CN104024749B - 进行温度和湿度调整的空调系统 - Google Patents

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Abstract

在进行温度和湿度调整的空调系统中，将再次加热量抑制得较小，从而减少能耗。空调系统具有：进行空气的冷却和除湿的冷却热交换器(22)；对空气进行加热的电加热器(24)；送风风扇(28)；以及控制器(80)。控制器(80)具有冷热量调整部(82)、加热量调整部(84)和送风量调整部(88)，在能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，当存在第1组合、和送风量比该第1组合小的第2组合时，选择第2组合来调整冷热量、加热量和送风量。

Description

进行温度和湿度调整的空调系统
技术领域
本发明涉及进行温度和湿度调整的空调系统。
背景技术
不仅能够调整对象空间的温度还能够调整湿度的空调系统一直以来都存在。例如在专利文献1(日本特开2010－243005号公报)中公开了设置于半导体的制造车间等的空调系统。在该空调系统中，在空调单元中，通过冷却热交换器对提供给室内的空气进行冷却，从而进行空气的冷却和除湿，所述冷却热交换器供由冷却单元提供的冷水作为热介质流过。此外，在该空调系统中，还能够进行利用电加热器的空气加热和利用喷水器的空气加湿，通过组合这些冷却、除湿、加热和加湿，进行温度调整和湿度调整。
发明内容
发明所要解决的课题
在上述专利文献1(日本特开2010－243005号公报)的空调系统中，还记述了所谓的再次加热除湿运转，即通过冷却热交换器将30℃的空气冷却至10℃来进行除湿，由电加热器对被冷却/除湿后的空气进行加热，并通过送风风扇提供给室内空间。为了除湿而暂时充分冷却空气，这样低于目标温度，因此用电加热器对空气进行再次加热这样的再次加热除湿运转是在确保除湿能力的同时还进行温度调整所需的运转。但是，再次加热除湿运转中，进行利用电加热器的再次加热，因此功耗增大。
本发明的课题在于在进行温度和湿度调整的空调系统中，将再次加热量抑制得较小，从而减少能耗。
用于解决课题的手段
本发明第1方面的空调系统是对对象空间的显热负荷和潜热负荷进行必要量的处理，并将对象空间的温度和湿度调整为目标值的空调系统。该空调系统具有冷却热交换器、加热器、送风风扇和控制部。冷却热交换器供用于冷却向对象空间吹出的空气的热介质流过。并且，冷却热交换器使热介质与空气之间进行热交换，进行空气的冷却和除湿。加热器对由冷却热交换器进行冷却和除湿后的空气进行加热。送风风扇生成经过冷却热交换器和加热器而被吹出到对象空间的空气的流。控制部具有冷热量调整部、加热量调整部和送风量调整部。冷热量调整部对在冷却热交换器中由热介质提供给空气的冷热量进行调整。加热量调整部对从加热器提供给空气的加热量进行调整。送风量调整部调整送风风扇的送风量。此外，控制部在能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，当存在第1组合、和送风量比该第1组合小的第2组合时，选择第2组合来调整冷热量、加热量和送风量。
在该第1方面的空调系统中，冷却热交换器负责向对象空间吹出的空气的冷却和除湿，加热器负责加热。在冷却热交换器中由热介质向空气提供冷热时，空气的温度降低，并且空气所包含的水分结露，由此空气的湿度降低。因此，伴随为了对对象空间的潜热负荷进行必要量的处理而进行了空气除湿的情况，有时会产生对对象空间的显热负荷进行了必要量以上的处理而空气温度过度降低的现象，此时通过加热器再次加热空气，对对象空间的显热负荷和潜热负荷进行必要量的处理。这里，考虑对对象空间的潜热负荷进行必要量的处理时，在送风量较多的情况下，即使冷却热交换器中的每单位时间的从热介质向空气的冷热量较少也没关系，但在送风量较少的情况下，需要较多的每单位时间的向空气的冷热量。因此，迄今为止，为了使控制具有余量，大多采用确保一定程度的送风量的控制。但是，当送风量增多时，与送风量少的情况相比，冷却热交换器要处理的显热负荷的处理量相对于显热负荷和潜热负荷的总量的比例(Sensible Heat Factor；以下称作显热比。)增大，在处理潜热负荷时同时被处理的显热负荷的处理量增加。因此，本申请的发明人着眼于送风量想出了如下技术：在能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，当存在第1组合、和送风量比该第1组合小的第2组合时，选择第2组合来调整冷热量、加热量和送风量。由此，即使在由冷却热交换器对空气的显热负荷进行了必要量以上的处理的情况下，也能够将其超过处理量抑制得较小，其结果，能够抑制加热器的再次加热的加热量而实现系统的节能化。
另外，作为选择第2组合的冷热量、加热量和送风量的方法，例如存在如下实现的方法：预先生成基于送风量和冷热量的冷却热交换器的显热处理量(冷却处理量)和潜热处理量(除湿处理量)的模型公式或数据，计算依据比可实现与潜热负荷一致的处理量的第1组合的送风量小的送风量的制冷剂量。
本发明第2方面的空调系统在第1方面的空调系统中，还具有冷却装置和热介质回路。冷却装置冷却与空气进行热交换后的热介质。热介质回路具有泵，并且使热介质在冷却装置与冷却热交换器之间循环。并且，冷热量调整部通过改变冷却装置对热介质的冷却量、和在冷却热交换器中流过的热介质的流量中的至少一方，对在冷却热交换器中由热介质提供给空气的冷热量进行调整。
在选择了送风量比较少从而加热量减小的第2组合时，通过增加冷热量进行必要量的显热负荷和潜热负荷的处理，但在该第2方面的空调系统中，增加冷却装置对热介质的冷却量和/或在冷却热交换器中流过的热介质的流量，从而能够增加提供给空气的每单位时间的冷热量。例如在热介质为水的情况下，实施在冷却热交换器中流过的水的水温上升和/或水量增加，从而能够增加每单位时间的冷热量。
本发明第3方面的空调系统在第2方面的空调系统中，热介质回路还具有能够调整热介质的流量的流量调整阀。泵能够进行容量调整。加热器是能够使输出阶段性变化的电加热器。送风风扇是能够使转速阶段性变化的风扇。冷热量调整部通过改变泵的容量和/或流量调整阀的开度，来调整在冷却热交换器中流过的热介质的流量。加热量调整部通过改变加热器的输出来调整空气的加热量。送风量调整部通过改变送风风扇的转速来调整送风量。
在该第3方面的空调系统中，除了能够进行容量调整的泵以外，还具有流量调整阀，因此能够容易地调整单位时间内在冷却热交换器中流过的热介质的流量。此外，能够仅通过改变加热器的输出来进行加热量的调整，送风量也能够通过改变风扇转速容易地进行调整。并且，即使采用能量转换效率比较差的电加热器，在此也抑制了加热器进行再次加热的加热量，因此能够实现空调系统整体的节能化。
本发明第4方面的空调系统在第1～第3方面的任意一个方面的空调系统中，控制部从能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，选择送风量最小的组合来调整冷热量、加热量和送风量。
在该第4方面的空调系统中，基于显热比根据送风量不同而发生变化这样的本申请的发明人的见解，为了尽可能减小加热器的加热量，从能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，选择送风量最小的组合。由此，将加热器的再次加热的加热量抑制得非常小，从而实现系统的节能化。
另外，需要处理必要量的显热负荷和潜热负荷，因此如果负荷不为零，则需要一定程度的送风量。在减小送风量的结果是无法处理负荷时，增加送风量。
发明的效果
根据本发明第1方面的空调系统，不从能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中选择第1组合，而选择送风量比该第1组合小的第2组合来调整冷热量、加热量和送风量，因此即使在为了进行除湿而由冷却热交换器对空气的显热负荷进行了必要量以上的处理的情况下，也能够将其超过处理量抑制得较小，能够抑制加热器进行再次加热的加热量而实现系统的节能化。
根据本发明第2方面的空调系统，增加冷却装置对热介质的冷却量和/或在冷却热交换器中流过的热介质的流量，从而能够增加提供给空气的每单位时间的冷热量。
根据本发明第3方面的空调系统，即使采用能量转换效率比较差的电加热器，也抑制了该电加热器进行再次加热的加热量，因此能够实现空调系统整体的节能化。
根据本发明第4方面的空调系统，将加热器的再次加热的加热量抑制得非常小，从而实现系统的节能化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的空调系统的概略结构图。
图2是空调系统的控制器的框图。
图3是示出各PID的输入、输出的图。
图4是示出基于各PID的输出值的增量值比较结果的修正的图。
图5是示出基于各PID的输出值的增量值比较结果的修正的图。
图6是示出制冷除湿运转时的空气冷却和除湿的湿空气线图。
图7是示出制冷加湿运转时的空气冷却和除湿的湿空气线图。
图8是示出除湿制热运转时的空气冷却和除湿的湿空气线图。
图9是示出制热加湿运转时的空气冷却和除湿的湿空气线图。
图10的(a)是示出从第1状况(除湿制热运转)向第2状况(制冷加湿运转)转移时的以往的各输出值的时间变化的图。图10的(b)是示出从第1状况(除湿制热运转)向第2状况(制冷加湿运转)转移时的以往的温度和湿度的时间变化的图。图10的(c)是示出从第1状况(除湿制热运转)向第2状况(制冷加湿运转)转移时的各输出值的时间变化的图。图10的(d)是示出从第1状况(除湿制热运转)向第2状况(制冷加湿运转)转移时的温度和湿度的时间变化的图。
图11的(a)是示出从第2状况(制冷加湿运转)向第1状况(除湿制热运转)转移时的以往的各输出值的时间变化的图。图11的(b)是示出从第2状况(制冷加湿运转)向第1状况(除湿制热运转)转移时的以往的温度和湿度的时间变化的图。图11的(c)是示出从第2状况(制冷加湿运转)向第1状况(除湿制热运转)转移时的各输出值的时间变化的图。图11的(d)是示出从第2状况(制冷加湿运转)向第1状况(除湿制热运转)转移时的温度和湿度的时间变化的图。
图12是示出定期的冷却负荷估计处理和冷却PID的冷却请求输出值的图。
图13是示出风量大小与再次加热量之间的关系的湿空气线图。
具体实施方式
(1)空调系统的整体结构
本发明一个实施方式的空调系统10是构成为能够对室内空间RM的显热负荷和潜热负荷进行必要量的处理，并调节室内空间RM的湿度和温度的系统，其被设置于半导体的制造车间等的绝对无尘室。如图1所示，空调系统10从室内空间RM中取入室内空气RA，并将调节了湿度和温度后的空气作为供给空气SA送出到室内空间RA。空调系统10主要具有冷却单元50和空调单元20，并具有制冷剂回路51、散热回路60和热介质回路40。
(2)空调系统的详细结构
(2－1)制冷剂回路
制冷剂回路51是包含在冷却单元50中、并使制冷剂循环来进行蒸汽压缩式的制冷循环的闭合回路。在制冷剂回路51上连接有压缩机52、散热器54、膨胀阀56、蒸发器58等。
压缩机52能够进行运转电容的调节。压缩机52的电动机经由逆变器而被提供电力。在变更逆变器的输出频率时，电动机的转速(旋转速度)被变更，从而压缩机52的运转电容发生变化。
散热器54具有与制冷剂回路51连接的第1传热管、和与散热回路60连接的第2传热管，使在制冷剂回路51侧的第1传热管中流过的制冷剂与在散热回路60侧的第2传热管中流过的热介质之间进行热交换。
蒸发器58具有与制冷剂回路51连接的第1传热管、和与热介质回路40连接的第2传热管，使在制冷剂回路51侧的第1传热管中流过的制冷剂与在热介质回路40侧的第2传热管中流过的热介质之间进行热交换。
(2－2)散热回路
在散热回路60中填充作为热介质的水。在散热回路60上连接有上述散热器54、水泵62和冷却塔70。水泵62能够进行喷出流量的调节，使散热回路60的水循环。在冷却塔70中，冷却在散热回路60中循环的水。另外，在图1中，在水泵62处标注的箭头是指散热回路60中的水流动的方向。
(2－3)热介质回路
热介质回路40构成了填充有作为热介质的水的闭合回路。在热介质回路40上连接有上述蒸发器58、循环泵42和空气冷却热交换器22。循环泵42可进行容量调整且能够调节喷出流量，使热介质回路40的水循环。在蒸发器58中，冷却在热介质回路40中循环的热介质。另外，在图1中，在循环泵42标注的箭头是指热介质回路40中的水的流动方向。
此外，图1中仅示出了1个空调单元20及其空气冷却热交换器22，但热介质回路40连接多个空调单元的各个空气冷却热交换器22和蒸发器58，整体流量通过循环泵42的喷出流量确定，流过各空气冷却热交换器22的热介质的流量通过流量调整阀44的开度确定。
(2－4)空调单元的结构
空调单元20具有大致长方体形状的外壳21。在外壳21的内部形成空气流通的空气通道。在空气通道的流入端连接了吸气管道32的一端。吸气管道32的另一端与室内空间RM相连。在空气通道的流出端连接了供气管道31的一端。供气管道31的另一端与室内空间RM相连。
在外壳21内的空气通道中，从上游侧朝向下游侧，依次配备有空气冷却热交换器22、电加热器24、喷水式加湿器26和送风风扇28。电加热器24对通过空气冷却热交换器22后的空气进行加热。电加热器24是用于提高空气温度的设备，能够使输出阶段性变化，从而能够调节空气的加热量。喷水式加湿器26通过从喷嘴将设置于外壳21外部的箱(图示省略)中的水喷洒到空气中，对在外壳21内流过的空气进行加湿。喷水式加湿器26是用于增高空气湿度的设备，能够调节对空气的加湿量。送风风扇28是能够通过逆变器控制使转速阶段性变化而能够调节送风量的送风机。送风风扇28生成经过空气冷却热交换器22、电加热器24和喷水式加湿器26而被吹出到室内空间RM的空气的流。
空气冷却热交换器22是将空气冷却来降低空气的温度、并且将空气除湿来降低湿度的设备。即，空气冷却热交换器22一并具有空气的冷却功能和除湿功能，能够将空气冷却至露点温度以下。空气冷却热交换器22是具有多个传热翅片、和贯通这些传热翅片的传热管的翅片管式的热交换器。如前所述，在热介质回路40中循环的作为热介质的冷水在空气冷却热交换器22的传热管中流过，通过经由传热管和传热翅片将冷水的冷热提供给空气来对空气进行冷却。
(2－5)空调系统控制器的结构
空调系统10还具有作为控制单元的空调系统控制器80。之后将详细叙述控制器80。
(3)空调系统的基本动作
接着说明空调系统10的运转动作。空调系统10如下进行空气调和：通过执行进行空气的冷却和除湿的制冷除湿运转(参照图6)、进行空气的冷却和加湿的制冷加湿运转(参照图7)、进行空气的除湿和加热的除湿制热运转(参照图8)以及进行空气的加热和加湿的制热加湿运转(参照图9)中的任意一个，以使得例如室内空间RM的温度和湿度变为设定温度(目标温度)23℃和设定湿度(目标湿度)50％。
在图6所示的制冷除湿运转中，进行压缩机52、水泵62、循环泵42和送风风扇28的运转。在制冷除湿运转中，电加热器24基本上成为停止状态，喷水式加湿器26的喷水也成为停止状态。在制冷除湿运转中，在制冷剂回路51中进行制冷循环。具体而言，在散热器54中由压缩机52压缩后的制冷剂向在散热回路60流过的水进行散热而冷凝。由散热器54冷却后的制冷剂在由膨胀阀56进行减压，然后在蒸发器58中，从在热介质回路40流过的水中吸热而蒸发。由蒸发器58进行了蒸发的制冷剂被吸入到压缩机52进行压缩。另外，由散热器54加热后的在散热回路60流过的水在冷却塔70中向室外空气散热。在热介质回路40中，由制冷剂回路51的蒸发器58冷却后的水在空气冷却热交换器22中，对在外壳21内的空气通道流过的空气进行冷却。通过空气冷却热交换器22后的水返回到制冷剂回路51的蒸发器58再次进行冷却。在热介质回路40中，在蒸发器58中水从制冷剂得到的冷热被输送到空气冷却热交换器22并被提供给空气。在空调单元20中，通过吸气管道32从室内空间RM取入的室内空气RA在壳21内的空气通道中流过。该空气在空气冷却热交换器22中通过热介质回路40的水进行冷却而被除湿。由空气冷却热交换器22进行冷却/除湿后的空气经由供气管道31而作为供给空气SA被提供给室内空间RM。另外，室内空气的显热负荷和潜热负荷通过空气冷却热交换器22的冷却/除湿而被进行必要量的恰好处理，在不需要空气的再次加热和加湿的情况下，进行该制冷除湿运转。
图7所示的制冷加湿运转是除了制冷除湿运转以外还进行利用喷水式加湿器26的喷水进行加湿的运转。到在空气冷却热交换器22中通过热介质回路40的水冷却空气并进行除湿为止，与上述制冷除湿运转相同，对该冷却/除湿后的空气进行利用喷水式加湿器26的喷水。该制冷加湿运转是在利用空气冷却热交换器22的冷却/除湿达到设定温度、但由于伴随冷却的除湿效果而使得室内空间RM的湿度低于设定湿度时进行的运转。
图8所示的除湿制热运转是也被称作再次加热除湿运转的运转，是在利用空气冷却热交换器22的除湿/冷却达到设定湿度，但由于伴随除湿的冷却效果而使得室内空间RM的温度低于设定温度时进行的运转。在该除湿制热运转中，在空气冷却热交换器22中为了除湿而提供给空气的冷热量较大而对空气进行了过度冷却的情况下，电加热器24工作而对空气进行再次加热。
在图9所示的制热加湿运转中，进行电加热器24、喷水式加湿器26和送风风扇28的运转。另一方面，使压缩机52、水泵62和循环泵42停止。在制热加湿运转中，在空调单元20中，从室内空间RM取入的空气首先被电加热器24加热，接着被喷水式加湿器26加湿，并作为供给空气SA被提供给室内空间RM。
(4)空调系统的控制器进行的详细控制
上述空调系统的基本动作通过图2所示的控制器80进行控制。具体而言，作为控制单元的空调系统10所具备的控制器80对压缩机52、膨胀阀56、水泵62、循环泵42、流量调整阀44、电加热器24、喷水式加湿器26和送风风扇28等进行控制。控制器80不仅进行空调单元20和热介质回路40的设备控制，还进行冷却单元50的制冷剂回路51和散热回路60的设备控制，但这里聚焦到空调单元20和热介质回路40的设备控制进行说明。在制冷剂回路51和散热回路60的设备控制中，调节压缩机52、膨胀阀56、水泵62的输出和开度，在热介质回路40中使得从蒸发器58流出的冷水温度变为目标值，但这里以将冷水的温度控制成恒定的目标值这一前提进行说明。
如图2所示，控制器80接收来自测量室内空间RM的空气温度的室内温度传感器95、测量室内空间RM的空气湿度的室内湿度传感器96、以及其他各种传感器的输入，进行空调单元20的电加热器24、喷水式加湿器26和送风风扇28，以及热介质回路40的循环泵42和流量调整阀44的控制。此外，控制器80具有作为存储部的存储器81。在该存储器81中存储有由用户输入的室内空间RM的设定温度和设定湿度。
控制器80通过由CPU执行写入到存储器81等中的程序来进行各设备的控制，而通过CPU执行程序，控制器80具有各种功能。这里，如图2所示，将控制器80的这些功能称作冷热量调整部82、加热量调整部84、加湿量调整部86、送风量调整部88。此外，在图2中，将控制器80表现为包含两个PID调节器。其中，将输入设定温度和室内温度传感器95测量室内温度而得的计测值并输出冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV的设备称作温度PID调节器101，将输入设定湿度和室内湿度传感器96测量室内湿度而得的计测值并输出除湿请求输出值HcMV和加湿请求输出值HhMV的设备称作湿度PID调节器102。温度PID调节器101包含输出加热请求输出值ThMV的加热PID 101a、和输出冷却请求输出值TcMV的冷却PID101b。湿度PID调节器102包含输出除湿请求输出值HcMV的除湿PID 102a、和输出加湿请求输出值HhMV的加湿PID 102b。并且，冷热量调整部82将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中较大的值作为冷热输出指示值送出到循环泵42和流量调整阀44。加热量调整部84将加热请求输出值ThMV作为加热输出指示值送出到电加热器24。加湿量调整部86将加湿请求输出值HhMV作为加湿输出指示值送至喷水式加湿器26。此外，送风量调整部88将送风输出指示值送出到送风风扇28。
(4－1)温度PID调节器进行的冷却请求输出值和加热请求输出值的确定
温度PID调节器101是具有控制输入(PV)、设定输入(SV)和控制输出(MV)的PID控制器，是进行基于标准的PID控制基本式的运算的设备。输入室内温度传感器95测量室内温度而得的计测值即当前温度PVt作为控制输入(PV)，输入存储器81所存储的设定温度SVt作为设定输入(SV)，输出冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV作为控制输出(MV)。
如图3所示，温度PID调节器101根据由室内温度传感器95计测出的当前温度PVt与设定温度SVt的偏差，使用组合了比例动作(P动作)、积分动作(I动作)和微分动作(D动作)的PID控制逻辑，运算冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV。PID控制逻辑采用了下述式1和式2。式2是PID动作的运算式。
(式1)：
u(n)＝u(u－1)+Δu(n)
(式2)：
Δu(n)＝Kp×[e(n)－e(n－1)]+(T/Tl)×e(n)+(TD/T)×[e(n)－2×e(n－1)+e(n－2)]
u(n)表示在此次的显热负荷计算中计算出的输出值，u(n－1)表示在上次的显热负荷计算中计算出的输出值，Δu(n)表示修正值。Kp表示比例增益，Tl表示积分时间，TD表示微分时间，T表示时间步长。e(n)表示此次的显热负荷计算中的室内温度传感器95的计测值与设定温度之差，e(n－1)表示上次的显热负荷计算中的室内温度传感器95的计测值与设定温度之差，e(n－2)表示上上次的显热负荷计算中的室内温度传感器95的计测值与设定温度之差。
(4－2)湿度PID调节器进行的除湿请求输出值和加湿请求输出值的确定
湿度PID调节器102也是与温度PID调节器101相同的PID控制器，输入室内湿度传感器96测量室内湿度而得的计测值即当前湿度PVh作为控制输入(PV)，输入存储器81所存储的设定湿度SVh作为设定输入(SV)，输出除湿请求输出值HcMV和加湿请求输出值HhMV作为控制输出(MV)。
如图3所示，湿度PID调节器102根据由室内湿度传感器96计测出的当前湿度PVh与设定湿度SVh的偏差，使用与温度PID调节器101相同的PID控制逻辑，运算除湿请求输出值HcMV和加湿请求输出值HhMV。关于运算方法，与温度PID调节器101相同，因此省略说明。
(4－3)冷热量调整部进行的冷却请求输出值和除湿请求输出值的修正
冷热量调整部82是为了调整在空气冷却热交换器22中由热介质提供给空气的冷热量而设置的控制器80的功能部，将冷热输出指示值送给循环泵42和流量调整阀44，对在空气冷却热交换器22中流过的热介质的流量进行调节。这里，是将在热介质回路40中从蒸发器58流出的冷水的温度控制为恒定的目标值这一前提，因此对应于在空气冷却热交换器22中流过的热介质(冷水)的流量，冷却热交换器22中的由热介质提供给空气的冷热量发生变化。
如上所述，将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中较大的值作为冷热输出指示值从冷热量调整部82送至循环泵42和流量调整阀44，但在此之前，冷热量调整部82进行冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV的修正。
(4－3－1)基于加热请求输出值和加湿请求输出值的修正
冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV是与相反的请求相关的值，因此如果一方为非零的值则另一方为零的方式，进行冷热量调整部82的修正(参照图3～图5)。
此外，除湿请求输出值HcMV和加湿请求输出值HhMV是与相反的请求相关的值，因此如果一方为非零的值则另一方为零的方式，进行冷热量调整部82的修正。
(4－3－2)基于增量值比较结果的修正
如上所述，冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV由于一方如果变为零则另一方的值不为零，因此在由于室内空间RM的负荷变动而从除湿制热运转转移到制冷加湿运转那样的情况下，假定加湿动作延迟而室内空间RM的湿度较大程度地低于设定湿度(参照图10的(a)、(b))。此外，反之在从制冷加湿运转转移到除湿制热运转那样的情况下，假定加热动作延迟而室内空间RM的温度较大程度地低于设定温度(参照图11的(a)、(b))。由此，产生使进行加湿的喷水式加湿器26和进行加热的电加热器24额外动作的必要，从而消耗无用的能量。
为了避免这样的情况，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV大于零且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV为零以下时，将除湿请求输出值HcMV设为零(参照图4)。并且，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV为零以下且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV大于零时，将冷却请求输出值TcMV设为零(参照图5)。
此外，对于作为空气冷却热交换器22的控制参数的冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV，均能够通过监视它们的增量值ΔTcMV和增量值ΔHcMV，判断冷却/除湿中的哪一个是支配性的。根据这样的本申请发明人的新的见解，这里在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV大于零且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV为零以下时，除了将除湿请求输出值HcMV设为零这一修正以外，还使冷热量调整部82进行将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大输出值设为新的冷却请求输出值TcMV这一修正。此外，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV为零以下且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV大于零时，除了将冷却请求输出值TcMV设为零这一修正以外，还使冷热量调整部82进行将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大输出值设为新的除湿请求输出值这一修正。这里，冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大输出值是当前的冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大输出值，或者如果与其相比，上次的冷却请求输出值TcMV或除湿请求输出值HcMV较大，则为其上次的值中的较大输出值。
(4－3－3)基于定期的冷却负荷估计处理、除湿负荷估计处理的修正
如上所述，冷热量调整部82进行从温度PID调节器101的冷却PID 101b输出的冷却请求输出值TcMV和从湿度PID调节器102的除湿PID 102a输出的除湿请求输出值HcMV的修正。除此以外，冷热量调整部82还进行基于与以几秒单位的间隔(参照图12的时间间隔Tp)进行的PID动作(运算)不同的、以1分钟以上的几分钟单位的间隔(参照图12的时间间隔Tb)定期进行的冷却负荷估计处理和除湿负荷估计处理的输出值修正。参照图12说明该冷却负荷估计处理和除湿负荷估计处理、以及基于其的输出值的修正。
冷热量调整部82定期估计室内空间RM的冷却负荷和除湿负荷，在根据这些估计负荷判断为需要冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV的变更时，对冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV进行改写。图12示出室内空间RM的冷却负荷估计处理以及基于其的冷却请求输出值TcMV的修正(改写)的概要。冷却负荷的估计处理以几分钟的时间间隔Tb定期进行。在该估计处理中，首先从冷却PID101b中接收以PID动作运算出的冷却请求输出值TcMV，进行最佳控制值Qsload的计算。该计算使用以下的计算式进行。
(式3)：
Qs load＝Qs load(i-1)+Qsc×NdTcMV×(Gac/Ca)0.5
NdTcMV：将(TcMVpv(i)-TcMVmv(i-1))归一化成0～1的值
Qsload(i－1)表示上次估计处理中的最佳控制值，Qsc表示空气冷却热交换器22的额定能力。对于额定能力Qsc，如果过度增大值则负荷增减量变大，成为摆动因素，如果过小，则反之响应性变差，因此使用运转温湿度条件下的显热能力值、潜热能力值。即使如果在过度设计了空气冷却热交换器22和冷却单元50的情况下，也使用基于该过度设计出的设计值的显热能力值、潜热能力值。
TcMVpv(i)表示此次接收到的冷却请求输出值TcMV，TcMVmv(i－1)表示在上次的估计处理中发送到了冷却PID 101b的最佳控制值(改写后的上次的冷却请求输出值TcMV)。但是在上次的估计处理中未进行向冷却PID 101b的最佳控制值的发送时，TcMVmv(i－1)成为在上次的估计处理中接收到的冷却请求输出值TcMVpv(i－1)。
此外，(Gac/Ga)的0.5次方(平方根)是基于送风风扇28的风量的修正系数。Gac表示送风风扇28的额定风量，Ga表示当前的风量。
对于如以上那样求出的最佳控制值Qsload，如果与此次从冷却PID 101b接收到的冷却请求输出值TcMV之差较大，则被发送到冷却PID 101b而进行冷却请求输出值TcMV的改写。如果最佳控制值Qsload与冷却请求输出值TcMV之差较小，则不向冷却PID 101b发送最佳控制值Qsload，也不进行冷却请求输出值TcMV的修正(改写)。
另外，在控制开始时，计算循环泵42的电动机的逆变器频率、流量调整阀44的开度以及从热介质回路40的配管模型流向空气冷却热交换器22的水量和送水位，根据空调单元20的入口条件(入口空气量、空气温湿度)以及加热、加湿的输入值计算能力，并将其设为当前的冷却负荷。对于控制开始时以外的上次的Qsload(i－1)，例如有时也考虑控制操作(送水压力)的时间延迟，根据上次的流量调整阀44的开度和当前的送水压力，以相同的计算求出。例如，上次向循环泵42发送了负荷5kw时的控制值，但虽然在不增加送水压力的情况下仅有4kW的能力，有时室内空间RM的温度过度降低而降低流量调整阀44的开度，从而即使从上次的5kW中减去负荷增减量，如果当前能力变为了4kW以上，则也成为干扰因素，因此有时还将上次的负荷置换为当前的送水压力时的能力并再次进行计算。
接着，是室内空间RM的除湿负荷估计处理和除湿请求输出值HcMV的修正，但与上述室内空间RM的冷却负荷的估计处理和冷却请求输出值TcMV的修正相同，因此以下仅示出最佳控制值Qlload的计算式。
(式4)：
Qlload＝Qlload(i-1)+Qlc×NdHcMV×(Gac/Ca)0.5
NdHcMV：将(HcMVpv(i)-HcMVmv(i-1))归一化成0～1的值
Qlload(i－1)表示上次估计处理中的最佳控制值，Qlc表示空气冷却热交换器22的额定能力。
HcMVpv(i)表示此次接收到的除湿请求输出值HcMV，HcMVmv(i－1)表示在上次的估计处理中发送给除湿PID 102a的最佳控制值(改写后的上次除湿请求输出值HcMV)。但是在上次的估计处理中未进行向除湿PID 102a的最佳控制值的发送时，HcMVmv(i－1)成为在上次的估计处理中接收到的除湿请求输出值HcMVpv(i－1)。
(4－4)冷热量调整部进行的冷热输出指示值的确定
如上所述，冷热量调整部82将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中较大的值作为冷热输出指示值送至循环泵42和流量调整阀44。与其对应地调整循环泵42的喷出流量和流量调整阀44的开度，并调整在空气冷却热交换器22中流过的热介质(冷水)的流量。
(4－5)加热量调整部进行的加热请求输出值的修正
加热量调整部84是为了调整由电加热器24提供给空气的加热量而设置的控制器80的功能部，将加热输出指示值送出给电加热器24。
加热量调整部84将基于从加热PID 101a输出的加热请求输出值ThMV的加热输出指示值送至电加热器24，但在此之前，进行加热请求输出值ThMV的修正。
(4－5－1)基于冷却请求输出值的修正
冷却请求输出值TcMV和加热请求输出值ThMV是与相反的请求相关的值，因此以如果一方为非零的值则另一方为零的方式，进行加热量调整部84对加热请求输出值ThMV的修正(设为零的修正)(参照图3～图5)。
(4－5－2)基于定期的加热负荷估计处理的修正
加热量调整部84定期估计室内空间RM的加热负荷，并在根据该估计负荷判断为需要变更加热请求输出值ThMV时，改写加热请求输出值ThMV。
是室内空间RM的加热负荷估计处理和加热请求输出值ThMV的修正，但与上述室内空间RM的冷却负荷估计处理和冷却请求输出值TcMV的修正相同，因此以下仅示出最佳控制值Eload的计算式。
(式5)：
Eload＝Eload(i-1)+Ec×NdThMV
NdThMV：将(ThMVpv(i)-ThMVmv(i-1))归一化成0～1的值
Eload(i－1)表示上次估计处理中的最佳控制值，Ec表示电加热器24的额定能力。
ThMVpv(i)表示此次接收到的加热请求输出值ThMV，ThMVmv(i－1)表示在上次的估计处理中发送至加热PID 101a的最佳控制值(改写后的上次的加热请求输出值ThMV)。但是在上次的估计处理中未进行向加热PID 101a的最佳控制值的发送时，ThMVmv(i－1)成为在上次的估计处理中接收到的加热请求输出值ThMVpv(i－1)。
另外，电加热器24的加热能力基本不受送风风扇28的风量的影响，因此不使用在冷却负荷的估计处理中使用的(Gac/Ga)的0.5次方这一修正系数。
(4－6)加热量调整部进行的加热输出指示值的确定
加热量调整部84将从加热PID 101a输出的加热请求输出值ThMV作为加热输出指示值送至电加热器24。根据该值自动调节电加热器24的输出，调整由电加热器24提供给空气的加热量。
(4－7)加湿量调整部进行的加湿请求输出值的修正
加湿量调整部86是为了调整由喷水式加湿器26提供给空气的加湿量而设置的控制器80的功能部，将加湿输出指示值送至喷水式加湿器26。
加湿量调整部86将基于从加湿PID 102b输出的加湿请求输出值HhMV的加湿输出指示值送至喷水式加湿器26，但在此之前，进行加湿请求输出值HhMV的修正。
(4－7－1)基于除湿请求输出值的修正
除湿请求输出值HcMV和加湿请求输出值HhMV是与相反的请求相关的值，因此以如果一方为非零的值则另一方为零的方式，进行加湿量调整部86对加湿请求输出值HhMV的修正(设为零的修正)(参照图3～图5)。
(4－7－2)基于定期的加湿负荷估计处理的修正
加湿量调整部86定期估计室内空间RM的加湿负荷，并在根据该估计负荷判断为需要加湿请求输出值HhMV的变更时，改写加湿请求输出值HhMV。
是室内空间RM的加湿的估计处理和加湿请求输出值HhMV的修正，但与上述室内空间RM的冷却负荷估计处理和冷却请求输出值TcMV的修正相同，因此以下仅示出最佳控制值Kload的计算式。
(式6)：
Kload＝Kload(i-1)+Kc×NdHhMV
NdHhMV：将(HhMVpv(i)-HhMVmv(i-1))归一化成0～1的值
Kload(i－1)表示上次估计处理中的最佳控制值，Kc表示喷水式加湿器26的额定能力。
HhMVpv(i)表示此次接收到的加湿请求输出值HhMV，HhMVmv(i－1)表示在上次的估计处理中发送至加湿PID 102b的最佳控制值(改写后的上次的加湿请求输出值HhMV)。但是在上次的估计处理中未进行向加湿PID 102b的最佳控制值的发送时，HhMVmv(i－1)成为在上次的估计处理中接收到的加湿请求输出值HhMVpv(i－1)。
另外，喷水式加湿器26的加湿能力基本不受送风风扇28的风量的影响，因此不使用在冷却负荷的估计处理中使用的(Gac/Ga)的0.5次方这一修正系数。
(4－8)加湿量调整部进行的加湿输出指示值的确定
加湿量调整部86将从加湿PID 102b输出的加湿请求输出值HhMV作为加湿输出指示值送出到喷水式加湿器26。根据该值自动调节喷水式加湿器26的喷水量，调整从喷水式加湿器26提供给空气的加湿量。
(4－9)送风量调整部进行的送风输出指示值的确定
送风量调整部88是为了调整送风风扇28的送风量而设置的控制器80的功能部，通过将送风输出指示值送出到送风风扇28来改变送风风扇28的转速，调整经过空气冷却热交换器22、电加热器24和喷水式加湿器26而被吹出到室内空间RM的空气的送风量。接收到送风输出指示值的送风风扇28根据该指示值调节风扇级数。
送风量调整部88在能够处理必要量的室内空间RM的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量、加湿量和送风量的组合中，当存在第1组合、和送风量比该第1组合小的第2组合时，选择第2组合。以这样确定出的送风风扇28的送风量为前提，上述冷热量调整部82、加热量调整部84和加湿量调整部86求出冷却请求输出值TcMV、除湿请求输出值HcMV、加热请求输出值ThMV和加湿请求输出值HhMV，从而确定冷热输出指示值、加热输出指示值和加湿输出指示值。
具体而言，送风量调整部88从能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量、加湿量和送风量的组合中，选择送风量最小的组合，并以该送风量为前提确定冷热量、加热量和加湿量。
这是本申请发明人注意到以往例如产生了如下那样的状况而发明的送风量的确定方法。该状况是指如下那样的状况：在绝对无尘室的空调中，在作为目标的设定温度和设定湿度为23℃/50％、空气为27℃/60％时，例如通过在为预定风量时暂时将空气冷却至12℃/95％来减少空气中所包含的水分量，由电加热器再次进行加热而设为23℃/50％(12℃且相对湿度95％时的水分量比27℃且相对湿度60％时的水分量少)。该状况下，电加热器的能耗在空调系统整体的能耗中所占的比例也变为20％～40％，使能量转换效率比热泵差的电加热器提供高输出，从而空调系统整体的能耗较大。
针对这样的状况，本申请发明人发现了空气冷却热交换器22要处理的显热负荷和潜热负荷的显热比从作为显热负荷相对于显热负荷和潜热负荷之比的显热比(SHF)较大还是较小程度偏离根据风量而发生变化。在为同一冷却能力时，风量越大显热比越大，风量越小显热比越小。并且，本申请发明人进行了如下的发明：预先生成基于风量(送风量)和冷热量的冷却热交换器的显热处理量(冷却处理量)和潜热处理量(除湿处理量)的模型公式或数据，按照送风风扇28的每个风扇级数求出负荷处理所需的冷热量、加热量和加湿量，在空气冷却热交换器22、电加热器24和喷水式加湿器26的能力范围内计算能够将送风量设为最小的冷热量、加热量和加湿量的组合。
如上所述，送风量调整部88和控制器80根据能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的最小的送风量求出送风输出指示值，并以该送风量为前提确定上述冷热输出指示值、加热输出指示值和加湿输出指示值。
另外，为了缩短计算时间，可以不进行所有风扇级数的每个级数的计算，而仅计算当前值的风扇级数的上下1个级数，计算在几次范围内可将送风量减为最小的制冷剂量、加热量和加湿量的组合并确定各指示值。
此外，相对于相同的显热负荷和潜热负荷的一个送风风扇的风扇级数中的制冷剂量、加热量的组合仅为1个，因此不是仅送风输出指示值的变更，在变更了送风输出指示值时必定变更冷热输出指示值和加热输出指示值。
(5)空调系统的特征
(5－1)
在该空调系统10中，空气冷却热交换器22负责空气的冷却和除湿这两个动作，控制器80根据冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大的输出值，控制在空气冷却热交换器22中由热介质提供给空气的冷热量。另一方面，冷却和加热是相反的动作，除湿和加湿也是相反的动作，因此如果冷却请求输出值TcMV不是零，则不进行与加热请求输出值ThMV对应的电加热器24的加热，如果除湿请求输出值HcMV不是零，则不进行与加湿请求输出值HhMV对应的喷水式加湿器26的加湿。
在这样的空调系统10中，如果不如上述那样进行根据冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV和除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV将冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV强制地设为零的控制，则在产生室内空间RM的负荷变动从而需要从请求加热和除湿的第1状况(除湿制热运转)转移到请求冷却和加湿的第2状况(制冷加湿运转)时，实际上加热和加湿的动作出现延迟，从而产生不必要的能耗(参照图10的(a)、(b))。之所以这样，是因为在从第1状况至第2状况并从除湿请求输出值HcMV变为零起进行加湿时，在到此为止的期间内，存在在空气冷却热交换器22中将根据变为大于除湿请求输出值HcMV的冷却请求输出值TcMV调整的冷热量从热介质提供给空气而进行除湿请求量以上的除湿动作的情况，该情况下，在开始加湿的时间点，室内空间RM的湿度已经变为了大大低于目标湿度的状态。此外，如图11的(a)所示，在产生了需要从第2状况转移到第1状况的负荷变动的情况下，从冷却请求输出值TcMV变为零起到进行加热时，在到此为止的期间内，存在在空气冷却热交换器22中将根据变为大于冷却请求输出值TcMV的除湿请求输出值HcMV调整的冷热量从热介质提供给空气而进行冷却请求量以上的冷却动作，该情况下，在开始加热的时间点，室内空间RM的温度已经变为了大大低于目标温度的状态(参照图11的(b))。
为了避免产生这种不必要的能耗，在空调系统10中，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV大于零且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV为零以下时，将除湿请求输出值HcMV设为零(参照图4)，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV为零以下且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV大于零时，将冷却请求输出值TcMV设为零(参照图5)。即，在空调系统10中，关于用于确定针对负责空气的冷却和除湿这两个动作的空气冷却热交换器22的冷热量的控制的冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV，由控制器80判断冷却和除湿中的哪一个是支配性的，进行将非支配性的输出值设为零的控制。具体而言，监视冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV和除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV，在一方大于零且另一方为零以下时，将增量值为零以下的输出值强制改写为零。由此，对显热和潜热的负荷变动的追随性提高，抑制加热和加湿的开始延迟而产生不必要能耗的情况(参照图10的(c)、(d)和图11的(c)、(d))。
(5－2)
此外，在空调系统10中，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV大于零且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV为零以下时，判断为相比除湿，冷却是支配性的，将除湿请求输出值HcMV强制改写为零，并且进行写入冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大的输出值作为冷却请求输出值TcMV的控制(参照图4)。由此，在冷却和除湿中的冷却变为支配性且除湿请求输出值HcMV的增量值变为了零以下时，以使变为了支配性的冷却的动作优先的方式改写冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV，因此抑制加湿的动作延迟，并且适当修正冷却请求输出值TcMV，从而对显热和潜热的负荷变动的追随性提高(参照图10的(c)、(d))。
另一方面，在冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV为零以下且除湿请求输出值HcMV的增量值ΔHcMV大于零时，判断为相比冷却，除湿是支配性的，将冷却请求输出值TcMV强制改写为零，并且进行写入冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV中的较大的输出值作为新的除湿请求输出值HcMV的控制(参照图5)。由此，在冷却和除湿中的除湿变为支配性且冷却请求输出值TcMV的增量值ΔTcMV变为了零以下时，以使变为了支配性的除湿的动作优先的方式改写冷却请求输出值TcMV和除湿请求输出值HcMV，因此抑制加热的动作延迟，并且适当修正除湿请求输出值，从而提高对显热和潜热的负荷变动的追随性(参照图11的(c)、(d))。
(5－3)
在该空调系统10中，基本上，由温度PID调节器101和湿度PID调节器102进行基于当前温度和当前湿度相对于设定温度和设定湿度的偏差的输出值(加热请求输出值ThMV、冷却请求输出值TcMV、除湿请求输出值HcMV、加湿请求输出值HhMV)的确定，从而进行各设备(循环泵42、流量调整阀44、电加热器24、喷水式加湿器26)的控制。但是，为了进一步提高潜热负荷和显热负荷的估计精度来进行适当的控制，在空调系统10中，定期进行室内空间RM的冷却负荷、除湿负荷、加热负荷和加湿负荷的估计，例如在冷却负荷估计处理中，如果估计出的最佳控制值Qsload与从冷却PID 101b接收到的冷却请求输出值TcMV之差较大，则进行冷却PID 101b的冷却请求输出值TcMV的修正(改写)。这样在各负荷估计处理中，进行输出值(加热请求输出值ThMV、冷却请求输出值TcMV、除湿请求输出值HcMV、加湿请求输出值HhMV)的修正，因此与仅使用温度PID调节器101和湿度PID调节器102进行控制的情况相比，进行与负荷对应的适当的空调控制。
定期的负荷估计处理按照1分钟以上的几分钟单位的间隔进行，进行了考虑到温度PID调节器101和湿度PID调节器102中的以几秒单位的间隔进行的PID动作中未考虑到的情况的估计，从而能够得到潜热负荷和显热负荷的估计精度增高的优点。即，在温度PID调节器101和湿度PID调节器102进行的基于偏差的输出值确定中，仅考虑微小时间的变化，这一估计方法的缺点通过定期的负荷估计处理缓和，结果负荷的估计精度提高而进行了适当的空调控制。
另外，在空调系统10中，使用(Gac/Ga)的0.5次方(平方根)这一送风风扇28的风量的修正系数，进行了冷却负荷的最佳控制值Qsload和除湿负荷的最佳控制值Qlload的计算。在如空气冷却热交换器22那样使热介质与空气之间进行热交换那样的设备中，能力根据要通过的空气的风量发生变化，但这里使用了基于风量的修正系数，因此能够求出更恰当的最佳控制值，进而进行恰当的空调控制。
(5－4)
在空调系统10中，空气冷却热交换器22负责向室内空间RM吹出的空气的冷却和除湿，电加热器24负责加热。在空气冷却热交换器22中由作为热介质的冷水向空气提供冷热时，空气的温度降低，并且空气所包含的水分结露，由此空气的湿度降低。因此，伴随为了对室内空间RM的潜热负荷进行必要量的处理而进行了空气除湿的情况，有时会产生对室内空间RM的显热负荷进行必要量以上的处理的空气温度过度降低的现象，但此时通过电加热器24再次加热空气，对室内空间RM的显热负荷和潜热负荷进行必要量的处理(参照图8)。这里，考虑对室内空间RM的潜热负荷进行必要量的处理时，在送风风扇28的送风量较多的情况下，即使空气冷却热交换器22中的每单位时间的从热介质向空气的冷热量较少也没关系，但在送风量较少的情况下，需要较多的每单位时间的向空气的冷热量。因此，迄今为止，为了使控制具有余量，大多采用确保一定程度的送风量的控制。
但是，本申请的发明人注意到以下情况：当送风量增多时，与送风量少的情况相比，冷却热交换器22要处理的显热负荷的处理量相对于显热负荷和潜热负荷的总量的比例(Sensible Heat Factor；显热比)增大，在处理潜热负荷时同时被处理的显热负荷的处理量增加。因此，本申请的发明人着眼于送风量想出了如下技术：在能够处理必要量的显热负荷和潜热负荷的冷热量、加热量和送风量的组合中，当存在第1组合、和送风量比该第1组合小的第2组合时，选择第2组合来调整冷热量、加热量和送风量。由此，即使在由空气冷却热交换器22对空气的显热负荷进行了必要量以上的处理的情况下，也能够将其超过处理量抑制得较小，其结果，能够抑制电加热器24进行再次加热的加热量而实现空调系统10的节能化。
例如参照图13，在风量1、除湿量(冷却量)1、加热量1这样的第1组合时，电加热器24的再次加热量成为第1再次加热量。另一方面，在小于风量1的风量2、除湿量(冷却量)2、加热量2这样的第2组合时，电加热器24的再次加热量成为第2再次加热量。在风量较少的风量2的第2组合时，即使需要与风量变少的量对应地增加在空气冷却热交换器22中流过的冷水的量，电加热器24的再次加热量也成为比第1组合时的第1再次加热量小的第2再次加热量。在第2组合中，由于冷水的量增加，冷却单元50的功耗稍微增加，但电加热器24的功耗减少，作为整体抑制了功耗量。这里，是因为进行蒸汽压缩式的制冷循环的冷却单元50的效率比电加热器24的效率高。即，即使采用能量转换效率比较差的电加热器24，在尽可能减小送风风扇28的送风量的空调系统10中，也能够抑制电加热器24的再次加热的加热量，实现空调系统10整体的节能化。
(6)变形例
(6－1)变形例1A
在上述实施方式的空调系统10中，进行了以下说明：按照将在热介质回路40中从蒸发器58流出的冷水的温度控制为恒定这一前提，根据冷热量调整部82的冷热输出指示值调整循环泵42的喷出流量和流量调整阀44的开度，调整在空气冷却热交换器22中流过的热介质(冷水)的流量，从而进行空气冷却热交换器22中的由热介质提供给空气的冷热量的调整。
但是，还能够进一步使用在热介质回路40中从蒸发器58流出的冷水的温度这一参数，根据冷水的温度和冷水的流量进行空气冷却热交换器22中的由热介质提供给空气的冷热量的调整。该情况下，在调整冷水的温度时，调节冷却单元50的压缩机52、膨胀阀56、水泵62的输出和开度，提高冷却单元50的能力来降低冷水的温度，进而减小风量，由此能够抑制电加热器24的再次加热量。
(6－2)变形例1B
在上述实施方式的空调系统10中，在温度PID调节器101和湿度PID调节器102中使用了PID控制逻辑，但除了该PID控制逻辑以外，还能够使用PI控制或I－PD等派生的PID控制等、其他公知的控制逻辑。
(6－3)变形例1C
在上述实施方式的空调系统10中，假定了从室内空间RM取入的室内空气RA在空调单元20的外壳21内的空气通道中流过，在空气调和后作为供给空气SA被提供给室内空间RM的方式，但如图1中虚线所示，还能够构成为经由外部气体取入管道33将从室外取入的室外空气OA取入到外壳21内，并在对该空气进行空气调和后将其提供给室内空间RM。此外，在将室内空气RA和室外空气OA两者取入到空调单元20并提供给室内空间RM的空调系统中，也能够应用本发明。
(6－4)变形例1D
在上述实施方式的空调系统10中，鉴于电加热器24的加热能力和喷水式加湿器26的加湿能力基本不受送风风扇28的风量的影响的情况，在定期的负荷估计处理的最佳控制值的计算中不使用基于送风风扇28的风量的修正系数，但在使用热水盘管(空气加热热交换器)作为加热器并且使用蒸汽盘管作为加湿器的情况下，期望与冷却负荷的最佳控制值Qsload和除湿负荷的最佳控制值Qlload的计算同样地使用基于送风风扇28的风量的修正系数。
标号说明
10：空调系统
22：空气冷却热交换器
24：电加热器
26：喷水式加湿器
28：送风风扇
42：循环泵
44：流量调整阀
50：冷却单元(冷却装置)
80：控制器(控制部)
81：存储器(存储部)
82：冷热量调整部
84：加热量调整部
86：加湿量调整部
88：送风量调整部
95：室内温度传感器
96：室内湿度传感器
101：温度PID调节器
102：湿度PID调节器
HcMV：除湿请求输出值
HhMV：加湿请求输出值
TcMV：冷却请求输出值
ThMV：加热请求输出值
ΔHcMV：除湿请求输出值的增量值
ΔTcMV：冷却请求输出值的增量值
Qsload：冷却负荷的最佳控制值(冷却负荷)
Qlload：除湿负荷的最佳控制值(除湿负荷)
Eload：加热负荷的最佳控制值(加热负荷)
Kload：加湿负荷的最佳控制值(加湿负荷)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－243005号公报

Claims (3)

1.一种空调系统(10)，其对对象空间(RM)的显热负荷和潜热负荷进行必要量的处理，并将所述对象空间的温度和湿度调整为目标值，在所述空调系统(10)中，具有：
冷却热交换器(22)，其供用于冷却向所述对象空间吹出的空气的热介质流过，使所述热介质与所述空气之间进行热交换，进行所述空气的冷却和除湿；
加热器(24)，其对由所述冷却热交换器进行冷却和除湿后的所述空气进行加热；
送风风扇(28)，其生成经过所述冷却热交换器和所述加热器而被吹出到所述对象空间的所述空气的流；以及
控制部(80)，其具有对在所述冷却热交换器中由所述热介质提供给所述空气的冷热量进行调整的冷热量调整部(82)、对从所述加热器提供给所述空气的加热量进行调整的加热量调整部(84)、和调整所述送风风扇的送风量的送风量调整部(88)，
所述送风风扇(28)是能够使转速阶段性变化的风扇，
所述控制部(80)根据预先生成的基于所述送风量和所述冷热量的所述冷却热交换器的显热处理量和潜热处理量的模型公式或数据，按照所述送风风扇(28)的转速的每个阶段，求出处理所述必要量的显热负荷和潜热负荷所需的所述冷热量和所述加热量，并从能够处理所述必要量的显热负荷和潜热负荷的所述冷热量、所述加热量和所述送风量的组合中，选择所述送风量最小的组合来调整所述冷热量、所述加热量和所述送风量。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其中，
所述控制部(80)针对所述送风风扇(28)的转速的当前阶段的上下1个阶段，求出处理所述必要量的显热负荷和潜热负荷所需的所述冷热量和所述加热量。
3.根据权利要求1或2所述的空调系统，其中，该空调系统还具有：
冷却装置(50)，其冷却与所述空气进行热交换后的所述热介质；以及
热介质回路(40)，其具有泵(42)，并且使所述热介质在所述冷却装置与所述冷却热交换器之间循环，
所述冷热量调整部通过改变所述冷却装置对所述热介质的冷却量、和在所述冷却热交换器中流过的所述热介质的流量中的至少一方，来调整所述冷热量，
所述热介质回路(40)还具有能够调整所述热介质的流量的流量调整阀(44)，
所述泵(42)能够进行容量调整，
所述加热器(24)是能够使输出阶段性变化的电加热器，
所述冷热量调整部(82)通过改变所述泵的容量和/或所述流量调整阀的开度，来调整在所述冷却热交换器中流过的所述热介质的流量，
所述加热量调整部(84)通过改变所述加热器的输出来调整所述空气的加热量，
所述送风量调整部(88)通过改变所述送风风扇的转速来调整所述送风量。
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