JP6284077B2 - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、エンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機と、電力により駆動される電源駆動圧縮機とを併設した空気調和機の室外ユニットに関するものである。

ガスヒートポンプは、部分負荷時には、ガスエンジンの熱効率が低下し、空気調和機としての運転効率が低下する。これを回避するため、ガスエンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機よりも排除容積が小さい電源駆動圧縮機を併設し、部分負荷時は電源駆動圧縮機を主体に運転し、高負荷時にはガスエンジンを主体に運転する、いわゆる、電源駆動圧縮機と非電源駆動圧縮機とのハイブリッド室外ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ハイブリッド室外ユニットでは、ガスエンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機は電源駆動圧縮機よりも排除容積が大きく、また、排気マフラー、冷却水ポンプなど、電気式ヒートポンプにはない、ガスヒートポンプ固有の要素部品も設置する必要がある。
したがって、特許文献１のハイブリッド室外ユニットを構成する場合には、ガスヒートポンプの室外ユニットをベースとし、電源駆動圧縮機を当該室外ユニットの内部に追加配置することが望ましい。

ところで従来のガスヒートポンプは、本体筐体内部が仕切り板により上下２段に分割された構造となっている（例えば、特許文献２参照）。
１階部分は機械室であり、ガスエンジン、ガスエンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機、非電源駆動圧縮機の吐出ガスから冷凍機油を分離する油分離器、ガスエンジンの排気マフラー、ガスエンジンの冷却水を循環させる冷却水ポンプ、制御基板など、多くの部品が搭載されている。

なお、熱交換器室の上面には、ファンと空気吹き出し口からなる送風機が設置されており、ファンが回転することで、熱交換器室内は負圧となって、空気熱交換器の外周部から空気を取り込む。そして、空気熱交換器において冷媒と熱交換した空気は、熱交換器室内を通って空気吹き出し口から筐体上方に排出される。

特開２００３−５６９３１号公報 特開２００９−６８７５０号公報

しかしながら、特許文献１に係る空気調和機の室外ユニットでは、エンジンとエンジンで駆動する非電源駆動圧縮機で構成されるエンジン圧縮機ユニットが機械室の底板の略中央に設置され、室外ユニットの重心が底板の略中央に位置している。
そのため、機械室に電源駆動圧縮機を追加設置すると、エンジン圧縮機ユニットと電源駆動圧縮機との間隔が狭く、エンジンから電源駆動圧縮機へと排熱が流入することとなり、電源駆動圧縮機が高温化し、電源駆動圧縮機のモータ効率が低下し、電源駆動圧縮機の効率低下が発生する恐れがあるという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するものであり、エンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機とモータで駆動する電源駆動圧縮機とを機械室に併設する室外ユニットにおいて、エンジンから電源駆動圧縮機へと流入する排熱を低減でき、電源駆動圧縮機の高温化によるモータ効率の低下を防ぎ、電源駆動圧縮機の効率低下を防ぐことを可能とした空気調和機の室外ユニットを提供することを目的とする。

第１の発明は、電力以外の駆動源により駆動される非電源駆動圧縮機と、電力により駆動される電源駆動圧縮機と、が配置された機械室と、室外熱交換器および室外送風機を格納した熱交換器室とを、筐体本体に備え、前記機械室の底部に設けられる底板の中心を通り、前記機械室の奥行方向に延びる直線を含む略鉛直方向の平面で前記機械室を２つの領域に分割し、前記電力以外の駆動源と前記非電源駆動圧縮機とで構成される非電源圧縮機ユニットの略中心が前記領域の一方に位置し、前記電源駆動圧縮機の略中心が前記領域の他方に位置し、前記筐体本体を仕切り板で上下二段に分割し、前記機械室を下段部分に、前記熱交換器室を上段部分に、備え、前記仕切り板に、室外ユニット内部の空気が前記熱交換器室と前記機械室とを移動できる通気口を少なくとも１つ設置し、前記非電源駆動圧縮機を稼働しない場合には、前記通気口の通風抵抗を大きくすることを特徴とする。

これにより、電力により駆動する電源駆動圧縮機を機械室に追加配置しても、非電源圧縮機ユニットと電源駆動圧縮機との間隔を広く確保することで、電力以外の駆動源から電源駆動圧縮機へと流入する排熱を低減でき、電源駆動圧縮機の高温化による電力駆動源の効率の低下を防ぎ、電源駆動圧縮機の効率低下を抑制することが可能となる。

また、電力駆動源で駆動する電源駆動圧縮機を機械室に追加配置しても、一方の領域に重量物が偏って配置されることがないので、室外ユニットの幅方向の重量バランスが偏ることなく、室外ユニットの運搬、据付の際にクレーンで吊り上げる時のロープにかかる荷重を均等にでき、作業安全性を向上させることが可能となる。

第２の発明は、第１の発明の空気調和機の室外ユニットにおいて、非電源駆動圧縮機の略中心位置と電源駆動圧縮機の略中心位置との水平方向距離Ｊ１が、非電源圧縮機ユニットの略中心位置と電源駆動圧縮機の略中心位置との水平方向距離Ｊ２よりも短いことを特徴とする、空気調和機の室外ユニットとすることである。

これにより、電力以外の駆動源と電源駆動圧縮機の間に非電源駆動圧縮機を配置することとなり、電力以外の駆動源の排熱が電源駆動圧縮機に流れる際の断熱部材の役割を非電源駆動圧縮機が成し、電力以外の駆動源から電源駆動圧縮機へと流入する排熱をさらに低減でき、電源駆動圧縮機の電力駆動源の高温化による効率低下を防ぐことが可能となる。

第３の発明は、第１又は第２の発明の空気調和機の室外ユニットにおいて、非電源駆動圧縮機の油分離器を熱交換器室に設置する空気調和機の室外ユニットである。

非電源駆動圧縮機油分離器を、機械室（１階）とは別室である熱交換器室（２階）に設置するので、非電源駆動圧縮機油分離器の内部の冷凍機油に電力以外の駆動源の排熱が流入せず、非電源駆動圧縮機油分離器の内部の冷凍機油の高温化による粘度低下を防ぐ。よって、本発明では、第１から第５のいずれか１つの発明の効果に加え、非電源駆動圧縮機油分離器の内部の冷凍機油の粘度低下を抑制し、非電源駆動圧縮機の運転信頼性を高めることができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１つの発明の空気調和機の室外ユニットにおいて、非電源駆動圧縮機の排除容積は、電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きい空気調和機の室外ユニットである。

非電源駆動圧縮機の排除容積を、電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きくすることで、例えば、低負荷時には、排除容積の小さい電源駆動圧縮機のみを稼働し、中〜高負荷時は両者を最も効率の良い負荷分担配分で稼働する。低負荷時には非電源駆動圧縮機の排熱が生じず、電源駆動圧縮機のみが稼働することで、電源駆動圧縮機の高温化による電力駆動源の効率の低下を防ぎ、電源駆動圧縮機の効率低下を抑制し、室外ユニット全体としての運転効率を向上させることができる。
よって、本発明では、第１から第６のいずれか１つの発明の効果に加え、室外ユニット全体としての運転効率を上げることができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１つの発明の空気調和機の室外ユニットにおいて、非電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管の内径は、電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管の内径よりも太い室外ユニットである。

これにより、排除容積が大きく、冷媒流量が多い非電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管を太くすることで、非電源駆動圧縮機における吐出および吸入配管の圧力損失の増大を抑え、電力以外の駆動源の負荷が増大することによる電力以外の駆動源の排熱の増大を抑え、電力以外の駆動源から電源駆動圧縮機へと流入する排熱を低減でき、電源駆動圧縮機の高温化による電力駆動源効率の低下を防ぎ、室外ユニット全体としての運転効率を向上させることができる。よって、第１から７のいずれか１つの発明の効果に加え、室外ユニット全体としての運転効率をあげることができる。

本発明の空気調和機の室外ユニットは、電力以外の駆動源のから電源駆動圧縮機へと流入する排熱を低減でき、電源駆動圧縮機の高温化を防ぐことで、電源駆動圧縮機の電力駆動源の高温化による性能低下を防ぎ、電源駆動圧縮機の性能低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷凍サイクルの構成図である。 本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの横断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの吊り上げ作業を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの吊り上げ作業を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る室外ユニットの縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る室外ユニットの横断面図である。 本発明の実施の形態３に係る室外ユニットの縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る室外ユニットの横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
本実施の形態の空気調和機の冷凍サイクル構成を図１に示す。図１の空気調和機は、室外ユニット１台に対し、室内ユニットが２台接続した、いわゆるツイン構成となっている。なお、冷凍サイクル構成に関しては、図１に示したものに限定されない。例えば、室外ユニットは２台以上、室内ユニットも３台以上、並列に接続可能である。

１００は室外ユニットであり、室外ユニット１００と室内ユニット２００、２１０とは、冷媒が流通する液管５０、ガス管５５で連結されている。室外ユニット１００において、１１１は例えばガスを駆動源とする電力以外の駆動源としてのエンジン、１１２はエンジン１１１より駆動力を得て冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機（非電源駆動圧縮機）、１１３は電力により駆動されるモータを内蔵し商用電源など電力により駆動する電源駆動圧縮機である。エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３は、冷凍サイクル内で並列に接続されている。エンジン駆動圧縮機１１２の排除容積は、電源駆動圧縮機１１３の排除容積よりも大きい。また、エンジン駆動圧縮機１１２、電源駆動圧縮機１１３の潤滑油は同じ冷凍機油とする。

エンジン駆動圧縮機１１２の吐出および吸入配管は、電源駆動圧縮機１１３の吐出および吸入配管よりも太い。こうすることで、冷媒流量が多いエンジン駆動圧縮機１１２の吐出および吸入配管における圧力損失の増大を抑えるとともに、冷凍サイクルからのエンジン駆動圧縮機１１２への冷凍機油の戻り量が、電源駆動圧縮機１１３への冷凍機油の戻り量よりも多くなる。
１１４はアキュムレータであり、後述する四方弁１１６から、エンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管と電源駆動圧縮機１１３の吸入配管との合流点に至る冷媒配管に接続され、両圧縮機にガス冷媒を供給する。

１１５は油分離器であり、後述する四方弁１１６から、エンジン駆動圧縮機１１２の吐出配管と電源駆動圧縮機１１３の吐出配管との合流点に至る冷媒配管に設置されており、両圧縮機の吐出ガスに含まれる冷凍機油をまとめて分離する。油分離器１１５で分離された冷凍機油は、エンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管に油戻し管１１５ａを通じて戻され、電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に油戻し管１１５ｃを通じて戻され、それぞれ個別に戻される。また、油戻し管１１５ａ、１１５ｃには、それぞれ、油戻し管開閉弁１１５ｂ、１１５ｄが接続される。
なお、油分離器１１５は、圧縮機ごとに個別に設置されていても良い。個別に設置される場合には、油分離器１１５は、エンジン駆動圧縮機１１２の吐出配管に１台、電源駆動圧縮機１１３の吐出配管に１台設置される。

１１６は冷房と暖房で冷凍サイクルを切り替える四方弁、１１７は冷媒を膨張させる室外ユニット減圧装置である。また、１１８は、エンジン１１１の冷却に用いた高温の冷却水と冷媒との熱交換を行うエンジン排熱熱交換器であり、暖房時に利用する。エンジン排熱熱交換器１１８には、冷却水配管（不図示）が敷設されている。
１１９はエンジン排熱熱交換器１１８に流入する冷媒流量を調整するエンジン排熱熱交換器用冷媒流量調整弁である。１２０は室外熱交換器１３０に室外ユニット１００周囲の空気を供給する室外送風ファンである。

室内ユニット２００において、２０１は室内空気熱交換器、２０２は室内空気熱交換器２０１に室内ユニット２００周囲の空気を供給する室内送風ファン、２０３は冷媒を膨張させる室内ユニット減圧装置である。
同様に、室内ユニット２１０において、２１１は室内空気熱交換器、２１２は室内空気熱交換器２１１に室内ユニット２１０周囲の空気を供給する室内送風ファン、２１３は冷媒を膨張させる室内ユニット減圧装置である。

図２は室外ユニット１００を前面に平行な鉛直平面で切った縦断面図、図３は室外ユニット１００を底面に平行な水平平面（図中、Ｘ−Ｘ）で切った横断面図である。図２に示すように、室外ユニット１００の筐体本体１００Ａは仕切り板１０３により上下２段に分割されており、１０１は機械室、１０２は熱交換器室である。
機械室１０１には、エンジン１１１、非電源駆動圧縮機１１２が設置され、さらに電源駆動圧縮機１１３が設置されている。図２には示さないが、これらの他にも、アキュムレータ１１４、油分離器１１５、四方弁１１６、室外ユニット減圧装置１１７、エンジン排熱熱交換器１１８、エンジン排熱熱交換器用冷媒流量調整弁１１９、エンジン１１１の排気マフラー、エンジン１１１の冷却水を循環させる冷却水ポンプ、制御基板、冷媒配管など、多くの部品が搭載されている。そして、これらの部品の配置は、既存のガスヒートポンプの部品の配置をそのまま流用している。
熱交換器室１０２においては、室外熱交換器１３０は熱交換器室１０２の外壁を形成するように構成されている。室外送風ファン１２０は、室外ユニット１００の筐体本体１００Ａの天面に横並びに配置されている。

図２、図３に示すように、機械室１０１の底部には底板１２８が配置され、底板１２８には、エンジン１１１と非電源駆動圧縮機１１２とで構成されるエンジン圧縮機ユニット１２９と、電源駆動圧縮機１１３とが配置されている。
底板１２８には、底板１２８の中心Ｌを通り、機械室１０１の奥行方向に延びる水平直線によって区分される２つの領域Ｑ、Ｒが設けられ、一方の領域Ｑに対して、エンジン１１１と非電源駆動圧縮機１１２とで構成されるエンジン圧縮機ユニット１２９の略中心（図中、点Ａ）が位置し、他方の領域Ｒに対して、駆動モータ内蔵の電源駆動圧縮機１１３の略中心（図中、点Ｂ）が位置している。

また、図３に示すように、非電源駆動圧縮機１１２の略中心位置（図中、点Ｃ）と電源駆動圧縮機１１３の略中心位置（図中、点Ｂ）との水平方向距離Ｊ１が、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心位置（図中、点Ａ）と電源駆動圧縮機１１３の略中心位置（図中、点Ｂ）との水平方向距離Ｊ２よりも、短くなるように配置されている。点Ａ、点Ｂ、点Ｃは各機器の重心相当位置である。

本実施の形態では、底板１２８の中心Ｌの位置と、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心Ａの位置との幅方向水平距離Ｌ１、底板１２８の中心Ｌの位置と、電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂの位置との幅方向水平距離Ｌ２、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量Ｍ１、電源駆動圧縮機１１３の質量Ｍ２としたとき、Ｍ１×Ｌ１と、Ｍ２×Ｌ２とが略等しくなるように設定されている。
また、図３に示すように、底板１２８の奥行き方向中心Ｌ３の位置と、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心Ａ位置との奥行方向水平距離Ｋ１、底板１２８の中心Ｌ３位置と、電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂ位置との奥行方向水平距離Ｋ２、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量Ｍ１、電源駆動圧縮機１１３の質量Ｍ２としたとき、Ｍ１×Ｋ１と、Ｍ２×Ｋ２とが略等しくなるように設定されている。

次に、室外ユニット１００と室内ユニット２００、２１０の動作を説明する。
冷房運転時、四方弁１１６は実線に冷媒を流すよう設定される（図１参照）。エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とで圧縮された高温高圧の冷媒は、合流した後、油分離器１１５に流入する。油分離器１１５にて、冷凍機油を分離された純度の高いガス冷媒は四方弁１１６を通り、室外熱交換器１３０に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器１３０にて、外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって室外ユニット減圧装置１１７を通り、液管５０を通って、室内ユニット２００、２１０に供給される。
なお、油分離器１１５で分離された冷凍機油は、エンジン駆動圧縮機１１２が駆動している場合は油戻し管開閉弁１１５ｂを開とすることで、エンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管に戻される。同様に、電源駆動圧縮機１１３が駆動している場合は油戻し管開閉弁１１５ｄを開とすることで、電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に戻される。エンジン駆動圧縮機１１２が駆動していない場合は油戻し管開閉弁１１５ｂは閉、電源駆動圧縮機１１３が駆動していない場合は油戻し管開閉弁１１５ｄは閉となる。

室内ユニット２００に入った高圧の液冷媒は、室内ユニット減圧装置２０３にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器２０１に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２０１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット２００から流出する。
室内ユニット２１０においても、室内ユニット２００と同様に、まず、高圧の液冷媒は、室内ユニット減圧装置２１３にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器２１１に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２１１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット２１０から流出する。
なお、室内ユニット２００のみ冷房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２１３を閉じ、室内ユニット２１０の室内熱交換器２１１には冷媒の供給を行わない。一方、室内ユニット２１０のみ冷房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２０３を閉じ、室内ユニット２００の室内熱交換器２０１には冷媒の供給を行わない。

室内ユニット２００、２１０から流出したガス冷媒は、ガス管５５を通って、再度室外ユニット１００に戻る。室外ユニット１００に流入したガス冷媒は、四方弁１１６、アキュムレータ１１４を通って、エンジン駆動圧縮機１１２、および、電源駆動圧縮機１１３に戻る。
冷房運転時における、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転方法は、例えば下記のようにする。

冷房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の冷房能力（エンジン駆動圧縮機１１２の最小冷房能力）よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機１１２のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機１１３のみを運転する。
冷房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２の最小冷房負荷よりも大きく、かつ、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とがともに最低運転周波数で運転した場合の冷房能力（両圧縮機運転時の最小冷房能力）よりも小さい場合は、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３のどちらか一方、例えば、運転コストが安い、もしくは、消費エネルギーが小さい方を選択して運転する。

冷房負荷が、両圧縮機運転時の最小冷房能力よりも大きい場合は、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の両方を、例えば、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように運転する。
この場合、運転コスト、もしくは、消費エネルギーを最小とするためのエンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転周波数の決定には、各圧縮機の運転周波数と運転コスト、もしくは、消費エネルギーとの関係を利用する。
実際には、冷房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機１１２が受け持つ冷房負荷の割合は、両圧縮機をともに最高運転周波数で運転した場合の最大冷房能力（両圧縮機運転時の最大冷房能力）に対する、エンジン駆動圧縮機１１２のみを最高運転周波数で運転したときの冷房能力の割合±１５％程度である。

次に暖房運転時では、四方弁１１６は点線に冷媒を流すよう設定される（図１参照）。エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とで圧縮された高温高圧の冷媒は、合流した後、油分離器１１５に流入する。油分離器１１５にて、冷凍機油を分離された純度の高いガス冷媒は四方弁１１６を通り、室外ユニット１００を出て、ガス管５５を通って、室内ユニット２００、２１０に供給される。

室内ユニット２００に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２０１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２０１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内ユニット減圧装置２０３を通り、室内ユニット２００から流出する。
室内ユニット２１０においても、室内ユニット２００と同様に、まず、高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２１１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２１１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱した後凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内ユニット減圧装置２１３を通り、室内ユニット２１０から流出する。
なお、冷房時と同様に、室内ユニット２００のみ暖房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２１３を閉じ、室内ユニット２１０の室内熱交換器２１１には冷媒の供給を行わない。一方、室内ユニット２１０のみ暖房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２０３を閉じ、室内ユニット２００の室内熱交換器２０１には冷媒の供給を行わない。

室内ユニット２００、２１０から流出した高圧の液冷媒は、液管５０を通って、再度室外ユニット１００に戻る。室外ユニット１００に流入した高圧の液冷媒は、室外ユニット減圧装置１１７にて減圧され、気液二相状態となって、室外熱交換器１３０とエンジン排熱熱交換器１１８に流入する。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１３０では外気と、また、エンジン排熱熱交換器１１８では、エンジン１１１の冷却に用いた高温の冷却水と熱交換して吸熱したのち蒸発し、四方弁１１６、アキュムレータ１１４を通って、エンジン駆動圧縮機１１２、および、電源駆動圧縮機１１３に戻る。

暖房運転時における、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転方法は、例えば下記のようにする。
暖房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の暖房能力（エンジン駆動圧縮機１１２の最小暖房能力）よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機１１２のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機１１３のみを運転する。
暖房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２の最小暖房負荷よりも大きく、かつ、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とがともに最低運転周波数で運転した場合の暖房能力（両圧縮機運転時の最小暖房能力）よりも小さい場合は、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３のどちらか一方、例えば、運転コストが安い、もしくは、消費エネルギーが小さい方を選択して運転する。

暖房負荷が、両圧縮機運転時の最小暖房能力よりも大きい場合は、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の両方を、例えば、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように運転する。
この場合、運転コスト、もしくは、消費エネルギーを最小とするためのエンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転周波数の決定には、各圧縮機の運転周波数と運転コスト、もしくは、消費エネルギーとの関係を利用する。

実際には、暖房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機１１２が受け持つ暖房負荷の割合は、両圧縮機をともに最高運転周波数で運転した場合の最大暖房能力（両圧縮機運転時の最大暖房能力）に対する、エンジン駆動圧縮機１１２のみを最高運転周波数で運転したときの暖房能力の割合±１５％程度である。
ただし、暖房運転時は、常時室外熱交換器１３０の着霜状態を監視しており、着霜の危険性がある場合は、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように各圧縮機の運転周波数を設定していても、エンジン駆動圧縮機１１２の運転周波数を上げ、電源駆動圧縮機１１３の運転周波数を下げる制御をおこなう。
エンジン駆動圧縮機１１２の運転周波数を上げると、エンジン１１１の排熱量が増加し、エンジン排熱熱交換器１１８に供給される冷却水熱量も増加する。すなわち、エンジン排熱熱交換器１１８にて、より多くの冷媒を蒸発させることができ、室外熱交換器１３０に流す冷媒量を減らして、着霜の危険性を低減する。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態においては、エンジン圧縮機ユニット１２９と、電源駆動圧縮機１１３とが、機械室１０１に纏めて設置され、機械室１０１の奥行方向に延びる水平直線Ｌによって底板１２８を２つの領域ＱＲに分割し、一方の領域Ｑに、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心（図中、点Ａ）を位置させ、他方の領域Ｒに、電源駆動圧縮機１１３の略中心（図中、点Ｂ）を位置させることで、エンジン圧縮機ユニット１２９と電源駆動圧縮機１１３との間隔を広く確保することできる。したがって、エンジン１１１から電源駆動圧縮機１１３へと流入する排熱を低減でき、電源駆動圧縮機１１３の高温化を抑制して電源駆動圧縮機１１３のモータの効率低下を防ぎ、電源駆動圧縮機１１３の効率低下を防ぐことが可能となる。

図４、図５は、空気調和機の室外ユニット１００をクレーン等で吊り上げる作業を説明するための図である。
本実施の形態においては、一方の領域Ｑに、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心（図中、点Ａ）を位置させ、他方の領域Ｒに、電源駆動圧縮機１１３の略中心（図中、点Ｂ）を位置させることで、図４、図５に示すように、幅方向に見たときに一方の領域に重量物が偏って配置されることがないので、室外ユニット１００の幅方向の重量バランスが偏ることない。このことにより、室外ユニット１００をクレーン等で吊り上げる時にロープにかかる荷重Ｆ１、Ｆ２を平準化することができる。したがって、室外ユニット１００の運搬、据付の際にクレーンで吊り上げる時のロープにかかる荷重を平準化でき、作業の安全性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、図３に示すように、非電源駆動圧縮機１１２の略中心Ｃと電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂとの水平方向距離Ｊ１を、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心Ａと電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂとの水平方向距離Ｊ２よりも短くしているため、機械室１０１内において電源駆動圧縮機１１３を非電源駆動圧縮機１１２の近傍に配置することができる。
このことにより、電源駆動圧縮機１１３とエンジン１１１との間に非電源駆動圧縮機１１２を配置することで、非電源圧縮機１１２が、エンジン１１１からの排熱が電源駆動圧縮機１１３に流れる際の断熱部材の役割を成し、エンジン１１１から電源駆動圧縮機１１３へと流入する排熱をさらに低減でき、電源駆動圧縮機１１３の高温化を抑制して、電源駆動圧縮機１１３のモータの効率低下を防ぎ、電源駆動圧縮機１１３の効率低下を防ぐことが可能となる。

また、本実施の形態においては、冷房負荷が、非電源駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の冷房能力（非電源駆動圧縮機１１２の最小冷房能力）よりも小さい場合、および、暖房負荷が、非電源駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の暖房能力（非電源駆動圧縮機１１２の最小暖房能力）よりも小さい場合には、電源駆動圧縮機１１３のみを運転する。
このことにより、エンジン１１１の排熱が生じず、電源駆動圧縮機１１３のみが稼働する場合において、電源駆動圧縮機１１３の高温化によるモータ効率の低下を防ぎ、電源駆動圧縮機１１３の効率低下を抑制し、室外ユニット１００全体としての運転効率を向上させることができる。

また、非電源駆動圧縮機１１２の吐出および吸入配管の内径は、電源駆動圧縮機１１３の吐出および吸入配管の内径よりも太くしている。そのため、非電源駆動圧縮機１１２における吐出および吸入配管における圧力損失の増大を抑え、エンジン１１１の負荷が増大することによる排熱の増大を抑え、室外ユニット１００全体としての運転効率を向上させることができる。

本実施の形態においては、図３に示すように、底板１２８の中心Ｌの位置と、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心Ａの位置との幅方向水平距離Ｌ１、底板１２８の中心Ｌの位置と、電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂの位置との幅方向水平距離Ｌ２、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量Ｍ１、電源駆動圧縮機１１３の質量Ｍ２としたとき、Ｍ１×Ｌ１と、Ｍ２×Ｌ２とが略等しくなるように設定される。
そのため、室外ユニット１００の幅方向の中心を軸に、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量によってはたらくモーメントと、電源駆動圧縮機１１３の質量によってはたらくモーメントが相殺され、室外ユニット１００の幅方向の水平方向重心位置を略中央とすることができる。このことにより、空気調和機の室外ユニット１００をクレーン等で吊り上げる時にロープにかかる荷重Ｆ１、Ｆ２（図４参照）を均一にでき、安全に運搬作業、据付作業を行うことができる。

また、図３に示すように、底板１２８の奥行き方向中心Ｌ３の位置と、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心Ａ位置との奥行方向水平距離Ｋ１、底板１２８の中心Ｌ３位置と、電源駆動圧縮機１１３の略中心Ｂ位置との奥行方向水平距離Ｋ２、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量Ｍ１、電源駆動圧縮機１１３の質量Ｍ２としたとき、Ｍ１×Ｋ１と、Ｍ２×Ｋ２とが略等しくなるように設定される。
そのため、室外ユニット１００の奥行方向の中心を軸に、エンジン圧縮機ユニット１２９の質量によってはたらくモーメントと、電源駆動圧縮機１１３の質量によってはたらくモーメントが相殺され、室外ユニット１００の奥行方向の水平方向重心位置を略中央とすることができる。したがって、室外ユニット１００を吊り上げる時に室外ユニット１００が奥行方向に傾くことなく（図５参照）、奥行方向の安定性を向上でき、安全に運搬作業、据付作業を行うことができる。

（実施の形態２）
図６は室外ユニット１００を前面に平行な鉛直平面で切った縦断面図、図７は室外ユニット１００を底面に平行な水平平面（図中、Ｙ−Ｙ）で切った横断面図である。
図６、図７において、１０５ａ、１０５ｂは、室外ユニット１００内の仕切り板１０３に設置された通風口である。通風口１０５ａ、１０５ｂは、仕切り板１０３を幅方向（図７における横方向）に２分する直線に対して、ほぼ対称となるように配置されている。通風口１０５ａ、１０５ｂを通じて、室外ユニット内部の空気が機械室１０１と熱交換器室１０２との間を移動できる。また、通風口１０５ａ、１０５ｂには、開度調整機構（図示せず）が配置され、その開度を調節可能となっている。
その他の構成は、実施の形態１と同じなので、それらの説明は省略する。室外ユニット１００の冷房、暖房時の運転動作は実施の形態１と同様である。ここでは、冷房、暖房運転時の通風口１０５ａ、１０５ｂの動作を説明する。

エンジン１１１と非電源駆動圧縮機１１２とが稼働している場合、エンジン１１１ではガスなどの燃料を燃焼させるため、高温の排熱が発生する。エンジン１１１は、機械室１０１に設置された冷却水ポンプ（図示せず）により循環する冷却水で冷却される。
エンジン１１１の排熱を受けて高温になった冷却水は、熱交換器室１０２に設置されたラジエータ（図示せず）で放熱したのち、再びエンジン１１１に戻される。ラジエータは、熱交換器室１０２において、室外熱交換器１３０の内側に設置され、室外熱交換器１３０にて冷媒と熱交換を終えた空気と熱交換する構成となっている。
エンジン１１１の排熱は上記冷却水だけでは完全には取れない。この場合には、上述した通風口１０５ａ、１０５ｂを開とし、室外送風機１２０の動作により機械室１０１内の空気を熱交換器室１０２に逃がして、エンジン１１１の排熱により、機械室１０１が高温になることを防止している。

一方、エンジン１１１と非電源駆動圧縮機１１２とが稼働せず、電源駆動圧縮機１１３のみが稼働している場合、エンジン１１１の排熱は発生しないため、通風口１０５ａ、１０５ｂを閉とする。すると、機械室１０１から熱交換室１０２への空気の移動がなくなるため、通風口１０５ａ、１０５ｂを開としていた場合と比較して、室外熱交換器１３０を通過する風量が増加し、冷凍サイクル全体の効率が向上する。なお、機械室１０１に搭載されている制御基板（図示せず）の冷却のため、通風口１０５ａ、１０５ｂの一部を開とするように制御してもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、仕切り板１０３上に通気口１０５ａ、１０５ｂを設置する。よって、実施の形態１の効果に加え、機械室１０１のエンジン１１１の排熱を、熱交換器室１０２を経由して室外ユニット１００の本体筐体外に排出するための通風経路を確保することができる。

また、エンジン１１１と非電源駆動圧縮機１１２とが稼働せず、電源駆動圧縮機１１３のみが稼働する場合は、通風口１０５ａ、１０５ｃを閉として、機械室１０１から熱交換室１０２への空気の移動を遮断するため、室外熱交換器１３０を通過する風量が増加し、冷凍サイクル効率を向上させることができる。

（実施の形態３）
図８は室外ユニット１００を前面に平行な鉛直平面で切った縦断面図、図９は室外ユニット１００を底面に平行な水平平面（図中、Ｙ−Ｙ）で切った横断面図である。
図８、図９において、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されている。また、油分離器１１５から非電源駆動圧縮機１１２の吸入配管に接続した油戻し管１１５ａの流路抵抗は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に接続した油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されている。油戻し管１１５ａ、１１５ｃの流路抵抗の設定は、例えば、油戻し管に設置された細管（キャピラリーチューブ）の内径と長さによって調整する。
その他の構成は、実施の形態１、および実施の形態２と同じなので、それらの説明は省略する。室外ユニット１００の冷房、暖房時の運転動作は実施の形態１、および実施の形態２と同様である。ここでは、運転時の油分離器１１５から、非電源駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３への油戻し動作について説明する。

油分離器１１５で分離された冷凍機油は、非電源駆動圧縮機１１２が駆動している場合は油戻し管開閉弁１１５ｂを開とすることで、非電源駆動圧縮機１１２の吸入配管に戻される。同様に、油分離器１１５で分離された冷凍機油は、電源駆動圧縮機１１３が駆動している場合は油戻し管開閉弁１１５ｄを開とすることで、電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に戻される。非電源駆動圧縮機１１２が停止の場合は油戻し管開閉弁１１５ｂは閉、電源駆動圧縮機１１３が停止の場合は油戻し管開閉弁１１５ｄは閉となる。
非電源駆動圧縮機１１２の排除容積は、電源駆動圧縮機１１３の排除容積よりも大きく設定されている。そのため、非電源駆動圧縮機１１２が吐出する冷媒流量は、電源駆動圧縮機１１３が吐出する冷媒流量よりも多い。よって、非電源駆動圧縮機１１２が吐出する冷凍機油は、電源駆動圧縮機１１３が吐出する冷凍機油よりも多い。

本実施の形態では、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されており、機械室１０１とは別室である熱交換器室１０２に設置するので、油分離器１１５の内部の冷凍機油にエンジン１１１の排熱が流入せず、油分離器１１５の内部の冷凍機油の高温化による粘度低下を防ぐ。
油戻し管１１５ａの流路抵抗は、油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されている。そのため、両圧縮機が同時に稼働している場合でも、油分離器１１５から非電源駆動圧縮機１１２に戻る冷凍機油の量は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３に戻る冷凍機油の量よりも多くなる。

以上の説明から明らかなように、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されているため、油分離器１１５の内部の冷凍機油にエンジン１１１の排熱が流入しない。よって、油分離器１１５の内部の冷凍機油の高温化による粘度低下を抑制し、非電源駆動圧縮機１１２の運転信頼性を高めることができる。
また、油分離器１１５から非電源駆動圧縮機１１２の吸入配管に接続した油戻し管１１５ａの流路抵抗は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に接続した油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されている。
そのため、両圧縮機が同時に稼働している場合でも、油分離器１１５から非電源駆動圧縮機１１２に戻る冷凍機油の量は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３に戻る冷凍機油の量よりも多くなる。よって、冷凍機油の吐出量が多い非電源駆動圧縮機１１２の運転信頼性をさらに高めることができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図２を参照し、底板１２８の上に２つの領域Ｑ、Ｒが設けられ、一方の領域Ｑに対して、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心（図中、点Ａ）が位置し、他方の領域Ｒに対して、電源駆動圧縮機１１３の略中心（図中、点Ｂ）が位置するとしたが、これに限定されない。例えば、図示は省略したが、底板１２８の上に、一方の領域Ｑを設け、仕切り板１０３の上に、他方の領域Ｒを設けて、底板１２８上の一方の領域Ｑに対し、エンジン圧縮機ユニット１２９の略中心（図中、点Ａ）を位置させ、仕切り板１０３上の他方の領域Ｒに対し、電源駆動圧縮機１１３の略中心（図中、点Ｂ）を位置させてもよい。

本発明に係る空気調和機の室外ユニットは、モータで駆動する電源駆動圧縮機を機械室に追加配置しても、エンジン圧縮機ユニットと電源駆動圧縮機との間の間隔を広く確保することで、エンジンから電源駆動圧縮機へと流入する排熱を低減し、電源駆動圧縮機の高温化を防ぎ、室外ユニットの機械室に追加搭載される電源駆動圧縮機の高温化による性能低下を防ぐことができ、エンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機とモータで駆動する電源駆動圧縮機とを機械室に併設する室外ユニットに用いるのに好適である。

１００ 室外ユニット
１０１ 機械室
１０２ 熱交換器室
１０３ 仕切り板
１０５ａ、１０５ｂ 通風口
１１１ エンジン
１１２ 非電源駆動圧縮機
１１３ 電源駆動圧縮機
１１４ アキュムレータ
１１５ 油分離器
１１６ 四方弁
１１７ 室外ユニット減圧装置
１１８ 底板
１１９ エンジン圧縮機ユニット
１２０ 室外送風機
１３０ 室外熱交換器
２００ 室内機
２０１ 室内熱交換器
２０２ 室内送風機
２０３ 室内機減圧装置
２１０ 室内機
２１１ 室内熱交換器
２１２ 室内送風機
２１３ 室内機減圧装置
Ｑ 一方の領域
Ｒ 他方の領域

Claims (5)

1. 電力以外の駆動源により駆動される非電源駆動圧縮機と、電力により駆動される電源駆動圧縮機と、が配置された機械室と、室外熱交換器および室外送風機を格納した熱交換器室とを、筐体本体に備え、
   前記機械室の底部に設けられる底板の中心を通り、前記機械室の奥行方向に延びる直線を含む略鉛直方向の平面で前記機械室を２つの領域に分割し、
   前記電力以外の駆動源と前記非電源駆動圧縮機とで構成される非電源圧縮機ユニットの略中心が前記領域の一方に位置し、前記電源駆動圧縮機の略中心が前記領域の他方に位置し、
   前記筐体本体を仕切り板で上下二段に分割し、前記機械室を下段部分に、前記熱交換器室を上段部分に、備え、
   前記仕切り板に、室外ユニット内部の空気が前記熱交換器室と前記機械室とを移動できる通気口を少なくとも１つ設置し、
   前記非電源駆動圧縮機を稼働しない場合には、前記通気口の通風抵抗を大きくすることを特徴とする、
   空気調和機の室外ユニット。
2. 前記非電源駆動圧縮機の略中心位置と前記電源駆動圧縮機の略中心位置との水平方向距離Ｊ１が、
   前記非電源圧縮機ユニットの略中心位置と前記電源駆動圧縮機の略中心位置との水平方向距離Ｊ２よりも短いことを特徴とする、
   請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
3. 前記非電源駆動圧縮機の油分離器を前記熱交換器室に設置することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の空気調和機の室外ユニット。
4. 前記非電源駆動圧縮機の排除容積は、前記電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きいことを特徴とする、
   請求項１から３の何れか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
5. 前記非電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管の内径は、前記電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管の内径よりも大きいことを特徴とする、
   請求項１から４の何れか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。

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