JP5786742B2 - 外気処理システム - Google Patents

Description

本発明は、外気処理システム、特に、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに関する。

従来より、特許文献１（特開２００７−９３１２５号公報）に示すような外気処理ユニットがある。この外気処理ユニットは、室外空気を利用して居室内における室内空気の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行うことが可能である。

上記従来の外気処理ユニットでは、大容量化を目的として、小容量の外気処理ユニットを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成することが考えられる。

そして、このような複数台の外気処理ユニットによって構成された外気処理システムでは、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転が要求されることがある。このとき、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされることを防ぐことによって、外気処理システム全体の長寿命化を図ることが好ましい。

本発明の課題は、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、運転台数を制限した運転時に、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされないようにしてシステム全体の長寿命化を図ることにある。

第１の観点にかかる外気処理システムは、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットの運転時間をそれぞれ積算して運転積算時間を得るとともに、複数台の外気処理ユニットの停止時間をそれぞれ積算して停止積算時間を得るようにし、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、運転積算時間が最も大きい運転中の外気処理ユニットの運転を停止するとともに、停止積算時間が最も大きい停止中の外気処理ユニットの運転を開始するローテーション制御を行う。

この外気処理システムでは、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、複数台の外気処理ユニットの運転時間を均等にすることができる。そして、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされることを防ぐことができ、外気処理システム全体の長寿命化を図ることができる。

しかも、ここでは、ローテーション制御が、停止積算時間が第２ローテーション必要積算時間以上経過した外気処理ユニットが存在する場合に行われる。

第２の観点にかかる外気処理システムは、第１の観点にかかる外気処理システムにおいて、ローテーション制御が、運転積算時間が第１ローテーション必要積算時間以上経過した外気処理ユニットが存在する場合に行われる。

この外気処理システムでは、ローテーション制御が過度に頻繁に行われないようにすることができ、これにより、頻繁な発停による外気処理ユニットの劣化を抑えることができる。

第３の観点にかかる外気処理システムは、第１又は第２の観点にかかる外気処理システムにおいて、ローテーション制御時に、運転中の外気処理ユニットが故障した場合には、停止中の外気処理ユニットの運転を開始する。

この外気処理システムでは、ローテーション制御時に運転中の外気処理ユニットが故障した場合であっても、運転能力を維持することができる。

第４の観点にかかる外気処理システムは、第１〜第３の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、ローテーション制御時に、運転中の外気処理ユニットが強制的に停止された場合には、停止中の外気処理ユニットの運転を開始する。

この外気処理システムでは、ローテーション制御時に運転中の外気処理ユニットが強制的に停止された場合であっても、運転能力を維持することができる。

第５の観点にかかる外気処理システムは、第１〜第４の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、運転積算時間が同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、複数台の外気処理ユニットに対して割り当てられたユニット番号に基づいて選択された運転中の外気処理ユニットの運転を停止し、停止積算時間が同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、複数台の外気処理ユニットに対して割り当てられたユニット番号に基づいて選択された停止中の外気処理ユニットの運転を開始する。

この外気処理システムでは、積算運転時間や積算停止時間が同じ外気処理ユニットが存在する場合であっても、制御渋滞を発生することなく、運転を停止させる外気処理ユニット、及び／又は、運転を開始させる外気処理ユニットを選択することができる。

第６の観点にかかる外気処理システムは、第１〜第５の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、運転積算時間が、外気処理ユニットの運転停止から第１リセット時間が経過した後にリセットされ、停止積算時間が、外気処理ユニットの運転開始から第２リセット時間が経過した後にリセットされる。

この外気処理システムでは、運転時間や停止時間の積算処理においてハンチングを発生しないようにすることができ、これにより、ローテーション制御のための運転時間や停止時間の積算処理を適切に行うことができる。

第７の観点にかかる外気処理システムは、第１〜第６の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットのすべてを停止させた場合には、運転時間及び停止時間の積算を中止して、運転積算時間及び停止積算時間をリセットせずに維持する。

この外気処理システムでは、システム全体の長期間の停止後に運転を再開する際に、すべての外気処理ユニットの運転積算時間や停止積算時間がゼロになることを防ぎ、これにより、ローテーション制御を適切に行うことができる。

第８の観点にかかる外気処理システムは、第１〜第７の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転が、居室に設置されたＣＯ２センサの検出値に基づいて行われる。

この外気処理システムでは、ＣＯ２センサの検出値に基づいて外気処理ユニットの運転台数を制限した運転が行われる場合において、複数台の外気処理ユニットの運転時間を均等にすることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の観点にかかる外気処理システムでは、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、複数台の外気処理ユニットの運転時間を均等にすることができる。そして、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされることを防ぐことができ、外気処理システム全体の長寿命化を図ることができる。

第２の観点にかかる外気処理システムでは、頻繁な発停による外気処理ユニットの劣化を抑えることができる。

第３の観点にかかる外気処理システムでは、ローテーション制御時に運転中の外気処理ユニットが故障した場合であっても、運転能力を維持することができる。

第４の観点にかかる外気処理システムでは、ローテーション制御時に運転中の外気処理ユニットが強制的に停止された場合であっても、運転能力を維持することができる。

第５の観点にかかる外気処理システムでは、積算運転時間や積算停止時間が同じ外気処理ユニットが存在する場合であっても、制御渋滞を発生することなく、運転を停止させる外気処理ユニット、及び／又は、運転を開始させる外気処理ユニットを選択することができる。

第６の観点にかかる外気処理システムでは、運転時間や停止時間の積算処理においてハンチングを発生しないようにすることができ、これにより、ローテーション制御のための運転時間や停止時間の積算処理を適切に行うことができる。

第７の観点にかかる外気処理システムでは、システム全体の長期間の停止後に運転を再開する際に、すべての外気処理ユニットの運転積算時間や停止積算時間がゼロになることを防ぎ、これにより、ローテーション制御を適切に行うことができる。

第８の観点にかかる外気処理システムでは、ＣＯ２センサの検出値に基づいて外気処理ユニットの運転台数を制限した運転が行われる場合において、複数台の外気処理ユニットの運転時間を均等にすることができる。

本発明の一実施形態にかかる外気処理システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの前面図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの上面図である。 外気処理ユニットのローテーション制御のフローチャートである。 外気処理ユニットの運転時間及び停止時間の積算を説明するフローチャートである。

以下、本発明にかかる外気処理システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる外気処理システムの具体的な構成は、下記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）外気処理システムの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる外気処理システム１の概略構成図である。尚、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｂは、いずれも同じ機器構成を有しているが、図１においては、外気処理ユニット２０ａだけを詳細に図示し、外気処理ユニット２０ｂ〜２０ｄの図示を簡略化している。

外気処理システム１は、室外空気（ＯＡ）を利用して建物の居室内における室内空気（ＲＡ）の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行う空調システムである。外気処理システム１は、主として、外気処理モジュール１０と、ＯＡ用集合ダクト２と、ＲＡ用集合ダクト３と、ＥＡ用集合ダクト４と、ＳＡ用集合ダクト５とを有している。

外気処理モジュール１０は、複数台（ここでは、４台）の外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄが接続されることによって構成された外気処理ユニットの集合体であり、建物の機械室等に床置き設置されている。外気処理モジュール１０は、居室等に設けられたリモートコントローラ６にリモコン通信線７を介して接続されている。そして、外気処理モジュール１０は、下記のように、リモートコントローラ６からの指令に基づいて、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄがすべて一体のものとして、除湿運転や加湿運転の動作を行うようになっている。これにより、外気処理システム１は、小容量の外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成している。

ＯＡ用集合ダクト２は、室外空気（ＯＡ）を外気処理モジュール１０に導入するためのダクトである。ＲＡ用集合ダクト３は、室内空気（ＲＡ）を外気処理モジュール１０に導入するためのダクトである。ＥＡ用集合ダクト４は、外気処理モジュール１０からの排出空気（ＥＡ）を室外に排出するためのダクトである。ＳＡ用集合ダクト５は、外気処理モジュール１０からの供給空気（ＳＡ）を居室内に給気するためのダクトである。

（２）外気処理モジュール及び外気処理ユニット
次に、外気処理モジュール１０、及び、外気処理モジュール１０を構成する外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄについて、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図２は、外気処理モジュール１０の前面図である。図３は、外気処理モジュール１０の上面図である。

外気処理モジュール１０は、主として、複数台（ここでは、４台）の外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄと、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄを段積み設置するための段積み用架台５０とを有している。

＜外気処理ユニット＞
外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、天井吊り下げ型の外気処理ユニットである。外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、表面に吸着材が設けられた複数の吸着熱交換器を用いて、空気中の水分の吸着及び脱離を行うことにより、除湿運転や加湿運転を行うことが可能なユニットである。また、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、室外空気（ＯＡ）を取り込んで供給空気（ＳＡ）として室内に供給すると同時に、室内空気（ＲＡ）を取り込んで排出空気（ＥＡ）として室外に排出することが可能なユニットである。尚、以下の外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの構成の説明では、外気処理ユニット２０ａの構成について詳細に説明し、外気処理ユニット２０ｂ〜２０ｄの構成については、添字［ａ］を「ｂ」〜「ｄ」に読み替えることで説明を省略する。

−外気処理ユニットの構成−
外気処理ユニット２０ａは、上記の冷媒回路を構成する機器のすべてが格納されたユニットからなる、いわゆる熱源一体型の外気処理ユニットであり、水平方向に扁平な矩形箱状のユニットケーシング３７ａを有している。

外気処理ユニット２０ａの冷媒回路は、主として、冷媒を圧縮する圧縮機２１ａと、表面に吸着材が設けられた第１及び第２吸着熱交換器２２ａ、２３ａと、膨張弁２４ａと、四路切換弁２５ａとが接続されることによって構成されている。膨張弁２４ａは、第１吸着熱交換器２２ａの一端と第２吸着熱交換器２３ａの一端との間に接続されている。四路切換弁２５ａは、第１吸着熱交換器２２ａの他端（すなわち、反膨張弁側端）、第２吸着熱交換器２３ａの他端（すなわち、反膨張弁側端）、圧縮機２１ａの吸入側及び圧縮機２１ａの吐出側に接続されている。

四路切換弁２５ａは、圧縮機２１ａから吐出された冷媒を第１吸着熱交換器２２ａ、膨張弁２４ａ、第２吸着熱交換器２３ａの順に循環させる第１切換状態と、圧縮機２１ａから吐出された冷媒を第２吸着熱交換器２２ａ、膨張弁２４ａ、第１吸着熱交換器２２ａの順に循環させる第２切換状態とに切り換え可能である。具体的には、四路切換弁２５ａは、圧縮機２１ａの吐出側に接続される第１ポート２６ａと、圧縮機２１ａの吸入側に接続される第２ポート２７ａと、第１吸着熱交換器２２ａの他端に接続される第３ポート２８ａと、第２吸着熱交換器２３ａの他端に接続される第４ポート２９ａとを有している。そして、第１切換状態とは、第１ポート２６ａと第３ポート２８ａが連通しかつ第２ポート２７ａと第４ポート２８ａとが連通する状態（図１の四路切換弁２５ａにおける実線を参照）を意味している。また、第２切換状態とは、第１ポート２６ａと第４ポート２９ａが連通しかつ第２ポート２７ａと第３ポート２８ａとが連通する状態（図１の四路切換弁２５ａにおける破線を参照）を意味している。

第１吸着熱交換器２２ａ及び第２吸着熱交換器２３ａは、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されており、多数のフィン及び伝熱管の外表面に、吸着材がディップ成形（浸漬成形）によって担持されている。この吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料などが挙げられる。

以上のような外気処理ユニット２０ａの冷媒回路において、四路切換弁２５ａが第１切換状態に切り換わると、第１吸着熱交換器２２ａが凝縮器として機能し、第２吸着熱交換器２３ａが蒸発器として機能する。一方、四路切換弁２５ａが第２切換状態に切り換わると、第１吸着熱交換器２２ａが蒸発器として機能し、第２吸着熱交換器２３ａが凝縮器として機能する。

また、外気処理ユニット２０ａは、室外空気（ＯＡ）をユニット内に吸入するための第１吸気口３２ａと、室内空気（ＲＡ）をユニット内に吸入するための第２吸気口３３ａと、ユニット内から室外に排出空気（ＥＡ）を排出するための排気口３４ａと、ユニット内から居室内に吹き出される供給空気（ＳＡ）を供給するための給気口３５ａとを有している。第１吸気口３２ａは、ＯＡ用分岐ダクト２ａを介してＯＡ用集合ダクト２に接続されている。第２吸気口３３ａは、ＲＡ用分岐ダクト３ａを介してＲＡ用集合ダクト３に接続されている。排気口３４ａは、ＥＡ用分岐ダクト４ａを介してＥＡ用集合ダクト４に接続されている。給気口３５ａは、ＳＡ用分岐ダクト５ａを介してＳＡ用集合ダクト５に接続されている。また、外気処理ユニット２０ａは、排気口３４ａに連通するようにユニット内に配置された排気ファン３０ａと、給気口３５ａに連通するようにユニット内に配置された給気ファン３１ａと、ユニット内の空気流路を切り換えるためのダンパ等からなる切換機構（図示せず）とを有している。

さらに、外気処理ユニット２０ａは、圧縮機２１ａ、膨張弁２４ａ、四路切換弁２５ａ、ファン３０ａ、３１ａ、及び、切換機構（図示せず）等の各部の動作を制御するユニット制御部３６ａを有している。そして、ユニット制御部３６ａは、マイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモートコントローラ６や他の外気処理ユニット２０ｂ〜２０ｄのユニット制御部３６ｂ〜３６ｄとの間で通信可能になっている。ユニット制御部３６ａを構成するためのマイクロコンピュータやメモリ等が実装された基板は、電装品箱４４ａに収容されている。電装品箱４４ａは、ユニットケーシング３７ａに設けられている。

−外気処理ユニットの基本動作−
外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、以下のような除湿運転や加湿運転を行うことができるようになっている。ここでは、例として、外気処理ユニット２０ａを挙げて説明し、外気処理ユニット２０ｂ〜２０ｄの基本動作については、添字［ａ］を「ｂ」〜「ｄ」に読み替えることで説明を省略する。

除湿運転時の第１動作においては、冷媒回路を、四路切換弁２５ａを第２切換状態（図１の四路切換弁２５ａの破線、及び、図１中の破線で示された矢印を参照）とし、第１吸着熱交換器２２ａを蒸発器として機能させる一方、第２吸着熱交換器２３ａを凝縮器として機能させる。また、第２動作においては、冷媒回路を、四路切換弁２５ａを第１切換状態（図１の四路切換弁２５ａの実線、及び、図１中の実線で示された矢印を参照）とし、第１吸着熱交換器２２ａを凝縮器として機能させる一方、第２吸着熱交換器２３ａを蒸発器として機能させる。

そして、排気ファン３０ａ及び給気ファン３１ａが起動すると、第１空気としての室外空気（ＯＡ）が第１吸気口３２ａからユニットケーシング３７ａ内に取り込まれ、第２空気としての室内空気（ＲＡ）が第２吸気口３３ａからユニットケーシング３７ａ内に取り込まれる。

次に、除湿運転の第１動作について説明する。尚、除湿運転の第１動作では、ダンパ等からなる切換機構（図示せず）の操作によって、室外空気（ＯＡ）が、第１吸着熱交換器２２ａを通過する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器２２ａの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器２２ａ内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第１吸着熱交換器２２ａで減湿された空気は、給気口３５ａから供給空気（ＳＡ）として居室内に供給される。一方、室内空気（ＲＡ）は、第２吸着熱交換器２３ａを通過する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器２３ａの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第２吸着熱交換器２３ａの吸着材が再生される。このようにして、第２吸着熱交換器２３ａの吸着材の再生に利用された空気は、排気口３４ａから排出空気（ＥＡ）として室外へ排出される。

次に、除湿運転の第２動作について説明する。尚、除湿運転の第２動作では、ダンパ等からなる切換機構（図示せず）の操作によって、室外空気（ＯＡ）が、第２吸着熱交換器２３ａを通過する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器２３ａの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器２３ａ内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第２吸着熱交換器２３ａで減湿された空気は、給気口３５ａから供給空気（ＳＡ）として居室内に供給される。一方、室内空気（ＲＡ）は、第１吸着熱交換器２２ａを通過する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器２２ａの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第１吸着熱交換器２２ａの吸着材が再生される。このようにして、第１吸着熱交換器２２ａの吸着材の再生に利用された空気は、排気口３４ａから排出空気（ＥＡ）として室外へ排出される。

加湿運転の第１動作においては、冷媒回路を、四路切換弁２５ａを第１切換状態（図１の四路切換弁２５ａの実線、及び、図１中の実線で示された矢印を参照）とし、第１吸着熱交換器２２ａを凝縮器として機能させる一方、第２吸着熱交換器２３ａを蒸発器として機能させる。また、第２動作においては、冷媒回路を、四路切換弁２５ａを第２切換状態（図１の四路切換弁２５ａの破線、及び、図１中の破線で示された矢印を参照）とし、第１吸着熱交換器２２ａを蒸発器として機能させる一方、第２吸着熱交換器２３ａを凝縮器として機能させる。

そして、排気ファン３０ａ及び給気ファン３０ｂが起動すると、第１空気としての室外空気（ＯＡ）が第１吸気口３２ａからユニットケーシング３７ａ内に取り込まれ、第２空気としての室内空気（ＲＡ）が第２吸気口３３ａからユニットケーシング３７ａ内に取り込まれる。

次に、加湿運転の第１動作について説明する。尚、加湿運転の第１動作では、ダンパ等からなる切換機構（図示せず）の操作によって、室外空気（ＯＡ）が、第１吸着熱交換器２２ａを通過する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器２２ａの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第１吸着熱交換器２２ａで加湿された空気は、給気口３５ａから供給空気（ＳＡ）として居室内へ供給される。一方、室内空気（ＲＡ）は、第２吸着熱交換器２３ａを通過する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器２３ａの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器２３ａ内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第２吸着熱交換器２３ａの吸着材に水分を付与した空気は、排気口３４ａから排出空気（ＥＡ）として室外へ排出される。

次に、加湿運転時の第２動作について説明する。尚、加湿運転の第２動作では、ダンパ等からなる切換機構（図示せず）の操作によって、室外空気（ＯＡ）が、第２吸着熱交換器２３ａを通過する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器２３ａの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第２吸着熱交換器２３ａで加湿された空気は、給気口３５ａから供給空気（ＳＡ）として居室内へ供給される。一方、室内空気（ＲＡ）は、第１吸着熱交換器２２ａを通過する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器２２ａの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器２２ａ内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第１吸着熱交換器２２ａの吸着材に水分を付与した空気は、排気口３４ａから排出空気（ＥＡ）として室外へ排出される。

（３）外気処理システムの制御構成及び運転動作
次に、上記のように構成された外気処理モジュール１０を有する外気処理システム１の運転動作について、図１、図４及び図５を用いて説明する。ここで、図４は、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄのローテーション制御のフローチャートである。図５は、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転時間及び停止時間の積算を説明するフローチャートである。

−外気処理システムの制御構成−
外気処理システム１には、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作等を行うために、複数（ここでは、４つ）のユニット制御部３６ａ〜３６ｄとリモートコントローラ６とが、リモコン通信線７（ユニット制御部間を接続する渡り配線も含む）を介して接続された制御構成が設けられている。また、居室内には、居室内の二酸化炭素濃度を検出するＣＯ２センサ８が設けられている。ＣＯ２センサ８は、リモートコントローラ６に接続されている。

−外気処理ユニットへのユニット番号の自動割り当て処理−
外気処理システム１では、リモートコントローラ６が、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄのそれぞれに対して互いを区別するユニット番号を自動的に割り当てる自動割り当て処理を行う。具体的には、リモートコントローラ６がユニット制御部３６ａ〜３６ｄと順次通信を行い、リモートコントローラ６が認識した順に、ユニット制御部３６ａ〜３６ｄに対して自動的にユニット番号Ｎｕが割り当てられる。尚、ここでは、「０」〜「３」のユニット番号Ｎｕが、ユニット制御部３６ａ〜３６ｄに対して割り当てられるものとする。但し、ユニット番号Ｎｕの具体的な値は、上記のものに限定されるものではない。

−除湿運転及び加湿運転−
外気処理システム１では、リモートコントローラ６からの指令によって、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作が行われる。

−外気処理ユニットの台数制限運転−
外気処理システム１では、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を制限した運転（台数制限運転）が要求されることがある。ここでは、ＣＯ２センサ８の検出値に基づいて、台数制限運転が行われる。具体的には、ＣＯ２センサ８が検出した二酸化炭素濃度が所定値以下である場合には、リモートコントローラ６からの指令によって、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を減らす制御（ここでは、運転台数を４台から１台〜３台のいずれかに減らす制御）が行われる。尚、ここでは、ＣＯ２センサ８の検出値に基づいて台数制限運転を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、集中管理機器（図示せず）等からの指令によって、台数制限運転を行うようにしてもよい。

−外気処理ユニットのローテーション制御−
外気処理システム１において、上記のような台数制限運転が要求された場合には、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいくつかの運転を停止させる必要がある。このとき、外気処理システム１全体の長寿命化の観点から、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされることを防ぐことが好ましい。

そこで、ここでは、以下のような外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄのローテーション制御を行うようにしている。

まず、ステップＳ１において、外気処理システム１が台数制限運転中であるかどうかを判定する。そして、外気処理システム１が台数制限運転中、すなわち、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を減らす制御が行われることによって、正常運転可能な停止中の外気処理ユニットが存在する場合には、ステップＳ２の処理に移行する。

ここで、「正常運転可能な停止中の外気処理ユニット」とは、故障や強制停止によって運転が禁止されている外気処理ユニットを除いた停止中の外気処理ユニットを意味する。

次に、ステップＳ２、Ｓ３において、運転積算時間ｔｏが第１ローテーション必要積算時間ｔ１以上経過した運転中の外気処理ユニットが存在し、かつ、停止積算時間ｔｓが第２ローテーション必要積算時間ｔ２以上経過した停止中の外気処理ユニットが存在するかどうかを判定する。そして、このような運転積算時間ｔｏの条件を満たす運転中の外気処理ユニット、及び、停止積算時間ｔｓの条件を満たす停止中の外気処理ユニットが存在する場合には、ステップＳ４、Ｓ５の処理に移行する。尚、第１ローテーション必要積算時間ｔ１、及び、第２ローテーション必要積算時間ｔ２は、ローテーション制御が過度に頻繁に行われないようにするという観点から、例えば、６〜１０時間程度（より好ましくは、８時間程度）に設定されている。

ここで、運転積算時間ｔｏは、各外気処理ユニットの運転が開始されてからの運転時間を積算することによって得られる。また、停止積算時間ｔｓは、各外気処理ユニットの運転が停止されてからの停止時間を積算することによって得られる。ここでは、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄが、それぞれ、排気ファン、給気ファン、及び、圧縮機を有しているため、これらの機器の運転状態に応じて運転時間及び停止時間の積算を行う。具体的には、図５に示すように、給気ファン、排気ファン及び圧縮機の運転が停止した状態を外気処理ユニットの「停止状態」とし、給気ファン、排気ファン又は圧縮機の運転が行われている状態を外気処理ユニットの「運転状態」とする。そして、停止状態の外気処理ユニットが運転を開始した時点から運転時間を積算することによって、運転積算時間ｔｏを得ることができる。また、運転状態の外気処理ユニットが運転を停止した時点から停止時間を積算することによって、停止積算時間ｔｓを得ることができる。そして、運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓは、外気処理ユニットの状態移行に伴ってリセットされるようになっている。但し、運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓを外気処理ユニットの状態移行に伴って直ぐにリセットすると、運転時間や停止時間の積算処理においてハンチングを発生するおそれがある。そこで、ここでは、運転積算時間ｔｏを、外気処理ユニットの運転停止から第１リセット時間ｔｒ１が経過した後にリセットし、停止積算時間ｔｓを、外気処理ユニットの運転開始から第２リセット時間ｔｒ２が経過した後にリセットするようにしている。このとき、第１リセット時間ｔｒ１が経過するまでは、運転積算時間ｔｏを状態移行時の時間値のままで維持し、第２リセット時間ｔｒ２が経過するまでは、停止積算時間ｔｓを状態移行時の時間値のままで維持するようにしている。尚、第１リセット時間ｔｒ１及び第２リセット時間ｔｒ２は、ハンチングの防止という観点から、例えば、２〜４時間程度（より好ましくは、３時間程度）に設定されている。また、リモートコントローラ６からの指令によって、すべての外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄを停止させた場合（外気処理システム１のシステム停止）には、外気処理システム１全体が長期間停止すると、運転の再開時に、すべての外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓがゼロになるおそれがある。そこで、ここでは、外気処理システム１のシステム停止を行う場合には、運転時間及び停止時間の積算を中止して、運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓをリセットせずに維持するようにしている。

次に、ステップＳ４、Ｓ５において、運転積算時間ｔｏが最も大きい運転中の外気処理ユニットの運転を停止するとともに、停止積算時間ｔｓが最も大きい停止中の外気処理ユニットの運転を開始し、外気処理ユニットのローテーションを行う。このとき、積算運転時間ｔｏや積算停止時間ｔｓが同じ外気処理ユニットが存在すると、運転を停止させる外気処理ユニットや運転を開始させる外気処理ユニットを選択することができず、制御渋滞を発生するおそれがある。そこで、ここでは、運転積算時間ｔｏが同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合や停止積算時間ｔｓが同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄに対して割り当てられたユニット番号Ｎｕに基づいて、運転を停止させる外気処理ユニットや運転を開始させる外気処理ユニットを選択するようにしている。具体的には、ここでは、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄに対して割り当てられたユニット番号「０」〜「３」のうち、最もユニット番号が小さい外気処理ユニットを選択するようにしている。尚、ユニット番号Ｎｕに基づいて運転を停止させる外気処理ユニットや運転を開始させる外気処理ユニットを選択する処理は、最もユニット番号が小さい外気処理ユニットを選択することに限定されるものではなく、例えば、最もユニット番号が大きい外気処理ユニットを選択するものであってもよい。

以上のステップＳ１〜Ｓ５のローテーション制御の処理を繰り返すことによって、外気処理システム１では、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を制限した運転において、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転時間を均等にすることができる。

（４）外気処理システムの特徴
本実施形態の外気処理システム１には、以下のような特徴がある。

＜Ａ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を制限した運転において、運転積算時間ｔｏが最も大きい運転中の外気処理ユニットの運転を停止するとともに、停止積算時間ｔｓが最も大きい停止中の外気処理ユニットの運転を開始するローテーション制御を行うようにしている。このため、外気処理システム１では、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転台数を制限した運転において、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転時間を均等にすることができる。そして、特定の外気処理ユニットに偏って運転がなされることを防ぐことができ、外気処理システム１全体の長寿命化を図ることができる。

＜Ｂ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、運転積算時間ｔｏが第１ローテーション必要積算時間ｔ１以上経過した外気処理ユニットが存在し、かつ、停止積算時間ｔｓが第２ローテーション必要積算時間ｔ２以上経過した外気処理ユニットが存在する場合に行われるようになっている。このため、外気処理システム１では、ローテーション制御が過度に頻繁に行われないようにすることができ、これにより、頻繁な発停による外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの劣化を抑えることができる。

＜Ｃ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、運転積算時間ｔｏが同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合や停止積算時間ｔｓが同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄに対して割り当てられたユニット番号Ｎｕに基づいて、運転を停止させる外気処理ユニットや運転を開始させる外気処理ユニットを選択するようにしている。このため、外気処理システム１では、積算運転時間ｔｏや積算停止時間ｔｓが同じ外気処理ユニットが存在する場合であっても、制御渋滞を発生することなく、運転を停止させる外気処理ユニット、及び／又は、運転を開始させる外気処理ユニットを選択することができる。

＜Ｄ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、運転積算時間ｔｏが、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転停止から第１リセット時間ｔｒ１が経過した後にリセットされ、停止積算時間ｔｓが、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転開始から第２リセット時間ｔｒ２が経過した後にリセットされるようになっている。このため、外気処理システム１では、運転時間や停止時間の積算処理においてハンチングを発生しないようにすることができ、これにより、ローテーション制御のための運転時間や停止時間の積算処理を適切に行うことができる。

＜Ｅ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄのすべてを停止させた場合（外気処理システム１のシステム停止）には、運転時間及び停止時間の積算を中止して、運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓをリセットせずに維持するようにしている。このため、外気処理システム１では、システム全体の長期間の停止後に運転を再開する際に、すべての外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転積算時間ｔｏや停止積算時間ｔｓがゼロになることを防ぎ、これにより、ローテーション制御を適切に行うことができる。

仮に、外気処理システム１のシステム停止時に、運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓをリセットすると、システム全体の長期間の停止後に運転を再開する際に、ユニット番号Ｎｕに基づいて選択される外気処理ユニット（ここでは、ユニット番号の小さい外気処理ユニット）ばかりが運転されるおそれがある。しかし、ここでは、上記のような運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓをリセットせずに維持する処理によって、システム停止直前の運転積算時間ｔｏ及び停止積算時間ｔｓが考慮された形になり、ローテーション制御が適切に行われる。

＜Ｆ＞
本実施形態の外気処理システム１では、上記のように、ＣＯ２センサ８の検出値に基づいて台数制限運転が行われる場合において、外気処理ユニット２０ａ〜２０ｄの運転時間を均等にすることができる。

（５）変形例
上記の実施形態におけるローテーション制御時において、運転中の外気処理ユニットが故障して停止する場合や、集中管理機器（図示せず）等からの指令によって運転中の外気処理ユニットが強制停止される場合がある。このとき、故障や強制停止によって外気処理ユニットが停止した状態を放置すると、外気処理システム１の運転能力が低下してしまう。

そこで、ここでは、ローテーション制御時において、故障や強制停止によって外気処理ユニットが停止した場合には、停止中の別の外気処理ユニットの運転を開始するようにしている。これにより、外気処理システム１の運転能力を維持することができる。

本発明は、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに対して、広く適用可能である。

１ 外気処理システム
８ ＣＯ２センサ
２０ａ〜２０ｄ 外気処理ユニット
Ｎｕ ユニット番号
ｔｏ 運転積算時間
ｔｓ 停止積算時間
ｔ１ 第１ローテーション必要積算時間
ｔ２ 第２ローテーション必要積算時間
ｔｒ１ 第１リセット時間
ｔｒ２ 第２リセット時間

特開２００７−９３１２５号公報

Claims (8)

1. 複数台の外気処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）が接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、
   前記複数台の外気処理ユニットの運転時間をそれぞれ積算して運転積算時間（ｔｏ）を得るとともに、前記複数台の外気処理ユニットの停止時間をそれぞれ積算して停止積算時間（ｔｓ）を得るようにし、
   前記外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、前記運転積算時間が最も大きい運転中の外気処理ユニットの運転を停止するとともに、前記停止積算時間が最も大きい停止中の外気処理ユニットの運転を開始するローテーション制御を行い、
   前記ローテーション制御は、前記停止積算時間が第２ローテーション必要積算時間（ｔ２）以上経過した外気処理ユニットが存在する場合に行われる、
   外気処理システム（１）。
2. 前記ローテーション制御は、前記運転積算時間（ｔｏ）が第１ローテーション必要積算時間（ｔ１）以上経過した外気処理ユニットが存在する場合に行われる、
   請求項１に記載の外気処理システム（１）。
3. 前記ローテーション制御時に、運転中の外気処理ユニットが故障した場合には、停止中の外気処理ユニットの運転を開始する、
   請求項１又は２に記載の外気処理システム（１）。
4. 前記ローテーション制御時に、運転中の外気処理ユニットが強制的に停止された場合には、停止中の外気処理ユニットの運転を開始する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の外気処理システム（１）。
5. 前記運転積算時間（ｔｏ）が同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、前記複数台の外気処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）に対して割り当てられたユニット番号（Ｎｕ）に基づいて選択された運転中の外気処理ユニットの運転を停止し、
   前記停止積算時間（ｔｓ）が同じ外気処理ユニットが複数台存在する場合には、前記複数台の外気処理ユニットに対して割り当てられたユニット番号に基づいて選択された停止中の外気処理ユニットの運転を開始する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の外気処理システム（１）。
6. 前記運転積算時間（ｔｏ）は、前記外気処理ユニットの運転停止から第１リセット時間（ｔｒ１）が経過した後にリセットされ、
   前記停止積算時間（ｔｓ）は、前記外気処理ユニットの運転開始から第２リセット時間（ｔｒ２）が経過した後にリセットされる、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の外気処理システム（１）。
7. 前記複数台の外気処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）のすべてを停止させた場合には、運転時間及び停止時間の積算を中止して、前記運転積算時間（ｔｏ）及び前記停止積算時間（ｔｓ）をリセットせずに維持する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の外気処理システム（１）。
8. 前記外気処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）の運転台数を制限した運転は、居室に設置されたＣＯ２センサ（８）の検出値に基づいて行われる、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の外気処理システム（１）。

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