JP2015152275A - Air conditioning device and control method of air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報通信機械室における空調に用いて好適な空気調和装置および空気調和装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an air conditioner suitable for air conditioning in an information communication machine room and a method for controlling the air conditioner.
調和空気を冷却減湿する制御の一つとしてレヒート制御(再熱制御とも呼ぶ。)が知られている。レヒート制御では、室内から吸入した空気である還気や、換気のために室外から取り入れた空気である外気は、全て空調機の冷却コイル(空気冷却器とも呼ぶ。)を通過している。この通過の際に、還気や外気(以下、「還気等」と表記する。)は熱を奪われて温度が下がると共に、結露することにより含まれる水蒸気量が減少する(減湿するとも言う。)。過度に冷却された還気等は、再熱器(レヒータとも呼ぶ。)により所望の温度に加熱、いわゆる再熱(レヒート)されて室内に吸気される。 Reheat control (also referred to as reheat control) is known as one of the controls for cooling and dehumidifying conditioned air. In reheat control, the return air, which is air taken in from the room, and the outside air, which is air taken from the outside for ventilation, all pass through a cooling coil (also referred to as an air cooler) of the air conditioner. During this passage, the return air and outside air (hereinafter referred to as “return air”, etc.) are deprived of heat and the temperature decreases, and the amount of water vapor contained due to dew condensation decreases (dehumidification also occurs). say.). The excessively cooled return air or the like is heated to a desired temperature by a reheater (also referred to as reheater), so-called reheat (reheat), and is sucked into the room.
上述のレヒート制御には、過度に冷却された還気等を再熱する再熱器として、電気ヒータを用いたものと、圧縮機から吐出された冷媒を用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In the above-mentioned reheat control, as a reheater for reheating excessively cooled return air or the like, one using an electric heater and one using a refrigerant discharged from a compressor are known (for example, , See Patent Document 1).
圧縮機から吐出された冷媒を用いたものは、冷媒レヒート方式とも呼ばれている。冷媒レヒート方式では、凝縮器を二つ設けて、その内に一つが再熱器として用いられている。圧縮機から吐出された高温の冷媒は再熱器に導かれ、蒸発器により過度に冷却された還気等と、高温の冷媒との間で熱交換が行われる。このようにして、再熱された還気等は室内に吸気される。 What uses the refrigerant | coolant discharged from the compressor is also called the refrigerant | coolant reheat system. In the refrigerant reheat system, two condensers are provided, and one of them is used as a reheater. The high-temperature refrigerant discharged from the compressor is guided to the reheater, and heat exchange is performed between the high-temperature refrigerant and the return air that is excessively cooled by the evaporator. In this way, the reheated return air or the like is sucked into the room.
室内に吸気される空気の温度である吹き出し温度の制御は、冷媒を圧縮する圧縮機のインバータ制御(周波数制御)による容量制御により行われている。しかしながら、圧縮機の構造上、インバータ制御による容量制御では、圧縮機周波数と能力の関係により、制御が可能な範囲に限界があることが知られている。例えば、制御可能な範囲の下限値として、圧縮機の定格容量に対して25%〜40%程度の値を挙げることができる。 Control of the blowing temperature, which is the temperature of the air taken into the room, is performed by capacity control by inverter control (frequency control) of a compressor that compresses the refrigerant. However, due to the structure of the compressor, it is known that capacity control by inverter control has a limit in the controllable range due to the relationship between the compressor frequency and the capacity. For example, the lower limit value of the controllable range can include a value of about 25% to 40% with respect to the rated capacity of the compressor.
上記の下限値よりも低い値で圧縮機を容量制御する場合、言い換えると、空調機に対する熱負荷が小さい場合には、所望の設定温度Tを中に含む幅がΔTのディファレンシャル(動作すきま)を設定し、このディファレンシャルに基づいて圧縮機を運転/停止させる制御が行われる。以後、圧縮機の停止をサーモOFF、圧縮機の運転をサーモONとも表記する。 When the capacity of the compressor is controlled at a value lower than the above lower limit value, in other words, when the heat load on the air conditioner is small, a differential (operation gap) having a width including a desired set temperature T is ΔT. Based on this differential, the control for operating / stopping the compressor is performed. Hereinafter, the compressor stop is also referred to as thermo-OFF, and the compressor operation is also referred to as thermo-ON.
この制御を行った場合、次に述べる問題が発生するおそれがあった。つまり、サーモOFFされてから、再びサーモONする条件が成立して、圧縮機の運転を再開した場合であっても、室内の許容される上限温度を超えてしまうおそれがあった。これは、サーモON条件の判定に用いられる情報の検出遅れや熱容量等の影響によって、室内温度がさらに上昇(オーバーシュート)することによると考えられる。また、圧縮機を保護するために、サーモOFFが行われた後は、数分の期間はサーモON条件を成立させず、圧縮機の運転を再開させない制御が行われることが多い。 When this control is performed, the following problem may occur. That is, even when the condition for turning on the thermo again after the thermo is turned off is satisfied and the operation of the compressor is resumed, there is a possibility that the upper limit temperature allowed in the room may be exceeded. This is considered to be due to a further increase (overshoot) in the room temperature due to the influence of detection delay of information used for determining the thermo-ON condition, heat capacity, and the like. Further, in order to protect the compressor, after the thermo-OFF is performed, control is often performed so that the thermo-ON condition is not satisfied and the operation of the compressor is not resumed for a period of several minutes.
上述のような室内温度あるいは制御対象である領域の温度を、常に許容する上限温度内に維持するための方法として、上述のディファレンシャルの幅であるΔTを可能な限り小さく設定する方法が考えられる。しかしながら、ΔTを小さく設定すると、圧縮機の運転停止が頻繁に繰り返されることになり、圧縮機の寿命が短くなるおそれがあった。 As a method for maintaining the room temperature or the temperature of the region to be controlled within the allowable upper limit temperature as described above, a method of setting the differential width ΔT as small as possible is conceivable. However, if ΔT is set small, the operation stop of the compressor is frequently repeated, which may shorten the life of the compressor.
さらに、圧縮機のインバータ制御では、圧縮機を起動する前に制御を行う必要があるため、また、圧縮機の運転周波数を増大させる制御の際にも時間遅れが発生するため、ΔTを小さく設定しても室内温度等を常に許容する上限温度内に維持することが難しいという問題があった。 Furthermore, in the inverter control of the compressor, since it is necessary to perform the control before starting the compressor, and a time delay occurs also in the control for increasing the operating frequency of the compressor, ΔT is set small. Even so, there is a problem that it is difficult to maintain the room temperature within the upper limit temperature that is always allowed.
そのため、コンテナ型データセンター等のように発熱負荷が小さい空間が温度を制御する対象の空間の場合、常に許容する上限温度内に維持しようとすると、空調機のサーモオンオフ、言い換えると圧縮機の運転停止が繰り返される。これにより、対象空間の温度が大きく上下する事象が頻繁にみられる。 For this reason, if a space with a small heat generation load, such as a container-type data center, is a space that is subject to temperature control, if you try to keep it within the allowable upper limit temperature, the air conditioner thermo-on or off, in other words, compressor operation The stop is repeated. As a result, an event in which the temperature of the target space greatly increases or decreases is frequently observed.
このような事象を抑制する技術として、次の技術が知られている。つまり、冷媒レヒート機能を有さない空調機における部分負荷の下限値を下回る熱負荷で空調運転を行う必要がある場合に、冷媒レヒート機能を有する空調機を用いることにより、圧縮機の運転を停止させることなく空調運転を継続しつつ、吹出し空気の温度が過剰に低下することを防止する技術が知られている。 The following techniques are known as techniques for suppressing such an event. In other words, when it is necessary to perform air-conditioning operation with a heat load that is lower than the lower limit of the partial load in an air conditioner that does not have a refrigerant reheat function, the compressor operation is stopped by using an air conditioner that has a refrigerant reheat function. There is known a technique for preventing the temperature of the blown air from being excessively lowered while continuing the air-conditioning operation without causing the air-conditioning operation to occur.
特許文献1に記載された技術は、除湿を主な目的とした技術であるが、上述の技術と同様に、部分負荷の下限値を下回る熱負荷の状態で空調運転を行う場合に、継続的かつ安定的な運転を実現する技術としても有効なものである。
The technique described in
その一方で、冷媒レヒート機能を利用した空調運転(以下、「レヒート運転」と表記する。)は、一度冷却した空気を再び加熱することにより、空気の温度を所望の温度とする運転である。言い換えると、同じ室内機の中で暖房と冷房を同時に行う運転である。そのため、通常の冷房運転や、サーモオンオフ制御を適用した運転と比較して、空調運転の際に消費するエネルギが多い。 On the other hand, the air conditioning operation using the refrigerant reheat function (hereinafter referred to as “reheat operation”) is an operation in which the temperature of the air is set to a desired temperature by reheating the air once cooled. In other words, it is an operation in which heating and cooling are performed simultaneously in the same indoor unit. Therefore, more energy is consumed during the air-conditioning operation than in a normal cooling operation or an operation to which the thermo on / off control is applied.
冷媒レヒート機能を有する空調機は、通常運転での部分負荷下限値を多分に下回るような極低負荷な発熱条件の場合では、恒常的にレヒート運転を行うことになる。すると、空調運転時に消費されるエネルギが多くなり、近年では要求されることが多い省エネ性の実現に反することになるという問題があった。 An air conditioner having a refrigerant reheat function constantly performs reheat operation under extremely low load heat generation conditions that are well below the partial load lower limit in normal operation. As a result, there is a problem that the energy consumed during the air-conditioning operation increases, which is contrary to the realization of energy saving that is often required in recent years.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転の実現と、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができる空気調和装置および空気調和装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and is an air conditioner capable of realizing continuous and stable cooling operation at low load and reducing energy consumption during cooling operation. And it aims at providing the control method of an air conditioning apparatus.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の空気調和装置は、対象空間の空気を所望の温度に制御する空気調和装置であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記対象空間の外部の空気と熱交換を行い前記圧縮された冷媒を冷却する外部熱交換器と、前記外部熱交換器で冷却された冷媒を減圧する減圧部と、前記対象空間の内部の空気と熱交換を行い前記減圧された冷媒を蒸発させる第1内部熱交換器と、前記対象空間の内部の空気が流れる流路上に配置され、かつ、少なくとも前記圧縮機から前記外部熱交換器へ流れる前記冷媒が流れる高圧配管とつながれる第2内部熱交換器と、前記高圧配管における前記第2内部熱交換器に対して前記圧縮機側と前記外部熱交換器側とをつなぐ迂回配管と、前記高圧配管および前記迂回配管がつながる領域に配置され、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する切替部と、前記切替部を制御する制御部と、が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The air conditioner of the present invention is an air conditioner that controls the air in a target space to a desired temperature, and is compressed by exchanging heat with a compressor that compresses a refrigerant and air outside the target space. An external heat exchanger that cools the refrigerant, a decompression unit that decompresses the refrigerant cooled by the external heat exchanger, and a first internal that exchanges heat with the air inside the target space and evaporates the decompressed refrigerant A heat exchanger and a second internal heat exchanger that is arranged on a flow path through which air inside the target space flows, and that is connected to at least a high-pressure pipe through which the refrigerant flowing from the compressor to the external heat exchanger flows. A bypass pipe connecting the compressor side and the external heat exchanger side to the second internal heat exchanger in the high-pressure pipe, and a region where the high-pressure pipe and the bypass pipe are connected to each other. Internal heat exchanger A switching unit for regulating the flow rate of the refrigerant flowing through preliminary the bypass pipe, and a control section for controlling the switching unit, characterized in that is provided.
本発明の空気調和装置によれば、第1内部熱交換器で空気を冷却するとともに、圧縮機から吐出された高温の冷媒を第2内部熱交換器に導く割合を増やし熱交換により上述の空気を加熱することにより、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転が行える。つまり、第1内部熱交換器で空気を冷却するのみでは空気が冷却されすぎる低負荷時においても、第2内部熱交換器において空気を加熱することにより適切な温度に調節された空気を対象空間に継続的かつ安定的に供給することができる。 According to the air conditioner of the present invention, the air is cooled by the first internal heat exchanger, and the proportion of the high-temperature refrigerant discharged from the compressor is led to the second internal heat exchanger to increase the above-mentioned air by heat exchange. By heating, continuous and stable cooling operation at low load can be performed. That is, even when the air is cooled too much by simply cooling the air with the first internal heat exchanger, the air adjusted to an appropriate temperature by heating the air in the second internal heat exchanger is used as the target space. Can be supplied continuously and stably.
また、第2内部熱交換器による空気の加熱の必要性が低下した際には、第2内部熱交換器に導かれる冷媒流量の割合を減らし、迂回配管に導かれる冷媒流量の割合を増やすことにより、冷房運転時の消費エネルギが低減される。つまり、冷媒が第2内部熱交換器を流れる場合と、迂回配管を流れる場合とを比較すると、迂回配管を流れる場合のほうが冷媒流れの抵抗値が小さい。そのため、第2内部熱交換器および迂回配管を流れる冷媒流量の割合を適宜調節することにより、冷媒を循環させる圧縮機の駆動動力を減らすことができ、圧縮機の駆動に用いられるエネルギの消費量を低減することができる。 Further, when the necessity for heating the air by the second internal heat exchanger is reduced, the ratio of the refrigerant flow rate led to the second internal heat exchanger is reduced and the ratio of the refrigerant flow rate led to the bypass pipe is increased. Thus, energy consumption during cooling operation is reduced. That is, comparing the case where the refrigerant flows through the second internal heat exchanger and the case where the refrigerant flows through the bypass pipe, the resistance value of the refrigerant flow is smaller when the refrigerant flows through the bypass pipe. Therefore, by appropriately adjusting the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe, it is possible to reduce the driving power of the compressor that circulates the refrigerant, and the amount of energy used for driving the compressor Can be reduced.
なお、本発明では「再熱」を一度冷却した空気を加熱して所望の温度の調和空気を得る際の加熱という一般的な意味の他に、空気を所望の温度よりも高い温度に加熱した後、冷却して所望の温度の調和空気を得る際の加熱という意味や、空気を加熱する過程および空気を冷却する過程を並列に行い、加熱された空気および冷却された空気を混合して所望の温度の調和空気を得る際の加熱という意味も含めて使用する。「レヒート」についても同様である。 In the present invention, in addition to the general meaning of heating when air that has been once cooled is heated to obtain conditioned air of a desired temperature, the air is heated to a temperature higher than the desired temperature. After that, the meaning of heating when obtaining conditioned air at a desired temperature by cooling, the process of heating the air and the process of cooling the air are performed in parallel, and the heated air and the cooled air are mixed and desired It also includes the meaning of heating when obtaining conditioned air at a temperature of. The same applies to “reheat”.
また、再熱方式やレヒート制御は、空気の過冷却または過冷却による除湿の後に加熱することにより調和空気の除湿を行うものが一般的であるが、本発明では、上述のように空気の加熱を行った後に冷却を行う方法や、加熱された空気および冷却された空気を混合する方法によって、除湿による水分の発生を抑制しつつ調和空気を得るものも含めて説明を行う。 The reheating method and reheat control generally perform dehumidification of conditioned air by heating after air subcooling or dehumidification by supercooling. In the present invention, as described above, air heating is performed. An explanation will be given, including a method for cooling air after performing the above, and a method for obtaining conditioned air while suppressing generation of moisture due to dehumidification by a method of mixing heated air and cooled air.
上記発明において前記圧縮機は、所定期間に吐出する前記冷媒の容量が制御される可変容量型の圧縮機であり、前記制御部には、前記圧縮機の制御情報である運転状態が記憶される記憶部が設けられ、前記制御部は、前記圧縮機の運転状態、および、前記記憶部から取得された前記圧縮機の運転状態である推移記録の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御することが好ましい。 In the above invention, the compressor is a variable capacity compressor in which a capacity of the refrigerant discharged in a predetermined period is controlled, and an operation state which is control information of the compressor is stored in the control unit. A storage unit is provided, and the control unit controls the switching unit based on at least one of an operation state of the compressor and a transition record that is an operation state of the compressor acquired from the storage unit. It is preferable.
このように圧縮機の運転状態および推移記録の少なくとも一方に基づいて切替部を制御することにより、迂回配管に導かれる冷媒流量の割合を適切に制御することができ、適切な温度に調節された空気を対象空間に継続的かつ安定的に供給しやすくなる。 Thus, by controlling the switching unit based on at least one of the operating state of the compressor and the transition record, the ratio of the refrigerant flow rate led to the bypass pipe can be appropriately controlled and adjusted to an appropriate temperature. It becomes easy to supply air to the target space continuously and stably.
上記発明において前記切替部は、前記高圧配管および前記迂回配管がつながる領域のうち前記圧縮機側に配置された第1切替部、および、前記外部熱交換器側に配置された第2切替部であり、前記第1内部熱交換器および前記圧縮機をつなぐ冷媒配管と、前記第1切替部とをつなぐ第1切替配管と、前記減圧部および前記第1内部熱交換器をつなぐ冷媒配管と、前記第2切替部とをつなぐ第2切替配管と、が更に設けられ、前記第1切替部および前記第2切替部は、さらに、前記第1内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、並びに、前記第1切替配管、前記第2切替配管および前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量の割合を調節するものであり、前記制御部は、前記第2内部熱交換器において、前記対象空間の空気に前記圧縮された冷媒の熱を放出させる場合には、前記第1切替部および前記第2切替部に、前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、および、前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力し、前記第2内部熱交換器において、前記減圧された冷媒に前記対象空間の空気の熱を吸収させる場合には、前記第1内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、並びに、前記第1切替配管、前記第2切替配管および前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the above invention, the switching unit is a first switching unit disposed on the compressor side and a second switching unit disposed on the external heat exchanger side in a region where the high pressure pipe and the bypass pipe are connected. A refrigerant pipe connecting the first internal heat exchanger and the compressor; a first switching pipe connecting the first switching part; a refrigerant pipe connecting the decompression part and the first internal heat exchanger; A second switching pipe connecting to the second switching unit, and the first switching unit and the second switching unit further include a flow rate of the refrigerant flowing through the first internal heat exchanger, and The ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the first switching pipe, the second switching pipe, and the second internal heat exchanger is adjusted, and the control unit is the target in the second internal heat exchanger. Said compressed into space air In the case of releasing the heat of the medium, the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe to the first switching unit and the second switching unit. When the second internal heat exchanger causes the decompressed refrigerant to absorb the heat of the air in the target space, the refrigerant flows through the first internal heat exchanger. It is preferable to output a control signal for adjusting the flow rate and the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the first switching pipe, the second switching pipe, and the second internal heat exchanger.
このようにすることにより、第2内部熱交換器に減圧された冷媒を導くとともに、圧縮機から吐出された冷媒を迂回配管に導く回路が実現される。例えば、第2内部熱交換器を凝縮器または再熱器として機能させるとともに、蒸発器として機能させることもできる。言い換えると、凝縮器または再熱器としての機能と、蒸発器としての機能を切り替えることができる。 In this way, a circuit that guides the decompressed refrigerant to the second internal heat exchanger and guides the refrigerant discharged from the compressor to the bypass pipe is realized. For example, the second internal heat exchanger can function as a condenser or a reheater, and can also function as an evaporator. In other words, the function as a condenser or reheater and the function as an evaporator can be switched.
第2内部熱交換器においても冷媒を蒸発させて空気を冷却可能とすることにより、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができる。つまり、第2内部熱交換器は、第1内部熱交換器と熱交換される空気の流路上に配置されているため、空気との熱交換を行わない場合、第2内部熱交換器が空気流れの抵抗になる。冷房運転時において減圧された冷媒を第2内部熱交換器に導かれると、第2内部熱交換器において第1内部熱交換器と同様に空気を冷却できる。そのため、第2内部熱交換器において空気が冷却できない場合と比較して、空気を送風するためのエネルギが無用に消費されることが抑制される。 Also in the second internal heat exchanger, the refrigerant can be evaporated to cool the air, so that the energy consumption during the cooling operation can be reduced. That is, since the second internal heat exchanger is disposed on the flow path of the air to be heat-exchanged with the first internal heat exchanger, when the heat exchange with the air is not performed, the second internal heat exchanger is the air Become resistance to flow. When the refrigerant decompressed during the cooling operation is guided to the second internal heat exchanger, air can be cooled in the second internal heat exchanger in the same manner as the first internal heat exchanger. Therefore, compared with the case where air cannot be cooled in the second internal heat exchanger, it is possible to suppress unnecessary consumption of energy for blowing air.
上記発明において前記切替部は、前記高圧配管および前記迂回配管がつながる領域のうち前記圧縮機側に配置された三方弁であり、前記高圧配管における前記第2内部熱交換器から前記迂回配管がつながる位置までの領域のうち前記外部熱交換器側に、前記第2内部熱交換器へ前記冷媒の流入を抑制する逆止弁が更に設けられ、前記制御部は、前記第2内部熱交換器において、前記対象空間の空気に前記圧縮された冷媒の熱を放出させる場合には、前記三方弁に、前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、および、前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the above invention, the switching unit is a three-way valve disposed on the compressor side in a region where the high-pressure pipe and the bypass pipe are connected, and the bypass pipe is connected from the second internal heat exchanger in the high-pressure pipe. A check valve for suppressing the flow of the refrigerant into the second internal heat exchanger is further provided on the external heat exchanger side in the region up to the position, and the control unit is provided in the second internal heat exchanger. When the heat of the compressed refrigerant is released to the air in the target space, the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the refrigerant flowing through the bypass pipe are caused to flow into the three-way valve. It is preferable to output a control signal for adjusting the flow rate ratio.
このように三方弁および逆止弁を用いることにより、四方弁を2つ用いる場合と比較して安価な構成で、第1内部熱交換器で空気を冷却するとともに、圧縮機から吐出された高温の冷媒を第2内部熱交換器に導く割合を増やし熱交換により上述の空気を加熱することができる。 By using the three-way valve and the check valve in this way, the air is cooled by the first internal heat exchanger and the high temperature discharged from the compressor with a low-cost configuration as compared with the case of using two four-way valves. The above-mentioned air can be heated by increasing the ratio of leading the refrigerant to the second internal heat exchanger.
上記発明において前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器は、前記対象空間の空気が流れる流路上に直列に配置され、前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器を通過する前の前記空気の温度を測定する吸込み温度測定部、または、前記対象空間の空気の温度を測定する室内温度測定部が配置され、前記制御部は、前記吸込み温度測定部または前記室内温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the above invention, the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger are arranged in series on a flow path through which air in the target space flows, and the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger A suction temperature measurement unit that measures the temperature of the air before passing through the room, or an indoor temperature measurement unit that measures the temperature of the air in the target space, and the control unit is configured to measure the suction temperature measurement unit or the room It is preferable to output a control signal that adjusts at least a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe based on the measurement signal output from the temperature measurement unit.
上記発明においては、前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器を通過した後の前記空気の温度を測定する吹出し温度測定部が配置され、前記制御部は、更に前記吹出し温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the said invention, the blowing temperature measurement part which measures the temperature of the said air after passing through the said 1st internal heat exchanger and the said 2nd internal heat exchanger is arrange | positioned, The said control part is further the said blowing temperature measurement. It is preferable to output a control signal that adjusts at least the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe based on the measurement signal output from the unit.
上記発明においては、前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器の間には、前記第1内部熱交換器を通過した後、かつ、前記第2内部熱交換器を通過する前の前記空気の温度、または、前記第2内部熱交換器を通過した後、かつ、前記第1内部熱交換器を通過する前の前記空気の温度を測定する熱交換器間温度測定部が更に配置され、前記制御部は、更に前記熱交換器間温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the above invention, between the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger, after passing through the first internal heat exchanger and before passing through the second internal heat exchanger. An inter-heat exchanger temperature measuring unit that measures the temperature of the air or the temperature of the air after passing through the second internal heat exchanger and before passing through the first internal heat exchanger. The control unit is further configured to adjust at least a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe based on a measurement signal output from the inter-heat exchanger temperature measurement unit. It is preferable to output a control signal.
このように吸込み温度測定部または室内温度測定部から出力された測定信号に基づいて冷媒流量の割合を制御することにより、第2内部熱交換器に導かれる冷媒の流量を適切に制御することができる。つまり、吸込み温度測定部または室内温度測定部により第1内部熱交換器および第2内部熱交換器を通過する前の空気の温度が測定されるため、第2内部熱交換器および迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合の判定が容易となる。そのため例えば、吸い込まれる空気の温度が低い場合には、第2内部熱交換器に導かれる高温の冷媒の流量を増やし、当該空気を適切な温度に加熱することが容易となる。 Thus, by controlling the ratio of the refrigerant flow rate based on the measurement signal output from the suction temperature measurement unit or the indoor temperature measurement unit, it is possible to appropriately control the flow rate of the refrigerant guided to the second internal heat exchanger. it can. That is, since the temperature of the air before passing through the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger is measured by the suction temperature measuring unit or the indoor temperature measuring unit, it flows through the second internal heat exchanger and the bypass pipe. It becomes easy to determine the ratio of the flow rate of the refrigerant. Therefore, for example, when the temperature of the sucked air is low, the flow rate of the high-temperature refrigerant guided to the second internal heat exchanger is increased, and it becomes easy to heat the air to an appropriate temperature.
さらに、吹出し温度測定部や、熱交換器間温度測定部から出力された測定信号を更に用いて冷媒流量の割合を制御することにより、第2内部熱交換器に導かれる冷媒の流量を更に適切に制御することができる。 Furthermore, the flow rate of the refrigerant guided to the second internal heat exchanger is further appropriately controlled by further controlling the ratio of the refrigerant flow rate using the measurement signal output from the blow-out temperature measurement unit or the inter-heat exchanger temperature measurement unit. Can be controlled.
上記発明においては、前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器は、前記対象空間の空気が流れる流路上に直列に配置され、前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器を通過した後の前記空気の温度を測定する吹出し温度測定部が配置され、前記制御部は、前記吹出し温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することが好ましい。 In the above invention, the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger are arranged in series on a flow path through which air in the target space flows, and the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger A blow-out temperature measurement unit that measures the temperature of the air after passing through the exchanger is disposed, and the control unit is configured to at least perform the second internal heat exchange based on a measurement signal output from the blow-out temperature measurement unit. It is preferable to output a control signal that adjusts the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe and the bypass pipe.
このように吹出し温度測定部から出力された測定信号に基づいて冷媒流量の割合を制御することにより、第2内部熱交換器に導かれる冷媒の流量を更に適切に制御することができる。つまり、第1内部熱交換器および第2内部熱交換器により温度調節された後の空気の温度が吹出し温度測定部により測定されるため、対象空間に供給される空気の温度が適切か否かの判定が容易となる。そのため例えば、対象空間に供給される空気の温度が低い場合には、第2内部熱交換器に導かれる高温の冷媒の流量を増やし、冷却され過ぎた空気を適切な温度に加熱することができる。 Thus, by controlling the ratio of the refrigerant flow rate based on the measurement signal output from the blowing temperature measuring unit, the flow rate of the refrigerant guided to the second internal heat exchanger can be more appropriately controlled. That is, since the temperature of the air after the temperature is adjusted by the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger is measured by the blowout temperature measuring unit, whether or not the temperature of the air supplied to the target space is appropriate Is easy to determine. Therefore, for example, when the temperature of the air supplied to the target space is low, the flow rate of the high-temperature refrigerant guided to the second internal heat exchanger can be increased and the cooled air can be heated to an appropriate temperature. .
本発明の空気調和装置の制御方法は、対象空間の空気を所望の温度に制御する上記本発明の空気調和装置であって、吸入した空気を冷却および加熱して所望の温度に調節するレヒート制御、および、前記吸入した空気の温度に応じて設けられた前記圧縮機の運転および停止を制御するサーモオンオフ制御を選択する空気調和装置の制御方法であって、前記対象空間の空気を所望の温度に制御する他の空気調和装置において、前記圧縮機を保護するために運転停止から再起動までの期間を設ける保護制御が実行されているか否かを検知する検知ステップと、一部の前記他の空気調和装置において前記保護制御が実行されていない場合、少なくとも、前記サーモオンオフ制御を実行するサーモオンオフステップと、全ての前記他の空気調和装置において前記保護制御が実行されていると検知された場合、少なくとも、前記レヒート制御を実行するレヒートステップと、を有することを特徴とする。 The control method for an air conditioner of the present invention is the air conditioner of the present invention that controls the air in a target space to a desired temperature, and reheat control that cools and heats the sucked air to adjust it to the desired temperature. And a control method of an air conditioner that selects thermo-on / off control for controlling operation and stop of the compressor provided according to the temperature of the sucked air, wherein the air in the target space is set to a desired temperature. In another air conditioner to be controlled, a detection step for detecting whether or not protection control providing a period from shutdown to restart is performed to protect the compressor, and some of the other When the protection control is not executed in the air conditioner, at least a thermo on / off step for executing the thermo on / off control and all the other air conditioners If the protection control is detected as being executed it has, at least, characterized by having a a record heat executing the Rehito control.
上記発明においては、全ての前記他の空気調和装置において前記保護制御が実行されていると検知された場合、前記対象空間における所定期間後の空気温度である推定温度を推定し、前記推定温度と所定の許容温度を比較する比較ステップを更に有し、前記サーモオンオフステップでは、前記推定温度が前記所定の許容温度未満である場合にも更に、少なくとも、前記サーモオンオフ制御を実行し、前記レヒートステップでは、前記推定温度が前記所定の許容温度以上である場合にも更に、少なくとも、前記レヒート制御を実行することが好ましい。 In the above invention, when it is detected that the protection control is executed in all the other air conditioners, an estimated temperature that is an air temperature after a predetermined period in the target space is estimated, and the estimated temperature A comparison step for comparing a predetermined allowable temperature, and in the thermo-on / off step, even when the estimated temperature is lower than the predetermined allowable temperature, at least the thermo-on / off control is executed, and the reheat is performed. In the step, it is preferable that at least the reheat control is executed even when the estimated temperature is equal to or higher than the predetermined allowable temperature.
本発明の空気調和装置の制御方法によれば、検知ステップおよび比較ステップを有することにより、冷房運転時の消費エネルギ低減が図られるサーモオンオフ制御と、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転を行えるレヒート制御と、を適切に選択できるため、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転の実現と、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができる。 According to the control method of the air conditioning apparatus of the present invention, the thermo-on / off control in which the consumption energy is reduced during the cooling operation by having the detection step and the comparison step, and the continuous and stable cooling operation at the time of low load. Therefore, it is possible to appropriately select the reheat control that can perform the cooling operation, and thus it is possible to achieve continuous and stable cooling operation at low load and to reduce energy consumption during cooling operation.
つまり、同じ対象空間の空気を所望の温度に制御する他の空気調和装置において、空調運転が期待できる場合には、制御対象となっている空気調和装置では消費エネルギの低減を優先してサーモオンオフ制御が行われる。同様に、比較ステップにおいて求められた推定温度が、所定の許容温度未満と判定された場合にも、対象空間に対する空調運転を行う必要性が低いと考えられるため、消費エネルギの低減を優先してサーモオンオフ制御が行われる。 In other words, in other air conditioners that control the air in the same target space to a desired temperature, if air conditioning operation can be expected, the air conditioner that is the control target gives priority to reducing energy consumption and thermo-on / off. Control is performed. Similarly, when it is determined that the estimated temperature obtained in the comparison step is lower than the predetermined allowable temperature, it is considered that there is little need to perform air conditioning operation on the target space. Thermo on / off control is performed.
その一方で、他の空気調和装置における空調運転が期待できない場合であり、かつ、比較ステップにおいて求められた推定温度が、所定の許容温度以上と判定された場合には、対象空間に対する空調運転を行う必要性が高いと考えられるため、レヒート運転が行われる。 On the other hand, if the air conditioning operation in other air conditioners cannot be expected and the estimated temperature obtained in the comparison step is determined to be equal to or higher than the predetermined allowable temperature, the air conditioning operation for the target space is performed. Since it is thought that there is a high necessity to perform, reheat operation is performed.
上記発明においては、前記比較ステップにおいて前記推定温度は、前記対象空間において測定した空気の温度である測定温度と、前記対象空間の空気を所望の温度に制御する全ての空気調和装置における冷房負荷の和と、前記空気の特性値および前記対象空間の特性値に基づく推定係数と、前記所定期間と、に基づいて求められることが好ましい。このように推定温度を求めることにより、現在から所定期間後の対象空間における空気の温度を推定することができる。 In the above invention, in the comparison step, the estimated temperature is a measured temperature that is a temperature of air measured in the target space, and a cooling load in all air conditioners that control the air in the target space to a desired temperature. It is preferable to be obtained based on the sum, an estimation coefficient based on the characteristic value of the air and the characteristic value of the target space, and the predetermined period. By obtaining the estimated temperature in this way, the temperature of the air in the target space after a predetermined period from the present time can be estimated.
上記発明において前記冷房負荷は、前記対象空間の空気を所望の温度に制御する全ての空気調和装置における冷房負荷の和の代わりに、前記対象空間に配置された発熱機器に給電される電流値の計測値に基づいて求められた値であることが好ましい。 In the above invention, the cooling load is a current value supplied to the heat generating device arranged in the target space, instead of the sum of the cooling loads in all air conditioners that control the air in the target space to a desired temperature. A value obtained based on the measured value is preferable.
このように発熱機器に給電される電流値の計測値に基づいて冷房負荷を求めることにより、空気調和装置における冷房負荷の和を用いる場合と比較して、直接的に冷房負荷を求めることができる。冷房負荷の和は、発熱機器から発生した熱により加熱された対象空間の空気の温度を検出した空気調和装置における冷房負荷であるため、熱源である発熱機器における発熱量の変動が反映されるまでに所定の時間が必要となる。これに対して、電流値の計測値は、発熱機器における発熱量と直接関連のあるものであるため、冷房負荷の和と比較して、発熱量の変動が反映されるまでの期間が短く、直接的に冷房負荷を求めることができる。 As described above, by determining the cooling load based on the measured value of the current value supplied to the heat generating device, it is possible to directly determine the cooling load as compared with the case where the sum of the cooling loads in the air conditioner is used. . The sum of the cooling loads is the cooling load in the air conditioner that detects the temperature of the air in the target space heated by the heat generated from the heat generating equipment, and therefore the variation in the amount of heat generated in the heat generating equipment that is the heat source is reflected. A predetermined time is required. On the other hand, since the measured value of the current value is directly related to the amount of heat generated in the heat generating device, compared to the sum of the cooling loads, the period until the variation in the amount of generated heat is reflected, The cooling load can be obtained directly.
上記発明において前記推定係数は、前記サーモオンオフ制御における前記圧縮機が停止されている期間に測定された前記対象空間の空気の温度に基づいて補正されることが好ましい。このように推定係数を補正することにより、推定温度をより正確に求めることができる。つまり、対象空間を取り巻く環境は季節の変化などの影響を受けて一定でなく、かつ、対象空間と取り巻く環境との間は空気や熱の流入や流出が発生している。言い換えると、対象空間には常に外乱が作用する。圧縮機が停止されている期間に測定された対象空間の空気の温度に基づいて推定係数を補正することにより、上述の外乱による影響を考慮した推定温度を求めることができ、より正確な推定温度を求めることができる。 In the above invention, the estimation coefficient is preferably corrected based on a temperature of air in the target space measured during a period in which the compressor is stopped in the thermo-on / off control. By correcting the estimation coefficient in this way, the estimated temperature can be obtained more accurately. In other words, the environment surrounding the target space is not constant under the influence of seasonal changes and the like, and inflow and outflow of air and heat occur between the target space and the surrounding environment. In other words, a disturbance always acts on the target space. By correcting the estimation coefficient based on the temperature of the air in the target space measured during the period when the compressor is stopped, it is possible to obtain an estimated temperature that takes into account the influence of the above-mentioned disturbance, and a more accurate estimated temperature. Can be requested.
上記発明においては、前記サーモオンオフ制御における前記圧縮機が停止されている期間に、前記測定温度が前記所定の許容温度を超えた場合、前記測定温度が前記所定の許容温度を超えた際に用いられていた前記推定係数を制限値として記憶し、以後の補正において求められた新たな推定係数が、前記制限値から外れる場合には前記新たな推定係数を前記推定温度の推定に用いないことが好ましい。 In the above invention, when the measured temperature exceeds the predetermined allowable temperature during the period in which the compressor is stopped in the thermo-on / off control, it is used when the measured temperature exceeds the predetermined allowable temperature. The estimated coefficient that has been stored is stored as a limit value, and if the new estimated coefficient obtained in the subsequent correction deviates from the limit value, the new estimated coefficient may not be used for the estimation of the estimated temperature. preferable.
このように推定係数の制限値を設定することにより、対象空間の温度が予め定めた所定の許容温度を超えにくくすることができる。つまり、対象空間の温度が予め定めた所定の許容温度を超えた際に用いられた推定係数を制限値とすることにより、推定される推定温度が、所定期間後の対象空間の温度よりも低くなることが抑制される。この推定温度を用いることにより、対象空間の温度が予め定めた所定の許容温度を超えにくくなる。 By setting the estimation coefficient limit value in this way, it is possible to make it difficult for the temperature of the target space to exceed a predetermined allowable temperature. That is, the estimated temperature used when the temperature of the target space exceeds a predetermined predetermined allowable temperature is set as the limit value, so that the estimated temperature estimated is lower than the temperature of the target space after a predetermined period. It is suppressed. By using this estimated temperature, it becomes difficult for the temperature of the target space to exceed a predetermined allowable temperature.
上記発明においては、前記他の空気調和装置との間で、前記レヒート制御を実行する優先順位が予め定められ、前記優先順位が最も高い場合には前記レヒート制御が実行され、前記他の空気調和装置の優先順位が高い場合には前記サーモオンオフ制御が実行されることが好ましい。 In the above invention, a priority order for executing the reheat control is determined in advance with the other air conditioning apparatus, and the reheat control is executed when the priority order is highest, and the other air conditioning apparatus It is preferable that the thermo on / off control is executed when the priority of the apparatus is high.
このように優先順位を予め定めることにより、複数の空気調和装置において同時に比較ステップが行われた場合に、一つの空気調和装置においてレヒート制御が行われ、残りの空気調和装置においてサーモオンオフ制御が行われる。そのため、複数の空気調和装置がレヒート制御を行うことにより消費されるエネルギが不要に増大することが抑制される。また、全ての空気調和装置がサーモオンオフ制御を行うことにより、対象空間の温度が急速に上昇することが抑制される。 Predetermining the priorities in this manner allows reheat control to be performed in one air conditioner and thermo on / off control to be performed in the remaining air conditioners when the comparison steps are simultaneously performed in a plurality of air conditioners. Is called. For this reason, the energy consumed by the plurality of air conditioners performing reheat control is suppressed from being unnecessarily increased. Moreover, when all the air conditioning apparatuses perform thermo on / off control, it is possible to suppress the temperature of the target space from rapidly increasing.
本発明の空気調和装置によれば、上述の第2内部熱交換器、迂回配管、および切替部を設けることにより、第2内部熱交換器に導かれる冷媒流量と、迂回配管に導かれる冷媒流量との割合を制御することができるため、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転の実現と、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができるという効果を奏する。 According to the air conditioner of the present invention, the flow rate of the refrigerant guided to the second internal heat exchanger and the flow rate of the refrigerant guided to the bypass pipe are provided by providing the second internal heat exchanger, the bypass pipe, and the switching unit. Therefore, it is possible to achieve a continuous and stable cooling operation at a low load and to reduce energy consumption during the cooling operation.
本発明の空気調和装置の制御方法によれば、更に、検知ステップおよび比較ステップを有することにより、対象空間の空気を所望の温度に保つ安全性を確保した上で、レヒート制御ないしサーモオンオフ制御を適切に行うことができる。 According to the control method of the air conditioner of the present invention, the reheating control or the thermo on / off control is performed while ensuring the safety of keeping the air in the target space at a desired temperature by further including the detection step and the comparison step. Can be done appropriately.
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る空気調和装置1ついて図1から図5を参照しながら説明する。本実施形態では本発明の空気調和装置1をデータセンターにおけるサーバ等の情報通信装置(以下「ICT装置」と表記する。)が配置されるサーバルーム(対象空間)の空調に用いられる例に適用して説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an
空気調和装置1は、図1に示すように、サーバルーム内に配置される室内ユニット10と、サーバルーム外に配置される室外ユニット50と、から主に構成されている。室内ユニット10には、圧縮機11と、第1内部熱交換器12と、第2内部熱交換器13と、膨張弁(減圧部)14と、室内ファン15と、制御部40と、が主に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
圧縮機11は、少なくとも第1内部熱交換器12から流出した気体冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出するものである。本実施形態では、インバータ制御により圧縮機11の運転周波数が制御され、容量制御を行うことができる例に適用して説明する。圧縮機11の吐出側には、冷媒を外部熱交換器52に導く高圧配管21が接続され、吸入側には、少なくとも第1内部熱交換器12から冷媒を圧縮機11に導く吸入配管22が接続されている。
The
第1内部熱交換器12は、膨張弁14により減圧された冷媒と空気との間で熱交換を行うものであり、この熱交換により、冷媒は蒸発し空気は冷却される。第1内部熱交換器12は、室内ファン15によりサーバルームから室内ユニット10内に導かれた空気や、サーバルーム外から室内ユニット10に導かれた空気が流れる流路上に配置されている。
The first
第2内部熱交換器13は、その両端が高圧配管21と接続された熱交換器である。第2内部熱交換器13と圧縮機11とをつなぐ高圧配管21には、冷媒の流れを制御する第1切替部31が配置され、第2内部熱交換器13と外部熱交換器52とをつなぐ高圧配管21には、冷媒の流れを制御する第2切替部32が配置されている。
The second
第1切替部31と第2切替部との間には迂回配管33がつながれている。迂回配管33は、圧縮機11から吐出された冷媒が第2内部熱交換器13を迂回して流れる配管である。また、第1切替部31と吸入配管22との間には、第1切替配管34がつながれている。第1切替配管34は、第1切替部31を介して、第2内部熱交換器13から流出した冷媒を吸入配管22に導くものである。さらに、第2切替部32と、膨張弁14および第1内部熱交換器12とをつなぐ配管との間には、第2切替配管35がつながれている。第2切替配管35は、第2切替部32を介して、膨張弁14により減圧された冷媒の少なくとも一部を第2内部熱交換器13へ導くものである。
A
本実施形態において第1切替部31は、圧縮機11から吐出された冷媒のうち、第2内部熱交換器13に流入する流量と、迂回配管33に流入する流量との割合を制御する一方で、第2内部熱交換器13から流出した冷媒の全てを第1切替配管34に導く四方弁である例に適用して説明する。同様に、第2切替部32は、膨張弁14により減圧された冷媒のうち、第1内部熱交換器12に流入する流量と、第2内部熱交換器13に流入する流量との割合を制御する一方で、第2内部熱交換器13および迂回配管33から流出した冷媒を外部熱交換器52に導く四方弁である例に適用して説明する。
In the present embodiment, the
なお、第1切替部31および第2切替部32は上述のように四方弁であってもよいし、複数の流量制御弁や二方弁などを組み合わせて上述のような冷媒流れの制御を行う流量制御装置等であってもよく、特に限定するものではない。
The
膨張弁14は、外部熱交換器52と第1内部熱交換器12との間に配置され、外部熱交換器52から流出した高圧の液冷媒を減圧させるものである。膨張弁14の制御方法としては、公知の方法を用いることができ、特に限定するものではない。
The
室内ファン15は、サーバルーム内の空気を室内ユニット10内に導くものであり、換気を目的としたサーバルーム外の空気を室内ユニット10内に導くものでもある。室内ファン15の形式は、公知の形式を用いることができ、特に限定するものではない。
The
制御部40は、空気調和装置1における冷房運転の状態を制御するものであり、CPU(中央演算ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。ROM等に記憶されている制御プログラムは、図2に示すように、CPUを演算部48として機能させるものであり、ROM等を演算部49として機能させるものである。なお、制御部40は、本実施形態のように室内ユニット10内に配置されていてもよいし、室内ユニット10の外に配置されていてもよく、特に配置位置を限定するものではない。
The
制御部40には、第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13の間に配置された第3温度センサ(熱交換器間温度測定部)46により測定された第2内部熱交換器13により加熱された空気の温度の測定信号、および、第1内部熱交換器12よりも空気流れの下流側である室内ユニット10の空気吹き出し口近傍に配置された第2温度センサ(吹出し温度測定部)42により測定された吹出し空気の温度の測定信号が入力されている。さらに、第2内部熱交換器13よりも空気流れの上流側である室内ユニット10の空気吸込み口近傍に配置された第1温度センサ(吸込み温度測定部)41により測定された吸込み空気の温度の測定信号も入力されている。
The
さらに制御部40には、室内ユニット10の空気吸込み口近傍に配置された室内温度センサ(室内温度測定部)43により測定されたサーバルーム内の空気温度の測定信号、冷媒温度センサ44により測定された膨張弁14により減圧された後の冷媒温度の測定信号、および、冷媒温度センサ45により測定された圧縮機11に吸入される冷媒温度の測定信号なども入力されている。その他に制御部40には、圧縮機11の運転周波数を示す情報である運転状態信号も入力されている。入力された運転状態信号は、圧縮機11の制御に用いられてもよいし、演算部49に推移記録として記憶されてもよい。
Further, the
その一方で、制御部40からは、圧縮機11の運転周波数を制御する制御信号、室内ファン15を駆動制御する制御信号、室外ファン51を駆動制御する制御信号、膨張弁14の開度を制御する制御信号、および、第1切替部31および第2切替部32による冷媒流れの制御を指示する制御信号などが出力されている。
On the other hand, the
室外ユニット50には、図1に示すように、室外ファン51と、外部熱交換器52と、が主に設けられている。室外ファン51は、サーバルーム外の空気である外気を室外ユニット50の内部に導くものである。外部熱交換器52は、圧縮機11から吐出された高温高圧の気体冷媒や、第2内部熱交換器13により熱交換された後の冷媒と、室外ファン51により導かれた外気との間で熱交換を行うものである。なお、室外ファン51および外部熱交換器52の形式としては、公知の形式を用いることができ、特に限定するものではない。
As shown in FIG. 1, the
次に、上記の構成からなる空気調和装置1における冷房運転について説明する。空気調和装置1は、冷房負荷の程度に応じて高負荷制御と、中負荷制御と、低負荷制御であるレヒート制御と、を行う。まず図3を参照しながら高負荷制御における冷房運転について説明する。
Next, the cooling operation in the
制御部40は、例えば、室内温度センサ43により測定されたサーバルーム内の空気温度が所定温度よりも高い等、空気調和装置1の冷房負荷が高いと判定された場合に高負荷制御を実行する。高負荷制御では、第2内部熱交換器13は蒸発器として用いられ、サーバルームへ吹出される空気の冷却に用いられる。なお、このとき圧縮機11の運転周波数は最低周波数から最高周波数の間のいずれの周波数であってもよい。
The
制御部40は、第1切替部31に対して、圧縮機11から吐出された冷媒の全てを迂回配管33に導き、かつ、第2内部熱交換器13から流出した冷媒を第1切替配管34に導く制御信号を出力する。その一方で、第2切替部32に対して、迂回配管33により導かれた冷媒を外部熱交換器52に導き、かつ、膨張弁14により減圧された冷媒の一部を第2切替配管35を介して第2内部熱交換器13に導く制御信号を出力する。
The
さらに制御部40は、室内温度センサ43、第1温度センサ41、第2温度センサ42、冷媒温度センサ44および冷媒温度センサ45から出力された測定信号に基づいて、サーバルーム内の空気温度が所望の温度になるように、圧縮機11、膨張弁14、室内ファン15、および、室外ファン51を制御する制御信号を出力する。なお、ここで制御部40が行う制御は、公知の制御を用いることができるため、その説明を省略する。
Furthermore, the
このように高負荷制御が行われている際の冷媒の流れは次の通りとなる。
圧縮機11により圧縮されて吐出された高温高圧の気体冷媒は、第1切替部31、迂回配管33および第2切替部を介して、第2内部熱交換器13を迂回して流れる。その後冷媒は、外部熱交換器52に流入し、外気との熱交換により熱を外気に放出して冷却されて液化する。
Thus, the flow of the refrigerant when the high load control is performed is as follows.
The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed and discharged by the
液化した冷媒は、外部熱交換器52から流出して膨張弁14において圧力が減じられる。減圧された冷媒は、第1内部熱交換器12に流入するとともに、第2切替配管35および第2切替部32を介して第2内部熱交換器13に流入する。
The liquefied refrigerant flows out of the
第2内部熱交換器13では、流入した冷媒と、室内ユニット10内に導かれた空気との間で熱交換され、冷媒は空気から熱を奪い気化する。第2内部熱交換器13で冷却された空気は、さらに空気流れの下流側に配置された第1内部熱交換器12において、流入した冷媒と熱交換される。第1内部熱交換器12において更に冷却された空気は、室内ユニット10からサーバルームに吹出される。
In the second
第2内部熱交換器13において空気の熱を奪い気化した冷媒は、第1切替部31および第1切替配管34を介して、第1内部熱交換器12において気化した冷媒と合流し、圧縮機11に吸入される。圧縮機11は吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出し、上述のサイクルが繰り返される。
The refrigerant that has taken away the heat of the air in the second
次に、図4を参照しながら中負荷制御における冷房運転について説明する。
制御部40は、例えば上述の高負荷制御が行われている際に、室内温度センサ43または第1温度センサ41により測定されたサーバルーム内の空気温度が所定温度より低いと判定され、かつ、圧縮機11の運転周波数が最低周波数である、または、最低周波数である状態が一定期間継続していると判定された場合、つまり、空気調和装置1の冷房負荷が低いと判定された場合に中負荷制御を実行する。言い換えると、高負荷制御が行われている際に、圧縮機11の運転周波数の制御のみでは冷房負荷に対する空気調和装置1の冷房能力が過剰になると判定された場合に中負荷制御を実行する。中負荷制御では、第2内部熱交換器13は凝縮器としても蒸発器としても用いられていない。
Next, the cooling operation in the medium load control will be described with reference to FIG.
For example, when the high load control described above is performed, the
制御部40は、第1切替部31に対して、圧縮機11から吐出された冷媒の全てを迂回配管33に導き、かつ、第2内部熱交換器13および第1切替配管34に対する冷媒の流れを遮断する制御信号を出力する。その一方で、第2切替部32に対して、迂回配管33から導かれた冷媒を外部熱交換器52へ導き、かつ、第2内部熱交換器13および第2切替配管35に対する冷媒の流れを遮断する制御信号を出力する。
The
さらに制御部40は、高負荷制御を行う場合と同様に、室内温度センサ43、第1温度センサ41、第2温度センサ42、冷媒温度センサ44および冷媒温度センサ45から出力された測定信号に基づいて、サーバルーム内の空気温度が所望の温度になるように、圧縮機11、膨張弁14、室内ファン15、および、室外ファン51を制御する制御信号を出力する。
Further, the
このように中負荷制御が行われている際の冷媒の流れは次の通りとなる。
冷媒が圧縮機11により圧縮されて吐出された後、膨張弁14において冷媒の圧力が減じられるまでの冷媒の流れは、高負荷制御の場合と同様でありその説明を省略する。膨張弁14により減圧された冷媒は、第1内部熱交換器12に流入する。
Thus, the flow of the refrigerant when the medium load control is performed is as follows.
After the refrigerant is compressed and discharged by the
第1内部熱交換器12では、流入した冷媒と、室内ユニット10内に導かれた空気との間で熱交換され、冷媒は空気から熱を奪い気化する。第1内部熱交換器12で冷却された空気は、室内ユニット10からサーバルームに吹出される。第1内部熱交換器12において空気の熱を奪い気化した冷媒は、圧縮機11に吸入される。圧縮機11は吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出し、上述のサイクルが繰り返される。
In the first
次に、図5を参照しながらレヒート制御における冷房運転について説明する。
制御部40は、例えば上述の中負荷制御が行われている際に、室内温度センサ43または第1温度センサ41により測定されたサーバルーム内の空気温度が所定温度より低いと判定され、かつ、圧縮機11の運転周波数が最低周波数である、または、最低周波数である状態が一定期間継続していると判定された場合、つまり、空気調和装置1の冷房負荷が低いと判定された場合にレヒート制御を実行する。
Next, the cooling operation in the reheat control will be described with reference to FIG.
The
言い換えると、制御部40は、中負荷制御が行われている際に、圧縮機11の運転周波数の制御のみでは冷房負荷に対する空気調和装置1の冷房能力が過剰になると判定された場合にレヒート制御を実行する。上述の判定には、第2温度センサ42により測定された吹出し空気の温度の測定信号を用いることもできる。レヒート制御では、第2内部熱交換器13は凝縮器として用いられ、サーバルームから吸い込まれた空気の加熱に用いられる。
In other words, the
制御部40は、第1切替部31に対して、圧縮機11から吐出された冷媒の全てを第2内部熱交換器13に導き、かつ、迂回配管33および第1切替配管34に対する冷媒の流れを遮断する制御信号を出力する。その一方で、第2切替部32に対して、第2内部熱交換器13から流出した冷媒を外部熱交換器52へ導き、かつ、迂回配管33および第2切替配管35に対する冷媒の流れを遮断する制御信号を出力する。
The
なお、制御部40は、室内温度センサ43から出力された測定信号の他に、第3温度センサ46および第2温度センサ42から出力された測定信号に基づいても、レヒート制御を行う。第3温度センサ46は、第1内部熱交換器12により冷却された後の空気温度を測定する。そのため、第3温度センサ46の測定信号は、レヒート制御を行うか否かの判定にも用いることができる。また、第2温度センサ42は、サーバルームに吹出される空気の温度を測定する。そのため、第2温度センサ42の測定信号は、レヒート制御を行うか否かの判定にも用いることができる。
The
さらに、制御部40は、上述のように第3温度センサ46および第2温度センサ42の両者から出力された測定信号に基づいてレヒート制御を行ってもよいし、第3温度センサ46および第2温度センサ42のどちらか一方から出力された測定信号に基づいてレヒート制御を行ってもよい。
Furthermore, the
このようにレヒート制御が行われている際の冷媒の流れは次の通りとなる。
圧縮機11により圧縮されて吐出された高温高圧の気体冷媒は、第1切替部31を介して、第2内部熱交換器13に流入する。第1内部熱交換器12では、第2内部熱交換器13により加熱された空気と低温低圧の冷媒との熱交換が行われ、空気はサーバルームの空調に適した温度に冷却される。冷却された空気は室内ユニット10からサーバルームへ吹出される。
Thus, the flow of the refrigerant when the reheat control is performed is as follows.
The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed and discharged by the
第2内部熱交換器13で熱交換を行った冷媒は、第2内部熱交換器13から第2切替部32を介して外部熱交換器52に流入し、外気との熱交換により熱を外気に放出して冷却されて液化する。液化した冷媒は、外部熱交換器52から流出して膨張弁14において圧力が減じられる。
The refrigerant that has exchanged heat with the second
減圧された冷媒は、その全てが第1内部熱交換器12に流入する。第1内部熱交換器12では、流入した冷媒と、室内ユニット10内に導かれた空気との間で熱交換され、冷媒は空気から熱を奪い気化する。言い換えると、空気は冷媒により過度に冷却される。
All of the decompressed refrigerant flows into the first
過度に加熱された空気は、上述のように第1内部熱交換器12により冷却されてサーバルームへ吹出される。その一方で、第1内部熱交換器12において空気の熱を奪い気化した冷媒は、圧縮機11に吸入される。圧縮機11は吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出し、上述のサイクルが繰り返される。
The excessively heated air is cooled by the first
制御部40は、上述の高負荷制御と中負荷制御との間の切替え、および、中負荷制御とレヒート制御との間の切替えを行う場合、第1切替部31および第2切替部32に対して、冷媒の流れを徐々に切り替える制御信号を出力する。
When the
上記では、高負荷制御から中負荷制御への切替え、および、中負荷制御からレヒート制御への切り替えについて説明したが、逆にレヒート制御から中負荷制御への切替え、および、中負荷制御から高負荷制御への切替えも行われる。 In the above description, switching from high load control to medium load control and switching from medium load control to reheat control have been described. Conversely, switching from reheat control to medium load control, and from medium load control to high load control. Switching to control is also performed.
さらに、高負荷制御から中負荷制御を経てレヒート制御への切替え、および、レヒート制御から中負荷制御を経て高負荷制御を行う際に、制御部40は次の5つの情報に基づいて制御の移行を判定してもよい。なお、これらの情報を使用する際の選択優先順位は、付された符号の順序通りとなる。(1)圧縮機11の運転周波数の情報。(2)圧縮機11の運転周波数と第1温度センサ41により測定された吸込み温度の情報、または圧縮機11の運転周波数と室内温度センサ43により測定された室内温度の情報。(3)圧縮機11の運転周波数と第2温度センサ42により測定された吹出し温度の情報。
Further, when switching from high load control to reheat control through medium load control and performing high load control from reheat control through medium load control, the
(4)圧縮機11の運転周波数と第1温度センサ41により測定された吸込み温度と第2温度センサ42により測定された吹出し温度の情報、または圧縮機11の運転周波数と室内温度センサ43により測定された室内温度と第2温度センサ42により測定された吹出し温度の情報。(5)圧縮機11の運転周波数と第1温度センサ41により測定された吸込み温度と第2温度センサ42により測定された吹出し温度と第3温度センサにより測定された第2内部熱交換器13により加熱された空気の温度の情報、または圧縮機11の運転周波数と室内温度センサ43により測定された室内温度と第2温度センサ42により測定された吹出し温度と第3温度センサにより測定された第2内部熱交換器13により加熱された空気の温度の情報。
(4) Information on the operating frequency of the
上述の(2)のように、第1温度センサ41または室内温度センサ43から出力された測定信号に基づいて冷媒流量の割合を制御すると、第2内部熱交換器13に導かれる冷媒の流量を適切に制御することができる。つまり、第1温度センサ41または室内温度センサ43により第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13を通過する前の空気の温度が測定されるため、第2内部熱交換器13および迂回配管33を流れる前記冷媒の流量の割合の判定が容易となる。そのため例えば、吸い込まれる空気の温度が低い場合には、第2内部熱交換器13に導かれる高温の冷媒の流量を増やし、当該空気を適切な温度に加熱することが容易となる。
When the ratio of the refrigerant flow rate is controlled based on the measurement signal output from the
上述の(4)や(5)のように、第1温度センサ41または室内温度センサ43から出力された測定信号の他に、第1温度センサ41や、第3温度センサ46から出力された測定信号を更に用いて冷媒流量の割合を制御すると、第2内部熱交換器13に導かれる冷媒の流量を更に適切に制御することができる。
As described in (4) and (5) above, in addition to the measurement signal output from the
上述の(3)のように、第1温度センサ41または室内温度センサ43から出力された測定信号の代わりに、第2温度センサ42から出力された測定信号に基づいて冷媒流量の割合を制御すると、第2内部熱交換器13に導かれる冷媒の流量を適切に制御することができる。つまり、第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13により温度調節された後の空気の温度が第2温度センサ42により測定されるため、サーバルームに供給される空気の温度が適切か否かの判定が容易となる。そのため例えば、サーバルームに供給される空気の温度が低い場合には、第2内部熱交換器13に導かれる高温の冷媒の流量を増やし、冷却され過ぎた空気を適切な温度に加熱することができる。
When the ratio of the refrigerant flow rate is controlled based on the measurement signal output from the
上記の構成の空気調和装置1によれば、第1内部熱交換器12で空気を冷却するとともに、圧縮機11から吐出された高温の冷媒を第2内部熱交換器13に導く割合を増やし熱交換により上述の空気を加熱することにより、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転が行える。つまり、第1内部熱交換器12で空気を冷却するのみでは空気が冷却されすぎる低負荷時においても、第2内部熱交換器13において空気を加熱することにより適切な温度に調節された空気をサーバルームに継続的かつ安定的に供給することができる。
According to the
また、第2内部熱交換器13による空気の加熱の必要性が低下した際には、第2内部熱交換器13に導かれる冷媒流量の割合を減らし、迂回配管33に導かれる冷媒流量の割合を増やすことにより、冷房運転時の消費エネルギを低減することができる。つまり、冷媒が第2内部熱交換器13を流れる場合と、迂回配管33を流れる場合とを比較すると、迂回配管33を流れる場合のほうが冷媒流れの抵抗値が小さい。そのため、第2内部熱交換器13および迂回配管33を流れる冷媒流量の割合を適宜調節することにより、冷媒を循環させる圧縮機11の駆動動力を減らすことができ、圧縮機11の駆動に用いられるエネルギの消費量を低減することができる。
Further, when the necessity of heating the air by the second
さらに、第2内部熱交換器13に減圧された冷媒を導くとともに、圧縮機11から吐出された冷媒を迂回配管33に導く回路を実現することができる。そのため、第2内部熱交換器13を凝縮器または再熱器として機能させるとともに、蒸発器として機能させることもできる。言い換えると、凝縮器または再熱器としての機能と、蒸発器としての機能を切り替えることができる。
Furthermore, it is possible to realize a circuit that guides the decompressed refrigerant to the second
第2内部熱交換器13においても冷媒を蒸発させて空気を冷却することができ、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができる。つまり、第2内部熱交換器13は、第1内部熱交換器12と熱交換される空気の流路上に配置されているため、空気との熱交換を行わない場合、第2内部熱交換器13が空気流れの抵抗になる。冷房運転時において減圧された冷媒を第2内部熱交換器13に導かれると、第2内部熱交換器13において第1内部熱交換器12と同様に空気を冷却できる。そのため、第2内部熱交換器13において空気が冷却できない場合と比較して、空気を送風するためのエネルギが無用に消費されることが抑制される。
In the second
なお、上述の実施形態では、室内ユニット10内に導かれた空気が流れる流路上に、第1内部熱交換器12が下流側、および、第2内部熱交換器13が上流側に直列に並んで配置されている例に適用して説明しているが、第2内部熱交換器13が下流側、および、第1内部熱交換器12が上流側に直列に配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, the first
さらに、第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13が直列に並んで配置されていなくてもよく、例えば並列に並んで配置されていてもよい。具体的には、室内ユニット10内で、導かれた空気の流路分岐しており、分岐枝のそれぞれに第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13が配置されていてもよい。この場合、第1内部熱交換器12および第2内部熱交換器13を通過した後の空気は、合流して混合された後、室内ユニット10からサーバルームに吹出される。
Furthermore, the 1st
〔第1の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第1の実施形態の変形例に係る空気調和装置ついて図6から図9を参照して説明する。本変形例の空気調和装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、第2内部熱交換器の周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図6から図9を用いて第2内部熱交換器の周辺構成について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
[Modification of First Embodiment]
Next, an air conditioner according to a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the air conditioner of the present modification is the same as that of the first embodiment, but the configuration around the second internal heat exchanger is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, the peripheral configuration of the second internal heat exchanger will be described with reference to FIGS. 6 to 9 and description of other components and the like will be omitted.
本変形例の空気調和装置1Aは、図6に示すように、サーバルーム内に配置される室内ユニット10Aと、室外ユニット50と、から主に構成されている。室内ユニット10Aにおける第2内部熱交換器13と圧縮機11とをつなぐ高圧配管21には、冷媒の流れを制御する三方弁(第1切替部)31Aが配置され、第2内部熱交換器13と外部熱交換器52とをつなぐ高圧配管21には、逆止弁32Aが配置されている。
As shown in FIG. 6, the
迂回配管33の一方の端部は三方弁31Aにつながれ、他方の端部は高圧配管21における逆止弁32Aと外部熱交換器52との間につながれている。本変形例では、第1の実施形態と異なり、第1切替配管34および第2切替配管35は設けられていない。
One end of the
本実施形態において三方弁31Aは、圧縮機11から吐出された冷媒のうち、第2内部熱交換器13に流入する流量と、迂回配管33に流入する流量との割合を制御する弁である。三方弁31Aとしては、公知の形式の弁を用いることができる。逆止弁32Aは、第2内部熱交換器13から外部熱交換器52に向かう冷媒の流れを許容し、逆の外部熱交換器52から第2内部熱交換器13に向かう冷媒の流れを規制するものである。逆止弁32Aとしては、公知の形式の弁を用いることができる。
In the present embodiment, the three-
制御部40Aは、第1の実施形態の制御部40と同様に、空気調和装置1における冷房運転の状態を制御するものである。制御部40Aには、図7に示すように、第3温度センサ46、第2温度センサ42、および室内温度センサ43により測定された空気の温度の測定信号、並びに、冷媒温度センサ44、および冷媒温度センサ45により測定された冷媒温度の測定信号などが入力されている。
The
その一方で、制御部40Aからは、圧縮機11の運転周波数を制御する制御信号、室内ファン15を駆動制御する制御信号、室外ファン51を駆動制御する制御信号、膨張弁14の開度を制御する制御信号、および、三方弁31Aによる冷媒流れの制御を指示する制御信号などが出力されている。
On the other hand, the
次に、上記の構成からなる空気調和装置1Aにおける冷房運転について説明する。空気調和装置1Aは、第1の実施形態の空気調和装置1とは異なり、冷房負荷の程度に応じて中負荷制御と、低負荷制御であるレヒート制御と、を行う。まず図8を参照しながら中負荷制御における冷房運転について説明する。
Next, the cooling operation in the
制御部40Aは、例えば、室内温度センサ43により測定されたサーバルーム内の空気温度が所定温度よりも高い等、空気調和装置1Aの冷房負荷が高いと判定された場合に中負荷制御を実行する。本変形例における中負荷制御では、第2内部熱交換器13は蒸発器としても凝縮器としても用いられていない。
The
制御部40Aは、三方弁31Aに対して、圧縮機11から吐出された冷媒の全てを迂回配管33に導き、かつ、第2内部熱交換器13に流入する流れを遮断する制御信号を出力する。さらに制御部40Aは、第1の実施形態の場合と同様に、室内温度センサ43、第2温度センサ42、冷媒温度センサ44および冷媒温度センサ45から出力された測定信号に基づいて、サーバルーム内の空気温度が所望の温度になるように、圧縮機11、膨張弁14、室内ファン15、および、室外ファン51を制御する制御信号を出力する。このように中負荷制御が行われている際の冷媒の流れは、第1の実施形態の空気調和装置1における中負荷制御の際の流れと同様であるため、その説明を省略する。
The
次に、図9を参照しながらレヒート制御における冷房運転について説明する。
制御部40Aは、例えば上述の中負荷制御が行われている際に、室内温度センサ43により測定されたサーバルーム内の空気温度が所定温度より低いと判定され、かつ、圧縮機11の運転周波数が最低周波数である、または、最低周波数である状態が一定期間継続していると判定された場合にレヒート制御を実行する。レヒート制御では、第2内部熱交換器13は凝縮器として用いられ、サーバルームから吸込んだ空気の加熱に用いられる。
Next, the cooling operation in the reheat control will be described with reference to FIG.
For example, when the above-described medium load control is performed, the
制御部40Aは、三方弁31Aに対して、圧縮機11から吐出された冷媒の全てを第2内部熱交換器13に導き、かつ、迂回配管33に対する冷媒の流れを遮断する制御信号を出力する。なお、制御部40Aは、第1の実施形態の場合と同様に、室内温度センサ43から出力された測定信号の他に、第3温度センサ46および第2温度センサ42から出力された測定信号に基づいても、レヒート制御を行う。このようにレヒート制御が行われている際の冷媒の流れは、第1の実施形態の空気調和装置1におけるレヒート制御の際の流れと同様であるため、その説明を省略する。
The
上記の構成の空気調和装置1Aによれば、三方弁31Aおよび逆止弁32Aを用いることにより、四方弁を2つ用いる第1の実施形態と比較して安価な構成で、圧縮機11から吐出された高温の冷媒を第2内部熱交換器13に導く割合を増やし熱交換により空気を加熱するとともに、第1内部熱交換器12で上述の空気を冷却することにより、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転が行える。また、第2内部熱交換器13による空気の加熱の必要性が低下した際には、第2内部熱交換器13に導かれる冷媒流量の割合を減らし、迂回配管33に導かれる冷媒流量の割合を増やすことにより、冷房運転時の消費エネルギを低減することができる。
According to the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る空気調和装置ついて図10から図16を参照して説明する。本実施形態の空気調和装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、空気調和装置の制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図10から図16を用いて空気調和装置の制御方法について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an air conditioner according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 16. The basic configuration of the air conditioner of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the control method of the air conditioner is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the control method of an air conditioning apparatus is demonstrated using FIGS. 10-16, and description of other components is abbreviate | omitted.
本実施形態の空気調和装置101は、図10に示すように、サーバルーム内に配置される室内ユニット110と、サーバルーム外に配置される室外ユニット50と、から主に構成されている。室内ユニット110には、圧縮機11と、第1内部熱交換器12と、第2内部熱交換器13と、膨張弁14と、室内ファン15と、制御部140と、が主に設けられている。
As shown in FIG. 10, the
制御部140は、空気調和装置101における冷房運転の状態を制御するものであり、CPU(中央演算ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。ROM等に記憶されている制御プログラムは、図11に示すように、CPUを演算部48および司令部143として機能させるものであり、ROM等を演算部49として機能させるものである。なお、制御部140は、本実施形態のように室内ユニット110内に配置されていてもよいし、室内ユニット110の外に配置されていてもよく、特に配置位置を限定するものではない。
The
制御部140の司令部143は、同じサーバルームに配置された他の空気調和装置に搭載された他の制御部との間で情報を交換するものである。交換される情報としては、圧縮機11に関する制御情報などを例示することができる。また、情報の交換方法としては、上述の他の制御部と直接に情報交換を行ってもよいし、同じサーバルームに配置された複数の空気調和装置との間で情報交換可能とされた中央制御部などを介して情報交換を行ってもよい。
The
次に、上記の構成からなる空気調和装置1における制御方法について図12などを参照しながら説明する。
空気調和装置101の冷房運転が開始されると、制御部140の司令部143は、他の空気調和装置における他の圧縮機の制御情報を取得する処理を実行する(S11:検知ステップ)。より具体的には、他の圧縮機を保護するために運転停止から再起動までの保護停止期間を設ける保護制御が実行されているか否かを検知する処理が実行される。なお、他の空気調和装置とは、同じサーバルーム、より具体的には同一の冷却エリアの空調を行う他の空気調和装置のことである。
Next, a control method in the
When the cooling operation of the
その後制御部140は、全ての他の圧縮機が保護停止期間中であるか否かを判定する処理を実行する(S12)。全ての他の空気調和装置において圧縮機が保護停止制御されている期間中ではないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は、空気調和装置101においてサーモオンオフ制御を優先して実行する(S13:サーモオンオフステップ)。ここで、全ての他の空気調和装置において圧縮機が保護停止制御されている期間中ではないとは、少なくとも一つの他の空気調和装置において圧縮機が保護停止期間中ではないことである。なお、サーモオンオフ優先制御については後述する。
Thereafter, the
その一方で、全ての他の空気調和装置において圧縮機が保護停止制御されている期間中であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、所定期間trecovery(以後「tr」とも表記する。)後の推定温度Testimte(tr)(以後「Te(tr)」とも表記する。)を求め、推定温度Te(tr)が、所定の許容温度Tlimit(以後「Tl」とも表記する。)以上であるか否かを判定する処理を実行する(S14:比較ステップ)。
On the other hand, when it is determined that the compressor is in the period during which the protection stop control is performed in all the other air conditioners (in the case of YES), the
具体的には、制御部140は、以下の式(1)および式(2)に基づいて上述の判定処理、言い換えると、温度上昇推定による判断の処理を行っている。この処理により、全ての他の空気調和装置において圧縮機が保護停止制御されている期間中における温度上昇の推定を行い、サーバルームの冷却エリアの温度が、所定の許容温度Tlを超える可能性の有無を判定している。
Specifically, the
Qは、冷房負荷(kW)であり、同じサーバルームの冷却エリアの空調を行う空気調和装置における演算直前の空調負荷を合算して算出するものを例示することができる。cは空気の比熱(J/kg・K)であり、ρは空気の密度(kg/m3)であり、Vはサーバルームの冷却エリアの体積(m3)である。tは経過時間(s)である。 Q is the cooling load (kW), which can be calculated by adding the air conditioning loads immediately before the calculation in the air conditioner that performs air conditioning in the cooling area of the same server room. c is the specific heat of air (J / kg · K), ρ is the density of air (kg / m 3 ), and V is the volume (m 3 ) of the cooling area of the server room. t is the elapsed time (s).
また、trecoveryは制御の対象である空気調和装置101における圧縮機11を保護するために停止期間、または、制御の対象以外の空気調和装置における圧縮機保護から回復までの期間(s)である。
Further, t recovery is a stop period in order to protect the
(cρV)correctionは、過去の圧縮機が停止された期間における温度上昇推移の実測値に基づく推定係数であって、学習補正された値が用いられるものであり、以後(cρV)cとも表記する。推定係数としてこのような値を用いることにより、式(1)で求められる推定温度Te(t)の誤差を小さくすることができる。 (CρV) correction is an estimation coefficient based on an actual measurement value of a temperature rise transition during a period in which the compressor was stopped in the past, and a value corrected by learning is used. Hereinafter, it is also expressed as (cρV) c. . By using such a value as the estimation coefficient, it is possible to reduce the error of the estimated temperature Te (t) obtained by Expression (1).
但し、式(1)により求めた推定温度Te(t)に基づいてサーモオンオフ優先制御を実行した場合において、圧縮機が停止されている保護停止期間中に、サーバルームの冷却エリアの温度が所定の許容温度Tlを超えたときには、制御部140は、その際に用いられていた推定係数の値を上限値(cρV)correction#NGとして記憶する。以後この上限値を(cρV)c_NGとも表記する。
However, when the thermo-on / off priority control is executed based on the estimated temperature Te (t) obtained by the equation (1), the temperature of the cooling area of the server room is predetermined during the protection stop period in which the compressor is stopped. When the allowable temperature T1 is exceeded, the
制御部140は、上限値(cρV)c_NGが設定されている場合には、学習補正の過程において推定係数の値が上限値(cρV)c_NGよりも大きくなったときには、推定係数の値の更新を行わず、それ以前の値を継続して使用する。言い換えると、制御部140は、推定係数の学習補正に対して制限条件を設ける。
When the upper limit value (cρV) c_NG is set, the
このようにすることにより、(cρV)cの学習補正によって推定温度Te(t)の推定精度が悪化することを抑制でき、サーバルームの冷却エリアの温度が所定の許容温度Tlを超える事象の発生を抑制することができる。 By doing so, it is possible to suppress the estimation accuracy of the estimated temperature Te (t) from being deteriorated by the learning correction of (cρV) c, and the occurrence of an event in which the temperature of the cooling area of the server room exceeds the predetermined allowable temperature Tl. Can be suppressed.
推定温度Te(tr)が、所定の許容温度Tl未満であると判定された場合(NOの場合)には、制御部140はサーモオンオフ制御を優先して実行する(S13)。その一方で、推定温度Te(tr)が、所定の許容温度Tl以上であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はレヒート制御を優先して実行する(S15:レヒートステップ)。なお、レヒート優先制御については後述する。
When it is determined that the estimated temperature Te (tr) is lower than the predetermined allowable temperature Tl (in the case of NO), the
また、制御部140の演算部49には、サーバルームの同一冷却エリアの空調を行う空気調和装置との間で、レヒート優先制御を行う優先順位が予め記憶されている。後述するレヒート制御を実行するか否かの判断温度を検知したとき、または、サーモオンオフ制御を実行するか否かの判断温度を検知したときに、上述の優先順位に従い、少なくとも一台の空気調和装置がレヒート優先制御を行う。
Moreover, the priority order which performs reheat priority control between the air conditioning apparatus which air-conditions the same cooling area of a server room is memorize | stored in the calculating
次に、上述のレヒート制御を優先して実行するレヒート優先制御が選択された場合の制御について、図13および図14を参照しながら説明する。
制御部140においてレヒート優先制御が選択されると、図13に示すように、制御部140の演算部48は、吸込温度が予め定められた温度の閾値Ttを下回ったか否かを判定する処理を実行する(S21)。吸込温度は、第1温度センサ41により測定された空気温度を例示することができる。
Next, the control when the reheat priority control that performs the above-described reheat control with priority is selected will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
If reheat priority control is selected in the
吸込温度が閾値Tt以上であると判定された場合(NOの場合)には、再びS21の判定が繰り返される。その一方で、吸込温度が閾値Ttを下回っていると判定された場合(YESの場合)には、演算部48は、圧縮機11の運転周波数が最低周波数であるか否かの判定処理を実行する(S22)。
When it is determined that the suction temperature is equal to or higher than the threshold value Tt (in the case of NO), the determination of S21 is repeated again. On the other hand, when it is determined that the suction temperature is lower than the threshold value Tt (in the case of YES), the
圧縮機11の運転周波数が最低周波数でないと判定された場合(NOの場合)には、制御部140は圧縮機11の運転周波数を低下させる制御を優先して行う(S23)。その一方で、圧縮機11の運転周波数が最低周波数であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、レヒート制御を開始する(S24)。
When it is determined that the operation frequency of the
具体的には、第1切替部31および第2切替部32の開度を基にレヒートSTEPを設定する処理を実行し、設定されたレヒートSTEPに基づいてレヒート制御を開始する。レヒート制御が開始された当初は、レヒート能力が最も低いSTEP1をレヒートSTEPとして設定する。なお、レヒート制御の詳細については、第1の実施形態と同様の制御を行うため、その説明を省略する。
Specifically, a process for setting the reheat STEP is executed based on the opening degrees of the
制御部140の演算部48は、S24においてレヒート制御が開始されてから、後述するS27のレヒートSTEPを増加させる制御が実行されてから、または、S28の判定処理が実行されてから所定の期間が経過したか否かを判定する(S25)。つまり、所定の期間が経過していないと判定された場合(NOの場合)には、S25の判定処理が繰り返される。
The
所定の期間が経過したと判定された場合(YESの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Tt以下であるか否かを判定する処理を実行する(S26)。吸込温度が閾値Tt以下であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、その時点で設定されているレヒートSTEPを一つ増加させる処理を実行する(S27)。レヒートSTEPの値が増加すると、レヒート制御において第2内部熱交換器13に導かれる冷媒の流量が増加し、第2内部熱交換器13において再熱に利用される熱量が増加する。
When it is determined that the predetermined period has elapsed (in the case of YES), the
その一方で、S26において、吸込温度が閾値Ttを超えていると判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Tt+Xを超えているか否かを判定する処理を実行する(S28)。吸込温度が閾値Tt+Xを超えていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、再びS25に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。吸込温度が閾値Tt+Xを超えていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はレヒート優先制御の処理を終了し、再び図12のフローチャートに戻り同図の制御を繰り返し行う。
On the other hand, when it is determined in S26 that the suction temperature exceeds the threshold value Tt (in the case of NO), the
図14は、上述のレヒート優先制御を行った際における吸込温度と時間との関係を示すグラフである。図14では、圧縮機11の運転周波数が最低周波数である10Hzに制御されている例が示されている。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the suction temperature and time when the above-described reheat priority control is performed. FIG. 14 shows an example in which the operation frequency of the
レヒート優先制御が実施され、吸込温度が閾値Ttを下回った時点Aにおいてレヒート制御が開始される。時点AにおけるレヒートSTEPは、STEP1である。その後、吸込温度が閾値Ttを下回っている期間では、所定の期間が経過するごとにレヒートSTEPの値が段階的に増やされる。これにより、吸込温度の低下が止まり上昇に転じ始める。 Reheat priority control is performed, and reheat control is started at time A when the suction temperature falls below the threshold value Tt. The reheat STEP at time A is STEP1. Thereafter, in a period in which the suction temperature is below the threshold value Tt, the value of the reheat STEP is increased step by step every time a predetermined period elapses. Thereby, the reduction | decrease in suction temperature stops and it starts to raise.
吸込温度が上昇して閾値Ttを超えた時点Bになると、レヒートSTEPを増やす処理が停止される。その後さらに吸込温度が上昇して閾値Tt+Xを超える時点Cになると、レヒート制御が停止される。レヒート制御が停止されると、若干のタイムラグを経て吸込温度の低下が始まる。 At time B when the suction temperature rises and exceeds the threshold value Tt, the process of increasing the reheat STEP is stopped. Thereafter, when the suction temperature further rises and reaches time point C exceeding the threshold value Tt + X, the reheat control is stopped. When the reheat control is stopped, the suction temperature starts decreasing after a slight time lag.
次に、上述のサーモオンオフ制御を優先して実行するサーモオンオフ優先制御が選択された場合の制御について、図15および図16を参照しながら説明する。
制御部140においてサーモオンオフ優先制御が選択されると、図15に示すように、制御部140の演算部48は、圧縮機11の運転周波数が最低周波数であるか否かの判定処理を実行する(S31)。圧縮機11の運転周波数が最低周波数でないと判定された場合(NOの場合)には、後述するS38の処理が実行される。
Next, the control when the thermo-on / off priority control that preferentially executes the above-described thermo-on / off control is selected will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
When the thermo-on / off priority control is selected in the
圧縮機11の運転周波数が最低周波数であると判定された場合(YESの場合)には、演算部48は、吸込温度が予め定められた温度の閾値Ttを下回ったか否かを判定する処理を実行する(S32)。吸込温度が閾値Tt以上であると判定された場合(NOの場合)には、再びS31の判定に戻り上述の処理が繰り返される。
When it is determined that the operating frequency of the
吸込温度が閾値Ttを下回っていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はサーモオフ制御を実行する(S33)。なお、サーモオフ制御として実際に行われる処理としては公知の処理を用いることができ、ここではその詳細な説明を省略する。
When it is determined that the suction temperature is lower than the threshold value Tt (in the case of YES), the
サーモオフ制御が実行されると、制御部140は、サーモオフ制御から所定期間が経過したか否かを判定する処理を実行する(S34)。所定期間が経過していないと判定された場合(NOの場合)には、再びS34の判定が繰り返される。
When the thermo-off control is executed, the
所定期間が経過したと判定された場合(YESの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Tt+Xを上回っているか否かを判定する処理を実行する(S35)。吸込温度が閾値Tt+X以下であると判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、再びS34に戻り上述の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the predetermined period has elapsed (in the case of YES), the
吸込温度が閾値Tt+Xを上回っていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はサーモオン制御を実行する(S36)。なお、サーモオン制御として実際に行われる処理としては公知の処理を用いることができ、ここではその詳細な説明を省略する。
When it is determined that the suction temperature exceeds the threshold value Tt + X (in the case of YES), the
サーモオン制御が行われると、制御部140の演算部48は、圧縮機11の運転周波数が最低周波数であるか否かの判定処理を実行する(S37)。運転周波数が最低周波数であると判定された場合(YESの場合)には、S32に戻り上述の処理が繰り返し行われる。
When the thermo-on control is performed, the
S37の処理で運転周波数が最低周波数でないと判定された場合(NOの場合)、および、上述のS31の処理で圧縮機11の運転周波数が最低周波数でないと判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Ttを下回るか否かを判定する処理を実行する(S38)。吸込温度が閾値Tt以上であると判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、上述のS37に戻り上述の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the operation frequency is not the lowest frequency in the process of S37 (in the case of NO), and when it is determined in the process of S31 described above that the operation frequency of the
吸込温度が閾値Ttを下回ると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はレヒート制御を開始する(S24)。制御部140の演算部48は、S24においてレヒート制御が開始されてから所定の期間が経過したか否かを判定する(S25)。所定の期間が経過していないと判定された場合(NOの場合)には、S37に戻り上述の処理が繰り返し実行される。
When it is determined that the suction temperature is lower than the threshold value Tt (in the case of YES), the
所定の期間が経過したと判定された場合(YESの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Tt以下であるか否かを判定する処理を実行する(S26)。吸込温度が閾値Tt以下であると判定された場合(YESの場合)には、制御部140は、その時点で設定されているレヒートSTEPを一つ増加させる処理を実行するとともに、圧縮機11の運転周波数と一段階低くする処理を実行する(S39)。その後、S37に戻り上述の処理が繰り返し実行される。
When it is determined that the predetermined period has elapsed (in the case of YES), the
その一方で、S26において、吸込温度が閾値Ttを超えていると判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、吸込温度が閾値Tt+Xを超えているか否かを判定する処理を実行する(S28)。吸込温度が閾値Tt+Xを超えていないと判定された場合(NOの場合)には、演算部48は、再びS37に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。吸込温度が閾値Tt+Xを超えていると判定された場合(YESの場合)には、制御部140はレヒート優先制御の処理を終了し、再び図12のフローチャートに戻り同図の制御を繰り返し行う。
On the other hand, when it is determined in S26 that the suction temperature exceeds the threshold value Tt (in the case of NO), the
図16は、上述のサーモオンオフ優先制御を行った際における吸込温度と時間との関係を示すグラフである。サーモオンオフ優先制御では、レヒート優先制御の場合と異なり、圧縮機11の運転停止の制御が行われるため、運転周波数の変化も含まれる。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the suction temperature and time when the above-described thermo-on / off priority control is performed. In the thermo on / off priority control, unlike the case of the reheat priority control, the operation stop control of the
サーモオンオフ優先制御が実施され、かつ、圧縮機11の運転周波数が最低周波数(例えば10Hz)である期間に、吸込温度が閾値Ttを下回った時点Dにおいて、サーモオフ制御が開始される。サーモオフ制御が行われることにより、圧縮機11の運転周波数は最低周波数から0Hzに低下する。
The thermo-off control is started at the time point D when the suction temperature falls below the threshold value Tt during the period when the thermo-on / off priority control is performed and the operation frequency of the
サーモオフ制御が開始されてから、圧縮機11を保護する保護期間Tpが経過した際に、吸込温度が閾値Tt+Xを超えていた場合(時点E)には、サーモオン制御が開始される。ここでは圧縮機11を38Hzの運転周波数で運転再開する例が示されている。圧縮機11の運転周波数が最低周波数ではなく、かつ、吸込温度が閾値Ttを下回った時点Fにおいて、レヒート制御が開始される。
If the suction temperature exceeds the threshold value Tt + X when the protection period Tp for protecting the
その後、圧縮機11の運転周波数が最低周波数ではなく、かつ、吸込温度が閾値Ttを下回っている期間では、所定の期間が経過するごとにレヒートSTEPの値が段階的に増やされるとともに圧縮機11の運転周波数が段階的に減らされる。これにより、吸込温度の低下が止まり上昇に転じ始める。
Thereafter, in a period in which the operating frequency of the
吸込温度が上昇して閾値Ttを超えた時点Gになると、レヒートSTEPを増やす処理が停止される。その後さらに吸込温度が上昇して閾値Tt+Xを超える時点Hになると、レヒート制御が停止される。 When the suction temperature rises and the time point G exceeds the threshold value Tt, the process of increasing the reheat STEP is stopped. Thereafter, when the suction temperature further rises and becomes a time point H exceeding the threshold value Tt + X, the reheat control is stopped.
上記の構成の空気調和装置101の制御方法によれば、上述のS11のステップおよびS14のステップを有することにより、冷房運転時の消費エネルギ低減が図られるサーモオンオフ制御と、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転を行えるレヒート制御と、を適切に選択できるため、低負荷時の継続的かつ安定的な冷房運転の実現と、冷房運転時の消費エネルギ低減を図ることができる。
According to the control method of the
つまり、サーバルームの同じ冷却エリアの空気を所望の温度に制御する他の空気調和装置において、空調運転が期待できる場合には、制御対象となっている空気調和装置101では消費エネルギの低減を優先してサーモオンオフ制御が行われる。同様に、S14のステップにおいて求められた推定温度Te(t)が、所定の許容温度Tl未満と判定された場合にも、サーバルームの冷却エリアに対する空調運転を行う必要性が低いと考えられるため、消費エネルギの低減を優先してサーモオンオフ制御が行われる。
That is, in other air conditioners that control the air in the same cooling area of the server room to a desired temperature, if air conditioning operation can be expected, priority is given to reducing energy consumption in the
その一方で、他の空気調和装置における空調運転が期待できない場合であり、かつ、S14のステップにおいて求められた推定温度Te(t)が、所定の許容温度Tl以上と判定された場合には、サーバルームの冷却エリアに対する空調運転を行う必要性が高いと考えられるため、レヒート運転が行われる。 On the other hand, when the air conditioning operation in other air conditioners cannot be expected, and when the estimated temperature Te (t) obtained in step S14 is determined to be equal to or higher than the predetermined allowable temperature Tl, Since it is considered highly necessary to perform air conditioning operation on the cooling area of the server room, reheat operation is performed.
優先順位を予め定めることにより、複数の空気調和装置において同時にS14のステップが行われた場合に、一つの空気調和装置においてレヒート制御が行われ、残りの空気調和装置においてサーモオンオフ制御が行われる。そのため、複数の空気調和装置がレヒート制御を行うことにより消費されるエネルギが不要に増大することを抑制できる。また、全ての空気調和装置がサーモオンオフ制御を行うことにより、サーバルームの温度が急速に上昇することを抑制できる。 By determining the priority order in advance, when the step of S14 is simultaneously performed in a plurality of air conditioners, reheat control is performed in one air conditioner, and thermo on / off control is performed in the remaining air conditioners. Therefore, it can suppress that the energy consumed by several air conditioning apparatus performing reheat control unnecessarily increases. Moreover, it can suppress that the temperature of a server room rises rapidly because all the air conditioning apparatuses perform thermo on / off control.
上述の式(1)に基づいて推定温度Te(t)を求めることにより、現在から所定期間trecovery後のサーバルームの冷却エリアにおける吸込温度を、比較的高い精度で推定することができる。 By obtaining the estimated temperature Te (t) based on the above equation (1), the suction temperature in the cooling area of the server room after a predetermined period t recovery from the present time can be estimated with relatively high accuracy.
推定係数(cρV)correctionを学習補正することにより、推定温度Te(t)をより正確に求めることができる。つまり、サーバルームの冷却エリアを取り巻く環境は季節の変化などの影響を受けて一定でなく、かつ、サーバルームの冷却エリアと取り巻く環境との間は空気や熱の流入や流出が発生している。言い換えると、サーバルームの冷却エリアには常に外乱が作用する。圧縮機11が停止されている期間に測定されたサーバルームの冷却エリアの空気の温度に基づいて推定係数を補正することにより、上述の外乱による影響を考慮した推定温度Te(t)を求めることができ、より正確な推定温度Te(t)を求めることができる。
By learning and correcting the estimation coefficient (cρV) correction , the estimated temperature Te (t) can be obtained more accurately. In other words, the environment surrounding the server room cooling area is not affected by seasonal changes, and inflow or outflow of air or heat occurs between the server room cooling area and the surrounding environment. . In other words, disturbances always act on the cooling area of the server room. Obtaining the estimated temperature Te (t) taking into account the influence of the above-mentioned disturbance by correcting the estimation coefficient based on the temperature of the air in the server room cooling area measured during the period when the
推定係数の上限値を設定することにより、サーバルームの冷却エリアの温度が予め定めた所定の許容温度Tlを超えにくくすることができる。つまり、サーバルームの冷却エリアの温度が予め定めた所定の許容温度Tlを超えた際に用いられた推定係数を上限値とすることにより、推定される推定温度Te(t)が、所定期間後のサーバルームの冷却エリアの温度よりも低くなることが抑制される。この推定温度Te(t)を用いることにより、サーバルームの冷却エリアの温度が予め定めた所定の許容温度Tlを超えにくくすることができる。 By setting the upper limit value of the estimation coefficient, it is possible to make it difficult for the temperature in the cooling area of the server room to exceed a predetermined allowable temperature Tl. That is, the estimated temperature Te (t) estimated by using the estimated coefficient used when the temperature of the cooling area of the server room exceeds a predetermined allowable temperature Tl as the upper limit is It is suppressed that it becomes lower than the temperature of the cooling area of the server room. By using this estimated temperature Te (t), it is possible to make it difficult for the temperature in the cooling area of the server room to exceed a predetermined allowable temperature Tl.
なお、式(1)に用いられるQとして空調負荷の合算値を用いてもよいし、サーバルームの冷却エリアに配置されたICT装置などの発熱機器に給電される電流の計測値に基づいて算出したものであってもよい。 In addition, you may use the total value of an air-conditioning load as Q used for Formula (1), and it calculates based on the measured value of the electric current supplied to heat generating apparatuses, such as an ICT apparatus arrange | positioned in the cooling area of a server room. It may be what you did.
このように、ICT装置に給電される電流値の計測値に基づいて冷房負荷を求めることにより、空気調和装置101における冷房負荷の和を用いる場合と比較して、直接的に冷房負荷を求めることができる。冷房負荷の和は、ICT装置から発生した熱により加熱されたサーバルームの冷却エリアの空気の温度を検出した空気調和装置101における冷房負荷であるため、熱源であるICT装置における発熱量の変動が反映されるまでに所定の時間が必要となる。これに対して、電流値の計測値は、ICT装置における発熱量と直接関連のあるものであるため、冷房負荷の和と比較して、発熱量の変動が反映されるまでの期間が短く、直接的に冷房負荷を求めることができる。
In this way, by determining the cooling load based on the measured value of the current value supplied to the ICT device, the cooling load is directly determined as compared to the case where the sum of the cooling loads in the
また、本実施形態では、S25の処理において所定期間の経過を判定することにより、所定期間ごとにレヒートSTEPを増やすか否かの判定を行う例に適用して説明したが、所定期間の経過の代わりに温度推移に基づく判断式を満たすか否かを判定することにより、レヒートSTEPを増やすか否かの判定のタイミングを規定してもよく、特に限定するものではない。 Further, in the present embodiment, it has been applied to an example in which it is determined whether or not the reheat STEP is increased every predetermined period by determining the elapse of the predetermined period in the process of S25. Instead, by determining whether or not the judgment formula based on the temperature transition is satisfied, the timing for determining whether or not to increase the reheat STEP may be defined, and is not particularly limited.
なお、上述の実施形態のように、S12の処理において全ての他の空気調和装置において保護停止期間中であると判定された場合に、推定温度Te(tr)に基づいてサーモオンオフ制御を優先するか、レヒート制御を優先するかの判定処理(S14)を行ってもよいし、S14の判定処理を行わず、S12の処理において全ての他の空気調和装置において保護停止期間中であると判定された場合には、レヒート制御を優先する制御を行ってもよい。 In addition, like the above-mentioned embodiment, when it determines with it being during a protection stop period in all the other air conditioning apparatuses in the process of S12, priority is given to thermo on / off control based on estimated temperature Te (tr). Alternatively, the determination process (S14) for giving priority to the reheat control may be performed, or the determination process of S14 is not performed, and it is determined in the process of S12 that all other air conditioners are in the protection stop period. In such a case, control that prioritizes reheat control may be performed.
また、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention is not limited to those applied to the above-described embodiments, and may be applied to embodiments obtained by appropriately combining these embodiments, and is not particularly limited.
1,1A,101…空気調和装置、11…圧縮機、12…第1内部熱交換器、13…第2内部熱交換器、14…膨張弁(減圧部)、15…室内ファン、21…高圧配管、31…第1切替部、31A…三方弁(第1切替部)、32…第2切替部、33…迂回配管、34…第1切替配管、35…第2切替配管、40,40A,140…制御部、41…第1温度センサ(吸込み温度測定部)、42…第2温度センサ(吹出し温度測定部)、43…室内温度センサ(室内温度測定部)、46…第3温度センサ(熱交換器間温度測定部)、52…外部熱交換器、S11…検知ステップ、S13…サーモオンオフステップ、S14…比較ステップ、S15…レヒートステップ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記対象空間の外部の空気と熱交換を行い前記圧縮された冷媒を冷却する外部熱交換器と、
前記外部熱交換器で冷却された冷媒を減圧する減圧部と、
前記対象空間の内部の空気と熱交換を行い前記減圧された冷媒を蒸発させる第1内部熱交換器と、
前記対象空間の内部の空気が流れる流路上に配置され、かつ、少なくとも前記圧縮機から前記外部熱交換器へ流れる前記冷媒が流れる高圧配管とつながれる第2内部熱交換器と、
前記高圧配管における、前記第2内部熱交換器に対して前記圧縮機側と前記外部熱交換器側とをつなぐ迂回配管と、
前記高圧配管および前記迂回配管がつながる領域に配置され、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する切替部と、
前記切替部を制御する制御部と、
が設けられていることを特徴とする空気調和装置。 An air conditioner that controls air in a target space to a desired temperature,
A compressor for compressing the refrigerant;
An external heat exchanger that exchanges heat with air outside the target space and cools the compressed refrigerant;
A decompression section for decompressing the refrigerant cooled by the external heat exchanger;
A first internal heat exchanger that exchanges heat with air inside the target space and evaporates the decompressed refrigerant;
A second internal heat exchanger that is disposed on a flow path through which air inside the target space flows, and is connected to at least a high-pressure pipe through which the refrigerant flowing from the compressor to the external heat exchanger flows;
A bypass pipe connecting the compressor side and the external heat exchanger side with respect to the second internal heat exchanger in the high-pressure pipe;
A switching unit that is disposed in a region where the high-pressure pipe and the bypass pipe are connected, and that adjusts a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe;
A control unit for controlling the switching unit;
An air conditioner characterized in that is provided.
前記制御部には、前記圧縮機の制御情報である運転状態が記憶される記憶部が設けられ、
前記制御部は、前記圧縮機の運転状態、および、前記記憶部から取得された前記圧縮機の運転状態である推移記録の少なくとも一方に基づいて、前記切替部を制御することを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。 The compressor is a variable capacity compressor in which the capacity of the refrigerant discharged in a predetermined period is controlled,
The control unit is provided with a storage unit that stores an operation state that is control information of the compressor.
The control unit controls the switching unit based on at least one of an operation state of the compressor and a transition record which is an operation state of the compressor acquired from the storage unit. Item 1. An air conditioner according to Item 1.
前記第1内部熱交換器および前記圧縮機をつなぐ冷媒配管と、前記第1切替部とをつなぐ第1切替配管と、
前記減圧部および前記第1内部熱交換器をつなぐ冷媒配管と、前記第2切替部とをつなぐ第2切替配管と、
が更に設けられ、
前記第1切替部および前記第2切替部は、さらに、前記第1内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、並びに、前記第1切替配管、前記第2切替配管および前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量の割合を調節するものであり、
前記制御部は、前記第2内部熱交換器において、前記対象空間の空気に前記圧縮された冷媒の熱を放出させる場合には、前記第1切替部および前記第2切替部に、前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、および、前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力し、
前記第2内部熱交換器において、前記減圧された冷媒に前記対象空間の空気の熱を吸収させる場合には、前記第1内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、並びに、前記第1切替配管、前記第2切替配管および前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。 The switching unit is a first switching unit disposed on the compressor side in a region where the high-pressure piping and the bypass piping are connected, and a second switching unit disposed on the external heat exchanger side,
Refrigerant piping connecting the first internal heat exchanger and the compressor, and first switching piping connecting the first switching unit;
A refrigerant pipe connecting the decompression section and the first internal heat exchanger; a second switching pipe connecting the second switching section;
Is further provided,
The first switching unit and the second switching unit further include a flow rate of the refrigerant flowing through the first internal heat exchanger, and the first switching piping, the second switching piping, and the second internal heat exchanger. Adjusting the ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through
When the control unit causes the air in the target space to release heat of the compressed refrigerant in the second internal heat exchanger, the control unit causes the first switching unit and the second switching unit to A control signal for adjusting a flow rate of the refrigerant flowing through the internal heat exchanger and a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe;
In the second internal heat exchanger, when the decompressed refrigerant absorbs heat of the air in the target space, the flow rate of the refrigerant flowing through the first internal heat exchanger, and the first switching pipe The air conditioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein a control signal for adjusting a ratio of a flow rate of the refrigerant flowing through the second switching pipe and the second internal heat exchanger is output.
前記高圧配管における前記第2内部熱交換器から前記迂回配管がつながる位置までの領域のうち前記外部熱交換器側に、前記第2内部熱交換器へ前記冷媒の流入を抑制する逆止弁が更に設けられ、
前記制御部は、前記第2内部熱交換器において、前記対象空間の空気に前記圧縮された冷媒の熱を放出させる場合には、前記三方弁に、前記第2内部熱交換器を流れる前記冷媒の流量、および、前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。 The switching unit is a three-way valve disposed on the compressor side in a region where the high-pressure pipe and the bypass pipe are connected,
A check valve for suppressing inflow of the refrigerant to the second internal heat exchanger is provided on the external heat exchanger side in a region from the second internal heat exchanger to the position where the bypass pipe is connected in the high-pressure pipe. Further provided,
In the second internal heat exchanger, when the controller releases the heat of the compressed refrigerant to the air in the target space, the refrigerant flows through the second internal heat exchanger to the three-way valve. The air conditioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein a control signal for adjusting a flow rate of the refrigerant and a ratio of a flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe is output.
前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器を通過する前の前記空気の温度を測定する吸込み温度測定部、または、前記対象空間の空気の温度を測定する室内温度測定部が配置され、
前記制御部は、前記吸込み温度測定部または前記室内温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置。 The first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger are arranged in series on a flow path through which air in the target space flows,
A suction temperature measurement unit that measures the temperature of the air before passing through the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger, or an indoor temperature measurement unit that measures the temperature of the air in the target space is disposed. And
The control unit adjusts at least a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe based on a measurement signal output from the suction temperature measurement unit or the indoor temperature measurement unit. A control signal is output, The air harmony device according to any one of claims 1 to 4 characterized by things.
前記制御部は、更に前記吹出し温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項5に記載の空気調和装置。 A blowing temperature measuring unit that measures the temperature of the air after passing through the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger is disposed,
The control unit further outputs a control signal for adjusting at least a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe, based on the measurement signal output from the blowing temperature measuring unit. The air conditioning apparatus according to claim 5.
前記制御部は、更に前記熱交換器間温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の空気調和装置。 Between the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger, the temperature of the air after passing through the first internal heat exchanger and before passing through the second internal heat exchanger Or an inter-heat exchanger temperature measurement unit that measures the temperature of the air after passing through the second internal heat exchanger and before passing through the first internal heat exchanger;
The control unit further adjusts at least a ratio of the flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe based on the measurement signal output from the inter-heat exchanger temperature measurement unit. Is output, The air conditioning apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
前記第1内部熱交換器および前記第2内部熱交換器を通過した後の前記空気の温度を測定する吹出し温度測定部が配置され、
前記制御部は、前記吹出し温度測定部から出力された測定信号に基づいて、少なくとも、前記第2内部熱交換器および前記迂回配管を流れる前記冷媒の流量の割合を調節する制御信号を出力することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置。 The first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger are arranged in series on a flow path through which air in the target space flows,
A blowing temperature measuring unit that measures the temperature of the air after passing through the first internal heat exchanger and the second internal heat exchanger is disposed,
The control unit outputs a control signal for adjusting at least a ratio of a flow rate of the refrigerant flowing through the second internal heat exchanger and the bypass pipe, based on a measurement signal output from the blowing temperature measuring unit. The air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記対象空間の空気を所望の温度に制御する他の空気調和装置において、前記圧縮機を保護するために運転停止から再起動までの期間を設ける保護制御が実行されているか否かを検知する検知ステップと、
一部の前記他の空気調和装置において前記保護制御が実行されていない場合、少なくとも、前記サーモオンオフ制御を実行するサーモオンオフステップと、
全ての前記他の空気調和装置において前記保護制御が実行されていると検知された場合、少なくとも、前記レヒート制御を実行するレヒートステップと、
を有することを特徴とする空気調和装置の制御方法。 The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the air in the target space is controlled to a desired temperature, wherein reheat control is performed to cool and heat the inhaled air to adjust to a desired temperature, and A control method for an air conditioner that selects a thermo-on / off control that controls operation and stop of the compressor provided according to the temperature of intake air,
In another air conditioner that controls the air in the target space to a desired temperature, detection for detecting whether or not protection control is performed that provides a period from shutdown to restart to protect the compressor. Steps,
When the protection control is not executed in some of the other air conditioning apparatuses, at least a thermo on / off step for executing the thermo on / off control;
When it is detected that the protection control is being executed in all the other air conditioners, at least a reheat step for executing the reheat control;
A control method for an air conditioner characterized by comprising:
前記サーモオンオフステップでは、前記推定温度が前記所定の許容温度未満である場合にも更に、少なくとも、前記サーモオンオフ制御を実行し、
前記レヒートステップでは、前記推定温度が前記所定の許容温度以上である場合にも更に、少なくとも、前記レヒート制御を実行することを特徴とする請求項9記載の空気調和装置の制御方法。 When it is detected that the protection control is executed in all the other air conditioners, an estimated temperature that is an air temperature after a predetermined period in the target space is estimated, and the estimated temperature and the predetermined allowable temperature are calculated. A comparison step for comparing;
In the thermo-on / off step, even when the estimated temperature is lower than the predetermined allowable temperature, at least the thermo-on / off control is executed,
The method for controlling an air conditioner according to claim 9, wherein, in the reheat step, at least the reheat control is executed even when the estimated temperature is equal to or higher than the predetermined allowable temperature.
前記測定温度が前記所定の許容温度を超えた際に用いられていた前記推定係数を制限値として記憶し、
以後の補正において求められた新たな推定係数が、前記制限値から外れる場合には前記新たな推定係数を前記推定温度の推定に用いないことを特徴とする請求項13記載の空気調和装置の制御方法。 When the measured temperature exceeds the predetermined allowable temperature during the period when the compressor is stopped in the thermo-on / off control,
Storing the estimated coefficient used when the measured temperature exceeds the predetermined allowable temperature as a limit value;
14. The control of the air conditioner according to claim 13, wherein if the new estimated coefficient obtained in the subsequent correction deviates from the limit value, the new estimated coefficient is not used for the estimation of the estimated temperature. Method.
前記優先順位が最も高い場合には前記レヒート制御が実行され、
前記他の空気調和装置の優先順位が高い場合には前記サーモオンオフ制御が実行されることを特徴とする請求項9から14のいずれか1項に記載の空気調和装置の制御方法。 Priorities for executing the reheat control are determined in advance with the other air conditioner,
When the priority is the highest, the reheat control is executed,
The method for controlling an air conditioner according to any one of claims 9 to 14, wherein the thermo-on / off control is executed when the priority of the other air conditioner is high.
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