JP2016102636A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調システム、より具体的には、地中熱を利用する熱源装置と、電気又は燃料を使用する熱源装置と、これらの熱源装置により冷却/加熱された循環流体の熱を利用して空調を行う空調装置と、を備えた空調システムに関する。 The present invention uses an air conditioning system, more specifically, a heat source device that uses underground heat, a heat source device that uses electricity or fuel, and the heat of a circulating fluid cooled / heated by these heat source devices. And an air conditioning system equipped with an air conditioning system.
従来、特許文献1(特開2012−047360号公報)のように、地中熱を熱源として利用する空調システムが知られている。地中の温度は、季節によらず一定に維持されやすく、大気を熱源とする場合に比べ、効率のよい空調システムを実現できる。 Conventionally, an air conditioning system that uses geothermal heat as a heat source has been known as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-047360. The underground temperature is easily maintained constant regardless of the season, and an efficient air conditioning system can be realized as compared with the case where air is used as a heat source.
しかし、地中熱は無尽蔵ではないため、例えば冬季に暖房に地中熱を利用し過ぎた場合には、地中の温度が次第に低下し、空調システムの能力が低下する場合がある。 However, since the underground heat is not inexhaustible, for example, if the underground heat is excessively used for heating in winter, the underground temperature gradually decreases, and the capacity of the air conditioning system may decrease.
このような場合にも暖房を継続するためには、バックアップの熱源としてボイラを設けるという対応が考えられる。しかし、設置されるボイラの能力は、ピーク負荷時であっても能力が不足しないように決定されるため、部分負荷時にはボイラが発停を繰り返し、効率が低下する場合がある。 In order to continue heating even in such a case, it is conceivable to provide a boiler as a backup heat source. However, since the capacity of the installed boiler is determined so that the capacity is not insufficient even at the peak load, the boiler repeatedly starts and stops at the partial load, and the efficiency may decrease.
本発明の課題は、地中熱を利用する熱源装置と、電気又は燃料を使用する熱源装置と、これらの熱源装置により冷却/加熱された循環流体の熱を利用して空調を行う空調装置と、を備えた空調システムであって、効率性に優れた空調システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat source device that uses underground heat, a heat source device that uses electricity or fuel, and an air conditioner that performs air conditioning using the heat of a circulating fluid cooled / heated by these heat source devices. The present invention is to provide an air conditioning system having excellent efficiency.
本発明の第1観点に係る空調システムは、第1熱源装置と、第1熱源装置とは別の第2熱源装置と、空調装置と、制御部と、を備える。第1熱源装置は、地中熱交換器を有し、地中の熱を利用して地中熱交換器において循環流体を冷却あるいは加熱する。第2熱源装置は、電気又は燃料を使って循環流体を冷却あるいは加熱する。空調装置は、循環流体の熱を利用して空調を行う。制御部は、第1制御モードと、第2制御モードと、を選択的に実行する。第1制御モードでは、第2熱源装置を使用せず、第1熱源装置によって冷却あるいは加熱された循環流体の熱を利用して空調装置に空調を行わせる。第2制御モードでは、第1熱源装置を使用せず、第2熱源装置によって冷却あるいは加熱された循環流体の熱を利用して空調装置に空調を行わせる。制御部は、第2制御モードにおいて、空調装置が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、地中熱交換器にも循環流体の熱を供与する。 An air conditioning system according to a first aspect of the present invention includes a first heat source device, a second heat source device different from the first heat source device, an air conditioner, and a control unit. The first heat source device has an underground heat exchanger, and cools or heats the circulating fluid in the underground heat exchanger using the underground heat. The second heat source device cools or heats the circulating fluid using electricity or fuel. The air conditioner performs air conditioning using the heat of the circulating fluid. The control unit selectively executes the first control mode and the second control mode. In the first control mode, the air conditioner is caused to perform air conditioning using the heat of the circulating fluid cooled or heated by the first heat source device without using the second heat source device. In the second control mode, the air conditioner is caused to perform air conditioning using the heat of the circulating fluid cooled or heated by the second heat source device without using the first heat source device. In the second control mode, the control unit also supplies the heat of the circulating fluid to the underground heat exchanger when excessive heat necessary for the air conditioner to perform air conditioning is generated.
本発明の第1観点に係る空調システムでは、第2熱源装置により電気又は燃料を使って循環流体が冷却又は加熱される場合であって、空調装置が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、地中熱交換器にも循環流体の熱が供与される。そのため、余剰熱を地中熱の回復に無駄なく活用できる。そのため、余剰熱を無駄にすることなく、効率性に優れた空調システムを実現できる。 In the air conditioning system according to the first aspect of the present invention, the second heat source device cools or heats the circulating fluid using electricity or fuel, and the excess heat is more than necessary for the air conditioning device to perform air conditioning. When this occurs, the heat of the circulating fluid is also supplied to the underground heat exchanger. Therefore, surplus heat can be utilized without waste for recovery of underground heat. Therefore, an air conditioning system with excellent efficiency can be realized without wasting excess heat.
本発明の第2観点に係る空調システムは、第1観点に係る空調システムであって、制御部は、当該空調システムの運転開始時には第1制御モードを実行する。制御部は、第1制御モードの実行中に、地中の温度が第1温度より低下した場合に、第1制御モードに代えて第2制御モードを開始する。制御部は、第2制御モードの実行中に、地中の温度が、第1温度より高い第2温度より上昇した場合に、第2制御モードに代えて第1制御モードを開始する。 The air conditioning system which concerns on the 2nd viewpoint of this invention is an air conditioning system which concerns on a 1st viewpoint, Comprising: A control part performs 1st control mode at the time of the driving | operation start of the said air conditioning system. The control unit starts the second control mode instead of the first control mode when the underground temperature drops below the first temperature during execution of the first control mode. The controller starts the first control mode instead of the second control mode when the underground temperature rises above the second temperature higher than the first temperature during execution of the second control mode.
本発明の第2観点に係る空調システムでは、空調装置の暖房運転時であって、地中温度が低下した場合にも、第1制御モードに代えて第2制御モードを実行することで空調装置を効率よく運転できる。一方、地中温度が回復した場合には、第2制御モードから第1制御モードへと切り換えることで、地中熱を利用した効率のよい空調装置の暖房運転を行うことができる。 In the air conditioning system according to the second aspect of the present invention, even when the air conditioner is in the heating operation and the underground temperature decreases, the air conditioner is executed by executing the second control mode instead of the first control mode. Can be operated efficiently. On the other hand, when the underground temperature recovers, the efficient air-conditioning heating operation using the underground heat can be performed by switching from the second control mode to the first control mode.
本発明の第3観点に係る空調システムは、第1観点又は第2観点に係る空調システムであって、制御部は、第2制御モードにおいて、能力過剰による第2熱源装置の停止が発生する場合に、余剰熱が生じているとして地中熱交換器に循環流体の熱を供与する。 The air conditioning system which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is an air conditioning system which concerns on a 1st viewpoint or a 2nd viewpoint, Comprising: In a 2nd control mode, when a stop of the 2nd heat-source apparatus by a capability excess generate | occur | produces a control part In addition, the heat of the circulating fluid is supplied to the underground heat exchanger because surplus heat is generated.
本発明の第3観点に係る空調システムでは、第2制御モードにおいて第2熱源装置が起動/停止を繰り返す状況が発生することを防止でき、第2熱源装置を効率よく運転することができる。 In the air conditioning system according to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent a situation in which the second heat source device repeatedly starts / stops in the second control mode, and the second heat source device can be operated efficiently.
第1観点に係る空調システムでは、第2熱源装置により電気又は燃料を使って循環流体が冷却又は加熱される場合であって、空調装置が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、地中熱交換器にも循環流体の熱が供与される。そのため、余剰熱を地中熱の回復に無駄なく活用できる。そのため、余剰熱を無駄にすることなく、効率性に優れた空調システムを実現できる。 In the air conditioning system according to the first aspect, the circulating fluid is cooled or heated using electricity or fuel by the second heat source device, and excess heat is generated that is more than necessary for the air conditioning device to perform air conditioning. In addition, heat from the circulating fluid is also supplied to the underground heat exchanger. Therefore, surplus heat can be utilized without waste for recovery of underground heat. Therefore, an air conditioning system with excellent efficiency can be realized without wasting excess heat.
第2観点に係る空調システムでは、空調装置の暖房運転時に地中温度が低下した場合にも空調装置を効率よく運転でき、地中温度が回復した場合には地中熱を利用した効率のよい空調装置の暖房運転を行うことができる。 In the air conditioning system according to the second aspect, the air conditioner can be operated efficiently even when the underground temperature decreases during the heating operation of the air conditioner, and when the underground temperature recovers, the efficiency using the underground heat is good. The heating operation of the air conditioner can be performed.
第3観点に係る空調システムでは、第2制御モードにおいて第2熱源装置が起動/停止を繰り返す状況が発生することを防止でき、第2熱源装置を効率よく運転することができる。 In the air conditioning system according to the third aspect, it is possible to prevent a situation in which the second heat source device repeats starting / stopping in the second control mode, and to efficiently operate the second heat source device.
本発明の一実施形態に係る空調システム100について、図面を参照して説明する。
An
なお、下記の実施形態は、実施例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The following embodiments are merely examples, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
(1)全体構成
本実施形態に係る空調システム100は、ビル等に設置される空調システムである。空調システム100は、空調システム100の設置されたビル等の冷房および暖房に使用される。ただし、これに限定されるものではなく、空調システム100は、空調システム100の設置されたビル等の冷房又は暖房のいずれかにのみ使用されてもよい。
(1) Overall Configuration The
空調システム100は、配管21、地中熱交換装置60、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、空調装置30、およびコントローラ70を主に有する(図1参照)。なお、図1では、空調装置30の台数を3台としているが、空調装置30の台数は、これに限定されるものではなく、1台であってもよいし、2台又は4台以上であってもよい。
The
地中熱交換装置60は、第1熱源装置の一例である。地中熱交換装置60は、地中に設置される地中熱交換器61を有する。後述する第1ポンプ62が稼働されると、地中熱交換器61の内部を循環流体が流れ、地中熱交換器61において、地中の熱を利用して循環流体が冷却あるいは加熱される。また、後述する第2ポンプ20が稼働されると、地中熱交換器61の内部を循環流体が流れ、地中熱交換器61に循環流体の熱(冷熱/温熱の両方を含む)が供与され、地中が冷却あるいは加熱される。
The underground
冷却塔80およびボイラ90は、第2熱源装置の一例である。冷却塔80およびボイラ90は、電気又は燃料を使って、第2ポンプ20により循環させられる循環流体を冷却あるいは加熱する。冷却塔80は、例えば空調システム100の設置されたビル等の屋上に設置される。冷却塔80では、循環流体が所定の温度まで冷却される。ボイラ90は、例えば空調システム100の設置されたビル等の機械室に設置される。ボイラ90では、循環流体が所定の温度まで加熱される。
The
配管21は、地中熱交換装置60により冷却あるいは加熱された循環流体、冷却塔80により冷却された循環流体、又は、ボイラ90により加熱された循環流体を、後述する空調装置30の熱源機40まで運ぶための配管である。配管21には、第1ポンプ62および第2ポンプ20が設けられる。第1ポンプ62は、地中熱交換装置60と、配管21と、空調装置30の熱源機40と、により構成される流体回路内で、循環流体を循環させる。第2ポンプ20は、冷却塔80又はボイラ90と、配管21と、空調装置30の熱源機40と、により構成される流体回路内で、循環流体を循環させる。また、第2ポンプ20は、後述する地中蓄熱制御モード実行時には、地中熱交換装置60と、冷却塔80又はボイラ90と、配管21と、により構成される流体回路内で、循環流体を循環させる。
The
なお、ここでは、循環流体としてブラインが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、ブラインに変えて、水が循環流体として用いられてもよい。 Here, brine is used as the circulating fluid, but the present invention is not limited to this. For example, instead of brine, water may be used as the circulating fluid.
各空調装置30は、熱源機40と、複数の室内機50と、流量調整弁35と、を有する(図1参照)。熱源機40は、例えば空調システム100の設置されたビル等の各階の機械室に設置される。室内機50は、空調の対象となる空調対象空間に設置される。熱源機40と室内機50とは、後述するように冷媒配管により接続されて冷媒回路31を構成する(図2参照)。空調装置30では、冷媒回路31内を冷媒が流れ、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われることで、空調対象空間の冷房又は暖房が行われる。熱源機40は、配管21と接続されている。熱源機40において、冷媒回路31を流れる冷媒と、配管21を経て熱源機40に流れる循環流体との間で熱交換が行われ、冷媒が循環流体により冷却又は加熱される。流量調整弁35は、配管21に設けられる。流量調整弁35は、熱源機40に対応して設けられ、熱源機40に流れる循環流体の量を調整する。
Each
コントローラ70は、主に、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、および後述する配管21に設けられた複数のバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bの制御を行う。
The
(2)詳細構成
配管21、第1ポンプ62、第2ポンプ20、地中熱交換装置60、空調装置30、およびコントローラ70について詳細に説明する。
(2) Detailed Configuration The
(2−1)配管
配管21は、地中熱交換装置60と接続されている(図1参照)。また、配管21は、冷却塔80およびボイラ90と接続されている(図1参照)。また、配管21は、複数の空調装置30がそれぞれ有する熱源機40と接続されている(図1参照)。より具体的には、配管21は、各熱源機40が有する熱源側熱交換器43を循環流体が通過するよう、各熱源機40の熱源側熱交換器43と接続されている(図2参照)。
(2-1) Piping The piping 21 is connected to the underground heat exchange device 60 (see FIG. 1). The
配管21には、地中熱交換装置60において冷却あるいは加熱された循環流体を熱源機40まで運ぶために、第1ポンプ62が設けられている(図1参照)。また、配管21には、冷却塔80により冷却された循環流体、又は、ボイラ90により加熱された循環流体を熱源機40まで運ぶために、第2ポンプ20が設けられている(図1参照)。
The
配管21には、循環流体の流れ方向を制御するために用いられる複数のバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bが設けられている(図1参照)。
The
バルブ23a,23bは、第1ポンプ62の稼働時に開かれる。バルブ23a,23bが開かれ、第1ポンプ62が稼働されることで、地中熱交換装置60において冷却あるいは加熱された循環流体が熱源機40に流れ、再び地中熱交換装置60に戻る。
The
バルブ24a,24bは、ボイラ90の稼働時に開かれる。バルブ24a,24bが開かれ、第2ポンプ20が稼働されることで、ボイラ90において加熱された循環流体が熱源機40に流れ、再びボイラ90に戻る。
The
バルブ25a,25bは、冷却塔80の稼働時に開かれる。バルブ25a,25bが開かれ、第2ポンプ20が稼働されることで、冷却塔80において冷却された循環流体が熱源機40に流れ、再び冷却塔80に戻る。
The
バルブ26a,26bは、後述する地中蓄熱制御モード実行時に開かれる。バルブ26a,26bが開かれ、第2ポンプ20が稼働されることで、冷却塔80により冷却された循環流体の一部、又は、ボイラ90において加熱された循環流体の一部が、地中熱交換装置60の地中熱交換器61に流れ、再び冷却塔80又はボイラ90に戻る。
The
また、配管21には、各熱源機40の循環流体入口の上流側に、各空調装置30が有する流量調整弁35が設けられている(図1参照)。
Moreover, the flow
(2−2)第1ポンプ
第1ポンプ62は、配管21に設けられ、地中熱交換装置60と、配管21と、空調装置30の熱源機40と、により構成される流体回路内で、循環流体を循環させる。第1ポンプ62は、地中熱交換装置60の地中熱交換器61で冷却あるいは加熱された循環流体を熱源機40まで運び、再び地中熱交換装置60に戻すよう機能する。
(2-2) 1st pump The
(2−3)第2ポンプ
第2ポンプ20は、配管21に設けられ、冷却塔80又はボイラ90と、配管21と、空調装置30の熱源機40と、により構成される流体回路内で、循環流体を循環させる。第2ポンプ20は、冷却塔80で冷却された循環流体を熱源機40まで運んで再び冷却塔80に戻すように、又は、ボイラ90で加熱された循環流体を熱源機40まで運んで再びボイラ90に戻すように、機能する。
(2-3) 2nd pump The
また、第2ポンプ20は、後述する地中蓄熱制御モード実行時には、地中熱交換装置60の地中熱交換器61と、冷却塔80又はボイラ90と、配管21と、により構成される流体回路内でも、循環流体を循環させる。つまり、第2ポンプ20は、地中蓄熱制御モード実行時には、冷却塔80で冷却された循環流体の一部を地中熱交換器61まで運んで再び冷却塔80に戻すように、又は、ボイラ90で加熱された循環流体の一部を地中熱交換器61まで運んで再びボイラ90に戻すように、機能する。なお、第2ポンプ20は、地中蓄熱制御モード実行時にも、冷却塔80で冷却された循環流体を熱源機40まで運んで再び冷却塔80に戻すように、又は、ボイラ90で加熱された循環流体を熱源機40まで運んで再びボイラ90に戻すように機能する。
The
(2−4)地中熱交換装置
地中熱交換装置60は、主に地中の熱を採熱する装置である。地中熱交換装置60は、図2のように、地中に埋設された地中熱交換器61を有する。また、地中熱交換装置60は、地中熱交換器61の出口側の配管21に設けられた、循環流体の温度を測定する温度センサ63を有する。温度センサ63は、第1ポンプ62又は第2ポンプ20により地中熱交換器61に送られ、地中熱交換器61を通過した後の循環流体の温度を測定するセンサである。
(2-4) Ground Heat Exchange Device The ground
地中熱交換装置60は、第1ポンプ62により循環流体が地中熱交換器61に送られてくる時(後述する第1制御モード実行時)、熱源装置として機能する。つまり、第1ポンプ62が稼働している状態では、地中熱交換装置60の地中熱交換器61において、地中の熱を利用して循環流体が冷却あるいは加熱され、その循環流体の熱を利用して空調装置30が空調を行う。
The underground
一方、地中熱交換装置60は、第2ポンプ20により循環流体が地中熱交換器61に送られてくる時(後述する地中蓄熱制御モード実行時)には、熱源装置としては機能しない。具体的には、地中蓄熱制御モード実行時であって、空調装置30の熱源機40において冷熱(冷却された循環流体)が必要な場合には、地中熱交換器61を介して地中にも冷熱が供与される(地中が冷やされる)。また、地中蓄熱制御モード実行時であって、空調装置30の熱源機40において温熱(加熱された循環流体)が必要な場合には、地中熱交換器61を介して地中にも温熱が供与される(地中が温められる)。つまり、地中蓄熱制御モード実行時には、地中熱交換器61は、循環流体に熱源機40が必要とする冷熱/温熱を供与しておらず、地中熱交換装置60は、熱源装置として機能していない。
On the other hand, the underground
(2−5)空調装置
空調装置30は、空調対象空間の冷房又は暖房を行う装置である。
(2-5) Air Conditioner The
空調装置30は、熱源機40と、複数の室内機50と、流量調整弁35と、空調コントローラ49と、を主に有する(図2参照)。なお、図2では、室内機50の台数を2台としているが、室内機50の台数は、これに限定されるものではなく、3台以上であってもよい。また、室内機50の台数は、複数でなくてもよい。
The
空調装置30では、熱源機40および室内機50が、液冷媒連絡配管33およびガス冷媒連絡配管32により接続され、冷媒回路31を構成する(図2参照)。より具体的には、空調装置30では、液冷媒連絡配管33およびガス冷媒連絡配管32により、後述する熱源機40の圧縮機41、熱源側熱交換器43、および、熱源側膨張弁44と、後述する室内機50の利用側熱交換器51および室内側膨張弁53と、が接続され、冷媒回路31を構成する。
In the
(2−5−1)室内機
各室内機50は、その室内機50が空調の対象とする空間(例えば、空調システム100が設置されるビル等の各部屋)に設置される。
(2-5-1) Indoor Unit Each
室内機50は、利用側熱交換器51と、ファン52と、室内側膨張弁53と、を主に有する。
The
利用側熱交換器51は、熱源機40により冷却又は加熱された冷媒と室内空気とを熱交換させる。利用側熱交換器51は、空調装置30の冷房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、室内空気を冷却する。利用側熱交換器51は、空調装置30の暖房運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、室内空気を加熱する。利用側熱交換器51の液側は液冷媒連絡配管33に接続され、利用側熱交換器51のガス側はガス冷媒連絡配管32に接続される。
The use
ファン52は、ファンモータ(図示せず)により回転させられることで、室内空気を取り込んで利用側熱交換器51に対して送風する。ファン52は、利用側熱交換器51を流れる冷媒と、室内空気との熱交換を促進する。
The
室内側膨張弁53は、利用側熱交換器51の液側と液冷媒連絡配管33とを結ぶ冷媒配管に設けられている。室内側膨張弁53は、膨張機構の一例であり、利用側熱交換器51を流れる冷媒の流量等の調節を行うために設けられた開度可変の電動膨張弁である。
The indoor
(2−5−2)熱源機
熱源機40は、図2のように、圧縮機41,四路切換弁42、熱源側熱交換器43、および、熱源側膨張弁44を、主に有する。
(2-5-2) Heat source machine The
圧縮機41、四路切換弁42、熱源側熱交換器43、および、熱源側膨張弁44は、冷媒配管により接続される。具体的には、圧縮機41の吸入口と四路切換弁42とは、吸入管45aによって接続される(図2参照)。圧縮機41の吐出口と四路切換弁42とは、吐出管45bによって接続される(図2参照)。四路切換弁42と熱源側熱交換器43のガス側とは、第1ガス冷媒管45cによって接続される(図2参照)。熱源側熱交換器43と液冷媒連絡配管33とは、液冷媒管45dによって接続される(図2参照)。液冷媒管45dには、熱源側膨張弁44が設けられる(図2参照)。四路切換弁42とガス冷媒連絡配管32とは、第2ガス冷媒管45eによって接続される(図2参照)。
The
圧縮機41は、モータ(図示せず)で圧縮機構を駆動することで、吸入管45aから低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮機構で圧縮した高圧のガス冷媒を吐出管45bに吐出する。圧縮機41は、容量可変のインバータ式の圧縮機である。圧縮機41は、ロータリ圧縮機であるが、これに限定されるものではなく、例えばスクロール圧縮機であってもよい。
The
四路切換弁42は、空調装置30の冷房運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れ方向を切り換える。冷房運転時には吐出管45bと第1ガス冷媒管45cとを接続するとともに吸入管45aと第2ガス冷媒管45eとを接続する(図2の実線参照)。一方、暖房運転時には吐出管45bと第2ガス冷媒管45eとを接続するとともに吸入管45aと第1ガス冷媒管45cとを接続する(図2の破線参照)。
The four-
熱源側熱交換器43は、冷媒回路31内を流れる冷媒と、熱源側熱交換器43を通過する循環流体との熱交換を行う。熱源側熱交換器43では、冷媒が流れる流路の液側に液冷媒管45dが接続され、冷媒が流れる流路のガス側に第1ガス冷媒管45cが接続されている(図2参照)。また、熱源側熱交換器43には、配管21が接続されている(図2参照)。配管21の、循環流体の流れ方向における熱源側熱交換器43の上流側には、流量調整弁35が設けられている。熱源側熱交換器43は、冷房運転時には、循環流体から冷熱の供与を受けて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。熱源側熱交換器43は、暖房運転時には、循環流体から温熱の供与を受けて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
The heat source
熱源側膨張弁44は、冷媒を減圧するための膨張機構である。熱源側膨張弁44は、開度可変の電動膨張弁である。 The heat source side expansion valve 44 is an expansion mechanism for decompressing the refrigerant. The heat source side expansion valve 44 is an electric expansion valve with variable opening.
(2−5−3)流量調整弁
流量調整弁35は、熱源機40に対応して設けられる(図1参照)。具体的には、流量調整弁35は、各熱源機40の循環流体の入口の上流側、言い換えれば、循環流体の流れ方向における熱源側熱交換器43の上流側に設けられている(図2参照)。流量調整弁35は、熱源機40に流れる循環流体の量、具体的には熱源側熱交換器43に流れる循環流体の量を可変とする開度可変の電動弁である。
(2-5-3) Flow Control Valve The
(2−5−4)空調コントローラ
空調コントローラ49は、CPUや、RAMおよびROM等のメモリ等から構成される。空調コントローラ49は、空調装置30の各構成、例えばファン52、室内側膨張弁53、圧縮機41、四路切換弁42、熱源側膨張弁44、および流量調整弁35と電気的に接続されている。また、空調コントローラ49は、コントローラ70と通信可能に構成されている。
(2-5-4) Air-conditioning controller The air-
空調コントローラ49は、メモリに記憶されたプログラムをCPUが読み出して実行することで、空調装置30の制御を行う。空調コントローラ49は、室内機50を操作するための図示しないリモコンとの間で制御信号のやり取りを行う。空調コントローラ49は、リモコンに入力された指令(例えば、室内機50の運転/停止、運転モード(冷房/暖房)、設定温度等)や、図示しない空調装置30の各種センサの計測値等に基づいて、空調装置30の各種構成、例えばファン52、室内側膨張弁53、圧縮機41、四路切換弁42、熱源側膨張弁44、および流量調整弁35を制御する。
The
(2−6)コントローラ
コントローラ70は、CPUや、RAMおよびROM等のメモリ等から構成される。コントローラ70は、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、および地中熱交換装置60の温度センサ63と電気的に接続されている(図1参照)。また、コントローラ70は、配管21に設けられた複数のバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bと電気的に接続されている(コントローラ70とバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bとの接続を示す点線は図1では省略されている)。また、コントローラ70は、各空調コントローラ49と通信可能に構成されている。コントローラ70は、各空調コントローラ49から、各空調装置30の運転状況に関する情報を受信する。空調装置30の運転状況に関する情報には、例えば、熱源機40の運転/停止に関する情報、空調装置30の空調負荷に関する情報、空調装置30の運転モード(暖房/冷房モード)に関する情報等を含む。
(2-6) Controller The
コントローラ70は、メモリに記憶されたプログラムをCPUが読み出して実行することで、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、およびバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bの制御を行う。コントローラ70は、温度センサ63の計測値や、空調コントローラ49から受信した空調装置30の運転状況に関する情報に基づいて、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、およびバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bの制御を行う。
The
コントローラ70は、2つの制御モード(第1制御モードおよび第2制御モード)を選択的に実行するように構成される。また、コントローラ70は、第2制御モード中に、地中蓄熱制御モードを更に実行可能に構成されている。
The
なお、第1制御モードは、冷却塔80およびボイラ90を使用せず、地中熱交換装置60によって冷却あるいは加熱された循環流体の熱を利用して、空調装置30に空調を行わせる制御モードである。第2制御モードは、地中熱交換装置60を使用せず、冷却塔80によって冷却された又はボイラ90によって加熱された循環流体の熱を利用して、空調装置30に空調を行わせる制御モードである。地中蓄熱制御モードは、第2制御モードにおいて、冷却塔80によって冷却された循環流体の一部、又は、ボイラ90によって加熱された循環流体の一部を地中熱交換器61に流すことで、地中熱交換器61にも循環流体の熱(冷熱又は温熱)を供与する運転モードである。地中蓄熱制御モードは、第2制御モードと並列して実行される制御モードである。
In the first control mode, the
コントローラ70による制御モードの選択処理と、各制御モードにおける各構成(冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、およびバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26b)の動作については後述する。
Control mode selection processing by the
(3)制御モードの選択処理
コントローラ70による制御モードの選択処理と、各制御モードにおける各構成(冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、第2ポンプ20、およびバルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26b)の動作について説明する。
(3) Control mode selection processing The control mode selection processing by the
まず、空調装置30が暖房運転をする場合について、コントローラ70による制御モードの選択処理と、各制御モードにおける各構成の動作について、図3〜図6を参照しながら説明する。
First, when the
なお、ここでは、以下に説明するステップS1の開始前には、空調システム100は停止している(空調装置30、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、および第2ポンプ20が全て停止し、バルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bが全て閉じている)という前提で以下の説明を行う。
Here, before the start of step S1 described below, the
コントローラ70は、空調コントローラ49から送信される空調装置30の運転状態に関する情報を基に、空調装置30が暖房運転を開始した(空調装置30の熱源機40が起動し、熱源機40に温熱を供与する必要がある)と判定される場合に、以下の様に制御モードの選択処理を行う。
The
まず、コントローラ70は、空調システム100の運転開始時には、第1制御モードを選択して実行する(ステップS1)。具体的には、コントローラ70は、バルブ23a,23bに対し弁体を開くよう指令を送り、第1ポンプ62に対し起動指令を送る。バルブ23a,23bが開き、第1ポンプ62が稼働すると、地中熱交換装置60の地中熱交換器61において地中の熱で加熱された循環流体が、バルブ23aを通過して熱源機40に向かって送られ、流量調整弁35を介して熱源機40に流れる(図4中の矢印参照)。なお、閉まっている流量調整弁35が存在する場合には、その流量調整弁35に対応する熱源機40には循環流体は流れない。熱源機40において冷媒との熱交換を行った循環流体は、バルブ23bを通過して地中熱交換器61へと戻る(図4中の矢印参照)。
First, the
次に、ステップS2では、コントローラ70は、温度センサ63から送信されてくる計測値を用いて、地中熱交換器61の出口における冷媒の温度(以下、地中熱交出口温度Tと呼ぶ)が、第1温度T1(例えば10℃)より低いか否かを判定する。地中熱交出口温度Tは、地中の温度と概ね等しいため、ステップS2では、地中の温度が第1温度T1より低いか否かが判定される。ステップS2で、地中熱交出口温度T<第1温度T1と判定されると、ステップS3へと進む。ステップS2は、地中熱交出口温度T<第1温度T1と判定されるまで繰り返し実行される。
Next, in step S2, the
なお、一般に、地中の温度は大気の温度に比べて安定しており、年間を通じて概ね一定の値を示すため、地中熱を空調装置30の熱源に使用することで、効率よく空調装置30の運転を行うことが可能である。ただし、地中熱は無尽蔵ではないため、採熱することで、地中の温度が次第に降下し、空調装置30の運転効率が次第に悪化する場合がある。ステップS2は、地中の熱を循環流体の加熱に利用した結果、地中の温度が空調装置30の運転効率を悪化させる程度まで降下したか否かを判定するステップである。
In general, the temperature in the ground is stable compared to the temperature in the atmosphere, and shows a substantially constant value throughout the year. Therefore, by using the underground heat as a heat source for the
ステップS3では、コントローラ70は、第1制御モードを終了して、第2制御モード選択して実行する。具体的には、コントローラ70は、第1制御モードを終了させるため、バルブ23a,23bに対し弁体を閉じるよう指令を送り、第1ポンプ62に停止指令を送る。また、コントローラ70は、第2制御モードを実行するため、バルブ24a,24bに対し弁体を開くよう指令を送り、第2ポンプ20およびボイラ90に起動指令を送る。バルブ24a,24bが開き、第2ポンプ20およびボイラ90が稼働すると、ボイラ90で加熱された循環流体が、バルブ24aを通過して熱源機40に向かって送られ、流量調整弁35を介して熱源機40に流れる(図5中の矢印参照)。なお、閉まっている流量調整弁35が存在する場合には、その流量調整弁35に対応する熱源機40には循環流体は流れない。熱源機40において冷媒との熱交換を行った循環流体は、バルブ24bを通過してボイラ90へと戻る(図5中の矢印参照)。ステップS3終了後、ステップS4へと進む。
In step S3, the
ステップS4では、コントローラ70は、空調コントローラ49から送信されてくる空調装置30の運転状態に関する情報を基に、ボイラ90において、空調装置30が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じるか否かを判定する。ここでは、具体的には、コントローラ70は、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷より小さいか否かを判定する。言い換えれば、ここでは、ボイラ90を運転可能な最低負荷で(それ以上負荷を下げて運転できない状態で)運転したとしても、熱源機40が必要とする温熱以上の熱量が生み出される、能力過剰状態が発生するか否かが判定される。ステップS4は、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷より小さいと判定されるまで繰り返される。ステップS4において、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷より小さいと判定されるとステップS5へ進む。
In step S <b> 4, based on the information regarding the operating state of the
ステップS5では、コントローラ70は、第2制御モードを実行しつつ、地中蓄熱制御モードを更に選択して並列的に実行する。具体的には、コントローラ70は、バルブ24a,24bが開かれ、第2ポンプ20およびボイラ90が稼働している状態(第2制御モード)において、更にバルブ26a,26bに対し弁体を開くよう指令を送る。バルブ24a,24b,26a,26bが開かれ、第2ポンプ20およびボイラ90が稼働している状態では、ボイラ90で加熱された循環流体の一部が、バルブ26aを通過して地中熱交換器61に流れる(図6中の矢印参照)。地中熱交換器61おいて地中に温熱を供与した循環流体は、バルブ26bを通過してボイラ90へと戻る(図6通の矢印参照)。このように地中蓄熱制御モードが実行されることで、ボイラ90を能力過剰により停止させることなく稼働を継続させることが可能で、ボイラ90が起動/停止を繰り返す状態を避ける事ができる。また、ボイラ90の余剰熱(空調装置30が空調を行うのに必要な以上の熱)は、地中蓄熱され、地中温度の回復を図ることができる。
In step S5, the
次に、ステップS6では、コントローラ70は、温度センサ63から送信されてくる計測値を用いて、地中熱交出口温度Tが、第2温度T2(第1温度T1より高い温度、例えば12℃)より高いか否かが判定される。つまり、ステップS6では、地中の温度が第2温度T2より高いか否か(地中の温度が第2温度T2まで回復したか否か)が判定される。
Next, in step S6, the
ステップS6で、地中熱交出口温度T>第2温度T2と判断されると、ステップS1へ戻り、コントローラ70は、第1制御モードを再び選択し実行する。具体的には、コントローラ70は、初めに第2制御モードと地中蓄熱制御モードを終了する。つまり、コントローラ70は、バルブ24a,24b,26a,26bに対し弁体を閉じるよう指令を送り、第2ポンプ20およびボイラ90に対し停止指令を送る。その後、コントローラ70は、第1制御モードを実行するため、バルブ23a,23bに対し弁体を開くよう指令を送り、第1ポンプ62に対し起動指令を送る。
If it is determined in step S6 that the underground heat exchange outlet temperature T> the second temperature T2, the process returns to step S1, and the
ステップS6で、地中熱交出口温度T≦第2温度T2と判断された場合には、ステップS7へと進む。ステップS7では、コントローラ70は、空調コントローラ49から送信される空調装置30の運転状態に関する情報を基に、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷以上か否かを判定する。ステップS7で、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷以上と判定されるとステップS8へと進む。一方、ステップS7で、空調装置30の空調負荷の合計が、ボイラ90の停止負荷より小さいと判定されると、ステップS6へと戻る。
If it is determined in step S6 that the underground heat exchange outlet temperature T ≦ second temperature T2, the process proceeds to step S7. In step S <b> 7, the
ステップS8では、コントローラ70は、地中蓄熱制御モードを終了する(第2制御モードは継続する)。具体的には、コントローラ70は、バルブ26a,26bに対し弁体を閉じるよう指令を送る。その後ステップS4へと戻る。
In step S8, the
以上のコントローラ70による制御モードの選択処理と、コントローラ70による制御モードの実行は、空調装置30(より具体的には熱源機40)が全て停止し、循環流体を熱源機40に流す必要がなくなるまで継続される。空調装置30(より具体的には熱源機40)が全て停止すると、バルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bの全てが閉じられ、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、および第2ポンプ20が全て停止される。
The control mode selection process by the
次に、空調装置30が冷房運転を実行している場合について、コントローラ70による制御モードの選択処理と、各制御モードにおける各構成の動作について、図7を参照しながら説明する。
Next, when the
まず、コントローラ70は、空調システム100の運転開始時には、第1制御モードを選択して実行する(ステップS11)。第1制御モード実行時にコントローラ70が送る指令は、上記のステップS1と同様であるため説明は省略する。
First, the
次に、ステップS12では、コントローラ70は、温度センサ63から送信されてくる計測値を用いて、地中熱交出口温度Tが、第3温度T3より高いか否かを判定する。言い換えれば、ステップS12では、地中の温度が第3温度T3より高いか否かが判定される。ステップS12で、地中熱交出口温度T>第3温度T3と判定されると、ステップS13へと進む。ステップS12は、地中熱交出口温度T>第3温度T3と判定されるまで繰り返し実行される。
Next, in step S12, the
ステップS13では、コントローラ70は、第1制御モードを終了して、第2制御モードを選択して実行する。具体的には、コントローラ70は、第1制御モードを終了させるため、バルブ23a,23bに対し弁体を閉じるよう指令を送り、第1ポンプ62に停止指令を送る。また、コントローラ70は、第2制御モードを実行するため、バルブ25a,25bに対し弁体を開くよう指令を送り、第2ポンプ20および冷却塔80に起動指令を送る。バルブ25a,25bが開き、第2ポンプ20および冷却塔80が稼働すると、冷却塔80で冷却された循環流体が、バルブ25aを通過して熱源機40に向かって送られ、流量調整弁35を介して熱源機40に流れる。なお、閉まっている流量調整弁35が存在する場合には、その流量調整弁35に対応する熱源機40には循環流体は流れない。熱源機40において冷媒との熱交換を行った循環流体は、バルブ25bを通過して冷却塔80へと戻る。ステップS13終了後、ステップS14へと進む。
In step S13, the
ステップS14では、空調コントローラ49から送信されてくる空調装置30の運転状態に関する情報を基に、冷却塔80において、空調装置30が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じるか否かを判定する。ここでは、具体的には、コントローラ70は、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷より小さいか否かを判定する。言い換えれば、ここでは、冷却塔80を運転可能な最低負荷で(それ以上負荷を下げて運転できない状態で)運転したとしても、熱源機40が必要とする以上の冷熱が生み出される、能力過剰状態が発生するか否かが判定される。ステップS14は、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷より小さいと判定されるまで繰り返される。ステップS14において、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷より小さいと判定されるとステップS15へ進む。
In step S <b> 14, based on the information regarding the operating state of the
ステップS15では、コントローラ70は、第2制御モードを実行しつつ、地中蓄熱制御モードを更に選択して並列的に実行する。具体的には、コントローラ70は、バルブ25a,25bが開かれ、第2ポンプ20および冷却塔80が稼働している状態において、更にバルブ26a,26bに対し弁体を開くよう指令を送る。バルブ25a,25b,26a,26bが開かれ、第2ポンプ20および冷却塔80が稼働している状態では、冷却塔80で冷却された循環流体の一部が、バルブ26aを通過して地中熱交換器61に流れる。地中熱交換器61おいて地中に冷熱を供与した循環流体は、バルブ26bを通過して冷却塔80へと戻る。このように地中蓄熱制御モードが実行されることで、冷却塔80を能力過剰により停止させることなく稼働を継続させることが可能で、冷却塔80が起動/停止を繰り返す状態を避ける事ができる。また、冷却塔80の余剰熱(余剰冷熱)は、地中蓄熱され、地中温度の回復を図ることができる。
In step S15, the
次に、ステップS16では、コントローラ70は、温度センサ63から送信されてくる計測値を用いて、地中熱交出口温度Tが、第4温度T4(第3温度T3より低い温度)より低いか否かが判定される。つまり、ステップS16では、地中の温度が第4温度T4より低いか否か(地中の温度が第4温度T4まで低下したか否か)が判定される。
Next, in step S16, the
ステップS16で、地中熱交出口温度T<第4温度T4と判断されると、ステップS11へ戻り、コントローラ70は、第1制御モードを再び選択し実行する。具体的には、コントローラ70は、初めに第2制御モードと地中蓄熱制御モードを終了する。つまり、コントローラ70は、バルブ25a,25b,26a,26bに対し弁体を閉じるよう指令を送り、第2ポンプ20および冷却塔80に対し停止指令を送る。その後、コントローラ70は、第1制御モードを実行するため、バルブ23a,23bに対し弁体を開くよう指令を送り、第1ポンプ62に対し起動指令を送る。
If it is determined in step S16 that the underground heat exchange outlet temperature T <the fourth temperature T4, the process returns to step S11, and the
ステップS16で、地中熱交出口温度T≧第4温度T4と判断された場合には、ステップS17へと進む。ステップS17では、コントローラ70は、空調コントローラ49から送信される空調装置30の運転状態に関する情報を基に、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷以上か否かを判定する。ステップS17で、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷以上と判定されるとステップS18へと進む。一方、ステップS17で、空調装置30の空調負荷の合計が、冷却塔80の停止負荷より小さいと判定されると、ステップS16へと戻る。
If it is determined in step S16 that the underground heat exchange outlet temperature T ≧ the fourth temperature T4, the process proceeds to step S17. In step S <b> 17, the
ステップS18では、コントローラ70は、地中蓄熱制御モードを終了する(第2制御モードは継続する)。具体的には、コントローラ70は、バルブ26a,26bに対し弁体を閉じるよう指令を送る。その後ステップS14へと戻る。
In step S18, the
以上のコントローラ70による制御モードの選択処理と、コントローラ70による制御モードの実行は、空調装置30(より具体的には熱源機40)が全て停止し、循環流体を熱源機40に流す必要がなくなるまで継続される。空調装置30(より具体的には熱源機40)が全て停止すると、バルブ23a,23b,24a,24b,25a,25b,26a,26bの全てが閉じられ、冷却塔80、ボイラ90、第1ポンプ62、および第2ポンプ20が全て停止される。
The control mode selection process by the
(4)特徴
本実施形態の空調システム100は、以下の特徴を有する。
(4) Features The
(4−1)
本実施形態の空調システム100は、第1熱源装置の一例としての地中熱交換装置60と、第1熱源装置とは別の第2熱源装置の一例としての冷却塔80およびボイラ90と、空調装置30と、制御部の一例としてのコントローラ70と、を備える。地中熱交換装置60は、地中熱交換器61を有し、地中の熱を利用して地中熱交換器61において循環流体を冷却あるいは加熱する。冷却塔80およびボイラ90は、電気又は燃料を使って循環流体を冷却あるいは加熱する。空調装置30は、循環流体の熱を利用して空調を行う。コントローラ70は、第1制御モードと、第2制御モードと、を選択的に実行する。第1制御モードでは、冷却塔80およびボイラ90を使用せず、地中熱交換装置60によって冷却あるいは加熱された循環流体の熱を利用して空調装置30に空調を行わせる。第2制御モードでは、地中熱交換装置60を使用せず、冷却塔80又はボイラ90によって冷却あるいは加熱された循環流体の熱を利用して空調装置30に空調を行わせる。コントローラ70は、第2制御モードにおいて、空調装置30が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、地中熱交換器61にも循環流体の熱を供与する。
(4-1)
The
ここでは、冷却塔80又はボイラ90によって循環流体が冷却又は加熱される場合であって、空調装置30が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、地中熱交換器61にも循環流体の熱が供与される。そのため、余剰熱を無駄にすることなく、効率性に優れた空調システム100を実現できる。
Here, in the case where the circulating fluid is cooled or heated by the
(4−2)
本実施形態の空調システム100では、コントローラ70は、空調システム100の運転開始時には第1制御モードを実行する。
(4-2)
In the
そして、空調装置30の暖房運転時(熱源機40に温熱の供与が必要となる場合)には、コントローラ70は、第1制御モードの実行中に、地中の温度が第1温度T1より低下した場合に、第1制御モードに代えて第2制御モードを開始する。また、空調装置30の暖房運転時には、コントローラ70は、第2制御モードの実行中に、地中の温度が、第1温度T1より高い第2温度T2より上昇した場合に、第2制御モードに代えて第1制御モードを開始する。
During the heating operation of the air conditioner 30 (when it is necessary to supply heat to the heat source device 40), the
一方、空調装置30の冷房運転時(熱源機40に冷熱の供与が必要となる場合)には、コントローラ70は、第1制御モードの実行中に、地中の温度が第3温度T3より上昇した場合に、第1制御モードに代えて第2制御モードを開始する。また、空調装置30の冷房運転時には、コントローラ70は、第2制御モードの実行中に、地中の温度が、第3温度T3より低い第4温度T4より低下した場合に、第2制御モードに代えて第1制御モードを開始する。
On the other hand, during the cooling operation of the air conditioner 30 (when it is necessary to supply cold heat to the heat source device 40), the
ここでは、空調装置30の暖房運転時であって、地中温度が低下した場合にも、第1制御モードに代えて第2制御モードを実行することで空調装置30を効率よく運転できる。一方、地中温度が回復(上昇)した場合には、第2制御モードから第1制御モードへと切り換えることで、地中熱を利用した効率のよい空調装置30の暖房運転を行うことができる。
Here, even when the
また、空調装置30の冷房運転時であって、地中温度が上昇した場合にも、第1制御モードに代えて第2制御モードを実行することで空調装置30を効率よく運転できる。一方、地中温度が回復(低下)した場合には、第2制御モードから第1制御モードを切り換えることで、地中熱を利用した効率のよい空調装置30の冷房運転を行うことができる。
Further, even when the
(4−3)
本実施形態の空調システム100では、コントローラ70は、第2制御モードにおいて、能力過剰による冷却塔80又はボイラ90の停止が発生する場合に、余剰熱が生じているとして地中熱交換器61に循環流体の熱を供与する。
(4-3)
In the
ここでは、第2制御モードにおいて冷却塔80又はボイラ90が起動/停止を繰り返す状況が発生することを防止でき、冷却塔80およびボイラ90を効率よく運転することができる。
Here, it is possible to prevent the situation where the
(5)変形例
以下に上記実施形態の変形例を示す。なお、変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
(5) Modifications Modifications of the above embodiment are shown below. Note that the modified examples may be combined as appropriate within a range that does not contradict each other.
(5−1)変形例A
上記実施形態の空調システム100は、冷却塔80およびボイラ90を有するが、これに限定されるものではなく、どちらか一方のみ有するものであってもよい。例えば、空調装置30が暖房運転のみを行う場合には、空調システム100は、ボイラ90のみを有するものであってもよい。
(5-1) Modification A
Although the
(5−2)変形例B
上記実施形態の空調システム100では、空調装置30の暖房運転時にも、空調装置30の冷房運転時にも、地中蓄熱制御モードが実行されるが、これに限定されるものではない。例えば、空調システム100は、空調装置30の暖房運転時にのみ地中蓄熱制御モードを実行するよう構成されてもよい。
(5-2) Modification B
In the
(5−3)変形例C
上記実施形態の空調システム100では、利用側熱交換器51において冷媒と空調対象空間の空気とを直接熱交換させるが、これに限定されるものではない。例えば、空調システム100は、利用側熱交換器51において冷媒と第2循環流体(例えば水)とが熱交換され、この第2循環流体が空調対象空間まで移送され、第2循環流体と空調対象空間の空気とが熱交換されるよう構成されてもよい。
(5-3) Modification C
In the
(5−4)変形例D
上記実施形態の空調システム100において、バルブ26aおよび/又はバルブ26bは、開度調整可能に構成されてもよい。例えば、コントローラ70は、空調装置30の空調負荷と、冷却塔80又はボイラ90の停止負荷との乖離度に応じて、乖離度が大きいほど(停止負荷に対し、空調負荷が小さいほど)地中熱交換器61に流す循環流体の量を増やすよう構成されてもよい。
(5-4) Modification D
In the
(5−5)変形例E
上記実施形態の空調システム100では、地中の温度を把握するため、温度センサ63により、地中熱交換器61の出口における循環流体の温度を測定しているが、これに限定されるものではない。例えば、温度センサは、地中の温度を直接計測するように構成されてもよい。
(5-5) Modification E
In the
本発明を利用すれば、地中熱を利用する熱源装置と、電気又は燃料を使用する熱源装置と、これらの熱源装置により冷却/加熱された循環流体の熱を利用して空調を行う空調装置と、を備えた空調システムであって、効率性に優れた空調システムを提供することが可能で有用である。 By using the present invention, a heat source device that uses geothermal heat, a heat source device that uses electricity or fuel, and an air conditioner that performs air conditioning using the heat of the circulating fluid cooled / heated by these heat source devices It is possible and useful to provide an air conditioning system with excellent efficiency.
30 空調装置
60 地中熱交換装置(第1熱源装置)
61 地中熱交換器
70 コントローラ(制御部)
80 冷却塔(第2熱源装置)
90 ボイラ(第2熱源装置)
100 空調システム
T 地中熱交出口温度(地中の温度)
T1 第1温度
T2 第2温度
30
61
80 Cooling tower (second heat source device)
90 boiler (second heat source device)
100 Air-conditioning system T Ground heat exchange outlet temperature (Ground temperature)
T1 First temperature T2 Second temperature
Claims (3)
電気又は燃料を使って前記循環流体を冷却あるいは加熱する、前記第1熱源装置とは別の第2熱源装置(80,90)と、
前記循環流体の熱を利用して空調を行う空調装置(30)と、
前記第2熱源装置を使用せず、前記第1熱源装置によって冷却あるいは加熱された前記循環流体の熱を利用して前記空調装置に空調を行わせる第1制御モードと、前記第1熱源装置を使用せず、前記第2熱源装置によって冷却あるいは加熱された前記循環流体の熱を利用して前記空調装置に空調を行わせる第2制御モードと、を選択的に実行する制御部(70)と、
を備え、
前記制御部は、前記第2制御モードにおいて、前記空調装置が空調を行うのに必要な以上の余剰熱が生じる場合に、前記地中熱交換器にも前記循環流体の熱を供与する、
空調システム(100)。 A first heat source device (60) that has a ground heat exchanger (61) and cools or heats the circulating fluid in the ground heat exchanger using heat in the ground;
A second heat source device (80, 90) separate from the first heat source device for cooling or heating the circulating fluid using electricity or fuel;
An air conditioner (30) that performs air conditioning using the heat of the circulating fluid;
A first control mode in which the air conditioning device performs air conditioning using heat of the circulating fluid cooled or heated by the first heat source device without using the second heat source device; and the first heat source device. A control unit (70) that selectively executes a second control mode in which the air-conditioning apparatus performs air conditioning using heat of the circulating fluid cooled or heated by the second heat source device without being used; ,
With
In the second control mode, the control unit also supplies heat of the circulating fluid to the underground heat exchanger when excessive heat necessary for the air conditioner to perform air conditioning occurs.
Air conditioning system (100).
当該空調システムの運転開始時には前記第1制御モードを実行し、
前記第1制御モードの実行中に、地中の温度が第1温度より低下した場合に、前記第1制御モードに代えて前記第2制御モードを開始し、
前記第2制御モードの実行中に、前記地中の温度が、前記第1温度より高い第2温度より上昇した場合に、前記第2制御モードに代えて前記第1制御モードを開始する、
請求項1に記載の空調システム。 The controller is
The first control mode is executed at the start of operation of the air conditioning system,
When the underground temperature falls below the first temperature during the execution of the first control mode, the second control mode is started instead of the first control mode,
The first control mode is started instead of the second control mode when the underground temperature rises from a second temperature higher than the first temperature during the execution of the second control mode.
The air conditioning system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の空調システム。 In the second control mode, the controller supplies heat of the circulating fluid to the underground heat exchanger as the surplus heat is generated when the second heat source device is stopped due to excessive capacity. To
The air conditioning system according to claim 1 or 2.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107152711A (en) * | 2017-06-29 | 2017-09-12 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | A kind of residual heat combined utilization system and method for many factories |
CN108931015A (en) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 刘勇 | A kind of electric heating energy storage air conditioner system |
CN111998574A (en) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 广州天萌建筑设计有限公司 | Commercial complex air conditioner energy recovery method and system |
KR102346408B1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-03 | 주식회사 지앤지테크놀러지 | Geothermal System with Cooling Tower Hybrid Function and Method for constructing this same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02272237A (en) * | 1989-04-11 | 1990-11-07 | Daikin Ind Ltd | Heat storage type air conditioner |
JP2009250555A (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Jfe Steel Corp | Hybrid air conditioning system using underground heat |
JP2012127573A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Heat source system |
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2014242490A patent/JP2016102636A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02272237A (en) * | 1989-04-11 | 1990-11-07 | Daikin Ind Ltd | Heat storage type air conditioner |
JP2009250555A (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Jfe Steel Corp | Hybrid air conditioning system using underground heat |
JP2012127573A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Heat source system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108931015A (en) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 刘勇 | A kind of electric heating energy storage air conditioner system |
CN107152711A (en) * | 2017-06-29 | 2017-09-12 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | A kind of residual heat combined utilization system and method for many factories |
KR102346408B1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-03 | 주식회사 지앤지테크놀러지 | Geothermal System with Cooling Tower Hybrid Function and Method for constructing this same |
CN111998574A (en) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 广州天萌建筑设计有限公司 | Commercial complex air conditioner energy recovery method and system |
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