JP2016056988A - Control system for controlling air conditioning system and air conditioning system - Google Patents

Control system for controlling air conditioning system and air conditioning system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control system for controlling an energy-saving type air conditioning system.SOLUTION: This invention provides a control system 50 for controlling an air conditioning system 10. This control system 50 comprises a requisite capability estimation unit 53 for estimating a requisite cooling capability in reference to a temperature of air to be cooled by an air conditioning system 10 and a target blowing-out temperature; a cooling capability estimating unit 54 for estimating a relation between a cooling capability of a first system 20 and a consumption power of the first system 20 at a temperature difference between a temperature of air to be cooled at the time of estimation and an outside temperature; and a first control unit 56 for operating the first system 20 under a first condition if there is the first condition where the cooling capability is more than the consumption power of the first system and for stopping the first system 20 if the first condition is not present.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、空調システムの制御システムおよびその制御システムを含む空調システムに関するものである。   The present invention relates to an air conditioning system control system and an air conditioning system including the control system.

特許文献1には、省エネタイプの空調システムを提供することが記載されている。特許文献1の空調システムにおいては、補助空調システムは、屋内熱交換ユニットと屋外熱交換ユニットとを含み、屋内熱交換ユニットは、室内の天井に対し斜めに設置される屋内チューブを含み、ファンを含まず、屋内チューブが室内上部の高温の空気層に斜めに接し、屋内チューブの内部の冷媒が高温の空気層から受熱して沸騰気化し、高温の空気層が屋内熱交換ユニットを通過して下降し、屋外熱交換ユニットは、屋外の、屋内チューブよりも高い位置に設置される屋外チューブを含み、屋外チューブは連通管を介し、圧縮機を介さずに屋内チューブに接続され、屋内チューブで沸騰気化した冷媒を凝縮液化して屋内チューブに戻す。   Patent Document 1 describes providing an energy-saving air conditioning system. In the air conditioning system of Patent Document 1, the auxiliary air conditioning system includes an indoor heat exchange unit and an outdoor heat exchange unit, and the indoor heat exchange unit includes an indoor tube installed obliquely with respect to the indoor ceiling, and includes a fan. Not included, the indoor tube is in contact with the high temperature air layer at the top of the room at an angle, the refrigerant inside the indoor tube receives heat from the high temperature air layer and evaporates, and the high temperature air layer passes through the indoor heat exchange unit. The outdoor heat exchange unit is lowered and includes an outdoor tube installed at a higher position than the outdoor indoor tube, and the outdoor tube is connected to the indoor tube through the communication tube and not through the compressor. Refrigerate the vaporized refrigerant to condensate and return to the indoor tube.

特開2011−158135号公報JP 2011-158135 A

主空調システムと補助空調システムとを含むシステムにおいて、さらに効率よく、消費電力を抑制した条件で空調を行える空調システムが要望されている。   In a system including a main air conditioning system and an auxiliary air conditioning system, there is a demand for an air conditioning system that can perform air conditioning more efficiently and under conditions that suppress power consumption.

本発明の一態様は、空調システムを制御する制御システムである。空調システムは、第1の室内機を含む第1のシステムと、第1の室内機の下流に配置される第2の室内機を含む第2のシステムとを含み、第1のシステムは、さらに、ファンを含む室外機と、室外機および第1の室内機の間で冷媒を自然循環させる循環系とを含む。当該制御システムは、空調システムの冷却対象の空気の温度と目標吹き出し温度とから必要冷却能力を推定する必要能力推定ユニットと、推定時の冷却対象の空気の温度と外気温度との温度差における第1のシステムの冷却可能能力と第1のシステムの消費電力との関係を推定する冷却可能能力推定ユニットと、第1のシステムの冷却可能能力が必要冷却能力の範囲内で、冷却可能能力が第1のシステムの消費電力以上となる第1の条件があれば、その第1の条件で第1のシステムを稼働し、第1の条件がなければ第1のシステムを停止する第1の制御ユニットとを含む。   One embodiment of the present invention is a control system that controls an air conditioning system. The air conditioning system includes a first system including a first indoor unit, and a second system including a second indoor unit disposed downstream of the first indoor unit, wherein the first system further includes And an outdoor unit including a fan and a circulation system for naturally circulating the refrigerant between the outdoor unit and the first indoor unit. The control system includes a required capacity estimation unit that estimates the required cooling capacity from the temperature of the air to be cooled in the air conditioning system and the target blowing temperature, and a first difference in temperature difference between the temperature of the air to be cooled and the outside air temperature at the time of estimation. A cooling capacity estimation unit for estimating the relationship between the cooling capacity of the first system and the power consumption of the first system, and the cooling capacity of the first system is within the range of the required cooling capacity, and the cooling capacity is A first control unit that operates the first system under the first condition if there is a first condition that is greater than or equal to the power consumption of one system, and stops the first system if there is no first condition Including.

冷媒を自然循環する第1のシステムにおいては、冷却可能能力と消費電力との関係は、冷却対象の空気の温度と外気温度との温度差に基づき推定できる。第1のシステムの消費電力には室外機および/または室内機に付属するファンの消費電力が含まれ、そのほとんどは必要冷却能力に含まれる。したがって、冷却可能能力が第1のシステムの消費電力以上となる条件(第1の条件)でのみ第1のシステムを駆動し、それ以外では駆動しないという条件判断を行うことにより、第1のシステムが無駄に稼働することを抑制でき、空調システムのエネルギー消費量をさらに低減できる。   In the first system in which the refrigerant is naturally circulated, the relationship between the coolable capacity and the power consumption can be estimated based on the temperature difference between the temperature of the air to be cooled and the outside air temperature. The power consumption of the first system includes the power consumption of the outdoor unit and / or the fan attached to the indoor unit, and most of it is included in the required cooling capacity. Therefore, the first system is driven by a condition determination that the first system is driven only under a condition (first condition) in which the cooling capacity is equal to or higher than the power consumption of the first system, and the other system is not driven. Can be prevented from operating wastefully, and the energy consumption of the air conditioning system can be further reduced.

制御システムは、さらに、第2の室内機の吸込み温度が目標吹出し温度より低ければ、第2のシステムを停止するユニットを含んでいてもよい。第1の室内機の下流に位置する第2の室内機における吸込み温度が目標吹出し温度より低ければ、第1のシステムのみで空調可能か、または、空調自体が不要なので第2のシステムを稼働させないことにより、消費電力を抑制できる。   The control system may further include a unit that stops the second system if the suction temperature of the second indoor unit is lower than the target blowing temperature. If the suction temperature in the second indoor unit located downstream of the first indoor unit is lower than the target blow-off temperature, it is possible to air-condition only by the first system or the second system is not operated because the air-conditioning itself is unnecessary. Therefore, power consumption can be suppressed.

制御システムは、さらに、吹出し温度に対する冷却対象の空気の温度の差が、所定の値よりも小さければ、第1のシステムおよび第2のシステムを停止するユニットを含んでもよい。冷却対象の空気の温度が高い場合でも、吹き出し温度との差が小さければ、機器からの発熱はなく、冷却対象の機器が稼働していないと判断できる。したがって、空調システムを停止することにより、さらに消費電力を抑制できる。   The control system may further include a unit that stops the first system and the second system if the difference in the temperature of the air to be cooled with respect to the blowing temperature is smaller than a predetermined value. Even when the temperature of the air to be cooled is high, if the difference from the blowing temperature is small, it is possible to determine that there is no heat generation from the device and that the device to be cooled is not operating. Therefore, power consumption can be further suppressed by stopping the air conditioning system.

本発明の他の態様の一つは、上記の制御システムと、第1のシステムと、第2のシステムとを有する空調システムである。   Another aspect of the present invention is an air conditioning system having the above control system, a first system, and a second system.

この空調システムにおいては、第1の室内機の吹き出し口と第2の室内機の吸い込み口とを接続するダクトスペースと、ダクトスペース内で、第1の室内機をバイパスしてダクトスペースに冷却対象の空気を供給する第1のバイパス開口と第1の室内機の吹き出し口とを交互に開閉する第1のダンパーユニットとを有していてもよい。さらに、ダクトスペース内で、第1のバイパス開口よりも下側に配置され、第2の室内機をバイパスして冷気を放出する第2のバイパス開口を開閉する第2のダンパーユニットを有していてもよい。   In this air conditioning system, a duct space that connects the outlet of the first indoor unit and the suction port of the second indoor unit, and the duct space bypasses the first indoor unit and is cooled in the duct space. You may have the 1st damper unit which opens and closes the 1st bypass opening which supplies this air, and the blower outlet of the 1st indoor unit alternately. Furthermore, it has the 2nd damper unit which is arrange | positioned below a 1st bypass opening in a duct space, and opens and closes the 2nd bypass opening which bypasses a 2nd indoor unit and discharge | releases cool air. May be.

第1および第2のダンパーユニットを有する空調システムの制御システムは、第1のダンパーユニットが第1のバイパス開口を閉じ、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を閉じる第1のモードと、第1のダンパーユニットが第1のバイパス開口を閉じ、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を開ける第2のモードと、第1のダンパーユニットが第1の室内機の吹き出し口を閉じる、または、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を開ける第3のモードとの少なくともいずれかを含むことが望ましい。   The control system of the air conditioning system having the first and second damper units includes a first mode in which the first damper unit closes the first bypass opening, and the second damper unit closes the second bypass opening; A first mode in which the first damper unit closes the first bypass opening, a second damper unit opens the second bypass opening, and the first damper unit closes the outlet of the first indoor unit; Alternatively, it is desirable that the second damper unit includes at least one of a third mode in which the second bypass opening is opened.

第1のモードにおいては、第1のシステムおよび第2のシステムを協調させ、トータルとして消費電力が低い条件で空調システムを運転できる。第2のモードにおいては、第1のシステムを低消費電力で運転でき、第1のシステムで空調した空気を、第2のシステムをバイパスして直接供給できる。第3のモードにおいては、第1のシステムをバイパスすることにより、第2のシステムを低消費電力で運転でき、その際、冷却対象の空気が第1のシステムを通過する際の圧力損失を防ぐことができるので、第2のシステムの消費電力をさらに抑制できる。   In the first mode, the air conditioning system can be operated under a condition where the first system and the second system are coordinated and the total power consumption is low. In the second mode, the first system can be operated with low power consumption, and air conditioned by the first system can be directly supplied bypassing the second system. In the third mode, the second system can be operated with low power consumption by bypassing the first system, and at this time, the pressure loss when the air to be cooled passes through the first system is prevented. Therefore, the power consumption of the second system can be further suppressed.

本発明の異なる他の態様の一つは、冷却対象の空気を排出する発熱機器が配置された部屋と、部屋の空気を空調する上記の空調システムとを有する建造物である。発熱機器の一例は、太陽光発電システムのパワーコンディショナーである。   One of the other different aspects of the present invention is a building having a room in which a heat generating device that discharges air to be cooled is disposed, and the air conditioning system that air-conditions the air in the room. An example of the heat generating device is a power conditioner of a solar power generation system.

本発明のさらに異なる他の態様の一つは、上記の空調システムを制御する方法である。この方法は、以下のステップを有する。
1.制御ユニットが、空調システムの冷却対象の空気の温度と目標吹き出し温度とから必要冷却能力を推定すること。
2.推定時の冷却対象の空気の温度と外気温度との温度差における第1のシステムの冷却可能能力と第1のシステムの消費電力との関係を推定すること。
3.冷却可能能力が必要冷却能力の範囲内で冷却可能能力が第1のシステムの消費電力以上となる第1の条件があれば、その第1の条件で第1のシステムを稼働し、第1の条件がなければ、第1のシステムを停止すること。
One of the other different aspects of the present invention is a method for controlling the air conditioning system. This method has the following steps.
1. The control unit estimates the required cooling capacity from the temperature of the air to be cooled in the air conditioning system and the target blowing temperature.
2. To estimate the relationship between the cooling capability of the first system and the power consumption of the first system in the temperature difference between the temperature of the air to be cooled and the outside air temperature at the time of estimation.
3. If there is a first condition where the coolable capacity is within the required cooling capacity and the coolable capacity is equal to or greater than the power consumption of the first system, the first system is operated under the first condition, If there are no conditions, shut down the first system.

この方法は、さらに、以下のステップを有していてもよい。
4.制御ユニットが、第2の室内機の吸込み温度が目標吹き出し温度より低ければ、第2のシステムを停止すること。
5.制御ユニットが、吹出し温度に対する冷却対象の空気の温度の差が、所定の値よりも小さければ、第1のシステムおよび第2のシステムを停止すること。
This method may further include the following steps.
4). The control unit stops the second system if the suction temperature of the second indoor unit is lower than the target blowing temperature.
5. If the difference between the temperature of the air to be cooled and the temperature of the air to be cooled is smaller than a predetermined value, the control unit stops the first system and the second system.

空調システムが、上記ダクトスペース、第1のダンパーユニットおよび第2のダンパーユニットを含む場合、この方法は、制御ユニットが、第1のダンパーユニットが第1のバイパス開口を閉じ、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を閉じることと、第1のダンパーユニットが第1のバイパス開口を閉じ、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を開けることと、第1のダンパーユニットが第1の室内機の吹き出し口を閉じる、または、第2のダンパーユニットが第2のバイパス開口を開けることとの少なくともいずれかを含むことが望ましい。   When the air conditioning system includes the duct space, the first damper unit, and the second damper unit, the method includes the control unit, the first damper unit closing the first bypass opening, and the second damper unit. Closing the second bypass opening, the first damper unit closing the first bypass opening, the second damper unit opening the second bypass opening, and the first damper unit being the first It is desirable to include at least one of closing the outlet of the indoor unit and / or opening the second bypass opening by the second damper unit.

空調システムが導入された建造物の概要を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline | summary of the building in which the air conditioning system was introduced. 空調システムを拡大して概要を示す斜視図。The perspective view which expands an air conditioning system and shows an outline | summary. 空調システムの概要を示す正面図。The front view which shows the outline | summary of an air conditioning system. 冷却可能能力および消費電力とファン回転数の関係を示す図。The figure which shows the relationship between cooling capacity and power consumption, and fan rotation speed. 空調システムの制御を示すフローチャート。The flowchart which shows control of an air conditioning system. 第1のシステムのみを稼働するモードを示す図。The figure which shows the mode which operates only a 1st system. 第2のシステムのみを稼働するモードを示す図。The figure which shows the mode which operates only a 2nd system.

図1に、空調システムが設置された建造物の概要を示している。建造物(建物、コンテナハウス、箱体)1は、太陽光発電システムにおいて太陽電池モジュールが発電した直流電力を交流電力に変換する電力制御ユニット(電力制御装置、パワーコンディショナー、PCS)2と、太陽電池モジュールが発電した直流電力を一時的に蓄えるバッテリユニット3と、PCS2で変換された電力を電送線路へ供給するUPSユニット4とを含み、これらのユニット2、3および4がそれぞれ異なる部屋に配置されている。建造物1は、さらに、PCS2が配置された部屋5の空気を空調(冷却、冷房)する空調システム10を含む。建造物1は、固定されたものであってもよく、移動可能なものであってもよく、パッケージ型であってもよく、現地施工されたものであってもよい。また、建造物1は、PCS2に限らず、サーバーあるいはその他の電子機器を収納するものであってもよく、用途もサーバールーム、データセンターなどであってもよい。   FIG. 1 shows an outline of a building in which an air conditioning system is installed. A building (building, container house, box) 1 includes a power control unit (power control device, power conditioner, PCS) 2 that converts DC power generated by a solar cell module into AC power in a solar power generation system, A battery unit 3 for temporarily storing DC power generated by the battery module; and a UPS unit 4 for supplying the power converted by the PCS 2 to the transmission line. These units 2, 3 and 4 are arranged in different rooms. Has been. The building 1 further includes an air conditioning system 10 that air-conditions (cools and cools) the air in the room 5 in which the PCS 2 is disposed. The building 1 may be fixed, may be movable, may be a package type, or may be constructed locally. In addition, the building 1 is not limited to the PCS 2 and may contain a server or other electronic devices, and may be used in a server room, a data center, or the like.

空調システム10は、第1の室内機21を含む第1のシステム(第1の空調システム、補助システム)20と、第1の室内機21の下流に配置される第2の室内機31を含む第2のシステム(第2の空調システム、主システム)30と、第1のシステム20および第2のシステム30を協調制御する制御システム50とを含む。この明細書においては、室外に設置される場合であっても、室内の空気をハンドリングするユニットは室内機と呼ぶ。第1のシステム20は、自然循環型(沸騰循環型)の冷却システム、以下「Self−Circulating−Radiator」(SCR)と称する、であり、コンプレッサを用いずに冷媒を循環するため消費電力は低く、外気温が室内の温度よりも低いという条件で動作する。第2のシステム30は、コンプレッサにより強制的に冷媒を循環させるタイプの空調システム(クーラーユニット、ACU)であり、外気条件に影響されずに冷却効果が得られる。また、ACU30は、冷房(冷却)のみならず、暖房も可能である。   The air conditioning system 10 includes a first system (first air conditioning system, auxiliary system) 20 including a first indoor unit 21 and a second indoor unit 31 disposed downstream of the first indoor unit 21. A second system (second air conditioning system, main system) 30 and a control system 50 that cooperatively controls the first system 20 and the second system 30 are included. In this specification, a unit for handling indoor air is referred to as an indoor unit even when it is installed outdoors. The first system 20 is a natural circulation type (boiling circulation type) cooling system, hereinafter referred to as “Self-Circulating-Radiator” (SCR), and consumes low power because it circulates refrigerant without using a compressor. It operates under the condition that the outside air temperature is lower than the room temperature. The second system 30 is an air conditioning system (cooler unit, ACU) of a type that forcibly circulates a refrigerant by a compressor, and a cooling effect can be obtained without being influenced by outside air conditions. In addition, the ACU 30 can not only cool (cool) but also heat.

空調システム10は、部屋5の上部の空気6を吸引してSCR20で冷却し、SCR20から出力された冷気7をACU30で冷却して所望の温度になった冷気8を部屋5に戻すことにより部屋5を空調する。   The air conditioning system 10 sucks the air 6 in the upper part of the room 5 and cools it with the SCR 20, cools the cold air 7 output from the SCR 20 with the ACU 30, and returns the cold air 8 having a desired temperature to the room 5. 5 is air-conditioned.

図2に、空調システム10を抜き出して拡大し、斜視図により示している。図3に、空調システム10の概略構成を模式的な断面図により示している。図3においては、制御システム50の構成を示すためにACU30の上のスペースに制御システム50を配置している。空調システム10は、全体が建屋(建造物)1と一体感のある壁1aで外気が流通する状態で囲われていてもよい。   In FIG. 2, the air conditioning system 10 is extracted and enlarged, and is shown in a perspective view. In FIG. 3, schematic structure of the air conditioning system 10 is shown with typical sectional drawing. In FIG. 3, the control system 50 is arranged in a space above the ACU 30 in order to show the configuration of the control system 50. The entire air conditioning system 10 may be surrounded by a wall 1a having a sense of unity with the building (building) 1 in a state in which outside air circulates.

空調システム10は、PCS2が配置された部屋5のいずれかの側壁5aに接続あるいは隣接して配置される。空調システム10は、1台のユニット化されたSCR(第1のシステム)20と、1台のユニット化されたACU(第2のシステム)30とを含む。冷却対象の負荷により、組み合わされる台数は任意である。制御システム50は、SCR20の側に設けられていてもよく、ACU30の側に設けられていてもよく、空調システム10が複数のSCR20およびACU30を含む場合は、複数の制御システム50を備えていてもよく、共通の制御システム50により複数のSCR20およびACU30を制御してもよい。   The air conditioning system 10 is connected to or disposed adjacent to any side wall 5a of the room 5 in which the PCS 2 is disposed. The air conditioning system 10 includes one unitized SCR (first system) 20 and one unitized ACU (second system) 30. The number of units to be combined is arbitrary depending on the load to be cooled. The control system 50 may be provided on the SCR 20 side or may be provided on the ACU 30 side. When the air conditioning system 10 includes a plurality of SCRs 20 and ACUs 30, the control system 50 includes a plurality of control systems 50. Alternatively, a plurality of SCRs 20 and ACUs 30 may be controlled by a common control system 50.

SCR(第1のシステム)20は、第1のハウジング29と、ハウジング29の室内5に連通した室内機(第1の室内機)の空間(領域)21と、ハウジング29の建造物1の室外(屋外、外気)に連通した室外機(屋外機、第1の室外機)の空間(領域)22とを含む。室内機の領域21は仕切板29aにより室外機の領域22と分離されている。室内機の領域21には、室内熱交換器23が設置され、必要に応じて室内ファンも設置される。室外機の領域22には、外気ファン(屋外ファン、室外ファン)25および室外熱交換器24が設置される。さらに、SCR20は、室内機21の熱交換器23と室外機22の熱交換器24との間で冷媒を循環させる配管系(循環系)26を含む。室内機(第1の室内機)の空間(領域)21と、室外機(第1の室外機)の空間(領域)22とは、室内機21および室外機22として独立したユニットであってもよい。   The SCR (first system) 20 includes a first housing 29, a space (region) 21 of an indoor unit (first indoor unit) communicating with the room 5 of the housing 29, and the outdoor of the building 1 of the housing 29. And a space (area) 22 of an outdoor unit (outdoor unit, first outdoor unit) communicating with (outdoor, outside air). The indoor unit region 21 is separated from the outdoor unit region 22 by a partition plate 29a. An indoor heat exchanger 23 is installed in the area 21 of the indoor unit, and an indoor fan is also installed if necessary. An outdoor air fan (outdoor fan, outdoor fan) 25 and an outdoor heat exchanger 24 are installed in the area 22 of the outdoor unit. Furthermore, the SCR 20 includes a piping system (circulation system) 26 that circulates the refrigerant between the heat exchanger 23 of the indoor unit 21 and the heat exchanger 24 of the outdoor unit 22. The space (area) 21 of the indoor unit (first indoor unit) and the space (area) 22 of the outdoor unit (first outdoor unit) may be independent units as the indoor unit 21 and the outdoor unit 22. Good.

SCR20の室内機の領域21は、壁面5aの空気取入口(取込口、吸引口、吸込口)21aを介して部屋5と連通しており、下側の吹出口21bを介してACU30と接続するダクトスペース(ダクト)40に連通している。   The area 21 of the indoor unit of the SCR 20 communicates with the room 5 through an air inlet (intake port, suction port, suction port) 21a of the wall surface 5a, and is connected to the ACU 30 through a lower air outlet 21b. The duct space (duct) 40 communicates.

ACU(第2のシステム)30は、第2のハウジング39を含む。ハウジング39は、ダクト40によりSCR20の室内機の領域(第1の室内機)21に連通し、SCR20の室内機の領域(第1の室内機)21の下流に配置される室内機の領域(第2の室内機)31を含む。室内機の領域31には、室内熱交換器33と室内ファン38とが配置され、下側のダクト15を介してPCR2が配置された部屋5と連通している。   The ACU (second system) 30 includes a second housing 39. The housing 39 communicates with the indoor unit area (first indoor unit) 21 of the SCR 20 through the duct 40, and the indoor unit area (first indoor unit) 21 disposed downstream of the indoor unit area (first indoor unit) 21 of the SCR 20. 2nd indoor unit) 31 is included. An indoor heat exchanger 33 and an indoor fan 38 are disposed in the area 31 of the indoor unit, and communicate with the room 5 in which the PCR 2 is disposed via the lower duct 15.

第2のハウジング39は、さらに、室外と連通した室外機の領域(第2の室外機)32を含む。室外機の領域32は仕切板39aにより室内機の領域31と分離されている。室外機の領域32には、室外ファン35、室外熱交換器34、室内熱交換器33および室外熱交換器34の間で冷媒を循環させる循環系(不図示)、室内熱交換器33から室外熱交換器34に供給する冷媒を圧縮するコンプレッサ36、室外熱交換器34で熱交換された冷媒を減圧して室内熱交換器33に供給する減圧器37が配置されている。ACU(第2のシステム)30はハウジング39によりユニット化されていなくてもよく、室内機(第2の室内機)の空間(領域)31と、室外機(第2の室外機)の空間(領域)32とは、室内機31および室外機32として独立したユニットであってもよい。   The second housing 39 further includes an outdoor unit region (second outdoor unit) 32 that communicates with the outdoor unit. The outdoor unit region 32 is separated from the indoor unit region 31 by a partition plate 39a. In the outdoor unit region 32, a circulation system (not shown) for circulating a refrigerant between the outdoor fan 35, the outdoor heat exchanger 34, the indoor heat exchanger 33, and the outdoor heat exchanger 34, A compressor 36 that compresses the refrigerant supplied to the heat exchanger 34 and a decompressor 37 that decompresses the refrigerant heat-exchanged by the outdoor heat exchanger 34 and supplies the refrigerant to the indoor heat exchanger 33 are arranged. The ACU (second system) 30 may not be unitized by the housing 39, and the space (region) 31 of the indoor unit (second indoor unit) and the space (region of the outdoor unit (second outdoor unit)) ( The (region) 32 may be an independent unit as the indoor unit 31 and the outdoor unit 32.

SCR20の室内機の領域21の吹出口(供給口)21bとACU30の室内機の領域31の吸込口31aとを接続するダクト40は、部屋5と連通する第1のバイパス開口43および第2のバイパス開口44と、第1のバイパス開口43と第1の室内機21の吹出口21bとを交互に開閉する第1のダンパーユニット41と、第2のバイパス開口44を開閉する第2のダンパーユニット42とを含む。第1のバイパス開口43および第2のバイパス開口44は上下に配置されていてもよく、左右に配置されていてもよい。   The duct 40 connecting the air outlet (supply port) 21b of the indoor unit region 21 of the SCR 20 and the suction port 31a of the indoor unit region 31 of the ACU 30 includes the first bypass opening 43 and the second bypass communicating with the room 5 A first damper unit 41 that alternately opens and closes the bypass opening 44, the first bypass opening 43, and the air outlet 21b of the first indoor unit 21, and a second damper unit that opens and closes the second bypass opening 44. 42. The 1st bypass opening 43 and the 2nd bypass opening 44 may be arrange | positioned up and down, and may be arrange | positioned at right and left.

第1のバイパス開口43は、第1のダンパーユニット41によりオープンすることにより、SCR20の室内機の領域21をバイパスして部屋5から冷却対象の空気6を供給するダクトスペース40内に吸引し、ACU30に供給することができる。第2のバイパス開口44は、第2のダンパーユニット42によりオープンすることにより、SCR20の室内機の領域21で冷却された空気(冷気)7を、ACU30をバイパスして部屋5へ出力することができる。第1のダンパーユニット41および第2のダンパーユニット42は、シャッターやゲートバルブのような機構であってもよい。   The first bypass opening 43 is opened by the first damper unit 41 so as to bypass the area 21 of the indoor unit of the SCR 20 and suck it into the duct space 40 that supplies the air 6 to be cooled from the room 5. The ACU 30 can be supplied. When the second bypass opening 44 is opened by the second damper unit 42, the air (cold air) 7 cooled in the region 21 of the indoor unit of the SCR 20 can be output to the room 5 by bypassing the ACU 30. it can. The first damper unit 41 and the second damper unit 42 may be a mechanism such as a shutter or a gate valve.

バイパス用の開口43および44、およびダンパーユニット41および42を設ける代わりに、稼働を停止したSCR20を通過させて冷却対象の空気6をACU30に導いたり、SCR20で冷却した空気7を、稼働を停止したACU30を通過させて冷気8として部屋5へ供給してもよい。バイパス開口43および44を設けることにより、それぞれの熱交換器23および33を通過する際の圧力損失などの発生を抑制できる。   Instead of providing the bypass openings 43 and 44 and the damper units 41 and 42, the SCR 20 that has stopped operating is allowed to pass through to guide the air 6 to be cooled to the ACU 30, or the air 7 cooled by the SCR 20 is stopped from operating. The ACU 30 may be passed through and supplied to the room 5 as the cold air 8. By providing the bypass openings 43 and 44, it is possible to suppress the occurrence of pressure loss and the like when passing through the respective heat exchangers 23 and 33.

空調システム10は、さらに、冷却対処の空気6の温度Tsを検出する第1のセンサー11と、空調システム10から吹出される空気の温度Teを検出する第2のセンサー12と、室外の温度Tamを検出する第3のセンサー13と、ダクト40を通過する空気の温度Tdを検出する第4のセンサー14とを含む。第1のセンサー11は、冷却対象の部屋5の天井近くあるいは取込口21a近傍に配置され、第2のセンサー12は、冷却対象の部屋5の床近くのダクト15の吹出口31b近傍に配置され、第3のセンサー13は、SCR20の屋外ファン25の近傍に配置され、第4のセンサー14はダクト40内のACU30の室内機の領域31の吸込口31a近傍に配置される。各センサー11〜14で検出されたデータは、有線または無線により制御システム50で取得される。   The air conditioning system 10 further includes a first sensor 11 that detects the temperature Ts of the air 6 to be cooled, a second sensor 12 that detects the temperature Te of the air blown from the air conditioning system 10, and an outdoor temperature Tam. And a fourth sensor 14 for detecting the temperature Td of the air passing through the duct 40. The first sensor 11 is arranged near the ceiling of the room 5 to be cooled or in the vicinity of the intake 21a, and the second sensor 12 is arranged near the outlet 31b of the duct 15 near the floor of the room 5 to be cooled. The third sensor 13 is disposed in the vicinity of the outdoor fan 25 of the SCR 20, and the fourth sensor 14 is disposed in the vicinity of the inlet 31 a of the region 31 of the indoor unit of the ACU 30 in the duct 40. Data detected by the sensors 11 to 14 is acquired by the control system 50 by wire or wirelessly.

制御システム50は、CPUおよびメモリを含み、適当なプログラムをロードすることによりいくつかの機能を実現する。制御システム50は、空調システム10のSCR20およびACU30の冷却可能能力などを推定するシミュレータ51と、シミュレータ51の結果に基づき空調システム10の各機器の動作を制御する機器制御ユニット52とを含む。   The control system 50 includes a CPU and a memory, and implements several functions by loading an appropriate program. The control system 50 includes a simulator 51 that estimates the cooling capability of the SCR 20 and the ACU 30 of the air conditioning system 10, and a device control unit 52 that controls the operation of each device of the air conditioning system 10 based on the result of the simulator 51.

シミュレータ51は、空調システム10の冷却対象の空気6の温度Tsと目標吹き出し温度Ttとから空調システム10全体としての必要冷却能力Qd(W)を推定する必要能力推定ユニット53と、推定時の冷却対象の空気の温度Tsと外気温度Tamとの温度差ΔTにおける、SCR20の冷却可能能力Qs(W)とSCR20の消費電力Psとの関係を推定する冷却可能能力推定ユニット54とを含む。SCR20の消費電力Psは、主に、室外ファン25のファン動力である。   The simulator 51 includes a required capacity estimation unit 53 that estimates the required cooling capacity Qd (W) of the air conditioning system 10 as a whole from the temperature Ts of the air 6 to be cooled of the air conditioning system 10 and the target blowing temperature Tt, and cooling at the time of estimation A cooling capability estimation unit 54 that estimates the relationship between the cooling capability Qs (W) of the SCR 20 and the power consumption Ps of the SCR 20 in the temperature difference ΔT between the temperature Ts of the target air and the outside air temperature Tam is included. The power consumption Ps of the SCR 20 is mainly the fan power of the outdoor fan 25.

必要能力推定ユニット53は、以下の式により必要冷却能力Qdを算出する。
Qd=Kd・(Ts−Tt) ・・・(0)
ただし、Kdは空調システム10の能力係数(W/T)であり、空調システム10の室内風量から略決定できる定数である。また、温度TsおよびTtは摂氏(℃)または絶対温度(K)のいずれか一方の単位で統一される。
The required capacity estimation unit 53 calculates the required cooling capacity Qd by the following formula.
Qd = Kd · (Ts−Tt) (0)
However, Kd is a capacity coefficient (W / T) of the air conditioning system 10 and is a constant that can be substantially determined from the indoor air volume of the air conditioning system 10. The temperatures Ts and Tt are unified in either one unit of Celsius (° C.) or absolute temperature (K).

冷却可能能力推定ユニット54は、以下の式によりSCR20の冷却可能能力を算出する。
Qs=Ks・(Ts−Tam) ・・・(1)
ただし、KsはSCR20の能力係数(W/T)であり、温度TsおよびTamは摂氏(℃)または絶対温度(K)のいずれか一方の単位で統一される。
The coolable capacity estimation unit 54 calculates the coolable capacity of the SCR 20 by the following equation.
Qs = Ks · (Ts−Tam) (1)
However, Ks is a capability coefficient (W / T) of the SCR 20, and the temperatures Ts and Tam are unified in either one unit of Celsius (° C.) or absolute temperature (K).

Ksは外気ファン25の送風量の関数として以下の式により求められる。
Ks=K・(Nf/N) ・・・(2)
ただし、Kは外気ファン(室外ファン)25のタイプ、仕様などにより決定される比例定数(W/K)であり、Nfはファンの回転数(rpm)、Nはファンの定格回転数(rpm)である。
Ks is obtained by the following equation as a function of the air flow rate of the outside air fan 25.
Ks = K N · (Nf / N R ) (2)
Where K N is a proportionality constant (W / K) determined by the type and specifications of the outdoor air fan (outdoor fan) 25, Nf is the rotational speed (rpm) of the fan, and NR is the rated rotational speed of the fan ( rpm).

SCR20の消費電力(第1のシステムの消費電力)Ps(W)は、主に室外ファン25の消費電力に依存し、以下の式により予測できる。
Ps=Kf・(Nf/N+α ・・・(3)
ただし、Kfは室外ファン25のタイプ、仕様により決まる比例定数(W)であり、αはベース電力(W)である。
The power consumption of the SCR 20 (power consumption of the first system) Ps (W) mainly depends on the power consumption of the outdoor fan 25 and can be predicted by the following equation.
Ps = Kf · (Nf / N R ) 3 + α (3)
However, Kf is a proportionality constant (W) determined by the type and specification of the outdoor fan 25, and α is base power (W).

図4に、冷却可能能力推定ユニット54の推定結果の一例を示している。SCR20の冷却可能能力Qsは、推定時の冷却対象の空気の温度Tsと外気温度Tamとの温度差ΔTと、室外ファン25の回転数Nfとの関数となる。SCR20の消費電力Psは室外ファン25の回転数Nfの関数となる。温度差ΔTが十分に大きければ、冷却可能能力Qsは室外ファン25の回転数Nfの全範囲で消費電力Psを超え、SCR20は、全範囲でサービス可能である。一方、温度差ΔTが小さすぎると、冷却可能能力Qsは室外ファン25の回転数Nfの全範囲で消費電力Psを下回り、SCR20はサービス不可能である。温度差ΔTによっては、室外ファン25の回転数Nfの一部の領域C1で冷却可能能力Qsが消費電力Psを超え、SCR20を使用できる。   FIG. 4 shows an example of the estimation result of the coolable capacity estimation unit 54. The coolable capacity Qs of the SCR 20 is a function of the temperature difference ΔT between the temperature Ts of the air to be cooled at the time of estimation and the outside air temperature Tam and the rotational speed Nf of the outdoor fan 25. The power consumption Ps of the SCR 20 is a function of the rotational speed Nf of the outdoor fan 25. If the temperature difference ΔT is sufficiently large, the coolable capacity Qs exceeds the power consumption Ps in the entire range of the rotational speed Nf of the outdoor fan 25, and the SCR 20 can be serviced in the entire range. On the other hand, if the temperature difference ΔT is too small, the cooling capability Qs falls below the power consumption Ps over the entire range of the rotational speed Nf of the outdoor fan 25, and the SCR 20 cannot be serviced. Depending on the temperature difference ΔT, the coolable capacity Qs exceeds the power consumption Ps in the partial region C1 of the rotational speed Nf of the outdoor fan 25, and the SCR 20 can be used.

シミュレータ51は、さらに、第1のシステムのSCR20および第2のシステムのACU30をともに稼働させた際に、空調システム10全体としての消費電力Pdが最少となる協調運転ポイントを推定する協調運転ポイント推定ユニット55を含む。協調運転ポイント推定ユニット55は、SCR20の冷却可能能力Qsおよび消費電力Psと、ACU30を稼働したときの冷却可能能力Qcおよび消費電力Pcとから、空調システム10の消費電力Pd、すなわち、消費電力PsとPcとの和が最少となる条件を算出する。協調運転ポイント推定ユニット55は、連立方程式を解いたり、数値計算を行ったり、シミュレーテドアニーリングなどの最適化問題を解くアルゴリズムを採用したりすることにより協調運転ポイントを得る。協調運転ポイント推定ユニット55は、消費電力Pdが最少となる条件が複数存在する場合は、ACU30の消費電力Pcが最少となる条件を選択する。メカ的な構成を多く含むACU30の稼働率を減らし、空調システム10全体の長寿命化を図ることができる。   The simulator 51 further estimates the cooperative operation point estimation that minimizes the power consumption Pd of the air conditioning system 10 as a whole when both the SCR 20 of the first system and the ACU 30 of the second system are operated. A unit 55 is included. The coordinated operation point estimation unit 55 uses the coolable capacity Qs and power consumption Ps of the SCR 20 and the coolable capacity Qc and power consumption Pc when the ACU 30 is operated, so that the power consumption Pd of the air conditioning system 10, that is, the power consumption Ps. And a condition that minimizes the sum of Pc. The cooperative operation point estimation unit 55 obtains cooperative operation points by solving simultaneous equations, performing numerical calculations, or adopting an algorithm that solves an optimization problem such as simulated annealing. The cooperative operation point estimation unit 55 selects a condition that minimizes the power consumption Pc of the ACU 30 when there are a plurality of conditions that minimize the power consumption Pd. The operation rate of the ACU 30 including many mechanical configurations can be reduced, and the life of the entire air conditioning system 10 can be extended.

シミュレータ51は、メモリあるいはライブラリに格納された上記の条件に基づき種々の推定を行う。シミュレータ51は、クラウドで接続された外部のリソースを用いてシミュレーションを行ってもよく、空調システム10の条件をシミュレータとしての能力を備えた外部のサーバーに提供してシミュレーションした結果を得るものであってもよい。   The simulator 51 performs various estimations based on the above conditions stored in the memory or library. The simulator 51 may perform a simulation using an external resource connected in the cloud, and obtains a simulation result by providing the conditions of the air conditioning system 10 to an external server having a simulator capability. May be.

機器制御ユニット52は、シミュレータ51の結果を利用して空調システム10を制御する。機器制御ユニット52は、SCR20を制御するSCR制御ユニット56と、ACU30を制御するACU制御ユニット57と、ダクト40のダンパー41および42を制御するダンパー制御ユニット58と、モード制御ユニット59とを含む。SCR制御ユニット56は、冷却可能能力Qsが必要冷却能力Qdの範囲内で、冷却可能能力Qsが第1のシステム20の消費電力Ps以上となる条件(第1の条件)C1があればその条件C1でSCR20を稼働し、条件C1がなければSCR20を停止する第1の制御ユニットとしての機能を含む。モード制御ユニット59およびACU制御ユニット57は、SCR20の冷却可能能力Qsが必要冷却能力Qdに達していなければ、ACU30を稼働する第2の制御ユニットとしての機能を含む。   The device control unit 52 controls the air conditioning system 10 using the result of the simulator 51. The equipment control unit 52 includes an SCR control unit 56 that controls the SCR 20, an ACU control unit 57 that controls the ACU 30, a damper control unit 58 that controls the dampers 41 and 42 of the duct 40, and a mode control unit 59. If there is a condition (first condition) C1 in which the coolable capacity Qs is within the range of the required cooling capacity Qd and the coolable capacity Qs is equal to or greater than the power consumption Ps of the first system 20, the SCR control unit 56 A function as a first control unit that operates the SCR 20 at C1 and stops the SCR 20 if there is no condition C1 is included. The mode control unit 59 and the ACU control unit 57 include a function as a second control unit that operates the ACU 30 if the coolable capacity Qs of the SCR 20 does not reach the required cooling capacity Qd.

モード制御ユニット59は、SCR20およびACU30を協調運転する協調運転モード(第1のモード)M1と、SCR20を専用運転する(ACU30を停止する)SCR運転モード(第2のモード)M2と、ACU30を専用運転する(SCR20を停止する)ACU運転モード(第3のモード)M3と、SCR20およびACU30を停止する空調停止モード(第4のモード)M4とを含む。   The mode control unit 59 includes a cooperative operation mode (first mode) M1 for cooperative operation of the SCR 20 and the ACU 30, a SCR operation mode (second mode) M2 for exclusive operation of the SCR 20 (stopping the ACU 30), and the ACU 30. It includes an ACU operation mode (third mode) M3 for exclusive operation (stopping the SCR 20) and an air conditioning stop mode (fourth mode) M4 for stopping the SCR 20 and the ACU 30.

モード制御ユニット59は、ACU30の第2の室内機の領域31の吸込み温度(ダクト温度)Tdが目標吹出し温度Ttより低ければACU30を停止するSCR専用運転モード(第2のモード)M2をセットする第1の停止ユニットとしての機能59aを含む。モード制御ユニット59は、吹出し温度Teに対する冷却対象の空気6の温度Tsの差が、所定の値よりも小さければ、SCR20およびACU30を停止するモード(第4のモード)M4をセットする第2の停止ユニットとしての機能59bを含む。空調対象の部屋5においては、PCS2が稼働していなければ、例えば太陽光等により部屋5の温度が上昇していても、空調システム10を稼働する必要がない。このため、吹出し温度Teに対する冷却対象の空気6の温度Tsの差が所定の値、たとえば、太陽光のみの熱負荷として予想される値よりも小さければ、モードM4をセットして空調システム10を停止することにより、電力の消費をさらに抑えることができる。モードM4をセットするための温度差は、例えば、5℃、10℃などの特定の値であってもよく、太陽電池などを照度計として利用して日照量から推定してもよい。   The mode control unit 59 sets the SCR exclusive operation mode (second mode) M2 in which the ACU 30 is stopped if the suction temperature (duct temperature) Td in the region 31 of the second indoor unit of the ACU 30 is lower than the target blowing temperature Tt. A function 59a as a first stop unit is included. The mode control unit 59 sets the mode (fourth mode) M4 for stopping the SCR 20 and the ACU 30 if the difference in the temperature Ts of the air 6 to be cooled with respect to the blowing temperature Te is smaller than a predetermined value. A function 59b as a stop unit is included. In the room 5 to be air-conditioned, if the PCS 2 is not operating, it is not necessary to operate the air-conditioning system 10 even if the temperature of the room 5 is increased by, for example, sunlight. For this reason, if the difference of the temperature Ts of the air 6 to be cooled with respect to the blowing temperature Te is smaller than a predetermined value, for example, a value expected as a heat load of only sunlight, the mode M4 is set and the air conditioning system 10 is set. By stopping, power consumption can be further suppressed. The temperature difference for setting the mode M4 may be a specific value such as 5 ° C. or 10 ° C., for example, and may be estimated from the amount of sunlight using a solar cell or the like as an illuminometer.

モード制御ユニット59は、SCR20の冷却可能能力Qsと、ACU30の冷却可能能力Qcとが同じときに、SCR20の消費電力PsとACU30の消費電力Pcとを比較して消費電力の低い方を専用運転するモード(モードM2、モードM3)あるいは協調運転するモード(モードM3)を選択する機能59cなどを含んでいてもよい。   The mode control unit 59 compares the power consumption Ps of the SCR 20 and the power consumption Pc of the ACU 30 when the coolable capacity Qs of the SCR 20 and the coolable capacity Qc of the ACU 30 are the same. The function 59c etc. which select the mode (mode M2, mode M3) to perform, or the mode (mode M3) which carries out cooperative driving | operation may be included.

ダンパー制御ユニット58は、第1のモードM1が選択されると第1のダンパーユニット41が第1のバイパス開口43を閉じ、第2のダンパーユニット42が第2のバイパス開口44を閉じ、第2のモードM2が選択されると第1のダンパーユニット41が第1のバイパス開口43を閉じ、第2のダンパーユニット42が第2のバイパス開口44を開け、第3のモードM3が選択されると第1のダンパーユニット41がSCR20の吹出口21bを閉じて第1のバイパス開口43を開ける。第3のモードにおいては、第2のダンパーユニット42により第2のバイパス開口44を開けてもよい。   In the damper control unit 58, when the first mode M1 is selected, the first damper unit 41 closes the first bypass opening 43, the second damper unit 42 closes the second bypass opening 44, When the second mode M2 is selected, the first damper unit 41 closes the first bypass opening 43, the second damper unit 42 opens the second bypass opening 44, and the third mode M3 is selected. The first damper unit 41 closes the air outlet 21b of the SCR 20 and opens the first bypass opening 43. In the third mode, the second bypass opening 44 may be opened by the second damper unit 42.

協調運転を行う第1のモードM1では、第1のバイパス開口43および第2のバイパス開口44を閉じることによりSCR20およびACU30が直列に繋がり、SCR20およびACU30で冷却された冷気8が部屋5に供給される。SCR専用運転の第2のモードM2においては、第2のバイパス開口44を開放することにより、SCR20から出力された冷気7がACU30をバイパスして部屋5に供給される。したがって、ACU30の室内機器による圧力損失を防止できる。   In the first mode M1 in which cooperative operation is performed, the SCR 20 and the ACU 30 are connected in series by closing the first bypass opening 43 and the second bypass opening 44, and the cold air 8 cooled by the SCR 20 and the ACU 30 is supplied to the room 5. Is done. In the second mode M2 of the SCR exclusive operation, by opening the second bypass opening 44, the cold air 7 output from the SCR 20 is supplied to the room 5 by bypassing the ACU 30. Therefore, pressure loss due to the indoor equipment of the ACU 30 can be prevented.

ACU専用運転を行う第3のモードM3においては第1のダンパーユニット41が第1のシステム20の吹出口21bを閉じることにより第1のバイパス開口43を開けるか、第2のダンパーユニット42により第2のバイパス開口44を開ける。これにより、SCR20をバイパスしてACU30に室内の冷却対象の空気6が供給される。SCR20の室内機器による圧力損失を防止できる。また、SCR20を結露防止のために停止する条件においては、SCR20をバイパスすることにより部屋5へ循環する空気が不要に除湿されるような事態を防止できる。   In the third mode M3 in which the ACU exclusive operation is performed, the first damper unit 41 opens the first bypass opening 43 by closing the air outlet 21b of the first system 20, or the second damper unit 42 performs the first operation. 2 bypass opening 44 is opened. Thereby, the air 6 to be cooled is supplied to the ACU 30 by bypassing the SCR 20. Pressure loss due to the indoor equipment of the SCR 20 can be prevented. Further, under the condition that the SCR 20 is stopped to prevent dew condensation, bypassing the SCR 20 can prevent a situation where the air circulating to the room 5 is dehumidified unnecessarily.

図5に、空調システム10の制御ユニット(制御システム)50による処理の概要をフローチャートにより示している。ステップ71おいて、制御ユニット50が、冷却対象の空気6の吸込み温度Ts、吹出し温度Te、外気温度Tam、およびダクト40の空気の温度(第2の室内機31の吸込み温度)Tdを取得する。ステップ72において、モード制御ユニット59の機能59aが、ACU30の室内機の吸込み温度Tdが目標吹出し温度Ttよりも低いと判断すると、ステップ73において、第2のモードM2をセットしてACU30を停止しSCR専用運転とする。同時にダンパー制御ユニット58は第2のモードM2にダンパー41および42をセットする。   FIG. 5 is a flowchart showing an outline of processing by the control unit (control system) 50 of the air conditioning system 10. In step 71, the control unit 50 acquires the suction temperature Ts of the air 6 to be cooled, the blow-out temperature Te, the outside air temperature Tam, and the temperature of the air in the duct 40 (suction temperature of the second indoor unit 31) Td. . If the function 59a of the mode control unit 59 determines in step 72 that the suction temperature Td of the indoor unit of the ACU 30 is lower than the target outlet temperature Tt, in step 73, the second mode M2 is set and the ACU 30 is stopped. SCR exclusive operation. At the same time, the damper control unit 58 sets the dampers 41 and 42 in the second mode M2.

ステップ74において、吹出し温度Teに対する冷却対象の空気の温度Tsの差が、所定の値、例えば5℃よりも小さいと判断すると、ステップ75において、モード制御機能(モード制御ユニット)59の機能59bは第4のモードM4をセットしてSCR20およびACU30を停止する。   If it is determined in step 74 that the difference in the temperature Ts of the air to be cooled with respect to the blowing temperature Te is smaller than a predetermined value, for example, 5 ° C., the function 59b of the mode control function (mode control unit) 59 is determined in step 75. The fourth mode M4 is set and the SCR 20 and the ACU 30 are stopped.

ステップ76において、シミュレータ51の必要能力推定ユニット53は、冷却対象の空気6の温度Tsと目標吹き出し温度Ttとから必要冷却能力Qd(W)を推定する。これと同時に、または前後して、冷却可能能力推定ユニット54は、推定時の冷却対象の空気の温度Tsと外気温度Tamとの温度差ΔTにおけるSCR20の冷却可能能力QsとSCRの消費電力Psとの関係を、式(1)〜(3)により推定し、SCR20を稼働できる条件C1を満たすファン回転数Nfの範囲を算出する。   In step 76, the required capacity estimation unit 53 of the simulator 51 estimates the required cooling capacity Qd (W) from the temperature Ts of the air 6 to be cooled and the target blowing temperature Tt. At the same time, or before or after this, the coolable capacity estimation unit 54 determines the coolable capacity Qs of the SCR 20 and the power consumption Ps of the SCR at the temperature difference ΔT between the temperature Ts of the air to be cooled at the time of estimation and the outside air temperature Tam. Is estimated by the equations (1) to (3), and the range of the fan rotation speed Nf that satisfies the condition C1 capable of operating the SCR 20 is calculated.

次に、ステップ77において、SCR20を運転できる条件C1があれば、協調運転ポイント推定ユニット55がSCR20およびACU30をともに稼働させた際に、空調システム10全体としての消費電力Pdが最少となる協調運転ポイントの有無、およびその運転条件を推定する。   Next, in step 77, if there is a condition C1 at which the SCR 20 can be operated, when the cooperative operation point estimation unit 55 operates both the SCR 20 and the ACU 30, the cooperative operation in which the power consumption Pd as the entire air conditioning system 10 is minimized. Presence / absence of points and their operating conditions are estimated.

ステップ81において、協調運転を行う条件があれば、ステップ82において、モード制御ユニット59は、第1のモードM1を設定する。ダンパー制御ユニット58が、図3に示すように、第1のダンパーユニット41により第1のバイパス開口43を閉じ、第2のダンパーユニット42により第2のバイパス開口44を閉じ、SCR20およびACU30が協調運転を開始する。   In step 81, if there is a condition for performing cooperative driving, in step 82, the mode control unit 59 sets the first mode M1. As shown in FIG. 3, the damper control unit 58 closes the first bypass opening 43 by the first damper unit 41, closes the second bypass opening 44 by the second damper unit 42, and the SCR 20 and the ACU 30 cooperate. Start driving.

ステップ81において、協調運転ポイントがなければ、ステップ84において、シミュレータ51は、SCR20を運転する条件C1におけるSCR20の冷却可能能力Qsおよび消費電力Psと、ACU30の冷却可能能力Qcおよび消費電力Pcとを比較し、SCR20の消費電力Psが低ければステップ85において第2のモードM2をセットしSCR20を運転しACU30を停止する。ダンパー制御ユニット58は、第1のダンパーユニット41でSCR20の室内機の領域21の出口(吹出口)21bを開いて第1のバイパス開口43を閉じ、第2のダンパーユニット42で第2のバイパス開口44を開いてSCR20から出力される冷気7を部屋5へ供給する(図6参照)。   In step 81, if there is no coordinated operation point, in step 84, the simulator 51 obtains the cooling capability Qs and power consumption Ps of the SCR 20 and the cooling capability Qc and power consumption Pc of the ACU 30 in the condition C1 for operating the SCR 20. If the power consumption Ps of the SCR 20 is low, the second mode M2 is set in step 85, the SCR 20 is operated, and the ACU 30 is stopped. The damper control unit 58 opens the outlet (blower) 21b of the area 21 of the indoor unit of the SCR 20 with the first damper unit 41 and closes the first bypass opening 43, and the second bypass unit 42 with the second bypass. The opening 44 is opened and the cool air 7 output from the SCR 20 is supplied to the room 5 (see FIG. 6).

SCR20の消費電力Psが多ければ、ステップ87において第3のモードM3をセットしSCR20を停止しACU30を運転する。ダンパー制御ユニット58は、第1のダンパーユニット41でSCR20の室内機の領域21の出口21bを閉じて第1のバイパス開口43を開いてもよく、第2のダンパーユニット42で第2のバイパス開口44を開いてもよく、SCR20をバイパスして部屋5の空気6をACU30の室内機の領域31へ供給する(図7参照)。   If the power consumption Ps of the SCR 20 is large, the third mode M3 is set in step 87, the SCR 20 is stopped, and the ACU 30 is operated. The damper control unit 58 may close the outlet 21b of the indoor unit region 21 of the SCR 20 with the first damper unit 41 to open the first bypass opening 43, and the second damper unit 42 with the second bypass opening. 44 may be opened to bypass the SCR 20 and supply the air 6 in the room 5 to the area 31 of the indoor unit of the ACU 30 (see FIG. 7).

このように、空調システム10においては、自然循環型のSCR(第1のシステム)20と、コンプレッサにより冷媒を強制循環させるタイプの空調ユニットACU(第2のシステム)30とをそれぞれユニット化して組み合わせ、制御システム50により、消費電力が最も低くなるようにそれぞれのシステムをオンオフおよび協調運転できる。また、SCR20をACU30に対して優先的に稼働することにより、メカ的な機構の多いACU30の稼働率を低下でき、空調システム10全体として長寿命化を図ることができる。   As described above, in the air conditioning system 10, the natural circulation type SCR (first system) 20 and the air conditioning unit ACU (second system) 30 of the type in which the refrigerant is forcedly circulated by the compressor are unitized and combined. The control system 50 can turn on and off each system and perform cooperative operation so that the power consumption is minimized. Further, by operating the SCR 20 preferentially with respect to the ACU 30, the operation rate of the ACU 30 having many mechanical mechanisms can be reduced, and the life of the air conditioning system 10 as a whole can be increased.

1 建造物
10 空調システム
20 SCR(第1のシステム)
30 ACU(第2のシステム)
50 制御システム
1 Building 10 Air conditioning system 20 SCR (first system)
30 ACU (second system)
50 Control system

Claims (13)

空調システムを制御する制御システムであって、
前記空調システムは、第1の室内機を含む第1のシステムと、
前記第1の室内機の下流に配置される第2の室内機を含む第2のシステムとを含み、
前記第1のシステムは、さらに、ファンを含む室外機と、前記室外機および前記第1の室内機の間で冷媒を自然循環させる循環系とを含み、
当該制御システムは、
前記空調システムの冷却対象の空気の温度と目標吹き出し温度とから必要冷却能力を推定する必要能力推定ユニットと、
推定時の前記冷却対象の空気の温度と外気温度との温度差における前記第1のシステムの冷却可能能力と前記第1のシステムの消費電力との関係を推定する冷却可能能力推定ユニットと、
前記冷却可能能力が前記必要冷却能力の範囲内で、前記冷却可能能力が前記第1のシステムの消費電力以上となる第1の条件があれば、前記第1の条件で前記第1のシステムを稼働し、前記第1の条件がなければ、前記第1のシステムを停止する第1の制御ユニットとを含む、制御システム。
A control system for controlling an air conditioning system,
The air conditioning system includes a first system including a first indoor unit,
A second system including a second indoor unit disposed downstream of the first indoor unit,
The first system further includes an outdoor unit including a fan, and a circulation system for naturally circulating a refrigerant between the outdoor unit and the first indoor unit,
The control system
A required capacity estimating unit that estimates a required cooling capacity from the temperature of the air to be cooled of the air conditioning system and the target blowing temperature;
A coolable capacity estimation unit for estimating a relationship between the coolable capacity of the first system and the power consumption of the first system in the temperature difference between the temperature of the air to be cooled and the outside air temperature at the time of estimation;
If there is a first condition in which the coolable capacity is within the range of the required cooling capacity and the coolable capacity is greater than or equal to the power consumption of the first system, the first system is set under the first condition. A control system including a first control unit that operates and, if there is no first condition, stops the first system.
請求項1において、
前記第2の室内機の吸込み温度が前記目標吹出し温度より低ければ、前記第2のシステムを停止するユニットを含む、制御システム。
In claim 1,
A control system including a unit that stops the second system if the suction temperature of the second indoor unit is lower than the target blowing temperature.
請求項1または2において、
吹出し温度に対する前記冷却対象の空気の温度の差が、所定の値よりも小さければ、前記第1のシステムおよび前記第2のシステムを停止するユニットを含む、制御システム。
In claim 1 or 2,
A control system including a unit that stops the first system and the second system if a difference in temperature of the air to be cooled with respect to the blow-out temperature is smaller than a predetermined value.
請求項1ないし3のいずれかに記載の制御システムと、
前記第1のシステムと、
前記第2のシステムとを有する空調システム。
A control system according to any one of claims 1 to 3;
The first system;
An air conditioning system having the second system.
請求項4において、
前記第1の室内機の吹き出し口と前記第2の室内機の吸い込み口とを接続するダクトスペースと、
前記ダクトスペース内で、前記第1の室内機をバイパスして前記ダクトスペースに前記冷却対象の空気を供給する第1のバイパス開口と前記第1の室内機の吹き出し口とを交互に開閉する第1のダンパーユニットとを有する空調システム。
In claim 4,
A duct space connecting the outlet of the first indoor unit and the inlet of the second indoor unit;
In the duct space, a first bypass opening that bypasses the first indoor unit and supplies the air to be cooled to the duct space and a blowout port of the first indoor unit are alternately opened and closed. An air conditioning system having one damper unit.
請求項5において、
前記ダクトスペース内で、前記第1のバイパス開口よりも下側に配置され、前記第2の室内機をバイパスして冷気を放出する第2のバイパス開口を開閉する第2のダンパーユニットを有する空調システム。
In claim 5,
An air conditioner having a second damper unit that is disposed below the first bypass opening in the duct space and opens and closes a second bypass opening that bypasses the second indoor unit and discharges cool air. system.
請求項6において、
前記制御システムは、前記第1のダンパーユニットが前記第1のバイパス開口を閉じ、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を閉じる第1のモードと、
前記第1のダンパーユニットが前記第1のバイパス開口を閉じ、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を開ける第2のモードと、
前記第1のダンパーユニットが前記第1の室内機の吹き出し口を閉じる、または、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を開ける第3のモードとの少なくともいずれかを含む、空調システム。
In claim 6,
The control system includes a first mode in which the first damper unit closes the first bypass opening, and the second damper unit closes the second bypass opening;
A second mode in which the first damper unit closes the first bypass opening, and the second damper unit opens the second bypass opening;
The air conditioning system includes at least one of the first damper unit closing the outlet of the first indoor unit or the third mode in which the second damper unit opens the second bypass opening. .
前記冷却対象の空気を排出する発熱機器が配置された部屋と、
前記部屋の空気を空調する請求項4ないし7のいずれかに記載の空調システムとを有する建造物。
A room in which a heat generating device for discharging the air to be cooled is disposed;
The building which has an air-conditioning system in any one of Claim 4 thru | or 7 which air-conditions the air of the said room.
請求項8において、前記発熱機器が太陽光発電システムのパワーコンディショナーである、建造物。   The building according to claim 8, wherein the heat generating device is a power conditioner of a solar power generation system. 空調システムを制御する方法であって、
前記空調システムは、第1の室内機を含む第1のシステムと、
前記第1の室内機の下流に配置される第2の室内機を含む第2のシステムとを含み、
前記第1のシステムは、さらに、ファンを含む室外機と、前記室外機および前記第1の室内機の間で冷媒を自然循環させる循環系とを含み、
前記空調システムは、さらに前記第1のシステムおよび前記第2のシステムを制御する制御ユニットを含み、
当該方法は、
前記制御ユニットが、前記空調システムの冷却対象の空気の温度と目標吹き出し温度とから必要冷却能力を推定することと、
推定時の前記冷却対象の空気の温度と外気温度との温度差における前記第1のシステムの冷却可能能力と前記第1のシステムの消費電力との関係を推定することと、
前記冷却可能能力が前記必要冷却能力の範囲内で、前記冷却可能能力が前記第1のシステムの消費電力以上となる第1の条件があれば、前記第1の条件で前記第1のシステムを稼働し、前記第1の条件がなければ、前記第1のシステムを停止することとを有する、方法。
A method of controlling an air conditioning system,
The air conditioning system includes a first system including a first indoor unit,
A second system including a second indoor unit disposed downstream of the first indoor unit,
The first system further includes an outdoor unit including a fan, and a circulation system for naturally circulating a refrigerant between the outdoor unit and the first indoor unit,
The air conditioning system further includes a control unit that controls the first system and the second system,
The method is
The control unit estimates the required cooling capacity from the temperature of the air to be cooled of the air conditioning system and the target blowing temperature;
Estimating the relationship between the cooling capability of the first system and the power consumption of the first system in the temperature difference between the temperature of the air to be cooled and the outside air temperature at the time of estimation;
If there is a first condition in which the coolable capacity is within the range of the required cooling capacity and the coolable capacity is greater than or equal to the power consumption of the first system, the first system is set under the first condition. Operating and, if there is no first condition, shutting down the first system.
請求項10において、
前記制御ユニットが、前記第2の室内機の吸込み温度が前記目標吹き出し温度より低ければ、前記第2のシステムを停止することを有する方法。
In claim 10,
The method comprising: stopping the second system if the suction temperature of the second indoor unit is lower than the target blowing temperature.
請求項10または11において、
前記制御ユニットが、吹出し温度に対する前記冷却対象の空気の温度の差が、所定の値よりも小さければ、前記第1のシステムおよび前記第2のシステムを停止することを有する、方法。
In claim 10 or 11,
The method comprising: stopping the first system and the second system if the difference between the temperature of the air to be cooled and the temperature of the air to be cooled is smaller than a predetermined value.
請求項10ないし12のいずれかにおいて、
前記空調システムは、前記第1の室内機の吹き出し口と前記第2の室内機の吸い込み口とを接続するダクトスペースと、
前記ダクトスペース内で、前記第1の室内機をバイパスして前記ダクトスペースに前記冷却対象の空気を供給する第1のバイパス開口と前記第1の室内機の吹き出し口とを交互に開閉する第1のダンパーユニットと、
前記ダクトスペース内で、前記第1のバイパス開口よりも下側に配置され、前記第2の室内機をバイパスして冷気を放出する第2のバイパス開口を開閉する第2のダンパーユニットとを含み、
当該方法は、
前記制御ユニットが、前記第1のダンパーユニットが前記第1のバイパス開口を閉じ、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を閉じることと、
前記第1のダンパーユニットが前記第1のバイパス開口を閉じ、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を開けることと、
前記第1のダンパーユニットが前記第1の室内機の吹き出し口を閉じる、または、前記第2のダンパーユニットが前記第2のバイパス開口を開けることとの少なくともいずれかを含む、方法。
In any one of claims 10 to 12,
The air conditioning system includes a duct space that connects a blowout port of the first indoor unit and a suction port of the second indoor unit,
In the duct space, a first bypass opening that bypasses the first indoor unit and supplies the air to be cooled to the duct space and a blowout port of the first indoor unit are alternately opened and closed. 1 damper unit,
A second damper unit that is disposed below the first bypass opening in the duct space and opens and closes a second bypass opening that bypasses the second indoor unit and discharges cool air. ,
The method is
The control unit is configured such that the first damper unit closes the first bypass opening, and the second damper unit closes the second bypass opening;
The first damper unit closes the first bypass opening, the second damper unit opens the second bypass opening;
The method includes: at least one of the first damper unit closing the outlet of the first indoor unit or the second damper unit opening the second bypass opening.
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