JP5628736B2 - 発電・空調装置の起動方法、及び、発電・空調装置の起動装置 - Google Patents

Description

本発明は、原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路が備えられている発電・空調装置の起動方法、及び、発電・空調装置の起動装置に関する。

上記のような発電・空調装置は、原動機としてのエンジンにて発電機と圧縮機とを駆動させることで、発電しながら、ヒートポンプ回路にて冷房運転や暖房運転等の空調運転を行うものである。このような発電・空調装置では、エンジンを作動させるため、及び、空調運転を行うために、複数の電力消費機器が備えられている。電力消費機器としては、例えば、エンジンを始動させる始動モータ、エンジンを冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ、第１熱交換器や第２熱交換器に空調対象空間の空気や外気等を通風させるファン、圧縮機に供給される冷媒を加熱する圧縮機ヒータ等である。

発電・空調装置は、商用系統から電力の供給を受けるように構成されており、商用系統からの電力を始動モータに供給して原動機を始動させて、原動機にて発電機と圧縮機を駆動させることで、発電・空調装置を起動させている。そして、発電・空調装置は、商用系統からの電力に加えて、発電機にて発電した電力をも、ファンや圧縮機ヒータ等の電力消費機器に供給自在に構成されており、発電機の発電電力を有効に活用して空調運転を行うようにしている。

発電・空調装置は、商用系統から電力の供給を受けて、始動モータにて原動機を始動させることで、発電・空調装置を起動させているが、停電時等には、商用系統から電力の供給を受けることができない。そこで、従来の発電・空調装置では、商用系統からの電力、及び、発電機にて発電した電力を蓄電自在な蓄電装置を備え、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、蓄電装置に蓄電されている電力を始動モータに供給して、始動モータにて原動機を始動させて、発電・空調装置を起動させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２３６４１７号公報

上記特許文献１では、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、蓄電装置の電力を用いて始動モータにて原動機を始動させて発電・空調装置を起動させているが、単に、蓄電装置の電力を用いて始動モータにて原動機を始動させて発電・空調装置を起動させるだけでは、下記のような問題が生じることがある。
つまり、商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、圧縮機ヒータへの電力供給が停止されるので、ヒートポンプ回路にて圧縮機に供給される冷媒を圧縮機ヒータにて加熱することができず、圧縮機の内部や圧縮機の周辺に残存している冷媒の温度が低下して、冷媒が液状態となることがある。したがって、冷媒が液状態となったまま、発電・空調装置を起動させると、液状態の冷媒が圧縮機に供給されることになり、液状態の冷媒を圧縮する液圧縮となって、圧縮機の破損を招くことがある。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、圧縮機の破損等の問題を生じることなく、発電・空調装置を起動させることができる発電・空調装置の起動方法、及び、発電・空調装置の起動装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る発電・空調装置の起動方法は、原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータと、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータとを備え、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を前記始動モータ及び前記圧縮機ヒータに供給自在とするとともに、その商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電装置に蓄電自在に構成されている発電・空調装置の起動方法において、
前記商用系統からの電力の供給を受けることができない場合に、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、
前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、
その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う点にある。

本発明に係る起動方法によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、始動ステップを行うことで、蓄電装置に蓄電されている電力を用いて始動モータにて原動機を始動させることができる。そして、この原動機の始動に当たっては、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離しており、原動機にて発電機のみ駆動させる状態で原動機を始動させている。これにより、圧縮機を停止させたまま原動機を始動させて発電できるとともに、原動機の駆動力が圧縮機の駆動に消費されることなく、発電機の発電電力を大きくすることができる。加熱ステップを行うことで、発電機の発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにてヒートポンプ回路にて圧縮機に供給される冷媒を加熱することができる。これにより、圧縮機の内部や圧縮機の周辺に残存している冷媒の温度が低下して、冷媒が液状態となっていても、その冷媒を加熱して気体の状態にすることができる。作動ステップを行うことで、クラッチを入れて原動機に圧縮機を接続し、原動機にて圧縮機を駆動させてヒートポンプ回路を作動させて空調運転を行うことができる。

このように、始動ステップと加熱ステップとを行い、その後、作動ステップを行うことで、作動ステップにおいて原動機にて圧縮機を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機にて発電させてその発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機に供給されて圧縮機の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいて原動機にて発電機を駆動させる場合には、圧縮機を原動機から切り離しているので、発電機の発電電力を大きくすることができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力を大きくすることで、発電機の発電電力を、圧縮機ヒータに供給するだけでなく、その他の電力消費機器にも供給することができることから、有用な起動方法となる。

本発明に係る発電・空調装置の起動方法では、前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持すると好適である。

原動機に圧縮機を接続する場合に、圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、クラッチを複数の接続パターンに設定自在であるので、空調負荷に応じて、クラッチの接続パターンを変更設定することで、空調負荷の変化にも柔軟に対応しながら、その空調負荷を満たすことができる。
しかしながら、クラッチの接続パターンを変更設定する場合には、原動機の回転速度を低い回転速度に落とした状態でクラッチの接続パターンの変更を行う必要がある。したがって、クラッチの接続パターンの変更設定を行うと、原動機の回転速度の低下に伴い、その原動機に接続されている発電機の発電電力が低下することになる。商用系統から電力の供給を受けることができる場合には、発電機の発電電力が低下しても、商用系統から受ける電力が大きくなるだけであるが、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することによって、その発電電力にて作動させていた電力消費機器を作動できなくなり、発電・空調装置の運転を継続できなくなる可能性が生じる。

そこで、本発明に係る起動方法では、作動ステップにおいて、選択条件に基づいて複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンにクラッチを設定して原動機に圧縮機を接続し、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。これにより、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンの変更設定を行うことなく、発電機の発電電力が低下するのを防止することができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することを防止して、発電・空調装置の運転を適切に継続させることができる。

本発明に係る発電・空調装置の起動方法では、前記作動ステップを行うことで前記ヒートポンプ回路を作動させて空調負荷を満たした場合に、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離し、前記発電機が接続された前記原動機の作動を継続させると好適である。

停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電・空調装置以外の装置も、商用系統から電力の供給を受けることができない。そこで、本発明に係る起動方法では、作動ステップを行うことでヒートポンプ回路を作動させて空調負荷を満たした場合に、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離し、発電機が接続された原動機の作動を継続させている。これにより、空調負荷を満たした場合に、発電・空調装置における発電機にて発電することを継続させ、その発電電力を発電・空調装置以外の装置に供給して、発電・空調装置を運転させる以外の用途にも発電機の発電電力を用いることができ、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には特に有用なものとなる。

本発明に係る発電・空調装置の起動装置の特徴構成は、原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータと、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータとを備え、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を前記始動モータ及び前記圧縮機ヒータに供給自在とするとともに、その商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電装置に蓄電自在に構成されている発電・空調装置の起動装置において、
前記商用系統からの電力の供給を受けることができない場合に、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、
前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、
その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う起動制御部を備えている点にある。

本特徴構成によれば、上述の本発明に係る発電・空調装置の起動方法にて述べたのと同様に、始動ステップと加熱ステップを行い、その後、作動ステップを行うことで、作動ステップにおいて原動機にて圧縮機を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機にて発電させてその発電電力を用いて圧縮機ヒータにて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機に供給されて圧縮機の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいて原動機にて発電機を駆動させる場合には、圧縮機を原動機から切り離しているので、発電機の発電電力を大きくすることができ発電機の発電電力を、圧縮機ヒータに供給するだけでなく、その他の電力消費機器にも供給することができる。

本発明に係る発電・空調装置の起動装置の更なる特徴構成は、前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在に構成されており、前記起動制御部は、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持する点にある。

本特徴構成によれば、上述の本発明に係る発電・空調装置の起動方法にて述べたのと同様に、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンの変更設定を行うことなく、発電機の発電電力が低下するのを防止することができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することを防止して、発電・空調装置の運転を適切に継続させることができる。

発電・空調装置の概略構成を示す図 始動ステップにおける発電・空調装置の状態を示す図 加熱ステップにおける発電・空調装置の状態を示す図 作動ステップにおける発電・空調装置の状態を示す図 停電運転制御部の動作を示すフローチャート 接続パターンの設定についての動作を示すフローチャート

本発明に係る発電・空調装置の起動方法、及び、本発明に係る発電・空調装置の起動装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、発電・空調装置１００は、室外機Ｓ１と室内機Ｓ２とを備えて構成されている。室外機Ｓ１は、エンジン１（原動機に相当する）を備えており、そのエンジン１が、例えば、都市ガス（１３Ａ）等の気体燃料を燃料とするガスエンジンにて構成されている。そして、エンジン１の一方側の出力軸には、発電機側クラッチ２を介して発電機３が連動連結されているとともに、エンジン１の他方側の出力軸には、圧縮機側クラッチ４（クラッチに相当する）を介して圧縮機５が連動連結されており、エンジン１によって発電機３と圧縮機５の双方が駆動自在に構成されている。

ここで、エンジン１の他方側の出力軸に連動連結する圧縮機５については、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとが備えられている。そして、圧縮機側クラッチ４は、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、複数の接続パターンに設定自在に構成されている。つまり、複数の接続パターンとして、第１〜第３接続パターンの３つの接続パターンがある。第１接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する接続パターンであり、第２接続パターンは、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する接続パターンであり、第３接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する接続パターンである。このようにして、圧縮機側クラッチ４は、第１〜第３接続パターンのうちの１つの接続パターンに設定して、エンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結自在に構成されている。

発電・空調装置１００は、エンジン１を作動させるために、エンジン１を始動させる始動モータ１３と、エンジン１を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ１４とを備えており、始動モータ１３と冷却水ポンプ１４とが室外機Ｓ１に設けられている。
また、発電・空調装置１００は、冷房運転や暖房運転の空調運転を行うために、圧縮機５、冷媒の通流状態を切換自在な四方弁（図示省略）、第１熱交換器６、膨張弁７、及び、第２熱交換器８から構成されるヒートポンプ回路９（図１中実線矢印参照）と、第１熱交換器６に室外空気を通風させる室外ファン１０と、第２熱交換器８に室内空気を通風させる室内ファン１１と、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータ１２とを備えている。

発電・空調装置１００は、商用系統１５から電力の供給を受けるように構成されており、図１の点線矢印を参照して、発電・空調装置１００における電力系について説明する。
発電機３と商用系統１５との間には、インバータ１６が備えられており、このインバータ１６には、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器が接続されている。これにより、インバータ１６は、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器に供給自在に構成されている。また、インバータ１６には、冷房運転や暖房運転等の空調運転の運転開始や運転停止を指令する運転指令スイッチ、空調運転における目標設定温度を設定する温度設定部等を備えたリモコンＲも接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力をリモコンＲにも供給自在に構成されている。

そして、インバータ１６と始動モータ１３との間には、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在なバッテリー１７（蓄電装置に相当する）が備えられており、このバッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給自在に構成されている。商用系統１５とインバータ１６との間には、商用系統１５からの電力の供給を断続する遮断器１８が備えられており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、この遮断器１８が商用系統１５からの電力の供給を遮断するように構成されている。また、遮断器１８とインバータ１６との間には、発電・空調装置１００以外の照明機器等の電力負荷１９が接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を電力負荷１９にも供給自在に構成されている。

発電・空調装置１００には、その運転を制御する運転制御部Ｈが備えられており、この運転制御部Ｈが、リモコンＲからの指令等に基づいて、発電・空調装置１００の運転を制御するように構成されている。図示は省略するが、この運転制御部Ｈに対しては、商用系統１５からの電力、及び、バッテリー１７に蓄電されている電力の双方が供給自在に構成されている。そして、運転制御部Ｈには、商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する通常運転制御部Ｈ１と、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する停電運転制御部Ｈ２（起動制御部に相当する）とが備えられている。

（通常運転制御部Ｈ１による運転制御）
まず、通常運転制御部Ｈ１による発電・空調装置１００の運転制御について説明する。
商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合には、遮断器１８が接続されており、商用系統１５からの電力が、運転制御部ＨやリモコンＲに供給されるとともに、始動モータ１３、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給自在となっている。このとき、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の開始が指令されると、発電機側クラッチ２を入れてエンジン１の一方側の出力軸に発電機３を連動連結するとともに、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて発電・空調装置１００を起動させている。そして、通常運転制御部Ｈ１は、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電するとともに、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行っている。

空調運転におけるヒートポンプ回路９での冷媒の流れについて説明を加えると、図１に示すものでは、空調運転として暖房運転を行う場合を示している。暖房運転では、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第２熱交換器８、膨張弁７、第１熱交換器６の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第１熱交換器６にて室外空気から吸熱し、その吸熱した熱を第２熱交換器８にて室内空気に放熱させ、その室内空気を室内に通風させて、室内の暖房を行うようにしている。また、空調運転として冷房運転を行う場合には、通常運転制御部Ｈ１が、図外の四方弁を切り換えて、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第１熱交換器６、膨張弁７、第２熱交換器８の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第２熱交換器８にて室内空気から吸熱し、その吸熱した熱を第１熱交換器６にて室外空気に放熱させ、室内の冷房を行うようにしている。

ここで、図示は省略するが、室内機Ｓ２等には温度センサが備えられており、通常運転制御部Ｈ１は、空調運転中に、その温度センサの検出温度から空調負荷を求め、求めた空調負荷を満たすように、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在に構成されている。例えば、圧縮機側クラッチ４にて容量が小さい圧縮機５ａのみをエンジン１に接続する第１接続パターンに設定されている場合に、冷房運転中の温度センサの検出温度が目標設定温度よりも高くて空調負荷が大きくなると、通常運転制御部Ｈ１が、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを、第１接続パターンから、容量が大きい圧縮機５ｂのみをエンジン１に接続する第２接続パターン、もしくは容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの双方をエンジン１に接続する第３接続パターンに変更設定している。このように、通常運転制御部Ｈ１は、空調負荷の大きさに応じて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定して、圧縮機５の容量及び台数を変更することで、空調負荷を満たすようにしている。

通常運転制御部Ｈ１が空調運転を行う際に、発電機側クラッチ２にてエンジン１に発電機３が連動連結されているので、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電している。そこで、発電機３の発電電力が、インバータ１６を介して、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器に供給されており、余剰電力については、バッテリー１７に蓄電されている。

そして、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の停止が指令されると、例えば、冷却水ポンプ１４や室外ファン１０等に一定時間だけ通電させて作動を継続させた後、発電・空調装置１００の運転を停止している。

（停電運転制御部Ｈ２による運転制御）
次に、停電運転制御部Ｈ２による発電・空調装置１００の運転制御について、図２〜図４及び図５のフローチャートに基づいて説明する。図２〜図４では、図１において、各機器について、作動させる機器及び通電させる機器に模様及び太線を付けて示している。

停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、遮断器１８が遮断されており、バッテリー１７に蓄電されている電力が、運転制御部Ｈに供給されている。そして、リモコンＲには通電されていないことから、リモコンＲによる指令を行うことができないので、図１に示すように、手動操作式の運転ボタン２０が備えられており、この運転ボタン２０を手動操作することで、発電・空調装置１００の運転開始が指令される。

まず、停電運転制御部Ｈ２は、運転ボタン２０にて発電・空調装置１００の運転開始が指令されると、図２及び図５に示すように、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給し、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離した状態で、始動モータ１３にて発電機側クラッチ２により発電機３が連動連結されたエンジン１を始動させる始動ステップを行う（ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。

始動ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図３及び図５に示すように、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給してヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱する加熱ステップを行う（ステップ＃３〜＃５）。この加熱ステップでは、発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２だけでなく、リモコンＲと、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１の電力消費機器にも供給する通電処理を行うようにしている（ステップ＃３）。そして、停電運転制御部Ｈ２は、加熱ステップにおいて、図外の温度センサにより圧縮機５の内部等の温度を検出しており、その検出した圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）以上であるか否かを判別して、圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）未満であれば、圧縮機ヒータ１２をＯＮさせて、圧縮機５に供給される冷媒を加熱して、液状態のまま冷媒が圧縮機５に供給されるのを防止している（ステップ＃４のＮｏの場合、ステップ＃５）。

加熱ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図４及び図５に示すように、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続し、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させる作動ステップを行う（ステップ＃６〜＃８）。この作動ステップでは、リモコンＲにより空調運転の開始が指令されると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理を行い、その処理にて設定した接続パターンにて圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続している（ステップ＃６のＹｅｓの場合、ステップ＃７、ステップ＃８）。図４は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンについて、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンに設定した場合を示している。

このようにして、停電運転制御部Ｈ２は、運転ボタン２０にて発電・空調装置１００の運転開始が指令されると、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うことで、発電・空調装置１００を起動させて、発電を行いながら、空調運転を行うようにしている。これにより、作動ステップにおいてエンジン１にて圧縮機５を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機３にて発電させてその発電電力を用いて圧縮機ヒータ１２にて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機５に供給されて圧縮機５の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいてエンジン１にて発電機３を駆動させる場合には、圧縮機５をエンジン１から切り離しているので、発電機３の発電電力を大きくすることができ、その発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２に供給するだけでなく、リモコンＲ等の電力消費機器にも供給して、適切に発電・空調装置１００を起動することができる。

ここで、ステップ＃７における圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
上述の如く、圧縮機側クラッチ４は、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する第１接続パターン、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する第２接続パターン、及び、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンの３つの接続パターンに変更設定自在に構成されている。

そこで、停電運転制御部Ｈ２は、現在の外気温度や室内温度等の各種の条件から空調負荷を求めており、その求めた空調負荷が設定空調負荷以上であるか否かを判別し、空調負荷が設定空調負荷以上であると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第３接続パターンに設定している（ステップ＃２１のＹｅｓの場合、ステップ＃２２）。

停電運転制御部Ｈ２は、求めた空調負荷が設定空調負荷未満である場合に、外気温度で自動設定となっているか否かを判別する（ステップ＃２１のＮｏの場合、ステップ＃２３）。そして、停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていると、図外の温度センサ等により測定した外気温度が大容量条件を満たすか否かを判別しており、外気温度が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃２４のＹｅｓの場合、ステップ＃２５）、外気温度が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃２４のＮｏの場合、ステップ＃２６）。
外気温度の大容量条件について説明すると、冷房運転を行う場合に外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、暖房運転を行う場合に外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、空調負荷が大きくなり、その空調負荷を満たすためには圧縮機５の容量も大きなものが必要となる。そこで、外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、外気温度が大容量条件を満していると判別している。

停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていないと（ステップ＃２３のＮｏの場合）、季節が大容量条件を満たすか否かを判別しており、季節が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃２７のＹｅｓの場合、ステップ＃２５）、季節が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃２７のＮｏの場合、ステップ＃２６）。

このようにして、作動ステップにおいて、選択条件（例えば、空調負荷が設定空調負荷以上であるか否か、外気温度が大容量条件を満たすか否か、季節が大容量条件を満たすか否か）に基づいて、複数の接続パターンから１つの接続パターンを選択して設定している。そして、上述した如く、図５に戻り、作動ステップでは、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続している（ステップ＃７、＃８）。

停電運転制御部Ｈ２は、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続すると、その後のヒートポンプ回路９の作動中は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。つまり、通常運転制御部Ｈ１による空調運転とは異なり、停電運転制御部Ｈ２による空調運転では、その空調運転中に、圧縮機側クラッチ４の接続パターンの変更設定を行わず、空調運転を開始した当初の接続パターンをそのまま維持している。

停電運転制御部Ｈ２は、室内機Ｓ２等に備えられた温度センサの検出温度が目標設定温度に達して空調負荷が満たされると、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離し、発電機３が接続されたエンジン１の作動を継続させている（ステップ＃９のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。これにより、空調負荷を満たした場合には、発電・空調装置１００を発電装置として用いて、バッテリー１７に蓄電したり、発電機３の発電電力を電力負荷１９に供給できるようになっており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合でも、電力負荷１９は電力の供給を受けることができる。

そして、停電運転制御部Ｈ２は、運転ボタン２０がＯＦＦされて運転開始指令がなくなると、例えば、冷却水ポンプ１４や室外ファン１０等に一定時間だけ通電させて作動を継続させた後、発電・空調装置１００の運転を停止している（ステップ＃１１のＮｏの場合）。

ちなみに、ステップ＃１０にて、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離し、発電機３が接続されたエンジン１の作動を継続させている場合に、リモコンＲにより空調運転の開始が指令されると、ステップ＃６に移行して、再度、ステップ＃７〜ステップ＃１０の動作を行うようにしている。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、加熱ステップにおいて、発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱しており、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うようにしている。これに代えて、加熱ステップにおいて、バッテリー１７に蓄電されている電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱することもできる。この場合には、始動ステップと加熱ステップとを同時に行った後、作動ステップを行うようにすることもできる。

（２）上記実施形態では、圧縮機側クラッチ４が、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、第１〜第３接続パターンに変更設定自在に構成されている。これに代えて、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在として、第１接続パターンと第２接続パターンとに変更設定自在とすることもできる。この場合には、図６において、ステップ＃２１及びステップ＃２２を省略して、接続パターンを設定する処理が行われる。
また、圧縮機５を複数台備える場合には、エンジン１に連動連結する圧縮機５の台数のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在とすることもできる。

（３）上記実施形態では、発電機３の発電電力を電力負荷１９に供給自在に構成しているが、その構成に加えて、或いは、その構成に代えて、発電機３の発電電力を売電できるように構成することもできる。

本発明は、原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路が備えられ、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、圧縮機の破損等の問題を生じることなく、発電・空調装置を起動させることができる各種の発電・空調装置の起動方法、及び、各種の発電・空調装置の起動装置に適応可能である。

１ エンジン（原動機）
３ 発電機
４ 圧縮機側クラッチ（クラッチ）
５ 圧縮機
６ 第１熱交換器
７ 膨張弁
８ 第２熱交換器
９ ヒートポンプ回路
１２ 圧縮機ヒータ
１３ 始動モータ
１５ 商用系統
１７ バッテリー（蓄電装置）
１００ 発電・空調装置
Ｈ２ 停電運転制御部（起動制御部）

Claims (5)

1. 原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータと、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータとを備え、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を前記始動モータ及び前記圧縮機ヒータに供給自在とするとともに、その商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電装置に蓄電自在に構成されている発電・空調装置の起動方法であって、
   前記商用系統からの電力の供給を受けることができない場合に、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、
   前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、
   その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う発電・空調装置の起動方法。
2. 前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持する請求項１に記載の発電・空調装置の起動方法。
3. 前記作動ステップを行うことで前記ヒートポンプ回路を作動させて空調負荷を満たした場合に、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離し、前記発電機が接続された前記原動機の作動を継続させる請求項１又は２に記載の発電・空調装置の起動方法。
4. 原動機に発電機が接続されるとともに、原動機にクラッチを介して圧縮機が接続され、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータと、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータとを備え、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を前記始動モータ及び前記圧縮機ヒータに供給自在とするとともに、その商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電装置に蓄電自在に構成されている発電・空調装置の起動装置であって、
   前記商用系統からの電力の供給を受けることができない場合に、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、
   前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、
   その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う起動制御部を備えている発電・空調装置の起動装置。
5. 前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在に構成されており、前記起動制御部は、前記作動ス
   テップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持する請求項４に記載の発電・空調装置の起動装置。

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