からの積算パルスＰを取り込んでカウントし、任意の時点から積算されたガス消費積算量を表示する。この表示器３５に表示されたガス消費積算量に料金料率が乗じられて、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０のガスエンジン２５にて消費されたガス料金が算出可能とされる。
【００２７】
上述の制御装置１３によるガス消費量の推測及び積算動作を図４を参照して説明する。
【００２８】
制御装置１３は、ガスヒートポンプ式空気調和装置１０のガスエンジン２５によるガス消費量の積算開始と同時に、ガスエンジン２５からエンジン回転数信号ｉ及びガバナステップ信号ｊを例えば１秒単位で取り込み、図３に示すエンジン回転数、ガバナステップ及び等ガス消費量線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、…に基づき、現時点におけるガス消費量を推測する（Ｓ１）。
【００２９】
次に、制御装置１３は、例えば、１秒単位で推測されたガス消費量を積算する（Ｓ２）。そして、制御装置１３は、ガス消費量の積算値が例えば１０００リットル（１ｍ3）になったか否かを判定する（Ｓ３）。
【００３０】
ガス消費量が例えば１０００リットルになった段階で、制御装置１３は積算パルスＰを１つ出力し（Ｓ４）、例えば１０００リットルに至らない場合にステップＳ２に戻る。ガス消費量の積算動作中には、上述のステップＳ１からＳ４を繰り返す。
【００３１】
従って、上記実施の形態のガスヒートポンプ式空気調和装置１０によれば、制御装置１３が、ガスエンジン２５の運転状態（エンジン回転数信号ｉによるエンジン回転数及びガバナステップ信号ｊによるガバナステップ）からこのガスエンジン２５のガス消費量を推測可能に構成されたことから、流量計を装備した高価なガスメータを用いることなく、ガスエンジン２５によるガス消費量を低コストに計測できる。
【００３２】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
例えば、ガスエンジン２５によるガス消費量の計測は、ガスエンジン２５からエンジン回転数信号ｉ及びガスエンジン２５の吸気圧力信号ｋを取り込み、図５のグラフに基づき推定してもよい。この図５では、横軸及び縦軸は図３と同一であり、等ガス消費量線Ａ〜Ｆも図３と同一である。更にこの図５では、ガス消費量が約１．１５ｍ3／ｈを示す等ガス消費量線Ｇが追加されており、更に、ガスエンジン２５の吸気圧力を示す吸気圧力線ａ、ｂ、ｃ、ｄ…が追加されている。これらの等ガス消費量線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…上にプロットして記載された数値は、ガスエンジン２５の吸気圧力（ｍｍＨｇ単位）を示す。この図５において、例えば、ガスエンジン２５のエンジン回転数が１２００ｒｐｍで、ガスエンジン２５の吸気圧力が１．２ｍｍＨｇの時には、これらの両者が等ガス消費量線Ｇ上にあるので、ガスエンジン２５のガス消費量が１．１５ｍ3／ｈであると推測できる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、表示器３５は制御装置１３とは別に設置されるものを述べたが、制御装置１３に一体化されていてもよく、更に、この表示器３５にガス消費積算量に対応したガス料金を表示してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、制御装置が、圧縮機を駆動させるガスエンジンの運転状態から、ガスエンジンのガス消費量を計測可能に構成されたことから、流量計を装備した高価なガスメータを用いることなく、ガスエンジンによるガス消費量を低コストに計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の一実施の形態を示す系統図である。
【図２】ガス消費量と積算パルスとの関係を示すグラフである。
【図３】エンジン回転数・ガバナステップ（スロットルバルブ開度）及びガス消費量の関係を示すグラフである。
【図４】図１の制御装置が実行するガス消費量及びガス消費積算量を算出するためのフローチャートである。
【図５】エンジン回転数・エンジン吸気圧力及びガス消費量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  ガスヒートポンプ式空気調和装置
１１  室外機
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  室内機
１３  制御装置
１６  圧縮機
２５  ガスエンジン
ｉ  エンジン回転数信号
ｊ  ガバナステップ信号
ｋ  吸気圧力信号
【図１】
0003850994.tif 000002
【図２】
0003850994.tif 000003
【図３】
0003850994.tif 000004
【図４】
0003850994.tif 000005
【図５】
0003850994.tif 000006