JP4505498B2 - 空調用熱源性能評価システム - Google Patents

Description

本発明は、空調機に対して熱量を供給する空調用熱源の性能を評価する空調用熱源性能評価システムに関する。

従来、空調用熱源は、一般的には、工場から出荷する前に行われる工場試験により性能が評価される。この工場試験は、空調熱負荷を設定し、空調用熱源と空調機の間を循環させる冷水もしくは温水の温度、流量、消費電力などが計測され、それらの計測データに基づいて当該空調用熱源の性能が評価される。尚、この設定された空調熱負荷、及び計測データに基づく空調用熱源の性能評価は、一般にメーカーのカタログなどに記載される。

しかしながら、空調用熱源は、空調装置がビルディングなどの使用現場に設置されて日常の運転状態に入ると、空調熱負荷が時々刻々、変化するため、工場試験時のように空調用熱源の空調熱負荷を一定に設定した状態とは全く異なる。そのため、空調用熱源を現場に設置して空調装置が運転状態に入ると、当該空調用熱源の継続的な性能評価試験が困難になる。ところが、近年、省エネルギーの重要性が強調されており、空調用熱源の性能が低下していないか、否か、という点から、継続的な性能評価が望まれているが、これを実現する現実的な手段は見当たらない。
メーカーのカタログなど

そこで本発明では、空調装置が使用現場に設置されたあとの空調用熱源の性能を継続的に容易に評価することができる空調用熱源性能評価システムを提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載した空調用熱源性能評価システムにより解決することができる。
請求項１に記載の空調用熱源性能評価システムによれば、前記空調用熱源が使用現場に設置された後の空調用熱源の性能を評価する際に、冷温水温度調節手段が制御されると、空調用熱源の冷温水出口側から冷温水入口側に冷温水がバイパスされ、当該空調用熱源の冷温水入口側における冷温水温度が所定温度に調整される。このようにして、当該空調用熱源の冷温水入口側における冷温水温度が所定温度に調整されると、前述の工場試験時のときと同様に空調熱負荷を一定に設定した状態と同等にすることができる。この状態で、温度計測手段は、上記冷温水温度調節手段により調整された空調用熱源の冷温水入口側における冷温水温度と冷温水出口側における冷温水温度とを計測する。更に、流量計測手段は、空調用熱源を流れる冷温水の流量を計測する。このように空調用熱源の冷温水入口側における冷温水温度と、冷温水出口側における冷温水温度と、空調用熱源を流れる冷温水流量とが計測されると、評価手段はこれらの計測データに基づいて空調用熱源の性能を評価する。このようにして、空調装置が使用現場に設置されたあとの空調用熱源の性能を継続的に容易に評価することができる。

本発明によれば、空調装置が使用現場に設置されたあとの空調用熱源の性能を継続的に容易に評価することができる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、性能評価の対象となる空調用熱源１，２を備えた空調装置ＡＣＳの全体的な構成を示した構成説明図であり、この空調装置ＡＣＳは、あるビルディングに設置されている。尚、この空調装置ＡＣＳに装備されている空調用熱源１、空調用熱源２は、空調負荷が一方の空調用熱源の空調能力より大きくなった場合、両機共、運転される。あるいは、一方の空調用熱源が故障したような場合、あるいは一方の空調用熱源を定期点検する場合などは、他方の空調用熱源のみを使用する場合もある。両者は例えばヒートポンプ式空調用熱源であり、夏季には冷房用として用いられ、冬季は暖房用として用いられる。空調用熱源１，２が冷房用として用いられる場合は、空調用熱源１，２で生成された冷水が後述のエアハンドリングユニット１２、ファンコイルユニット１３などの空調機との間で循環され、暖房用として用いられる場合は、空調用熱源１，２で生成された温水が空調機との間で循環される。尚、上記冷水、温水を総称して冷温水として説明する。

図１に示すように、空調用熱源１，２の冷温水出口側に接続されている配管３ａ，３ｂには、後述のエアハンドリングユニット１２、ファンコイルユニット１３との間で循環される冷温水の温度を検出する温度計４ａ，４ｂが取り付けられている。また、空調用熱源１，２の冷温水入口側に接続されている配管５ａ，５ｂにはポンプ６ａ，６ｂが取り付けられているとともに、空調用熱源１，２の冷温水入口側から流入する冷温水の流量を検出する電磁流量計７ａ，７ｂと、当該冷温水の温度を検出する温度計８ａ，８ｂが取り付けられている。

また、空調用熱源１，２の冷温水入口側に接続されている配管５ａ，５ｂには、三方弁１０ａ，１０ｂが取り付けられている。この三方弁１０ａ，１０ｂそれぞれの一方の入水側には、空調用熱源１，２の冷温水出口側に接続されているバイパス管１１ａ，１１ｂが接続されており、三方弁１０ａ，１０ｂそれぞれの他方の入水側には、後述のエアハンドリングユニット１２、もしくはファンコイルユニット１３を通過した冷温水を空調用熱源１，２に戻すための配管１４から分岐した分岐管１５ａ，１５ｂが接続されている。

前記空調用熱源１，２の冷温水出口側に接続されている配管３ａ，３ｂはヘッダー（管寄せ）２０に接続されており、ヘッダー２０を介した冷温水は、ポンプ２１によりポンプアップされてエアハンドリングユニット１２、もしくはファンコイルユニット１３を通過させる。尚、ポンプ２１に並列に、流量調整用二方弁２２が接続されている。また、エアハンドリングユニット１２、ファンコイルユニット１３の冷温水出口側には流量調整用二方弁２３，２４が取り付けられており、流量調整用二方弁２３，２４の吐出口は、ヘッダー２５と接続された配管２６，２７と接続されている。尚、このヘッダー２５には上述のエアハンドリングユニット１２、ファンコイルユニット１３を通過した冷温水を空調用熱源１，２に戻すための配管１４が接続されている。

図１に示しているコントロールパネル３１には、前述の空調用熱源１，２、ポンプ６ａ，６ｂ，２１、三方弁１０ａ，１０ｂなどを制御する制御部３２が設けられている。また、このコントロールパネル３１には計測部３３が設けられていて、この計測部３３は、前記温度計４ａ，４ｂで検出された空調用熱源１，２の冷温水出口側における冷温水の温度検出信号、及び前記温度計８ａ，８ｂで検出された空調用熱源１．２の冷温水入口側における冷温水の温度検出信号を入力し、それぞれの冷温水温度を計測する。また、この計測部３３は、電磁流量計７ａ，７ｂからの検出信号を入力し、前述の空調用熱源１，２に流入する冷温水の流量を計測する。更に、制御部３２による空調用熱源１，２の制御に伴う消費電力を計測する。

また、コントロールパネル３１には評価部３４が設けられている。この評価部３４は、上記計測部３３で計測された空調用熱源１，２の冷温水入口側における冷温水の温度、空調用熱源１，２の冷温水出口側における冷温水の温度、空調用熱源１，２に流入する冷温水の流量、それに空調用熱源１，２の消費電力に基づいて、空調用熱源１，２の性能を評価する。尚、この性能評価の手法については後で説明する。そして、評価部３４で評価された空調用熱源１，２の性能は表示部３５に表示される。

次に、空調用熱源１，２の性能評価の手法について説明する。
ここでは、冷房運転中の空調用熱源１を性能評価する。尚、空調用熱源２の冷房運転中の性能評価をする場合も、基本的に空調用熱源１と同じである。
前述の制御部３２は、空調用熱源１の冷温水出口側からバイパス管１１ａを介して三方弁１０ａにバイパスされる冷水の流量と、エアハンドリングユニット１２、ファンコイルユニット１３を通過した冷水を空調用熱源１に戻すための配管１４から分岐された分岐管１５ａを流れる冷水の流量とを制御することにより、三方弁１０ａから空調用熱源１の冷温水入口側に流れる冷水の温度を、例えば９℃に設定する制御をする。これにより、前述の工場試験で空調熱負荷を一定に設定した状態と同じ状態が得られる。

上記のように、制御部３２による三方弁１０ａの制御により、９℃に設定された冷水が空調用熱源１に流入される過程で、電磁流量計７ａにより、冷水流量が検出されるとともに、温度計８ａにより冷水温度が検出される。更に空調用熱源１から流出された冷水の温度が温度計４ａで例えば７℃として検出される。このように検出された電磁流量計７ａによる冷水流量検出信号、温度計８ａによる冷水温度検出信号、温度計４ａによる冷水温度検出信号は、コントロールパネル３１の計測部３３に伝送され、空調用熱源１に流入する冷水流量と、冷水温度、及び空調用熱源１から送出される冷水温度が計測されるとともに、空調用熱源１の消費電力が計測される。このように、計測部３３において空調用熱源１に流入する冷水流量、冷水温度、空調用熱源１から送出される冷水温度、それに空調用熱源１の消費電力が計測されると、これらの計測データは評価部３４に送られる。

評価部３４には、上記計測データに基づいて空調用熱源の性能を評価するための性能評価プログラムが予め格納されており、そのプログラムの実行により空調用熱源１の性能が評価される。この場合、空調用熱源１の性能が、例えば効率として計算され、その効率が表示部３５に表示されるとともに上記計測データも表示される。尚、これらの計測データ及び性能評価結果は、評価部３４の図示していないメモリーに記録される。
尚、以上の説明では空調用熱源１の冷房運転時の性能を評価する手段について説明したが、空調用熱源１の暖房運転時の性能を評価する手段も冷房運転時と同様である。また、空調用熱源２も同様の手段で冷房運転時、暖房運転時の性能を評価することができる。

以上のように、それぞれの空調装置の空調用熱源の性能が定期的に計測評価されると、それぞれの空調用熱源の性能を継続的に評価することができる。これにより、空調用熱源の使用エネルギーの経時的な変化などを確認することができるため、省エネルギーなどの観点から、各空調用熱源の修理時期、あるいは更新時期などを定量的に決定することができる。

空調用熱源性能評価システムの全体的な構成を示した構成説明図である。

ＡＣＳ 空調装置
１，２ 空調用熱源
４ａ，４ｂ 温度計
７ａ，７ｂ 電磁流量計
８ａ，８ｂ 温度計
１０ａ，１０ｂ 三方弁
１１ａ，１１ｂ バイパス管
１２ エアハンドリングユニット
１３ ファンコイルユニット
３１ コントロールパネル
３２ 制御部
３３ 計測部
３４ 評価部
３５ 表示部

Claims (1)

1. 対象エリアを空調する空調機に対して冷水もしくは温水からなる冷温水を供給する空調用熱源の性能を評価するための空調用熱源性能評価システムであって、
   使用現場に設置された後の前記空調用熱源の性能を評価する際に、前記空調用熱源の冷温水出口側から冷温水入口側に前記冷温水をバイパスさせて当該空調用熱源の冷温水入口側における冷温水温度を所定温度に調整する冷温水温度調節手段と、前記冷温水温度調節手段により調整された前記冷温水入口側における冷温水温度と前記冷温水出口側における冷温水温度を計測する温度計測手段と、前記空調用熱源を流れる前記冷温水の流量を計測する流量計測手段と、前記冷温水温度調節手段により所定温度に調整された状態で、前記温度計測手段により計測された前記冷温水入口側における冷温水温度と前記冷温水出口側における冷温水温度と前記流量計測手段により計測された冷温水流量とに基づいて使用現場に設置された後の前記空調用熱源の性能を評価する評価手段とを備えたことを特徴とする空調用熱源性能評価システム。

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