JP2019215108A - 空調システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の蒸発温度を低下させる第1制御を含むことを特徴とする空調システムである。
前記第1風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の蒸発温度を上昇させる第2制御を含むことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、前記第1風量制御において、
前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化前における、該風量及び冷媒の蒸発温度に基づき、該顕熱処理機(10-S)の顕熱処理能力を求める第1処理と、
前記第1処理で求めた顕熱処理能力、及び前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化後における風量に基づき、前記顕熱処理能力を維持するための冷媒の蒸発温度を求める第2処理とを行うことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、室内空気の温度を調節するように冷媒の蒸発温度を調節するように構成され、前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも低い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の蒸発温度を低下させる第1制御を行うことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の蒸発温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも高い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の蒸発温度を増大させる第2制御を行うことを特徴とする空調システムである。
各々が個別に冷凍サイクルを行うとともに互いに同一の室内を対象とする複数の空気調和機(10)を備え、
前記制御装置(40)は、前記複数の空気調和機(10)の少なくとも1台が前記顕熱処理機となり、少なくとも1台が潜熱処理機(10-L)となる状態を含む運転を実行させることを特徴とする空調システムである。
前記第2風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の凝縮温度を上昇させる第3制御を含むことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、前記第2風量制御において、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させる前後の顕熱処理能力を維持するように冷媒の凝縮温度を変化させることを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、前記第2風量制御において、
前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化前における、該風量及び冷媒の凝縮温度に基づき、該顕熱処理機(10-S)の顕熱処理能力を求める第3処理と、
前記第3処理で求めた顕熱処理能力、及び前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化後における風量に基づき、前記顕熱処理能力を維持するための冷媒の凝縮温度を求める第4処理とを行うことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の凝縮温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも高い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の凝縮温度を上昇させる制御を行うことを特徴とする空調システムである。
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の凝縮温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも低い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の凝縮温度を低下させる制御を行うことを特徴とする空調システムである。
本実施形態の空調システム(1)は、同一の室内空間(5)を空調の対象としている。空調システム(1)は、冷房運転、暖房運転、及び潜顕分離運転を切り換えて行う。空調システム(1)は、複数の空気調和機(10)を備えている。図1では、空調システム(1)が4台の空気調和機(10)を図示しているが、2台以上であれば他の台数であってもよい。これらの空気調和機(10)の基本的な構成は同じである。
図1の例の各空気調和機(10)は、いわゆるペア式の空気調和機である。つまり、本例の空気調和機(10)は、1台の室外ユニット(11)と、1台の室内ユニット(12)と、室外ユニット(11)及び室内ユニット(12)を接続する2本の連絡配管(13,14)とを有する。室外ユニット(11)は、室外に設置される。本例の室内ユニット(12)は、室内空間(5)に面するように設置される。室内ユニット(12)は、天井設置式(厳密には、天井吊り式や天井埋め込み式)で構成される。各空気調和機(10)には、それぞれリモコン(15)が設けられる。ユーザが、リモコン(15)を操作することで、室内の設定温度、及び運転モードを切り換えることができる。
図2に示すように、各空気調和機(10)は、それぞれ冷媒回路(20)を備える。冷媒回路(20)では、充填された冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(20)には、圧縮機(21)、室外熱交換器(22)、膨張弁(23)、四方切換弁(24)、及び室内熱交換器(25)が接続される。圧縮機(21)、室外熱交換器(22)、膨張弁(23)、及び四方切換弁(24)は、室外ユニット(11)に設けられる。室内熱交換器(25)は、室内ユニット(12)に設けられる。
図3に示すように、空調システム(1)は、各空気調和機(10)を制御するための制御装置(40)を備えている。制御装置(40)は、複数のローカルコントローラ(41)と、複数の無線LANアダプタ(42)と、ルータ(43)と、通信端末(44)と、主制御部(45)とを備える。ローカルコントローラ(41)は、既設ユニットに含まれる。無線LANアダプタ(42)、ルータ(43)、及び主制御部(45)は、追加ユニットに含まれる。
空調システム(1)の基本的な運転動作について説明する。各空気調和機(10)は、それぞれ冷房運転、暖房運転、及び送風運転を実行可能に構成される。これらの運転は、既設ユニットのみでも実行可能である。
冷房運転では、室内空間(5)の室内空気が冷却される。冷房運転では、空気調和機(10)の四方切換弁(24)が第1状態となり、圧縮機(21)、室内ファン(27)、室外ファン(26)が運転される。冷房運転では、室外熱交換器(22)が凝縮器ないし放熱器となり、室内熱交換器(25)が蒸発器となる第1冷凍サイクル(冷房サイクル)が行われる。つまり、圧縮機(21)で圧縮された冷媒は、室外熱交換器(22)で放熱・凝縮し、膨張弁(23)で減圧される。減圧された冷媒は、室内熱交換器(25)で蒸発し、室内空気を冷却する。蒸発した冷媒は、圧縮機(21)に吸入されて再び圧縮される。冷房運転では、吸込温度(Th1)が目標温度(RTh)に近づくように室内熱交換器(25)の蒸発温度(Te)が制御される。具体的には、吸込温度(Th1)及び目標温度(RTh)に基づいて、蒸発温度(Te)の制御目標値(目標蒸発温度(TeS))が調整される。
冷房運転中には、空気調和機(10)をサーモオフする制御と、サーモオンする制御とが適宜行われる。これらの制御は、吸込温度(Th1)と目標温度(RTh)に基づいて行われる。
暖房運転では、室内空間(5)の室内空気が加熱される。暖房運転では、空気調和機(10)の四方切換弁(24)が第2状態となり、圧縮機(21)、室内ファン(27)、室外ファン(26)が運転される。暖房運転では、室内熱交換器(25)が凝縮器ないし放熱器となり、室外熱交換器(22)が蒸発器となる第2冷凍サイクル(暖房サイクル)が行われる。つまり、圧縮機(21)で圧縮された冷媒は、室内熱交換器(25)で放熱・凝縮し、室内空気を加熱する。放熱した冷媒は、膨張弁(23)で減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器(22)で蒸発した後、圧縮機(21)に吸入されて再び圧縮される。暖房運転では、吸込温度(Th1)が目標温度(RTh)に近づくように室内熱交換器(25)の凝縮温度(Tc)が制御される。具体的には、吸込温度(Th1)及び目標温度(RTh)に基づいて、凝縮温度(Tc)の制御目標値(目標凝縮温度(TcS))が調整される。
暖房運転中には、空気調和機(10)をサーモオフする制御と、サーモオンする制御とが適宜行われる。これらの制御は、吸込温度(Th1)と目標温度(RTh)に基づいて行われる。暖房運転中の空気調和機(10)の吸込温度(Th1)が所定のサーモオフ温度(Thoff)以上になると、上述した冷房運転と同様に、空気調和機(10)が休止状態(サーモオフ状態)となる。また、空気調和機(10)がサーモオフ状態であるときに、吸込温度(Th1)が所定のサーモオフ温度(Thoff)以下になると、空気調和機(10)の暖房運転が再開される。
送風運転では、室内空間(5)の室内空気の冷却・加熱が行われず、室内空気を循環させる。送風運転では、圧縮機(21)が停止状態となり、冷媒回路(20)で冷凍サイクルが行われない。一方、室内ファン(27)は運転される。室内空気は、室内ユニット(12)の内部通路を流れ、再び室内空間(5)へ供給される。つまり、室内ユニット(12)からは、冷却も加熱もされない空気が送風される。室内ファン(27)のファンタップは、例えばHタップ(大風量)、あるいはMタップ(中風量)に設定される。送風運転中の空気調和機(10)の室内ファン(27)の風量は、サーモオフ状態の空気調和機(10)の室内ファン(27)の風量よりも大きい。
空調システム(1)は、室内空間(5)の潜熱負荷と顕熱負荷とを同時に処理するための潜顕分離運転が実行可能に構成される。潜顕分離運転は、複数の空気調和機(10)のうちの少なくとも1台が潜熱処理機(10-L)になると同時に、少なくとも1台が顕熱処理機(10-S)になる状態を含む運転である。また、本実施形態の潜顕分離運転では、空気調和機(10)が送風機(10-F)(上述した送風運転を行う空気調和機)になることもある。
図4及び図5に示すように、潜顕分離運転が実行される前には、予備運転が行われる。予備運転では、その後に実行される潜顕分離運転の開始時(初回の動作)において、潜熱処理機(10-L)、顕熱処理機(10-S)、及び送風機(10-F)とする空気調和機(10)を決定する判定処理が行われる。
ステップST4における潜熱負荷(HL-L)の算出方法について詳細に説明する。
予備運転の判定処理における室内空間(5)の顕熱負荷(HL-S)の算出方法について詳細に説明する。
ステップST4において、室内空間(5)の潜熱負荷(HL-L)及び顕熱負荷(HL-S)が算出されると、図8に示すように、潜熱処理機(10-L)の台数、目標蒸発温度、及び風量を決定する処理が行われる。この処理は、実際の潜顕分離運転が開始される直前に行われる。
潜熱処理機(10-L)の台数、目標蒸発温度、及び風量が決定された後には、図9に示す顕熱処理機(10-S)の決定フローに移行する。このフローでは、顕熱処理機(10-S)の台数、目標蒸発温度、及び風量を決定する処理が行われる。この処理は、実際の潜顕分離運転が開始される直前に行われる。
潜顕分離運転が開始されると、複数の空気調和機(10)が、予備運転で決定した内容を反映するように制御される。つまり、各空気調和機(10)は、予備運転で決定された種別(潜熱処理機(10-L)、顕熱処理機(10-S)、及び送風機(10-F)のいずれか)で運転される。潜熱処理機(10-L)は、予備運転で決定された風量(Q)及び目標蒸発温度(TeS)を目標値として制御される。顕熱処理機(10-S)は、予備運転で決定された風量(Q)及び目標蒸発温度(TeS)を目標値として制御される。つまり、潜顕分離運転の開始時には、各空気調和機(10)が、現在の潜熱負荷及び顕熱負荷に見合った能力で運転されるため、潜熱負荷及び顕熱負荷を過不足なく処理できる。
潜顕分離運転中の潜熱処理機(10-L)及び顕熱処理機(10-S)は、既設ユニットのローカルコントローラ(41)により、厳密には冷房機(冷房運転を行う空気調和機(10))として制御される。つまり、潜熱処理機(10-L)及び顕熱処理機(10-S)は、基本的には、上記冷房運転と同じ冷房サイクルを行おうとする。一方、上述したように、主制御部(45)は、ローカルコントローラ(41)の制御パラメータを更新時間ΔT毎に置き換える。具体的には、潜熱処理機(10-L)が空気を露点温度以下で冷却できるように、潜熱処理機(10-L)に対応する目標蒸発温度(TeS)が所定の制御範囲において更新される。顕熱処理機(10-S)が空気を露点温度より高い温度で冷却できるように、顕熱処理機(10-S)に対応する目標蒸発温度(TeS)が所定の制御範囲において更新される。潜熱処理機(10-L)の目標蒸発温度(TeS)の制御範囲は、顕熱処理機(10-S)の目標蒸発温度(TeS)の制御範囲よりも小さい。
潜顕分離運転が開始された後には、所定の更新間隔ΔT(例えば20秒)置きに、各空気調和機(10)の風量(Q)、目標蒸発温度(TeS)、台数を変更する制御を行う。このような制御は、潜熱処理機(10-L)の風量制御、潜熱処理機(10-L)の蒸発温度制御、顕熱処理機(10-S)の風量制御、顕熱処理機(10-S)の蒸発温度制御、及び台数変更制御に大別できる。
潜顕分離運転中の潜熱処理機(10-L)では、まず図10に示す風量制御が優先して行われる。風量制御では、潜熱処理機(10-L)の潜熱処理能力を維持しつつ、空気調和機(10)の室内空気の風量(Q)及び目標蒸発温度(TeS)を変更する制御が行われる。
潜熱処理機(10-L)の風量制御が行われた後には、図13に示す蒸発温度制御が行われる。この蒸発温度制御では、基本的には、潜熱処理機(10-L)の吸込空気の絶対湿度(吸込絶対湿度(Rz1)が目標値(目標絶対湿度(Rzt))に近づくように、目標蒸発温度(TeS)が制御される。ここで、吸込絶対湿度(Rz1)は、吸込温度(Th1)と吸込湿度(Rh1)とから求められる。目標絶対湿度(Rzt)は、目標吸込温度(Th1)と目標吸込湿度(Rh1)とから求められる。
潜顕分離運転中の顕熱処理機(10-S)では、まず図14に示す風量制御が優先して行われる。風量制御では、顕熱処理機(10-S)の顕熱処理能力を維持しつつ、空気調和機(10)の室内空気の風量(Q)及び目標蒸発温度(TeS)を変更する制御が行われる。
顕熱処理機(10-S)の風量制御が行われた後には、図15に示す顕熱処理機(10-S)の蒸発温度制御が行われる。この蒸発温度制御では、基本的には、顕熱処理機(10-S)の吸込温度(Th1)が目標温度(RTh)に近づくように、目標蒸発温度(TeS)が制御される。
潜熱処理機(10-L)における風量制御及び蒸発温度制御と、顕熱処理機(10-S)における風量制御及び蒸発温度制御とが終了した後には、各空気調和機(10)の種別・台数を変更するための台数変更制御が行われる。
上述した予備運転の判定処理や台数変更制御では、決定された優先順位に即して潜熱処理機(10-L)が選定される。この優先順位の決定方法(選定処理)について、図17を参照しながら詳細に説明する。
潜熱処理機(10-L)の優先順位の決定については、図18の変形例に示すように、吸込温度(Th1)に基づく選定を、室内空気の風量に基づく選定よりも優先して行ってもよい。つまり、この変形例では、まず、複数の空気調和機(10)のうち吸込温度(Th1)が高い空気調和機(10)を潜熱処理機(10-L)として優先的に選定する。これにより、潜熱処理機(10-L)のサーモオフを優先して抑制できる。
上記実施形態の制御装置(40)は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させるとともに、該風量の変化に伴う顕熱処理能力の変化を抑制する方向に冷媒の蒸発温度を変化させる第1風量制御(図14に示す風量制御)を行う。具体的には、顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の蒸発温度(目標蒸発温度(Te))を減少させる制御(第1制御、図14のステップST52〜ST55)と、顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の蒸発温度(目標蒸発温度(Te))を増大させる制御(第2制御、図14のステップST57〜ST60)とを行う。これらの制御により、風量を変化させたとしても、顕熱処理能力が変化することを抑制できる。
空調システム(1)では、室内空間(5)を暖房する顕熱処理機(10-S)において、上記のような風量制御(第2風量制御)を採用することができる。
上述した実施形態(その他の変形例等も含む)においては、以下のような構成としてもよい。
5 室内空間
10 空気調和機
10-L 潜熱処理機
10-S 顕熱処理機
40 制御装置
Claims (15)
- 冷媒の蒸発温度を調節することで室内空気の温度を調節しながら室内空間(5)を冷房する顕熱処理機(10-S)と、
前記顕熱処理機(10-S)を制御する制御装置(40)とを備え、
前記制御装置(40)は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させるとともに、該風量の変化に伴う顕熱処理能力の変化を抑制する方向に冷媒の蒸発温度を変化させる第1風量制御を行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項1において、
前記第1風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の蒸発温度を低下させる第1制御を含むことを特徴とする空調システム。 - 請求項1又は2において、
前記第1風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の蒸発温度を上昇させる第2制御を含むことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、前記第1風量制御において、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させる前後の顕熱処理能力を維持するように冷媒の蒸発温度を変化させることを特徴とする空調システム。 - 請求項4において、
前記制御装置(40)は、前記第1風量制御において、
前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化前における、該風量及び冷媒の蒸発温度に基づき、該顕熱処理機(10-S)の顕熱処理能力を求める第1処理と、
前記第1処理で求めた顕熱処理能力、及び前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化後における風量に基づき、前記顕熱処理能力を維持するための冷媒の蒸発温度を求める第2処理とを行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至5のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の蒸発温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも低い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の蒸発温度を低下させる第1制御を行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の蒸発温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも高い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の蒸発温度を増大させる第2制御を行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至7のいずれか1つにおいて、
各々が個別に冷凍サイクルを行うとともに互いに同一の室内を対象とする複数の空気調和機(10)を備え、
前記制御装置(40)は、前記複数の空気調和機(10)の少なくとも1台が前記顕熱処理機となり、少なくとも1台が潜熱処理機(10-L)となる状態を含む運転を実行させることを特徴とする空調システム。 - 冷媒の凝縮温度を調節することで室内空気の温度を調節しながら室内空間(5)を暖房する顕熱処理機(10-S)と、
前記顕熱処理機(10-S)を制御する制御装置(40)とを備え、
前記制御装置(40)は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させるとともに、該風量の変化に伴う顕熱処理能力の変化を抑制する方向に冷媒の凝縮温度を変化させる第2風量制御を行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項9において、
前記第2風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の凝縮温度を上昇させる第3制御を含むことを特徴とする空調システム。 - 請求項9又は10において、
前記第2風量制御は、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の凝縮温度を低下させる第4制御を含むことを特徴とする空調システム。 - 請求項9乃至11のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、前記第2風量制御において、前記顕熱処理機(10-S)の風量を変化させる前後の顕熱処理能力を維持するように冷媒の凝縮温度を変化させることを特徴とする空調システム。 - 請求項12において、
前記制御装置(40)は、前記第2風量制御において、
前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化前における、該風量及び冷媒の凝縮温度に基づき、該顕熱処理機(10-S)の顕熱処理能力を求める第3処理と、
前記第3処理で求めた顕熱処理能力、及び前記顕熱処理機(10-S)の風量の変化後における風量に基づき、前記顕熱処理能力を維持するための冷媒の凝縮温度を求める第4処理とを行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項9乃至13のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の凝縮温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも高い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を減少させるとともに、冷媒の凝縮温度を上昇させる制御を行うことを特徴とする空調システム。 - 請求項9乃至14のいずれか1つにおいて、
前記制御装置(40)は、
室内空気の温度を調節するように冷媒の凝縮温度を調節するように構成され、
前記顕熱処理機(10-S)の吸込空気の温度が所定値よりも低い条件が少なくとも成立するときに、前記顕熱処理機(10-S)の風量を増大させるとともに、冷媒の凝縮温度を低下させる制御を行うことを特徴とする空調システム。
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