JP5036793B2

JP5036793B2 - 空気調和機の制御装置

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Publication number: JP5036793B2
Application number: JP2009269963A
Authority: JP
Inventors: 慎也金親; 徹金子
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: EP2333442A3; EP2333442B1; CN102080862A; EP2333442A2; US20110127341A1; JP2011112298A

Description

この発明は、複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置に関するものである。

従来の技術においては、例えば、「スケジュール設定手段により設定された前記室内機に対するスケジュール項目のうち、運転モード，設定温度，手元操作許可禁止を含む設定項目につき、あらかじめ設定したスケジュールの制約条件の設定に応じて設定温度範囲や運転モードを含むスケジュール設定情報を変更するスケジュール設定情報変更手段を設けたことを特徴とする空調制御システム。」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、空調開始時の室温と、空調開始から設定温度に至るまでの予熱時間を考慮して空調制御するものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−２８６２８０号公報（請求項１）特開１９９０−２４４９５２号公報（第２頁、第４、５図）

従来の技術では、操作内容を時刻と共に設定してスケジュール管理することにより、設定された時刻になると、空気調和機における操作対象の機器に、設定された操作内容を実施させている。
しかし、複数の温度センサーのうち決められた温度センサーの値にて空調制御を行っていたため、時間に応じた使用状態（人員、作業内容、機器廃熱、使用時間など）及び建物環境（日射や天井高など）が考慮されず、空調対象空間（部屋）の熱負荷状況に応じた空調制御ができず、快適性が低減する、という問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スケジュール運転において設定する時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサーのうち検出対象とする温度センサーを選択することができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る空気調和機の制御装置は、空調対象空間の温度を検出する温度センサーをそれぞれ備えた複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置であって、前記温度センサーにより検知された温度情報を取得する温度情報取得手段と、スケジュール運転の設定情報が記憶される記憶手段と、前記スケジュール運転の設定情報に基づいて、前記空気調和機の運転を制御する制御手段とを備え、前記空気調和機は、空調対象空間に配置された無線リモートコントローラーにより運転操作され、前記温度センサーは、前記無線リモートコントローラーに設けられ、前記記憶手段は、前記スケジュール運転の設定情報として、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、前記複数の温度センサーのうち検出対象とする温度センサーを選択した選択情報と、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、少なくとも温度設定の情報を含む運転設定情報とが記憶され、前記制御手段は、前記複数の温度センサーのうち、前記選択情報により選択された温度センサーの温度情報と、前記運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、前記複数の空気調和機を制御するものである。

この発明は、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサーのうち検出対象とする温度センサーを選択した選択情報を記憶し、選択情報により選択された温度センサーの温度情報と、運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、複数の空気調和機を制御する。
このため、スケジュール運転において設定する時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサーのうち検出対象とする温度センサーを選択することができる。これにより、空調対象空間の熱負荷状況に応じた空調制御ができ、快適性を向上させることができる。

実施の形態１における空気調和機のシステム構成を示す図である。実施の形態１における空調管理装置の構成を示す図である。実施の形態１における空調管理装置の動作フローチャートである。実施の形態２における給湯冷暖房システムの構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１における空気調和機のシステム構成を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態における空気調和機のシステムは、リモートコントローラー１、複数の室内機２、室外機３、及び空調管理装置１０を備える。
室外機３及び複数の室内機２は、冷媒配管により接続され、冷媒配管中を流れる冷媒の圧力を変化させて冷媒の吸熱、放熱を行う冷凍サイクルにより、室内機２が配置される空調対象空間の空気調和を行うものである。

なお、「空調管理装置１０」は、本発明における「空気調和機の制御装置」に相当する。
また、室内機２及び室外機３は、本発明における「空気調和機」に相当する。

空調管理装置１０は、後述するスケジュール運転の設定情報に基づいて、複数の室内機２及び室外機３の運転を集中制御するものである。
空調管理装置１０は、例えば通信用伝送線により、各室内機２及び室外機３と接続される。
空調管理装置１０は、各室内機２及び室外機３に対して運転状態を制御する制御データ等を送信する。また、各室内機２及び室外機３からの運転状態などの各種データを受信する。
なお、空調管理装置１０と各室内機２及び室外機３との接続は、有線接続に限らず、無線接続でも良い。

室内機２は、図示しない利用機側熱交換器、室内機側ファンなどを備える。
室内機２は、リモートコントローラー１又は空調管理装置１０からの制御データ等に基づいて、当該室内機２を構成する各手段の動作を制御する。
また、各室内機２には、当該室内機２が配置される空調対象空間（室内）からの吸入空気の温度（以下「室内温度」という。）を検出する温度センサー２１を備えている。
各室内機２は、少なくとも室内温度の情報を空調管理装置１０に送信することが可能である。

室外機３は、各室内機２と冷媒配管により接続されており、配管中を流れる冷媒の圧力を変化させて冷媒の吸熱、放熱により空気調和を行う。
室外機３は、冷媒を圧縮する圧縮機、空調対象空間外に配置される熱源側熱交換器、室外機側ファン、絞り手段としての膨張弁、四方弁などを備える。
室外機３は、リモートコントローラー１又は空調管理装置１０からの制御データ等に基づいて、当該室外機３を構成する各手段の動作を制御する。

リモートコントローラー１は、通信用伝送線により各室内機２と接続される。
リモートコントローラー１は、各室内機２に対する運転開始・停止、運転モード、設定温度などの運転操作が可能である。

なお、本実施の形態では、１台の室外機３と、これに接続される複数の室内機２とから構成されるシステムの例を示すが、本発明はこれに限るものではない。例えば、複数の室外機３を設け、これらに１又は複数の室内機２が接続されるシステム構成であっても良い。

なお、本実施の形態１では、リモートコントローラー１及び空調管理装置１０を備える構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、リモートコントローラー１に空調管理装置１０の機能を内蔵するようにし、本発明の空気調和機の制御装置を構成するようにしても良い。

図２は実施の形態１における空調管理装置の構成を示す図である。
図２に示すように、空調管理装置１０は、運転操作・スケジュール設定部１３、制御部１４、送受信部１５、スケジュール記憶部１６、及び時計装置１７を備えている。
また、各室内機２は、送受信部１９、制御部２０、及び温度センサー２１を備えている。

なお、図２において、２台の室内機２を区別するため各符号にサフィックス「Ａ」「Ｂ」を付する。
また、図２においては、室内機２が２台の場合を図示するが、これに限らず任意の台数においても同様の構成、動作を行う。

なお、「運転操作・スケジュール設定部１３」は、本発明における「運転設定手段」に相当する。
また、「制御部１４」は、本発明における「制御手段」に相当する。
また、「送受信部１５」は、本発明における「温度情報取得手段」に相当する。
また、「スケジュール記憶部１６」は、本発明における「記憶手段」に相当する。

スケジュール記憶部１６は、スケジュール運転の設定情報が記憶される。
このスケジュール運転の設定情報としては、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を選択した選択情報と、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、少なくとも温度設定の情報を含む運転設定情報とが記憶される。

制御部１４は、スケジュール運転の設定情報に基づいて、各室内機２及び室外機３の運転を制御する。詳細は後述する。

運転操作・スケジュール設定部１３は、使用者からの操作により、上述した選択情報及び運転設定情報を少なくとも含むスケジュール運転の設定情報と、空気調和機に対する運転操作などの情報を入力するためのインターフェース（ディスプレイ、入力キー等）により構成される。

時計装置１７は、例えば、ＲＴＣ（ＲｅａｌＴｉｍｅＣｌｏｃｋ）により構成され、現在の時刻を検出して制御部１４へ入力する。

送受信部１５は、ネットワークインターフェースにより構成され、各室内機２の送受信部１９と所定の通信規格に基づいて双方向通信を行う。
この送受信部１５は、各室内機２から、少なくとも温度センサー２１により検知された温度情報を取得する。
また、送受信部１５は、制御部１４から各室内機２又は室外機３に対する運転制御に関する情報を送信する。

各室内機２の送受信部１９は、ネットワークインターフェースにより構成され、空調管理装置１０の送受信部１５と所定の通信規格に基づいて双方向通信を行う。
この送受信部１９は、当該室内機２の温度センサー２１により検出された温度情報を空調管理装置１０に送信する。
また、送受信部１５は、空調管理装置１０から取得した運転制御に対する情報を制御部２０へ入力する。

各室内機２の制御部２０は、空調管理装置１０からの制御情報に基づいて、当該室内機２を構成する各手段の動作を制御する。
また、制御部２０は、温度センサー２１から室内温度の情報を取得する。

各室内機２に設けられた温度センサー２１は、例えばサーミスタなどにより構成される。この温度センサー２１は、空調する室内温度、すなわち当該室内機２が配置された空調対象空間の温度を検出する。

なお、制御部１４、時計装置１７、制御部２０は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
スケジュール記憶部１６は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。

次に、本実施の形態における空調管理装置１０の動作について説明する。

図３は実施の形態１における空調管理装置の動作フローチャートである。
以下、図３の各ステップに基づき説明する。

（Ｓ１）
まず、ユーザーは、運転操作・スケジュール設定部１３により、スケジュール運転の設定情報を入力し、スケジュール記憶部１６に記憶させる。

スケジュール運転の設定情報としては、時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、運転設定情報と、温度センサー２１の選択情報とが記憶される。
運転設定情報は、例えば各室内機２及び室外機３の発停（運転開始又は停止）、運転モード、設定温度、操作禁止設定等の事項などを設定する。
例えば、８時〜１７時が運転、その他の時刻が停止状態、冷房運転モード、設定温度が２８℃などを設定する。
温度センサー２１の選択情報は、例えば、各室内機２固有の識別番号（アドレス）などにより、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を選択する。
例えば、午前中（８時〜１２時）において東側の空調対象空間の熱負荷が大きい場合、空調対象空間の東側に配置された室内機２の温度センサー２１を検出対象とし、当該識別番号を選択情報として設定する。

なお、例えば、各室内機２がそれぞれ異なるフロアー（又は部屋）に配置される場合においては、各フロアー（又は部屋）の階数、部屋番号などを選択情報としても良い。
例えば、各フロアー（又は部屋）で想定される使用状態（人員、作業内容、機器排熱、使用時間）などにより、熱負荷が大きくなると想定されるフロアー（又は部屋）に配置された温度センサー２１を検出対象とし、階数や部屋番号の情報を選択情報として設定する。

（Ｓ２）
次に、空調管理装置１０の制御部１４は、スケジュール記憶部１６に記憶されたスケジュール運転の設定情報と、時計装置１７とを参照し、運転設定情報により設定された時刻（又は日付、曜日）に、設定された運転状態となるよう各室内機２及び室外機３に対して運転制御を行う。

（Ｓ３）
一方、各室内機２は、それぞれ当該室内機２の室内温度を温度センサー２１により検出する。そして、各室内機２の送受信部１９は、それぞれ、温度情報を空調管理装置１０に送信する。
空調管理装置１０は、各室内機２から送信された各温度情報のうち、選択情報により現在時刻（又は日付、曜日）に選択されている温度センサー２１の温度情報を取得する。
例えば、選択情報として室内機２の識別番号が設定されている場合には、当該室内機２から送信された温度情報を取得する。また、例えば、選択情報として部屋番号が設定されている場合、当該部屋に配置されている温度センサー２１が検知した温度情報を取得する。

（Ｓ４）
そして、制御部１４は、選択された温度センサー２１から取得した温度情報と、運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、各室内機２及び室外機３の運転制御を行う。
例えば、暖房運転時においては、選択された温度センサー２１により検出された室温（Ｔ）が設定温度以上であるか否かを判定する。
また、冷房運転時においては、選択された温度センサー２１により検出された室温（Ｔ）が設定温度以下であるか否かを判定する。

（Ｓ５）
ステップＳ４の条件を満たす場合、制御部１４は、室外機３の圧縮機を停止させる制御信号を、送受信部１５から送信する。

（Ｓ６）
一方、ステップＳ４の条件を満たさない場合、制御部１４は、圧縮機の運転を継続させ、各室内機２による空気調和の運転を継続させる。

以上のように本実施の形態においては、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を選択し、選択情報により選択された温度センサー２１の温度情報と、運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、複数の空気調和機を制御する。
このため、スケジュール運転において設定する時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を、ユーザーの設定により任意に選択することができる。これにより、空調対象空間の熱負荷状況に応じた空調制御ができ、快適性を向上させることができる。

また、各室内機２がそれぞれ異なるフロアー（又は部屋）に配置される場合には、検出対象とする温度センサー２１が配置されるフロアー（又は部屋）の位置を任意に選択することで、各フロアー（又は部屋）の熱負荷状況に応じた空調制御ができ、各フロアー（又は部屋）の快適性を向上させることができる。

また、スケジュール運転の設定情報を入力させる運転操作・スケジュール設定部１３を備えることにより、ユーザーは、所望のスケジュール運転の設定情報を入力することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、温水又は冷水によってラジエーター暖房や、床暖房又は冷房を行う給湯冷暖房システムに本発明を適用した形態について説明する。

図４は実施の形態２における給湯冷暖房システムの構成を示す図である。
図４に示すように、本実施の形態２における給湯冷暖房システムは、複数のラジエーター３１と、ポンプ３２と、水熱交換器３３と、貯湯タンク３４とを配管で接続し、温水又は冷水を循環させる給湯冷暖房回路を備えている。
また、水熱交換器３３と、室外機３６とは冷媒配管により接続され、冷媒配管中を流れる冷媒の圧力を変化させて冷媒の吸熱、放熱を行う冷凍サイクルを構成する。

なお、「給湯冷暖房システム」は、本発明における「複数の空気調和機」に相当する。
また、「ラジエーター３１」は、本発明における「利用側熱交換器」に相当する。

室外機３６は、上述した実施の形態１と同様に、冷媒を圧縮する圧縮機、空調対象空間外に配置される熱源側熱交換器、室外機側ファン、絞り手段としての膨張弁、四方弁などを備える。

水熱交換器３３は、冷媒回路を循環する冷媒と、給湯冷暖房回路を循環する水とを熱交換する。つまり、冷媒配管中を流れる冷媒の吸熱又は放熱により、給湯冷暖房回路を循環する水は加熱又は冷却される。
貯湯タンク３４は、給湯冷暖房回路を循環する水を貯留するものである。
ポンプ３２は、給湯冷暖房回路の配管を導通する水を循環させるものである。このポンプ３２は、例えば容量制御可能なポンプ等で構成すると良い。
なお、給湯冷暖房回路を循環する水の流量を調整する調整弁などを設けても良い。

複数のラジエーター３１は、図４に示すように、例えば、空調対象空間としての各フロアーにそれぞれ配置される。
ラジエーター３１は、給湯冷暖房回路を循環する温水又は冷水と、室内空気とを熱交換して空気調和又は床暖房を行う。

また、図４に示すように、給湯冷暖房システムは、複数の無線リモートコントローラー３０と、受信部Ｉ／Ｆ３５と、空調管理装置１０とを備えている。
なお、空調管理装置１０の構成は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一符号を付する。

複数の無線リモートコントローラー３０は、空調対象空間としての各フロアーにそれぞれ配置される。
この無線リモートコントローラー３０は、各ラジエーター３１に対する運転開始・停止、運転モード、設定温度などの運転操作が可能である。
また、各無線リモートコントローラー３０は、それぞれ、温度センサー２１を備えている。
なお、温度センサー２１の構成は上記実施の形態１と同様である。
そして、各無線リモートコントローラー３０は、温度センサー２１により検出された温度情報を受信部Ｉ／Ｆ３５に送信する。

受信部Ｉ／Ｆ３５は、複数の無線リモートコントローラー３０と無線接続され、所定の通信規格に基づいて双方向通信を行う。
そして、複数の無線リモートコントローラー３０から、少なくとも温度センサー２１により検知された温度情報を取得する。
なお、無線リモートコントローラー３０と受信部Ｉ／Ｆ３５との接続は、無線接続に限らず、有線接続でも良い。

なお、ポンプ３２、水熱交換器３３、貯湯タンク３４、受信部Ｉ／Ｆ３５、空調管理装置１０により、貯湯用熱交換器ユニット（シリンダーユニット）４０を構成する。

次に、本実施の形態２における空調管理装置１０の動作について、上記実施の形態１（図３）との相違点を中心に説明する。

（Ｓ１、Ｓ２）
まず、上記実施の形態１と同様に、ユーザーは、スケジュール運転の設定情報を入力する。そして、空調管理装置１０の制御部１４は、スケジュール運転の設定情報に基づき、室外機３６及びポンプ３２の運転制御を行う。
なお、温度センサー２１の選択情報としては、例えば、無線リモートコントローラー３０が配置されるフロアー（又は部屋）の階数、部屋番号などを選択情報として設定する。

（Ｓ３）
各無線リモートコントローラー３０は、それぞれ当該無線リモートコントローラー３０が配置されたフロアーの室内温度を、温度センサー２１により検出する。そして、温度情報を受信部Ｉ／Ｆ３５に送信する。
空調管理装置１０は、各無線リモートコントローラー３０から送信された各温度情報のうち、選択情報により現在時刻（又は日付、曜日）に選択されている温度センサー２１の温度情報を取得する。

（Ｓ４〜Ｓ６）
制御部１４は、選択された温度センサー２１から取得した温度情報と、運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、貯湯用熱交換器ユニット４０及び室外機３の運転制御を行う。
例えば、上記実施の形態１と同様に、暖房運転又は冷房運転のモードに応じて設定温度との比較を行う。
そして、ステップＳ４の条件を満たす場合、室外機３の圧縮機や、貯湯用熱交換器ユニット４０のポンプ３２の運転を停止させる。
また、ステップＳ４の条件を満たさない場合、圧縮機及びポンプ３２の運転を継続させ、各ラジエーター３１による空気調和の運転を継続させる。

以上のように本実施の形態においては、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、温水又は冷水を循環させる給湯冷暖房回路とを備えた給湯冷暖房システムにおいて、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を選択し、選択情報により選択された温度センサー２１の温度情報と、運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、複数の空気調和機を制御する。
このため、スケジュール運転において設定する時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、複数の温度センサー２１のうち検出対象とする温度センサー２１を、ユーザーの設定により任意に選択することができる。これにより、空調対象空間の熱負荷状況に応じた空調制御ができ、快適性を向上させることができる。

なお、本実施の形態２では、複数の無線リモートコントローラー３０をそれぞれ異なるフロアー（空調対象空間）に配置された場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、複数のラジエーター３１のうち少なくとも一部を異なるフロアーに配置し、このラジエーター３１ごとに無線リモートコントローラー３０を設ける構成としても良い。

１リモートコントローラー、２室内機、３室外機、１０空調管理装置、１３運転操作・スケジュール設定部、１４制御部、１５送受信部、１６スケジュール記憶部、１７時計装置、１９送受信部、２０制御部、２１温度センサー、３０無線リモートコントローラー、３１ラジエーター、３２ポンプ、３３水熱交換器、３４貯湯タンク、３５受信部Ｉ／Ｆ、３６室外機、４０貯湯用熱交換器ユニット。

Claims

空調対象空間の温度を検出する温度センサーをそれぞれ備えた複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置であって、
前記温度センサーにより検知された温度情報を取得する温度情報取得手段と、
スケジュール運転の設定情報が記憶される記憶手段と、
前記スケジュール運転の設定情報に基づいて、前記空気調和機の運転を制御する制御手段と
を備え、
前記空気調和機は、空調対象空間に配置された無線リモートコントローラーにより運転操作され、
前記温度センサーは、前記無線リモートコントローラーに設けられ、
前記記憶手段は、
前記スケジュール運転の設定情報として、
時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、前記複数の温度センサーのうち検出対象とする温度センサーを選択した選択情報と、
時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、少なくとも温度設定の情報を含む運転設定情報とが記憶され、
前記制御手段は、
前記複数の温度センサーのうち、前記選択情報により選択された温度センサーの温度情報と、前記運転設定情報の温度設定の情報とに基づき、前記複数の空気調和機を制御する
ことを特徴とする空気調和機の制御装置。
前記複数の空気調和機のうち少なくとも一部は、異なる空調対象空間に配置され、
前記記憶手段は、
前記選択情報として、前記温度センサーが配置される空調対象空間を識別する情報が記憶される
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
前記複数の空気調和機は、それぞれ異なる空調対象空間に配置され、
前記記憶手段は、
前記選択情報として、前記温度センサーが配置される空調対象空間を識別する情報が記憶される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機の制御装置。
前記スケジュール運転の設定情報を入力させる運転設定手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気調和機の制御装置。
前記複数の空気調和機は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、空調対象空間外に配置される熱源側熱交換器と、絞り手段と、空調対象空間内に配置される複数の利用側熱交換器とを順次接続し冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、
前記温度センサーは、前記利用側熱交換器ごとにそれぞれ設けられる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機の制御装置。
前記複数の空気調和機は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、空調対象空間外に配置される熱源側熱交換器と、絞り手段と、冷媒と水とを熱交換する水熱交換器とを順次接続し冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
前記水熱交換器と、ポンプと、貯湯タンクと、空調対象空間内に配置される複数の利用側熱交換器とを配管で接続し温水又は冷水を循環させる給湯冷暖房回路と
を備え、
前記温度センサーは、前記利用側熱交換器ごとにそれぞれ設けられる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機の制御装置。