JP5536561B2

JP5536561B2 - 空気調和機群制御装置及び空気調和システム

Info

Publication number: JP5536561B2
Application number: JP2010145277A
Authority: JP
Inventors: 忠彦曽谷; 高伸水野; 弘司堀田; 良造稲田
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP2012007833A

Description

本発明は、空気調和機群制御装置及び空気調和システムに関するものである。

従来、空気調和システムとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この空気調和システムは、駆動源に電動モータを用いた電気ヒートポンプ（以下、ＥＨＰともいう）式の空気調和機及びガスエンジンを用いたガスヒートポンプ（以下、ＧＨＰともいう）式の空気調和機をそれぞれ備えている。そして、総合空調コントローラは、空調負荷の変動に応じてこれらＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機間の空調バランスを決定し、これに基づき各々の空気調和機への制御指令を生成することで、ＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機を全体として最適制御する。すなわち、総合空調コントローラは、ＥＨＰ式の空気調和機に制御指令を送るＥＨＰ司令部と、ＧＨＰ式の空気調和機に制御指令を送るＧＨＰ司令部と、負荷変動に応じてＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機のバランスを決定するバランス決定部とを有する。これにより、総合空調コントローラは、単一の被空調空間の空調にＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の両方が関わるような場合に、これら空気調和機を全体として最適に制御して、例えばガスエンジンの寿命延長化、使用電力の平準化（均一化）などを行うことが可能になる。

また、特許文献２に記載された空気調和システムは、ＥＨＰ式の空気調和機及びＧＨＰ式の空気調和機の運転制御にあたり、ガスエンジンのメンテナンス頻度の低減及び寿命延長化を図って、結果としてユーザが負担するトータルコストを低減するものである。すなわち、この空気調和システムの集中コントローラは、目標運転時間算出手段、スケジュール作成手段及び運転制御手段を備える。集中コントローラは、目標運転時間算出手段においてガスエンジンの運転寿命及び目標運転年数に基づきＧＨＰ式の空気調和機の目標運転時間を算出し、スケジュール作成手段において目標運転時間及び空調時間帯に基づき運転スケジュールを作成する。そして、集中コントローラは、運転制御手段において運転スケジュールに基づきＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の運転を制御することで、例えばガスエンジンの運転時間を制限して該ガスエンジンのメンテナンス頻度を低減させる。

さらに、特許文献３に記載された空気調和システムは、単一の被空調空間の空調にＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の両方が関わるような場合に、顧客の要望に合わせてこれら空気調和機を一括で制御するものである。すなわち、この空気調和システムの集中コントローラは、情報記憶手段、空調負荷パターン導出手段、入力手段及び最適制御パターン導出手段を備える。集中コントローラは、空調負荷パターン導出手段において、情報記憶手段の有する該当地域の外気温データと入力手段から入力された該当地域の顧客情報とに基づき空調負荷パターンを導出する。また、集中コントローラは、最適制御パターン導出手段において、空調負荷パターンと、情報記憶手段の有する該当地域の電気／ガス料金データ及びＥＨＰ・ＧＨＰ式の空気調和機の容量データと、入力手段から入力された顧客要望とに基づき最適制御パターンを導出する。そして、集中コントローラは、最適制御パターンに基づきＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の運転を制御することで、例えば最大デマンド値（次年の基本料金を決定する最大需要電力）を抑制したり、メンテナンスコストを低減したり、エネルギーコストを低減したりする。

特開２００７−１８７３４２号公報特開２００９−１４２４６号公報特開２００９−４１８０１号公報

ところで、特許文献１〜３に記載された空気調和システムでは、各々の目的に合わせてＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の制御が可能であるものの、該当の目的を達成するためにＥＨＰ及びＧＨＰ式のいずれか一方の空気調和機の空調出力を増加するとともにいずれか他方の空気調和機の空調出力を抑制することで、これらＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機間で空調出力がアンバランスになり空調快適性が損なわれる可能性がある。これは、単一の被空調空間において、空調負荷に応じてＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機全体の空調出力が確保されているとしても、ＥＨＰ式の空気調和機（室内機）の分担する空調エリアと、ＧＨＰ式の空気調和機（室内機）の分担する空調エリアとで空調出力が互いに異なることによる。

図８は、空調負荷に対するＧＨＰ式の空気調和機による空調出力及びＥＨＰ式の空気調和機による空調出力のバランス（分配）の一例を示すグラフである。同図に示すように、空調負荷の小さい状態では、低負荷での高効率を考慮してＥＨＰ式の空気調和機のみの空調出力となる。しかしながら、空調負荷の大きい状態では、契約電力を低減すべくＥＨＰ式の空気調和機の空調出力が一定レベル（例えば最大デマンド値の目標値）に抑えられて、ＧＨＰ式の空気調和機の空調出力が増加し始める。そして、空調負荷が所定値Ｋ（％）を超えると、ＥＨＰ式の空気調和機の空調出力よりもＧＨＰ式の空気調和機の空調出力の方が大きくなる。つまり、ＧＨＰ式の空気調和機による空調出力及びＥＨＰ式の空気調和機による空調出力は、所定値Ｋ（％）の空調負荷を起点に大小関係が逆転する。

従って、例えば特許文献１において、図９に示すように、冷房運転時にＥＨＰ式の空気調和機８０の空調出力がＧＨＰ式の空気調和機９０の空調出力よりも小さくなると、ＥＨＰ式の空気調和機８０の室内機８１の近傍エリアＡ８０では空調負荷に対し空調出力が不足して温度が高くなり、反対にＧＨＰ式の空気調和機９０の室内機９１の近傍エリアＡ９０では空調負荷に対し空調出力が過剰になって温度が低下する。つまり、総合空調コントローラ１００にてＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機８０，９０を統括制御することにより、部屋全体（被空調空間Ｓ）での空調負荷に対して空調出力の総和が一致するように制御されるものの、部屋の部分部分では空調出力の過不足が発生し、本来の空調の目的である快適性が損なわれることになる。

一方、このような問題を回避するため、小出力の室内機８１，９１を選定して該室内機８１，９１を多数設置すること、例えば図１０に示すように、室内機８１，９１を行列状に複数配設するとともに、これら室内機８１，９１をＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の室内機８１，９１として交互に配置（いわゆる市松配置）することが考えられる。この場合、多数の室内機８１，９１によって、空調出力のアンバランスに伴う被空調空間Ｓの温度のばらつきを抑えることができる。しかしながら、室内機８１，９１の台数の増加やこれに伴う機器コストアップ、冷媒配管、制御配線の増加やこれに伴う施工コストアップを余儀なくされるという別の問題が生じることになる。

なお、特許文献１では、ＥＨＰ式の空気調和機８０から供給される空調空気と、ＧＨＰ式の空気調和機９０から供給される空調空気とを合流させた後に、共通の吹出口を介して被空調空間Ｓに送ることも提案されている。これにより、空調快適性の悪化を抑えることができるが、吹出口１つあたりにＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機８０，９０の両方が必要になるために、上記に準じて機器コストアップや施工コストアップ等を余儀なくされてしまう。

本発明の目的は、部品点数及び施工工数の増大を抑制しつつ、被空調空間全体に亘って空調の快適性を向上することができる空気調和機群制御装置及び空気調和システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、前記被空調空間の他部の空調を行う電気式の第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記被空調空間に気流を発生する外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備えた空気調和機群制御装置において、前記外部機器は、前記被空調空間に供給する空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の給気口を有する給気システム又は前記被空調空間の還り空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の吸気口を有する還気システムであり、前記複数の給気口又は前記複数の吸気口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、前記被空調空間の他部の空調を行う電気式の第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記被空調空間に気流を発生する外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備えた空気調和機群制御装置において、前記第１空気調和機の室内機は、前記被空調空間に空調した空気を吹き出す第１吹出口を複数備え、前記第２空気調和機の室内機は、前記被空調空間に空調した空気を吹き出す第２吹出口を複数備え、前記外部機器は、前記複数の第１吹出口及び前記複数の第２吹出口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることで、前記複数の第１吹出口の吹出位置及び前記複数の第２吹出口の吹出位置をそれぞれ切り替える吹出システムであることを要旨とする。

上記各構成によれば、前記バランス決定部により、空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスが決められ、これに基づき前記第１制御指令及び前記第２制御指令が生成される。そして、前記第１指令部により前記第１制御指令が前記第１空気調和機に送られ、前記第２指令部により前記第２制御指令が前記第２空気調和機に送られることで、前記被空調空間の全体として必要な空調出力が得られるように前記第１空気調和機及び前記第２空気調和機が制御（統括制御）される。この際、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力がアンバランスになることがあるが、前記外部機器指令部により前記外部機器制御指令が前記外部機器に送られ、複数の給気口又は複数の吸気口、あるいは複数の第１吹出口及び複数の第２吹出口にそれぞれ配設されている各ダンパの開度が制御されることで、前記被空調空間に発生する気流がより緻密に制御される。従って、前記第１空気調和機が分担する前記被空調空間の一部の空調出力及び前記第２空気調和機が分担する前記被空調空間の他部の空調出力のアンバランスを抑制するように前記被空調空間に発生する気流（外部機器）を制御することができ、空調の快適性を向上することができる。また、基本的に前記被空調空間の空調に必須の既存設備である前記外部機器を利用するため、部品点数及び施工工数の増大を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空気調和機群制御装置において、前記外部機器指令部は、前記外部機器制御指令として、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスの状態を表す状態指令及び該バランスの状態量を表す状態量指令の少なくとも一方を送ることを要旨とする。

同構成によれば、前記外部機器指令部が前記外部機器制御指令として前記状態指令を前記外部機器に送る場合、相対的に空調出力の小さい状態の空気調和機（第１空気調和機又は第２空気調和機）が分担する前記被空調空間の部分における気流が促進されるように前記外部機器を切替制御すればよく、その演算負荷を軽減することができる。一方、前記外部機器指令部が前記外部機器制御指令として前記状態量指令を前記外部機器に送る場合、両空気調和機間の空調出力の偏差に基づいて、相対的に空調出力の小さい状態の空気調和機（第１空気調和機又は第２空気調和機）が分担する前記被空調空間の部分における気流が促進されるように前記外部機器を連続的に制御することができ、前記気流をより緻密に制御することができる。

請求項４に記載の発明は、単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機と、前記被空調空間の他部の空調を行う電気式の第２空気調和機と、前記第１空気調和機及び前記第２空気調和機を統括制御する制御手段と、前記被空調空間に気流を発生する外部機器とを備える空気調和システムにおいて、前記制御手段は、前記第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、前記第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備え、前記外部機器は、前記被空調空間に供給する空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の給気口を有する給気システム又は前記被空調空間の還り空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の吸気口を有する還気システムであり、前記複数の給気口又は前記複数の吸気口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることを要旨とする。

同構成によれば、部品点数及び施工工数の増大を抑制しつつ、被空調空間全体に亘って空調の快適性を向上することができる空気調和システムを提供することができる。

本発明では、部品点数及び施工工数の増大を抑制しつつ、被空調空間全体に亘って空調の快適性を向上することができる空気調和機群制御装置及び空気調和システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態を示す概略ブロック図。同実施形態を示す概略ブロック図。状態指令での制御態様を示すグラフ。状態量指令での制御態様を示すグラフ。本発明の第２の実施形態を示す概略ブロック図。本発明の第３の実施形態を示す概略ブロック図。本発明の第４の実施形態を示す概略ブロック図。空調負荷とＧＨＰ、ＥＨＰによる出力の関係を示すグラフ。従来形態を示す概略ブロック図。従来形態を示す概略ブロック図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係る空気調和機群制御装置及び該空気調和機群制御装置が適用される空気調和システムを示す概略構成図である。

同図に示すように、単一の被空調空間Ｓの一部の空調を行う第１空気調和機としてのガスヒートポンプ式の空気調和機１０（以下、ＧＨＰ１０ともいう）は、室外に設置される室外機１１を備えるとともに、例えば天井等の室内に設置される室内機１６を備える。そして、室外機１１は、例えば開放型の圧縮機１２、室外熱交換器１３及び四路切換弁１４等を備えて構成されており、室内機１６は、室内熱交換器１７及び膨張弁１８等を備えて構成されている。ＧＨＰ１０は、圧縮機１２、室外熱交換器１３、四路切換弁１４、室内熱交換器１７、膨張弁１８、室外機１１と室内機１６とを結ぶ連絡冷媒配管等によって冷媒を循環させる冷凍サイクル１０ａを構成する。そして、ＧＨＰ１０は、室内熱交換器１７を通って冷やされた（あるいは暖められた）空気を、室内機１６の下面に形成されている吹出口（送出口）１９から被空調空間Ｓに送って、該被空調空間Ｓの冷房又は暖房を行う。

なお、圧縮機１２の駆動源は、圧縮機本体１２ａに隣接するガスエンジン１２ｂであって、圧縮機本体１２ａとガスエンジン１２ｂとは、直結、あるいはベルトを介して連結されている。圧縮機１２は、外部から燃料ガスの供給されるガスエンジン１２ｂによって作動する。

一方、前記被空調空間Ｓの他部の空調を行う第２空気調和機としての電気ヒートポンプ式の空気調和機２０（以下、ＥＨＰ２０ともいう）は、室外に設置される室外機２１を備えるとともに、例えば天井等の室内に設置される室内機２６を備える。そして、室外機２１は、圧縮機２２、室外熱交換器２３及び四路切換弁２４等を備えて構成されており、室内機２６は、室内熱交換器２７及び膨張弁２８等を備えて構成されている。ＥＨＰ２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２３、四路切換弁２４、室内熱交換器２７、膨張弁２８、室外機２１と室内機２６とを結ぶ連絡冷媒配管等によって冷媒を循環させる冷凍サイクル２０ａを構成する。そして、ＥＨＰ２０は、室内熱交換器２７を通って冷やされた（あるいは暖められた）空気を、室内機２６の下面に形成されている吹出口（送出口）２９から被空調空間Ｓに送って、該被空調空間Ｓの冷房又は暖房を行う。

なお、圧縮機２２の駆動源は、圧縮機ケーシング内に配置されている電動モータ２２ａである。圧縮機２２は、外部から電力の供給される電動モータ２２ａによって作動する。従って、本空気調和システムにおいて主たる電力を消費するのは、ＧＨＰ１０に比して電力消費量の著しいＥＨＰ２０である。消費電力は、電力会社の設置設備が備える取引用計器のパルス信号を検出する使用電力測定器５１によって測定される。

ここで、ＧＨＰ１０の室内機１６及びＥＨＰ２０の室内機２６は、被空調空間Ｓに交互に配置されている。例えば室内機１６，２６を行列状に複数配設する場合には、互いに同数となる室内機１６，２６がいわゆる市松配置される。あるいは、室内機１６，２６を各１個ずつ配設する場合には、これら室内機１６，２６が対称配置される。この場合、図２に示すように、被空調空間Ｓには、主にＧＨＰ１０により空調される領域（以下、ＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧという）及びＥＨＰ２０により空調される領域（以下、ＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥという）が存在する。以下では、便宜上、室内機１６，２６が被空調空間Ｓに対称配置されていると見なして説明する。

図２に示すように、空気調和システムは、被空調空間Ｓの還気（還り空気）ＲＡの流路を形成する外部機器としての還気システム４０を備える。この還気システム４０の備えるダクト４１は、室内機２６を挟んでその壁側及び室内機１６側に配設され被空調空間Ｓに連通する吸気口４１ａ，４１ｂを有するとともに、室内機１６の壁側に設けられ被空調空間Ｓに連通する吸気口４１ｃを有する。そして、吸気口４１ａ〜４１ｃには、開度の増減によって各々を流れる還気ＲＡの風量（換気量）を調整する、例えば電動弁からなるダンパＤ１，Ｄ２，Ｄ３が配設されている。

ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０を統括制御する制御手段（空気調和機群制御装置）としての総合空調コントローラ３０は、例えばマイコンを主体に構成されており、ＣＰＵと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の各種メモリからなる記憶手段と、外部との通信を行うインタフェース等で構成されている。総合空調コントローラ３０は、電気的に接続されたＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０から各種情報を入力するとともに、同じく電気的に接続された前記使用電力測定器５１から使用電力の情報を随時入力する。そして、総合空調コントローラ３０は、所定のプログラムに従って、ＧＨＰ１０やＥＨＰ２０、還気システム４０に対して各種制御指令を生成する。これは、空調負荷に応じてＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力を調整することで、ＧＨＰ１０（ガスエンジン１２ｂ）の寿命延長化や使用電力の平準化などを行うためである。

すなわち、総合空調コントローラ３０は、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０から室内温度や設定温度、外気温度等の各種情報をそれぞれ受信するとともに、前記使用電力測定器５１から使用電力の情報を受信する。そして、総合空調コントローラ３０は、受信したこれらの情報に基づいて、現在の空調負荷を演算・取得する。総合空調コントローラ３０のバランス決定部３１は、空調負荷の変動に応じてＧＨＰ１０による空調出力及びＥＨＰ２０による空調出力のバランスを決め、第１制御指令としてのＧＨＰ指令及び第２制御指令としてのＥＨＰ指令を生成する。また、ＧＨＰ１０の室外機１１に設置されたマイコン主体のＧＨＰ制御部１１ａと電気的に接続された総合空調コントローラ３０の第１指令部としてのＧＨＰ指令部３２は、ＧＨＰ制御部１１ａに対してＧＨＰ指令を送信する。さらに、ＥＨＰ２０の室外機２１に設置されたマイコン主体のＥＨＰ制御部２１ａと電気的に接続された総合空調コントローラ３０の第２指令部としてのＥＨＰ指令部３３は、ＥＨＰ制御部２１ａに対してＥＨＰ指令を送信する。

なお、ＧＨＰ指令及びＥＨＰ指令を受信したＧＨＰ制御部１１ａ及びＥＨＰ制御部２１ａは、決定されたバランスの空調出力が得られるようにＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の運転をそれぞれ制御する。これにより、ＧＨＰ１０（ガスエンジン１２ｂ）の寿命延長化や使用電力の平準化などを考慮したＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の運転が行われる。このようなＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の運転を行う際、これらＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力に偏差（アンバランス）が生じることは既述のとおりである（図８参照）。これにより、例えば冷房運転時において、ＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥでは空調負荷に対し空調出力が不足して温度が高くなり、反対にＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧでは空調負荷に対し空調出力が過剰になって温度が低下する。あるいは、その逆の現象が生じる。

このような現象を考慮して、前記還気システム４０のダンパＤ１〜Ｄ３と電気的に接続された総合空調コントローラ３０の外部機器指令部３４は、ダンパＤ１〜Ｄ３に対して外部機器制御指令としての開度指令をそれぞれ送信する。この開度指令は、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓに発生する気流（還気ＲＡ）を制御すべく、ダンパＤ１〜Ｄ３の開度を制御するものである。

すなわち、例えばＥＨＰ２０の空調出力がＧＨＰ１０の空調出力よりも小さい状態では、開度指令によりダンパＤ２，Ｄ３の開度を減じ、ダンパＤ１の開度を増加させる。この場合、吸気口４１ｂ，４１ｃの風量が減ぜられるとともに、吸気口４１ａの風量が増加されることでＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ（空調出力過多のエリア）からＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ（空調出力不足のエリア）への気流が作られ、これらＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥの空調出力のアンバランス（過不足）による空調快適性の低下が抑制される。

反対に、ＧＨＰ１０の空調出力がＥＨＰ２０の空調出力よりも小さい状態では、開度指令によりダンパＤ１，Ｄ２の開度を減じ、ダンパＤ３の開度を増加させる。この場合、吸気口４１ａ，４１ｂの風量が減ぜられるとともに、吸気口４１ｃの風量が増加されることでＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ（空調出力過多のエリア）からＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ（空調出力不足のエリア）への気流が作られ、これらＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥの空調出力のアンバランスによる空調快適性の低下が抑制される。

ここで、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力の偏差（アンバランスの程度）と、開度指令及び対応するダンパＤ１〜Ｄ３の開度との関係について図３に基づき説明する。なお、ＥＨＰ２０の空調出力がＧＨＰ１０の空調出力よりも小さいときのこれらの偏差をＥＨＰ出力抑制量として表すとともに、ＧＨＰ１０の空調出力がＥＨＰ２０の空調出力よりも小さいときのこれらの偏差をＧＨＰ出力抑制量として表している。

同図に示すように、ＥＨＰ出力抑制量及びＧＨＰ出力抑制量が共に零のとき、即ちＥＨＰ２０の空調出力及びＧＨＰ１０の空調出力が同等のときには、ダンパＤ１〜Ｄ３に対する開度指令は送信されず、これらダンパＤ１〜Ｄ３の開度は還気ＲＡの流れを阻害しない所定開度ＡＰに設定される。そして、ＧＨＰ出力抑制量が存在する状態（ＧＨＰ出力抑制状態）では、外部機器指令部３４は、ＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧへの気流を発生させるべく、ステップ状の開度指令（以下、「ＧＨＰ出力抑制状態指令」ともいう）を送信する。これにより、ダンパＤ１，Ｄ２の開度が所定開度ＡＰｄ（＜ＡＰ）まで減ぜられ、ダンパＤ３の開度が所定開度ＡＰｕ（＞ＡＰ）まで増加される。また、ＥＨＰ出力抑制量が存在する状態（ＥＨＰ出力抑制状態）では、外部機器指令部３４は、ＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥへの気流を発生させるべく、ステップ状の開度指令（以下、「ＥＨＰ出力抑制状態指令」ともいう）を送信する。これにより、ダンパＤ２，Ｄ３の開度が所定開度ＡＰｄまで減ぜられ、ダンパＤ１の開度が所定開度ＡＰｕまで増加される。つまり、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力の状態（ＧＨＰ出力抑制状態又はＥＨＰ出力抑制状態）に応じて、外部機器指令部３４によりＧＨＰ出力抑制状態指令又はＥＨＰ出力抑制状態指令が送信されることで、ダンパＤ１〜Ｄ３の開度がステップ状に増減される。以上により、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓの還気ＲＡが制御され、空調の快適性が向上される。

なお、図４に示すように、ＧＨＰ出力抑制量又はＥＨＰ出力抑制量が存在する状態（ＧＨＰ出力抑制状態又はＥＨＰ出力抑制状態）において、それらの状態量（ＧＨＰ出力抑制量又はＥＨＰ出力抑制量）に応じダンパＤ１〜Ｄ３の開度を逓増又は逓減させてもよい。すなわち、ＧＨＰ出力抑制量又はＥＨＰ出力抑制量が存在する状態では、外部機器指令部３４は、リニア関数的（連続関数的）な開度指令（以下、「出力抑制量指令」ともいう）を送信する。例えば、ＧＨＰ出力抑制量が存在する状態では、その状態量（ＧＨＰ出力抑制量）に応じた風量でＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧへの気流を発生させるべく、該状態量が大きくなるに従って小さくなる出力抑制量指令が送られる。これにより、状態量が大きくなるに従って、ダンパＤ１，Ｄ２の開度が前記所定開度ＡＰからより小さくなるように減ぜられ、ダンパＤ３の開度が前記所定開度ＡＰからより大きくなるように増加される。また、ＥＨＰ出力抑制量が存在する状態では、その状態量（ＥＨＰ出力抑制量）に応じた風量でＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥへの気流を発生させるべく、該状態量が大きくなるに従って大きくなる出力抑制量指令が送られる。これにより、状態量が大きくなるに従って、ダンパＤ２，Ｄ３の開度が前記所定開度ＡＰからより小さくなるように減ぜられ、ダンパＤ１の開度が前記所定開度ＡＰからより大きくなるように増加される。つまり、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力の状態量（ＧＨＰ出力抑制量又はＥＨＰ出力抑制量）に応じて、外部機器指令部３４により出力抑制量指令が送信されることで、ダンパＤ１〜Ｄ３の開度がリニア関数的（連続関数的）に増減される。このように変更しても、同様にＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓの還気ＲＡが制御され、空調の快適性が向上される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、バランス決定部３１により、空調負荷の変動に応じてＧＨＰ１０による空調出力及びＥＨＰ２０による空調出力のバランスが決められ、これに基づきＧＨＰ指令及びＥＨＰ指令が生成される。そして、ＧＨＰ指令部３２によりＧＨＰ指令がＧＨＰ１０に送られ、ＥＨＰ指令部３３によりＥＨＰ指令がＥＨＰ２０に送られることで、被空調空間Ｓの全体として必要な空調出力が得られるようにＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０が制御（統括制御）される。この際、ＧＨＰ１０による空調出力及びＥＨＰ２０による空調出力がアンバランスになることがあるが、外部機器指令部３４により開度指令（ＧＨＰ出力抑制状態指令若しくはＥＨＰ出力抑制状態指令、又はＧＨＰ出力抑制量指令若しくはＥＨＰ出力抑制量指令）が還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）に送られることで、被空調空間Ｓに発生する還気ＲＡが制御される。従って、ＧＨＰ１０が分担する被空調空間Ｓの一部（ＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ）の空調出力及びＥＨＰ２０が分担する被空調空間Ｓの他部（ＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ）の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓに発生する還気ＲＡを制御することができ、空調の快適性を向上することができる。また、基本的に被空調空間Ｓの空調に必須の既存設備である還気システム４０を利用するため、部品点数及び施工工数の増大を抑制することができる。

（２）本実施形態では、外部機器指令部３４が還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）に状態指令（ＧＨＰ出力抑制状態指令又はＥＨＰ出力抑制状態指令）を送る場合、相対的に空調出力の小さい状態の空気調和機（ＧＨＰ１０又はＥＨＰ２０）が分担する被空調空間Ｓの部分における気流が促進されるように還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）を切替制御すればよく、その演算負荷を軽減することができる。一方、外部機器指令部３４が還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）に状態量指令（ＧＨＰ出力抑制量指令又はＥＨＰ出力抑制量指令）を送る場合、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０間の空調出力の偏差に基づいて、相対的に空調出力の小さい状態の空気調和機（ＧＨＰ１０又はＥＨＰ２０）が分担する被空調空間Ｓの部分における気流が促進されるように還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）を連続的に制御することができ、前記気流をより緻密に制御することができる。

（３）本実施形態では、空調快適性を保ったまま、顧客の要望（ガスエンジン１２ｂの寿命延長化、使用電力の平準化など）に応えることができる。
（４）本実施形態では、従来例のようにＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の最適制御と空調快適性との両立のために、小出力の室内機（１６，２６）を選定してこれらを多数設置（市松配置）したり、ＧＨＰ１０から供給される空調空気とＥＨＰ２０から供給される空調空気とを共通の吹出口を介して被空調空間Ｓに送ったりする必要がない。すなわち、総合空調コントローラ３０に外部機器指令部３４を追加して該外部機器指令部３４と還気システム４０（ダンパＤ１〜Ｄ３）とを電気的に接続することで同様の効果が得られるため、機器コストアップや施工コストアップ等を最小限に抑えることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態について図面に従って説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の外部機器としての還気システム４０を給気システムに変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。

図５は、本実施形態に係る空気調和機群制御装置及び該空気調和機群制御装置が適用される空気調和システムを示す概略構成図である。同図に示すように、空気調和システムは、被空調空間Ｓの給気（供給空気）ＳＡの流路を形成する外部機器としての給気システム６０を備える。この給気システム６０の備える室外設置の外調機６１は、外気ＯＡを取り込むダクト６２に接続される。外調機６１は、ダクト６２から取り込んだ外気ＯＡの温度を一次処理して、外調機６１に接続されたダクト６３に給気ＳＡとして供給する。

ダクト６３は、室内機２６を挟んでその壁側及び室内機１６側に配設され被空調空間Ｓに連通する給気口６３ａ，６３ｂを有するとともに、室内機１６の壁側に設けられ被空調空間Ｓに連通する給気口６３ｃを有する。そして、給気口６３ａ〜６３ｃには、開度の増減によって各々を流れる給気ＳＡの風量（給気量）を調整する、例えば電動弁からなるダンパＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３が配設されている。

そして、ダンパＤ１１〜Ｄ１３と電気的に接続された総合空調コントローラ３０の外部機器指令部３４は、ダンパＤ１１〜Ｄ１３に対して外部機器制御指令としての開度指令をそれぞれ送信する。この開度指令は、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓに発生する気流（給気ＳＡ）を制御すべく、ダンパＤ１１〜Ｄ１３の開度を制御するものである。

すなわち、例えばＥＨＰ２０の空調出力がＧＨＰ１０の空調出力よりも小さい状態では、開度指令によりダンパＤ１２，Ｄ１３の開度を増加させ、ダンパＤ１１の開度を減じる。この場合、給気口６３ｂ，６３ｃの風量が増加されるとともに、給気口６３ａの風量が減ぜられることでＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ（空調出力過多のエリア）からＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ（空調出力不足のエリア）への気流が作られ、これらＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥの空調出力のアンバランス（過不足）による空調快適性の低下が抑制される。

反対に、ＧＨＰ１０の空調出力がＥＨＰ２０の空調出力よりも小さい状態では、開度指令によりダンパＤ１１，Ｄ１２の開度を増加させ、ダンパＤ１３の開度を減じる。この場合、給気口６３ａ，６３ｂの風量が増加されるとともに、給気口６３ｃの風量が減ぜられることでＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ（空調出力過多のエリア）からＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ（空調出力不足のエリア）への気流が作られ、これらＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥの空調出力のアンバランスによる空調快適性の低下が抑制される。

なお、外部機器指令部３４による開度指令は、状態指令であってもよいし状態量指令であってもよい（図３及び図４参照）。
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１の実施形態の効果と同様の効果が得られるようになる。

（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態について図面に従って説明する。なお、第３の実施形態は、外部機器として被空調空間Ｓの空気を攪拌するサーキュレータを採用したことが第１及び第２の実施形態と異なる構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。

図６は、本実施形態に係る空気調和機群制御装置及び該空気調和機群制御装置が適用される空気調和システムを示す概略構成図である。同図に示すように、空気調和システムは、被空調空間Ｓの空気を攪拌する外部機器としての一対のサーキュレータ６６，６７を備える。サーキュレータ６６，６７は、室内機１６の壁側及び室内機２６の壁側にそれぞれ配置されている。そして、サーキュレータ６６，６７と電気的に接続された総合空調コントローラ３０の外部機器指令部３４は、サーキュレータ６６，６７に対して外部機器制御指令としての出力指令をそれぞれ送信する。この出力指令は、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓに発生する気流（給気ＳＡ）を制御すべく、サーキュレータ６６，６７の出力、即ち風量を個別に制御するものである。

従って、このような変更を加えても、ＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ間の気流が作られ、前記第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
（第４の実施形態）
以下、本発明を具体化した第４の実施形態について図面に従って説明する。なお、第４の実施形態は、ダクト型の室内機において、外部機器として室内機の吹出システムを採用したことが第１〜第３の実施形態と異なる構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。

図７は、本実施形態に係る空気調和機群制御装置及び該空気調和機群制御装置が適用される空気調和システムを示す概略構成図である。同図に示すように、ＧＨＰ１０のダクト型の室内機７１は、被空調空間Ｓの一側（図示左側）の壁側に単独で配置されており、該被空調空間Ｓに空調した空気を吹き出すダクト７２を備える。このダクト７２は、複数の第１吹出口としての吹出口７２ａ，７２ｂを有する。そして、吹出口７２ａ，７２ｂには、例えば電動弁からなるダンパＤ２１、Ｄ２２が配設されている。同様に、ＥＨＰ２０のダクト型の室内機７６は、被空調空間Ｓの他側（図示右側）の壁側に単独で配置されており、該被空調空間Ｓに空調した空気を吹き出すダクト７７を備える。このダクト７７は、複数の第２吹出口としての吹出口７７ａ，７７ｂを有する。そして、吹出口７７ａ，７７ｂには、例えば電動弁からなるダンパＤ２３、Ｄ２４が配設されている。ダンパＤ２１〜Ｄ２４は、吹出口７２ａ，７２ｂ，７７ａ，７７ｂの吹出位置や風量をそれぞれ切り替える外部機器としての吹出システム７０を構成する。そして、吹出システム７０のダンパＤ２１〜Ｄ２４と電気的に接続された総合空調コントローラ３０の外部機器指令部３４は、ダンパＤ２１〜Ｄ２４に対して外部機器制御指令としての開度指令をそれぞれ送信する。この開度指令は、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調出力のアンバランスを抑制するように被空調空間Ｓに発生する気流（給気ＳＡ）を制御すべく、吹出口７２ａ，７２ｂ，７７ａ，７７ｂの吹出位置をそれぞれ切り替えるものである。

従って、このような変更を加えても、ＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧ及びＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥ間の気流が作られ、前記第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。特に、本実施形態では、ダンパＤ２１〜Ｄ２４により、吹出口７２ａ，７２ｂ，７７ａ，７７ｂの吹出位置だけでなく、吹出の風量も変えることができ、より細やかな制御が可能となる。また、ＧＨＰ１０の一方の吹出口７２ｂを被空調空間Ｓの右側となるＥＨＰ室内機近傍エリアＡＥまで延ばしたことで、仮にＧＨＰ１０の単独動作（ＥＨＰ２０停止）となっても吹出口７２ｂから吹き出た空気が部屋全体を流れて室内機７１に吸い込まれるため、温度むらの発生を抑制することができる。同様に、ＥＨＰ２０の一方の吹出口７７ｂを被空調空間Ｓの左側となるＧＨＰ室内機近傍エリアＡＧまで延ばしたことで、仮にＥＨＰ２０の単独動作（ＧＨＰ１０停止）となっても温度むらの発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記第１〜第２の実施形態において、ダンパ（吸気口又は給気口）の個数及びその配置態様は一例である。また、これらダンパの開度は、互いに全てが異なるように制御してもよい。

・前記第１〜第３の実施形態において、被空調空間Ｓにおける室内機１６，２６の個数及びその配置態様は一例であり、必ずしも互いに同数の室内機１６，２６を交互に配置する必要はない。また、室内機１６，２６の出力は、互いに同等であってもよいし、互いに異なっていてもよい。要は、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力がアンバランスになったときに、室内機１６，２６の配置パターンや出力に応じて外部機器指令部３４からの制御指令により被空調空間Ｓに発生する気流を制御すればよい。

・前記第４の実施形態において、被空調空間Ｓにおける吹出口７２ａ，７２ｂ，７７ａ，７７ｂの個数及びその配置態様は一例である。
・前記各実施形態において、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力の分配態様（図２参照）は一例である。例えば、空調負荷が低負荷のときには高効率のＥＨＰ２０のみで運転し、中間負荷のときには高効率のＧＨＰ１０のみで運転し、これを超える高負荷のときにはＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の協働で運転するようにしてもよい。あるいは、空調負荷が低負荷であってもＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の運転を同時に開始してもよい。要は、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力がアンバランスになったときに、外部機器指令部３４からの制御指令によってこれを抑制するように被空調空間Ｓに発生する気流を制御すればよい。

・また、ＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力の分配の目的（運転時間の短縮によるガスエンジンの寿命延長化、使用電力の平準化による基本料金の低減など）は一例である。例えばＧＨＰ１０（ガスエンジン１２ｂ）の高効率化やメンテナンス頻度の低減であってもよいし、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０全体でのエネルギーコストの低減であってもよい。あるいは、冬季の休日明けの朝などＥＨＰ２０による暖房運転では最大デマンド値が大きくなると予想される際、ＧＨＰ１０のみで暖房運転を開始するとともに、空調負荷が一定レベルを下回った後にＥＨＰ２０のみの暖房運転に切り替えるようにしてもよい。要は、顧客の要望に合わせて必要な情報を総合空調コントローラ３０に提供し、目的に合致するようにＧＨＰ１０の空調出力及びＥＨＰ２０の空調出力を分配させればよい。

・前記各実施形態において、外部機器制御指令として状態指令及び状態量指令を組み合わせたものを外部機器に送ってもよい。

Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ１１〜Ｄ１３，Ｄ２１〜Ｄ２４…ダンパ、Ｓ…被空調空間、１０…ＧＨＰ（第１空気調和機）、１６，２６，７１，７６…室内機、２０…ＥＨＰ（第２空気調和機）、３１…バランス決定部、３２…ＧＨＰ指令部（第１指令部）、３３…ＥＨＰ指令部（第２指令部）、３４…外部機器指令部、４０…還気システム（外部機器）、６０…給気システム（外部機器）、６６，６７…サーキュレータ（外部機器）、７０…吹出システム（外部機器）、７２ａ，７２ｂ…吹出口（第１吹出口）、７７ａ，７７ｂ…吹出口（第２吹出口）。

Claims

単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、
前記被空調空間の他部の空調を行う電気ヒートポンプ式の第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、
空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、
前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記被空調空間に気流を発生する外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備えた空気調和機群制御装置において、
前記外部機器は、前記被空調空間に供給する空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の給気口を有する給気システム又は前記被空調空間の還り空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の吸気口を有する還気システムであり、前記複数の給気口又は前記複数の吸気口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることを特徴とする空気調和機群制御装置。
単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、
前記被空調空間の他部の空調を行う電気ヒートポンプ式の第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、
空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、
前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記被空調空間に気流を発生する外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備えた空気調和機群制御装置において、
前記第１空気調和機の室内機は、前記被空調空間に空調した空気を吹き出す第１吹出口を複数備え、
前記第２空気調和機の室内機は、前記被空調空間に空調した空気を吹き出す第２吹出口を複数備え、
前記外部機器は、前記複数の第１吹出口及び前記複数の第２吹出口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることで、前記複数の第１吹出口の吹出位置及び前記複数の第２吹出口の吹出位置をそれぞれ切り替える吹出システムであることを特徴とする空気調和機群制御装置。
請求項１又は２に記載の空気調和機群制御装置において、
前記外部機器指令部は、前記外部機器制御指令として、前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスの状態を表す状態指令及び該バランスの状態量を表す状態量指令の少なくとも一方を送ることを特徴とする空気調和機群制御装置。
単一の被空調空間の一部の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機と、
前記被空調空間の他部の空調を行う電気式の第２空気調和機と、
前記第１空気調和機及び前記第２空気調和機を統括制御する制御手段と、
前記被空調空間に気流を発生する外部機器とを備える空気調和システムにおいて、
前記制御手段は、
前記第１空気調和機に第１制御指令を送る第１指令部と、
前記第２空気調和機に第２制御指令を送る第２指令部と、
空調負荷の変動に応じて前記第１空気調和機による空調及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスを決め、前記第１制御指令及び前記第２制御指令を生成するバランス決定部と、
前記第１空気調和機による空調出力及び前記第２空気調和機による空調出力のバランスに応じて、前記外部機器に外部機器制御指令を送る外部機器指令部とを備え、
前記外部機器は、前記被空調空間に供給する空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の給気口を有する給気システム又は前記被空調空間の還り空気の流路を形成する前記被空調空間に連通する複数の吸気口を有する還気システムであり、前記複数の給気口又は前記複数の吸気口にはそれぞれダンパが配設され、前記外部機器制御指令に基づき各ダンパの開度が制御されることを特徴とする空気調和システム。