JP6351478B2 - 空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転を行う空気調和システムに関する。

冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転を行う空気調和システムとして、エンジンによって駆動されて冷媒を圧縮する第１圧縮機と電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する第２圧縮機とを併用するヒートポンプを利用するものがある。

特許文献１には、エンジンによって駆動されて冷媒を圧縮する第１圧縮機と電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する第２圧縮機とは、ヒートポンプにおける冷媒の循環経路において並列に設けられている。つまり、第１圧縮機から送出される冷媒及び第２圧縮機から送出される冷媒は、合流された上で、共通の凝縮器と膨張弁と蒸発器とを順に通流する。

特開２０１３−２５０００４号公報

従来の空気調和システムでは、エンジンによって駆動される第１圧縮機及び電動モータによって駆動される第２圧縮機のそれぞれに何か専用の役割がある訳ではなく、単に併用されているだけである。
つまり、エンジンによって駆動される第１圧縮機から送出される冷媒と電動モータによって駆動される第２圧縮機から送出される冷媒とを、状況に応じてどのような流路に流し、どのように使い分けるのが良いのかが考慮されていない。

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、冷媒の流路が最適化された空気調和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空気調和システムの特徴構成は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されて冷媒を圧縮する第１圧縮機と、前記エンジンによって駆動されて発電する発電機と、前記発電機から供給される電力及び電力系統から受電した電力の内の前記発電機から供給される電力を優先して消費して動作する電動モータと、前記電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する第２圧縮機と、冷媒から放熱させる第１凝縮器と、冷媒から放熱させる第２凝縮器と、冷媒を膨張させる第１膨張弁と、冷媒を膨張させる第２膨張弁と、冷媒に吸熱させる蒸発器と、二つの冷媒同士を混合せずに熱交換させる熱交換器と、前記エンジンの動作を制御するエンジン制御手段、及び、前記発電機の動作を制御する発電制御手段、及び、前記電動モータの動作を制御する電動モータ制御手段、及び、冷媒の循環経路を切り替える循環経路制御手段を有する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジン制御手段と前記発電制御手段と前記電動モータ制御手段と前記循環経路制御手段とによる制御によって、冷媒の循環状態を切り替えながら前記蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転を行うように構成され、
冷媒の循環状態の一つは、冷媒が前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で分流され、当該分流された冷媒の一方が前記第１圧縮機と前記第１凝縮器とを順に通流した後で前記第１膨張弁に帰還し、及び、前記分流された冷媒の他方が前記第２圧縮機と前記第２凝縮器とを順に通流した後で前記第１膨張弁に帰還する第１冷房循環状態であり、
冷媒の循環状態の別の一つは、前記第１圧縮機から送出される冷媒が、前記第１凝縮器と前記熱交換器と前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で前記第１圧縮機に帰還し、及び、前記第２圧縮機から送出される冷媒が、前記第２凝縮器と前記第２膨張弁と前記熱交換器とを順に通流した後で前記第２圧縮機に帰還する第２冷房循環状態である点にある。

上記特徴構成によれば、冷媒が第１冷房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、第１圧縮機から送出する冷媒及び第２圧縮機から送出する冷媒が合流された上で、第１膨張弁と蒸発器とを順に通流し、その蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気が空調対象空間へ供給される空調運転、即ち、冷房運転が行われる。
つまり、第１膨張弁と蒸発器とに対して第１圧縮機及び第２圧縮機は並列に設けられるので、蒸発器で必要とされる冷媒量（即ち、空調負荷に必要な冷媒量）は第１圧縮機及び第２圧縮機で分担して送出すればよい。加えて、エンジンの出力は第１圧縮機及び発電機に供給され、発電機の発電電力は、第２圧縮機を駆動する電動モータで優先的に消費されているので、エンジンの出力が第１圧縮機及び第２圧縮機を駆動するために利用されていることになる。このような形態で第１圧縮機及び第２圧縮機を併用することで、例えば、エンジンの出力を全て第１圧縮機に供給して、蒸発器で必要とされる冷媒量の全てを第１圧縮機から供給する場合に比べて第１圧縮機から送出する冷媒量は少なくできるので、エンジンの回転速度を低くして、大きいトルクが得られる状態でエンジンを動作させることができる。

加えて、冷媒が第２冷房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、第１圧縮機と第１凝縮器とを順に通流した冷媒は熱交換器に流入し、第２圧縮機と第２凝縮器と第２膨張弁とを順に通流した冷媒は熱交換器に流入し、熱交換器ではそれら二つの冷媒同士を混合せずに熱交換させる。つまり、熱交換器は、第１圧縮機と第１凝縮器とを順に通流した冷媒を、第２圧縮機と第２凝縮器と第２膨張弁とを順に通流した冷媒によって更に冷却する過冷却器として作用する。このように、第１圧縮機及び第２圧縮機を併用すると共に熱交換器による過冷却によって空調能力を稼ぐことができるので、例えば第１圧縮機から送出される冷媒量を相対的に少なく（即ち、ガスエンジンの回転速度を相対的に遅く）して、大きいトルクが得られる状態でエンジンを動作させることができる。その結果、エンジンを更に効率的に運転させることができる。

本発明に係る空気調和システムの別の特徴構成は、前記制御装置は、前記空調運転を行っている間の所定のタイミングで冷媒を前記第２冷房循環状態で循環させながら冷媒の温度を検証する冷媒温度検証処理を行い、
前記冷媒温度検証処理において、前記蒸発器での冷媒の温度が前記熱交換器での冷媒の温度より低いと判定したとき、冷媒の循環状態を前記第２冷房循環状態にしてその後の前記空調運転を行わせ、
前記冷媒温度検証処理において、前記蒸発器での冷媒の温度が前記熱交換器での冷媒の温度以上であると判定したとき、冷媒の循環状態を前記第１冷房循環状態にしてその後の前記空調運転を行わせる点にある。

上記第２冷房循環状態で冷媒を循環させているときに熱交換器での冷媒の温度が低くなって蒸発器での冷媒の温度以下になると第２圧縮機の動力が相対的に大きくなるが、本特徴構成のように冷媒の循環状態を上記第１冷房循環状態に切り替えることでそのような動力の上昇を抑えることができる。

本発明に係る空気調和システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置が前記空調運転を行うときの冷媒の循環状態の更に別の一つは、前記第２圧縮機から送出される冷媒が、前記第２凝縮器と前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で前記第２圧縮機に帰還する第３冷房循環状態であり、
前記制御装置は、前記空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、冷媒を前記第１冷房循環状態又は前記第２冷房循環状態で循環させながら前記空調運転を行い、及び、前記要求負荷が前記基準負荷未満のとき、前記エンジンを動作させず、冷媒を前記第３冷房循環状態で循環させながら前記空調運転を行う点にある。

上記特徴構成によれば、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、第１圧縮機及び第２圧縮機の両方を動作させて、冷媒を上記第１冷房循環状態又は上記第２冷房循環状態で循環させる。このように、空調運転に要求されている要求負荷が相対的に大きいとき、即ち、空調用空気と冷媒との熱交換を行う蒸発器に通流させる冷媒量が相対的に多く必要になるとき、冷媒を送出する第１圧縮機及び第２圧縮機を駆動するエンジンには相対的に大きな出力が要求される。つまり、効率が高くなる状態でエンジンを動作させながら空調運転を行うことができる。

これに対して、空調運転に要求されている要求負荷が相対的に小さいとき、エンジンを動作させたとしても、エンジンには相対的に小さな出力しか要求されないため、効率が低くなる状態でしかエンジンを動作させることができない。
そこで本特徴構成では、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷未満のとき、エンジンを動作させずに、第２圧縮機を電動モータで動作させて、冷媒を上記第３冷房循環状態で循環させる。このような運転を行うことで、エンジンの効率が低くなることを避けながら、空調運転に要求されている要求負荷を賄うことができる。

本発明に係る空気調和システムの更に別の特徴構成は、前記蒸発器は、前記空調対象空間内に供給する前記空調用空気と熱交換する室内用熱交換器であり、
前記第１凝縮器及び前記第２凝縮器は、前記空調対象空間外に存在する外気と熱交換する室外用熱交換器である点にある。

上記特徴構成によれば、室内用熱交換器で構成される上記蒸発器と、室外用熱交換器で構成される上記第１凝縮器及び上記第２凝縮器とを用いて、空調対象空間の冷房運転を行うことができる。

空気調和システムの構成を示す図である。 空調負荷に対するエンジン及び電動モータの動作状態を説明する図である。 第１冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第２冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第３冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第１暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第２暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第３暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。 第４暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。

以下に図面を参照して本発明に係る空気調和システムの構成について説明する。
図１は、空気調和システムの構成を示す図である。図示するように、空気調和システムは、エンジンＥと、第１圧縮機Ｃｇと、発電機Ｇと、電動モータＭと、第２圧縮機Ｃｅと、室外用熱交換器Ｈ１と、室内用熱交換器Ｈ２とを有する。そして、空気調和システムは、エンジンＥによって駆動される第１圧縮機Ｃｇが冷媒を送出するエンジン駆動ヒートポンプと、電動モータＭによって駆動される第２圧縮機Ｃｅが冷媒を送出するモータ駆動ヒートポンプとを併用して空調運転を行うことになる。

エンジンＥは、ガスや軽油などの燃料を消費して運転される。第１圧縮機Ｃｇは、エンジンＥによって駆動されて冷媒を圧縮して送出する。発電機ＧはエンジンＥによって駆動されて発電する。図１には示していないが、エンジンＥから第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇに伝達される駆動力を入切するクラッチやエンジンＥの回転速度を変更した上で第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇに伝達する変速機構などを設けてもよい。エンジンＥの動作（例えば回転速度など）は、制御装置１０が有するエンジン制御手段１１が制御する。

発電機Ｇが発電した電力は電力線２に供給され、その電力線２に接続されている電動モータＭで消費することができる。電力線２は電力系統１にも接続されており、電動モータＭは、電力系統１から受電した電力を消費することもできる。発電機Ｇの動作（電動モータＭへ供給する電力）は、制御装置１０が有する発電制御手段１２が制御する。つまり、発電制御手段１２が、発電機Ｇから電力線２（電動モータＭ側）側へ供給する電力を制御することで、第１圧縮機Ｃｇと第２圧縮機ＣｅとへのエンジンＥの出力の分配が行われる。

電動モータＭは、発電機Ｇから供給される電力及び電力系統１から受電した電力の内の発電機Ｇから供給される電力を優先して消費して動作する。つまり、電力線２には、電動モータＭの消費電力のうち、発電機Ｇの発電電力で不足する分の電力が電力系統１から供給される。第２圧縮機Ｃｅは、電動モータＭによって駆動されて冷媒を圧縮する。電動モータＭの動作（例えば回転速度など）は、制御装置１０が有する電動モータ制御手段１３が制御する。

第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒は、冷媒流路Ｌ１を流れる。冷媒流路Ｌ１の途中には複数の弁が設けられており、それらの弁の開閉状態が切り替わることで、冷媒流路Ｌ１における冷媒の循環経路が切り替わる。この冷媒の循環経路の切り替え（即ち、上記弁の開閉状態の切り替え）は、制御装置１０が有する循環経路制御手段１４が制御する。

冷媒流路Ｌ１の途中には、空調対象空間外に存在する外気と熱交換する室外用熱交換器Ｈ１と、空調対象空間内に供給する空調用空気と熱交換する室内用熱交換器Ｈ２とが設けられている。後述するように、冷媒の循環経路を変更することで、室外用熱交換器Ｈ１及び室内用熱交換器Ｈ２を、冷媒から放熱させる凝縮器又は冷媒に吸熱させる蒸発器として機能させる。その結果、空調対象空間の冷房運転又は暖房運転が行われる。
熱交換器Ｈ４は二つの冷媒同士を混合せずに熱交換する装置であり、例えば、室内用熱交換器Ｈ２に供給される冷媒の温度を更に低下させる過冷却器として機能させることもできる。

室内用熱交換器Ｈ２には、空調運転に関する使用者による指令を受け付ける操作スイッチＳＷが設けられている。例えば、操作スイッチＳＷは、冷房運転又は暖房運転といった運転種別や設定温度や風量などに関する指令を使用者から受け付け、その指令を制御装置１０へ伝達する。加えて、制御装置１０へは、温度センサＴ６で測定された、室内用熱交換器Ｈ２に吸い込まれる室内空気の温度も伝達される。そして、制御装置１０は、室内機（室内用熱交換器Ｈ２）の運転容量、上記温度情報等から空調運転に要求されている要求負荷に関する情報を得る。この場合、制御装置１０の機能の一部は、室内機（室内用熱交換器Ｈ２）が有する室内機マイコンや室外機（室外用熱交換器Ｈ１）が有する室外機マイコンなどの演算処理装置等の機能を用いて実現される。そして、制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上であるか、或いは、基準負荷未満であるかに応じて、エンジンＥ及び電動モータＭの動作状態を切り替える。具体的には、制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、エンジンＥ及び電動モータＭの両方（即ち、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅの両方）を動作させて冷媒を循環させる。このように、空調運転に要求されている要求負荷が相対的に大きいとき、即ち、冷媒量が相対的に多く必要になるとき、駆動されるエンジンＥには相対的に大きな出力が要求される。つまり、効率が高くなる状態でエンジンＥを動作させながら空調運転を行うことができる。

図２は、空調負荷に対するエンジンＥ及び電動モータＭの出力状態を説明する図である。図２に示すように、制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷未満のとき、エンジンＥを動作させず（即ち、発電機Ｇを動作させず）、第２圧縮機Ｃｅを電力系統１から受電した電力を用いて電動モータＭで動作させて冷媒を循環させる。つまり、制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷未満のとき、エンジンＥを動作させず、電動モータＭの出力状態を変更しながら、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒量を調節する。これは、空調運転に要求されている要求負荷が相対的に小さいとき、エンジンＥを動作させたとしても、エンジンＥには相対的に小さな出力しか要求されないため、効率が低くなる状態でしかエンジンＥを動作させることができないという問題に対する解決策である。つまり、制御装置１０が図２に示したような運転を行うことで、エンジンＥの効率が低くなることを避けながら、空調運転に要求されている要求負荷を賄うことができる。

これに対して、制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、エンジンＥ及び電動モータＭの両方を動作させて、エンジンＥの出力状態及び電動モータＭの出力状態を変更しながら、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒量を調節する。尚、エンジンＥ及び電動モータＭの両方を動作させるとき、エンジンＥの出力状態及び電動モータＭの出力状態をどのような値に設定するのか（即ち、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒量及び第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒量をどのような値に設定するのか）は適宜変更可能である。

エンジンＥを運転することで放出される熱は、冷却水流路Ｌ２を流れる冷却水によって回収される。冷却水流路Ｌ２は、エンジンＥと排熱回収用熱交換器Ｈ３とを冷却水が順に通流するように配置されている。そして、排熱回収用熱交換器Ｈ３に冷媒が通流したとき、冷却水と冷媒との間での熱交換が行われることで、エンジンＥから回収した排熱が冷媒に伝達されることになる。つまり、排熱回収用熱交換器Ｈ３は、後述するように、エンジンＥから回収した排熱を冷媒に吸熱させる第４蒸発器として機能する。

〔冷房運転〕
次に、空気調和システムが冷房運転を行うときの動作について説明する。例えば、使用者が室内用熱交換器Ｈ２に設けられている操作スイッチＳＷを操作して空気調和システムが冷房運転することを指令したとき、その指令は制御装置１０に伝達され、後述するような冷房運転が行われる。空気調和システムが冷房運転を行うとき、室外用熱交換器Ｈ１は凝縮器として機能し、室内用熱交換器Ｈ２は蒸発器として機能する。
つまり、冷房運転時の空気調和システムは、エンジンＥと、第１圧縮機Ｃｇと、発電機Ｇと、電動モータＭと、第２圧縮機Ｃｅと、冷媒から放熱させる第１凝縮器（室外用熱交換器Ｈ１）と、冷媒から放熱させる第２凝縮器（室外用熱交換器Ｈ１）と、冷媒を膨張させる第１膨張弁（弁Ｖ４）と、冷媒を膨張させる第２膨張弁（弁Ｖ３）と、冷媒に吸熱させる蒸発器（室内用熱交換器Ｈ２）と、二つの冷媒同士を混合せずに熱交換させる熱交換器Ｈ４と、制御装置１０とを備える。

そして、本実施形態において制御装置１０は、エンジン制御手段１１と発電制御手段１２と電動モータ制御手段１３と循環経路制御手段１４とによる制御によって、冷媒の循環状態を切り替えながら室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転（冷房運転）を行う。

図３は、第１冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。図３では、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒を太実線で描き、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒を太破線で描いている。この場合、エンジンＥは動作し、エンジンＥの駆動力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの双方に伝達される。そして、発電機Ｇで発電された電力は電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。
この第１冷房循環状態では、四方弁Ｖ７は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が先ず室外用熱交換器Ｈ１に流入するように切り替えられる。四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室外用熱交換器Ｈ１に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は開放され、弁Ｖ２は開放され、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ５は閉止され、弁Ｖ６は閉止される。そして、冷媒が弁（第１膨張弁）Ｖ４と室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２とを順に通流した後で分流され、当該分流された冷媒の一方が第１圧縮機Ｃｇと室外用熱交換器（第１凝縮器）Ｈ１とを順に通流した後で弁（第１膨張弁）Ｖ４に帰還し、及び、上記分流された冷媒の他方が第２圧縮機Ｃｅと室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１とを順に通流した後で弁（第１膨張弁）Ｖ４に帰還する。

冷媒が図３に示す第１冷房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、第１圧縮機Ｃｇから送出する冷媒及び第２圧縮機Ｃｅから送出する冷媒が合流された上で、弁（第１膨張弁）Ｖ４と室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２とを順に通流し、その室内用熱交換器Ｈ２を通流する冷媒と熱交換した空調用空気が空調対象空間へ供給される空調運転、即ち、冷房運転が行われる。つまり、弁（第１膨張弁）Ｖ４と室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２とに対して第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅは並列に設けられるので、室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２で必要とされる冷媒量（即ち、空調負荷に必要な冷媒量）は第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅで分担して送出すればよい。加えて、エンジンＥの出力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇに供給され、発電機Ｇの発電電力は、第２圧縮機Ｃｅを駆動する電動モータＭで消費されており、エンジンＥの出力は第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを駆動するために利用されている。このように、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを併用することで、例えば、エンジンＥの出力を全て第１圧縮機Ｃｇに供給して、室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２で必要とされる冷媒量の全てを第１圧縮機Ｃｇから供給する場合に比べて、エンジンＥの回転速度を低くして、大きいトルクが得られる状態でエンジンＥを動作させることができる。

図４は、第２冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。この場合、エンジンＥは動作し、エンジンＥの駆動力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの双方に伝達される。そして、発電機Ｇで発電された電力は電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。
この第２冷房循環状態では、四方弁Ｖ７は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が先ず室外用熱交換器Ｈ１に流入するように切り替えられる。四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室外用熱交換器Ｈ１に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は開放され、弁Ｖ２は閉止され、弁Ｖ３は開放されて膨張弁（第２膨張弁）として機能し、弁Ｖ４は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ５は閉止され、弁Ｖ６は閉止される。そして、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒が、室外用熱交換器（第１凝縮器）Ｈ１と熱交換器Ｈ４と弁（第１膨張弁）Ｖ４と室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２とを順に通流した後で第１圧縮機Ｃｇに帰還し、及び、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒が、室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１と弁（第２膨張弁）Ｖ３と熱交換器Ｈ４とを順に通流した後で第２圧縮機Ｃｅに帰還する。尚、室外用熱交換器Ｈ１では、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒と第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒とは混合されない。

このように、冷媒が第２冷房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、第１圧縮機Ｃｇと室外用熱交換器（第１凝縮器）Ｈ１とを順に通流した冷媒は熱交換器Ｈ４に流入し、第２圧縮機Ｃｅと室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１と弁（第２膨張弁）Ｖ３とを順に通流した冷媒は熱交換器Ｈ４に流入し、熱交換器Ｈ４ではそれら二つの冷媒同士を混合せずに熱交換させる。つまり、熱交換器Ｈ４は、第１圧縮機Ｃｇと室外用熱交換器（第１凝縮器）Ｈ１とを順に通流した冷媒を、第２圧縮機Ｃｅと室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１と弁（第２膨張弁）Ｖ３とを順に通流した冷媒によって更に冷却する過冷却器として作用する。このとき、制御装置１０は、弁（第２膨張弁）Ｖ３の動作を制御して、弁（第２膨張弁）Ｖ３よりも下流側の温度センサＴ１で測定される冷媒の温度を調節することで過冷却の効果を制御できる。
このように、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを併用すると共に熱交換器Ｈ４による過冷却によって空調能力を稼ぐことができるので、例えば第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒量を相対的に少なく（即ち、エンジンＥの回転速度を相対的に遅く）して、大きいトルクが得られる状態でエンジンＥを動作させることができる。その結果、エンジンＥを効率的に運転させることができる。

上述した第１冷房循環状態と第２冷房循環状態との切り替えは制御装置１０が行う。具体的には、制御装置１０は、空調運転を行っている間の所定のタイミングで冷媒を第２冷房循環状態で循環させながら冷媒の温度を検証する冷媒温度検証処理を行う。本実施形態では、温度センサＴ１で計測される熱交換器Ｈ４での冷媒の温度と、温度センサＴ２で計測される室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度とが比較される。ここで、温度センサＴ２で計測される室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が、室外用熱交換器Ｈ１と弁Ｖ１と熱交換器Ｈ４と弁Ｖ４とを経て室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２に至り、その後、第１圧縮機Ｃｇを流れる冷媒の温度である。また、温度センサＴ１で計測される熱交換器Ｈ４での冷媒の温度は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が、室外用熱交換器Ｈ１と弁Ｖ３とを経て熱交換器Ｈ４に至り、その後、第２圧縮機Ｃｅを流れる冷媒の温度である。そして、制御装置１０は、冷媒温度検証処理において、室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度（温度センサＴ２で測定された冷媒の温度）が熱交換器Ｈ４での冷媒の温度（温度センサＴ１で測定された冷媒の温度）より低いと判定したとき、冷媒の循環状態を第２冷房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。これに対して、制御装置１０は、冷媒温度検証処理において、室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度（Ｔ２）が熱交換器Ｈ４での冷媒の温度（Ｔ１）以上であると判定したとき、冷媒の循環状態を第１冷房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。このように、上記第２冷房循環状態で冷媒を循環させているときに温度センサＴ１で計測される熱交換器Ｈ４での冷媒の温度が低くなって温度センサＴ２で計測される室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度以下になると第２圧縮機Ｃｅの動力が相対的に大きくなるが、上述のように冷媒の循環状態を第１冷房循環状態に切り替えることでそのような動力の上昇を抑えることができる。

尚、図中では、熱交換器Ｈ４での冷媒の温度を計測する温度センサＴ１は弁Ｖ３よりも下流側且つ熱交換器Ｈ４よりも上流側に描いており、及び、室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２での冷媒の温度を計測する温度センサＴ２は弁Ｖ４よりも下流側且つ室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２よりも上流側に描いているが、温度センサＴ１を熱交換器Ｈ４よりも下流側に設けてもよく、温度センサＴ２を室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２よりも下流側に設けてもよい。但し、温度センサＴ１を熱交換器Ｈ４よりも上流側に設けるのであれば温度センサＴ２も室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２よりも上流側に設け、温度センサＴ１を熱交換器Ｈ４よりも下流側に設けるのであれば温度センサＴ２も室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２よりも下流側に設ける必要がある。或いは、各温度センサをそれぞれの上流側及び下流側の両方に設けて平均値を導出してもよい。

図５は、第３冷房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。この場合、エンジンＥは停止しているため第１圧縮機Ｃｇは動作しない。そして、電力系統１から受電した電力が電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。
この第３冷房循環状態では、四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は閉止され、弁Ｖ２は開放され、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ５は閉止され、弁Ｖ６は閉止される。そして、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒が、室外用熱交換器（第２凝縮器）Ｈ１と弁（第１膨張弁）Ｖ４と室内用熱交換器（蒸発器）Ｈ２とを順に通流した後で第２圧縮機Ｃｅに帰還する。

制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、冷媒を上記第１冷房循環状態又は上記第２冷房循環状態で循環させながら空調運転を行う。加えて、上述したように、制御装置１０は、冷媒温度検証処理での検証結果に基づいて、冷媒を上記第１冷房循環状態で循環させるのか、或いは、冷媒を上記第２冷房循環状態で循環させるのかを切り替える。
これに対して、制御装置１０は、操作スイッチＳＷが取得する要求負荷が基準負荷未満のとき、エンジンＥを動作させず（即ち、発電機Ｇを動作させず）、第２圧縮機Ｃｅを電動モータＭで動作させて、冷媒を上記第３冷房循環状態で循環させる。このような運転を行うことで、エンジンＥの効率が低くなることを避けながら、空調運転に要求されている要求負荷を賄うことができる。

〔暖房運転〕
次に、空気調和システムが暖房運転を行うときの動作について説明する。例えば、使用者が室内用熱交換器Ｈ２に設けられている操作スイッチＳＷを操作して空気調和システムが暖房運転することを指令したとき、その指令は制御装置１０に伝達され、後述するような暖房運転が行われる。空気調和システムが暖房運転を行うとき、室外用熱交換器Ｈ１は蒸発器として機能し、室内用熱交換器Ｈ２は凝縮器として機能する。
つまり、暖房運転時の空気調和システムは、エンジンＥと、第１圧縮機Ｃｇと、発電機Ｇと、電動モータＭと、第２圧縮機Ｃｅと、冷媒から放熱させる凝縮器（室内用熱交換器Ｈ２）と、冷媒を膨張させる第１膨張弁（弁Ｖ１）と、冷媒を膨張させる第２膨張弁（弁Ｖ２）と、冷媒を膨張させる第３膨張弁（弁Ｖ５）と、冷媒に吸熱させる第１蒸発器（室外用熱交換器Ｈ１）と、冷媒に吸熱させる第２蒸発器（室外用熱交換器Ｈ１）と、エンジンＥから回収した排熱を冷媒に吸熱させる第３蒸発器（排熱回収用熱交換器Ｈ３）と、制御装置１０とを備える。
加えて、暖房運転時の空気調和システムは、冷媒を膨張させる第４膨張弁（弁Ｖ６）と、エンジンＥから回収した排熱を冷媒に吸熱させる第４蒸発器（排熱回収用熱交換器Ｈ３）とを備える。

そして、本実施形態において制御装置１０は、エンジン制御手段１１と発電制御手段１２と電動モータ制御手段１３と循環経路制御手段１４とによる制御によって、冷媒の循環状態を切り替えながら室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転（暖房運転）を行う。

図６は、第１暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。この場合、エンジンＥは動作し、エンジンＥの駆動力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの双方に伝達される。そして、発電機Ｇで発電された電力は電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。この第１暖房循環状態では、四方弁Ｖ７は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ２は開放されて膨張弁（第２膨張弁）として機能し、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放され、弁Ｖ５は閉止され、弁Ｖ６は閉止される。そして、冷媒が室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２を通流した後で分流され、当該分流された冷媒の一方が弁（第１膨張弁）Ｖ１と室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１と第１圧縮機Ｃｇとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還し、及び、上記分流された冷媒の他方が弁（第２膨張弁）Ｖ２と室外用熱交換器（第２蒸発器）Ｈ１と第２圧縮機Ｃｅとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還する。

冷媒が図６に示す上記第１暖房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、第１圧縮機Ｃｇから送出する冷媒及び第２圧縮機Ｃｅから送出する冷媒が合流された上で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に供給され、その室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２を通流する冷媒と熱交換した空調用空気が空調対象空間へ供給される空調運転、即ち、暖房運転が行われる。つまり、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に対して第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅは並列に設けられるので、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２で必要とされる冷媒量（即ち、空調負荷に必要な冷媒量）は第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅで分担して送出すればよい。加えて、エンジンＥの出力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇに供給され、発電機Ｇの発電電力は、第２圧縮機Ｃｅを駆動する電動モータＭで消費されており、エンジンＥの出力は第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを駆動するために利用されている。このように、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを併用することで、例えば、エンジンＥの出力を全て第１圧縮機Ｃｇに供給して、蒸発器で必要とされる冷媒量の全てを第１圧縮機Ｃｇから供給する場合に比べて、エンジンＥの回転速度を低くして、大きいトルクが得られる状態でエンジンＥを動作させることができる。その結果、エンジンＥを効率的に運転させることができる。

図７は、第２暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。この場合、エンジンＥは動作し、エンジンＥの駆動力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの双方に伝達される。そして、発電機Ｇで発電された電力は電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。この第２暖房循環状態では、四方弁Ｖ７は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ２は閉止され、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放され、弁Ｖ５は開放されて膨張弁（第３膨張弁）として機能し、弁Ｖ６は閉止される。そして、冷媒が室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２を通流した後で分流され、当該分流された後の冷媒の一方が弁（第１膨張弁）Ｖ１と室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１と第１圧縮機Ｃｇとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還し、及び、上記分流された後の冷媒の他方が弁（第３膨張弁）Ｖ５と排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３と第２圧縮機Ｃｅとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還する。

冷媒が第２暖房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２の下流側で分流された後の冷媒の一方は、弁（第１膨張弁）Ｖ１と室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１と第１圧縮機Ｃｇとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還し、及び、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２の下流側で分流された後の冷媒の他方は、弁（第３膨張弁）Ｖ５と排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３と第２圧縮機Ｃｅとを順に通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還する。つまり、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３では、冷媒に吸熱させるために、エンジンＥから回収した排熱を有効に活用することができる。特に、エンジンＥから回収した排熱は、大気等から回収できる熱よりも高温であるので、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の蒸発温度を高くすることができ、第２圧縮機Ｃｅの動力を低減できる。
このように、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅを併用すると共に排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３による冷媒の吸熱によって空調能力を稼ぐことができるので、例えば第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒量を相対的に少なく（即ち、エンジンＥの回転速度を相対的に遅く）して、大きいトルクが得られる状態でエンジンＥを動作させることができる。その結果、エンジンＥを効率的に運転させることができる。

上述した第１暖房循環状態と第２暖房循環状態との切り替えは制御装置１０が行う。具体的には、制御装置１０は、空調運転を行っている間の所定のタイミングで冷媒を第２暖房循環状態で循環させながら冷媒の温度を検証する冷媒温度検証処理を行う。本実施形態では、温度センサＴ３で計測される排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度と、温度センサＴ４で計測される室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度とが比較される。ここで、温度センサＴ４で計測される室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度は、弁Ｖ１を経て室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１に至り、その後、第１圧縮機Ｃｇを流れる冷媒の温度である。また、温度センサＴ３で計測される排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度は、弁Ｖ５を経て排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３に至り、その後、第２圧縮機Ｃｅを流れる冷媒の温度である。そして、制御装置１０は、冷媒温度検証処理において、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（温度センサＴ３で測定された冷媒の温度）が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（温度センサＴ４で測定された冷媒の温度）より高いと判定したとき、冷媒の循環状態を第２暖房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。これに対して、制御装置１０は、冷媒温度検証処理において、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（温度センサＴ３で測定された冷媒の温度）が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（温度センサＴ４で測定された冷媒の温度）以下であると判定したとき、冷媒の循環状態を第１暖房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。

尚、図中では、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度を計測する温度センサＴ３は弁Ｖ５よりも下流側且つ排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３よりも上流側に描いており、及び、室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度を計測する温度センサＴ４は弁Ｖ１よりも下流側且つ室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１よりも上流側に描いているが、温度センサＴ３を排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３よりも下流側に設けてもよく、温度センサＴ４を室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１よりも下流側に設けてもよい。但し、温度センサＴ３を排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３よりも上流側に設けるのであれば温度センサＴ４も室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１よりも上流側に設け、温度センサＴ３を排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３よりも下流側に設けるのであれば温度センサＴ４も室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１よりも下流側に設ける必要がある。或いは、各温度センサをそれぞれの上流側及び下流側の両方に設けて平均値を導出してもよい。

冷媒が図７に示す上記第２暖房循環状態で循環しているときに上記排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒に対する加熱の効果の方が大きいときは、その排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（Ｔ３）が、同じく冷媒に対する加熱が行われる上記室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（Ｔ４）より高くなる。従って、冷媒温度検証処理において、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（Ｔ３）が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（Ｔ４）より高いと判定したとき、冷媒の循環状態を第２暖房循環状態にしてその後の空調運転を行わせることで、上記排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３による冷媒の加熱の効果を得ることができる。

これに対して、冷媒が上記第２暖房循環状態で循環しているときに上記室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１による冷媒に対する加熱の効果の方が大きいとき或いは両者による冷媒に対する加熱の効果が同等であるときは、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（Ｔ３）が、同じく冷媒に対する加熱が行われる上記室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（Ｔ４）以下になる。従って、冷媒温度検証処理において、排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３での冷媒の温度（Ｔ３）が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の温度（Ｔ４）以下であると判定したとき、冷媒の循環状態を第１暖房循環状態にしてその後の空調運転を行わせることで、上記室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１による冷媒の加熱の効果を得ることができる。

図８は、第３暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。第３暖房循環状態は、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒の流路が上記第２暖房循環状態と異なっており、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒の流路は上記第２暖房循環状態と同じである。
この場合、エンジンＥは動作し、エンジンＥの駆動力は第１圧縮機Ｃｇ及び発電機Ｇの双方に伝達される。そして、発電機Ｇで発電された電力は電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。この第３暖房循環状態では、四方弁Ｖ７は、第１圧縮機Ｃｇから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は開放されて膨張弁（第１膨張弁）として機能し、弁Ｖ２は閉止され、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放され、弁Ｖ５は開放されて膨張弁（第３膨張弁）として機能し、弁Ｖ６は開放されて膨張弁（第４膨張弁）として機能する。そして、冷媒が室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２を通流した後で分流され、当該分流された冷媒のうち、弁（第１膨張弁）Ｖ１と室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１とを順に通流した冷媒と、弁（第４膨張弁）Ｖ６と排熱回収用熱交換器（第４蒸発器）Ｈ３とを順に通流した冷媒が合流して更に第１圧縮機Ｃｇを通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還し、及び、上記分流された冷媒のうち、弁（第３膨張弁）Ｖ５と排熱回収用熱交換器（第３蒸発器）Ｈ３と第２圧縮機Ｃｅとを順に通流した冷媒が室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還する。

冷媒が図８に示す第３暖房循環状態で循環された状態で空調運転が行われた場合、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２の下流側で分流された後の冷媒の一方は、第１圧縮機Ｃｇを通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還し、及び、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２の下流側で分流された後の冷媒の他方は、第２圧縮機Ｃｅを通流した後で室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に帰還する。更に、第１圧縮機Ｃｇを通流する冷媒の一部は、エンジンＥから回収した排熱を用いて冷媒を加熱する排熱回収用熱交換器（第４蒸発器）Ｈ３を順に通流した冷媒である。つまり、排熱回収用熱交換器（第４蒸発器）Ｈ３では、冷媒に吸熱させるために、エンジンＥから回収した排熱を有効に活用することができる。特に、エンジンＥから回収した排熱は、大気等から回収できる熱よりも高温であるので、排熱回収用熱交換器（第４蒸発器）Ｈ３での冷媒の蒸発温度を高くすることができ、第１圧縮機Ｃｇの動力を低減できる。

第２暖房循環状態で冷媒を循環させるのか、又は、第３暖房循環状態で冷媒を循環させるのかは、冷媒が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１で充分な熱を回収できているか否かに基づいて切り替えることができる。
例えば、制御装置１０は、室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１に供給される外気の温度が基準外気温度以上であれば第２暖房循環状態で冷媒を循環させ、室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１に供給される外気の温度が基準外気温度未満であれば第３暖房循環状態で冷媒を循環させるといった切り替えを行う。
或いは、制御装置１０は、例えば、室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の蒸発温度（温度センサＴ４で計測される冷媒の温度）が基準冷媒温度以上であれば、冷媒が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１で充分な熱を回収できていると判定して、第２暖房循環状態で冷媒を循環させ、室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１での冷媒の蒸発温度（温度センサＴ４で計測される冷媒の温度）が基準冷媒温度未満であれば、冷媒が室外用熱交換器（第１蒸発器）Ｈ１で充分な熱を回収できていないと判定して、第３暖房循環状態で冷媒を循環させる。

図９は、第４暖房循環状態での冷媒の循環状態を説明する図である。この場合、エンジンＥは停止しているため第１圧縮機Ｃｇは動作しない。そして、電力系統１から受電した電力が電動モータＭに供給されて、電動モータＭの駆動力が第２圧縮機Ｃｅに伝達される。この第４暖房循環状態では、四方弁Ｖ８は、第２圧縮機Ｃｅから送出された冷媒が先ず室内用熱交換器Ｈ２に流入するように切り替えられる。弁Ｖ１は閉止され、弁Ｖ２は開放されて膨張弁（第２膨張弁）として機能し、弁Ｖ３は閉止され、弁Ｖ４は開放され、弁Ｖ５は閉止され、弁Ｖ６は閉止される。そして、第２圧縮機Ｃｅから送出される冷媒が、室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２と弁（第２膨張弁）Ｖ２と室外用熱交換器（第２蒸発器）Ｈ１とを順に通流した後で第２圧縮機Ｃｅに帰還する。

制御装置１０は、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、第１圧縮機Ｃｇ及び第２圧縮機Ｃｅの両方を動作させて、冷媒を上記第１暖房循環状態又は上記第２暖房循環状態又は上記第３暖房循環状態で循環させる。このように、空調運転に要求されている要求負荷が相対的に大きいとき、即ち、空調用空気と冷媒との熱交換を行う室内用熱交換器（凝縮器）Ｈ２に通流させる冷媒量が相対的に多く必要になるとき、駆動されるエンジンＥには相対的に大きな出力が要求される。つまり、効率が高くなる状態でエンジンＥを動作させながら空調運転を行うことができる。そして、上述したように、制御装置１０は、冷媒温度検証処理での検証結果に基づいて、冷媒を上記第１暖房循環状態で循環させるのか、或いは、冷媒を上記第２暖房循環状態又は上記第３暖房循環状態で循環させるのかを切り替える。更に、上述したように、制御装置１０は、例えば外気温度に基づいて、冷媒を上記第２暖房循環状態で循環させるのか、又は、冷媒を上記第３暖房循環状態で循環させるのかを切り替える。

これに対して、空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷未満のとき、エンジンＥを動作させず（即ち、発電機Ｇを動作させず）、第２圧縮機Ｃｅを電力系統１から受電した電力で動作させて、冷媒を上記第４暖房循環状態で循環させる。このような運転を行うことで、エンジンＥの効率が低くなることを避けながら、空調運転に要求されている要求負荷を賄うことができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の空気調和システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。例えば、冷媒が流れる冷媒流路Ｌ１の取り回しや、各弁の設置場所などは適宜変更可能である。

＜２＞
制御装置１０が、エンジンＥから排熱を回収した後の冷却水の温度を計測する温度センサＴ５の測定結果を参照して、冷媒の循環状態を切り替えてもよい。例えば、エンジンＥの始動時では、エンジンＥから高温の排熱を回収することができないため、冷媒は排熱回収用熱交換器Ｈ３で熱交換を行っても、充分に高温の熱を回収することができない。従って、制御装置１０は、温度センサＴ５で計測される冷却水温度（排熱温度）が下限温度以下のとき、冷媒を排熱回収用熱交換器Ｈ３には通流させないようにする。つまり、制御装置１０は、温度センサＴ５で計測される冷却水温度（排熱温度）が下限温度以下のとき、冷媒の循環状態を、上述した第１暖房循環状態にして空調運転を行い、温度センサＴ５で計測される冷却水温度（排熱温度）が下限温度より高いとき、冷媒の循環状態を、上述した第２暖房循環状態又は第３暖房循環状態にして空調運転を行ってもよい。

＜３＞
上記実施形態では、室内用熱交換器Ｈ２が１台だけ設けられた例を説明したが、室内用熱交換器Ｈ２が複数台設けられていてもよい。そして、上記実施形態で説明した室内用熱交換器Ｈ２での冷媒の温度（温度センサＴ２で計測される冷媒の温度）として、それら複数台の室内用熱交換器Ｈ２での冷媒温度の平均値などを採用してもよい。

＜４＞
上記実施形態において、制御装置１０は、第１冷房循環状態と第２冷房循環状態とを別の判定基準に基づいて切り替えてもよい。
例えば、制御装置１０は、室内用熱交換器Ｈ２に吸い込まれる室内空気の温度（温度センサＴ６で測定された室内空気の温度）が、室外用熱交換器Ｈ１に吸い込まれる外気の温度（温度センサＴ７で測定された空気の温度）より低いと判定したとき、冷媒の循環状態を第２冷房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。これに対して、制御装置１０は、室内用熱交換器Ｈ２に吸い込まれる室内空気の温度（Ｔ６）が外気の温度（Ｔ７）以上であると判定したとき、冷媒の循環状態を第１冷房循環状態にしてその後の空調運転を行わせる。ここで、室内用熱交換器Ｈ２が複数台設けられている場合には、それら複数台の室内用熱交換器Ｈ２のそれぞれに吸い込まれる室内空気の温度の平均値を、上述した室内空気の温度として採用してもよい。

他にも、制御装置１０は、過冷却効果が得られるか否かに基づいて、第１冷房循環状態と第２冷房循環状態とを切り替えてもよい。
例えば、制御装置１０は、空調運転を行っている間の所定のタイミングで冷媒を第２冷房循環状態で循環させながら冷媒の温度を検証する冷媒温度検証処理を行う。この冷媒温度検証処理では、制御装置１０は、第１圧縮機Ｃｇから送出される冷媒の循環系統の途中で、室外用熱交換器Ｈ１と熱交換器（過冷却器）Ｈ４との間を流れる冷媒の温度（温度センサＴ４で測定される冷媒の温度）と、熱交換器Ｈ４と弁Ｖ４との間を流れる冷媒の温度（温度センサＴ８で測定される冷媒の温度）とを比較する。ここで、室外用熱交換器Ｈ１と熱交換器（過冷却器）Ｈ４との間を流れる冷媒温度（Ｔ４）は過冷却が施される前の冷媒温度であり、熱交換器Ｈ４と弁Ｖ４との間を流れる冷媒の温度（Ｔ８）は過冷却が施された後の冷媒の温度である。つまり、制御装置１０は、熱交換器（過冷却器）Ｈ４による過冷却が施される前後での冷媒の温度を比較している。そして、制御装置１０は、熱交換器Ｈ４と弁Ｖ４との間を流れる冷媒の温度（Ｔ８）が、室外用熱交換器Ｈ１と熱交換器（過冷却器）Ｈ４との間を流れる冷媒温度（Ｔ４）よりも所定温度以上低くなっているときには、相対的に大きな過冷却効果が得られていると判定して、冷媒を第２冷房循環状態で循環させた状態で空調運転を行う。これに対して、制御装置１０は、熱交換器Ｈ４と弁Ｖ４との間を流れる冷媒の温度（Ｔ８）が、室外用熱交換器Ｈ１と熱交換器（過冷却器）Ｈ４との間を流れる冷媒温度（Ｔ４）よりも所定温度以上低くなっていないときには、相対的に大きな過冷却効果が得られていないと判定して、冷媒を第１冷房循環状態で循環させた状態で空調運転を行う。

本発明は、冷媒の流路が最適化された空気調和システムに利用できる。

１ 電力系統
Ｈ１ 室外用熱交換器（蒸発器、凝縮器）
Ｈ２ 室内用熱交換器（蒸発器、凝縮器）
Ｈ３ 排熱回収用熱交換器（蒸発器）
Ｈ４ 過冷却器（熱交換器）
Ｃｇ 第１圧縮機
Ｃｅ 第２圧縮機
Ｇ 発電機
Ｅ エンジン
Ｍ 電動モータ
Ｖ１ 弁（膨張弁）
Ｖ２ 弁（膨張弁）
Ｖ３ 弁（膨張弁）
Ｖ４ 弁（膨張弁）
Ｖ５ 弁（膨張弁）
Ｖ６ 弁（膨張弁）
１０ 制御装置
１１ エンジン制御手段
１２ 発電制御手段
１３ 電動モータ制御手段
１４ 循環経路制御手段

Claims (4)

1. エンジンと、前記エンジンによって駆動されて冷媒を圧縮する第１圧縮機と、前記エンジンによって駆動されて発電する発電機と、前記発電機から供給される電力及び電力系統から受電した電力の内の前記発電機から供給される電力を優先して消費して動作する電動モータと、前記電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する第２圧縮機と、冷媒から放熱させる第１凝縮器と、冷媒から放熱させる第２凝縮器と、冷媒を膨張させる第１膨張弁と、冷媒を膨張させる第２膨張弁と、冷媒に吸熱させる蒸発器と、二つの冷媒同士を混合せずに熱交換させる熱交換器と、前記エンジンの動作を制御するエンジン制御手段、及び、前記発電機の動作を制御する発電制御手段、及び、前記電動モータの動作を制御する電動モータ制御手段、及び、冷媒の循環経路を切り替える循環経路制御手段を有する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記エンジン制御手段と前記発電制御手段と前記電動モータ制御手段と前記循環経路制御手段とによる制御によって、冷媒の循環状態を切り替えながら前記蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を空調対象空間へ供給する空調運転を行うように構成され、
   冷媒の循環状態の一つは、冷媒が前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で分流され、当該分流された冷媒の一方が前記第１圧縮機と前記第１凝縮器とを順に通流した後で前記第１膨張弁に帰還し、及び、前記分流された冷媒の他方が前記第２圧縮機と前記第２凝縮器とを順に通流した後で前記第１膨張弁に帰還する第１冷房循環状態であり、
   冷媒の循環状態の別の一つは、前記第１圧縮機から送出される冷媒が、前記第１凝縮器と前記熱交換器と前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で前記第１圧縮機に帰還し、及び、前記第２圧縮機から送出される冷媒が、前記第２凝縮器と前記第２膨張弁と前記熱交換器とを順に通流した後で前記第２圧縮機に帰還する第２冷房循環状態である空気調和システム。
2. 前記制御装置は、前記空調運転を行っている間の所定のタイミングで冷媒を前記第２冷房循環状態で循環させながら冷媒の温度を検証する冷媒温度検証処理を行い、
   前記冷媒温度検証処理において、前記蒸発器での冷媒の温度が前記熱交換器での冷媒の温度より低いと判定したとき、冷媒の循環状態を前記第２冷房循環状態にしてその後の前記空調運転を行わせ、
   前記冷媒温度検証処理において、前記蒸発器での冷媒の温度が前記熱交換器での冷媒の温度以上であると判定したとき、冷媒の循環状態を前記第１冷房循環状態にしてその後の前記空調運転を行わせる請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記制御装置が前記空調運転を行うときの冷媒の循環状態の更に別の一つは、前記第２圧縮機から送出される冷媒が、前記第２凝縮器と前記第１膨張弁と前記蒸発器とを順に通流した後で前記第２圧縮機に帰還する第３冷房循環状態であり、
   前記制御装置は、前記空調運転に要求されている要求負荷が基準負荷以上のとき、冷媒を前記第１冷房循環状態又は前記第２冷房循環状態で循環させながら前記空調運転を行い、及び、前記要求負荷が前記基準負荷未満のとき、前記エンジンを動作させず、冷媒を前記第３冷房循環状態で循環させながら前記空調運転を行う請求項１又は２に記載の空気調和システム。
4. 前記蒸発器は、前記空調対象空間内に供給する前記空調用空気と熱交換する室内用熱交換器であり、
   前記第１凝縮器及び前記第２凝縮器は、前記空調対象空間外に存在する外気と熱交換する室外用熱交換器である請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和システム。

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