JP5567808B2

JP5567808B2 - ヒートポンプシステム

Info

Publication number: JP5567808B2
Application number: JP2009208373A
Authority: JP
Inventors: 祥史山下
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: JP2011061960A

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に太陽光発電装置が併設されているヒートポンプシステムに関する。

ヒートポンプ装置に太陽光発電装置が併設されているヒートポンプシステムが特許文献１に記載されている。具体的には、特許文献１に記載のヒートポンプシステムでは、１つの分電盤に対して、太陽光発電装置とヒートポンプ装置とが接続されている。ヒートポンプ装置は、原動機と、原動機によって駆動される発電機及びヒートポンプ用の圧縮機と、発電機から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能なインバータとを有する。そして、ヒートポンプ装置の発電機及び太陽光発電装置で発電した電力に余剰電力が発生する場合、太陽光発電装置で発電した電力を商用電力系統へ売電できる。特許文献１に記載のシステムでは、原動機で駆動される発電機の発電電力と太陽光発電装置の発電電力との合計発電電力を制御することは行われていない。

特許文献２には、原動機で駆動される発電機と太陽光発電装置とを併用するシステムが記載されている。具体的には、原動機で駆動される発電機と太陽光発電装置とは１台のインバータに接続され、発電機の発電電力と太陽光発電装置の発電電力との合計の発電電力が交流電力に変換される。更に、システム全体の発電電力を一定にするような制御が行われている。例えば、発電機の発電電力と太陽光発電装置の発電電力との合計発電電力を設定電力と比較し、合計発電電力が設定電力よりも大きければ原動機の出力を小さくして発電機の発電電力を小さくし、合計発電電力が設定電力よりも小さければ原動機の出力を大きくして発電機の発電電力を大きくする。

特開２００９−７４７４４号公報特開平１１−５５８６０号公報

特許文献１に記載のシステムでは、１つの分電盤に対して、太陽光発電装置とヒートポンプ装置とが接続されている。通常、分電盤は、建物への商用電力系統の引き込み箇所に設置される。例えば、ビルなどの１階部分に分電盤は設置される。一方で、太陽光発電装置は、通常、建物の屋上部分に設置される。従って、特許文献１に記載のように、１つの分電盤に対して、太陽光発電装置とヒートポンプ装置とを接続した場合、太陽光発電装置と分電盤との距離、即ち、配線長が長くなるという問題がある。

一方で、特許文献２に記載のシステムでは、原動機で駆動される発電機と太陽光発電装置とは１台のインバータに接続されているため、特許文献１のように太陽光発電装置から分電盤への配線の敷設は不要である。しかし、１台のインバータに対して原動機で駆動される発電機と太陽光発電装置とが接続されているため、発電機の発電電力と太陽光発電装置の発電電力との合計発電電力はインバータの定格容量以下でなければならない。そのため、太陽光発電装置の発電電力に応じて発電機の発電電力（即ち、原動機の出力）を変更しなければならないという問題がある。つまり、空調負荷など、ヒートポンプ用圧縮機の熱負荷がある場合、原動機の出力を熱負荷に応じて制御する熱主運転を行うことが好ましいが、特許文献２に記載のシステムの場合、発電機の発電電力に応じて原動機の出力を制御するという電主運転を逐次行わねばならない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１台のインバータに接続されている発電機の発電電力と太陽光発電装置の発電電力との合計発電電力が設定電力より大きくても、発電機の発電電力を変更しなくてよいヒートポンプシステムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るヒートポンプシステムの特徴構成は、第１原動機と、前記第１原動機によって駆動される第１発電機及び第１ヒートポンプ用圧縮機と、太陽光発電装置と、前記第１発電機及び前記太陽光発電装置から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第１インバータと、を有する第１ヒートポンプ装置、
第２原動機と、前記第２原動機によって駆動される第２発電機及び第２ヒートポンプ用圧縮機と、前記第２発電機から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第２インバータと、を有し、前記第２発電機の発電電力は前記第２インバータの定格容量以下である第２ヒートポンプ装置、及び、
運転を制御する制御部、を備え、
前記第１インバータの入力側の直流部と前記第２インバータの入力側の直流部とは互いに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和が、前記第１ヒートポンプ装置において設定されている設定電力を上回るとき、前記設定電力分を前記第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、前記設定電力を上回る分に相当する過剰電力と前記第２発電機の発電電力との和の電力分を前記第２インバータが交流電力に変換して出力するように、前記第１インバータ及び前記第２インバータの作動を制御し、
前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和が、前記第１ヒートポンプ装置において設定されている前記設定電力以下であるとき、前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和を前記第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、前記第２発電機の発電電力を前記第２インバータが交流電力に変換して出力するように、前記第１インバータ及び前記第２インバータの作動を制御する点にある。

上記特徴構成によれば、２台のヒートポンプ装置の各インバータの入力側の直流部が電気的に接続されているので、インバータの入力側の直流部でヒートポンプ装置同士の直流電力の融通が可能となる。このような装置構成において、制御部は、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力との和が、第１ヒートポンプ装置において設定されている設定電力を上回るとき、設定電力分を第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、設定電力を上回る分に相当する過剰電力と第２発電機の発電電力との和の電力分を第２インバータが交流電力に変換して出力するように、第１インバータ及び第２インバータの作動を制御する。つまり、過剰電力分が第１ヒートポンプ装置から第２ヒートポンプ装置へと融通される。その結果、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力との和が、第１ヒートポンプ装置において設定されている設定電力を上回っていても、第１発電機の発電電力を変更せずに、各ヒートポンプ装置の原動機及びヒートポンプ用圧縮機の出力を各ヒートポンプ用圧縮機の熱負荷に応じて制御する熱主運転を継続できる。
加えて、制御部は、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力との和が、第１ヒートポンプ装置において設定されている設定電力以下であるとき、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力との和を第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、第２発電機の発電電力を第２インバータが交流電力に変換して出力するように、第１インバータ及び第２インバータの作動を制御することができる。
通常、ヒートポンプ装置は、原動機、発電機、ヒートポンプ用圧縮機等を備えた例えば冷熱発生側の室外機と、空調装置などの冷熱需要側の室内機とを備えて構成される。室外機は、例えば空調対象とする部屋数などに応じて複数台が建物の屋上等に並べて設置される。そのため、上記第１ヒートポンプ装置及び上記第２ヒートポンプ装置が並べて設置されて、上述のように組み合わせられることも充分に実現可能である。

本発明に係るヒートポンプシステムの別の特徴構成は、前記設定電力は前記第１インバータの定格容量である点にある。

上記特徴構成によれば、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力との和が、第１ヒートポンプ装置の第１インバータの定格容量を上回っていても、各ヒートポンプ装置の原動機の出力を各ヒートポンプ用圧縮機の熱負荷に応じて制御する熱主運転を継続できる。

本発明に係るヒートポンプシステムの更に別の特徴構成は、前記制御部は、前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力と前記第２発電機の発電電力とを合計した合計発電電力が、前記第１インバータの定格容量と前記第２インバータの定格容量とを合計した合計容量を上回らないように、前記第１発電機及び前記第２発電機の少なくとも何れか一方の発電電力を制限する点にある。

上記特徴構成によれば、制御部が、第１発電機及び第２発電機の少なくとも一方の発電電力を制限可能であるので、太陽光発電装置の発電電力と第１発電機の発電電力と第２発電機の発電電力とを合計した合計発電電力が、第１インバータの定格容量と第２インバータの定格容量とを合計した合計容量を上回らないようにできる。

ヒートポンプシステムの機能ブロック図である。太陽光発電モジュールの設置構造を示す平面図である。太陽光発電モジュールの設置構造を示す側面図である。ヒートポンプシステムにおけるインバータの作動制御を示すフローチャートである。

以下に図面を参照して本発明に係るヒートポンプシステムについて説明する。
図１は、ヒートポンプシステムの機能ブロック図である。ヒートポンプシステムＳは、第１ヒートポンプ装置１０と第２ヒートポンプ装置２０とを備える。
第１ヒートポンプ装置１０は、原動機としての第１エンジン１１と、第１エンジン１１によって駆動される第１発電機１２及びヒートポンプ用の第１圧縮機１３と、太陽光発電装置１と、第１発電機１２及び太陽光発電装置１から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第１インバータ１５と、を有する。加えて、第１ヒートポンプ装置１０は、後述する第１ヒートポンプ制御部１６及びシステム制御部１８を有する。
第１エンジン１１は、例えば、ガスなどを燃料とするエンジンである。第１エンジン１１の出力軸には第１発電機１２及び第１圧縮機１３が連結される。例えば、第１エンジン１１を定格出力で運転しているとき、第１熱負荷１９の大きさに応じて第１圧縮機１３の出力を大きくすると第１エンジン１１の回転速度は低下する。その結果、第１発電機１２の回転速度が低下して、第１発電機１２の発電電力は小さくなる。一方で、第１エンジン１１を定格出力で運転しているとき、第１熱負荷１９の大きさに応じて第１圧縮機１３の出力を小さくすると第１エンジン１１の回転速度は増大する。その結果、第１発電機１２の回転速度も増大して、第１発電機１２の発電電力は大きくなる。このように、第１圧縮機１３の出力の変化に応じて、第１発電機１２の発電電力が変化する。

第１発電機１２は第１整流回路１４を介して第１インバータ１５に接続される。太陽光発電装置１は第１ＤＣ/ＤＣコンバータ１７を介して第１インバータ１５に接続される。第１インバータ１５は、第１発電機１２及び太陽光発電装置１から入力される直流電力を交流電力に変換して交流系統３へ出力する。第１ヒートポンプ装置１０の補機の電力負荷（図示せず）は第１インバータ１５の出力側（交流側）に接続されている。

第２ヒートポンプ装置２０は、原動機としての第２エンジン２１と、第２エンジン２１によって駆動される第２発電機２２及び第２圧縮機２３と、第２発電機２２から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第２インバータ２５と、を有する。加えて、第２ヒートポンプ装置２０は、後述する第２ヒートポンプ制御部２６を有する。第２エンジン２１は、例えば、ガスなどを燃料とするエンジンであり、第２エンジン２１の出力軸には第２発電機２２及び第２圧縮機２３が連結される。また、上述した第１ヒートポンプ装置１０と同様に、第２圧縮機２３の出力の変化に応じて、第２発電機２２の発電電力が変化する。第２発電機２２は第２整流回路２４を介して第２インバータ２５に接続される。第２インバータ２５は、第２発電機２２から入力される直流電力を交流電力に変換して交流系統３へ出力する。第２ヒートポンプ装置２０の補機の電力負荷（図示せず）は第２インバータ２５の出力側（交流側）に接続されている。本実施形態において、第２発電機２２の定格発電電力は第２インバータ２５の定格容量以下である。
このように、第２ヒートポンプ装置２０は、太陽光発電装置１を有していない点で上記第１ヒートポンプ装置１０と相違し、他の装置構成は上記第１ヒートポンプ装置１０と同様である。

ここまで説明した各ヒートポンプ装置１０、２０は、例えば建物の屋上に設置される冷熱発生側の室外機と、建物内に設置される空調装置（熱負荷）などの冷熱需要側の室内機とを備えて構成される。室外機は、上述したエンジン、発電機、ヒートポンプ用圧縮機、インバータ等を備える。そして、第１ヒートポンプ装置１０の室外機及び第２ヒートポンプ装置２０の室外機は建物の屋上などに並べて設置される。

ヒートポンプシステムＳにおいて、第１ヒートポンプ装置１０と第２ヒートポンプ装置２０とは直流線２によって互いに接続されている。上述のように、第１ヒートポンプ装置１０の室外機及び第２ヒートポンプ装置２０の室外機は建物の屋上などに並べて設置されるので、直流線２は短くてよい。具体的には、第１ヒートポンプ装置１０の室外機に備えられる第１インバータ１５の入力側の直流部と、第２ヒートポンプ装置２０の室外機に備えられる第２インバータ２５の入力側の直流部とは直流線２によって互いに電気的に接続される。但し、第２ヒートポンプ装置２０の直流線２は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２７を介して第１ヒートポンプ装置１０の直流線２と接続される。このように、２台の第１ヒートポンプ装置１０、２０の各インバータ１５、２５の入力側の直流部が電気的に接続されているので、インバータ１５、２５の入力側の直流部でヒートポンプ装置同士の直流電力の融通が可能となる。

次に、太陽光発電装置を有するヒートポンプ装置がビルなどの建物の陸屋根に設置されるときの形態について説明する。図２は、太陽光発電装置の太陽光発電モジュールの設置構造を示す平面図であり、図３は、その側面図である。

図示するように、太陽光発電装置１の太陽光発電モジュール４１は、第１ヒートポンプ装置１０の室外機４０に併設される。具体的には、太陽光発電装置１の太陽光発電モジュール４１は、主として、架台４２（防振架台５３を兼用する）、室外機４、及び重り部材４４により固定されて設置されている。重り部材４４は、ゴムシート５０を介して陸屋根４９上に載置される。また、本実施形態において、重り部材４４は、中空容器４３の内部に水を充填して利用されている。中空容器４３は、ステンレスやアルミニウム等の金属製容器、ポリエチレンやポリプロピレン等のプラスチック製容器等である。

太陽光発電装置１は、一又は二以上の太陽光発電モジュール４１で構成される。太陽光発電モジュール４１は、ガラス基板上に形成された複数の太陽光発電セル（不図示）を備えている。太陽光発電セルは、所謂太陽電池を構成する素子であり、入射光（太陽光）が有する光エネルギを電気エネルギに直接変換する。これら複数の太陽光発電セルは、直列に接続されて太陽光発電モジュール４１を構成している。太陽光発電セル（太陽光発電モジュール４１）としては、単結晶型、多結晶型、薄膜型、アモルファス型、色素増感型、多接合型等、公知の各種構成を採用することができる。

一又は二以上の太陽光発電モジュール４１は、図３に示すように、載置部５１と延出部４８とを有して構成される架台４２に固定されている。本実施形態では、図２に示すように、４枚の太陽光発電モジュールが架台４２に固定されている。載置部５１は、太陽光発電モジュール４１を載置するための部分であり、延出部４８は、載置部５１から連続して略水平に延びる部分である。架台４２は、外枠フレーム４５及び横架フレーム５２が組み合わされて構成されている。具体的には、２本の外枠フレーム４５が、室外機４０の幅方向両側から、その室外機４０の幅方向に対して直交する方向に、互いに平行に延びている。この外枠フレーム４５は、図３に示すように、室外機４０から所定の位置まで（以下、室外機近接側とする）は水平面でもある陸屋根４９の上面に対して平行に延びると共に、それより室外機４０から離れた位置（以下、室外機離間側とする）では水平面に対して所定角度だけ傾斜して延びている。このときの所定角度としては、水平面に対して僅かに傾斜する小角度、具体的には例えば１〜１０度、より好適には２〜５度とすることができる。本実施形態では、２度とされている。

外枠フレーム４５のうち、室外機離間側では、２本の外枠フレーム４５の間に、３本の横架フレーム５２が横架されている。これら３本の横架フレーム５２は、互いに平行な２本の外枠フレーム４５に直交する状態で、外枠フレーム４５の室外機離間側の部分の両端部と当該部分を２等分する位置とに横架されている。外枠フレーム４５と横架フレーム５２とに沿って、互いに隣接配置される４枚の太陽光発電モジュール４１がビス等を用いて架台４２に固定される。このように、室外機離間側では、外枠フレーム４５と横架フレーム５２とが互いに連結されることにより「載置部５１」が形成されている。本実施形態においては、太陽光発電モジュール４１は、外枠フレーム４５及び横架フレーム５２に対して平行な状態で、つまり載置部５１に対して平行な状態で固定されている。なお、載置部５１自体は、外枠フレーム４５の形状に応じて、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で設けられることになる。

このように、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で載置部５１が設けられると共に、太陽光発電モジュール４１が載置部５１に対して平行な状態で固定されることで、太陽光発電モジュール４１は、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で架台３に固定されて設置されることになる。このようにすれば、太陽光発電モジュール４１の受光面が汚れた場合にも降雨等により当該汚れを洗い流して、太陽光発電モジュール４１の受光面をクリーンな状態に維持することができる。よって、太陽光発電モジュール４１の受光面での光強度の減衰を抑制して、太陽光発電を行うための有効光量を極力高く維持できる。なお、隣接する太陽光発電モジュール４１どうしは互いに平行に配置され、太陽光が遮光されることが抑制されるので、複数の太陽光発電モジュール４１を高密度に設置できる。従って、太陽光発電モジュール４１による発電効率を向上させることができる。

外枠フレーム４５のうち、室外機近接側は、載置部５１から連続して略水平に延びる「延出部４８」となっている。本実施形態では、延出部４８においてゴムマウント４７及び上側支持部材５５を介して、上側支持部材５５に沿って室外機４０が載置されている。

本実施形態において、室外機４０は、延出部４８を構成する外枠フレーム４５との間に、ゴムマウント４７とそのゴムマウント４７に連結される上側支持部材５５とを介在させて設置されている。見方を変えれば、室外機４０は、陸屋根４９上に形成されるコンクリート等からなる基礎台４６の上に、下側支持部材５４と、ゴムマウント４７を介してその下側支持部材５４に連結される上側支持部材５５と、を備えて構成された防振架台５３を介在させて設置される。加えて、架台２１の延出部４８を構成する外枠フレーム４５が、防振架台５３の下側支持部材５４と一体的に形成されている。これらの、外枠フレーム４５、横架フレーム５２は、例えば鉄やステンレス等の金属からなる棒材やパイプ材、型鋼等を用いて構成することができる。

このように、本実施形態では、架台４２の延出部４８を構成する外枠フレーム４５が、防振架台５３の下側支持部材５４と一体的に形成されることにより、太陽光発電モジュール４１を固定するための架台４２と、室外機４が発生させ得る振動がビル７１に伝達されるのを抑制するための防振架台５３とが共通化されている。これにより、太陽光発電モジュール４１を設置するための部品点数を減らして、低コスト化を図ることができるようになっている。

次に、制御部Ｃについて説明する。
ヒートポンプシステムＳは、制御部Ｃを備える。この制御部Ｃは、第１ヒートポンプ装置１０の運転を制御する第１ヒートポンプ制御部１６と、第２ヒートポンプ装置２０の運転を制御する第２ヒートポンプ制御部２６と、ヒートポンプシステムＳの全体制御を担うシステム制御部１８とで構成される。第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、第１エンジン１１の運転制御、第１エンジン１２の運転制御、第１圧縮機１３の運転制御、第１ＤＣ/ＤＣコンバータ１７による電力変換の制御、第１インバータ１５による電力変換の制御などを担う。第２ヒートポンプ装置２０の第２ヒートポンプ制御部２６は、第２エンジン２１の運転制御、第２エンジン２２の運転制御、第２圧縮機２３の運転制御、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２７による電力変換の制御、第２インバータ２５による電力変換の制御などを担う。また、本実施形態では、第１ヒートポンプ制御部１６とシステム制御部１８とは第１ヒートポンプ装置１０に設けられ、第２ヒートポンプ制御部２６は第２ヒートポンプ装置２０に設けられる。図１には示さないが、システム制御部１８は第１ヒートポンプ制御部１６及び第２ヒートポンプ制御部２６との間で情報伝達可能に構成されている。
本実施形態において、第２ヒートポンプ制御部２６は、第２エンジン２１、第２発電機２２及び第２圧縮機２３を作動させていなくても、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２７及び第２インバータ２５の作動制御は別途行うように構成されている。

以下に、制御部Ｃによって制御されるヒートポンプシステムＳの動作を説明する。
図４は、ヒートポンプシステムＳが運転されている間に行われる制御のフローチャートである。通常運転では、第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、第１熱負荷１９の大きさに応じて第１圧縮機１３の作動を制御する熱主運転を行っている。その結果、第１発電機１２の発電電力（Ｐｇ１）は第１圧縮機１３の第１熱負荷１９の大きさに応じて変化する。また、太陽光発電装置１の発電電力（Ｐｐｖ）は日射量に応じて変化するため、第１ヒートポンプ制御部１６は太陽光発電装置１の発電電力（Ｐｐｖ）を制御できない。つまり、通常運転では、第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、第１発電機１２の発電電力の制御を行っておらず、且つ、太陽光発電装置１の発電電力の制御を行うことができないため、第１発電機１２の発電電力（Ｐｇ１）と太陽光発電装置１の発電電力（Ｐｐｖ）との和が、第１ヒートポンプ装置１０において設定されている設定電力（本実施形態では、第１インバータ１５の定格容量）を上回る可能性がある。図４のフローチャートは、制御部Ｃが、第１インバータ１５の定格容量を上回る分の電力（以下、「過剰電力」と記載する）をどのように処理するのかを説明するものである。

第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、工程＃１００において、第１発電機１２の発電電力（Ｐｇ１）と太陽光発電装置１の発電電力（Ｐｐｖ）との和（Ｐｇ１＋Ｐｐｖ）が第１インバータ１５の定格容量以下であるか否かを判定する。Ｐｇ１＋Ｐｐｖが第１インバータ１５の定格容量以下である場合（工程＃１００において「Ｙｅｓ」の場合）には工程＃１０２に移行し、Ｐｇ１＋Ｐｐｖが第１インバータ１５の定格容量を上回る場合（工程＃１００において「Ｎｏ」の場合）には工程＃１０４に移行する。

第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、工程＃１０２において、第１インバータ１５の定格容量に対する余裕電力、即ち、第１インバータ１５の定格容量から、第１発電機１２の発電電力（Ｐｇ１）と太陽光発電装置１の発電電力（Ｐｐｖ）との和（Ｐｇ１＋Ｐｐｖ）を減算した値についての情報をシステム制御部１８に送信する。
或いは、第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、工程＃１０４において、第１インバータ１５の定格容量に対する過剰電力についての情報をシステム制御部１８に送信する。

一方で、第２ヒートポンプ装置２０の第２ヒートポンプ制御部２６は、工程＃３００において、第２インバータ２５の定格容量に対する余裕電力、即ち、第２インバータ２５の定格容量から第２発電機２２の発電電力（Ｐｇ２）を減算した値についての情報をシステム制御部１８に送信する。本実施形態では、第２発電機２２の定格発電電力は第２インバータ２５の定格容量以下であるので、上記第１ヒートポンプ装置１０で生じ得るような過剰電力は第２ヒートポンプ装置２０で生じない。

システム制御部１８は、工程＃２００において、第１インバータ１５の定格容量に対する余裕電力又は過剰電力、及び、第２インバータ２５の定格容量に対する余裕電力についての情報を受信する。次に、システム制御部１８は、工程＃２０２において、第１ヒートポンプ装置１０において過剰電力が存在しているか否かを判定する。過剰電力が存在する場合は工程＃２０４に移行し、過剰電力が存在しない場合は工程＃２０６に移行する。

上記工程＃２０２において第１ヒートポンプ装置１０で過剰電力が存在すると判定された場合、その過剰電力分は第２ヒートポンプ装置２０の第２インバータ２５で交流電力に変換される必要がある。そこで、システム制御部１８は、工程＃２０４において、第１ヒートポンプ装置１０へは、第１インバータ１５が定格容量で電力を出力するように指示し、及び、第２ヒートポンプ装置２０へは、第２インバータ２５が第２発電機２２の発電電力と過剰電力との和の電力を出力するように指示する。

一方で、システム制御部１８は、上記工程＃２０２において第１ヒートポンプ１０で過剰電力が存在しないと判定された場合、第１ヒートポンプ装置１０へは、第１インバータ１５がＰｐｖ＋Ｐｇ１の電力を出力するように指示し、第２ヒートポンプ装置２０へは、第２インバータ２５が第２発電機の発電電力（Ｐｇ２）の電力を出力するように指示する。

工程＃１０６において、第１ヒートポンプ装置１０の第１ヒートポンプ制御部１６は、システム制御部１８から指示された出力電力で第１インバータ１５を作動させる。
一方で、工程＃２０２において、第２ヒートポンプ装置２０の第２ヒートポンプ制御部２６は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２７の作動を制御して第１ヒートポンプ装置１０の側の直流線２の直流電力を変換して第２ヒートポンプ装置２０側の直流線２の電圧を高くし、及び、システム制御部１８に指示された出力電力で第２インバータ２５を作動させる。
その結果、第１発電機１２の発電電力と太陽光発電装置１の発電電力と第２発電機２２の発電電力との和の電力は、第１インバータ１５と第２インバータ２５とで交流電力に変換されて交流系統３に出力される。

以上のように、太陽光発電装置１の発電電力と第１発電機１２の発電電力との和が、第１ヒートポンプ装置１０において設定されている設定電力を上回っていても、第１発電機１２の発電電力を変更せずに、各ヒートポンプ装置１０、２０のエンジン１１、２１及び圧縮機１３、２３の出力を、各熱負荷１９、２９に応じて制御する熱主運転を継続できる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態において、制御部Ｃが、上述したような形態で第１インバータ１５及び第２インバータ２５の作動を制御しているとき、太陽光発電装置１の発電電力と第１発電機１２の発電電力と第２発電機２２の発電電力とを合計した合計発電電力が、第１インバータ１５の定格容量と第２インバータ２５の定格容量とを合計した合計容量を上回るような状況も生じ得る。つまり、第１インバータ１５の定格容量に対する余裕電力が無く、且つ、第２インバータ２５の定格容量に対する余裕電力が無い状況が生じ得る。そのような場合、システム制御部１８は、太陽光発電装置１の発電電力と第１発電機１２の発電電力と第２発電機２２の発電電力とを合計した合計発電電力が、第１インバータ１５の定格容量と第２インバータ２５の定格容量とを合計した合計容量を上回らないように、第１発電機１２及び第２発電機２２の少なくとも何れか一方の発電電力を制限すればよい。
例えば、システム制御部１８が、第１ヒートポンプ装置１０及び第２ヒートポンプ装置２０に対して優先制限順位を予め設定して、自身の内部メモリ等に記憶しておき、優先制限順位が高いヒートポンプ装置の発電機の発電電力を優先的に制限する（即ち、エンジンの回転速度を低くする）ように構成できる。

＜２＞
上記実施形態では、システム制御部１８が第１ヒートポンプ装置１０に設けられている構成を例示したが、システム制御部１８を第２ヒートポンプ装置２０に設けてもよい。或いは、システム制御部１８を第１ヒートポンプ装置１０及び第２ヒートポンプ装置２０とは別の装置に設けてもよい。

＜３＞
上記実施形態では、各ヒートポンプ装置１０、２０を電気的に接続する直流線２の途中に設けられる第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２７が、第２ヒートポンプ装置２０の内部に設けられている構成を例示したが、第１ヒートポンプ装置１０及び第２ヒートポンプ装置２０と別体で設けられてもよい。

本発明は、ヒートポンプ装置に太陽光発電装置が併設されているヒートポンプシステムに利用できる。

１太陽光発電装置
１０第１ヒートポンプ装置
１１第１エンジン
１２第１発電機
１３第１圧縮機（第１ヒートポンプ用圧縮機）
１５第１インバータ
１６第１ヒートポンプ制御部（制御部Ｃ）
１８システム制御部（制御部Ｃ）
２０第２ヒートポンプ装置
２１第２エンジン
２２第２発電機
２３第２圧縮機（第２ヒートポンプ用圧縮機）
２５第２インバータ
２６第２ヒートポンプ制御部（制御部Ｃ）
Ｓヒートポンプシステム

Claims

第１原動機と、前記第１原動機によって駆動される第１発電機及び第１ヒートポンプ用圧縮機と、太陽光発電装置と、前記第１発電機及び前記太陽光発電装置から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第１インバータと、を有する第１ヒートポンプ装置、
第２原動機と、前記第２原動機によって駆動される第２発電機及び第２ヒートポンプ用圧縮機と、前記第２発電機から入力される直流電力を交流電力に変換して出力可能な第２インバータと、を有し、前記第２発電機の発電電力は前記第２インバータの定格容量以下である第２ヒートポンプ装置、及び、
運転を制御する制御部、を備え、
前記第１インバータの入力側の直流部と前記第２インバータの入力側の直流部とは互いに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和が、前記第１ヒートポンプ装置において設定されている設定電力を上回るとき、前記設定電力分を前記第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、前記設定電力を上回る分に相当する過剰電力と前記第２発電機の発電電力との和の電力分を前記第２インバータが交流電力に変換して出力するように、前記第１インバータ及び前記第２インバータの作動を制御し、
前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和が、前記第１ヒートポンプ装置において設定されている前記設定電力以下であるとき、前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力との和を前記第１インバータが交流電力に変換して出力し、且つ、前記第２発電機の発電電力を前記第２インバータが交流電力に変換して出力するように、前記第１インバータ及び前記第２インバータの作動を制御するヒートポンプシステム。
前記設定電力は前記第１インバータの定格容量である請求項１記載のヒートポンプシステム。
前記制御部は、前記太陽光発電装置の発電電力と前記第１発電機の発電電力と前記第２発電機の発電電力とを合計した合計発電電力が、前記第１インバータの定格容量と前記第２インバータの定格容量とを合計した合計容量を上回らないように、前記第１発電機及び前記第２発電機の少なくとも何れか一方の発電電力を制限する請求項２記載のヒートポンプシステム。