JP2015152241A - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】非電源駆動圧縮機と電源駆動圧縮機を併設した空気調和機の室外ユニットにおいて、電源駆動圧縮機を機械室（１階）に設置する場合、ガスエンジンの排熱の影響で、機械室（１階）内に設置する電源駆動圧縮機の効率が悪くなるという課題を有する。
【解決手段】本体筐体１００Ａを仕切り板１０３で上下二段に分割し、上段に熱交換器室１０２を設けるとともに、下段に機械室１０１を設け、エンジン駆動圧縮機１１２を熱交換器室１０２に、電源駆動圧縮機１１３を機械室１０１に設置する。
【選択図】図２

Description

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

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

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

ところで、従来のガスヒートポンプは、本体筐体内部が仕切り板により上下二段に分割された構造となっている（例えば、特許文献２参照）。

１階部分は機械室であり、ガスエンジン、ガスエンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機、非電源駆動圧縮機の吐出ガスから冷凍機油を分離する油分離器、ガスエンジンの排気マフラー、ガスエンジンの冷却水を循環させる冷却水ポンプ、制御基板など、多くの部品が搭載されている。

一方、２階部分は熱交換器室となっており、仕切り板上には、空気と冷媒とが熱交換するための空気熱交換器が、熱交換器室の外壁を形成するように設置されている。この空気熱交換器室の内部には、機械室と熱交換器室との間の空気の移動を可能とする通気口以外は、ほとんど何も設置されていない。

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

特開２００３−０５６９３１号公報 特開２００９−０６８７５０号公報

しかしながら、従来のガスヒートポンプにおいて、機械室（１階）内はガスエンジンの排熱により雰囲気温度は高温となっている。また、電源駆動圧縮機を他の要素部品と同じように機械室（１階）に設置する場合では、機械室（１階）には電源駆動圧縮機とガスエンジンおよび非電源駆動圧縮機を併設することになり、ガスエンジンの排熱の影響で、機械室（１階）内に設置する電源駆動圧縮機の効率が悪くなるという問題を有している。

本発明は、前記課題を解決するものであり、ガスエンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機と電源駆動圧縮機とを併設する室外ユニットにおいて、ガスエンジンの排熱の影響を小さくし、電源駆動圧縮機の効率の低下を防ぐことを可能とした空気調和機の室外ユニットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の空気調和機の室外ユニットは、排熱の大きいガスエンジンおよび非電源駆動圧縮機を熱交換器室（２階）に設置する。これによって、機械室（１階）内はガスエンジンの排熱の影響を受けなくなる。

第１の発明は、電力により駆動する電源駆動圧縮機と、電力以外の駆動源により駆動する非電源駆動圧縮機とを並列に接続した空気調和機の室外ユニットにおいて、本体筐体を仕切り板で上下二段に分割し、上段に熱交換器室を設けるとともに、下段に機械室を設け、前記非電源駆動圧縮機を前記熱交換器室に、前記電源駆動圧縮機を前記機械室に設置することを特徴とする。

これにより、機械室（１階）内はガスエンジンの排熱の影響を受けなくなる。よって、電源駆動圧縮機はガスエンジンからの受熱量が大幅低減し、電源駆動圧縮機の効率の低下を防ぐことができる。

第２の発明は、第１の発明の空気調和機の室外ユニットにおいて、前記非電源駆動圧縮機を、前記熱交換器室の床面の略中央部に設置することを特徴とする。

これにより、ガスエンジンが熱交換器室（２階）の空気の流れの妨げとならない。よって、本発明では、第１の発明の効果に加え、熱交換器室（２階）の通風抵抗の増大を防止し、風量を大きくできるため、室外ユニット全体としての運転効率の低下を防ぐことができる。

第３の発明は、前記熱交換器室に、前記非電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する非電源駆動圧縮機油分離器を設置し、前記非電源駆動圧縮機油分離器で分離した冷凍機油を前記非電源駆動圧縮機の冷媒吸入管に戻すことを特徴とする。

これにより、非電源駆動圧縮機油分離器を、非電源駆動圧縮機と同じ熱交換器室（２階）に設置するので、油分離器と非電源駆動圧縮機の距離が短くなる。よって、本発明では、冷凍機油の吐出量の多い非電源駆動圧縮機に冷凍機油を戻しやすくでき、非電源駆動圧縮機の運転信頼性を高めることができる。

第４の発明は、前記非電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する非電源駆動圧縮機油分離器と、前記電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する電源駆動圧縮機油分離器とを備え、前記非電源駆動圧縮機油分離器から前記非電源駆動圧縮機に冷凍機油を流す配管の流路抵抗を、前記電源駆動圧縮機油分離器から前記電源駆動圧縮機に冷凍機油を流す配管の流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする。

これにより、非電源駆動圧縮機油分離器から非電源駆動圧縮機に戻る冷凍機油の量は、電源駆動圧縮機油分離器から電源駆動圧縮機に戻る冷凍機油の量よりも多くなる。よって、本発明では、非電源駆動圧縮機の運転信頼性を高めることができる。

第５の発明は、前記電源駆動圧縮機の冷凍機油と、前記非電源駆動圧縮機の冷凍機油とは同一であることを特徴とする。

これにより、電源駆動圧縮機の冷凍機油と非電源駆動圧縮機の冷凍機油とを分ける必要が無い。よって、非電源駆動圧縮機油分離器と電源駆動圧縮機油分離器とを共通化することができ、室外ユニットの製造コストを低減することができる。

第６の発明は、前記非電源駆動圧縮機の排除容積は、前記電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きいことを特徴とする。

一般的に、低負荷時において、電源駆動圧縮機の運転効率は非電源駆動圧縮機よりも高い。本発明のように非電源駆動圧縮機の排除容積を、電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きくすることで、例えば、非電源駆動圧縮機のみでは断続的にしか空調運転できないような低負荷時には、効率の良い電源駆動圧縮機のみを稼働し、中〜高負荷時は両者を最も効率の良い負荷分担配分で稼働する。よって、本発明では、室外ユニット全体としての運転効率を上げることができる。

第７の発明は、前記非電源駆動圧縮機の吐出配管および吸入配管の内径は、前記電源駆動圧縮機の吐出配管および吸入配管の内径よりも太いことを特徴とする。

これにより、排除容積が大きく、冷媒流量が多い非電源駆動圧縮機の吐出および吸入配管を太くすることで、非電源駆動圧縮機における吐出および吸入配管の圧力損失の増大を抑え、冷凍サイクルからの非電源駆動圧縮機への冷凍機油の戻り量が電源駆動圧縮機に比べて多くなる。よって、室外ユニット全体としての運転効率の低下を防止し、非電源駆動圧縮機の運転信頼性を向上させることができる。

本発明の空気調和機の室外ユニットでは、電源駆動圧縮機が電力以外の駆動源の排熱の影響を受けなくなり、電源駆動圧縮機の効率の低下を防ぐことができる。

本発明の空気調和機の冷凍サイクル構成図である。 本発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニット１００の縦断面図である。 本発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニット１００の横断面図である。 本発明の実施の形態２における空気調和機の室外ユニット１００の縦断面図である。 本発明の実施の形態２における空気調和機の室外ユニット１００の横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態の空気調和機の冷凍サイクル構成を図１に示す。図１の空気調和機は、室外ユニット１台に対し、室内ユニットが２台接続した、いわゆるツイン構成となっている。なお、冷凍サイクル構成に関しては、図１に示したものに限定されない。例えば、室外ユニットは２台以上、室内ユニットも３台以上、並列に接続可能である。

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

また、エンジン駆動圧縮機１１２の吐出配管および吸入配管は、電源駆動圧縮機１１３の吐出配管および吸入配管よりも太く形成されている。こうすることで、冷媒流量が多いエンジン駆動圧縮機１１２側の吐出配管および吸入配管における圧力損失の増大を抑えるとともに、冷凍サイクルからのエンジン駆動圧縮機１１２への冷凍機油の戻り量が、電源駆動圧縮機１１３への冷凍機油の戻り量よりも多くなる。

１１４はアキュムレータであり、後述する四方弁１１６から、エンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管と電源駆動圧縮機１１３の吸入配管との合流点に至る冷媒配管に接続され、両圧縮機１１２，１１３にガス冷媒を供給する。

１１５は油分離器であり、後述する四方弁１１６から、エンジン駆動圧縮機１１２の吐出配管と電源駆動圧縮機１１３の吐出配管との合流点に至る冷媒配管に設置されており、両圧縮機１１２，１１３の吐出ガスに含まれる冷凍機油をまとめて分離する。油分離器１１５で分離された冷凍機油は、エンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管には油戻し管１１５ａで、電源駆動圧縮機１１３の吸入配管には油戻し管１１５ｃにより個別に戻される。また、油戻し管１１５ｃ、１１５ｄには、それぞれ、油戻し管開閉弁１１５ｂ、１１５ｄが接続されており、この油戻し管開閉弁１１５ｂ、１１５ｄの開閉により、油戻し管１１５ｃ、１１５ｄの連通が制御される。

なお、油分離器１１５は、圧縮機ごとに個別に設置されていても良い。個別に設置される場合には、油分離器１１５は、エンジン駆動圧縮機１１２の吐出配管に１台、電源駆動圧縮機１１３の吐出配管に１台設置される。

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

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

次に、本実施の形態における空気調和機の室外ユニット１００の内部構造を図２、図３に示す。図２は室外ユニット１００を前面に平行な鉛直平面で切った縦断面図、図３は室外ユニット１００を底面に平行な水平平面で切った横断面図である。図２に示すように、室外ユニット１００は、フレーム構成された本体筐体１００Ａを備え、この本体筐体１００Ａの内部が、仕切り板１０３により上下二段に分割されており、１０１は機械室、１０２は熱交換器室である。

機械室１０１には、電源駆動圧縮機１１１が設置されている。図２には示さないが、これらの他にも、アキュムレータ１１４、四方弁１１６、室外ユニット減圧装置１１７、制御基板、冷媒配管など、多くの部品が搭載されている。熱交換器室１０２において、室外熱交換器１３０は熱交換器室１０２の外壁を形成するように構成されており、仕切り板１０３の略中央部にエンジン１１１、エンジン駆動圧縮機１１２が設置されている。エンジン駆動圧縮機１１２を、機械室１０１内ではなく、熱交換器室１０２内に配置するため、機械室１０１内はエンジン１１１の排熱の影響を受けなくなる。

そして、例えば空調負荷が、非電源駆動圧縮機（第１空調機）１１２の最小能力よりも小さい場合は、電源駆動圧縮機（第２空調機）１１３のみを運転し、空調対象空間の空調負荷が、非電源駆動圧縮機（第１空調機）１１２の最小能力以上で、第１空調機の最小能力と第２空調機の最小能力との和よりも小さい場合は、非電源駆動圧縮機（第１空調機）１１２または電源駆動圧縮機（第２空調機）１１３のどちらか一方を、これら空調機に設けられた非電源駆動圧縮機（第１空調機）１１２または電源駆動圧縮機（第２空調機）１１３の運転コストが安い、もしくは、消費エネルギーの小さい方を任意に選択して運転し、空調対象空間の空調負荷が、第１空調機の最小能力と第２空調機の最小能力との和以上の場合は、非電源駆動圧縮機（第１空調機）１１２と電源駆動圧縮機（第２空調機）１１３の双方を運転する。

また、仕切り板１０３には通風口を設けていない。従来、仕切り板１０３に通風口を設け、機械室１０１に設置してあるエンジン１１１の高温の排熱を、冷却水ポンプ（図示せず）により循環する冷却水で冷却し、冷却水だけでは完全には取れない分を室外送風ファン１２０の動作により機械室１０１内の空気を熱交換器室１０２に逃がし、エンジン１１１の排熱により機械室１０１が高温になることを防止している。しかしながら、本実施の形態においては、エンジン１１１を熱交換器室１０２に設置しているので、機械室１０１にエンジン１１１の排熱は発生しないため、仕切り板１０３に通風口を設ける必要がなく、機械室１０１から熱交換室１０２への空気の移動がなくなるため、熱交換器を通過する風量が増加し、冷凍サイクル全体の効率が向上する。

次に、室外ユニット１００と室内ユニット２００、２１０の動作を説明する。

冷房運転時、四方弁１１６は実線に冷媒を流すよう設定される（図１参照）。エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とで圧縮された高温高圧の冷媒は、合流した後、油分離器１１５に流入する。油分離器１１５にて、冷凍機油を分離された純度の高いガス冷媒は四方弁１１６を通り、室外熱交換器１３０に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器１３０にて、外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって室外ユニット減圧装置１１７を通り、液管５０内を通って、室内ユニット２００、２１０に供給される。

室内ユニット２００に入った高圧の液冷媒は、室内ユニット減圧装置２０３にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器２０１に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２０１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット２００から流出する。

室内ユニット２００に入った高圧の液冷媒は、室内ユニット減圧装置２０３にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器２０１に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２０１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット２００から流出する。

室内ユニット２１０においても、室内ユニット２００と同様に、まず、高圧の液冷媒は、室内ユニット減圧装置２１３にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器２１１に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２１１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット２１０から流出する。

なお、室内ユニット２００のみ冷房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２１３を閉じ、室内ユニット２１０の室内熱交換器２１１には冷媒の供給を行わない。一方、室内ユニット２１０のみ冷房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２０３を閉じ、室内ユニット２００の室内熱交換器２０１には冷媒の供給を行わない。

室内ユニット２００、２１０から流出したガス冷媒は、ガス管５５内を通って、再度室外ユニット１００に戻る。室外ユニット１００に流入したガス冷媒は、四方弁１１６、アキュムレータ１１４を通って、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３に戻る。

冷房運転時における、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転方法は、例えば、下記のようにする。

冷房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の冷房能力（エンジン駆動圧縮機１１２の最小冷房能力）よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機１１２のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機１１３のみを運転する。

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

冷房負荷が、両圧縮機運転時の最小冷房能力よりも大きい場合は、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の両方を、例えば、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように運転する。

この場合、運転コスト、もしくは、消費エネルギーを最小とするためのエンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転周波数の決定には、各圧縮機の運転周波数と運転コストト、もしくは、消費エネルギーとの関係を利用する。

実際には、冷房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機１１２が受け持つ冷房負荷の割合は、両圧縮機をともに最高運転周波数で運転した場合の最大冷房能力（両圧縮機運転時の最大冷房能力）に対する、エンジン駆動圧縮機１１２のみを最高運転周波数で運転したときの冷房能力の割合±１５％程度である。

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

室内ユニット２００に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２０１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２０１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内ユニット減圧装置２０３を通り、室内ユニット２００から流出する。

室内ユニット２１０においても、室内ユニット２００と同様に、まず、高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２１１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２１１にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱した後凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内ユニット減圧装置２１３を通り、室内ユニット２１０から流出する。

なお、冷房時と同様に、室内ユニット２００のみ暖房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２１３を閉じ、室内ユニット２１０の室内熱交換器２１１には冷媒の供給を行わない。一方、室内ユニット２１０のみ暖房運転を行う場合は、室内ユニット減圧装置２０３を閉じ、室内ユニット２００の室内熱交換器２０１には冷媒の供給を行わない。

室内ユニット２００、２１０から流出した高圧の液冷媒は、液管５０内を通って、再度室外ユニット１００に戻る。室外ユニット１００に流入した高圧の液冷媒は、室外ユニット減圧装置１１７にて減圧され、気液二相状態となって、室外熱交換器１３０とエンジン排熱熱交換器１１８に流入する。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１３０では外気と、また、エンジン排熱熱交換器１１８では、エンジン１１１の冷却に用いた高温の冷却水と熱交換して吸熱したのち蒸発し、減圧四方弁１１６、アキュムレータ１１４を通って、エンジン駆動圧縮機１１２、および、電源駆動圧縮機１１３に戻る。

暖房運転時における、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３の運転方法は、例えば、下記のようにする。

暖房負荷が、エンジン駆動圧縮機１１２が最低運転周波数で運転した時の暖房能力（エンジン駆動圧縮機１１２の最小暖房能力）よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機１１２のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機１１３のみを運転する。

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

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

実際には、暖房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機１１２が受け持つ暖房負荷の割合は、両圧縮機１１２，１１３をともに最高運転周波数で運転した場合の最大暖房能力（両圧縮機運転時の最大暖房能力）に対する、エンジン駆動圧縮機１１２のみを最高運転周波数で運転したときの暖房能力の割合±１５％程度である。

ただし、暖房運転時は、常時室外熱交換器１３０の着霜状態を監視しており、着霜の危険性がある場合は、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように各圧縮機１１２，１１３の運転周波数を設定していても、エンジン駆動圧縮機１１２の運転周波数を上げ、電源駆動圧縮機１１３の運転周波数を下げる制御をおこなう。

エンジン駆動圧縮機１１２の運転周波数を上げると、エンジン１１１の排熱量が増加し、エンジン排熱熱交換器１１８に供給される冷却水熱量も増加する。すなわち、エンジン排熱熱交換器１１８にて、より多くの冷媒を蒸発させることができ、室外熱交換器１３０に流す冷媒量を減らして、着霜の危険性を低減する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、エンジン１１１およびエンジン駆動圧縮機１１２を熱交換器室１０２に設置するため、機械室１０１内はエンジン１１１の排熱の影響を受けない。よって、電源駆動圧縮機１１３はエンジン１１１からの受熱量が大幅低減し、電源駆動圧縮機１１３の効率の低下を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、エンジン１１１を熱交換器室１０２に配置するため、エンジン１１１が外気と接しやすくなり、エンジン１１２の冷却効果も向上する。

また、本実施の形態では、機械室１０１内がガスエンジン１１１の排熱の影響を受けないため、従来、室外ユニット１００内部の空気が熱交換器室１０２と機械室１０１とを移動できるよう仕切り版１０３に設けられている通気口が不要となり、仕切り板１０３の強度が高くなり、また、製造コストを低減することができる。さらに、機械室１０１から熱交換室１０２への空気の移動を遮断するため、熱交換器２０１，２１１を通過する風量が増加し、冷凍サイクル効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、エンジン１１１を熱交換器室１０２の床面の略中央位置に配置するため、ガスエンジンが熱交換器室１０２（２階）の空気の流れの妨げとならない。よって、熱交換器室１０２（２階）の通風抵抗の増大を防止し、風量を大きくできるため、室外ユニット１００全体としての運転効率の低下を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、重量の大きいエンジン１１１を熱交換器室１０２の床面の略中央位置に配置するため、室外ユニット１００の水平方向重心位置の略中央となる。よって、当該室外ユニットはバランスよく搬送でき、搬送時に設置業者に過度な負担をかけることを避けることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態における空気調和機の室外ユニット１００の内部構造を図４、図５に示す。図４は室外ユニット１００を前面に平行な鉛直平面で切った縦断面図、図５は室外ユニット１００を底面に平行な水平平面で切った横断面図である。

図４、図５において、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されている。また、油分離器１１５からエンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管に接続した油戻し管１１５ａの流路抵抗は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に接続した油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されている。流路抵抗の設定は、例えば、油戻し管に設置された細管（キャピラリーチューブ）の内径と長さによって調整する。

その他の構成は、実施の形態１と同じなので、それらの説明は省略する。

室外ユニット１００の冷房、暖房時の運転動作は実施の形態１と同様である。ここでは、運転時の油分離器１１５から、エンジン駆動圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３への油戻し動作について説明する。

エンジン圧縮機１１２と電源駆動圧縮機１１３とが同時に稼働している場合、油分離器１１５は、両圧縮機の吐出ガスに含まれる冷凍機油をまとめて分離することになる。
エンジン駆動圧縮機１１２の排除容積は、電源駆動圧縮機１１３の排除容積よりも大きく設定されているため、エンジン駆動圧縮機１１２が吐出する冷媒流量は、電源駆動圧縮機１１３が吐出する冷媒流量よりも多い。よって、エンジン駆動圧縮機１１２が吐出する冷凍機油は、電源駆動圧縮機１１３が吐出する冷凍機油よりも多い。

本実施の形態では、油戻し管１１５ａの流路抵抗は油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されているため、両圧縮機１１２，１１３が同時に稼働している場合でも、油分離器１１５からエンジン駆動圧縮機１１２に戻る冷凍機油の量は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３に戻る冷凍機油の量よりも多くなる。

また、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されており、エンジン駆動圧縮機１１２と同じ熱交換器室１０２内に設置するので、油分離器１１５とエンジン駆動圧縮機１１２の距離が短くなる。したがって、油分離器１１５からエンジン駆動圧縮機１１２には、電源駆動圧縮機１１３よりも冷凍機油が戻りやすい。

以上の説明から明らかなように、油分離器１１５からエンジン駆動圧縮機１１２の吸入配管に接続した油戻し管１１５ａの流路抵抗は、オイルセパレータ１１５から電源駆動圧縮機１１３の吸入配管に接続した油戻し管１１５ｃの流路抵抗よりも小さく設定されているため、両圧縮機が同時に稼働している場合でも、油分離器１１５からエンジン駆動圧縮機１１２に戻る冷凍機油の量は、油分離器１１５から電源駆動圧縮機１１３に戻る冷凍機油の量よりも多くなる。よって、冷凍機油の吐出量が多いエンジン駆動圧縮機１１２の運転信頼性を高めることができる。

また、油分離器１１５は、室外ユニット１００内の仕切り板１０３の上に設置されているため、油分離器１１５とエンジン駆動圧縮機１１２の距離が、油分離器１１５と電源駆動圧縮機１１３の距離より短くなり、冷凍機油１１５からエンジン駆動圧縮機１１２には冷凍機油が戻りやすい。よって、冷凍機油の吐出量が多いエンジン駆動圧縮機１１２の運転信頼性をさらに高めることができる。

本発明は、運転コストもしくはエネルギー消費量を低減する空気調和機として好適に利用することができる。

１００ 空気調和機の室外ユニット
１０１ 機械室
１０２ 熱交換器室
１０３ 仕切り板
１１１ エンジン
１１２ エンジン駆動圧縮機
１１３ 電源駆動圧縮機
１１４ アキュムレータ
１１５ 油分離器
１１６ 四方弁
１１７ 室外ユニット減圧装置
１２０ 室外送風ファン
１３０ 室外熱交換器
２００ 室内ユニット
２０１ 室内熱交換器
２０２ 室内送風ファン
２０３ 室内ユニット減圧装置
２１０ 室内ユニット
２１１ 室内熱交換器
２１２ 室内送風ファン
２１３ 室内ユニット減圧装置

Claims (7)

1. 電力により駆動する電源駆動圧縮機と、電力以外の駆動源により駆動する非電源駆動圧縮機とを並列に接続した空気調和機の室外ユニットにおいて、
   本体筐体を仕切り板で上下二段に分割し、上段に熱交換器室を設けるとともに、下段に機械室を設け、前記非電源駆動圧縮機を前記熱交換器室に、前記電源駆動圧縮機を前記機械室に設置することを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
2. 前記非電源駆動圧縮機を、前記熱交換器室の床面の略中央部に設置することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
3. 前記熱交換器室に、前記非電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する非電源駆動圧縮機油分離器を設置し、前記非電源駆動圧縮機油分離器で分離した冷凍機油を前記非電源駆動圧縮機の冷媒吸入管に戻すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室外ユニット。
4. 前記非電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する非電源駆動圧縮機油分離器と、前記電源駆動圧縮機が吐出した冷媒から冷凍機油を分離する電源駆動圧縮機油分離器とを備え、前記非電源駆動圧縮機油分離器から前記非電源駆動圧縮機に冷凍機油を流す配管の流路抵抗を、前記電源駆動圧縮機油分離器から前記電源駆動圧縮機に冷凍機油を流す配管の流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
5. 前記電源駆動圧縮機の冷凍機油と、前記非電源駆動圧縮機の冷凍機油とは同一であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
6. 前記非電源駆動圧縮機の排除容積は、前記電源駆動圧縮機の排除容積よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
7. 前記非電源駆動圧縮機の吐出配管および吸入配管の内径は、前記電源駆動圧縮機の吐出配管および吸入配管の内径よりも太いことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。

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