JP6188939B2 - 空気調和システム - Google Patents
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Description
そこで、空気調和装置の冷媒の蒸発温度を室内空気の露点温度以上に制御することにより、不要な除湿を抑制し、省エネ性を向上させたものがある(たとえば、特許文献1参照)。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和システム100の概略図、図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和システム100の室内機系統10の冷媒回路図、図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和システム100の換気装置系統20の冷媒回路図である。なお、図3に記載のOAは室外空気、SAは給気、RAは室内空気、EAは排気のことであり、後述する図5および図7でも同様である。
この空気調和システム100は、ビルやマンションなどに設置され、冷媒を循環させる冷媒系統を利用することで冷房負荷や暖房負荷を供給できるものである。空気調和システム100は、室内機系統10および換気装置系統20の2系統の冷媒系統から構成され、それらは伝送線(図示せず)で集中コントローラ102に接続されている。また、集中コントローラ102は空気調和システム100を制御するものであり、目標室内温度(室内の設定温度)および目標室内湿度(室内の設定湿度)の設定も行う。
なお、本実施の形態1では室内機11の数を2つ、換気装置21の数を1つとしたが、それに限定されず、それぞれ他の数にしてもよい。
なお、四方弁14は冷媒流路を切り替えるためのものであるが、四方弁14ではなく二方弁、三方弁を組み合わせて冷媒流路を切り替えるようにしてもよい。
する。
換気装置21は、上記の膨張弁26および加熱器28の他、給気用送風機32と、排気用送風機33と、室内空気と室外空気との全熱交換を行う全熱交換器35と、加湿エレメント34と、室内空気の湿度を検出する湿度センサ31と、を備えている。
加熱器28は、たとえば直膨コイルで構成され、全熱交換器35で室内空気と熱交換した後の室外空気を加熱する。
加湿エレメント34は、加熱器28で加熱された室外空気を通過させることで水分を気化させて加湿する。
なお、加湿エレメント34を通過させる前に室外空気を加熱器28で加熱することにより、加湿量を増加させている。
また、換気装置21は本発明の「調湿装置」に相当する。
図5は、室外空気(OA)が換気装置21を通過する際の温度および湿度の変化を示している。換気装置21内に取り込まれた室外空気(OA)は、全熱交換器35で室内空気(RA)と熱交換することにより、温度、湿度ともに上昇して点aの位置となる。点aの空気は加熱器28で加熱され、温度のみ上昇して点bの位置となる。点bの空気は加湿エレメント34で加湿され、給気(SA)として室内に供給される。なお、加湿により給気(SA)の温度は点bから下降するが、室内空気(RA)よりも高い状態となる。
なお、本実施の形態1では、室内機系統10の室内機11は冷房運転を行い、換気装置系統20の換気装置21は加湿運転を行うものとする。
室内機系統10(の室内機11)は、室内空気の温度調整を行う役割を果たし、温度センサ41で検出された室内空気温度が、集中コントローラ102で設定された目標室内温度(室内の設定温度)になるように制御される。
なお、目標露点温度は目標室内温度および目標室内湿度から算出して求めた値を用いるのではなく、実測した値を用いてもよい。
最初はΔT=0、目標露点温度はTdp_tgt(℃)、蒸発温度はTdp_tgt+x(℃)とする。そして、室内温度が上昇するにつれΔTが次第に大きくなり、ΔTが予め決められた値ΔT1以上になったら、(目標室内湿度を下げることで)目標露点温度を予め決められた値ΔTdp(℃)だけ下げ、Tdp_tgt−ΔTdp(℃)に変更する。
なお、ΔTがΔT2以上になった後は、目標露点温度をTdp_tgt−ΔTdp(℃)、蒸発温度をTdp_tgt+x−ΔTdp(℃)のままとする。
次に、室内温度下降時の空気調和システム100の動作について説明する。
最初はΔT≧ΔT2、目標露点温度はTdp_tgt−ΔTdp(℃)、蒸発温度はTdp_tgt+x−ΔTdp(℃)とする。そして、室内温度が下降するにつれΔTが次第に小さくなり、ΔTが予め決められた値ΔT3(<ΔT1)未満になったら、目標露点温度および蒸発温度を予め決められた値ΔTdp(℃)だけ上げ、それぞれTdp_tgt(℃)、Tdp_tgt+x(℃)に戻す。
なお、ΔT3の値をΔT1未満としているのは、目標露点温度が頻繁に切り替わるのを防止するためであり、室内温度上昇時にΔT1以上になったら目標露点温度を下げるが、室内温度下降時にΔTがΔT1以下になった場合に、すぐに目標露点温度を元に戻さず、ΔTが十分小さくなってから(ΔT3未満になってから)元に戻すようにするためである。
次に、空気調和システム100の動作について図9の制御フローチャートを用いて詳細に説明する。
目標室内温度がTa_tgt、目標室内湿度がRH_tgtに設定された空気調和システム100の運転開始後(S1)、目標室内温度Ta_tgtおよび目標室内湿度RH_tgtから目標露点温度Tdp_tgtを算出する(S2)。その後、室内空気温度Taおよび室内空気湿度RHを検出し(S3)、ΔT(=Ta−Ta_tgt)を算出する(S4)。
図10は、本発明の実施の形態2に係る空気調和システム100の概略図である。
以下、本実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
Claims (10)
- 第一室外機および室内機を有し、第一冷媒が循環する第一冷媒系統を備え、
前記第一冷媒の蒸発温度が目標露点温度以上となるように制御される空気調和システムであって、
室内温度が予め決められた第一温度上昇した場合に前記目標露点温度を下げ、該目標露点温度を下げた後も前記室内温度が予め決められた第二温度上昇した場合は前記蒸発温度を下げる
空気調和システム。 - 調湿装置を備え、
前記第一冷媒系統は、第一圧縮機、第一室外熱交換器、第一膨張弁、および、室内熱交換器を有し、
前記第一室外機は、前記第一圧縮機、および、前記第一室外熱交換器を有し、
前記室内機は、前記第一膨張弁、および、前記室内熱交換器を有し、
前記室内機が冷房運転を行い、前記調湿装置が加湿運転を行う際に、
前記室内機は室内温度が目標室内温度となるように制御され、
前記調湿装置は室内湿度が目標室内湿度となるように制御される
請求項1に記載の空気調和システム。 - 第二室外機および前記調湿装置を有し、第二冷媒が循環する第二冷媒系統を備え、
前記第二冷媒系統は、第二圧縮機、第二室外熱交換器、第二膨脹弁、および、加熱器を有し、
前記第二室外機は、前記第二圧縮機、および、前記第二室外熱交換器を有し、
前記調湿装置は、前記第二膨脹弁、加熱器、および、加湿エレメントを有し、
前記加湿エレメントは、前記加熱器で加熱された空気を通過させることで水分を気化させて加湿する
請求項2に記載の空気調和システム。 - 前記目標露点温度を予め決められた温度下げることで、前記加熱器を停止させる
請求項3に記載の空気調和システム。 - 前記室内温度が予め決められた温度下降した場合に前記目標露点温度および前記蒸発温度を同時に上げる
請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気調和システム。 - 前記室内温度と前記目標室内温度との差ΔTが予め決められた前記第一温度に対応するΔT1以上になったら前記目標露点温度を予め決められたΔTdp下げる
請求項2〜5のいずれか一項に記載の空気調和システム。 - 前記ΔTが前記ΔT1より大きい予め決められた前記第二温度に対応するΔT2以上になったら前記蒸発温度を前記ΔTdp下げる
請求項6に記載の空気調和システム。 - 前記目標露点温度および前記蒸発温度を前記ΔTdp下げた状態において、
前記ΔTが前記ΔT1より小さい予め決められたΔT3未満になったら
前記目標露点温度および前記蒸発温度を前記ΔTdp上げて元の値に戻す
請求項7に記載の空気調和システム。 - 前記蒸発温度は、前記目標露点温度よりも予め決められた温度xだけ大きくなるように制御される
請求項1〜8のいずれか一項に記載の空気調和システム。 - 前記第一冷媒系統を複数有する場合において、
複数の前記第一冷媒系統のうちいずれか一つの第一冷媒の蒸発温度を下げる
請求項1〜9のいずれか一項に記載の空気調和システム。
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