JP2020153563A - 装置評価システム及び装置評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)全体構成
本開示の一実施形態に係る装置評価システム200、及び、装置評価システム200の評価の対象である第1空調装置100A及び第2空調装置100Bの概要について、図1〜図3を参照しながら説明する。
第1空調装置100Aの詳細構成について説明する。上述のように、第1空調装置100A及び第2空調装置100Bは同一の構造及び仕様を有するため、ここでは、第1空調装置100Aについてのみ説明し、第2空調装置100Bについての説明は省略する。
利用ユニット50は、空間Sに設置されるユニットである。例えば、利用ユニット50は、天井埋込式のユニットである。ただし、第1空調装置100A及び第2空調装置100Bの利用ユニット50は、天井埋込式に限定されるものではなく、一方又は両方が、天井吊下式、壁掛式、又は床置式であってもよい。
利用側熱交換器52では、利用側熱交換器52を流れる冷媒と、空間Sの空気との間で熱交換が行われる。利用側熱交換器52は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管とフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
利用側ファン53は、利用ユニット50のケーシング(図示せず)内に空間S内の空気を吸入して利用側熱交換器52に供給し、利用側熱交換器52において冷媒と熱交換した空気を、空間Sへと吹き出す機構である。利用側ファン53は、例えばターボファンである。ただし、利用側ファン53のタイプは、ターボファンに限定されるものではなく適宜選択されればよい。利用側ファン53は、ファンモータ53aによって駆動される。利用側ファン53は、回転数を変更可能なファンモータ53aによって駆動される風量可変のファンである。
利用ユニット50は、液側温度センサ54と、ガス側温度センサ55と、空間温度センサ56と、空間湿度センサ57と、をセンサとして有する(図2参照)。温度センサや湿度センサのタイプは、適宜選択されればよい。
利用側制御部64は、利用ユニット50を構成する各部の動作を制御する。
熱源ユニット20は、空間Sの外に配置されている。熱源ユニット20は、例えば第1空調装置100Aの設置される建物の屋上や、建物に隣接して設置されている。
圧縮機21は、吸入管12aから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管12bへと吐出する機器である。本実施形態では、熱源ユニット20は、圧縮機21を1台だけ有するが、圧縮機21の台数は1台に限定されるものではない。例えば、熱源ユニット20は、並列に接続された複数の圧縮機21を有してもよい。また、熱源ユニット20が複数段で冷媒を圧縮する場合には、熱源ユニット20は、直列に接続された複数の圧縮機21を有してもよい。
流向切換機構22は、冷媒の流向を切り換えることで、熱源側熱交換器23の状態を、凝縮器として機能する第1状態と蒸発器として機能する第2状態との間で変更する機構である。なお、流向切換機構22が熱源側熱交換器23の状態を第1状態とする時、利用側熱交換器52は蒸発器として機能する。一方、流向切換機構22が熱源側熱交換器23の状態を第2状態とする時、利用側熱交換器52は凝縮器として機能する。
熱源側熱交換器23では、内部を流れる冷媒と熱源ユニット20の設置場所の空気(熱源空気)との間で熱交換が行われる。熱源ユニット20が室外に設置される場合、熱源側熱交換器23では、内部を流れる冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。
膨張機構25は、冷媒回路10において熱源側熱交換器23と利用側熱交換器52との間に配置される(図2参照)。膨張機構25は、熱源側熱交換器23と液側閉鎖弁14との間の液冷媒管12dに配置されている(図2参照)。熱源ユニット20が膨張機構25を有する代わりに、利用ユニット50が膨張機構25と同様の膨張機構を有する場合には、膨張機構は、利用ユニット50の内部の、液冷媒連絡配管2と利用側熱交換器52との間を接続する冷媒管に設けられればよい。
アキュムレータ24は、流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する。また、アキュムレータ24は、利用ユニット50の運転負荷の変動等に応じて発生する余剰冷媒の貯留機能を有する容器である。アキュムレータ24は、吸入管12aに設けられる(図2参照)。アキュムレータ24に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機21へと流出する。
液側閉鎖弁14は、液冷媒管12dと液冷媒連絡配管2との接続部に設けられている弁である。ガス側閉鎖弁16は、第2ガス冷媒管12eとガス冷媒連絡配管4との接続部に設けられている弁である。液側閉鎖弁14及びガス側閉鎖弁16は、例えば、手動で操作される弁である。
熱源側ファン28は、熱源ユニット20の図示しないケーシング内に熱源ユニット20外部の熱源空気を吸入して熱源側熱交換器23に供給し、熱源側熱交換器23において冷媒と熱交換した空気を熱源ユニット20のケーシング外に排出するためのファンである。
熱源ユニット20には、各種センサが設けられている。例えば、熱源ユニット20は、以下の温度センサ及び圧力センサを有する。温度センサや圧力センサのタイプは、適宜選択されればよい。
熱源側制御部62は、熱源ユニット20を構成する各部の動作を制御する。
第1空調装置100Aは、冷媒連絡配管として、液冷媒連絡配管2と、ガス冷媒連絡配管4と、を有する。液冷媒連絡配管2及びガス冷媒連絡配管4は、第1空調装置100Aの設置時に、第1空調装置100Aの設置サイトで施工される配管である。液冷媒連絡配管2及びガス冷媒連絡配管4には、設置場所や、熱源ユニット20と利用ユニット50との組み合わせ等の設置条件に応じて様々な長さや径の配管が使用される。
制御部60Aは、熱源ユニット20の熱源側制御部62と利用ユニット50の利用側制御部64とが伝送線66を介して通信可能に接続されることによって構成されている。制御部60Aは、熱源側制御部62や利用側制御部64のマイクロコンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、第1空調装置100A全体の動作を制御する。
冷房運転時、暖房運転時、及びデフロスト運転時の第1空調装置100Aの動作の制御について説明する。なお、除湿運転は、その主目的が空間Sの除湿であり、制御対象が空間Sの湿度である点で冷房運転と相違するものの、除湿運転時の第1空調装置100Aの動作は、冷房運転時の第1空調装置100Aの動作と同様であるため、説明は省略する。
第1空調装置100Aに対して冷房運転の実行が指示されると、制御部60Aは、第1空調装置100Aの運転モードを冷房運転モードに設定する。制御部60Aは、熱源側熱交換器23の状態が凝縮器として機能する第1状態になるよう、流向切換機構22を図2において実線で示す状態に制御し、圧縮機21、熱源側ファン28、及び利用側ファン53を運転する。
第1空調装置100Aに対して暖房運転の実行が指示されると、制御部60Aは、第1空調装置100Aの運転モードを暖房運転モードに設定する。制御部60Aは、熱源側熱交換器23の状態が蒸発器として機能する第2状態になるよう、流向切換機構22を図2において破線で示す状態に制御し、圧縮機21、熱源側ファン28、利用側ファン53を運転する。
制御部60Aは、第1空調装置100Aの運転モードが暖房運転モードにある時に、流向切換機構22を制御して一時的に熱源側熱交換器23の状態を第1状態に切り換えてデフロスト運転を行う。デフロスト運転は、熱源側熱交換器23に付着した霜を溶かして除去するための運転である。
次に、図3を参照しながら、第1空調装置100A及び第2空調装置100Bを評価する装置評価システム200について説明する。
評価部212は、第1評価部の一例である。評価部212は、第1空調装置100Aが所定の運転状態で運転される第1評価用運転の際に得られる所定の第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。より具体的には、評価部212は、第1空調装置100Aの評価処理として、第1評価処理と、第2評価処理と、を行う。第1評価処理では、評価部212は、第1空調装置100Aの設置時に第1評価用運転として行われる第1運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。第2評価処理では、評価部212は、第1評価処理から所定期間経過後に第1評価用運転として行われる第2運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。第1評価用運転及び第1評価指標については後述する。
空調制御部214は、第1空調装置100Aを制御する第2空調制御部の一例である。空調制御部214は、第1空調装置100Aの制御部60Aに対し、第1空調装置100Aの動作を指示する信号を送信することで、第1空調装置100Aの動作を制御する。
1)第1空調装置100Aにおいて第1運転が行われる前
2)第1空調装置100Aにおいて第2運転が行われる前
3)第1空調装置100Aにおける第1運転中
4)第1空調装置100Aにおける第2運転中
1)第2空調装置100Bにおいて第3運転が行われる前
2)第2空調装置100Bにおいて第4運転が行われる前
3)第2空調装置100Bにおける第3運転中
4)第2空調装置100Bにおける第4運転中
装置評価システム200による空調装置100A,100Bの評価について、装置評価システム200による第1空調装置100Aの評価を例に説明する。前提として、第1空調装置100Aの評価時には、第2空調装置100Bは空間Sを空調可能な状態で設置場所に設置されているものとする。なお、装置評価システム200による第2空調装置100Bの評価は、装置評価システム200による第1空調装置100Aの評価と同様であるので、説明の重複を避けるため、ここでは説明を省略する。
初めに、図4A及び図4Bのフローチャートを参照して、装置評価システム200による第1空調装置100Aの評価の流れを説明する。ここでは、装置評価システム200の評価内容は限定せずに、第1空調装置100Aの評価の基本的な流れを説明する。第1空調装置100Aの評価の具体例については、別途説明する。
装置評価システム200は、第1空調装置100Aの設置時に第1空調装置100Aを評価する。この評価を第1評価と呼ぶ。例えば、装置評価システム200は、第1空調装置100Aの設置作業者が、評価装置210の図示しない入力部に第1空調装置100Aの評価の実行を指示すると、第1評価を行う。ただし、第1評価は、第1空調装置100Aの設置作業者の指示をトリガーとして行われなくてもよい。例えば、装置評価システム200は、第1空調装置100Aと初めて通信可能に接続された時を、第1空調装置100Aの設置時とみなし、この時に第1評価を行ってもよい。
装置評価システム200は、第1評価処理から所定期間経過後に、第1空調装置100Aを評価する。この評価を第2評価と呼ぶ。なお、ここでは、第1評価処理後に第2評価が行われた後、更に行われる第1空調装置100Aの評価についても第2評価と呼ぶ。
図4A及び図4Bのフローチャートでは、空調制御部214は、第2空調装置100Bを運転して空間Sの状態を目標状態にした後に、第1空調装置100Aを制御して、第1空調装置100Aに第1評価用運転としての第1運転や第2運転を開始させている。しかし、第1空調装置100A及び第2空調装置100Bの運転の順序はこの順序に限定されるものではない。
装置評価システム200による第1空調装置100Aの評価例について以下に説明する。
第1空調装置100Aの冷媒量の評価の例について説明する。
第1空調装置100Aの性能の評価方法の例について説明する。なお、第1空調装置100Aの性能の評価は、熱源側熱交換器23の目詰まりの評価と、利用側熱交換器52及び/又は利用ユニット50に設けられるエアフィルタの目詰まりの評価と、を含む。熱交換器23,52の目詰まりとは、熱交換器23,52に付着したホコリ等の影響で、熱交換器23,52に設けられた空気の流路(例えば、熱交換器23,52のフィンの隙間)が塞がれたり、狭くなったりした影響で、ファン28,53の供給する空気が熱交換器23,52を通過しづらくなっている状態を意味する。また、エアフィルタの目詰まりとは、エアフィルタに付着したホコリ等の影響で、ファン53の供給する空気がエアフィルタを通過しづらくなっている状態を意味する。
(式1)
Q1=G×Δhc=f(Pd,Ps,Ts,N)×(hcin−hcout)
(式2)
Q2=G×Δhe=f(Pd,Ps,Ts,N)×(heout−hein)
第1空調装置100Aの故障の評価方法の例について説明する。なお、ここでの第1空調装置100Aの故障とは、第1空調装置100Aの能力が、第1空調装置100Aが発揮すべき能力に対して著しく不足している状態を意味する。
(5−1)
本実施形態の装置評価システム200は、第1空間の一例としての空間Sの空気調和を行う第1空調装置100A及び第2空調装置100Bのうち、少なくとも第1空調装置100Aを評価する。装置評価システム200は、第1評価部の一例としての評価部212と、第1空調制御部の一例としての空調制御部214と、を備える。評価部212は、第1空調装置100Aが所定の運転状態で運転される第1評価用運転の際に得られる所定の第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。空調制御部214は、第2空調装置100Bを制御する。評価部212は、第1評価処理と、第2評価処理と、を行う。第1評価処理では、評価部212は、第1空調装置100Aの設置時に第1評価用運転として行われる第1運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。第2評価処理では、評価部212は、第1評価処理の後に第1評価用運転として行われる第2運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aを評価する。空調制御部214は、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方の実行中に、第2空調装置100Bを運転する。
本実施形態の装置評価システム200では、第1空調装置100Aの評価には、第1空調装置100Aの冷媒量の評価、性能の評価、及び故障の評価の少なくとも1つを含む。
本実施形態の装置評価システム200では、空調制御部214は、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方の実行中に、第2空調装置100Bを運転することで、空間Sの温度を目標温度に近づける及び/又は空間Sの湿度を目標温度に近づける。
本実施形態の装置評価システム200では、第2評価処理は、第1評価処理から第1期間が経過した時、及び、前回の第2評価処理から第1期間が経過した時に、繰り返し行われる。
本実施形態の装置評価システム200では、第2評価部の一例としての評価部212は、第2空調装置100Bが所定の運転状態で運転される第2評価用運転の際に得られる所定の第2評価指標に基づき第2空調装置100Bを評価する。なお、第2空調装置100Bの評価は、第1空調装置100Aの評価と同様に、第2空調装置100Bの冷媒量の評価、性能の評価、及び故障の評価の少なくとも1つを含むことが好ましい。
本実施形態の装置評価方法は、空間Sの空気調和を行う第1空調装置100A及び第2空調装置100Bのうち、少なくとも第1空調装置100Aを評価する装置評価方法である。装置評価方法は、第1評価ステップ(上記実施形態における図4AのステップS6)と、第2評価ステップ(上記実施形態における図4BのステップS17)と、空調制御ステップ(上記実施形態における図4AのステップS1及び図4BのステップS12)と、を備える。第1評価ステップでは、第1空調装置100Aの設置時に、第1空調装置100Aを所定の運転状態で運転する第1運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aが評価される。第2評価ステップでは、第1評価ステップの後に、第1空調装置100Aを所定の運転状態で運転する第2運転の際に得られる第1評価指標に基づき第1空調装置100Aが評価される。空調制御ステップでは、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、第1空調装置100Aの第1運転及び第2運転の少なくとも一方の実行中に、第2空調装置100Bが運転される。
(6−1)変形例A
装置評価システム200は、第1空調装置100A及び第2空調装置100Bの一方だけの評価だけを行うものであってもよい。なお、この時、評価対象ではない第1空調装置100A又は第2空調装置100Bは、空間Sの温度や湿度を調節する電気ヒーター、ボイラー、吸着式の除湿装置や加湿装置であってもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
100A 第1空調装置(第1の空調装置)
100B 第2空調装置(第2の空調装置)
200 装置評価システム
212 評価部(第1評価部、第2評価部)
214 空調制御部(第1空調制御部、第2空調制御部)
S 空間(第1空間)
Claims (7)
- 第1空間(S)の空気調和を行う第1の空調装置(100A)及び第2の空調装置(100B)のうち、少なくとも前記第1の空調装置を評価する装置評価システムであって、
前記第1の空調装置が所定の運転状態で運転される第1評価用運転の際に得られる所定の第1評価指標に基づき前記第1の空調装置を評価する第1評価部(212)と、
前記第2の空調装置を制御する第1空調制御部(214)と、
を備え、
前記第1評価部は、前記第1の空調装置の設置時に前記第1評価用運転として行われる第1運転の際に得られる前記第1評価指標に基づき前記第1の空調装置を評価する第1評価処理と、前記第1評価処理の後に前記第1評価用運転として行われる第2運転の際に得られる前記第1評価指標に基づき前記第1の空調装置を評価する第2評価処理と、を行い、
前記第1空調制御部は、前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方の実行中に、前記第2の空調装置を運転する、
装置評価システム(200)。 - 前記第1の空調装置の評価には、前記第1の空調装置の冷媒量の評価、性能の評価、及び故障の評価の少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の装置評価システム。 - 前記第1空調制御部は、前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方の実行中に、前記第2の空調装置を運転することで、前記第1空間の温度を目標温度に近づける及び/又は前記第1空間の湿度を目標温度に近づける、
請求項1又は2に記載の装置評価システム。 - 前記第1の空調装置及び前記第2の空調装置は、前記第1空間に利用ユニット(50)が設置される蒸気圧縮式の空調装置である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の装置評価システム。 - 前記第2評価処理は、前記第1評価処理から第1期間が経過した時、及び、前回の前記第2評価処理から前記第1期間が経過した時に、繰り返し行われる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の装置評価システム。 - 前記第2の空調装置が所定の運転状態で運転される第2評価用運転の際に得られる所定の第2評価指標に基づき前記第2の空調装置を評価する第2評価部(212)と、
前記第1の空調装置を制御する第2空調制御部(214)と、
を備え、
前記第2評価部は、前記第2の空調装置の設置時に前記第2評価用運転として行われる第3運転の際に得られる前記第2評価指標に基づき前記第2の空調装置を評価する第3評価処理と、前記第3評価処理の後に前記第2評価用運転として行われる第4運転の際に得られる前記第2評価指標に基づき前記第2の空調装置を評価する第4評価処理と、を行い、
前記第2空調制御部は、前記第2の空調装置の前記第3運転及び前記第4運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、前記第2の空調装置の前記第3運転及び前記第4運転の少なくとも一方の実行中に、前記第1の空調装置を運転する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の装置評価システム。 - 第1空間(S)の空気調和を行う第1の空調装置(100A)及び第2の空調装置(100B)のうち、少なくとも前記第1の空調装置を評価する装置評価方法であって、
前記第1の空調装置の設置時に、前記第1の空調装置を所定の運転状態で運転する第1運転の際に得られる第1評価指標に基づき前記第1の空調装置を評価する第1評価ステップ(S6)と、
前記第1評価ステップの後に、前記第1の空調装置を前記所定の運転状態で運転する第2運転の際に得られる前記第1評価指標に基づき前記第1の空調装置を評価する第2評価ステップ(S17)と、
前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方が行われる前、及び/又は、前記第1の空調装置の前記第1運転及び前記第2運転の少なくとも一方の実行中に、前記第2の空調装置を運転する空調制御ステップ(S1,S12)と、
を備える、装置評価方法。
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