JP2002303466A - 冷凍装置及びその制御方法 - Google Patents
冷凍装置及びその制御方法Info
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Abstract
ンジンの燃費及び排気ガスの低減が図れる冷凍装置及び
その制御方法を提供する。 【解決手段】 圧縮機17と、前記圧縮機17の駆動源
であるガスエンジン30と、前記圧縮機17の駆動源で
あるモータ31と、負荷に応じて前記圧縮機17を前記
ガスエンジン30及び/又は前記モータ31により駆動
させる駆動制御を行う制御装置15とを備えた。
Description
とを併用して圧縮機を駆動する冷凍装置及びその制御方
法に関する。
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、ガスエン
ジンをエンジン冷却水により冷却している。
の室内機とを有し、この室外機で複数の室内機を同時に
運転可能とするものがある。また、効率を向上させるた
め、ガスエンジンや圧縮機、熱交換器、ファンなどとい
った部品単位の高効率化も図られている。
が1台のみの運転となるときや室内温度が目標温度に達
したときの低負荷状態では、エンジン負荷が著しく減少
し、室外機におけるガスエンジンの効率が著しく低下す
る。さらにエンジンを使用する場合、排気ガスを排出す
るので、排気ガスの排出量の少ないことが望ましい。ま
た、部品の高効率化も限界があり、新たな冷凍装置の検
討が必要である。
されたものであり、冷凍装置の効率を向上させることが
でき、エンジンの燃費及び排気ガスの低減が図れる冷凍
装置及びその制御方法を提供することにある。
は、圧縮機と、前記圧縮機の駆動源であるエンジンと、
前記圧縮機の駆動源であるモータと、負荷に応じて前記
圧縮機を前記エンジン及び/又は前記モータにより駆動
させる制御を行う駆動制御手段とを備えたことを特徴と
するものである。
の発明において、バッテリを備え、前記モータは前記バ
ッテリを電源とすることを特徴とするものである。
の発明において、前記バッテリが充電可能であることを
特徴とするものである。
の発明において、前記モータは前記圧縮機の駆動源とし
ての電動機又は前記エンジンを駆動源とする発電機に切
り替え可能に構成され、前記バッテリは前記モータによ
り発電された電力により充電可能に構成され、前記バッ
テリの充電量に応じて前記モータを電動機又は発電機の
運転に切り替える制御を行う切替制御手段を備えたこと
を特徴とするものである。
の発明において、発電する自家発電装置を備え、前記モ
ータは前記自家発電装置によって駆動されるよう構成さ
れたことを特徴とするものである。
の発明において、発電する自家発電装置を備え、前記バ
ッテリは前記自家発電装置によって充電されるよう構成
されたことを特徴とするものである。
の発明において、前記モータは前記圧縮機の駆動源とし
ての電動機又は前記エンジンを駆動源とする発電機に切
り替え可能に構成され、前記バッテリは前記モータや前
記自家発電装置により発電された電力により充電可能に
構成され、前記バッテリの充電量に応じて前記モータを
電動機又は発電機の運転に切り替える制御を行う切替制
御手段を備えたことを特徴とするものである。
のいずれかに記載の発明において、前記自家発電装置が
自然エネルギーにより発電することを特徴とするもので
ある。
のいずれかに記載の発明において、前記自家発電装置が
燃料電池であることを特徴とするものである。
記圧縮機の駆動源であるエンジンと、前記圧縮機の駆動
源であるモータとを備え、負荷に応じて前記圧縮機を前
記エンジン及び/又は前記モータにより駆動させる制御
を行うことを特徴とするものである。
記圧縮機の駆動源であるエンジンと、前記圧縮機の駆動
源であるモータと、充電可能なバッテリとを備え、前記
モータは前記圧縮機の駆動源としての電動機又は前記エ
ンジンを駆動源とする発電機に切り替え可能に構成さ
れ、前記バッテリは前記モータにより発電された電力に
より充電可能に構成され、前記バッテリの充電量に応じ
て前記モータを電動機又は発電機に切り替える制御を行
い、負荷に応じて前記圧縮機を前記エンジン及び/又は
前記モータにより駆動させる制御を行うことを特徴とす
るものである。
には、次の作用がある。
モータにより駆動される駆動制御を行うことによって、
冷凍装置の効率を向上させることができ、エンジンの燃
費及び排気ガスの低減が図れる。
用がある。
電機に切り替わるモータの切替制御を行うことができる
ので、バッテリの充電量が制御できる。さらに冷凍装置
の効率を向上させることができ、エンジンの燃費及び排
気ガスの低減が図れる。
用がある。
ずに発電できるので、排気ガスを排出しない発電が可能
となる。
る。
モータにより駆動される制御方法によって、冷凍装置の
効率を向上させることができ、エンジンの燃費及び排気
ガスの低減が図れる。
る。
電機に切り替わるモータの切替制御を行うことができる
ので、バッテリの充電量が制御できる。さらに冷凍装置
の効率を向上させることができ、エンジンの燃費及び排
気ガスの低減が図れる。
図面に基づき説明する。
てガスヒートポンプ式空気調和装置の一実施の形態を示
す回路図である。
ガス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、エンジ
ン冷却装置13、圧縮機駆動部14、制御装置15及び
自家発電装置16(図2)を有して構成される。
A,12Bは室内に設置される。
室外膨張弁19、室外熱交換器20およびアキュムレー
タ21を有して構成される。室外熱交換器20には室外
ファン22が隣接して配置される。室内機12Aは室内
熱交換器23A及び室内膨張弁24Aを、室内機12B
は室内熱交換器23B及び室内膨張弁24Bを有して構
成される。室内熱交換器23A,23Bには室内ファン
25A,25Bがそれぞれ隣接して配置される。
よって圧縮され、四方弁18において実線矢印の如く流
れ、室外熱交換器20で凝縮され、室外膨張弁19を通
過し、室内機12A,12Bへ送られる。室内機12
A,12Bへ送られた冷媒は、室内膨張弁24A,24
Bで膨張され、室内熱交換器23A,23Bで蒸発さ
れ、室外機11へ送られる。室外機11へ送られた冷媒
は、四方弁18及びアキュムレータ21を順次通過して
圧縮機17に戻される。
よって圧縮され、四方弁18において破線矢印の如く流
れ、室内機12A,12Bへ送られる。室内機12A,
12Bへ送られた冷媒は、室内熱交換器23A,23B
で凝縮され、室内膨張弁24A,24Bを通過し、室外
機11へ送られる。室外機11へ送られた冷媒は、室外
膨張弁19で膨張され、室外熱交換器20で蒸発され、
四方弁18及びアキュムレータ21を順次通過して圧縮
機17に戻される。
26、ラジエータ27、循環ポンプ28、及び図示しな
い排ガス熱交換器を有して構成され、後述する圧縮機駆
動部14のガスエンジン30がエンジン冷却装置13に
より冷却される。エンジン冷却装置13を循環するエン
ジン冷却水は、循環ポンプ28によって昇圧され、循環
ポンプ28の吐出側から約50℃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内に流れ
てこのガスエンジン30を冷却し、約70℃に加熱され
る。ガスエンジン30からワックス三方弁26の入口2
6Aに流入したエンジン冷却水は、低温(例えば70℃
未満)のときはワックス三方弁26の低温側出口26B
から循環ポンプ28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70℃以上)のときにはワッ
クス三方弁26の高温側出口26Cからラジエータ27
へ流れる。このラジエータ27は、エンジン冷却水を放
熱して、このエンジン冷却水を約50℃に冷却するもの
である。このラジエータ27にて冷却されたエンジン冷
却水は、循環ポンプ28の吸込側を経てガスエンジン3
0の排ガス熱交換器へ戻され、ガスエンジン30を冷却
する。また、このラジエータ27は、室外熱交換器20
に隣接配置される。
に、エンジン冷却装置13の循環ポンプ28が稼働され
てエンジン冷却水が循環し、このエンジン冷却水がガス
エンジン30を冷却する。ガスエンジン30を冷却した
エンジン冷却水は、ラジエータ27にて放熱されて冷却
される。特に、空気調和装置10の暖房運転時には、ラ
ジエータ27にて放熱された熱は、蒸発器として機能す
る室外熱交換器20に取り込まれ、蒸発器の熱源として
利用される。
外機11、室内機12A,12B、エンジン冷却装置1
3及び圧縮機駆動部14の運転を制御する。具体的に
は、制御装置15は、室外機11においては四方弁18
や室外膨張弁19、室外ファン22を、室内機12A,
12Bにおいては室内膨張弁24A,24Bや室内ファ
ン25A,25Bを、エンジン冷却装置13においては
循環ポンプ28を、圧縮機駆動部14においては後述す
るガスエンジン30やモータ31、クラッチ34A,3
4Bをそれぞれ制御する。
15によりガスエンジン30が点火されて始動する。四
方弁18が制御装置15により切り替えられることによ
り、ヒートポンプ式空気調和装置10が冷房運転又は暖
房運転に設定される。また、制御装置15は、冷房運転
時には、室内膨張弁24A、24Bを全開に制御する。
暖房運転時には、制御装置15は、室外膨張弁19及び
室内膨張弁24A、24Bのそれぞれの弁開度を空調負
荷に応じて制御する。
を示す回路図である。圧縮機駆動部14は室外機11に
設置され、図2に示すように、ガスエンジン30、モー
タ31及びバッテリ32を有してなる。圧縮機17には
クラッチ34Aを介してモータ31が接続され、このモ
ータ31にクラッチ34Bを介してガスエンジン30が
接続される。モータ31にはバッテリ32が接続され、
このバッテリ32には自家発電装置16が接続される。
モータ31は圧縮機17を駆動するときは電動機に設定
され、モータ31でバッテリ32を充電するときはガス
エンジン30で駆動される発電機に設定される。このモ
ータ31には電動機又は発電機の運転に切り替えるスイ
ッチ(図示せず)が設けられている。
ば太陽光や風力、地熱等)を利用して発電する。バッテ
リ32は充電可能であり、自家発電装置16の発電によ
りバッテリ32が充電される。バッテリ32は室外機1
1の電源として利用される。具体的には、制御装置15
や室外ファン22の電源として利用される。また、バッ
テリ32は電動機として使用されるモータ31の電源と
しても利用され、逆にモータ31が発電機として使用さ
れる場合はモータ31により充電される。
室内温度が目標温度に達した状態)においては、ガスエ
ンジン30の効率が著しく低下する。一方、モータ31
は、高負荷状態においてモータ31のみで圧縮機17を
駆動すると電力消費量が増大し、ランニングコストが増
大する。
のフローチャートに基づいて説明する。
発電を行う自家発電装置16によって充電される(S
1)。次いで、室外機11が運転しているか否かが判定
され(S2)、運転していなければS1へ戻る。
32の充電量が多いか少ないかが判定される(S3)。
つまり、自然エネルギーにより発電を行う自家発電装置
16は天候などによりその出力が大きく変動するため、
室外機11を安定して運転させるには、バッテリ32の
充電量の監視が必要である。
タ31のスイッチを発電機運転に切り替える切替制御が
行われ、このモータ31を発電機として使用しバッテリ
32に回生充電する(S4)。このときバッテリ32に
よるモータ31への電力放電が停止され、バッテリ32
はモータ31により回生充電されて室外機11を運転す
るために必要な最低限の電力が確保される。次いで、圧
縮機17はガスエンジン30のみで駆動する駆動制御が
行われる(S5)。即ち、クラッチ34A,34Bが入
制御されることにより、圧縮機17はガスエンジン30
のみで駆動され、モータ31は発電機としてガスエンジ
ン30により駆動される。
合、ガスエンジン30の負荷状態が判定される(S
6)。
ータ31のみで圧縮機17を駆動する駆動制御が行われ
る(S7)。即ち、クラッチ34Aが入制御、クラッチ
34Bが切制御されることにより、ガスエンジン30に
よる圧縮機17の駆動が停止され、圧縮機17はモータ
31のみで駆動される。
場合、ガスエンジン30による圧縮機17の駆動をモー
タ31で補助するために、ガスエンジン30及びモータ
31で圧縮機17を駆動する駆動制御が行われる(S
8)。即ち、クラッチ34A,34Bが入制御されるこ
とにより、圧縮機17はガスエンジン30及びモータ3
1で駆動される。モータ31はバッテリ32の電力放電
を受けて駆動される。
ば、次の効果〜を奏する。
れガスエンジン30により駆動されるモータ31とによ
って室外機11を運転するために必要な電力を確保でき
るので、受電設備を必要としない空気調和装置10が実
現できる。
ジン30が低負荷状態の場合、モータ31のみで圧縮機
17を駆動する駆動制御が制御装置15により行われ、
ガスエンジン30による圧縮機17の駆動が停止される
ため、ガスエンジン30の燃費及び排気ガスの低減が図
れる。
ジン30が高負荷状態の場合、ガスエンジン30及びモ
ータ31で圧縮機17を駆動する駆動制御が制御装置1
5により行われ、圧縮機17を駆動するガスエンジン3
0がモータ31で補助されるため、ガスエンジン30の
負荷が軽減され、ガスエンジン30の効率を向上させる
ことができ、ガスエンジン30の燃費及び排気ガスの低
減が図れる。
り発電するので、排気ガスを排出することがない。
置10全体の効率も向上させることができるのはいうま
でもない。
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
置16として自然エネルギーを利用した場合を述べた
が、自家発電装置16が燃料電池であっても同様の効果
が得られる。
30が低負荷状態になる場合として室内温度が目標温度
に達した場合を説明したが、室内機を多数(例えば20
台)備えて構成され、室内機が少数(例えば1台)の運
転となるような低負荷状態においても同様の効果が得ら
れる。
よびその制御方法によれば、冷凍装置の効率を向上させ
ることができ、エンジンの燃費及び排気ガスの低減が図
れる。
ポンプ式空気調和装置の一実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
ある。
Claims (11)
- 【請求項1】 圧縮機と、 前記圧縮機の駆動源であるエンジンと、 前記圧縮機の駆動源であるモータと、 負荷に応じて前記圧縮機を前記エンジン及び/又は前記
モータにより駆動させる制御を行う駆動制御手段とを備
えたことを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項2】 バッテリを備え、前記モータは前記バッ
テリを電源とすることを特徴とする請求項1に記載の冷
凍装置。 - 【請求項3】 前記バッテリが充電可能であることを特
徴とする請求項2に記載の冷凍装置。 - 【請求項4】 前記モータは前記圧縮機の駆動源として
の電動機又は前記エンジンを駆動源とする発電機に切り
替え可能に構成され、 前記バッテリは前記モータにより発電された電力により
充電可能に構成され、前記バッテリの充電量に応じて前
記モータを電動機又は発電機の運転に切り替える制御を
行う切替制御手段を備えたことを特徴とする請求項3に
記載の冷凍装置。 - 【請求項5】 発電する自家発電装置を備え、 前記モータは前記自家発電装置によって駆動されるよう
構成されたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装
置。 - 【請求項6】 発電する自家発電装置を備え、 前記バッテリは前記自家発電装置によって充電されるよ
う構成されたことを特徴とする請求項3に記載の冷凍装
置。 - 【請求項7】 前記モータは前記圧縮機の駆動源として
の電動機又は前記エンジンを駆動源とする発電機に切り
替え可能に構成され、 前記バッテリは前記モータや前記自家発電装置により発
電された電力により充電可能に構成され、 前記バッテリの充電量に応じて前記モータを電動機又は
発電機の運転に切り替える制御を行う切替制御手段を備
えたことを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。 - 【請求項8】 前記自家発電装置が自然エネルギーによ
り発電することを特徴とする5乃至7のいずれかに記載
の冷凍装置。 - 【請求項9】 前記自家発電装置が燃料電池であること
を特徴とする5乃至7のいずれかに記載の冷凍装置。 - 【請求項10】 圧縮機と、 前記圧縮機の駆動源であるエンジンと、 前記圧縮機の駆動源であるモータとを備え、 負荷に応じて前記圧縮機を前記エンジン及び/又は前記
モータにより駆動させる制御を行うことを特徴とする冷
凍装置の制御方法。 - 【請求項11】 圧縮機と、 前記圧縮機の駆動源であるエンジンと、 前記圧縮機の駆動源であるモータと、 充電可能なバッテリとを備え、 前記モータは前記圧縮機の駆動源としての電動機又は前
記エンジンを駆動源とする発電機に切り替え可能に構成
され、 前記バッテリは前記モータにより発電された電力により
充電可能に構成され、 前記バッテリの充電量に応じて前記モータを電動機又は
発電機に切り替える制御を行い、負荷に応じて前記圧縮
機を前記エンジン及び/又は前記モータにより駆動させ
る制御を行うことを特徴とする冷凍装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001100231A JP4240837B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 冷凍装置 |
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