JP4921407B2 - 発電・空調システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、膨張弁と室内側熱交換器とを備えて圧縮機に接続される冷媒回路と、商用電源に接続される電力負荷とを備え、発電機の発電電力を電力負荷に供給可能に構成した発電・空調システムに関する。

一般に、オフィスビルやスーパーや店舗ビルなどの大口需要家では、３０分間などの一定時間内の使用電力、いわゆるデマンドに基づいて１年間の基本料金が決定される。

このような事情から、デマンドを小さくするために種々の対策が講じられ、従来、次のようなものが知られている。
商用電源から受ける受電電力量が増加して設定電力量を超えると予測される場合に、運転停止状態にある発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置があるかどうかを判断し、運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が無いときには、運転状態で空調負荷の小さい発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を優先して選択し、空調能力を低下させない状態でエンジン回転数を増加し、発電電力量を増加して受電電力量の増加を抑えるように構成している。

上記構成により、空調のために圧縮機を運転している発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のエンジン余力を十分に利用し、その内部に備えられている発電機で発電電力を得て受電電力量の増加を抑え、発電機の能力を高めにしておくことにより、別の設備を設けたりせずに空調能力分以上の電力を供給し、経済的かつ良好に受電電力量の増加を抑えることができるように構成している。（特許文献１参照）。
特開２００６−２９６０３８号公報

しかしながら、従来例の場合、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数台で、室内側熱交換器が複数台あるような場合に、ひとつの発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機に個別の室内側熱交換器の冷媒回路を接続するといったように、複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機それぞれに対して、特定の室内側熱交換器の冷媒回路を割り当てるように接続している。
そのような状況下で、デマンドを小さくするときに、空調負荷の小さい発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を優先して選択し、発電電力を得るようにしているため、エンジン効率との関係から、十分な発電電力量を得ることができず、未だ改善の余地があった。
また、発電電力量を増加させようとする場合に、単純にエンジンへの燃料供給量を増加させていたが、燃料供給量の増加にかかわらず、逆に発電電力量が減少する場合があり、無駄に燃料を消費する問題を生じていた。
更に、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置それぞれと室内側熱交換器の冷媒回路とを接続するために、長い冷媒配管が必要で配管工事が高価になる問題があった。また、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の一部が、メンテナンスや故障で運転不能になったときに、それに接続された室内側熱交換器に冷媒を供給できず、空調運転を停止せざるを得なくなる不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エンジン効率を考慮して、空調能力を確保しながら、燃料消費面で有効にして極力発電電力量を増加させて受電電力量の増加を良好に抑えることができるように、かつ、配管工事を簡単にできるとともに、空調運転の信頼性を向上できるようにすることを目的とする。

本発明は、上述のような目的を達成するために、
エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と、設定電力量とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
を備えた発電・空調システムにおいて、
すべての前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機からの冷媒を合流して供給可能に前記圧縮機を前記冷媒回路に接続し、
前記エンジンへの燃料供給量を設定量増加あるいは減少させる燃料供給量調節手段と、
前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力して発電機を駆動するとともに前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して前記燃料供給量調節手段を作動する発電手段と、
前記発電機の発電量を計測する発電量計測手段と、
前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して、前記発電量計測手段で計測された発電量を記憶する発電量記憶手段と、
複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置それぞれにおいて、前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して、前記燃料供給量調節手段を作動して燃料供給量を設定量増加あるいは減少させた後に前記発電量計測手段により発電量を計測し、計測された発電量と前記発電量記憶手段で記憶された発電量とを比較し、燃料供給量の増加後に発電量が増加したときには燃料増加信号を出力し、一方、燃料供給量の減少後に発電量が増加したときには燃料減少信号を出力する発電量変化確認手段と、
前記燃料増加信号に応答して前記燃料供給量を設定量増加させ、かつ、前記燃料減少信号に応答して前記燃料供給量を設定量減少させる発電量増加制御手段と、
前記各発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に設けられて空調負荷を計測する空調負荷計測手段と、
前記空調負荷計測手段で計測された計測空調負荷と要求空調負荷とを比較して計測空調負荷が要求空調負荷に基づく設定範囲から外れたときに空調信号を出力して前記圧縮機の冷媒吐出容量を調整する空調制御手段と、
前記燃料増加信号または燃料減少信号と前記空調信号とが同時に出力されているときには空調信号を優先する空調優先手段と、を備えて構成する。

空調運転を行いながら発電機を駆動した場合の空調負荷率の変化と発電電力量の変化の相関について考察したところ、エンジン効率の関係から、図７のグラフに示すように、空調負荷率の増加に対して、発電電力量が増加する領域と、逆に発電電力量が減少する領域とが存在することを見出すに至った。
本発明の発電・空調システムは、上記考察結果に基づいてなされたものであり、その構成によれば、商用電源から受ける受電電力量が増加して設定電力量を超えると予測されてデマンド信号が出力されたときに、デマンド信号に応答して発電機を駆動し、燃料供給量を設定量増加あるいは減少させ、それに伴って発電電力量が増加するか減少するかを発電量変化確認手段で確認し、発電量増加制御手段により常に発電電力量を増加させるように燃料供給量を設定量増加あるいは減少させ、受電電力量の増加を抑えることができる。
したがって、デマンド信号が出力されたときにおいて、燃料供給量の増減と発電電力量の実際の増減とに基づき、不測に燃料供給量を増加して発電電力量を減少させることを回避して、発電電力量を確実に増加できるように燃料供給量を調整するから、エンジン効率を考慮して、燃料消費面で有効にして十分な発電電力量を得て受電電力量の増加を良好に抑えることができる。
しかも、すべての発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機からの冷媒を合流して供給可能に圧縮機を冷媒回路に接続するから、合流した配管に室内側熱交換器を接続すれば良く、個々の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機を、割り当てられた室内側熱交換器の冷媒回路に接続する場合に比べ、全体としての配管長さを短くできて配管工事を簡単にできる。
そのうえ、複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のいずれかがメンテナンスや故障で運転不能になったとしても、他の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機から室内側熱交換器に冷媒を供給でき、空調運転を停止せずに済み、空調運転の信頼性を向上できる。
更に、空調負荷を要求負荷に基づく設定範囲から外れて空調信号が出力されたときには、燃料増加信号または燃料減少信号に優先し、空調信号に基づいて圧縮機の冷媒吐出容量を調整するから、空調能力を確保しながら、極力発電電力量を増加させて受電電力量の増加を良好に抑えることができる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る発電・空調システムの実施例１を示す概略構成図であり、建物１の屋上に３台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が設置されている。
発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２は、図２の（ａ）の圧縮機の駆動系の正面図に示すように、都市ガスを燃料とするエンジン３の出力軸４の一方に発電クラッチ５を介して交流発電機６を連動連結するとともに、出力軸４の他方に、ベルト式伝動機構７および第１および第２の空調クラッチ８，９を介して小容量の第１の圧縮機１０ならびに大容量の第２の圧縮機１１を連動連結して構成されている。なお、図１では、第２の圧縮機１１を省略している。

エンジン３を設置したエンジンハウジング１２に２個の冷却用の室外ファン１３を備えた室外側熱交換器１４が設けられ、更に、室外ファン１３を駆動する直流電動モータ１５とエンジン冷却用の冷却水ポンプ１６と、交流発電機６で発電した交流電力を直流電力に変換する発電電力用コンバータ１７が設けられている。

建物１内の各所に、室内ファン１８を備えた室内側熱交換器１９が設けられ、図３の冷房運転状態の冷媒回路図、および、図４の暖房運転状態の冷媒回路図に示すように、第１および第２の圧縮機１０，１１に冷媒回路２０が接続され、その冷媒回路２０に、冷媒流路を切り替える四方弁２１、室外側熱交換器１４、膨張弁２２および室内側熱交換器１９が介装され、冷媒流路を切り替えることにより、冷房または暖房を行うことができるように構成されている。

発電電力用コンバータ１７に接続された直流電力線２３に直流電動モータ１５および冷却水ポンプ１６が接続されるとともに、商用電力用コンバータ２４を介して商用電源２５が接続され、非発電時においては商用電源２５からの電力を、そして、発電時においては交流発電機６の発電電力を直流電動モータ１５および冷却水ポンプ１６に供給できるように構成されている。

また、直流電力線２３に、直流電力を交流電力に変換するインバータ２６を介して受変電設備２７が接続されるとともに、その受変電設備２７に商用電源２５が接続され、非発電時においては商用電源２５からの電力を、そして、発電時においては交流発電機６の発電電力を建物１内の照明などの電力負荷に供給できるように構成されている。

図３に示すように、すべての発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２の第１および第２の圧縮機１０，１１にすべての室内側熱交換器１９が接続されている。すなわち、膨張弁２２に接続された膨張弁側冷媒配管２０ａのすべてが、室内側熱交換器１９の下部側どうしを接続した冷媒液配管２０ｂに第１の合流冷媒配管２０ｃを介して接続され、四方弁２１に接続された四方弁側冷媒配管２０ｄのすべてが、室内側熱交換器１９の上部側どうしを接続した冷媒ガス配管２０ｅに第２の合流冷媒配管２０ｆを介して接続され、いずれかの発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２がメンテナンスや故障などによって運転不能状態になっても、残りの発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２によってすべての室内側熱交換器１９に冷媒を供給できるように構成されている。

また、冷媒液配管２０ｂと室内側熱交換器１９それぞれとを接続する配管部分に流量調整弁２８が設けられている。室内側熱交換器１９の室内側に、室内への吹き出し空気の温度を検出する吹き出し温度センサ２９が設けられ、その吹き出し温度センサ２９に第１のコントローラ３０が接続されるとともに第１のコントローラ３０に流量調整弁２８が接続されている。

第１のコントローラ３０には、冷房の場合で示すが、図５の（ａ）の冷房時の室内空調制御系のブロック図に示すように、上限比較手段３１、下限比較手段３２、開き信号出力手段３３および閉じ信号出力手段３４が備えられ、上限比較手段３１および下限比較手段３２それぞれに温度設定器３５が接続されている。

上限比較手段３１では、温度設定器３５から入力される設定温度に所定温度Δ（例えば、０．５℃）加算した上限温度と吹き出し温度センサ２９で計測される温度とを比較し、計測温度が上限温度よりも高くなったときには、開き信号出力手段３３に比較出力を出し、それに応答して開き信号出力手段３３から流量調整弁２８に開き信号を出力し、所定開度だけ流量調整弁２８を開き、室内側熱交換器１９に流す冷媒液の流量を増加するようになっている。

下限比較手段３２では、温度設定器３５から入力される設定温度に所定温度Δ（例えば、０．５℃）減算した下限温度と吹き出し温度センサ２９で計測される温度とを比較し、計測温度が下限温度よりも低くなったときには、閉じ信号出力手段３４に比較出力を出し、それに応答して閉じ信号出力手段３４から流量調整弁２８に閉じ信号を出力し、所定開度だけ流量調整弁２８を閉じ、室内側熱交換器１９に流す冷媒液の流量を減少するようになっている。

暖房の場合は、図５の（ｂ）の暖房時の室内空調制御系のブロック図に示すように、上限比較手段３１に閉じ信号出力手段３４が接続され、一方、下限比較手段３２に開き信号出力手段３３が接続される。これにより、計測温度が上限温度よりも高くなったときには、所定開度だけ流量調整弁２８を閉じ、室内側熱交換器１９に流す冷媒ガスの流量を減少する。また、計測温度が下限温度よりも低くなったときには、所定開度だけ流量調整弁２８を開き、室内側熱交換器１９に流す冷媒ガスの流量を増加するようになっている。

また、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２それぞれにおいて膨張弁２２の室内側熱交換器１９側に、空調負荷を計測する空調負荷計測手段としての、冷媒液の温度を計測する冷媒温度センサ３６が設けられ、その冷媒温度センサ３６が、図６の冷房時の室外空調制御系のブロック図に示すように、空調制御手段としての第２のコントローラ３７に接続されるとともに、第２のコントローラ３７に、空調制御部３８が接続されている。

空調制御部３８には、エンジン３への燃料供給量を調節する燃料供給量調節手段としてのスロットル３９、第１および第２の空調クラッチ８，９、スロットル３９の開度を判別する開度判別手段４０が備えられている。
開度判別手段４０では、図７の空調負荷率と発電出力との相関を示すグラフに示すように、スロットル３９の開度に対応して第１の空調クラッチ８のみを入れる領域Ｒ１、第２の空調クラッチ９のみを入れる領域Ｒ２、ならびに、第１および第２の空調クラッチ８，９を入れる領域Ｒ３を判別し、その判別結果に応じた状態が得られるように第１および第２の空調クラッチ８，９それぞれを切り替えるようになっている。

第２のコントローラ３７には、上限値比較手段４１、下限値比較手段４２、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４が備えられ、上限値比較手段４１および下限値比較手段４２に冷媒温度センサ３６で計測される冷媒温度と冷媒温度設定器４５で設定された要求空調負荷としての冷媒温度とが入力されている。

上限値比較手段４１では、冷媒温度設定器４５から入力される設定温度に所定温度Δ（例えば、０．５℃）加算した上限値温度と冷媒温度センサ３６で計測される冷媒温度とを比較し、計測冷媒温度が上限値温度よりも高くなったときには、燃料増加手段４３に比較出力を出し、それに応答して燃料増加手段４３からスロットル３９に空調信号としての開き信号を出力し、所定量だけスロットル３９を開き、燃料供給量を増加し、圧縮機の冷媒吐出容量を増加するようになっている。また、図７に示すように、領域の限界値に達したときには、空調信号としての切り替え信号を出力し、第１の圧縮機１０のみを駆動する状態から、第２の圧縮機１１のみを駆動する状態、更には、第１および第２の圧縮機１０，１１を駆動する状態へと、適宜第１および第２の空調クラッチ８，９を入り切り操作するようになっている。

下限値比較手段４２では、冷媒温度設定器４５から入力される設定温度に所定温度Δ（例えば、０．５℃）減算した下限値温度と冷媒温度センサ３６で計測される冷媒温度とを比較し、計測冷媒温度が下限値温度よりも低くなったときには、燃料減少手段４４に比較出力を出し、それに応答して燃料減少手段４４からスロットル３９に空調信号としての閉じ信号を出力し、所定量だけスロットル３９を閉じ、燃料供給量を減少し、圧縮機の冷媒吐出容量を減少するようになっている。また、図７に示すように、領域の限界値に達したときには、空調信号としての切り替え信号を出力し、第１および第２の圧縮機１０，１１を駆動する状態から、第２の圧縮機１１のみを駆動する状態、更には、第１の圧縮機１０のみを駆動する状態へと、適宜第１および第２の空調クラッチ８，９を入り切り操作するようになっている。
上記上限値比較手段４１および下限値比較手段４２によって、要求空調負荷に基づく設定範囲が設定されている。

商用電源２５において、図８の発電制御系のブロック図に示すように、商用電源２５から受ける電力量を計測する受電電力計測手段４６が備えられている。
受電電力計測手段４６に第３のコントローラ４７が接続され、その第３のコントローラ４７に、第１のタイマ４８と発電制御部４９とが接続されている。

第３のコントローラ４７には、受電電力量算出手段５０、受電電力量予測手段５１、電力量比較手段５２、発電手段５３、発電量記憶手段５４、発電量変化確認手段５５および発電量増加制御手段５６が備えられている。
また、発電制御部４９には、発電クラッチ５、第１の空調クラッチ８、スロットル３９、第２のタイマ５７および発電量計測手段としてのエンジン回転数計測手段５８が備えられている。発電量計測手段としては、発電量としてエンジン回転数を計測するものに限らず、例えば、発電機６に接続された直流電力線２３を流れる電流を計測するようにしても良い。第２のタイマ５７では、後述する燃料供給量の増加あるいは減少に際し、それによってエンジン回転数が変化するに足る時間（例えば、３秒など）を確保するためのものである。

受電電力量算出手段５０では、受電電力計測手段４６で計測された電力を第１のタイマ４８によって設定される所定時間（３０分）積算して受電電力量を算出するようになっている。この積算に際しては、例えば、５分間分づつなどのデータが更新されるようになっている。すなわち、５分間ごとにデータを蓄積し、新たに５分間のデータが蓄積されると、最も古い５分間のデータと置換し、常に新しい所定時間分の積算データを得るようになっている。
受電電力量予測手段５１では、受電電力量算出手段５０で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測するようになっている。すなわち、前回の受電電力量と今回の受電電力量との差を算出して変化率を求め、その変化率を今回の受電電力量に乗算することによって次の受電電力量を算出予測するようになっている。

電力量比較手段５２では、受電電力量予測手段５１で算出予測された受電電力量と、設定電力量（契約の基準となった電力量あるいはそれよりやや小さい電力量を設定すれば良い）とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力するようになっている。
発電手段５３では、電力量比較手段５２からのデマンド信号に応答して、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２の発電制御部４９に起動信号を出力し、発電クラッチ５を入り操作して発電機６を駆動するようになっている。また、発電機６の駆動後のデマンド信号に応答してスロットル３９を作動してエンジン３への燃料供給量を設定量増加あるいは減少させるようになっている。

発電量記憶手段５４では、発電機６の駆動後のデマンド信号に応答して、エンジン回転数計測手段５８で計測されたエンジン回転数を発電量として記憶するようになっている。
発電量変化確認手段５５では、発電機６の駆動後のデマンド信号に応答して、スロットル３９を作動して燃料供給量を設定量増加あるいは減少させてから、第２のタイマ５７で設定される時間が経過した後にエンジン回転数計測手段５８で計測されたエンジン回転数を計測し、計測されたエンジン回転数と発電量記憶手段５４で記憶された発電量とを比較し、燃料供給量の増加後に発電量が増加したときには燃料増加信号を出力し、一方、燃料供給量の減少後に発電量が増加したときには燃料減少信号を出力するようになっている。また、燃料供給量を設定量増加あるいは減少させても発電量に変化が無いときには、クラッチ切り信号を出力するようになっている。

発電量増加制御手段５６では、発電量変化確認手段５５からの燃料増加信号に応答して燃料供給量を設定量増加させるようにスロットル３９を作動し、かつ、発電量変化確認手段５５からの燃料減少信号に応答して燃料供給量を設定量減少させるようにスロットル３９を作動するようになっている。また、クラッチ切り信号に応答して第１の空調クラッチ８に駆動信号を出力し第１の空調クラッチ８を切るようになっている。
図示しないが、デマンド信号が燃料増加手段４３および燃料減少手段４４に制御禁止信号として送られ、上記発電制御が、冷媒温度センサ３６によって計測される冷媒温度に基づく空調制御に優先して行われるようになっている。

発電手段５３および発電量増加制御手段５６それぞれには、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４が接続され、両手段４３，４４からの空調信号としての開き信号、閉じ信号、切り替え信号が入力されたときには、発電手段５３および発電量増加制御手段５６それぞれの制御動作を停止するように、すなわち、燃料増加信号または燃料減少信号と空調信号とが同時に出力されているときには空調信号を優先するように空調優先手段５９が構成されている。

次に、上記発電制御系の動作につき、図９のフローチャートを用いて説明する。
デマンド信号が出力されているかどうかを判断し（S１）、デマンド信号が出力されていなければ、ステップS２に移行し、発電機６が停止状態のときにはそのままに、かつ、発電機６が駆動していれば、駆動を停止（ＯＦＦ）する。すなわち、すべての発電機６を停止する。

デマンド信号が出力されていれば、ステップS３に移行し、発電手段５３により起動信号を出力し、発電機６を駆動（ＯＮ）する。次いで、発電機６の駆動後、再度デマンド信号が出力されているかどうかを判断し（S４）、デマンド信号が出力されていなければ、ステップS２に移行し、デマンド信号が出力されていれば、ステップS５に移行し、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されていないときにのみ、発電手段５３によりスロットル３９を作動してエンジン３への燃料供給量を設定量増加するとともにその時点での発電量を発電量記憶手段５４に記憶する。

次いで、燃料供給量を設定量増加した結果の計測発電量と先に記憶された発電量とを比較し、エンジン回転数が増加したかどうかを判断し、エンジン回転数が増加していれば、ステップS４に戻り、デマンド信号が継続していれば、その時点での発電量を発電量記憶手段５４に記憶するとともに、発電量変化確認手段５５により燃料増加信号を出力し、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されていないときにのみ、発電量増加制御手段５６により燃料供給量を設定量増加して発電量を増加させる。

エンジン回転数が増加していなければステップS７に移行し、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されていないときにのみ、発電手段５３によりスロットル３９を作動してエンジン３への燃料供給量を設定量減少するとともにその時点での発電量を発電量記憶手段５４に記憶し、所定時間経過後の計測発電量と先に記憶された発電量とを比較してエンジン回転数が増加したかどうかを判断する（S８）。エンジン回転数が増加していればステップS９に移行し、デマンド信号が継続していれば、その時点での発電量を発電量記憶手段５４に記憶するとともに、ステップS７に移行して、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されていないときにのみ、発電量変化確認手段５５により燃料減少信号を出力し、発電量増加制御手段５６により燃料供給量を設定量減少して発電量を増加させる。デマンド信号が出力されなくなっていれば、ステップS２に移行して発電機６の駆動を停止する。

ステップS８でエンジン回転数が増加していないと判断したとき、すなわち、燃料供給量を増加しても減少してもエンジン回転数に変化がないときは、第１および第２の圧縮機１０，１１を駆動している状態（図７の領域Ｒ３）であると判断し、燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されていないときにのみ、第１の空調クラッチ８を切り、第２の圧縮機１１のみを駆動している状態に切り替え、燃料供給量の増加あるいは減少によって発電量を増加できる状態にしてからステップS４に移行する。他の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置においても、ステップS３からステップS１０と同じ動作Ｌ１，Ｌ２を行わせる。

以上の構成により、デマンド信号に応答して発電機６を駆動し、その駆動後においては、燃料供給量の増加あるいは減少させ、いずれの場合が実際に発電量を増加させるかを判断し、発電量を増加するように燃料供給量を調整し、極力大きい発電量が得られるようにして（図７参照）受電電力量を減少し、デマンドが増加することを良好に回避できる。燃料増加手段４３および燃料減少手段４４から空調信号が出力されているときには、空調制御を優先し、空調能力を変更することが無い。

上記実施例では、小容量の第１の圧縮機１０と大容量の圧縮機１１とを備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を示したが、本発明としては、同一容量の圧縮機を二個以上備えるものでも良い。
また、図２の（ｂ）の可変容量タイプの圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図に示すように、エンジン３の出力軸４の一方に発電クラッチ５を介して発電機６を連動連結するとともに、出力軸４の他方に、ベルト式伝動機構７、圧縮機用変速機構６０および空調クラッチ６１を介して圧縮機１０を連動連結し、１個の圧縮機１０で、その吐出容量を変更できるように構成するものでも良い。
圧縮機の構成のいかんにかかわらず、燃料供給量を増加あるいは減少して発電量の変化を確認することで、燃料供給量の増加あるいは減少のいずれが発電量を増加するために必要であるかを判断できるからである。

上述実施例のエンジン３としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど各種のエンジンを用いることができる。

本発明に係る発電・空調システムの実施例を示す概略構成図である。 （ａ）は、小容量の圧縮機と大容量の圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図、（ｂ）は、可変容量タイプの圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図である。 冷房運転状態の冷媒回路図である。 暖房運転状態の冷媒回路図である。 （ａ）は、冷房時の室内空調制御系のブロック図、（ｂ）は、暖房時の室内空調制御系のブロック図である。 冷房時の室外空調制御系のブロック図である。 空調負荷率と発電出力との相関を示すグラフである。 発電制御系のブロック図である。 発電制御系の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

２…発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置
３…エンジン
６…発電機
１０…第１の圧縮機
１１…第２の圧縮機
１４…室外側熱交換器
１９…室内側熱交換器
２０…冷媒回路
２２…膨張弁
３６…冷媒温度センサ（空調負荷計測手段）
３７…第２のコントローラ（空調制御手段）
３９…スロットル（燃料供給量調節手段）
４６…受電電力計測手段
５０…受電電力量算出手段
５１…受電電力量予測手段
５２…電力量比較手段
５３…発電手段
５４…発電量記憶手段
５５…発電量変化確認手段
５６…発電量増加制御手段
５８…エンジン回転数計測手段（発電量計測手段）
５９…空調優先手段

Claims (1)

1. エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
   膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
   商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
   前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
   前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
   前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
   前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と、設定電力量とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
   を備えた発電・空調システムにおいて、
   すべての前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の圧縮機からの冷媒を合流して供給可能に前記圧縮機を前記冷媒回路に接続し、
   前記エンジンへの燃料供給量を設定量増加あるいは減少させる燃料供給量調節手段と、
   前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力して発電機を駆動するとともに前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して前記燃料供給量調節手段を作動する発電手段と、
   前記発電機の発電量を計測する発電量計測手段と、
   前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して、前記発電量計測手段で計測された発電量を記憶する発電量記憶手段と、
   複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置それぞれにおいて、前記発電機の駆動後のデマンド信号に応答して、前記燃料供給量調節手段を作動して燃料供給量を設定量増加あるいは減少させた後に前記発電量計測手段により発電量を計測し、計測された発電量と前記発電量記憶手段で記憶された発電量とを比較し、燃料供給量の増加後に発電量が増加したときには燃料増加信号を出力し、一方、燃料供給量の減少後に発電量が増加したときには燃料減少信号を出力する発電量変化確認手段と、
   前記燃料増加信号に応答して前記燃料供給量を設定量増加させ、かつ、前記燃料減少信号に応答して前記燃料供給量を設定量減少させる発電量増加制御手段と、
   前記各発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に設けられて空調負荷を計測する空調負荷計測手段と、
   前記空調負荷計測手段で計測された計測空調負荷と要求空調負荷とを比較して計測空調負荷が要求空調負荷に基づく設定範囲から外れたときに空調信号を出力して前記圧縮機の冷媒吐出容量を調整する空調制御手段と、
   前記燃料増加信号または燃料減少信号と前記空調信号とが同時に出力されているときには空調信号を優先する空調優先手段と、
   を備えたことを特徴とする発電・空調システム。

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