空調システムの起動方法、及び、空調システムの起動装置
【課題】停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させること。
【解決手段】空調装置１００として、原動機１に圧縮機５と発電機３とが接続されて、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在な蓄電装置１７を備えた第１空調装置１０１と、蓄電装置１７を備えていない第２空調装置１０２とがあり、第１空調装置１０１において、蓄電装置１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続された原動機１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させる第１ステップを行い、次に、第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて原動機１を始動させて、第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う。
【解決手段】空調装置１００として、原動機１に圧縮機５と発電機３とが接続されて、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在な蓄電装置１７を備えた第１空調装置１０１と、蓄電装置１７を備えていない第２空調装置１０２とがあり、第１空調装置１０１において、蓄電装置１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続された原動機１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させる第１ステップを行い、次に、第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて原動機１を始動させて、第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路とを有する空調装置が複数台備えられている空調システムの起動方法、及び、空調システムの起動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような空調システムは、例えば、空調対象箇所が複数存在するマンションやビル等の建物において、複数台の空調装置を備え、各空調装置にて各空調対象箇所を空調するようにしている。複数の空調装置の夫々は、原動機としてのエンジンにて圧縮機を駆動させて、ヒートポンプ回路にて冷房運転や暖房運転等の空調運転を行う。複数台の空調装置の夫々は、商用系統から電力の供給を受けるように構成されており、商用系統からの電力を始動モータに供給してエンジンを始動させることで、空調装置を起動させて空調運転を行うようにしている。
【０００３】
このような空調装置としては、エンジンに、圧縮機だけでなく、発電機も接続されている発電機付きのものも知られており、この発電機付きのものでは、エンジンにて圧縮機と発電機との双方を駆動して、発電しながら、空調運転を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載の空調装置では、商用系統からの電力、及び、発電機にて発電した電力を蓄電自在な蓄電装置を備えており、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、蓄電装置に蓄電されている電力を始動モータに供給して、始動モータにてエンジンを始動させて、空調装置を起動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３６４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、複数台の空調装置が設けられた建物では、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることが求められる。
そこで、上記特許文献１に記載の装置では、発電機及び蓄電装置を備えた空調装置を複数台設けることで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、複数台の空調装置の夫々を起動させて空調運転を行うようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、複数台の空調装置の夫々について、発電機及び蓄電装置の夫々を備えさせなければならず、コストアップを招くものとなっていた。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる空調システムの起動方法、及び、空調システムの起動装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る空調システムの起動方法は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動方法において、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行う点にある。
【０００９】
本発明に係る起動方法によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１ステップを行うことで、蓄電装置に蓄電されている電力を用いて始動モータにて原動機を始動させて第１空調装置を起動させることができる。このように、第１空調装置を起動させることで、その第１空調装置にて、発電しながら、空調運転を行うことができる。そこで、第２ステップを行うことで、第１空調装置における発電機の発電電力を用いて、第２空調装置における始動モータにて原動機を始動させて、第２空調装置を起動させることができ、第２空調装置にて空調運転を行うことができる。したがって、第１ステップ、第２ステップの順に行うことで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１空調装置、第２空調装置の順に起動させて、第１空調装置及び第２空調装置の夫々にて空調運転を行うことができる。そして、第１空調装置に備える蓄電装置は、その第１空調装置における始動モータにて原動機を始動させるのに必要な電力を蓄電していればよく、その容量を極力小さなものとすることができるとともに、第２空調装置は、蓄電装置を備えていないので、コストの低減及びシステム構成の簡素化を図ることができる。したがって、本発明に係る起動方法によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる。
【００１０】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行うと好適である。
【００１１】
第２ステップにて第２空調装置を起動させる場合に、始動モータの突入電力が発生するため、過渡的に多くの電力が必要となるので、第１空調装置における発電機の発電電力を用いて第２空調装置を起動させるためには、多くの発電電力が必要となる。したがって、例えば、第１空調装置における発電機の発電電力を、第１空調装置における電力消費機器に供給していると、その機器への供給電力が減少してしまい、第１空調装置の運転が不安定となる可能性がある。
そこで、本発明に係る起動方法によれば、第２ステップを行う前に、第１ステップにて起動された第１空調装置における発電機の発電余力にて、第２ステップにて起動対象の第２空調装置における原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、第２ステップを行っている。ここで、例えば、第１空調装置における原動機を定格にて作動させた場合の発電機の定格発電電力に、第１空調装置の台数を掛けたものから、現在の発電電力を引いた値を発電余力とすることができる。これにより、第２空調装置を起動させる際に、始動モータの突入電力等により多くの電力が必要となっても、その電力を第１空調装置における発電機の発電余力にて賄うことができることを確認してから、第２空調装置を起動させるので、第１空調装置の運転が不安定となるのを適切に防止しながら、第２空調装置を起動させることができる。また、本発明に係る起動方法によれば、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合には、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、判別ステップを行っている。これにより、無駄に発電余力を増加させることなく、第２空調装置を起動させるために発電余力を増加させて、その増加させた発電余力にて始動電力を賄うことができることを確認して、第２空調装置を起動させることができる。
【００１２】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記発電余力増加ステップとして、前記原動機の作動を維持したまま前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、前記第１空調装置における電力消費機器に対して前記発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの一方又は双方を行うと好適である。
【００１３】
つまり、クラッチＯＦＦステップを行うことで、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離すので、原動機にて発電機のみ駆動させる状態で原動機を作動させることになる。これにより、原動機の駆動力が圧縮機の駆動に消費されることなく、発電機の発電電力を大きくすることができ、発電余力を適切に増加させることができる。また、供給電力減少ステップを行うことで、第１空調装置における電力消費機器に対して発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させるので、発電余力を適切に増加させることができる。
【００１４】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２空調装置が複数台備えられ、それら複数台の前記第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定されており、前記発電余力増加ステップとして、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置よりも優先順位が低い前記第２空調装置が既に起動されている場合に、その優先順位が低い前記第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行うと好適である。
【００１５】
つまり、第２空調装置を複数台備えた場合には、例えば、空調対象箇所の重要度等に応じて、それら複数台の第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定される。よって、この優先順位が高い第２空調装置ほど、起動させる順序としては優先することが望まれる。そこで、第２ステップにて起動対象の第２空調装置よりも優先順位が低い第２空調装置が既に起動されている場合には、その優先順位が低い第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行うことで、起動対象の第２空調装置よりも優先順位の低い他の第２空調装置を運転停止させて、発電余力を増加させている。これにより、設定されている優先順位を守りながら、発電余力を増加させることできる。
【００１６】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータを備えており、前記第１ステップにて前記第１空調装置を起動させるに当たり、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行うと好適である。
【００１７】
始動ステップを行うことで、蓄電装置に蓄電されている電力を用いて始動モータにて原動機を始動させることができる。そして、この原動機の始動に当たっては、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離しており、原動機にて発電機のみ駆動させる状態で原動機を始動させている。これにより、圧縮機を停止させたまま原動機を始動させて発電できるとともに、原動機の駆動力が圧縮機の駆動に消費されることなく、発電機の発電電力を大きくすることができる。加熱ステップを行うことで、発電機の発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにてヒートポンプ回路にて圧縮機に供給される冷媒を加熱することができる。これにより、圧縮機の内部や圧縮機の周辺に残存している冷媒の温度が低下して、冷媒が液状態となっていても、その冷媒を加熱して気体の状態にすることができる。作動ステップを行うことで、クラッチを入れて原動機に圧縮機を接続し、原動機にて圧縮機を駆動させてヒートポンプ回路を作動させて空調運転を行うことができる。
【００１８】
このように、始動ステップと加熱ステップとを行い、その後、作動ステップを行うことで、作動ステップにおいて原動機にて圧縮機を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機にて発電させてその発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機に供給されて圧縮機の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいて原動機にて発電機を駆動させる場合には、圧縮機を原動機から切り離しているので、発電機の発電電力を大きくすることができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力を大きくすることで、発電機の発電電力を、圧縮機ヒータに供給するだけでなく、その他の機器にも供給することができることから、第１空調装置の起動方法として大変有用なものとなる。
【００１９】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持すると好適である。
【００２０】
第１空調装置では、原動機に圧縮機を接続する場合に、圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、クラッチを複数の接続パターンに設定自在であるので、空調負荷に応じて、クラッチの接続パターンを変更設定することで、空調負荷の変化にも柔軟に対応しながら、その空調負荷を満たすことができる。
しかしながら、クラッチの接続パターンを変更設定する場合には、原動機の回転速度を低い回転速度に落とした状態でクラッチの接続パターンの変更を行う必要がある。したがって、クラッチの接続パターンの変更設定を行うと、原動機の回転速度の低下に伴い、その原動機に接続されている発電機の発電電力が低下することになる。商用系統から電力の供給を受けることができる場合には、発電機の発電電力が低下しても、商用系統から受ける電力が大きくなるだけであるが、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することによって、第２空調装置を適切に起動できなくなる可能性が生じる。
【００２１】
そこで、本発明に係る起動方法では、作動ステップにおいて、選択条件に基づいて複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンにクラッチを設定して原動機に圧縮機を接続し、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。これにより、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンの変更設定を行うことなく、発電機の発電電力が低下するのを防止することができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することを防止して、第２空調装置を適切に起動させることができる。
【００２２】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２空調装置は、前記発電機を備えておらず、発電能力を有していないと好適である。
【００２３】
つまり、第２空調装置は、発電機を備えておらず、発電能力を有していないので、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、その第２空調装置を起動させることができない。したがって、空調システムとして、このような第２空調装置を備えていても、第１空調装置における発電機の発電電力を供給することで、その第２空調装置を起動することができる。そして、蓄電装置に加え、発電機をも備えていない第２空調装置を、空調システムに備えることで、コストの低減及び構成の簡素化をより一層図ることができる。
【００２４】
本発明に係る空調システムの起動装置の特徴構成は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動装置において、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行うシステム起動制御部が備えられている点にある。
【００２５】
本特徴構成によれば、本発明に係る発電システムの起動方法で述べたのと同様に、第１ステップ、第２ステップの順に行うことで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１空調装置、第２空調装置の順に起動させて、第１空調装置及び第２空調装置の夫々にて空調運転を行うことができる。そして、第２空調装置は、蓄電装置を備えていないので、コストの低減及びシステム構成の簡素化を図ることができる。したがって、本発明に係る起動装置によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる。
【００２６】
本発明に係る空調システムの起動装置の更なる特徴構成は、前記システム起動制御部が、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う点にある。
【００２７】
本特徴構成によれば、本発明に係る発電システムの起動方法で述べたのと同様に、第２空調装置を起動させるために発電余力の増加が必要か否かを判別して、無駄に発電余力を増加させることなく、必要に応じて発電余力を増加させて、発電余力にて始動電力を賄うことができることを確認しながら、第２空調装置を適切に起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】空調システムの概略構成を示す図
【図２】第１空調装置の概略構成を示す図
【図３】システム制御部の動作を示すフローチャート
【図４】始動ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図５】加熱ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図６】作動ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図７】停電運転制御部の動作を示すフローチャート
【図８】接続パターンの設定についての動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る空調システムの起動方法、及び、本発明に空調システムの起動装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この空調システム２００は、複数台の空調装置１００を備えており、空調装置１００として、第１空調装置１０１と第２空調装置１０２との２種類の空調装置１００が備えられている。この実施形態では、第１空調装置１０１が２台備えられ、第２空調装置１０２が２台備えられている例を示している。図１において、第１空調装置１０１について、１台のみその概略構成を示しており、もう１台の第１空調装置１０１について概略構成を省略している。また、図１において、第２空調装置１０２について、２台とも概略構成を示しているが、発電機無しの第２空調装置１０２ｂについては、その一部の構成（室内機Ｓ２、ヒートポンプ回路９）を省略して示している。
【００３０】
第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２の双方は、室外機Ｓ１と室内機Ｓ２とを備えて構成されており、圧縮機５を駆動させるエンジン１（原動機に相当する）と、圧縮機５、第１熱交換器６、膨張弁７、及び、第２熱交換器８から構成されるヒートポンプ回路９とを有している。第１空調装置１０１は、エンジン１に圧縮機５と発電機３とが接続されて、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在なバッテリー１７（蓄電装置に相当する）を備えているのに対して、第２空調装置１０２には、このようなバッテリー１７が備えられていない。これにより、空調システム２００としては、複数台の空調装置１００の全てにバッテリー１７を備えることなく、コストの低減及び構成の簡素化を図りながら、システムを構成している。また、複数台の第２空調装置１０２の一部は、バッテリー１７に加えて、発電機３も備えておらず、コストの低減及び構成の簡素化により一層貢献している。
【００３１】
そして、空調システム２００の電力系について、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２は、商用系統１５に対して並列状態で接続されている。これにより、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２は、商用系統１５から電力の供給を受けるように構成されている。そして、第１空調装置１０１と第２空調装置１０２との間では、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を第２空調装置１０２に供給自在に構成されており、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を第２空調装置１０２が備える各機器に供給自在に構成されている。
【００３２】
上述の如く、第２空調装置１０２は、第１空調装置１０１が備える機器の一部（バッテリー１７や発電機３）を備えていないので、以下、まず、第１空調装置１０１の構成について説明し、次に、第２空調装置１０２の構成について簡単に説明する。
【００３３】
（第１空調装置の構成）
図１及び図２に基づいて、第１空調装置１０１の構成について説明する。図２は、図１において、第１空調装置１０１の構成を拡大したものである。
第１空調装置１０１は、室外機Ｓ１と室内機Ｓ２とを備えて構成されている。室外機Ｓ１は、エンジン１（原動機に相当する）を備えており、そのエンジン１が、例えば、都市ガス（１３Ａ）等の気体燃料を燃料とするガスエンジンにて構成されている。そして、エンジン１の一方側の出力軸には、発電機側クラッチ２を介して発電機３が連動連結されているとともに、エンジン１の他方側の出力軸には、圧縮機側クラッチ４（クラッチに相当する）を介して圧縮機５が連動連結されており、エンジン１によって発電機３と圧縮機５の双方が駆動自在に構成されている。
【００３４】
ここで、図２に示すように、エンジン１の他方側の出力軸に連動連結する圧縮機５については、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとが備えられている。図１では、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとを省略して、圧縮機５として示している。そして、圧縮機側クラッチ４は、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、複数の接続パターンに設定自在に構成されている。つまり、複数の接続パターンとして、第１〜第３接続パターンの３つの接続パターンがある。第１接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する接続パターンであり、第２接続パターンは、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する接続パターンであり、第３接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する接続パターンである。このようにして、圧縮機側クラッチ４は、第１〜第３接続パターンのうちの１つの接続パターンに設定して、エンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結自在に構成されている。
【００３５】
第１空調装置１０１は、エンジン１を作動させるために、エンジン１を始動させる始動モータ１３と、エンジン１を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ１４とを備えており、始動モータ１３と冷却水ポンプ１４とが室外機Ｓ１に設けられている。
また、第１空調装置１０１は、冷房運転や暖房運転の空調運転を行うために、圧縮機５、冷媒の通流状態を切換自在な四方弁（図示省略）、第１熱交換器６、膨張弁７、及び、第２熱交換器８から構成されるヒートポンプ回路９（図２中実線矢印参照）と、第１熱交換器６に室外空気を通風させる室外ファン１０と、第２熱交換器８に室内空気を通風させる室内ファン１１と、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータ１２とを備えている。
【００３６】
第１空調装置１０１は、商用系統１５から電力の供給を受けるように構成されており、図１の点線矢印を参照して、第１空調装置１０１における電力系について説明する。
発電機３と商用系統１５との間には、インバータ１６が備えられており、このインバータ１６には、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器が接続されている。これにより、インバータ１６は、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器に供給自在に構成されている。また、インバータ１６には、冷房運転や暖房運転等の空調運転の運転開始や運転停止を指令する運転指令スイッチ、空調運転における目標設定温度を設定する温度設定部等を備えたリモコンＲも接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力をリモコンＲにも供給自在に構成されている。
【００３７】
そして、インバータ１６と始動モータ１３との間には、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在なバッテリー１７（蓄電装置に相当する）が備えられており、このバッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給自在に構成されている。商用系統１５とインバータ１６との間には、商用系統１５からの電力の供給を断続する遮断器１８が備えられており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、この遮断器１８が商用系統１５からの電力の供給を遮断するように構成されている。また、遮断器１８とインバータ１６との間には、発電・空調装置１００以外の照明機器等の電力負荷１９が接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を電力負荷１９にも供給自在に構成されている。
【００３８】
第１空調装置１０１には、その運転を制御する運転制御部Ｈが備えられており、この運転制御部Ｈが、リモコンＲからの指令等に基づいて、発電・空調装置１００の運転を制御するように構成されている。図示は省略するが、この運転制御部Ｈに対しては、商用系統１５からの電力、及び、バッテリー１７に蓄電されている電力の双方が供給自在に構成されている。そして、運転制御部Ｈには、商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する通常運転制御部Ｈ１と、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する停電運転制御部Ｈ２とが備えられている。
【００３９】
通常運転制御部Ｈ１による第１空調装置１０１の運転制御について説明する。
商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合には、遮断器１８が接続されており、商用系統１５からの電力が、運転制御部ＨやリモコンＲに供給されるとともに、始動モータ１３、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給自在となっている。このとき、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の開始が指令されると、発電機側クラッチ２を入れてエンジン１の一方側の出力軸に発電機３を連動連結するとともに、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第１空調装置１０１を起動させている。そして、通常運転制御部Ｈ１は、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電するとともに、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行っている。
【００４０】
空調運転におけるヒートポンプ回路９での冷媒の流れについて説明を加えると、図１及び図２に示すものでは、空調運転として暖房運転を行う場合を示している。暖房運転では、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第２熱交換器８、膨張弁７、第１熱交換器６の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第１熱交換器６にて室外空気から吸熱し、その吸熱した熱を第２熱交換器８にて室内空気に放熱させ、その室内空気を室内に通風させて、室内の暖房を行うようにしている。また、空調運転として冷房運転を行う場合には、通常運転制御部Ｈ１が、図外の四方弁を切り換えて、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第１熱交換器６、膨張弁７、第２熱交換器８の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第２熱交換器８にて室内空気から吸熱し、その吸熱した熱を第１熱交換器６にて室外空気に放熱させ、室内の冷房を行うようにしている。
【００４１】
ここで、図示は省略するが、室内機Ｓ２等には温度センサが備えられており、通常運転制御部Ｈ１は、空調運転中に、その温度センサの検出温度から空調負荷を求め、求めた空調負荷を満たすように、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在に構成されている。例えば、圧縮機側クラッチ４にて容量が小さい圧縮機５ａのみをエンジン１に接続する第１接続パターンに設定されている場合に、冷房運転中の温度センサの検出温度が目標設定温度よりも高くて空調負荷が大きくなると、通常運転制御部Ｈ１が、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを、第１接続パターンから、容量が大きい圧縮機５ｂのみをエンジン１に接続する第２接続パターン、もしくは容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの双方をエンジン１に接続する第３接続パターンに変更設定している。このように、通常運転制御部Ｈ１は、空調負荷の大きさに応じて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定して、圧縮機５の容量及び台数を変更することで、空調負荷を満たすようにしている。
【００４２】
通常運転制御部Ｈ１が空調運転を行う際に、発電機側クラッチ２にてエンジン１に発電機３が連動連結されているので、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電している。そこで、発電機３の発電電力が、インバータ１６を介して、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器に供給されており、余剰電力については、バッテリー１７に蓄電されている。
【００４３】
そして、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の停止が指令されると、例えば、冷却水ポンプ１４や室外ファン１０等に一定時間だけ通電させて作動を継続させた後、第１空調装置１０１の運転を停止している。
【００４４】
（第２空調装置の構成）
図１に基づいて、第２空調装置１０２の構成について、上述の第１空調装置１０１の構成と比較して説明する。
この実施形態では、第２空調装置１０２として、発電機３を備えている発電機付きの第２空調装置１０２ａ（図１中上方側）と、発電機３を備えずに発電能力を有していない発電機無しの第２空調装置１０２ｂ（図１中下方側）の２つの第２空調装置を備えている。また、図１では、発電機無しの第２空調装置１０２ｂについては、室外機Ｓ１のみを示しており、室内機Ｓ２については省略している。
【００４５】
発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１に比べて、バッテリー１７が備えられていない点が異なる。したがって、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１と同様に、エンジン１の一方側の出力軸には、発電機側クラッチ２を介して発電機３が連動連結されているとともに、エンジン１の他方側の出力軸には、圧縮機側クラッチ４を介して圧縮機５が連動連結されており、エンジン１によって発電機３と圧縮機５の双方が駆動自在に構成されている。そして、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１と同様に、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器も備えられている。また、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、図示は省略するが、その運転を制御する運転制御部が備えられており、第１空調装置１０１の通常運転制御部Ｈ１と同様に、商用系統１５からの電力の供給を受けることで、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて発電機付きの第２空調装置１０２ａを起動させて、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電するとともに、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行うようにしている。また、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を受けることができるように構成されている。
【００４６】
発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１に比べて、バッテリー１７が備えられていない点に加えて、発電機３も備えられていない点で異なる。そして、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１と同様に、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器も備えられている。また、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、図示は省略するが、その運転を制御する運転制御部が備えられており、第１空調装置１０１の通常運転制御部Ｈ１と同様に、商用系統１５からの電力の供給を受けることで、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて発電機無しの第２空調装置１０２ｂを起動させて、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行うようにしている。また、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を受けることができるように構成されている。
【００４７】
上述の如く、商用系統１５からの電力の供給を受けることができる場合には、第１空調装置１０１も、第２空調装置１０２も、商用系統１５からの電力を始動モータ１３に供給して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２を起動させることで、空調運転を行うようにしている。
しかしながら、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合には、上述のような起動方法では空調システム２００を起動させることができない。そこで、本実施形態では、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合に、空調システム２００を起動させるシステム制御部Ｃ（システム起動制御部に相当する）が備えられている。
【００４８】
（システム制御部Ｃによる空調システム２００の起動方法）
以下、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合に、システム制御部Ｃによる空調システム２００の起動方法について、図１、図２及び図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００４９】
図２に示すように、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、遮断器１８が遮断されており、リモコンＲには通電されていないことから、リモコンＲによる指令を行うことができない。そこで、図１に示すように、手動操作式の運転ボタン２０が備えられており、この運転ボタン２０を手動操作することで、空調システム２００の運転開始が指令される。ここで、図示は省略するが、システム制御部Ｃには、第１空調装置１０１におけるバッテリー１７等から電力を供給自在に構成されており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合でも、システム制御部Ｃに電力が供給されている。
【００５０】
まず、システム制御部Ｃは、運転ボタン２０にて空調システム２００の運転開始が指令されると、第１空調装置１０１において、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させる第１ステップを行う（ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。この第１ステップでは、複数台の第１空調装置１０１の全て（この実施形態では２台）を起動させるようにしている。そして、この第１ステップを行うことで、第１空調装置１０１における発電機３にて発電できることから、その発電機３の発電電力を、第１空調装置１０１におけるリモコンＲと、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器とに供給するとともに、第２空調装置１０２におけるリモコン（図示省略）と、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給する通電処理を行うようにしている（ステップ＃３）。
【００５１】
第２空調装置１０２におけるリモコンに通電されることから、このリモコンにて空調運転の開始を指令することができる。そこで、複数台の第２空調装置１０２の何れかにおけるリモコンにて空調運転の開始の指令があり、起動対象の第２空調装置１０２がある場合には、システム制御部Ｃが、第１ステップにて起動された第１空調装置１０１における発電機３の発電余力にて、その起動対象の第２空調装置１０２におけるエンジン１を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行う（ステップ＃５）。この判別ステップを行うに当たり、起動対象の第２空調装置１０２は、１台としており、複数台の第２空調装置１０２におけるリモコンにて空調運転の開始の指令があった場合には、後述する優先順位の一番高い第２空調装置１０２を起動対象として選択するようにしている。そして、発電余力については、第１空調装置１０１におけるエンジン１を定格にて作動させた場合の発電機３の定格発電電力Ｐ１〔ｋＷ〕に、第１空調装置１０１の台数Ｄ（この実施形態では２台）を掛けたものから、現在の発電電力Ｐ２〔ｋＷ〕を引いた値（＝Ｐ１×Ｄ−Ｐ２）となっている。定格発電電力Ｐ１〔ｋＷ〕及び始動電力については、予め実験等により求められており、現在の発電電力Ｐ２については、図外の電力計等にて測定されている。
【００５２】
システム制御部Ｃは、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、起動対象の第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う（ステップ＃５のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。
【００５３】
システム制御部Ｃは、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合に、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行う（ステップ＃５のＮｏの場合、ステップ＃６）。この場合、システム制御部Ｃは、ステップ＃６に示すように、発電余力増加ステップとして、エンジン１の作動を維持したまま圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、第１空調装置１０１における電力消費機器に対して発電機３の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの双方を行うようにしている。そして、供給電力減少ステップでは、室内ファン１１等の室内機Ｓ２に備えられている機器への通電を停止することで、電力消費機器に対して発電機３の発電電力を供給する供給電力を減少させている。
【００５４】
そして、システム制御部Ｃは、発電余力増加ステップを行った後、再度、判別ステップを行う（ステップ＃７）。システム制御部Ｃは、このステップ＃７における判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、起動対象の第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う（ステップ＃７のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。逆に、システム制御部Ｃは、ステップ＃７における判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合に、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行う（ステップ＃７のＮｏの場合、ステップ＃８、ステップ＃９）。この場合、システム制御部Ｃは、ステップ＃８のＹｅｓの場合及びステップ＃９に示すように、発電余力増加ステップとして、起動対象の第２空調装置１０２よりも優先順位が低い第２空調装置１０２が既に起動されている場合に、その優先順位が低い第２空調装置１０２を運転停止させる運転停止ステップを行う。
【００５５】
ステップ＃８のＹｅｓの場合、及び、ステップ９について説明を加える。
第２空調装置１０２が複数台備えられている場合に、空調対象箇所の重要度等に応じて、それら複数台の第２空調装置１０２に対して起動させる優先順位が予め設定されている。したがって、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる場合には、それよりも先に、他の第２空調装置１０２が既に起動していることがある。このような場合に、起動対象の第２空調装置１０２と既に起動している第２空調装置１０２とでどちらか優先順位が高いかを判別している。そして、起動対象の第２空調装置１０２の優先順位よりも低い優先順位の第２空調装置１０２が既に起動していると、その優先順位が最下位の第２空調装置１０２を運転停止させることで、優先順位の高い第２空調装置１０２を起動させるようにしながら、発電余力を増加させている。
【００５６】
ステップ＃８のＮｏの場合には、起動対象の第２空調装置１０２よりも優先順位が低い第２空調装置１０２が既に起動されていない。これにより、起動対象の第２空調装置１０２の優先順位が最下位となるので、起動対象の第２空調装置１０２が起動待ち状態となって、再度、判別ステップが行われる（ステップ＃７）。
【００５７】
ステップ＃１０にて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させると、第１空調装置１０１において、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離している場合には、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５に連動連結させるとともに、ステップ＃６にて通電を停止した電力消費機器（室内機Ｓ２に備えられている機器）に対して発電機３の発電電力を供給して通電を再開させている（ステップ＃１１）。
【００５８】
そして、システム制御部Ｃは、他の第２空調装置１０２の何れかにおけるリモコンにて空調運転の開始の指令があり、他に起動対象の第２空調装置１０２がある場合には（ステップ＃１２のＹｅｓの場合）、ステップ＃５に戻り、第１ステップにて起動された第１空調装置１０１における発電機３の発電余力にて、その他の起動対象の第２空調装置１０２におけるエンジン１を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行っている。
【００５９】
また、システム制御部Ｃは、他に起動対象の第２空調装置１０２がない場合には（ステップ＃１２のＮｏの場合）、運転ボタン２０がＯＦＦされて運転停止指令がなくなると、起動させている第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２を運転停止させて、空調システム２００の運転を停止している（ステップ＃１３のＮｏの場合）。
【００６０】
（第１空調装置１０１の起動方法）
ここで、ステップ＃２において、システム制御部Ｃは、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させている。このとき、図２に示すように、システム制御部Ｃからの指令により、停電運転制御部Ｈ２が第１空調装置１０１を起動させている。
【００６１】
以下、図４〜図６、及び、図７のフローチャートに基づいて、この第１空調装置１０１の起動方法について説明する。図４〜図６では、第１空調装置１０１の概略構成を示した図２において、各機器について、作動させる機器及び通電させる機器に模様及び太線を付けて示している。
【００６２】
停電運転制御部Ｈ２は、図４及び図７に示すように、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給し、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離した状態で、始動モータ１３にて発電機側クラッチ２により発電機３が連動連結されたエンジン１を始動させる始動ステップを行う（ステップ＃２１）。
【００６３】
始動ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図５及び図７に示すように、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給してヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱する加熱ステップを行う（ステップ＃２２〜＃２４）。この加熱ステップでは、発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２だけでなく、リモコンＲと、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１の電力消費機器にも供給する通電処理を行うようにしている。そして、停電運転制御部Ｈ２は、加熱ステップにおいて、図外の温度センサにより圧縮機５の内部等の温度を検出しており、その検出した圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）以上であるか否かを判別して、圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）未満であれば、圧縮機ヒータ１２をＯＮさせて、圧縮機５に供給される冷媒を加熱して、液状態のまま冷媒が圧縮機５に供給されるのを防止している（ステップ＃２３のＮｏの場合、ステップ＃２４）。
【００６４】
加熱ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図６及び図７に示すように、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続し、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させる作動ステップを行う（ステップ＃２５、＃２６）。この作動ステップでは、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理を行い、その処理にて設定した接続パターンにて圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続している（ステップ＃２５、ステップ＃２６）。図６は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンについて、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンに設定した場合を示している。
【００６５】
このようにして、停電運転制御部Ｈ２は、システム制御部Ｃにより第１空調装置１０１の起動が指令されると、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うことで、第１空調装置１０１を起動させて、発電を行いながら、空調運転を行うようにしている。これにより、作動ステップにおいてエンジン１にて圧縮機５を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機３にて発電させてその発電電力を用いて圧縮機ヒータ１２にて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機５に供給されて圧縮機５の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいてエンジン１にて発電機３を駆動させる場合には、圧縮機５をエンジン１から切り離しているので、発電機３の発電電力を大きくすることができ、その発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２に供給するだけでなく、リモコンＲ等の電力消費機器にも供給することができる。
【００６６】
ここで、ステップ＃２５における圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理について、図８のフローチャートに基づいて説明する。
上述の如く、圧縮機側クラッチ４は、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する第１接続パターン、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する第２接続パターン、及び、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンの３つの接続パターンに変更設定自在に構成されている。
【００６７】
そこで、停電運転制御部Ｈ２は、現在の外気温度や室内温度等の各種の条件から空調負荷を求めており、その求めた空調負荷が設定空調負荷以上であるか否かを判別し、空調負荷が設定空調負荷以上であると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第３接続パターンに設定している（ステップ＃４１のＹｅｓの場合、ステップ＃４２）。
【００６８】
停電運転制御部Ｈ２は、求めた空調負荷が設定空調負荷未満である場合に、外気温度で自動設定となっているか否かを判別する（ステップ＃４１のＮｏの場合、ステップ＃４３）。そして、停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていると、図外の温度センサ等により測定した外気温度が大容量条件を満たすか否かを判別しており、外気温度が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃４４のＹｅｓの場合、ステップ＃４５）、外気温度が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃４４のＮｏの場合、ステップ＃４６）。
外気温度の大容量条件について説明すると、冷房運転を行う場合に外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、暖房運転を行う場合に外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、空調負荷が大きくなり、その空調負荷を満たすためには圧縮機５の容量も大きなものが必要となる。そこで、外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、外気温度が大容量条件を満していると判別している。
【００６９】
停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていないと（ステップ＃４３のＮｏの場合）、季節が大容量条件を満たすか否かを判別しており、季節が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃４７のＹｅｓの場合、ステップ＃４５）、季節が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃４７のＮｏの場合、ステップ＃４６）。
【００７０】
このようにして、作動ステップにおいて、選択条件（例えば、空調負荷が設定空調負荷以上であるか否か、外気温度が大容量条件を満たすか否か、季節が大容量条件を満たすか否か）に基づいて、複数の接続パターンから１つの接続パターンを選択して設定している。そして、作動ステップでは、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続している。
【００７１】
停電運転制御部Ｈ２は、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続すると、その後のヒートポンプ回路９の作動中は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。つまり、通常運転制御部Ｈ１による空調運転とは異なり、停電運転制御部Ｈ２による空調運転では、その空調運転中に、圧縮機側クラッチ４の接続パターンの変更設定を行わず、空調運転を開始した当初の接続パターンをそのまま維持している。
【００７２】
（第２空調装置１０２の起動方法）
図３では、ステップ＃１０において、システム制御部Ｃは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を、起動対象の第２空調装置１０２における始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第２空調装置１０２を起動させている。このとき、システム制御部Ｃからの指令により、第２空調装置１０２の運転制御部が第２空調装置１０２を起動させている。
【００７３】
図１に示すように、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力が、図外のリモコンに供給されるとともに、始動モータ１３、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給自在となっている。そこで、第２空調装置１０２の運転制御部は、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の出力軸に圧縮機５を連動連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第２空調装置１０２を起動させている。ちなみに、発電機付きの第２空調装置１０２については、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の出力軸に圧縮機５を連動連結するとともに、発電機側クラッチ２も入れてエンジン１に発電機３を連続連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第２空調装置１０２を起動させている。
【００７４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、発電余力増加ステップとして、クラッチＯＦＦステップと供給電力減少ステップの双方を行うようにしているが、例えば、クラッチＯＦＦステップのみ、或いは、供給電力減少ステップのみを行うようにすることもできる。
【００７５】
（２）上記実施形態では、第１空調装置１０１を起動させるに当たり、加熱ステップにおいて、発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱しており、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うようにしている。これに代えて、加熱ステップにおいて、バッテリー１７に蓄電されている電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱することもできる。この場合には、始動ステップと加熱ステップとを同時に行った後、作動ステップを行うようにすることもできる。
【００７６】
（３）上記実施形態では、第１空調装置１０１を起動させるに当たり、圧縮機側クラッチ４が、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、第１〜第３接続パターンに変更設定自在に構成されている。これに代えて、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在として、第１接続パターンと第２接続パターンとに変更設定自在とすることもできる。この場合には、図８において、ステップ＃４１及びステップ＃４２を省略して、接続パターンを設定する処理が行われる。
また、圧縮機５を複数台備える場合には、エンジン１に連動連結する圧縮機５の台数のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在とすることもできる。
【００７７】
（４）上記実施形態では、発電機３の発電電力を電力負荷１９に供給自在に構成しているが、その構成に加えて、或いは、その構成に代えて、発電機３の発電電力を売電できるように構成することもできる。
【００７８】
（５）上記実施形態では、第２空調装置１０２として、発電機付きの第２空調装置１０２ａと発電機無しの第２空調装置１０２ｂとを備えた例を示しているが、発電機付きの第２空調装置１０２ａのみを備える、又は、発電機無しの第２空調装置１０２ｂのみを備えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられ、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる各種の空調システムの起動方法、及び、各種の空調システムの起動装置に適応可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン（原動機）
３ 発電機
４ 圧縮機側クラッチ（クラッチ）
５ 圧縮機
６ 第１熱交換器
７ 膨張弁
８ 第２熱交換器
９ ヒートポンプ回路
１５ 商用系統
１７ バッテリー（蓄電装置）
２００ 空調システム
１０１ 第１空調装置
１０２ 第２空調装置
Ｃ システム制御部（システム起動制御部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路とを有する空調装置が複数台備えられている空調システムの起動方法、及び、空調システムの起動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような空調システムは、例えば、空調対象箇所が複数存在するマンションやビル等の建物において、複数台の空調装置を備え、各空調装置にて各空調対象箇所を空調するようにしている。複数の空調装置の夫々は、原動機としてのエンジンにて圧縮機を駆動させて、ヒートポンプ回路にて冷房運転や暖房運転等の空調運転を行う。複数台の空調装置の夫々は、商用系統から電力の供給を受けるように構成されており、商用系統からの電力を始動モータに供給してエンジンを始動させることで、空調装置を起動させて空調運転を行うようにしている。
【０００３】
このような空調装置としては、エンジンに、圧縮機だけでなく、発電機も接続されている発電機付きのものも知られており、この発電機付きのものでは、エンジンにて圧縮機と発電機との双方を駆動して、発電しながら、空調運転を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載の空調装置では、商用系統からの電力、及び、発電機にて発電した電力を蓄電自在な蓄電装置を備えており、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、蓄電装置に蓄電されている電力を始動モータに供給して、始動モータにてエンジンを始動させて、空調装置を起動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３６４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、複数台の空調装置が設けられた建物では、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることが求められる。
そこで、上記特許文献１に記載の装置では、発電機及び蓄電装置を備えた空調装置を複数台設けることで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、複数台の空調装置の夫々を起動させて空調運転を行うようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、複数台の空調装置の夫々について、発電機及び蓄電装置の夫々を備えさせなければならず、コストアップを招くものとなっていた。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる空調システムの起動方法、及び、空調システムの起動装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る空調システムの起動方法は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動方法において、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行う点にある。
【０００９】
本発明に係る起動方法によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１ステップを行うことで、蓄電装置に蓄電されている電力を用いて始動モータにて原動機を始動させて第１空調装置を起動させることができる。このように、第１空調装置を起動させることで、その第１空調装置にて、発電しながら、空調運転を行うことができる。そこで、第２ステップを行うことで、第１空調装置における発電機の発電電力を用いて、第２空調装置における始動モータにて原動機を始動させて、第２空調装置を起動させることができ、第２空調装置にて空調運転を行うことができる。したがって、第１ステップ、第２ステップの順に行うことで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１空調装置、第２空調装置の順に起動させて、第１空調装置及び第２空調装置の夫々にて空調運転を行うことができる。そして、第１空調装置に備える蓄電装置は、その第１空調装置における始動モータにて原動機を始動させるのに必要な電力を蓄電していればよく、その容量を極力小さなものとすることができるとともに、第２空調装置は、蓄電装置を備えていないので、コストの低減及びシステム構成の簡素化を図ることができる。したがって、本発明に係る起動方法によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる。
【００１０】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行うと好適である。
【００１１】
第２ステップにて第２空調装置を起動させる場合に、始動モータの突入電力が発生するため、過渡的に多くの電力が必要となるので、第１空調装置における発電機の発電電力を用いて第２空調装置を起動させるためには、多くの発電電力が必要となる。したがって、例えば、第１空調装置における発電機の発電電力を、第１空調装置における電力消費機器に供給していると、その機器への供給電力が減少してしまい、第１空調装置の運転が不安定となる可能性がある。
そこで、本発明に係る起動方法によれば、第２ステップを行う前に、第１ステップにて起動された第１空調装置における発電機の発電余力にて、第２ステップにて起動対象の第２空調装置における原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、第２ステップを行っている。ここで、例えば、第１空調装置における原動機を定格にて作動させた場合の発電機の定格発電電力に、第１空調装置の台数を掛けたものから、現在の発電電力を引いた値を発電余力とすることができる。これにより、第２空調装置を起動させる際に、始動モータの突入電力等により多くの電力が必要となっても、その電力を第１空調装置における発電機の発電余力にて賄うことができることを確認してから、第２空調装置を起動させるので、第１空調装置の運転が不安定となるのを適切に防止しながら、第２空調装置を起動させることができる。また、本発明に係る起動方法によれば、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合には、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、判別ステップを行っている。これにより、無駄に発電余力を増加させることなく、第２空調装置を起動させるために発電余力を増加させて、その増加させた発電余力にて始動電力を賄うことができることを確認して、第２空調装置を起動させることができる。
【００１２】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記発電余力増加ステップとして、前記原動機の作動を維持したまま前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、前記第１空調装置における電力消費機器に対して前記発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの一方又は双方を行うと好適である。
【００１３】
つまり、クラッチＯＦＦステップを行うことで、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離すので、原動機にて発電機のみ駆動させる状態で原動機を作動させることになる。これにより、原動機の駆動力が圧縮機の駆動に消費されることなく、発電機の発電電力を大きくすることができ、発電余力を適切に増加させることができる。また、供給電力減少ステップを行うことで、第１空調装置における電力消費機器に対して発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させるので、発電余力を適切に増加させることができる。
【００１４】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２空調装置が複数台備えられ、それら複数台の前記第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定されており、前記発電余力増加ステップとして、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置よりも優先順位が低い前記第２空調装置が既に起動されている場合に、その優先順位が低い前記第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行うと好適である。
【００１５】
つまり、第２空調装置を複数台備えた場合には、例えば、空調対象箇所の重要度等に応じて、それら複数台の第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定される。よって、この優先順位が高い第２空調装置ほど、起動させる順序としては優先することが望まれる。そこで、第２ステップにて起動対象の第２空調装置よりも優先順位が低い第２空調装置が既に起動されている場合には、その優先順位が低い第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行うことで、起動対象の第２空調装置よりも優先順位の低い他の第２空調装置を運転停止させて、発電余力を増加させている。これにより、設定されている優先順位を守りながら、発電余力を増加させることできる。
【００１６】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータを備えており、前記第１ステップにて前記第１空調装置を起動させるに当たり、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行うと好適である。
【００１７】
始動ステップを行うことで、蓄電装置に蓄電されている電力を用いて始動モータにて原動機を始動させることができる。そして、この原動機の始動に当たっては、クラッチを切って原動機から圧縮機を切り離しており、原動機にて発電機のみ駆動させる状態で原動機を始動させている。これにより、圧縮機を停止させたまま原動機を始動させて発電できるとともに、原動機の駆動力が圧縮機の駆動に消費されることなく、発電機の発電電力を大きくすることができる。加熱ステップを行うことで、発電機の発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにてヒートポンプ回路にて圧縮機に供給される冷媒を加熱することができる。これにより、圧縮機の内部や圧縮機の周辺に残存している冷媒の温度が低下して、冷媒が液状態となっていても、その冷媒を加熱して気体の状態にすることができる。作動ステップを行うことで、クラッチを入れて原動機に圧縮機を接続し、原動機にて圧縮機を駆動させてヒートポンプ回路を作動させて空調運転を行うことができる。
【００１８】
このように、始動ステップと加熱ステップとを行い、その後、作動ステップを行うことで、作動ステップにおいて原動機にて圧縮機を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機にて発電させてその発電電力或いは蓄電装置に蓄電されている電力を用いて圧縮機ヒータにて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機に供給されて圧縮機の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいて原動機にて発電機を駆動させる場合には、圧縮機を原動機から切り離しているので、発電機の発電電力を大きくすることができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力を大きくすることで、発電機の発電電力を、圧縮機ヒータに供給するだけでなく、その他の機器にも供給することができることから、第１空調装置の起動方法として大変有用なものとなる。
【００１９】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持すると好適である。
【００２０】
第１空調装置では、原動機に圧縮機を接続する場合に、圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、クラッチを複数の接続パターンに設定自在であるので、空調負荷に応じて、クラッチの接続パターンを変更設定することで、空調負荷の変化にも柔軟に対応しながら、その空調負荷を満たすことができる。
しかしながら、クラッチの接続パターンを変更設定する場合には、原動機の回転速度を低い回転速度に落とした状態でクラッチの接続パターンの変更を行う必要がある。したがって、クラッチの接続パターンの変更設定を行うと、原動機の回転速度の低下に伴い、その原動機に接続されている発電機の発電電力が低下することになる。商用系統から電力の供給を受けることができる場合には、発電機の発電電力が低下しても、商用系統から受ける電力が大きくなるだけであるが、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することによって、第２空調装置を適切に起動できなくなる可能性が生じる。
【００２１】
そこで、本発明に係る起動方法では、作動ステップにおいて、選択条件に基づいて複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンにクラッチを設定して原動機に圧縮機を接続し、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。これにより、ヒートポンプ回路の作動中は、クラッチの接続パターンの変更設定を行うことなく、発電機の発電電力が低下するのを防止することができる。その結果、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、発電機の発電電力が低下することを防止して、第２空調装置を適切に起動させることができる。
【００２２】
本発明に係る空調システムの起動方法では、前記第２空調装置は、前記発電機を備えておらず、発電能力を有していないと好適である。
【００２３】
つまり、第２空調装置は、発電機を備えておらず、発電能力を有していないので、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合には、その第２空調装置を起動させることができない。したがって、空調システムとして、このような第２空調装置を備えていても、第１空調装置における発電機の発電電力を供給することで、その第２空調装置を起動することができる。そして、蓄電装置に加え、発電機をも備えていない第２空調装置を、空調システムに備えることで、コストの低減及び構成の簡素化をより一層図ることができる。
【００２４】
本発明に係る空調システムの起動装置の特徴構成は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動装置において、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行うシステム起動制御部が備えられている点にある。
【００２５】
本特徴構成によれば、本発明に係る発電システムの起動方法で述べたのと同様に、第１ステップ、第２ステップの順に行うことで、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合に、第１空調装置、第２空調装置の順に起動させて、第１空調装置及び第２空調装置の夫々にて空調運転を行うことができる。そして、第２空調装置は、蓄電装置を備えていないので、コストの低減及びシステム構成の簡素化を図ることができる。したがって、本発明に係る起動装置によれば、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる。
【００２６】
本発明に係る空調システムの起動装置の更なる特徴構成は、前記システム起動制御部が、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う点にある。
【００２７】
本特徴構成によれば、本発明に係る発電システムの起動方法で述べたのと同様に、第２空調装置を起動させるために発電余力の増加が必要か否かを判別して、無駄に発電余力を増加させることなく、必要に応じて発電余力を増加させて、発電余力にて始動電力を賄うことができることを確認しながら、第２空調装置を適切に起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】空調システムの概略構成を示す図
【図２】第１空調装置の概略構成を示す図
【図３】システム制御部の動作を示すフローチャート
【図４】始動ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図５】加熱ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図６】作動ステップにおける第１空調装置の状態を示す図
【図７】停電運転制御部の動作を示すフローチャート
【図８】接続パターンの設定についての動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る空調システムの起動方法、及び、本発明に空調システムの起動装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この空調システム２００は、複数台の空調装置１００を備えており、空調装置１００として、第１空調装置１０１と第２空調装置１０２との２種類の空調装置１００が備えられている。この実施形態では、第１空調装置１０１が２台備えられ、第２空調装置１０２が２台備えられている例を示している。図１において、第１空調装置１０１について、１台のみその概略構成を示しており、もう１台の第１空調装置１０１について概略構成を省略している。また、図１において、第２空調装置１０２について、２台とも概略構成を示しているが、発電機無しの第２空調装置１０２ｂについては、その一部の構成（室内機Ｓ２、ヒートポンプ回路９）を省略して示している。
【００３０】
第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２の双方は、室外機Ｓ１と室内機Ｓ２とを備えて構成されており、圧縮機５を駆動させるエンジン１（原動機に相当する）と、圧縮機５、第１熱交換器６、膨張弁７、及び、第２熱交換器８から構成されるヒートポンプ回路９とを有している。第１空調装置１０１は、エンジン１に圧縮機５と発電機３とが接続されて、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在なバッテリー１７（蓄電装置に相当する）を備えているのに対して、第２空調装置１０２には、このようなバッテリー１７が備えられていない。これにより、空調システム２００としては、複数台の空調装置１００の全てにバッテリー１７を備えることなく、コストの低減及び構成の簡素化を図りながら、システムを構成している。また、複数台の第２空調装置１０２の一部は、バッテリー１７に加えて、発電機３も備えておらず、コストの低減及び構成の簡素化により一層貢献している。
【００３１】
そして、空調システム２００の電力系について、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２は、商用系統１５に対して並列状態で接続されている。これにより、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２は、商用系統１５から電力の供給を受けるように構成されている。そして、第１空調装置１０１と第２空調装置１０２との間では、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を第２空調装置１０２に供給自在に構成されており、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を第２空調装置１０２が備える各機器に供給自在に構成されている。
【００３２】
上述の如く、第２空調装置１０２は、第１空調装置１０１が備える機器の一部（バッテリー１７や発電機３）を備えていないので、以下、まず、第１空調装置１０１の構成について説明し、次に、第２空調装置１０２の構成について簡単に説明する。
【００３３】
（第１空調装置の構成）
図１及び図２に基づいて、第１空調装置１０１の構成について説明する。図２は、図１において、第１空調装置１０１の構成を拡大したものである。
第１空調装置１０１は、室外機Ｓ１と室内機Ｓ２とを備えて構成されている。室外機Ｓ１は、エンジン１（原動機に相当する）を備えており、そのエンジン１が、例えば、都市ガス（１３Ａ）等の気体燃料を燃料とするガスエンジンにて構成されている。そして、エンジン１の一方側の出力軸には、発電機側クラッチ２を介して発電機３が連動連結されているとともに、エンジン１の他方側の出力軸には、圧縮機側クラッチ４（クラッチに相当する）を介して圧縮機５が連動連結されており、エンジン１によって発電機３と圧縮機５の双方が駆動自在に構成されている。
【００３４】
ここで、図２に示すように、エンジン１の他方側の出力軸に連動連結する圧縮機５については、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとが備えられている。図１では、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとを省略して、圧縮機５として示している。そして、圧縮機側クラッチ４は、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、複数の接続パターンに設定自在に構成されている。つまり、複数の接続パターンとして、第１〜第３接続パターンの３つの接続パターンがある。第１接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する接続パターンであり、第２接続パターンは、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する接続パターンであり、第３接続パターンは、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する接続パターンである。このようにして、圧縮機側クラッチ４は、第１〜第３接続パターンのうちの１つの接続パターンに設定して、エンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結自在に構成されている。
【００３５】
第１空調装置１０１は、エンジン１を作動させるために、エンジン１を始動させる始動モータ１３と、エンジン１を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ１４とを備えており、始動モータ１３と冷却水ポンプ１４とが室外機Ｓ１に設けられている。
また、第１空調装置１０１は、冷房運転や暖房運転の空調運転を行うために、圧縮機５、冷媒の通流状態を切換自在な四方弁（図示省略）、第１熱交換器６、膨張弁７、及び、第２熱交換器８から構成されるヒートポンプ回路９（図２中実線矢印参照）と、第１熱交換器６に室外空気を通風させる室外ファン１０と、第２熱交換器８に室内空気を通風させる室内ファン１１と、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータ１２とを備えている。
【００３６】
第１空調装置１０１は、商用系統１５から電力の供給を受けるように構成されており、図１の点線矢印を参照して、第１空調装置１０１における電力系について説明する。
発電機３と商用系統１５との間には、インバータ１６が備えられており、このインバータ１６には、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器が接続されている。これにより、インバータ１６は、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器に供給自在に構成されている。また、インバータ１６には、冷房運転や暖房運転等の空調運転の運転開始や運転停止を指令する運転指令スイッチ、空調運転における目標設定温度を設定する温度設定部等を備えたリモコンＲも接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力をリモコンＲにも供給自在に構成されている。
【００３７】
そして、インバータ１６と始動モータ１３との間には、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を蓄電自在なバッテリー１７（蓄電装置に相当する）が備えられており、このバッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給自在に構成されている。商用系統１５とインバータ１６との間には、商用系統１５からの電力の供給を断続する遮断器１８が備えられており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、この遮断器１８が商用系統１５からの電力の供給を遮断するように構成されている。また、遮断器１８とインバータ１６との間には、発電・空調装置１００以外の照明機器等の電力負荷１９が接続されており、商用系統１５からの電力及び発電機３の発電電力を電力負荷１９にも供給自在に構成されている。
【００３８】
第１空調装置１０１には、その運転を制御する運転制御部Ｈが備えられており、この運転制御部Ｈが、リモコンＲからの指令等に基づいて、発電・空調装置１００の運転を制御するように構成されている。図示は省略するが、この運転制御部Ｈに対しては、商用系統１５からの電力、及び、バッテリー１７に蓄電されている電力の双方が供給自在に構成されている。そして、運転制御部Ｈには、商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する通常運転制御部Ｈ１と、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合に、発電・空調装置１００の運転を制御する停電運転制御部Ｈ２とが備えられている。
【００３９】
通常運転制御部Ｈ１による第１空調装置１０１の運転制御について説明する。
商用系統１５から電力の供給を受けることができる場合には、遮断器１８が接続されており、商用系統１５からの電力が、運転制御部ＨやリモコンＲに供給されるとともに、始動モータ１３、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給自在となっている。このとき、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の開始が指令されると、発電機側クラッチ２を入れてエンジン１の一方側の出力軸に発電機３を連動連結するとともに、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の他方側の出力軸に圧縮機５を連動連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第１空調装置１０１を起動させている。そして、通常運転制御部Ｈ１は、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電するとともに、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行っている。
【００４０】
空調運転におけるヒートポンプ回路９での冷媒の流れについて説明を加えると、図１及び図２に示すものでは、空調運転として暖房運転を行う場合を示している。暖房運転では、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第２熱交換器８、膨張弁７、第１熱交換器６の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第１熱交換器６にて室外空気から吸熱し、その吸熱した熱を第２熱交換器８にて室内空気に放熱させ、その室内空気を室内に通風させて、室内の暖房を行うようにしている。また、空調運転として冷房運転を行う場合には、通常運転制御部Ｈ１が、図外の四方弁を切り換えて、ヒートポンプ回路９によって、圧縮機５、第１熱交換器６、膨張弁７、第２熱交換器８の順に冷媒を流し、その冷媒を圧縮機５に戻している。これにより、第２熱交換器８にて室内空気から吸熱し、その吸熱した熱を第１熱交換器６にて室外空気に放熱させ、室内の冷房を行うようにしている。
【００４１】
ここで、図示は省略するが、室内機Ｓ２等には温度センサが備えられており、通常運転制御部Ｈ１は、空調運転中に、その温度センサの検出温度から空調負荷を求め、求めた空調負荷を満たすように、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在に構成されている。例えば、圧縮機側クラッチ４にて容量が小さい圧縮機５ａのみをエンジン１に接続する第１接続パターンに設定されている場合に、冷房運転中の温度センサの検出温度が目標設定温度よりも高くて空調負荷が大きくなると、通常運転制御部Ｈ１が、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを、第１接続パターンから、容量が大きい圧縮機５ｂのみをエンジン１に接続する第２接続パターン、もしくは容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの双方をエンジン１に接続する第３接続パターンに変更設定している。このように、通常運転制御部Ｈ１は、空調負荷の大きさに応じて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定して、圧縮機５の容量及び台数を変更することで、空調負荷を満たすようにしている。
【００４２】
通常運転制御部Ｈ１が空調運転を行う際に、発電機側クラッチ２にてエンジン１に発電機３が連動連結されているので、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電している。そこで、発電機３の発電電力が、インバータ１６を介して、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器に供給されており、余剰電力については、バッテリー１７に蓄電されている。
【００４３】
そして、通常運転制御部Ｈ１は、リモコンＲにて空調運転の停止が指令されると、例えば、冷却水ポンプ１４や室外ファン１０等に一定時間だけ通電させて作動を継続させた後、第１空調装置１０１の運転を停止している。
【００４４】
（第２空調装置の構成）
図１に基づいて、第２空調装置１０２の構成について、上述の第１空調装置１０１の構成と比較して説明する。
この実施形態では、第２空調装置１０２として、発電機３を備えている発電機付きの第２空調装置１０２ａ（図１中上方側）と、発電機３を備えずに発電能力を有していない発電機無しの第２空調装置１０２ｂ（図１中下方側）の２つの第２空調装置を備えている。また、図１では、発電機無しの第２空調装置１０２ｂについては、室外機Ｓ１のみを示しており、室内機Ｓ２については省略している。
【００４５】
発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１に比べて、バッテリー１７が備えられていない点が異なる。したがって、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１と同様に、エンジン１の一方側の出力軸には、発電機側クラッチ２を介して発電機３が連動連結されているとともに、エンジン１の他方側の出力軸には、圧縮機側クラッチ４を介して圧縮機５が連動連結されており、エンジン１によって発電機３と圧縮機５の双方が駆動自在に構成されている。そして、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１と同様に、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器も備えられている。また、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、図示は省略するが、その運転を制御する運転制御部が備えられており、第１空調装置１０１の通常運転制御部Ｈ１と同様に、商用系統１５からの電力の供給を受けることで、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて発電機付きの第２空調装置１０２ａを起動させて、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電するとともに、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行うようにしている。また、発電機付きの第２空調装置１０２ａは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を受けることができるように構成されている。
【００４６】
発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１に比べて、バッテリー１７が備えられていない点に加えて、発電機３も備えられていない点で異なる。そして、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１と同様に、室外ファン１０、室内ファン１１、圧縮機ヒータ１２、始動モータ１３、冷却水ポンプ１４等の電力消費機器も備えられている。また、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、図示は省略するが、その運転を制御する運転制御部が備えられており、第１空調装置１０１の通常運転制御部Ｈ１と同様に、商用系統１５からの電力の供給を受けることで、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて発電機無しの第２空調装置１０２ｂを起動させて、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させて空調運転を行うようにしている。また、発電機無しの第２空調装置１０２ｂは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を受けることができるように構成されている。
【００４７】
上述の如く、商用系統１５からの電力の供給を受けることができる場合には、第１空調装置１０１も、第２空調装置１０２も、商用系統１５からの電力を始動モータ１３に供給して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２を起動させることで、空調運転を行うようにしている。
しかしながら、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合には、上述のような起動方法では空調システム２００を起動させることができない。そこで、本実施形態では、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合に、空調システム２００を起動させるシステム制御部Ｃ（システム起動制御部に相当する）が備えられている。
【００４８】
（システム制御部Ｃによる空調システム２００の起動方法）
以下、停電等により商用系統１５からの電力の供給を受けることができない場合に、システム制御部Ｃによる空調システム２００の起動方法について、図１、図２及び図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００４９】
図２に示すように、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合には、遮断器１８が遮断されており、リモコンＲには通電されていないことから、リモコンＲによる指令を行うことができない。そこで、図１に示すように、手動操作式の運転ボタン２０が備えられており、この運転ボタン２０を手動操作することで、空調システム２００の運転開始が指令される。ここで、図示は省略するが、システム制御部Ｃには、第１空調装置１０１におけるバッテリー１７等から電力を供給自在に構成されており、停電等により商用系統１５から電力の供給を受けることができない場合でも、システム制御部Ｃに電力が供給されている。
【００５０】
まず、システム制御部Ｃは、運転ボタン２０にて空調システム２００の運転開始が指令されると、第１空調装置１０１において、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させる第１ステップを行う（ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。この第１ステップでは、複数台の第１空調装置１０１の全て（この実施形態では２台）を起動させるようにしている。そして、この第１ステップを行うことで、第１空調装置１０１における発電機３にて発電できることから、その発電機３の発電電力を、第１空調装置１０１におけるリモコンＲと、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器とに供給するとともに、第２空調装置１０２におけるリモコン（図示省略）と、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給する通電処理を行うようにしている（ステップ＃３）。
【００５１】
第２空調装置１０２におけるリモコンに通電されることから、このリモコンにて空調運転の開始を指令することができる。そこで、複数台の第２空調装置１０２の何れかにおけるリモコンにて空調運転の開始の指令があり、起動対象の第２空調装置１０２がある場合には、システム制御部Ｃが、第１ステップにて起動された第１空調装置１０１における発電機３の発電余力にて、その起動対象の第２空調装置１０２におけるエンジン１を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行う（ステップ＃５）。この判別ステップを行うに当たり、起動対象の第２空調装置１０２は、１台としており、複数台の第２空調装置１０２におけるリモコンにて空調運転の開始の指令があった場合には、後述する優先順位の一番高い第２空調装置１０２を起動対象として選択するようにしている。そして、発電余力については、第１空調装置１０１におけるエンジン１を定格にて作動させた場合の発電機３の定格発電電力Ｐ１〔ｋＷ〕に、第１空調装置１０１の台数Ｄ（この実施形態では２台）を掛けたものから、現在の発電電力Ｐ２〔ｋＷ〕を引いた値（＝Ｐ１×Ｄ−Ｐ２）となっている。定格発電電力Ｐ１〔ｋＷ〕及び始動電力については、予め実験等により求められており、現在の発電電力Ｐ２については、図外の電力計等にて測定されている。
【００５２】
システム制御部Ｃは、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、起動対象の第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う（ステップ＃５のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。
【００５３】
システム制御部Ｃは、判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合に、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行う（ステップ＃５のＮｏの場合、ステップ＃６）。この場合、システム制御部Ｃは、ステップ＃６に示すように、発電余力増加ステップとして、エンジン１の作動を維持したまま圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、第１空調装置１０１における電力消費機器に対して発電機３の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの双方を行うようにしている。そして、供給電力減少ステップでは、室内ファン１１等の室内機Ｓ２に備えられている機器への通電を停止することで、電力消費機器に対して発電機３の発電電力を供給する供給電力を減少させている。
【００５４】
そして、システム制御部Ｃは、発電余力増加ステップを行った後、再度、判別ステップを行う（ステップ＃７）。システム制御部Ｃは、このステップ＃７における判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができると判別した場合に、起動対象の第２空調装置１０２において、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にてエンジン１を始動させて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる第２ステップを行う（ステップ＃７のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。逆に、システム制御部Ｃは、ステップ＃７における判別ステップにより発電余力にて始動電力を賄うことができないと判別した場合に、発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行う（ステップ＃７のＮｏの場合、ステップ＃８、ステップ＃９）。この場合、システム制御部Ｃは、ステップ＃８のＹｅｓの場合及びステップ＃９に示すように、発電余力増加ステップとして、起動対象の第２空調装置１０２よりも優先順位が低い第２空調装置１０２が既に起動されている場合に、その優先順位が低い第２空調装置１０２を運転停止させる運転停止ステップを行う。
【００５５】
ステップ＃８のＹｅｓの場合、及び、ステップ９について説明を加える。
第２空調装置１０２が複数台備えられている場合に、空調対象箇所の重要度等に応じて、それら複数台の第２空調装置１０２に対して起動させる優先順位が予め設定されている。したがって、起動対象の第２空調装置１０２を起動させる場合には、それよりも先に、他の第２空調装置１０２が既に起動していることがある。このような場合に、起動対象の第２空調装置１０２と既に起動している第２空調装置１０２とでどちらか優先順位が高いかを判別している。そして、起動対象の第２空調装置１０２の優先順位よりも低い優先順位の第２空調装置１０２が既に起動していると、その優先順位が最下位の第２空調装置１０２を運転停止させることで、優先順位の高い第２空調装置１０２を起動させるようにしながら、発電余力を増加させている。
【００５６】
ステップ＃８のＮｏの場合には、起動対象の第２空調装置１０２よりも優先順位が低い第２空調装置１０２が既に起動されていない。これにより、起動対象の第２空調装置１０２の優先順位が最下位となるので、起動対象の第２空調装置１０２が起動待ち状態となって、再度、判別ステップが行われる（ステップ＃７）。
【００５７】
ステップ＃１０にて、起動対象の第２空調装置１０２を起動させると、第１空調装置１０１において、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離している場合には、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５に連動連結させるとともに、ステップ＃６にて通電を停止した電力消費機器（室内機Ｓ２に備えられている機器）に対して発電機３の発電電力を供給して通電を再開させている（ステップ＃１１）。
【００５８】
そして、システム制御部Ｃは、他の第２空調装置１０２の何れかにおけるリモコンにて空調運転の開始の指令があり、他に起動対象の第２空調装置１０２がある場合には（ステップ＃１２のＹｅｓの場合）、ステップ＃５に戻り、第１ステップにて起動された第１空調装置１０１における発電機３の発電余力にて、その他の起動対象の第２空調装置１０２におけるエンジン１を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行っている。
【００５９】
また、システム制御部Ｃは、他に起動対象の第２空調装置１０２がない場合には（ステップ＃１２のＮｏの場合）、運転ボタン２０がＯＦＦされて運転停止指令がなくなると、起動させている第１空調装置１０１及び第２空調装置１０２を運転停止させて、空調システム２００の運転を停止している（ステップ＃１３のＮｏの場合）。
【００６０】
（第１空調装置１０１の起動方法）
ここで、ステップ＃２において、システム制御部Ｃは、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第１空調装置１０１を起動させている。このとき、図２に示すように、システム制御部Ｃからの指令により、停電運転制御部Ｈ２が第１空調装置１０１を起動させている。
【００６１】
以下、図４〜図６、及び、図７のフローチャートに基づいて、この第１空調装置１０１の起動方法について説明する。図４〜図６では、第１空調装置１０１の概略構成を示した図２において、各機器について、作動させる機器及び通電させる機器に模様及び太線を付けて示している。
【００６２】
停電運転制御部Ｈ２は、図４及び図７に示すように、バッテリー１７に蓄電されている電力を始動モータ１３に供給し、圧縮機側クラッチ４を切ってエンジン１から圧縮機５を切り離した状態で、始動モータ１３にて発電機側クラッチ２により発電機３が連動連結されたエンジン１を始動させる始動ステップを行う（ステップ＃２１）。
【００６３】
始動ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図５及び図７に示すように、エンジン１にて発電機３を駆動させて発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給してヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱する加熱ステップを行う（ステップ＃２２〜＃２４）。この加熱ステップでは、発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２だけでなく、リモコンＲと、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１の電力消費機器にも供給する通電処理を行うようにしている。そして、停電運転制御部Ｈ２は、加熱ステップにおいて、図外の温度センサにより圧縮機５の内部等の温度を検出しており、その検出した圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）以上であるか否かを判別して、圧縮機温度が設定温度（例えば、１５℃）未満であれば、圧縮機ヒータ１２をＯＮさせて、圧縮機５に供給される冷媒を加熱して、液状態のまま冷媒が圧縮機５に供給されるのを防止している（ステップ＃２３のＮｏの場合、ステップ＃２４）。
【００６４】
加熱ステップの次に、停電運転制御部Ｈ２は、図６及び図７に示すように、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続し、エンジン１にて圧縮機５を駆動させてヒートポンプ回路９を作動させる作動ステップを行う（ステップ＃２５、＃２６）。この作動ステップでは、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理を行い、その処理にて設定した接続パターンにて圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１に圧縮機５を接続している（ステップ＃２５、ステップ＃２６）。図６は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンについて、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンに設定した場合を示している。
【００６５】
このようにして、停電運転制御部Ｈ２は、システム制御部Ｃにより第１空調装置１０１の起動が指令されると、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うことで、第１空調装置１０１を起動させて、発電を行いながら、空調運転を行うようにしている。これにより、作動ステップにおいてエンジン１にて圧縮機５を駆動させる場合には、その以前に、始動ステップ及び加熱ステップを行い、発電機３にて発電させてその発電電力を用いて圧縮機ヒータ１２にて冷媒を加熱することができるので、液状態の冷媒が圧縮機５に供給されて圧縮機５の破損等の問題を生じることを防止できる。しかも、始動ステップにおいてエンジン１にて発電機３を駆動させる場合には、圧縮機５をエンジン１から切り離しているので、発電機３の発電電力を大きくすることができ、その発電機３の発電電力を、圧縮機ヒータ１２に供給するだけでなく、リモコンＲ等の電力消費機器にも供給することができる。
【００６６】
ここで、ステップ＃２５における圧縮機側クラッチ４の接続パターンを設定する処理について、図８のフローチャートに基づいて説明する。
上述の如く、圧縮機側クラッチ４は、容量が小さい圧縮機５ａのみを接続する第１接続パターン、容量が大きい圧縮機５ｂのみを接続する第２接続パターン、及び、容量が小さい圧縮機５ａと容量が大きい圧縮機５ｂとの２台の圧縮機５を接続する第３接続パターンの３つの接続パターンに変更設定自在に構成されている。
【００６７】
そこで、停電運転制御部Ｈ２は、現在の外気温度や室内温度等の各種の条件から空調負荷を求めており、その求めた空調負荷が設定空調負荷以上であるか否かを判別し、空調負荷が設定空調負荷以上であると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第３接続パターンに設定している（ステップ＃４１のＹｅｓの場合、ステップ＃４２）。
【００６８】
停電運転制御部Ｈ２は、求めた空調負荷が設定空調負荷未満である場合に、外気温度で自動設定となっているか否かを判別する（ステップ＃４１のＮｏの場合、ステップ＃４３）。そして、停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていると、図外の温度センサ等により測定した外気温度が大容量条件を満たすか否かを判別しており、外気温度が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃４４のＹｅｓの場合、ステップ＃４５）、外気温度が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃４４のＮｏの場合、ステップ＃４６）。
外気温度の大容量条件について説明すると、冷房運転を行う場合に外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、暖房運転を行う場合に外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、空調負荷が大きくなり、その空調負荷を満たすためには圧縮機５の容量も大きなものが必要となる。そこで、外気温度が上限温度（例えば、２８℃）よりも高い、又は、外気温度が下限温度（例えば、２℃）よりも低い場合には、外気温度が大容量条件を満していると判別している。
【００６９】
停電運転制御部Ｈ２は、外気温度で自動設定となっていないと（ステップ＃４３のＮｏの場合）、季節が大容量条件を満たすか否かを判別しており、季節が大容量条件を満たしていると、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第２接続パターンに設定しており（ステップ＃４７のＹｅｓの場合、ステップ＃４５）、季節が大容量条件を満たしていないと、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを第１接続パターンに設定している（ステップ＃４７のＮｏの場合、ステップ＃４６）。
【００７０】
このようにして、作動ステップにおいて、選択条件（例えば、空調負荷が設定空調負荷以上であるか否か、外気温度が大容量条件を満たすか否か、季節が大容量条件を満たすか否か）に基づいて、複数の接続パターンから１つの接続パターンを選択して設定している。そして、作動ステップでは、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続している。
【００７１】
停電運転制御部Ｈ２は、選択条件に基づいて選択した１つの接続パターンに圧縮機側クラッチ４を設定してエンジン１に圧縮機５を接続すると、その後のヒートポンプ回路９の作動中は、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持している。つまり、通常運転制御部Ｈ１による空調運転とは異なり、停電運転制御部Ｈ２による空調運転では、その空調運転中に、圧縮機側クラッチ４の接続パターンの変更設定を行わず、空調運転を開始した当初の接続パターンをそのまま維持している。
【００７２】
（第２空調装置１０２の起動方法）
図３では、ステップ＃１０において、システム制御部Ｃは、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力を、起動対象の第２空調装置１０２における始動モータ１３に供給して始動モータ１３にて発電機３が接続されたエンジン１を始動させて、第２空調装置１０２を起動させている。このとき、システム制御部Ｃからの指令により、第２空調装置１０２の運転制御部が第２空調装置１０２を起動させている。
【００７３】
図１に示すように、第１空調装置１０１における発電機３の発電電力が、図外のリモコンに供給されるとともに、始動モータ１３、圧縮機ヒータ１２、冷却水ポンプ１４、室外ファン１０、及び、室内ファン１１等の電力消費機器にも供給自在となっている。そこで、第２空調装置１０２の運転制御部は、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の出力軸に圧縮機５を連動連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第２空調装置１０２を起動させている。ちなみに、発電機付きの第２空調装置１０２については、圧縮機側クラッチ４を入れてエンジン１の出力軸に圧縮機５を連動連結するとともに、発電機側クラッチ２も入れてエンジン１に発電機３を連続連結して、始動モータ１３にてエンジン１を始動させて第２空調装置１０２を起動させている。
【００７４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、発電余力増加ステップとして、クラッチＯＦＦステップと供給電力減少ステップの双方を行うようにしているが、例えば、クラッチＯＦＦステップのみ、或いは、供給電力減少ステップのみを行うようにすることもできる。
【００７５】
（２）上記実施形態では、第１空調装置１０１を起動させるに当たり、加熱ステップにおいて、発電機３の発電電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱しており、始動ステップ、加熱ステップ、作動ステップの順に各ステップを行うようにしている。これに代えて、加熱ステップにおいて、バッテリー１７に蓄電されている電力を圧縮機ヒータ１２に供給して、ヒートポンプ回路９にて圧縮機５に供給される冷媒を加熱することもできる。この場合には、始動ステップと加熱ステップとを同時に行った後、作動ステップを行うようにすることもできる。
【００７６】
（３）上記実施形態では、第１空調装置１０１を起動させるに当たり、圧縮機側クラッチ４が、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量及び台数について、第１〜第３接続パターンに変更設定自在に構成されている。これに代えて、エンジン１に連動連結する圧縮機５の容量のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在として、第１接続パターンと第２接続パターンとに変更設定自在とすることもできる。この場合には、図８において、ステップ＃４１及びステップ＃４２を省略して、接続パターンを設定する処理が行われる。
また、圧縮機５を複数台備える場合には、エンジン１に連動連結する圧縮機５の台数のみについて、圧縮機側クラッチ４の接続パターンを変更設定自在とすることもできる。
【００７７】
（４）上記実施形態では、発電機３の発電電力を電力負荷１９に供給自在に構成しているが、その構成に加えて、或いは、その構成に代えて、発電機３の発電電力を売電できるように構成することもできる。
【００７８】
（５）上記実施形態では、第２空調装置１０２として、発電機付きの第２空調装置１０２ａと発電機無しの第２空調装置１０２ｂとを備えた例を示しているが、発電機付きの第２空調装置１０２ａのみを備える、又は、発電機無しの第２空調装置１０２ｂのみを備えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられ、停電等により商用系統から電力の供給を受けることができない場合でも、コストアップを招くことなく、複数台の空調装置を起動させて空調運転させることができる各種の空調システムの起動方法、及び、各種の空調システムの起動装置に適応可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン（原動機）
３ 発電機
４ 圧縮機側クラッチ（クラッチ）
５ 圧縮機
６ 第１熱交換器
７ 膨張弁
８ 第２熱交換器
９ ヒートポンプ回路
１５ 商用系統
１７ バッテリー（蓄電装置）
２００ 空調システム
１０１ 第１空調装置
１０２ 第２空調装置
Ｃ システム制御部（システム起動制御部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動方法であって、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行う空調システムの起動方法。
【請求項２】
前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う請求項１に記載の空調システムの起動方法。
【請求項３】
前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記発電余力増加ステップとして、前記原動機の作動を維持したまま前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、前記第１空調装置における電力消費機器に対して前記発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの一方又は双方を行う請求項２に記載の空調システムの起動方法。
【請求項４】
前記第２空調装置が複数台備えられ、それら複数台の前記第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定されており、前記発電余力増加ステップとして、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置よりも優先順位が低い前記第２空調装置が既に起動されている場合に、その優先順位が低い前記第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行う請求項２又は３に記載の空調システムの起動方法。
【請求項５】
前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータを備えており、前記第１ステップにて前記第１空調装置を起動させるに当たり、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う請求項１〜４の何れか１項に記載の空調システムの起動方法。
【請求項６】
前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持する請求項５に記載の空調システムの起動方法。
【請求項７】
前記第２空調装置は、前記発電機を備えておらず、発電能力を有していない請求項１〜６の何れか１項に記載の空調システムの起動方法。
【請求項８】
圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動装置であって、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行うシステム起動制御部が備えられている空調システムの起動装置。
【請求項９】
前記システム起動制御部が、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う請求項８に記載の空調システムの起動装置。
【請求項１】
圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動方法であって、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行う空調システムの起動方法。
【請求項２】
前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う請求項１に記載の空調システムの起動方法。
【請求項３】
前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記発電余力増加ステップとして、前記原動機の作動を維持したまま前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離すクラッチＯＦＦステップ、及び、前記第１空調装置における電力消費機器に対して前記発電機の発電電力を供給する供給電力を減少させる供給電力減少ステップの一方又は双方を行う請求項２に記載の空調システムの起動方法。
【請求項４】
前記第２空調装置が複数台備えられ、それら複数台の前記第２空調装置に対して起動させる優先順位が設定されており、前記発電余力増加ステップとして、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置よりも優先順位が低い前記第２空調装置が既に起動されている場合に、その優先順位が低い前記第２空調装置を運転停止させる運転停止ステップを行う請求項２又は３に記載の空調システムの起動方法。
【請求項５】
前記第１空調装置は、前記原動機にクラッチを介して前記圧縮機が接続されており、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱させる圧縮機ヒータを備えており、前記第１ステップにて前記第１空調装置を起動させるに当たり、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給し、前記クラッチを切って前記原動機から前記圧縮機を切り離した状態で前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させる始動ステップと、前記原動機にて前記発電機を駆動させて前記発電機の発電電力を前記圧縮機ヒータに供給して、或いは、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記圧縮機ヒータに供給して、前記ヒートポンプ回路にて前記圧縮機に供給される冷媒を加熱する加熱ステップとを行い、その後、前記クラッチを入れて前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記原動機にて前記圧縮機を駆動させて前記ヒートポンプ回路を作動させる作動ステップを行う請求項１〜４の何れか１項に記載の空調システムの起動方法。
【請求項６】
前記クラッチは、前記原動機に接続する前記圧縮機の容量及び台数の一方又は双方について、複数の接続パターンに設定自在であり、前記作動ステップにおいて、選択条件に基づいて前記複数の接続パターンから選択した１つの接続パターンに前記クラッチを設定して前記原動機に前記圧縮機を接続し、前記ヒートポンプ回路の作動中は、前記クラッチの接続パターンを前記選択条件に基づいて選択した接続パターンに維持する請求項５に記載の空調システムの起動方法。
【請求項７】
前記第２空調装置は、前記発電機を備えておらず、発電能力を有していない請求項１〜６の何れか１項に記載の空調システムの起動方法。
【請求項８】
圧縮機を駆動させる原動機と、前記圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器から構成されるヒートポンプ回路と、前記原動機を始動させる始動モータとを有する空調装置が複数台備えられた空調システムの起動装置であって、
前記空調装置として、前記原動機に前記圧縮機と発電機とが接続されて、商用系統からの電力及び前記発電機の発電電力を蓄電自在な蓄電装置を備えた第１空調装置と、前記蓄電装置を備えていない第２空調装置とがあり、
前記第１空調装置における前記発電機の発電電力が、前記第２空調装置における前記始動モータに供給自在であり、
前記第１空調装置において、前記蓄電装置に蓄電されている電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記発電機が接続された前記原動機を始動させて、前記第１空調装置を起動させる第１ステップを行い、
次に、前記第２空調装置において、前記第１空調装置における前記発電機の発電電力を前記始動モータに供給して前記始動モータにて前記原動機を始動させて、前記第２空調装置を起動させる第２ステップを行うシステム起動制御部が備えられている空調システムの起動装置。
【請求項９】
前記システム起動制御部が、前記第２ステップを行う前に、前記第１ステップにて起動された前記第１空調装置における前記発電機の発電余力にて、前記第２ステップにて起動対象の前記第２空調装置における前記原動機を始動させるのに必要な始動電力を賄うことができるか否かを判別する判別ステップを行い、その判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができると判別した場合に、前記第２ステップを行い、前記判別ステップにより前記発電余力にて前記始動電力を賄うことができないと判別した場合に、前記発電余力を増加させる発電余力増加ステップを行った後、再度、前記判別ステップを行う請求項８に記載の空調システムの起動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２９９００（Ｐ２０１２−２２９９００Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９９１８（Ｐ２０１１−９９９１８）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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