JP4774321B2 - 空調・発電システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンによって圧縮機および発電機を駆動して空調および発電を同時に行う空調・発電システムに関する。

従来のエンジン駆動式空気調和装置では、室外機において、冷媒を圧縮する圧縮機をガスエンジンなどのエンジンで駆動し、空調運転を行わせている。近年、このガスエンジンに発電機を連結し、この発電機で発電された電力を、例えば室外熱交換器への送風を行う送風機或いはエンジンを冷却する冷却水ポンプなどの負荷装置に供給し、電力供給レスの空調機の実現が模索されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２３１７４５号公報

上述のように複数台の室外機を用いて発電を行う場合には、必要な電力量に基づいて各室外機が発電すべき発電量を決定する必要がある。この場合、例えば、複数の室外機のうちの１つの発電機の発電量を増加させ、この室外機での発電量が最大になった場合に、次の室外機の発電機を動作させるように制御することが考えられる。しかしながら、このように一台ずつ発電量を変更するシステムでは、発電量が急激に変動したときに負荷抜けや過負荷によって発電中の室外機のエンジンが停止してしまい、空調運転が維持できなくなる可能性がある。また、各室外機間で発電量の偏りが生じてしまい、発電可能な室外機が複数あるにもかかわらず、特定の室外機のみが発電するようなシステムになってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、各室外機間での発電量の偏りを少なくし、発電機の動作を平準化させることができる空調・発電システムを提供することを目的とする。

本発明では、空調負荷に基づいて圧縮機を駆動させるエンジンと、前記エンジンの余剰動力によって駆動される発電機と、商用電源からの受電電力に基づいて前記発電機の発電量の増減を制御する系統連系インバータとをそれぞれ備えた複数の室外機を有し、
前記複数の室外機は、空調負荷によって変動する最大発電量をそれぞれ有すると共に、この最大発電量よりも小さい発電量に設定した所定の閾値をそれぞれ有し、前記複数の室外機を前記閾値まで発電させる段階と、最大発電量まで発電させる段階とに分けて制御したことを特徴とする。
この構成によれば、各室外機の発電量を最大にする前に所定の閾値で発電量を区切ることができる。

また、要求発電量が増加する場合には、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電量を増加させた後に、各室外機の発電量をさらに増加させ、要求発電量が減少する場合には、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電量を減少させた後に、各室外機の発電量をさらに減少させるように前記複数の室外機を制御してもよい。
この構成によれば、全ての室外機が閾値まで発電することにより、発電を平準化することができる。

さらに、前記複数の室外機には発電を行うための順序が定められ、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電していないときにはこの順序で発電し、前記閾値を超えて発電するときには超えた分を逆の順序で発電するように前記複数の室外機を制御することもできる。
この構成によれば、各室外機の発電負荷をさらに平準化することができる。

また、前記閾値を複数設定することもできる。
この構成によれば、各室外機の発電負荷をさらに平準化することができる。

本発明によれば、各室外機の発電量を所定の閾値で段階に分けて制御することができるので、ある特定の室外機が常に最大発電量で運転しなければならないという偏りを防止することができる。従って、負荷抜け、急負荷によるエンジンの停止を防止すると共に、各室外機の系統連系インバータの発電量を分散させ、平準化することができる。その結果、システム全体の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら以下に説明する。
図１は、室外機が１つの場合のガスエンジン駆動式の空気調和装置１を示しており、まず、図１を用いてこの空気調和装置１の概要を説明する。
この空気調和装置１は、室外ユニット２と２つの室内ユニット３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。

上記圧縮機１２は、大小異容量の圧縮機１２ａ，１２ｂで構成され、２台が並列に、ガスエンジン１０に対し、それぞれ電磁クラッチ１４ａ，１４ｂを介して接続されている。これら圧縮機１２ａ，１２ｂの吐出管１２ｃは、プレート式熱交換器３１、四方弁１５、室外熱交換器１７の順に接続され、この室外熱交換器１７には、液管４ａを介して、各室内ユニット３の膨張弁１９、室内熱交換器２１が接続され、室内熱交換器２１には、ガス管４ｂを介して、四方弁１５が接続され、この四方弁１５には、圧縮機１２ａ，１２ｂが接続されている。また、この圧縮機１２ａ，１２ｂの吐出管１２ｃおよび吸込管１２ｄが、バイパス管１８で接続され、このバイパス管１８に、アンロード用のバイパス弁２０が接続されている。

ちなみに、圧縮機１２ａ，１２ｂが駆動されると、四方弁１５の切り替え状態で、それが暖房切り替えであれば、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２１、膨張弁１９、室外熱交換器１７の順に冷媒が循環し、室内熱交換器２１での冷媒凝縮熱により室内が暖房される。これとは反対に、四方弁１５が冷房切り替えであれば、破線の矢印で示すように、圧縮機１２ａ，１２ｂ、四方弁１５、室外熱交換器１７、膨張弁１９、室内熱交換器２１の順に冷媒が循環し、この室内熱交換器２１での冷媒蒸発熱により室内が冷房される。

つぎに、ガスエンジン１０の冷却装置について説明する。
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。

上述した第１の三方弁２２は冷却水温度で自動的に切り替えられる。すなわち、冷却水温度が所定温度よりも低い場合、ガスエンジン１０のウォータージャケットからの冷却水を、ラジエター２５をバイパスし、直接、冷却水ポンプ２７、排ガス熱交換器２９の順に導いて、上記ウォータージャケットに戻す。
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。

つぎに、発電機１１による発電系統について説明する。
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、１００Ｖ／２００Ｖの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、この系統連系インバータ３３は、上述した逆潮流ヒータ２３に適宜電力を供給すると共に、室外ユニット２の室外側コントローラ３９に、通信線４０を介して通信可能に接続されている。そして、この室外側コントローラ３９は、商用系統３５から電源線４１を介して動作電源を得ると共に、通信線４２を介して各室内ユニット３の室内側コントローラに通信可能に接続されている。

この系統連系インバータ３３には、商用電源３６およびブレーカ３７の間に設置された電力検出器４３が接続されている。この電力検出器４３は、商用系統３５に供給される電力値をリアルタイムに取得し、この取得した電力値データが、系統連系インバータ３３に入力され、通信線４０を介して室外側コントローラ３９に送られる。
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。また、この発電は、発電機１１が、圧縮機１２を駆動する余剰動力を用いて行われる。

上記構成において、例えば室内ユニット３側の空調要求に応じて、圧縮機１２ａ，１２ｂの負荷が増大すると共に、商用系統３５の需要家負荷３８の増大に応じて、発電要求が増大した場合、エンジン１０の負荷が増大する。
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。
また、電力検出器４３と室外機２との間には系統連系盤６０が接続されている。

図２は、図１の室外機が４つの場合を例示する概要接続図である。
系統連系盤６０は、ＯＶＧＲ／ＲＰＲ（地絡過電圧継電器／逆電力継電器）６１、ＵＰＲ（不足電力継電器）６２、Ｗ／ＴＤ（ワット・トランスデューサ）６４を備えている。この系統連系盤６０は、電力検出器４３として設けられた商用電源の電圧を検出するＶＴ（電圧トランスデューサ）４３ａ及び電流を検出するＣＴ（電流トランスデューサ）４３ｂからの信号を受信するようになっていると共に、ＯＶＧＲ／ＲＰＲ６１、ＵＰＲ６２からの信号が親機２ａのインバータ基板５４に送られるようになっている。これにより、詳細は後述する系統連系インバータ３３ａが、商用電源３６の情報を得ることができるようになっている。

４つの室外機２ａ〜２ｄは、図２に示すように、それぞれ系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄが設けられている。また、この系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄには、図１における室外側コントローラ３９が含まれている。
この系統連系インバータ３３ａには、電源基板５１ａ、メイン基板５２ａ、インターフェース基板５３ａ及びインバータ基板５４ａがそれぞれ設けられている。同様に、系統連系インバータ３３ｂ〜３３ｄには、電源基板５１ｂ〜５１ｄ、メイン基板５２ｂ〜５２ｄ、インターフェース基板５３ｂ〜５３ｄ及びインバータ基板５４ｂ〜５４ｄがそれぞれ設けられている。
発電機１１ａは、スイッチ５５ａを介してインバータ基板５４ａにそれぞれ接続されており、このスイッチ５５ａによってそれぞれ切り替え自在になっている。同様に、発電機１１ｂ〜１１ｄは、スイッチ５５ｂ〜５５ｄを介してインバータ基板５４ｂ〜５４ｄにそれぞれ接続されており、このスイッチ５５ｂ〜５５ｄによってそれぞれ切り替え自在になっている。
また、これらの電源基板５１ａ、メイン基板５２ａ、インターフェース基板５３ａ及びインバータ基板５４ａは、それぞれが相互にデータの通信が可能に構成されている。同様に、これらの電源基板５１ｂ〜５１ｄ、メイン基板５２ｂ〜５２ｄ、インターフェース基板５３ｂ〜５３ｄ及びインバータ基板５４ｂ〜５４ｄは、それぞれが相互にデータの通信が可能に構成されている。

メイン基板５２ａ〜５２ｄは、図示せぬＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＣＰＵは、ＲＯＭ内の制御プログラムに従って室外機２ａ〜２ｄを制御する。ＲＯＭは、制御プログラムを含む制御用データをあらかじめ記憶している。
インターフェース基板５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、ＣＴ４３ｂまたはＷ／ＴＤ６４の信号から、発電すべき電力量を算出し、インバータ基板５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄに出力する。
インバータ基板５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、上述したように、発電機１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ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、１００Ｖ／２００Ｖの交流の電力に変換するものである。このインバータ基板５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、インターフェース基板５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの算出結果に基づいて、発電機１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの発電量を制御し、発電機１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが発電した電力を電源基板５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに出力する。
電源基板５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄには、それぞれ商用電源３６が接続されており、各インバータ基板５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄで１００Ｖ／２００Ｖの交流の電力に変換された電力を商用系統３５に出力する。

室外機は、図示せぬ親子設定スイッチにより、親室外機２ａ（以下、親機２ａという）として予め設定され、残りの室外機２ｂ、２ｃ、２ｄは、子室外機２ｂ、２ｃ、２ｄ（以下、子機２ｂ、２ｃ、２ｄという）として予め設定されている。
親機２ａのインターフェース基板５３ａには、系統連系盤６０からＣＴ４３及びＷ／ＴＤ６４の信号が送信されるようになっている。一方、子機２ｂ、２ｃ、２ｄのインターフェース基板５３ｂ、５３ｃ、５３ｄには、これらの信号は送信されないようになっている。
また、親機２ａ、子機２ｂ、２ｃ、２ｄは、図２に示すように、それぞれがユニット間通信７１によって通信可能になっている。また、親機用インバータ３３ａ、子機用インバータ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、インバータ間通信７２によって通信可能になっている。

親機２ａのインターフェース基板５３ａは、子機２ｂ、２ｃ、２ｄのインターフェース基板５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに対して定期的に通信を行い、ＣＴ４３ｂまたはＷ／ＴＤ６４の情報に基づく受電電力の情報データと、親機２ａの発電状況に基づくインバータ情報を含む親機データとを送信する。
親機２ａのインターフェース基板５３ａから受電電力の情報データと親機データとが送信された子機２ｂ、２ｃ、２ｄのインターフェース基板５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、自身の発電状況に基づくインバータ情報を親機２ａに送信する。
なお、遠隔監視盤８０は、システム全体を監視するための監視盤であり、Ｗ／ＴＤ４４から出力された受電電力量パルス及び親機２ａ、子機２ｂ、２ｃ、２ｄの発電状況を取得している。

図３は、系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄの制御についての説明図である。
図３において、縦軸は受電電力Ｐの値を示し、この受電電力の範囲をゾーン（１）〜（５）の５つのゾーンに分けている。また、順潮電流基準値（順潮＋１ｋｗ）をＰｓ、制御目標電流値（Ｐｓ＋α）をＰｔで示している。

例えば、商用電力を２ｋｗ使用しなければならない場合、全体の受電電力がこの２ｋｗを下回ることがないように各室外機２ａ〜２ｄで発電を行うものであり、この場合、上述のＰｓ＝３ｋｗ、Ｐｔ＝（３＋α）ｋｗに設定される。ここで、αは、この系統連系システムにおいて任意に決定することのできる定数である。

各ゾーンについて説明すると、ゾーン（１）は、受電電力ＰがＰｓ＋０．５＝３．５ｋｗよりも大きい領域をいう。受電電力Ｐがこの領域にある場合には、受電電力Ｐが目標値であるＰｔよりも上回っているので、各室外機２ａ〜２ｄでの発電量を増加させ、目標値であるＰｔまで受電電力を下げるように系統連系インバータ３３が制御される。

ゾーン（２）は、受電電力Ｐが、Ｐｓから（ＰＳ＋０．５）までの領域をいい、この範囲に制御目標電力値Ｐｔがある。このゾーン（２）は、さらに、Ｐｔから（Ｐｓ＋０．５）までの範囲と、ＰｓからＰｔまでの範囲の２つの範囲に分けられている。
Ｐｔから（Ｐｓ＋０．５）までの範囲では、受電電力Ｐが目標値であるＰｔよりも若干上回っているので、受電電力ＰをＰｔまで下げるように、各室外機２ａ〜２ｄでの発電量が追加されるように制御される。なお、Ｐｔから（Ｐｓ＋０．５）までの範囲での発電量の変化率は、ゾーン（１）での変化率よりも小さくなっている。
ＰｓからＰｔまでの範囲では、受電電力Ｐが目標値であるＰｔよりも若干下回っているので、受電電力ＰをＰｔまで上げるように、各室外機２ａ〜２ｄでの発電量が削減されるように制御される。

ゾーン（３）は、受電電力Ｐが、（Ｐｓ−０．５）からＰＳまでの領域をいう。受電電力Ｐがこの領域にある場合には、受電電力Ｐが目標値であるＰｔよりも下回っているので、各室外機２ａ〜２ｄでの発電量を削減させ、目標値であるＰｔまで受電電力を上げるように系統連系インバータ３３が制御される。なお、ゾーン（３）での発電量の変化率は、Ｐｓからｐｔまでの範囲での変化率よりも大きくなっている。

ゾーン（４）は、受電電力Ｐが０から（Ｐｓ−０．５）までの領域をいう。受電電力Ｐがこの領域にある場合には、受電電力Ｐが目標値であるＰｔよりもかなり下回っているので、現在運転中の各室外機２ａ〜２ｄの系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄの発電量を過回転停止しない限界まで削減するように系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄが制御される。

ゾーン（５）は、受電電力Ｐが０よりも小さい領域をいう。受電電力Ｐがこの領域にある場合には、受電電力Ｐが使用しなければならない２ｋｗを下回っているので、各室外機２ａ〜２ｄの系統連系インバータ３３を停止して、発電を停止させるように制御される。

このように、受電電力Ｐがゾーン（１）からゾーン（５）にある場合に、個々の状態で系統連系インバータ３３ａ〜３３ｄを制御することにより、使用しなければならない電力を下回らないようにしている。

次に、本発明の実施の形態に係る空調・発電システムにおいて発電量を平準化するための方法について説明する。
図４及び図５は、本発明の実施の形態に係る空調・発電システムにおける発電量を追加又は削減する時の平準化方法を示す図である。なお、図４及び図５では、図２に対応する４つの室外機（親機２ａ及び子機２ｂ、２ｃ、２ｄ）のうち、子機２ｄが空調運転を行っていない場合について示してある。すなわち、室外機が発電する場合とは、空気調和装置が空調運転しているときに限られ、空調運転を行っていない場合にまでエンジンを駆動させて発電するものではない。また、図４及び図５は、横軸方向に対応する室外機の系統連系インバータ、縦軸に発電量Ｐを示している。この平準化方法では、最大発電量Ｐｍａｘを２段階に分けており、発電量Ｐが０の状態と最大発電量Ｐｍａｘの状態との間に閾値となる発電量Ｐｘを設定し、各室外機が最初に発電する発電量を発電量Ｐｘまでとすることにより、各室外機の発電負荷の偏りをなくすものである。

以下、最大発電量Ｐｍａｘ＝４ｋｗ、閾値となる発電量Ｐｘ＝２ｋｗの２段階に分けた場合について説明する。
このシステムでは、室外機２ａ〜２ｄが発電を行うための順序が予め定められている。すなわち、発電量が追加されて閾値となる発電量Ｐまで発電する場合には、図４に示すように、室外機２ａの系統連系インバータ３３ａ、室外機２ｂの系統連系インバータ３３ｂ、室外機２ｃの系統連系インバータ３３ｃの順序で発電を行うように制御されている。

要求発電量Ｐｗ＝３．５ｋｗである場合、図４（ａ）に示すように、親機２ａの系統連系インバータ３３ａはＰｘ＝２ｋｗまでの発電を行い、それ以上の発電は行わない。そして、残りの１．５ｋｗは、子機２ｂの系統連系インバータ３３ｂが発電することになる（図４（ａ）の状態）。この状態から要求発電量Ｐｗが３．５ｋｗから５ｋｗまで増加した場合、系統連系インバータ３３ｂはＰｘ＝２ｋｗまでの発電を行うが、それ以上の発電は行わない。残りの１ｋｗは、子機２ｃの系統連系インバータ３３ｃが発電することになる（図４（ａ）の斜線部分）。
このように、予め決定された順番で、各室外機の系統連系インバータが閾値となる発電量Ｐｘまで順次発電することにより、発電負荷を平準化している。

さらに、要求発電量Ｐｗが５ｋｗから９ｋｗまで増加した場合、図４（ｂ）に示すように、系統連系インバータ３３ｃはＰｘ＝２ｋｗまでの発電を行い、インバータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの全てが閾値となる発電量Ｐｘまでの発電を行うと、次に、インバータ３３ｃ→３３ｂ→３３ａの順に最大発電量Ｐｍａｘまで発電するようになる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、Ｐｗ＝９ｋｗまで増加した場合、インバータ３３ｃがＰｘ＝２ｋｗまでの発電を行った後、引き続きインバータ３３ｃが最大発電量Ｐｍａｘ＝４ｋｗまでの発電を行い、次にインバータ３３ｂが、Ｐｘ＋１ｋｗ＝３ｋｗの発電を行うことになる。

一方、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、閾値となる発電量Ｐを超えて各インバータ３３が発電している状態において、発電量Ｐを削減する場合には、発電量Ｐを増加させた場合の順番とは逆の順番で発電量を下げてゆく。なお、図５（ａ）で示す系統連系インバータ３３ｂは、空調負荷が大きい場合であって、最大発電量Ｐｍａｘまで発電することができない状態を示している。このような場合には、インバータ３３ｂは、空調負荷との関係で発電可能な発電量までを発電し、次の順番のインバータが引き継いで発電するようになる。

本発明の実施の形態に係る空調・発電システムによれば、室外機２ａ、２ｂ、２ｃには、最大発電量よりも小さい発電量Ｐｘである所定の閾値がそれぞれ設定されているので、最大発電量まで発電する前に、この閾値となる発電量Ｐｘで発電を一旦区切るように制御することができる。
また、要求発電量が増加する場合には、室外機２ａ、２ｂ、２ｃの全てが閾値まで発電量を増加させた後に、各室外機の発電量をさらに増加させるようにしているので、負荷抜け、急負荷によるエンジン１０の停止を防止すると共に、各室外機の系統連系インバータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの発電量Ｐを分散させ、平準化することができる。同様に、要求発電量が減少する場合には、室外機２ａ、２ｂ、２ｃの全てが閾値まで発電量を減少させた後に、各室外機の発電量をさらに減少させるようにしているので、各室外機２ａ、２ｂ、２ｃの発電負荷を平準化することができる。

他方、室外機２ａ、２ｂ、２ｃには発電を行うための順序が定められ、室外機の全てが閾値まで発電していないときにはこの順序で発電し、閾値を超えて発電するときには逆の順序で発電するように室外機２ａ、２ｂ、２ｃを制御しているので、発電を行う順序の早い室外機に多くの発電負荷がかからないように、さらに発電負荷を平準化することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本発明の実施の形態では、図４又は図５で示したように、閾値となる発電量Ｐｘを１つだけ設定しているが、最大発電量Ｐｍａｘまでの間に複数の閾値となる発電量Ｐｘ１、Ｐｘ２、・・・を設けることもできる。例えば、最大発電量Ｐｍａｘ＝１０ｋｗの場合には、Ｐｘ１＝２ｋｗ，Ｐｘ２＝４ｋｗ，Ｐｘ３＝６ｋｗ，Ｐｘ４＝８ｋｗと多段階に分けることもできる。このように多段階に設定することにより、各インバータ３３による発電量を、より平準化させることができる。

また、本実施の形態では、室外機を親機２ａ、子機２ｂ、２ｃ、２ｄの４台の場合について説明したが、室外機が５台以上であっても構成することができる。逆に、室外機を２台（親機１台、子機１台）又は３台（親機１台、子機２台）で構成することもできる。これにより、例えば、大型ビルなどで室外機の設置台数が多いときであっても、空調運転を行っている場合には、効率よく発電を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る系統連系インバータを備えた室外機の概要図である。 室外機が３つの場合の概要接続図である。 本発明の実施の形態に係る系統連系インバータの制御についての説明図である。 本発明の実施の形態に係る空調・発電システムにおいて発電量が追加されたときの平準化方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る空調・発電システムにおいて発電量が削減されたときの平準化方法を示す説明図である。

符号の説明

１ エンジン駆動式空気調和装置
２ 室外機
２ａ 親室外機（親機）
２ｂ、２ｃ、２ｄ 子室外機（子機）
３ 室内ユニット
８ スロットル弁
１０ エンジン
１１ 発電機
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 発電機
３３ 系統連系インバータ
３３ａ 親機用系統連系インバータ
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 子機用系統連系インバータ
３５ 商用系統
３６ 商用電源
３７ ブレーカ
３８ 需要家負荷
３９ 室外側コントローラ
４３ 電力検出器
４３ａ ＶＴ（電圧トランスデューサ）
４３ｂ ＣＴ（電流トランスデューサ）
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 電源基板
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ メイン基板
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ インターフェイス基板
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ インバータ基板
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ スイッチ
６０ 系統連系盤
６１ ＯＶＧＲ（地絡過電圧継電器／逆電力継電器）
６２ ＵＰＲ（不足電力継電器）
６４ Ｗ／ＴＤ（ワット・トランスデューサ）
７１ ユニット間通信
７２ インバータ間通信
８０ 遠隔監視盤
Ｐ 発電量
Ｐｍａｘ 最大発電量
Ｐｘ 閾値となる発電量

Claims (4)

1. 空調負荷に基づいて圧縮機を駆動させるエンジンと、前記エンジンの余剰動力によって駆動される発電機と、商用電源からの受電電力に基づいて前記発電機の発電量の増減を制御する系統連系インバータとをそれぞれ備えた複数の室外機を有し、
   前記複数の室外機は、空調負荷によって変動する最大発電量をそれぞれ有すると共に、この最大発電量よりも小さい発電量に設定した所定の閾値をそれぞれ有し、前記複数の室外機を前記閾値まで発電させる段階と、最大発電量まで発電させる段階とに分けて制御したことを特徴とする空調・発電システム。
2. 要求発電量が増加する場合には、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電量を増加させた後に、各室外機の発電量をさらに増加させ、要求発電量が減少する場合には、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電量を減少させた後に、各室外機の発電量をさらに減少させるように前記複数の室外機を制御したことを特徴とする請求項１に記載の空調・発電システム。
3. 前記複数の室外機には発電を行うための順序が定められ、前記複数の室外機の全てが前記閾値まで発電していないときにはこの順序で発電し、前記閾値を超えて発電するときには超えた分を逆の順序で発電するように前記複数の室外機を制御したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調・発電システム。
4. 前記閾値を複数設定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の空調・発電システム。
   
   

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