JP4006390B2 - Air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は,冷媒をコンプレッサで循環させて室内の空調を行う空調装置に関する。   The present invention relates to an air conditioner that circulates a refrigerant with a compressor to perform indoor air conditioning.

従来より,室内と室外とにそれぞれ熱交換器を備え,それらの間に冷媒を相変化させつつ循環させることによって室内空調を行う空調装置がある。このような空調装置には,気相状態の冷媒を圧縮するためのコンプレッサをガスエンジンによって駆動させるものがあるが,ガスエンジンには運転可能な回転数域に制限があることから,対応可能な空調負荷に限度があった。これに対して,複数台のコンプレッサと変速手段とを備え,ガスエンジンの駆動力を複数台のコンプレッサに伝達させるようにした空調装置が提案されている(例えば,特許文献1参照。)。この空調装置によれば,変速手段の変速比の調整により,対応可能な空調負荷の幅を大きいものとすることができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an air conditioner that performs indoor air conditioning by providing heat exchangers both indoors and outdoors and circulating refrigerant while changing the phase between them. Some of these air conditioners use a gas engine to drive a compressor that compresses the refrigerant in the gas phase. However, the gas engine has a limitation on the number of revolutions that can be operated. There was a limit to the air conditioning load. On the other hand, an air conditioner that includes a plurality of compressors and speed change means and transmits the driving force of the gas engine to the plurality of compressors has been proposed (for example, see Patent Document 1). According to this air conditioner, the range of the air conditioning load that can be handled can be increased by adjusting the speed ratio of the speed change means.

あるいは,より小さい空調負荷に対応するために,中間圧部分に開口部を設けたコンプレッサを利用した空調装置も提案されている(例えば,特許文献2参照。)。この空調装置では,空調負荷が小さいときには,コンプレッサの開口部から低圧流路へ冷媒ガスを流出させる。これにより,実際に空調に貢献する冷媒の量を減少させ,空調負荷が小さい場合の制御性を向上させている。
特開2002−206813号公報(第3−4頁) 特開平10−115292号公報
Alternatively, in order to cope with a smaller air conditioning load, an air conditioner using a compressor having an opening in the intermediate pressure portion has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this air conditioner, when the air conditioning load is small, the refrigerant gas flows out from the opening of the compressor to the low pressure flow path. This reduces the amount of refrigerant that actually contributes to air conditioning and improves controllability when the air conditioning load is small.
JP 2002-206913 A (page 3-4) Japanese Patent Laid-Open No. 10-115292

前記した従来の空調装置は,いずれも対応可能な空調負荷の幅を大きくとることを目的としたものである。そのために,より大きな空調負荷やより小さな空調負荷に対応するための工夫がされている。一方,高頻度に使用される空調負荷範囲は中央付近であることが多い。また,一般にガスエンジンでは,同じ仕事量であれば高トルク領域ほど効率の高い運転領域となっているので,より高トルク領域での運転が望ましい。すなわち,対応可能な空調負荷範囲を小さくすることなく,部分負荷領域での運転効率を上昇させることが望まれているのである。しかし,従来の空調装置では,ガスエンジンの運転効率についてはあまり考慮されていなかった。   The conventional air conditioners described above are intended to increase the range of air conditioning loads that can be accommodated. Therefore, a device for dealing with a larger air conditioning load and a smaller air conditioning load has been devised. On the other hand, the air-conditioning load range used frequently is often near the center. In general, in a gas engine, if the work is the same, the higher torque region is a more efficient operation region, so operation in a higher torque region is desirable. That is, it is desired to increase the operation efficiency in the partial load region without reducing the applicable air conditioning load range. However, conventional air conditioners have not taken much consideration into the operating efficiency of gas engines.

例えば,特許文献1に記載されている空調装置のように,2台のコンプレッサを有し,その稼働台数制御とエンジンの回転数制御とを行うシステムにおけるエンジントルクの変化状況の例を図16に示す。この図では,出力される空調能力に対するエンジントルクの設定状況(コンプレッサの台数の変化)及びエンジン回転数の変化をグラフ化して示している。なお,駆動コンプレッサの台数を減らした場合と増やした場合とでは,同じ空調能力に対するエンジン回転数が異なる場合もあるが,この図及び以下の同様の図では,簡略化のため同一として示している。   For example, FIG. 16 shows an example of the change state of the engine torque in a system having two compressors and controlling the number of operating units and the engine speed control, such as the air conditioner described in Patent Document 1. Show. In this figure, the setting state of the engine torque (change in the number of compressors) and the change in the engine speed with respect to the output air conditioning capacity are shown in a graph. Note that the engine speed for the same air conditioning capacity may be different between when the number of drive compressors is reduced and when it is increased, but this figure and the following similar figures are shown as the same for simplicity. .

従来の空調装置を,空調負荷の大きい方から順に低下させる方向に説明すると,まず空調負荷最大の定格時には,2台のコンプレッサを駆動し,エンジン回転数も大きい運転状態である。ここから,部分負荷になるにつれエンジン回転数を下げる。そして,エンジン回転数がそのエンジンの下限回転数となると,駆動するコンプレッサを1台とする。このとき同時に,全体としての冷媒循環量の連続性を保つため,エンジン回転数を上昇させる。さらに空調負荷が下がった場合には,駆動コンプレッサを1台とした状態のままエンジン回転数を下げて対応している。すなわち,この図から分かるように,駆動コンプレッサを1台としたときにはエンジントルクも小さくなるため,エンジンの運転効率が急に低下してしまうという問題点があった。   The conventional air conditioner will be described in the direction of decreasing the air conditioning load in descending order. First, at the maximum rating of the air conditioning load, two compressors are driven and the engine speed is high. From here, the engine speed is decreased as the partial load is reached. When the engine speed reaches the lower limit engine speed, one compressor is driven. At the same time, the engine speed is increased in order to maintain the continuity of the refrigerant circulation rate as a whole. Furthermore, when the air-conditioning load is lowered, the engine speed is lowered while keeping one drive compressor. That is, as can be seen from this figure, when the number of driving compressors is one, the engine torque becomes small, so that there is a problem that the operating efficiency of the engine suddenly decreases.

本発明は,前記した従来の空調装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,平易な制御によってガスエンジンの運転効率の高い領域を使用できる空調装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional air conditioners described above. That is, an object of the present invention is to provide an air conditioner that can use an area where the operating efficiency of a gas engine is high by simple control.

この課題の解決を目的としてなされた本発明の空調装置は,熱交換器を含む冷媒循環路に冷媒を循環させて空調を行う空調装置であって,冷媒循環路に並列に設けられた複数の多段容量コンプレッサと,複数の多段容量コンプレッサを駆動する原動機とを有し,多段容量コンプレッサが,吸入口と吐出口との中間圧となる箇所に開閉可能な開口部が設けられたものであり,少なくとも,すべての多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用する第1モードと,一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用する第2モードと,すべての多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用する第3モードと,一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第4モードと,一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第5モードとを含むモード群のいずれか1つのモードを選択して動作するものである。 An air conditioner of the present invention made for the purpose of solving this problem is an air conditioner that performs air conditioning by circulating a refrigerant in a refrigerant circulation path including a heat exchanger, and includes a plurality of air conditioners provided in parallel in the refrigerant circulation path. It has a multistage capacity compressor and a prime mover that drives a plurality of multistage capacity compressors, and the multistage capacity compressor is provided with an opening that can be opened and closed at a location that is an intermediate pressure between the suction port and the discharge port. at least, the opening of the rest of the multi-stage capacity compressor with use in all the first mode to be used in a state of being closed the opening of the multi-stage capacity compressor, state closes the opening of the part of the multi-stage capacity compressor has and the second mode to be used in a state where the open and a third mode used in a state of opening the opening of all the multi-stage capacity compressor, a part of the multi-stage capacity con A fourth mode for halting the rest of the multi-stage capacity compressor with use in a state of closing the said opening of the suppressor, the rest of the multi-stage capacity compressor with use in opening the opening of the part of the multi-stage capacity compressor state The operation is performed by selecting any one mode from the mode group including the fifth mode to be paused.

本発明の空調装置では,複数の多段容量コンプレッサを有することによって,少なくとも5種類の運転モードから選択して動作させることができる。ここで,多段容量コンプレッサとは,圧縮される気体内容量を変化させることのできるコンプレッサのことである。この多段容量コンプレッサとして,吸入口と吐出口との中間圧となる箇所に開口部を設け,その開口部を開閉可能としたコンプレッサ使用る。このようなコンプレッサを使用すると,コンプレッサの容量の選択によって駆動するエンジンのトルクは異なる。すなわち,コンプレッサの容量が大きいほど,エンジンが発生すべきトルクも大きくなる。さらに一般に,エンジンのトルクが大きいほどその運転効率も上昇することから,コンプレッサを大容量とするほどエンジンの運転効率がよいことになる。従って,多数の運転モードの中から空調負荷に応じて,エンジンの出力可能な回転数範囲内で大容量なモードを選択することによって,よりエンジンの運転効率のよい領域での運転状態とすることができる。これにより,平易な制御によってガスエンジンの運転効率の高い領域を使用できる空調装置となっている。 The air conditioner of the present invention can be operated by selecting from at least five types of operation modes by having a plurality of multistage capacity compressors. Here, the multistage capacity compressor is a compressor capable of changing the volume of gas to be compressed. This as a multi-stage capacity compressor, an opening is provided in the portion which becomes an intermediate pressure between the suction port and the discharge port, to use a compressor which enables opening and closing the opening. When such a compressor is used, the torque of the driven engine varies depending on the compressor capacity. That is, the larger the compressor capacity, the greater the torque that should be generated by the engine. In general, the larger the engine torque, the higher the operating efficiency. Therefore, the larger the compressor capacity, the better the engine operating efficiency. Therefore, by selecting a large-capacity mode within the range of engine speeds that can be output from the engine according to the air conditioning load from a large number of operation modes, it is possible to achieve an operating state in a region where engine operating efficiency is better. Can do. As a result, the air conditioner can use an area where the operating efficiency of the gas engine is high by simple control.

さらに本発明では,運転状況に応じて高い原動機効率が得られるようにモードの選択を切り替えるモード制御手段を有し,モード制御手段は,定格運転時に第1モードを選択することが望ましい。
このようにすれば,モード制御手段によって原動機効率の高いモードが選択されるとともに,定格運転時には最も空調能力の大きい運転モードが選択される。従って,空調能力の上昇に応じて,順次コンプレッサの容量の大きいモードに切り換えていけばよいので,制御が容易である。
Furthermore, in the present invention, it is desirable to have mode control means for switching the mode selection so that high prime mover efficiency can be obtained according to the operating conditions, and the mode control means desirably selects the first mode during rated operation.
In this way, the mode control means selects a mode with high prime mover efficiency, and an operation mode with the largest air conditioning capacity is selected during rated operation. Therefore, it is only necessary to switch to a mode in which the capacity of the compressor is increased in order as the air conditioning capacity increases, so that control is easy.

さらに本発明は,熱交換器を含む冷媒循環路に冷媒を循環させて空調を行う空調装置であって,冷媒循環路に並列に設けられた複数の多段容量コンプレッサと,複数の多段容量コンプレッサを駆動するガスエンジンとを有し,少なくとも,すべての多段容量コンプレッサを大容量状態で使用する第1モードと,一部の多段容量コンプレッサを大容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを小容量状態で使用する第2モードと,すべての多段容量コンプレッサを小容量状態で使用する第3モードと,一部の多段容量コンプレッサを大容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第4モードと,一部の多段容量コンプレッサを小容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第5モードとを含むモード群のいずれか1つのモードを選択して動作し,運転状況に応じてガスエンジンの効率が高くなるようにモードの選択を切り替えるモード制御手段を有し,モード制御手段は,定格運転時に第2モード,第3モード,および第4モードのいずれか1つを選択するものであってもよい。
一般にガスエンジンでは,その回転数に対する最大トルクの変化の様子は山型のグラフとなり,最大回転数での運転時の最大トルクは,中程度の回転数での運転時の最大トルクよりやや小さいものとなっている。そこで,中程度の部分空調負荷時に,最大トルクとなるモードを選択して,中程度の回転数領域を使用すれば,この領域での運転効率をさらに上昇させることができる。現実には,この部分空調負荷領域が使用されることが多いので,このようにすることにより全体としての運転効率が上昇される。この場合は,定格運転時には最大トルクとなる運転モード以外の運転モードを選択することになる。特に,第2のトルクレベルとなる運転モードを選択するとよい。


Furthermore, the present invention is an air conditioner that performs air conditioning by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit including a heat exchanger, and includes a plurality of multistage compressors provided in parallel with the refrigerant circuit, and a plurality of multistage compressors. 1st mode that uses a gas engine to drive, and at least uses all multistage capacity compressors in a large capacity state, and uses some multistage capacity compressors in a large capacity state and the remaining multistage capacity compressors in small capacity A second mode that is used in the state, a third mode that uses all the multistage capacity compressors in a small capacity state, and a fourth mode in which some multistage capacity compressors are used in a large capacity state and the remaining multistage capacity compressors are deactivated. Mode, and use some multistage compressors in a small capacity state and suspend the remaining multistage compressors. It operates to select any one mode of the mode group including a chromatography de has a mode control unit for switching the selection mode to be higher the efficiency of the gas engine in accordance with the operating conditions, the mode control means it may be one that selects the second mode, third mode, and one of the fourth mode one in rated operation.
In general, in a gas engine, the change in the maximum torque with respect to the rotational speed is a mountain-shaped graph, and the maximum torque during operation at the maximum rotational speed is slightly smaller than the maximum torque during operation at a medium rotational speed. It has become. Therefore, if the mode with the maximum torque is selected at the time of a medium partial air conditioning load and the medium rotation speed region is used, the operation efficiency in this region can be further increased. In reality, since this partial air conditioning load region is often used, the overall operation efficiency is increased by doing so. In this case, an operation mode other than the operation mode that provides the maximum torque during rated operation is selected. In particular, it is preferable to select an operation mode that provides the second torque level.


本発明の空調装置によれば,平易な制御によってガスエンジンの運転効率の高い領域を使用できる。   According to the air conditioner of the present invention, a region where the operating efficiency of the gas engine is high can be used by simple control.

「第1の形態」
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,冷媒を相変化させながら各所に循環させ,それによって室内の冷暖房を行う空調装置である。
"First form"
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment is an air conditioner that circulates refrigerant in various places while changing the phase, thereby cooling and heating the room.

本形態の空調装置1は,その概略構成を図1に示すように,ガスエンジン11の出力軸には,駆動切換装置21を介して2台の多段容量コンプレッサ22,23が接続されている。また,空調装置1はさらに,2つの熱交換器(凝縮器13と蒸発器14)と膨張弁15とを有し,これらが冷媒流路16によって互いに接続されている。また,冷媒流路16にはさらに,2つの逆止弁24と2つの開閉弁25,26とが接続され,多段容量コンプレッサ22,23への冷媒の流入が制御されている。   As shown in FIG. 1, the air conditioner 1 of the present embodiment is connected to the output shaft of the gas engine 11 with two multistage capacity compressors 22 and 23 via a drive switching device 21. The air conditioner 1 further includes two heat exchangers (condenser 13 and evaporator 14) and an expansion valve 15, which are connected to each other by a refrigerant flow path 16. Further, two check valves 24 and two on-off valves 25 and 26 are connected to the refrigerant flow path 16 to control the inflow of refrigerant to the multistage compressors 22 and 23.

ガスエンジン11は,都市ガス等を燃料として出力軸を回転させ,多段容量コンプレッサ22,23を駆動する。凝縮器13は,熱を放出して冷媒を凝縮(液化)させる。蒸発器14は,熱を吸収して冷媒を蒸発(気化)させる。膨張弁15は,液体冷媒を減圧する。これらの構成は,従来の一般的な空調装置と同様のものである。また,空調装置1としては,この構成以外にさらに,各種の弁やアキュミュレータ等を含んでいるが,これらは一般的なものであるので,ここでは説明を省略する。   The gas engine 11 rotates the output shaft using city gas or the like as fuel, and drives the multistage capacity compressors 22 and 23. The condenser 13 releases heat and condenses (liquefies) the refrigerant. The evaporator 14 absorbs heat and evaporates (vaporizes) the refrigerant. The expansion valve 15 depressurizes the liquid refrigerant. These configurations are the same as those of a conventional general air conditioner. In addition to this configuration, the air conditioner 1 further includes various valves, accumulators, and the like. However, these are general ones, and a description thereof is omitted here.

また,駆動切換装置21は例えばクラッチであり,ガスエンジン11の出力軸と2台の多段容量コンプレッサ22,23の駆動軸との接続を切り換える。駆動切換装置21の切り換えにより,ガスエンジン11は,2台の多段容量コンプレッサ22,23のうちの1台のみを駆動する状態と2台とも駆動する状態とが切り換えられる。この駆動切換装置21にさらに変速機能を設けて,2台の多段容量コンプレッサ22,23を互いに異なる回転速度で駆動できるようにしてもよい。   The drive switching device 21 is a clutch, for example, and switches the connection between the output shaft of the gas engine 11 and the drive shafts of the two multistage capacity compressors 22 and 23. By switching the drive switching device 21, the gas engine 11 is switched between a state in which only one of the two multistage compressors 22 and 23 is driven and a state in which both are driven. The drive switching device 21 may be further provided with a speed change function so that the two multistage capacity compressors 22 and 23 can be driven at different rotational speeds.

また,2台の多段容量コンプレッサ22,23は互いに同じ構成のものである。これらにはそれぞれ,吸入口31,32,吐出口33,34,および吸入量調整口35,36の3つの開口部が設けられている。吸入量調整口35,36は,多段容量コンプレッサ22,23の中間圧部分に設けられた開口部であり,開閉弁25,26はその吸入量調整口35,36に接続されている。   The two multistage compressors 22 and 23 have the same configuration. Each of these is provided with three openings, suction ports 31 and 32, discharge ports 33 and 34, and suction amount adjustment ports 35 and 36. The intake amount adjusting ports 35 and 36 are openings provided in the intermediate pressure portion of the multistage compressors 22 and 23, and the on-off valves 25 and 26 are connected to the intake amount adjusting ports 35 and 36.

すなわち,例えば多段容量コンプレッサ22では,開閉弁25が閉状態では吸入量調整口35がない場合と同様であり,吸入口31から吐出口33までの全容量の冷媒が圧縮される。一方,開閉弁25が開状態では,吸入口31と同様に吸入量調整口35からも冷媒が入力され,しかもこれらは連通されているので圧力は同じである。つまり,吸入口31から吸入量調整口35までの部分は圧縮されない。圧縮される冷媒は,吸入量調整口35から吐出口33までの間の容量部分のみとなる。すなわち,開閉弁25,26の開閉によって,多段容量コンプレッサ22,23の圧縮にかかる容量が変更される。   That is, for example, in the multistage capacity compressor 22, the refrigerant of the entire capacity from the suction port 31 to the discharge port 33 is compressed in the same manner as when the intake amount adjustment port 35 is not provided when the on-off valve 25 is closed. On the other hand, when the on-off valve 25 is in the open state, the refrigerant is input from the suction amount adjustment port 35 as well as the suction port 31, and since these are communicated, the pressure is the same. That is, the portion from the suction port 31 to the suction amount adjustment port 35 is not compressed. The refrigerant to be compressed is only the capacity portion between the suction amount adjustment port 35 and the discharge port 33. That is, the capacity required for compression of the multistage compressors 22 and 23 is changed by opening and closing the on-off valves 25 and 26.

この多段容量コンプレッサ22,23としては,例えば,スクロールコンプレッサで,その固定スクロールの端部から所定の角度内側の位置とその点対称位置の圧縮室に連通するように,吸入量調整口35,36を設けたものを使用することができる。ここでは,吸入量調整口35,36は,吸入口31,32から全体容積の約4分の1相当の位置に設けたものを用いている。そのため,多段容量コンプレッサ22,23の容量は,開閉弁25,26の開放時には閉止時の約4分の3となる。なお,2台の多段容量コンプレッサ22,23として,全容量や吸入量調整口35,36の位置等の互いに異なるものを使用してもよい。   The multistage capacity compressors 22 and 23 are, for example, scroll compressors, and suction amount adjusting ports 35 and 36 so as to communicate with the compression chambers at a predetermined angle inside from the end of the fixed scroll and the point symmetrical positions. Can be used. Here, the suction amount adjusting ports 35 and 36 are provided at positions corresponding to about one-fourth of the entire volume from the suction ports 31 and 32. For this reason, the capacity of the multistage compressors 22 and 23 is about three-quarters of that when the on-off valves 25 and 26 are closed. The two multistage compressors 22 and 23 may be different from each other in terms of the total capacity and the positions of the suction amount adjusting ports 35 and 36.

また,逆止弁24は,各多段容量コンプレッサ22,23の吐出口33,34とそれらの合流点との間の冷媒流路16中に設けられる。この逆止弁24によって,各多段容量コンプレッサ22,23の内部に吐出口33,34から冷媒が逆流することが防止されている。   The check valve 24 is provided in the refrigerant flow path 16 between the discharge ports 33 and 34 of the multistage capacity compressors 22 and 23 and their junctions. The check valve 24 prevents the refrigerant from flowing back from the discharge ports 33 and 34 into the multistage compressors 22 and 23.

この空調装置1では,図1中に矢示したように,冷媒流路16を冷媒が循環され,各所で冷媒の状態変化が行われることにより,熱の放出や吸収が行われる。そこで,冷房時は蒸発器14を室内機,凝縮器13を室外機とし,暖房時には蒸発器14を室外機,凝縮器13を室内機とするように流路を切り換えることで,室内に冷暖房を行うことができる。さらに,駆動切換装置21によって駆動される多段容量コンプレッサ22,23の台数が選択され,開閉弁25,26によってそれぞれの多段容量コンプレッサ22,23の容量が選択されるので,これらの組合せから多数の運転モードができる。そこで,要求される空調能力に応じて最適なものを選択することができる。以下では,駆動されている多段容量コンプレッサ22,23の圧縮にかかる内容量の合計を実効容量と呼ぶ。   In this air conditioner 1, as indicated by arrows in FIG. 1, the refrigerant is circulated through the refrigerant flow path 16, and the state of the refrigerant is changed at various places, whereby heat is released and absorbed. Therefore, during cooling, the evaporator 14 is used as an indoor unit and the condenser 13 is used as an outdoor unit. During heating, the evaporator 14 is used as an outdoor unit and the condenser 13 is used as an indoor unit. It can be carried out. Further, the number of multistage capacity compressors 22 and 23 driven by the drive switching device 21 is selected, and the capacity of each of the multistage capacity compressors 22 and 23 is selected by the on-off valves 25 and 26. Operation mode is possible. Therefore, the optimum one can be selected according to the required air conditioning capacity. Below, the total of the internal capacity concerning compression of the driven multistage capacity compressors 22 and 23 is called effective capacity.

次に,各運転モードについて説明する。以下の各モードで,多段容量コンプレッサ22,23は逆でもよい。第1モードは,多段容量コンプレッサ22,23をともに大容量で使用するモードである。第2モードは,多段容量コンプレッサ22を大容量で使用し,多段容量コンプレッサ23を小容量で使用するモードである。第3モードは,多段容量コンプレッサ22,23をともに小容量で使用するモードである。第4モードは,多段容量コンプレッサ22を休止し,多段容量コンプレッサ23を大容量で使用するモードである。第5モードは,多段容量コンプレッサ22を休止し,多段容量コンプレッサ23を小容量で使用するモードである。   Next, each operation mode will be described. In each of the following modes, the multistage capacity compressors 22 and 23 may be reversed. The first mode is a mode in which both the multistage compressors 22 and 23 are used with a large capacity. The second mode is a mode in which the multistage compressor 22 is used with a large capacity and the multistage compressor 23 is used with a small capacity. The third mode is a mode in which both the multistage capacity compressors 22 and 23 are used with a small capacity. The fourth mode is a mode in which the multistage capacity compressor 22 is stopped and the multistage capacity compressor 23 is used with a large capacity. The fifth mode is a mode in which the multistage capacity compressor 22 is stopped and the multistage capacity compressor 23 is used with a small capacity.

このように各運転モードを設けることにより,実効容量は,第1モード>第2モード>第3モード>第4モード>第5モードとなる。ここでは,各多段容量コンプレッサ22,23の小容量は大容量の4分の3程度なので,2台とも小容量の方が1台のみ大容量よりも実効容量は大きい。   By providing each operation mode in this way, the effective capacity is as follows: first mode> second mode> third mode> fourth mode> fifth mode. Here, since the small capacity of each of the multistage compressors 22 and 23 is about three-quarters of the large capacity, only one small capacity of both units has a larger effective capacity than the large capacity.

これらの各運転モードを実行するためには,次のように運転制御すればよい。第1モードとするには,図2に示すように,開閉弁25,26をともに閉止し,駆動切換装置21を両方の多段容量コンプレッサ22,23に接続した状態とする。また,第2モードとするには,図3に示すように,開閉弁25を閉止,開閉弁26を開放し,駆動切換装置21を両方の多段容量コンプレッサ22,23に接続した状態とする。   In order to execute each of these operation modes, operation control may be performed as follows. To enter the first mode, as shown in FIG. 2, both the on-off valves 25 and 26 are closed, and the drive switching device 21 is connected to both of the multistage capacity compressors 22 and 23. In order to enter the second mode, as shown in FIG. 3, the on-off valve 25 is closed, the on-off valve 26 is opened, and the drive switching device 21 is connected to both of the multistage capacity compressors 22, 23.

また,第3モードとするには,図4に示すように,開閉弁25,26をともに開放し,駆動切換装置21を両方の多段容量コンプレッサ22,23に接続した状態とする。また,第4モードとするには,図5に示すように,開閉弁26を閉止し,駆動切換装置21を多段容量コンプレッサ23のみに接続した状態とする。また,第5モードとするには,図6に示すように,開閉弁26を開放し,駆動切換装置21を多段容量コンプレッサ23のみに接続した状態とする。第4および第5モードでは,開閉弁25の状態はいずれでもかまわない。   In order to enter the third mode, as shown in FIG. 4, both the on-off valves 25 and 26 are opened, and the drive switching device 21 is connected to both the multistage capacity compressors 22 and 23. In order to enter the fourth mode, as shown in FIG. 5, the on-off valve 26 is closed, and the drive switching device 21 is connected only to the multistage capacity compressor 23. In order to enter the fifth mode, as shown in FIG. 6, the on-off valve 26 is opened, and the drive switching device 21 is connected only to the multistage capacity compressor 23. In the fourth and fifth modes, the state of the on-off valve 25 may be any.

このように切り換えることにより,各運転モードのうちから1つのモードが選択される。このとき,実効容量の大きい運転モードほど,ガスエンジン11のトルクの大きい運転モードとなり,それはすなわち,ガスエンジン11の運転効率のよい空調運転となる。そこで,空調負荷に応じて,ガスエンジン11の許容される回転数の範囲内で最もトルクの大きい(実効容量の大きい)運転モードを選択するように制御する。   By switching in this way, one mode is selected from each operation mode. At this time, an operation mode with a larger effective capacity is an operation mode with a larger torque of the gas engine 11, that is, an air-conditioning operation with better operation efficiency of the gas engine 11. Therefore, control is performed so as to select an operation mode having the largest torque (large effective capacity) within the range of the allowable number of revolutions of the gas engine 11 in accordance with the air conditioning load.

次に,この空調装置1の運転モードを制御する制御システム2の概略構成を図7に示す。制御システム2は,コントローラ41を中心として,ガスエンジン11,各種センサ42,駆動切換装置21,開閉弁25,26が接続されている。   Next, FIG. 7 shows a schematic configuration of the control system 2 that controls the operation mode of the air conditioner 1. In the control system 2, a gas engine 11, various sensors 42, a drive switching device 21, and on-off valves 25 and 26 are connected with a controller 41 as a center.

この制御システム2では,コントローラ41は,ガスエンジン11の出力トルク及び回転数を検知する。あるいは,各種センサ42によって,外気温度,室内環境温度,設定温度,外部からの凝縮水や蒸発水の供給状況等を検出することにより,出力されるガスエンジン11のトルクを算出してもよい。次に,ガスエンジン11の規格からその回転数における最大トルクを求め,その最大トルクと現状の出力トルクとの差を算出する。このトルクの差が所定の範囲内となるように最適な運転モードを選択し,駆動切換装置21,開閉弁25,26及びガスエンジン11を制御するのである。   In this control system 2, the controller 41 detects the output torque and rotation speed of the gas engine 11. Alternatively, the torque of the gas engine 11 to be output may be calculated by detecting the outside air temperature, the indoor environment temperature, the set temperature, the supply status of the condensed water or the evaporating water from the outside using the various sensors 42. Next, the maximum torque at the rotational speed is obtained from the standard of the gas engine 11, and the difference between the maximum torque and the current output torque is calculated. The optimum operation mode is selected so that the torque difference falls within a predetermined range, and the drive switching device 21, the on-off valves 25 and 26, and the gas engine 11 are controlled.

本形態の空調装置1の制御システム2では,定格運転時に第1モードを選択する。すなわち,最も大きい空調能力を発揮する定格運転時には最も実効容量の大きい第1モードが選択される。従って,多段容量コンプレッサ22,23の大容量を合計した最大実効容量が,設定される定格空調能力に対応する実効容量であるように,各多段容量コンプレッサ22,23の容量が選択される。すなわち,各多段容量コンプレッサ22,23の容量は。定格運転に対応できる必要最小限の大きさを選択できる。   In the control system 2 of the air conditioner 1 of this embodiment, the first mode is selected during rated operation. That is, the first mode with the largest effective capacity is selected during rated operation that exhibits the greatest air conditioning capability. Accordingly, the capacities of the multistage capacity compressors 22 and 23 are selected so that the maximum effective capacity obtained by adding the large capacities of the multistage capacity compressors 22 and 23 is an effective capacity corresponding to the set rated air conditioning capacity. That is, the capacity of each of the multistage compressors 22 and 23. The minimum size required for rated operation can be selected.

この制御システム2による空調能力に対する圧縮機の組合せによるエンジン11のトルクの設定状況と,そのときのエンジン11の回転数の関係とを図8のグラフに示す。この図に示すように,第2モードから第5モードで運転される空調能力が30〜60%程度においては,空調能力に従って運転モードが切り換えられ,最適なトルクとなるモードが選択される。それにより,エンジンの回転数は低く押さえられている。なお,ここで第5モードのエンジン回転数最低状態においては,実質的に空調に寄与する冷媒量を変化させてやることにより,30%程度よりさらに小さい空調能力に対応させている。この部分の制御は一般的であり,説明は省略する。   The graph of FIG. 8 shows the setting condition of the torque of the engine 11 by the combination of the compressor with respect to the air conditioning capacity by the control system 2 and the relationship between the rotational speed of the engine 11 at that time. As shown in this figure, when the air conditioning capability operated in the second mode to the fifth mode is about 30 to 60%, the operation mode is switched in accordance with the air conditioning capability, and the mode with the optimum torque is selected. As a result, the engine speed is kept low. Here, in the lowest engine speed state of the fifth mode, the amount of refrigerant that substantially contributes to air conditioning is changed to correspond to an air conditioning capability that is smaller than about 30%. This part of the control is general and will not be described.

次に,この制御システム2の処理を,図9のフローチャートを参照して説明する。空調装置1では,一般に運転開始時から定常状態となるまでの間は,定常状態となった後とは全く異なる制御が行われる。この制御システム2による制御処理は,空調装置1が定常状態となってから実行されるものである。従って,この処理が実行されるときには,エンジンの回転数や運転モードは所定の初期状態に設定されて運転されている。   Next, the processing of the control system 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the air conditioner 1, in general, control completely different from that after the steady state is performed from the start of operation to the steady state. The control process by the control system 2 is executed after the air conditioner 1 is in a steady state. Therefore, when this process is executed, the engine speed and operation mode are set to a predetermined initial state.

この処理の実行が開始されるとまず,要求されている空調負荷が上記の初期状態から変化したかどうかを判断する(S101)。空調負荷が変化していないと判断された場合は(S101:No),そのままの設定で運転を継続する。そして,空調負荷が以前の設定状態から変化したと判断された場合は(S101:Yes),変化の方向が減少した場合と増加した場合とによって次に進むステップが分けられる(S102)。   When the execution of this process is started, it is first determined whether or not the requested air conditioning load has changed from the initial state (S101). When it is determined that the air conditioning load has not changed (S101: No), the operation is continued with the setting as it is. When it is determined that the air conditioning load has changed from the previous setting state (S101: Yes), the next step is divided depending on whether the direction of change has decreased or increased (S102).

S102において,空調負荷が減少したと判断された場合は(S102:Yes),その減少によって,空調負荷がその運転モードでの設定値を超えて小さくなったかどうかを判断する(S103)。各運転モードには,適正な空調負荷範囲があるので,その範囲を超えて小さくなった場合には(S103:Yes),運転モードを変更する。そして,実効容量を小さくすることで,空調負荷の減少に対応する(S104)。   If it is determined in S102 that the air conditioning load has decreased (S102: Yes), it is determined whether the air conditioning load has become smaller than the set value in the operation mode due to the decrease (S103). Each operation mode has an appropriate air-conditioning load range. If the operation mode becomes smaller than that range (S103: Yes), the operation mode is changed. Then, by reducing the effective capacity, the air conditioning load is reduced (S104).

あるいは,その運転モードでの適正な負荷範囲内である場合には(S103:No),変化幅が所定の範囲内であるかどうかを判断する(S105)。所定幅を超えた大きい変化である場合には(S105:No),エンジン回転数を減少させる(S106)。しかし,変化幅が小さく所定幅以内である場合には(S105:Yes),そのままのエンジン回転数での運転を継続する。   Alternatively, if it is within the proper load range in the operation mode (S103: No), it is determined whether the change width is within a predetermined range (S105). If the change is greater than the predetermined width (S105: No), the engine speed is decreased (S106). However, when the change width is small and within the predetermined width (S105: Yes), the operation at the engine speed is continued as it is.

また,変化の方向が増加方向である場合には(S102:No),その増加によって,空調負荷がその運転モードでの設定値を超えて大きくなったかどうかを判断する(S107)。適正な空調負荷範囲を超えて大きくなった場合には(S107:Yes),運転モードを変更し実効容量を大きくして,エンジントルクを上昇させる(S108)。これにより,さらに高効率運転となる。   If the direction of change is an increasing direction (S102: No), it is determined whether the air conditioning load has increased beyond the set value in the operation mode due to the increase (S107). When it becomes larger than the appropriate air conditioning load range (S107: Yes), the operation mode is changed to increase the effective capacity and the engine torque is increased (S108). This further increases the efficiency of operation.

あるいは,その運転モードでの適正な負荷範囲内である場合には(S107:No),変化幅が所定の範囲内であるかどうかを判断する(S109)。所定幅を超えた大きい変化である場合には(S109:No),エンジン回転数を増加させる(S110)。しかし,変化幅が小さく所定幅以内である場合には(S109:Yes),そのままのエンジン回転数での運転を継続する。このようにして,空調装置1の運転が停止されるまで,運転モードの選択及びエンジン回転数変更の制御が継続される。なお,S104及びS108において,運転モードが変更されたときには,空調負荷に合わせてエンジン回転数の変更も同時に行う。   Or when it is in the suitable load range in the operation mode (S107: No), it is judged whether a change width is in a predetermined range (S109). If the change is greater than the predetermined width (S109: No), the engine speed is increased (S110). However, when the change width is small and within the predetermined width (S109: Yes), the operation at the engine speed is continued as it is. In this manner, the selection of the operation mode and the control for changing the engine speed are continued until the operation of the air conditioner 1 is stopped. In S104 and S108, when the operation mode is changed, the engine speed is also changed simultaneously with the air conditioning load.

ここで,空調出力のそれほど細かな制御が必要でない場合は,S105及びS109での判断基準となる変化幅を大きくすればよい。例えば,図10に示すように,第2モードから第5モードの間では各モード中のエンジン回転数を変更しない制御としてもよい。すなわち,空調負荷がある程度の範囲内である間は,所定のモードでエンジン回転数を最低回転数のまま変化させないで運転する。そして所定の限度を超えて空調負荷が変化した場合に,実効容量を変化させることによって空調出力をステップ変化させるのである。本形態の空調装置1では,運転モードの種類が多いので,ステップ変化の変化幅がさほど大きくない。そのため,このような制御方法が実現可能となった。図16に示したような2段階のコンプレッサ台数の切換のみでは,変化幅が大きすぎるため,このような制御方法は実用性に乏しいものとなる。   Here, if the air conditioning output is not so finely controlled, the range of change as a criterion in S105 and S109 may be increased. For example, as shown in FIG. 10, control may be performed in which the engine speed in each mode is not changed between the second mode and the fifth mode. That is, while the air conditioning load is within a certain range, the engine is operated without changing the engine speed at the minimum speed in a predetermined mode. When the air conditioning load changes beyond a predetermined limit, the air conditioning output is changed in steps by changing the effective capacity. In the air conditioner 1 of this embodiment, since there are many types of operation modes, the change width of the step change is not so large. Therefore, such a control method can be realized. Only the switching of the number of compressors in two stages as shown in FIG. 16 makes the change range too large, so that such a control method is not practical.

以上詳細に説明したように,本形態の空調装置1によれば,開閉弁25,26の開閉により多段容量コンプレッサ22,23の実効容量が変更される。また,駆動切換装置21によって,多段容量コンプレッサ22,23のうち駆動される台数が選択される。これらにより,空調装置1の運転モードは,第1から第5の5通りのモードのうちから選択されることができる。そして,制御システム2によって,空調負荷に応じて,よりトルクの大きく運転効率の高い運転モードが選択される。従って,使用頻度が高い30〜60%程度の部分負荷空調領域において,平易な制御によってガスエンジンの運転効率の高い領域を使用できる空調装置となっている。   As described above in detail, according to the air conditioner 1 of the present embodiment, the effective capacity of the multistage capacity compressors 22 and 23 is changed by opening and closing the on-off valves 25 and 26. Further, the drive switching device 21 selects the number of units to be driven among the multistage capacity compressors 22 and 23. Thus, the operation mode of the air conditioner 1 can be selected from the first to fifth modes. Then, the control system 2 selects an operation mode with larger torque and higher operation efficiency in accordance with the air conditioning load. Therefore, in the partial load air-conditioning area of about 30 to 60%, which is frequently used, the air-conditioning apparatus can use the area where the operation efficiency of the gas engine is high by simple control.

「第2の形態」
本形態の空調装置は,第1の形態の空調装置1とその構成は同様であり,制御方法がやや異なるのみであるので,異なる部分のみを説明する。
"Second form"
The air conditioner of this embodiment is the same in configuration as the air conditioner 1 of the first embodiment, and only the control method is slightly different, so only the different parts will be described.

本形態の制御システム3は,定格運転時に第2モードを選択する。すなわち,最も空調能力の大きい定格運転時には,第2にトルクの大きい第2モードが選択される。これは,ガスエンジン11の回転数に対する最大軸トルクの関係が,図11に示すように,およそ山型の変化であることによる。そのため,中回転数域の方が高回転数域に比較して大きなトルクを出力することができ,またトルクが大きい方が運転効率が向上する。そこで,第1モードの最も実効容量の大きいモードとしては,定格運転時よりもさらに大きい中回転数域の最大トルクに対応したトルクのモードを設定しておく。   The control system 3 of the present embodiment selects the second mode during rated operation. That is, during the rated operation with the largest air conditioning capacity, the second mode with the second largest torque is selected. This is because the relationship between the maximum shaft torque and the rotational speed of the gas engine 11 is approximately a mountain-shaped change as shown in FIG. Therefore, a larger torque can be output in the middle rotation speed region than in the high rotation speed region, and the operation efficiency is improved when the torque is larger. Therefore, as the mode with the largest effective capacity of the first mode, a torque mode corresponding to the maximum torque in the medium rotation speed range that is larger than that during rated operation is set in advance.

このようにすれば,定格をやや下回る60〜80%程度の部分負荷空調域でトルクの最も大きい第1モードを選択することにより,この部分では第1の形態の例よりもトルクを上昇させることができ,また,60%以下の部分負荷空調領域でのトルクも上昇してくる。これにより,この部分負荷領域での運転効率がさらに上昇する。定格運転時には,トルクが第2番目の第2モードを選択して,高回転数域を使用すればよい。   In this way, by selecting the first mode with the largest torque in the partial load air-conditioning region of about 60 to 80%, which is slightly below the rating, the torque can be increased in this portion as compared with the first embodiment. In addition, the torque in the partial load air conditioning region of 60% or less also increases. This further increases the operating efficiency in this partial load region. During rated operation, the second mode with the second torque may be selected and the high speed range may be used.

この制御システム3による空調能力に対する圧縮機の組合せによるエンジン11のトルクの設定状況と,そのときのエンジン11の回転数の関係とを図12のグラフに示す。この図に示すように,空調能力最低から60%程度までは,空調能力に従って運転モードが切り換えられ,最適なトルクとなるモードが選択される。それにより,エンジンの回転数は低く押さえられている。そして,空調能力が80%程度まで上昇されると回転数の上昇から最大トルクが下降するので,運転モードを第1モードから第2モードに切り換えて回転数を引き上げ,トルク不足によるエンジンストールを回避する。これにより,最大トルクが大きくより高効率な領域を,有効に利用できる制御システムとなっている。   The graph of FIG. 12 shows the setting condition of the torque of the engine 11 by the combination of the compressors with respect to the air conditioning capacity by the control system 3 and the relationship between the rotational speed of the engine 11 at that time. As shown in this figure, from the lowest air conditioning capability to about 60%, the operation mode is switched according to the air conditioning capability, and the mode with the optimum torque is selected. As a result, the engine speed is kept low. When the air conditioning capacity is increased to about 80%, the maximum torque decreases from the increase in engine speed. Therefore, the engine speed is increased from the first mode to the second mode to avoid engine stall due to insufficient torque. To do. As a result, the control system is able to effectively use the region where the maximum torque is large and the efficiency is high.

次に,この制御システム3の処理を,図13と図14のフローチャートを参照して説明する。この処理も第1の形態の制御システム2と同様に,運転開始後に定常状態となってから実行される。この処理が実行されると,まず,S201において,そのとき要求されている空調負荷が所定値以上のものであるかどうかを判断する。上記のように,空調負荷の大きい領域では最大トルクが減少するため,エンジントルク状態を監視する必要があるからである。   Next, the process of the control system 3 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Similar to the control system 2 of the first embodiment, this process is also executed after a steady state is reached after the operation is started. When this process is executed, first, in S201, it is determined whether or not the air conditioning load requested at that time is greater than or equal to a predetermined value. This is because, as described above, since the maximum torque decreases in a region where the air conditioning load is large, it is necessary to monitor the engine torque state.

空調負荷が小さい運転領域の場合には(S201:No),空調負荷の変化を見ながら,運転モードとエンジン回転数の制御を行う。これは第1の形態での制御と同様である。すなわち,図13中のS101〜S110は,それぞれ図9の制御システム2の同符号のステップと同様である。ただし,空調負荷が減少した場合は,S101へ戻ればよいが,空調負荷が増加した場合には,S201へ戻って,空調負荷が所定値以内かどうかの判断を再び行う。   In the operation region where the air conditioning load is small (S201: No), the operation mode and the engine speed are controlled while watching the change in the air conditioning load. This is the same as the control in the first embodiment. That is, S101 to S110 in FIG. 13 are the same as the steps with the same symbols in the control system 2 in FIG. However, when the air conditioning load decreases, the process may return to S101. However, when the air conditioning load increases, the process returns to S201 to determine again whether the air conditioning load is within a predetermined value.

次に,S201で,空調負荷が所定値以上であると判断された場合(S201:Yes),図14の「A」へと進む。そして,そのときのエンジン回転数での,このガスエンジン11の規格として記憶されている最大トルクと現状のガスエンジン11の出力トルクとの差を求め,その値(エンジントルクの余裕)が適正な範囲内であるかどうかを判断する(S211)。適正な範囲内でない場合は,より適切な運転モードに変更する必要があるからである。   Next, when it is determined in S201 that the air conditioning load is equal to or greater than the predetermined value (S201: Yes), the process proceeds to “A” in FIG. Then, the difference between the maximum torque stored as the standard of the gas engine 11 and the current output torque of the gas engine 11 at the engine speed at that time is obtained, and the value (engine torque margin) is appropriate. It is determined whether it is within the range (S211). This is because if it is not within the proper range, it is necessary to change to a more appropriate operation mode.

エンジントルクの余裕が適正な範囲内ではないと判断された場合は(S211:No),まず,余裕が所定値より小さいかどうかを判断する(S212)。小さいと判断された場合は(S212:Yes),エンジンストールのおそれもあるので,より余裕を持たせるために運転モードを実効容量の小さいものに切り換える(S213)。あるいは,余裕が所定値より小さくないと判断された場合は(S212:No),すなわち余裕が大きすぎるということであり,より高効率の運転とするために,運転モードを実効容量の大きいものに切り換える(S214)。   If it is determined that the engine torque margin is not within the appropriate range (S211: No), it is first determined whether the margin is smaller than a predetermined value (S212). If it is determined to be small (S212: Yes), the engine may be stalled, so the operation mode is switched to one with a small effective capacity in order to provide more margin (S213). Alternatively, if it is determined that the margin is not smaller than the predetermined value (S212: No), that is, the margin is too large, and the operation mode is set to a large effective capacity in order to achieve a more efficient operation. Switching (S214).

こうして,エンジントルクの余裕が適正な範囲内となったら(S211:Yes),空調負荷が変化していない間は(S215:No),その状態での運転を継続する。空調負荷が変化したら(S215:Yes),その変化の方向によって次のように制御する。すなわち,空調負荷が減少した場合は(S216:Yes),エンジン回転数を減少させる(S217)。あるいは,空調負荷が増加した場合は(S216:No),エンジン回転数を増加させる(S218)。いずれの場合も,エンジン回転数を変更した後で,図13の「B」に進み,再びS201の判断を行う。   Thus, when the engine torque margin is within an appropriate range (S211: Yes), the operation in that state is continued while the air conditioning load is not changing (S215: No). If the air conditioning load changes (S215: Yes), control is performed as follows according to the direction of the change. That is, when the air conditioning load decreases (S216: Yes), the engine speed is decreased (S217). Alternatively, when the air conditioning load increases (S216: No), the engine speed is increased (S218). In any case, after changing the engine speed, the process proceeds to “B” in FIG. 13 and the determination in S201 is performed again.

本形態においても,空調出力のそれほど細かな制御が必要でない場合は,S105及びS109での判断基準となる変化幅を大きくすればよい。例えば,図15に示すように,第2モードから第5モードの間では各モード中のエンジン回転数を変更しないステップ制御としてもよい。ただし,この形態では,空調能力の大きい部分での第1モードと第2モードとの切り換えに関しては,エンジンの回転数制御をも併用することが望ましい。   Also in this embodiment, if the fine control of the air-conditioning output is not necessary, the range of change that becomes the determination criterion in S105 and S109 may be increased. For example, as shown in FIG. 15, step control may be performed in which the engine speed in each mode is not changed between the second mode and the fifth mode. However, in this embodiment, it is desirable to use the engine speed control in combination with the switching between the first mode and the second mode in the portion where the air conditioning capacity is large.

なお,本形態の空調装置において,第1の形態と同等の定格運転能力を有する空調装置とするためには,第2モードでの運転における実効容量を,第1の形態の第1モードでの運転における実効容量と同等とする必要がある。そのためには,多段容量コンプレッサ22,23の少なくとも一方は,第1形態よりやや大きい容量のものを使用するか,または最高回転数を上げる必要がある。しかし,全体としての運転効率は上昇し,特に使用頻度の高い60〜80%の部分負荷空調領域において高効率な運転が可能となる。   In the air conditioner of this embodiment, in order to obtain an air conditioner having a rated operation capacity equivalent to that of the first embodiment, the effective capacity in the operation in the second mode is the same as that in the first mode of the first embodiment. It must be equivalent to the effective capacity during operation. For this purpose, it is necessary to use at least one of the multistage compressors 22 and 23 having a capacity slightly larger than that of the first embodiment, or to increase the maximum rotational speed. However, the operation efficiency as a whole increases, and high-efficiency operation is possible particularly in the 60 to 80% partial load air-conditioning region, which is frequently used.

以上詳細に説明したように,本形態の制御システム3によっても,第1の形態の制御システム2と同様に,平易な制御によってガスエンジンの運転効率の高い領域を使用できる空調装置となっている。   As described above in detail, the control system 3 according to the present embodiment is an air conditioner that can use a region where the operating efficiency of the gas engine is high by simple control, similarly to the control system 2 according to the first embodiment. .

なお,上記の各形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,接続されるコンプレッサの数やその切り換え可能な容量の段数は,本形態に示したものよりさらに多くしてもよい。その場合は,モードの数ももっと多くできる。
また例えば,上記の形態では使用するコンプレッサとしてスクロール式のものを例示したが,これに限らず,マルチベーン式等の他形式のものでもよい。
In addition, each said form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, the number of connected compressors and the number of switchable capacity stages may be further increased than those shown in this embodiment. In that case, the number of modes can be increased.
Further, for example, in the above embodiment, the scroll type compressor is used as the compressor to be used, but the present invention is not limited to this, and other types such as a multi-vane type may be used.

第1形態の空調装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the air conditioner of a 1st form. 第1モードでの運転状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running state in a 1st mode. 第2モードでの運転状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running state in a 2nd mode. 第3モードでの運転状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running state in a 3rd mode. 第4モードでの運転状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running state in a 4th mode. 第5モードでの運転状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running state in a 5th mode. 空調装置の制御システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control system of an air conditioner. 第1形態の制御システムによる空調能力に対するエンジントルク及びエンジン回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the engine torque and engine speed with respect to the air-conditioning capability by the control system of a 1st form. 第1形態の制御システムによる制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing by the control system of a 1st form. 第1形態の別の制御システムによる空調能力に対するエンジントルク及びエンジン回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the engine torque with respect to the air-conditioning capability by another control system of a 1st form, and an engine speed. ガスエンジンの回転数と最大トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of a gas engine, and maximum torque. 第2形態の制御システムによる空調能力に対するエンジントルク及びエンジン回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the engine torque with respect to the air-conditioning capability by the control system of a 2nd form, and an engine speed. 第2形態の制御システムによる制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing by the control system of a 2nd form. 第2形態の制御システムによる制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing by the control system of a 2nd form. 第2形態の別の制御システムによる空調能力に対するエンジントルク及びエンジン回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the engine torque with respect to the air-conditioning capability by another control system of a 2nd form, and an engine speed. 従来の空調装置による空調能力に対するエンジントルク及びエンジン回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the engine torque and engine speed with respect to the air-conditioning capability by the conventional air conditioning apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 空調装置
2,3 制御システム(モード制御手段)
11 ガスエンジン(原動機)
13 凝縮器(熱交換器)
14 蒸発器(熱交換器)
16 冷媒流路(冷媒循環路)
22,23 多段容量コンプレッサ
1 Air conditioner 2, 3 Control system (mode control means)
11 Gas engine (motor)
13 Condenser (heat exchanger)
14 Evaporator (heat exchanger)
16 Refrigerant flow path (refrigerant circulation path)
22,23 Multistage capacity compressor

Claims (3)

熱交換器を含む冷媒循環路に冷媒を循環させて空調を行う空調装置において,
前記冷媒循環路に並列に設けられた複数の多段容量コンプレッサと,
前記複数の多段容量コンプレッサを駆動する原動機とを有し,
前記多段容量コンプレッサが,吸入口と吐出口との中間圧となる箇所に開閉可能な開口部が設けられたものであり,
少なくとも,
すべての多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用する第1モードと,
一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用する第2モードと,
すべての多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用する第3モードと,
一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を閉止した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第4モードと,
一部の多段容量コンプレッサの前記開口部を開放した状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第5モードとを含むモード群のいずれか1つのモードを選択して動作することを特徴とする空調装置。
In an air conditioner that performs air conditioning by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit including a heat exchanger,
A plurality of multistage capacity compressors provided in parallel with the refrigerant circuit;
A prime mover for driving the plurality of multistage capacity compressors,
The multi-stage capacity compressor is provided with an openable and closable opening at a location where the intermediate pressure between the suction port and the discharge port is obtained,
at least,
A first mode for use with all the multistage capacity compressors with the opening closed ;
A second mode that is used in a state in which the openings of some of the multistage capacity compressors are closed and is used in a state in which the openings of the remaining multistage capacity compressors are opened ;
A third mode in which all the multistage compressors are used with the openings opened ;
A fourth mode in which some of the multi-stage capacity compressors are used with the opening closed, and the remaining multi-stage capacity compressors are deactivated;
The operation is performed by selecting any one mode of a mode group including a fifth mode in which a part of the multistage capacity compressor is used in a state where the opening of the part of the multistage capacity compressor is opened and the remaining multistage capacity compressor is stopped. Air conditioner to do.
請求項1に記載する空調装置において,
運転状況に応じて高い原動機効率が得られるようにモードの選択を切り替えるモード制御手段を有し,
前記モード制御手段は,定格運転時に第1モードを選択することを特徴とする空調装置。
In the air conditioner according to claim 1,
It has mode control means to switch the mode selection so that high prime mover efficiency can be obtained according to the driving situation,
The air conditioner characterized in that the mode control means selects the first mode during rated operation.
熱交換器を含む冷媒循環路に冷媒を循環させて空調を行う空調装置において,
前記冷媒循環路に並列に設けられた複数の多段容量コンプレッサと,
前記複数の多段容量コンプレッサを駆動するガスエンジンとを有し,
少なくとも,
すべての多段容量コンプレッサを大容量状態で使用する第1モードと,
一部の多段容量コンプレッサを大容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを小容量状態で使用する第2モードと,
すべての多段容量コンプレッサを小容量状態で使用する第3モードと,
一部の多段容量コンプレッサを大容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第4モードと,
一部の多段容量コンプレッサを小容量状態で使用するとともに残りの多段容量コンプレッサを休止させる第5モードとを含むモード群のいずれか1つのモードを選択して動作し,
運転状況に応じて前記ガスエンジンの効率が高くなるようにモードの選択を切り替えるモード制御手段を有し,
前記モード制御手段は,定格運転時に第2モード,第3モード,および第4モードのいずれか1つを選択することを特徴とする空調装置。
In an air conditioner that performs air conditioning by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit including a heat exchanger,
A plurality of multistage capacity compressors provided in parallel with the refrigerant circuit;
A gas engine that drives the plurality of multistage compressors,
at least,
A first mode in which all multistage compressors are used in a large capacity state;
A second mode in which some multistage compressors are used in a large capacity state and the remaining multistage compressors are used in a small capacity state;
A third mode in which all multistage compressors are used in a small capacity state;
A fourth mode in which some multistage capacity compressors are used in a large capacity state and the remaining multistage capacity compressors are deactivated;
Select and operate any one of a mode group including a fifth mode in which some multistage capacity compressors are used in a small capacity state and the remaining multistage capacity compressors are deactivated,
Mode control means for switching the selection of the mode so as to increase the efficiency of the gas engine according to the operating situation;
The air conditioner characterized in that the mode control means selects one of a second mode, a third mode, and a fourth mode during rated operation.
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