特開 2022-78745 空気調和装置、および、空気調和システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022078745

(43)【公開日】2022-05-25

(54)【発明の名称】空気調和装置、および、空気調和システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 3/00 20060101AFI20220518BHJP

   F24F 11/47 20180101ALI20220518BHJP

   F24F 11/62 20180101ALI20220518BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20220518BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20220518BHJP

   F24F 11/86 20180101ALN20220518BHJP

【ＦＩ】

F24F3/00

F24F11/47

F24F11/62

F25B13/00 104

F25B49/02 Z

F24F11/86

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020189633

(22)【出願日】2020-11-13

(71)【出願人】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 萌

【テーマコード（参考）】

3L053

3L092

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L053BB00

3L092AA02

3L092BA13

3L092DA14

3L092EA11

3L092FA03

3L260AB06

3L260AB07

3L260BA42

3L260BA43

3L260BA48

3L260BA54

3L260CA29

3L260CB62

3L260EA06

3L260FA02

3L260FB05

3L260FB43

(57)【要約】

【課題】ガス消費機器および電力消費機器のうち一方の消費機器や、当該消費機器用のセンサや制御機構が故障した場合であっても他方の消費機器を駆動して空気調和装置を運転させる。
【解決手段】空気調和装置１００は、ガス消費機器（ガスエンジン１１２を駆動源として冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機１１４）を有するガス消費ユニット（ＧＨＰユニット１１０）と、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器（電動機１５２を駆動源として冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機１５４）を有する電力消費ユニット（ＥＨＰユニット１５０）と、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器２２０と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部２２２とを有する室内機ユニット２００とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

施設に設置される空気調和装置であって、
ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットおよび前記電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、該室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、
を備える空気調和装置。

【請求項2】

前記施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、
前記電力消費ユニットの駆動に要する電力の料金は、少なくとも前記契約電力に応じて決定される基本料金と、電力の使用量に応じて決定される従量料金との合算値であり、
前記ガス消費ユニットの駆動に要するガスの料金は、当該ガスの使用量に応じて決定され、
前記室内機ユニットにおいて要求される所定の空調負荷を実現するための、前記ガス消費機器の駆動量と前記電力消費機器の駆動量との比は、前記電力の料金と前記ガスの料金との合計が最も少なくなるように設計される請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、
前記電力消費ユニットの駆動に要する電力の料金は、少なくとも前記契約電力に応じて決定される基本料金と、電力の使用量に応じて決定される従量料金との合算値であり、
前記施設において前記契約電力を超えて電力を使用すると、前記基本料金および前記従量料金に加えて、ペナルティ料金が科され、
前記電力消費ユニットの使用電力量と、前記施設における他の装置の使用電力量との総計が、契約電力未満の所定の制限値に収まる範囲となるように該電力消費ユニットの運転出力を制御する運転制御部を備える請求項１または２に記載の空気調和装置。

【請求項4】

前記運転制御部は、前記所定の制限値に収まる範囲となるように前記電力消費ユニットの運転出力を制御する場合であって、前記室内機ユニットにおいて要求される所定の空調負荷を実現できない場合には、前記ガス消費ユニットが停止していると該ガス消費ユニットの運転を開始し、該ガス消費ユニットが運転中であると、該ガス消費ユニットの運転出力を上昇させる請求項３に記載の空気調和装置。

【請求項5】

施設に設置される空気調和装置であって、
ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットおよび前記電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、該室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、
前記ガス消費ユニットが故障したか否かを判定するガス消費ユニット故障判定部と、
前記ガス消費ユニット故障判定部が前記ガス消費ユニットの故障を判定したとき、前記電力消費ユニットが停止している場合には該電力消費ユニットの運転を開始させ、該電力消費ユニットが運転中である場合には該電力消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部と、
を備える空気調和装置。

【請求項6】

前記電力消費ユニットが受ける電力に制限値が設けられる場合、前記運転制御部は、前記ガス消費ユニット故障判定部が前記ガス消費ユニットの故障を判定したときに、前記電力消費ユニットに供給される電力が前記制限値内に収まる範囲で該電力消費ユニットの運転出力を上昇させる請求項５に記載の空気調和装置。

【請求項7】

前記施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、
前記施設において前記契約電力を超えて電力を使用すると、ペナルティ料金が科され、
前記制限値は、前記契約電力から前記施設における他の装置の使用電力量を減じた値未満に設定される請求項６に記載の空気調和装置。

【請求項8】

施設に設置される空気調和装置であって、
ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットおよび前記電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、該室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、
前記電力消費ユニットが故障したか否かを判定する電力消費ユニット故障判定部と、
前記電力消費ユニット故障判定部が前記電力消費ユニットの故障を判定したとき、前記ガス消費ユニットが停止している場合には該ガス消費ユニットの運転を開始させ、該ガス消費ユニットが運転中である場合には該ガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部と、
を備える空気調和装置。

【請求項9】

施設に設置される、複数の空気調和装置を含んで構成される空気調和システムであって、
前記空気調和装置は、
ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットおよび前記電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒又は水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、該室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、
前記ガス消費ユニットが故障したか否かを判定するガス消費ユニット故障判定部と、
を備え、
前記空気調和システムは、
前記ガス消費ユニット故障判定部によって前記ガス消費ユニットが故障したと判定された空気調和装置であるガス消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、該ガス消費ユニット故障空気調和装置以外の空気調和装置の電力消費ユニットの運転出力を低下させて該電力消費ユニットに供給される電力を減少させ、該減少させた分の電力が該ガス消費ユニット故障空気調和装置の電力消費ユニットに供給され、該ガス消費ユニット故障空気調和装置の前記電力消費ユニットが停止している場合には該電力消費ユニットの運転を開始させ、該電力消費ユニットが運転中である場合には該電力消費ユニットの運転出力を上昇させるとともに、該ガス消費ユニット故障空気調和装置以外のガス消費ユニットが停止している場合には該ガス消費ユニットの運転を開始させ、該ガス消費ユニット故障空気調和装置以外のガス消費ユニットが運転中である場合には該ガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部をさらに備える空気調和システム。

【請求項10】

複数の前記空気調和装置の電力消費ユニットが受ける電力の合計に制限値が設けられる場合、前記運転制御部は、前記ガス消費ユニット故障判定部が前記ガス消費ユニットの故障を判定したときに、前記電力消費ユニットに供給される電力の合計が前記制限値内に収まる範囲で該電力消費ユニットの運転出力を上昇させる請求項９に記載の空気調和システム。

【請求項11】

前記施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、
前記施設において前記契約電力を超えて電力を使用すると、ペナルティ料金が科され、
前記制限値は、前記契約電力から前記施設における他の装置の使用電力量を減じた値未満に設定される請求項１０に記載の空気調和システム。

【請求項12】

施設に設置される、複数の空気調和装置を含んで構成される空気調和システムであって、
前記空気調和装置は、
ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、
前記ガス消費ユニットおよび前記電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、該室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、
前記電力消費ユニットが故障したか否かを判定する電力消費ユニット故障判定部と、
を備え、
前記空気調和システムは、
前記電力消費ユニット故障判定部によって前記電力消費ユニットが故障したと判定された空気調和装置である電力消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、該電力消費ユニット故障空気調和装置の電力消費ユニットに供給されていた電力を、該電力消費ユニット故障空気調和装置以外の空気調和装置の電力消費ユニットに供給して運転出力を上昇させ、該電力消費ユニット故障空気調和装置の前記ガス消費ユニットが停止している場合には該ガス消費ユニットの運転を開始させ、該ガス消費ユニットが運転中である場合には該ガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部をさらに備える空気調和システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、室内を空調する空気調和装置、および、空気調和システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の空気調和装置は、ガスエンジンを駆動源としたエンジン駆動式圧縮機を含んで構成される室外機ユニットを備えたＧＨＰ（ガスヒートポンプエアコン）と、電動機を駆動源とした電気駆動式圧縮機を含んで構成される室外機ユニットを備えたＥＨＰ（電気式ヒートポンプエアコン）とに大別される。

【0003】

ＥＨＰは、ガスエンジンを備えないため、ＧＨＰに必要なエンジンオイルの補充や交換、オイルフィルタの交換、点火プラグの点検や交換等のメンテナンスを行う必要がなく、メンテナンスに要するコストがかからない。

【0004】

一方、ＧＨＰは、ヒートポンプによる暖房（室内空気の加熱）に加えて、ガスエンジンの排熱を回収して空気を加熱することができるため、ＥＨＰと比較して効率的に室内を暖めることが可能となる。また、ＧＨＰは、ほとんど電力を消費しないため、ＥＨＰと比較して、消費電力を大幅に削減することができるという利点がある。

【0005】

このように、ＧＨＰとＥＨＰとはそれぞれ異なる利点を有している。そこで、それぞれの利点を活かすために、１筐体で構成される室外機ユニットに、エンジン駆動式圧縮機と、電気駆動式圧縮機と、室外熱交換器と、各種センサとを収容し、双方の圧縮機を並行して駆動させる空気調和装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７－１０２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したエンジン駆動式圧縮機等のガスを消費するガス消費機器と、電気駆動式圧縮機等の電力消費機器とが一体的に構成される室外機ユニットでは、ガス消費機器と電力消費機器とでセンサや制御機構を共用しているため、センサや制御機構といった共用部が故障した場合、室外機ユニット全体が利用できなくなり、空気調和装置の運転が不可能となる。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑み、ガス消費機器と、電力消費機器とを双方とも備えた空気調和装置において、一方の消費機器や、当該消費機器用のセンサや制御機構が故障した場合であっても他方の消費機器を駆動して空気調和装置を運転させることができる空気調和装置、および、空気調和システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、施設に設置される空気調和装置であって、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、を備える。

【0010】

また、施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、電力消費ユニットの駆動に要する電力の料金は、少なくとも契約電力に応じて決定される基本料金と、電力の使用量に応じて決定される従量料金との合算値であり、ガス消費ユニットの駆動に要するガスの料金は、当該ガスの使用量に応じて決定され、室内機ユニットにおいて要求される所定の空調負荷を実現するための、ガス消費機器の駆動量と電力消費機器の駆動量との比は、電力の料金とガスの料金との合計が最も少なくなるように設計されてもよい。

【0011】

また、施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、電力消費ユニットの駆動に要する電力の料金は、少なくとも契約電力に応じて決定される基本料金と、電力の使用量に応じて決定される従量料金との合算値であり、施設において契約電力を超えて電力を使用すると、基本料金および従量料金に加えて、ペナルティ料金が科され、電力消費ユニットの使用電力量と、施設における他の装置の使用電力量との総計が、契約電力未満の所定の制限値に収まる範囲となるように電力消費ユニットの運転出力を制御する運転制御部を備えてもよい。

【0012】

また、運転制御部は、所定の制限値に収まる範囲となるように電力消費ユニットの運転出力を制御する場合であって、室内機ユニットにおいて要求される所定の空調負荷を実現できない場合には、ガス消費ユニットが停止しているとガス消費ユニットの運転を開始し、ガス消費ユニットが運転中であると、ガス消費ユニットの運転出力を上昇させてもよい。

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の他の空気調和装置は、施設に設置される空気調和装置であって、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、ガス消費ユニットが故障したか否かを判定するガス消費ユニット故障判定部と、ガス消費ユニット故障判定部がガス消費ユニットの故障を判定したとき、電力消費ユニットが停止している場合には電力消費ユニットの運転を開始させ、電力消費ユニットが運転中である場合には電力消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部と、を備える。

【0014】

また、電力消費ユニットが受ける電力に制限値が設けられる場合、運転制御部は、ガス消費ユニット故障判定部がガス消費ユニットの故障を判定したときに、電力消費ユニットに供給される電力が制限値内に収まる範囲で電力消費ユニットの運転出力を上昇させてもよい。

【0015】

また、施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、施設において契約電力を超えて電力を使用すると、ペナルティ料金が科され、制限値は、契約電力から施設における他の装置の使用電力量を減じた値未満に設定されてもよい。

【0016】

上記課題を解決するために、本発明の他の空気調和装置は、施設に設置される空気調和装置であって、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、電力消費ユニットが故障したか否かを判定する電力消費ユニット故障判定部と、電力消費ユニット故障判定部が電力消費ユニットの故障を判定したとき、ガス消費ユニットが停止している場合にはガス消費ユニットの運転を開始させ、ガス消費ユニットが運転中である場合にはガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部と、を備える。

【0017】

上記課題を解決するために、本発明の空気調和システムは、施設に設置される、複数の空気調和装置を含んで構成される空気調和システムであって、空気調和装置は、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒又は水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、ガス消費ユニットが故障したか否かを判定するガス消費ユニット故障判定部と、を備え、空気調和システムは、ガス消費ユニット故障判定部によってガス消費ユニットが故障したと判定された空気調和装置であるガス消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、ガス消費ユニット故障空気調和装置以外の空気調和装置の電力消費ユニットの運転出力を低下させて電力消費ユニットに供給される電力を減少させ、減少させた分の電力がガス消費ユニット故障空気調和装置の電力消費ユニットに供給され、ガス消費ユニット故障空気調和装置の電力消費ユニットが停止している場合には電力消費ユニットの運転を開始させ、電力消費ユニットが運転中である場合には電力消費ユニットの運転出力を上昇させるとともに、ガス消費ユニット故障空気調和装置以外のガス消費ユニットが停止している場合にはガス消費ユニットの運転を開始させ、ガス消費ユニット故障空気調和装置以外のガス消費ユニットが運転中である場合にはガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部をさらに備える。

【0018】

また、複数の空気調和装置の電力消費ユニットが受ける電力の合計に制限値が設けられる場合、運転制御部は、ガス消費ユニット故障判定部がガス消費ユニットの故障を判定したときに、電力消費ユニットに供給される電力の合計が制限値内に収まる範囲で電力消費ユニットの運転出力を上昇させてもよい。

【0019】

また、施設には、当該施設での所定期間における電力の最大使用量である契約電力が設定されており、施設において契約電力を超えて電力を使用すると、ペナルティ料金が科され、制限値は、契約電力から施設における他の装置の使用電力量を減じた値未満に設定されてもよい。

【0020】

上記課題を解決するために、本発明の他の空気調和システムは、施設に設置される、複数の空気調和装置を含んで構成される空気調和システムであって、空気調和装置は、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却するガス消費ユニットと、ガス消費ユニットとは独立して構成され、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却する電力消費ユニットと、ガス消費ユニットおよび電力消費ユニットによって加熱または冷却された、冷媒または水と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器と、室内熱交換器に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部とを有する１または複数の室内機ユニットと、電力消費ユニットが故障したか否かを判定する電力消費ユニット故障判定部と、を備え、空気調和システムは、電力消費ユニット故障判定部によって電力消費ユニットが故障したと判定された空気調和装置である電力消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、電力消費ユニット故障空気調和装置の電力消費ユニットに供給されていた電力を、電力消費ユニット故障空気調和装置以外の空気調和装置の電力消費ユニットに供給して運転出力を上昇させ、電力消費ユニット故障空気調和装置のガス消費ユニットが停止している場合にはガス消費ユニットの運転を開始させ、ガス消費ユニットが運転中である場合にはガス消費ユニットの運転出力を上昇させる運転制御部をさらに備える。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、ガス消費機器および電力消費機器のうち一方の消費機器や、当該消費機器用のセンサや制御機構が故障した場合であっても他方の消費機器を駆動して空気調和装置を運転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】空気調和装置の構成を説明するための図である。

【図2】エンジン駆動式圧縮機および電気駆動式圧縮機の容量比と、空気調和装置が配される施設全体のガスの料金および電力の料金、空気調和装置に要するコストの合計と、電力の最大使用量とをシミュレーションした結果を説明する図である。

【図3】エンジン駆動式圧縮機および電気駆動式圧縮機の運転比率をシミュレーションした結果を説明する図である。

【図4】運転比率テーブルを示す図である。

【図5】第２実施形態にかかる空気調和装置の構成を説明するための図である。

【図6】運転比率テーブルを示す図である。

【図7】第３実施形態にかかる空気調和システムの構成を説明するための図である。

【図8】装置間運転比率テーブルを示す図である。

【図9】ＧＨＰチラーを説明する図である。

【図10】吸収式冷温水機を説明する図である。

【図11】ＥＨＰチラーを説明する図である。

【図12】ターボ冷凍機を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0024】

［第１実施形態：空気調和装置１００］
図１は、本実施形態にかかる空気調和装置１００の構成を説明するための図である。空気調和装置１００は、ビルや学校等の施設に設置され、室外機ユニットとして機能するＧＨＰユニット１１０と、当該ＧＨＰユニット１１０とは別体であり室外機ユニットとして機能するＥＨＰユニット１５０と、室内機ユニット２００と、ＧＨＰユニット１１０、ＥＨＰユニット１５０、室内機ユニット２００に冷媒を循環させるための冷媒管２３０と、ＧＨＰユニット１１０、ＥＨＰユニット１５０、室内機ユニット２００を制御する運転制御部２５０とを含んで構成される。なお、図１中、冷房時の冷媒の流れを実線の矢印で、信号線を破線で示す。

【0025】

ＧＨＰユニット１１０（ガス消費ユニット）は、ガスエンジン１１２（ガス消費機器）と、ガスエンジン１１２を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機１１４（ガス消費機器）と、四方弁１２０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うＧＨＰ室外熱交換器１３０と、ＧＨＰ室外熱交換器１３０に空気を送り熱交換を促進させるＧＨＰ送風部１３２と、ＧＨＰ制御部１４０とを含んで構成される。エンジン駆動式圧縮機１１４の出口は、冷媒管２３０によって四方弁１２０の第１ポート（図１中「１」で示す）に接続され、エンジン駆動式圧縮機１１４の入口は、冷媒管２３０によって四方弁１２０の第３ポート（図１中「３」で示す）に接続される。また、ＧＨＰ室外熱交換器１３０の一端側は、冷媒管２３０によって四方弁１２０の第２ポート（図１中「２」で示す）に接続される。ＧＨＰ室外熱交換器１３０の他端側は、冷媒管２３０によって後述する室内機ユニット２００の減圧部２１０に接続される。四方弁１２０の第４ポート（図１中「４」で示す）は、冷媒管２３０によって後述する室内機ユニット２００の室内熱交換器２２０の一端側に接続される。ＧＨＰ制御部１４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、後述する運転制御部２５０からの制御指令に基づいて、ＧＨＰユニット１１０全体（例えば、ガスエンジン１１２、ＧＨＰ送風部１３２、各種センサ等）を制御する。

【0026】

ＥＨＰユニット１５０（電力消費ユニット）は、ＧＨＰユニット１１０とは独立して構成され、電動機１５２（電力消費機器）と、電動機１５２を駆動源とする電気駆動式圧縮機１５４（電力消費機器）と、四方弁１６０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うＥＨＰ室外熱交換器１７０と、ＥＨＰ室外熱交換器１７０に空気を送り熱交換を促進させるＥＨＰ送風部１７２と、ＥＨＰ制御部１８０とを含んで構成される。電気駆動式圧縮機１５４の出口は、冷媒管２３０によって四方弁１６０の第１ポート（図１中「１」で示す）に接続され、電気駆動式圧縮機１５４の入口は、冷媒管２３０によって四方弁１６０の第３ポート（図１中「３」で示す）に接続される。また、ＥＨＰ室外熱交換器１７０の一端側は、冷媒管２３０によって四方弁１６０の第２ポート（図１中「２」で示す）に接続される。ＥＨＰ室外熱交換器１７０の他端側は、冷媒管２３０によって室内機ユニット２００の減圧部２１０に接続される。四方弁１６０の第４ポート（図１中「４」で示す）は、冷媒管２３０によって室内機ユニット２００の室内熱交換器２２０の一端側に接続される。ＥＨＰ制御部１８０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、運転制御部２５０からの制御指令に基づいて、ＥＨＰユニット１５０全体（例えば、電動機１５２、ＥＨＰ送風部１７２、各種センサ等）を制御する。

【0027】

本実施形態において、空気調和装置１００は、２つの室内機ユニット２００（図１中、２００ａ、２００ｂで示す）を備えている。室内機ユニット２００は、冷媒を減圧する減圧部２１０（膨張弁）と、冷媒管２３０によって減圧部２１０に接続され冷媒と室内の空気とで熱交換を行う室内熱交換器２２０と、室内熱交換器２２０に空気を送り熱交換を促進させる室内送風部２２２とを含んで構成される。上述したように、減圧部２１０の一端側は、冷媒管２３０によってＧＨＰ室外熱交換器１３０、ＥＨＰ室外熱交換器１７０の他端側に接続され、減圧部２１０の他端側は冷媒管２３０によって室内熱交換器２２０の他端側に接続され、室内熱交換器２２０の一端側は冷媒管２３０によって四方弁１２０、１６０の第４ポートに接続されている。

【0028】

したがって、エンジン駆動式圧縮機１１４や電気駆動式圧縮機１５４が駆動されると、冷媒は、冷媒管２３０を循環することとなり、冷媒管２３０によって一連の循環路が形成される。また、本実施形態において、冷媒が循環する一連の循環路は、ＧＨＰユニット１１０、ＥＨＰユニット１５０、室内機ユニット２００ａを通る循環路と、ＧＨＰユニット１１０、ＥＨＰユニット１５０、室内機ユニット２００ｂを通る循環路とに分岐されている。

【0029】

なお、室内機ユニット２００を冷房として機能させる場合、四方弁１２０の第１ポートと第２ポートとを接続し、第４ポートと第３ポートとを接続するとともに、四方弁１６０の第１ポートと第２ポートとを接続し、第４ポートと第３ポートとを接続することで、図１中矢印で示す方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒をＧＨＰ室外熱交換器１３０、ＥＨＰ室外熱交換器１７０に送出する。一方、室内機ユニット２００を暖房として機能させる場合、四方弁１２０の第１ポートと第４ポートとを接続し、第２ポートと第３ポートとを接続するとともに、四方弁１６０の第１ポートと第４ポートとを接続し、第２ポートと第３ポートとを接続することで、図１中矢印で示す方向とは逆の方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒を室内熱交換器２２０に送出する。

【0030】

運転制御部２５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して空気調和装置１００全体を管理および制御する。運転制御部２５０は、ユーザによる操作部（例えば、リモートコントローラ）への操作入力に応じて、冷媒の循環方向を切り換え、室内機ユニット２００の機能を冷房または暖房に切り換える。

【0031】

また、本実施形態において運転制御部２５０は、不図示の記憶部に予め記憶された運転比率テーブルに基づいて、ＧＨＰユニット１１０とＥＨＰユニット１５０との運転比率を制御する。運転比率テーブルおよびこれを用いた運転制御部２５０による運転比率の制御については後に詳述する。

【0032】

以上説明したように、本実施形態にかかる空気調和装置１００によれば、ＧＨＰユニット１１０とＥＨＰユニット１５０とを独立して構成することにより、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０のいずれか一方が故障したとしても、室内熱交換器２２０に冷媒を循環させることができ、空気調和装置１００を運転させることが可能となる。

【0033】

また、ＧＨＰユニット１１０とＥＨＰユニット１５０とは、別体であるため、ＧＨＰユニット１１０の数、および、ＥＨＰユニット１５０の数をそれぞれ増減させて空気調和装置１００を構成することができ、効率的に容量の増減を図ることが可能となる。したがって、１のＧＨＰユニット１１０自体の部品や、１のＥＨＰユニット１５０自体の部品を大型化する必要がなく、部品の大型化に伴うコスト上昇を回避することが可能となる。

【0034】

続いて、空気調和装置１００における、ＧＨＰユニット１１０のエンジン駆動式圧縮機１１４およびＥＨＰユニット１５０の電気駆動式圧縮機１５４の容量比の設計について説明する。

【0035】

（エンジン駆動式圧縮機１１４および電気駆動式圧縮機１５４の容量比の設計）
ＧＨＰユニット１１０を構成するガスエンジン１１２はガスで駆動力を発生させ、ＥＨＰユニット１５０を構成する電動機１５２は電力で駆動力を発生させる。したがって、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０を双方とも運転させる場合、ガスおよび電力が必要となるため、ガス供給会社や電力供給会社からガスおよび電力を購入することとなる。

【0036】

ガスおよび電力の料金は、使用量に依存しない基本料金と、予め設定された単価と使用量とに応じて決定される従量料金との２つの料金体系で構成される。一般的に、基本料金は、電力の方がガスよりも高く、従量料金は、ガスの方が電力よりも高いことが多い。

【0037】

また、ガスの料金において、基本料金および従量料金は、いずれも使用量に依存しており、使用量が多いほど高くなる。

【0038】

一方、電力の料金において、基本料金は、契約電力に基づいて決定される。ここで、契約電力は、所定期間（例えば、１年）における電力の最大使用量（ｋＷｈ）（詳細には、例えば、所定時間（例えば、３０分間）の平均電力使用量の最大値）である。なお、契約電力を超えて電力を使用すると、基本料金および従量料金に加えてペナルティ料金が科されることとなる。

【0039】

したがって、契約電力を超えない範囲であれば、使用量が同一である場合、基本料金が低いほど電力の料金（基本料金と従量料金との合算値）は安くなる。そのため、可能な限り基本料金を低くすることが望ましいが、基本料金を低くしすぎると、使用量が契約電力を超える頻度が高くなり、ペナルティ料金が科されて却って電力の料金が増加してしまうおそれもある。そこで、基本料金を適切に低く設定し、契約電力を超えないように電力の使用量を制御することが望ましい。

【0040】

そこで、本実施形態では、空気調和装置１００におけるエンジン駆動式圧縮機１１４と電気駆動式圧縮機１５４との容量比を、ガスの料金と電力の料金との合計が最も少なくなるように設計する。

【0041】

本願発明者らは、エンジン駆動式圧縮機１１４および電気駆動式圧縮機１５４の容量比を変化させることで、空気調和装置１００が配される施設全体のガスの料金および電力の料金の合計と、電力の最大使用量とがどのように変化するかのシミュレーションを行った。

【0042】

図２は、エンジン駆動式圧縮機１１４および電気駆動式圧縮機１５４の容量比と、空気調和装置１００が配される施設全体のガスの料金および電力の料金、空気調和装置１００に要するコストの合計と、電力の最大使用量とをシミュレーションした結果を説明する図である。

【0043】

図２において、室内機ユニット２００において要求される最大の空調負荷を実現するための容量を１００％とする。また、空気調和装置１００が配される施設における空気調和装置１００以外の他の機器に要する電力の基本料金および従量料金は、一定であると仮定している。

【0044】

図２に示すように、空気調和装置１００の導入時に要するＧＨＰユニット１１０の料金（図２中、イニシャル（ＧＨＰ））およびガス工事費用（図２中、イニシャル（ガス工事））は、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比が大きくなるほど（図２中、左になるにつれて）高くなる。空気調和装置１００の導入時に要するＥＨＰユニット１５０の料金（図２中、イニシャル（ＥＨＰ））およびキュービクル式高圧受電設備（図２中、イニシャル（キュービクル））は、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が大きくなるほど（図２中、右になるにつれて）高くなる。一方、空気調和装置１００の導入時に要する室内機ユニット２００の料金は、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比、電気駆動式圧縮機１５４の容量比に拘わらず、一定の料金を要する。

【0045】

また、空気調和装置１００の運転時に要する電力の基本料金および従量料金は、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が大きくなるほど高くなり、特に、電力の基本料金は、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が５０％の場合、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が３３％（エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比が６７％）の場合と比較して、著しく上昇することが確認できる。

【0046】

また、空気調和装置１００の運転時に要するガスの基本料金および従量料金、空気調和装置１００のメンテナンス費用は、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比が大きくなるほど高くなる。

【0047】

さらに、図２に示す例では、電力の最大使用量は、エンジン駆動式圧縮機１１４（ＧＨＰユニット１１０）の容量比が８０％であり、電気駆動式圧縮機１５４（ＥＨＰユニット１５０）の容量比が２０％である場合に最小となるものの、空気調和装置１００の導入時に要するコストおよび運転に要するコスト全体（年間コスト）は、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比が６７％であり、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が３３％である場合に最も少なくなることが分った。

【0048】

ガスの料金および電力の料金は、空気調和装置１００が設置される施設が契約するガス供給会社、電力供給会社によって異なる。そこで、上述したように、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量（駆動量）と電気駆動式圧縮機１５４の容量（駆動量）との比を、ガスの料金、電力の料金、空気調和装置１００に要するコストの合計（年間コスト）が最も少なくなるように設計することで、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現しつつ、コストを最小限に抑えることが可能となる。

【0049】

図２に示す例では、シミュレーションの結果、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比が６７％であり、電気駆動式圧縮機１５４の容量比が３３％である場合に年間コストが最も少なくなることが分った。

【0050】

そこで、本願発明者らは、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量比を６７％とし、電気駆動式圧縮機１５４の容量比を３３％とした空気調和装置１００（年間コストが最も少なくなるように設計された空気調和装置１００）を用いて、エンジン駆動式圧縮機１１４の運転比率と電気駆動式圧縮機１５４の運転比率を変化させることで、年間コストがどの程度変化するかのシミュレーションを行った。

【0051】

図３は、エンジン駆動式圧縮機および電気駆動式圧縮機の運転比率をシミュレーションした結果を説明する図である。図３中、Ａは、エンジン駆動式圧縮機１１４を最大の運転出力で駆動させ、室内機ユニット２００において要求される空調負荷の不足分を、電気駆動式圧縮機１５４を駆動させて補った場合を、Ｂは、エンジン駆動式圧縮機１１４の運転比率および電気駆動式圧縮機１５４の運転比率を最適値として、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現する場合を、Ｃは、電気駆動式圧縮機１５４を最大の運転出力で駆動させ、室内機ユニット２００において要求される空調負荷の不足分を、エンジン駆動式圧縮機１１４を駆動させて補った場合を示す。

【0052】

図３に示すように、上記年間コストが最も少なくなるように設計された空気調和装置１００において、Ｂの場合、年間コストが最も小さくなるものの、Ａ、Ｂ、Ｃいずれの場合であっても、年間コストが著しく変化することはないことが確認された。

【0053】

したがって、エンジン駆動式圧縮機１１４の容量と電気駆動式圧縮機１５４の容量との比を、年間コストが最も少なくなるように設計することで、どのような運転比率で、ＧＨＰユニット１１０（エンジン駆動式圧縮機１１４）およびＥＨＰユニット１５０（電気駆動式圧縮機１５４）を運転させたとしても、年間コストにほとんど変化させることなく、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現することが可能となることが確認できた。

【0054】

（運転制御部２５０による運転比率制御）
続いて、運転制御部２５０による制御について説明する。本実施形態において運転制御部２５０は、記憶部に予め記憶された運転比率テーブルに基づいて、ＧＨＰユニット１１０と、ＥＨＰユニット１５０との運転比率を制御する。ここで、運転比率テーブルは、空気調和装置１００が設置される施設における他の機器（例えば、照明、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫等）の使用電力量とＥＨＰユニット１５０の使用電力量との総計、ガスの料金、電力の料金、および、契約電力に基づいて決定される運転状況と、室内機ユニット２００において要求される空調負荷とに基づいて、１つの運転比率を一義的に導出するためのものである。

【0055】

図４は、運転比率テーブルを示す図である。図４では、室内機ユニット２００において要求される最大の空調負荷を２００％とした場合のＧＨＰユニット１１０、ＥＨＰユニット１５０の運転比率が設定された運転比率テーブルを示し、ＧＨＰユニット１１０と、ＥＨＰユニット１５０との容量比が１００％：１００％で設計された空気調和装置１００を例に挙げて説明する。

【0056】

また、運転状況として、通常運転する際に参照される「通常Ａモード」および「通常Ｂモード」、ＧＨＰユニット１１０を主に運転する際に参照される「ＧＨＰ主体モード」、ＥＨＰユニット１５０を主に運転する際に参照される「ＥＨＰ主体モード」、他の機器の使用電力量が契約電力に逼迫している際に参照される「デマンド１モード」および「デマンド２モード」を例に挙げて説明する。

【0057】

運転制御部２５０は、空気調和装置１００が設置される施設に設けられた使用電力量を検知する検知器からのデマンド信号に基づいて、運転状況を把握する。検知器は、契約電力と、施設全体の使用電力量（空気調和装置１００が設置される施設における他の機器の使用電力量とＥＨＰユニット１５０の使用電力量との総計）との差分Ｚに応じて、デマンド信号１、デマンド信号２を送信する。ここで、検知器は、例えば、契約電力が１００ｋＷである場合に、差分Ｚが３０ｋＷ（すなわち、施設全体の使用電力量が７０ｋＷ）となった場合にデマンド信号１を運転制御部２５０に送信し、差分Ｚが１０ｋＷ（すなわち、施設全体の使用電力量が９０ｋＷ）となった場合にデマンド信号２を運転制御部２５０に送信する。

【0058】

運転制御部２５０は、デマンド信号１およびデマンド信号２のいずれも受信していない場合、通常運転を行うべく、運転比率テーブルの「通常Ａモード」または「通常Ｂモード」を参照して、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０の運転比率を設定する。なお、「通常Ａモード」は、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０を並行して駆動する際にＧＨＰユニット１１０を先に立ち上げ、「通常Ｂモード」は、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０を並行して駆動する際にＥＨＰユニット１５０を先に立ち上げるように構成されている。このため、運転制御部２５０は、通常運転を実行する場合、「通常Ａモード」と「通常Ｂモード」とを交互に参照することで、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０の駆動回数を実質的に均一化している。

【0059】

また、通常運転を行う場合であって、例えば、ガス供給会社や、電力供給会社、時間帯等によって、ＥＨＰユニット１５０を最大の運転出力で駆動させたときに要する電力の料金が、ＧＨＰユニット１１０を最大の運転出力で駆動させたときに要するガスの料金より高い場合、運転制御部２５０は、「ＧＨＰ主体モード」を参照する。これにより、ＥＨＰユニット１５０よりＧＨＰユニット１１０の運転比率を高くすることができ、低コストで、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現することが可能となる。

【0060】

一方、通常運転を行う場合であって、例えば、地域や時間帯等によって、ＧＨＰユニット１１０を最大の運転出力で駆動させたときに要するガスの料金が、ＥＨＰユニット１５０を最大の運転出力で駆動させたときに要する電力の料金より高い場合、運転制御部２５０は、「ＥＨＰ主体モード」を参照する。これにより、ＧＨＰユニット１１０よりＥＨＰユニット１５０の運転比率を高くすることができ、低コストで、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現することが可能となる。

【0061】

また、運転制御部２５０は、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット１５０の運転出力によっては、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号１を受信した場合、「デマンド１モード」を参照して、ＥＨＰユニット１５０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が契約電力未満の所定の制限値（例えば、８０ｋＷ）内に収まる範囲で、運転比率を設定する。

【0062】

具体的に説明すると、「デマンド１モード」においては、ＥＨＰユニット１５０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が最大でも制限値内となる運転出力（例えば、ＥＨＰユニット１５０の運転出力が６０％）となるように運転比率が割り当てられている。これにより、運転制御部２５０は、ＥＨＰユニット１５０の使用電力量と、施設における他の装置の使用電力量との総計が、契約電力未満となるようにＥＨＰユニット１５０に供給する電力を制限することができる。したがって、空気調和装置１００が設置される施設の総計使用電力量が、契約電力を超え、ペナルティ料金が科されてしまう事態を回避することが可能となる。

【0063】

また、この際、ＧＨＰユニット１１０が停止している場合、ＧＨＰユニット１１０の運転を開始し、ＧＨＰユニット１１０が運転中である場合、ＧＨＰユニット１１０の運転出力を上昇させる。これにより、ペナルティ料金が科されてしまう事態を回避しつつ、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現することが可能となる。

【0064】

なお、「デマンド１モード」において、ＧＨＰユニット１１０のみで実現できる室内機ユニット２００の空調負荷（例えば、４０％、１００％）が要求された場合には、ＧＨＰユニット１１０のみが駆動されるように運転比率が割り当てられている。また、ＧＨＰユニット１１０のみでは実現できない室内機ユニット２００の空調負荷（例えば、１６０％、２００％）が要求された場合には、ＧＨＰユニット１１０に加えてＥＨＰユニット１５０を最大でも制限値内となる運転出力の６０％まで駆動させるように運転比率が割り当てられている。

【0065】

なお、「デマンド１モード」において、室内機ユニット２００において要求される空調負荷が最大の２００％である場合には、ＥＨＰユニット１５０を最大でも制限値内となる運転出力６０％で駆動させるため、ＧＨＰユニット１１０を運転出力１００％で駆動させたとしても、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を実現できないものの、ペナルティ料金が科される事態を回避することができる。

【0066】

また、運転制御部２５０は、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット１５０を駆動させれば、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号２を受信した場合、ＥＨＰユニット１５０を駆動させないように設定された「デマンド２モード」を参照する。これにより、運転制御部２５０は、空気調和装置１００によって契約電力を超えてしまう事態を防止することができる。

【0067】

［第２実施形態：空気調和装置３００］
図５は、第２実施形態にかかる空気調和装置３００の構成を説明するための図である。図５中、冷房時の冷媒の流れを実線の矢印で、信号線を破線で示す。

【0068】

図５に示すように、第２実施形態に係る空気調和装置３００は、ＧＨＰユニット３１０と、ＥＨＰユニット３２０と、１または複数の室内機ユニット２００と、冷媒管２３０と、運転制御部３５０とを含む。

【0069】

ＧＨＰユニット３１０（ガス消費ユニット）は、ガスエンジン１１２（ガス消費機器）と、ガスエンジン１１２を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機１１４（ガス消費機器）と、四方弁１２０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うＧＨＰ室外熱交換器１３０と、ＧＨＰ室外熱交換器１３０に空気を送り熱交換を促進させるＧＨＰ送風部１３２と、ＧＨＰ制御部３１２とを含んで構成される。

【0070】

ＥＨＰユニット３２０（電力消費ユニット）は、ＧＨＰユニット３１０とは独立して構成され、電動機１５２（電力消費機器）と、電動機１５２を駆動源とする電気駆動式圧縮機１５４（電力消費機器）と、四方弁１６０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うＥＨＰ室外熱交換器１７０と、ＥＨＰ室外熱交換器１７０に空気を送り熱交換を促進させるＥＨＰ送風部１７２と、ＥＨＰ制御部３２２とを含んで構成される。

【0071】

なお、上記した第１実施形態の空気調和装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、構成の異なるＧＨＰ制御部３１２、ＥＨＰ制御部３２２、運転制御部３５０について詳述する。

【0072】

ＧＨＰ制御部３１２は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、後述する運転制御部３５０からの制御指令に基づいて、ＧＨＰユニット３１０全体（例えば、ガスエンジン１１２、ＧＨＰ送風部１３２、各種センサ等）を制御する。

【0073】

また、本実施形態において、ＧＨＰ制御部３１２は、ガス消費ユニット故障判定部３１４としても機能し、ＧＨＰユニット３１０が故障したか否か、詳細には、ＧＨＰユニット３１０を構成する、ガスエンジン１１２、ＧＨＰ送風部１３２、四方弁１２０、各種センサが故障したか否かを判定し、ＧＨＰユニット３１０が故障した場合、その旨を運転制御部３５０に出力する。

【0074】

ＥＨＰ制御部３２２は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、運転制御部３５０からの制御指令に基づいて、ＥＨＰユニット３２０全体（例えば、電動機１５２、ＥＨＰ送風部１７２、各種センサ等）を制御する。

【0075】

また、本実施形態において、ＥＨＰ制御部３２２は、電力消費ユニット故障判定部３２４としても機能し、ＥＨＰユニット３２０が故障したか否か、詳細には、ＥＨＰユニット３２０を構成する、電動機１５２、ＥＨＰ送風部１７２、四方弁１６０、各種センサが故障したか否かを判定し、ＥＨＰユニット３２０が故障した場合、その旨を運転制御部３５０に出力する。

【0076】

運転制御部３５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して空気調和装置３００全体を管理および制御する。運転制御部３５０は、ユーザによる操作部（例えば、リモートコントローラ）への操作入力に応じて、冷媒の循環方向を切り換え、室内機ユニット２００の機能を冷房または暖房に切り換える。

【0077】

また、本実施形態において運転制御部３５０は、不図示の記憶部に予め記憶された運転比率テーブルに基づいて、ＧＨＰユニット３１０とＥＨＰユニット３２０との運転比率を制御する。ここで、運転比率テーブルは、ＧＨＰユニット３１０が故障しているか否か、ＥＨＰユニット３２０が故障しているか否か、空気調和装置３００が設置される施設における他の機器（例えば、照明、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫等）の使用電力量とＥＨＰユニット３２０の使用電力量との総計、および、契約電力に基づいて決定される運転状況と、室内機ユニット２００において要求される空調負荷とに基づいて、１つの運転比率を一義的に導出するためのものである。なお、運転比率テーブルは、空気調和装置３００の室内機ユニット２００において要求される空調負荷ごとに複数記憶されている。

【0078】

図６は、運転比率テーブルを示す図である。図６では、室内機ユニット２００において要求される空調負荷を１００％とした場合のＧＨＰユニット３１０、ＥＨＰユニット３２０の運転比率が割り当てられた運転比率テーブルを示し、ＧＨＰユニット３１０と、ＥＨＰユニット３２０との容量比が１００％：１００％で設計された空気調和装置３００を例に挙げて説明する。

【0079】

また、運転状況として、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０が故障していないときに参照される「通常モード」、ＧＨＰユニット３１０が故障しており、ＥＨＰユニット３２０が故障していないときに参照される「ＧＨＰ故障モード」、ＥＨＰユニット３２０が故障しており、ＧＨＰユニット３１０が故障していないときに参照される「ＥＨＰ故障モード」、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０は故障していないが施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫している際に参照される「通常デマンド優先モード」、ＧＨＰユニット３１０が故障しており、ＥＨＰユニット３２０が故障していないが施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫している際に参照される「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」を例に挙げて説明する。

【0080】

空気調和装置３００が設置される施設には、当該施設での所定期間（例えば、１年）における電力の最大使用量（ｋＷｈ）（詳細には、例えば、所定時間（例えば、３０分間）の平均電力使用量の最大値）である契約電力が設定されている。そして契約電力を超えて電力を使用すると、ペナルティ料金が科されることとなる。

【0081】

そこで、運転制御部３５０は、まず、ガス消費ユニット故障判定部３１４によってＧＨＰユニット３１０が故障していると判定されたか否かを確認し、電力消費ユニット故障判定部３２４によってＥＨＰユニット３２０が故障していると判定されたか否かを確認し、続いて、空気調和装置３００が設置される施設に設けられた使用電力量を検知する検知器からのデマンド信号に基づいて、運転状況を把握する。検知器は、契約電力と、施設全体の使用電力量（空気調和装置３００が設置される施設における他の機器の使用電力量とＥＨＰユニット３２０の使用電力量との総計）との差分Ｘに応じて、デマンド信号を送信する。ここで、検知器は、例えば、契約電力が１００ｋＷである場合に、差分Ｘが３０ｋＷ（すなわち、施設全体の使用電力量が７０ｋＷ）となった場合にデマンド信号を運転制御部３５０に送信する。なお、ＧＨＰユニット３１０（エンジン駆動式圧縮機１１４）の消費電力量は、運転出力に応じてほとんど変化しないため、ここでは、実際の契約電力からＧＨＰユニット３１０の消費電力を減じた値を契約電力として扱うこととする。

【0082】

例えば、ガス消費ユニット故障判定部３１４によってＧＨＰユニット３１０が故障していないと判定されるとともに、電力消費ユニット故障判定部３２４によってＥＨＰユニット３２０が故障していないと判定されたとき、運転制御部３５０は、デマンド信号を受信したか否かを判定する。

【0083】

そして、デマンド信号を受信していない場合、運転制御部３５０は、運転比率テーブルの「通常モード」を参照して、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０の運転比率を設定する。「通常モード」では、例えば、ＧＨＰユニット３１０、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が５０％に割り当てられており、運転制御部３５０が「通常モード」を参照して運転比率を設定することで、室内熱交換器２２０において要求される空調負荷（１００％）を実現する。

【0084】

また、運転制御部３５０は、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット３２０の運転出力によっては、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号を受信した場合、「通常デマンド優先モード」を参照して、ＥＨＰユニット３２０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が契約電力未満の所定値（例えば、８０ｋＷ）内に収まる範囲となるように運転比率を設定する。

【0085】

運転比率テーブルの「通常デマンド優先モード」では、ＥＨＰユニット３２０に供給される電力が所定の制限値内に収まる範囲となるように運転比率が割り当てられている。ここで、制限値は、契約電力から、施設における他の装置の使用電力量を減じた値未満に設定される。

【0086】

具体的に説明すると、「通常デマンド優先モード」においては、例えば、ＥＨＰユニット３２０に供給される電力が制限値内となる運転出力（ここでは、４０％）に低下させた運転比率がＥＨＰユニット３２０に割り当てられている。また、「通常モード」と比較して、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が制限された分（１０％）上昇させた運転出力（６０％）にＧＨＰユニット３１０の運転比率が割り当てられており、運転制御部３５０が「通常デマンド優先モード」を参照して運転比率を設定することで、室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現する。

【0087】

一方、ガス消費ユニット故障判定部３１４によってＧＨＰユニット３１０が故障していると判定されたが、電力消費ユニット故障判定部３２４によってＥＨＰユニット３２０が故障していないと判定されたとき、運転制御部３５０は、デマンド信号を受信したか否かを判定する。

【0088】

そして、デマンド信号を受信していない場合、運転制御部３５０は、運転比率テーブルの「ＧＨＰ故障モード」を参照して、ＥＨＰユニット３２０の運転比率を設定する。

【0089】

ここでは、「ＧＨＰ故障モード」において、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が１００％となるように割り当てられている。運転制御部３５０は、このように割り当てられた運転比率でＥＨＰユニット３２０を運転させることにより、ＥＨＰユニット３２０のみで室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現することができる。

【0090】

つまり、運転制御部３５０は、ガス消費ユニット故障判定部３１４がＧＨＰユニット３１０の故障を判定したとき、ＥＨＰユニット３２０が停止している場合にＥＨＰユニット３２０の運転を開始させ、ＥＨＰユニット３２０が運転中である場合にＥＨＰユニット３２０の運転出力を上昇させる。

【0091】

このように本実施形態にかかる空気調和装置３００では、ＧＨＰユニット３１０とＥＨＰユニット３２０とを独立して構成することにより、ＧＨＰユニット３１０が故障したとしても、ＥＨＰユニット３２０を駆動させて、室内熱交換器２２０に冷媒を循環させることができ、空気調和装置３００の運転を維持することが可能となる。

【0092】

また、運転制御部３５０は、ガス消費ユニット故障判定部３１４によってＧＨＰユニット３１０が故障していると判定されたが、電力消費ユニット故障判定部３２４によってＥＨＰユニット３２０が故障していないと判定されたときであって、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット３２０の運転出力によっては、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号を受信した場合、「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」を参照して、ＥＨＰユニット３２０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が契約電力未満の所定値（例えば、８０ｋＷ）内に収まる範囲に運転比率を設定する。具体的に説明すると、運転比率テーブルの「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」においては、ＥＨＰユニット３２０に供給される電力が制限値内に収まる範囲となる運転出力（ここでは、４０％）に低下させた運転比率がＥＨＰユニット３２０に割り当てられている。

【0093】

運転制御部３５０が「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」を参照することで、ＥＨＰユニット３２０が受ける電力が制限値内に収まるように、ＥＨＰユニット３２０の運転出力を４０％に低減させるため、室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）は実現できないが、室内熱交換器２２０が全く機能しない、つまり、空気調和装置３００が運転できないという事態を回避することが可能となる。

【0094】

これにより、運転制御部３５０は、ＥＨＰユニット３２０の使用電力量と、施設における他の装置の使用電力量との総計が、契約電力未満となるようにＥＨＰユニット３２０に供給する電力を制限することができる。したがって、空気調和装置３００が設置される施設の総計使用電力量が、契約電力を超え、ペナルティ料金が科されてしまう事態を回避することが可能となる。

【0095】

また、電力消費ユニット故障判定部３２４によってＥＨＰユニット３２０が故障していると判定されたが、ガス消費ユニット故障判定部３１４によってＧＨＰユニット３１０が故障していないと判定されたとき、運転制御部３５０は、ＧＨＰユニット３１０のみで、要求される空調負荷（１００％）を実現するために、運転比率テーブルの「ＥＨＰ故障モード」を参照して、ＧＨＰユニット３１０の運転比率を設定する。

【0096】

ここでは、「ＥＨＰ故障モード」において、ＧＨＰユニット３１０の運転出力が１００％となるように割り当てられている。運転制御部３５０は、このように割り当てられた運転比率でＧＨＰユニット３１０を運転させることにより、ＧＨＰユニット３１０のみで室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現することができる。

【0097】

つまり、運転制御部３５０は、電力消費ユニット故障判定部３２４がＥＨＰユニット３２０の故障を判定したとき、ＧＨＰユニット３１０が停止している場合にＧＨＰユニット３１０の運転を開始させ、ＧＨＰユニット３１０が運転中である場合にＧＨＰユニット３１０の運転出力を上昇させる。

【0098】

このように本実施形態にかかる空気調和装置３００では、ＧＨＰユニット３１０とＥＨＰユニット３２０とを独立して構成することにより、ＥＨＰユニット３２０が故障したとしても、ＧＨＰユニット３１０を駆動させて、室内熱交換器２２０に冷媒を循環させることができ、空気調和装置３００の運転を維持することが可能となる。

【0099】

以上説明したように、本実施形態にかかる空気調和装置３００によれば、ＧＨＰユニット３１０が故障したとしても、ＥＨＰユニット３２０を駆動させて、空気調和装置３００を運転させることが可能となる。また、ＥＨＰユニット３２０が故障したとしても、ＧＨＰユニット３１０を駆動させて、空気調和装置３００を運転させることが可能となる。

【0100】

［第３実施形態：空気調和システム４００］
第３実施形態では、ＧＨＰユニット３１０とＥＨＰユニット３２０と室内機ユニット２００とを備えた空気調和装置４１０を複数備えた空気調和システム４００について説明する。

【0101】

図７は、第３実施形態にかかる空気調和システム４００の構成を説明するための図である。図７に示すように、空気調和システム４００は、ビルや学校等の施設に設置され、複数（ここでは、３つ）の空気調和装置４１０（図７中、４１０ａ～４１０ｃで示す）と、運転制御部４５０とを含んで構成される。空気調和装置４１０は、室外機ユニットとして機能するＧＨＰユニット３１０と、当該ＧＨＰユニット３１０とは別体であり室外機ユニットとして機能するＥＨＰユニット３２０と、１または複数の室内機ユニット２００と、ＧＨＰユニット３１０、ＥＨＰユニット３２０、室内機ユニット２００に冷媒を循環させるための冷媒管２３０とを含んで構成される。

【0102】

なお、上記した第１実施形態の空気調和装置１００および第２実施形態の空気調和装置３００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、構成の異なる運転制御部４５０について詳述する。

【0103】

運転制御部４５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して空気調和システム４００全体を管理および制御する。運転制御部４５０は、ユーザによる操作部（例えば、リモートコントローラ）への操作入力に応じて、冷媒の循環方向を切り換え、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００の機能を冷房または暖房に切り換える。

【0104】

また、本実施形態において運転制御部４５０は、不図示の記憶部に予め記憶された装置間運転比率テーブルに基づいて、各空気調和装置４１０におけるＧＨＰユニット３１０とＥＨＰユニット３２０との運転比率を制御する。ここで、装置間運転比率テーブルは、ＧＨＰユニット３１０が故障しているか否か、ＥＨＰユニット３２０が故障しているか否か、空気調和システム４００が設置される施設における他の機器の使用電力量とすべてのＥＨＰユニット３２０の使用電力量との総計、および、契約電力に基づいて決定される運転状況と、室内機ユニット２００において要求される空調負荷とに基づいて、１つの運転比率を一義的に導出するためのものである。なお、装置間運転比率テーブルは、複数の空気調和装置４１０それぞれの室内機ユニット２００において要求される空調負荷ごとに複数記憶されている。

【0105】

図８は、装置間運転比率テーブルを示す図である。図８では、各室内機ユニット２００において要求される空調負荷を１００％とした場合の各空気調和装置４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃにおけるＧＨＰユニット３１０、ＥＨＰユニット３２０の運転比率が割り当てられた装置間運転比率テーブルを示し、ＧＨＰユニット３１０と、ＥＨＰユニット３２０との容量比が１００％：１００％で設計された空気調和装置４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを備えた空気調和システム４００を例に挙げて説明する。

【0106】

また、運転状況として、ＧＨＰユニット３１０が故障している空気調和装置４１０（以下、「ガス消費ユニット故障空気調和装置」と称する）、および、ＥＨＰユニット３２０が故障している空気調和装置４１０（以下、「電力消費ユニット故障空気調和装置」と称する）が生じていない時に参照される「通常モード」、電力消費ユニット故障空気調和装置は生じていないがガス消費ユニット故障空気調和装置が生じた時に参照される「ＧＨＰ故障モード」、ガス消費ユニット故障空気調和装置およびＥＨＰ空気調和装置は生じていないが施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫している際に参照される「通常デマンド優先モード」、電力消費ユニット故障空気調和装置は生じていないがガス消費ユニット故障空気調和装置が生じており施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫している際に参照される「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」、ガス消費ユニット故障空気調和装置は生じていないが電力消費ユニット故障空気調和装置が生じた時に参照される「ＥＨＰ故障モード」を例に挙げて説明する。

【0107】

なお、図８では、各空気調和装置４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃのうち、ガス消費ユニット故障空気調和装置または電力消費ユニット故障空気調和装置を「故障」で示し、ガス消費ユニット故障空気調和装置、電力消費ユニット故障空気調和装置のいずれでもない空気調和装置４１０（以下、「正常空気調和装置」と称する）を「正常」で示す。

【0108】

運転制御部４５０は、まず、ガス消費ユニット故障空気調和装置が生じたか否かを確認し、電力消費ユニット故障空気調和装置が生じたか否かを確認し、続いて、空気調和システム４００が設置される施設に設けられた使用電力量を検知する検知器からのデマンド信号に基づいて、運転状況を把握する。検知器は、契約電力と、施設全体の使用電力量（空気調和システム４００が設置される施設における他の機器の使用電力量とすべてのＥＨＰユニット３２０の使用電力量との総計）との差分Ｙに応じて、デマンド信号を送信する。ここで、検知器は、例えば、契約電力が１００ｋＷである場合に、差分Ｙが３０ｋＷ（すなわち、施設全体の使用電力量が７０ｋＷ）となった場合にデマンド信号を運転制御部４５０に送信する。なお、ＧＨＰユニット３１０（エンジン駆動式圧縮機１１４）の消費電力量は、運転出力に応じてほとんど変化しないため、ここでは、実際の契約電力からＧＨＰユニット３１０の消費電力を減じた値を契約電力として扱うこととする。

【0109】

ガス消費ユニット故障空気調和装置および電力消費ユニット故障空気調和装置が生じていないとき、運転制御部４５０は、デマンド信号を受信したか否かを判定する。

【0110】

そして、デマンド信号を受信していない場合、運転制御部４５０は、装置間運転比率テーブルの「通常モード」を参照して、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０の運転比率を設定する。「通常モード」では、例えば、すべてのＧＨＰユニット３１０、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力が５０％に割り当てられており、運転制御部４５０が「通常モード」を参照して運転比率を設定することで、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現する。この場合、空気調和システム４００を構成するすべてのＧＨＰユニット３１０の運転出力の合計は１５０％となり、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計は１５０％となる。

【0111】

また、運転制御部４５０は、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット３２０の運転出力によっては、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号を受信した場合、「通常デマンド優先モード」を参照して、すべてのＥＨＰユニット３２０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が契約電力未満の所定値（例えば、８０ｋＷ）内に収まる範囲（例えば、ＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計が１２０％）となるように運転比率を設定する。

【0112】

具体的に説明すると、「通常デマンド優先モード」においては、例えば、すべてのＥＨＰユニット３２０に供給される電力の合計が制限値内となる運転出力（ここでは、１２０％）に低下させた運転比率（それぞれ４０％ずつ）が３つのＥＨＰユニット３２０に割り当てられている。また、「通常モード」と比較して、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が制限された分（１０％）上昇させた運転出力（６０％）にＧＨＰユニット３１０それぞれの運転比率が割り当てられており、運転制御部４５０が「通常デマンド優先モード」を参照して運転比率を設定することで、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現する。

【0113】

この場合、空気調和システム４００を構成するすべてのＧＨＰユニット３１０の運転出力の合計は１８０％となり、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計は、電力の制限値に相当する運転出力の１２０％となり、空気調和システム４００が設置される施設の総計使用電力量が、契約電力を超え、ペナルティ料金が科されてしまう事態を回避することが可能となる。

【0114】

一方、ガス消費ユニット故障空気調和装置が生じているが、電力消費ユニット故障空気調和装置が生じていないとき、運転制御部４５０は、デマンド信号を受信したか否かを判定する。

【0115】

そして、デマンド信号を受信していない場合、運転制御部４５０は、運転比率テーブルの「ＧＨＰ故障モード」を参照して、各空気調和装置４１０の運転比率を設定する。

【0116】

ここでは、「ＧＨＰ故障モード」において、正常空気調和装置のＧＨＰユニット３１０、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が５０％となるように割り当てられ、ガス消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０の運転出力が１００％となるように割り当てられている。運転制御部４５０は、このように割り当てられた運転比率で、各空気調和装置４１０を運転させることにより、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現する。

【0117】

この場合、空気調和システム４００を構成するすべてのＧＨＰユニット３１０の運転出力の合計は１５０％となり、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計は２００％となる。

【0118】

つまり、運転制御部４５０は、ガス消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、ガス消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０が停止している場合にＥＨＰユニット３２０の運転を開始させ、ＥＨＰユニット３２０が運転中である場合にＥＨＰユニット３２０の運転出力を上昇させる。

【0119】

また、運転制御部４５０は、ガス消費ユニット故障空気調和装置が生じたが、電力消費ユニット故障空気調和装置が生じていないときであって、施設全体の使用電力量が契約電力に逼迫しており、ＥＨＰユニット３２０の運転出力によっては、契約電力を超えてしまう場合、つまり、デマンド信号を受信した場合、「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」を参照して、すべてのＥＨＰユニット３２０に供給される電力と他の機器の使用電力量との総計が契約電力未満の所定値内に収まる範囲（例えば、ＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計が１２０％）となるように運転比率を設定する。

【0120】

具体的に説明すると、「ＧＨＰ故障デマンド優先モード」においては、「ＧＨＰ故障モード」と比較して、正常空気調和装置のＥＨＰユニット３２０の運転出力が低下するように運転比率が割り当てられ、当該ＥＨＰユニット３２０に供給される電力を減少させ、減少させた分の電力がガス消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０に供給されるようにする。また、「ＧＨＰ故障優先デマンドモード」においては、すべてのＥＨＰユニット３２０に供給される電力の合計が制限値内となる運転出力（ここでは、１２０％）に低下させた運転比率となるように、かつ、ガス消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０の運転出力が最も大きくなるように運転比率が割り当てられている。

【0121】

ここでは、例えば、正常空気調和装置のＥＨＰユニット３２０の運転出力が１０％に割り当てられており、ガス消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０の運転出力が１００％に割り当てられている。

【0122】

なお、正常空気調和装置の室内機ユニット２００において、要求される空調負荷（１００％）を実現するために、正常空気調和装置のＧＨＰユニット３１０には、ＥＨＰユニット３２０の運転出力を低下させた分（４０％）上昇させた運転出力（９０％）が割り当てられている。

【0123】

この場合、空気調和システム４００を構成するすべてのＧＨＰユニット３１０の運転出力の合計は１８０％となり、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計は、電力の制限値に相当する運転出力の１２０％となる。したがって、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００において、要求される空調負荷（１００％）を実現しつつ、空気調和システム４００が設置される施設の総計使用電力量が、契約電力を超え、ペナルティ料金が科されてしまう事態を回避することが可能となる。

【0124】

また、電力消費ユニット故障空気調和装置が生じているが、ガス消費ユニット故障空気調和装置が生じていないとき、運転制御部４５０は、運転比率テーブルの「ＥＨＰ故障モード」を参照して、各空気調和装置４１０の運転比率を設定する。

【0125】

ここでは、「ＥＨＰ故障モード」において、「通常モード」と比較して、電力消費ユニット故障空気調和装置のＥＨＰユニット３２０に供給されていた電力を、正常空気調和装置のＥＨＰユニット３２０に供給して（按分して）運転出力を上昇させるような運転比率が割り当てられている。そして、「ＥＨＰ故障モード」では、正常空気調和装置において、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が上昇された分、ＧＨＰユニット３１０の運転出力が低下するように運転比率が割り当てられている。

【0126】

図８に示す例では、正常空気調和装置のＧＨＰユニット３１０の運転出力が２５％、ＥＨＰユニット３２０の運転出力が７５％となるように割り当てられ、電力消費ユニット故障空気調和装置のＧＨＰユニット３１０の運転出力が１００％となるように割り当てられている。運転制御部４５０は、このように割り当てられた運転比率で、各空気調和装置４１０を運転させることにより、各空気調和装置４１０の室内機ユニット２００において要求される空調負荷（１００％）を実現する。

【0127】

この場合、空気調和システム４００を構成するすべてのＧＨＰユニット３１０の運転出力の合計は１５０％となり、すべてのＥＨＰユニット３２０の運転出力の合計は１５０％となる。

【0128】

つまり、運転制御部４５０は、電力消費ユニット故障空気調和装置が生じたとき、電力消費ユニット故障空気調和装置のＧＨＰユニット３１０が停止している場合にＧＨＰユニット３１０の運転を開始させ、ＧＨＰユニット３１０が運転中である場合にＧＨＰユニット３１０の運転出力を上昇させる。

【0129】

以上説明したように、本実施形態にかかる空気調和システム４００によれば、ＧＨＰユニット３１０が故障した空気調和装置４１０が生じたとしても、ＥＨＰユニット３２０を駆動させて、空気調和装置４１０を運転させることが可能となる。また、ＥＨＰユニット３２０が故障した空気調和装置４１０が生じたとしても、ＥＨＰユニット３２０を駆動させて、空気調和装置４１０を運転させることが可能となる。

【0130】

［変形例］
上記第１～第３実施形態において、室外機ユニットとして機能するガス消費ユニットとしてＧＨＰユニット１１０、３１０を例に挙げた。しかし、ガス消費ユニットは、ガス消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却することができればその構成に限定はない。例えば、ガス消費ユニットは、水を加熱または冷却するＧＨＰチラー５００、または、吸収式冷温水機６００であってもよい。

【0131】

また、上記第１～第３実施形態において、室外機ユニットとして機能する電力消費ユニットとしてＥＨＰユニット１５０、３２０を例に挙げた。しかし、電力消費ユニットは、電力消費機器を有し、冷媒または水を、加熱または冷却することができれば構成に限定はない。例えば、電力消費ユニットは、水を加熱または冷却するＥＨＰチラー７００、または、ターボ冷凍機８００であってもよい。

【0132】

なお、ガス消費ユニットが、ＧＨＰチラー５００、または、吸収式冷温水機６００である場合、および、電力消費ユニットが、ＥＨＰチラー７００、または、ターボ冷凍機８００である場合、室内機ユニット２００は、減圧部２１０を備えない。そして、室内機ユニット２００（室内熱交換器２２０）には、ＧＨＰチラー５００、吸収式冷温水機６００、ＥＨＰチラー７００、または、ターボ冷凍機８００によって加熱または冷却された水が循環する。

【0133】

以下、ＧＨＰチラー５００、吸収式冷温水機６００、ＥＨＰチラー７００、および、ターボ冷凍機８００の一例を説明する。

【0134】

［ＧＨＰチラー５００］
図９は、ＧＨＰチラー５００を説明する図である。なお、図９中、冷房時の冷媒の流れを実線の矢印で示す。また、図９中、冷却水の流れを破線の矢印で示す。

【0135】

図９に示すように、ＧＨＰチラー５００は、冷媒が循環する冷媒管５１０と、ガスエンジン５１２（ガス消費機器）と、ガスエンジン５１２を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機５１４（ガス消費機器）と、四方弁５２０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うチラー室外熱交換器５３０と、チラー室外熱交換器５３０に空気を送り熱交換を促進させるチラー送風部５３２と、冷媒を減圧する減圧部５４０（膨張弁）と、冷却水熱交換器５５０と、チラー制御部５６０とを含んで構成される。

【0136】

エンジン駆動式圧縮機５１４の出口は、冷媒管５１０によって四方弁５２０の第１ポート（図９中「１」で示す）に接続され、エンジン駆動式圧縮機５１４の入口は、冷媒管５１０によって四方弁５２０の第３ポート（図９中「３」で示す）に接続される。また、チラー室外熱交換器５３０の一端側は、冷媒管５１０によって四方弁５２０の第２ポート（図９中「２」で示す）に接続される。チラー室外熱交換器５３０の他端側は、冷媒管５１０によって減圧部５４０の一端側に接続される。減圧部５４０の他端側は、冷媒管５１０によって冷却水熱交換器５５０の一端側に接続される。冷却水熱交換器５５０の他端側は、冷媒管５１０によって、四方弁５２０の第４ポート（図９中「４」で示す）に接続される。したがって、エンジン駆動式圧縮機５１４が駆動されると、冷媒は、冷媒管５１０を循環することとなり、冷媒管５１０によって一連の循環路が形成される。

【0137】

また、冷却水熱交換器５５０は、冷媒と、冷却水戻り管１０を通じて室内熱交換器２２０から返送された冷却水とを熱交換する。冷却水熱交換器５５０によって熱交換された冷却水は、冷却水送り管２０を通じて、室内熱交換器２２０に導かれる。

【0138】

チラー制御部５６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、上記運転制御部２５０、３５０、４５０からの制御指令に基づいて、ＧＨＰチラー５００全体（例えば、ガスエンジン５１２、チラー送風部５３２、各種センサ等）を制御する。

【0139】

なお、室内機ユニット２００を冷房として機能させる場合、四方弁５２０の第１ポートと第２ポートとを接続し、第４ポートと第３ポートとを接続することで、図９中、実線の矢印で示す方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒をチラー室外熱交換器５３０に送出する。一方、室内機ユニット２００を暖房として機能させる場合、四方弁５２０の第１ポートと第４ポートとを接続し、第２ポートと第３ポートとを接続することで、図９中、実線の矢印で示す方向とは逆の方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒を冷却水熱交換器５５０に送出する。

【0140】

［吸収式冷温水機６００］
図１０は、吸収式冷温水機６００を説明する図である。図１０に示すように、吸収式冷温水機６００（ガス消費機器）は、蒸発器６１０と、吸収器６２０と、再生器６３０と、凝縮器６４０と、冷却塔６５０と、冷却水循環路６６０と、冷温水機制御部６７０とを含んで構成される。なお、図１０中、吸収式冷温水機６００内を循環する水、吸収液、および、水蒸気の流れを実線の矢印で示す。また、図１０中、冷却水循環路６６０を循環する冷却水の流れを一点鎖線の矢印で示す。さらに、図１０中、室内熱交換器２２０を循環する冷却水の流れを破線の矢印で示す。

【0141】

蒸発器６１０は、内部に蒸発熱交換器６１２を備える。蒸発熱交換器６１２は、一端側に冷却水戻り管１０が接続され、他端側に冷却水送り管２０が接続される。室内機ユニット２００を冷房として機能させる場合、蒸発器６１０は、後述する凝縮器６４０から導かれた水（液体）を蒸発させて、気化熱により蒸発熱交換器６１２を冷却する。また、室内機ユニット２００を暖房として機能させる場合、蒸発器６１０は、後述する再生器６３０から導かれた高温の水蒸気で蒸発熱交換器６１２を加熱する。

【0142】

蒸発器６１０において、蒸発熱交換器６１２と熱交換が為された後の水蒸気は、吸収器６２０に導かれる。

【0143】

吸収器６２０は、蒸発器６１０から導かれた水蒸気と、後述する再生器６３０から導かれた吸収液（リーン吸収液）とを接触させて、吸収液に水蒸気を溶け込ませる。吸収液は、例えば、臭化リチウム水溶液である。水蒸気が溶け込んだ吸収液（リッチ吸収液）は、再生器６３０に導かれる。

【0144】

また、吸収器６２０内には、吸収液への水蒸気の溶解を向上させるために、吸収液を冷却する吸収熱交換器６２２が設けられる。

【0145】

再生器６３０（ガス消費機器）は、ガスを燃焼させるバーナを有し、バーナによってリッチ吸収液を加熱する。そうすると、リッチ吸収液から水蒸気が気化し、リッチ吸収液から水蒸気が取り除かれる。再生器６３０において、気化した水蒸気は、蒸発器６１０、または、凝縮器６４０に導かれる。また、水蒸気が取り除かれたリーン吸収液は、吸収器６２０に返送される。

【0146】

凝縮器６４０は、内部に凝縮熱交換器６４２を備える。凝縮熱交換器６４２は、後述する冷却水循環路６６０を通じて冷却塔６５０から導かれた冷却水と、再生器６３０から導かれた水蒸気とを熱交換させる。これにより、水蒸気が冷却されて（凝縮して）、水となる。凝縮器６４０で生成された水は、蒸発器６１０に導かれる。

【0147】

冷却塔６５０は、内部に塔熱交換器６５２を備える。塔熱交換器６５２は、冷却水循環路６６０を通じて凝縮熱交換器６４２から導かれた冷却水と外気とを熱交換する。凝縮熱交換器６４２によって冷却された冷却水は、冷却水循環路６６０を通じて、吸収熱交換器６２２に導かれる。

【0148】

そして、吸収熱交換器６２２で吸収液と熱交換されることで加熱された冷却水は、凝縮熱交換器６４２においてさらに加熱されて、塔熱交換器６５２に導かれる。

【0149】

冷温水機制御部６７０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、上記運転制御部２５０、３５０、４５０からの制御指令に基づいて、吸収式冷温水機６００全体（例えば、バーナ、バルブ６８０、６８２、各種センサ等）を制御する。

【0150】

冷温水機制御部６７０は、室内機ユニット２００を暖房として機能させる場合、再生器６３０と蒸発器６１０とを接続する配管に設けられたバルブ６８０を開弁し、再生器６３０と凝縮器６４０とを接続する配管に設けられたバルブ６８２を閉弁する。また、冷温水機制御部６７０は、室内機ユニット２００を冷房として機能させる場合、再生器６３０と蒸発器６１０とを接続する配管に設けられたバルブ６８０を閉弁し、再生器６３０と凝縮器６４０とを接続する配管に設けられたバルブ６８２を開弁する。

【0151】

［ＥＨＰチラー７００］
図１１は、ＥＨＰチラー７００を説明する図である。なお、図１１中、冷房時の冷媒の流れを実線の矢印で示す。また、図１１中、冷却水の流れを破線の矢印で示す。

【0152】

図１１に示すように、ＥＨＰチラー７００は、冷媒が循環する冷媒管７１０と、電動機７１２（電力消費機器）と、電動機７１２を駆動源とする電気駆動式圧縮機７１４（電力消費機器）と、四方弁７２０と、冷媒と室外の空気とで熱交換を行うチラー室外熱交換器７３０と、チラー室外熱交換器７３０に空気を送り熱交換を促進させるチラー送風部７３２と、冷媒を減圧する減圧部７４０（膨張弁）と、冷却水熱交換器７５０と、チラー制御部７６０とを含んで構成される。

【0153】

電気駆動式圧縮機７１４の出口は、冷媒管７１０によって四方弁７２０の第１ポート（図１１中「１」で示す）に接続され、電気駆動式圧縮機７１４の入口は、冷媒管７１０によって四方弁７２０の第３ポート（図１１中「３」で示す）に接続される。また、チラー室外熱交換器７３０の一端側は、冷媒管７１０によって四方弁７２０の第２ポート（図１１中「２」で示す）に接続される。チラー室外熱交換器７３０の他端側は、冷媒管７１０によって減圧部７４０の一端側に接続される。減圧部７４０の他端側は、冷媒管７１０によって冷却水熱交換器７５０の一端側に接続される。冷却水熱交換器７５０の他端側は、冷媒管７１０によって、四方弁７２０の第４ポート（図１１中「４」で示す）に接続される。したがって、電気駆動式圧縮機７１４が駆動されると、冷媒は、冷媒管７１０を循環することとなり、冷媒管７１０によって一連の循環路が形成される。

【0154】

また、冷却水熱交換器７５０は、冷媒と、冷却水戻り管１０を通じて室内熱交換器２２０から返送された冷却水とを熱交換する。冷却水熱交換器７５０によって熱交換された冷却水は、冷却水送り管２０を通じて、室内熱交換器２２０に導かれる。

【0155】

チラー制御部７６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、上記運転制御部２５０、３５０、４５０からの制御指令に基づいて、ＥＨＰチラー７００全体（例えば、電動機７１２、チラー送風部７３２、各種センサ等）を制御する。

【0156】

なお、室内機ユニット２００を冷房として機能させる場合、四方弁７２０の第１ポートと第２ポートとを接続し、第４ポートと第３ポートとを接続することで、図１１中、実線の矢印で示す方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒をチラー室外熱交換器７３０に送出する。一方、室内機ユニット２００を暖房として機能させる場合、四方弁７２０の第１ポートと第４ポートとを接続し、第２ポートと第３ポートとを接続することで、図１１中、実線の矢印で示す方向とは逆の方向に冷媒を流通させて、圧縮された冷媒を冷却水熱交換器７５０に送出する。

【0157】

［ターボ冷凍機８００］
図１２は、ターボ冷凍機８００を説明する図である。ターボ冷凍機８００は、室内機ユニット２００を冷房として機能させる。図１２に示すように、ターボ冷凍機８００は、冷媒が循環する冷媒管８１０と、電動機８１２（電力消費機器）と、電動機８１２を駆動源とする電気駆動式ターボ圧縮機８１４（電力消費機器）と、凝縮器８２０と、減圧部８３０と、蒸発器８４０と、ターボ制御部８５０とを含んで構成される。なお、図１２中、冷媒の流れを実線の矢印で示す。また、図１２中、室内熱交換器２２０を循環する冷却水の流れを破線の矢印で示す。

【0158】

電気駆動式ターボ圧縮機８１４は、冷媒を圧縮する。電気駆動式ターボ圧縮機８１４は、例えば、遠心式圧縮機である。電気駆動式ターボ圧縮機８１４によって圧縮された冷媒は、凝縮器８２０に導かれる。

【0159】

凝縮器８２０は、内部に凝縮熱交換器８２２を備える。凝縮熱交換器８２２には、不図示の冷却塔、または、空気熱交換器によって冷却された冷却水が導かれる。凝縮熱交換器８２２において、冷媒と熱交換されることで加熱された冷却水は、冷却塔、または、空気熱交換器に返送される。

【0160】

減圧部８３０は、膨張弁、または、エコノマイザで構成される。減圧部８３０によって膨張された冷媒は、蒸発器８４０に導かれる。

【0161】

蒸発器８４０は、内部に冷却水熱交換器８４２を備える。冷却水熱交換器８４２は、冷媒と、冷却水戻り管１０を通じて室内熱交換器２２０から返送された冷却水とを熱交換する。冷却水熱交換器８４２によって熱交換された冷却水は、冷却水送り管２０を通じて、室内熱交換器２２０に導かれる。

【0162】

ターボ制御部８５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、上記運転制御部２５０、３５０、４５０からの制御指令に基づいて、ターボ冷凍機８００全体（例えば、電動機８１２、各種センサ等）を制御する。

【0163】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0164】

例えば、上述した第１実施形態において、エンジン駆動式圧縮機１１４および電気駆動式圧縮機１５４の容量比を設計する際に、ガスの料金と電力の料金との合計が最も少なくなるように設計する構成を例に挙げて説明した。しかし、ガスの料金と電力の料金の合計に加えて、ＧＨＰユニット１１０自体の費用、ＥＨＰユニット１５０自体の費用、これらのメンテナンス費用を加算した値で容量比を設計してもよい。

【0165】

また、上述した第１実施形態において、施設全体の使用電力量の逼迫状況を把握するために、デマンド信号を利用した構成を例に挙げて説明した。しかし、施設における他の機器の使用電力量を予め入力しておき、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０で使用している電力量を推定して、入力した他の機器の使用電力量と、ＧＨＰユニット１１０およびＥＨＰユニット１５０の推定使用電力量との和から施設全体の使用電力量の逼迫状況を把握するとしてもよい。

【0166】

また、上述した第２、第３実施形態において、空気調和装置３００、４１０は、ガス消費ユニット故障判定部３１４および電力消費ユニット故障判定部３２４を双方とも備える構成を例に挙げて説明したが、ガス消費ユニット故障判定部３１４および電力消費ユニット故障判定部３２４のうちいずれか一方を備えるとしてもよい。

【0167】

また、上述した第２、第３実施形態において、施設全体の使用電力量の逼迫状況を把握するために、デマンド信号を利用した構成を例に挙げて説明した。しかし、施設における他の機器の使用電力量を予め入力しておき、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０で使用している電力量を推定して、入力した他の機器の使用電力量と、ＧＨＰユニット３１０およびＥＨＰユニット３２０の推定使用電力量との和から施設全体の使用電力量の逼迫状況を把握するとしてもよい。

【0168】

また、上述した第１～第３実施形態において、ガス消費ユニットとして、ＧＨＰユニット１１０、３１０を、電力消費ユニットとして、ＥＨＰユニット１５０、３２０を例に挙げた。しかし、ガス消費ユニットとして、ＧＨＰユニット１１０、３１０、ＧＨＰチラー５００、および、吸収式冷温水機６００の群から選択される１または複数を採用してもよい。また、電力消費ユニットとして、ＥＨＰユニット１５０、３２０、ＥＨＰチラー７００、および、ターボ冷凍機８００の群から選択される１または複数を採用してもよい。

【0169】

また、空気調和装置１００、３００、４１０は、複数の電力消費ユニットを備えてもよい。同様に、空気調和装置１００、３００、４１０は、複数のガス消費ユニットを備えてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0170】

本発明は、室内を空調する空気調和装置、および、空気調和システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0171】

１００、３００、４１０ 空気調和装置
１１０、３１０ ＧＨＰユニット（ガス消費ユニット）
１１２ ガスエンジン（ガス消費機器）
１１４ エンジン駆動式圧縮機（ガス消費機器）
１５０、３２０ ＥＨＰユニット（電力消費ユニット）
１５２ 電動機（電力消費機器）
１５４ 電気駆動式圧縮機（電力消費機器）
２００ 室内機ユニット
２２０ 室内熱交換器
２２２ 室内送風部
２５０、３５０、４５０ 運転制御部
３１４ ガス消費ユニット故障判定部
３２４ 電力消費ユニット故障判定部
４００ 空気調和システム
５００ ＧＨＰチラー（ガス消費ユニット）
５１２ ガスエンジン（ガス消費機器）
５１４ エンジン駆動式圧縮機（ガス消費機器）
６００ 吸収式冷温水機（ガス消費ユニット）
６３０ 再生器（ガス消費機器）
７００ ＥＨＰチラー（電力消費ユニット）
７１２ 電動機（電力消費機器）
７１４ 電気駆動式圧縮機（電力消費機器）
８００ ターボ冷凍機（電力消費ユニット）
８１２ 電動機（電力消費機器）
８１４ 電気駆動式ターボ圧縮機（電力消費機器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】