CN203203170U - 空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种空调系统,当决定热源装置的目标出口水温时,通过适当地选定有代表性的室内机,相应于在该选定的有代表性的室内机的室内负荷决定热源装置的目标出口水温,不会损害舒适性,能实现高的运转效率。该空调系统具备主控制装置,该主控制装置将多个室内热交换器中的、通过室内热交换器的水的水流量达到上限值的室内热交换器作为代表,根据该有代表性的室内热交换器的入口水温、有代表性的室内热交换器的出口水温、设置有代表性的室内热交换器的房间的设定温度和外部气体温度,决定热源装置的目标出口水温,控制热源装置的能力,以使热源装置的出口水温成为决定了的目标出口水温。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调系统。
背景技术
以往,一般公知由热泵等热源装置生成冷热水,由水泵向室内机输送而进行室内的制冷制热的空调系统。此方式的空调系统一般是以下的方式,即,不论负荷如何、使水温为一定地进行送水,例如制冷时向室内机供给16℃的冷水,制热时向室内机供给35℃的热水。因为此方式的冷水和热水的温度是考虑所需要的最大负荷来决定的,所以,在季节的中间期等负荷小的情况下,若室温成为设定值则停止热源机,或由三通阀停止向室内机的送水,成为反复进行运转和停止的断续的运转。因此,舒适性受损,导致运转效率的下降。
作为解决此问题的手段,在专利文献1中公开了根据利用者设定的设定温度(目标室内温度)与现在的室内温度的偏差对从热源装置向各室内机供给的水的目标水温(热源装置的目标出口水温)进行再设定的控制方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-212085号公报(图3、图4)
实用新型内容
实用新型所要解决的课题
在上述那样的空调系统中,为了保持舒适性并实现高效率的运转,需要不仅考虑到设定温度与室内温度的偏差而且还考虑了外部气体温度的目标水温的设定。即,具体地说,例如在进行制热运转时,在外部气体温度低,设定温度与外部气体温度的差大的情况下,用于满足设定温度的室内负荷大。另一方面,在外部气体温度高的情况下,因为设定温度与外部气体温度的差变小,所以,室内负荷小。因此,若不这样考虑室内负荷随外部气体温度而不同这一情况来设定目标出口水温,则产生能力的过度或不足,发生室内温度相对于设定温度的过冲、下冲,损害舒适性,导致运转效率的下降。然而,在专利文献1中,因为未对外部气体温度进行考虑,所以,不能解决这些的问题。
另外,在室内机存在多台的情况下,因为在各室内机所设置的各个房间应供给的热量不同,所以,若未适当地设定有代表性的室内机,则有在某房间中发生热量过多,在别的房间发生热量不足,依然损害舒适性的问题。
另外,在各室内机的各室内热交换器的各自的热交换量,由向各室内热交换器流动的水流量能进行控制。然而,在水流量达到上限值的室内机中,不能获得进一步的水流量的增量。因此,为了在水流量达到上限值的室内机使室内温度与设定温度一致,需要改变热源装置的出口水温,但在专利文献1中关于这一点未进行讨论。
本实用新型就是鉴于这一点而做出的,其目的在于提供一种空调系统,该空调系统当决定热源装置的目标出口水温时,通过适当地选定有代表性的室内机,相应于在该选定了的有代表性的室内机中的室内负荷决定热源装置的目标出口水温,不会损害舒适性,能实现高的运转效率。
为了解决课题的手段
本实用新型的空调系统具备热介质回路、热介质输送装置、热源装置出口温度检测器、多个流量调整装置、多个入口热介质温度检测器、多个出口热介质温度检测器、多个室内温度检测器、外部气体温度检测器、和控制装置;该热介质回路具有能力可变的热源装置和多个室内热交换器,热介质能在上述热源装置及上述多个室内热交换器中循环,进行制冷及制热的至少一方;该热介质输送装置向上述热介质回路输送上述热介质;该热源装置出口温度检测器对从上述热源装置流出的上述热介质的温度进行检测;该多个流量调整装置对通过上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的流量进行调整;该多个入口热介质温度检测器对流入上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的温度进行检测;该多个出口热介质温度检测器对从上述多个室内热交换器的各个流出的上述热介质的温度进行检测;该多个室内温度检测器对上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度进行检测;该外部气体温度检测器对室外的温度进行检测;该控制装置对上述热源装置的能力及上述多个流量调整装置的各个进行控制,使上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度成为该房间的设定温度;上述控制装置构成为具有主控制装置和室内控制装置;该主控制装置将上述多个室内热交换器中的、通过上述室内热交换器的热介质的流量达到上限值的室内热交换器作为代表,根据上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度和由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度,决定上述热源装置的目标出口温度,对上述热源装置的能力进行控制,以使由上述热源装置出口温度检测器检测出的温度成为上述决定了的目标出口温度。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第一目标出口温度控制装置,该第一目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差变大而变小。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第二目标出口温度控制装置,该第二目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度与上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度的差变大而变大。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第一计算装置,该第一计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第二计算装置,该第二计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第三计算装置,该第三计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到了上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第四计算装置,该第四计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
在本实用新型的另一实施方式中,优选该空调系统构成为具有第五计算装置,该第五计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
实用新型的效果
根据本实用新型,因为能进行与系统整体的负荷对应的目标出口水温的设定,所以,不会产生各室内机的能力的过度或不足,另外,不会损害舒适性,能实现运转效率高的控制。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施方式的空调系统的结构的图。
图2是表示本实用新型的一实施方式的空调系统的外部气体温度和热源装置所需要的能力(热泵能力)的关系的图。
图3是根据图2表示设定温度与外部气体温度的差和当成为该温度差的时候使室内温度成为设定温度时的、室内热交换器的入口水温变化率(上升率)的关系的图。
图4是表示本实用新型的一实施方式的空调系统的控制方法的流程图。
图5是表示本实用新型的一实施方式的空调系统的其它的结构例的图。
图6是表示室内热交换器的AK值与热交换量的关系的图。
具体实施方式
<空调系统结构概要>
图1是表示本实用新型的实施方式的空调系统的结构的图。如图1所示,空调系统100具有热源装置1和并联地与热源装置1连接的多个室内机2(N)。()内的N是为了区别各室内机2而附加的编号,成为符号1~N(N是连接台数)的编号。另外,以下在没有必要将各室内机彼此区别开来的情况下,仅表示为室内机2。另外,在图1中对设置在各室内机2内的后述的各设备、由各检测器检测到的温度也进行同样的表示。
空调系统100具备作为热介质回路的水回路50,在该水回路50中,依次连接水泵3、热源装置1、水泵4和室内热交换器31,例如水作为热介质进行循环。水泵4及室内热交换器31配置在室内机2中,通过该室内机2内的水量由室内机2内的水泵4进行控制。在整个水回路50中循环的水量由水泵3控制。
各室内机2设置在各房间中,对各室内机2所设置的房间的室内温度Tai进行检测的室内温度检测器22、对室内机2的入口水温Twi进行检测的入口水温检测器23和对从室内机2流出的出口水温Two进行检测的出口水温检测器24被配备在各室内机2中。室内温度检测器22、入口水温检测器23及出口水温检测器24的各自的检测值被输入到配备了自检测器的室内机2内的室内控制装置12中。
空调系统100还具备对外部气体温度Tao进行检测的外部气体温度检测器21、对热源装置1的出口水温Twso进行检测的热源装置出口水温检测器25和对热源装置1的入口水温Twsi进行检测的热源装置入口水温检测器26。外部气体温度检测器21、热源装置出口水温检测器25、热源装置入口水温检测器26的各自的检测值被输入到主控制装置11中。
设置在各室内机2中的各室内控制装置12与主控制装置11能收发各检测值,相互进行协作处理而对空调系统100整体进行控制。另外,不限于进行协作处理的结构,也可做成使主控制装置11具有各室内控制装置12的全部的功能的结构。
主控制装置11,由设置在室内机2的内外的上述各检测器,对各室内机2所设置的各房间的室内负荷进行检测。而且,主控制装置11通过相应于各房间的室内负荷控制水泵3及水泵4,或控制热源装置1的能力而对出口水温Twso进行控制,使各房间的室内温度Tai分别成为该房间的设定温度Taim。
下面,依次对构成空调系统100的各设备进行说明。
(热源装置)
热源装置1在制热利用时向各室内机2供给热水,在制冷利用时向各室内机2供给冷水。热源装置1也可以是能供给冷热水的热泵、燃气、燃油锅炉那样的仅能供给热水的装置。
(室内热交换器)
室内热交换器31进行在水回路50中循环的水与室内空气的热交换,对室内进行加热或冷却。室内热交换器31,例如使用散热器,通过流入到散热器的水温能对室内进行加热或冷却。另外,不限于散热器,也可使用风机盘管机组、地暖板等。
(水泵:水流量调整装置)
作为1次侧的水输送装置的水泵3向水回路50供给水。作为2次侧的水输送装置的水泵4从水回路50向各室内机2供给水。水泵3及水泵4使用恒速泵、由变频器等能改变转速的泵。水泵3及水泵4成为对在水回路50中循环的流量进行调整的水流量调整装置。水泵3通过组合恒速泵和开度可变的容量控制阀,对容量控制阀的开度进行调整,从而能对流量进行调整。另外,在水泵3的扬程足够大的情况下,有时不使用水泵4,而是使用流量调整阀对在各室内机2中流通的水流量进行调整。
<决定热交换量的参数>
下面,对此实施方式的空调系统100中的热源装置1的目标出口水温Twsom的决定方法进行说明。作为例子,对制热的情况进行说明。
在某室内机2(N)的室内热交换器31(N)中的热交换量Qw(N),能根据水流量Gw(N)、水的比热Cpw(N)、室内热交换器31(N)的入口水温Twi(N)、室内热交换器31(N)的出口水温Two(N)由公式(1)进行表示。
[公式1]
Qw(N)=Gw(N)XCpw(N)x(Twi(N)-Two(N)) ·····(I)
即,室内热交换器31(N)的热交换量Qw(N),通过使水流量Gw(N)增加或提高入口水温Twi(N)能增大。
另一方面,在将热泵用于热源装置1的情况下,一般若使热源装置1的出口水温Twso(若从室内机2看则是入口水温Twi(N))上升,则运转效率下降,为了增加能力,最好是尽可能地增大水流量。
然而,在具备某室内机2(N)的室内,在相对于设定温度Taim(N)来说现在的室内温度Tai(N)低,需要增大室内热交换器31(N)的热交换量的情况下,有时配备在室内机2(N)中的水泵4(N)的水流量成为上限值。在此情况下,需要通过提高室内热交换器31的入口水温Twi(N),使室内热交换器31(N)的热交换量Qw(N)增加,与室内负荷相对应。
在这样需要提高室内热交换器31的入口水温Twi的情况下,在本实施方式中,考虑外部气体温度Tao决定该入口水温Twi的目标值。由此,能防止在各室内机2中产生能力的过度或不足,另外,能进行考虑到系统整体的负荷的适当的控制,能提高运转效率。
在这里,提高室内热交换器31的入口水温Twi(N)是指,即,相当于使热源装置1的能力上升。因此,以下先对为了使室内温度Tai成为设定温度Taim所需要的热源装置1的能力与外部气体温度Tao的关系进行说明,接着对室内热交换器31的入口水温Twi的变化率(上升率)与外部气体温度Tao的关系进行说明。
图2是表示本实用新型的一实施方式的空调系统中的外部气体温度Tao与热源装置1所需要的能力(热泵能力)的关系的图。图2表示制热运转时将设定温度Taim设成20℃的情况下的例子,(a)表示室内温度Tai是与设定温度Taim相同的20℃的情况。(b)表示室内温度Tai是比设定温度Taim更低的18℃的情况。另外,在(b)的情况下,假设水泵4的水流量达到上限值。
如图2(a)、图2(b)所示,为了使室内温度Tai成为设定温度Taim所需要的热源装置1的能力,随外部气体温度Tao变高而变小。另外,如图2(b)所示在室内温度Tai是比设定温度Taim更低的18℃的情况下,由图2的箭头表示能力的不足部分。该不足量,如从图2的箭头的长度可以看出的那样,外部气体温度Tao高的情况下(例如10℃)与外部气体温度Tao低的情况下(例如0℃)相比更大。
在图2(b)中,如上述那样水泵4的水流量达到上限值,所以,通过提高室内热交换器31的入口水温Twi,补充能力不足部分。因此,可以得知,当从室内温度Tai是18℃的状态提高2℃而成为设定温度Taim的20℃时,在此时的外部气体温度Tao高的情况下(设定温度Taim与外部气体温度Tao的差小的情况下)和此时的外部气体温度Tao低的情况下(设定温度Taim与外部气体温度Tao的差大的情况下),高的情况与低的情况相比,需要增大室内热交换器31的入口水温Twi的水温提高幅度。
因此,在如以往那样不考虑外部气体温度Tao,仅是根据设定温度Taim与室内温度Tai的差决定室内热交换器31的入口水温Twi的水温提高幅度的情况下,产生以下那样的问题。即,在如上述那样外部气体温度Tao高的情况下(设定温度Taim与外部气体温度Tao的差小的情况下),有时尽管需要增大入口水温Twi的水温提高幅度,也被决定成比需要的水温提高幅度更小的水温提高幅度。在此情况下,变得能力不足,发生下冲。相反,若被决定成比需要的水温提高幅度更大的水温提高幅度,则变得能力过多,发生了过冲。
下面,将图2所示关系置换成别的指标表示在图3中。
图3是表示根据图2表示设定温度Taim与外部气体温度Tao的差和在是该温度差的时候使室内温度Tai成为设定温度Taim时的、室内热交换器31的入口水温变化率(上升率)的关系的图。另外,入口水温变化率=室内热交换器31的入口水温Twi的水温提高幅度÷现在的入口水温Twi×100。
从图3可以得知,随着设定温度Taim与外部气体温度Tao的差变大,入口水温变化率变小。在设定温度Taim与外部气体温度Tao的差大的情况下,可以说为了满足设定温度Taim的室内负荷大。因此,可以得知,通过随着室内负荷变大而减小室内热交换器31的入口水温Twi的水温提高幅度,能进行没有过冲、下冲的控制。下面,关于这一点,用现在的室内温度Tai是18℃、设定温度Taim是20℃的例子具体地进行说明。
(在室内负荷大的情况下:温度低的外部气体)
在外部气体温度Tao是0℃的情况下,现在(室内温度Tai是18℃)的热源装置1的能力B相对于室内温度Tai和设定温度Taim相互一致、都是20℃时的热源装置1的能力A的能力比率P,能如以下那样算出。即,能力A作为其他的指标,能和设定温度Taim与外部气体温度Tao的差置换,能力B同样能和室内温度Tai与外部气体温度Tao的差置换。因此,能力比率P成为(18℃-0℃)÷(20℃-0℃)×100=90%。因此,相对于现在的热源装置1的能力B,通过与此外10%左右的能力增加相当的入口水温Twi的上升,能使室内温度Tai与设定温度Taim一致。
(在室内负荷小的情况下:温度高的外部气体)
外部气体温度Tao是10℃的情况下的现在的热源装置1的能力比率P成为与上述同样的计算,成为(18℃-10℃)÷(20℃-10℃)×100=80%。因此,相对于现在的热源装置1的能力B,通过与此外20%左右的能力增加相当的入口水温Twi的上升,能使室内温度Tai与设定温度Taim一致。另外,在温度低的外部气体下的现在的热源装置1的能力和在温度高的外部气体下的现在的热源装置1的能力当然相互不同,在温度高的外部气体下的现在的热源装置1的能力较小。因此,即使将室内温度Tai提高相同的2℃的量,在温度高的外部气体的情况下,也需要与温度低的外部气体的情况相比多的能力比率的增加。另外,为了将室内温度Tai提高2℃所需要的室内热交换器31的入口水温Twi的提高幅度自身,虽然也是在温度高的外部气体的情况下与在温度低的外部气体的情况下相比变大,但就目标入口水温Twim的绝对值而言,在温度高的外部气体的情况下变低。
从以上可以得知,即使室内温度Tai与设定温度Taim的差相同,为了使室内温度Tai成为设定温度Taim所需要的、室内机2的入口水温Twi的入口水温变化率(上升率)也相应于外部气体温度Tao而不同。换言之,室内机2的入口水温Twi的入口水温变化率(上升率)相应于室内温度Tai与外部气体温度Tao的温度差而不同。具体地说,室内机2的入口水温Twi的入口水温变化率(上升率)为和室内温度Tai与外部气体温度Tao的温度差成反比例的关系。关于这一点,根据后述的公式(6)~(8)也是清楚的。
可是,为了使室内温度Tai与设定温度Taim一致所需要的室内热交换器31的入口的水温提高幅度,还受到室内热交换器31的现在的出入口水温差的影响。具体地说,出入口水温差大的情况与出入口水温差小的情况相比,需要增大室内机2的入口水温Twi的提高幅度。关于这一点,另外再进行说明。
这样,室内温度Tai与外部气体温度Tao的温度差、室内热交换器31的出入口水温差,对为了使室内温度Tai与设定温度Taim一致所需要的水温提高幅度施加影响。因此,在考虑到这一点之后,通过决定水温提高幅度,进而决定室内热交换器31的目标入口水温Twim,与仅是根据室内温度Tai与设定温度Taim的差决定水温提高幅度的情况相比,如上述那样能防止室内温度Tai相对于设定温度Taim的过冲、下冲,维持舒适性,进行运转效率高的控制。
下面,对目标入口水温Twim的具体的决定方法进行说明。另外,室内热交换器31的入口水温Twi与热源装置1的出口水温相同,所以,以下对热源装置1的目标出口水温Twsom的决定方法进行说明。
<出口水温决定方法>
在这里,室内与外部气体的热交换量Qio能根据建筑物的热交换性能AKio(N)、室内温度Tai(N)、外部气体温度Tao由公式(2)进行表示。
[公式2]
Qio(N)=AKio(N)x(Tai(N)-Tao) ·····(2)
在室内热交换器31(N)的能力Qw(N)和室内与外部气体的热交换量Qio(N)平衡的情况下,根据公式(1)和公式(2),能由公式(3)表示室内热交换器31(N)的入口水温Twi(N)、室内热交换器31(N)的出口水温Two(N)、室内温度Tai(N)、外部气体温度Tao的关系。
[公式3]
Twi(N)-Two(N)=C1(N)X(Tai(N)-Tao) ·····(3)
其中,C1(N)是根据室内热交换器31(N)的水流量、该室内热交换器31(N)所设置的建筑物的热交换性能决定的常数。
在这里,若用上述公式(3)的关系式,表现室内温度Tai(N)与设定温度(目标室内温度)Taim(N)一致时的、室内热交换器31(N)的入口水温(目标入口水温)Twim(N)与设定温度Taim(N)的关系,则成为公式(4)。
[公式4]
Twim(N)-Two(N)=G1(N)x(Taim(N)-Tao) ·····(4)
于是,根据公式(3)和公式(4),现在的室内热交换器31(N)的出入口水温差(入口水温Twi(N)与出口水温Two(N)的差)、室内外温度差(室内温度Tai(N)与外部气体温度Tao的差)、设定温度Taim(N)、是设定温度Taim(N)时的室内热交换器31的入口水温(目标入口水温Twim(N))的关系能由公式(5)进行表示。
[公式5]
若将公式(5)变形,则成为公式(6)。
[公式6]
若在制冷的情况下也同样地考虑,则现在的室内热交换器31(N)的出入口水温差、室内外温度差、设定温度Taim(N)、设定温度Taim(N)时的室内热交换器31(N)的入口水温(目标入口水温Twim(N))的关系能由公式(7)进行表示。
[公式7]
即,根据室内热交换器31的热交换量Qw和室内与室外的热交换量Qio的热平衡的关系,能决定为了使室内温度Tai(N)成为设定温度Taim(N)的、目标入口水温Twim(N)与现在的入口水温Twi(N)的偏差ΔTwim(N)(与上述的水温提高幅度相当)。
若归纳公式(6)和公式(7),容易理解地进行表示,则成为公式(8)那样。即,偏差ΔTwim(N)能根据室内外温度差、室内机2的出入口水温差ΔTw、设定温度Taim与现在的室内温度Tai的温度差求出。另外,这些各温度差,能使用由设置在空调系统100中的各温度检测器所获得的检测值求出。
[公式8]
于是,热源装置1的目标出口水温Twsom,能使用根据公式(6)、(7)求出的偏差ΔTwim(N)、热源装置1的现在的出口水温Twso,由公式(9)决定。
[公式9]
Twsom=Twso+ΔTwim(N) ·····(9)
在实际的控制中,将热源装置1的出口水温Twso逐渐地改变至目标出口水温Twsom。即,每隔规定的控制间隔i,决定下一步骤i+1的目标出口水温Twso(i+1),目标出口水温Twso(i+1)由下面的公式(10)决定。
[公式10]
Twso(i+1)二Twso(i)十αxΔTwim(N) ·····(10)
如公式(10)所示,通过偏差ΔTwim(N)乘以缓和系数α,每隔控制间隔i逐渐地改变热源装置1的目标出口水温Twso(i+1),对过冲、下冲进行抑制。于是,热源装置1被控制,以便最终室内温度Tai(N)与设定温度Taim(N)一致。
<控制方法>
图4是表示本实用新型的一实施方式的空调系统的控制方法的流程图。下面,参照图4对空调系统100的控制方法进行说明。
热源装置1开始运转,水泵3被驱动,并且,由主控制装置11和配备在各室内机2中的室内控制装置12进行室温控制(步骤1)。
各水泵4根据来自各室内控制装置12的转速、电压指令进行控制,主控制装置11根据来自室内控制装置12的信号对各水泵4的运转状态,即对各室内机2的水流量进行把握(步骤2)。然后,主控制装置11判定水流量成为上限值的水泵4是否存在1台以上(步骤3)。另外,上限值可从主控制装置11向各室内控制装置12进行指示,也可由室内控制装置12决定。
主控制装置11,在判定了水流量成为上限值的水泵4一台都不存在的情况下,继续原来的控制地对各室内控制装置12进行控制。即,各室内控制装置12的各个通过由水泵4控制水流量,继续进行为了使室内温度Tai成为设定温度Taim的控制(步骤4)。
另一方面,在水流量成为上限值的水泵4存在1台以上而且其台数是1台的情况下(在步骤5中为“否”),对热源装置1的目标出口水温Twsom进行修正(步骤7)。即,使用上述公式(6)算出水流量成为上限值的水泵4所设置的室内机2(N)中的偏差ΔTwim(N)。然后,根据算出的偏差ΔTwim(N)和现在的热源装置1的出口水温Twso从上述公式(9)求出热源装置1的目标出口水温Twsom。然后,主控制装置11对热源装置1的能力进行控制,以便由热源装置出口水温检测器25检测出的热源装置1的出口水温Twso成为修正后的目标出口水温Twsom。
另外,在由2台以上的水泵4其水流量成为上限值的情况下(在步骤5中为“是”),将成为该上限值的各室内机2中的、偏差ΔTwim(N)最大的室内机2(N)选定为代表(步骤6)。
在这里,偏差ΔTwim(N)是还考虑了由外部气体温度Tao所产生的室内负荷的影响的值,在多个各室内机2中,越是偏差ΔTwim(N)大的室内机2,则越是需要更多的室内热交换器31的热交换量。因此,在步骤6中,将各室内机2中的、需要最多的热交换量的室内机2(N)选定为代表。然后,根据该被选定的室内机2(N)中的偏差ΔTwim(N)如上述那样对热源装置1的目标出口水温Twsom进行修正(步骤7)。然后,主控制装置11对热源装置1的能力进行控制,以便由热源装置出口水温检测器25检测出的热源装置1的出口水温Twso成为修正后的目标出口水温Twsom。
在这里,具体地说,例如考虑在室内机2(1)和室内机2(2)的2个中,水流量成为上限值的情况。另外,设ΔTwim(1)=2.0℃,ΔTwim(2)=1.0℃,α=0.2,Twso(1)=45℃。在此情况下,偏差ΔTwim(N)为最大的室内机2(N)是室内机2(1),根据偏差ΔTwim(1)对目标出口水温Twsom进行修正。即,成为Twsom=45℃+2℃=47℃。另外,在实际的控制中,如上述那样,在下一步骤中的目标出口水温成为Twso(2)=45℃+2.0℃×0.2=45.4℃,在其下一步骤中的目标出口水温成为Twso(3)=45.4℃+2.0℃×0.2=45.8℃。
另外,在此情况下,对于室内机2(2)来说,目标出口水温Twsom变得过高,所以,在室内机2(2)中,一面观察现在的室内温度Tai(2)与设定温度Taim(2)的偏差,一面控制水泵4,进行水流量的控制。
在这里,关于为了使室内温度Tai与设定温度Taim一致所需要的水温提高幅度受到室内热交换器31的出入口水温差ΔTw的影响这一点,用具体例进行说明。
在这里,首先对每个室内机2在室内热交换器31的出入口水温差ΔTw产生差别的理由进行说明。为了简化说明,在这里,设各室内机2各自的水流量、入口水温Twi、室内温度Tai相同。
在这样的情况下,作为室内热交换器31的出入口水温差ΔTw在各室内机2中产生差别的理由,如从上述公式(1)可以明确的那样,是由各室内热交换器31中的热交换量的差别所产生的。而且,室内热交换器31的热交换量如图6所示那样,与表示热交换器的性能的作为热交换面积A和热通过率K的积的AK值成比例。即,在如上述的条件那样入口水温、室内温度相同的情况下,若传热面积、热通过率大,则热交换量也变大。
另外,室内热交换器31的出入口水温差ΔTw在各室内机2中产生差别的理由,不限于室内热交换器31的热交换性能,如公式(1)所示,若室内热交换器31的热交换量相同,则是由各室内热交换器31的水流量的差别所产生的,若水流量少,则出入口水温差ΔTw变大,若水流量多,则出入口温度差ΔTw变小。
如上述那样,每个室内机2在室内热交换器31的出入口水温差ΔTw产生差别的理由是各种各样的,关于这样的室内热交换器31的出入口水温差ΔTw的差别对为了使室内温度Tai与设定温度Taim一致所需要的水温提高幅度施加的影响,将在下面用具体例进行说明。
使用公式(8)使室内温度Tai与设定温度Taim一致时的、入口水温Twi、出口水温Two、目标入口水温Twim的关系在公式(11)中表示。如上述那样,设想室内温度Tai、室外温度Tao、设定温度Taim相同的情况,所以,设定温度Taim与室内温度Tai的差和室内温度Tai与外部气体温度Tao的差的比一定,表示为β。
[公式11]
(Twim-Twi)=β×(Twi-Two) ·····(11)
[公式12]
室内热交换器31的出入口水温差ΔTw在各室内机2中产生差别的理由,不限于室内热交换器31的热交换性能,除此以外有例如以下那样的理由。即,若室内热交换器31的热交换性能、室内温度Tai、入口水温Twi、设定温度Taim相同,即,若室内热交换器31的热交换量相同,则是由各室内热交换器31的水流量的差别所产生的,若水流量少,则出入口水温差ΔTw变大,如水流量多,则出入口温度差ΔTw变小。
如上述那样,每个室内机2在室内热交换器31的出入口水温差ΔTw产生差别的理由是各种各样的,这样的室内热交换器31的出入口水温差ΔTw的差别对为了使室内温度Tai与设定温度Taim一致所需要的水温提高幅度施加的影响,接下来用具体例进行说明。
在这里,在出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31和出入口水温差ΔTw小的室内热交换器31双方设入口水温Twi为40℃,设出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31中的出口水温Two为30℃,出入口水温度差为10℃。另外,设出入口水温差ΔTw小的室内热交换器31中的出口水温Two为35℃,出入口水温度差为5℃。即,关于出入口水温度差ΔTw是10℃的室内热交换器31和出入口水温度差ΔTw是5℃的室内热交换器31的各个中的水温提高幅度进行考虑。
在出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31侧,若设室内温度Tai与设定温度Taim一致时的入口水温(目标入口水温)为TwimH,则根据上述公式(11),现在的室内热交换器31的出入口水温与目标入口水温TwimH的关系成为公式(13)。
[公式13]
(TwimH-Twi)=βX(40°C-30°C)·····(13)
→TwimH=β×10+Twi
另外,在出入口水温差ΔTw小的室内热交换器31侧,若设室内温度Tai与设定温度Taim一致时的入口水温(目标入口水温)为TwimL,则同样地根据上述公式(11),现在的室内热交换器31的出入口水温与目标入口水温TwimL的关系成为公式(14)。
[公式14]
(TwimL-Twi)=β×(40°C-35°C)·····(14)
→TwimL=β×5+Twi
因为入口水温Twi相同,所以,目标入口水温成为TwimL<TwimH。因此,出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31与出入口水温差ΔTw小的室内热交换器31相比,需要较大地修正热源装置1的目标出口水温Twsom。
这样,即使设定温度Taim与室内温度Tai的差相同,就出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31而言,与出入口水温度差ΔTw小的室内热交换器31相比,目标出口水温Twsom变高。因此,当决定热源装置1的目标出口水温Twsom时,使得与各室内热交换器31中的、出入口水温差ΔTw大的室内热交换器31的那一方相符。
在这里,若再来看公式(8),则目标出口水温Twsom与现在的入口水温Twi的偏差ΔTim(即,水温提高幅度)与室内热交换器31的出入口水温差ΔTw成比例。如上述那样,当选定有代表性的室内机2时,因为选定偏差ΔTim最大的室内机2,所以,最终是还考虑各室内热交换器31中的出入口水温差ΔTw,而决定目标出口水温Twsom。
如以上那样,在本实施方式中,将水流量达到上限值的室内机2选定作为用于决定热源装置1的目标出口水温Twsom的代表,使得使用该有代表性的室内机2中的偏差ΔTwim来决定目标出口水温Twsom。即,通过使用水流量达到上限值的室内机2的水温(Two、Twi)、室内温度Tai,计算出目标出口水温Twsom,可以说优先地使用该目标出口水温Twsom,能对水流量达到上限值的有代表性的室内热交换器31的能力进行调整。因此,不损害该有代表性的室内热交换器31所设置的房间的舒适性,关于其它的房间,也只要调整水流量,进行室温调整即可,同样不会损害舒适性。
即,因为能进行考虑了空调系统100整体的负荷的目标出口水温Twsom的设定,所以,在各室内机2中能防止产生能力的过度或不足。因此,能防止过冲、下冲发生,在各房间中不会损害使用者的舒适性,能实现运转效率高的控制。
另外,在水流量达到上限值的室内机2存在多个的情况下,使得对该各室内机2的各个计算偏差ΔTwim,将算出的各偏差ΔTwim中的、最大的偏差ΔTwim的室内机2选定作为用于决定热源装置1的目标出口水温Twsom的代表。因此,与上述同样,因为能进行考虑了各室内机2的各个中的、室内与外部气体的热交换量Qio的,换言之,考虑了空调系统100整体的负荷的目标出口水温Twsom的设定,所以,能防止各室内机2的能力产生过度或不足。因此,能防止过冲、下冲发生,不会损害在各房间中使用者的舒适性,能实现运转效率高的控制。
另外,根据有代表性的室内机2的室内热交换器31所设置的房间的室内温度Tai、有代表性的室内热交换器31的入口水温Twi、有代表性的室内热交换器31的出口水温Two、有代表性的室内热交换器31所设置的房间的设定温度Taim、外部气体温度Tao,决定热源装置1的目标出口水温Twsom,所以,能进行考虑了外部气体温度Tao的影响的与室内负荷相应的目标出口水温Twsom的设定。因此,能获得与上述同样的效果。
另外,冷媒回路不限于图1的结构,也可如图5所示那样,在水回路50中在热源装置1与室内机2之间设置旁通回路60。在此情况下,通过将热源装置出口水温检测器25配置在旁通回路60的下游侧,能获得与上述同样的效果。另外,在图5中,对与图1相同的部分标注相同符号。
另外,由于使得热源装置1的目标出口水温Twsom与现在的出口水温Twso的差,和有代表性的室内热交换器31所设置的房间的室内温度Tai与外部气体温度Tao的差成反比例,决定目标出口水温Twsom,所以,能获得与上述同样的效果。
另外,通过热源装置1的目标出口水温Twsom与现在的出口水温Twso的差,和有代表性的室内热交换器31的出入口水温度差成比例地决定热源装置1的目标出口水温Twsom,能进行与现在的热源装置1的能力相应的目标出口水温Twsom的设定,所以,获得同样的效果。
另外,主控制装置11,通过用室内外温度差除室内热交换器31的出入口水温度差,将由此得到的值乘以设定温度Taim与室内温度Tai的差,求出偏差ΔTwim,将该偏差ΔTwim与现在的入口水温Twi相加得到的值作为目标出口水温Twsom。通过这样地进行计算,能进行与现在的室内负荷和室内热交换器31的能力的各个相应的目标出口水温Twsom的设定,所以,获得同样的效果。
另外,以上的控制过程可以在通用的信息处理装置例如通用处理器或者专用芯片中通过编程的方式实现。因此,本实用新型的保护范围还包括实现上述控制过程的功能模块和/或硬件的组合。
因此,根据本实用新型的一实施方式,空调系统具备热介质回路、热介质输送装置、热源装置出口温度检测器、多个流量调整装置、多个入口热介质温度检测器、多个出口热介质温度检测器、多个室内温度检测器、外部气体温度检测器、和控制装置;该热介质回路具有能力可变的热源装置和多个室内热交换器,热介质能在上述热源装置及上述多个室内热交换器中循环,进行制冷及制热的至少一方;该热介质输送装置向上述热介质回路输送上述热介质;该热源装置出口温度检测器对从上述热源装置流出的上述热介质的温度进行检测;该多个流量调整装置对通过上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的流量进行调整;该多个入口热介质温度检测器对流入上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的温度进行检测;该多个出口热介质温度检测器对从上述多个室内热交换器的各个流出的上述热介质的温度进行检测;该多个室内温度检测器对上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度进行检测;该外部气体温度检测器对室外的温度进行检测;该控制装置对上述热源装置的能力及上述多个流量调整装置的各个进行控制,使上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度成为该房间的设定温度;上述控制装置构成为具有主控制装置和室内控制装置;该主控制装置将上述多个室内热交换器中的、通过上述室内热交换器的热介质的流量达到上限值的室内热交换器作为代表,根据上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度和由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度,决定上述热源装置的目标出口温度,对上述热源装置的能力进行控制,以使由上述热源装置出口温度检测器检测出的温度成为上述决定了的目标出口温度。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第一目标出口温度控制装置,该第一目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差变大而变小。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第二目标出口温度控制装置,该第二目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度与上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度的差变大而变大。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第一计算装置,该第一计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第二计算装置,该第二计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第三计算装置,该第三计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到了上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第四计算装置,该第四计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
根据本实用新型的另一实施方式,该空调系统构成为具有第五计算装置,该第五计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
符号说明:
1 热源装置,2 室内机,3 水泵,4 水泵,11 主控制装置,12 室内控制装置,21 外部气体温度检测器,22 室内温度检测器,23 入口水温检测器,24 出口水温检测器,25 热源装置出口水温检测器,26 热源装置入口水温检测器,31 室内热交换器,50 水回路,60 旁通回路,100 空调系统。
Claims (8)
1.一种空调系统,具备热介质回路、热介质输送装置、热源装置出口温度检测器、多个流量调整装置、多个入口热介质温度检测器、多个出口热介质温度检测器、多个室内温度检测器、外部气体温度检测器、和控制装置;
该热介质回路具有能力可变的热源装置和多个室内热交换器,热介质能在上述热源装置及上述多个室内热交换器中循环,进行制冷及制热的至少一方;
该热介质输送装置向上述热介质回路输送上述热介质;
该热源装置出口温度检测器对从上述热源装置流出的上述热介质的温度进行检测;
该多个流量调整装置对通过上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的流量进行调整;
该多个入口热介质温度检测器对流入上述多个室内热交换器的各个的上述热介质的温度进行检测;
该多个出口热介质温度检测器对从上述多个室内热交换器的各个流出的上述热介质的温度进行检测;
该多个室内温度检测器对上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度进行检测;
该外部气体温度检测器对室外的温度进行检测;
该控制装置对上述热源装置的能力及上述多个流量调整装置的各个进行控制,使上述多个室内热交换器的各个所设置的房间的室内温度成为该房间的设定温度;
上述控制装置构成为具有主控制装置和室内控制装置;该主控制装置将上述多个室内热交换器中的、通过上述室内热交换器的热介质的流量达到上限值的室内热交换器作为代表,根据上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度、上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度和由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度,决定上述热源装置的目标出口温度,对上述热源装置的能力进行控制,以使由上述热源装置出口温度检测器检测出的温度成为上述决定了的目标出口温度。
2.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第一目标出口温度控制装置,该第一目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差变大而变小。
3.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第二目标出口温度控制装置,该第二目标出口温度控制装置使上述热源装置的目标出口温度,随上述有代表性的室内热交换器的入口热介质温度与上述有代表性的室内热交换器的出口热介质温度的差变大而变大。
4.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第一计算装置,该第一计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
5.根据权利要求3所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第二计算装置,该第二计算装置用上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述有代表性的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述有代表性的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,根据由此乘法运算获得的值,决定上述热源装置的目标出口温度。
6.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第三计算装置,该第三计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到了上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
7.根据权利要求3所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第四计算装置,该第四计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
8.根据权利要求4所述的空调系统,其特征在于:该空调系统构成为具有第五计算装置,该第五计算装置在上述多个室内热交换器中的、上述热介质的流量达到上限值的室内热交换器是多台的情况下,关于该多台的室内热交换器的各个,通过用各自的室内热交换器所设置的房间的室内温度与由上述外部气体温度检测器检测出的外部气体温度的差,除上述各自的室内热交换器的出入口水温差,将由此除法运算获得的值,乘以上述各自的室内热交换器所设置的房间的设定温度与室内温度的差,求出上述热源装置的目标出口温度与现在的上述热源装置的出口温度的偏差,将具有各上述偏差中的最大的偏差的室内热交换器作为上述有代表性的室内热交换器。
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