JP2003232580A - ガスヒートポンプ式空気調和装置及びその運転制御方法 - Google Patents

ガスヒートポンプ式空気調和装置及びその運転制御方法

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JP2003232580A
JP2003232580A JP2002031270A JP2002031270A JP2003232580A JP 2003232580 A JP2003232580 A JP 2003232580A JP 2002031270 A JP2002031270 A JP 2002031270A JP 2002031270 A JP2002031270 A JP 2002031270A JP 2003232580 A JP2003232580 A JP 2003232580A
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compressor
capacity
air conditioner
refrigerant
capacity control
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JP2002031270A
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Takuya Okada
拓也 岡田
Hideaki Kasahara
秀晃 笠原
Mitsushi Yoshimura
充司 吉村
Akira Nakajima
彰 中島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量制御にて生じる圧縮機の負荷変動に対応
してガスエンジンの運転の安定を図り、ガスヒートポン
プ式空気調和装置信頼性の向上させるとともに、製造コ
スト、メンテナンス性、耐久性を向上させたガスヒート
ポンプ式空気調和装置及びその運転制御方法を提供する
こと。 【解決手段】 ガスエンジンにより駆動される圧縮機に
おいて、該圧縮機における冷媒の容量制御に先立って出
力される容量制御信号S1,S1’により、所定の点火
時期に変更させるエンジン制御手段を備える構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンを動
力源として冷媒循環用の圧縮機を駆動するガスヒートポ
ンプ式空気調和装置及びその運転制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ヒートポンプを利用して冷暖房等の空調
運転を行う空気調和装置は、室内熱交換器、圧縮機、室
外熱交換器、絞り機構等の要素を含む冷媒回路を備えて
いる。室内の冷暖房は、冷媒がこの回路を巡る途中で、
室内熱交換器及び室外熱交換器において室内の空気(以
下「室内気」と呼ぶ)及び外気とそれぞれ熱の交換を行
うことによって実現される。また、この冷媒回路には、
室外熱交換器による冷媒の熱の受取り(暖房運転時)の
み頼るのではなく、冷媒そのものを直接的に加熱するた
めの冷媒加熱器が設置されることもある。
【0003】ところで、近年、上述した冷媒回路中に設
けられる圧縮機の動力源として、通常使用されている電
動機に代わり、ガスエンジンを利用するものが開発され
ている。このガスエンジンを利用した空気調和装置は、
一般にガスヒートポンプ式空気調和装置(以下「GH
P」と略す)と呼ばれている。このGHPによれば、比
較的安価である都市ガス等を燃料として利用できるた
め、電動機を利用した圧縮機を備えている空気調和装置
(以下「EHP」と略す)のように、ランニングコスト
がかさむことがなく、消費者にとってコストダウンが可
能となる。
【0004】また、GHPにおいては、例えば暖房運転
時にガスエンジンからのエンジン冷却水の熱(いわゆる
廃熱)を冷媒の加熱源として利用すれば、優れた暖房効
果を得ることが可能となるとともに、EHPに比してエ
ネルギーの利用効率を高めることができる。ちなみに、
この場合において、GHPのエネルギー利用効率は、E
HPと比較して1.2から1.5倍ほど高くなる。ま
た、このような仕組みを導入すれば、冷媒回路中におい
て、上述したような冷媒加熱器等の機器を特別に設置す
る必要がなくなる。
【0005】その他、GHPでは、暖房運転時に必要な
室外熱交換器の霜除去動作、いわゆるデフロスト動作に
ついてもガスエンジンの廃熱を利用して実施することが
できる。一般に、EHPにおけるデフロスト動作は、暖
房運転を停止して一時的に冷房運転を行って室外熱交換
器の霜除去を行うようになされている。この場合、室内
に対しては冷風が吹き出すことになるから、室内環境の
快適性を損なうこととなる。GHPでは、上記したよう
な事情から連続暖房運転が可能となり、EHPで懸念さ
れるような問題の発生がない。
【0006】さらに、このようなガスヒートポンプ式空
調装置に構成されるガスエンジンについて説明する。一
般に、ガスヒートポンプ式空気調和装置に用いられるガ
スエンジンは、複数のシリンダのそれぞれにピストンを
備えた多気筒型とされ、吸入,圧縮,爆発・膨張,排気
の一連の作業を4回のピストンの動作(行程)で行うも
のが多用されている。各ピストンはクランク軸の回転に
よって主として上下方向に動作し、上述した爆発・膨張
行程によってクランク軸に回転力を与えている。
【0007】ガスエンジンでの爆発・膨張行程は、吸入
ポート内で燃料となるガスと、燃焼用の空気とを混合し
た混合ガスをシリンダ内の圧縮室に導いた後、点火プラ
グを用いて燃焼させている。また、燃焼によって得られ
るエネルギーは、省エネの観点から圧縮機の駆動に必要
とされる最小限の動力で出力されるように制御されてい
る。
【0008】ガスエンジンを動力源とする圧縮機は、ガ
スエンジンの出力軸であるクランク軸の端側に直接又は
クラッチを介して接続されることにより、ガスエンジン
の出力に応じて空気調和装置の運転に必要とされる冷媒
を圧縮し吐出している。吐出される冷媒の量は、ユーザ
等が要求して設定した空調設定値と、室内の温度や湿度
等を実際に測定した室内測定値との差に応じて決定され
る。例えば、室内測定値が空調設定値に比較して大きく
異なれば、圧縮機は最大能力で運転し、室内測定値と空
調設定値との差が小さければ、能力が抑えられて運転す
る。このように、圧縮機が有する能力を変更して冷媒の
循環量が制御されることは、圧縮機における容量制御を
いうものである。
【0009】さて、圧縮機にて冷媒の容量制御を行う場
合、ガスエンジンの回転数を変更して圧縮機の回転数を
調整することや、さらに圧縮機自体に容量制御機構を具
備し、該容量制御機構により容量調整することによって
行われている。後者に記載した圧縮機の容量制御につい
て、図4を参照しながら説明する。なお、図4は圧縮機
の回転数と圧縮機の負荷との関係を示したグラフ線図で
ある。
【0010】本図に示される圧縮機は、複数のピストン
をそれぞれのシリンダ(気筒)内に備えたレシプロ型圧
縮機の場合を示している。このレシプロ型圧縮機(以
下、単に「圧縮機」という)は、実際に冷媒を圧縮する
気筒数を変更することで、圧縮機自体の容量制御を行う
ことが可能とされている。一般的に行われている容量制
御を例に挙げると、圧縮機の最大能力から半分の能力に
抑えた運転、換言すると、仕事をする気筒を半分に制限
することで2段階の運転を実施する容量制御である。
【0011】図に示すように、圧縮機が最大能力(気筒
すべてを用いること)で運転した場合、圧縮機の運転
は、図の上方に示されるフル容量運転領域内の線図L1
となり、回転数が増加する毎に圧縮機の負荷が増加して
いることが読み取れる。この際、冷媒はすべての気筒の
容積を合算して、これに圧縮機の回転数をかけ合わせた
量が吐出されていることになる。
【0012】また、圧縮機が半分の能力で運転した場
合、圧縮機の運転は、図の下方に示されるパーシャル容
量運転領域の線図L2となり、こちらも回転数が増加す
る毎に圧縮機の負荷が増加していることが読み取れる。
しかし、複数あるうちの半分の気筒では、冷媒を圧縮す
る仕事を行っていないので、圧縮機の負荷はフル容量運
転領域に比較して低く抑えられ、それとともに、同じ回
転数であっても吐出される冷媒の量は半分とされてい
る。
【0013】そして、容量制御を行う上では、フル容量
運転領域からパーシャル容量運転領域、あるいは、パー
シャル容量運転領域からフル容量運転領域に、破線の矢
印で示されるように即座に移行して容量制御が行われて
いる。なお、ここではレシプロ型圧縮機の運転気筒数変
更による容量制御の例を説明したが、圧縮機の容量制御
方式としては、各種タイプの圧縮機に対して種々の容量
制御機構が提案されており、何れの場合においても同様
の制御が可能である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガスヒートポンプ式空気調和装置において、圧縮機
における容量制御が実施されることで、圧縮機自体に大
きな負荷変動が発生する。このため、圧縮機に接続され
たガスエンジンでは大きな負荷変動が生じることにな
り、電子制御で運転するようなガスエンジンであっても
エンジン回転が安定せず、回転数の急な落ち込み、さら
にはエンジンストールが引き起こされることが懸念され
ていた。このような要因は、圧縮機の駆動に必要な動力
を最小限に抑えていることや、ガスエンジンの大型化を
回避すること等によってもたらされるからである。もち
ろん、上記のようにガスエンジンの出力、大きさは、ラ
ンニングコストや製品のコストを抑える目的で決定され
ており、変更することは困難である。
【0015】容量制御を実施した際にエンジン回転の安
定が図れないと、冷媒が冷凍サイクル内を適正に循環し
なくなり、一時的な空調性能の低下が生じて、信頼性を
損なう可能性が多大にあった。さらに、ガスエンジンが
停止してしまうと、ガスヒートポンプ式空気調和装置が
完全に機能を停止することになり、信頼性を大きく欠い
てしまう可能性が多大にあった。
【0016】このような問題を回避すべく、特開200
1−41093号公報に開示されているガスヒートポン
プ式空気調和装置においては、クラッチのONまたはO
FF動作に伴う負荷変動に対して予めガスエンジンを制
御する例が記載されている。これによると、負荷変動す
る前にエンジン回転数、空燃比、点火時期の調整を実施
し、負荷変動後においても安定した運転を可能とさせて
いる。しかし、クラッチとベルトを介して駆動する圧縮
機と常時駆動する圧縮機を備える構成とされており、こ
の構造によって、複雑且つ製造コストが高くなり、ま
た、耐久性とメンテナンス性においても、改善する必要
があった。
【0017】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、容量制御にて生じる圧縮機の負荷変動に対応して
ガスエンジンの運転の安定を図り、ガスヒートポンプ式
空気調和装置信頼性の向上させるとともに、製造コス
ト、メンテナンス性、耐久性を向上させたガスヒートポ
ンプ式空気調和装置及びその運転制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用する。請求項1に記載の
発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機で冷媒を
圧縮しつつ循環させて冷凍サイクルを形成し、前記ガス
エンジンより排出された廃熱をエンジン冷却水に回収す
るとともに、該エンジン冷却水によって冷媒を加熱して
暖房能力を増すように構成されたガスヒートポンプ式空
気調和装置において、前記圧縮機における冷媒の容量制
御に先立って出力される容量制御信号により、前記ガス
エンジンの点火時期を所定の点火時期に変更させるエン
ジン制御手段を備えていることを特徴としている。
【0019】このような構成とすることで、エンジン制
御手段が容量制御信号を入力することによって、現状で
用いられているガスエンジンの点火時期に比較して異な
る所定の点火時期に変更された後、圧縮機での容量制御
が実施されることになる。つまり、変更された所定の点
火時期が容量制御の開始時に用いられることになり、圧
縮機の負荷変動に対応してガスエンジンの点火動作を担
うことになる。なお、所定の点火時期とは、例えば容量
制御を実施した後の点火時期としてもよいし、変更直後
のみに限定してガスエンジンのトルクを一時的に向上又
は減少させる常時用いることができない点火時期として
もよい。
【0020】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
ガスヒートポンプ式空気調和装置において、前記エンジ
ン制御手段が、前記容量制御の実施後に用いる点火時期
に変更することを特徴とする。
【0021】このようにエンジン制御手段が容量制御信
号を入力することで、ガスエンジンの点火時期は、容量
制御後に用いられる点火時期に予め変更した後、圧縮機
の容量制御が実施されることになる。これによって圧縮
機による冷媒の容量制御が行われた場合でも、既にガス
エンジンが圧縮機の負荷変動に対応しているので、ガス
エンジンの回転が大きく落ち込むことや、安定せずに変
動すること等の問題が回避される。
【0022】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2記載のガスヒートポンプ式空気調和装置におい
て、前記圧縮機が、容量制御機構を備えた圧縮機とさ
れ、前記容量制御信号を入力することにより、前記容量
制御機構を動作させて容量制御を行わせる圧縮機運転制
御手段を備えていることを特徴としている。
【0023】このような構成とすることで、容量制御を
実施する場合における、例えば、冷媒の循環量を低減し
た状態から冷媒の循環量を多量にする際に、ガスエンジ
ンの点火時期は、フル容量運転させた時に用いられる点
火時期に予め変更されることになる。そして、点火時期
が変更された後に、フル容量運転されて冷媒を吐出する
ようになる。
【0024】請求項4に記載の発明は、請求項3記載の
ガスヒートポンプ式空気調和装置において、前記圧縮機
が、前記容量制御機構をフル容量運転とパーシャル容量
運転との切り替えを行う切替手段を備えていることを特
徴としている。
【0025】切替手段によって、前記容量制御機構をフ
ル容量運転とパーシャル容量運転とに切り替えることが
できるため、簡易に圧縮機の容量をフル容量とパーシャ
ル容量に切り替え制御することができる。
【0026】請求項5に記載の発明は、ガスエンジンに
より駆動される圧縮機で冷媒を圧縮しつつ循環させて冷
凍サイクルを形成し、前記ガスエンジンより排出された
廃熱をエンジン冷却水に回収するとともに、該エンジン
冷却水によって冷媒を加熱して暖房能力を増すように構
成されたガスヒートポンプ式空気調和装置の運転制御方
法において、前記圧縮機における冷媒の容量制御に先立
って出力される容量制御信号により、前記ガスエンジン
の点火時期を前記容量制御の実施後に用いる点火時期に
予め変更して、容量制御を実施することを特徴としてい
る。
【0027】このように、容量制御信号を入力すること
によって、現状で用いられているガスエンジンの点火時
期は、圧縮機の容量制御に先立って容量制御後に用いら
れる点火時期に予め変更され、点火時期が変更された後
に圧縮機の容量制御が実際に実施されることになる。つ
まり、容量制御後の点火時期で既にガスエンジンは駆動
していることになるので、圧縮機の容量制御による負荷
変動に対応してガスエンジンが運転の継続を行うことに
なる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、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形態について図面を参照し
ながら説明する。
【0029】ガスヒートポンプ式空気調和装置(GH
P)は、図1に示すように、大きくは室内機ユニット1
及び室外機ユニット10から構成される。室内機ユニッ
ト1には、冷房運転時に低温低圧の液冷媒を蒸発気化さ
せて室内の空気から熱を奪い、暖房運転時には高温高圧
のガス冷媒を凝縮液化させて室内の空気を暖める室内熱
交換器が具備されている。この室内熱交換器には、後述
する室外機ユニット10から低温低圧の液冷媒(冷房運
転時)または高温高圧のガス冷媒(暖房運転時)が冷媒
配管2によって供給される。なお、冷暖房を行う室内の
空気は、室内機ファンの作動により吸引され、室内熱交
換器を通過して冷媒と熱交換した後室内へ吹き出され
る。
【0030】室外機ユニット10は、容量制御機構を備
えた圧縮機15、室外熱交換器20、膨脹弁及び四方弁
などを備えた冷媒回路部と、圧縮機15を駆動するガス
エンジン14及びこれに付随する機器類を備えたガスエ
ンジン部とを具備して構成される。ガスエンジン14と
圧縮機15とは、互いの回転軸どうしが直結された状態
で接続されており、ガスエンジン14の回転数に合わせ
て圧縮機も常に回転する。つまり、クラッチ等の動力を
断絶する手段が用いられていないものとされている。な
お、その他に挙げられるガスエンジン14と圧縮機15
との接続には、歯車を組み合わせて減速させる減速機
や、変速機等を介在させた構成としてもよい。
【0031】この室外機ユニット10は、下部の機械室
11と上部の熱交換室12との間が仕切板(図示せず)
により分割されており、一方の機械室11にはガスエン
ジン14、圧縮機15、コントロールボックス16など
の主要機器が設置され、他方の熱交換室12には室外熱
交換器20、室外機ファン21などの主要機器が設置さ
れている。なお、仕切板には換気口が設けられ、機械室
11と熱交換室12との間が連通状態になっている。
【0032】コントロールボックス16内には、ガスエ
ンジン14の運転を制御する図示しないECU(エンジ
ン制御手段)等が備えられており、該ECUにより、ガ
スエンジンの点火時期、回転数等が決定されている。ま
た、コントロールボックス16内には、室内機ユニット
に備わる各センサ(図示せず)での測定値に基づく信号
を入力し、圧縮機15の容量制御の必要性を判断して容
量制御信号を出力する容量制御判断部(図示せず)が備
えられている。
【0033】さて、容量制御機構を備えた圧縮機15及
びガスエンジン14の動作について図2、図3を参照し
ながら説明する。図2は、容量制御機構として動作する
気筒の数を制御できる4つの気筒を備えたレシプロ型の
圧縮機15を例にその冷媒の流れを示した回路図であっ
て、(a)は4つの気筒すべてを負荷動作させたフル容
量運転時の回路図、(b)は2つの気筒を無負荷動作さ
せたパーシャル容量運転時の回路図である。また、図3
は、本実施形態のガスヒートポンプ式空気調和装置にお
ける容量制御を実施する際の制御の流れを説明する流れ
図であって、(a)はパーシャル容量運転時の制御の流
れ図、(b)はフル容量運転時の制御の流れ図である。
【0034】図2において、符号30は1番気筒30a
と2番気筒30bとを備える左側気筒ブロック、31は
3番気筒31aと4番気筒31bとを備える右側気筒ブ
ロック、32は冷媒流路、33は三方弁(圧縮機運転制
御手段)、34はアンロード弁(圧縮機運転制御手段)
を示している。また、図3において、符号S1は容量制
御信号を示している。
【0035】圧縮機15自体の能力変更における冷媒の
容量制御は、図2に示すような左右の気筒ブロック3
0,31の一方側に流入する冷媒を制限することで行わ
れる。
【0036】まず最初に、圧縮機15における容量制御
の仕組みについて説明する。圧縮機15の能力を最大能
力として、すべての気筒を負荷動作させた状態では、図
2(a)の矢印に示すように冷媒が流動する。より詳し
く説明すると、冷媒は紙面において下方から流入し、冷
媒流路32を流動して左右の気筒ブロック30,31に
それぞれ導かれる。そして、両気筒ブロック30,31
に備わる各気筒30a,30b,31a,31bにて冷
媒が圧縮された後、冷媒は高温高圧なガス冷媒となって
両気筒ブロック30,31から吐出される。
【0037】この際、左側気筒ブロック30の吐出側か
らアンロード弁34に通じる冷媒流路32a中に備えら
れた三方弁33は、該冷媒流路32aを開とするように
動作し、左側気筒ブロック30から吐出された冷媒の圧
力をアンロード弁34に導いている。これによって、ア
ンロード弁34は紙面において下方に押し下げられ、右
側気筒ブロック31からつながる冷媒流路32bを閉と
するように動作する。従って、右側気筒ブロック31の
各気筒31a,31bには冷媒が流入し、左側気筒ブロ
ック30から吐出される冷媒と合流して吐出されること
になる。
【0038】これに対して、図2(b)に示すように、
冷媒循環量の制限を行うように指示する容量制御信号S
1(図3参照)が三方弁33に入力されると、三方弁3
3は冷媒流路32aを閉止し、冷媒の圧力がアンロード
弁34に作用しないように働きかける。すると、アンロ
ード弁34に左側気筒ブロック30から吐出される冷媒
の圧力が作用しなくなるので、アンロード弁34は冷媒
流路32bを連通させるように動作する。そして、矢印
に示されるように、冷媒は右側気筒ブロック31からア
ンロード弁34を介して再び冷媒の吸入側に戻される。
【0039】つまり、右側気筒ブロック31に備わる各
気筒31a,31bには冷媒が流れ込まなくなり、圧縮
機15から吐出される冷媒は、左側気筒ブロック30か
ら吐出される冷媒に限定されることになる。なお、右側
気筒ブロック31に冷媒が流入しない状態であっても、
右側気筒ブロック31では各気筒31a,31bに備わ
る各ピストン(図示せず)が動作している。この動作
は、冷媒の圧縮及び吐出を行わない無負荷動作である。
【0040】このような無負荷動作は、圧縮機運転制御
手段として備わる気筒切替手段によって変更可能とされ
ている。つまり、図2(b)に示される無負荷動作を行
う右側気筒ブロック31の動作を、左側気筒ブロック3
0に移行し、冷媒を圧縮し吐出するような負荷動作を行
う左側気筒ブロック30の動作を、右側気筒ブロック3
1に移行するものである。このように両気筒ブロック3
0,31の変更、つまりは気筒の変更を行うことは、気
筒切替手段とされたアンロード弁34や方向切替弁等を
新たに冷媒流路32中に設けることで可能とされてい
る。
【0041】さて、このように圧縮機15における容量
制御を指示する容量制御信号S1は、図3の流れ図のよ
うに伝達される。なお、圧縮機15の運転初期状態とし
て、圧縮機15内に備わる気筒の半分が無負荷動作とさ
れたパーシャル容量運転時(図3(a)参照)から説明
を行う。
【0042】室内機ユニット1(図1参照)に設けられ
た各測定機器から得られた複数の信号(室温、湿度、吹
出温度等を指し示す信号)を合計した数値FKは、容量
制御判断部にて予め設定した基準となる設定値Aと比較
される(st1)。室内信号合計FKと基準設定値Aと
の関係が、FK<Aであると判断されると、空気調和装
置としては大きな負荷運転を必要としないと判断される
ことにより、初期運転時のままのパーシャル容量運転が
継続されて実行される(st3b)。
【0043】しかし、室内信号合計FKと基準設定値A
との関係が、FK>Aであることが容量制御判断部にて
判断されると、空気調和装置としては大きな負荷運転を
必要とすることが判断され、直ちに容量制御信号S1が
ECUに出力される(st2)。
【0044】容量制御信号S1を入力したECUでは、
パーシャル容量運転にて用いていた点火時期を、予め備
えていたフル容量運転時におけるガスエンジンの点火時
期に置き換え、ガスエンジンの運転の変更を実施する
(st2)。
【0045】そして、点火時期の変更が実施された後、
圧縮機15は容量制御を実施し、圧縮機15に備わるす
べての気筒30a,30b,31a,31bを負荷動作
させるフル容量運転に移行する(st3a)これによっ
て、フル容量運転時に必要とされる圧縮機の負荷が、ガ
スエンジンの点火時期変更によって確保されることにな
り、ガスエンジンの回転数が安定した状態で容量制御の
変更が行われることになる。
【0046】次に、図3(b)に示される圧縮機15の
運転初期状態が、フル容量運転時について説明する。室
内機ユニット1(図1参照)に設けられた各測定機器か
ら得られた複数の信号(室温、湿度、吹出温度等を指し
示す信号)を合計した数値FKは、容量制御判断部にて
予め設定した基準となる設定値Aと比較される(st
1’)。室内信号合計FKと基準設定値Aとの関係が、
K>Aであると判断されると、空気調和装置としては
大きな負荷運転を継続する必要があると判断されること
により、初期運転時のままのフル容量運転が継続されて
実行される(st3b’)。
【0047】しかし、室内信号合計FKと基準設定値A
との関係が、FK<Aであることが容量制御判断部にて
判断されると、空気調和装置としては小さな負荷運転で
十分と判断され、直ちに容量制御信号S1’がECUに
出力される(st2’)。
【0048】容量制御信号S1’を入力したECUで
は、フル容量運転にて用いていた点火時期を、予め備え
ていたパーシャル容量運転時におけるガスエンジンの点
火時期に置き換え、ガスエンジンの運転の変更を実施す
る(st2’)。
【0049】そして、点火時期の変更が実施された後、
圧縮機15は容量制御を実施し、圧縮機15に備わるい
くつかの気筒を無負荷動作させたパーシャル容量運転に
移行する(st3a’)これによって、パーシャル容量
運転時に必要とされる圧縮機の負荷に合わせてガスエン
ジンの点火時期が変更されることになり、ガスエンジン
の回転数が安定した状態で容量制御の変更が行われるこ
とになる。
【0050】このように、本実施形態のガスヒートポン
プ式空気調和装置においては、冷媒の容量制御時に生じ
る圧縮機15の負荷が変動することに応じてガスエンジ
ン14の点火時期が予め変更されるので、ガスエンジン
14の回転数が落ち込むことや、エンジンストールが発
生することが回避され、安定した回転数が維持される。
従って、圧縮機15から吐出される冷媒を冷凍サイクル
に安定且つ的確に供給することができ、性能及び信頼性
の向上がなされたガスヒートポンプ式空気調和装置を実
現することができる。
【0051】また、ガスエンジンに直結された圧縮機と
されているので、製造コストが大幅に抑えられるととも
に、さらにメンテナンス性と耐久性の向上を図ることが
可能なガスヒートポンプ式空気調和装置を実現すること
ができる。なお、この点に拘らなければ、ガスエンジン
によりクラッチを介して圧縮機を駆動するように構成の
ものに適用することができる。
【0052】また、動作気筒数を制御する容量制御機構
を備えたレシプロ型の圧縮機15の場合、適宜無負荷動
作する気筒を変更できるようにすることができるので、
この場合すべての気筒30a,30b,31a,31b
における仕事量が均一となり、摩耗等の影響が減少して
圧縮機15の長寿命化、つまりは耐久性が向上すること
になる。これによって、ガスヒートポンプ式空気調和装
置の信頼性をさらに向上させることが可能となる。な
お、上記実施形態では、気筒数制御による容量制御機構
を備えたレシプロ型圧縮機を例に説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば圧縮ガスバイパスによっ
て段階的に容量制御できるようにしたスクロール型圧縮
機、ロータリ型圧縮機等、他の型式の圧縮機や容量制御
方式にも適用できることはいうまでもない。
【0053】
【発明の効果】以上説明した本発明のガスヒートポンプ
式空気調和装置及びその運転制御方法においては以下の
効果を奏する。請求項1記載の発明は、圧縮機における
冷媒の容量制御に先立って出力される容量制御信号によ
り、所定の点火時期に変更させるエンジン制御手段を備
えているので、冷媒の容量制御を行った際に生じる圧縮
機の負荷変動に対応してガスエンジンを的確に運転させ
ることができ、安定且つ信頼性の高いガスヒートポンプ
式空気調和装置を実現することができる。
【0054】請求項2記載の発明は、エンジン制御手段
が容量制御の実施後に用いる点火時期に変更するので、
容量制御後に必要とされる圧縮機の負荷に対して的確に
対応したガスエンジンの出力を得ることができ、ガスエ
ンジンの回転数を急激に落ち込ませることなく安定した
運転を実現することができる。
【0055】請求項3記載の発明は、容量制御機構を備
えた圧縮機が、容量制御信号を入力することにより容量
制御機構動作させて容量制御を行わせる圧縮機運転制御
手段を備えているので、圧縮機の運転における能力に応
じてガスエンジンの点火時期を的確に調整することがで
き、ガスエンジンの運転の安定を図って、なお且つ、容
易な構造で容量制御を行えるガスヒートポンプ式空気調
和装置を実現することができる。
【0056】請求項4記載の発明は、圧縮機が前記容量
制御機構をフル容量運転とパーシャル容量運転との切り
替えを行う切替手段を備えているので、切替手段の切り
替えによって簡易に圧縮機の容量をフル容量とパーシャ
ル容量に切り替え制御することができる。
【0057】請求項5記載の発明は、圧縮機における冷
媒の容量制御に先立って出力される容量制御信号によ
り、ガスエンジンの点火時期を容量制御の実施後に用い
る点火時期に予め変更して、容量制御を実施する運転制
御方法とされているので、容量制御後に必要とされる圧
縮機の負荷に対応したガスエンジンの出力を得ることが
でき、ガスエンジンの回転数を急激に落ち込ませること
なく安定した運転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態におけるガスヒートポン
プ式空気調和装置の斜視図である。
【図2】 4つの気筒を備えたレシプロ型の圧縮機おけ
る冷媒の流れを説明する回路図であって、(a)は4つ
の気筒すべてを負荷動作させたフル容量運転時の回路
図、(b)は2つの気筒を無負荷動作させたパーシャル
容量運転時の回路図である。
【図3】 本発明の一実施形態におけるガスヒートポン
プ式空気調和装置の容量制御を行う流れを説明した流れ
図であって、(a)はパーシャル容量運転時の制御の流
れ図、(b)はフル容量運転時の制御の流れ図である。
【図4】 圧縮機の回転数と圧縮機の負荷との関係を示
したグラフ線図である。
【符号の説明】
10 室外機ユニット 14 ガスエンジン 15 圧縮機 16 コントロールボックス 30 左側気筒ブロック 31 右側気筒ブロック 32 冷媒流路 33 三方弁(圧縮機運転制御手段) 34 アンロード弁(圧縮機運転制御手段) S1,S1’ 容量制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 彰 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスエンジンにより駆動される圧縮機で
    冷媒を圧縮しつつ循環させて冷凍サイクルを形成し、前
    記ガスエンジンより排出された廃熱をエンジン冷却水に
    回収するとともに、該エンジン冷却水によって冷媒を加
    熱して暖房能力を増すように構成されたガスヒートポン
    プ式空気調和装置において、 前記圧縮機における冷媒の容量制御に先立って出力され
    る容量制御信号により、前記ガスエンジンの点火時期を
    所定の点火時期に変更させるエンジン制御手段を備えて
    いることを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のガスヒートポンプ式空気
    調和装置において、 前記エンジン制御手段は、前記容量制御の実施後に用い
    る点火時期に変更させることを特徴とするガスヒートポ
    ンプ式空気調和装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のガスヒー
    トポンプ式空気調和装置において、 前記圧縮機は、容量制御機構を備えた圧縮機とされ、 前記容量制御信号を入力することにより、前記容量制御
    機構を動作させて容量制御を行わせる圧縮機運転制御手
    段を備えていることを特徴とするガスヒートポンプ式空
    気調和装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のガスヒートポンプ式空気
    調和装置において、 前記圧縮機は、前記容量制御機構をフル容量運転とパー
    シャル容量運転との切り替えを行う切替手段を備えてい
    ることを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
  5. 【請求項5】 ガスエンジンにより駆動される圧縮機で
    冷媒を圧縮しつつ循環させて冷凍サイクルを形成し、前
    記ガスエンジンより排出された廃熱をエンジン冷却水に
    回収するとともに、該エンジン冷却水によって冷媒を加
    熱して暖房能力を増すように構成されたガスヒートポン
    プ式空気調和装置の運転制御方法において、 前記圧縮機における冷媒の容量制御に先立って出力され
    る容量制御信号により、前記ガスエンジンの点火時期を
    前記容量制御の実施後に用いる点火時期に予め変更し
    て、容量制御を実施することを特徴とするガスヒートポ
    ンプ式空気調和装置の運転制御方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
JP2013068405A (ja) * 2011-09-09 2013-04-18 Osaka Gas Co Ltd ヒートポンプシステム及びその運転方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
JPWO2012086089A1 (ja) * 2010-12-24 2014-05-22 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法及び装置
JP5758913B2 (ja) * 2010-12-24 2015-08-05 株式会社前川製作所 ヒートポンプ装置の運転制御方法
JP2013068405A (ja) * 2011-09-09 2013-04-18 Osaka Gas Co Ltd ヒートポンプシステム及びその運転方法

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