JP2017096531A - 空気調和システム、及びその制御方法並びにプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】室外機3aに対して少なくとも一つの室内機2aを接続して構成される冷媒系統4aを制御対象とする冷媒系統制御部5xと、冷媒系統制御部5xと冷媒系統4aとを接続する第1通信部6xと、冷媒系統制御部5xの上位に設けられる集中制御装置7と、冷媒系統制御部5xと集中制御装置7とを接続する第2通信部8と、を具備し、集中制御装置7は、冷媒系統制御部5xの配下の冷媒系統4a,4bの接続数に関わらず、第2通信部8を介して接続された冷媒系統制御部5が集中制御部7によって制御できるグループ11を形成しているとみなし、第2通信部8を介して冷媒系統制御部5に制御指令を出力し、グループ11に属する冷媒系統4を制御する。
【選択図】図1
Description
下記特許文献1では、冷凍機の制御器と冷却器の制御器と集中制御器に伝送手段を設けてバス接続し、複数の冷却器間で情報を送受信したり、集中制御器によって冷凍機や冷却器に指示を出したりすることで着霜量を抑える冷凍倉庫を開示している。
本発明は、室外機に対して少なくとも一つの室内機を接続して構成される冷媒系統を制御対象とする冷媒系統制御手段と、前記冷媒系統制御手段と前記冷媒系統とを接続し、前記冷媒系統制御手段が複数ある場合には前記冷媒系統制御手段間を接続する第1通信手段と、前記冷媒系統制御手段の上位に設けられる集中制御手段と、一の前記冷媒系統制御手段と前記集中制御手段とを接続する、前記第1通信手段と異なる第2通信手段と、を具備し、前記集中制御手段は、前記冷媒系統制御手段の配下の前記冷媒系統の接続数に関わらず、前記第2通信手段を介して接続された前記冷媒系統制御手段が前記集中制御手段によって制御できるグループを形成しているとみなし、前記第2通信手段を介して前記冷媒系統制御手段に制御指令を出力し、前記グループに属する前記冷媒系統を制御する空気調和システムを提供する。
冷媒系統制御手段は、制御対象となる配下との接続に第1通信手段を用い、上位の集中制御手段との接続に第2通信手段を用い、このように複数の通信手段と接続することによって、それぞれの通信区間を分離させている。冷媒系統制御手段が、通信区間を分離しているので、集中制御手段は、冷媒系統制御手段の配下の冷媒系統の接続数を関知することがない。
また、冷媒系統制御手段に対する冷媒系統の接続数は、集中制御手段と冷媒系統制御手段との接続(通信)に影響を及ぼさないので、冷媒系統制御手段の配下には、冷媒系統制御手段の最大限の能力を発揮できるだけの冷媒系統を接続でき、拡張性がある。
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係る空気調和システム1の構成図の一例が示されている。本実施形態に係る空気調和システム1は、工場等で用いられるような、空調風を送る対象を人間以外も含む設備エアコンである場合を例に挙げて説明する。
図1に示すように、空気調和システム1は、空気調和機(以下「空調機」という)10a,10b,10c,10dと、冷媒系統制御部(冷媒系統制御手段)5x、5yと、集中制御装置(集中制御手段)7とを備えている。本実施形態においては、空気調和システム1の集中制御装置7に、冷媒系統制御部を1つ接続している場合を例に挙げて説明するが、集中制御装置7に接続される冷媒系統制御部の個数はこれに限定されず、2つ以上であってもよい。
本実施形態においては、集中制御装置7と接続されていない他の冷媒系統制御部5Yは、集中制御装置7と接続されている冷媒系統制御部5Xと接続されている。
空調機10は、室内機2と、室外機3とを備えている。図1においては、空調機10aにのみリモートコントローラ(以下「リモコン」という)Rが含まれているが、他の空調機10b〜10dも同様に備えているものとしてもよいし、備えていなくてもよい。
室内機2は、室内基板20を備えており、室外機3aは、室外基板30を備えている。
室内機2と室外機3の間は、冷媒配管を介して接続されており、冷媒系統4を構成している。ここで、図2には、本実施形態に係る室内機2の外観の斜視図が示され、図3には、本実施形態に係る室外機3の外観の斜視図が示されている。
また、冷媒系統制御部5は、制御対象とする冷媒系統4を小グループ化する。本実施形態においては、冷媒系統制御部5xは、制御対象とする空調機10a,10bを含めて小グループ12Aを構成し、冷媒系統制御部5yは、制御対象とする空調機10c、10dを含めて小グループ12Bを構成する。
冷媒系統制御部5yと空調機10cと空調機10dとの間、室内機2cと室外機3cとの間、及び室内機2dと室外機3dとの間が、それぞれ第1通信線6yを介して接続され、それぞれ情報を送受信できるように構成されている。
また、冷媒系統制御部5xは、上位の集中制御装置7と情報の送受信をする第1通信部6とは異なる第2通信部(第2通信手段)8を介して集中制御装置7と接続されている。このように、冷媒系統制御部5は、上位側と下位側とを異なる通信手段を用いることにより通信区間を分離している。
室内基板20は、冷媒系統制御部5及び室外機3が、室内機2を識別するための室内通信アドレス設定と、対応する室外機3を識別するための室外通信アドレス設定がなされている。
室外基板30は、室外機3を識別するための室外通信アドレス設定がなされている。
統括親基板51は、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)、及び外部機器と接続するためのI/Oコネクタ等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
7セグメント基板52は、7セグメントディスプレイを構成するための基板である。7セグメント基板52を設けることにより、計器等を使用せず、運転状況の確認を行うことができる。
集中制御装置7は、冷媒系統制御部5の配下にそれぞれ接続される冷媒系統4の接続数に関わらず、第2通信部8を介して接続された冷媒系統制御部5が集中制御部7によって制御できる大グループ(グループ)11を形成しているとみなし、第2通信部7を介して冷媒系統制御部5に制御指令を出力し、大グループ11に属する冷媒系統4を制御する。
また、冷媒系統制御部5に対する制御指令は、集中制御装置7だけでなく、冷媒系統制御部5に接続された外部端子入力、或いは、配下の室内機2のいずれかに接続されたリモコンRからも取得可能とする。
図4に示されるように、各室内機2のそれぞれの室内基板20には、アドレスが設定されており、冷媒系統制御部5を含み、各室内機2間がデイジーチェーン接続されている。
また、冷媒系統制御部5は、制御対象とする冷媒系統4に接続される複数の室外機3に対し、各室外機3の運転時間に応じてローテーション運転をさせ、運転時間の平準化を行う。これにより、特定の室外機3の運転時間の増大を防ぐことができるので、定期点検の時期を同期化し、定期点検の計画がしやすくなる。
また、冷媒系統制御部5は、基板のアドレス毎に設定されたサーモ条件に応じて、各室内機2および各室外機3を制御する。
また、冷媒系統制御部5は、デフロスト運転の制御、油戻し運転、および/または均油運転において、各室内機2iから2hを分散制御する。このことにより、空気調和システム1全体の一時的な能力低下を最小限に抑えることができる。
集中制御装置7と接続される冷媒系統制御部5が1つであり、集中制御装置7は冷媒系統制御部5xと接続されることで、冷媒系統制御部5xが1つの大グループ11を形成しているとみなす。集中制御装置7は、小グループ12A(冷媒系統制御部5xの配下に接続される室内機2、室外機3等)や小グループ12B(冷媒系統制御部5xに第1通信部6zを介して接続される他の冷媒系統制御部5yと、その配下の室内機2、室外機3等)を認識しない。集中制御装置7は、冷媒系統制御部5xに対し、大グループ11内の冷媒系統4に運転を開始させる制御指令を出力する。
各冷媒系統4の室内基板20及び室外基板30は、取得した制御指令に基づいた運転を開始させる。
なお、集中制御装置7から運転停止の制御指令が出力された場合等、運転開始に限られず他の処理であっても、上記と同様である。
また、冷媒系統制御部5に対する冷媒系統4の接続数は、集中制御装置7と冷媒系統制御部5との接続(通信)に影響を及ぼさないので、冷媒系統制御部5の配下には、冷媒系統制御部5の最大限の能力を発揮できるだけの冷媒系統4を接続でき、拡張性がある。
また、同じ部屋、同じ工場、同じ倉庫等の同じ設置環境に設置されている冷媒系統4を、共通の冷媒系統制御部5によって簡便に制御できる。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態においては、空気調和システムを、複数の室内機を共通のダクトで接続してエアハンドリングユニットを構成する点で第1実施形態と異なる。本実施形態の空気調和システムについて、第1の実施形態と共通する点については説明を省略し、図1、図5を用いて異なる点について主に説明する。
エアハンドリングユニット100は、複数の室内機2a´、2b´、2c´、2d´を共通のダクト22で接続して構成される。
複数の室内機2a´、2b´、2c´、2d´は、ダンパ24a,24b,24c,24dを介して、ファン23a,23b,23c,23dから送り出され、共通のダクト22で合流させた空調風SAを室内21に送る。また、複数の室内機2a´、2b´、2c´、2d´は、室内21からの室内空気RAと、室外からの外気OAを取り込んで合流した空気をダクト22を介して取り入れる。
集中制御装置7には、例えば、ビル用マルチ型空気調和機等の他の空気調和機40を第2通信部8を介して接続してもよく、エアハンドリングユニット100と他の空気調和機40とを共存させる構成としてもよい。
冷媒系統制御部5´は、記憶部(図示略)等に記憶されている所定の条件に基づき、各室内機2a´〜2d´の室内基板20および/または室外基板30を制御する。例えば、冷媒系統制御部5´は、負荷に応じて運転させる室内機2の台数を制御する台数制御を行う。つまり、冷媒系統制御部5´によってエアハンドリングユニット100を構成する各室内機2a´〜2d´を連動して運転させることにより、規模の大きい1つの室内機を構成することができる。
また、冷媒系統制御部5´は、制御対象とする複数の室内機2に対し、各室内機2の運転時間に応じてローテーション運転をさせ、運転時間の平準化を行う。これにより、特定の室内機2の運転時間の増大を防ぐことができるので、定期点検の時期を同期化し、定期点検の計画がしやすくなる。また、ローテーション運転させる切替のタイミングは、運転時間だけでなく、時刻によって設定する時間シフト制御であってもよいし、室内機2に設けられる外部入力部(図示略)を介して室内機2の切り替え指令が入力されたことを検出した場合にローテーション運転を行う外部入力シフト制御であってもよい。
集中制御装置7により、配下のグループ11´の統括親基板51を有する冷媒系統制御部5´に対し、運転開始の制御指令が出力される。運転開始の制御指令を取得した冷媒系統制御部5´の統括親基板51は、配下の冷媒系統4を構成するエアハンドリングユニット100の各室内機2a´、2b´、2c´、2d´に、所望の運転を開始させる運転開始の制御指令を出力する。
また、第2通信部8を介して、エアハンドリングユニット100と、冷媒系統制御部5´によって制御されない他の室内機(例えば、ビル用マルチ型空気調和機)を混在させることができる。
図6に示されるように、エアハンドリングユニット100の外気を取り込む経路上に全熱交換器(外気処理機)60と、センサ61とを備え、エアハンドリングユニット100と全熱交換器60,センサ61とを組み合わせて運転させても良い。
全熱交換器60は、室内21から取り込まれた室内空気RAの少なくとも一部と、外部から取り入れた外気OAとを熱交換する。残りの室内空気RAおよび全熱交換器60で熱交換された外気OAは、室内機の吸込み側に送られる。
室内機2a´に、統括親基板51を有する冷媒系統制御装置5´が設けられている。
エアハンドリングユニット100は、集中制御装置7が接続されている。
本変形例1によれば、統括親基板51は、各センサ61a,61bや全熱交換器60に対応した拡張入出力インタフェースを設けているので、センサ61a,61bから検出された検出値を取得するとともに、その検出値に基づいて全熱交換器60を制御することができる。
図7に示されるように、エアハンドリングユニット100と接続された室内21に対し、室内21のCO2(二酸化炭素)の濃度を検出するCO2センサ63と、室内21の温湿度を検出する温湿度センサ64とを設け、組み合わせて用いてもよい。
室内機2a´に、統括親基板51を有する冷媒系統制御装置5´が設けられている。
例えば、冷媒系統制御部5´の統括親基板51は、CO2センサ63によって検出された二酸化炭素の濃度が所定濃度以上となった(または、所定濃度以下となった)場合に、外気を導入する必要がある(または、必要がない)と判断し、ダンパを開状態(または、ダンパを閉状態)にする制御を行う。
このように、本変形例2によれば、CO2センサ63や、温湿度センサ64等に対応した外部入出力インタフェースを設けたので、冷媒系統制御部5´はエアハンドリングユニット100の室内機をきめ細やかに制御できる。
2,2a〜2m,2a´〜2d´ 室内機
3,3a,3b,3c,3d 室外機
4a,4b 冷媒系統
5 冷媒系統制御部(冷媒系統制御手段)
6 第1通信部(第1通信手段)
7 集中制御手段(集中制御装置)
8 第2通信部(第2通信手段)
51 統括親基板
100 エアハンドリングユニット
Claims (8)
- 室外機に対して少なくとも一つの室内機を接続して構成される冷媒系統を制御対象とする冷媒系統制御手段と、
前記冷媒系統制御手段と前記冷媒系統とを接続し、前記冷媒系統制御手段が複数ある場合には前記冷媒系統制御手段間を接続する第1通信手段と、
前記冷媒系統制御手段の上位に設けられる集中制御手段と、
一の前記冷媒系統制御手段と前記集中制御手段とを接続する、前記第1通信手段と異なる第2通信手段と、を具備し、
前記集中制御手段は、前記冷媒系統制御手段の配下の前記冷媒系統の接続数に関わらず、前記第2通信手段を介して接続された前記冷媒系統制御手段が前記集中制御手段によって制御できるグループを形成しているとみなし、前記第2通信手段を介して前記冷媒系統制御手段に制御指令を出力し、前記グループに属する前記冷媒系統を制御する空気調和システム。 - 前記室内機が複数ある場合に、同じ設置環境に設置されている前記室内機に対する前記冷媒系統を共通の前記冷媒系統制御手段の配下に接続させる請求項1に記載の空気調和システム。
- 複数の前記室内機を並列に接続し、共通のダクトで接続して構成するエアハンドリングユニットとし、該エアハンドリングユニットに対応して前記冷媒系統制御手段が設けられる請求項1に記載の空気調和システム。
- 前記エアハンドリングユニットは、前記第2通信手段を介して他の冷媒系統の室内機が接続される請求項3に記載の空気調和システム。
- 前記冷媒系統制御手段は、複数の前記室内機に対し、デフロスト運転、油戻し運転、および/または均油運転について同期制御または分散制御する請求項3または請求項4に記載の空気調和システム。
- 前記冷媒系統制御手段が複数設けられる場合に、各前記冷媒系統制御手段は前記第1通信手段を介して相互接続され、
複数の前記冷媒系統制御手段のうち、代表となる前記冷媒系統制御手段は、代表でない前記冷媒系統制御手段を制御する請求項1から請求項5のいずれかに記載の空気調和システム。 - 室外機に対して少なくとも一つの室内機を接続して構成される冷媒系統を制御対象とする冷媒系統制御手段と、前記冷媒系統制御手段と前記冷媒系統とを接続し、前記冷媒系統制御手段が複数ある場合には前記冷媒系統制御手段間を接続する第1通信手段と、前記冷媒系統制御手段の上位に設けられる集中制御手段と、一の前記冷媒系統制御手段と前記集中制御手段とを接続する、前記第1通信手段と異なる第2通信手段と、を具備する空気調和システムの制御方法であって、
前記冷媒系統制御手段の配下の前記冷媒系統の接続数に関わらず、前記第2通信手段を介して接続された前記冷媒系統制御手段が前記集中制御手段によって制御できるグループを形成しているとみなし、前記第2通信手段を介して前記冷媒系統制御手段に制御指令を出力し、前記グループに属する前記冷媒系統を制御する空気調和システムの制御方法。 - 室外機に対して少なくとも一つの室内機を接続して構成される冷媒系統を制御対象とする冷媒系統制御手段と、前記冷媒系統制御手段と前記冷媒系統とを接続し、前記冷媒系統制御手段が複数ある場合には前記冷媒系統制御手段間を接続する第1通信手段と、前記冷媒系統制御手段の上位に設けられる集中制御手段と、一の前記冷媒系統制御手段と前記集中制御手段とを接続する、前記第1通信手段と異なる第2通信手段と、を具備する空気調和システムの制御プログラムであって、
前記冷媒系統制御手段の配下の前記冷媒系統の接続数に関わらず、前記第2通信手段を介して接続された前記冷媒系統制御手段が前記集中制御手段によって制御できるグループを形成しているとみなし、前記第2通信手段を介して前記冷媒系統制御手段に制御指令を出力し、前記グループに属する前記冷媒系統を制御する処理をコンピュータに実行させるための空気調和システムの制御プログラム。
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