JP2013253718A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和機(10)の制御装置は、室内空間(S)の窓(3)が開放されたことを示す信号が入力される入力部(71)と、該入力部(71)に信号が入力されている時に、複数台の室内ユニット(30)のうちペリメータゾーン(P-Z)側の室内ユニット(30)のサーモオン動作を禁止し、残りの室内ユニット(30)のサーモオン動作を許容する省エネ冷房運転を実行するように空気調和機(10)を制御する制御部(75)とを備える。
【選択図】図3
Description
実施形態1に係る空気調和ユニット(1)は、図1に示すように、空気調和機(10)と、該空気調和機(10)の制御ユニット(70)とによって構成される。空気調和機(10)は、ビル等の室内空間(S)を冷房と暖房とを切り換えて行うように構成される。空気調和機(10)は、複数の室内ユニット(30)を有し、これらの室内ユニット(30)で同一の室内空間(空調対象空間(S))の空調を行う、いわゆるビル用マルチ式の空気調和機である。
図1に示すように、空気調和機(10)は、室外に設置される室外ユニット(20)と、室内の天井面に埋設される複数の室内ユニット(30)とを備えている。なお、図1では、複数の室内ユニット(30)のうちの一部の図示を省略している。空気調和機(10)では、互いに並列な複数台の室内ユニット(30)に冷媒配管(一対の連絡配管(5,5))を介して室外ユニット(20)が接続される。これにより、空気調和機(10)では、閉回路となる冷媒回路(11)が構成される。冷媒回路(11)には、冷凍サイクルを行うための冷媒が充填される。
〈室内ユニットの配置〉
図2に示すように、本実施形態の室内空間(S)は、横断面が矩形状の空間で構成され、4つの側壁面(W1,W2,W3,W4)の内部に形成される。本実施形態では、これらの側壁面(W1,W2,W3,W4)のうちの3つの側壁面(W1,W2,W3)にそれぞれ複数の窓(3)が設けられる。同図に示すように、本実施形態の室内空間(S)では、例えば5行×5列の合計25台の室内ユニット(30)が設けられる。なお、図2に示す室内空間(S)における窓(3)や室内ユニット(30)の数量や配置は単なる例示であり、これに限られるものではない。
図3に示すように、空気調和ユニット(1)は、複数の室内コントローラ(50)を有している。各室内コントローラ(50)は、所定のゾーンの複数の室内ユニット(30)に共用される。室内コントローラ(50)は、運転切換部(51)と温度設定部(52)と窓開表示部(53)とを有している。運転切換部(51)は、室内ユニット(30)の運転モードを切り換えるための操作部である。温度設定部(52)は、冷房運転や暖房運転において、室内空間(S)の設定温度T-set(目標温度)を設定する設定部である。
同図に示すように、空気調和ユニット(1)は、内気温度センサ(61)と外気温度センサ(62)と窓開完了操作部(窓開検知部(63))とを有している。内気温度センサ(61)は、室内空間(S)に設置され、室内空間(S)の室内温度(内気温度Tr)を検出する。外気温度センサ(62)は、室外空間に設置され、室外空間の室外温度(外気温度To)を検出する。
制御ユニット(70)は、室内空間(S)の窓(3)が開放された状態において、室内空間(S)の内部で発生する冷房負荷を処理しながら、いわゆる外気冷房を行う「省エネ冷房運転」を実行するための制御装置を構成している。この省エネ冷房運転では、窓(3)から近いペリメータゾーン(P-Z)側の室内ユニット(30)のサーモオン動作が禁止される一方、窓(S)から遠いインテリアゾーン(I-Z)側の室内ユニット(30)のサーモオン動作は許容される(詳細は後述する)。
実施形態に係る空気調和機(10)の運転動作について詳細に説明する。まず、空気調和機(10)の基本的な運転動作について図1を参照しながら説明する。
冷房運転では、四方切換弁(24)が第1状態に設定され、室外膨張弁(23)が全開状態となる。また、各室内膨張弁(32)の開度が所定開度に調節される。また、圧縮機(21)、外気ファン(25)、及び各内気ファン(33)が運転状態となる。圧縮機(21)で圧縮された冷媒は、室外熱交換器(22)で凝縮(放熱)した後、各室内ユニット(30)へ供給される。各室内ユニット(30)では、冷媒が室内膨張弁(32)を通過する際に減圧された後、室内熱交換器(31)を流れる。室内熱交換器(31)では、冷媒が室内空気(吸込空気)から吸熱し蒸発する。一方、室内熱交換器(31)で冷却された空気は、室内空間(S)へ供給される。室内熱交換器(31)で蒸発した冷媒は、圧縮機(21)に吸入されて圧縮される。
暖房運転では、四方切換弁(24)が第2状態に設定され、室外膨張弁(23)及び室内膨張弁(32)が所定の開度に調節される。また、圧縮機(21)、外気ファン(25)、及び各内気ファン(33)が運転状態となる。圧縮機(21)で圧縮された冷媒は、各室内ユニット(30)へ供給される。各室内ユニット(30)では、冷媒が室内熱交換器(31)を流れる。室内熱交換器(31)では、冷媒が室内空気(吸込空気)へ放熱し凝縮する。一方、室内熱交換器(31)で加熱された空気は、室内空間(S)へ供給される。室内熱交換器(31)で凝縮した冷媒は、室外膨張弁(23)を通過する際に減圧された後、圧縮機(21)に吸入されて圧縮される。
本実施形態の空気調和機(10)では、運転条件に応じて、「省エネ冷房運転」が実行される。この点について図3〜図5を参照しながら詳細に説明する
上述のように、中間期等においては、室内空間(S)に外気を導入した方が室内空間(S)の冷房負荷を低減でき、省エネ性を向上できることがある。そこで、空気調和ユニット(1)では、外気冷房が可能な条件を判定し、この条件が成立するとユーザーに窓(3)を開放することを知らせるサインを表示する。
上記実施形態1では、省エネ冷房運転において、窓(3)から外気を取り込んで外気冷房を行いつつ、ペリメータゾーン(P-Z)側の室内ユニット(30)のサーモオン動作とサーモオフ動作の繰り返しを確実に防止できる。これにより、サーモオン/オフ動作の切換に伴って圧縮機(21)の回転数が変動することを防止でき、ひいては伴い圧縮機(21)の効率の低下を防止できる。従って、実施形態1に係る空気調和ユニット(1)では、外気冷房による空気調和機(10)の電力消費の削減に加え、サーモオン/オフ動作の繰り返しに起因する空気調和機(10)の電力消費も削減できる。この結果、空気調和機(10)において、省エネ性の高い冷房運転を実現できる。
実施形態2に係る空気調和ユニット(1)は、図3に示す実施形態1の制御ユニット(70)と基本的な構成は同様である。実施形態2の制御ユニット(70)では、データ記憶部(73)に実施形態1と同様の4つのゾーニングパターン(パターンA〜D)が記憶される。一方、実施形態2のデータ記憶部(73)には、実施形態1のように温度差ΔTが記憶されていない。つまり、実施形態2では、外気温度Toと設定温度T-setの差に応じて、インテリアゾーン(I-Z)及びペリメータゾーン(P-Z)が変更されない。
上記実施形態2の省エネ冷房運転中では、ステップSt7において、内気温度Trが設定温度T-setよりも大きい状態が、所定の設定時間(例えば数分)が継続すると、ステップSt8へ移行し、ペリメータゾーン(P-Z)を縮小させている。しかし、ステップSt7において、サーモオン状態の室内ユニット(30)が冷房能力が所定の能力を越えており且つ内気温度Trが設定温度T-setよりも大きい状態が所定時間以上継続すると、ステップSt8へ移行し、ペリメータゾーン(P-Z)を縮小させてもよい。ここで、サーモオン状態の室内ユニット(30)の冷房能力が所定の能力を越えているか否かは、例えば圧縮機(21)の回転数やモータの入力電流等を用いて判定することができる。
上述した実施形態については、以下のような構成としてもよい。
P-Z ペリメータゾーン
3 窓
5 冷媒配管
10 空気調和機
11 冷媒回路
20 室外ユニット
21 圧縮機
30 室内ユニット
70 制御ユニット
71 入力部
74 ゾーン変更部(変更部)
75 制御部
Claims (5)
- 圧縮機(21)を有する室外ユニット(20)と、該室外ユニット(20)に冷媒配管(5)を介して接続され同一の室内空間(S)を冷房する複数の室内ユニット(30)とを備えた空気調和機(10)の制御装置であって、
上記室内空間(S)の窓(3)が開放されたことを示す信号が入力される入力部(71)と、
上記入力部(71)に上記信号が入力されている時に、上記複数台の室内ユニット(30)のうちペリメータゾーン(P-Z)側の室内ユニット(30)のサーモオン動作を禁止し、残りの室内ユニット(30)のサーモオン動作を許容する省エネ冷房運転を実行するように上記空気調和機(10)を制御する制御部(75)と
を備えていることを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 請求項1において、
上記省エネ冷房運転中にサーモオン動作が禁止される室内ユニット(30)の台数を変更する変更部(74)を備えていることを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 請求項2において、
上記変更部(74)は、上記室内ユニット(30)の設定温度から外気温度を引いた差の増大に伴って、上記省エネ冷房運転中に上記サーモオン動作が禁止される室内ユニット(30)の台数を増やすように構成されることを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 請求項2において、
上記変更部(74)は、上記省エネ冷房運転中において、内気温度が室内ユニット(30)の設定温度よりも大きい時に、上記サーモオン動作が禁止される室内ユニット(30)の台数を減らすように構成されることを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 請求項4において、
上記制御部(75)は、上記入力部(71)に上記信号が入力されると、全ての室内ユニット(30)を停止し、該全ての室内ユニット(30)の停止中に内気温度が室内ユニット(30)の設定温度より大きい時に、上記省エネ冷房運転を開始させることを特徴とする空気調和機の制御装置。
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