JP2006275389A - 空調・発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エンジン10によって駆動される圧縮機12、室外熱交換器、減圧装置および室内熱交換器を有した空気調和装置と、エンジン10によって駆動される発電機11と、この発電機11の出力側に接続されたインバータ33と、このインバータ33の出力側に接続され、エンジンの冷却水の循環経路に設けられたヒータ23と、このヒータ23で加熱された冷却水および圧縮機12に戻る冷媒の間で熱交換を行う熱交換器31とを備え、この熱交換器31によって、冷却水により冷媒加熱する。
【選択図】 図1
Description
図1は、ガスエンジン駆動式の空気調和装置1を示す。この空気調和装置1は、室外ユニット2と複数の室内ユニット3a〜3cとを有し、これらを液管4aおよびガス管4bからなるユニット間配管4で接続して構成されている。室外ユニット2には、ガスエンジン10と、このガスエンジン10の駆動力により発電を行う発電機11と、ガスエンジン10の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機12とが収容されている。このガスエンジン10は、燃料調整弁7を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁8を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。
このガスエンジン10は水冷式であり、このガスエンジン10のウォータージャケットを循環した冷却水は、第1の三方弁22、逆潮流ヒータ23および第2の三方弁24を経て、ラジエター25に供給される。このラジエター25は、室外熱交換器17と併設されており、これらは同一の送風機26により送られる空気によって空冷され、このラジエター25を経た冷却水は、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換器29の順に流れて、ガスエンジン10のウォータージャケットに戻される。
排ガス熱交換器29には、ガスエンジン10の排気ガスが通され、この排気ガスは、排気トップ30を経て、室外ユニット2の外に排出される。
第2の三方弁24は、例えば暖房運転時に切り替えられ、この場合、冷却水はラジエター25をバイパスし、プレート式熱交換器31を経て、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換器29の順に流れ、ウォータージャケットに戻される。
この発電機11には、系統連系インバータ33が接続され、この系統連系インバータ33は、発電機11からの三相交流電力を、AC/DCコンバータを介して、直流電力に変換した後、200Vの三相交流の電力に変換して、商用系統35に出力する。この商用系統35は、商用電源36と、ブレーカ37と、需要家負荷38とを含み、系統連系インバータ33は、ブレーカ37と、需要家負荷38との間に接続されている。
また、系統連系インバータ33は、発電機11の発電量を制御する機能を有し、必要に応じ、発電量を減少または増大させる。
需要家負荷38は、電力検出器43、系統連系インバータ33および室外側コントローラ39により常時監視されている。
この逆潮流ヒータ23は、暖房運転時の冷媒を加熱するための熱源として利用される。空気調和装置1が暖房運転される場合、図1において、冷媒が、実線の矢印で示すように、圧縮機12a,12b、四方弁15、室内熱交換器21a〜21b、膨張弁19a〜19cおよび室外熱交換器17の順に流れ、室内熱交換器21a〜21bでの冷媒凝縮熱により室内が暖房される。
この処理フローでは、暖房運転時に、エンジン最高回転速度で運転しても、室内熱交換器21a〜21bを経た空気の吹出温度が、所定温度以下である場合(S1)、外気温度が低いとして、室外側コントローラ39から系統連系インバータ33に対し、逆潮流ヒータ23への通電許可が出力される(S2)。これが出力されると、タイマ(図示せず)が計時を開始し(S3)、その通電時間が所定時間を超えた場合(S4)、系統連系インバータ33に対し、ヒータ23への通電不許可が出力され(S5)、タイマがリセットされる(S6)。ヒータへの通電により、上記のように、加熱されたエンジン冷却水がプレート式熱交換器31に流れ、ここでヒータ熱が回収されて冷媒加熱され、暖房運転時の暖房効率が向上する。ヒータ23の通電には、所定のインターバルを持たせ、ヒータ通電後は、一担通電を停止することが望ましい。
例えば、発電負荷の急減により、系統連系インバータ33の出力が急減すると、発電機11の負荷が軽くなる。この場合に、スロットル弁8の弁開度は所定の弁開度に維持されているため、エンジンが過回転し、インバータ33の入力電圧が上昇し、インバータ33の耐電圧を超える恐れがある。
本構成では、エンジン過回転が発生した場合であっても、それによって余剰となった発電電力が、逆潮流ヒータ23で消費されるため、系統連系インバータ33の入力電圧の上昇が抑制され、インバータ33の保護が図られる。
2 室外ユニット
3 室内ユニット
8 スロットル弁
10 エンジン
11 発電機
12 圧縮機
23 逆潮流ヒータ
24 冷却水ポンプ
31 プレート式熱交換器(熱交換器)
33 系統連系インバータ
38 需要家負荷
39 室外側コントローラ
43 電力検出器
Claims (4)
- エンジンによって駆動される圧縮機、室外熱交換器、減圧装置および室内熱交換器を有した空気調和装置と、前記エンジンによって駆動される発電機と、この発電機の出力側に接続されたインバータと、このインバータの出力側に接続され、前記エンジンの冷却水の循環経路に設けられたヒータと、このヒータで加熱された冷却水および前記圧縮機に戻る冷媒の間で熱交換を行う熱交換器とを備え、この熱交換器によって、冷却水により冷媒加熱することを特徴とする空調・発電システム。
- 暖房運転時で低外気温時に、インバータに対し、ヒータへの通電許可を出力することを特徴とする請求項1記載の空調・発電システム。
- 前記エンジンの起動後に、所定時間通電を行うことを特徴とする請求項2記載の空調・発電システム。
- 前記ヒータへの通電時間を計測するタイマを備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載の空調・発電システム。
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