JP6879324B2 - 空調システム - Google Patents
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Description
本開示の空調システム300について、図1〜図7を参照しながら説明する。図1は、空調システム300及び空調システム300に接続される第1サーモスタット900Aのブロック図である。図2は、空調システム300及び空調システム300に接続される第2サーモスタット900Bのブロック図である。図3は、空調システム300及び空調システム300に接続される第3サーモスタット900Cのブロック図である。図4は、空調システム300が有する空調装置100の概略構成図である。図5は、空調システム300のコントローラ60及びコントローラ60に接続される第1サーモスタット900Aのブロック図である。図6は、コントローラ60及びコントローラ60に接続される第2サーモスタット900Bのブロック図である。図7は、コントローラ60及びコントローラ60に接続される第3サーモスタット900Cのブロック図である。
(2−1)サーモスタット
空調システム300に接続されるサーモスタットについて詳細を説明する。
空調対象空間Rの温度情報とは、情報(信号)を受信した空調システム300側で、空調対象空間Rの温度が認識可能な情報である。空調対象空間Rの温度情報を、以後、室内温度情報と呼ぶ場合がある。
空調対象空間Rの湿度情報とは、情報(信号)を受信した空調システム300側で、空調対象空間Rの湿度が認識可能な情報である。空調対象空間Rの湿度情報を、以後、室内湿度情報と呼ぶ場合がある。
空調装置100の熱源空気の温度情報とは、情報(信号)を受信した空調システム300側で、空調装置100の熱源ユニット20の熱源側熱交換器23を流れる冷媒と熱交換する熱源空気の温度が認識可能な情報である。本実施形態では、空調装置100の熱源空気の温度情報は、熱源ユニット20の設置される屋外の空気の温度が認識可能な情報である。空調装置100の熱源空気の温度情報を、以後、外気温度情報と呼ぶ場合がある。
空調対象空間Rにおける人の存在に関する情報とは、情報(信号)を受信した空調システム300側で、空調対象空間Rに人が居るか否かを認識可能な情報である。空調対象空間Rにおける人の存在に関する情報を、以後、在室情報と呼ぶ場合がある。
空調装置100とは別の空調機器の運転状態に関する情報とは、情報(信号)を受信した空調システム300側で、空調装置100と同じ空調対象空間Rの空調を行う、空調装置100とは別の空調機器(他機器と呼ぶ)の運転状態を認識可能な情報である。例えば、空調装置100とは別の空調機器の運転状態に関する情報とは、情報を受信した空調システム300側で、他機器が運転中であるか否かを少なくとも認識可能な情報である。空調装置100とは別の空調機器の運転状態に関する情報を、以後、他機器運転情報と呼ぶ場合がある。
第1サーモスタット900Aは、機能部として、主に指示部910を有する。
第2サーモスタット900Bは、第1サーモスタット900Aの指示部910と機能的に同一の指示部910を有する。なお、第1サーモスタット900A及び第2サーモスタット900Bの指示部910が機能的に同一とは、果たす機能が概ね同一であることを意味し、信号を生成する機構は異なってもよい。
第3サーモスタット900Cは、第2サーモスタット900Bの上述した構成及び機能と、同様の構成及び機能を有する。
空調装置100の詳細構成について説明する。
利用ユニット50は、空調対象空間Rに設置されるユニットである。例えば、利用ユニット50は、天井埋込式のユニットである。ただし、空調装置100の利用ユニット50は、天井埋込式に限定されるものではなく、天井吊下式、壁掛式、又は床置式であってもよい。
利用側熱交換器52では、利用側熱交換器52を流れる冷媒と、空調対象空間Rの空気との間で熱交換が行われる。利用側熱交換器52は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管とフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
利用側ファン53は、利用ユニット50のケーシング(図示せず)内に空調対象空間R内の空気を吸入して利用側熱交換器52に供給し、利用側熱交換器52において冷媒と熱交換した空気を、空調対象空間Rへと吹き出す機構である。利用側ファン53は、例えばターボファンである。ただし、利用側ファン53のタイプは、ターボファンに限定されるものではなく適宜選択されればよい。利用側ファン53は、ファンモータ53aによって駆動される。利用側ファン53は、回転数を変更可能なファンモータ53aによって駆動される風量可変のファンである。
利用ユニット50は、液側温度センサ54とガス側温度センサ55とをセンサとして有する(図2参照)。温度センサや湿度センサのタイプは、適宜選択されればよい。
利用側制御部64は、利用ユニット50を構成する各部の動作を制御する。
熱源ユニット20は、空調対象空間Rの外に配置されている。熱源ユニット20は、例えば空調装置100の設置される建物の屋上や、建物に隣接して設置されている。
圧縮機21は、吸入管12aから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管12bへと吐出する機器である。本実施形態では、熱源ユニット20は、圧縮機21を1台だけ有するが、圧縮機21の台数は1台に限定されるものではない。例えば、熱源ユニット20は、複数の圧縮機21を有してもよい。
流向切換機構22は、冷媒の流向を切り換えることで、熱源側熱交換器23の状態を、凝縮器として機能する第1状態と蒸発器として機能する第2状態との間で変更する機構である。なお、流向切換機構22が熱源側熱交換器23の状態を第1状態とする時、利用側熱交換器52は蒸発器として機能する。一方、流向切換機構22が熱源側熱交換器23の状態を第2状態とする時、利用側熱交換器52は凝縮器として機能する。
熱源側熱交換器23では、内部を流れる冷媒と熱源ユニット20の設置場所の空気(熱源空気)との間で熱交換が行われる。熱源ユニット20が室外に設置される場合、熱源側熱交換器23では、内部を流れる冷媒と屋外空気との間で熱交換が行われる。
膨張機構25は、冷媒回路10において熱源側熱交換器23と利用側熱交換器52との間に配置される(図4参照)。膨張機構25は、熱源側熱交換器23と液側閉鎖弁14との間の液冷媒管12dに配置されている(図4参照)。熱源ユニット20が膨張機構25を有する代わりに、利用ユニット50が膨張機構25と同様の膨張機構を有する場合には、膨張機構は、利用ユニット50の内部の、液冷媒連絡配管2と利用側熱交換器52との間を接続する冷媒管に設けられればよい。
アキュムレータ24は、流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する。また、アキュムレータ24は、利用ユニット50の運転負荷の変動等に応じて発生する余剰冷媒の貯留機能を有する容器である。アキュムレータ24は、吸入管12aに設けられる(図4参照)。アキュムレータ24に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機21へと流出する。
液側閉鎖弁14は、液冷媒管12dと液冷媒連絡配管2との接続部に設けられている弁である。ガス側閉鎖弁16は、第2ガス冷媒管12eとガス冷媒連絡配管4との接続部に設けられている弁である。液側閉鎖弁14及びガス側閉鎖弁16は、例えば、手動で操作される弁である。
熱源側ファン28は、熱源ユニット20の図示しないケーシング内に熱源ユニット20外部の熱源空気を吸入して熱源側熱交換器23に供給し、熱源側熱交換器23において冷媒と熱交換した空気を熱源ユニット20のケーシング外に排出するためのファンである。
熱源ユニット20には、各種センサが設けられている。例えば、熱源ユニット20は、以下の温度センサ及び圧力センサを有する。温度センサや圧力センサのタイプは、適宜選択されればよい。
熱源側制御部62は、熱源ユニット20を構成する各部の動作を制御する。
空調装置100は、冷媒連絡配管として、液冷媒連絡配管2と、ガス冷媒連絡配管4と、を有する。液冷媒連絡配管2及びガス冷媒連絡配管4は、空調装置100の設置時に、空調装置100の設置サイトで施工される配管である。液冷媒連絡配管2及びガス冷媒連絡配管4には、設置場所や、熱源ユニット20と利用ユニット50との組み合わせ等の設置条件に応じて様々な長さや径の配管が使用される。
コントローラ60は、熱源ユニット20の熱源側制御部62と利用ユニット50の利用側制御部64とが伝送線66を介して通信可能に接続されることによって構成されている。コントローラ60は、熱源側制御部62や利用側制御部64のマイクロコンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、空調装置100全体の動作を制御する。
冷房運転時及び暖房運転時の空調装置100の動作の制御について説明する。
空調装置100に対して冷房運転の実行が指示されると、コントローラ60の空調制御部630は、空調装置100の運転モードを冷房運転モードに設定する。空調制御部630は、熱源側熱交換器23の状態が凝縮器として機能する第1状態になるよう、流向切換機構22を図4において実線で示す状態に制御し、圧縮機21、熱源側ファン28、及び利用側ファン53を運転する。
空調装置100に対して暖房運転の実行が指示されると、コントローラ60の空調制御部630は、空調装置100の運転モードを暖房運転モードに設定する。空調制御部630は、熱源側熱交換器23の状態が蒸発器として機能する第2状態になるよう、流向切換機構22を図4において破線で示す状態に制御し、圧縮機21、熱源側ファン28、利用側ファン53を運転する。
判定処理部640による、空調装置100の性能判定について説明する。
(a)冷媒量に関する性能判定
空調装置100の冷媒量に関する性能判定の例について説明する。
空調装置100の熱交換器等の汚れに関する性能判定の例について説明する。
(式1)
Q1=G×Δhc=f(Pd,Ps,Ts,N)×(hcin−hcout)
(式2)
Q2=G×Δhe=f(Pd,Ps,Ts,N)×(heout−hein)
空調装置100の故障に関する性能判定の例について説明する。なお、ここでの空調装置100の故障とは、空調装置100の能力が、空調装置100が発揮すべき能力に対して著しく不足している状態を意味する。
空調システム300が、性能判定処理が行われる判定処理時と、性能判定処理が行われない非判定処理時とで、通信部620がサーモスタット900A,900B,900Cから受信した情報の利用方法を変更する例について説明する。
次に、空調システム300に接続されるサーモスタット900A,900B,900Cの種類の違いに応じて性能判定処理が異なる例について説明する。なお、ここでの性能判定処理には、性能判定の実施条件が成立してから、性能判定が終了するまでの間に判定処理部640が行う処理の全てを含む。言い換えれば、性能判定処理には、判定処理時に判定処理部640が行う処理、及び、判定処理部640が空調制御部630に実行させる空調装置100の動作の全体を含む。
接続部610に第1サーモスタット900Aが接続されている場合の、判定処理部640による一連の性能判定処理について、図10のフローチャートを参照して説明する。
(b−1)第1実施例
接続部610に第2サーモスタット900Bが接続されている場合の、判定処理部640による一連の性能判定処理の第1実施例について、図11のフローチャートを参照して説明する。
接続部610に第2サーモスタット900Bが接続されている場合の、判定処理部640による一連の性能判定処理の第2実施例について、図12のフローチャートを参照して説明する。
接続部610に第3サーモスタット900Cが接続されている場合の、判定処理部640による一連の性能判定処理の例について、図13のフローチャートを参照して説明する。なお、図13のフローチャートは、図11のフローチャートと概ね同様である。ただし、図13のフローチャートは、ステップS32とステップS33との間にステップS32Aが存在する点で、図11のフローチャートと相違する。ここでは、図11のフローチャートとの相違点についてのみ説明する。
(5−1)
上記実施形態に係る空調システム300は、冷凍サイクル装置の一例である空調装置100と、接続部610と、通信部620と、判定処理部640と、を備える。空調装置100は、空調対象空間Rの空調を行う。接続部610は、複数種類のサーモスタット900A,900B,900Cと接続可能である。通信部620は、接続部610に接続されているサーモスタット900A,900B,900Cとの通信を行う。判定処理部640は、空調装置100の性能判定処理を行う。
上記実施形態に係る空調システム300では、第2サーモスタット900Bは、第1サーモスタット900Aと、通信部620に対する、空調対象空間Rの温度情報の送信の有無、空調対象空間Rの湿度情報の送信の有無、及び空調装置100の熱源空気の温度情報の送信の有無、の少なくとも1つが異なる。本実施形態では、第2サーモスタット900Bは、第1サーモスタット900Aと、通信部620に対する、空調対象空間Rの温度情報の送信の有無、空調対象空間Rの湿度情報の送信の有無、及び空調装置100の熱源空気の温度情報の送信の有無、の全てが異なる。
上記実施形態に係る空調システム300では、第3サーモスタット900Cは、第2サーモスタット900Bと、通信部620に対する、空調対象空間Rと同じ空間の空調を行う、空調装置100とは別の空調機器の一例である第1機器200の運転状態に関する情報の送信の有無が異なる。
上記実施形態に係る空調システム300では、第2サーモスタット900Bは、第1サーモスタット900Aと、通信部620に対する、空調対象空間Rにおける人の存在に関する情報の送信の有無が異なる。
上記実施形態に係る空調システム300では、判定処理部640は、接続部610に第1の種類のサーモスタットが接続されている時と、第2の種類のサーモスタットが接続されている時とで、異なる性能判定処理を行う。ある性能判定処理と他の性能判定処理とが異なるとは、準備運転の実行の有無、準備運転の内容、判定処理用運転の開始条件、性能判定処理の処理フロー、及び性能判定処理による判定対象項目の少なくとも1つが変更されていることを意味する。
上記実施形態に係る空調システム300では、空調装置100は、通信部620が空調装置100の冷凍サイクル停止指令の一例である停止指令を受信した時に、非判定処理時には冷凍サイクル運転を停止する。空調装置100は、通信部620が空調装置100の停止指令を受信した時に、判定処理時には冷凍サイクル運転を停止しない判定処理用運転を行う。判定処理用運転は、性能判定処理のための空調装置100の運転である。
上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
上記実施形態では、コントローラ60は、第1機器200の運転状態に関する情報を受信し、判定処理部640は、第1機器200が運転中であれば空調装置100の性能評価を行わない。他の形態では、コントローラ60は、サーモスタットを介して第1機器200に対して運転指示や停止指示を送信できるように構成されていてもよい。
1)第1機器200を運転しても空調装置100の性能判定に悪影響を与えることがなく、かつ、第1機器200を運転することで空調対象空間Rの環境を、空調対象空間Rの利用者にとって快適な状態に近付けることができる場合。
2)第1機器200を運転することで、空調対象空間Rの環境を、空調装置100の性能判定に有利な条件にすることができる場合。
上記実施形態では、空調装置100は熱源として空気を利用するが、冷凍サイクル装置は、熱源として冷却水や温水を利用する空調装置であってもよい。また、冷凍サイクル装置は、冷凍サイクル運転により冷水や温水を製造してラジエータへと送り、ラジエータを利用して空調を行う装置であってもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
200 第1機器(冷凍サイクル装置とは別の空調機器)
300 空調システム
610 接続部
620 通信部
640 判定処理部
900A,900B,900C サーモスタット
R 空調対象空間
Claims (4)
- 空調対象空間(R)の空調を行う冷凍サイクル装置(100)と、
複数種類のサーモスタット(900A,900B,900C)と接続可能な接続部(610)と、
前記接続部に接続されている前記サーモスタットとの通信を行う通信部(620)と、
前記冷凍サイクル装置の性能判定処理を行う判定処理部(640)と、
を備え、
前記サーモスタットは、少なくとも、前記冷凍サイクル装置の冷凍サイクル運転の実行を指示する冷凍サイクル運転指令、及び、前記冷凍サイクル装置の前記冷凍サイクル運転の停止を指示する冷凍サイクル停止指令、を前記通信部に対して送信することで、前記空調対象空間の温度を調節する装置であって、
A)前記判定処理部は、前記接続部に第1の種類の前記サーモスタットが接続されている時と、前記第1の種類の前記サーモスタットとは別の第2の種類の前記サーモスタットが接続されている時とで、異なる性能判定処理を行い、
前記判定処理部は、前記接続部に前記第1の種類の前記サーモスタットが接続されている時と、前記第2の種類の前記サーモスタットが接続されている時とで、前記判定処理用運転の開始前の準備運転の実行の有無、前記準備運転の内容、前記判定処理用運転の開始条件、前記性能判定処理の処理フロー、及び前記性能判定処理による判定対象項目の少なくとも1つを変更することで、異なる性能判定処理を行う、
又は
B)前記冷凍サイクル装置は、前記通信部が前記サーモスタットから前記冷凍サイクル停止指令を受信した時に、前記性能判定処理が行われる判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止しない前記性能判定処理のための判定処理用運転を行い、前記性能判定処理が行われない非判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止する、
空調システム(300)。 - 空調対象空間(R)の空調を行う冷凍サイクル装置(100)と、
複数種類のサーモスタット(900A,900B,900C)と接続可能な接続部(610)と、
前記接続部に接続されている前記サーモスタットとの通信を行う通信部(620)と、
前記冷凍サイクル装置の性能判定処理を行う判定処理部(640)と、
を備え、
前記サーモスタットは、少なくとも、前記冷凍サイクル装置の冷凍サイクル運転の実行を指示する冷凍サイクル運転指令、及び、前記冷凍サイクル装置の前記冷凍サイクル運転の停止を指示する冷凍サイクル停止指令、を前記通信部に対して送信することで、前記空調対象空間の温度を調節する装置であって、
A)前記判定処理部は、前記接続部に第1の種類の前記サーモスタットが接続されている時と、前記第1の種類の前記サーモスタットとは別の第2の種類の前記サーモスタットが接続されている時とで、異なる性能判定処理を行い、
前記第2の種類の前記サーモスタットは、前記第1の種類の前記サーモスタットと、前記通信部に対する、前記空調対象空間と同じ空間の空調を行う、前記冷凍サイクル装置とは別の空調機器(200)の運転状態に関する情報の送信の有無が異なる、
又は
B)前記冷凍サイクル装置は、前記通信部が前記サーモスタットから前記冷凍サイクル停止指令を受信した時に、前記性能判定処理が行われる判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止しない前記性能判定処理のための判定処理用運転を行い、前記性能判定処理が行われない非判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止する、
空調システム(300)。 - 空調対象空間(R)の空調を行う冷凍サイクル装置(100)と、
複数種類のサーモスタット(900A,900B,900C)と接続可能な接続部(610)と、
前記接続部に接続されている前記サーモスタットとの通信を行う通信部(620)と、
前記冷凍サイクル装置の性能判定処理を行う判定処理部(640)と、
を備え、
前記サーモスタットは、少なくとも、前記冷凍サイクル装置の冷凍サイクル運転の実行を指示する冷凍サイクル運転指令、及び、前記冷凍サイクル装置の前記冷凍サイクル運転の停止を指示する冷凍サイクル停止指令、を前記通信部に対して送信することで、前記空調対象空間の温度を調節する装置であって、
A)前記判定処理部は、前記接続部に第1の種類の前記サーモスタットが接続されている時と、前記第1の種類の前記サーモスタットとは別の第2の種類の前記サーモスタットが接続されている時とで、異なる性能判定処理を行い、
前記第2の種類の前記サーモスタットは、前記第1の種類の前記サーモスタットと、前記通信部に対する、前記空調対象空間における人の存在に関する情報の送信の有無が異なる、
又は
B)前記冷凍サイクル装置は、前記通信部が前記サーモスタットから前記冷凍サイクル停止指令を受信した時に、前記性能判定処理が行われる判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止しない前記性能判定処理のための判定処理用運転を行い、前記性能判定処理が行われない非判定処理時には前記冷凍サイクル運転を停止する、
空調システム(300)。 - 前記第2の種類の前記サーモスタットは、前記第1の種類の前記サーモスタットと、前記通信部に対する、前記空調対象空間の温度情報の送信の有無、前記空調対象空間の湿度情報の送信の有無、及び前記冷凍サイクル装置の熱源空気の温度情報の送信の有無、の少なくとも1つが異なる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空調システム。
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