JP2014228165A

JP2014228165A - 空調装置

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Publication number: JP2014228165A
Application number: JP2013106225A
Authority: JP
Inventors: 吉村　正博; Masahiro Yoshimura; 正博吉村
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2014-12-08

Abstract

【課題】一般家庭等の比較的小規模な商用電力の需要者であっても、エンジンあるいは燃料電池を用いた発電機を効率良く利用し、ピーク時における商用電力の電力需要量をより効率よく低減し、吸収式冷凍機よりも低コストで広く普及させることができる空調装置を提供する。【解決手段】商用電力と系統連系可能な発電機１０と、電気式冷凍手段２１と蓄冷手段２２と冷凍機側熱交換器２３を備えた電気式冷凍機２０と、冷凍機側循環配管３２、３３にて冷凍機側熱交換器に接続された第１空調側熱交換器３１を有する第１空調手段３０と、冷凍機側循環配管内の熱媒を循環させる冷凍機側熱媒循環手段２４とを備え、冷房が必要な場合は、蓄冷手段と冷凍機側熱交換器と第１空調側熱交換器と冷凍機側熱媒循環手段を用いて第１空調手段にて空調し、発電機による発電余力がある場合に、発電余力の電力にて電気式冷凍機の蓄冷手段に蓄冷することが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、商用電力のピーク時の電力需要量を低減できる空調装置に関する。

従来より、一年を通じて夏期の午後に、空調装置（冷房）の利用等により、商用電力の需要のピークが発生している。
現状の商用電力の供給システムでは、主に商用電力の需要に応じてリアルタイムに発電して商用電力を供給している。従って、商用電力の供給者は、ピーク時の電力需要量を予測して、必要な発電設備を用意している。
しかし、種々の事情により、充分な発電設備を用意できない場合があり、電力供給量の不足が予測された場合は、企業、官公庁、一般家庭等の電力需要者に対して電力供給量を超えないように節電への協力が求められる。
そのような状況の中で、近年では、太陽光発電機や熱電併給装置を保有する企業や一般家庭等が増加傾向にある。
例えば熱電併給装置として、特許文献１に記載された従来技術では、ガスエンジン式発電機の高温排熱を吸収式冷凍機に供給し、冷房を行っている。

特開平７−２１７９５１号公報

特許文献１に記載の従来技術に開示されている吸収式冷凍機は、業務用や産業用の比較的大能力の装置が実用化されているが、発電機の高温排熱を吸収式冷凍機に供給するためのシステムが大がかりになることに加えて、安全面への充分な配慮が必要であり、多大なコストがかかるので、一般家庭等の小規模な利用者には、ほとんど普及していない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、一般家庭等の比較的小規模な商用電力の需要者であっても、エンジンあるいは燃料電池を用いた発電機を効率良く利用し、ピーク時における商用電力の電力需要量をより効率よく低減し、吸収式冷凍機よりも低コストで広く普及させることができる空調装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る空調装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、発電した電力を、商用電力が供給される分電盤に供給し、商用電力と系統連系可能なエンジンあるいは燃料電池を用いた発電機と、電気式冷凍手段と蓄冷手段と冷凍機側熱交換器を備えた電気式冷凍機と、熱媒を循環させる冷凍機側循環配管にて前記冷凍機側熱交換器に接続された第１空調側熱交換器を有する第１空調手段と、前記冷凍機側循環配管の経路上に設けられて前記冷凍機側循環配管内の熱媒を循環させる冷凍機側熱媒循環手段と、を備えた空調装置である。
そして、冷房が必要な場合は、前記蓄冷手段と前記冷凍機側熱交換器と前記第１空調側熱交換器と前記冷凍機側熱媒循環手段を用いて前記第１空調手段にて空調し、前記発電機による発電余力がある場合に、発電余力の電力にて前記電気式冷凍機の前記蓄冷手段に蓄冷することが可能である。

この第１の発明では、電気式冷凍手段と蓄冷手段と冷凍機側熱交換器を備えた電気式冷凍機を備え、エンジンあるいは燃料電池を用いた発電機による電力または商用電力を用いて、蓄冷することができる。
電気式冷凍機は、吸収式冷凍機を用いたシステムと比較して非常に小規模で安全性も高いので、一般家庭等の比較的小規模な商用電力の需要者に、吸収式冷凍機よりも広く普及させることができる。
また深夜電力の利用はもちろんのこと、発電機の発電余力がある場合に発電余力の電力を用いて蓄冷することができるので、夏期の冷房の利用によるピーク時における商用電力の電力需要量を、より効率よく低減することができる。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る空調装置であって、前記発電機にて発生した排熱を用いて熱交換可能な排熱側熱交換器と、前記発電機と前記排気側熱交換器とに接続されて排気あるいは排気熱媒を循環させる発電機側循環配管と、前記冷凍機側循環配管から分岐されて前記排熱側熱交換器に接続された排熱側分岐配管と、を備ている。
そして、前記冷凍機側熱媒循環手段が、前記排熱側熱交換器と前記第１空調側熱交換器とを接続するように前記冷凍機側循環配管の一部と前記排熱側分岐配管とで形成された暖房経路に含まれない前記冷凍機側循環配管の経路上に設けられている場合は、前記排熱側分岐配管の経路上に、前記暖房経路内の熱媒を循環させる排熱側熱媒循環手段が設けられており、暖房が必要な場合、前記排熱側熱媒循環手段を有している場合は当該排熱側熱媒循環手段と、前記排熱側熱媒循環手段を有していない場合は前記冷凍機側熱媒循環手段と、前記発電機と、前記排熱側熱交換器と、前記第１空調側熱交換器と、を用いて前記第１空調手段にて空調する。

この第２の発明によれば、発電機の排熱を暖房に利用することで、夏期だけでなく冬期においても、電力需要量をより効率良く低減することができる。
また第１空調手段を、必要に応じて冷房用または暖房用として利用するので、冷房用と暖房用をそれぞれ専用に備えるよりも低コストである。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る空調装置であって、前記発電機にて発生した排熱を用いて熱交換可能な排熱側熱交換器と、前記発電機と前記排気側熱交換器とに接続されて排気あるいは排気熱媒を循環させる発電機側循環配管と、前記冷凍機側循環配管とは独立して熱媒を循環させる排熱側循環配管にて前記排熱側熱交換器に接続された第２空調側熱交換器を有する第２空調手段と、前記排熱側循環配管の経路上に設けられて前記排熱側循環配管内の熱媒を循環させる排熱側熱媒循環手段と、を備えている。
そして、暖房が必要な場合は、前記発電機と前記排熱側熱交換器と前記第２空調側熱交換器と前記排熱側熱媒循環手段を用いて前記第２空調手段にて空調する。

この第３の発明によれば、発電機の排熱を暖房に利用することで、夏期だけでなく冬期においても、電力需要量をより効率良く低減することができる。
また冷房専用の第１空調手段と、暖房専用の第２空調手段を、それぞれ備えているので、空調手段の設置の自由度が高い。例えば冷気を室内に広く供給するために第１空調手段を天井近傍に設置し、暖気を室内に広く供給するために第２空調手段を床近傍に設置することができる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係る空調装置であって、前記電気式冷凍手段の蓄冷運転の開始と停止を行う蓄冷運転指令手段と、前記蓄冷運転指令手段に対して、蓄冷運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する制御手段と、を備えている。

この第４の発明によれば、制御手段を用いて、電力需要のピーク時間帯を避けた時間帯に蓄冷するように電気式冷凍機を自動的に運転することや、蓄冷が完了した場合に電気式冷凍機を自動的に停止することができるので、非常に便利である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係る空調装置であって、前記発電手段の発電運転の開始と停止を行う発電運転指令手段と、制御手段を備えていない場合は、前記発電運転指令手段に対して、発電運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記発電運転指令手段に対して、発電運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する。

この第５の発明によれば、制御手段を用いて、電力需要のピーク時間帯を避けた時間帯に蓄冷するように発電機を自動的に運転することや、蓄冷が完了した場合に発電機を自動的に停止することができるので、非常に便利である。

次に、本発明の第６の発明は、上記第４の発明または第５の発明に係る空調装置であって、日付あるいは時間帯の少なくとも一方に対応させた商用電力の料金を示す電気料金情報を記憶した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている電気料金情報と、現在の日付及び時刻と、に基づいて、前記電気式冷凍手段の蓄冷運転をするべきタイミングと前記発電機の発電運転をするべきタイミングを判定し、前記蓄冷運転指令手段を有する場合、前記電気式冷凍手段の蓄冷運転をするべきタイミングであると判定した場合は蓄冷運転の開始を指示する制御信号を前記蓄冷運転指令手段に出力し、前記発電運転指令手段を有する場合、前記発電機の発電運転をするべきタイミングであると判定した場合は発電運転の開始を指示する制御信号を前記発電運転指令手段に出力する。

この第６の発明によれば、商用電力の時間帯別の料金や、商用電力の需要状況等に応じて、経済性や環境性に対して、適切な電気式冷凍機の運転タイミングや発電機の運転タイミングを、制御手段に判断させることができるので、非常に便利である。

次に、本発明の第７の発明は、上記第６の発明に係る空調装置であって、前記制御手段は、有線または無線による通信手段を備えており、前記通信手段を介して空調装置の外部から前記電気料金情報を取り込み、取り込んだ電気料金情報を前記記憶手段に記憶する。

この第７の発明によれば、電気料金情報を適切な方法で記憶させることができる。

第１の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。第２の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。第３の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。第４の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。第５の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。第７の実施の形態の空調装置の構成の例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［第１の実施の形態の空調装置１Ａの構成と動作（図１）］
まず、図１を用いて第１の実施の形態の空調装置１Ａの構成の例について説明する。
空調装置１Ａは、発電機１０と、電気式冷凍機２０と、第１空調手段３０（空調室内機等）とを備えている。
発電機１０は、ガスエンジンや燃料電池等を用いて発電する発電手段１１と、電力変換装置１２と、を備えている。
電力変換装置１２は、発電手段１１にて発電された電力を、商用電力の交流周波数と電圧レベルに変換し、商用電力の交流電力と同程度に変換することで、商用電力に系統連系可能な電力品質に変換する。
そして電力変換装置１２にて変換された電力は、商用電力が供給される分電盤８０に供給される。なお分電盤８０に供給するだけでなく、電力供給線１３を介して、後述する電気式冷凍手段２１に電力を供給するようにしてもよい。

電気式冷凍機２０は、電気式冷凍手段２１と、蓄冷手段２２と、冷凍機側熱交換器２３と、を備えている。
電気式冷凍手段２１は、例えば電気式ヒートポンプであり、分電盤８０から供給される商用電力または発電機１０による電力、あるいは電力供給線１３からの発電機１０による電力にて駆動され、蓄冷手段２２に蓄冷する。
蓄冷手段２２は、水等の蓄冷剤が充填された蓄冷槽であり、例えば蓄冷剤が水の場合は氷を蓄えることで冷熱を蓄える。
冷凍機側熱交換器２３は、例えば蓄冷槽内に配置されてコイル状に巻回された配管であり、内部を循環する熱媒（例えば水）の温度を下げる。

第１空調手段３０は、例えば冷房をするための室内に配置された冷房用室内機であり、第１空調側熱交換器３１を備えている。
第１空調側熱交換器３１は、冷凍機側循環配管３２、３３にて冷凍機側熱交換器２３と接続されている。そして冷凍機側循環配管３２、３３の経路上には、冷凍機側循環配管３２、３３の内部の熱媒を循環させる冷凍機側熱媒循環手段２４（例えば循環ポンプ）が設けられている。なお、冷凍機側熱媒循環手段２４は、電気式冷凍機２０内や第１空調手段３０内に設けられていてもよい。また冷凍機側熱媒循環手段２４の配置位置は、冷凍機側循環配管３２、３３の内部の熱媒を循環させることができる位置に配置されていれば、電気式冷凍機２０内や第１空調手段３０内であっても、冷凍機側循環配管３２、３３の経路上であってもよい（電気式冷凍機２０内や第１空調手段３０内も、冷凍機側循環配管上に含む）。
また冷凍機側熱媒循環手段２４は、第１空調手段３０に設けられた運転状態入力手段（図示省略）や、第１空調手段３０の運転を指示するリモコン３８等から制御され、冷房運転の実行の指示や設定温度の指示に応じて駆動される。
また第１空調手段３０は、ファンコイル式のように電動ファン等を備えて室内空気と熱媒の間で熱交換した冷気を室内に送風するようにしてもよいし、電動ファン等を備えずに自然対流式や輻射冷房式にて冷気を室内に供給するようにしてもよい。

例えば冷房が必要な場合、第１空調手段３０に設けられた運転状態入力手段（図示省略）、あるいはリモコン３８から冷房運転の指示が入力されると、当該運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、冷凍機側熱媒循環手段２４を制御して、冷凍機側循環配管３２、３３内の熱媒を循環させて、第１空調手段３０にて冷房を行う。
この場合、蓄冷手段２２と、冷凍機側熱交換器２３と、第１空調側熱交換器３１と、冷凍機側熱媒循環手段２４と、を用いて第１空調手段３０にて冷房を行う。

以上の構成により、空調装置１Ａは、発電機１０の発電余力がある場合に、発電余力の電力にて電気式冷凍手段２１を駆動して蓄冷手段２２に蓄冷することができる。そして蓄冷した冷熱を、商用電力の需要のピーク時間帯で利用することで、ピーク時における商用電力の電力需要量を低減することができる。
また発電機の発電運転時における発電余力（発電した電力量＞消費される電力量）がある場合に蓄冷手段に蓄冷することで、最も効率良く発電機を駆動した場合等に発生した余剰電力が無駄にならず、しかもピーク時の商用電力の需要量を低減することができる。
もちろん、発電機の発電余力がある場合だけでなく、深夜電力を用いて蓄冷するようにしてもよい。
また、発電機１０、電気式冷凍機２０は、吸収式冷凍機を用いた冷房システムと比較して、小規模で安全性の確保も容易で低コストで実現可能であり、一般家庭等の比較的小規模な電力需要者に広く普及させることができる。

●［第２の実施の形態の空調装置１Ｂの構成と動作（図２）］
図２に示す第２の実施の形態の空調装置１Ｂは、図１に示す第１の実施の形態の空調装置１Ａに対して、排熱側熱交換器４５、発電機側循環配管１４、１５、排熱側分岐配管４２、４３、排熱側熱媒循環手段４４、流路切替弁５２、５３が追加されている点が異なる。
以下、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

排熱側熱交換器４５には、発電機側循環配管１４、１５が接続され、発電機の駆動によって発生した排気あるいは排気によって加熱された排気熱媒が供給される。発電機側循環配管１４、１５は、発電機１０と排熱側熱交換器４５とに接続され、排気あるいは排気熱媒を循環させる。そして排熱側熱交換器４５にて、発電機側循環配管１４、１５から供給される排気あるいは排気熱媒が、排熱側分岐配管４２、４３内を循環する熱媒を加熱する。
排熱側分岐配管４２、４３は、冷凍機側循環配管３２、３３から分岐されて排熱側熱交換器４５に接続されている。
排熱側分岐配管４２の一方端は排熱側熱交換器４５に接続され、他方端は冷凍機側循環配管３２の経路上に設けられた流路切替弁５２に接続されている。
排熱側分岐配管４３の一方端は排熱側熱交換器４５に接続され、他方端は冷凍機側循環配管３３の経路上に設けられた流路切替弁５３に接続されている。
そして第１空調側熱交換器３１から、流路切替弁５３と排熱側分岐配管４３と排熱側熱交換器４５と排熱側分岐配管４２と流路切替弁５２を経由して第１空調側熱交換器３１に戻る経路である暖房経路が形成されている。
なお図２の例では、冷凍機側熱媒循環手段２４は、暖房経路に含まれない冷凍機側循環配管３２、３３の経路上に配置されている。この場合、排熱側分岐配管４２、４３の経路上に、排熱側熱媒循環手段４４（例えば循環ポンプ）を配置する（なお、第１空調手段３０内や排熱側熱交換器４５内も、暖房経路の経路上に含む）。
なお、冷凍機側熱媒循環手段２４を、上記の暖房経路に含まれる冷凍機側循環配管３２、３３の経路上（例えば図２中に点線で示す位置）に配置した場合は、排熱側熱媒循環手段４４を省略してもよい。

例えば冷房が必要な場合、第１空調手段３０に設けられた運転状態入力手段（図示省略）、あるいはリモコン３８から冷房運転の指示が入力されると、当該運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、流路切替弁５３を制御して冷凍機側循環配管３３を連通させて排熱側分岐配管４３への流路を閉鎖する。また流路切替弁５２を制御して冷凍機側循環配管３２を連通させて排熱側分岐配管４２への流路を閉鎖する。なお、流路切替弁５２、５３は、少なくとも一方が設けられていればよい。
運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、上記のように流路切替弁５２、５３を制御して、冷凍機側循環配管３２、３３にて第１空調側熱交換器３１と冷凍機側熱交換器２３との間で熱媒を循環させる経路である冷房経路を形成し、冷凍機側熱媒循環手段２４を制御して熱媒を循環させ、冷房を行う。
この場合、第１の実施の形態と同様、蓄冷手段２２と、冷凍機側熱交換器２３と、第１空調側熱交換器３１と、冷凍機側熱媒循環手段２４と、を用いて第１空調手段３０にて冷房を行う。

また例えば暖房が必要な場合、第１空調手段３０に設けられた運転状態入力手段あるいはリモコン３８から暖房運転の指示が入力されると、当該運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、流路切替弁５３を制御して冷凍機側熱交換器２３の側の冷凍機側循環配管３３を閉鎖し、第１空調側熱交換器３１の側の冷凍機側循環配管３３と排熱側分岐配管４３を連通する。また流路切替弁５２を制御して冷凍機側熱交換器２３の側の冷凍機側循環配管３２を閉鎖し、第１空調側熱交換器３１の側の冷凍機側循環配管３２と排熱側分岐配管４２を連通する。なお、流路切替弁５２、５３は、少なくとも一方が設けられていればよい。
運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、上記のように流路切替弁５２、５３を制御して、第１空調側熱交換器３１と、冷凍機側循環配管３２、３３の一部（第１空調側熱交換器３１から流路切替弁（分岐個所）までの冷凍機側循環配管３２、３３）と、排熱側分岐配管４２、４３とで環状に形成された暖房経路を形成し、排熱側熱媒循環手段４４を制御して暖房経路内に熱媒を循環させる。
なお、冷凍機側熱媒循環手段２４が、上記の暖房経路に含まれる冷凍機側循環配管３２、３３の経路上に配置されて排熱側熱媒循環手段４４が省略されている場合は、冷凍機側熱媒循環手段２４が制御されて暖房を行う。
この場合、発電機１０と排熱側熱交換器４５と第１空調側熱交換器３１と排熱側熱媒循環手段４４（あるいは冷凍機側熱媒循環手段２４）を用いて、第１空調手段３０にて暖房を行う。

以上の構成により、空調装置１Ｂは、第１の実施の形態の空調装置１Ａの機能に加えて、冷房だけでなく暖房も行うことができる。従って、冷房を必要とする夏期だけでなく、暖房を必要とする冬期においても、商用電力の電力需要量を効率よく低減することができる。
また、第１空調手段３０、第１空調側熱交換器３１を、冷房と暖房で兼用しているので、スペースメリットとコストメリットを有している。

●［第３の実施の形態の空調装置１Ｃの構成と動作（図３）］
図３に示す第３の実施の形態の空調装置１Ｃは、図２に示す第２の実施の形態の空調装置１Ｂに対して、暖房用の第２空調手段４０が独立しており、排熱側分岐配管４２、４３及び流路切替弁５２、５３の代わりに排熱側循環配管４６、４７を有している点が異なる。
以下、第２の実施の形態との相違点について主に説明する。

排熱側循環配管４６、４７は、冷凍機側循環配管３２、３３とは独立しており、排熱側熱交換器４５と第２空調側熱交換器４１との間で熱媒（例えば水）を循環させる経路を構成している。
第２空調手段４０（暖房用室内機等）は、第２空調側熱交換器４１を有しており、排熱側循環配管４６、４７内を循環する熱媒から放熱して暖房する。
また排熱側熱媒循環手段４４は、排熱側循環配管４６、４７の経路上に配置される（なお、第２空調手段４０内や排熱側熱交換器４５内も、排熱側循環配管の経路上に含む）。

例えば冷房が必要な場合、第１空調手段３０に設けられた運転状態入力手段（図示省略）、あるいはリモコン３８から冷房運転の指示が入力されると、当該運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、冷凍機側熱媒循環手段２４を制御して、冷凍機側循環配管３２、３３内に熱媒を循環させて冷房を行う。
この場合、第１の実施の形態と同様、蓄冷手段２２と、冷凍機側熱交換器２３と、第１空調側熱交換器３１と、冷凍機側熱媒循環手段２４と、を用いて第１空調手段３０にて冷房を行う。

また例えば暖房が必要な場合、第２空調手段４０に設けられた運転状態入力手段（図示省略）、あるいはリモコン３８から暖房運転の指示が入力されると、当該運転状態入力手段あるいはリモコン３８は、排熱側熱媒循環手段４４を制御して、排熱側循環配管４６、４７内に熱媒を循環させて、暖房を行う。
この場合、発電機１０と、排熱側熱交換器４５と、第２空調側熱交換器４１と、排熱側熱媒循環手段４４と、を用いて第２空調手段４０にて暖房を行う。

以上の構成により、空調装置１Ｃは、第２の実施の形態の空調装置１Ｂに対して、暖房用の第２空調手段４０が、第１空調手段３０から独立しているので、空調手段の設置の自由度が高い。例えば冷房用の第１空調手段３０を天井近傍に設置し、暖房用の第２空調手段４０を床近傍に設置することができるので、空調対象の室内に、効率良く冷気や暖気を供給することができる。

●［第４の実施の形態の空調装置１Ｄの構成と動作（図４）］
図４に示す第４の実施の形態の空調装置１Ｄは、図１に示す第１の実施の形態の空調装置１Ａに対して、制御手段５０、蓄冷運転指令手段２５が追加されている点が異なる。
以下、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

空調装置１Ｄは、蓄冷手段２２に予め蓄冷した冷熱を、商用電力のピーク需要時間帯に取り出して空調に利用することで、商用電力のピーク需要時間帯の電力需要量を低減する。従って、蓄冷手段２２に蓄冷する蓄冷運転は、商用電力のピーク需要時間帯を避けた時間帯に行うことが望ましい。
制御手段５０は、マイクロコンピュータ等を有して少なくともタイマ機能を有しており、商用電力のピーク需要時間帯を避けた時間帯に、蓄冷運転の開始タイミングと停止タイミングを判定するように設定されている。そして制御手段５０は、蓄冷運転の開始タイミングを判定した場合に蓄冷運転の開始を指示する制御信号を蓄冷運転指令手段２５に出力し、蓄冷運転の停止タイミングを判定した場合に蓄冷運転の停止を指示する制御信号を蓄冷運転指令手段２５に出力する。
蓄冷運転指令手段２５は、例えば電気式冷凍手段２１の運転と停止を行うためのスイッチやコントローラであり、制御手段５０から蓄冷運転の開始を指示する制御信号を受信すると、電気式冷凍手段２１の運転を開始し、蓄冷手段２２への蓄冷を開始する。また蓄冷運転指令手段２５は、制御手段５０から蓄冷運転の停止を指示する制御信号を受信すると、電気式冷凍手段２１の運転を停止し、蓄冷手段２２への蓄冷を停止する。

このように、制御手段５０を用いて、商用電力のピーク需要時間帯を避けた時間帯に自動的に蓄冷手段への蓄冷を行うことができるので、非常に便利である。
なお第２、第３の実施の形態の空調装置に、制御手段５０と蓄冷運転指令手段２５を追加することも可能であるが、動作及び効果は上記の説明と同じであるので、図示及び説明を省略する。

●［第５の実施の形態の空調装置１Ｅの構成と動作（図５）］
図５に示す第５の実施の形態の空調装置１Ｅは、図４に示す第４の実施の形態の空調装置１Ｄに対して、発電運転指令手段１６が追加されている点が異なる。
以下、第４の実施の形態との相違点について主に説明する。

空調装置１Ｅにおいて発電機１０の駆動タイミングは重要である。商用電力の日付や時間帯別の料金や、現在の商用電力の需要状態等に応じて、商用電力を利用するよりも発電機による発電電力を利用して電気式冷凍機２０の蓄冷運転を行ったほうが、経済性や環境性に優れた運転ができる場合がある。
そこで制御手段５０に、予め発電運転の開始タイミングと停止タイミングを設定しておく。
制御手段５０は、発電の開始タイミングになると、発電運転の開始を指示する制御信号を、発電運転指令手段１６に出力する。また制御手段５０は、発電の停止タイミングになると、発電運転の停止を指示する制御信号を、発電運転指令手段１６に出力する。
発電運転指令手段１６は、例えば発電手段１１の運転と停止を行うためのスイッチやコントローラであり、制御手段５０から発電運転の開始を指示する制御信号を受信すると、発電手段１１の運転を開始して発電を開始する。また発電運転指令手段１６は、制御手段５０から発電運転の停止を指示する制御信号を受信すると、発電手段１１の運転を停止して発電を停止する。
なお、制御手段５０から蓄冷運転指令手段２５には、第４の実施の形態と同様な制御信号を出力してもよいし、発電運転の開始と停止に連系させた制御信号を出力するようにしてもよい。

このように、制御手段５０を用いて、経済性や環境性に効果が高い発電機の運転時間帯を予め設定しておくことで、自動的に発電機の駆動や蓄冷手段への蓄冷を行うことができるので、非常に便利である。
なお第１〜第３の実施の形態の空調装置に、制御手段５０と蓄冷運転指令手段２５と発電運転指令手段１６を追加することも可能であるが、動作及び効果は上記の説明と同じであるので、図示及び説明を省略する。

●［第６の実施の形態の空調装置の動作］
第５の実施の形態では発電運転の開始タイミングと停止タイミングを制御手段５０に設定したが、第６の実施の形態では、発電運転の開始タイミングと停止タイミングを制御手段５０に判断させる。
第６の実施の形態の空調装置は、図５に示す第５の実施の形態の空調装置に対して、制御手段５０の動作が異なる。
以下、第５の実施の形態との相違点について主に説明する。

日付あるいは時間帯の少なくとも一方に対応させた商用電力の料金（電気料金情報）は、種々の事情により変更される場合がある。
そこで、制御手段５０に記憶手段を備え、変更後の電気料金情報を記憶させておく。つまり、電気料金情報が変更される毎に、変更後の電気料金情報を記憶手段に記憶させておく。なお、変更後の電気料金情報を記憶手段に記憶する方法については第７の実施の形態にて説明する。
制御手段５０は、記憶手段に記憶されている電気料金情報と、現在の日付及び時刻と、に基づいて、蓄冷運転をするべきタイミングと、発電運転をするべきタイミングを判定する。
そして制御手段５０は、蓄冷運転の開始タイミングになると、蓄冷運転指令手段２５に、蓄冷運転の開始を指示する制御信号を出力し、蓄冷運転の停止タイミングになると、蓄冷運転指令手段２５に、蓄冷運転の停止を指示する制御信号を出力する。
また制御手段５０は、発電運転の開始タイミングになると、発電運転指令手段１６に、発電運転の開始を指示する制御信号を出力し、発電運転の停止タイミングになると、発電運転指令手段１６に、発電運転の停止を指示する制御信号を出力する。

さらに制御手段５０に、以下に説明するような学習機能を持たせるようにしてもよい。学習機能を持たせることで、さらに経済性や環境性に優れた空調装置を実現することができる。
例えば制御手段５０は、過去の発電機１０の運転状況や過去の電力需要状況や冷房運転状況等を記憶しており、記憶している過去の冷房運転状況や電力需要状況等から冷房時間帯を予測し、予測した冷房時間帯に対して前もって電気式冷凍機２０に蓄冷する。
そして制御手段５０は、前もって電気式冷凍機２０に蓄冷するための時間帯の判断や、当該時間帯では、商用電力と発電電力で、どちらが経済性や環境性に優れているか判断する。例えば、前もって蓄冷するべき時間帯であると判断した場合は、蓄冷運転するべきタイミングであると判断し、当該時間帯において発電電力のほうが経済性や環境性に優れていると判断した場合は、発電運転をするべきタイミングであると判断する。

このように、制御手段５０を用いて、経済性や環境性に効果が高い時間帯と、当該時間帯にて商用電力と発電電力のどちらがより効果が高いか自動的判定させて、自動的に発電機の駆動や蓄冷手段への蓄冷を行うことができるので、非常に便利である。
なお第１〜第４の実施の形態の空調装置に、制御手段５０と蓄冷運転指令手段２５と発電運転指令手段１６等を追加して、上記の第６の実施の形態の構成（機能）を追加することも可能であるが、動作及び効果は上記の説明と同じであるので、図示及び説明を省略する。

●［第７の実施の形態の空調装置１Ｆの構成と動作（図６）］
図６に示す第７の実施の形態の空調装置１Ｆは、図５に示す空調装置１Ｅに、電気料金情報を記憶した記憶手段を追加した第６の実施の形態に対して、制御手段５０に電気料金情報を種々の方法で記憶させるための構成が追加されている点が異なる。
以下、第６の実施の形態との相違点について主に説明する。

例えば制御手段５０に有線または無線で接続可能な端末装置６０を接続し、作業者が端末装置６０を操作して、制御手段５０の記憶手段に電気料金情報を記憶させるように構成することができる。
また例えば制御手段５０は、有線または無線にてインターネット７０に接続されており、電気料金情報を配信するサーバ７１から最新の電気料金情報を自動的にダウンロードして記憶手段に記憶するように構成することができる。
このように、電気料金情報を適切な方法で更新することができるので、便利である。
なお第１〜第５の実施の形態の空調装置に、制御手段５０と蓄冷運転指令手段２５と発電運転指令手段１６等を追加して、上記の第７の実施の形態の構成（機能）を追加することも可能であるが、動作及び効果は上記の説明と同じであるので、図示及び説明を省略する。

以上、本実施の形態にて説明した空調装置は、一般家庭等の比較的小規模な商用電力の需要者であっても、エンジンあるいは燃料電池を用いた発電機１０を効率良く利用し、ピーク時における商用電力の電力需要量をより効率よく低減し、吸収式冷凍機よりも低コストで広く普及させることができる。

本発明の温水システムは、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また発電機１０は、熱電併給装置に限定されず、内燃機関等を備えて発電機能のみを有するシンプルな発電機であってもよい。

１Ａ〜１Ｆ空調装置
１０発電機
１１発電手段
１２電力変換装置
１４、１５発電機側循環配管
１６発電運転指令手段
２０電気式冷凍機
２１電気式冷凍手段
２２蓄冷手段
２３冷凍機側熱交換器
２４冷凍機側熱媒循環手段
２５蓄冷運転指令手段
３０第１空調手段
３１第１空調側熱交換器
３２、３３冷凍機側循環配管
３８リモコン
４０第２空調手段
４１第２空調側熱交換器
４２、４３排熱側分岐配管
４４排熱側熱媒循環手段
４５排熱側熱交換器
４６、４７排熱側循環配管
５０制御手段
５２、５３流路切替弁
８０分電盤

Claims

発電した電力を、商用電力が供給される分電盤に供給し、商用電力と系統連系可能なエンジンあるいは燃料電池を用いた発電機と、
電気式冷凍手段と蓄冷手段と冷凍機側熱交換器を備えた電気式冷凍機と、
熱媒を循環させる冷凍機側循環配管にて前記冷凍機側熱交換器に接続された第１空調側熱交換器を有する第１空調手段と、
前記冷凍機側循環配管の経路上に設けられて前記冷凍機側循環配管内の熱媒を循環させる冷凍機側熱媒循環手段と、を備え、
冷房が必要な場合は、前記蓄冷手段と前記冷凍機側熱交換器と前記第１空調側熱交換器と前記冷凍機側熱媒循環手段を用いて前記第１空調手段にて空調し、
前記発電機による発電余力がある場合に、発電余力の電力にて前記電気式冷凍機の前記蓄冷手段に蓄冷することが可能である、
空調装置。
請求項１に記載の空調装置であって、
前記発電機にて発生した排熱を用いて熱交換可能な排熱側熱交換器と、
前記発電機と前記排気側熱交換器とに接続されて排気あるいは排気熱媒を循環させる発電機側循環配管と、
前記冷凍機側循環配管から分岐されて前記排熱側熱交換器に接続された排熱側分岐配管と、を備え、
前記冷凍機側熱媒循環手段が、前記排熱側熱交換器と前記第１空調側熱交換器とを接続するように前記冷凍機側循環配管の一部と前記排熱側分岐配管とで形成された暖房経路に含まれない前記冷凍機側循環配管の経路上に設けられている場合は、前記排熱側分岐配管の経路上に、前記暖房経路内の熱媒を循環させる排熱側熱媒循環手段が設けられており、
暖房が必要な場合、前記排熱側熱媒循環手段を有している場合は当該排熱側熱媒循環手段と、前記排熱側熱媒循環手段を有していない場合は前記冷凍機側熱媒循環手段と、前記発電機と、前記排熱側熱交換器と、前記第１空調側熱交換器と、を用いて前記第１空調手段にて空調する、
空調装置。
請求項１に記載の空調装置であって、
前記発電機にて発生した排熱を用いて熱交換可能な排熱側熱交換器と、
前記発電機と前記排気側熱交換器とに接続されて排気あるいは排気熱媒を循環させる発電機側循環配管と、
前記冷凍機側循環配管とは独立して熱媒を循環させる排熱側循環配管にて前記排熱側熱交換器に接続された第２空調側熱交換器を有する第２空調手段と、
前記排熱側循環配管の経路上に設けられて前記排熱側循環配管内の熱媒を循環させる排熱側熱媒循環手段と、を備え、
暖房が必要な場合は、前記発電機と前記排熱側熱交換器と前記第２空調側熱交換器と前記排熱側熱媒循環手段を用いて前記第２空調手段にて空調する、
空調装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置であって、
前記電気式冷凍手段の蓄冷運転の開始と停止を行う蓄冷運転指令手段と、
前記蓄冷運転指令手段に対して、蓄冷運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する制御手段と、を備えている、
空調装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調装置であって、
前記発電手段の発電運転の開始と停止を行う発電運転指令手段と、
制御手段を備えていない場合は、前記発電運転指令手段に対して、発電運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記発電運転指令手段に対して、発電運転の開始と停止を指示する制御信号を出力する、
空調装置。
請求項４または５に記載の空調装置であって、
日付あるいは時間帯の少なくとも一方に対応させた商用電力の料金を示す電気料金情報を記憶した記憶手段を備え、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている電気料金情報と、現在の日付及び時刻と、に基づいて、前記電気式冷凍手段の蓄冷運転をするべきタイミングと前記発電機の発電運転をするべきタイミングを判定し、
前記蓄冷運転指令手段を有する場合、前記電気式冷凍手段の蓄冷運転をするべきタイミングであると判定した場合は蓄冷運転の開始を指示する制御信号を前記蓄冷運転指令手段に出力し、
前記発電運転指令手段を有する場合、前記発電機の発電運転をするべきタイミングであると判定した場合は発電運転の開始を指示する制御信号を前記発電運転指令手段に出力する、
空調装置。
請求項６に記載の空調装置であって、
前記制御手段は、有線または無線による通信手段を備えており、前記通信手段を介して空調装置の外部から前記電気料金情報を取り込み、取り込んだ電気料金情報を前記記憶手段に記憶する、
空調装置。