JP2003056944A - 空気調和装置 - Google Patents
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 求められる負荷の大きさに関わらず高効率運
転が可能な空気調和装置を提供する。 【解決手段】 室内熱交換器２１、室外熱交換器１１、
膨張弁１４，２２および四方弁１３を冷媒管路３０を介
して接続するとともに圧縮機１２Ａ，１２Ｂを並列に接
続し、圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧで、圧縮機１２
Ｂを電動モータＭで駆動する空気調和装置において、暖
房運転時に中温中圧の液冷媒を導通することとなる冷媒
配管３０ａと圧縮機１２Ｂの上流側に位置する冷媒配管
３０ｂとの間にバイパス配管３３を設け、バイパス配管
３３には、開閉弁Ｖ４と、排熱利用熱交換器４０とを設
置し、バイパス配管３３との接続箇所より上流側に位置
する冷媒配管３０ｂには、開閉弁Ｖ５を設ける。
転が可能な空気調和装置を提供する。 【解決手段】 室内熱交換器２１、室外熱交換器１１、
膨張弁１４，２２および四方弁１３を冷媒管路３０を介
して接続するとともに圧縮機１２Ａ，１２Ｂを並列に接
続し、圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧで、圧縮機１２
Ｂを電動モータＭで駆動する空気調和装置において、暖
房運転時に中温中圧の液冷媒を導通することとなる冷媒
配管３０ａと圧縮機１２Ｂの上流側に位置する冷媒配管
３０ｂとの間にバイパス配管３３を設け、バイパス配管
３３には、開閉弁Ｖ４と、排熱利用熱交換器４０とを設
置し、バイパス配管３３との接続箇所より上流側に位置
する冷媒配管３０ｂには、開閉弁Ｖ５を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置に関
し、特に圧縮機を駆動する駆動手段の排熱を利用して冷
媒の加熱を行う構造を有するヒートポンプ式の空気調和
装置に関する。
し、特に圧縮機を駆動する駆動手段の排熱を利用して冷
媒の加熱を行う構造を有するヒートポンプ式の空気調和
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機の駆動手段にガスエンジン等の内
燃機関を採用し、さらにこの内燃機関の排熱を利用して
冷媒の加熱を行う構造を有するヒートポンプ式の空気調
和装置がある。この空気調和装置においては、圧縮機に
求められる負荷が小さければ回転数を低くし、大きけれ
ば回転数を高くするといった具合に、負荷に応じてエン
ジンの回転数を変化させるようになっている。そのた
め、エンジンには広い回転数域を備えることが求められ
る。
燃機関を採用し、さらにこの内燃機関の排熱を利用して
冷媒の加熱を行う構造を有するヒートポンプ式の空気調
和装置がある。この空気調和装置においては、圧縮機に
求められる負荷が小さければ回転数を低くし、大きけれ
ば回転数を高くするといった具合に、負荷に応じてエン
ジンの回転数を変化させるようになっている。そのた
め、エンジンには広い回転数域を備えることが求められ
る。
【０００３】しかしながら、ガスエンジン等の内燃機関
は高効率運転の可能な回転数域が限られている。そこで
従来の空気調和装置においては、通常運転の際に頻繁に
求められる負荷の範囲に対応する回転数域で高効率運転
が可能なようにエンジンの調整がなされている。
は高効率運転の可能な回転数域が限られている。そこで
従来の空気調和装置においては、通常運転の際に頻繁に
求められる負荷の範囲に対応する回転数域で高効率運転
が可能なようにエンジンの調整がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和装置で
は、上記のような調整を行うため、一般的な範囲を外れ
た大きさの負荷が求められた場合には、エンジンに効率
の悪い運転を行わせることになる。そのため、燃費が悪
化する等して運転コストが増加するといった問題点が指
摘されている。
は、上記のような調整を行うため、一般的な範囲を外れ
た大きさの負荷が求められた場合には、エンジンに効率
の悪い運転を行わせることになる。そのため、燃費が悪
化する等して運転コストが増加するといった問題点が指
摘されている。
【０００５】特開平11-132594号公報には、容量の大き
な圧縮機を電動モータまたはエンジンのいずれか一方で
選択的に駆動させ、負荷が小さい場合は電動モータで圧
縮機を駆動し、負荷が大きい場合はエンジンで圧縮機を
駆動させてエンジンに効率の悪い運転をさせない技術に
ついて開示されている。
な圧縮機を電動モータまたはエンジンのいずれか一方で
選択的に駆動させ、負荷が小さい場合は電動モータで圧
縮機を駆動し、負荷が大きい場合はエンジンで圧縮機を
駆動させてエンジンに効率の悪い運転をさせない技術に
ついて開示されている。
【０００６】しかしながら、上記公報に開示された技術
では、例えば求められる負荷が小さい場合、容量の大き
な圧縮機を低速で駆動させるので十分な圧縮効率が得ら
れない。容量の大きな圧縮機を低速で駆動すると、中高
速で駆動する場合と比較して被圧縮流体の漏洩が多くな
るからである。
では、例えば求められる負荷が小さい場合、容量の大き
な圧縮機を低速で駆動させるので十分な圧縮効率が得ら
れない。容量の大きな圧縮機を低速で駆動すると、中高
速で駆動する場合と比較して被圧縮流体の漏洩が多くな
るからである。
【０００７】また、上記公報に開示された技術では、本
来非力な電動モータで内部摩擦の大きな圧縮機を駆動さ
せることで電動モータに無理を強いることになり、結果
的に見て装置全体としては高い運転効率が得られている
とは言い難い。
来非力な電動モータで内部摩擦の大きな圧縮機を駆動さ
せることで電動モータに無理を強いることになり、結果
的に見て装置全体としては高い運転効率が得られている
とは言い難い。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、求められる負荷の大きさに関わらず高効率運転
が可能な空気調和装置を提供することを目的としてい
る。
であり、求められる負荷の大きさに関わらず高効率運転
が可能な空気調和装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成の空気調和装置を採用
する。すなわち本発明に係る請求項１記載の空気調和装
置は、室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁および四方
弁を冷媒管路を介して接続するとともに該冷媒管路に容
量の異なる２つの圧縮機を並列に接続し、該２つの圧縮
機に個々に駆動手段を設け、前記２つの圧縮機のうち少
なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手段に内燃
機関を採用した空気調和装置であって、暖房運転時に中
温中圧の液冷媒を導通することとなる中圧冷媒管路に一
端を接続され、前記２つの圧縮機のうち容量の小さな圧
縮機の上流側に位置する冷媒管路に他端を接続された第
１のバイパス管路を設け、該第１のバイパス管路には、
暖房運転時に必要に応じて開閉して前記バイパス配管へ
の冷媒の導入を制限する第１の開閉弁と、前記内燃機関
の排熱を利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させる
第１の排熱利用熱交換器とを前記中圧冷媒管路側から順
に並べて設け、さらに前記第１のバイパス管路との接続
箇所より上流側に位置する前記冷媒管路には、必要に応
じて開閉して前記容量の小さな圧縮機への冷媒の導入を
制限する第２の開閉弁を設けたことを特徴とする。
めの手段として、次のような構成の空気調和装置を採用
する。すなわち本発明に係る請求項１記載の空気調和装
置は、室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁および四方
弁を冷媒管路を介して接続するとともに該冷媒管路に容
量の異なる２つの圧縮機を並列に接続し、該２つの圧縮
機に個々に駆動手段を設け、前記２つの圧縮機のうち少
なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手段に内燃
機関を採用した空気調和装置であって、暖房運転時に中
温中圧の液冷媒を導通することとなる中圧冷媒管路に一
端を接続され、前記２つの圧縮機のうち容量の小さな圧
縮機の上流側に位置する冷媒管路に他端を接続された第
１のバイパス管路を設け、該第１のバイパス管路には、
暖房運転時に必要に応じて開閉して前記バイパス配管へ
の冷媒の導入を制限する第１の開閉弁と、前記内燃機関
の排熱を利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させる
第１の排熱利用熱交換器とを前記中圧冷媒管路側から順
に並べて設け、さらに前記第１のバイパス管路との接続
箇所より上流側に位置する前記冷媒管路には、必要に応
じて開閉して前記容量の小さな圧縮機への冷媒の導入を
制限する第２の開閉弁を設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の空気調和装置は、請求項１
記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮機のうち
少なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手段にガ
スエンジンを採用したことを特徴とする。
記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮機のうち
少なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手段にガ
スエンジンを採用したことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の空気調和装置は、請求項１
または２記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮
機のうち容量の小さなものを駆動する駆動手段に電動モ
ータを採用したことを特徴とする。
または２記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮
機のうち容量の小さなものを駆動する駆動手段に電動モ
ータを採用したことを特徴とする。
【００１２】請求項４記載の空気調和装置は、請求項１
記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮機に個々
に設けた駆動手段の少なくともいずれか一方を電動モー
タとし、該電動モータを駆動する発電装置を併設し、該
発電装置の排熱を暖房運転時の冷媒加熱に利用すること
を特徴とする。
記載の空気調和装置において、前記２つの圧縮機に個々
に設けた駆動手段の少なくともいずれか一方を電動モー
タとし、該電動モータを駆動する発電装置を併設し、該
発電装置の排熱を暖房運転時の冷媒加熱に利用すること
を特徴とする。
【００１３】請求項５記載の空気調和装置は、請求項
１、２、３または４記載の空気調和装置において、前記
暖房運転時に、前記第１の開閉弁を閉じ前記第２の開閉
弁を開いて前記２つの圧縮機のうち容量の小さいものの
みを駆動させるか、または前記第１の開閉弁を開き前記
第２の開閉弁を閉じて前記２つの圧縮機を同時に駆動さ
せるかいずれかの運転を、求められる負荷に応じて選択
的に実行することを特徴とする。
１、２、３または４記載の空気調和装置において、前記
暖房運転時に、前記第１の開閉弁を閉じ前記第２の開閉
弁を開いて前記２つの圧縮機のうち容量の小さいものの
みを駆動させるか、または前記第１の開閉弁を開き前記
第２の開閉弁を閉じて前記２つの圧縮機を同時に駆動さ
せるかいずれかの運転を、求められる負荷に応じて選択
的に実行することを特徴とする。
【００１４】請求項６記載の空気調和装置は、請求項
１、２、３、４または５記載の空気調和装置において、
冷房運転時に前記第１の開閉弁を閉じて前記第２の開閉
弁を開いた状態を保ちつつ、前記２つの圧縮機のうち容
量の小さいもののみを駆動させるか、前記２つの圧縮機
のうち容量の大きなもののみを駆動させるか、または前
記２つの圧縮機を同時に駆動させるかいずれかの運転
を、求められる負荷に応じて選択的に実行することを特
徴とする。
１、２、３、４または５記載の空気調和装置において、
冷房運転時に前記第１の開閉弁を閉じて前記第２の開閉
弁を開いた状態を保ちつつ、前記２つの圧縮機のうち容
量の小さいもののみを駆動させるか、前記２つの圧縮機
のうち容量の大きなもののみを駆動させるか、または前
記２つの圧縮機を同時に駆動させるかいずれかの運転
を、求められる負荷に応じて選択的に実行することを特
徴とする。
【００１５】請求項７記載の空気調和装置は、室内熱交
換器、室外熱交換器、膨張弁および四方弁を冷媒管路を
介して接続するとともに該冷媒管路に容量の異なる２つ
の圧縮機を並列に接続し、該２つの圧縮機に個々に駆動
手段を設け、前記２つの圧縮機のうち少なくとも容量の
大きな圧縮機を駆動する駆動手段に内燃機関を採用した
空気調和装置であって、暖房運転時に中温中圧の液冷媒
を導通することとなる中圧冷媒管路に一端を接続され、
前記２つの圧縮機のうち容量の小さな圧縮機の上流側に
位置する冷媒管路に他端を接続された第２のバイパス管
路を設け、該第２のバイパス管路には、中温中圧の液冷
媒を低温低圧の液冷媒に減圧する減圧弁と、前記内燃機
関の排熱を利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させ
る第２の排熱利用熱交換器とを前記中圧冷媒管路側から
順に並べて設け、前記第２のバイパス管路との接続箇所
より上流側に位置する前記冷媒管路には、必要に応じて
開閉して前記容量の小さな圧縮機への冷媒の導入を制限
する第３の開閉弁を設け、前記第２の排熱利用熱交換器
の下流側に一端を接続され、前記第２のバイパス管路と
の接続箇所より上流側に位置する前記冷媒管路に他端を
接続された第３のバイパス管路を設け、該第３のバイパ
ス管路には、必要に応じて開閉して前記２つの圧縮機へ
の冷媒の導入を制限する第４の開閉弁を設けたことを特
徴とする。
換器、室外熱交換器、膨張弁および四方弁を冷媒管路を
介して接続するとともに該冷媒管路に容量の異なる２つ
の圧縮機を並列に接続し、該２つの圧縮機に個々に駆動
手段を設け、前記２つの圧縮機のうち少なくとも容量の
大きな圧縮機を駆動する駆動手段に内燃機関を採用した
空気調和装置であって、暖房運転時に中温中圧の液冷媒
を導通することとなる中圧冷媒管路に一端を接続され、
前記２つの圧縮機のうち容量の小さな圧縮機の上流側に
位置する冷媒管路に他端を接続された第２のバイパス管
路を設け、該第２のバイパス管路には、中温中圧の液冷
媒を低温低圧の液冷媒に減圧する減圧弁と、前記内燃機
関の排熱を利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させ
る第２の排熱利用熱交換器とを前記中圧冷媒管路側から
順に並べて設け、前記第２のバイパス管路との接続箇所
より上流側に位置する前記冷媒管路には、必要に応じて
開閉して前記容量の小さな圧縮機への冷媒の導入を制限
する第３の開閉弁を設け、前記第２の排熱利用熱交換器
の下流側に一端を接続され、前記第２のバイパス管路と
の接続箇所より上流側に位置する前記冷媒管路に他端を
接続された第３のバイパス管路を設け、該第３のバイパ
ス管路には、必要に応じて開閉して前記２つの圧縮機へ
の冷媒の導入を制限する第４の開閉弁を設けたことを特
徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る第１の実施形態を図
１および図２に示して説明する。図１には、容量の異な
る２つの圧縮機をガスエンジンと電動モータとで個々に
駆動する構造を有するヒートポンプ式の空気調和装置を
示す。この空気調和装置は、室外ユニット１０と室内ユ
ニット２０とから構成されており、これらは冷媒を導通
する冷媒配管３０や図示しない電気配線等によって接続
されている。
１および図２に示して説明する。図１には、容量の異な
る２つの圧縮機をガスエンジンと電動モータとで個々に
駆動する構造を有するヒートポンプ式の空気調和装置を
示す。この空気調和装置は、室外ユニット１０と室内ユ
ニット２０とから構成されており、これらは冷媒を導通
する冷媒配管３０や図示しない電気配線等によって接続
されている。
【００１７】室外ユニット１０には、屋外の空気と冷媒
との間で熱交換を行う室外熱交換器１１と、室外熱交換
器１１または後述する室内熱交換器２１に冷媒を送出す
る２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂと、冷媒配管３０を流通
する冷媒の流れ方向を切り替える四方弁１３と、暖房運
転時に使用される膨張弁１４と、冷媒を気液分離するレ
シーバ１５と、室外熱交換器１１に屋外の空気を流通さ
せる室外ファン１６とが具備され、冷媒配管３０を介し
て接続されて冷媒循環系の一部を構成している。
との間で熱交換を行う室外熱交換器１１と、室外熱交換
器１１または後述する室内熱交換器２１に冷媒を送出す
る２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂと、冷媒配管３０を流通
する冷媒の流れ方向を切り替える四方弁１３と、暖房運
転時に使用される膨張弁１４と、冷媒を気液分離するレ
シーバ１５と、室外熱交換器１１に屋外の空気を流通さ
せる室外ファン１６とが具備され、冷媒配管３０を介し
て接続されて冷媒循環系の一部を構成している。
【００１８】２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂは容量が異な
り、室外ユニット１０において上記各機器と冷媒配管３
０からなる冷媒循環系に並列に接続されている。圧縮機
１２Ａ，１２Ｂのうち、容量の大きな圧縮機１２Ａの駆
動手段にはガスエンジン（内燃機関）ＥＧが採用され、
容量の小さな圧縮機１２Ｂの駆動手段には電動モータＭ
が採用されている。
り、室外ユニット１０において上記各機器と冷媒配管３
０からなる冷媒循環系に並列に接続されている。圧縮機
１２Ａ，１２Ｂのうち、容量の大きな圧縮機１２Ａの駆
動手段にはガスエンジン（内燃機関）ＥＧが採用され、
容量の小さな圧縮機１２Ｂの駆動手段には電動モータＭ
が採用されている。
【００１９】ガスエンジンＥＧは、中程度の負荷に対応
して圧縮機１２Ａの能力を活かして（すなわち圧縮機１
２Ａの容量に見合った回転数域で）駆動させたときに燃
費の良い高効率運転が行えるように調整されている。電
動モータＭは、小さい負荷に対応して圧縮機１２Ｂの能
力を活かして（すなわち圧縮機１２Ｂの容量に見合った
回転数域で）駆動させたときに無理のない運転が行える
ように適切な出力が得られるものが選択されている。
して圧縮機１２Ａの能力を活かして（すなわち圧縮機１
２Ａの容量に見合った回転数域で）駆動させたときに燃
費の良い高効率運転が行えるように調整されている。電
動モータＭは、小さい負荷に対応して圧縮機１２Ｂの能
力を活かして（すなわち圧縮機１２Ｂの容量に見合った
回転数域で）駆動させたときに無理のない運転が行える
ように適切な出力が得られるものが選択されている。
【００２０】圧縮機１２Ａ，１２Ｂの上流側には個々に
アキュムレータ１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ設けられ、下
流側にはオイルセパレータ１８Ａ，１８Ｂおよび各圧縮
機への冷媒の逆流を阻止する逆止弁Ｖ１がそれぞれ設け
られている。オイルセパレータ１８Ａ，１８Ｂには、ガ
ス冷媒から分離した油分を圧縮機１２Ａ，１２Ｂの上流
側に戻す油戻し管１９がそれぞれ設けられている。
アキュムレータ１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ設けられ、下
流側にはオイルセパレータ１８Ａ，１８Ｂおよび各圧縮
機への冷媒の逆流を阻止する逆止弁Ｖ１がそれぞれ設け
られている。オイルセパレータ１８Ａ，１８Ｂには、ガ
ス冷媒から分離した油分を圧縮機１２Ａ，１２Ｂの上流
側に戻す油戻し管１９がそれぞれ設けられている。
【００２１】膨張弁１４の前後の冷媒配管３０には、膨
張弁１４をバイパスするバイパス配管３１が設けられ、
バイパス管路３１には暖房運転時にバイパス配管３１へ
の冷媒の流入を阻止する逆止弁Ｖ２が設けられている。
張弁１４をバイパスするバイパス配管３１が設けられ、
バイパス管路３１には暖房運転時にバイパス配管３１へ
の冷媒の流入を阻止する逆止弁Ｖ２が設けられている。
【００２２】室内ユニット２０には、屋内の空気と冷媒
との間で熱交換を行う室内熱交換器２１と、冷房運転時
に使用される電磁膨張弁２２と、室内熱交換器２１に室
内の空気を流通させる室内ファン２３とが具備され、冷
媒配管３０を介して接続されて室外ユニット１０ととも
に冷媒循環系を構成している。
との間で熱交換を行う室内熱交換器２１と、冷房運転時
に使用される電磁膨張弁２２と、室内熱交換器２１に室
内の空気を流通させる室内ファン２３とが具備され、冷
媒配管３０を介して接続されて室外ユニット１０ととも
に冷媒循環系を構成している。
【００２３】電磁膨張弁２２の前後の冷媒配管３０に
は、電磁膨張弁２２をバイパスするバイパス配管３２が
設けられ、バイパス配管３２には冷房運転時にバイパス
配管３２への冷媒の流入を阻止する逆止弁Ｖ３が設けら
れている。
は、電磁膨張弁２２をバイパスするバイパス配管３２が
設けられ、バイパス配管３２には冷房運転時にバイパス
配管３２への冷媒の流入を阻止する逆止弁Ｖ３が設けら
れている。
【００２４】また、上記室外ユニット１０には、室外熱
交換器１１と室内熱交換器２１とに連通し暖房運転時に
中温中圧の液冷媒（すなわち凝縮器である室内熱交換器
２１を通過した後の液冷媒）を導通することとなる冷媒
配管（中圧冷媒管路）３０ａに一端を接続され、容量の
小さな圧縮機１２Ｂの上流側に位置する冷媒配管（冷媒
管路）３０ｂに他端を接続されたバイパス配管（第１の
バイパス管路）３３が設けられている。
交換器１１と室内熱交換器２１とに連通し暖房運転時に
中温中圧の液冷媒（すなわち凝縮器である室内熱交換器
２１を通過した後の液冷媒）を導通することとなる冷媒
配管（中圧冷媒管路）３０ａに一端を接続され、容量の
小さな圧縮機１２Ｂの上流側に位置する冷媒配管（冷媒
管路）３０ｂに他端を接続されたバイパス配管（第１の
バイパス管路）３３が設けられている。
【００２５】バイパス配管３３には、必要に応じて開閉
してバイパス配管３３への液冷媒の導入を制限する開閉
弁（第１の開閉弁）Ｖ４と、ガスエンジンＥＧの排熱を
利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させる排熱利用
熱交換器（第１の排熱利用熱交換器）４０とが、冷媒配
管３０ａ側から順に並んで設けられている。
してバイパス配管３３への液冷媒の導入を制限する開閉
弁（第１の開閉弁）Ｖ４と、ガスエンジンＥＧの排熱を
利用して低温低圧の液冷媒を加熱、気化させる排熱利用
熱交換器（第１の排熱利用熱交換器）４０とが、冷媒配
管３０ａ側から順に並んで設けられている。
【００２６】また、冷媒配管３０ｂには、必要に応じて
開閉して圧縮機１２Ｂへの冷媒の導入を制限する開閉弁
（第２の開閉弁）Ｖ５が設けられている。
開閉して圧縮機１２Ｂへの冷媒の導入を制限する開閉弁
（第２の開閉弁）Ｖ５が設けられている。
【００２７】ガスエンジンＥＧと排熱利用熱交換器４０
との間には、ガスエンジンＥＧの排熱を伝達し排熱利用
熱交換器４０において冷媒と熱交換させる排熱伝達手段
４１が設けられている。排熱伝達手段４１は、例えばガ
スエンジンＥＧの排気を排熱利用熱交換器４０に直接導
くもの、ガスエンジンＥＧで加熱された冷却水を排熱利
用熱交換器４０に導いて間接的に熱を伝達するもの等で
ある。
との間には、ガスエンジンＥＧの排熱を伝達し排熱利用
熱交換器４０において冷媒と熱交換させる排熱伝達手段
４１が設けられている。排熱伝達手段４１は、例えばガ
スエンジンＥＧの排気を排熱利用熱交換器４０に直接導
くもの、ガスエンジンＥＧで加熱された冷却水を排熱利
用熱交換器４０に導いて間接的に熱を伝達するもの等で
ある。
【００２８】さらに、上記空気調和装置には、２つの圧
縮機１２Ａ，１２Ｂに求められる負荷に応じて各圧縮機
を個別に駆動させたり２つをともに駆動させたりする制
御を行う制御部５０が設けられている。制御部５０で
は、圧縮機１２Ａ，１２Ｂの駆動を制御するとともに、
冷房運転／暖房運転の切り換え時や求められる負荷の大
きさに応じて四方弁１３や開閉弁Ｖ４，Ｖ５を切り換え
る制御を行うようになっている。
縮機１２Ａ，１２Ｂに求められる負荷に応じて各圧縮機
を個別に駆動させたり２つをともに駆動させたりする制
御を行う制御部５０が設けられている。制御部５０で
は、圧縮機１２Ａ，１２Ｂの駆動を制御するとともに、
冷房運転／暖房運転の切り換え時や求められる負荷の大
きさに応じて四方弁１３や開閉弁Ｖ４，Ｖ５を切り換え
る制御を行うようになっている。
【００２９】上記のように構成された空気調和装置の作
動の仕方を冷房運転と暖房運転とに分け、さらにそれぞ
れの運転状態において求められる負荷の大きさごとに分
けて説明する。 ［冷房運転；低負荷時］このモードでは、容量の小さな
圧縮機１２Ｂのみが電動モータＭによって駆動される。
開閉弁Ｖ４は閉じられ、開閉弁Ｖ５は開かれる。冷媒は
圧縮機１２Ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、
オイルセパレータ１８Ｂ、四方弁１３を経て室外熱交換
器１１に流入する。室外熱交換器１１では、高温高圧の
ガス冷媒が室外ファン１６によって取り込まれた屋外の
空気に熱を与えて排熱し、自らは凝縮、液化して中温中
圧の液冷媒となる。
動の仕方を冷房運転と暖房運転とに分け、さらにそれぞ
れの運転状態において求められる負荷の大きさごとに分
けて説明する。 ［冷房運転；低負荷時］このモードでは、容量の小さな
圧縮機１２Ｂのみが電動モータＭによって駆動される。
開閉弁Ｖ４は閉じられ、開閉弁Ｖ５は開かれる。冷媒は
圧縮機１２Ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、
オイルセパレータ１８Ｂ、四方弁１３を経て室外熱交換
器１１に流入する。室外熱交換器１１では、高温高圧の
ガス冷媒が室外ファン１６によって取り込まれた屋外の
空気に熱を与えて排熱し、自らは凝縮、液化して中温中
圧の液冷媒となる。
【００３０】この中温中圧の液冷媒は、膨張弁１４をバ
イパスし、レシーバ１５にて気液分離された後、冷媒配
管３０を通じて室内ユニット２０に送出され、電磁膨張
弁２２を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒と
なり、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１
では、低温低圧の液冷媒が室内ファン２３によって取り
込まれた室内の空気から熱を奪って冷却し、自らは蒸
発、気化して低温低圧のガス冷媒となる。この低温低圧
のガス冷媒は、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、四方弁１３、アキュムレータ１７Ｂを経て
圧縮機１２Ｂに吸入、圧縮される。以降は上記過程を繰
り返すこととなる。
イパスし、レシーバ１５にて気液分離された後、冷媒配
管３０を通じて室内ユニット２０に送出され、電磁膨張
弁２２を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒と
なり、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１
では、低温低圧の液冷媒が室内ファン２３によって取り
込まれた室内の空気から熱を奪って冷却し、自らは蒸
発、気化して低温低圧のガス冷媒となる。この低温低圧
のガス冷媒は、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、四方弁１３、アキュムレータ１７Ｂを経て
圧縮機１２Ｂに吸入、圧縮される。以降は上記過程を繰
り返すこととなる。
【００３１】［冷房運転；中負荷時］このモードでは、
容量の大きな圧縮機１２ＡのみがガスエンジンＥＧによ
って駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられ、さらに開閉弁
Ｖ５も閉じられる。このモードでは圧縮機が容量の小さ
な１２Ｂから容量の大きな１２Ａに切り換えられるだけ
で、作動の仕方は低負荷時と同じである。なお、圧縮機
の切り換えに伴い機能するオイルセパレータおよびアキ
ュムレータもそれぞれに対応して設けられたものに切り
換わる。
容量の大きな圧縮機１２ＡのみがガスエンジンＥＧによ
って駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられ、さらに開閉弁
Ｖ５も閉じられる。このモードでは圧縮機が容量の小さ
な１２Ｂから容量の大きな１２Ａに切り換えられるだけ
で、作動の仕方は低負荷時と同じである。なお、圧縮機
の切り換えに伴い機能するオイルセパレータおよびアキ
ュムレータもそれぞれに対応して設けられたものに切り
換わる。
【００３２】［冷房運転；高負荷時］このモードでは、
圧縮機１２Ａ，１２Ｂがそれぞれの駆動手段によって同
時に駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられるが、開閉弁Ｖ
５は開かれる。このモードは２つの圧縮機１２Ａ，１２
Ｂが同時に駆動するだけで、作動の仕方は低負荷時や中
負荷時と同じである。
圧縮機１２Ａ，１２Ｂがそれぞれの駆動手段によって同
時に駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられるが、開閉弁Ｖ
５は開かれる。このモードは２つの圧縮機１２Ａ，１２
Ｂが同時に駆動するだけで、作動の仕方は低負荷時や中
負荷時と同じである。
【００３３】［暖房運転；低負荷時］このモードでは、
容量の小さな圧縮機１２Ｂのみが電動モータＭによって
駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられ、Ｖ５は開かれる。
冷媒は圧縮機１２Ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒と
なり、オイルセパレータ１８Ｂ、四方弁１３を経て室内
ユニット２０に送出され、室内熱交換器２１に流入す
る。室内熱交換器２１では、高温高圧のガス冷媒が室内
ファン２３によって取り込まれた室内の空気に熱を与え
て加熱し、自らは凝縮、液化して中温中圧の液冷媒とな
る。
容量の小さな圧縮機１２Ｂのみが電動モータＭによって
駆動される。開閉弁Ｖ４は閉じられ、Ｖ５は開かれる。
冷媒は圧縮機１２Ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒と
なり、オイルセパレータ１８Ｂ、四方弁１３を経て室内
ユニット２０に送出され、室内熱交換器２１に流入す
る。室内熱交換器２１では、高温高圧のガス冷媒が室内
ファン２３によって取り込まれた室内の空気に熱を与え
て加熱し、自らは凝縮、液化して中温中圧の液冷媒とな
る。
【００３４】この中温中圧の液冷媒は、電磁膨張弁２２
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、膨張
弁１４を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒と
なり、室外熱交換器１１に流入する。室外熱交換器１１
では、低温低圧の液冷媒が室外ファン１６によって取り
込まれた屋外の空気から熱を奪い、自らは蒸発、気化し
て低温低圧のガス冷媒となる。この低温低圧のガス冷媒
は、四方弁１３、アキュムレータ１７Ｂを経て圧縮機１
２Ｂに吸入、圧縮される。以降は上記過程を繰り返すこ
ととなる。
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、膨張
弁１４を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒と
なり、室外熱交換器１１に流入する。室外熱交換器１１
では、低温低圧の液冷媒が室外ファン１６によって取り
込まれた屋外の空気から熱を奪い、自らは蒸発、気化し
て低温低圧のガス冷媒となる。この低温低圧のガス冷媒
は、四方弁１３、アキュムレータ１７Ｂを経て圧縮機１
２Ｂに吸入、圧縮される。以降は上記過程を繰り返すこ
ととなる。
【００３５】［暖房運転；中／高負荷時］このモードで
は、圧縮機１２Ａ，１２Ｂがそれぞれの駆動手段によっ
て同時に駆動される。開閉弁Ｖ４は開かれ、開閉弁Ｖ５
は閉じられる。冷媒は圧縮機１２Ａ，１２Ｂから高温高
圧のガス状態で吐出され、オイルセパレータ１８Ａ，１
８Ｂを経て合流し、四方弁１３を経て室内ユニット２０
に送出され、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換
器２１では、高温高圧のガス冷媒が室内ファン２３によ
って取り込まれた室内の空気に熱を与えて加熱し、自ら
は凝縮、液化して中温中圧の液冷媒となる。
は、圧縮機１２Ａ，１２Ｂがそれぞれの駆動手段によっ
て同時に駆動される。開閉弁Ｖ４は開かれ、開閉弁Ｖ５
は閉じられる。冷媒は圧縮機１２Ａ，１２Ｂから高温高
圧のガス状態で吐出され、オイルセパレータ１８Ａ，１
８Ｂを経て合流し、四方弁１３を経て室内ユニット２０
に送出され、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換
器２１では、高温高圧のガス冷媒が室内ファン２３によ
って取り込まれた室内の空気に熱を与えて加熱し、自ら
は凝縮、液化して中温中圧の液冷媒となる。
【００３６】この中温中圧の液冷媒は、電磁膨張弁２２
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、一部
がバイパス配管３３に流入する。バイパス配管３３に流
入しなかった残りの液冷媒は、膨張弁１４を通過する過
程で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室外熱交換器
１１に流入して屋外の空気から熱を奪い、自らは蒸発、
気化して低温低圧のガス冷媒となる。
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、一部
がバイパス配管３３に流入する。バイパス配管３３に流
入しなかった残りの液冷媒は、膨張弁１４を通過する過
程で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室外熱交換器
１１に流入して屋外の空気から熱を奪い、自らは蒸発、
気化して低温低圧のガス冷媒となる。
【００３７】バイパス配管３３に流入した中温中圧の液
冷媒は、排熱利用熱交換器４０に流入し、ガスエンジン
ＥＧから排熱伝達手段４１を介して伝達された排熱を利
用して加熱され、蒸発、気化して中温中圧のガス冷媒と
なる。
冷媒は、排熱利用熱交換器４０に流入し、ガスエンジン
ＥＧから排熱伝達手段４１を介して伝達された排熱を利
用して加熱され、蒸発、気化して中温中圧のガス冷媒と
なる。
【００３８】室外熱交換器１１において蒸発、気化した
低温低圧のガス冷媒は、四方弁１３、アキュムレータ１
７Ａを経て圧縮機１２Ａに吸入、圧縮される。排熱利用
熱交換器４０において蒸発、気化した中温中圧のガス冷
媒は、アキュムレータ１７Ｂを経て圧縮機１２Ｂに吸入
される。この場合の圧縮機１２Ｂはガスポンプとして機
能し、中温中圧のガス冷媒を高温高圧のガス冷媒として
吐出する。以降は上記過程を繰り返すこととなる。
低温低圧のガス冷媒は、四方弁１３、アキュムレータ１
７Ａを経て圧縮機１２Ａに吸入、圧縮される。排熱利用
熱交換器４０において蒸発、気化した中温中圧のガス冷
媒は、アキュムレータ１７Ｂを経て圧縮機１２Ｂに吸入
される。この場合の圧縮機１２Ｂはガスポンプとして機
能し、中温中圧のガス冷媒を高温高圧のガス冷媒として
吐出する。以降は上記過程を繰り返すこととなる。
【００３９】上記のような作動をする空気調和装置にお
いては、図２に示すように、圧縮機に求められる負荷が
小さければ容量の小さな圧縮機１２Ｂを電動モータＭで
駆動して効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば
容量の大きな圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧの好適な
回転数域で駆動して高効率運転を実現し、求められる負
荷が大きければ大小２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂをそれ
ぞれの駆動手段で同時に駆動してさらなる高効率運転を
実現することができる。これにより、求められる負荷の
大きさに関わらず高いＣＯＰ（成績係数）が得られる。
いては、図２に示すように、圧縮機に求められる負荷が
小さければ容量の小さな圧縮機１２Ｂを電動モータＭで
駆動して効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば
容量の大きな圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧの好適な
回転数域で駆動して高効率運転を実現し、求められる負
荷が大きければ大小２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂをそれ
ぞれの駆動手段で同時に駆動してさらなる高効率運転を
実現することができる。これにより、求められる負荷の
大きさに関わらず高いＣＯＰ（成績係数）が得られる。
【００４０】１基の圧縮機をガスエンジン等の内燃機関
１基で駆動する従来の空気調和装置と比較すると、従来
の空気調和装置は、求められる頻度の高い中程度の負荷
に対応して高効率運転が行えるようにエンジンが調整さ
れるため、小さな負荷が求められる場合はエンジンの回
転数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数
を下げて）運転させなければならず、効率が著しく低下
する。大きな負荷が求められる場合にはエンジンの回転
数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数を
上げて）運転させなければならず、この場合も同様に効
率が著しく低下する。このため、本実施形態の空気調和
装置のように負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰを維持
することはできない。
１基で駆動する従来の空気調和装置と比較すると、従来
の空気調和装置は、求められる頻度の高い中程度の負荷
に対応して高効率運転が行えるようにエンジンが調整さ
れるため、小さな負荷が求められる場合はエンジンの回
転数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数
を下げて）運転させなければならず、効率が著しく低下
する。大きな負荷が求められる場合にはエンジンの回転
数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数を
上げて）運転させなければならず、この場合も同様に効
率が著しく低下する。このため、本実施形態の空気調和
装置のように負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰを維持
することはできない。
【００４１】さらに、ガスエンジンＥＧと電動モータＭ
とを、求められる負荷の大きさに応じてそれらを選択的
に駆動したり同時に駆動したりするので、常時内燃機関
を駆動させる従来の空気調和装置と比較してＣＯ2やＮ
Ｏｘの排出量を抑えることができ、環境への配慮もなさ
れる。
とを、求められる負荷の大きさに応じてそれらを選択的
に駆動したり同時に駆動したりするので、常時内燃機関
を駆動させる従来の空気調和装置と比較してＣＯ2やＮ
Ｏｘの排出量を抑えることができ、環境への配慮もなさ
れる。
【００４２】また、本実施形態の空気調和装置において
は、中程度以上の負荷が求められる場合、室外熱交換器
１１で屋外の空気から熱を汲み上げながら、ガスエンジ
ンＥＧの排熱を利用して冷媒の加熱を行うので、さらな
る高効率運転が可能である。
は、中程度以上の負荷が求められる場合、室外熱交換器
１１で屋外の空気から熱を汲み上げながら、ガスエンジ
ンＥＧの排熱を利用して冷媒の加熱を行うので、さらな
る高効率運転が可能である。
【００４３】ところで、本実施形態においては容量の大
きな圧縮機１２Ａの駆動手段としてガスエンジンＥＧを
採用したが、当該駆動手段としての内燃機関には、ガス
エンジン以外にマイクロガスタービンを採用することが
可能である。また、その他の燃料を消費して回転力を取
り出すことができる原動機を採用することも可能であ
る。
きな圧縮機１２Ａの駆動手段としてガスエンジンＥＧを
採用したが、当該駆動手段としての内燃機関には、ガス
エンジン以外にマイクロガスタービンを採用することが
可能である。また、その他の燃料を消費して回転力を取
り出すことができる原動機を採用することも可能であ
る。
【００４４】本実施形態においては容量の小さな圧縮機
１２Ｂの駆動手段として電動モータＭを採用したが、圧
縮機１２Ｂの能力を活かせる回転数域で高効率運転が可
能な内燃機関があればこれを圧縮機１２Ｂの駆動手段と
して採用することも可能である。
１２Ｂの駆動手段として電動モータＭを採用したが、圧
縮機１２Ｂの能力を活かせる回転数域で高効率運転が可
能な内燃機関があればこれを圧縮機１２Ｂの駆動手段と
して採用することも可能である。
【００４５】また、大小２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂの
駆動手段をいずれも電動モータとし、これらに電力を供
給する発電装置を併設し、該発電装置の排熱を排熱利用
熱交換器４０に伝達して冷媒の加熱を行うようにするこ
とも可能である。この場合の発電装置には、発電機に動
力源としてガスエンジンやマイクロガスタービンを設置
したものや、燃料電池等を採用することが好ましい。
駆動手段をいずれも電動モータとし、これらに電力を供
給する発電装置を併設し、該発電装置の排熱を排熱利用
熱交換器４０に伝達して冷媒の加熱を行うようにするこ
とも可能である。この場合の発電装置には、発電機に動
力源としてガスエンジンやマイクロガスタービンを設置
したものや、燃料電池等を採用することが好ましい。
【００４６】次に、本発明に係る第２の実施形態を図３
に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において
既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略
する。図３に示す空気調和装置の室外ユニット１０に
は、バイパス配管（本実施形態では第２のバイパス配管
に相当）３３に開閉弁Ｖ４や排熱利用熱交換器４０は設
けられず、それに替えて中温中圧の液冷媒を低温低圧の
液冷媒に減圧する膨張弁（減圧弁）３４と、膨張弁３４
をバイパスするバイパス配管（第３のバイパス管路）３
５と、ガスエンジンＥＧの排熱を利用して低温低圧の液
冷媒を加熱、気化させる排熱利用熱交換器（第２の排熱
利用熱交換器）４２とが、冷媒配管３０ａ側から順に並
べて設けられている。バイパス配管３５には、必要に応
じて開閉して膨張弁３４への冷媒の導入を制限する開閉
弁（第３の開閉弁）Ｖ７が設けられている。また、開閉
弁（本実施形態では第４の開閉弁に相当）Ｖ５は冷媒配
管３０ｃに残されている。
に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において
既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略
する。図３に示す空気調和装置の室外ユニット１０に
は、バイパス配管（本実施形態では第２のバイパス配管
に相当）３３に開閉弁Ｖ４や排熱利用熱交換器４０は設
けられず、それに替えて中温中圧の液冷媒を低温低圧の
液冷媒に減圧する膨張弁（減圧弁）３４と、膨張弁３４
をバイパスするバイパス配管（第３のバイパス管路）３
５と、ガスエンジンＥＧの排熱を利用して低温低圧の液
冷媒を加熱、気化させる排熱利用熱交換器（第２の排熱
利用熱交換器）４２とが、冷媒配管３０ａ側から順に並
べて設けられている。バイパス配管３５には、必要に応
じて開閉して膨張弁３４への冷媒の導入を制限する開閉
弁（第３の開閉弁）Ｖ７が設けられている。また、開閉
弁（本実施形態では第４の開閉弁に相当）Ｖ５は冷媒配
管３０ｃに残されている。
【００４７】また、室外ユニット１０には、排熱利用熱
交換器４２の下流側に一端を接続され、バイパス配管３
３との接続箇所より上流側に位置する冷媒配管３０ｂに
他端を接続されたバイパス配管（第４のバイパス管路）
３６が設けられている。さらに、バイパス配管３６に
は、必要に応じて開閉して圧縮機１２Ａ，１２Ｂへの冷
媒の導入を制限する開閉弁Ｖ８（第５の開閉弁）が設け
られている。そして、冷媒配管３０ａにはバイパス配管
３３の分岐部より下流に、室外熱交換器１１への冷媒の
導入を制限する開閉弁Ｖ９が設けられている。
交換器４２の下流側に一端を接続され、バイパス配管３
３との接続箇所より上流側に位置する冷媒配管３０ｂに
他端を接続されたバイパス配管（第４のバイパス管路）
３６が設けられている。さらに、バイパス配管３６に
は、必要に応じて開閉して圧縮機１２Ａ，１２Ｂへの冷
媒の導入を制限する開閉弁Ｖ８（第５の開閉弁）が設け
られている。そして、冷媒配管３０ａにはバイパス配管
３３の分岐部より下流に、室外熱交換器１１への冷媒の
導入を制限する開閉弁Ｖ９が設けられている。
【００４８】上記のように構成された空気調和装置の作
動の仕方を説明する。まず、冷房運転時には、負荷の大
きさに関わらず開閉弁Ｖ７が閉じられ、開閉弁Ｖ８，Ｖ
９は開かれて、上記の各モードと同じ作動が行われる。
暖房運転時には、開閉弁Ｖ９は開いたままで、開閉弁Ｖ
７を閉じることで排熱利用熱交換器４２を低圧側で使用
し、開閉弁Ｖ７を開くことで排熱利用熱交換器４２を高
圧側で使用することが可能になり、上記の各モードと同
じ作動が行われる。また、低外気温の暖房運転モードが
追加できる。
動の仕方を説明する。まず、冷房運転時には、負荷の大
きさに関わらず開閉弁Ｖ７が閉じられ、開閉弁Ｖ８，Ｖ
９は開かれて、上記の各モードと同じ作動が行われる。
暖房運転時には、開閉弁Ｖ９は開いたままで、開閉弁Ｖ
７を閉じることで排熱利用熱交換器４２を低圧側で使用
し、開閉弁Ｖ７を開くことで排熱利用熱交換器４２を高
圧側で使用することが可能になり、上記の各モードと同
じ作動が行われる。また、低外気温の暖房運転モードが
追加できる。
【００４９】[暖房運転；低外気温，全領域]このモード
では、容量の大きな圧縮機１２ＡのみがガスエンジンＥ
Ｇによって駆動される。開閉弁Ｖ５，Ｖ７，Ｖ９は閉じ
られ、開閉弁Ｖ８は開かれる。冷媒は圧縮機１２Ａで圧
縮されて高温高圧のガス冷媒となり、オイルセパレータ
１８Ａ、四方弁１３を経て室内ユニット２０に送出さ
れ、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１で
は、高温高圧のガス冷媒が室内ファン２３によって取り
込まれた室内の空気に熱を与えて加熱し、自らは凝縮、
液化して中温中圧の液冷媒となる。
では、容量の大きな圧縮機１２ＡのみがガスエンジンＥ
Ｇによって駆動される。開閉弁Ｖ５，Ｖ７，Ｖ９は閉じ
られ、開閉弁Ｖ８は開かれる。冷媒は圧縮機１２Ａで圧
縮されて高温高圧のガス冷媒となり、オイルセパレータ
１８Ａ、四方弁１３を経て室内ユニット２０に送出さ
れ、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１で
は、高温高圧のガス冷媒が室内ファン２３によって取り
込まれた室内の空気に熱を与えて加熱し、自らは凝縮、
液化して中温中圧の液冷媒となる。
【００５０】この中温中圧の液冷媒は、電磁膨張弁２２
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、バイ
パス配管３３に流入する。バイパス配管３３に流入した
中温中圧の液冷媒は、膨張弁３４を通過する過程で減圧
されて低温低圧の液冷媒となり、排熱利用熱交換器４２
に流入する。排熱利用熱交換器４２では、低温低圧の液
冷媒がガスエンジンＥＧから排熱伝達手段４３を介して
伝達された排熱を利用して加熱され、蒸発、気化して低
温低圧のガス冷媒となる。排熱利用熱交換器４２におい
て蒸発、気化した低温低圧のガス冷媒はアキュムレータ
１７Ａを経て圧縮機１２Ａに吸入、圧縮される。以降は
上記過程を繰り返すこととなる。
をバイパスし、冷媒配管３０を通じて室外ユニット１０
に送出され、レシーバ１５にて気液分離された後、バイ
パス配管３３に流入する。バイパス配管３３に流入した
中温中圧の液冷媒は、膨張弁３４を通過する過程で減圧
されて低温低圧の液冷媒となり、排熱利用熱交換器４２
に流入する。排熱利用熱交換器４２では、低温低圧の液
冷媒がガスエンジンＥＧから排熱伝達手段４３を介して
伝達された排熱を利用して加熱され、蒸発、気化して低
温低圧のガス冷媒となる。排熱利用熱交換器４２におい
て蒸発、気化した低温低圧のガス冷媒はアキュムレータ
１７Ａを経て圧縮機１２Ａに吸入、圧縮される。以降は
上記過程を繰り返すこととなる。
【００５１】上記のような作動をする空気調和装置にお
いては、図２に示すように、圧縮機に求められる負荷が
小さければ容量の小さい圧縮機１２Ｂを電動モータＭで
駆動して効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば
容量の大きい圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧの好適な
回転数域で駆動して高効率運転を実現し、求められる負
荷が大きければ大小２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂをそれ
ぞれの駆動手段で同時に駆動してさらなる高効率運転を
実現することができる。これにより、求められる負荷の
大きさに関わらず高いＣＯＰ（成績係数）が得られる。
いては、図２に示すように、圧縮機に求められる負荷が
小さければ容量の小さい圧縮機１２Ｂを電動モータＭで
駆動して効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば
容量の大きい圧縮機１２ＡをガスエンジンＥＧの好適な
回転数域で駆動して高効率運転を実現し、求められる負
荷が大きければ大小２つの圧縮機１２Ａ，１２Ｂをそれ
ぞれの駆動手段で同時に駆動してさらなる高効率運転を
実現することができる。これにより、求められる負荷の
大きさに関わらず高いＣＯＰ（成績係数）が得られる。
【００５２】１基の圧縮機をガスエンジン等の内燃機関
１基で駆動する従来の空気調和装置と比較すると、従来
の空気調和装置は、求められる頻度の高い中程度の負荷
に対応して高効率運転が行えるようにエンジンが調整さ
れるため、小さな負荷が求められる場合はエンジンの回
転数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数
を下げて）運転させなければならず、効率が著しく低下
する。大きな負荷が求められる場合にはエンジンの回転
数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数を
上げて）運転させなければならず、この場合も同様に効
率が著しく低下する。このため、本実施形態の空気調和
装置のように負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰを維持
することはできない。
１基で駆動する従来の空気調和装置と比較すると、従来
の空気調和装置は、求められる頻度の高い中程度の負荷
に対応して高効率運転が行えるようにエンジンが調整さ
れるため、小さな負荷が求められる場合はエンジンの回
転数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数
を下げて）運転させなければならず、効率が著しく低下
する。大きな負荷が求められる場合にはエンジンの回転
数を高効率運転が行える回転数域から外して（回転数を
上げて）運転させなければならず、この場合も同様に効
率が著しく低下する。このため、本実施形態の空気調和
装置のように負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰを維持
することはできない。
【００５３】さらに、ガスエンジンＥＧと電動モータＭ
とを、求められる負荷の大きさに応じてそれらを選択的
に駆動したり同時に駆動したりするので、常時内燃機関
を駆動させる従来の空気調和装置と比較してＣＯ2やＮ
Ｏｘの排出量を抑えることができ、環境への配慮もなさ
れる。
とを、求められる負荷の大きさに応じてそれらを選択的
に駆動したり同時に駆動したりするので、常時内燃機関
を駆動させる従来の空気調和装置と比較してＣＯ2やＮ
Ｏｘの排出量を抑えることができ、環境への配慮もなさ
れる。
【００５４】しかも、外気温が低く、従来の空気調和装
置では頻繁にデフロスト（霜取り）運転に移行しそうな
状況でも、室外熱交換器１１を使わず排熱利用熱交換器
４０を使用して冷媒の加熱が可能なので、デフロスト運
転に伴う一時的な運転の中断がなく、安定した空調が得
られる。
置では頻繁にデフロスト（霜取り）運転に移行しそうな
状況でも、室外熱交換器１１を使わず排熱利用熱交換器
４０を使用して冷媒の加熱が可能なので、デフロスト運
転に伴う一時的な運転の中断がなく、安定した空調が得
られる。
【００５５】上記の各実施形態においては大小２つの圧
縮機１２Ａ，１２Ｂを具備する空気調和装置について説
明したが、本発明は容量の異なる３つもしくはそれ以上
の数の圧縮機を備える空気調和装置としても実施可能で
ある。
縮機１２Ａ，１２Ｂを具備する空気調和装置について説
明したが、本発明は容量の異なる３つもしくはそれ以上
の数の圧縮機を備える空気調和装置としても実施可能で
ある。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮機に求められる負荷が小さければ容量の小さな圧縮
機をそれに見合った出力が得られる駆動手段で駆動して
効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば容量の大
きな圧縮機をそれに見合った出力が得られる駆動手段で
駆動して高効率運転を実現し、求められる負荷が大きけ
れば容量の異なる複数の圧縮機をそれぞれの駆動手段で
同時に駆動してさらなる高効率運転を実現することがで
きる。つまり、求められる負荷の大きさに応じて最も効
率の良い運転が行える圧縮機を選択して駆動するので、
負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰが得られる。
圧縮機に求められる負荷が小さければ容量の小さな圧縮
機をそれに見合った出力が得られる駆動手段で駆動して
効率を稼ぎ、求められる負荷が中程度であれば容量の大
きな圧縮機をそれに見合った出力が得られる駆動手段で
駆動して高効率運転を実現し、求められる負荷が大きけ
れば容量の異なる複数の圧縮機をそれぞれの駆動手段で
同時に駆動してさらなる高効率運転を実現することがで
きる。つまり、求められる負荷の大きさに応じて最も効
率の良い運転が行える圧縮機を選択して駆動するので、
負荷の大きさに関わらず高いＣＯＰが得られる。
【００５７】さらに、容量の大きな圧縮機の駆動手段と
して内燃機関を採用するとともに、容量の小さな圧縮機
の駆動手段として電動モータを採用し、求められる負荷
の大きさに応じてそれらを選択的に駆動したり同時に駆
動したりするので、常時内燃機関を駆動させる従来の空
気調和装置と比較してＣＯ2やＮＯｘの排出量を抑える
ことができ、環境にも優しい。
して内燃機関を採用するとともに、容量の小さな圧縮機
の駆動手段として電動モータを採用し、求められる負荷
の大きさに応じてそれらを選択的に駆動したり同時に駆
動したりするので、常時内燃機関を駆動させる従来の空
気調和装置と比較してＣＯ2やＮＯｘの排出量を抑える
ことができ、環境にも優しい。
【００５８】また、本発明によれば、圧縮機の駆動手段
として採用した内燃機関の排熱を、暖房運転時に、容量
の小さい圧縮機をガスポンプとして用いる構造を介し
て、冷媒の加熱に利用することにより、さらなる高効率
運転が可能である。
として採用した内燃機関の排熱を、暖房運転時に、容量
の小さい圧縮機をガスポンプとして用いる構造を介し
て、冷媒の加熱に利用することにより、さらなる高効率
運転が可能である。
【図１】 本発明に係る第１の実施形態を示す図であっ
て、空気調和装置の概略構成図である。
て、空気調和装置の概略構成図である。
【図２】 本発明による空気調和装置と従来のガスエン
ジン駆動型空気調和装置とについて、負荷の大きさに対
応する成績係数を比較した図である。
ジン駆動型空気調和装置とについて、負荷の大きさに対
応する成績係数を比較した図である。
【図３】 本発明に係る第２の実施形態を示す図であっ
て、空気調和装置の概略構成図である。
て、空気調和装置の概略構成図である。
１０ 室外ユニット
１１ 室外熱交換器
１２Ａ，１２Ｂ 圧縮機
１４ 膨張弁
２０ 室内ユニット
２１ 室内熱交換器
３０ａ 冷媒配管（中圧冷媒管路）
３０ｂ 冷媒配管（冷媒管路）
３３ バイパス配管（第１のバイパス管路）
４１ 排熱伝達手段
５０ 制御部
ＥＧ ガスエンジン（内燃機関）
Ｍ 電動モータ
Ｖ４ 開閉弁（第１の開閉弁）
Ｖ５ 開閉弁（第２の開閉弁）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 000220262
東京瓦斯株式会社
東京都港区海岸１丁目５番20号
(71)出願人 000000284
大阪瓦斯株式会社
大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号
(71)出願人 000221834
東邦瓦斯株式会社
愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号
(74)上記４名の代理人 100112737
弁理士 藤田 考晴 （外１名）
(72)発明者 横山 武
東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
(72)発明者 中村 卓
東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
(72)発明者 鶴岡 浩
大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号
大阪瓦斯株式会社内
(72)発明者 相見 優
愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東
邦瓦斯株式会社内
(72)発明者 舘 祐成
愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東
邦瓦斯株式会社内
(72)発明者 岸 廣秋
東京都港区虎ノ門一丁目14番１号 日本エ
ルピーガス団体協議会内
(72)発明者 河合 英一
東京都港区虎ノ門一丁目14番１号 日本エ
ルピーガス団体協議会内
(72)発明者 森島 立二
愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地
三菱重工業株式会社名古屋研究所内
(72)発明者 福村 光正
愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地
三菱重工業株式会社名古屋研究所内
(72)発明者 笠原 秀晃
愛知県西春日井郡西枇杷町旭町３丁目１番
地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内
(72)発明者 中島 彰
愛知県西春日井郡西枇杷町旭町３丁目１番
地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内
Claims (7)
- 【請求項１】 室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁お
よび四方弁を冷媒管路を介して接続するとともに該冷媒
管路に容量の異なる２つの圧縮機を並列に接続し、該２
つの圧縮機に個々に駆動手段を設け、前記２つの圧縮機
のうち少なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手
段に内燃機関を採用した空気調和装置であって、 暖房運転時に中温中圧の液冷媒を導通することとなる中
圧冷媒管路に一端を接続され、前記２つの圧縮機のうち
容量の小さな圧縮機の上流側に位置する冷媒管路に他端
を接続された第１のバイパス管路を設け、 該第１のバイパス管路には、暖房運転時に必要に応じて
開閉して前記第１のバイパス配管への冷媒の導入を制限
する第１の開閉弁と、前記内燃機関の排熱を利用して低
温低圧の液冷媒を加熱、気化させる第１の排熱利用熱交
換器とを前記中圧冷媒管路側から順に並べて設け、 前記第１のバイパス管路との接続箇所より上流側に位置
する前記冷媒管路には、必要に応じて開閉して前記容量
の小さな圧縮機への冷媒の導入を制限する第２の開閉弁
を設けたことを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項２】 前記２つの圧縮機のうち少なくとも容量
の大きな圧縮機を駆動する駆動手段にガスエンジンを採
用したことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。 - 【請求項３】 前記２つの圧縮機のうち容量の小さなも
のを駆動する駆動手段に電動モータを採用したことを特
徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。 - 【請求項４】 前記２つの圧縮機に個々に設けた駆動手
段の少なくともいずれか一方を電動モータとし、該電動
モータを駆動する発電装置を併設し、該発電装置の排熱
を暖房運転時の冷媒加熱に利用することを特徴とする請
求項１記載の空気調和装置。 - 【請求項５】 前記暖房運転時に、前記第１の開閉弁を
閉じ前記第２の開閉弁を開いて前記２つの圧縮機のうち
容量の小さいもののみを駆動させるか、または前記第１
の開閉弁を開き前記第２の開閉弁を閉じて前記２つの圧
縮機を同時に駆動させるかいずれかの運転を、求められ
る負荷に応じて選択的に実行することを特徴とする請求
項１、２、３または４記載の空気調和装置。 - 【請求項６】 冷房運転時に前記第１の開閉弁を閉じて
前記第２の開閉弁を開いた状態を保ちつつ、前記２つの
圧縮機のうち容量の小さいもののみを駆動させるか、前
記２つの圧縮機のうち容量の大きなもののみを駆動させ
るか、または前記２つの圧縮機を同時に駆動させるかい
ずれかの運転を、求められる負荷に応じて選択的に実行
することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記
載の空気調和装置。 - 【請求項７】 室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁お
よび四方弁を冷媒管路を介して接続するとともに該冷媒
管路に容量の異なる２つの圧縮機を並列に接続し、該２
つの圧縮機に個々に駆動手段を設け、前記２つの圧縮機
のうち少なくとも容量の大きな圧縮機を駆動する駆動手
段に内燃機関を採用した空気調和装置であって、 暖房運転時に中温中圧の液冷媒を導通することとなる中
圧冷媒管路に一端を接続され、前記２つの圧縮機のうち
容量の小さな圧縮機の上流側に位置する冷媒管路に他端
を接続された第２のバイパス管路を設け、 該第２のバイパス管路には、中温中圧の液冷媒を低温低
圧の液冷媒に減圧する減圧弁と、該減圧弁をバイパスす
る第３のバイパス管路と、前記内燃機関の排熱を利用し
て低温低圧の液冷媒を加熱、気化させる第２の排熱利用
熱交換器とを前記中圧冷媒管路側から順に並べて設け、 前記第３のバイパス管路には、必要に応じて開閉して前
記減圧弁への冷媒の導入を制限する第３の開閉弁を設
け、 前記第２のバイパス管路との接続箇所より上流側に位置
する前記冷媒管路には、必要に応じて開閉して前記容量
の小さな圧縮機への冷媒の導入を制限する第４の開閉弁
を設け、 前記第２の排熱利用熱交換器の下流側に一端を接続さ
れ、前記第２のバイパス管路との接続箇所より上流側に
位置する前記冷媒管路に他端を接続された第４のバイパ
ス管路を設け、 該第４のバイパス管路には、必要に応じて開閉して前記
２つの圧縮機への冷媒の導入を制限する第５の開閉弁を
設けたことを特徴とする空気調和装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001249246A JP4774171B2 (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 空気調和装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249246A JP4774171B2 (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 空気調和装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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- 2001-08-20 JP JP2001249246A patent/JP4774171B2/ja not_active Expired - Fee Related
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