JP2014173751A - 空気調和装置、及び、空気調和装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房性能を向上することができる空気調和装置、及び、空気調和装置の制御方法を提供する。
【解決手段】ガスエンジン３０により駆動される圧縮機１５、四方弁１８、及び、室外熱交換器１９を接続してなる冷媒回路１を備える空気調和装置１０において、ガスエンジン３０により発電する発電機７３と、発電機７３が発電した電力により冷媒回路１内の冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構６０と、を備え、暖房運転開始時に、負荷に応じて発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスエンジンで駆動される圧縮機を備える空気調和装置に関する。

従来、ガスエンジンで圧縮機を駆動するガスヒートポンプ式の空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置では、ガスエンジンを冷却するためのエンジン冷却水と、圧縮機に吸入される冷媒との間で熱交換するプレート式熱交換器を冷媒回路に設け、暖房運転時に圧縮機に吸入される冷媒をエンジン冷却水によって加熱することにより、暖房運転時における運転効率を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、この種の空気調和装置では、発電機を搭載し、空調運転時にガスエンジンの余力で発電を行い、当該発電機により発電した電力をファンモータやポンプに供給して消費エネルギーの低減を図っているものがある（例えば、特許文献２参照）

特開２００５−２２６８７３号公報 特開２００７−１５５１６５号公報

ところで、ガスヒートポンプ式の空気調和装置では、ガスエンジンの排熱を利用することができるため、暖房性能においては、電気モータヒートポンプ式の空気調和装置よりも優位であることが一般的に知られている。
しかしながら、暖房運転時に、外気温度が低い、或いは、室外機能力に対し室内機運転容量が大きい等で、空調負荷が大きい場合には、冷媒圧力が上昇し難く、ガスエンジンに掛る負荷が小さいため、排熱があまり出ない状態となる。これにより、空調負荷が大きい場合には、ガスヒートポンプ式の空気調和装置においても暖房性能はあまり期待できないという問題があった。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、暖房性能を向上することができる空気調和装置、及び、空気調和装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、及び、室外熱交換器を接続してなる冷媒回路を備える空気調和装置において、前記ガスエンジンにより発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により前記冷媒回路内の冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構と、を備え、暖房運転開始時に、負荷に応じて前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする。

また本発明は、上記空気調和装置において、前記冷媒圧昇圧機構は、前記冷媒回路内の冷媒を前記発電機の電力により直接加熱する冷媒加熱用ヒータを、前記圧縮機の吸込み側に備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記空気調和装置において、前記ガスエンジンをエンジン冷却水により冷却する冷却水回路を備え、当該冷却水回路内には、暖房運転時に、前記エンジン冷却水と前記冷媒回路内の冷媒との間で熱交換するプレート式熱交換器が設けられ、前記冷媒圧昇圧機構は、前記発電機の電力により前記冷却水を加熱する冷却水加熱用ヒータを、前記プレート式熱交換器の上流に備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記空気調和装置において、前記冷媒加熱用ヒータを、前記圧縮機の吸込側に設けられたアキュムレータ内に配設したことを特徴とする。

また本発明は、上記空気調和装置において、暖房運転開始時に、外気温が予め設定された所定値以下の場合に、前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする。

また本発明は、上記空気調和装置において、暖房運転を開始した際に、前記圧縮機から吐出される高圧冷媒の圧力が予め設定された所定値以下の場合に、前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、及び、室外熱交換器を接続してなる冷媒回路を備える空気調和装置の制御方法において、暖房運転開始時の負荷に応じて前記ガスエンジンにより駆動される発電機が発電した電力を前記冷媒回路を流れる冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする。

本発明によれば、ガスエンジンにより発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により冷媒回路内の冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構と、を備え、暖房運転開始時に、負荷に応じて前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給するため、暖房運転開始時の空調負荷が大きく、冷媒圧力が上昇し難くい場合に、ガスエンジンにより発電された電力により、冷媒圧を昇圧させることで、空調負荷が大きい場合でも、素早く冷媒圧力を上昇させるとともに、発電負荷との相乗効果でガスエンジンに掛る負荷を大きくして、エンジン排熱を増大させ、暖房運転開始時の暖房効率を高めることができ、暖房性能を向上することができる。

本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路の構成を示す図である。 冷媒圧昇圧機構の構成を示す図であり、（Ａ）は冷媒回路上にヒータ配置した構成を示す図、（Ｂ）は冷却水配管上にヒータを配置した構成を示す図である。 空気調和装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態に係るガスヒートポンプ（ＧＨＰ）式の空気調和装置１０の冷媒回路の構成を示す図である。
空気調和装置１０は、室外機１１及び複数台（例えば５台）の室内機１２Ａ〜１２Ｅを有し、室外機１１の室外冷媒配管１３と室内機１２Ａ〜１２Ｅの各室内冷媒配管１４Ａ〜１４Ｅとが連結されている。なお、図１では、空気調和装置１０の冷媒回路は符号１を付して示し、ガスエンジン３０の冷却を行うエンジン冷却水回路は符号４３を付して示している。

室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１３には圧縮機１５が配設されるとともに、この圧縮機１５の吸込側にアキュムレータ１６が、吐出側にオイルセパレータ１７及び四方弁１８がそれぞれ配設されている。また、四方弁１８側には、室外熱交換器１９、室外膨張弁２０、ドライコア２１が順次配設されている。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン（送風ファン）２２が隣接して配置されている。また、圧縮機１５は、圧縮機１５側のプーリ（不図示）と、ガスエンジン３０側のプーリ（不図示）との間に掛け渡されるＶベルト３０Ａを介してガスエンジン（エンジン）３０に連結され、このガスエンジン３０により駆動される。

オイルセパレータ１７には、このオイルセパレータ１７で分離したオイルを圧縮機１５に戻すためのオイル戻し管２３が設けられている。また、冷媒高圧側（圧縮機１５の吐出側）と冷媒低圧側（図示の例ではアキュムレータ１６の入口）との間は、バイパス弁２４を介して接続されている。
室外冷媒配管１３には、閉鎖弁２５Ａ、２５Ｂが設けられている。さらに、室外冷媒配管１３には、この室外冷媒配管１３を流れる液冷媒をアキュムレータ１６の手前に適宜供給するための２本のリキッド管２６Ａ，２６Ｂが設けられている。２本のリキッド管２６Ａ，２６Ｂのうち、一方のリキッド管２６Ａは、この室外冷媒配管１３を流れる液冷媒をアキュムレータ１６の手前に直接供給する。また、他方のリキッド管２６Ｂには、後述するプレート式熱交換器４８が接続され、他方のリキッド管２６Ｂを流れる液冷媒は、プレート式熱交換器４８を通って、アキュムレータ１６の手前に供給される。

室内機１２Ａ〜１２Ｅは、各室内に設置され、室内冷媒配管１４Ａ〜１４Ｅにそれぞれ配設される室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅと、各室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅの近傍に配設される室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅとを備えて構成される。また、室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅには、これらの室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅへ送風する室内ファン２９Ａ〜２９Ｅが隣接して配置されている。

室外機１１は、空気調和装置１０全体を制御する制御装置１００を備えており、この制御装置が四方弁１８を切り換えることにより、冷房運転又は暖房運転が行われる。つまり、四方弁１８が冷房側に切り換えられたときには、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが蒸発器として機能して冷房運転状態となり、各室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが室内を冷房する。また、四方弁１８が暖房側に切り換えられたときには、図１中矢印の如く冷媒が流れ、室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器として機能して暖房運転状態となり、各室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが室内を暖房する。
また、冷房運転時には、室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅのそれぞれの弁開度が空調負荷に応じて制御される。暖房運転時には、室外膨張弁２０及び室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅのそれぞれの弁開度が空調負荷に応じて制御される。

一方、圧縮機１５を駆動するガスエンジン３０の燃焼室には、エンジン燃料供給装置３１から燃料と空気との混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置３１は、燃料供給配管３２に、燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びスロットル３６が順次配設され、この燃料供給配管３２のスロットル３６側の端部がガスエンジン３０の燃焼室に接続されて構成される。
燃料遮断弁３３は、閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、燃料遮断弁３３が全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
ゼロガバナ３４は、燃料供給配管３２内における当該ゼロガバナ３４の前後の１次側燃料ガス圧力（一次圧）と２次側燃料ガス圧力（二次圧）とのうち、一次圧の変動によっても二次圧を一定の所定圧に調整して、ガスエンジン３０の運転を安定化させる。

燃料調整弁３５は、スロットル３６の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。このスロットル３６の上流側にはエンジンユニット外から空気を吸入する空気供給配管３７が接続されている。この空気供給配管３７の吸込口にはエアフィルタ３８が配設されている。
ガスエンジン３０には、エンジンオイル供給装置３９が接続されている。このエンジンオイル供給装置３９は、オイル供給配管４０にオイルレベルスイッチ４１Ａを内蔵した常時オイルパン４１及びオイル供給ポンプ４２が配設されたものであり、ガスエンジン３０へエンジンオイルを適宜供給する。

また、ガスエンジン３０は、エンジン冷却水回路４３を循環するエンジン冷却水により冷却される。このエンジン冷却水回路４３は、ラジエータ４９とガスエンジン３０との間に冷却水を循環させる第１冷却水経路４３Ａと、第１冷却水経路４３Ａに設けられた冷却水三方弁４７で分岐し、プレート式熱交換器４８とガスエンジン３０との間に冷却水を循環させる第２冷却水経路４３Ｂとを備えている。
また、エンジン冷却水回路４３には、リザーブタンク５５が配設されており、リザーブタンク５５は、エンジン冷却水回路４３内の冷却水が水漏れ等で減少すると、冷却水配管の内圧が冷却水を重力により自動的に補充するように調整されている。

冷却水三方弁４７は、流入した高温のエンジン冷却水をラジエータ４９とプレート式熱交換器４８とのいずれか一方、若しくは、分流比を変更して両方に導く流量調整式の三方弁である。この冷却水三方弁４７の入口４７Ａには、冷却水配管を介してガスエンジン３０の冷却水出口が接続されている。冷却水三方弁４７の一方の出口４７Ｂには、冷却水配管を介してプレート式熱交換器４８が接続され、また、冷却水三方弁４７の他方の出口４７Ｃには、冷却水配管を介してラジエータ４９が接続される。なお、この冷却水三方弁４７は、モータ（不図示）により駆動され、このモータが制御装置（不図示）により制御される。

ラジエータ４９、及び／或いは、プレート式熱交換器４８を通ったエンジン冷却水は、循環ポンプ４６と、排気ガス熱交換器５０と、が順次接続された冷却水配管を介して、ガスエンジン３０の冷却水入口に導かれる。循環ポンプ４６は、稼働時にエンジン冷却水を吐出してエンジン冷却水をエンジン冷却水回路４３内に循環させる。

排気ガス熱交換器５０には、当該排気ガス熱交換器５０を通過した排気ガスを処理して排出するための、マフラ５１、排気トップ５２、及び、中和装置５４が接続されている。排気ガス熱交換器５０の排気側と、マフラ５１の吸気側とは、排気管５３（排気ホースを含む）を介して接続されており、排気ガス熱交換器５０から排出されたドレンを含む排気ガスが排気管５３を通じてマフラ５１へ流入する。排気ガスは、マフラ５１内で消音板（不図示）に衝突して消音されると共に、排気ガス中の水分が消音板に衝突してドレン水となる。

マフラ５１を通過した排気ガスは、排気トップ５２に流入し、この排気ガスは、排気トップ５２内で冷却され、排気ガス中の水分が凝縮しドレンが発生して、最終的な排気ガスは排気トップ５２を介して外に排気される。排気トップ５２内部で発生したドレンは、不図示の戻しホースを介してマフラ５１に戻されて中和装置５４に導かれる。この中和装置５４は、ドレンに含まれる排気ガス中のＳＯｘやＮＯｘ等の有害物質を中和するものである。

ラジエータ４９は、エンジン冷却水を冷却させるものであり、室外ファン２２の送風空気が供給されるように、この室外ファン２２に隣接して配置されている。このラジエータ４９にて冷却されたエンジン冷却水は、循環ポンプ４６によって排気ガス熱交換器５０を介して、ガスエンジン３０に戻され、このガスエンジン３０を冷却する。

また、プレート式熱交換器４８は、冷媒回路１内の冷媒とエンジン冷却水回路内の冷却水との間で熱交換を行い、冷媒をガスエンジン３０の熱で加温されたエンジン冷却水で加温する冷却水・冷媒熱交換器である。このプレート式熱交換器４８は、室外冷媒配管２６Ｂを流れる液冷媒にガスエンジン３０の排熱を回収させることにより、暖房能力の増強を図る排気ガス熱回収用の熱交換器である。特に、外気温度が低い（例えば０℃以下）の場合には、室外熱交換器１９にて外気と冷媒との熱交換が十分にできないこともあるため、プレート式熱交換器４８をサブエバポレータとして機能させることにより、暖房能力の維持及び増強が図られる。従って、このプレート式熱交換器４８は主として暖房運転時に利用される。なお、外気温度は、例えば、室外ファン２２の風路中に設けられた外気温センサ１０１で検出され、検出結果は、制御装置１００に入力される。

ガスエンジン３０の出力軸７１には、発電機７３が連結されている。この発電機７３は、発電機７３側のプーリ（不図示）と、ガスエンジン３０の出力軸７１側のプーリ（不図示）との間に掛け渡されるＶベルト７２を介してガスエンジン３０に連結され、ガスエンジン３０により駆動される。発電機７３で発電された電力は、室外ファン２２や循環ポンプ４６等の負荷装置に供給される。これにより、負荷装置への電力供給量を低減することができ、消費エネルギーの低減化を図ることができる。

ところで、暖房運転開始時に、外気温が低く（例えば、−５℃以下）、空調負荷が大きい場合には、室外熱交換器１９にて外気から熱を得ることができず、冷媒圧力が上昇し難くなる。冷媒圧力が上昇し難くい状態となっているか否かは、圧縮機１５の冷媒吐出側に設けられた高圧圧力センサ１０２の検出値、或いは、高圧圧力センサ１０２の検出値と、圧縮機１５の冷媒吸込み側に設けられた低圧圧力センサ１０３の検出値との違いに基づいて検出することができる。高圧圧力センサ１０２、及び、低圧圧力センサ１０３の検出値は、制御装置１００に入力され、制御装置１００は、これらのセンサの検出値に基づいて、冷媒圧力が上昇し難くい状態となっているか否かを判断する。

冷媒圧力が上昇し難くなると、ガスエンジン３０に掛かる負荷が小さくなるため、エンジン排熱があまり出ない状態となる。よって、プレート式熱交換器４８の機能による暖房能力の増強も期待できない状況となる。
そこで、本実施形態の空気調和装置１０には、圧縮機１５に吸収される冷媒を加熱することで冷媒圧を昇圧し、結果としてガスエンジン３０に掛かる負荷を大きくする冷媒圧昇圧機構６０が備えられている。

冷媒圧昇圧機構６０は、冷媒回路１内の冷媒を直接加熱することで、冷媒圧を昇圧する冷媒加熱用ヒータ６１を備えている。また、冷媒圧昇圧機構６０は、エンジン冷却水回路４３内のエンジン冷却水を加熱することで、プレート式熱交換器４８を介して冷媒回路１内の冷媒を間接的に加熱する冷却水加熱用ヒータ６２を備えている構成であっても良い。
冷媒加熱用ヒータ６１は、プレート式熱交換器４８を介してアキュムレータ１６の手前に冷媒を適宜供給するリキッド管２６Ｂ内に設けられる。冷媒加熱用ヒータ６１は、プレート式熱交換器４８の下流に設けられているのが望ましい。そして、プレート式熱交換器４８でエンジン冷却水と熱交換して蒸発した冷媒は、冷媒加熱用ヒータ６１によりさらに加熱されて冷媒圧が昇圧した状態で、圧縮機１５に供給される。

このように、冷媒圧昇圧機構６０は、圧縮機１５の吸込み側に冷媒加熱用ヒータ６１を備え、当該冷媒加熱用ヒータ６１により加熱され冷媒圧が昇圧された冷媒が圧縮機１５に吸い込まれる。これにより、ガスエンジン３０に掛かる負荷を大きくして、エンジン排熱による暖房能力の増強を図ることができる。
なお、冷媒加熱用ヒータ６１は、リキッド管２６Ｂ内に設けられた容器（不図示）に内蔵され、当該容器内に導かれた冷媒を加熱する構成であっても良いし、或いは、図２（Ａ）に示すように、アキュムレータ１６に内蔵されている構成であっても良い。

冷却水加熱用ヒータ６２は、ガスエンジン３０の冷却水出口と、冷却水三方弁４７との間のエンジン冷却水回路４３中に設けられる。冷媒圧昇圧機構６０は、冷却水加熱用ヒータ６２により、エンジン冷却水回路４３を流れるエンジン冷却水を加熱する。冷却水加熱用ヒータ６２により加熱されたエンジン冷却水は、冷却水三方弁４７を通り、プレート式熱交換器４８に接続された第２冷却水経路４３Ｂに循環される。そして、プレート式熱交換器４８を介して、冷媒回路１内の冷媒と熱交換する。これにより、プレート式熱交換器４８を介して、冷媒回路１内を流れる冷媒は、エンジン冷却水により加熱されて、冷媒圧が昇圧される。冷却水加熱用ヒータ６２は、例えば、図２（Ｂ）に示すように、ガスエンジン３０の冷却水出口と、冷却水三方弁４７との間を繋ぐ冷却水配管中に設けられたエルボ管６３に内蔵されている構成であっても良い。

冷媒加熱用ヒータ６１、及び、冷却水加熱用ヒータ６２には、発電機７３により発電された電力を冷媒加熱用ヒータ６１、冷却水加熱用ヒータ６２に供給する電線６４が接続されている。冷媒加熱用ヒータ６１、及び、冷却水加熱用ヒータ６２は、暖房運転開始時に外気温が低い場合に等で冷媒圧力が上昇し難くい際に、発電機７３により発電された電力により駆動され、冷媒を加熱して、圧縮機１５に吸い込まれる冷媒圧を昇圧する為に用いられる。

次に、暖房運転開始時の空気調和装置１０の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。
暖房運転を開始すると、まず、室外機１１の制御装置１００は、外気温センサ１０１の検出値を取得する（ステップＳ１）。そして、制御装置１００は、外気温センサ１０１で検出された外気温度を示す値が、予め設定された所定の値であるか否かを判断する（ステップＳ２）。この所定の温度は、例えば、室外熱交換器１９にて外気から熱を得ることができなくなる−５℃以下に設定される。外気温が所定値より高いと判断した場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御装置１００は、発電機７３により発電された電力を冷媒圧昇圧機構６０には供給せず、室外ファン２２や循環ポンプ４６等に供給する通常運転を行う（ステップＳ７）。

一方、外気温センサ１０１で検出された外気温が所定値以下であると判断した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、続いて、高圧圧力センサ１０２により検出される高圧冷媒の圧力を検出し（ステップＳ３）。制御装置１００は、高圧冷媒の圧力が、予め設定された所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。高圧冷媒の圧力が所定値より高いと判断した場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置１００は、発電機７３により発電された電力を冷媒圧昇圧機構６０には供給せず、室外ファン２２や循環ポンプ４６等に供給する通常運転を行う（ステップＳ７）。

高圧冷媒の圧力が所定値以下であると判断した場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、発電機７３により発電された電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する（ステップＳ５）。つまり、外気温度、及び、高圧冷媒の圧力が低く、空調負荷が大きい場合には、制御装置１００は、発電機７３により発電された電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する。これにより、圧縮機１５に吸い込まれる冷媒の冷媒圧を冷媒加熱用ヒータ６１、及び／或いは、冷却水加熱用ヒータ６２により加熱して予め昇圧することができる。よって、発電機７３により発電された電力を用いて、速やかに冷媒圧を昇圧させ暖房運転開始時の暖房性能を向上することができる。また、発電機７３により発電された電力を用いて冷媒圧を昇圧させることで、ガスエンジン３０に掛かる負荷を速やかに大きくして、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができ、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、ガスエンジン３０により駆動される圧縮機１５、四方弁１８、及び、室外熱交換器１９を接続してなる冷媒回路１を備える空気調和装置１０において、ガスエンジン３０により発電する発電機７３と、発電機７３が発電した電力により冷媒回路１内の冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構６０と、を備え、暖房運転開始時に、負荷に応じて発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する。この構成によれば、暖房運転開始時に、空調負荷が大きく、冷媒圧が昇圧しにくい状態になっている場合には、ガスエンジン３０により発電する発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給して、冷媒回路１内の冷媒の冷媒圧を速やかに昇圧することができる。これにより、暖房運転開始時の暖房性能を向上することができる。また、ガスエンジン３０に掛かる負荷を速やかに大きくして、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができ、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、冷媒圧昇圧機構６０は、冷媒回路１内の冷媒を発電機７３の電力により直接加熱する冷媒加熱用ヒータ６１を、圧縮機１５の吸込み側に備えた。この構成によれば、冷媒の冷媒圧を予め昇圧して圧縮機１５の吸込み口に供給することができ、ガスエンジン３０に掛かる負荷を大きくして、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができる。これにより、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、ガスエンジン３０をエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却水回路４３を備え、エンジン冷却水回路４３内には、暖房運転時に、エンジン冷却水と冷媒回路１内の冷媒との間で熱交換するプレート式熱交換器４８が設けられ、冷媒圧昇圧機構６０は、発電機７３の電力により冷却水を加熱する冷却水加熱用ヒータ６２を、プレート式熱交換器４８の上流に備えた。この構成によれば、プレート式熱交換器４８に供給されるエンジン冷却水を冷却水加熱用ヒータ６２で加熱し、冷却水加熱用ヒータ６２で加熱したエンジン冷却水により、プレート式熱交換器４８を流れる冷媒を間接的に加熱することができる。よって、プレート式熱交換器４８を用いて、発電機７３の電力により冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させることで、発電負荷と相まってガスエンジン３０に掛かる負荷を大きくすることができ、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、冷媒加熱用ヒータ６１を、圧縮機１５の吸込側に設けられたアキュムレータ１６内に配設したため、アキュムレータ内で冷媒を加熱し、冷媒圧を昇圧させて圧縮機１５に供給することができる。これにより、ガスエンジン３０に掛かる負荷を大きくして、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができる。これにより、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。また、冷媒回路１内に、冷媒加熱用ヒータ６１を内蔵する別の容器を接続する必要がなく、冷媒加熱用ヒータ６１を簡単に配設することができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、暖房運転開始時に、外気温が予め設定された所定値以下の場合に、発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する。この構成によれば、外気温が低く、空調負荷が大きい場合に、ガスエンジン３０により発電する発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給して、冷媒回路１内の冷媒の冷媒圧を速やかに昇圧することができる。これにより、暖房運転開始時の暖房性能を向上することができる。また、ガスエンジン３０に掛かる負荷を速やかに大きくして、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができ、外気温度が低い場合であっても、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、暖房運転を開始した際に、圧縮機１５から吐出される高圧冷媒の圧力が予め設定された所定値以下の場合に、発電機７３が発電する電力を冷媒圧昇圧機構６０に供給する。この構成によれば、圧縮機１５から吐出される高圧冷媒の圧力が低く、ガスエンジン３０に掛かる負荷が低くなっている場合に、冷媒圧を昇圧してガスエンジン３０の負荷を大きくすることができる。よって、ガスエンジン３０の負荷を大きくし、エンジン排熱が効率良く出る状態とすることができ、エンジン排熱を利用しての暖房性能の向上を図ることができる。

１ 冷媒回路
１０ 空気調和装置
１１ 室外機
１５ 圧縮機
１６ アキュムレータ
１８ 四方弁
１９ 室外熱交換器
３０ ガスエンジン
４３ エンジン冷却水回路
４８ プレート式熱交換器
６０ 冷媒圧昇圧機構
６１ 冷媒加熱用ヒータ
６２ 冷却水加熱用ヒータ
７３ 発電機
１００ 制御装置
１０１ 外気温センサ
１０２ 高圧圧力センサ
１０３ 低圧圧力センサ

Claims (7)

1. ガスエンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、及び、室外熱交換器を接続してなる冷媒回路を備える空気調和装置において、
   前記ガスエンジンにより発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により前記冷媒回路内の冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構と、を備え、
   暖房運転開始時に、負荷に応じて前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給する
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記冷媒圧昇圧機構は、前記冷媒回路内の冷媒を前記発電機の電力により直接加熱する冷媒加熱用ヒータを、前記圧縮機の吸込み側に備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記ガスエンジンをエンジン冷却水により冷却する冷却水回路を備え、当該冷却水回路内には、暖房運転時に、前記エンジン冷却水と前記冷媒回路内の冷媒との間で熱交換するプレート式熱交換器が設けられ、
   前記冷媒圧昇圧機構は、前記発電機の電力により前記エンジン冷却水を加熱する冷却水加熱用ヒータを、前記プレート式熱交換器の上流に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記冷媒加熱用ヒータを、前記圧縮機の吸込側に設けられたアキュムレータ内に配設したことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
5. 暖房運転開始時に、外気温が予め設定された所定値以下の場合に、前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置。
6. 暖房運転を開始した際に、前記圧縮機から吐出される高圧冷媒の圧力が予め設定された所定値以下の場合に、前記発電機が発電する電力を前記冷媒圧昇圧機構に供給することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和装置。
7. ガスエンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、及び、室外熱交換器を接続してなる冷媒回路を備える空気調和装置の制御方法において、
   暖房運転開始時の負荷に応じて前記ガスエンジンにより駆動される発電機が発電した電力を前記冷媒回路を流れる冷媒を加熱して冷媒圧を昇圧させる冷媒圧昇圧機構に供給する
   ことを特徴とする空気調和装置の制御方法。

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