JP6433598B2 - 空調システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの構成を示すブロック図である。図2は、図1の空調システムが有するエアハンドリングユニットの具体的構成を示す模式図である。図3は、図1の空調システムが有する室外機の構成を示す模式図である。
(1)室外機40の運転台数を最小にする。
(2)インタフェース50に接続された室外機40のうち、より小さい容量の室外機40を動作させて、総要求能力を満足させる。
(3)各圧縮機43の累積運転時間をモニタし、各圧縮機43の累積運転時間が均一となるように、運転させる室外機40を選定する。
(4)異常が発生した室外機40は台数制御の対象から外す。
(5)最大運転周波数による圧縮機43の運転を避ける。
(3)に係る制御は、特定の圧縮機43が運転を続けることを避け、各圧縮機43の寿命の均一化を図ることにより、空調システム90全体としての寿命を延ばすためのものである。
(4)に係る制御は、異常が発生している室外機40を継続して運転させることがないように、異常状態にある室外機40への運転の要求を遮断し、当該室外機40の更なる状態悪化及び二次被害等を未然に防ぐためのものである。
(5)に係る制御は、圧縮機43を最大運転周波数にて駆動した場合に、圧縮機43の性能が低下することが一般的に知られていることを踏まえ、各圧縮機43の負荷が最大限にまで上がった状態での運転を避けるためのものである。
すなわち、空調システム90によれば、以上(1)〜(5)に係る台数制御を実行することにより、空調システム90の信頼性を向上することができる。
AHUコントローラ30から受信する要求能力割合が0%の場合、ステップS101からステップS102に進む。すなわち、台数制御部54は、全ての室外機40A〜40Cを停止させ、全ての室外機40A〜40Cが停止状態となる。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が10%(総要求能力が2.5kW)となった場合、各室外機40A〜40Cに異常はないため、図4のステップS105へと進む。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が20%(総要求能力が5kW)となった場合、台数制御部54は、要求能力割合が10%の場合と同様に演算し、室外機40Cによって必要能力である5kWを満たすように制御する。すなわち、親インタフェース50Aは、室外機40Cに接続された子インタフェース50Cと連携して、室外機40Cに備わる圧縮機43が最大運転周波数で駆動するように制御する。このように、一台の室外機40によって総要求能力を満足することができる場合に、台数制御部54は、上記(5)に係る制御よりも、上記(1)に係る制御を優先し、室外機40の運転台数が最小となるように制御する。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が30%(総要求能力が7.5kW)となった場合、要求能力割合が10%の場合と同様に、ステップS105まで進み、台数制御部54は、室外機40Aが優先的に選択されるように処理する。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が40%(総要求能力が10kW)となった場合、台数制御部54は、要求能力割合が30%の場合と同様に演算し、室外機40Cに備わる圧縮機43が最大運転周波数で運転するように制御する。このように、一台の室外機40によって総要求能力を満足することができる場合に、台数制御部54は、上記(5)に係る制御よりも、上記(1)に係る制御を優先し、室外機40の運転台数が最小となるように制御する。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が50%(総要求能力が12.5kW)となった場合、台数制御部54は、要求能力割合が30%の場合と同様に、ステップS105まで進み、室外機40Aが優先的に選択されるよう処理する。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が60%(総要求能力が15kW)の場合、台数制御部54は、要求能力割合が50%の場合と同様、一台目に室外機40Aを選定し、室外機40Aの必要能力を容量の80%(8kW)に設定する。次に、ステップS109において、台数制御部54は、新たな総要求能力を7kW(15kW−8kW=7kW)とする。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が70%(総要求能力が17.5kW)の場合、台数制御部54は、要求能力割合が60%の場合と同様の演算を行う。すなわち、台数制御部54は、室外機40Aが必要能力である8kWを発揮し、室外機40Bが必要能力である9.5kWを発揮するように、各々の圧縮機43の運転周波数を決定し、室外機40A及び室外機40Bを制御する。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が80%(総要求能力が20kW)の場合、要求能力割合が50%の場合と同様に、台数制御部54は、ステップS106において、室外機40Aを選択し、ステップS108において、室外機40Aの必要能力を8kWとする。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が90%(総要求能力が22.5kW)の場合、台数制御部54は、要求能力割合が80%の場合と同様に、室外機40Aを選定する。ただし、総要求能力である90%は、上限割合(80%)を超えているため、台数制御部54は、ステップS108において、一台目に選定する室外機40A及び二台目に選定する室外機40Bの必要能力を、双方共に10kW(100%)とする。その他の処理については、要求能力割合が80%の場合と同様に実行される。すなわち、台数制御部54は、室外機40Cの必要能力を2.5kWとする。
AHUコントローラ30からの要求能力割合が100%(総要求能力が25kW)の場合、台数制御部54は、要求能力割合が90%の場合と同様に演算し、室外機40A〜40Cのそれぞれに備わる圧縮機43が、何れも最大周波数で駆動するように制御する。
従来の空調システムには、圧縮機を含む一台の室外機と、AHUの熱交換器とにより構成されたヒートポンプサイクルを熱源として使用しているものがある。ここで、一台の室外機によって発揮できる最小能力は、一般に、容量の40%程度であることが知られている。このため、圧縮機がON−OFFサイクル運転することなく、圧縮機の連続運転にて対応できる運転能力の最小値は、40%程度(表1の例の場合は10kW程度)である。すなわち、従来の空調システムでは、室外機に必要とされる必要能力が容量の40%未満の場合、該必要能力が室外機の最小能力よりも小さいため、圧縮機を連続運転すると能力過多となることから、圧縮機がON−OFFサイクル運転を実行しなければならない。すなわち、従来のように、一台の室外機を有する空調システムでは、総要求能力が40%(表1の例では10kW)を境に、圧縮機がON−OFFサイクル運転を行うこととなる。
図5は、本発明の実施の形態2に係る空調システム190の構成を示すブロック図である。空調システム190は、台数制御を担う台数制御部54が、複数の室外機40A〜40Cに関する操作を受け付けるリモートコントローラ60に設けられている点に特徴がある。図5に基づき、空調システム190の構成のうち、特に前述した実施の形態1における空調システム90とは異なる構成内容について説明する。実施の形態1と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明を省略する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る空調システム290の構成を示すブロック図である。空調システム290は、台数制御を担う台数制御部54が、AHUコントローラ30と各室外機40A〜40Cとの間の情報通信を中継する一台のインタフェース250に設けられている点に特徴がある。図6に基づき、空調システム290の構成のうち、特に上述した実施の形態1における空調システム90とは異なる構成内容について説明する。実施の形態1及び2と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
図7は、本発明の実施の形態4に係る空調システム390の構成を示すブロック図である。空調システム390は、台数制御を担う台数制御部54が、AHUコントローラ30に設けられている点に特徴がある。図7に基づき、空調システム390の構成のうち、特に上述した実施の形態1における空調システム90とは異なる構成内容について説明する。実施の形態1〜3と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
図8は、本発明の実施の形態5に係る空調システム490の構成を示すブロック図である。空調システム490は、台数制御を担う台数制御部54が、AHUコントローラ30に設けられている点に特徴がある。図8に基づき、空調システム490の構成のうち、特に上述した実施の形態1における空調システム90とは異なる構成内容について説明する。実施の形態1〜4と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
Claims (17)
- 圧縮機、室外熱交換器、及び減圧装置をそれぞれ有する複数の室外機と、
建物内外の空気を入れ換えて換気する流路が形成されたケーシング、及び前記ケーシング内に設けられ、前記流路を流れる空気が通過する熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
複数の前記室外機の運転状態を制御する台数制御部と、
を有し、
複数の前記室外機と前記エアハンドリングユニットとが冷媒配管で接続されて、前記圧縮機、前記熱交換器、前記減圧装置、及び前記室外熱交換器をそれぞれ有する複数のヒートポンプサイクルが構成され、
前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷及び複数の前記室外機の個々の容量をもとに、運転させる前記室外機の台数が最小となるように、複数の前記室外機の中から少なくとも一台の前記室外機を選定し、選定した前記室外機を運転させるものである空調システム。 - 前記台数制御部は、
前記エアハンドリングユニットの負荷から、複数の前記室外機の全体に発揮させる合計必要能力を求め、複数の前記室外機の容量と前記合計必要能力との比較を、容量の小さい前記室外機から順に実行し、前記合計必要能力以上の容量を有する前記室外機が存在すれば、当該室外機を運転させる前記室外機として選定するものである請求項1に記載の空調システム。 - 前記台数制御部は、
前記合計必要能力以上の容量を有する前記室外機が存在しなければ、容量の最も大きい前記室外機を選定すると共に前記合計必要能力を更新し、更新後の前記合計必要能力をもとに、運転させる残りの前記室外機を選定するものである請求項2に記載の空調システム。 - 前記台数制御部は、
前記合計必要能力を満たすように、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に発揮させる必要能力を求め、前記必要能力に応じて、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項2又は3に記載の空調システム。 - 前記台数制御部は、
前記合計必要能力が上限閾値以下の場合は、複数の前記室外機の中から選定した前記室外機の容量に対する割合が上限割合を超えないように当該室外機の前記必要能力を求めるものである請求項4に記載の空調システム。 - 複数の前記室外機は、容量が同じである二台以上の前記室外機を含んでいる請求項1〜5の何れか一項に記載の空調システム。
- 前記台数制御部は、
同じ容量である前記室外機の各々に備わる前記圧縮機の累積運転時間を比較し、前記累積運転時間の短い前記圧縮機を備えた前記室外機から順に優先して運転させるように優先順位を設定し、前記優先順位に従って、運転させる前記室外機を選定するものである請求項6に記載の空調システム。 - 複数の前記室外機は、それぞれ容量が異なっている請求項1〜5の何れか一項に記載の空調システム。
- 前記台数制御部は、異常状態にある前記室外機を、運転させる前記室外機を選定する際の選択肢から除外するものである請求項1〜8の何れか一項に記載の空調システム。
- 前記台数制御部は、
複数の前記室外機のそれぞれに発揮させる運転能力の合計が、予め設定された下限閾値以上となるように、運転させる前記室外機に備わる前記圧縮機の運転周波数を決定するものである請求項1〜9の何れか一項に記載の空調システム。 - 前記台数制御部は、
暖房運転中において、外気温度が低基準温度以下である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項1〜10の何れか一項に記載の空調システム。 - 前記台数制御部は、
冷房運転中において、外気温度が高基準温度以上である場合、複数の前記室外機の全てを運転させるものである請求項1〜11の何れか一項に記載の空調システム。 - 前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
を有し、
前記台数制御部は、前記インタフェースに設けられている請求項1〜12の何れか一項に記載の空調システム。 - 前記インタフェースは、複数の前記室外機ごとに設けられ、
前記台数制御部は、複数の前記インタフェースのうちの一台に設けられている請求項13に記載の空調システム。 - 前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラと、
前記コントローラと複数の前記室外機との間の情報通信を中継するインタフェースと、
前記インタフェースに接続され、複数の前記室外機に関する操作を受け付けるリモートコントローラと、
を有し、
前記台数制御部は、前記リモートコントローラに設けられている請求項1〜12の何れか一項に記載の空調システム。 - 複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、前記コントローラに設けられている請求項1〜12の何れか一項に記載の空調システム。 - 複数の前記室外機に接続され、前記エアハンドリングユニットの動作を制御するコントローラを有し、
前記台数制御部は、複数の前記室外機のうちの一台に設けられている請求項1〜12の何れか一項に記載の空調システム。
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