JP5240005B2

JP5240005B2 - 空気調和システム

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Publication number: JP5240005B2
Application number: JP2009082189A
Authority: JP
Inventors: 広有柴; 良夫山田; 正則志波
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010236703A

Description

この発明は、空気調和システムのうち、特に植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内の大きな空調対象空間をヒートポンプ式空気調和機と油焚方式などの燃焼式暖房装置を用いて加熱して暖房するためのシステムに関するものである。

従来、空調対象空間を暖めるために暖房機器と扇風機とを連動制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は暖房機器と扇風機との連動制御により暖房空調された室内の温度ムラを無くすとともに快適性を向上させる技術として知られている。

一方で、燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器の連動制御技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。燃焼により対象空間を加熱する燃焼部と燃焼以外の方法により対象空間を加熱する非燃焼部を空調対象空間に備え、燃焼部に関する情報に基づいて非燃焼部の制御を、あるいは非燃焼部に関する情報に基づいて燃焼部の制御を行うと記載している。例として、まず起動時は燃焼系と非燃焼系の暖房機器を同時に運転することで速暖性を確保し、次に室温が目標温度に近づいたら燃焼系の暖房機器を停止して非燃焼系の暖房機器だけで暖房することで、燃焼系の不完全燃焼による不快な臭いを抑制し、次に燃料系暖房機器の燃料がなくなったら非燃料系の暖房機器だけで暖房することで室内の加熱を継続でき、さらに燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器に備えられている室内温度検知センサーが所定温度差以上に離れている場合は換気扇を運転して温度ムラを解消することができると記載している。

特開２０００−１４６２０９号公報（第２―４頁、第１図）特開２００４−２５７６５６号公報（第７―１２頁、第１図、第２図）

しかしながら特許文献１の従来技術では、暖房機器と扇風機を連動制御するシステムにおいて、対象空間の温度ムラをなくし快適性を向上させる効果はあるが、場合によっては対象空間に冷風を循環して快適性を損なうこともある。例えば暖房機器がヒートポンプ式空気調和装置の場合、外気が低い中で暖房運転していると、室外熱交換器に霜が着き、やがて暖房能力が低下するため、除霜運転が必要になる。リバースサイクルによる除霜運転中、室内熱交換器には低温の冷媒が流通するため、室内熱交換器および室内機の周囲には冷気が漂うことになり、室内機はファンを停止して対象空間内に風を送らないようにしている。その時に換気扇を運転するとその冷気を対象空間に送風し、対象空間の温度を下げて環境効果を低減してしまう、という問題があった。

また、特許文献２の従来技術では、ＣＯ２排出量の少ない暖房機を優先して使用することに関しては記述されておらず、目標温度に近づいた場合、燃焼系を停止して非燃焼系の運転を継続する、としているが、非燃焼系が除霜などで停止する場合に燃焼系でカバーすることは記述されておらず、また暖房機が運転していなくても所定時間ごとに空間内の空気を循環させるための扇風機を運転することについては記述されていない。大きな室内空間で植物栽培することを想定した場合、これらを解決する必要がある。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、大きな室内空間で植物栽培することを想定し、複数の非燃焼系のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、空気を攪拌するための循環扇を備え、ＣＯ２排出量や燃料代の少ない暖房機を徹底して優先使用し、優先的に使用している暖房機の暖房能力低減を予測し、能力低減前に停止暖房機を運転して暖房能力不足に陥ることを回避し、循環扇の運転方法を工夫して室内の温度のみならず湿度が均一になるようにして植物が傷むことを回避することを目的としている。

また、燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器を同一空調対象空間に設置している場合、ランニングコストやＣＯ２排出量が多い機器の方をメインとして運転し、ランニングコストやＣＯ２排出量が少ない機器を断続運転や容量制御運転により部分負荷対応として運転することで、環境によくない運転をしてしまう場合があるので、これらの改善が必要となっている。

この発明に係る空気調和システムは、植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が停止している間、前記制御装置は停止している各々の前記空気調和装置に与えられた前記循環扇に運転許可を指令するとともに、前記循環扇は暖房運転時とは異なる所定時間ごとに運転と停止を繰り返すものである。

この発明の空気調和システムは、植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備えるので、循環扇の運転方法を工夫して室内の温度のみならず湿度が均一になるようにして大きな室内空間で栽培している植物が傷むことを回避することができ、さらにＣＯ２排出量や装置運転料金の少ない暖房機を優先して使用し、優先的に使用している暖房機の暖房能力低減を予測し、能力低減前に停止暖房機を運転して暖房能力不足に陥ることを回避できる効果を有する。

本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの上面構成図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの側面構成図である。本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式空気調和装置の図である。本発明の実施の形態１に係る燃焼式暖房装置の図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの運転チャート図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を説明する。図１は植物栽培をしている栽培ハウスである密閉された屋内の大空間に空気調和システムを設置した場合の上面視の構成図、そして図２はその側面視の構成図である。１は室内機と室外機とが冷媒配管で接続された分離型のヒートポンプ式空気調和装置、２は燃焼式暖房装置、３は空調対象空間内の空気を攪拌する循環扇、４は空調対象空間の温度を測定する温度検知手段、５はヒートポンプ式空気調和装置１や燃焼式暖房装置２や循環扇３の運転状態を把握、制御したり、温度検知手段４による温度を検出する制御装置、６はこれら１〜３の各装置と制御装置５を接続する通信手段、７は植物を栽培している栽培ハウス内部の空調対象空間である。ここに示す空気調和システムは１〜３を運転して空調対象空間７を加熱して暖房するためのシステムである。通信手段６は有線・無線のどちらでも構わないことは言うまでもない。

図１および図２で示すように、栽培ハウスの左右両側にそれぞれヒートポンプ式空気調和装置１が２台、そして燃焼式暖房装置２が１台、設置されている。但し、栽培ハウス内部の空調対象空間の空調負荷によってこれらの台数は変更される。図では左右両側に各装置を設置し向かい合って、それらの間の中央部に配置された栽培植物へ温風や送風を供給するようになっている。８は空調対象空間で育てているこの植物であり、９は上方に葉が生い茂り、植物から発する湿度が別領域へと拡散しにくい高湿度領域である。

また、温度検知手段４は栽培ハウス内の空調対象空間の平均的な温度を検出できる位置として、略中央部に選定され１つ設けられている。但し、複数台の温度検知手段４を設ける場合はエリアを区切って各エリアに１つ設けることでも対応できる。図１の制御装置５は栽培ハウス内の壁面に取り付けられ、空調対象空間の空調状態を実際に感じながらユーザが操作できるようになっているが、外部の離れた場所に設けてもよく、各機器装置および温度検知手段と通信可能に接続されて、運転状態の監視および運転指令を送受信制御するものである。

ヒートポンプ式空気調和装置１は大きく５要素から構成されている(図３)。電気により回転するモータに連結した圧縮機構で冷媒を圧縮する圧縮機、熱交換器、膨張弁、液溜、ファンを備える室外機１ａと、熱交換器、ファンを備える室内機１ｂと、この室外機１ａと室内機１ｂを接続するガス・液延長配管１ｄと、運転・停止を指令したり、対象空間の目標温度を指令したり、室内ファンの回転数を変化するよう指令するリモートコントローラ１ｃと、室内機とリモートコントローラ１ｃを接続する通信手段１ｅである。リモートコントローラ１ｃは制御手段４と同一であってもよいことは言うまでもない。また通信手段１ｅは有線・無線のどちらでも構わないことは言うまでもない。

燃焼式暖房装置２は石油（重油）や石炭などの化石燃料やガスを燃料とする暖房機である。栽培ハウス内の空気を送風機２ａにより燃焼式暖房装置２内部に取り込み、空調対象空間７を加熱するための熱量を燃焼加温された空気で吹き出し温風として送風機２ａを用いて空間内に放出させる。一方、燃焼時に発生する燃焼ガスは排出手段２ｂを用いて空調対象空間外部へ排出される。また吹き出し温風は送風機２ａに接続されたダクト２ｃを伝わって流れ、対象空間の下方からへダクト穴を通って栽培ハウス内部へ放出される。この燃焼式暖房装置２は図４に示すように、外部タンクに貯留している重油を配管を経て本体に導き燃焼させ、この燃焼熱を熱交換器を介して栽培ハウス内の空気に移し、加温されたこの空気を空調対象空間へ放出することで循環して栽培ハウス内空間の空調を行っている。

循環扇３はヒートポンプ式空気調和装置１の各室内機１ｂごとに設けられ、栽培ハウス内の空気を機内へ吸い込み熱交換器を通過させて加温した空気を吹き出し循環させる室内機１ｂの吹出口前方で送風方向に沿って空気の流れを補助するように設置される。この循環扇３は空調対象空間の上方に天井面から吊り下げられ、室内機１ｂから所定の間隔をおいて取り付けられる。

以下に暖房運転中の制御手順例を示し、図５の運転チャート図に時間と各機器の運転パターン例を示す。図５において、横軸に時間をとり、縦方向に、ヒートポンプ式空気調和装置１の暖房／除霜／停止のモードを示す３段階のレベルと、燃焼式暖房装置２の運転／停止を示す２段階のレベルと、循環扇３の運転／停止を示す２段階のレベルと、空調対象空間内温度Ａ［℃］の高低をとっている。尚、本実施例では予め運転前に、ヒートポンプ式空気調和装置１の方が燃焼式暖房装置２と比較してＣＯ２排出量及びランニングコストが低いことが判明しているとする。またヒートポンプ式空気調和装置１の室外機１ａの周囲温度（外気温度）は０ＷＢ℃とし、暖房運転の途中で除霜運転を必要とする。また予め対象空間内の目標温度は制御装置５あるいはヒートポンプ式空気調和装置のリモートコントローラ１ｃなどに設定され、制御装置５は運転前に目標温度を認識しているとする。

＜手順１＞
ユーザが制御装置５、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃの起動指令用スイッチあるいはボタンを押してヒートポンプ式空気調和装置を起動する。起動は制御装置５、あるいはリモートコントローラ１ｃに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。制御装置５は通信接続されたヒートポンプ式空気調和装置１と燃焼式暖房装置２と循環扇３および温度検知手段４からの全ての情報を受けてこの空気調和システムを制御するので、任意のリモートコントローラ１ｃからの起動指令でも受信するとシステム全体を運転起動制御できる。

＜手順２＞
制御手段５はヒートポンプ式空気調和装置１が起動したことを通信手段６を介して認識する。

＜手順３＞
制御装置５は循環扇３に運転指令を通信手段６を介して発信し、循環扇３を運転する。

＜手順４＞
運転を開始してから所定時間Ｚ分が経過したら制御装置５は空調対象空間内の温度検知手段４を使って対象空間内の温度を認識する。対象空間内の温度が所定温度Ａ℃未満なら手順５に、所定温度Ａ℃以上なら手順６に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Ｚ分ごとに実施する。ここで、所定温度Ａ℃は栽培する植物により異なるが、一般的には１０〜３０℃の範囲にある。

＜手順５＞
ヒートポンプ式空気調和装置１の運転に加えて、燃焼式暖房装置２を起動する。燃焼式暖房装置は所定時間Ｚ分ごとに測定する対象空間内温度がＡ℃以上になったら停止させる。ここで、例えば所定時間Ｚ分を、５〜１０ｍｉｎとしている。

＜手順６＞
循環扇３を起動してから所定時間Ｙ分経過したら循環扇を停止する。尚、循環扇はＸ分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。循環扇３の運転時間Ｙ分と停止時間Ｘ分の関係は、運転のＹ時間を長く、停止のＸ時間を短くする制御動作を基本とするが、栽培の植物によってこのＹ時間とＸ時間を変えて対応する。温度の安定は早いが、湿度が安定するまでに時間が掛かるため、循環扇３の運転の方を長くとることとなる。また、ヒートポンプ式空気調和装置１の１回の運転中に少なくとも循環扇３の運転／停止の１サイクル以上を動作させるように、Ｘ時間およびＹ時間を設定する。

＜手順７＞
ヒートポンプ式空気調和装置１が暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいはデフロストに入る時間を予測してから所定時間Ｗ分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段６を介して制御装置５が認識する。

＜手順８＞
手順７で除霜運転、あるいは所定時間Ｗ分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置５は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させ、また燃焼式暖房装置の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

＜手順９＞
ヒートポンプ式空気調和装置１の除霜運転を行い室外機側熱交換器の除霜作業が終わり除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段６を介して制御装置５が認識する。

＜手順１０＞
手順９で制御手段５が除霜運転から暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御手段５は循環扇３の運転状態を確認し、停止から運転に切り替え、また燃焼式暖房装置２の運転を停止させる。その後、手順４に進む。

手順３、６で循環扇３を連続運転せずにＹ分間の運転とＸ分間の停止とするのは３つの理由がある。１つは、連続運転すると常に特定の植物に風があたり、その植物を痛めてしまうからである。循環扇３を上下、左右に首が振れる様にしておけば、植物の傷みはさらに改善される。２つ目の理由は、ヒートポンプ式空気調和装置１が除霜運転に入る直前、あるいは除霜運転から暖房運転に切り替わるときなど、供給暖房能力が低いとき、あまり暖かくない暖気も室内に送風、循環してしまうからである。言い換えれば、循環扇３を連続送風運転すると空調対象空間内の温度がヒートポンプ式空気調和装置１の吹き出す温風温度の変化に大きく影響されすぎるからである。そこで、断続運転していればヒートポンプ式空気調和装置の吹き出す温風温度の変化を少し緩和して空調対象空間に反映させることができる。３つ目の理由は、循環扇３が断続運転でも対象空間内の温度むらを解消できることが実験的にわかっているからである。

ここで、循環扇３の断続運転時間の運転時間と停止時間であるが、ヒートポンプ式空気調和装置１の除霜運転から次の除霜運転までの間の暖房運転時間中に少なくとも１回以上の運転、停止サイクルを入れるのが理想的である。また数分の運転および停止サイクルでは対象空間の温度むらを解消するには時間が短すぎることもわかっている。植物の成長により、つまり初期は葉がほとんどなく背も低いが、後期は葉が生い茂ってくるので、運転、停止時間を変えることも温度むらの改善には有効である。

手順８で、ヒートポンプ式空気調和装置１が除霜運転に入ったら循環扇３を停止するのは、室内機１ｂや室内熱交換器の周囲に漂う冷気を対象空間に送風しないためである。

手順１０で、ヒートポンプ式空気調和装置１が除霜運転から暖房運転に切り替わった直後、あるいは切り替わった数分間は暖房運転しても所定温度以上の温風が確保できないことは広く知られている。そこで室内機の吹き出し口に新たに第２の温度検出手段を設け、その温度検出手段が所定温度以上の温度を検知したら通信手段６を介して制御装置５に温度情報を伝えた後、循環扇３を運転するのは、対象空間の温度を一定かつ低減させない上で有効である。

燃焼式暖房装置２はヒートポンプ式空気調和装置１が運転していることを前提に、それでも対象空間温度がＡ℃以下、つまり加熱能力不足のとき、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１が除霜運転などで加熱能力がないときしか運転しない。このためランニングコスト、あるいはＣＯ２排出量が少ないヒートポンプ式空気調和装置１の運転を徹底的に優先して運転することで、環境にやさしい空気調和システムを実現できる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を説明する。植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内の大空間での空気調和システムは実施の形態１と同じなので図１、図２を用いて説明する。

ここでは空調対象空間内の温度がユーザが指定した目標設定温度より高い場合の運転について説明する。以下に暖房運転中の制御手順例を示す。

＜手順１１＞
ユーザが制御装置５、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃの起動指令用スイッチあるいはボタンを押してヒートポンプ式空気調和装置を起動する。起動は制御装置５、あるいはリモートコントローラ１ｃに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

＜手順１２＞
空調対象空間内の温度がユーザが指定した目標設定温度より高いため、ヒートポンプ式空気調和装置１、及び燃焼式暖房装置２は運転しない。

＜手順１３＞
制御手段５は循環扇３にＲ分間の運転とＳ分間の停止の指令を通信手段６を介して発信し、循環扇３を運転する。以降、手順１３はシステムの運転指令が出ていて、かつ空調対象空間内の温度がユーザにより指定された目標設定温度より高い間、繰り返される。

ヒートポンプ式空気調和装置１及び燃焼式暖房装置２が停止していても循環扇３を運転する理由は、植物周囲に局所的に溜まる水蒸気や湿気を強制的に拡散し、湿度むらを解消するためである。植物は成長の後期になると葉が生い茂るため、植物から発した水蒸気は周囲に広く拡散されにくくなる。それを循環扇３の運転により強制的に拡散させる。

また、連続運転させないのは、連続運転すると特定の植物に風があたり、その植物を痛めてしまうからである。循環扇３を上下、左右に首が振れる様にしておけば、植物の傷みはさらに改善される。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を説明する。植物栽培をしている屋内の大空間での空気調和システムの構成は実施の形態１と同じなので図１、図２を用いて説明する。

図１の制御装置５に、この空気調和システムが設置されている地域場所での電気１ｋＷ分のＣＯ２排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油１ｋｇ分のＣＯ２排出量、ガスの場合はガス１ｋｇ分のＣＯ２排出量を入力できる入力手段を備える。制御装置５以外の装置で入力し、それの通信手段６を介して制御装置５に認識させても良い。ユーザはこれらを予め運転前に入力するものとする。ここでは燃焼式暖房装置２の燃料は重油であると仮定する。ここで、ヒートポンプ式空気調和装置１の場合、電気により圧縮機を駆動して冷媒を冷凍サイクルとして循環させて加熱を得るものであるが、地域場所により電気をつくり出すための方法、例えば、原子力発電利用や火力発電利用、さらには電力送電効率等が異なるので、これらを加味した電力１ｋＷあたりのＣＯ２排出量を基本データとして入力する。また、燃焼式暖房装置２の場合は、その装置の燃焼効率を加味した重油１ｋＷあたりのＣＯ２排出量を基本データとして入力する。

次に、１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置１のＣＯ２排出量と、同じく燃焼式暖房装置２のＣＯ２排出量を制御装置５で計算する。特にヒートポンプ式空気調和装置１は外気温度ごとに加熱能力が異なるので、これに伴いＣＯ２排出量が変化すること、燃焼式暖房装置は送風機や制御装置にかかる電気のＣＯ２排出量を忘れずに算出する。

以下に暖房運転中の制御手順例を示す。尚、本例ではヒートポンプ式空気調和装置１の室外機１ａの周囲温度（外気温度）は０ＷＢ℃とし、暖房運転の途中で除霜運転を必要とする。

＜手順２１＞
ユーザは予め運転前などに空気調和システムが設置されている場所の電気１ｋＷ分のＣＯ２排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油１ｋｇ分のＣＯ２排出量を制御装置５に入力する。

＜手順２２＞
制御装置５は次に１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置のＣＯ２排出量、燃焼式暖房装置２のＣＯ２排出量を計算する。

＜手順２３＞
ユーザが制御装置５、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃの起動指令用スイッチあるいはボタンを押して空気調和システムに運転指令を出す。

＜手順２４＞
次に制御装置５はシステムに運転指令が出されたことを認識し、外気温度を検出する。その外気温度における１ｋＷ加熱当りのヒートポンプ式空気調和装置１のＣＯ２排出量と燃焼式暖房装置２のＣＯ２排出量を比較してＣＯ２排出量が少ない方を選択して起動する。起動は制御装置５、あるいはリモートコントローラ１ｃに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

＜手順２５＞
制御装置５はヒートポンプ式空気調和装置１あるいは燃料式暖房装置２のどちらかが起動したことを通信手段６を介して認識する。

＜手順２６＞
制御装置５は手順２５で起動したのがヒートポンプ式空気調和装置１である場合、そのヒートポンプ式空気調和装置１の室内機１ｂの温風吹き出し方向に設置した循環扇３に運転指令を通信手段６を介して発信し、循環扇３を運転する。

＜手順２７＞
手順２６で所定時間Ｚ分が経過したら制御装置５は空調対象空間内の温度検知手段４を使って対象空間内の温度を認識する。空調対象空間内の温度が所定温度Ａ℃未満なら手順２８に、所定温度Ａ℃以上なら手順２９に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Ｚ分ごとに実施する。

＜手順２８＞
停止している高ＣＯ２排出量装置である燃焼式暖房装置２を起動する。この高ＣＯ２排出量装置は所定時間Ｚ分ごとに測定する対象空間内温度がＡ℃以上になったら停止させる。

＜手順２９＞
循環扇３を起動してから所定時間Ｙ分経過したら循環扇３を停止する。尚、循環扇３はＸ分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。

＜手順３０＞
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、運転中に除霜運転に入る。暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいはデフロストに入る時間を予測してから所定時間Ｗ分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段６を介して制御手段５が認識する。

＜手順３１＞
手順３０で除霜運転、あるいは所定時間Ｗ分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置５は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させる。また停止している装置が燃焼式暖房装置２の場合、燃焼式暖房装置２の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

＜手順３２＞
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段６を介して制御装置５が認識する。

＜手順３３＞
手順３２で運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置５は循環扇の運転状態を確認し、停止から運転に切り替える。また燃焼式暖房装置の運転を停止させる。その後、手順２６に進む。

制御装置５、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃにはＣＯ２排出量を明示し、ユーザに対してヒートポンプ式空気調和装置と燃焼式暖房装置のどちらを優先的に運転するのか、その理由がわかるようにする。例えば、燃焼式暖房装置だけを運転させて空調を所定温度に保った場合を基準とし、ヒートポンプ式空気調和装置をメインに循環扇と連動運転し、空調負荷の増減に応じて燃焼式暖房装置を組み合わせた場合のトータルシステムとしてＣＯ２排出量における低減効果が数値やグラフで表示されるものである。

空気調和システムが設置されている地域場所の電気１ｋＷ分のＣＯ２排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油１ｋｇ分のＣＯ２排出量を制御装置５に入力し、次に制御装置５で１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置のＣＯ２排出量および燃焼式暖房装置のＣＯ２排出量を外気温度ごとに計算し、暖房要求があった場合に、ＣＯ２排出量が少ない方を優先的に運転することで、ＣＯ２排出量を低減することができる。

また、さらには栽培ハウス内の空調対象空間にＣＯ２センサーを備えて、空調中のこの対象空間のＣＯ２濃度の変化状況を監視する。そして、ＣＯ２センサーで検出したＣＯ２濃度が所定値以下となったら、ＣＯ２を含む外気を全熱交換器を介して栽培ハウス内へ取り込むことで、植物の成長によるＣＯ２吸収作用によりＣＯ２削減により貢献できる空調システムとなる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を説明する。植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内大空間での空気調和システムの構成は実施の形態１と同じなので図１、図２を用いて説明する。

図１の制御装置５に空気調和システムが設置されている地域場所の電気料金と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油料金、ガスの場合はガス料金を入力できる入力手段を備える。制御手段５以外の装置で入力し、それを通信手段６を介して制御手段５に認識させても良い。ユーザはこれらの使用量当たりの料金を予め運転前に入力するものとする。ここでは燃焼式暖房装置の燃料は重油であると仮定する。

次に１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置１の電気料金、燃焼式暖房装置２の電気料金と重油料金を制御装置５で計算する。特に、ヒートポンプ式空気調和装置１は外気温度ごとの電気料金を、燃焼式暖房装置２は送風機や制御装置にかかる電気代を忘れずに算出する。

以下に暖房運転中の制御手順例を示す。尚、本例ではヒートポンプ式空気調和装置１の室外機１ａの周囲温度（外気温度）は０ＷＢ℃とし、暖房運転の途中で除霜運転が必要とする。

＜手順４１＞
ユーザは運転前などに空気調和システムが設置されている場所の電気料金と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油料金、ガスの場合はガス料金を制御装置５に入力する。

＜手順４２＞
制御手段５は次に１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置１の電気料金と、燃焼式暖房装置２の電気料金＋重油料金を計算する。

＜手順４３＞
ユーザが制御手段５あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃの起動指令用スイッチあるいはボタンを押して空気調和システムに運転指令を出す。

＜手順４４＞
次に制御装置５はシステムに運転指令が出されたことを認識し、外気温度を検出する。その外気温度における１ｋＷ加熱当りのヒートポンプ式空気調和装置１の電気代料金と燃焼式暖房装置２の電気代料金＋燃料代料金を比較して低コストの方を起動する。起動は制御手段５、あるいはリモートコントローラ１ｃに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

＜手順４５＞
制御装置５はヒートポンプ式空気調和装置１あるいは燃料式暖房装置２が起動したことを通信手段６を介して認識する。

＜手順４６＞
制御装置５は手順４５で起動したのがヒートポンプ式空気調和装置１である場合、そのヒートポンプ式空気調和装置１の室内機１ｂの温風吹き出し方向に設置した循環扇３に運転指令を通信手段６を介して発信し、循環扇３を運転する。

＜手順４７＞
手順４６で所定時間Ｚ分が経過したら制御装置５は空調対象空間内に設けた温度検知手段４を使って対象空間内の温度を認識する。対象空間内の温度が所定温度Ａ℃未満なら手順４８に、所定温度Ａ℃以上なら手順４９に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Ｚ分ごとに実施する。

＜手順４８＞
停止している高ランニングコストの装置を起動する。高ランニングコスト装置は所定時間Ｚ分ごとに測定する対象空間内温度がＡ℃以上になったら停止させる。

＜手順４９＞
循環扇３を起動してから所定時間Ｙ分経過したら循環扇３を停止する。尚、循環扇３はＸ分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。

＜手順５０＞
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、運転中に除霜運転に入る。暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいは所定時間Ｗ分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段６を介して制御装置５が認識する。

＜手順５１＞
手順５０で除霜運転、あるいは所定時間Ｗ分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置５は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させる。また停止している装置が燃焼式暖房装置２の場合、燃焼式暖房装置の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

＜手順５２＞
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段６を介して制御装置５が認識する。

＜手順５３＞
手順５１で運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置１の場合、暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置５は循環扇の運転状態を確認し、停止から運転に切り替える。また燃焼式暖房装置の運転を停止させる。その後、手順４６に進む。

制御装置５、あるいはヒートポンプ式空気調和装置１のリモートコントローラ１ｃには表示部を有し、そこに暖房運転に掛かる料金を明示し、ユーザに対してヒートポンプ式空気調和装置と燃焼式暖房装置のどちらを優先的に運転するのか、その理由がわかるようにする。

まず空気調和システムが設置されている地域場所の電気代と、燃焼式暖房装置２の燃料が重油の場合は重油代、ガスの場合はガス代を制御装置５に入力し、次に制御装置５で１ｋＷの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置の電気代、燃焼式暖房装置の電気代と重油代を外気温度ごとに計算し、暖房要求があった場合に、ランニングコストの低い方を優先的に運転することで、低コスト化を図ることができる。

１ヒートポンプ式空気調和装置、１ａ室外機、１ｂ室内機、１ｃリモートコントローラ、１ｄ液・ガス冷媒延長配管、１ｅ通信手段、２燃焼式暖房装置、２ａ燃焼式暖房装置本体、２ｂガス排出管、２ｃ温風ダクト、３循環扇、４温度検知手段、５制御装置、６通信手段、７空調対象空間、８栽培植物、９湿度が拡散しにくい領域。

Claims

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が停止している間、前記制御装置は停止している各々の前記空気調和装置に与えられた前記循環扇に運転許可を指令するとともに、前記循環扇は暖房運転時とは異なる所定時間ごとに運転と停止を繰り返すことを特徴とする空気調和システム。
植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、対象空間内の温度を検出する温度検知手段と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が除霜運転しており、かつ前記対象空間内の検出温度が所定値Ａ以下の場合、前記制御装置は前記燃焼式暖房装置に運転許可信号を与え、前記燃焼式暖房装置が起動あるいは運転することを特徴とする空気調和システム。