JP2011217590A

JP2011217590A - 空調システム

Info

Publication number: JP2011217590A
Application number: JP2010171517A
Authority: JP
Inventors: Tomio Mogi; 富雄茂木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-10-27

Abstract

【課題】発電機及び直流発電装置で発電された電力を、負荷の消費電力に応じて、蓄電池
又は負荷のいずれかに供給する空調システムを提供する。
【解決手段】空調システム１００において、蓄電池１８への充電を制御する充電部１９、
直流発電装置１２、負荷２２へ供給する電力を検出する検出器３２、制御部３を備え、制
御部３は、検出した電力が発電機１３の発電電力と直流発電装置１２の出力との合算値以
下では、発電機１３の発電電力と直流発電装置１２の出力を充電部１９へ導く回路を有効
にすると共に、蓄電池１８の直流電力を交流電力に変換し配線へ重畳させる出力回路を有
効にし、検出される電力が発電機１３の発電電力と直流発電装置１２の出力との合算値以
上では、発電機１３の発電電力からの直流電力を交流電力に変換し配線へ重畳させる出力
回路を有効にすると共に、直流発電装置１２の直流電力を交流電力に変換し配線へ重畳さ
せる出力回路を有効にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調装置の圧縮機駆動用ガスエンジン等を動力源とした発電機及び太陽光発
電装置等の直流発電装置で発電された電力を、空調装置等の負荷の消費電力に応じて、蓄
電池に充電するか、負荷に供給するかを適切に切り替える空調システムに関する。

従来、蓄電池に充電しておいた電力を電力消費の多い時間帯に家電等の負荷に供給する
システムにおいて、翌日に必要とされる電力量を予測し、予測した電力量に基づいて蓄電
池の充電レベルを決定して、事前に充電しておく構成が知られている（例えば、下記特許
文献１参照）。

特開平４−２００２４５号公報

ところで、実際に必要とされる電力量が予測値より少ない場合は蓄電池に充電された電
力が余剰となり、必要な電力量が予測値より多い場合は蓄電池に充電された電力が不足し
てしまう。しかしながら、必要な電力量を予測する予測精度には限界があり、蓄電池に充
電した電力をちょうどよく使い切ることは困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、充電池に充電される電力を、発
電機、直流発電装置及び商用電源装置から得ると共に、負荷に使用される電力に応じ、発
電機及び直流電源装置で発電された電力を、負荷に供給するか、蓄電池に充電するかを変
更することを可能とし、蓄電池に充電した電力を過不足のないように供給して、充電した
電力を効率よく利用することができる空調システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の空調システムは、
圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用いた冷凍サイクル、及び、前記圧縮機を駆動す
る動力源で駆動される発電機を有する空調システムにおいて、
商用電源系統から接続され商用電力が供給される配線と、
蓄電池と、
前記蓄電池への充電を制御する充電部と、
前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路と、
前記発電機の発電電力を前記充電部へ導く回路と、
前記発電機の発電電力から得られる直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させ
るための出力回路と、
太陽光発電装置等の直流電力を出力する直流発電装置と、
前記直流発電装置の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回
路と、
前記直流発電装置の出力を前記充電部へ導く回路と、
前記配線を介して電力を得る負荷と、
前記負荷へ供給される電力を検出する検出器と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装置の出力との合
算値以下の際には、前記発電機の発電電力及び直流発電装置の出力を前記充電部へ導く回
路を有効にすると共に、前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させ
るための出力回路を有効にし、
前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装置の出力との合
算値以上の際には、前記発電機の発電電力から得られる直流電力を交流電力に変換して前
記配線へ重畳させる出力回路を有効にすると共に、前記直流発電装置の直流電力を交流電
力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路を有効にすることを特徴とする。

また、第２の態様の空調システムは、前記第１の態様の空調システムにおいて、前記制
御部は、前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装置の出力
との合算値以上の際には、前記蓄電池の残容量が所定値以上の場合に蓄電池の直流電力を
交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路を有効にすることを特徴とする
。

また、第３の態様の空調システムは、前記第１の態様の空調システムにおいて、
更に、前記商用電源系統から供給される電力を前記充電部へ導く回路を備え、
前記制御部は、夜間の時間帯においては、前記商用電源系統から供給される電力を前記
充電部へ導く回路を有効にすることを特徴とする。

また、第４の態様の空調システムは、前記第１の態様の空調システムにおいて、前記動
力源は、ガスエンジンであることを特徴とする。

また、第５の態様の空調システムは、前記第１の態様の空調システムにおいて、前記充
電部は、前記蓄電池を満充電状態の約９５％の容量まで充電させることを特徴とする。

また、第６の態様の空調システムは、前記第１の態様の空調システムにおいて、前記制
御部は、前記負荷の使用電力に対する前記蓄電池から供給される電力の割合を、前記負荷
の稼働ピーク時間帯の経過前と経過後とのそれぞれについて決定し、決定した割合に基づ
いて前記蓄電池から供給される電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の空調シ
ステム。

また、第７の態様の空調システムは、前記第６の態様の空調システムにおいて、前記制
御部は、前記負荷の稼働ピーク時間帯の経過前と経過後のそれぞれにおいて、前記蓄電池
の残容量をもとに前記負荷の使用電力に対する前記蓄電池から供給される電力の割合を決
定することを特徴とする。

また、第８の態様の空調システムは、前記第６又は７の態様の空調システムにおいて、
前記制御部は、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する電力及び前記蓄
電池から供給される電力の前記負荷の使用電力に対する割合を決定し、前記決定した割合
と前記発電機及び前記直流発電装置の発電量とに基づいて、前記蓄電池から供給される電
力を制御することを特徴とする。

また、第９の態様の空調システムは、前記第８の態様の空調システムにおいて、前記制
御部は、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する電力及び前記負荷の使
用電力をそれぞれ予測し、この予測に基づいて前記発電機が発電する電力、前記直流発電
装置が発電する電力及び前記蓄電池から供給される電力の、前記負荷の使用電力に対する
割合を決定することを特徴とする。

また、第１０の態様の空調システムは、前記第９の態様の空調システムにおいて、前記
制御部は、過去の前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置の発電量及び前記負荷の
使用電力量に基づいて、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する電力及
び前記負荷の使用電力をそれぞれ予測することを特徴とする。

また、第１１の態様の空調システムは、前記第１０の態様の空調システムにおいて、前
記制御部は、過去の天候情報に基づいて、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置
が発電する電力及び前記負荷の使用電力とをそれぞれ予測することを特徴とする。

本発明の第１の態様の空調システムにおいては、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を
用いた冷凍サイクル、及び、前記圧縮機を駆動する動力源で駆動される発電機によって、
コジェネレーションシステムが構成されている。このうち、圧縮機、凝縮器、減圧装置、
蒸発器を用いた冷凍サイクルは、通常は冷媒配管が空調装置の室内機に接続されて被調和
室の空調制御に用いられる。

すなわち、本発明の第１の態様の空調システムでは、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器
を用いた冷凍サイクル及び圧縮機を駆動する動力源で駆動される発電機と、さらに、太陽
光発電装置等の直流発電装置と、蓄電池とを備え、発電機ないし太陽光発電装置等の直流
発電装置によって発電された電力を蓄電池に充電し、この蓄電池に充電された電力を負荷
の電力消費の多い時間帯に負荷に供給するようになされている。

そして、本発明の第１の態様の空調システムによれば、負荷に供給される電力が小さい
ときは、発電機によって発電された直流電力及び太陽光発電装置等の直流発電装置によっ
て発電された直流電力を蓄電池に充電しながら交流電力に変換して負荷に交流電力を供給
しているので、商用電源系統からの交流電力の供給を抑えることができるために省エネル
ギーを図ることができる。

また、本発明の第１の態様の空調システムによれば、負荷の使用電力が大きい場合は、
発電機によって発電された直流電力及び太陽光発電装置等の直流発電装置によって発電さ
れた直流電力を交流電力に変換して直接負荷へ供給しているので、より商用電源系統から
の電力の供給を抑えて省エネルギーを図ることができるようになる。

また、本発明の第２の態様の空調システムによれば、負荷の消費電力が大きい場合には
、発電機の発電電力及び直流発電装置だけでなく、蓄電池に充電されている電力も負荷に
供給できるので、より商用電源系統からの電力の供給を抑えて省エネルギーを図ることが
できるようになる。なお、蓄電池は、１００％放電ないし過放電すると、故障したり、寿
命が短くなったりする。本発明の空調システムによれば、蓄電池の残容量が所定値以上の
場合に蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路を有
効にして蓄電池に充電されていた電力を負荷に供給するので、蓄電池が故障したり寿命が
短くなったりすることを抑制することができる。なお、蓄電池の残容量の所定値は、蓄電
池の種類によっても変わるが、蓄電池がリチウムイオン二次電池の場合には満充電時の１
０ないし２０％程度で適宜選択すればよい。

商用電源系統における深夜電力は、料金が安価に設定されている。本発明の第３の態様
の空調システムによれば、夜間の時間帯においては、商用電源系統から供給される電力に
よって蓄電池を充電するようにしているので、より商用電源系統からの電力の供給を抑え
て省エネルギーを図ることができるようになる。

圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用いた冷凍サイクルは非常に熱効率が良好であり
、しかも、ガスエンジンは、圧縮機の駆動用に常にフルパワーで駆動する必要がないため
、余剰のパワーを発電機駆動用に利用できる。そのため、本発明の第４の態様の空調シス
テムによれば、より商用電源系統からの電力の供給を抑えて省エネルギーを図ることがで
きるようになると共に、ガスエンジンは、硫黄酸化物の発生がほとんどなく、二酸化炭素
及び窒素酸化物の発生も少ないので、環境にやさしい空調システムを提供することができ
る。

蓄電池は、満充電状態で放置ないし過充電すると寿命が短くなる。本発明の第５の態様
の空調システムによれば、蓄電池を満充電状態の約９５％の容量まで充電するようにして
いるので、蓄電池の寿命が長くなり、経済的になる。

本発明の第６の態様の空調システムによれば、本実施形態によれば、蓄電池から放電す
る電力を、負荷の稼働ピーク時間帯の経過前と経過後とで分けて、実際の負荷の使用電力
に合わせて細かく制御できるので、蓄電池に充電された電力を、残量不足を招かないよう
に、無駄なく使い切ることができる。このため、蓄電池に充電された電力を、一日を通し
て有効利用できる。また、蓄電池に充電された電力を効果的に利用して、商用電源系統か
ら供給される電力のピークカットを実現できる。

また、本発明の第７の態様の空調システムによれば、負荷の使用電力だけでなく蓄電池
の残容量を加味して蓄電池からの放電を制御することで、蓄電池に充電された電力を、よ
り確実に、過不足なく使い切ることができる。従って、蓄電池の電力を効率よく、一日を
通して利用できる。

また、本発明の第８の態様の空調システムによれば、本実施形態によれば、発電機及び
直流発電装置から供給される電力を優先的に利用して、省エネルギー効果を向上できると
ともに、蓄電池に充電された電力を、一日を通して有効利用できる。

また、本発明の第９の態様の空調システムによれば、例えば、負荷の使用電力量が多く
、発電機及び直流発電装置の発電量が少ない日には、負荷の稼働ピーク時間帯に亘って、
蓄電池から電力を供給できるように、蓄電池の放電量を抑えることができるため、蓄電池
に充電した電力を有効利用して、商用電源系統から供給される電力のピークカットを実現
することができる。

また、本発明の第１０の態様の空調システムによれば、例えば、直近３日間の発電機及
び直流発電装置の発電量と負荷の使用電力量に基づいて、当日の発電機及び直流発電装置
が発電する電力と、負荷の使用電力とを予測し、その予測値に基づいて蓄電池から放電す
る電力量を制御して、蓄電池に充電された電力を有効利用することができるため、商用電
源系統から供給される電力のピークカットを実現することができる。

また、本発明の第１１の態様の空調システムによれば、過去の発電機及び直流発電装置
の発電量と負荷の使用電力量の統計とともに、当日の天候情報に応じて、発電機及び直流
発電装置の発電量と負荷の使用電力量をより正確に予測して、その予測値に基づいて蓄電
池から放電する電力量を制御して、蓄電池に充電された電力を有効利用することができる
ため、商用電源系統から供給される電力のピークカットを実現することができる。

本発明による空調システムを示す回路図である。ガスエンジンの冷却回路を示す図である。システムコントローラの電力制御を示すフローチャートである。ＤＣ電源出力割合設定処理のフローチャートである。電力供給量算出処理のフローチャートである。圧縮機の運転状態の一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、実施形態及び図面を参照しながら詳細に
説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための空調シ
ステムの一例を説明するものであって、本発明をこの実施形態に記載された空調システム
に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実
施形態のものにも等しく適応し得るものである。

図１に示すように、本実施形態におけり空調システム１００は、電力系統１と、温水系
統２と、空調システム１００に備えられた各装置の運転状況の監視及び制御を行うシステ
ムコントローラ３と、を備えている。

電力系統１は、電力会社から供給される商用電源系統１１と、この商用電源系統１１に
系統連系される複数の外部発電装置とを備えている。本実施形態における外部発電装置は
、直流発電装置としての太陽光発電装置１２と、ＧＨＰ発電機１３（以下、発電機１３と
いう）と、蓄電池１８とから構成されている。また、電力系統１は、直流電力を交流電力
に変換して配線へ重畳させるための装置として系統連系保護装置が内蔵されたＰＣＳ（パ
ワーコンディショナー）１４を備え、太陽光発電装置１２と、発電機１３と、蓄電池１８
とは、ＰＣＳ１４を介して商用電源系統１１に系統連系されている。ＰＣＳ１４は、イン
バータと遮断装置とを備えて構成され、連系される系統から入力される直流電力を交流電
力に変換すると共に、連系される各系統における系統事故（故障）、例えば短絡、過電流
或いは過電圧等、を検出し、事故が検出された外部発電装置等を電力系統１から解列する
ために備えられている。また、蓄電池１８及びＰＣＳ１４は、電力変換ユニット１５に内
蔵されて備えられている。なお、直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるた
めの装置であれば、公知のインバータ等を使用することもできる。

商用電源系統１１は、主回路ブレーカ３１及び検出器３２を有し、これらを介してＰＣ
Ｓ１４に連系されると共に、システムコントローラ（本発明における「制御部」に対応）
３、電力変換ユニット１５、発電機１３を搭載したガスヒートポンプ式空調装置（以下、
「空調装置」という）２０の室外機２１に、それぞれブレーカ２９ａ、２９ｂ、２９ｃを
介して配電され、それぞれの装置を駆動するための電力の供給を行っている。また、本実
施形態においては、検出器３２は、逆潮流を防止し、系統から電力会社側へ電流が流れな
い構成となっている。さらに検出器３２では、商用電源系統１１から空調室内機２２ａ、
２２ｂ、各照明２２ｃ、２２ｄ及びＯＡ機器２２ｅ等（以下、まとめて負荷２２という）
へ供給される電力が検出される。

電力変換ユニット１５は、マグネットスイッチ１７ａ、１７ｂを備え、マグネットスイ
ッチ１７ａ、１７ｂには、商用電源系統以外の外部発電装置、例えば太陽光発電装置１２
或いは発電機１３が配線接続されている。マグネットスイッチ１７ａ、１７ｂは、システ
ムコントローラ３に制御され、太陽光発電装置１２或いは発電機１３等の外部発電装置に
系統事故が発生した場合に、事故が検出された外部発電装置の機械的絶縁状態を確保する
ため（フェールセーフ機能）に設けられ、外部発電装置を電力系統１と並解列する。

また、マグネットスイッチ１７ａ、１７ｂには、それぞれＤＣ／ＤＣコンバーター１６
ａ、１６ｂが接続されて備えられている。このとき、太陽光発電装置１２或いは発電機１
３で発電された電力は、２つの配線に分岐される。一方は、マグネットスイッチ１７ａ、
１７ｂを介して、それぞれＤＣ／ＤＣコンバーター１６ａ、１６ｂに入力され、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバーター１６ａ、１６ｂで、ＰＣＳ１４の動作電力まで昇圧されて、ＰＣＳ１４に
入力され、各負荷へと供給される。他方は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１６ａ、１６ｂに入
力されるまでは共通し、その先で後述する電池充電器１９に供給され、蓄電池１８に充電
される。この供給先の変更は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１６ａ、１６ｂとＰＣＳ１４及び
電池充電器１９との間に設けられたスイッチ部で行われる。このスイッチ部の切り替えに
ついては後述する。ＰＣＳ１４は、不図示のインバータを内蔵し、太陽光発電装置１２或
いは発電機１３で発電された電力は、このインバータで直流電流から、商用電源系統と同
じ単相３線交流電流に変換されて、系統ライン１Ａに供給される。

これらの構成によれば、電力変換ユニット１５にＰＣＳ１４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ
ー１６ａ、１６ｂと、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバーター１６ａ、１６ｂに接続され、フ
ェールセーフ機能を有するマグネットスイッチ１７ａ、１７ｂを内蔵し、マグネットスイ
ッチ１７ａ、１７ｂに汎用の外部発電装置をつなげることができるため、系統連系を簡易
におこなって、省エネルギー効果を高めることができる。

また、電力変換ユニット１５は、アクティブフィルタ８２、電池充電器１９、マグネッ
トスイッチ１７ｃ、及び、蓄電池１８を内蔵して備え、蓄電池１８は、マグネットスイッ
チ１７ｃを介して電池充電器１９に接続され、電池充電器１９は、アクティブフィルタ８
２を介して商用電源系統１１に連結されている。アクティブフィルタ８２は、整流回路並
びに力率調整回路を有して構成されている。蓄電池１８には、商用電源系統１１から供給
される電力、発電機１３及び太陽光発電装置１２で発電された電力を電池充電器１９を介
して充電される。

商用電源系統１１からの充電は、電池充電器１９がシステムコントローラ３に制御され
、深夜電力契約または時間帯別電力契約に基づいて電力料金が安価になる深夜または夜間
（例えば、２３時００分〜６時５９分）が充電時間帯として設定され、この充電時間帯に
、商用電源系統１１の電力によって充電され、消費電力量の多い日中に放電することで、
商用電源系統１１からの使用電力量のピークカットを実現し、電力料金の低減を図ること
ができる。なお、電池充電器１９と蓄電池１８、或いは、蓄電池１８とＤＣ／ＤＣコンバ
ーター１６ｃの接続は、それぞれの間に設けられたマグネットスイッチ１７ｃ、１７ｄの
開閉が時間帯によって制御されて電力供給される構成となっている。

また、マグネットスイッチ１７ｄは、蓄電池１８から供給される電力系統１に系統事故
が発生した場合に、蓄電池１８を電力系統１から解列し、蓄電池１８と電力系統１との機
械的絶縁状態を確保する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバーター１６ｃに入力された電力は、Ｐ
ＣＳ１４の動作電力まで昇圧されて、ＰＣＳ１４に入力され、ＰＣＳ１４で直流電流から
、商用電源系統と同じ単相３線交流電流に変換されて、系統ライン１Ａに供給される。

太陽光発電装置１２は、入射した太陽光のエネルギーを直接電力に変換する太陽電池を
複数枚直並列に接続した太陽電池パネル（不図示）を備え、ここで発電した電力は電力変
換ユニット１５に入力され、蓄電池１８又はＰＣＳ１４へと供給される。太陽電池パネル
は日射によって高温となると出力電圧が低下するため、本実施形態においては、太陽電池
パネルの背面に水冷放熱板又は水路を設け、ここに空調システム１００内を循環する不凍
液（ブライン）を流して太陽熱を回収し、太陽電池パネルの温度上昇を防ぎ、太陽光発電
装置１２の出力が低下するのを防止している。また、本実施形態において、不凍液は、寒
冷地においても、冬季に凍結しない性質を有する液体（冷却水）のことである。

発電機１３は、空調装置２０の室外機２１に搭載されている。室外機２１は、ガスを燃
料とするガスエンジン２４と、このガスエンジン２４にガスを供給するガス管２６ａと、
ガス管２６ａが接続されるガス供給口２６を備え、このガスエンジン２４にガス供給口２
６からガス管２６ａを介してガス燃料を供給してガスエンジン２４を駆動させている。

また、空調装置２０は、このガスエンジン２４を駆動源として駆動する圧縮機２３と、
圧縮機２３で圧縮された冷媒を循環させる不図示の冷媒配管と、この冷媒配管を介して接
続された、少なくとも一つの室内機とを備えている。実施形態１では２つの室内機２２ａ
、２２ｂとを備えた例を示している。また、室外機２１は、圧縮機２３に冷媒配管９１を
介して接続された、凝縮器９２、減圧装置９３、蒸発器９４、四方弁１１６（図２参照）
等が接続された構成を有している。室外機２１の運転時には、ガスエンジン２４の余剰エ
ネルギーを用いて発電機１３を駆動させて発電し、ここで発電した電力を、整流回路２５
を介してＡＣ電流からＤＣ電流に変換し、電力変換ユニット１５に入力され、蓄電池１８
又はＰＣＳ１４へと供給される。

これらの構成によれば、本実施形態における空調システム１００は、太陽光発電装置１
２、発電機１３及び蓄電池１８から出力される電力を、ＤＣ／ＤＣコンバーター１６ａ、
１６ｂ、１６ｃを介してＰＣＳ１４に入力し、交流電力に変換して、商用電源系統１１と
系統連系した、ハイブリッド省エネシステムである。こうして連系された系統電力は、系
統ライン１Ａを通って、ブレーカ３３を介し、系統連系点３４に接続され、系統連系点３
４から、それぞれに設けられたブレーカを介して負荷２２としての照明、ＯＡ機器、空調
装置の室内機２２ａ、２２ｂなどの各種機器に配電されている。

ここで、ガスエンジン２４の冷却回路について説明する。ガスエンジン２４は、水冷式
であり、図２に示すように、冷却水循環路６５に、ガスエンジン２４に併設され、ガスエ
ンジンから排出される排ガスを冷却するための排ガス熱交換器１１１と、ガスエンジン２
４のウォータージャケットとを備え、これらにエンジン冷却水を流して、排ガスの温度と
、エンジン本体の温度を下げている。

冷却水循環路６５には、電動三方弁１１３、冷却水ポンプ６５ａ、動力源熱交換器２７
が接続され、排ガス熱交換器１１１及び、ウォータージャケットを通って昇温した冷却水
は、冷却水循環路６５を通って、電動三方弁１１３、冷却水ポンプ６５ａを介して、動力
源熱交換器２７に導かれ、動力源熱交換器２７で空調システム１００内を循環する不凍液
と熱交換し、不凍液で、ガスエンジン２４の排ガス及びウォータージャケットからの排熱
の回収を行っている。

また、冷却水循環路６５の動力源熱交換器２７の下流には、電動三方弁１１４、ラジエ
ータ１１２が冷却水配管６５ｂで接続され、動力源熱交換器２７を通った冷却水は、冷却
水循環路６５から、電動三方弁１１４を介して、冷却水配管６５ｂを通り、ラジエータ１
１２に導かれる。ラジエータ１１２内を通る冷却水の熱は、ラジエータ１１２に併設した
ファン２８によって放熱させられて、冷却水の温度が所定温度までさげられる。ラジエー
タ１１２を通った冷却水は、冷却水戻管６５ｃを通って、再びガスエンジン２４の排ガス
熱交換器１１１及びのウォータージャケットに戻される。

排ガス熱交換器１１１と、ガスエンジン２４のウォータージャケットとを通った冷却水
の温度が所定以下の場合には、冷却水は冷却水循環路６５には導かれず、電動三方弁１１
３を介して、冷却水バイパス管１１５を通って、ガスエンジン２４の排ガス熱交換器１１
１及びのウォータージャケットに戻される構成となっている。

次に、本実施形態における空調システム１００に備えられたシステムコントローラ３に
ついて説明する。システムコントローラ３は、発電機１３及び太陽光発電装置１２で発電
された電力を記憶し、この記憶されたそれぞれの電力と、検出器３２で検出された負荷２
２で消費される電力とを比較し、発電機１３及び太陽光発電装置１２で発電された電力を
電池充電器１９を介し蓄電池１８に充電させるか、又はＰＣＳ１４を介し負荷２２へ供給
するかを判断するものである。そして、この制御は、発電機１３及び太陽光発電装置１２
とＰＣＳ１４との間に設けられたそれぞれの第１切換スイッチ部１７Ａ又は第２切換スイ
ッチ部１７Ｂを切り換えることで行われる。

具体的には、システムコントローラ３は、検出器３２で検出された電力が、発電機１３
又は太陽光発電装置１２の発電力以下の場合に、発電機１３で発電される電力を電池充電
器１９へ供給するように第１切換スイッチ部１７Ａを切り換えると共に、太陽光発電装置
１２からの電力を電池充電器１９へ供給するように第２切換スイッチ部１７Ｂを切り換え
るように制御される。

このように、負荷２２へと供給される電力が発電機１３又は太陽光発電装置１２の発電
力より小さい場合は、負荷２２で消費される電力が小さいので、蓄電池１８に充電された
電力をＰＣＳ１４を介して負荷２２へ供給することとなり、商用電源系統１１からの電力
を使用することがなくなり、省エネを図ることができる。また、負荷２２で消費される電
力が小さい場合に、発電機１３又は太陽光発電装置１２で発電された電力を負荷２２に供
給さないようにすることで、消費される必要以上の電力が負荷２２に供給されることがな
くなり、消費しきれない電力が商用電源系統１１へと逆流し、売電となることを抑制する
ことができる。

一方、検出器３２で検出された負荷２２へと供給される電力が、発電機１３と太陽光発
電装置１２の発電力の合算値より大きい場合は、負荷２２で消費される電力が大きいので
、一度これらの電力を蓄電池１８に充電させ、蓄電池１８に充電された電力をＰＣＳ１４
を介して負荷２２へ供給するだけでは電力の供給不足となり、商用電源系統１１から電力
が供給されてしまい、電気料金がかかることとなる。

そこで、負荷２２の消費電力が大きい場合は、発電機１３で発電される電力を直接ＰＣ
Ｓ１４に供給するように第１切換スイッチ部１７Ａを切り換えると共に、太陽光発電装置
１２で発電された電力を直接ＰＣＳ１４に供給するように第２切換スイッチ部１７Ｂを切
り換えることで、これらの電力を蓄電池１８を介すことなく負荷２２へと供給することが
できるようになる。このとき、供給される電力は、発電機１３と太陽光発電装置１２で発
電された両方の電力を供給することとなるので、大きな電力を供給させることができる。
そのため、商用電源系統１１からの電力を使用することを抑えることができるので、省エ
ネを図ることができる。

さらに、この制御は、発電機１３又は太陽光発電装置１２のいずれか一方でも行うこと
もできる。例えば、検出器３２で検出された電力が、発電機１３と直流発電装置１２との
発電力の合算値以上の場合に、発電機１３で発電される電力をＰＣＳ１４へ供給するよう
に第１切換スイッチ部１７Ａを切り替え、太陽光発電装置１２で発電された電力を電池充
電器１９へ供給するように第２切換スイッチ部１７Ｂを切り換えるようにすることができ
る。

また、その逆に、検出器３２で検出された電力が、発電機１３と直流発電装置１２との
発電力の合算値以上の場合に、発電機１３で発電される電力を電池充電器１９へ供給する
ように第１切換スイッチ部１７Ａを切り換え、太陽光発電装置１２で発電される電力をＰ
ＣＳ１４へ供給するように第２切換スイッチ部１７Ｂを切り換えるようにすることができ
る。

このようにすると、検出器３２で検出された負荷２２が消費される電力に応じて、発電
機１３又は太陽光発電装置１２で発電された電力の一方をＰＣＳ１４を介して負荷へと供
給し、他方の電力を電池充電器１９を介して蓄電池１８で充電させておくことができる。
このとき、片方の発電電力で足りない場合は、蓄電池１８から供給するようにすることで
、負荷２２の消費電力に応じた過不足のない電力を供給することができる。

次に、空調システムの温水系統２について説明する。温水系統２は、市水を貯留する貯
湯槽４１と、この貯湯槽４１から供給された市水を冷媒の熱で加熱して給湯するヒートポ
ンプ回路を備えた給湯機５０（以下、給湯機という）とを備えて略構成されている。この
給湯機５０で加熱された湯は、ヒートポンプ給湯管３８を通じて給湯口８１に供給される
ようになっており、この給湯口８１側で不図示の蛇口が開かれると、ヒートポンプ給湯機
５０は、不図示のリモートコントローラにユーザーにより入力された設定温度の湯が給湯
管３８を通って、給湯口８１から供給されるように運転される。

ヒートポンプ給湯機５０は、圧縮機５３と、この圧縮機５３から吐出された高温の冷媒
と市水との熱交換を行うガスクーラー５１と、膨張弁５９と、蒸発器５２とを備え、これ
らは冷媒配管５４により接続されてヒートポンプ回路を構成している。本実施形態におい
ては、ヒートポンプ回路は、冷媒として二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ回路であ
る。蒸発器５２には、蒸発器５２を空冷するためのファンユニット５５が併設されている
。

ヒートポンプ給湯機５０には、系統連系点３４から、ブレーカ６７を介して電力が供給
され、ヒートポンプ給湯機５０内の圧縮機５３、ファンユニット５５及び各種センサー等
を駆動するために配電されている。

貯湯槽４１は、その内部に貯湯槽熱交換器６１を収納し、この貯湯槽熱交換器６１に後
述する不凍液を供給することにより、この不凍液と熱交換させて市水を昇温させるように
なっている。貯湯槽熱交換器６１は、例えば配管をコイル状に巻いて、この配管内を不凍
液が流れるように構成された熱交換器であり、この貯湯槽熱交換器６１が市水を貯留する
貯湯槽４１内に備えられている。

貯湯槽４１には、この貯湯槽４１に市水を供給する市水給水管３６が接続されるととも
に、上記貯湯槽熱交換器６１よって昇温された市水をヒートポンプ給湯機５０に供給する
給湯系入口３７とが接続され、この給湯系入口３７は、給湯弁５６を介して、ガスクーラ
ー５１の水入口５１Ａに接続されている。また、ガスクーラー５１の水出口５１Ｂは、給
湯三方弁５７を介して、給湯管３８に接続されている。

この構成では、ガスクーラー５１に供給される市水と冷媒とが対向して流れるように各
配管が接続されており、冷媒の市水との熱交換を効率良く行うことができるようになって
いる。

市水給水管３６には給水弁８８が設けられ、この給水弁８８の下流側で市水給水管３６
から分岐する市水給水管３５が接続されている。この市水給水管３５は、給水弁５８を介
して、上記したガスクーラー５１の水入口５１Ａと給湯弁５６との間で給湯系入口３７に
接続されている。市水給水管３５には、給水弁５８の上流側に、市水の温度を検出する不
図示の温度センサーが設けられている。

また、貯湯槽４１には、その内部に貯留された湯水（貯湯槽内に貯留された市水）の量
を検出する液面センサー９８と温度を検出するための温度センサー９６が備えられている
。液面センサー９８が、貯湯量が減少し、所定量以下になったことを検出した際には、給
水弁８８が開かれて、貯湯槽４１に市水が供給される。また、貯湯槽４１には、系統連系
点３４からブレーカ６６を介して系統電力が供給されて、各種センサー９６、９８などに
電力が供給されている。

給湯三方弁５７には、給湯系入口３７から、ガスクーラー５１をバイパスして湯水が流
れる湯水配管８４が接続されている。ユーザーにより入力された設定温度が貯湯槽４１か
ら給湯系入口３７に供給される湯水の温度よりも低い場合には、給湯三方弁５７は、湯水
配管８４側から湯水が流れるように開かれ、給湯弁５６及び給水弁５８が、貯湯槽４１か
ら供給された湯に市水を混ぜて、ユーザーにより入力された設置温度に対して適温となる
ように開かれる。

一方、ユーザーにより入力された設定温度が貯湯槽４１から給湯系入口３７に供給され
る湯水の温度よりも高い場合には、給湯三方弁５７は、ガスクーラー５１を介して給湯系
入口３７側から湯水が流れるように開かれ、湯水配管８４側が閉じられて、給湯弁５６が
開かれ、給水弁５８が閉じられて、貯湯槽４１から給湯系入口３７を通って、ガスクーラ
ー５１に流入し、ガスクーラー５１で冷媒と熱交換して昇温され、給湯三方弁５７を介し
て給湯口８１から供給される。また、貯湯槽４１から給湯系入口３７に供給される湯水の
温度が、市水温度よりも低い場合には、給湯弁５６が閉じられ、給水弁５８が開かれて、
市水が給湯系入口３７、ガスクーラー５１で冷媒と熱交換して昇温され、給湯三方弁５７
を介して給湯口８１から供給される。

貯湯槽４１には、ヒートポンプ給湯機５０の他に、床暖房などの暖房機器８７等が配管
接続されて備えられ、貯湯槽４１内で昇温された湯がポンプ８５及び三方弁８６等を介し
て、貯湯槽４１と暖房機器８７間を循環するよう構成されている。

次に、上記した貯湯槽熱交換器６１に接続された不凍液の循環経路について説明する。
貯湯槽熱交換器６１には、この貯湯槽熱交換器６１に不凍液を流入、流出させるための戻
り管路４２及び行き管路４３が接続されている。また、戻り管路４２には、戻りポンプ４
２ａが接続され、戻りポンプ４２ａで、貯湯槽熱交換器６１に不凍液を循環させている。

戻り管路４２には、戻りヘッダ６３が接続され、戻りヘッダ６３には、太陽熱を利用し
て温水を生成するために備えられた太陽温水器パネル６２で熱を回収した不凍液が流れる
液管７１と、太陽光発電装置１２の太陽電池パネルから熱を回収した不凍液が流れる液管
７２と、ＧＨＰの室外機２１に搭載されたガスエンジン２４の冷却水から動力源熱交換器
２７で熱を回収した不凍液が流れる液管７３とが、それぞれ接続されている。

一方、行き管路４３には、行きヘッダ６４が接続され、行きヘッダ６４には、液管４５
、４６、４７が接続されている。液管４５は、ポンプ４５ａを介して太陽光発電装置１２
に接続されている。液管４６は、ポンプ４６ａを介して太陽温水器パネル６２に接続され
ている。液管４７は、ポンプ４７ａを介してガスエンジン２４を水冷する動力源熱交換器
２７に接続されている。ポンプ４５ａ、４６ａ、４７ａは押し込み型ポンプであり、行き
ヘッダ６４から、それぞれ、太陽光発電装置１２、太陽温水器パネル６２、動力源熱交換
器２７に、貯湯槽熱交換器６１にて市水と熱交換し温度が下げられた不凍液を押し込んで
、循環させる構成となっている。

戻りヘッダ６３と、行きヘッダ６４との間は、バイパス管４４で接続され、バイパス管
４４には、第一の電動弁４８Ａが備えられている。また、戻りヘッダ６３の吐出口６３ａ
と行きヘッダ６４の吸込口６４ｂの間には差圧センサー９５が備えられている。さらに、
戻り管路４２の戻りポンプ４２ａの下流側には、第二の電動弁４８Ｂが備えられている。

この構成において、貯湯槽４１内に備えられた温度センサー９６が、貯湯槽４１内に貯
留された湯水の温度が所定温度（例えば６０度以上）に近づいてきたことを検出した際に
は、貯湯槽熱交換器６１における熱交換負荷を抑えるために、第二の電動弁４８Ｂの開度
を絞り、貯湯槽熱交換器６１を通って流れる不凍液の流量を調整する。これによって、戻
りヘッダ６３の出口６３ａ側の圧力が上昇し、戻りヘッダ６３の吐出口６３ａと行きヘッ
ダ６４の吸込口４ｂとの間に備えられた差圧センサー９５の検出結果に伴って、第一の電
動弁４８Ａの開が開かれて、戻りヘッダ６３から行きヘッダ６４へ、不凍液が貯湯槽熱交
換器６１をバイパスし流れるように構成されている。

また、貯湯槽熱交換器６１で配管詰まりなどの問題が発生した際には、差圧センサー９
５の検出結果が所定圧力外となり、この検出結果にともなって第一の電動弁４８Ａの開度
が開かれて、不凍液が貯湯槽熱交換器６１をバイパスして戻りヘッダ６３から直接行きヘ
ッダ６４にバイパス管４４を通って流れる構成となっている。

以下、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１では、負荷により消費される
電力を検知し、この電力量と、発電機及び太陽光発電装置で発電される電力を比較して、
これらの発電された電力を蓄電池に充電させるか、負荷に供給させるかを判断し、充電池
の電力を効率よく使用していた。これに対し実施形態２では、負荷が消費する電力量と、
発電機及び太陽光発電装置が発電する電力をあらかじめ予測することで、蓄電池の電力を
効率よく使用するものである。

なお、実施形態２の空調システムでは、実施形態１の空調システムの全体の構成は共通
するので、共通する構成には同一の符号を参照し、詳細な説明は省略する。

実施形態２のシステムコントローラ３は、検出器３２より検出される負荷２２に供給さ
れる電力を検知する。また、システムコントローラ３は、商用電源系統１１から各負荷２
２に接続される商用電源系統１１の電圧を検出する機能を有する。さらに、システムコン
トローラ３は各負荷に供給される電力を、それぞれ検出し、この検出値をシステムコント
ローラ３により取得される。これにより、システムコントローラ３は、商用電源系統１１
及び電力変換ユニット１５から各負荷に入力される電力を検出し、この電力から負荷２２
の使用電力を算出できる。

また、システムコントローラ３には、不図示の日射センサーが接続されるとともに、時
計を内蔵する。システムコントローラ３は、日射センサーにより検出した日射の有無、蓄
電池１８の蓄電残量値、及び、各検出値の検出時の時刻と現在時刻とに基づいて、太陽光
発電装置１２、発電機１３、蓄電池１８及び負荷２２と通信し、太陽光発電装置１２及び
発電機１３で発電された電力の負荷２２への供給、蓄電池１８の充電開始／停止および蓄
電池１８から負荷２２への電力供給、或いは、負荷２２の運転等の制御を行う。

以下、システムコントローラ３の負荷２２への電力供給の制御について説明する。シス
テムコントローラ３は、負荷２２が電力を消費すると、商用電源系統１１又は電力変換ユ
ニット１５から負荷２２に電力供給を行うと共に、不図示の内蔵する時計が計時する現在
時刻の取得および日射センサーによる日射の検出を行う。システムコントローラ３は、日
射センサーにより検出可能な程度の日射量があれば、常に太陽光発電装置１２から、負荷
２２に電力を供給する。日射がある場合には、システムコントローラ３は、太陽電池パネ
ルで発電された電力を負荷２２に供給する。

また、システムコントローラ３は、負荷２２に商用電源系統１１から供給される電力と
、電力変換ユニット１５から供給される電力との割合を、予め設定された時間帯、当日の
負荷２２の使用電力予測値、当日の太陽光発電装置１２の発電量の予測値、発電機１３の
発電量の予測値及び、蓄電池１８の蓄電残量値に応じて決定する。そして、システムコン
トローラ３は、決定された電力変換ユニット１５から供給される電力の割合と、負荷２２
の使用電力の合計と、太陽光発電装置１２の発電量及び発電機１３の発電量と、に応じて
、蓄電池１８から放電する電力量を随時制御する。

図３は、システムコントローラ３による電力制御を示すフローチャートである。図３に
示すように、システムコントローラ３は、現在の時刻が蓄電池１８の充電時間帯として設
定された時間内であるかを判定する（ステップＳ１）。現在の時刻が蓄電池１８の充電時
間帯に該当する場合には、システムコントローラ３は、現在時刻が蓄電池１８の充電が終
了する時間（例えば午前７時００分）まで待機する。現在の時刻が、蓄電池１８の充電時
間帯を経過すると（ステップＳ１；Ｎｏ）、システムコントローラ３は、電力変換ユニッ
ト１５から出力する負荷２２の使用電力に対する割合を決定する（ステップＳ２）。続い
て、システムコントローラ３は、決定した、電力変換ユニット１５から出力する電力の割
合に基づいて、蓄電池１８から負荷２２への電力供給量を算出し、蓄電池１８の放電の制
御を実行する（ステップＳ３）。

システムコントローラ３は、現在の時刻に基づき、負荷２２の使用電力量のピーク時間
帯が経過したかを判定し（ステップＳ４）、ピーク時間帯が経過するまでの間は、ステッ
プＳ３に戻って、処理を繰り返す。システムコントローラ３は、ステップＳ２で決定した
電力変換ユニット１５から出力する電力の割合を、ピーク時間帯が経過するまでの間、蓄
電池１８の放電量の算出に適用する。

負荷２２の使用電力量のピーク時間帯は、月別或いは季節別に設定する構成としても良
く、具体的には、夏季に空調負荷が最大となる１２：００〜１６：００とし、他の季節で
は空調負荷が比較的大きい朝と夕方に設定する例が挙げられるが、通年で同じ時間帯（例
えば１２：００から１５時００分まで）に設定しても良い。稼働ピーク時間は、予めシス
テムコントローラ３に設定されて記憶され、稼働ピーク時間帯の設定値が複数記憶される
場合には、システムコントローラ３は、現在の日付に基づいて適切な設定値を選択すれば
よい。

負荷２２の使用電力量のピーク時間帯の経過後（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、システムコ
ントローラ３は、蓄電池１８の蓄電残量を取得し（ステップＳ５）、続いて、蓄電池１８
に蓄電残量があるかを判定する（ステップＳ６）。蓄電残量がある場合、システムコント
ローラ３は、続いて、現在の時刻が蓄電池１８の充電時間帯であるかを判定し（ステップ
Ｓ７）、蓄電池１８の充電時間帯でない場合には、電力変換ユニット１５から負荷２２に
供給する電力の割合を、例えば５０％に設定する（ステップＳ８）。

負荷２２の使用電力量のピーク時間帯経過後に、蓄電池１８に蓄電残量がある場合には
、安価な深夜或いは夜間電力を効率よく利用するために、蓄電池１８の充電時間に達する
までにできる限り蓄電池１８に残っている電力を放電させることが望ましい。そのため、
システムコントローラ３は、ステップＳ８で、ピーク時間帯経過後に蓄電池１８に蓄電残
量がある場合には、電力変換ユニット１５から負荷２２に供給する電力の割合を、５０％
の高率に設定する。なお、システムコントローラ３が、時間の経過とともに、電力変換ユ
ニット１５から供給する電力の割合を５０％、６０％と段階的に増大させ、蓄電池１８に
残っている電力をより確実に使いきるようにしても良い。

負荷２２の使用電力量のピーク時間帯の経過後に、電力変換ユニット１５から負荷２２
に供給する電力の割合が設定されると、システムコントローラ３は、設定された電力の供
給割合に基づいて、蓄電池１８から負荷２２へ供給する電力量を算出し、蓄電池１８の放
電を制御する（ステップＳ９）。この処理は、ステップＳ３で実行される処理と同様であ
る。

その後、蓄電池１８からの放電は、蓄電池１８の残量が無くなるまで（ステップＳ６；
Ｎｏ）、或いは、蓄電池１８の充電時間に達するまで（ステップＳ７；Ｙｅｓ）継続され
、システムコントローラ３は、負荷２２の使用電力に応じて、蓄電池１８からの必要放電
量を随時算出し、制御する。

一方、負荷２２の使用電力量のピーク時間帯経過後、蓄電池１８に蓄電残量がない場合
（ステップＳ６；Ｎｏ）或いは現在の時刻が蓄電池１８の充電時間帯に達した場合（ステ
ップＳ７；Ｙｅｓ）には、システムコントローラ３は、蓄電池１８の放電を停止し蓄電池
１８から負荷２２への電力供給を終了する（ステップＳ１０）。

図４は、電力変換ユニット出力割合設定処理を詳細に示すフローチャートである。この
図４を参照して、図３のステップＳ２で電力変換ユニットから負荷２２に供給する電力割
合を設定する処理について説明する。

図４に示すように、システムコントローラ３は、まず、負荷２２の当日の使用電力の予
測値を算出する（ステップＳ１１）。システムコントローラ３は、図示しない温度計や日
照センサーの検出値、或いは、図示しない気象情報受信手段で受信した気象情報を送信す
る企業または各種団体が配信する気象情報に基づいて気温等の気象データと天候に関する
データとを、予め設定されたサイクルで検出または取得し、これらのデータと、負荷２２
の消費電力、及び、太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量を、それぞれ対応付けて
、随時記憶している。そして、システムコントローラ３は、過去数日間（例えば直近３日
間）の気象データ及び天候に関するデータに基づいて、負荷２２の当日の使用電力の予測
値を算出する。

次に、システムコントローラ３は、当日の太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量
の予測値を算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１、Ｓ１２で求める負荷２２の当
日の太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量の予測値は、上述したようにシステムコ
ントローラ３が記憶しているデータと太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量のデー
タのうち、過去数日間（例えば直近３日間）のデータをもとに算出される。

また、負荷２２の当日の使用電力の予測値、及び、太陽光発電装置１２及び発電機１３
の発電量の予測値は、負荷２２の消費電力のピーク時間帯における消費電力量及び発電量
の予測値であっても良いし、或いは、一日を通した消費電力量及び発電量の予測値であっ
ても良い。

システムコントローラ３は、次に、蓄電池１８の残量基準値を算出する（ステップＳ１
３）。この蓄電池１８の残量基準値は、後述するように蓄電池１８の残量が十分にあるか
否かを判定するための基準値であり、当日の負荷２２の消費電力の予測値に対する太陽光
発電装置１２及び発電機１３の発電量の予測値の割合で決定される。この基準値は一つに
限らず、例えば、当日の負荷２２の消費電力の予測値に対する太陽光発電装置１２及び発
電機１３の発電量の予測値の割合が２０％以上の場合と、２０％以下の場合とで２段階の
残量基準値Ｘ，Ｙを設定することができる。複数の残量基準値Ｘ，Ｙの値は、あらかじめ
システムコントローラ３に設定され、当日の負荷２２の使用電力の予測値に対する太陽光
発電装置１２及び発電機１３の発電量の予測値の割合によって、システムコントローラ３
によってどちらか一方が選択される。

当日の負荷２２の使用電力の予測値に対する太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電
量の予測値の割合が高い場合には、蓄電池１８から放電する電力は、太陽光発電装置１２
及び発電機１３から供給される電力の不足分を補う程度となる。このような場合、蓄電池
１８の残量基準値Ｘは低く設定することが可能である。一方、当日の負荷２２の使用電力
の予測値に対する太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量の予測値の割合が低い場合
には、蓄電池１８から負荷２２に供給する電力が多くなる。このような場合、負荷２２の
使用電力のピーク時間帯を通じて蓄電池１８から放電することができるように、蓄電池１
８の残量基準値Ｙは、残量基準値Ｘに比べて高く設定される。

続いて、システムコントローラ３は、蓄電池１８の残量を検出し（ステップＳ１４）、
この残量が、残量基準値（残量基準値Ｘ、Ｙのうち選択された値）以上であるかを判定す
る（ステップＳ１５）。蓄電池１８の蓄電残量が、残量基準値以上である場合（ステップ
Ｓ１５；Ｙｅｓ）には、蓄電池１８から放電される電力をその日のうちに使いきるために
、システムコントローラ３は、電力変換ユニット１５から負荷２２に供給する電力の使用
電力に対する割合を高く設定する（例えば４０％）。一方、蓄電池１８の蓄電残量が、残
量基準値以下である場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）には、システムコントローラ３は、電
力変換ユニット１５から負荷２２に供給する電力の使用電力に対する割合を低く設定する
（例えば３０％）。

この図４に示す電力変換ユニット出力割合設定処理によって、当日の負荷２２の消費電
力量と、太陽光発電装置１２及び発電機１３の発電量と、蓄電池１８の残量とに応じた、
電力変換ユニット１５から供給する電力の割合が設定される。

図５は、電力供給量算出処理を詳細に示すフローチャートである。この図５を参照して
、図３のステップＳ３、Ｓ９で蓄電池１８から負荷２２に供給する電力量を算出する処理
について説明する。

システムコントローラ３は、まず、検出器３２と通信し、負荷２２の消費電力を取得す
る（ステップＳ２１）。次に、システムコントローラ３は、太陽光発電装置１２及び発電
機１３が発電する電力を算出する（ステップＳ２２）。続いて、システムコントローラ３
は、負荷２２の消費電力と、太陽光発電装置１２及び発電機１３が発電する電力とを比べ
、太陽光発電装置１２及び発電機１３が負荷２２に供給する電力の消費電力に対する割合
とに基づいて、蓄電池１８から放電する電力量を算出する（ステップＳ２３）。蓄電池１
８から放電する必要のある電力量を算出した後、システムコントローラ３は、蓄電池１８
からの放電を開始する（ステップＳ２４）。

なお、蓄電池１８から放電される電力量は、負荷２２の消費電力の合計と太陽光発電装
置１２及び発電機１３が発電する電力とに応じて随時変化するので、システムコントロー
ラ３は、蓄電池１８からの放電中は、蓄電池１８から放電される電力を常に監視し、ステ
ップＳ２１〜Ｓ２４の処理を所定のサイクルで繰り返し実行して、放電する電力を調整す
る。

図６は、負荷２２の運転状態の一例として、電力変換ユニット１５から供給する電力の
割合が３０％に設定されている場合について、負荷２２の使用電力に対する商用電源系統
１１及び電力変換ユニット１５から供給される電力の割合を示した図である。なお、図６
では、複数の負荷のうち５つの負荷を例示して示す。各負荷２２ａ〜２２ｅの負荷率は、
各負荷２２ａ〜２２ｅを定格運転したときの消費電力に対する、各負荷２２ａ〜２２ｅの
使用電力から算出されている。

負荷２２ａ〜２２ｅの使用電力の合計に対する電力変換ユニット１５の電力の割合が３
０％に設定された場合、システムコントローラ３は、この割合（３０％）に応じて蓄電池
１８から放電する電力量を制御する。電力変換ユニット１５から負荷２２に供給する電力
の電圧は、商用電源系統１１から供給される電力の電圧よりも１〜数ボルト高い電圧値に
昇圧されているため、図６に示すように、各負荷２２ａ〜２２ｅの使用電力に対する電力
変換ユニット１５から供給される電力量の割合は、各負荷２２ａ〜２２ｅで均等に３０％
となり、各負荷２２ａ〜２２ｅは、残りの７０％の電力を商用電源系統１１側から受電す
る。

このように、システムコントローラ３は、当日の負荷２２の使用電力の予測値と、当日
の太陽光発電装置１２の発電量の予測値と、蓄電池１８の蓄電残量と、太陽光発電装置１
２及び蓄電池１８を備える電力変換ユニット１５から負荷２２に供給する電力の使用電力
に対する割合を設定し、この割合と、太陽光発電装置１２から出力される電力量と、に応
じて蓄電池１８から放電する電力量を随時変化させるため、太陽光発電装置１２から供給
される電力を優先的に利用し、蓄電池１８から放電する電力を補助的に利用して、省エネ
ルギー効果を向上することができる。

また、システムコントローラ３は、蓄電池１８の蓄電残量に応じて、使用電力のピーク
時間帯の経過前と経過後で、電力変換ユニット１５から供給する電力の割合を変化させる
ため、ピーク時間帯を過ぎた後には、蓄電池１８の出力割合を高めて、蓄電池１８の電力
をその日のうちに使い切り、蓄電池１８から供給される電力を効率良く利用することがで
きる。また、負荷２２の使用電力に対する商用電源系統１１から供給する電力の割合が設
定されるため、各負荷２２ａ〜２２ｅにおける無効電力を低減させてエネルギー効率を向
上することができる。

以上、実施形態２に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。本実施形態では、当日の負荷２２の使用電力の予測値に対する発電機１３及び太陽
光発電装置１２の発電量の予測値の割合が２０％以上の場合と、２０％以下の場合とで２
段階の残量基準値Ｘ，Ｙを設定する構成としたが、これに限らず、使用電力の予測値に対
する発電機１３及び太陽光発電装置１２の発電量の予測値の割合に基づいて複数段階の残
量基準値を設ける構成としても良い。

１：電力系統２：温水系統３：システムコントローラ１１：商用電源系統１１：
商用電源系統１２：太陽光発電装置１２：直流発電装置１３：発電機１４：ＰＣ
Ｓ１５：電力変換ユニット１７Ａ：第１切換スイッチ部１７Ｂ：第２切換スイッチ
部１８：蓄電池１９：電池充電器（充電部）２０：ガスヒートポンプ式空調装置（
空調装置）２２、２２ａ〜２２ｅ：負荷２３：圧縮機２４：ガスエンジン（動力源
）３２：検出器３４：系統連系点４１：貯湯槽５０：ヒートポンプ給湯機５２
：蒸発器５３：圧縮機５９：膨張弁８２：アクティブフィルタ９１：冷媒配管
９２：凝縮器９３：減圧装置９４：蒸発器１００：空調システム

Claims

圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用いた冷凍サイクル、及び、前記圧縮機を駆動す
る動力源で駆動される発電機を有する空調システムにおいて、
商用電源系統から接続され商用電力が供給される配線と、
蓄電池と、
前記蓄電池への充電を制御する充電部と、
前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路と、
前記発電機の発電電力を前記充電部へ導く回路と、
前記発電機の発電電力から得られる直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させ
るための出力回路と、
太陽光発電装置等の直流電力を出力する直流発電装置と、
前記直流発電装置の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回
路と、
前記直流発電装置の出力を前記充電部へ導く回路と、
前記配線を介して電力を得る負荷と、
前記負荷へ供給される電力を検出する検出器と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装置の出力との合
算値以下の際には、前記発電機の発電電力及び直流発電装置の出力を前記充電部へ導く回
路を有効にすると共に、前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させ
るための出力回路を有効にし、
前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装置の出力との合
算値以上の際には、前記発電機の発電電力から得られる直流電力を交流電力に変換して前
記配線へ重畳させる出力回路を有効にすると共に、前記直流発電装置の直流電力を交流電
力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路を有効にすることを特徴とする空調シ
ステム。
前記制御部は、前記検出器で検出される電力が前記発電機の発電電力と前記直流発電装
置の出力との合算値以上の際には、前記蓄電池の残容量が所定値以上の場合に蓄電池の直
流電力を交流電力に変換して前記配線へ重畳させるための出力回路を有効にすることを特
徴とする請求項１に記載の空調システム。
更に、前記商用電源系統から供給される電力を前記充電部へ導く回路を備え、
前記制御部は、夜間の時間帯においては、前記商用電源系統から供給される電力を前記
充電部へ導く回路を有効にすることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
前記動力源は、ガスエンジンであることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
前記充電部は、前記蓄電池を満充電状態の約９５％の容量まで充電させることを特徴と
する請求項１に記載の空調システム。
前記制御部は、前記負荷の使用電力に対する前記蓄電池から供給される電力の割合を、
前記負荷の稼働ピーク時間帯の経過前と経過後とのそれぞれについて決定し、決定した割
合に基づいて前記蓄電池から供給される電力を制御することを特徴とする請求項１に記載
の空調システム。
前記制御部は、前記負荷の稼働ピーク時間帯の経過前と経過後のそれぞれにおいて、前
記蓄電池の残容量をもとに前記負荷の使用電力に対する前記蓄電池から供給される電力の
割合を決定することを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
前記制御部は、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する電力及び前記
蓄電池から供給される電力の前記負荷の使用電力に対する割合を決定し、前記決定した割
合と前記発電機及び前記直流発電装置の発電量とに基づいて、前記蓄電池から供給される
電力を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の空調システム。
前記制御部は、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する電力及び前記
負荷の使用電力をそれぞれ予測し、この予測に基づいて前記発電機が発電する電力、前記
直流発電装置が発電する電力及び前記蓄電池から供給される電力の、前記負荷の使用電力
に対する割合を決定することを特徴とする請求項８に記載の空調システム。
前記制御部は、過去の前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置の発電量及び前記
負荷の使用電力量に基づいて、前記発電機が発電する電力、前記直流発電装置が発電する
電力及び前記負荷の使用電力をそれぞれ予測することを特徴とする請求項９に記載の空調
システム。
前記制御部は、過去の天候情報に基づいて、前記発電機が発電する電力、前記直流発電
装置が発電する電力及び前記負荷の使用電力とをそれぞれ予測することを特徴とする請求
項１０に記載の空調システム。