JP2019015436A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外気を導入する外気導入部と、その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置とが備えられた空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system including an outside air introduction unit that introduces outside air, and an air conditioner that can supply the outside air introduced by the outside air introduction unit as air-conditioned air to a space to be conditioned.
上記のような空調システムでは、空調装置が、外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給することで、空調対象空間を外気冷房している(例えば、特許文献1、2参照。)。外気冷房は、常時行われるのではなく、空調対象空間の温湿度や外気の温湿度等の関係から外気冷房許可条件が設定されており、外気冷房許可条件が満たされると、外気冷房を行うようにしている。
In the air conditioning system as described above, the air conditioner cools the air-conditioning target space by supplying the outside air introduced by the outside air introduction unit as air-conditioned air to the air-conditioning target space (for example,
特許文献1に記載のシステムでは、外気導入部にて導入される外気を複数の部屋(空調対象空間)に供給可能としており、複数の部屋の夫々に空調装置が備えられている。外気導入部にて導入される外気導入量を調整するために、給気ファンが備えられている。複数の部屋のうち、外気冷房を行う部屋の数に応じて、給気ファンの回転速度を制御することで、複数の部屋の負荷状態に応じて外気導入量を調整している。
In the system described in
特許文献2に記載のシステムでは、外気導入部にて導入される外気を複数の部屋(空調対象空間)に供給可能としており、複数の部屋の夫々に供給する外気供給量を調整自在なVAVユニットが備えられている。外気導入部にて導入される外気導入量を調整するために、外気取入れ用のVAVユニットが備えられている。複数の部屋での要求風量を合計した総要求風量等に基づいて、外気取入れ用のVAVユニットを制御することで、複数の部屋の負荷状態に応じて外気導入量を調整している。
In the system described in
特許文献1に記載のシステムでは、給気ファンの回転速度を制御することで、外気導入量を調整している。しかしながら、給気ファンにて調整可能な最小風量が規定されており、その最小風量が比較的大きな風量であることから、外気導入量を小さな範囲まで調整することができない。これにより、例えば、空調対象空間の負荷の低下によって外気導入量を小さな範囲まで調整する必要がある場合には、外気冷房を行うことができない。よって、外気冷房許可条件を狭い範囲に設定する必要があり、外気冷房を十分に活用できず、省エネ性の向上を図ることが難しかった。
In the system described in
ちなみに、特許文献1には、外気導入量を調整するに当たり、給気ファンの回転速度の制御に加えて、給気ダンパの開度制御を組み合わせてもよい点が記載されている。しかしながら、具体的に給気ダンパの開度制御をどのように組み合わせるのかについては記載されていない。
Incidentally, in
特許文献2に記載のシステムでは、外気取入れ用のVAVユニットを制御することで、外気導入量を調整している。しかしながら、外気取入れ用のVAVユニットは、ダンパ等の開度を絞って抵抗を与えることで、外気導入量を調整するものであるので、外気の導入に対して外気取入れ用のVAVユニットにて抵抗を与えることになり、外気を効率よく導入し難く、消費エネルギーの増大等を招く可能性がある。
In the system described in
ちなみに、特許文献2には、外気取入れ用のVAVユニットに加えて、必要であれば外気ファンを設ける点が記載されている。しかしながら、外気ファンを設けた場合に、外気ファンをどのように制御するのかについては記載されていない。
Incidentally,
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、外気の導入を効率よく行いながら、外気導入量を小さな範囲まで調整可能な状態で外気冷房を行うことができ、省エネ性の向上を図ることができる空調システムを提供する点にある。 In view of this situation, the main problem of the present invention is that the outside air cooling can be performed in a state in which the outside air introduction amount can be adjusted to a small range while efficiently introducing the outside air, and energy saving can be improved. The point is to provide an air conditioning system.
本発明の第1特徴構成は、外気を導入する外気導入部と、
その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置と、
前記外気導入部にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部と、
外気導入量が前記空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御する風量制御部とが備えられ、
前記外気導入量調整部は、可変風量ファンと、その可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部とが備えられ、
前記風量制御部は、外気要求風量が設定値以上である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御し、外気要求風量が設定値未満である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度とし且つ前記小風量調整部を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御するように構成されている点にある。
The first characteristic configuration of the present invention includes an outside air introduction section for introducing outside air,
An air conditioner that can freely supply the outside air introduced in the outside air introduction section to the air-conditioned space as conditioned air;
An outside air introduction amount adjustment unit capable of adjusting the outside air introduction amount introduced by the outside air introduction unit; and
An air volume control unit that controls the outside air introduction amount adjustment unit so that the outside air introduction amount becomes a required outside air amount according to a load state of the air-conditioning target space;
The outside air introduction amount adjustment unit includes a variable air volume fan and a small air volume adjustment unit that is adjustable to an air volume smaller than an air volume adjustment range of the variable air volume fan,
The air volume control unit controls the outside air introduction amount adjusting unit in a form of controlling the rotation speed of the variable air volume fan when the outside air required air volume is equal to or larger than a set value, and the outside air requested air volume is less than the set value. In this case, the outside air introduction amount adjustment unit is controlled in such a manner that the rotation speed of the variable air volume fan is set to a constant set rotation speed and the small air volume adjustment unit is controlled.
本構成によれば、風量制御部は、外気要求風量が設定値以上であると、外気要求風量に応じて、可変風量ファンの回転速度を制御するので、導入される外気に抵抗を与えることなく、空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量に外気導入量を調整することができる。しかも、空調対象空間の負荷の低下等により、外気要求風量が設定値未満となり、可変風量ファンでは調整できない小風量となっても、風量制御部が、可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度としておき、外気要求風量に応じて、小風量調整部を制御することで、外気要求風量に外気導入量を調整することができる。よって、外気導入量を小さな範囲まで調整することができるので、例えば、外気冷房許可条件を広い範囲に設定することができる。 According to this configuration, the air volume control unit controls the rotational speed of the variable air volume fan according to the outside air required air volume when the outside air requested air volume is equal to or greater than the set value, and thus does not give resistance to the introduced outside air. The amount of outside air introduced can be adjusted to the required amount of outside air according to the load state of the air conditioning target space. In addition, even if the outside air required air volume becomes less than the set value due to a decrease in the load of the air-conditioning target space, etc., and the air volume control unit becomes a small air volume that cannot be adjusted by the variable air volume fan, the air volume control unit rotates the variable air volume fan at a constant rotation speed By setting the speed and controlling the small air volume adjustment unit according to the external air required air volume, the external air introduction amount can be adjusted to the external air required air volume. Therefore, since the amount of outside air introduced can be adjusted to a small range, for example, the outside air cooling permission condition can be set in a wide range.
以上のことから、外気の導入を効率よく行いながら、外気導入量を小さな範囲まで調整可能な状態で外気冷房を行うことができるので、外気冷房を十分に活用して、省エネ性の向上を図ることができる。 From the above, it is possible to perform outside air cooling while the outside air introduction amount can be adjusted to a small range while efficiently introducing outside air, so that the outside air cooling can be fully utilized to improve energy saving. be able to.
本発明の第2特徴構成は、前記空調対象空間が複数のエリアに分けられ、
前記空調装置は、複数のエリアの夫々に備えられ、外気に加えて、エリアからの還気を空調処理部にて空調処理した空気を空調空気としてエリアに供給自在に構成され、
前記外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、複数の前記空調装置の夫々に供給自在に構成され、
複数のエリアの夫々には、前記空調装置に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部が備えられ、
前記風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、前記エリア風量調整部を制御自在に構成されている点にある。
In the second characteristic configuration of the present invention, the air-conditioning target space is divided into a plurality of areas,
The air conditioner is provided in each of a plurality of areas, and is configured to be able to supply air that has been air-conditioned by the air-conditioning processing unit to return air from the area as air-conditioned air in addition to outside air,
The outside air introduction unit is configured to introduce outside air to a plurality of areas and be freely supplied to each of the plurality of air conditioners.
Each of the plurality of areas is provided with an area air volume adjustment unit capable of adjusting the amount of outside air supplied to the air conditioner,
The air volume control unit controls the outside air introduction amount adjustment unit so that the entire outside air introduction amount in the plurality of areas becomes the outside air required air volume according to the load state in the plurality of areas as a whole. The area air volume adjustment unit is configured to be controllable according to the load state.
本構成によれば、外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、各エリアに備えられた複数の空調装置の夫々に供給するので、各空調装置が、外気を空調空気として各エリアに供給して、各エリアの外気冷房を行うことができる。外気導入部は、複数のエリアに対する外気を集中して導入するので、各エリアに対する外気を別々に導入するよりも構成の兼用化を図ることができ、構成の簡素化を図ることができる。しかも、風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、外気導入量調整部を制御するだけでなく、エリア個別の負荷状態に応じて、エリア風量調整部を制御するので、各エリアに対してエリア個別の負荷状態に応じた外気供給量を確保しつつ、全体の外気導入量も全体の負荷状態に応じた外気要求風量に調整することができる。そして、全体の外気導入量については、上記第1特徴構成にて述べた如く、全体の外気導入量を小さな範囲まで調整することができるので、例えば、外気冷房許可条件を広い範囲に設定して、複数のエリアに対する外気冷房を十分に活用して、省エネ性の向上を図ることができる。 According to this configuration, the outside air introduction unit introduces outside air for a plurality of areas and supplies the outside air to each of the plurality of air conditioners provided in each area. To cool the outside air in each area. Since the outside air introduction unit concentrates and introduces outside air for a plurality of areas, the configuration can be shared and the configuration can be simplified rather than introducing outside air for each area separately. In addition, the air volume control unit not only controls the outside air introduction amount adjustment unit so that the entire outside air introduction amount in the plurality of areas becomes the outside air required air volume corresponding to the load state in the plurality of areas as a whole, Since the area air volume adjustment unit is controlled according to the load state of each area, the entire outside air introduction amount also corresponds to the entire load state while ensuring the outside air supply amount according to the individual area load state for each area. It can be adjusted to the required outside air volume. As for the entire outside air introduction amount, as described in the first feature configuration, the entire outside air introduction amount can be adjusted to a small range. For example, the outside air cooling permission condition is set to a wide range. The outdoor air cooling for a plurality of areas can be fully utilized to improve the energy saving performance.
本発明の第3特徴構成は、前記風量制御部は、前記エリア風量調整部を外気供給量の最小側に制御しても空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリアが存在する場合に、そのエリアへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、複数のエリアにおける全体の外気導入量を低下側に調整するように、前記外気導入量調整部を制御するエリア優先制御を実行可能に構成されている点にある。 According to a third characteristic configuration of the present invention, when the air flow control unit controls the area air flow adjustment unit to the minimum side of the outside air supply amount, there is an area in which the air conditioning state is larger than the area individual load. Area priority control for controlling the outside air introduction amount adjusting unit so as to adjust the whole outside air introduction amount in a plurality of areas to the lower side in order to make the outside air supply amount to the area an air amount according to the individual load. Is configured to be executable.
エリア風量調整部を外気供給量の最小側に制御しても空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリアが存在すると、そのエリアでは、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態となる。そこで、本構成によれば、このような場合には、風量制御部が、エリア個別負荷よりも過大となるエリアへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、複数のエリアにおける全体の外気導入量を低下側に調整するように、外気導入量調整部を制御するエリア優先制御を実行している。これにより、全体の外気導入量が低下側に調整されて、エリアへの外気供給量がエリア個別負荷に応じた風量となるので、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態が解消される。よって、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態を解消しながら、複数のエリアに対する外気冷房を行うことができる。 Even if the area air volume adjustment unit is controlled to the minimum side of the outside air supply amount, if there is an area where the air-conditioning state exceeds the area individual load, the outside air is being cooled excessively, such as overcooling It becomes. Therefore, according to the present configuration, in such a case, the air volume control unit sets a plurality of areas so that the outside air supply amount to the area that is larger than the area individual load is the air volume according to the area individual load. The area priority control for controlling the outside air introduction amount adjusting unit is executed so as to adjust the whole outside air introduction amount to the lower side. As a result, the entire outside air introduction amount is adjusted to the lower side, and the outside air supply amount to the area becomes the air amount according to the individual load of the area, so that the state where excessive outside air cooling is performed such as overcooling is eliminated. Is done. Therefore, it is possible to perform the outside air cooling for a plurality of areas while eliminating the state where the outside air cooling is excessively performed such as overcooling.
本発明の第4特徴構成は、前記風量制御部が前記エリア優先制御を実行しているときにエリア個別負荷を賄えないエリアが存在する場合には、そのエリアの前記空調装置が、前記エリア個別負荷を賄うように、前記空調処理部を制御するように構成されている点にある。 According to a fourth characteristic configuration of the present invention, when there is an area that cannot cover the area individual load when the air volume control unit performs the area priority control, the air conditioner in the area In the point which is comprised so that the said air-conditioning process part may be controlled so that an individual load may be covered.
エリア優先制御を実行している場合に、全体の外気導入量を低下側に調整することで、外気冷房だけではエリア個別負荷を賄えないエリアが発生する可能性がある。そこで、本構成によれば、エリア優先制御を実行しているときにエリア個別負荷を賄えないエリアが存在する場合には、そのエリアに備えられた空調装置が、外気導入部にて導入される外気を空調処理部にて空調処理するように、空調処理部を制御するので、エリア個別負荷を賄うことができる。これにより、エリア優先制御を実行している場合でも、複数のエリアの全てにおいて、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。 When area priority control is being performed, by adjusting the overall outside air introduction amount to the lower side, there is a possibility that an area that cannot cover the individual area load only by outside air cooling may occur. Therefore, according to this configuration, when there is an area that cannot cover the area individual load when executing the area priority control, the air conditioner provided in the area is introduced by the outside air introduction unit. Since the air conditioning processing unit is controlled so that the outside air is subjected to air conditioning processing by the air conditioning processing unit, the area individual load can be covered. Thereby, even when area priority control is performed, it is possible to appropriately cover area individual loads in all of the plurality of areas.
本発明の第5特徴構成は、前記外気導入量調整部は、前記可変風量ファンの下流側の外気を前記可変風量ファンの上流側に戻すバイパス路が備えられ、
前記小風量調整部は、前記バイパス路における風量を調整自在に構成されている点にある。
According to a fifth characteristic configuration of the present invention, the outside air introduction amount adjustment unit is provided with a bypass path for returning outside air downstream of the variable air volume fan to the upstream side of the variable air volume fan,
The small air volume adjusting unit is configured to freely adjust the air volume in the bypass passage.
例えば、小風量調整部が、可変風量ファンの下流側にて風量を調整する場合には、可変風量ファンにて風量が調整された外気に対して抵抗を与えることで、風量を調整することになる。よって、可変風量ファンの消費エネルギーが増大する等、省エネ性の観点で不利がある。そこで、本構成によれば、小風量調整部は、バイパス路における風量を調整することで、可変風量ファンにて風量が調整された外気に対して抵抗を与えることなく、外気を導入することができる。よって、可変風量ファンの消費エネルギーの低減を図ることができ、省エネ性の向上を図ることができる。 For example, when the small air volume adjustment unit adjusts the air volume downstream of the variable air volume fan, the air volume is adjusted by giving resistance to the outside air whose air volume has been adjusted by the variable air volume fan. Become. Therefore, there is a disadvantage in terms of energy saving, such as an increase in energy consumption of the variable airflow fan. Therefore, according to this configuration, the small air volume adjusting unit can introduce the outside air without adjusting the air volume adjusted by the variable air volume fan by adjusting the air volume in the bypass passage. it can. Therefore, the energy consumption of the variable air volume fan can be reduced, and the energy saving performance can be improved.
本発明に係る空調システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
この空調システムは、図1に示すように、外気を導入する外気導入部1と、その外気導入部1にて導入された外気を空調空気として空調対象空間2に供給自在な空調装置3と、外気導入部1にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部4と、外気導入量調整部4を制御する風量制御部5とが備えられている。
An embodiment of an air-conditioning system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the air conditioning system includes an outside
外気導入部1は、一端部が外気に開放され、他端部が空調装置3に接続されたダクト等の通路にて構成されている。外気導入部1は、室外の外気(図1中、実線矢印)を取り入れて、空調装置3に導くように構成されている。
The outside
空調装置3は、例えば、空調対象空間2に隣接する空間等に配置されている。空調装置3は、外気に加えて、空調対象空間2からの還気(図1中、点線矢印)を空調処理部10にて空調処理した空気を空調空気(図1中、黒塗り矢印)として空調対象空間2に供給自在に構成されている。これにより、外気冷房を行う場合には、空調装置3が、外気導入部1にて導入される外気をそのまま空調空気として空調対象空間2に供給したり、外気導入部1にて導入される外気を空調処理し、その空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間2に供給している。外気冷房を行わない場合には、空調装置3が、空調対象空間2からの還気を空調処理し、その空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間2に供給している。ちなみに、外気冷房を行う場合に、必要であれば、外気導入部1にて導入される外気に、空調対象空間2からの還気を混合させて、その混合気を空調処理し、空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間2に供給することも可能である。
The
空調装置3には、外気導入部1に加えて、空調対象空間2からの還気(図1中、点線矢印)を空調装置3に供給する還気路6と、空調空気(図1中、黒塗り矢印)を空調対象空間2に供給する給気路7とが接続されている。還気路6は、空調対象空間2の天井空間8に開放されており、空調対象空間2からの還気を、天井空間8を通して空調装置3に供給するように構成されている。給気路7は、空調対象空間2の床下空間9に開放されており、空調空気を、床下空間9を通して空調対象空間2に供給するように構成されている。
In addition to the outside
空調装置3は、供給される空気(外気のみ、空調対象空間2からの還気のみ、外気と還気の混合気)を空調処理する空調処理部10と、空調対象空間2に空調空気を供給する給気ファン11とが備えられている。空調処理部10は、図外の熱源機から循環供給される熱媒体(例えば、冷水)と供給される空気とを熱交換させて、供給される空気を冷却処理する冷水コイルにて構成されている。ちなみに、空調処理部10は、供給される空気を冷却処理するだけでなく、熱源機から供給される熱媒体(例えば、温水)にて供給される空気を加熱処理する冷温水コイルとすることもでき、どのような構成とするかは適宜変更が可能である。
The
空調装置3には、図示は省略するが、空調処理部10及び給気ファン11の回転速度の制御を行う空調装置用制御部が備えられている。空調処理部10については、例えば、空調装置用制御部が、空調処理部10に対して供給される熱媒体の供給量を制御することで、空調処理部10を制御している。空調装置用制御部は、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部10及び給気ファン11の回転速度を制御するように構成されている。
Although not shown, the
目標の給気温度について説明すると、空調対象空間2の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を使用者等が設定可能としている。そこで、使用者等により設定される目標温湿度と空調対象空間2の温湿度との偏差、及び、予め設定されている偏差と給気温度との関係等を用いて、空調装置用制御部が目標の給気温度を求めるようにしている。空調対象空間2の温湿度については、空調装置用制御部が、空調対象空間2に配置された温湿度センサ16の検出情報を取得することで、空調対象空間2の温湿度情報を取得している。偏差と給気温度との関係は、例えば、偏差の大きさに応じて、給気温度をどれぐらいにすべきかを示す関係であり、実験やその他各種の条件に基づいて予め設定されている。ちなみに、空調対象空間2の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を設定しているが、温度のみの目標温度を設定する場合もある。この場合には、目標温度と空調対象空間2の温度との偏差を用いて、目標の給気温度を求めることができる。
The target supply air temperature will be described. As a target air-conditioning state of the air-
外気導入量調整部4は、可変風量ファン12と、その可変風量ファン12の風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部13とが備えられている。可変風量ファン12は、外気導入部1の途中部位に配置されており、可変風量ファン12の下流側の外気を可変風量ファン12の上流側に戻すバイパス路14が備えられている。小風量調整部13は、例えば、ダンパ等にて構成されており、バイパス路14の途中部位に配置され、バイパス路14における風量を調整自在に構成されている。
The outside air introduction
風量制御部5による制御について説明する。
風量制御部5は、外気導入量が空調対象空間2の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、外気導入量調整部4を制御するように構成されている。風量制御部5は、空調対象空間2に配置された温湿度センサ16の検出情報に基づいて、空調対象空間2の温湿度情報を取得している。風量制御部5は、空調対象空間2の温湿度情報、及び、使用者等により設定される目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求めるように構成されている。例えば、風量制御部5は、空調対象空間2の温湿度と目標温湿度との偏差が大きいほど、外気要求風量が大きくなるように、外気要求風量を求めている。
Control by the air
The air
風量制御部5は、外気要求風量が設定値以上である場合に、可変風量ファン12の回転速度を制御する形態で、外気導入量調整部4を制御するように構成されている。風量制御部5は、外気要求風量が大きいほど、可変風量ファン12の回転速度を大きくするように、可変風量ファン12の回転速度を制御している。このとき、風量制御部5は、バイパス路14における風量がゼロとなるように、小風量調整部13を制御している。
The air
設定値は、例えば、可変風量ファン12にて調整可能な最小風量や、その最小風量よりも所定風量だけ大きい風量に設定値を設定することができる。このように、可変風量ファン12にて調整可能な最小風量を基準として、設定値を設定することができる。
For example, the set value can be set to a minimum air volume that can be adjusted by the variable
風量制御部5は、外気要求風量が設定値未満である場合に、可変風量ファン12の回転速度を一定の設定回転速度とし且つ小風量調整部13を制御する形態で、外気導入量調整部4を制御するように構成されている。風量制御部5は、可変風量ファン12の回転速度を一定の設定回転速度としておき、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部13を制御している。小風量調整部13の制御については、風量制御部5が、外気要求風量が小さいほど、バイパス路14における風量が大きくなるように、小風量調整部13を制御している。
The air
設定回転速度は、可変風量ファン12の最小回転速度や、その最小回転速度よりも所定量だけ大きい回転速度に設定することができる。このように、設定回転速度は、可変風量ファン12の最小回転速度を基準として設定することができる。
The set rotational speed can be set to a minimum rotational speed of the
以下、図2及び図3のフローチャートに基づいて、空調対象空間2の冷房を行うときの動作について説明する。
Hereinafter, based on the flowchart of FIG.2 and FIG.3, the operation | movement when air-
まず、外気冷房を許可するための外気冷房許可条件を設定する(ステップ#1)。この外気冷房許可条件の設定については、使用者等の人為操作に基づいて設定する、又は、風量制御部5等が自動的に設定することができる。外気冷房許可条件は、例えば、外気冷房を許可する外気の上限温度、及び、外気の上下限湿度を含む条件とすることができる。
First, an outside air cooling permission condition for permitting outside air cooling is set (step # 1). The setting of the outdoor air cooling permission condition can be set based on an artificial operation by the user or the like, or the air
次に、空調対象空間2の目標空調状態として、使用者等の人為操作に基づいて目標温湿度を設定する(ステップ#2)。ちなみに、上述の如く、空調対象空間2の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を設定しているが、温度のみの目標温度を設定する場合もある。
Next, the target temperature and humidity are set as the target air-conditioning state of the air-
次に、空調対象空間2に配置された温湿度センサ16にて空調対象空間2の温湿度(室内温湿度)を計測すると、空調装置用制御部は、温湿度センサ16による空調対象空間2の温湿度を用いて、目標の給気温度を求めて、目標の給気温度を設定する(ステップ#3、#4)。
Next, when the temperature / humidity (indoor temperature / humidity) of the air-
風量制御部5や空調装置用制御部は、外気の温湿度を計測するセンサ(図示省略)の検出情報に基づいて、外気許可条件を満たしているか否かを判別している。外気許可条件が満たされていない場合には、外気冷房が許可されていないとして、通常制御を行う(ステップ#5のNoの場合、ステップ#7)。この通常制御では、空調装置用制御部が、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部10及び給気ファン11の回転速度を制御している。これにより、空調対象空間2からの換気が空調処理部10にて空調処理(冷却処理)され、空調処理後の空気が空調空気として空調対象空間2に供給されている。
The air
外気許可条件が満たされている場合には、外気冷房が許可されているとして、外気冷房制御を行う(ステップ#5のYesの場合、ステップ#6)。図3のフローチャートに基づいて、外気冷房制御について説明する。
If the outside air permission condition is satisfied, it is determined that the outside air cooling is permitted (
風量制御部5は、温湿度センサ16による空調対象空間2の温湿度、及び、目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求め、その求めた外気要求風量の大きさに応じて、可変風量ファン12の回転速度を制御することで、ファンの風量制御を行う(ステップ#11)。風量制御部5は、外気要求風量が設定値以上であり、且つ、外気要求風量が最大値以下であると、ファンの風量制御を継続する(ステップ#12のNoの場合、ステップ#13のYesの場合)。このように、外気要求風量が設定値以上であり、且つ、外気要求風量が最大値以下である場合には、風量制御部5が、ファンの風量制御を継続することで、外気導入量を外気要求風量に調整することができる。
The air
外気要求風量が設定値未満である場合には、風量制御部5が、可変風量ファン12の回転速度を一定の設定回転速度とし、且つ、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部13を制御することで、小風量調整部13の制御を行う(ステップ#12のYesの場合、ステップ#15)。風量制御部5は、小風量調整部13の制御を行った後、所定時間を経過するまでその制御した状態に保持する(ステップ#16)。
When the outside air required air volume is less than the set value, the air
風量制御部5は、温湿度センサ16による空調対象空間2の温湿度、及び、目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求め、その求めた外気要求風量が設定値未満であれば、小風量調整部13の制御を継続する(ステップ#17のNoの場合、ステップ#15)。一方、風量制御部5は、求めた外気要求風量が設定値以上となると、ファンの風量制御に戻る(ステップ#17のYesの場合、ステップ#11)。
The air
このように、風量制御部5は、外気要求風量が設定値以上であると、ファンの風量制御を行うのに対して、外気要求風量が設定値未満であると、小風量調整部13の制御を行う。これにより、外気要求風量が設定値以上である場合には、風量制御部5が、外気要求風量の大きさに応じて、可変風量ファン12の回転速度を制御することで、導入される外気に抵抗を与えることなく、空調対象空間2の負荷状態に応じた外気導入量に調整することができる。しかも、外気要求風量が設定値未満となり、可変風量ファン12では調整できない小風量となっても、風量制御部5が、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部13を制御することで、外気要求風量に外気導入量を調整することができる。
As described above, the air
ここで、外気要求風量が小さくなっても、その外気要求風量に外気導入量を調整できることから、図2のステップ#1において、外気冷房許可条件として、外気の上限温度や上下限湿度を設定するに当たり、上限温度をより高い温度に設定したり、上限湿度をより高い湿度に設定することができる。
Here, since the outside air introduction amount can be adjusted to the outside air required air volume even if the outside air demand air volume becomes small, the upper limit temperature and the upper and lower limit humidity of the outside air are set as the outside air cooling permission condition in
上限温度をより高い温度に設定したり、上限湿度をより高い湿度に設定すると、上限温度と目標温度との偏差や上限湿度と目標湿度との偏差が小さくなることから、風量制御部5が求める外気要求風量が小さくなる。そこで、この実施形態では、風量制御部5が、小風量調整部13の制御を行うことで、外気要求風量が小さくなっても、その外気要求風量に外気導入量を調整するようにしている。これにより、外気冷房許可条件の上限温度及び上限湿度をより高いものに設定しても、外気導入量を適切に調整しながら、外気冷房を行うことができるので、外気冷房許可条件として、外気冷房を許可し易い条件に設定することができる。よって、外気冷房を十分に活用することができ、省エネ性の向上を図ることができる。
When the upper limit temperature is set to a higher temperature or the upper limit humidity is set to a higher humidity, the deviation between the upper limit temperature and the target temperature and the deviation between the upper limit humidity and the target humidity are reduced. The required outside air volume is reduced. Therefore, in this embodiment, the air
図3に戻り、風量制御部5が、ファンの風量制御を行っているときに、求めた外気要求風量が最大値を超えると、空調装置用制御部が、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部10の制御を行う(ステップ#13のNoの場合、ステップ#14)。
Returning to FIG. 3, when the air
最大値は、可変風量ファン12にて調整可能な最大風量に設定したり、その最大風量よりも所定量だけ小さい風量を最大値に設定することができる。このように、可変風量ファン12にて調整可能な最大風量を基準として、最大値を設定することができる。
The maximum value can be set to a maximum air volume that can be adjusted by the variable
図3におけるステップ#13のNoの場合には、求めた外気要求風量が最大値を超えるので、外気導入部1にて導入される外気をそのまま空調対象空間2に供給しても、空調対象空間2の負荷を賄えない状態となる。そこで、空調装置用制御部が、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部10の制御を行う。これにより、空調対象空間2には、空調処理部10にて目標の給気温度に空調処理された外気が空調空気として供給されるので、空調対象空間2の負荷を賄うことができる。
In the case of No in
ちなみに、外気冷房を行う場合に、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度よりも高くなるときには、空調装置用制御部が、給気路7にて給気する空調空気(図1中、黒塗り矢印)の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部10の制御を行うことができる。これにより、外気をそのまま空調空気として空調対象空間2に供給しても負荷を賄えない場合でも、外気を空調処理部10にて空調処理(冷房処理)することで、目標の給気温度の空調空気を空調対象空間2に供給することができ、空調対象空間2の負荷を適切に賄うことができる。
By the way, when the outside air cooling is performed, when the temperature of the conditioned air supplied through the air supply path 7 (indicated by black arrows in FIG. 1) becomes higher than the target supply air temperature, the air conditioner control unit The air
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態では、図1に示すように、空調対象空間2を1つのエリアにて構成された例を示しているが、この第2実施形態は、図4に示すように、空調対象空間2が複数のエリア2a〜2dに分けられた例を示している。図1は、縦断面図を示しているが、図4は、横断平面図を示している。以下、図4に基づいて、第2実施形態における空調システムについて説明するが、上記第1実施形態と同様の構成については、同符号を記す等により、その説明は省略する。ちなみに、図4においても、図1と同様に、外気を実線矢印にて示し、空調対象空間2からの還気を点線矢印にて示し、空調空気を黒塗り矢印にて示している。
[Second Embodiment]
In the said 1st Embodiment, as shown in FIG. 1, although the example which comprised the air-
空調対象空間2は、複数のエリア2a〜2dに分けられており、複数のエリア2a〜2dの夫々に空調装置3が備えられている。空調対象空間2を、いくつのエリアに分けるか、どのような面積のエリアに分けるか等は適宜変更が可能である。
The air
外気導入部1は、複数のエリア2a〜2dに対する外気を導入して、複数の空調装置3の夫々に供給自在に構成されている。外気導入部1は、その一端側が外気に開放されており、複数のエリア2a〜2dに対する外気を集中して導入するように構成されている。外気導入部1は、バイパス路14との下流側の接続箇所よりも下流側部位が複数のエリア2a〜2dの夫々に対応して分岐されており、その分岐された部位の夫々が各エリア2a〜2dに備えられた空調装置3に接続されている。
The outside
複数のエリア2a〜2dの夫々には、空調装置3に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部17が備えられている。エリア風量調整部17は、外気導入部1において複数の空調装置3の夫々に分岐接続される部位に配置されており、例えば、VAVユニット等にて構成されている。
Each of the plurality of
この第2実施形態における空調システムは、複数のエリア2a〜2dのうち、空調運転が要求されているエリア2a〜2dの空調装置3を空調運転させ、空調運転が要求されていないエリア2a〜2dの空調装置3を運転停止させている。空調運転を行うに当たり、外気冷房許可条件が満たされている場合には、空調運転が要求されているエリア2a〜2dに対して外気冷房を行う。外気冷房許可条件が満たされていない場合には、空調運転が要求されているエリア2a〜2dに対して、各空調装置3が、各エリア2a〜2dからの還気を空調処理部10にて空調処理し、空調処理後の空気を空調空気として各エリア2a〜2dに供給する。つまり、外気冷房許可条件が満たされていない場合には、空調運転が要求されているエリア2a〜2dに対して、各空調装置3が、上記第1実施形態における通常制御を行う(図2のステップ#7参照)。
In the air conditioning system according to the second embodiment, among the plurality of
外気冷房を行うときの風量制御部5による制御について説明する。
風量制御部5は、複数のエリア2a〜2dにおける全体の外気導入量が複数のエリア2a〜2dの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、エリア風量調整部17を制御している。
The control by the air
The air
風量制御部5は、複数のエリア風量調整部17の夫々を制御することで、複数のエリア2a〜2dの夫々に対する個別の外気導入量(空調装置3への外気供給量)を調整している。そして、風量制御部5は、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御することで、複数のエリア2a〜2dにおける全体の外気導入量を調整している。
The air
複数のエリア2a〜2dの夫々において、目標空調状態として、目標温湿度が設定可能となっている。風量制御部5は、各エリア2a〜2dに配置された温湿度センサ16の検出情報から各エリア2a〜2dの温湿度情報を取得しており、各エリア2a〜2dの温湿度情報と各エリア2a〜2dで設定された目標温湿度に基づいて、各エリア2a〜2dのエリア個別負荷がどのような負荷となっているかを把握している。
In each of the plurality of
風量制御部5は、複数のエリア2a〜2dの夫々に対する外気導入量(空調装置3への外気供給量)が各エリア2a〜2dのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量となるように、複数のエリア風量調整部17の夫々を制御している。例えば、エリア2aとエリア2bに対して外気冷房する場合には、風量制御部5が、エリア2aのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量を求め、エリア2aに対する外気導入量(空調装置3への外気供給量)が求めたエリア個別の外気導入量となるように、エリア2aに対応するエリア風量調整部17を制御するとともに、エリア2bのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量を求め、エリア2bに対する外気導入量(空調装置3への外気供給量)が求めたエリア個別の外気導入量となるように、エリア2bに対応するエリア風量調整部17を制御している。
The air
そして、風量制御部5は、各エリア2a〜2dのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量の合計値を全体の目標外気導入量として求め、全体の外気導入量が全体の目標外気導入量となるように、可変風量ファン12及び小風量調整部13(外気導入量調整部4)を制御している。
And the air
この可変風量ファン12及び小風量調整部13の制御については、目標となる外気要求風量が全体の目標外気導入量となるだけで、上記第1実施形態と同様の制御を行う。全体の目標外気導入量が設定値以上である場合には、風量制御部5が、全体の目標外気導入量が大きいほど、可変風量ファン12の回転速度を大きくするように、可変風量ファン12の回転速度を制御するとともに、バイパス路14における風量がゼロとなるように、小風量調整部13を制御している。全体の目標外気導入量が設定値未満である場合には、風量制御部5が、可変風量ファン12の回転速度を一定の設定回転速度としておき、全体の目標外気導入量の大きさに応じて、小風量調整部13を制御している。
The control of the variable
以下、図5のフローチャートに基づいて、外気冷房を行う場合の動作について説明する。
風量制御部5は、全体の外気導入量が全体の目標外気導入量となるように、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御することで、外気導入量調整部4の制御を行うとともに、各エリア2a〜2dに対する外気導入量(空調装置3への外気供給量)がエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量となるように、エリア風量調整部17を制御している(ステップ#21)。
Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 5, an operation when the outside air cooling is performed will be described.
The air
これにより、各エリア2a〜2dでは、風量制御部5が、エリア個別負荷の大きさに応じて、各エリア2a〜2dにおける外気導入量(空調装置3への外気供給量)が調整されている。そして、エリア個別負荷が小さくなると、それに伴ってエリア2a〜2dにおける外気導入量(空調装置3への外気供給量)を小さくさせることになる。このとき、風量制御部5が、エリア風量調整部17を外気導入量(空調装置3への外気供給量)の最小側に制御しても、空調状態がエリア個別負荷よりも過大(冷え過ぎ)となる場合がある。
Thereby, in each
この場合には、風量制御部5が、空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア2a〜2dがあるとして、エリア優先制御を行う(ステップ#22のYesの場合、ステップ#23)。エリア優先制御では、風量制御部5が、空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア2a〜2dへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、全体の外気導入量を低下側に調整するように、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御している。例えば、エリア2aにおいて空調状態がエリア個別負荷よりも過大(冷え過ぎ)となると、風量制御部5がエリア優先制御を行うことで、風量制御部5は、各エリア2a〜2dの個別負荷に対応する外気導入量の合計値である全体の目標外気導入量よりも低下側に調整するように、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御している。風量制御部5は、エリア2aの温湿度と目標温湿度との偏差に基づいて、エリア個別負荷に対して過大となる過大量を求め、その過大量に応じて予め設定されている低下量だけ、全体の目標外気導入量から低下側に調整するように、可変風量ファン12及び小風量調整部13を制御している。これにより、エリア2aでは、外気導入量(空調装置3への外気供給量)が低下されて、空調状態がエリア個別負荷よりも過大(冷え過ぎ)となる状況が解消されて、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。
In this case, the air
上述の如く、エリア優先制御では、全体の目標外気導入量よりも低下側に調整しているので、各空調装置3が、外気導入部1にて導入される外気をそのまま空調空気として、各エリア2a〜2dに供給していると、エリア個別負荷を賄えないエリア2a〜2dが存在する可能性がある。
As described above, in area priority control, since the overall target outside air introduction amount is adjusted to be lower than the entire target outside air introduction amount, each
そこで、風量制御部5がエリア優先制御を実行しているときに、エリア個別負荷を賄えないエリア2a〜2dが存在する場合には、そのエリア2a〜2dの空調装置3が、エリア個別負荷を賄うように、空調処理部10を制御している(ステップ#24のYesの場合、ステップ#25)。例えば、エリア2bにおいてエリア個別負荷を賄えないとすると、空調処理部10の制御として、エリア2bの空調装置3が、エリア2bに供給する空調空気が目標の給気温度になるように、空調処理部10を制御している。これにより、外気を空調処理部10にて空調処理(冷房処理)することで、目標の給気温度の空調空気をエリア2bに供給することができ、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。
Therefore, when the air
風量制御部5がエリア優先制御を実行しているときに、エリア風量調整部17を個別の外気導入量(空調装置3への外気供給量)の最小側に制御した状態で空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア2a〜2dが存在しなくなる、又は、エリア優先制御の実行開始から所定時間が経過している等、エリア優先制御の終了条件が満たされると、風量制御部5が、エリア優先制御を終了する。風量制御部5は、エリア優先制御が終了されると、外気導入量調整部4の制御を行うとともに、エリア風量調整部17の制御を行う状態に戻る(ステップ#26のYesの場合、ステップ#21)。ちなみに、エリア優先制御の終了条件は、各種の条件を設定可能である。
When the air
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another embodiment]
Another embodiment of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied alone, but may be applied in combination with the configuration of another embodiment.
(1)上記実施形態では、空調装置3が、床下空間9を通して空調対象空間2に空調空気を供給しているが、例えば、空調装置3が、天井空間8を通して空調対象空間2に空調空気を供給することもでき、空調対象空間2に対してどのようにして空調空気を供給するかは適宜変更が可能である。
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施形態では、可変風量ファン12の下流側の外気を可変風量ファン12の上流側に戻すバイパス路14が備えられ、小風量調整部13を、バイパス路14における風量を調整自在としている。これに代えて、外気導入部1において、可変風量ファン12の下流側に小風量調整部13を配置して、小風量調整部13を、外気導入部1において可変風量ファン12の下流側部位における風量を調整自在とすることもできる。
(2) In the above-described embodiment, the
(3)上記実施形態では、可変風量ファン12を1つ備えた例を示したが、可変風量ファン12の数は適宜変更することができ、複数の可変風量ファン12を並列状態で備えることができる。
(3) In the above embodiment, an example in which one
例えば、図6に示すように、2つの可変風量ファン12を並列状態で備えることができる。この場合には、風量制御部5が、外気要求風量が複数台用設定値以上であれば、2つの可変風量ファン12の両方を作動させて、1つの可変風量ファン12を最大能力とし、外気要求風量の大きさに応じて、もう1つの可変風量ファン12を制御することができる。風量制御部5は、外気要求風量が複数台用設定値未満であれば、1つの可変風量ファン12のみを作動させて、外気要求風量の大きさに応じて、その1つの可変風量ファン12を制御することができる。
For example, as shown in FIG. 6, two
(4)上記実施形態では、バイパス路14に小風量調整部13を配置して、小風量調整部13にてバイパス路14における風量を調整することで、空調装置3に供給する外気供給量(外気導入量)を調整している。これに代えて、図7に示すように、バイパス路14の小風量調整部13に加えて、外気導入路1において可変風量ファン12の配置箇所よりも下流側部位に、可変風量ファン12の風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な追加用小風量調整部18(例えば、ダンパー)を備えることができる。この場合には、バイパス路14における小風量調整部13と外気導入路1における追加用小風量調整部18とから本発明における小風量調整部を構成することができる。バイパス路14における小風量調整部13と、外気導入路1における追加用小風量調整部18とにより、空調装置3に供給する外気供給量(外気導入量)を調整することができるので、空調装置3に供給する外気供給量(外気導入量)をより細かく調整することができる。
(4) In the above-described embodiment, the small air
1 外気導入部
2 空調対象空間
2a〜2d エリア
3 空調装置
4 外気導入量調整部
5 風量制御部
10 空調処理部
12 可変風量ファン
13 小風量調整部
14 バイパス路
17 エリア風量調整部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置と、
前記外気導入部にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部と、
外気導入量が前記空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御する風量制御部とが備えられ、
前記外気導入量調整部は、可変風量ファンと、その可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部とが備えられ、
前記風量制御部は、外気要求風量が設定値以上である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御し、外気要求風量が設定値未満である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度とし且つ前記小風量調整部を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御するように構成されている空調システム。 An outside air introduction section for introducing outside air;
An air conditioner that can freely supply the outside air introduced in the outside air introduction section to the air-conditioned space as conditioned air;
An outside air introduction amount adjustment unit capable of adjusting the outside air introduction amount introduced by the outside air introduction unit; and
An air volume control unit that controls the outside air introduction amount adjustment unit so that the outside air introduction amount becomes a required outside air amount according to a load state of the air-conditioning target space;
The outside air introduction amount adjustment unit includes a variable air volume fan and a small air volume adjustment unit that is adjustable to an air volume smaller than an air volume adjustment range of the variable air volume fan,
The air volume control unit controls the outside air introduction amount adjusting unit in a form of controlling the rotation speed of the variable air volume fan when the outside air required air volume is equal to or larger than a set value, and the outside air requested air volume is less than the set value. In this case, the air-conditioning system is configured to control the outside air introduction amount adjustment unit in a form in which the rotation speed of the variable air volume fan is set to a constant set rotation speed and the small air volume adjustment unit is controlled.
前記空調装置は、複数のエリアの夫々に備えられ、外気に加えて、エリアからの還気を空調処理部にて空調処理した空気を空調空気としてエリアに供給自在に構成され、
前記外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、複数の前記空調装置の夫々に供給自在に構成され、
複数のエリアの夫々には、前記空調装置に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部が備えられ、
前記風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、前記エリア風量調整部を制御自在に構成されている請求項1に記載の空調システム。 The air conditioning target space is divided into a plurality of areas,
The air conditioner is provided in each of a plurality of areas, and is configured to be able to supply air that has been air-conditioned by the air-conditioning processing unit to return air from the area as air-conditioned air in addition to outside air,
The outside air introduction unit is configured to introduce outside air to a plurality of areas and be freely supplied to each of the plurality of air conditioners.
Each of the plurality of areas is provided with an area air volume adjustment unit capable of adjusting the amount of outside air supplied to the air conditioner,
The air volume control unit controls the outside air introduction amount adjustment unit so that the entire outside air introduction amount in the plurality of areas becomes the outside air required air volume according to the load state in the plurality of areas as a whole. The air conditioning system according to claim 1, wherein the area air volume adjusting unit is configured to be controllable according to a load state.
前記小風量調整部は、前記バイパス路における風量を調整自在に構成されている請求項1〜4の何れか1項に記載の空調システム。
The outside air introduction amount adjustment unit is provided with a bypass path for returning outside air downstream of the variable air volume fan to the upstream side of the variable air volume fan,
The air conditioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the small air volume adjusting unit is configured to freely adjust an air volume in the bypass passage.
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