JP2022158321A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示は、機器の信頼性を確保しながらランニングコストを抑制可能な空気調和装置を提供する。【解決手段】本開示における空気調和装置は、ガスエンジンにより駆動する第一圧縮機と、電動モータにより駆動する第二圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、外部のホスト制御装置と通信を行う通信部と、第一圧縮機および第二圧縮機を制御する空調制御部とを備え、空調制御部は、通信部を介して受信したホスト制御装置からの運転指示に基づき、第一圧縮機と第二圧縮機の出力を実行するホスト運転モードと、ホスト制御装置からの運転指示によらず第一圧縮機と第二圧縮機の出力を決定し実行するローカル運転モードとを有するとともに、空調の開始時においては、ローカル運転モードにて起動した後に、ホスト運転モードに移行する。【選択図】図3
Description
本開示は、空気調和装置に関する。
特許文献1は、エンジン駆動式の圧縮機と電気駆動式の圧縮機とを備える一以上の空気調和装置を含んで構成される複数のグループと、各グループそれぞれと通信を行うホスト制御装置とを備えた空気調和システムを開示する。特許文献1に記載の空気調和システムでは、ホスト制御装置は、複数のグループそれぞれのエネルギーの使用条件を取得し、グループ全体において、電気料金、ガス料金、二酸化炭素排出量のいずれかまたは複数が最も少なくなるように、各グループの空気調和装置の圧縮機の運転出力の比率を推算し、そのホスト制御装置の推算結果に基づいて、空気調和装置がそれぞれ運転を実行している。
本開示は、機器の信頼性を確保しながらランニングコストを抑制可能な空気調和装置を提供する。
本開示における空気調和装置は、ガスエンジンにより駆動する第一圧縮機と、電動モータにより駆動する第二圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、外部のホスト制御装置と通信を行う通信部と、第一圧縮機および第二圧縮機を制御する空調制御部とを備え、空調制御部は、通信部を介して受信したホスト制御装置からの運転指示に基づき、第一圧縮機と第二圧縮機の出力を実行するホスト運転モードと、ホスト制御装置からの運転指示によらず第一圧縮機と第二圧縮機の出力を決定し実行するローカル運転モードとを有するとともに、空調の開始時においては、ローカル運転モードにて起動した後に、ホスト運転モードに移行する。
本開示における空気調和装置は、空調の開始時においては、ホスト制御装置からの運転指示によらず第一圧縮機と第二圧縮機の出力を決定し実行して起動した後に、通信部を介して受信したホスト制御装置からの運転指示に基づき、第一圧縮機と第二圧縮機の出力を実行する。このため、機器の信頼性に大きな影響を及ぼす空調の開始時においては、必ずローカル運転モードで起動するので、機器の信頼性を確保でき、起動した後には、ホスト運転モードに移行するのでランニングコストを抑制することができる。
(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、ガスエンジンにより駆動する圧縮機と、電動モータにより駆動する圧縮機とを搭載した空気調和装置を外部からコントロールすることが行われていた。この場合、求められる負荷の大きさにより、ガスと電気の利用比率を変更し、利用者のランニングコストを低減させていた。しかしながら、この場合には、契約や料金といった条件に基づいて、空気調和に必要なランニングコストを低減することが重要視され、空気調和装置の特有の運転環境などの条件が反映されておらず、空気調和装置の機器の信頼性を損なう運転がなされる可能性がある、と言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、機器の信頼性を確保しつつランニングコストを抑制可能な空気調和装置を提供する。
発明者らが本開示に想到するに至った当時、ガスエンジンにより駆動する圧縮機と、電動モータにより駆動する圧縮機とを搭載した空気調和装置を外部からコントロールすることが行われていた。この場合、求められる負荷の大きさにより、ガスと電気の利用比率を変更し、利用者のランニングコストを低減させていた。しかしながら、この場合には、契約や料金といった条件に基づいて、空気調和に必要なランニングコストを低減することが重要視され、空気調和装置の特有の運転環境などの条件が反映されておらず、空気調和装置の機器の信頼性を損なう運転がなされる可能性がある、と言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、機器の信頼性を確保しつつランニングコストを抑制可能な空気調和装置を提供する。
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
(実施の形態1)
以下、図1~図3を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1.構成]
[1-1-1.空気調和装置の構成]
図1は、実施の形態1における空気調和装置10の構成を示すものである。
本実施形態に係る空気調和装置10は、室外ユニット100と、室内ユニット200と、を備えている。なお、図1において、室内ユニット200は、一台のみ設置されているが、室外ユニット100に対し、複数台並列に設置されてもよい。
室外ユニット100は、ガスを駆動源とするガスエンジン103と、ガスエンジン103により駆動力を得て冷媒を圧縮する第一圧縮機101と、図示しない電動モータを駆動源とする第二圧縮機102と、を備える。第一圧縮機101は、第二圧縮機102よりも容量が大きいものが選定されている。
以下、図1~図3を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1.構成]
[1-1-1.空気調和装置の構成]
図1は、実施の形態1における空気調和装置10の構成を示すものである。
本実施形態に係る空気調和装置10は、室外ユニット100と、室内ユニット200と、を備えている。なお、図1において、室内ユニット200は、一台のみ設置されているが、室外ユニット100に対し、複数台並列に設置されてもよい。
室外ユニット100は、ガスを駆動源とするガスエンジン103と、ガスエンジン103により駆動力を得て冷媒を圧縮する第一圧縮機101と、図示しない電動モータを駆動源とする第二圧縮機102と、を備える。第一圧縮機101は、第二圧縮機102よりも容量が大きいものが選定されている。
第一圧縮機101の吐出側に設けられる第一吐出管131と第二圧縮機102の吐出側に設けられる第二吐出管132とが合流した高圧管133には、オイルセパレータ104が備えられている。このオイルセパレータ104は、第一圧縮機101および第二圧縮機102の吐出冷媒ガスに含まれるオイルを分離する。
オイルセパレータ104において分離されたオイルは、オイル戻し配管151を流れる。オイル戻し配管151には、フィルタ152が配置されており、フィルタ152を通過したオイルがオイル戻し配管151を通って、第一圧縮機101の吸入側に設けられる第一吸入管138および第二圧縮機102の吸入側に設けられる第二吸入管139に戻される。
オイルセパレータ104の下流には、四方弁105が備えられている。四方弁105は、冷房と暖房で冷凍サイクルを切替えるためのものである。なお、図1において、実線に沿って冷媒を流す場合は暖房運転、点線に沿って冷媒を流す場合は冷房運転となる。
オイルセパレータ104において分離されたオイルは、オイル戻し配管151を流れる。オイル戻し配管151には、フィルタ152が配置されており、フィルタ152を通過したオイルがオイル戻し配管151を通って、第一圧縮機101の吸入側に設けられる第一吸入管138および第二圧縮機102の吸入側に設けられる第二吸入管139に戻される。
オイルセパレータ104の下流には、四方弁105が備えられている。四方弁105は、冷房と暖房で冷凍サイクルを切替えるためのものである。なお、図1において、実線に沿って冷媒を流す場合は暖房運転、点線に沿って冷媒を流す場合は冷房運転となる。
四方弁105から室内ユニットに延びる冷媒配管134は、室内ユニット200内において、室内熱交換器201の一端に接続されている。室内ユニット200は、室内熱交換器201と、室内送風ファン202と、室内減圧装置203と、を備える。
室内熱交換器201の他端に接続された冷媒配管135は、室内減圧装置203および室外減圧装置108を介して、室外ユニット100内において室外熱交換器106の一端に接続されている。
冷媒配管135のうち、室内減圧装置203と室外減圧装置108との間の配管を、液管135aと定義する。
室外熱交換器106の風下側には、ラジエータ111が備えられている。ラジエータ111には、ガスエンジン103を冷却するエンジン冷却水が流れる図示しない循環用の配管が接続されており、ラジエータ111において、室外送風ファン107によりエンジン冷却水の放熱が行われる。
室内熱交換器201の他端に接続された冷媒配管135は、室内減圧装置203および室外減圧装置108を介して、室外ユニット100内において室外熱交換器106の一端に接続されている。
冷媒配管135のうち、室内減圧装置203と室外減圧装置108との間の配管を、液管135aと定義する。
室外熱交換器106の風下側には、ラジエータ111が備えられている。ラジエータ111には、ガスエンジン103を冷却するエンジン冷却水が流れる図示しない循環用の配管が接続されており、ラジエータ111において、室外送風ファン107によりエンジン冷却水の放熱が行われる。
室外熱交換器106の他端には、冷媒配管136が接続されている。冷媒配管136は、四方弁105を介して低圧管137に接続される。低圧管137には、アキュムレータ109が備えられている。低圧管137は、アキュムレータ109の下流である低圧管分岐部137aにおいて、第一吸入管138と第二吸入管139とに分岐する。
ここで、四方弁105から低圧管分岐部137aまでが、低圧管137となる。
ここで、四方弁105から低圧管分岐部137aまでが、低圧管137となる。
空気調和装置10は、一端が液管135aに接続され、他端がアキュムレータ109より上流側で低圧管137に接続されるバイパス管141を備える。
このバイパス管141には、液管135a側から順に排熱回収減圧装置(減圧手段)113、排熱回収熱交換器112が備えられる。この排熱回収熱交換器112には、エンジン冷却水が流れる図示しない循環用の配管が接続されており、この排熱回収熱交換器112は、ガスエンジン103の排熱を冷媒に移動させる。排熱回収減圧装置113および排熱回収熱交換器112を設けているため、空気調和装置10を流れる冷媒は、暖房時、エンジン冷却水からも吸熱できる。
このバイパス管141には、液管135a側から順に排熱回収減圧装置(減圧手段)113、排熱回収熱交換器112が備えられる。この排熱回収熱交換器112には、エンジン冷却水が流れる図示しない循環用の配管が接続されており、この排熱回収熱交換器112は、ガスエンジン103の排熱を冷媒に移動させる。排熱回収減圧装置113および排熱回収熱交換器112を設けているため、空気調和装置10を流れる冷媒は、暖房時、エンジン冷却水からも吸熱できる。
空気調和装置10は、空気調和装置10の各部を制御する制御装置300を備える。
本実施形態では、第一圧縮機101および第二圧縮機102の吐出側には、吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ160と、吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサ170とが設けられている。
第一圧縮機101の吸入側には、第一圧縮機101の吸入冷媒の圧力を検出する第一吸入圧力センサ161と、第一圧縮機101の吸入冷媒の温度を検出する第一吸入温度センサ171が設けられている。
第二圧縮機102の吸入側には、第二圧縮機102の吸入冷媒の圧力を検出する第二吸入圧力センサ162と、第二圧縮機102の吸入冷媒の温度を検出する第二吸入温度センサ172とが設けられている。
室外ユニット100の外壁部には、外気温センサ173が設けられている。
各センサ160~162、170~173の検出値は、制御装置300に入力される。
本実施形態では、第一圧縮機101および第二圧縮機102の吐出側には、吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ160と、吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサ170とが設けられている。
第一圧縮機101の吸入側には、第一圧縮機101の吸入冷媒の圧力を検出する第一吸入圧力センサ161と、第一圧縮機101の吸入冷媒の温度を検出する第一吸入温度センサ171が設けられている。
第二圧縮機102の吸入側には、第二圧縮機102の吸入冷媒の圧力を検出する第二吸入圧力センサ162と、第二圧縮機102の吸入冷媒の温度を検出する第二吸入温度センサ172とが設けられている。
室外ユニット100の外壁部には、外気温センサ173が設けられている。
各センサ160~162、170~173の検出値は、制御装置300に入力される。
[1-1-2.空気調和装置の運転制御システムの構成]
図2は、実施の形態1における空気調和装置の運転制御システム1の概略構成を示す図である。
空気調和装置の運転制御システム1は、空気調和装置10を運転制御する。本実施形態の空気調和装置の運転制御システム1は、複数の空気調和装置10と、各空気調和装置10と通信ネットワーク20を介して情報を送受信するホスト制御装置30とを備える。本実施形態では、各空気調和装置10は互いに離れた地域に設置されており、天候などにより空気調和装置10の外気温などは異なり易くなっている。図2では、ホスト制御装置30から運転指示が送られる空気調和装置10を4つ図示するが、ホスト制御装置30から運転指示が送られる空気調和装置10の数は一つ以上であればよく、空気調和装置10の数は特に限定されない。
図2は、実施の形態1における空気調和装置の運転制御システム1の概略構成を示す図である。
空気調和装置の運転制御システム1は、空気調和装置10を運転制御する。本実施形態の空気調和装置の運転制御システム1は、複数の空気調和装置10と、各空気調和装置10と通信ネットワーク20を介して情報を送受信するホスト制御装置30とを備える。本実施形態では、各空気調和装置10は互いに離れた地域に設置されており、天候などにより空気調和装置10の外気温などは異なり易くなっている。図2では、ホスト制御装置30から運転指示が送られる空気調和装置10を4つ図示するが、ホスト制御装置30から運転指示が送られる空気調和装置10の数は一つ以上であればよく、空気調和装置10の数は特に限定されない。
通信ネットワーク20は、空気調和装置の運転制御システム1が含む空気調和装置10やホスト制御装置30などの各機器を相互にデータ通信可能に接続する。通信ネットワーク20は、公衆回線網、専用線、各種の無線通信回線を含んでもよく、サーバ、ルータ、無線通信アクセスポイント等の機器を含んでもよい。空気調和装置の運転制御システム1が含む各機器と通信ネットワーク20との接続は、無線であってもよいし、有線であってもよい。
ホスト制御装置30は、CPUやMPU等のプログラムを実行する図示しないプロセッサと、図示しない記憶部などを備え、ホスト制御装置30の各部を制御する。ホスト制御装置30では、プロセッサが記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して処理を実行するように、ハードウェア及びソフトウェアの協働により各種処理を実行する。
ホスト制御装置30は、通信ネットワーク20を介して、各空気調和装置10の制御装置と通信を行い、空気調和装置10の第一圧縮機101と第二圧縮機102の運転出力の出力比を決定する。
ホスト制御装置30は、通信ネットワーク20を介して、各空気調和装置10の制御装置と通信を行い、空気調和装置10の第一圧縮機101と第二圧縮機102の運転出力の出力比を決定する。
本実施形態のホスト制御装置30は、エネルギーの使用条件に基づいて、空気調和装置10の第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力比を決定する。具体的には、ホスト制御装置30は、エネルギーの使用条件として、ガスに関して予め定められた料金規定、電力に関して予め定められた料金規定、電力量に対応する二酸化炭素排出量に基づいて、ガス料金、電力料金、および、電力量に対応する二酸化炭素排出量が少なくなるように、空気調和装置10の第一圧縮機101と第二圧縮機102の運転出力の出力比を算出する。そして、ホスト制御装置30は、その運転出力の出力比を運転指示として、通信ネットワーク20を介して各空気調和装置10に送信する。
次に、空気調和装置10が備える制御装置300について説明する。
制御装置300は、空調制御部310と、通信部320と、を備える。
空調制御部310は、CPUやMPU等のプログラムを実行するプロセッサ311、及び、記憶部312を備え、空気調和装置10の各部を制御する。空調制御部310は、プロセッサ311が、記憶部312に記憶された制御プログラムを読み出して処理を実行するように、ハードウェア及びソフトウェアの協働により各種処理を実行する。
制御装置300は、空調制御部310と、通信部320と、を備える。
空調制御部310は、CPUやMPU等のプログラムを実行するプロセッサ311、及び、記憶部312を備え、空気調和装置10の各部を制御する。空調制御部310は、プロセッサ311が、記憶部312に記憶された制御プログラムを読み出して処理を実行するように、ハードウェア及びソフトウェアの協働により各種処理を実行する。
記憶部312は、プロセッサ311が実行するプログラムや、プロセッサ311により処理されるデータを記憶する記憶領域を有する。記憶部312は、プロセッサ311が実行する制御プログラムや、空気調和装置10の各種設定に係る設定データ、その他の各種データを記憶する。記憶部312は、プログラムやデータを不揮発的に記憶する不揮発性記憶領域を有する。また、記憶部312は、揮発性記憶領域を備え、プロセッサ311が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶するワークエリアを構成してもよい。
空調制御部310には、空調制御部310に信号を入力する要素として、操作部330と、吐出圧力センサ160と、第一吸入圧力センサ161と、第二吸入圧力センサ162と、吐出温度センサ170と、第一吸入温度センサ171と、第二吸入温度センサ172と、外気温センサ173となどが電気的に接続されている。
操作部330は、操作スイッチや、タッチパネル、マウス、キーボード等の入力手段を備え、作業者の入力手段に対する操作を検出し、検出結果を空調制御部310に出力する。空調制御部310は、操作部330からの入力に基づいて、操作に対応する処理を実行する。
空調制御部310には、空調制御部310が制御信号を出力する要素として、表示部331と、第一圧縮機101と、第二圧縮機102と、四方弁105と、室外送風ファン107と、室外減圧装置108と、排熱回収減圧装置113と、室内送風ファン202と、室内減圧装置203とが制御可能に電気的に接続されている。
表示部331は、LEDや表示パネル等を備え、空調制御部310の制御に従って、LEDの所定の態様での点灯/点滅/消灯や、表示パネルへの情報の表示等を実行する。
空調制御部310は、吐出圧力センサ160、第一吸入圧力センサ161、第二吸入圧力センサ162、吐出温度センサ170、第一吸入温度センサ171、第二吸入温度センサ172、外気温センサ173などの検出値に基づいて、第一圧縮機101と、第二圧縮機102と、四方弁105と、室外送風ファン107と、室外減圧装置108と、排熱回収減圧装置113と、室内送風ファン202と、室内減圧装置203となどを駆動制御する。
制御装置300は、通信部320を備える。通信部320は、所定の通信規格に従った通信ハードウェアにより構成され、空調制御部310の制御で、通信ネットワーク20を介して、ホスト制御装置30と通信し、空気調和装置10に関する情報の送受信を行う。
ここで、本実施形態の空調制御部310は、ホスト運転モードと、ローカル運転モードと、を実行可能に構成されている。
また、本実施形態の空調制御部310は、通信ネットワーク20を介してホスト制御装置30から出力比の運転指示を受信する。
空調制御部310は、ホスト運転モードの場合には、ホスト制御装置30から送信された運転指示に基づいて、第一圧縮機101と第二圧縮機102とを運転する。
一方、空調制御部310は、ローカル運転モードの場合には、ホスト制御装置30から送信された運転指示に基づかずに、その空気調和装置10の特有の運転環境に基づいて、空気調和装置10毎に予め設定された起動方法で、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を決定し、その出力を実行する運転をする。ここで、空気調和装置10の特有の運転環境とは、空気調和装置10のローカルな条件、例えば、空気調和装置10の外気温や空気調和装置10の設計仕様などを意味する。
また、本実施形態の空調制御部310は、通信ネットワーク20を介してホスト制御装置30から出力比の運転指示を受信する。
空調制御部310は、ホスト運転モードの場合には、ホスト制御装置30から送信された運転指示に基づいて、第一圧縮機101と第二圧縮機102とを運転する。
一方、空調制御部310は、ローカル運転モードの場合には、ホスト制御装置30から送信された運転指示に基づかずに、その空気調和装置10の特有の運転環境に基づいて、空気調和装置10毎に予め設定された起動方法で、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を決定し、その出力を実行する運転をする。ここで、空気調和装置10の特有の運転環境とは、空気調和装置10のローカルな条件、例えば、空気調和装置10の外気温や空気調和装置10の設計仕様などを意味する。
[1-2.動作]
以上のように構成された空気調和装置の運転制御システム1について、その動作を以下説明する。
以上のように構成された空気調和装置の運転制御システム1について、その動作を以下説明する。
[1-2-1.空気調和装置の運転制御システムのホスト制御装置の動作]
ホスト制御装置30は、ガス料金、電気料金、二酸化炭素排出量が少なくなるように、ガスエンジン103で駆動する第一圧縮機101と、電動モータで駆動する第二圧縮機102の出力比を決定して、各空気調和装置10にその運転指示を送信する。この運転指示に基づいて、各空気調和装置10が運転されることにより、空気調和装置10によるランニングコストを抑制可能となる。
ホスト制御装置30は、ガス料金、電気料金、二酸化炭素排出量が少なくなるように、ガスエンジン103で駆動する第一圧縮機101と、電動モータで駆動する第二圧縮機102の出力比を決定して、各空気調和装置10にその運転指示を送信する。この運転指示に基づいて、各空気調和装置10が運転されることにより、空気調和装置10によるランニングコストを抑制可能となる。
[1-2-2.空気調和装置の運転動作]
図3は、実施の形態1における空気調和装置10の制御装置300の動作を示すフローチャートである。
制御装置300の空調制御部310は、空調を開始するか否かを判別する(ステップST11)。空調を開始するか否かは、例えば、操作部330の入力に基づいて判別可能である。
空調制御部310は、空調を開始しない場合(ステップST11;NO)、ステップST11を繰り返す。
空調制御部310は、空調を開始する場合(ステップST11;YES)、ローカル運転モードを開始する(ステップST12)。一般に、空気調和装置10の空調開始時は、圧縮機内の冷凍機油が不足し圧縮機が作動し難い虞がある。このため、空調開始時に、ランニングコストの低減が重要視された制御装置300の運転指示に基づいて空気調和装置10を起動すると、機器の設計仕様などの特性に応じた運転とならず、その後の空気調和装置10の機器の信頼性に大きな影響を与え易い。そこで、本実施形態では、空気調和装置10の空調開始時には、ローカル運転モードで起動を開始することにより、外部のホスト制御装置30の運転指示に基づかずに運転を行う。これにより、空気調和装置10のローカルな条件、例えば、空気調和装置10の外気温や空気調和装置10の設計仕様など、その空気調和装置10の特有の運転環境に合わせた運転が可能となり、空気調和装置10の機器の信頼性の確保を優先した独自の出力を設定し起動することが可能となる。
図3は、実施の形態1における空気調和装置10の制御装置300の動作を示すフローチャートである。
制御装置300の空調制御部310は、空調を開始するか否かを判別する(ステップST11)。空調を開始するか否かは、例えば、操作部330の入力に基づいて判別可能である。
空調制御部310は、空調を開始しない場合(ステップST11;NO)、ステップST11を繰り返す。
空調制御部310は、空調を開始する場合(ステップST11;YES)、ローカル運転モードを開始する(ステップST12)。一般に、空気調和装置10の空調開始時は、圧縮機内の冷凍機油が不足し圧縮機が作動し難い虞がある。このため、空調開始時に、ランニングコストの低減が重要視された制御装置300の運転指示に基づいて空気調和装置10を起動すると、機器の設計仕様などの特性に応じた運転とならず、その後の空気調和装置10の機器の信頼性に大きな影響を与え易い。そこで、本実施形態では、空気調和装置10の空調開始時には、ローカル運転モードで起動を開始することにより、外部のホスト制御装置30の運転指示に基づかずに運転を行う。これにより、空気調和装置10のローカルな条件、例えば、空気調和装置10の外気温や空気調和装置10の設計仕様など、その空気調和装置10の特有の運転環境に合わせた運転が可能となり、空気調和装置10の機器の信頼性の確保を優先した独自の出力を設定し起動することが可能となる。
空調制御部310は、ローカル運転モードを開始すると、暖房運転か否かを判別する(ステップST13)。暖房運転か否かは、例えば、操作部330の入力に基づいて判別可能である。
空調制御部310は、暖房運転であると判別する場合(ステップST13;YES)、空気調和装置の暖房運転の起動を開始する(ステップST14)。
空調制御部310は、暖房運転の起動を開始すると、空気調和装置10の運転環境に基づいて、第一圧縮機101のみの出力を決定する(ステップST15)。
空調制御部310は、暖房運転であると判別する場合(ステップST13;YES)、空気調和装置の暖房運転の起動を開始する(ステップST14)。
空調制御部310は、暖房運転の起動を開始すると、空気調和装置10の運転環境に基づいて、第一圧縮機101のみの出力を決定する(ステップST15)。
空調制御部310は、第二圧縮機102は停止させた状態のまま、決定された出力で第一圧縮機101のみ運転する(ステップST16)。一般に、暖房運転を行う場合には、室外温度が低い状態であり、室外ユニット100側の配管に液冷媒が貯まった状態となり易く、圧縮機に液冷媒が流入して液冷媒を圧縮する虞がある。また、室外温度が低い環境では、冷凍機油に溶け込んでいた冷媒が蒸発する現象、いわゆる、フォーミングを起こす虞れもある。このため、暖房運転の場合には、ガスエンジン103による第一圧縮機101のみの運転を実行する。これにより、ガスエンジン103の排熱を利用して速やかに液冷媒を温め易くする。
空調制御部310は、過熱度の一例としての吸入過熱度が所定値以上になったか否かを判別する(ステップST17)。所定値は、一例として、5[K]である。
本実施形態では、一例として、空調制御部310は、予め設定されたルックアップテーブル情報を参照して、第一吸入圧力センサ161で検知された冷媒圧力に対応する蒸発温度を取得する。そして、空調制御部310は、第一吸入温度センサ171で検知された冷媒温度に対する蒸発温度の差分である吸入過熱度を演算する。そして、空調制御部310は、その吸入過熱度が、所定値以上か否かを判別する。
本実施形態では、一例として、空調制御部310は、予め設定されたルックアップテーブル情報を参照して、第一吸入圧力センサ161で検知された冷媒圧力に対応する蒸発温度を取得する。そして、空調制御部310は、第一吸入温度センサ171で検知された冷媒温度に対する蒸発温度の差分である吸入過熱度を演算する。そして、空調制御部310は、その吸入過熱度が、所定値以上か否かを判別する。
空調制御部310は、吸入過熱度が所定値未満と判別する場合(ステップST17;NO)、ステップST15に戻る。吸入過熱度が所定値未満の場合には、冷媒が十分にガス化しておらず液冷媒が圧縮機に流入する虞がある。そこで、吸入過熱度が十分に大きくなるまで、第一圧縮機101のみの運転を続行する。
空調制御部310は、吸入過熱度が所定値以上と判別する場合(ステップST17;YES)、ローカル運転モードを終了して、ホスト運転モードに移行する(ステップST31)。吸入過熱度が所定値以上の場合には、低圧管137の冷媒がガスエンジン103の排熱により十分に温まっており、冷媒がガス化されて圧縮機に流入すると判別される。よって、ローカル運転モードを終了して、第二圧縮機102を起動しても、第二圧縮機102が液冷媒を圧縮することなどが抑制されるため、機器の信頼性を確保することができる。
空調制御部310は、暖房運転でないと判別する場合(ステップST13;NO)、冷房運転又は除湿運転の起動を開始する(ステップST21)。
空調制御部310は、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を、空気調和装置10の運転環境に基づいて決定する(ステップST22)。
空調制御部310は、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を決定すると、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を実行する(ステップST23)。
空調制御部310は、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を、空気調和装置10の運転環境に基づいて決定する(ステップST22)。
空調制御部310は、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を決定すると、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を実行する(ステップST23)。
空調制御部310は、図示しないタイマに基づいて、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を実行してからの経過時間が、所定時間を越えたか否かを判別する(ステップST24)。所定時間は、一例として、10分である。
空調制御部310は、経過時間が、所定時間を越えていないと判別する場合(ステップST23;NO)、ステップST22に戻る。これにより、所定時間が経過するまでは、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を、空気調和装置10の運転環境に基づいて決定するため、機器の信頼性を確保できる。
空調制御部310は、経過時間が、所定時間を越えていないと判別する場合(ステップST23;NO)、ステップST22に戻る。これにより、所定時間が経過するまでは、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を、空気調和装置10の運転環境に基づいて決定するため、機器の信頼性を確保できる。
空調制御部310は、経過時間が、所定の時間を越えたと判別する場合(ステップST24;YES)、ローカル運転モードを終了してホスト運転モードに移行する(ステップ31)。これにより、ローカル運転モードを過剰に実行することを抑制できるため、空気調和装置10の機器の信頼性を確保しつつ、ランニングコストを抑制することができる。
空調制御部310は、ホスト運転モードを開始すると、ホスト制御装置30からの運転指示を取得する(ステップST32)。運転指示の取得は、例えば、ホスト制御装置30からの運転指示を、空調制御部310が記憶部312に記憶している場合には、その記憶部312から運転指示を取得することが可能である。また、例えば、ホスト制御装置30に運転指示の要求をして、ホスト制御装置30から運転指示を取得してもよい。
空調制御部310は、ホスト制御装置30からの運転指示を取得すると、運転指示に基づいて、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を決定する(ステップST33)。
空調制御部310は、出力を決定すると、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を実行する(ステップST34)。
空調制御部310は、出力を決定すると、第一圧縮機101と第二圧縮機102との出力を実行する(ステップST34)。
空調制御部310は、空調を終了するか否かを判別する(ステップST35)。空調を終了するか否かは、例えば、操作部330の入力に基づいて判別可能である。
空調制御部310は、空調を終了しない場合(ステップST35;NO)、ステップST32に戻る。
空調制御部310は、空調を終了する場合(ステップST35;YES)、空気調和装置10の運転を終了する。
このように、本実施の形態の空気調和装置10では、ステップST11-ステップST35の処理により、機器の信頼性を確保しつつランニングコストを抑制可能である。
空調制御部310は、空調を終了しない場合(ステップST35;NO)、ステップST32に戻る。
空調制御部310は、空調を終了する場合(ステップST35;YES)、空気調和装置10の運転を終了する。
このように、本実施の形態の空気調和装置10では、ステップST11-ステップST35の処理により、機器の信頼性を確保しつつランニングコストを抑制可能である。
[1-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、空気調和装置10は、ガスエンジン103により駆動する第一圧縮機101と、電動モータにより駆動する第二圧縮機102を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置10において、外部のホスト制御装置30と通信を行う通信部320と、第一圧縮機101および第二圧縮機102を制御する空調制御部310とを備え、空調制御部310は、通信部320を介して受信したホスト制御装置30からの運転指示に基づき、第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を実行するホスト運転モードと、ホスト制御装置30からの運転指示によらず第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を決定し実行するローカル運転モードとを有するとともに、空調の開始時においては、ローカル運転モードにて起動した後に、ホスト運転モードに移行する。
これにより、機器の信頼性に大きな影響を及ぼす空調の開始時においては、必ずローカル運転モードで起動するので、空気調和装置10の機器の信頼性を確保できる。
以上のように、本実施の形態において、空気調和装置10は、ガスエンジン103により駆動する第一圧縮機101と、電動モータにより駆動する第二圧縮機102を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置10において、外部のホスト制御装置30と通信を行う通信部320と、第一圧縮機101および第二圧縮機102を制御する空調制御部310とを備え、空調制御部310は、通信部320を介して受信したホスト制御装置30からの運転指示に基づき、第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を実行するホスト運転モードと、ホスト制御装置30からの運転指示によらず第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を決定し実行するローカル運転モードとを有するとともに、空調の開始時においては、ローカル運転モードにて起動した後に、ホスト運転モードに移行する。
これにより、機器の信頼性に大きな影響を及ぼす空調の開始時においては、必ずローカル運転モードで起動するので、空気調和装置10の機器の信頼性を確保できる。
また、本実施の形態のように、空調制御部310は、ローカル運転モードでは、暖房運転の場合に、第二圧縮機102を停止させ、第一圧縮機101の出力のみを決定し実行してもよい。
これにより、暖房運転をする場合には、室外の外気温度が低くて冷媒が室外ユニット100側に液冷媒として貯まっていることが多く、排熱で温まり易い第一圧縮機101の出力を優先して実行することで冷媒を温めることができる。このため、第二圧縮機102が液冷媒を圧縮したり、第二圧縮機102内のオイル(冷凍機油)から冷媒が蒸発したりすることを抑制できる。
これにより、暖房運転をする場合には、室外の外気温度が低くて冷媒が室外ユニット100側に液冷媒として貯まっていることが多く、排熱で温まり易い第一圧縮機101の出力を優先して実行することで冷媒を温めることができる。このため、第二圧縮機102が液冷媒を圧縮したり、第二圧縮機102内のオイル(冷凍機油)から冷媒が蒸発したりすることを抑制できる。
また、本実施の形態のように、空調制御部310は、第一圧縮機101の吸入過熱度が所定値以上の場合にローカル運転モードを終了し、ホスト運転モードに移行してもよい。
これにより、冷媒が十分に温まった状態で、ホスト運転モードに移行できる。このため、ホスト制御装置30からの運転指示に基づいて第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を実行しても、空気調和装置10の機器の信頼性を確保することができる。
これにより、冷媒が十分に温まった状態で、ホスト運転モードに移行できる。このため、ホスト制御装置30からの運転指示に基づいて第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を実行しても、空気調和装置10の機器の信頼性を確保することができる。
また、本実施の形態のように、空調制御部310は、ローカル運転モードでは、暖房運転でない場合に、第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を決定し実行してもよい。
これにより、空調開始時において、ホスト運転モードで実行する場合に比べて、空気調和装置10の運転環境に合わせて、機器の信頼性を確保することができるように、第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を適切に実行することができる。
これにより、空調開始時において、ホスト運転モードで実行する場合に比べて、空気調和装置10の運転環境に合わせて、機器の信頼性を確保することができるように、第一圧縮機101と第二圧縮機102の出力を適切に実行することができる。
また、本実施の形態のように、空調制御部310は、起動してから所定時間が経過した場合に、ローカル運転モードを終了し、ホスト運転モードに移行してもよい。
これにより、ローカル運転モードを過剰に実行することを抑制できる。このため、空気調和装置10の機器の信頼性を確保しつつ、ランニングコストを抑制することができる。
これにより、ローカル運転モードを過剰に実行することを抑制できる。このため、空気調和装置10の機器の信頼性を確保しつつ、ランニングコストを抑制することができる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態1では、空調制御部310は、過熱度の一例としての吸入過熱度が所定値以上になったか否かを判別する構成を説明したが、過熱度としては、第一圧縮機101の吐出過熱度でもよい。すなわち、空調制御部310は、第一圧縮機101の吐出過熱度が所定値以上の場合にローカル運転モードを終了し、ホスト運転モードに移行してもよい。
実施の形態1では、制御装置300が、室外ユニット100及び室内ユニット200の各器機を制御する構成を説明したが、室外ユニット100には、室外ユニット100の各器機を制御する制御部を設け、室内ユニット200には、室内ユニット200の各器機を制御する制御部を設け、室外ユニット100の制御部と室内ユニット200の制御部とが互いに通信をしながら、空気調和装置10を制御する構成でもよい。
また、図1及び図2に示した各部は一例であって、具体的な実装形態は特に限定されない。つまり、必ずしも各部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサがプログラムを実行することで各部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上述した実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアとしてもよく、或いは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、制御装置300の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
また、例えば、図3に示す動作のステップ単位は、制御装置300の各部の動作の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。処理内容に応じて、さらに多くのステップ単位に分割してもよい。また、1つのステップ単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。また、そのステップの順番は、本発明の趣旨に支障のない範囲で適宜に入れ替えてもよい。
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、ガスエンジンにより駆動する第一圧縮機と、電動モータにより駆動する第二圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置に適用可能であり、外部のホスト制御装置の運転指示に基づいて運転される空気調和装置に適用可能である。
10 空気調和装置
30 ホスト制御装置
101 第一圧縮機
102 第二圧縮機
103 ガスエンジン
310 空調制御部
320 通信部
30 ホスト制御装置
101 第一圧縮機
102 第二圧縮機
103 ガスエンジン
310 空調制御部
320 通信部
Claims (5)
- ガスエンジンにより駆動する第一圧縮機と、電動モータにより駆動する第二圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、
外部のホスト制御装置と通信を行う通信部と、前記第一圧縮機および前記第二圧縮機を制御する空調制御部とを備え、
前記空調制御部は、前記通信部を介して受信した前記ホスト制御装置からの運転指示に基づき、前記第一圧縮機と前記第二圧縮機の出力を実行するホスト運転モードと、前記ホスト制御装置からの運転指示によらず前記第一圧縮機と前記第二圧縮機の出力を決定し実行するローカル運転モードとを有するとともに、空調の開始時においては、前記ローカル運転モードにて起動した後に、前記ホスト運転モードに移行する空気調和装置。 - 前記空調制御部は、前記ローカル運転モードでは、暖房運転の場合に、前記第二圧縮機を停止させ、前記第一圧縮機の出力のみを決定し実行する請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記空調制御部は、前記第一圧縮機の吸入過熱度又は吐出過熱度が所定値以上の場合に前記ローカル運転モードを終了し、前記ホスト運転モードに移行する請求項2に記載の空気調和装置。
- 前記空調制御部は、前記ローカル運転モードでは、暖房運転でない場合に、前記第一圧縮機と前記第二圧縮機の出力を決定し実行する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
- 前記空調制御部は、起動してから所定時間が経過した場合に、前記ローカル運転モードを終了し、前記ホスト運転モードに移行する請求項4に記載の空気調和装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240322 |