JP2013250004A

JP2013250004A - Hybrid air conditioning device

Info

Publication number: JP2013250004A
Application number: JP2012124691A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Nagatomi; 吉成永富
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hybrid air conditioning device capable of greatly reducing a standby time until an indoor air conditioning is started, even when an outside air temperature is low.SOLUTION: A hybrid air conditioning device includes a motor drive compressor 12 driven by an electric motor 12a to compress a refrigerant, a four-way valve 15, and a refrigerant circuit 5 with an outdoor heat exchanger 31 connected thereto. The hybrid air conditioning device also includes an engine drive compressor 25 that is parallelly provided with the motor drive compressor 12 for the four-way valve 15, and driven by a gas engine 24.

Description

本発明は、電動モータにより駆動されるモータ駆動圧縮機と、エンジンにより駆動されるエンジン駆動圧縮機とを備えたハイブリッド空気調和装置に関する。 The present invention relates to a hybrid air conditioner including a motor-driven compressor driven by an electric motor and an engine-driven compressor driven by an engine.

冷媒の圧縮機、及び室外側熱交換器などが収納される室外機ユニットと、室内側熱交換器を有する室内機ユニットとの間を冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されるように、室外機ユニット及び室内機ユニットの各構成を冷媒配管により接続した空気調和機において、圧縮機の駆動源として電動機（電動モータ）を用いるものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。 The outdoor unit is configured such that a refrigeration cycle in which the refrigerant circulates between the outdoor unit that stores the refrigerant compressor and the outdoor heat exchanger and the indoor unit that includes the indoor heat exchanger is configured. 2. Description of the Related Art An air conditioner in which units and indoor unit units are connected by refrigerant piping is widely known to use an electric motor (electric motor) as a drive source for a compressor (see, for example, Patent Document 1).

特開平７−１０３５４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-103549

従来の空気調和機では、電動モータを圧縮機の駆動源としているため、諸事情により、消費電力の制限を強いられると、冷媒の圧縮能力を発揮できなく恐れがある。この場合、従来の空気調和機では、設定温度に応じた適切な空調制御を行えなくなる。さらに、従来の空気調和機では、例えば、外気温度の低い状況下で停止されていた状況から、空調制御を開始するような場合、冷媒温度が低いので、即座に快適な空調制御を行うことができない。このため、この種の空気調和機では、外気温度が低い場合、室外側熱交換器で冷媒と空気とを熱交換させ、冷媒を暖めた後に、室内へ気流を吹き出して空調制御を開始するものが多い。しかし、このものでは、冷媒温度を、空調制御を行うのに適した温度まで上昇させるのに長時間を要するので、快適な空調制御を実現するまでの待機時間が長くなってしまう。 In the conventional air conditioner, since the electric motor is used as the drive source of the compressor, if the power consumption is restricted due to various circumstances, the compression capacity of the refrigerant may not be exhibited. In this case, the conventional air conditioner cannot perform proper air conditioning control according to the set temperature. Furthermore, in a conventional air conditioner, for example, when the air conditioning control is started from a situation where it is stopped under a condition where the outside air temperature is low, since the refrigerant temperature is low, it is possible to immediately perform comfortable air conditioning control. Can not. For this reason, in this type of air conditioner, when the outside air temperature is low, the outdoor heat exchanger exchanges heat between the refrigerant and air, warms the refrigerant, and then blows an air flow into the room to start air conditioning control. There are many. However, in this case, since it takes a long time to raise the refrigerant temperature to a temperature suitable for air conditioning control, the standby time until comfortable air conditioning control is realized becomes long.

本発明は、消費電力を制限された状況下でも、適切に空調制御を行うことができ、また、外気温度が低い条件から、空調制御を開始する場合でも、短時間のうちに快適な空調制御を実現できるハイブリッド空気調和装置を得ることを目的とする。 The present invention can appropriately perform air-conditioning control even in a situation where power consumption is limited, and can comfortably perform air-conditioning control within a short time even when air-conditioning control is started from a condition where the outside air temperature is low. It aims at obtaining the hybrid air conditioning apparatus which can implement | achieve.

上記目的を達成するために、本発明は、電動モータで駆動されて冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機、四方弁、及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を備え、前記四方弁に対して、前記モータ駆動圧縮機と並列に設けられて、エンジンで駆動されるエンジン駆動圧縮機を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a motor-driven compressor that is driven by an electric motor to compress refrigerant, a four-way valve, and a refrigerant circuit connected to an outdoor heat exchanger. An engine-driven compressor provided in parallel with the motor-driven compressor and driven by an engine is provided.

また、本発明は、上記ハイブリッド空気調和装置において、前記冷媒回路は、前記モータ駆動圧縮機及び前記エンジン駆動圧縮機の冷媒吸込側に、前記エンジンを冷却する冷却水と前記冷媒との熱交換を行う冷却水／冷媒熱交換器を備えたことを特徴とする。 In the hybrid air conditioner according to the present invention, the refrigerant circuit exchanges heat between cooling water for cooling the engine and the refrigerant on a refrigerant suction side of the motor-driven compressor and the engine-driven compressor. A cooling water / refrigerant heat exchanger is provided.

また、本発明は、上記ハイブリッド空気調和装置において、外気温度を検出する外気温度検出手段と、検出した外気温度が所定温度よりも低い場合に、前記エンジン駆動圧縮機を優先して駆動する圧縮機起動制御手段とを備えることを特徴とする。 In the hybrid air conditioner described above, the present invention provides an outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, and a compressor that preferentially drives the engine driven compressor when the detected outside air temperature is lower than a predetermined temperature. And an activation control means.

また、本発明は、上記ハイブリッド空気調和装置において、前記圧縮機起動制御手段は、外気温度が所定温度より高く、空調負荷が、所定の値以下の場合に、モータ駆動圧縮機を優先して駆動することを特徴とする。 In the hybrid air conditioner according to the present invention, the compressor start control means drives the motor-driven compressor with priority when the outside air temperature is higher than a predetermined temperature and the air conditioning load is equal to or lower than a predetermined value. It is characterized by doing.

また、本発明は、上記ハイブリッド空気調和装置において、前記エンジンで駆動される発電機と、前記発電機で発電された電力を蓄える蓄電池とを備え、前記電動モータは、少なくとも蓄電池の電力の一部を用いて駆動されることを特徴とする。 In the hybrid air conditioner, the present invention includes a generator driven by the engine and a storage battery that stores electric power generated by the generator, and the electric motor includes at least a part of the electric power of the storage battery. It is driven using.

本発明のハイブリッド空気調和装置によれば、消費電力を制限された状況下でも、エンジンで駆動されるエンジン駆動圧縮機を用いて冷媒を圧縮することで、設定温度に応じた空調制御を確実に行うことができる。さらに、外気温度が低い条件下で室内の空調制御を開始する場合、エンジン駆動圧縮機の駆動に伴い発生する大きな排熱を利用することで、冷媒を短時間のうちに暖めることが可能になる。これにより、外気温度が低い条件下で空調制御を開始する場合でも、短時間のうちに設定温度に応じた快適な空調制御を実現できる。 According to the hybrid air conditioner of the present invention, air-conditioning control according to the set temperature is ensured by compressing the refrigerant using the engine-driven compressor driven by the engine even in a situation where power consumption is limited. It can be carried out. Further, when starting indoor air conditioning control under conditions where the outside air temperature is low, it is possible to warm the refrigerant in a short time by utilizing the large exhaust heat generated with the drive of the engine-driven compressor. . Thereby, even when air-conditioning control is started under conditions where the outside air temperature is low, comfortable air-conditioning control corresponding to the set temperature can be realized in a short time.

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド空気調和装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hybrid air conditioning apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. ハイブリッド空気調和装置のシステム構成図である。It is a system configuration figure of a hybrid air harmony device. モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機の外気温度に応じた駆動制御を説明する図である。It is a figure explaining the drive control according to the outside temperature of a motor drive compressor and an engine drive compressor. モータ駆動圧縮機とエンジン駆動圧縮機の空調負荷に応じた駆動制御を説明する図である。It is a figure explaining the drive control according to the air-conditioning load of a motor drive compressor and an engine drive compressor. 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド空気調和装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hybrid air conditioning apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. ハイブリッド空気調和装置のシステム構成図である。It is a system configuration figure of a hybrid air harmony device.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の第1実施形態に係るハイブリッド空気調和装置１Ａの構成を示す図である。
図１において、ハイブリッド空気調和装置１Ａは、室外機ユニット２と、室外機ユニット２に接続冷媒管３ａ，３ｂを介して接続される３つの室内機ユニット４Ａ〜４Ｃとを備えている。そして、室外機ユニット２と室内機ユニット４Ａ〜４Ｃとの間で冷媒を循環させる冷媒回路５が形成されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hybrid air conditioner 1A according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the hybrid air conditioner 1A includes an outdoor unit 2 and three indoor units 4A to 4C connected to the outdoor unit 2 via connection refrigerant pipes 3a and 3b. And the refrigerant circuit 5 which circulates a refrigerant | coolant between the outdoor unit 2 and indoor unit 4A-4C is formed.

室外機ユニット２は、室内機ユニット４Ａ〜４Ｃとの間で接続冷媒管３ａ，３ｂを介して冷媒をやり取りするための一対の出入口ポート８ａ，８ｂを有する筐体９内に、冷媒回路５を構成する各機器を収納して構成される。
筐体９内には、電動モータ１２ａで駆動され、冷媒を圧縮するモータ駆動圧縮機１２が設けられている。モータ駆動圧縮機１２を駆動する電動モータ１２ａには、商用電源（図示せず）が供給される。モータ駆動圧縮機１２の回転速度は、商用電源の周波数を、電気式のインバータにより変換することで制御される。
また、モータ駆動圧縮機１２から延びる吸入管１３および吐出管１４が、四方弁１５に接続されている。吸入管１３には、冷媒の気液を分離するアキュムレータ１６が設けられ、吐出管１４には、オイルセパレータ１７及び逆止弁１８が設けられている。逆止弁１８は、冷媒がモータ駆動圧縮機１２の吐出口に逆流するのを防止する。 The outdoor unit 2 includes a refrigerant circuit 5 in a housing 9 having a pair of inlet / outlet ports 8a and 8b for exchanging refrigerant with the indoor unit 4A to 4C via the connecting refrigerant pipes 3a and 3b. It is configured to accommodate each component device.
A motor-driven compressor 12 that is driven by an electric motor 12a and compresses the refrigerant is provided in the housing 9. A commercial power supply (not shown) is supplied to the electric motor 12 a that drives the motor-driven compressor 12. The rotational speed of the motor-driven compressor 12 is controlled by converting the frequency of the commercial power supply with an electric inverter.
A suction pipe 13 and a discharge pipe 14 extending from the motor-driven compressor 12 are connected to the four-way valve 15. The suction pipe 13 is provided with an accumulator 16 for separating the gas-liquid refrigerant, and the discharge pipe 14 is provided with an oil separator 17 and a check valve 18. The check valve 18 prevents the refrigerant from flowing back to the discharge port of the motor driven compressor 12.

また、オイルセパレータ１７より四方弁１５側の吸入管１３の部位とアキュムレータ１６より四方弁１５側の吐出管１４の部位を接続するように、バイパス管２０が設けられ、バイパス管２０には、流路を開閉するバイパス弁２１が設けられている。また、オイルセパレータ１７で分離したオイルをモータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の吸入側に戻すオイル戻し管２２が設けられている。バイパス弁２１は、後述の制御装置７０により開度を制御され、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の吐出側の圧力が大きなときに開かれる。
また、ガスエンジン２４により駆動されるエンジン駆動圧縮機２５が、四方弁１５に対して、モータ駆動圧縮機１２に並列に設けられている。
エンジン駆動圧縮機２５の吸入管２６が、モータ駆動圧縮機１２の吸入管１３に接続され、エンジン駆動圧縮機２５の吐出管２７が、モータ駆動圧縮機１２の吐出管１４に接続されている。吐出管２７には、エンジン駆動圧縮機２５の吐出口に冷媒が逆流するのを防止する逆止弁２８が設けられている。 A bypass pipe 20 is provided so as to connect a portion of the suction pipe 13 closer to the four-way valve 15 than the oil separator 17 and a portion of the discharge pipe 14 closer to the four-way valve 15 than the accumulator 16. A bypass valve 21 for opening and closing the path is provided. An oil return pipe 22 is provided for returning the oil separated by the oil separator 17 to the suction side of the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25. The opening degree of the bypass valve 21 is controlled by a control device 70 described later, and the bypass valve 21 is opened when the pressure on the discharge side of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 is large.
An engine driven compressor 25 driven by the gas engine 24 is provided in parallel to the motor driven compressor 12 with respect to the four-way valve 15.
A suction pipe 26 of the engine-driven compressor 25 is connected to the suction pipe 13 of the motor-driven compressor 12, and a discharge pipe 27 of the engine-driven compressor 25 is connected to the discharge pipe 14 of the motor-driven compressor 12. The discharge pipe 27 is provided with a check valve 28 that prevents the refrigerant from flowing back to the discharge port of the engine-driven compressor 25.

ガスエンジン２４には、その出力軸の回転に連動して回転する駆動ベルト３０が設けられ、さらに駆動ベルト３０の回転に連動して回転される駆動軸に、エンジン駆動圧縮機２５が電磁クラッチ２９を介して連結されている。
電磁クラッチ２９の接続／切断に応じて、ガスエンジン２４の出力軸の回転力を、エンジン駆動圧縮機２５に伝達したり、遮断したりを可能に構成されており、電磁クラッチ２９により、エンジン駆動圧縮機２５の駆動と停止を制御可能である。 The gas engine 24 is provided with a drive belt 30 that rotates in conjunction with the rotation of its output shaft, and an engine drive compressor 25 is connected to the electromagnetic clutch 29 on the drive shaft that is rotated in conjunction with the rotation of the drive belt 30. It is connected through.
According to connection / disconnection of the electromagnetic clutch 29, the rotational force of the output shaft of the gas engine 24 can be transmitted to the engine-driven compressor 25 or shut off, and the engine is driven by the electromagnetic clutch 29. The driving and stopping of the compressor 25 can be controlled.

また、四方弁１５には、一対設けられた室外熱交換器３１の一端が、冷媒管３２を介して接続され、室外熱交換器３１の他端には、冷媒管３７を介して、電動式の室外膨張弁３３の一端が接続されている。
また、室外膨張弁３３の他端と、筐体９に設けられた一対の出入口ポート８ａ，８ｂのうちの一方の出入口ポート８ａとの間が、冷媒管３４により接続されている。冷媒管３４には、サブクーラとしての過冷却熱交換器３５が設けられている。
過冷却熱交換器３５より出入口ポート８ａ側に位置する冷媒管３４からは、分岐冷媒管３６が分岐されて延出され、過冷却熱交換器３５を経た後に、モータ駆動圧縮機１２の吸入管１３に至るように設けられている。また、分岐冷媒管３６には、過冷却熱交換器３５の入口側に、電動式の膨張弁からなるリキッド弁３８が設けられており、過冷却熱交換器３５では、リキッド弁３８により膨張した冷媒と冷媒管３４を流れる冷媒とを熱交換可能になっている。また、他方の出入口ポート８ｂは、冷媒管４７を介して四方弁１５に接続されている。以上のように各構成間が接続される室外機ユニット２では、一対の出入口ポート８ａ，８ｂ間に、冷媒流路が構成される。
また、室外機ユニット２には、外気温度を計測する室外温度計６８と、マイコン等により構成され、室外機ユニット２を構成する電気機器の駆動を制御する制御装置７０とが設けられている。 One end of a pair of outdoor heat exchangers 31 provided to the four-way valve 15 is connected via a refrigerant pipe 32, and the other end of the outdoor heat exchanger 31 is electrically connected via a refrigerant pipe 37. One end of the outdoor expansion valve 33 is connected.
A refrigerant pipe 34 connects the other end of the outdoor expansion valve 33 and one of the pair of inlet / outlet ports 8 a and 8 b provided in the housing 9. The refrigerant pipe 34 is provided with a supercooling heat exchanger 35 as a subcooler.
A branch refrigerant pipe 36 is branched and extended from the refrigerant pipe 34 located on the inlet / outlet port 8a side from the supercooling heat exchanger 35, and after passing through the supercooling heat exchanger 35, the suction pipe of the motor-driven compressor 12 is supplied. 13 is provided. The branch refrigerant pipe 36 is provided with a liquid valve 38 made of an electric expansion valve on the inlet side of the supercooling heat exchanger 35. The supercooling heat exchanger 35 is expanded by the liquid valve 38. Heat exchange is possible between the refrigerant and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 34. The other inlet / outlet port 8 b is connected to the four-way valve 15 via the refrigerant pipe 47. In the outdoor unit 2 in which the components are connected as described above, a refrigerant flow path is formed between the pair of inlet / outlet ports 8a and 8b.
In addition, the outdoor unit 2 is provided with an outdoor thermometer 68 that measures the outside air temperature, and a control device 70 that is configured by a microcomputer or the like and that controls the driving of the electrical equipment that constitutes the outdoor unit 2.

次いで、室外機ユニット２のエンジン冷却水回路５０について説明する。
エンジン冷却水回路５０は、ガスエンジン２４を冷却するエンジン冷却水が循環する回路である。エンジン冷却水回路５０は、エンジン冷却水をガスエンジン２４に送出する冷却水ポンプ５１を備えている。また、ガスエンジン２４の排気と、冷却水ポンプ５１からガスエンジン２４に向かうエンジン冷却水との熱交換を行う排気ガス熱交換器６１が、ガスエンジン２４に一体に設けられている。ガスエンジン２４は、管路５２を介して第１比例三方弁５３の入口に接続される。第１比例三方弁５３は、一方から流入されるエンジン冷却水を他の２方向に分配する弁であり、その分配比は、０：１００〜１００：０の間で変更可能である。 Next, the engine coolant circuit 50 of the outdoor unit 2 will be described.
The engine coolant circuit 50 is a circuit through which engine coolant for cooling the gas engine 24 circulates. The engine coolant circuit 50 includes a coolant pump 51 that sends engine coolant to the gas engine 24. Further, an exhaust gas heat exchanger 61 that performs heat exchange between the exhaust of the gas engine 24 and the engine coolant that is directed from the coolant pump 51 toward the gas engine 24 is provided integrally with the gas engine 24. The gas engine 24 is connected to the inlet of the first proportional three-way valve 53 via a pipe line 52. The first proportional three-way valve 53 is a valve that distributes engine coolant flowing in from one side in the other two directions, and the distribution ratio can be changed between 0: 100 and 100: 0.

第１比例三方弁５３のエンジン冷却水の出口のうち、一方の出口は、管路５４ａを介して冷却水ポンプ５１に接続され、他方の出口は、管路５４ｂを介して第２比例三方弁５５の入口に接続されている。
また、管路５６ａが、第２比例三方弁５５の一方の出口に一端を接続されて、室外熱交換器３１側に延びている。さらに、ラジエータ５７が、室外熱交換器３１に並設して設けられ、管路５６ａの他端がラジエータ５７の一端に接続されている。また、ラジエータ５７の他端が、管路５８を介して、第１比例三方弁５３から冷却水ポンプ５１に至る管路５４ａの所定部位に接続されている。また、ラジエータ５７と室外熱交換器３１に気流を流す室外電動ファン５９が設けられている。室外電動ファン５９の駆動により、ラジエータ５７を流れるエンジン冷却水と室外熱交換器３１を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。 Of the engine cooling water outlets of the first proportional three-way valve 53, one outlet is connected to the cooling water pump 51 via a conduit 54a, and the other outlet is a second proportional three-way valve via a conduit 54b. 55 is connected to the entrance.
Further, the pipe line 56a is connected to one outlet of the second proportional three-way valve 55 and extends toward the outdoor heat exchanger 31 side. Further, a radiator 57 is provided in parallel with the outdoor heat exchanger 31, and the other end of the pipe line 56 a is connected to one end of the radiator 57. Further, the other end of the radiator 57 is connected to a predetermined portion of a pipe line 54 a extending from the first proportional three-way valve 53 to the cooling water pump 51 via a pipe line 58. In addition, an outdoor electric fan 59 that allows airflow to flow through the radiator 57 and the outdoor heat exchanger 31 is provided. By driving the outdoor electric fan 59, heat exchange is performed between the engine coolant flowing through the radiator 57 and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 31.

第２比例三方弁５５の他方の出口は、管路５６ｂを介して、管路５８に接続されている。また、冷却水／冷媒熱交換器６３が、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の冷媒吸込側で、吸入管１３を流れる冷媒と、管路５６ｂを流れるエンジン冷却水との熱交換を行わせるように設けられている。
第１及び第２比例三方弁５３，５５の開閉制御に応じて、ガスエンジン２４から出たエンジン冷却水を、ラジエータ５７及び冷却水／冷媒熱交換器６３を通さずに循環させる循環路、ラジエータ５７を通して循環させる循環路、及び冷却水／冷媒熱交換器６３を通して循環させる循環路のそれぞれに、流すことが可能である。また、第１及び第２比例三方弁５３，５５の開度を制御することにより、各循環路へのエンジン冷却水の分配比率を変えることができる。 The other outlet of the second proportional three-way valve 55 is connected to a pipe line 58 via a pipe line 56b. The cooling water / refrigerant heat exchanger 63 exchanges heat between the refrigerant flowing through the suction pipe 13 and the engine cooling water flowing through the pipe 56b on the refrigerant suction side of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25. It is provided to make it happen.
A circulation path and a radiator that circulates engine cooling water discharged from the gas engine 24 without passing through the radiator 57 and the cooling water / refrigerant heat exchanger 63 in accordance with the opening / closing control of the first and second proportional three-way valves 53 and 55. It is possible to flow in each of the circulation path circulated through 57 and the circulation path circulated through the cooling water / refrigerant heat exchanger 63. Further, by controlling the opening degree of the first and second proportional three-way valves 53 and 55, the distribution ratio of the engine cooling water to each circulation path can be changed.

また、一対の出入口ポート８ａ，８ｂのそれぞれには、前述の接続冷媒管３ａ，３ｂのそれぞれの一端が接続されており、３つの室内機ユニット４Ａ〜４Ｃが、接続冷媒管３ａ，３ｂの他端側に並列に接続されている。
各室内機ユニット４Ａ〜４Ｃは、一方の接続冷媒管３ａと他方の接続冷媒管３ｂとを接続する室内冷媒管４１を有し、室内冷媒管４１には、室内熱交換器４３と電動式の室内膨張弁４４が直列に配置されるように設けられている。また、室内熱交換器４３に気流を流す室内電動ファン４５が設けられている。
また、室内機ユニット４Ａ〜４Ｃは、室内温度を検出する室内温度検出手段としての室内温度計６５と、冷房や暖房などの空調の運転形態を指定したり、室内の空調温度を指定したりするための空調設定手段としての室内リモコン６６とを備えている。 Each of the pair of inlet / outlet ports 8a and 8b is connected to one end of each of the connection refrigerant pipes 3a and 3b, and the three indoor unit units 4A to 4C are connected to the connection refrigerant pipes 3a and 3b. It is connected in parallel to the end side.
Each of the indoor unit units 4A to 4C includes an indoor refrigerant pipe 41 that connects one connection refrigerant pipe 3a and the other connection refrigerant pipe 3b. The indoor refrigerant pipe 41 includes an indoor heat exchanger 43 and an electric type. The indoor expansion valve 44 is provided so as to be arranged in series. In addition, an indoor electric fan 45 that allows an air flow to flow through the indoor heat exchanger 43 is provided.
Moreover, indoor unit 4A-4C designates the indoor thermometer 65 as an indoor temperature detection means which detects indoor temperature, and the operation | movement form of air conditioning, such as cooling and heating, or the indoor air conditioning temperature is designated. And an indoor remote controller 66 as air conditioning setting means.

以上のように室外機ユニット２と室内機ユニット４Ａ〜４Ｃとが接続されたハイブリッド空気調和装置１Ａでは、冷媒が循環する冷媒回路５が、並列に設けられたモータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５、四方弁１５、室外熱交換器３１、室外膨張弁３３、室内膨張弁４４、及び室内熱交換器４３を経由可能に形成される。 As described above, in the hybrid air conditioner 1A in which the outdoor unit 2 and the indoor unit 4A to 4C are connected, the refrigerant circuit 5 in which the refrigerant circulates is provided in parallel with the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compression. Machine 25, four-way valve 15, outdoor heat exchanger 31, outdoor expansion valve 33, indoor expansion valve 44, and indoor heat exchanger 43 are formed.

次いで、ハイブリッド空気調和装置１Ａのシステム構成について説明する。
図２はハイブリッド空気調和装置１Ａのシステム構成図である。
図２において、制御装置７０は、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の駆動を制御する圧縮機起動制御手段７１と、四方弁１５、第１及び第２比例三方弁５３，５５、室外膨張弁３３及び室内膨張弁４４、及びリキッド弁３８といった弁の開閉を制御する弁制御手段７２と、室内電動ファン４５や、室外電動ファン５９を制御するファン制御手段７３とを備えており、これらの手段は、主にマイコンの機能により実現される。
制御装置７０には、室内リモコン６６と、室内温度計６５及び室外温度計６８とが出力する情報が入力され、入力された情報に基づいて、各制御手段７１〜７３が、対象となる機器の制御を行う。 Next, the system configuration of the hybrid air conditioner 1A will be described.
FIG. 2 is a system configuration diagram of the hybrid air conditioner 1A.
In FIG. 2, the control device 70 includes a compressor start control means 71 for controlling the driving of the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25, a four-way valve 15, first and second proportional three-way valves 53 and 55, an outdoor unit. There are provided valve control means 72 for controlling the opening and closing of the valves such as the expansion valve 33, the indoor expansion valve 44, and the liquid valve 38, and the indoor electric fan 45 and the fan control means 73 for controlling the outdoor electric fan 59. This means is realized mainly by the function of the microcomputer.
Information output from the indoor remote controller 66, the indoor thermometer 65, and the outdoor thermometer 68 is input to the control device 70. Based on the input information, each of the control units 71 to 73 is connected to the target device. Take control.

次いで、ハイブリッド空気調和装置１Ａの冷房運転時の動作について説明する。
制御装置７０の弁制御手段７２は、空調負荷に応じて、室外膨張弁３３及び室内膨張弁４４のそれぞれの弁開度を調整し、室外膨張弁３３については、例えば、弁開度を全開とする制御を行う。
また、弁制御手段７２は、図１の破線の向きに冷媒が循環するように四方弁１５を切り替える。
モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の少なくとも一方から吐出される高温高圧の冷媒は、オイルセパレータ１７でオイルを分離された後、四方弁１５を介して各室外熱交換器３１に流れ込む。各室外熱交換器３１では、冷媒は、外気と熱交換することにより冷やされて凝縮される。
また、弁制御手段７２は、第１及び第２比例三方弁５３，５５の弁制御を、エンジン冷却水をラジエータ５７へ導くように制御する。冷媒は、ラジエータ５７により、エンジン冷却水と熱交換を行って暖められる。逆にエンジン冷却水は冷やされるので、ガスエンジン２４が冷却される。 Next, the operation during the cooling operation of the hybrid air conditioner 1A will be described.
The valve control means 72 of the control device 70 adjusts the respective valve openings of the outdoor expansion valve 33 and the indoor expansion valve 44 according to the air conditioning load. For the outdoor expansion valve 33, for example, the valve opening is fully opened. Control.
Further, the valve control means 72 switches the four-way valve 15 so that the refrigerant circulates in the direction of the broken line in FIG.
The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from at least one of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 is separated into oil by the oil separator 17 and then flows into the outdoor heat exchangers 31 via the four-way valve 15. In each outdoor heat exchanger 31, the refrigerant is cooled and condensed by exchanging heat with the outside air.
Further, the valve control means 72 controls the valve control of the first and second proportional three-way valves 53 and 55 so as to guide the engine coolant to the radiator 57. The refrigerant is warmed by the radiator 57 by exchanging heat with the engine coolant. Conversely, since the engine coolant is cooled, the gas engine 24 is cooled.

室外熱交換器３１を経た冷媒は、蒸発されやすいように室外膨張弁３３で膨張され、過冷却熱交換器３５を経由する。
過冷却熱交換器３５を経た冷媒の主要部は、一方の出入口ポート８ａから接続冷媒管３ａを介して室内機ユニット４Ａ〜４Ｃに流入される。また、過冷却熱交換器３５を経た冷媒の一部は、リキッド弁３８で膨張された後、過冷却熱交換器３５に戻されて、室内機ユニット４Ａ〜４Ｃに向かう冷媒を冷却する。リキッド弁３８で膨張された後に過冷却熱交換器３５を経た冷媒は、吸入管１３に戻される。 The refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 31 is expanded by the outdoor expansion valve 33 so as to be easily evaporated, and passes through the supercooling heat exchanger 35.
The main part of the refrigerant that has passed through the supercooling heat exchanger 35 flows into the indoor unit 4A to 4C from the one inlet / outlet port 8a through the connecting refrigerant pipe 3a. A part of the refrigerant that has passed through the supercooling heat exchanger 35 is expanded by the liquid valve 38 and then returned to the supercooling heat exchanger 35 to cool the refrigerant toward the indoor unit 4A to 4C. The refrigerant that has passed through the supercooling heat exchanger 35 after being expanded by the liquid valve 38 is returned to the suction pipe 13.

次いで、ハイブリッド空気調和装置１Ａの暖房運転時の動作について説明する。
制御装置７０の弁制御手段７２は、暖房運転が選択されると、図１の実線の矢印で示される向きに冷媒が循環するように四方弁１５を切り替える。即ち、エンジン駆動圧縮機２５及びモータ駆動圧縮機１２の少なくとも一方から吐出される高温高圧の冷媒は、オイルセパレータ１７でオイルを分離された後、四方弁１５及び出入口ポート８ｂを介して各室内機ユニット４Ａ〜４Ｃに流れ込む。各室内機ユニット４Ａ〜４Ｃでは、室内電動ファン４５の駆動により、室内熱交換器４３を通過する気流が発生し、室内熱交換器４３を通過する冷媒が熱を放出して凝縮され、これにより室内が暖められる。また、室内熱交換器４３を経た冷媒は、蒸発されやすいように室内膨張弁４４で膨張され、出入口ポート８ａから室外機ユニット２に流入される。さらに、冷媒は、過冷却熱交換器３５を通過して、室外膨張弁３３で膨張された後、室外熱交換器３１に流入する。なお、リキッド弁３８は、暖房運転時には閉じられている。 Next, the operation during heating operation of the hybrid air conditioner 1A will be described.
When the heating operation is selected, the valve control means 72 of the control device 70 switches the four-way valve 15 so that the refrigerant circulates in the direction indicated by the solid line arrow in FIG. That is, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from at least one of the engine-driven compressor 25 and the motor-driven compressor 12 is separated from the oil by the oil separator 17 and then passed through the four-way valve 15 and the inlet / outlet port 8b. It flows into the units 4A to 4C. In each of the indoor unit units 4A to 4C, an air flow passing through the indoor heat exchanger 43 is generated by driving the indoor electric fan 45, and the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 43 releases heat and is condensed. The room is warmed. Further, the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger 43 is expanded by the indoor expansion valve 44 so as to be easily evaporated, and flows into the outdoor unit 2 from the inlet / outlet port 8a. Further, the refrigerant passes through the supercooling heat exchanger 35, is expanded by the outdoor expansion valve 33, and then flows into the outdoor heat exchanger 31. The liquid valve 38 is closed during the heating operation.

また、弁制御手段７２は、冷却水／冷媒熱交換器６３側とラジエータ５７にエンジン冷却水を向かわせるように、第１及び第２比例三方弁５３，５５の弁制御を行っている。また、ファン制御手段７３は、室外電動ファン５９を駆動して室外熱交換器３１及びラジエータ５７を通過する気流を発生させる。これにより、室外熱交換器３１を流れる冷媒は、外気との熱交換だけでなく、エンジン冷却水との熱交換によっても暖められる。
また、室外熱交換器３１を経た冷媒は、四方弁１５を介して冷却水／冷媒熱交換器６３に流入する。冷却水／冷媒熱交換器６３では、後述するように冷媒とエンジン冷却水の熱交換が行われ、暖められた冷媒が、アキュムレータ１６を介して、駆動されているモータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５に戻る。アキュムレータ１６では、冷媒の液成分が除かれる。 Further, the valve control means 72 performs valve control of the first and second proportional three-way valves 53 and 55 so that the engine coolant is directed to the coolant / refrigerant heat exchanger 63 side and the radiator 57. Further, the fan control means 73 drives the outdoor electric fan 59 to generate an airflow that passes through the outdoor heat exchanger 31 and the radiator 57. Thereby, the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 31 is warmed not only by heat exchange with the outside air but also by heat exchange with the engine cooling water.
The refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 31 flows into the cooling water / refrigerant heat exchanger 63 via the four-way valve 15. In the cooling water / refrigerant heat exchanger 63, heat exchange is performed between the refrigerant and the engine cooling water as will be described later, and the warmed refrigerant is driven via the accumulator 16 and the motor-driven compressor 12 and the engine driving. Return to the compressor 25. In the accumulator 16, the liquid component of the refrigerant is removed.

また、弁制御手段７２は、設定された空調温度、検出された室内温度から、必要な空調負荷を演算し、演算した空調負荷に応じて、室外膨張弁３３及び室内膨張弁４４のそれぞれの弁開度を調整する。さらに、弁制御手段７２は、冷却水／冷媒熱交換器６３側とラジエータ５７にエンジン冷却水を向かわせるように、第１及び第２比例三方弁５３，５５の弁制御を行う。また、冷却水／冷媒熱交換器６３では、冷却水ポンプ５１の運転により、エンジン冷却水が循環されると、吸入管１３を流れる冷媒とエンジン冷却水との熱交換が効率よく行われる。
発熱の大きなガスエンジン２４を冷やすエンジン冷却水は、ガスエンジン２４の駆動に連動して、速やかに温まるので、冷却水／冷媒熱交換器６３に流れる冷媒を、ガスエンジン２４の起動とともに速やかに暖めることが可能である。 Further, the valve control means 72 calculates a necessary air conditioning load from the set air conditioning temperature and the detected indoor temperature, and each of the outdoor expansion valve 33 and the indoor expansion valve 44 according to the calculated air conditioning load. Adjust the opening. Further, the valve control means 72 performs valve control of the first and second proportional three-way valves 53 and 55 so that the engine coolant is directed to the coolant / refrigerant heat exchanger 63 side and the radiator 57. Further, in the cooling water / refrigerant heat exchanger 63, when the engine cooling water is circulated by the operation of the cooling water pump 51, heat exchange between the refrigerant flowing through the suction pipe 13 and the engine cooling water is performed efficiently.
The engine cooling water that cools the gas engine 24 that generates a large amount of heat is quickly warmed in conjunction with the driving of the gas engine 24, so that the refrigerant flowing through the cooling water / refrigerant heat exchanger 63 is quickly warmed as the gas engine 24 is started. It is possible.

また、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５は、次のように駆動制御される。
図３はモータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５の外気温度に応じた駆動制御を説明する図であり、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５が負担する空調負荷の割合を示している。
図３では、モータ駆動圧縮機１２が負担する空調負荷を斜め線の領域で示し、エンジン駆動圧縮機２５が負担する空調負荷を網掛け領域で示している。
圧縮機起動制御手段７１は、外気温度Ｔｏが、所定の閾値Ｔ１以下である場合、モータ駆動圧縮機１２を駆動させずに、電磁クラッチ２９をつなぎ、エンジン駆動圧縮機２５のみの駆動により、冷媒の圧縮能力を確保する。 The motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 are driven and controlled as follows.
FIG. 3 is a diagram for explaining the drive control according to the outside air temperature of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25, and shows the ratio of the air-conditioning load borne by the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25. Yes.
In FIG. 3, the air-conditioning load borne by the motor-driven compressor 12 is indicated by a hatched area, and the air-conditioning load borne by the engine-driven compressor 25 is indicated by a shaded area.
The compressor start control means 71 connects the electromagnetic clutch 29 without driving the motor-driven compressor 12 and drives only the engine-driven compressor 25 to drive the refrigerant when the outside air temperature To is equal to or lower than the predetermined threshold T1. Ensure compression capacity.

ここで、仮に、ハイブリッド空気調和装置１Ａにおいて、モータ駆動圧縮機１２のみを冷媒を圧縮する圧縮手段とした場合、外気温度の低い状況下で停止されていた状況から、空調制御（暖房運転）が開始されると、冷媒温度を空調に適した温度まで上昇させるのに長時間を要してしまう。閾値Ｔ１は、例えば、以下の閾値設定用外気温度を鑑みて設定される。閾値設定用外気温度は、仮に、モータ駆動圧縮機１２のみを冷媒の圧縮手段として、ハイブリッド空気調和装置１Ａを運転させた場合に、冷媒温度を空調に適した温度まで上昇させるのに要する時間が、許容される待機時間以上となるような外気温度である。
また、圧縮機起動制御手段７１は、外気温度Ｔｏが、閾値Ｔ１より高い場合、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５の両方を駆動させる。外気温度Ｔｏが、閾値Ｔ１の近傍では、モータ駆動圧縮機１２が負担する空調負荷の割合を支配的としている。また、外気温度Ｔｏが徐々に高くなるにつれて、空調負荷のうち、モータ駆動圧縮機１２が負担する割合を徐々に低下させている。
なお、外気温度Ｔｏが、閾値Ｔ１のときに、モータ駆動圧縮機１２が負担する空調負荷の割合を１００％としたが、この負担割合は、許容されるモータ駆動圧縮機１２の消費電力を鑑みて適宜設定すればよい。 Here, in the hybrid air-conditioning apparatus 1A, if only the motor-driven compressor 12 is a compression unit that compresses the refrigerant, the air conditioning control (heating operation) is performed from the situation where it is stopped under a low outside air temperature. Once started, it takes a long time to raise the refrigerant temperature to a temperature suitable for air conditioning. The threshold T1 is set in view of the following threshold setting outside air temperature, for example. The threshold setting outside air temperature is the time required to raise the refrigerant temperature to a temperature suitable for air conditioning when the hybrid air conditioner 1A is operated using only the motor-driven compressor 12 as the refrigerant compression means. The outside air temperature is equal to or longer than the allowable standby time.
Moreover, the compressor starting control means 71 drives both the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 when the outside air temperature To is higher than the threshold value T1. When the outside air temperature To is in the vicinity of the threshold value T1, the ratio of the air conditioning load borne by the motor-driven compressor 12 is dominant. Moreover, the ratio which the motor drive compressor 12 bears among air-conditioning loads is gradually reduced as the outside temperature To becomes high gradually.
In addition, although the ratio of the air-conditioning load which the motor drive compressor 12 bears when the outside air temperature To is the threshold value T1, this burden ratio considers the power consumption of the motor drive compressor 12 allowed. May be set as appropriate.

以上のように構成されたハイブリッド空気調和装置１Ａでは、冷却水／冷媒熱交換器６３が、大きく発熱するガスエンジン２４の排熱を利用して冷媒を暖めることが可能な構成とされている。このため、外気温度の低い状況下で停止されていた状況から、ハイブリッド空気調和装置１Ａによる空調制御を開始する場合に、冷媒の圧縮手段としてエンジン駆動圧縮機２５のみを起動させ、冷媒とエンジン冷却水との熱交換を行わせることで、冷媒を短時間に暖めることができる。これにより、ハイブリッド空気調和装置１Ａでは、空調制御の開始指令を受けた後、短時間のうちに設定温度に応じた快適な空調制御を実現できる。即ち、制御制御の開始指令を受けた後、室内に気流を吹き出しても不快に感じさせない空調制御を行える状態にするまでの待機時間を短縮できる。 In the hybrid air conditioner 1A configured as described above, the cooling water / refrigerant heat exchanger 63 is configured to be able to warm the refrigerant using exhaust heat of the gas engine 24 that generates a large amount of heat. For this reason, when air-conditioning control by the hybrid air conditioner 1A is started from the situation where the outdoor air temperature is low, only the engine-driven compressor 25 is activated as the refrigerant compression means, and the refrigerant and the engine are cooled. By performing heat exchange with water, the refrigerant can be warmed up in a short time. Thereby, in 1 A of hybrid air conditioning apparatuses, the comfortable air-conditioning control according to preset temperature is realizable in a short time, after receiving the start command of air-conditioning control. That is, after receiving the control control start command, it is possible to shorten the waiting time until the air-conditioning control that does not make the user feel uncomfortable even if the airflow is blown into the room.

また、制御装置７０の圧縮機起動制御手段７１は、外気温度Ｔｏが、閾値Ｔ１より高い場合には、空調負荷に応じて、以下のように、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５の駆動を制御する。
図４はモータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５の空調負荷Ｐｔに応じた駆動制御を説明する図であり、空調負荷Ｐｔのうち、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５が負担する割合を示している。
モータ駆動圧縮機１２が発揮する圧縮能力の大きさを斜め線の領域で示し、エンジン駆動圧縮機２５が発揮する圧縮能力の大きさを網掛け領域で示している。
図４において、圧縮機起動制御手段７１は、空調負荷Ｐｔが、所定の閾値Ｐ１以下の場合、エンジン駆動圧縮機２５を駆動させず、モータ駆動圧縮機１２のみの駆動によって冷媒の圧縮能力を確保して空調運転を行う。
また、空調負荷Ｐｔが、閾値Ｐ１より大きいＰ２である場合、モータ駆動圧縮機１２とエンジン駆動圧縮機２５の両方を駆動させる。このとき、圧縮機起動制御手段７１は、空調負荷Ｐｔのうち、Ｐ１をエンジン駆動圧縮機２５に負担させ、Ｐ２−Ｐ１に相当する空調負荷を、モータ駆動圧縮機１２が負担させる制御を行う。空調負荷Ｐｔを、エンジン駆動圧縮機２５とモータ駆動圧縮機１２とが分担して負担するので、消費電力を抑えつつ、ハイブリッド空気調和装置１Ａを運転できる。 In addition, when the outside air temperature To is higher than the threshold value T1, the compressor start control unit 71 of the control device 70 determines whether the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 are as follows according to the air conditioning load. Control the drive.
FIG. 4 is a diagram for explaining the drive control according to the air conditioning load Pt of the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25. Of the air conditioning load Pt, the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25 bear. Shows the percentage.
The magnitude of the compression capacity exhibited by the motor-driven compressor 12 is indicated by a hatched area, and the magnitude of the compression ability exhibited by the engine-driven compressor 25 is indicated by a shaded area.
In FIG. 4, when the air conditioning load Pt is equal to or less than a predetermined threshold value P1, the compressor activation control means 71 ensures the refrigerant compression capacity by driving only the motor-driven compressor 12 without driving the engine-driven compressor 25. Then, air conditioning operation is performed.
When the air conditioning load Pt is P2 larger than the threshold value P1, both the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25 are driven. At this time, the compressor starting control means 71 performs control for causing the engine-driven compressor 25 to bear P1 among the air-conditioning load Pt, and causing the motor-driven compressor 12 to bear the air-conditioning load corresponding to P2-P1. Since the engine-driven compressor 25 and the motor-driven compressor 12 share the air conditioning load Pt, the hybrid air conditioner 1A can be operated while suppressing power consumption.

また、モータ駆動圧縮機１２は、エンジン駆動圧縮機２５に比べ、運転に必要な最低の回転速度を遅くできる。このため、モータ駆動圧縮機１２は、空調負荷が小さい場合に、エンジン駆動圧縮機２５に比べてＣＯＰ（成績係数）を向上させるのに特に適している。図４に示すように、空調負荷が小さい場合には、当該空調負荷をモータ駆動圧縮機１２のみから供給し、エンジン駆動圧縮機２５を停止させることで、ＣＯＰを向上させることができる。
また、モータ駆動圧縮機１２では、スクロールタイプの圧縮機が採用され、液圧縮に弱いため、モータ駆動圧縮機１２の潤滑油として用いられるオイルと冷媒とを精度よく分離させておくのが好ましい。ところが、オイルは、当該圧縮機の稼働中にはおおよそ分離しているものの、モータ駆動圧縮機１２内の温度が低くなると、オイルと冷媒とが混合した状態でモータ駆動圧縮機１２の低圧部分にとどまることになる。このため、モータ駆動圧縮機１２に電力を供給して暖めるための電熱線などのヒータ（クランクケースヒータ）を設け、モータ駆動圧縮機１２を当該ヒータにより暖め、冷媒とオイルの混合状態を解消した後、モータ駆動圧縮機１２を駆動して、分離した冷媒を循環させるのが望ましい。 Further, the motor-driven compressor 12 can slow down the minimum rotational speed necessary for operation as compared with the engine-driven compressor 25. For this reason, the motor-driven compressor 12 is particularly suitable for improving the COP (coefficient of performance) compared to the engine-driven compressor 25 when the air conditioning load is small. As shown in FIG. 4, when the air conditioning load is small, the COP can be improved by supplying the air conditioning load only from the motor driven compressor 12 and stopping the engine driven compressor 25.
Further, since the motor-driven compressor 12 employs a scroll-type compressor and is vulnerable to liquid compression, it is preferable to accurately separate the oil used as the lubricating oil of the motor-driven compressor 12 and the refrigerant. However, although the oil is roughly separated during the operation of the compressor, when the temperature in the motor-driven compressor 12 becomes low, the oil and the refrigerant are mixed and enter the low-pressure portion of the motor-driven compressor 12. Will stay. For this reason, a heater (crankcase heater) such as a heating wire for supplying electric power to the motor-driven compressor 12 to warm it is provided, and the motor-driven compressor 12 is warmed by the heater to eliminate the mixed state of refrigerant and oil. Thereafter, it is desirable to drive the motor driven compressor 12 to circulate the separated refrigerant.

エンジン駆動圧縮機２５を駆動するガスエンジン２４を運転させることにより、外気温度Ｔｏが低い条件下でも、冷却水／冷媒熱交換器６３では、ガスエンジン２４の排熱を利用することで、迅速に冷媒を暖めることができる。このため、モータ駆動圧縮機１２を駆動させたときには、モータ駆動圧縮機１２の周辺の冷媒回路５は暖められた状態であり、このため、モータ駆動圧縮機１２に併設するヒータへの電力供給量を小さくしてもモータ駆動圧縮機１２を迅速に暖めることが可能になる。
また、通常、エンジン駆動圧縮機２５には、回転の遠心力で各ベーンが飛び出すマルチベーンタイプが用いられる。マルチベーンタイプを用いたエンジン駆動圧縮機２５は、液圧縮に非常に強いため、仮に、エンジン駆動圧縮機２５に流入される冷媒に液が混じっていても故障を抑制できる。
なお、圧縮機起動制御手段７１は、冷房運転時でも、暖房運転時と同様に、空調負荷に応じて、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の駆動を制御する。これにより、冷房運転時でも、ＣＯＰの向上が期待できる。 By operating the gas engine 24 that drives the engine-driven compressor 25, the cooling water / refrigerant heat exchanger 63 quickly uses the exhaust heat of the gas engine 24 even under a condition where the outside air temperature To is low. The refrigerant can be warmed. For this reason, when the motor-driven compressor 12 is driven, the refrigerant circuit 5 around the motor-driven compressor 12 is in a warmed state. For this reason, the amount of power supplied to the heater provided in the motor-driven compressor 12 Even if the motor is reduced, the motor-driven compressor 12 can be quickly warmed.
In general, the engine-driven compressor 25 is a multi-vane type in which each vane jumps out by a rotating centrifugal force. Since the engine-driven compressor 25 using the multi-vane type is very strong against liquid compression, even if liquid is mixed in the refrigerant flowing into the engine-driven compressor 25, the failure can be suppressed.
The compressor activation control means 71 controls driving of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 according to the air conditioning load even during the cooling operation, as in the heating operation. Thereby, improvement of COP can be expected even during cooling operation.

この第１実施形態に係るハイブリッド空気調和装置１Ａによれば、四方弁１５に対して、モータ駆動圧縮機１２と並列に設けられて、エンジンにより駆動されるエンジン駆動圧縮機２５を備えているので、エンジン駆動圧縮機２５を起動させることで、消費電力を制限された状況下でも、所望する設定温度に応じた空調制御を確実に行うことができる。さらに、外気温度が低い条件下で空調運転を開始する場合、エンジン駆動圧縮機２５の駆動に伴い発生する大きな排熱を利用することで、冷媒を短時間のうちに暖めることが可能になる。これにより、空調制御の開始指令を受けた後、短時間のうちに設定温度に応じた快適な空調制御を行うことができる。
具体的には、冷媒回路５が、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の冷媒吸込側に、ガスエンジン２４を冷却する冷却水と冷媒との熱交換を行う冷却水／冷媒熱交換器６３を備えており、外気温度Ｔｏが低い条件下で暖房運転が行われる場合でも、室内の空調運転の開始までの待機時間を短縮できる。
さらに、モータ駆動圧縮機１２を除いた冷媒回路５は、速やかに暖められて、暖められた冷媒回路５の熱がモータ駆動圧縮機１２に伝わるので、モータ駆動圧縮機１２を暖めるヒータを取り付ける場合でも、簡易なものを採用できる。 According to the hybrid air conditioner 1A according to the first embodiment, the four-way valve 15 includes the engine-driven compressor 25 that is provided in parallel with the motor-driven compressor 12 and driven by the engine. By starting the engine-driven compressor 25, air-conditioning control according to a desired set temperature can be reliably performed even in a situation where power consumption is limited. Furthermore, when the air-conditioning operation is started under a condition where the outside air temperature is low, it is possible to warm the refrigerant in a short time by using the large exhaust heat generated when the engine-driven compressor 25 is driven. Thereby, after receiving the start command of air-conditioning control, comfortable air-conditioning control according to set temperature can be performed within a short time.
Specifically, the refrigerant circuit 5 is a cooling water / refrigerant heat exchanger that performs heat exchange between the cooling water for cooling the gas engine 24 and the refrigerant on the refrigerant suction side of the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25. 63, the standby time until the start of the indoor air conditioning operation can be shortened even when the heating operation is performed under a condition where the outside air temperature To is low.
Further, the refrigerant circuit 5 excluding the motor-driven compressor 12 is quickly warmed, and the heat of the warmed refrigerant circuit 5 is transmitted to the motor-driven compressor 12, so that a heater for warming the motor-driven compressor 12 is attached. However, a simple one can be adopted.

ここで、室外機ユニット２には、室外熱交換器３１に霜が着くことを防止する除霜手段（図示せず）が設けられることも多い。除霜手段は、室外熱交換器３１に併設される霜取り用の熱交換器（図示せず）を有する。そして、除霜手段は、室外熱交換器３１の除霜を行う場合に、暖めた冷媒を、冷凍サイクルを循環すると冷媒とは別に、霜取り用の熱交換器を経由させて循環させる。これにより、室外熱交換器３１に霜が着くことが防止される。ハイブリッド空気調和装置１Ａによれば、ガスエンジン２４の排熱によって、迅速に暖められた冷媒を、室外熱交換器３１にも供給することが可能であるので、除霜手段を省略、もしくは、霜取り用の熱交換器を経由して循環させる冷媒量を抑制できる。 Here, the outdoor unit 2 is often provided with a defrosting means (not shown) for preventing the outdoor heat exchanger 31 from frosting. The defrosting means has a defrosting heat exchanger (not shown) attached to the outdoor heat exchanger 31. And when defrosting the outdoor heat exchanger 31, a defrosting means circulates the warmed refrigerant | coolant via the heat exchanger for defrosting separately from a refrigerant | coolant, if it circulates through a refrigerating cycle. This prevents frost from forming on the outdoor heat exchanger 31. According to the hybrid air conditioner 1 </ b> A, the refrigerant warmed quickly by the exhaust heat of the gas engine 24 can be supplied also to the outdoor heat exchanger 31. The amount of refrigerant circulated via the heat exchanger for use can be suppressed.

また、外気温度Ｔｏを検出する外気温度検出手段としての室外温度計６８と、検出した外気温度が所定温度よりも低い場合に、エンジン駆動圧縮機２５を優先して駆動する圧縮機起動制御手段７１とを備えるので、外気温度Ｔｏが低いときに起動が不利な、モータ駆動圧縮機１２を駆動させることなく、空調運転を迅速に開始させることができる。
また、圧縮機起動制御手段７１は、外気温度Ｔｏが所定の閾値Ｔ１より高く、空調負荷が、所定の閾値Ｐ１以下の場合、モータ駆動圧縮機１２を優先して駆動している。モータ駆動圧縮機１２は、特に、空調負荷の低い場合に、ＣＯＰを高くするのに有効であり、空調負荷が小さい場合でも、ハイブリッド空気調和装置１ＢのＣＯＰを向上させることができる。 In addition, an outdoor thermometer 68 as an outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature To, and a compressor start control means 71 for driving the engine driven compressor 25 with priority when the detected outside air temperature is lower than a predetermined temperature. Therefore, the air-conditioning operation can be started quickly without driving the motor-driven compressor 12, which is disadvantageous to start when the outside air temperature To is low.
The compressor activation control means 71 drives the motor-driven compressor 12 with priority when the outside air temperature To is higher than the predetermined threshold T1 and the air conditioning load is equal to or lower than the predetermined threshold P1. The motor-driven compressor 12 is particularly effective for increasing the COP when the air conditioning load is low, and can improve the COP of the hybrid air conditioner 1B even when the air conditioning load is small.

［第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態に係るハイブリッド空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。
図５において、ハイブリッド空気調和装置１Ｂは、エンジン駆動圧縮機２５の駆動により発電する発電機７５と、発電機７５が発電した電力を蓄電する蓄電池７６と、発電機７５が発電した電力の周波数を、室内電動ファン４５、室外電動ファン５９等の電気機器で利用可能な周波数に変換するインバータ７７とを備えている。他の構成は上記第１実施形態と同様である。
図６は本発明の第２実施形態に係るハイブリッド空気調和装置１Ｂのシステム構成図である。
発電機７５と蓄電池７６とが電気的に接続されている。また、詳細には図示しないが、インバータ７７が、室内電動ファン４５、室外電動ファン５９などの電気機器と電気的に接続され、発電機７５からの電力は、所望の周波数に変換されて各電気機器に供給される。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a hybrid air conditioner 1B according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the hybrid air conditioner 1 </ b> B includes a generator 75 that generates power by driving the engine-driven compressor 25, a storage battery 76 that stores power generated by the generator 75, and a frequency of power generated by the generator 75. And an inverter 77 that converts the frequency into a frequency that can be used by electric devices such as the indoor electric fan 45 and the outdoor electric fan 59. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
FIG. 6 is a system configuration diagram of a hybrid air conditioner 1B according to the second embodiment of the present invention.
The generator 75 and the storage battery 76 are electrically connected. Although not shown in detail, the inverter 77 is electrically connected to electric devices such as the indoor electric fan 45 and the outdoor electric fan 59, and the electric power from the generator 75 is converted into a desired frequency to be converted into each electric Supplied to the equipment.

ハイブリッド空気調和装置１Ｂの動作について説明する。
ハイブリッド空気調和装置１Ｂでも、ハイブリッド空気調和装置１Ａと同様、外気温度Ｔｏや空調負荷Ｐｔに応じてモータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５の駆動を制御する。エンジン駆動圧縮機２５が駆動される条件では、蓄電池７６に自動的に蓄電される。 The operation of the hybrid air conditioner 1B will be described.
Similarly to the hybrid air conditioner 1A, the hybrid air conditioner 1B controls the driving of the motor driven compressor 12 and the engine driven compressor 25 according to the outside air temperature To and the air conditioning load Pt. Under the condition that the engine-driven compressor 25 is driven, the battery 76 is automatically charged.

圧縮機起動制御手段７１は、蓄電池７６の出力電圧に基づいて、蓄電池７６からモータ駆動圧縮機１２への電力供給や、エンジン駆動圧縮機２５の駆動を制御する。
圧縮機起動制御手段７１は、例えば、蓄電池７６の出力電圧が、蓄電池７６の定格電圧の下限より若干大きな閾値Ｖａを下回っている場合に、蓄電池７６の蓄電が不十分であり、蓄電池７６の出力が、閾値Ｖａより大きい場合に、蓄電池７６が蓄電されていると判断する。
圧縮機起動制御手段７１は、蓄電池７６が蓄電されていると判断すると、モータ駆動圧縮機１２を駆動する場合には、少なくとも蓄電池７６の電力の一部を、電動モータ１２ａの動力原として供給する。また、圧縮機起動制御手段７１は、蓄電池７６が蓄電されておらず、かつガスエンジン２４を駆動していない場合には、電磁クラッチ２９を切って、ガスエンジン２４を駆動し、蓄電池７６の蓄電を行ってもよい。この場合、蓄電池７６の蓄電が完了したと判断すると、ガスエンジン２４の駆動を停止する。 The compressor start control means 71 controls power supply from the storage battery 76 to the motor-driven compressor 12 and driving of the engine-driven compressor 25 based on the output voltage of the storage battery 76.
For example, when the output voltage of the storage battery 76 is below a threshold value Va that is slightly larger than the lower limit of the rated voltage of the storage battery 76, the compressor start control means 71 is insufficient in the storage of the storage battery 76 and the output of the storage battery 76. Is larger than the threshold value Va, it is determined that the storage battery 76 is charged.
When the compressor start-up control means 71 determines that the storage battery 76 is charged, when the motor-driven compressor 12 is driven, at least a part of the power of the storage battery 76 is supplied as the power source of the electric motor 12a. . Further, when the storage battery 76 is not stored and the gas engine 24 is not driven, the compressor start control means 71 disconnects the electromagnetic clutch 29 and drives the gas engine 24 to store the storage battery 76. May be performed. In this case, when it is determined that the storage of the storage battery 76 is completed, the driving of the gas engine 24 is stopped.

この第２実施形態によるハイブリッド空気調和装置１Ｂによれば、ガスエンジン２４が駆動されると、蓄電池７６に蓄電される構成としたので、モータ駆動圧縮機１２を駆動するときに、電動モータ１２ａに供給する電力の少なくとも一部を、蓄電池７６から供給することで、ハイブリッド空気調和装置１Ｂでは、外部から供給される電力を抑制でき、また、電力コストを削減できる。 According to the hybrid air conditioner 1B according to the second embodiment, when the gas engine 24 is driven, the storage battery 76 is charged. Therefore, when the motor-driven compressor 12 is driven, the electric motor 12a is By supplying at least a part of the supplied power from the storage battery 76, the hybrid air conditioner 1B can suppress the power supplied from the outside and reduce the power cost.

なお、第１及び第２実施形態では、エンジン駆動圧縮機２５は、ガスエンジン２４により駆動されるものとして説明したが、ガスエンジン２４により駆動されるものに限定されず、ガソリン等の燃料を用いてもよい。
また、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５は、同一の筐体９内に収納するものとして説明したが、必ずしも同一の筐体９内に収納する必要はなく、別個の筐体に収納してもよい。
また、モータ駆動圧縮機１２及びエンジン駆動圧縮機２５は、上記のものに限定されず、例えば、深夜など、電気料金の安い時間帯に、モータ駆動圧縮機が負担する空調負荷の割合を増大させたりするなどしてもよい。 In the first and second embodiments, the engine-driven compressor 25 has been described as being driven by the gas engine 24. However, the engine-driven compressor 25 is not limited to that driven by the gas engine 24, and fuel such as gasoline is used. May be.
In addition, the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 have been described as being housed in the same housing 9, but are not necessarily housed in the same housing 9, and are housed in separate housings. May be.
Further, the motor-driven compressor 12 and the engine-driven compressor 25 are not limited to the above-described ones. For example, the ratio of the air-conditioning load borne by the motor-driven compressor is increased during a low electricity bill such as midnight. You may do it.

１Ａ，１Ｂハイブリッド空気調和装置
１２モータ駆動圧縮機
１２ａ電動モータ
１５四方弁
２４ガスエンジン（エンジン）
２５エンジン駆動圧縮機
３１室外熱交換器
６３冷却水／冷媒熱交換器
６８室外温度計（外気温度検出手段）
７１圧縮機起動制御手段
７５発電機
７６蓄電池 1A, 1B Hybrid air conditioner 12 Motor driven compressor 12a Electric motor 15 Four-way valve 24 Gas engine (engine)
25 Engine Driven Compressor 31 Outdoor Heat Exchanger 63 Cooling Water / Refrigerant Heat Exchanger 68 Outdoor Thermometer (Outside Air Temperature Detection Means)
71 Compressor start-up control means 75 Generator 76 Storage battery

Claims

A motor-driven compressor driven by an electric motor to compress refrigerant, a four-way valve, and a refrigerant circuit connected to an outdoor heat exchanger, provided in parallel with the motor-driven compressor for the four-way valve, A hybrid air conditioner comprising an engine driven compressor driven by an engine.

The refrigerant circuit includes a cooling water / refrigerant heat exchanger that performs heat exchange between cooling water for cooling the engine and the refrigerant on a refrigerant suction side of the motor-driven compressor and the engine-driven compressor. The hybrid air conditioner according to claim 1, wherein

An outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, and a compressor start control means for preferentially driving the engine drive compressor when the detected outside air temperature is lower than a predetermined temperature. The hybrid air conditioner according to claim 1 or 2.

The compressor starting control means preferentially drives the motor-driven compressor when the detected outside air temperature is higher than a predetermined temperature and the air conditioning load is equal to or lower than a predetermined value. The hybrid air conditioner according to any one of claims 3 to 4.

The electric motor is driven using at least a part of the electric power of the storage battery, comprising: a generator driven by the engine; and a storage battery that stores electric power generated by the generator. The hybrid air conditioner according to any one of claims 1 to 4.