JP3530445B2 - 空調システムおよびその運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内ユニットに設
けられた熱交換器に冷水や温水を供給して冷暖房を行う
空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスビルやホテルの部屋毎の温度調
整に使用される空調システムとして、冷熱源により冷却
された冷水または温熱源により加熱された温水を各室に
設置されたファンコイルユニットの熱交換器に選択的に
供給し、ユニット内のファンによる送風を併用して熱交
換器の内外で熱を交換し、それにより室内を冷房または
暖房するファンコイル式システムが知られている。

【０００３】この種の空調システムでは、冷水配管には
冷水が、温水配管には温水がそれぞれ常に供給されてい
ることを前提として各ファンコイルユニットの運転制御
が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、空調システム
が運転される環境によっては、冷水または温水のいずれ
かの供給を省略しても差し支えないことがある。例え
ば、冬期には冷水の供給を、夏期には温水の供給をそれ
ぞれ省略できる場合がある。しかし、ファンコイルユニ
ットの運転制御が冷水および温水の供給を前提として行
われているため、冷水または温水のいずれか一方の供給
が省略されると、運転制御とそれによる温度変化との対
応関係が崩れ、正常な運転ができなくなる。例えば、夏
期において、使用者が設定した温度に対して室温が低い
過冷状態では温水を熱交換器に導いて室温を上昇させる
運転制御が行われるが、そのときに温水が供給されてい
なければ、ファンコイルユニットの運転を続けてもそれ
に見合った昇温効果は得られない。このような問題を避
けるには冷熱源と温熱源の両者を常に稼働させる必要が
あり、運転コストが嵩む一因となる。

【０００５】また、ファンコイルユニットを正常に制御
するためには、冷水用および温水用のそれぞれの制御弁
をファンコイルユニットに対応する制御装置の決められ
た端子に確実に接続する必要がある。しかし、施工時に
これを誤ると、冷水配管および温水配管とそれらに接続
された制御弁との対応関係を制御装置が誤認し、冷房運
転すべきときに暖房運転が行われる等の不具合が生じ
る。

【０００６】本発明は、ファンコイルユニット等の室内
ユニットを熱源の運転状態に応じた適切なモードで運転
することが可能な空調システムを提供し、さらには誤配
線に起因する不具合を防止できる空調システムを提供す
ること、並びにそれらの空調システムに適した運転制御
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【０００８】請求項１の発明は、少なくとも一つの熱交
換器（５，６）を含んだ室内ユニット（４）と、前記室
内ユニットに熱交換用の流体を供給するための一対の管
路（１１，１５）と、前記一対の管路のそれぞれの配管
温度に相関した信号を出力する一対の温度検出装置（２
２，２３）と、前記一対の管路から前記室内ユニットへ
の前記流体の供給状態を制御するための制御弁（２０お
よび２１、または５２）と、所定の制御手順に従って前
記室内ユニットの運転を制御する制御装置（３１）とを
具備し、前記制御装置は、前記一対の温度検出装置の出
力信号に基づいて、前記室内ユニットの冷房運転の可否
および暖房運転の可否をそれぞれ判別し、その判別結果
に従って前記室内ユニットの運転に関する前記制御手順
を変化させる空調システムにより、上述した課題を解決
する。

【０００９】この発明によれば、一対の管路のそれぞれ
に冷水、温水のいずれが導かれているかに応じて各管路
の配管温度が低下または上昇するため、その変化を温度
検出装置で検出することにより、熱交換器に対して冷水
を供給する冷房運転、温水を供給する暖房運転がそれぞ
れ可能か否かを制御装置が自動的に判別できる。従っ
て、冷熱源や温熱源の運転状態に応じて適切に室内ユニ
ットを運転できる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の空調システ
ムにおいて、前記制御弁が前記一対の管路のそれぞれに
対応して一対（２０，２１）設けられ、前記一対の管路
（１１，１５）のうち、一方の管路から前記室内ユニッ
ト（４）への前記流体の供給が許容され、他方の管路か
ら前記室内ユニットへの前記流体の供給が阻止されるよ
うに前記制御弁を制御する手段と、その制御に伴う前記
一方の管路の配管温度の変化を前記一対の温度検出装置
のいずれか一方にて検出する手段と、前記配管温度の変
化の検出結果に基づいて、前記一対の温度検出装置（２
２，２３）および前記一対の制御弁（２０，２１）と前
記制御装置（３１）との接続状態を判別する手段とを前
記制御装置が備えていることを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、一方の制御弁のみを開
けて冷水または温水を熱交換器に供給すれば、その制御
弁が接続された管路の配管温度が変化し、その変化がい
ずれか一方の温度検出装置のみで検出される。この関係
を利用して、制御装置からみて同一の管路に接続された
制御弁と温度検出装置の組を判別できる。従って、温度
検出装置や制御弁が制御装置の端子に対してどのように
接続されていても、温度検出装置と制御弁との対応関係
を正確に判別できるので誤配線に起因する問題が生じ
ず、温度検出装置の出力信号に基づく運転モードの判別
を確実に行える。

【００１２】請求項３の発明は、少なくとも一つの熱交
換器（５，６）を含んだ室内ユニット（４）と、前記室
内ユニットに熱交換用の流体を供給するための一対の管
路（１１，１５）とを具備し、各管路からの流体の供給
状態が所定の制御弁（２０および２１、または５２）に
より制御可能な空調システムに適用され、所定の制御手
順に従って前記室内ユニットの運転を制御する運転制御
方法であって、前記一対の管路のそれぞれの配管温度に
相関した情報を各管路に対応した一対の温度検出装置
（２２，２３）によって検出する手順と、検出された情
報に基づいて、前記室内ユニットの冷房運転の可否およ
び暖房運転の可否をそれぞれ判別する手順と、その判別
結果に従って前記室内ユニットの運転に関する前記制御
手順を変化させる手順とを備えることにより、上述した
課題を解決する。

【００１３】この発明によれば、請求項１と同様の理由
により、熱交換器に対して冷水、温水をそれぞれ供給し
て冷房運転および暖房運転を行えるか否かを制御装置が
自動的に判別して、冷熱源や温熱源の運転状態に応じて
適切に室内ユニットを運転できる。

【００１４】請求項４の発明は、少なくとも一つの熱交
換器（５，６）を含んだ室内ユニット（４）と、前記室
内ユニットに熱交換用の流体を供給するための一対の管
路（１１，１５）と、前記一対の管路のそれぞれの配管
温度に相関した信号を出力する一対の温度検出装置（２
２，２３）と、前記一対の管路から前記熱交換器への前
記流体の供給状態を制御するために各管路にそれぞれ接
続された一対の制御弁（２０，２１）と、所定の制御手
順に従って前記室内ユニットの運転を制御する制御装置
（３１）とを具備し、前記制御装置が、前記一対の管路
のうち、一方の管路から前記室内ユニットへの前記流体
の供給が許容され、他方の管路から前記室内ユニットへ
の前記流体の供給が阻止されるように前記制御弁を制御
する手段と、その制御に伴う前記一方の管路の配管温度
の変化を前記一対の温度検出装置のいずれか一方にて検
出する手段と、前記配管温度の変化の検出結果に基づい
て、前記一対の温度検出装置および前記一対の制御弁と
前記制御装置との接続状態を判別する手段とを備えた空
調システムであることを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、請求項２で説明したよ
うに、一方の制御弁のみを開けて冷水または温水を熱交
換器に供給すれば、その制御弁が接続された管路の配管
温度が変化し、その変化がいずれか一方の温度検出装置
のみで検出される。この関係を利用して、制御装置から
みて同一の管路に接続された制御弁と温度検出装置との
組を判別することができる。従って、温度検出装置や制
御弁が制御装置の端子に対してどのように接続されてい
ても、温度検出装置と制御弁との対応関係を正確に判別
でき、誤配線によるエラーが生じない。これにより、請
求項１の発明における温度検出装置の出力信号に基づく
運転モードの判別を確実に行えるようになる。

【００１６】なお、各請求項の発明において、室内ユニ
ットの運転の制御は、室内ユニットの内部に設けられた
熱交換量に影響を与える制御要素（例えばファン）の操
作と、熱交換器に接続される制御弁を切替えて熱交換器
に導かれる熱量を調整する操作の両者を含む。室内ユニ
ットが、互いに独立して流体を供給可能な一対の熱交換
器（５，６）を有し、かつ冷房運転および暖房運転のい
ずれもが可能であると判断された場合、室内ユニット
は、いずれか一方の熱交換器のみを使用した冷房運転ま
たは暖房運転を選択的に行うことも、両熱交換器に冷水
および温水をそれぞれ供給する除湿運転を行うこともで
きる。冷房運転および暖房運転を選択的に行うモード
と、除湿運転を行うモードのいずれで室内ユニットを運
転するかは、例えば室内ユニットが設置された空調空間
に設けられるコントローラ等の設定装置により居住者等
が指示してもよい。複数の制御装置に対して上位制御装
置を設け、その上位制御装置から各制御装置に運転モー
ドを指示することもできる。さらに、冷熱源からの流体
を一対の熱交換器のそれぞれに供給可能とした場合に
は、両熱交換器に冷水を同時に供給して冷房能力の増強
を図ることもできる。このように、一対の熱交換器を室
内ユニットに設けている空調システムに本発明を適用す
れば、冷熱源や温熱源の運転状態に応じて室内ユニット
の運転状態を多様に変化させることができる。

【００１７】温度検出装置は、熱交換器からみて熱源側
（入口側）に設けることが望ましいが、これに限定する
必要はない。各管路を介して熱交換器へ流体を供給した
ときに、その供給に伴う配管温度の変化に連係して温度
が変化する部分であれば温度検出装置を設けることがで
きる。例えば熱交換器上に温度検出装置を設けてもよい
し、熱交換器からの戻り管路であっても、流体の供給に
よる温度変化が生じる範囲であれば温度検出装置を設置
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態の空調
システムの概要を示している。空調システム１は、冷熱
源２および温熱源３と、ファンコイルユニット４とを有
している。冷熱源２および温熱源３はビルの地下室や屋
上等に設置され、ファンコイルユニット４はビル内の各
室に設置される。ファンコイルユニット４は、床面等に
設置可能なハウジング４ａ内に一対の熱交換器５，６、
送風用のファン７等を収容した一体型の装置として構成
され、本発明の室内ユニットとして機能する。冷熱源２
および温熱源３にはそれぞれ周知の構成が使用できる。

【００１９】熱交換器５，６をそれぞれ冷房用、暖房用
としてシステム１を運転する場合、冷熱源２から供給さ
れる冷水は往管１０を介して各室の近傍まで導かれ、そ
こからファンコイルユニット４毎に分岐して用意された
供給管１１を経て熱交換器５に供給される。熱交換器５
から排出される熱交換後の水は戻り管１２から復管１３
を介して冷熱源２に還流する。一方、温熱源３から供給
される温水は往管１４を介して各室の近傍まで導かれ、
そこからファンコイルユニット４毎に分岐して用意され
た供給管１５を経てファンコイルユニット４内の熱交換
器６に供給される。熱交換器６から排出される熱交換後
の水は戻り管１６から復管１７を介して温熱源３に還流
する。このような空調システム１は、ファンコイルユニ
ット４に４本の配管が接続されることから４管式と呼ば
れ、さらに熱交換器５，６が二重に設けられていること
からダブルコイル型と呼ばれている。

【００２０】温水用の往管１４には三方弁１８が接続さ
れている。三方弁１８の切替えにより往管１４には冷熱
源２からの冷水または温熱源３からの温水が選択的に供
給可能とされる。これにより、二つの熱交換器５，６を
いずれも冷房用として使用し、夏期に不足しがちな冷房
能力を補うことも可能である。また、冷水用の往管１１
に三方弁１８を設けて暖房能力を補うことも可能であ
る。なお、三方弁１８を供給管１５に接続し、そこに供
給管１１から分岐した配管を接続してもよい。この場合
には、ファンコイルユニット４毎に、熱交換器５，６を
それぞれ冷房用、暖房用として使用するモードと、熱交
換器５，６をいずれも冷房用として使用するモードとの
いずれかを選択することができる。往管１４と供給管１
５との間にさらに１段またはそれ以上の分岐が設けられ
る場合には、その途中に三方弁１８を設けて供給管１５
に冷水および温水を選択的に導けるようにしてもよい。

【００２１】熱交換器５，６による熱交換量を制御する
ため、供給管１１，１５にはそれぞれ制御弁２０，２１
が接続される。制御弁２０，２１には、電磁比例制御弁
のように入力信号に応じて流量（開度）が調整できる流
量調整弁が使用される。但し、全開および全閉のいずれ
かに切り換え制御される二位置型の電磁切換弁が使用さ
れてもよい。また、供給管１１，１５の制御弁２０，２
１と熱交換器５，６との間には温度センサ２２，２３が
それぞれ設置される。各温度センサ２２，２３は供給管
１１，１５の表面温度に対応した信号を出力可能であ
り、本発明の温度検出装置として機能する。

【００２２】ファンコイルユニット４の運転を制御する
ため、空調システム１にはパワーユニット３０およびコ
ントローラ４０がファンコイルユニット４のそれぞれに
対応付けて設けられる。パワーユニット３０は不図示の
電源回路を内蔵し、ファン７や制御弁２０，２１等の制
御要素の動作に必要な電力を供給するとともに、各種の
入力信号に基づいてそれらの制御要素の動作を制御す
る。コントローラ４０は、ファンコイルユニット４が設
置された各室の居住者等が温度や送風量等を設定するた
めのものである。コントローラ４０は居住者等が操作可
能な位置、例えば壁面に設置される。

【００２３】コントローラ４０には温度や運転モードを
指定する各種の設定スイッチが設けられる。コントロー
ラ４０は、それらのスイッチ類の操作に応じた信号をＣ
ＰＵ３１に出力する。また、コントローラ４０は、ファ
ンコイルユニット４が設置された室内の温度を検出する
室温サーミスタ等の温度センサを内蔵し、室温に対応し
た信号をＣＰＵ３１に出力可能である。なお、パワーユ
ニット３０およびコントローラ４０はファンコイルユニ
ット４に対して必ずしも１：１に対応させて設けられる
必要はない。一室に複数のファンコイルユニット４が設
けられる場合のように、複数のファンコイルユニット４
を一括して制御する場合には、それらの一括制御される
べきファンコイルユニット４のグループに対して一つの
パワーユニット３０およびコントローラ４０が設けられ
てもよい。

【００２４】なお、空調システム１には、熱源２，３か
らの冷水または温水を圧送するためのポンプや、往管１
０，１４の過剰圧力を復管１３，１７に逃がすためのバ
イパス弁等が設けられるが、それらの図示は省略した。

【００２５】図２はパワーユニット３０の概要を示す。
パワーユニット３０は、制御装置としてのＣＰＵ３１
と、そのＣＰＵ３１に対する記憶装置３２と、ＣＰＵ３
１からの動作指令に対応して、ファン７の駆動源として
のファンモータ７ａ、制御弁２０，２１のアクチュエー
タを駆動するための駆動回路３３，３４，３５と、パワ
ーユニット３０と不図示の上位制御装置との間で通信を
行うための通信回路３６とを備えている。上位制御装置
は、各室のパワーユニット３０やファンコイルユニット
４を集中制御するためのものである。

【００２６】ＣＰＵ３１は、例えばマイクロプロセッサ
ユニットやその動作に必要な各種の周辺回路を集積した
ワンチップマイコンとして構成される。ＣＰＵ３１に
は、上述した温度センサ２２，２３およびコントローラ
４０がさらに接続される。記憶装置３２はＣＰＵ３１に
て実行するプログラムやそのプログラムの実行に必要な
各種のデータを記憶する。記憶装置３２としては、例え
ばＥＥＰＲＯＭが使用される。

【００２７】制御弁２０，２１および温度センサ２２，
２３はパワーユニット３０に所定の端子を介して接続さ
れる。ＣＰＵ３１はそれらの接続された端子によって制
御弁２０，２１および温度センサ２２，２３を区別す
る。以下では、ＣＰＵ３１と制御弁２０，２１および温
度センサ２２，２３との端子をそれぞれＡ端子、Ｂ端子
と表記して区別する。図２ではＡ端子側に冷水用の制御
弁２０および温度センサ２２が、Ｂ端子側の温水・冷水
共用の制御弁２１および温度センサ２３がそれぞれ接続
されているが、必ずしもそのような接続が行われるとは
限らない。従って、以下の説明において、ＣＰＵ３１か
らみたときの温度センサおよび制御弁の区別を示すとき
には、Ａ端子側に接続された温度センサおよび制御弁を
それぞれ温度センサＡおよび制御弁Ａと、Ｂ端子側に接
続された温度センサおよび制御弁をそれぞれ温度センサ
Ｂおよび制御弁Ｂと表記する。これに対して、図１に示
すように、冷水用の供給管１１に接続された制御弁およ
び温度センサはそれぞれ参照符号２０，２２を添えて表
現し、温水・冷水共用の供給管１５に接続された制御弁
および温度センサはそれぞれ参照符号２１，２３を添え
て表現する。

【００２８】図３は、ＣＰＵ３１に対する制御弁および
温度センサの接続状態を判別するための処理の一例とし
て、制御弁Ａ，Ｂおよび温度センサＡ，Ｂの対応関係を
識別するためにＣＰＵ３１が実行する識別処理の手順を
示すフローチャートである。この処理では、まず各セン
サＡ，Ｂにより供給管１１，１５の温度が検出され（ス
テップＳ１１）、ついで制御弁Ａが開かれ、制御弁Ｂが
閉じられる（ステップＳ１２）。所定時間が経過すると
再び温度センサＡ，Ｂにより供給管１１，１５の温度が
検出される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。このときの所
定時間は、制御弁Ａの開動作により温度センサ２２また
は２３の接続位置における供給管１１または１５の表面
温度が供給管１１または１５の内部を流れる流体の影響
を受けて変化するのに十分な時間として設定される。

【００２９】次に、制御弁Ａの開動作に対応した温度変
化が温度センサＡまたはＢにて検出されたか否か判断さ
れ（ステップＳ１５）、温度変化を検出した温度センサ
ＡまたはＢが存在すれば、そのセンサが制御弁Ａに対応
する温度センサ、すなわち制御弁Ａと同一の配管に接続
された温度センサと判別され、その判別結果に対応した
情報が記憶装置３２に記憶される（ステップＳ１６）。
さらに、温度変化を検出しなかったセンサが制御弁Ｂに
対応する温度センサと判別され、その判別結果を示す情
報も記憶装置３２に記憶される（ステップＳ１７）。以
上により識別処理が終了する。ステップＳ１５にて温度
変化が検出されないときは温度センサ２２，２３や制御
弁２０，２１の動作不良等の問題が生じている可能性が
あり、所定のエラー処理（例えば警報の出力）が行われ
（ステップＳ１８）、その後に処理が終了する。

【００３０】以上の処理によれば、制御弁Ａ，Ｂと温度
センサＡ，Ｂがどのように組み合わされているかを判別
できる。従って、施工時には制御弁２０，２１および温
度センサ２２，２３が、それぞれパワーユニット３０の
Ａ端子、Ｂ端子のいずれに接続されてもよく、誤配線の
問題が生じない。なお、本処理は施工後の運転開始時に
行えばよく、記憶装置３２の記憶が失われたり、ＣＰＵ
３１に対する制御弁２０，２１や温度センサ２２，２３
の配線が変更されない限り、再度実行する必要はない。

【００３１】図４は、ファンコイルユニット４の運転可
能なモードを判別するためにＣＰＵ３１が実行する運転
モード判別処理の手順を示すフローチャートである。な
お、以下の処理において、制御弁Ａに対応する温度セン
サとは、図３の処理で制御弁Ａと同一の供給管１１また
は１５に接続されていると判断された温度センサＡまた
はＢを、制御弁Ｂに対応する温度センサとは、図３の処
理で制御弁Ｂと同一の供給管１５または１１に接続され
ていると判断された温度センサＢまたはＡをそれぞれ意
味する。

【００３２】図４の処理ではまず制御弁Ａ，Ｂが開かれ
（ステップＳ２１）、所定時間が経過すると、制御弁Ａ
に対応する温度センサにより、制御弁Ａが接続されてい
る供給管の表面温度が検出される（ステップＳ２３）。
このときの所定時間は、制御弁Ａ，Ｂの開動作によりセ
ンサ２２および２３の接続位置における供給管１１およ
び１５の表面温度が、供給管１１および１５の内部を流
れる流体の影響を受けて変化するのに十分な時間として
設定される。

【００３３】続いて、制御弁Ａに対応する温度センサが
冷水の通水に対応する低温を検出したか否か判断される
（ステップＳ２４）。低温が検出された場合には、制御
弁Ｂに対応する温度センサにより制御弁Ｂ側の供給管の
表面温度が検出され（ステップＳ２５）、その温度セン
サが温水の通水に対応する高温を検出したか否か判断さ
れる（ステップＳ２６）。高温が検出された場合には、
制御弁Ａに冷水が、制御弁Ｂに温水がそれぞれ導かれて
いることになる。つまり、制御弁Ａが制御弁２０に、制
御弁Ｂが制御弁２１にそれぞれ相当する。従って、制御
弁Ａが冷房調整用、制御弁Ｂが暖房調整用の弁であるこ
とを示す情報が記憶装置３２に記憶される（ステップＳ
２７）。

【００３４】ステップＳ２６にて高温が検出されていな
いと判断された場合、制御弁Ｂに対応する温度センサが
低温を検出したか否かがステップＳ２５の検出結果に基
づいて判断される（ステップＳ２８）。低温が検出され
ていないと判断された場合には、制御弁Ａに冷水が導か
れ、制御弁Ｂには冷水も温水も導かれていないことにな
る。そこで、制御弁Ａが冷房調整用の弁であり、かつ制
御弁Ｂには通水されていないことを示す情報が記憶装置
３２に記憶される（ステップＳ２９）。一方、ステップ
Ｓ２８にて低温が検出されたと判断された場合には、制
御弁Ａ，Ｂのいずれにも冷水が導かれていることにな
る。そこで、制御弁Ａ，Ｂがいずれも冷房調整用の弁で
あることを示す情報が記憶装置３２に記憶される（ステ
ップＳ３０）。

【００３５】ステップＳ２４にて低温が検出されていな
いと判断された場合、制御弁Ａに対応する温度センサが
高温を検出したか否か判断される（ステップＳ３１）。
高温が検出された場合には、制御弁Ｂに対応する温度セ
ンサにより制御弁Ｂが接続されている供給管の表面温度
が検出され（ステップＳ３２）、その温度センサが低温
を検出したか否か判断される（ステップＳ３３）。低温
が検出された場合には、制御弁Ａに温水が、制御弁Ｂに
冷水がそれぞれ導かれていることになる。すなわち、制
御弁Ａが制御弁２０に、制御弁Ｂが制御弁２１にそれぞ
れ相当する。そこで、制御弁Ａが暖房調整用、制御弁Ｂ
が冷房調整用の弁であることを示す情報が記憶装置３２
に記憶される（ステップＳ３４）。ステップＳ３３で低
温が検出されていない場合には、制御弁Ａに温水が導か
れ、制御弁Ｂには冷水も温水も導かれていないことにな
る。そこで、制御弁Ａが暖房調整用の弁であり、かつ制
御弁Ｂには通水されていないことを示す情報が記憶装置
３２に記憶される（ステップＳ３５）。なお、図では省
略されているが、前述のように冷水用の往管１１に三方
弁１８を設けた場合には、制御弁Ａ，Ｂがいずれも暖房
調整用の弁であることを示す情報が記憶される。

【００３６】ステップＳ３１にて高温が検出されていな
いと判断された場合、制御弁Ｂに対応する温度センサに
より制御弁Ｂが接続されている供給管の表面温度が検出
され（ステップＳ３６）、その温度センサにより低温が
検出されたか否か判断される（ステップＳ３７）。低温
が検出された場合には、制御弁Ｂに冷水が導かれ、制御
弁Ａには冷水も温水も導かれていないことになる。そこ
で、制御弁Ｂが冷房調整用の弁であり、かつ制御弁Ａに
は通水されていないことを示す情報が記憶装置３２に記
憶される（ステップＳ３８）。

【００３７】ステップＳ３７にて低温が検出されていな
いと判断された場合には、制御弁Ｂに対応する温度セン
サにより高温が検出されたか否かがステップＳ３６の検
出結果に基づいて判断される（ステップＳ３９）。高温
が検出されている場合には、制御弁Ｂに温水が導かれ、
制御弁Ａには冷水も温水も導かれていないことになる。
そこで、制御弁Ｂが暖房調整用の弁であり、かつ制御弁
Ａには通水がされていないことを示す情報が記憶装置３
２に記憶される（ステップＳ４０）。ステップＳ３９に
て高温が検出されていないと判断された場合には、制御
弁Ａ，Ｂのいずれにも冷水も温水も導かれていないこと
を示す情報が記憶装置３２に記憶される（ステップＳ４
１）。

【００３８】ステップＳ２７，Ｓ２９，Ｓ３０，Ｓ３
４，Ｓ３５，Ｓ３８，Ｓ４０またはＳ４１の処理後はス
テップＳ４２へと処理が進められて制御弁Ａ，Ｂが閉じ
られる。以上により図４の処理が終了する。

【００３９】以上の処理によれば、制御弁Ａ，Ｂに接続
されている供給管に冷水または温水のいずれが導かれて
いるかを空調システム１の管理者が入力しなくても、各
制御弁Ａ，Ｂと冷水、温水との関係をＣＰＵ３１が自動
的に判別し、その判別結果に対応した情報を記憶装置３
２に記憶することができる。従って、空調システム１の
運用時には、ＣＰＵ３１が記憶装置３２に記憶された情
報に従ってファンコイルユニット４の冷房運転の可否お
よび暖房運転の可否をそれぞれ判別し、それらの判別結
果に応じてファンコイルユニット４の運転に関する制御
手順を変化させることができる。その一例は次の通りで
ある。

【００４０】制御弁Ａ，Ｂのいずれか一方が冷房調整
用、他方が暖房調整用と判別された場合、ＣＰＵ３１は
冷暖房モード、冷房モード、暖房モード、送風モードお
よび除湿モードのいずれによってもファンコイルユニッ
ト４を運転させることが可能であると判断する。この状
態で、コントローラ４０、あるいは上位制御装置から冷
暖房モードが指定された場合、ＣＰＵ３１は、設定温度
（居住者等がコントローラ４０を操作して設定した温
度）と室温との差を監視し、差が所定値以上に拡大した
ときにその差に応じて制御弁２０，２１のいずれか一方
を開き、他方を閉じて冷房運転または暖房運転を自動的
に行う。また、冷房モードが指定されているときは、室
温が設定温度に対して所定値以上に上昇したときに制御
弁２１を開き、制御弁２０を閉じて冷房運転を行う。暖
房モードが指定されているときは、室温が設定温度に対
して所定値以上に低下したときに制御弁２１を開き、制
御弁２０を閉じて冷房運転を行う。除湿モードが指定さ
れているときは制御弁２０，２１をいずれも開いて空気
の冷却とその冷却された空気の加熱とを行う。なお、送
風モードが指定されているときは制御弁２０，２１のい
ずれもが閉じられ、ファンモータ７ａによる送風のみが
行われる。送風モードについては制御弁Ａ，Ｂへの通水
状態に拘わらず実行可能である。

【００４１】制御弁Ａ，Ｂのいずれか一方が冷房調整
用、他方が通水なしと判別された場合、ＣＰＵ３１は冷
房モードおよび送風モードのみでファンコイルユニット
４を運転でき、冷暖房モード、暖房モードおよび除湿モ
ードの運転は不可能と判断する。この状態で冷房モード
が指定されたときは、室温が設定温度に対して所定値以
上に上昇したときに冷房調整用と判別された制御弁Ａま
たはＢを開いて冷房運転を行う。運転不可能なモードが
指定されている場合には運転を行わないか、あるいは代
替可能なモードで運転を行う。例えば冷暖房モードが指
定されたときは、冷房調整用の制御弁ＡまたはＢのみを
使用した冷房モードにてファンコイルユニット４を運転
し、暖房モードおよび除湿モードが指定された場合には
送風モードで運転を行う。

【００４２】制御弁Ａ，Ｂのいずれか一方が暖房調整
用、他方が通水なしと判別された場合、ＣＰＵ３１は暖
房モードおよび送風モードのみでファンコイルユニット
４を運転でき、冷暖房モード、冷房モードおよび除湿モ
ードの運転は不可能と判断する。この状態で暖房モード
が指定されたときは、室温が設定温度に対して所定値以
上に低下したときに暖房調整用と判別された制御弁Ａま
たはＢを開いて暖房運転を行う。運転不可能なモードが
指定されている場合には運転を行わないか、あるいは代
替可能なモードで運転を行う。例えば冷暖房モードが指
定されたときは、冷暖房調整用の制御弁ＡまたはＢのみ
を使用した暖房モードにてファンコイルユニット４を運
転し、冷房モードおよび除湿モードが指定された場合に
は送風モードで運転を行う。

【００４３】制御弁Ａ，Ｂの両者が冷房調整用と判別さ
れた場合には、上記の制御弁Ａ，Ｂのいずれか一方が冷
房調整用、他方が通水なしと判別された場合に準じて制
御を行ってよい。但し、このモードはファンコイルユニ
ット４による熱交換量が大きいので、ファンモータ７ａ
の駆動速度をそれに合わせて増加させてもよい。

【００４４】制御弁Ａ，Ｂの両者が通水なしと判別され
た場合、ＣＰＵ３１は送風モードのみでファンコイルユ
ニット４を運転でき、冷暖房モード、冷房モード、暖房
モードおよび除湿モードの運転は不可能と判断する。従
って、送風モード以外のモードが指定されたときは、運
転を行わないか、あるいは送風モードで運転を行う。

【００４５】なお、図４の処理結果に基づいてＣＰＵ３
１がファンコイルユニット４にて実行可能なモードを判
別し、それらのモードのなかから室温と設定温度との差
や湿度等に応じて最適なモードを自動的に選択してもよ
い。

【００４６】図５は、ＣＰＵ３１による運転モード判別
処理の他の実施形態を示している。この処理では、まず
制御弁Ａを開き、制御弁Ｂを閉じる操作が行われ（ステ
ップＳ５１）、その状態が所定時間維持される（ステッ
プＳ５２）。所定時間は、制御弁Ａが接続されている供
給管１１または１５に冷水または温水が通水されている
と仮定したならば、その通水に対応した供給管の表面温
度の変化を温度センサ２２または２３にて検出するに十
分な時間である。

【００４７】所定時間が経過すると、各温度センサによ
り供給管１１，１５の表面温度が検出され（ステップＳ
５３）、いずれかの温度センサＡまたはＢが冷水の通水
に対応した低温を検出したか否か判断される（ステップ
Ｓ５４）。低温が検出されていれば制御弁Ａが冷房調整
用の弁であることを示す情報が記憶装置３２に記憶され
る（ステップＳ５５）。一方、ステップＳ５４で低温が
検出されていないときは、温度センサＡまたはＢが温水
の通水に対応する高温を検出したか判断される（ステッ
プＳ５６）。そして、高温が検出されていれば制御弁Ａ
が暖房調整用の弁であることを示す情報が記憶装置３２
に記憶され（ステップＳ５７）、高温が検出されていな
ければ、制御弁Ａには通水されていないことを示す情報
が記憶装置３２に記憶される（ステップＳ６１）。

【００４８】制御弁Ａに関する情報の記憶後は制御弁Ａ
を閉じ、制御弁Ｂを開く処理が行われ（ステップＳ５７
またはＳ６２）、その状態が所定時間維持される（ステ
ップＳ５８またはＳ６３）。このときの所定時間は、制
御弁Ｂが接続されている供給管１５または１１に温水ま
たは冷水が通水されていると仮定したならば、その通水
に対応した供給管の表面温度の変化を温度センサ２３ま
たは２２にて検出するに十分な時間である。所定時間経
過後は温度センサによる温度検出が行われる（ステップ
Ｓ６０またはＳ６４）。但し、ステップＳ６０では、先
のステップＳ５４またはＳ５５にて温度変化が検出され
ているために、その温度変化が検出さなかった残りの温
度センサのみを使用して温度検出が行われる。これによ
り、制御弁Ａの閉動作に対応した温度変化の完了を待つ
必要がなくなる。一方、ステップＳ６４では先のステッ
プＳ５４およびＳ５５にて温度変化が検出されていない
ため、各温度センサを使用して温度検出が行われる。

【００４９】ステップＳ６０またはＳ６４の処理後は、
続いて制御弁Ｂへの通水に対応する低温を検出したか否
か判断される（ステップＳ７１）。低温が検出されてい
れば、制御弁Ｂが冷房調整用の弁であることを示す情報
が記憶装置３２に記憶される（ステップＳ７２）。一
方、ステップＳ７１で低温が検出されていないときは、
ステップＳ６０またはＳ６４にて制御弁Ｂへの温水の通
水に対応する高温を検出したか判断される（ステップＳ
７３）。そして、高温が検出されていれば制御弁Ｂが暖
房調整用の弁であることを示す情報が記憶装置３２に記
憶され（ステップＳ７４）、高温が検出されていなけれ
ば、制御弁Ｂには通水されていないことを示す情報が記
憶装置３２に記憶される（ステップＳ７５）。

【００５０】ステップＳ７２，Ｓ７４またはＳ７５の処
理後は、制御弁Ｂを閉じる処理が実行され（ステップＳ
７６）。以上により、図５の処理が終了する。

【００５１】図５の処理によっても、ファンコイルユニ
ット４が冷房運転可能か否か、暖房運転可能か否かをそ
れぞれ判別し、その判別結果に基づいてファンコイルユ
ニット４の運転に関する制御手順を変化させることがで
きる。図５の処理は、制御弁Ａ，Ｂと温度センサＡ，Ｂ
との対応関係が不明な場合でも実施可能であり、図３の
処理を先に実行しておく必要がない。その代わり、制御
弁Ａ，Ｂを交互に開いて供給管１１，１５の温度変化を
待つ必要があり、処理に要する時間が図４の例よりも長
くなる可能性がある。

【００５２】本発明は以上の実施形態に限定されること
なく、種々変形して実施してよい。例えば、温度センサ
２２，２３の設置個所は図１の例に限らない。制御弁２
０，２１の開閉動作に応じた管路１１，１５の表面温度
の変化に連係して温度が変化する箇所であれば、制御弁
２０，２１よりも上流側（熱源２，３に近い側）に温度
センサ２２，２３を設置してもよい。熱交換器５，６ま
たは戻り管路１２，１６に温度センサ２２，２３を接続
してもよい。制御弁２０，２１は戻り管１２，１６側に
追加または移設されてもよい。一方の熱交換器に対する
通水回路（供給管およびそれに対応する戻り管）に複数
の温度センサを設置し、それらの検出温度に従って冷水
配管または温水配管のいずれかを判断してもよい。三方
弁１８を省略して熱交換器６を暖房専用としてもよい。

【００５３】本発明の空調システムは４管式でかつダブ
ルコイル型のものに限定されない。例えば図６に示す４
管式シングルコイル型の空調システム１Ａ、または図７
に示す３管式の空調システム１Ｂにおいても本発明は適
用可能である。図６の空調システム１Ａは熱交換器５の
手前で供給管１１，１５が合流し、かつ戻り管１６が戻
り管１２から分岐していること、および分岐後の戻り管
１２，１６に制御弁５０，５１が接続されていることが
図１の例と相違する。制御弁５０，５１は、熱交換器５
からの排水の還流先を冷熱源２と温熱源３との間で切替
えるために設けられている。制御弁２０と制御弁５０と
がＣＰＵ３１からの同一の駆動指令により開閉駆動さ
れ、制御弁２１と制御弁５１とがＣＰＵ３１からの同一
の駆動指令により開閉駆動されるように配慮すれば、上
記の４管式ダブルコイル型のシステム１の制御がそのま
まシステム１Ａにも適用できる。

【００５４】図７の空調システム１Ｂでは、供給管１
１，１５が三方弁５２に接続され、三方弁５２の切替え
により熱交換器５に冷水または温水が選択的に導かれ
る。このシステム１Ｂの場合、三方弁５２よりも上流側
に温度センサ２２，２３を接続し、三方弁５２の入口側
の二つのポートに冷水および温水のいずれが導かれてい
るかをそれら温度センサ２２，２３の検出結果に基づい
て判断し、その判断結果に基づいて冷房運転可能か否
か、暖房運転可能か否かを判別して最適な運転モードを
選択することになる。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の空調シ
ステムおよびその運転制御方法によれば、室内ユニット
に流体を供給するための一対の管路のそれぞれに冷水、
温水のいずれが導かれているかを自動的に判別し、冷熱
源や温熱源の運転状態に応じた適切なモードで室内ユニ
ットを運転できる。また、制御装置に対する温度検出装
置や制御弁の接続状態を判別して、誤配線に起因する不
具合の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を４管式ダブルコイル型の空調システム
に適用した実施形態を示す図。

【図２】図１の空調システムの制御系の構成を示すブロ
ック図。

【図３】温度センサおよび制御弁の接続状態を判別する
ために図２のＣＰＵにより実行される識別処理の手順を
示すフローチャート。

【図４】空調システムの運転可能なモードを判別するた
めに図２のＣＰＵにより実行される運転モード判別処理
の手順を示すフローチャート。

【図５】空調システムの運転可能なモードを判別するた
めに図２のＣＰＵにより実行される他の運転モード判別
処理の手順を示すフローチャート。

【図６】本発明を４管式シングルコイル型の空調システ
ムに適用した実施形態を示す図。

【図７】本発明を３管式の空調システムに適用した実施
形態を示す図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 空調システム ２ 冷熱源 ３ 温熱源 ４ ファンコイルユニット（室内ユニット） ５，６ 熱交換器 ７ ファン ７ａ ファンモータ １０,１４ 往管 １１，１５ 供給管（一対の管路） １２，１６ 戻り管 １３，１７ 復管 １８ 三方弁 ２０，２１，５０，５１ 制御弁 ２２，２３ 温度センサ（温度検出装置） ３０ パワーユニット ３１ ＣＰＵ（制御装置） ３２ 記憶装置 ３３，３４，３５ 駆動回路 ３６ 通信回路 ４０ コントローラ ５２ 三方弁（制御弁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 1/02 F24F 1/02 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの熱交換器を含んだ室内
   ユニットと、前記室内ユニットに熱交換用の流体を供給
   するための一対の管路と、前記一対の管路のそれぞれの
   配管温度に相関した信号を出力する一対の温度検出装置
   と、前記一対の管路から前記室内ユニットへの前記流体
   の供給状態を制御するための制御弁と、所定の制御手順
   に従って前記室内ユニットの運転を制御する制御装置と
   を具備し、前記制御装置は、前記一対の温度検出装置の
   出力信号に基づいて、前記室内ユニットの冷房運転の可
   否および暖房運転の可否をそれぞれ判別し、その判別結
   果に従って前記室内ユニットの運転に関する前記制御手
   順を変化させることを特徴とする空調システム。
2. 【請求項２】 前記制御弁が前記一対の管路のそれぞれ
   に対応して一対設けられ、前記一対の管路のうち、一方
   の管路から前記室内ユニットへの前記流体の供給が許容
   され、他方の管路から前記室内ユニットへの前記流体の
   供給が阻止されるように前記制御弁を制御する手段と、
   その制御に伴う前記一方の管路の配管温度の変化を前記
   一対の温度検出装置のいずれか一方にて検出する手段
   と、前記配管温度の変化の検出結果に基づいて、前記一
   対の温度検出装置および前記一対の制御弁と前記制御装
   置との接続状態を判別する手段とを前記制御装置が備え
   ていることを特徴とする請求項１に記載の空調システ
   ム。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの熱交換器を含んだ室内
   ユニットと、前記室内ユニットに熱交換用の流体を供給
   するための一対の管路とを具備し、各管路から前記室内
   ユニットへの前記流体の供給状態が所定の制御弁により
   制御可能な空調システムに適用され、所定の制御手順に
   従って前記室内ユニットの運転を制御する運転制御方法
   において、前記一対の管路のそれぞれの配管温度に相関
   した情報を各管路に対応した一対の温度検出装置によっ
   て検出する手順と、検出された情報に基づいて、前記室
   内ユニットの冷房運転の可否および暖房運転の可否をそ
   れぞれ判別する手順と、その判別結果に従って前記室内
   ユニットの運転に関する前記制御手順を変化させる手順
   とを備えたことを特徴とする空調システムの運転制御方
   法。
4. 【請求項４】 少なくとも一つの熱交換器を含んだ室内
   ユニットと、前記室内ユニットに熱交換用の流体を供給
   するための一対の管路と、前記一対の管路のそれぞれの
   配管温度に相関した信号を出力する一対の温度検出装置
   と、前記一対の管路から前記室内ユニットへの前記流体
   の供給状態を制御するために各管路にそれぞれ接続され
   た一対の制御弁と、所定の制御手順に従って前記室内ユ
   ニットの運転を制御する制御装置とを具備し、前記制御
   装置は、前記一対の管路のうち、一方の管路から前記室
   内ユニットへの前記流体の供給が許容され、他方の管路
   から前記室内ユニットへの前記流体の供給が阻止される
   ように前記制御弁を制御する手段と、その制御に伴う前
   記一方の管路の配管温度の変化を前記一対の温度検出装
   置のいずれか一方にて検出する手段と、前記配管温度の
   変化の検出結果に基づいて、前記一対の温度検出装置お
   よび前記一対の制御弁と前記制御装置との接続状態を判
   別する手段とを備えていることを特徴とする空調システ
   ム。