JPH0781721B2 - 冷暖同時空調システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数台の熱源機の一
部を冷房運転し、残りを暖房運転することによって、冷
房と暖房を同時に行うことを可能とした冷暖同時空調シ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、企業用のオフィスビルディングや
店舗用のテナントビルディングでは、機械室に設けられ
た冷暖房用の熱源機から、冷房時には、冷水（又は冷
気）を、暖房時には温水（又は暖気）を配管を介して各
室に設けられた室内機に供給することによって各室の冷
暖房を行う空調システムが普及している。この、従来の
空調システムは、冬季には全ての熱源機を暖房運転に切
替え、夏季には全ての熱源機を冷房運転に切替えること
により、暖房と冷房の何れか一方の空調態様を建物全室
に対して統一的に行う構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、春や初冬（以下、中間期という）において、南側の
部屋は暖かくなり日差しの強い部屋では冷房を要求する
ことがある。また、秋や初夏（以下同じく、中間期とい
う）では北側の部屋は日差しが入り込まないため、早朝
や夜間には暖房を要求する場合がある。このような中間
期における主となる空調運転に反する運転が要求される
場合に対応するため、例えば、図２に示すように、冷房
専用熱源機１，２と暖房専用熱源機３，４を設けて、冷
房専用熱源機１，２から流出する冷水をポンプ５によっ
て冷房用配管７を介して全室内機（図中には２台を示す
が、実際にはこれ以上の台数が設けられているものとす
る）９に供給し、暖房専用熱源機３，４から流出する温
水をポンプ６によって暖房用配管８を介して全室内機９
へ供給する構成とすることが考えられる。そして、各室
内機９には、冷房用配管７と暖房用配管８の何れか一方
を択一的に開弁する切替え弁１０，１１が設けられてお
り、この切替え弁１０，１１の操作により希望する空調
を選択することができる。以下、このように、冷房と暖
房の両方の空調を同時に行うことを「冷暖同時空調」と
いうことにする。

【０００４】しかし、このような冷房専用系統と暖房専
用系統の２系統を並設する構成にあっては、夏季には、
冷房専用熱源機１，２によって全室内機９へ冷水を供給
し、冬季には、暖房専用熱源機３，４によって全室内機
９へ温水を供給しなければならないため、冷房専用熱源
機１，２と暖房専用熱源機３，４とは、それぞれ全室内
機９の合計負荷容量に等しい容量が必要となる。すなわ
ち、冷暖同時空調を行わない従来システムの場合には、
全室内機９の合計負荷容量に等しい容量の冷暖切替え可
能な熱源機で十分であったのが、この冷暖切替え可能な
熱源機の容量に等しい容量の冷房専用熱源機１，２と、
この冷暖切替え可能な熱源機の容量に等しい容量の暖房
専用熱源機３，４とを必要とするため、熱源機１〜４の
コストは従来システムに比して２倍になる。しかも、夏
季や冬季には、暖房又は冷房の何れか一方の系統しか使
用しないため、設備可動率が低くなり、設備維持費等の
無駄な経費も生じることになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、複数台の室内機と、冷房と暖房の切替え
が可能な複数台の熱源機と、該熱源機から流出する冷房
用の流体を前記複数台の室内機の各々へ供給する冷房用
配管と、前記熱源機から流出する暖房用の流体を前記複
数台の室内機の各々へ供給する暖房用配管と、前記熱源
機と前記冷房用配管及び暖房用配管との接続部の各々に
設けられて、各熱源機を個別に冷房用配管又は暖房用配
管の何れか一方へ択一的に接続する開閉弁と、各室内機
に設けられて、前記冷房用及び暖房用の配管の何れかを
択一的に開弁する切替え弁とを具備するものである。

【０００６】

【作用】上記の構成により、本発明の冷暖同時空調シス
テムは、中間期においては、複数台の熱源機の一部を冷
房運転若しくは暖房運転とし、残りの熱源機を異なる空
調運転とし、さらに前記熱源機と前記冷房用配管及び暖
房用配管との接続部の各々に設けられた開閉弁の切替え
操作によって、冷房運転中の熱源機を冷房用配管に接続
し、暖房運転中の熱源機を暖房用配管に接続する。この
状態で、各室内機において希望する空調側の配管を切替
え弁によって開弁することにより、冷暖同時空調が行え
る。しかも、熱源機の容量は、前述した冷房専用熱源機
と暖房専用熱源機を設けるシステムに比して少なくて済
み、低コストで冷暖同時空調システムを提供することが
できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る冷暖同時空調システムの
実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明
に係る冷暖同時空調システムの一実施例の概略構成を示
す図である。同図は、例えば、オフィスビルディング等
の各部屋毎に取付けられた室内機９に屋上等に設けられ
た複数台の熱源機１〜３によって冷温水（又は冷温空気
等の他の流体でも良い）を供給することにより、建物全
体における空調を行う空調システムである。なお、同図
において、図２に示す仮想システムとの比較のため、同
一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。本実
施例の空調システムは、図２に示した冷房専用熱源機
１，２及び暖房専用熱源機３，４の代わりに、冷暖房の
切替えが可能な熱源機（例えば、ガス吸収式冷温水機
や、圧縮式冷凍機と温水ボイラを備えたもの等）４１〜
４３を設けたものである。これらの熱源機４１〜４３の
合計容量は、全室内機９の合計負荷容量よりも若干大き
目に設定されている。なお、この熱源機４１〜４３の台
数や合計容量は限定されるものではなく、全室内機９の
合計負荷容量と同一であっても良い。

【０００８】３台の熱源機４１〜４３は、全て、冷房用
配管７と暖房用配管８の両方に接続されている。なお、
同図中においては、簡単のため、各室内機９に供給され
た冷温水が熱源機４１〜４３へ戻るための配管は省略し
てあり、実際には、同図の配管と同一の戻り用の配管が
並設されている。そして、各熱源機４１〜４３と２系統
の配管７，８との接続部（以下、ヘッダ部という）２０
には、各熱源機４１〜４３を個別に冷房用配管７又は暖
房用配管８の何れか一方へ択一的に接続する開閉弁２１
〜２６が介在されている。

【０００９】また、本実施例では、各熱源機４１〜４３
の冷房運転と暖房運転の切替え操作や開閉弁の切替え操
作を自動的に行うため、コントローラ１５を設けてあ
る。このコントローラ１５は、室内機９の運転スイッチ
（図示略）の操作信号を入力して、室内機９の運転台数
に基づいて空調負荷容量を計算し、これに適する台数の
熱源機４１〜４３を作動させる制御を行う。また、コン
トローラ１５は、各室内機９の空調切替えスイッチ（図
示略）の操作状態を入力して、熱源機４１〜４３の運転
態様を冷房運転又は暖房運転の何れかに切替える制御を
行う。この運転態様の切替え制御は、室内機９から冷房
の要求信号のみが入力されたときは、熱源機４１〜４３
を計算した負荷容量に対して必要な台数だけ冷房運転
し、室内機９から暖房の要求信号のみが入力されたとき
は、熱源機４１〜４３を計算した負荷容量に対して必要
な台数だけ暖房運転する。また、中間期のように、室内
機９の要求する空調態様が異なる場合には、要求する空
調の負荷量に基づいて、熱源機４１〜４３を必要な台数
だけ冷房運転し、残りの熱源機を必要な台数だけ暖房運
転する。そして、コントローラ１５は、前記の熱源機４
１〜４３の運転態様の切替え制御動作に伴って、開閉弁
２１〜２６の切替え制御を行って、冷房運転されている
熱源機から流出する冷水が全て冷房用配管７へ流出する
ようにし、暖房運転されている熱源機から流出する温水
が全て暖房用配管８へ流出するようにする。さらに、コ
ントローラ１５は、各室内機９の切替え弁１０，１１を
制御して、各室内機９へ要求する空調態様に一致する冷
温水が供給されるように冷房用配管７又は暖房用配管８
の何れか一方を開弁させる制御を行う。従って、前記各
開閉弁２１〜２６と各切替え弁１０，１１には自動弁を
用いている。

【００１０】このように構成された本実施例の空調シス
テムの動作を以下に説明する。先ず、冬期（以下これ
を、暖房ピーク期といい、例えば１２月〜２月とする）
における暖房のみの運転時には、コントローラ１５に
は、室内機９から暖房を要求する信号のみが入力される
ため、コントローラ１５は全熱源機４１〜４３へ制御信
号を送って、全熱源機４１〜４３を暖房運転のみに設定
するとともに、暖房用配管８に接続された開閉弁２２，
２４，２６を開弁し、冷房用配管に接続された開閉弁２
１，２３，２５を閉弁する。また、暖房を要求しない室
内機９の切替え弁１１を閉じる。これにより、暖房を要
求する部屋の室内機９には、温水が供給される。なお、
暖房を要求する室内機９の台数に応じて熱源機４１〜４
３の運転台数が増減される。同様に、夏期（以下これ
を、冷房ピーク期といい、例えば７月〜９月とする）に
おける冷房のみの運転時には、コントローラ１５には、
室内機９から冷房を要求する信号のみが入力されるた
め、コントローラ１５は全熱源機４１〜４３へ制御信号
を送って、全熱源機４１〜４３を冷房運転のみに設定す
るとともに、暖房用配管８に接続された開閉弁２２，２
４，２６を閉弁し、冷房用配管に接続された開閉弁２
１，２３，２５を開弁する。また、冷房を要求しない室
内機９の切替え弁１０を閉じる。これにより、冷房を要
求する部屋の室内機９には、冷水が供給される。なお、
冷房を要求する室内機９の台数に応じて熱源機４１〜４
３の運転台数が増減される。

【００１１】一方、中間期に、コントローラ１５は、各
室内機９からの空調態様の要求信号に、冷房の要求と暖
房の要求が混在していることから中間期であると判断
し、冷房要求数と暖房要求数に基づいて、熱源機４１〜
４３のうち何台を冷房運転し何台を暖房運転するかを決
定する。そして、熱源機４１〜４３に制御信号を送って
冷房運転又は暖房運転を行う。ここで、一例として、春
又は初冬の中間期における制御動作を説明する。この場
合には、主として暖房が要求され、一部の部屋で冷房が
要求される。従って、コントローラ１５は、冷房の要求
負荷が少ないため、１台の熱源機４１を冷房運転させ
る。そして、残りの２台の熱源機４２，４３を暖房運転
させる。また、コントローラ１５は、冷房運転している
熱源機４１から流出する冷水を冷房用配管７へ流入させ
るため、開閉弁２１を開き他方の開閉弁２２を閉じる。
同時に、コントローラ１５は、暖房運転している熱源機
４２，４３から流出する温水を暖房用配管８へ流入させ
るため、開閉弁２３，２５を閉じ他方の開閉弁２４，２
６を開く。さらにコントローラ１５は、冷房を要求する
室内機９の切替え弁１０を開き他方の弁１１を閉じる。
同時に、コントローラ１５は、暖房を要求する室内機９
の切替え弁１１を開き他方の弁１０を閉じる。このよう
な制御動作により、冷暖同時空調が行われる。秋又は初
夏の中間期には、上記とは逆に１台の熱源機４３を暖房
運転し、残りの熱源機４１，４２を冷房運転させて、こ
れに対応するように開閉弁２１〜２６及び切替え弁１
０，１１を切替えることにより、冷暖同時空調が行え
る。

【００１２】このように、本実施例の空調システムによ
れば、図２に示したシステムに比して少ない合計容量の
熱源機４１〜４３によって冷暖同時空調が可能となる。
しかも、本実施例のように、全室内機９の合計負荷容量
よりも若干大きい合計容量の複数台の熱源機４１〜４３
を設けることにより、冷房ピーク期や暖房ピーク期にお
いても主となる空調の供給容量を保持しつつ一部の部屋
で異なる空調を行うことができ、年間を通じて冷暖同時
空調が可能となる。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
複数台の熱源機の一部を冷房運転若しくは暖房運転と
し、残りの熱源機を異なる空調運転とし、さらに前記熱
源機と前記冷房用配管及び暖房用配管との接続部の各々
に設けられた開閉弁の切替え操作によって、冷房運転中
の熱源機を冷房用配管に接続し、暖房運転中の熱源機を
暖房用配管に接続するとともに、この状態で、各室内機
において希望する空調側の配管を切替え弁によって開弁
することにより、冷暖同時空調が行える。しかも、熱源
機の容量は、従来の冷暖房専用のシステムに比して若干
のコスト増加は伴うが、冷房専用熱源機と暖房専用熱源
機を設けて冷房系統と暖房系統の２系統を並設するシス
テムに比して設備が少なくて済み、低コストで冷暖同時
空調システムを提供することができる。また、熱源機全
部を年間を通じて運転できるため、可動率も高く、無駄
な維持費を必要としない等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷暖同時空調システムの一実施例
の概略構成図である。

【図２】冷房専用熱源機と暖房専用熱源機を並設するこ
とにより構成した冷暖同時空調システムの概略構成図で
ある。

【符号の説明】

７…冷房用配管 ８…暖房用配管 ９…室内機
１０，１１…切替え弁 １５…コントローラ ２０…ヘッダ部 ２１〜２６
…開閉弁 ４１〜４３…熱源機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台の室内機と、 冷房と暖房の切替えが可能な複数台の熱源機と、 該熱源機から流出する冷房用の流体を前記複数台の室内
   機の各々へ供給する冷房用配管と、 前記熱源機から流出する暖房用の流体を前記複数台の室
   内機の各々へ供給する暖房用配管と、 前記熱源機と前記冷房用配管及び暖房用配管との接続部
   の各々に設けられて、各熱源機を個別に冷房用配管又は
   暖房用配管の何れか一方へ択一的に接続する開閉弁と、 各室内機に設けられて、前記冷房用及び暖房用の配管の
   何れかを択一的に開弁する切替え弁とを具備することを
   特徴とする冷暖同時空調システム。