JP2003148815A - エンジン駆動式熱ポンプ空調装置 - Google Patents

エンジン駆動式熱ポンプ空調装置

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JP2003148815A JP2001347683A JP2001347683A JP2003148815A JP 2003148815 A JP2003148815 A JP 2003148815A JP 2001347683 A JP2001347683 A JP 2001347683A JP 2001347683 A JP2001347683 A JP 2001347683A JP 2003148815 A JP2003148815 A JP 2003148815A
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浩 鶴岡
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Sukenari Tate
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成績係数を低下することなくエンジン駆動式
熱ポンプ空調装置を部分負荷運転する。 【解決手段】 冷媒循環回路を循環する冷媒の必要循環
量が、最大吐出量状態の可変容量型コンプレッサと固定
容量型コンプレッサとを可変速度範囲の最低回転数でエ
ンジンにより駆動したときに吐出される冷媒の最低回転
数時総吐出量より多いときは、固定容量型コンプレッサ
をクラッチによりエンジンに接続するとともに可変容量
型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して固定容量型
及び可変容量型コンプレッサをエンジンにより必要循環
量に応じた回転数で回転駆動し、必要循環量が最低回転
数時総吐出量より少ないときは、クラッチを接続して固
定容量型コンプレッサを可変容量型コンプレッサと共に
可変速度範囲の最低回転数でエンジンにより駆動し、可
変容量型コンプレッサの吐出量を制御して冷媒循環回路
に必要循環量の冷媒を循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンで駆動さ
れるコンプレッサにより冷媒を室外熱交換器、膨張機構
及び室内熱交換器を循環させて空調を行なう熱ポンプ空
調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、１台の室外機に多数の小容量の室
内機を接続し、各室内機を個別に運転、停止できるマル
チタイプの空調装置が多く利用されている。このタイプ
の空調装置の運転状況は、全運転時間の大半が定格能力
の６０％程度の部分負荷運転である。エンジンでコンプ
レッサを駆動するエンジン駆動式熱ポンプ空調装置は、
インバータ制御される電気モータでコンプレッサを駆動
する電気モータ駆動式のものに比してコンプレッサの可
変速度範囲が狭く、低い部分負荷運転時にコンプレッサ
から吐出される冷媒の流量を十分減少することができな
いため、吐出された冷媒の一部をコンプレッサの吸入側
に戻す、いわゆる冷媒バイパス運転を行なっていた。冷
媒バイパス運転は、室内機に流れる冷媒の循環量が減る
ので空調能力は減少するが、コンプレッサが冷媒を圧縮
する動力はバイパスしないときと変らないので、空調機
としての成績係数（ＣＯＰ）は大幅に低下する。
【０００３】エンジン駆動式熱ポンプ空調装置におい
て、部分負荷運転時の成績係数を改善するために、室外
機に搭載されるコンプレッサを大容量のもの１台から小
容量のもの２台にし、定格運転時のように多量の冷媒の
循環が必要な場合は、２台のコンプレッサを運転し、少
量の冷媒が循環すればよい部分運転時は、コンプレッサ
の運転を１台にして成績係数を改善するものがある。即
ち、図４に示すように、ガスエンジン１に２台の固定容
量型コンプレッサ２ａ，２ｂをクラッチを介して夫々連
結し、コンプレッサ２ａ，２ｂの吐出ポート及び吸入ポ
ートに切替弁３を介して室外熱交換器４及び室内熱交換
器５を接続し、室外熱交換器４と室内熱交換器５との間
に膨張弁６を接続し、コンプレッサ２ａ，２ｂの吐出ポ
ート側と吸入ポート側とを接続するバイパス路を開閉す
るための可変絞り弁７を設け、ガスエンジン１の回転
数、コンプレッサ２ａ，２ｂの運転台数、可変絞り弁７
の開閉を制御装置８により制御している。
【０００４】図５に示すように、室外及び室内熱交換器
４，５などを含む冷媒循環回路を循環する冷媒の必要循
環量Ｑが、２台のコンプレッサ２ａ，２ｂを可変速度範
囲の最低回転数で駆動したときに吐出される冷媒の最低
回転数時総吐出量Ａより多いときは、２台のコンプレッ
サ２ａ，２ｂをガスエンジン１により必要循環量Ｑに応
じた可変速度範囲内の回転数で回転駆動し、必要循環量
Ｑが、１台のコンプレッサ２ｂを可変速度範囲の最低回
転数で駆動したときに吐出される冷媒の吐出量Ｂより多
く総吐出Ａより少ないときは、コンプレッサ２ａをガス
エンジン１に接続するクラッチを切断し、コンプレッサ
２ｂをガスエンジン１により必要循環量Ｑに応じた回転
数で回転駆動し、必要循環量Ｑが吐出量Ｂより少ないと
きは、可変絞り弁７を開いてコンプレッサ２ｂから吐出
された冷媒の一部を吸入ポート側にバイパスして必要循
環量Ｑの冷媒を冷媒循環回路に循環させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のエンジン駆
動式熱ポンプ空調装置では、図５の冷媒循環量と成績係
数との関係から明らかなように、コンプレッサの運転台
数を２台から１台に減らしたときに、冷媒の循環量を確
保するためにガスエンジン回転数を増大すると燃料消費
量が増大してエンジン駆動式熱ポンプ空調装置の成績係
数が悪くなる。即ち、エンジン駆動式熱ポンプ空調装置
のガスエンジンは、一般的に図６のような燃料消費特性
をもっている。２台のコンプレッサ２ａ，２ｂをガスエ
ンジン１の最低回転数Ｎminで運転して必要循環量Ｑを
得る場合と、１台のコンプレッサ２ｂをガスエンジン１
の最高回転数Ｎmax近傍で運転して循環量Qを得る場合と
では、冷媒の圧縮動力は同じであっても、回転数の増大
によりコンプレッサ２ｂの機械損失が大きくなり、コン
プレッサの運転台数を減少してもガスエンジン１の出力
はほとんど変化せず、回転数の増大によるガスエンジン
１の機械損失が増加して燃料消費量が増大する。さら
に、コンプレッサ２ｂから吐出された冷媒の一部を吸入
ポート側にバイパスして循環量を減少する場合は、コン
プレッサ２ｂの仕事量はバイパスしない場合と同じであ
るので、ガスエンジンの燃料消費量は変わらずエンジン
駆動式熱ポンプ空調装置の成績係数は低下する。
【０００６】本発明は、係る従来の不具合を解消するた
めになされたもので、成績係数を低下することなくエン
ジン駆動式熱ポンプ空調装置を部分負荷運転することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、エンジンに
より可変速度範囲内の回転数で駆動される固定容量型コ
ンプレッサ及び可変容量型コンプレッサと、前記固定容
量型及び可変容量型コンプレッサの吐出ポート及び吸入
ポートに切替弁を介して接続された室外熱交換器及び室
内熱交換器と、該室外熱交換器と室内熱交換器との間に
接続された膨張機構を含む冷媒循環回路を備えたエンジ
ン駆動式熱ポンプ空調装置において、前記固定容量型コ
ンプレッサを前記エンジンに係脱可能に連結するクラッ
チと、前記冷媒循環回路を循環する冷媒の必要循環量
が、前記可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制
御して前記固定容量型コンプレッサと共に前記可変速度
範囲の最低回転数でエンジンにより駆動したときに前記
固定容量型及び可変容量型コンプレッサから吐出される
冷媒の最低回転数時総吐出量より多い場合は、前記クラ
ッチを接続して前記固定容量型コンプレッサを前記エン
ジンに接続するとともに前記可変容量型コンプレッサを
最大吐出量状態に制御して前記固定容量型及び可変容量
型コンプレッサを前記エンジンにより前記必要循環量に
応じた回転数で回転駆動し、前記必要循環量が前記最低
回転数時総吐出量より少ない場合は、前記クラッチを接
続して固定容量型コンプレッサを前記可変容量型コンプ
レッサと共に前記可変速度範囲の最低回転数でエンジン
により駆動し、前記可変容量型コンプレッサの吐出量を
制御して前記冷媒循環回路に前記必要循環量の冷媒を循
環させる制御装置を備えたことである。
【０００８】請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請
求項１に記載のエンジン駆動式熱ポンプ空調装置におい
て、前記制御装置は、前記必要循環量が前記最低回転数
時総吐出量より少ない場合、前記クラッチを接続して固
定容量型コンプレッサを前記可変容量型コンプレッサと
共に前記可変速度範囲の最低回転数でエンジンにより駆
動し前記可変容量型コンプレッサの吐出量を制御して前
記冷媒循環回路に前記必要循環量の冷媒を循環させる場
合の成績係数が、前記クラッチを切断して前記固定容量
型コンプレッサを前記エンジンから切り離し前記可変容
量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して前記必要
循環量に応じた回転数でエンジンにより駆動する場合の
成績係数より悪くなるまで前記必要循環量が減少した場
合は、前記クラッチを切断して前記固定容量型コンプレ
ッサを前記エンジンから切り離し前記可変容量型コンプ
レッサを最大吐出量状態に制御して前記必要循環量に応
じた回転数で前記エンジンにより駆動し前記冷媒循環回
路に前記必要循環量の冷媒を循環させることである。
【０００９】請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請
求項２に記載のエンジン駆動式熱ポンプ空調装置におい
て、前記制御装置は、前記冷媒循環回路を循環する冷媒
の必要循環量が、前記クラッチを切断して前記固定容量
型コンプレッサを前記エンジンから切り離し前記可変容
量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して前記可変
速度範囲の最低回転数でエンジンにより駆動したときに
前記可変容量型コンプレッサから吐出される冷媒の吐出
量より小さい場合、前記クラッチを切断して前記固定容
量型コンプレッサを前記エンジンから切り離し、前記可
変容量型コンプレッサを前記可変速度範囲の最低回転数
でエンジンにより駆動して前記可変容量型コンプレッサ
の吐出量を制御することにより前記冷媒循環回路に前記
必要循環量の冷媒を循環させることである。
【００１０】
【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、冷媒循環回路を循環する冷媒の必
要循環量が、可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態
に制御して固定容量型コンプレッサと共に可変速度範囲
の最低回転数でエンジンにより駆動したときに固定容量
型及び可変容量型コンプレッサから吐出される冷媒の最
低回転数時総吐出量より多いときは、固定容量型コンプ
レッサをクラッチによりエンジンに接続するとともに可
変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して固定
容量型及び可変容量型コンプレッサをエンジンにより必
要循環量に応じた回転数で回転駆動し、必要循環量が前
記最低回転数時総吐出量より少ないときは、クラッチを
接続して固定容量型コンプレッサを可変容量型コンプレ
ッサと共に可変速度範囲の最低回転数でエンジンにより
駆動し、可変容量型コンプレッサの吐出量を制御して冷
媒循環回路に必要循環量の冷媒を循環させるようにした
ので、固定容量型コンプレッサ及び最大吐出量状態の可
変容量型コンプレッサを最低回転数で駆動するときに吐
出される冷媒の総吐出量より必要循環量が少なくなった
ときに、図３に示すように高い成績係数でエンジン駆動
式熱ポンプ空調装置を部分負荷運転することができる。
【００１１】上記のように構成した請求項２に係る発明
においては、冷媒循環回路を循環する冷媒の必要循環量
が、可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御し
て固定容量型コンプレッサと共に可変速度範囲の最低回
転数でエンジンにより駆動したときに固定容量型及び可
変容量型コンプレッサから吐出される冷媒の最低回転数
時総吐出量より少ない場合で、クラッチを接続して固定
容量型コンプレッサを可変容量型コンプレッサと共に可
変速度範囲の最低回転数でエンジンにより駆動し可変容
量型コンプレッサの吐出量を制御して冷媒循環回路に必
要循環量の冷媒を循環させる場合の成績係数が、クラッ
チを切断して固定容量型コンプレッサをエンジンから切
り離し可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御
して前記必要循環量に応じた回転数でエンジンにより駆
動する場合の成績係数より悪くなるまで必要循環量が減
少した場合は、クラッチを切断して固定容量型コンプレ
ッサをエンジンから切り離し可変容量型コンプレッサを
最大吐出量状態に制御して必要循環量に応じた回転数で
エンジンにより駆動し冷媒循環回路に必要循環量の冷媒
を循環させるようにしたので、常に高い成績係数でエン
ジン駆動式熱ポンプ空調装置を部分負荷運転することが
できる。
【００１２】上記のように構成した請求項３に係る発明
においては、冷媒循環回路を循環する冷媒の必要循環量
が、クラッチを切断して固定容量型コンプレッサをエン
ジンから切り離し可変容量型コンプレッサを最大吐出量
状態に制御して可変速度範囲の最低回転数でエンジンに
より駆動したときに可変容量型コンプレッサから吐出さ
れる冷媒の吐出量より小さい場合、クラッチを切断して
固定容量型コンプレッサをエンジンから切り離し、可変
容量型コンプレッサを可変速度範囲の最低回転数でエン
ジンにより駆動し可変容量型コンプレッサの吐出量を制
御することにより冷媒循環回路に必要循環量の冷媒を循
環させるようにしたので、最大吐出量状態に制御した可
変容量型コンプレッサを可変速度範囲の最低回転数でエ
ンジンにより駆動したときに吐出される冷媒の吐出量よ
り必要循環量が小さい場合に、高い成績係数でエンジン
駆動式熱ポンプ空調装置を部分負荷運転することができ
る。
【００１３】
【実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。エンジン駆動式熱ポンプ空調装置１１は、
図１，２に示すように、基本的には室外機１２、室内機
１３及び制御装置１４からなり、冷房運転及び暖房運転
によって室内を冷房及び暖房する。複数の部屋毎に配置
される室内機１３はそれぞれ１つ以上の室内熱交換器１
５を含んで構成され、各室内熱交換器１５は後述のよう
に冷房運転時にはエバポレータとして機能し、暖房運転
時にはコンデンサとして機能する。各室内熱交換器１５
には図略の送風ファンが設けられている。
【００１４】室外機１２は、駆動源である水冷式ガスエ
ンジン１６、ガスエンジン１６によって回転駆動される
固定容量型コンプレッサ１７、可変容量型コンプレッサ
１８、室外熱交換器１９等から構成されている。ガスエ
ンジン１６の出力軸は、プーリ２０、ベルト２１、プー
リ２２及びクラッチ２３を介して固定容量型コンプレッ
サ１７に連結され、プーリ２０、ベルト２４、プーリ２
５及びクラッチ２６を介して可変容量型コンプレッサ１
８に連結されている。
【００１５】固定容量型コンプレッサ１７及び可変容量
型コンプレッサ１８として、例えばスクロールポンプを
使用し、スクロールポンプを可変容量型コンプレッサ１
８にするために、吸入ポートと吐出ポートとの間で固定
スクロール及び旋回スクロールにより順次圧縮されてい
く冷媒を圧縮過程の途中でコンプレッサ１８から可変絞
り弁２７を介して後述するアキュムレータに戻してい
る。この場合、可変絞り弁２７に替えて１個又は複数個
の開閉弁（ON／OFF弁）を開閉して順次圧縮されていく
冷媒を圧縮過程の途中でコンプレッサ１８からアキュム
レータに段階的に戻すようにしてもよい。固定型コンプ
レッサ１７としては、ベーンタイプ、アキシャルプラン
ジャタイプなどのコンプレッサでもよく、可変型コンプ
レッサ１７としては、斜板角度を変更可能な斜板式アキ
シャルプランジャタイプ、複数のベーンを進退可能に支
承して回転駆動されるロータとベーンを囲繞するポンプ
室との偏心量を変更可能なベーンタイプのコンプレッサ
を使用してもよい。また、スクロールポンプにおいて、
可変絞り弁をポンプ本体に内蔵し、圧縮過程の途中の冷
媒を該可変絞り弁を介して吸入ポート側に戻すようにし
てもよい。
【００１６】ガスエンジン１６の吸気系には吸気管２８
が接続されており、吸気管２８の上流側にはエアクリー
ナが配置され、その下流側にはミキサー２９とスロット
ル弁３０が配置されている。スロットル弁３０はステッ
ピングモータによって構成されるスロットル弁開度制御
アクチュエータ３１によって開閉制御される。ミキサー
２９は燃料ガス供給源３２に燃料ガス流量制御弁及び減
圧調整弁等を介して接続されている。ガスエンジン１６
には、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数
センサ３３、始動用のスタータモータ３４等が設けられ
ている。
【００１７】エンジン駆動式熱ポンプ空調装置１１の熱
ポンプ装置を構成する冷媒循環回路３５は、コンプレッ
サ１７，１８によってフロン等の冷媒を循環させる回路
であって、固定容量型及び可変容量型コンプレッサ１
７，１８の吐出ポートは互いに接続されて切換弁３６の
入口ポートに接続され、切換弁３６のＡポートは室外熱
交換器１９に接続され、複数の室内熱交換器１５に夫々
接続された膨張機構としての膨張弁３７は互いに接続さ
れて室外熱交換器１９に接続され、複数の室内熱交換器
１５は互いに接続されて切換弁３６のＢポートに接続さ
れ、切換弁３６の出口ポートはアキュムレータ３８を介
して固定容量型及び可変容量型コンプレッサ１７，１８
の互いに接続された吸入ポートに接続されている。な
お、キャピラリーチューブを膨張機構として膨張弁３７
に替えて使用してもよい。
【００１８】制御装置１４は、スロットル弁開度制御ア
クチュエータ３１、クラッチ２３，２６、可変絞り弁２
７に接続され、室内機１３から要求される必要冷媒量の
応じてガスエンジン１６の回転数、コンプレッサ１７，
１８の運転台数、可変流量型コンプレッサ１８の吐出量
を制御するようになっている。
【００１９】次に、本実施形態に係るエンジン駆動式熱
ポンプ空調装置の作動について説明する。冷房運転時に
おいては、スタータモータ３４によってガスエンジン１
６が起動されると、ガスエンジン１６によってコンプレ
ッサ１７，１８が回転駆動されて気相冷媒が圧縮され、
高温高圧の気相冷媒は、切替弁３６を介して室外熱交換
器１９に至り、コンデンサとして機能する室外熱交換器
１９において外気に放熱して液化する。液化した高圧の
冷媒は各膨張弁３７を通過することにより減圧されて各
室内熱交換器１５に至る。各室内熱交換器１５はエバポ
レータとして機能し、低圧の液相冷媒が各室内の空気か
ら蒸発潜熱を奪って蒸発するため、室内の空気が冷やさ
れて室内が冷房される。気化した冷媒は、切替弁３６を
介してアキュムレータ３８へと流れ、アキュムレータ３
８にて気液が分離され、気相冷媒のみがコンプレッサ１
７，１８に吸入されて再び圧縮され、前述と同様の作用
を繰り返して各室内を冷房する。暖房運転時において
は、スタータモータ３４によってガスエンジン１６が起
動されると、ガスエンジン１６によってコンプレッサ１
７，１８が回転駆動されて気相冷媒が圧縮され、高温高
圧の気相冷媒は切替弁３６により室内熱交換器１５に至
り、コンデンサとして機能する各室内熱交換器１５にお
いて凝縮熱を放出して液化し、このとき放出される凝縮
熱によって室内の暖房が行われる。各室内熱交換器１５
において凝縮熱を放出して液化した高圧の液相冷媒は膨
張弁３７を通過して減圧される。減圧された液相冷媒は
室外熱交換器１９に至り、エバポレータとして機能する
室外熱交換器１９において外気から蒸発熱を奪って気化
する。気化した冷媒は切替弁３６を通ってアキュムレー
タ３８へと流れ、アキュムレータ３８にて気液が分離さ
れ、気相冷媒のみがコンプレッサ１７，１８に吸入され
て再び圧縮され、前述と同様の作用を繰り返して各室内
を暖房する。
【００２０】運転中の各室内機１３の制御装置は、各室
内機１３に必要な冷媒の循環量を各室内機１３の設定温
度、各室内機１３の熱交換器１５の容量及び吸い込み温
度などから冷房又は暖房運転に則して要求循環量として
計算し、制御装置１４は運転中の各室内機１３から送信
された要求循環量を積算して冷媒の必要循環量Ｑを求め
る。
【００２１】制御装置１４は、図２に示す運転制御プロ
グラムに従って必要循環量Ｑに応じてガスエンジン１６
の回転速度、クラッチ２３の係脱、可変絞り弁３８の開
度を制御して冷媒循環回路３５に必要循環量の冷媒を循
環させる。クラッチ２６はガスエンジン１６の始動時な
ど必要時にのみ切断されるが、通常運転中は接続されて
可変容量型コンプレッサ１８をガスエンジン１６に回転
連結する。
【００２２】制御装置１４は、運転中の各室内機１３か
ら送信された要求循環量を加算して冷媒の必要循環量Q
を求める（ステップ４１）。ガスエンジン１６を許容運
転範囲の最低回転数で運転して固定容量型コンプレッサ
１７及び最大吐出量状態の可変容量型コンプレッサ１８
を可変速度範囲の最低回転数で駆動したときに、固定容
量型及び可変容量型コンプレッサ１７，１８から吐出さ
れる冷媒の最低回転数時総吐出量Q1（図３参照）と必要
循環量Qとが比較され（ステップ４２）、必要循環量Qが
総吐出量Q1より多い場合は、クラッチ２３を接続して固
定容量型コンプレッサ１７をガスエンジン１６に接続
し、可変絞り弁２７の開度を０にして可変容量型コンプ
レッサ１８を最大吐出量状態に制御し、固定容量型及び
可変容量型コンプレッサ１７，１８を必要循環量Ｑの冷
媒を両者で吐出する回転数で駆動するようにガスエンジ
ン１６の回転数をスロットル弁開度制御アクチュエータ
３１によりストロットル弁３０を開閉して制御する（ス
テップ４３）。
【００２３】必要循環量Qが最低回転数時吐出量Q1より
少ない場合は、クラッチ２３を切断して固定容量型コン
プレッサ１７をガスエンジン１６から切り離し、ガスエ
ンジン１６を許容運転範囲の最低回転数で運転し、最大
吐出量状態の可変容量型コンプレッサ１８を可変速度範
囲の最低回転数で駆動したときに可変容量型コンプレッ
サ１８から吐出される冷媒の吐出量Q3と必要循環量Qと
が比較される（ステップ４４）。必要循環量Qが吐出量Q
3より多い場合は、ガスエンジン１６を許容運転範囲の
最低回転数で運転して固定容量型及び可変容量型コンプ
レッサ１７，１８を可変速度範囲の最低回転数で駆動
し、可変容量型コンプレッサ１８の吐出量を制御して冷
媒循環回路３５に前記必要循環量Qの冷媒を循環させる
場合の成績係数E1と、クラッチ２３を切断して固定容量
型コンプレッサ１７をガスエンジン１６から切り離し、
最大吐出量状態の可変容量型コンプレッサ１７の回転数
を制御して冷媒循環回路３５に必要循環量Qの冷媒を循
環させる場合の成績係数E2とが比較され（ステップ４
５）、成績係数E1が成績係数E2より良い間は、ガスエン
ジン１６を許容運転範囲の最低回転数で運転して固定容
量型及び可変容量型コンプレッサ１７，１８を可変速度
範囲の最低回転数で駆動し、可変容量型コンプレッサ１
８の吐出量が必要循環量Qになるように可変絞り弁２７
の開度を制御する（ステップ４６）。
【００２４】必要循環量QがQ2より減少して成績係数E1
の方がE2より悪くなると、クラッチ２３を切断して固定
容量型コンプレッサ１７をガスエンジン１６から切り離
し、可変絞り弁２７の開度を０にして可変容量型コンプ
レッサ１８を最大吐出量状態に制御し、可変容量型コン
プレッサ１８を必要循環量Qの冷媒を吐出する回転数で
駆動するようにガスエンジン１６の回転数をスロットル
弁開度制御アクチュエータ３１によりストロットル弁３
０を開閉して制御する（ステップ４８）。
【００２５】必要循環量Qが吐出量Q3より少ない場合
は、クラッチ２３を切断して固定容量型コンプレッサ１
７をガスエンジン１６から切り離し、ガスエンジン１６
を許容運転範囲の最低回転数で運転し、可変容量型コン
プレッサ１８を可変速度範囲の最低回転数で駆動し、可
変容量型コンプレッサ１８の吐出量が必要循環量Qにな
るように可変絞り弁２７の開度を制御する（ステップ４
６）。
【００２６】上述のように、本発明によれば必要循環量
Ｑが最低回転数時総吐出量Q1より少ない部分負荷運転の
場合、図３に実線で示すエンジン駆動式熱ポンプ空調装
置の成績係数は、同図に破線で示す従来装置の成績係数
に比して著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るエンジン駆動式熱ポ
ンプ空調装置の基本構成を示す回路図。
【図２】 室外機の運転制御プログラムを示すフロー
図。
【図３】 必要循環量Qとコンプレッサの回転数との関
係及び各運転状態での成績係数を示す図。
【図４】 従来装置の基本構成を示す回路図。
【図５】 従来装置での必要循環量Qとコンプレッサの
回転数との関係及び各運転状態での成績係数を示す図。
【図６】 ガスエンジンの回転数と出力及び燃料消費特
性を示す図。
【符号の説明】
１１・・・エンジン駆動式熱ポンプ空調装置、１２・・
・室外機、１３・・・室内機、１４・・・制御装置、１
５・・・室内熱交換器、１６・・・ガスエンジン、１７
・・・固定容量型コンプレッサ、１８・・・可変容量型
コンプレッサ、１９・・・室外熱交換器、２３，２６・
・・クラッチ、２７・・・可変絞り弁、３６・・・切換
弁、３７・・・膨張弁、３８・・・アキュムレータ、Q
・・・必要循環量、Q1・・・最低回転数時総吐出量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 青島 宏樹 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 横山 武 東京都港区海岸１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１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 愛知県東海市新宝町507番地の２ 東邦瓦 斯株式会社内 (72)発明者 舘 祐成 愛知県東海市新宝町507番地の２ 東邦瓦 斯株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンにより可変速度範囲内の回転数
    で駆動される固定容量型コンプレッサ及び可変容量型コ
    ンプレッサと、前記固定容量型及び可変容量型コンプレ
    ッサの吐出ポート及び吸入ポートに切替弁を介して接続
    された室外熱交換器及び室内熱交換器と、該室外熱交換
    器と室内熱交換器との間に接続された膨張機構を含む冷
    媒循環回路を備えたエンジン駆動式熱ポンプ空調装置に
    おいて、前記固定容量型コンプレッサを前記エンジンに
    係脱可能に連結するクラッチと、前記冷媒循環回路を循
    環する冷媒の必要循環量が、前記可変容量型コンプレッ
    サを最大吐出量状態に制御して前記固定容量型コンプレ
    ッサと共に前記可変速度範囲の最低回転数でエンジンに
    より駆動したときに前記固定容量型及び可変容量型コン
    プレッサから吐出される冷媒の最低回転数時総吐出量よ
    り多い場合は、前記クラッチを接続して前記固定容量型
    コンプレッサを前記エンジンに接続するとともに前記可
    変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して前記
    固定容量型及び可変容量型コンプレッサを前記エンジン
    により前記必要循環量に応じた回転数で回転駆動し、前
    記必要循環量が前記最低回転数時総吐出量より少ない場
    合は、前記クラッチを接続して固定容量型コンプレッサ
    を前記可変容量型コンプレッサと共に前記可変速度範囲
    の最低回転数でエンジンにより駆動し、前記可変容量型
    コンプレッサの吐出量を制御して前記冷媒循環回路に前
    記必要循環量の冷媒を循環させる制御装置を備えたこと
    を特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ空調装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジン駆動式熱ポン
    プ空調装置において、前記制御装置は、前記必要循環量
    が前記最低回転数時総吐出量より少ない場合、前記クラ
    ッチを接続して固定容量型コンプレッサを前記可変容量
    型コンプレッサと共に前記可変速度範囲の最低回転数で
    エンジンにより駆動し前記可変容量型コンプレッサの吐
    出量を制御して前記冷媒循環回路に前記必要循環量の冷
    媒を循環させる場合の成績係数が、前記クラッチを切断
    して前記固定容量型コンプレッサを前記エンジンから切
    り離し前記可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に
    制御して前記必要循環量に応じた回転数でエンジンによ
    り駆動する場合の成績係数より悪くなるまで前記必要循
    環量が減少した場合は、前記クラッチを切断して前記固
    定容量型コンプレッサを前記エンジンから切り離し前記
    可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に制御して前
    記必要循環量に応じた回転数で前記エンジンにより駆動
    し前記冷媒循環回路に前記必要循環量の冷媒を循環させ
    ることを特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ空調装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のエンジン駆動式熱ポン
    プ空調装置において、前記制御装置は、前記冷媒循環回
    路を循環する冷媒の必要循環量が、前記クラッチを切断
    して前記固定容量型コンプレッサを前記エンジンから切
    り離し前記可変容量型コンプレッサを最大吐出量状態に
    制御して前記可変速度範囲の最低回転数でエンジンによ
    り駆動したときに前記可変容量型コンプレッサから吐出
    される冷媒の吐出量より小さい場合、前記クラッチを切
    断して前記固定容量型コンプレッサを前記エンジンから
    切り離し、前記可変容量型コンプレッサを前記可変速度
    範囲の最低回転数でエンジンにより駆動して前記可変容
    量型コンプレッサの吐出量を制御することにより前記冷
    媒循環回路に前記必要循環量の冷媒を循環させることを
    特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ空調装置。
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