JP6854896B2 - 空気調和システム、空気調和装置、運転制御方法およびプログラム - Google Patents

空気調和システム、空気調和装置、運転制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、1以上の室内機と複数の室外機が接続されたシステム、装置、運転制御方法および運転制御をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
空気調和装置には、1つの冷媒系統に複数の室内機や室外機が接続された装置がある。この装置は、室内機からの要請により複数の室外機の出力を調整し、消費電力を低減させる機能を有している。
このような複数の室外機の出力を調整する技術としては、空調負荷に応じて室外機の出力を均等分配する技術(例えば、特許文献1〜3参照)や、空調負荷に応じて室外機の運転台数を制御する技術(例えば、特許文献4、5参照)等が知られている。
特開平9−287845号公報 特開2007−292406号公報 特許第4667496号公報 特開2013−24465号公報 特開2017−187213号公報
一般に、空調効率(冷暖房効率)は、空調負荷(熱負荷)によって変動し、任意の空調負荷のときに最大効率を示す。この最大効率は、室外機の種類や動作環境によって異なる。このため、従来の技術のように、室外機の出力を均等分配したり、運転台数を制御するだけでは、最大効率から大きく離れた負荷で運転される場合があり、全体の消費電力の低減幅が小さいという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、1以上の室内機と複数の室外機が接続された空気調和システムであって、
1以上の室内機が必要とする負荷の合計値を計算する演算手段と、
演算手段により計算された負荷の合計値に応じて、各室外機に分配する負荷の割合を調整する調整手段とを含む、空気調和システムが提供される。
本発明によれば、全体の消費電力を大きく低減できる。
空気調和システムの構成例を示した図。 空気調和システムの動作を説明する図。 室外機の負荷および効率と消費電力との関係を例示した図。 各室外機の効率と負荷との関係を例示した図。 室外機制御基板のハードウェア構成を例示した図。 室外機の機能構成を例示したブロック図。 各室外機の負荷の割合を調整する処理を例示したフローチャート。 空気調和システムの冷媒系統について説明する図。 室外機の負荷を別系統の室外機も使用して調整する第1の方法について説明する図。 室外機の負荷を調整した結果を例示した図。 室外機の負荷を別の冷媒系統の室外機も使用して調整する第2の方法について説明する図。 室外機の負荷を別の冷媒系統の室外機も使用して調整する第3の方法について説明する図。 室外機の負荷を別の冷媒系統の室外機も使用して調整する第4の方法について説明する図。
図1は、空気調和システムの構成例を示した図である。空気調和システムは、同一空間内に設けられる1以上の室内機と、その空間の外部に設置される複数の室外機とを含んで構成される。ここでは、空気調和システムとして説明するが、1以上の室内機と、複数の室外機とを含む空気調和装置であってもよい。図1では、空気調和システムが、ビル等の室内10に設置された4台の室内機11と、室外に設置された4台の室外機12とから構成されている。
室内機11は、天井設置型の室内機で、室内10の空気を吸い込み、吹き出すファンと、吸い込んだ空気を温め、または冷却する熱交換器と、ファンを制御する制御基板とを備えている。また、室内機11は、吸い込み温度(室内温度)を計測する温度センサと、吹き出し温度を計測する温度センサとを備えている。
室内機11の制御基板は、ユーザが操作するリモートコントローラと通信を行い、リモートコントローラからの指令を受けて、室内機11を運転または停止し、運転モード、温度、風量等の設定や変更を行う。また、室内機11の制御基板は、室外機12と通信を行い、温度センサにより計測された室内温度や吹き出し温度、設定温度、設定風量等の情報を提供する。
室外機12は、外気を吸い込み、吹き出すファンと、吸い込んだ空気を温め、または冷却する熱交換器と、室内機11と室外機12との間で熱媒体としての冷媒を循環する圧縮機と、ファンおよび圧縮機を制御する制御基板と、各種のセンサとを備えている。
室外機12の制御基板は、リモートコントローラからの指令を、室内機11を介して受け付け、その指示により室外機12を運転または停止し、ファンおよび圧縮機を制御する。各種のセンサは、外気温を計測する温度センサ、圧縮機に供給する電流を計測するセンサ、熱媒体の流量を計測するセンサ、熱媒体の圧力を計測するセンサ等を含む。
図2は、空気調和システムの動作を説明する図である。空気調和システムは、室内の室内機11a〜11dと室外の室外機12a〜12dとが、内部を冷媒が流れる配管13により接続され、1つの冷媒系統を構成している。図2では、1本の配管13のみが示されているが、実際には、冷媒媒体が室内機11a〜11dから室外機12a〜12dへ向かう配管と室外機12a〜12dから室内機11a〜11dへ戻る配管の2本から構成される。冷媒系統は、1つに限られるものではなく、2以上であってもよい。
室内機11a〜11dの熱交換器と、室外機12a〜12dの熱交換器とは、配管13により繋がっており、冷媒が循環することにより空気と冷媒との間で熱交換を行うように構成されている。
また、室内機11a〜11dの制御基板と、室外機12a〜12dの制御基板とは、通信ケーブル14により接続され、情報のやりとりを行うように構成されている。なお、制御基板間の通信は、通信ケーブル14を使用した有線での通信に限られるものではなく、Wi-Fi等を使用した無線通信であってもよい。
室内機11a〜11dは、室内10の空気を吸い込み、空気を温め、または冷却した後、吹き出すことを繰り返し、室内10の温度が設定温度になるように制御する。室内機11a〜11dが室内温度を設定温度にするために必要とする仕事(負荷)は、室内機11a〜11dの現在の空調負荷であり、室内温度と、吹き出し温度と、設定風量とを用い、空気の比熱を1(kJ/kg℃)として計算することができる。
室外機12a〜12dは、室内機11a〜11dが必要とする負荷の合計値に対して、それぞれに分配された負荷で運転する。室外機12a〜12dのうちの1つ、例えば室外機12aの制御基板15は、空気調和システムを制御する制御装置として機能し、室内機11a〜11dが必要とする負荷を計算するために使用され、室内機11a〜11dの制御基板と通信し、室内温度と、吹き出し温度と、設定風量の情報を取得する。そして、制御基板15は、室内機11a〜11dが必要とする負荷を計算し、その合計値を計算する。
制御基板15は、各室外機12a〜12dに負荷を分配し、各室外機12a〜12dが負担する負荷を通知する。各室外機12a〜12dは、制御基板15からの通知を受けて、通知された負荷となるようにファンや圧縮機を制御する。
冷媒は、圧縮機により断熱圧縮されて高温になり、吐出される。暖房として使用する場合、圧縮機から出る高温の冷媒が、室内機11a〜11dの熱交換器へ供給される。冷房として使用する場合、圧縮機から出る高温の冷媒は、室外機12a〜12dの熱交換器へ供給され、外気との熱交換により冷却される。その後、冷媒は、膨張弁等により断熱膨張され、温度がさらに下げられる。このようにして低温となった冷媒が、室内機11a〜11dの熱交換器へ供給される。
冷媒の温度は、圧縮機の圧縮比により変化し、圧縮比が大きくなるほど高くなり、圧縮機の消費電力も大きくなる。圧縮機は、ファンに比較して圧縮比が大きく、消費電力も大きいため、システム全体の消費電力の多くを占める。
室内機11a〜11dは、供給された冷媒とファンにより吸い込まれた空気とを熱交換器で熱交換を行い、温かい空気または冷却した空気を室内10に吹き出す。熱交換された冷媒は、配管13を通して再び室外機12a〜12dへ戻される。暖房に使用された冷媒は、室外機12a〜12dの各膨張弁等で断熱膨張されて温度が下げられ、各熱交換器で外気と熱交換された後、各圧縮機へ供給される。冷房に使用された冷媒は、室外機12a〜12dの各圧縮機へ供給される。冷媒は、このように配管13で結ばれた室内機11a〜12dと室外機12a〜12dとの間を循環する。
ここでは、室内機11a〜11dが必要とする負荷の合計値の計算等を、室外機12a〜12dの1つである室外機12aの制御基板15が行うものとして説明したが、これに限られるものではない。したがって、上記の計算等は、室外機12a以外の他の室外機12b〜12dの制御基板が行ってもよいし、空気調和システムが集中コントローラを備える場合、集中コントローラが行ってもよい。また、上記の計算等は、空気調和システムが繋がるネットワークを介して接続されたサーバ装置等が行ってもよい。
室外機12a〜12dは、室内機11a〜11dが必要とする負荷の合計値に対して、負荷が分配されるが、従来では、均等に分配されていた。
図3は、室外機の消費電力と空調仕事、室外機の消費電力と室外機の効率、負荷と効率の関係を例示した図である。図3(a)が消費電力と空調仕事との関係を表した図で、図3(b)が消費電力と室外機の効率との関係を表した図で、図3(c)が負荷と効率との関係を表した図である。室外機の空調仕事は、室外機がその消費電力で単位時間あたりに移動できる熱量(kW)であり、室外機の効率は、空調仕事(kW)を消費電力(kW)で除算して得られる値である。室外機の負荷(kW)は、室外機に課せられた単位時間あたりの処理熱量であり、図3(a)における空調仕事と略等価である。
室外機の空調仕事は、図3(a)に示すように消費電力が大きくなるにつれて増加するが、徐々に増加する割合が小さくなる。室外機の効率は、図3(b)に示すようにある消費電力のときにピークを示し、それを超えると低下する。図3(b)のように室外機に割り当てられる負荷を横軸に、効率を縦軸にとったグラフでも同様に、ある負荷のときにピークを示す。
室外機は、設置する室外機の全てが同じ機種やタイプとは限らず、全てが同じ場所に設置されるとは限らない。室外機は、機種やタイプが異なれば、最大負荷に近い統一した条件での冷暖房能力(定格能力)が異なる。このため、図3(c)に示す曲線は、室外機ごとに変わってくる。
図4は、4台の室外機1〜4の効率と空調負荷との関係を例示した図である。室外機1〜4がそれぞれ異なる曲線を示す特性を有する場合において、室内機が必要とする空調負荷の合計値が、例えば48kWとする。従来の均等分配では、図4(a)に示すように室外機1〜4のそれぞれに12kWずつ分配される。このとき、室外機1〜4の消費電力は、それぞれ3kW、3kW、4kW、4kWとなり、合計消費電力が14kWとなる。この場合、室外機3の効率が他の室外機1、2、4と比較して大幅に低くなっている。
室外機1〜4の合計消費電力は、動作中の室外機1〜4の負荷の合計値が、室内機が必要とする負荷の合計値と同じであって、それぞれの効率がピークに近くなるように負荷を分配することで小さくすることができる。
そこで、室外機1、2の効率は多少低下するが、室外機3、4の効率を上げるように負荷の割合を調整し、それぞれの効率をそれぞれのピークに全体的に近づける。これにより、合計消費電力は、従来の均等分配より小さい13kWとなる。このように、室内機が必要とする負荷の合計値に応じて、室外機1〜4に分配する負荷の割合を調整することで、システム全体の消費電力を従来の均等分配に比較して低減させることができる。
図5は、室外機12aに設けられる制御基板15の構成例を示した図である。制御基板15は、室内機11a〜11dや他の室外機12b〜12dと通信を行う機能、室外機12aが備えるファンや圧縮機を制御する機能、室内機11a〜11dが必要とする負荷の合計値を計算し、室外機12a〜12dの負荷の割合を調整する機能を有する。これらの機能を実現するために、制御基板15は、一般的なコンピュータと同様のCPU20と、ROM21と、RAM22と、通信部23と、制御部24とをハードウェアとして含む。CPU20等は、バス25に接続され、バス25を介して情報等のやりとりを行う。
ROM21は、CPU20により実行されるプログラムや各種のデータ等を格納する。RAM22は、CPU20に対して作業領域を提供する。CPU20は、ROM21に格納されたプログラムをRAM22に読み出し実行することで、各種の機能を実現する。
通信部23は、通信I/Fで、室内機11a〜11dや他の室外機12b〜12dと接続し、室内機11a〜11dや他の室外機12b〜12dとの通信を実現する。制御部24は、制御I/Fで、ファンや圧縮機等と接続し、ファンや圧縮機のモータの制御を実現する。
図6は、制御基板15により実現される機能の一例を示したブロック図である。制御基板15は、各機能を機能手段により実現し、取得手段30と、演算手段31と、調整手段32と、制御手段33とを備える。制御手段33は、室外機12a〜12dが備えるファン34および圧縮機35に指示を与えて制御する。
取得手段30は、室内機11a〜11dや他の室外機12b〜12dから制御に必要な情報を取得する。制御に必要な情報としては、各室内機11a〜11dの負荷を計算するための室内温度、設定温度、設定風量等が挙げられる。
演算手段31は、取得手段30により取得された情報を用い、室内機11a〜11dが必要とする負荷を計算し、その合計値を計算する。調整手段32は、演算手段31により計算された負荷の合計値に応じて、室外機12a〜12dに分配する負荷の割合を調整する。
制御手段33は、調整手段32により調整された自己の割合の負荷となるようにファン34および圧縮機35を制御する。制御手段33は、ファン34や圧縮機35が備えるモータに供給する電流量、電流を流す方向、タイミング等を制御する。
図7は、各室外機12a〜12dの負荷の割合を調整する処理を例示したフローチャートである。この処理は、空気調和システムを起動し、室内温度が設定温度に達したことによりステップS1から開始する。ここでは、設定温度に達した後に調整処理を開始しているが、これに限られるものではなく、設定温度との差が所定の範囲内等のほぼ設定温度になった段階で開始してもよい。
ステップS2では、演算手段31が、室内機が必要とする負荷を計算し、その合計値を計算する。室内機が必要とする負荷L(kW)は、室内機の温度センサにより計測された吸い込み温度T(℃)および吹き出し温度T(℃)と、設定風量B(kg/s)等とを用い、次の式1により計算することができる。式1は、負荷が冷房負荷か、暖房負荷かによって符号が変わるので、絶対値として計算される式となっている。
Figure 0006854896
負荷の合計値Lall(kW)は、各室内機が必要とする空調負荷をL(kW)とし、動作中の室内機の数をm台とすると、次の式3により計算することができる。
Figure 0006854896
ステップS3では、調整手段32が、演算手段31により計算された負荷の合計値に応じて、室外機に分配する負荷の割合を調整する。室外機12a〜12dに分配する負荷をw(kW)とし、負荷の合計をwall(kW)とし、室外機の数をn台とすると、wallは、次の式3により表される。
Figure 0006854896
各室外機の消費電力をP(kW)とし、室外機の消費電力の合計をPall(kW)とし、室外機の負荷に依存する効率を関数で近似した負荷依存性関数をf(w)とすると、wは次の式4で表され、Pは次の式5で表される。
Figure 0006854896
Figure 0006854896
室外機の消費電力の合計Pall(kW)が最小となる状態を解析する問題として、最適化問題がある。最適化問題では、Pall(kW)を最小化する関数を目的関数とし、変数である負荷wが守るべき条件を制約条件とし、wが実数全体の集合Rに含まれるものとして、制約条件の下で、目的関数の値が最小となるwを算出する。目的関数は、式6で与えられ、制約条件は、式7で与えられる。
Figure 0006854896
Figure 0006854896
調整手段32は、このようにして各室外機12a〜12dに分配する負荷の割合を調整し、算出した各wの値を、調整された割合の各室外機12a〜12dに分配する負荷として決定する。
ステップS4では、制御手段33が、決定された各負荷になるように、各室外機12a〜12dを制御する。制御手段33は、各室外機12a〜12dのファン34や圧縮機35のモータに供給する電流量等を制御する。そして、再びステップS2へ戻り、室内機11a〜11dが必要とする負荷を計算する。
室外機12a〜12dの負荷は、各室外機12a〜12dにつき決定されるため、概して、少なくとも1台の室外機の負荷が他の室外機の負荷とは異なるように決定される。
また、ステップS2〜ステップS4の処理を繰り返して実施するため、室内機11a〜11dが必要とする負荷の合計値が変化しても、変化した値に応じて、各室外機12a〜12dに分配する負荷の割合を調整することができる。負荷の合計値は、例えば設定温度の変更や外気温の変化等により変化する。
これまで4台の室内機11a〜11dと4台の室外機12a〜12dの全てを運転するものとして説明してきたが、室内機や室外機は、負荷に応じて運転台数を変更することができる。室内機は、リモートコントローラにより起動指令を受けた機器のみが運転され、停止指令を受けた機器は運転が停止される。室外機は、各室外機の負荷の割合を調整後の合計消費電力計算値がより小さくなるように、起動する室外機の選択をしてもよい。その場合にはステップS2〜ステップS4の処理を、起動する室外機の組み合わせを変えながら繰り返し計算する。
図5に示した制御基板15は、各室外機の負荷の割合や運転台数を調整するために、各室外機の負荷に依存する効率に関する情報(効率の負荷依存性情報)を使用することができる。負荷依存性情報は、上記の負荷依存性関数を求めるための情報である。負荷依存性情報は、図6に示す調整手段32が読み出して使用するため、記憶手段36に記憶される。したがって、室外機12aは、負荷依存性情報を記憶する記憶手段36をさらに備えることができる。
空気調和システムは、予め試験を行って負荷依存性情報を取得し、記憶手段36に記憶させ、各室外機に分配する負荷の割合や運転台数を調整する際に読み出して使用することができる。しかしながら、空気調和システムは、負荷依存性情報を保持していなくても、運転中に負荷の割合や運転台数を調整するために必要な情報を取得し、その情報を使用して負荷の割合や運転台数を調整してもよい。
必要な情報としては、運転中の室外機の消費電力の割合を変化させた場合の合計の消費電力、合計の消費電流、または合計の消費電力を計算するためのパラメータ値等が挙げられる。
合計の消費電力は、最小の合計消費電力を探索する直接的な情報である。合計の消費電流は、電圧と力率が既知であれば、合計の消費電力を計算することができる。合計の消費電力を計算するためのパラメータ値としては、例えば電圧や力率等を挙げることができる。力率は、実際に消費される電力(有効電力)と、実際に消費されない電力(無効電力)を含めた、交流の電圧と電流の積で表される皮相電力との比である。
調整手段32は、運転中の室外機の合計負荷を変えないように各室外機の負荷の割合を変化させ、制御手段33が各室外機を制御し、各室外機の消費電力の割合を変化させる。取得手段30は、各室外機の制御基板から消費電力、消費電流、またはパラメータ値等を取得する。演算手段31は、取得された消費電力等から消費電力の合計値を計算する。調整手段32は、消費電力の割合を変化させ、計算された消費電力の合計値が最も小さくなる各室外機の負荷の割合を探索する。
空気調和システムは、1つの冷媒系統で構成される場合、上記のようにして、室内機が必要とする負荷を計算し、その合計値を計算し、その合計値に応じて、動作中の室外機に分配する負荷の割合を調整することで、合計の消費電力を低減させることができる。空気調和システムは、1つの冷媒系統のみに限らず、2以上の冷媒系統で構成され、ある冷媒系統の室内機を、合計消費電力を低減するために別の冷媒系統の室外機と接続できるようにしてもよい。
図8は、2以上の冷媒系統で構成される空気調和システムの構成例を示した図である。各冷媒系統は、少なくとも1台の室内機と、少なくとも1台の室外機とを含む。各冷媒系統は、配管により接続され、配管には切替手段としての弁が設けられ、いずれの冷媒系統にも繋ぎ換えることができるようになっている。
図8に示すシステムは、2つの冷媒系統で構成されている。第1系統40は、2台の室内機41、42と、1台の室外機43とから構成され、第2系統50は、2台の室内機51、52と、1台の室外機53とから構成されている。ここでは説明を容易にするために2つの冷媒系統としているが、これに限られるものではなく、3以上の熱媒系統であってもよい。また、1つの冷媒系統は、2台の室内機と1台の室外機とから構成されるものに限らず、両方が1台ずつであってもよいし、室内機が1台で、室外機が2台であってもよいし、両方が3台以上であってもよい。
第1系統40は、室内機41、42と、室外機43とが弁44を介して配管45により接続される。第2系統50は、室内機51、52と、室外機53とが弁54を介して配管55により接続される。
第1系統40と第2系統50とは、配管60により接続され、配管60には、弁61が設けられる。
第1系統40、第2系統50の系統ごとに運転する場合、弁44、54を開にし、弁61を閉にする。
第2系統50の室内機51、52が停止している場合、室外機43のみを運転してもよいし、第1系統40に室外機53を接続し、室外機43、53の2台を運転することを選択してもよい。
この場合、演算手段31は、室内機41、42が必要とする負荷の合計値を計算する。調整手段32は、計算された負荷の合計値に応じて、室外機の負荷の割合を調整する。その際、調整手段32は、選択手段としても機能し、負荷依存性情報に基づき、室外機43のみを運転するか、室外機53を接続し、室外機43、53の両方を運転するかを選択する。
具体的には、調整手段32は、室外機43、53の負荷依存性情報を参照し、演算手段31を使用して、室外機43のみを運転した場合の消費電力と、室外機53を接続し、室外機43、53の負荷の割合を調整した場合の最小の合計消費電力とを求め、消費電力を比較する。調整手段32は、比較した結果でより小さい消費電力となるほうを選択する。
ここでは、調整手段32を選択手段として機能させるものとして説明したが、これに限られるものではなく、調整手段32とは別に選択手段を設けてもよい。
図9は、第1系統40に第2系統50の室外機53を接続する第1の例を示した図である。演算手段31が計算した室内機41、42が必要とする負荷の合計値と、室外機43、53の負荷依存性情報とに基づき、室外機43、53の2台で運転したほうが、消費電力が少なくなる場合、室外機53を接続する。
そこで、制御基板15は、第1系統40に室外機53を接続するために、V2で示される閉じられた弁61を開く。弁44、54、61は、通信ケーブル14に接続された電磁弁とされ、制御基板15からの制御信号により開閉する。
図10は、室外機43のみで運転する場合の効率と負荷の関係、室外機43、53の2台で運転する場合の効率と負荷の関係を例示した図である。室外機43のみで運転する場合、過負荷での運転で、効率がピークから大きく低下している。室外機は1台のみの運転であるが、効率が低く、比較的多くの電力を消費する。
これに対し、室外機43、53の2台で運転すると、負荷が分配され、効率がピーク近くになる。室外機は2台の運転となるが、効率が高く、合計の消費電力は、1台のみの運転の場合に比較して低減させることができる。
図11は、第1系統40に第2系統50の室外機53を接続する第2の例を示した図である。図9に示す例では、第1系統40に室外機53を配管60により接続しているが、配管60のみでは、配管60が長く、途中に弁61を含むことから、圧力損失が生じ、熱媒体が室外機53へ流れにくい場合がある。すると、分配した通りの負荷で運転することができず、期待した通りに消費電力を低減させることができなくなる。
そこで、系統間を繋ぐ配管62と、配管62の途中に弁63を設け、室外機53への熱媒体の流れを制御することができる。また、室外機43、53の能力が異なり、室外機53の能力が大きい場合、室外機53へ熱媒体が多く流れようとし、1本の配管では負担がかかり過ぎるため、2本の配管60、62で分担し、負担を平準化することができる。
図12は、第1系統40に第2系統50の室外機53を接続する第3の例を示した図である。図12に示す例では、第1系統40が、2台の室内機41、42と、2台の室外機43、46で構成され、第2系統50も、2台の室内機51、52と、2台の室外機53、56で構成されている。
第1系統40では、室外機43、46を運転し、第2系統50では、室外機56のみを運転している。このため、室内機41、42と、室外機43、46とを繋ぐ配管に設けられた弁44、48は、開とされ、室外機43、46と第2系統50とを繋ぐ配管に設けられた弁47、49は、閉とされている。また、室内機51、52と、室外機53、56とを繋ぐ配管に設けられた弁54は、閉とされ、弁58は、開とされ、室外機53、56と第1系統40とを繋ぐ配管に設けられた弁57、59は、閉とされている。
例えば、室外機43が、ファン、圧縮機のモータや制御基板に異常が発生し、作動しなくなった場合、制御基板15は、室外機43との通信により故障を検知する。このため、制御基板15は、故障を検知するための検知手段をさらに備える。検知手段は、室外機と定期的に通信を行い、例えば一定時間内に室外機から応答がない場合、その室外機に故障が発生したことを検知する。
調整手段32は、室外機43の故障の検知を受けて、室内機41、42と室外機43とを繋ぐ配管に設けられた弁44を閉じ、第1系統40から切り離す。
第2系統50では、室外機56のみが使用され、室外機53は使用されていない。このため、室内機51、52と室外機53とを繋ぐ配管に設けられた弁54と、第1系統40と第2系統50とを繋ぐ配管に設けられた弁57は、閉とされている。調整手段32は、第1系統40に、使用されていない室外機53を接続するべく、閉じられた弁57を開く。
このときも、室外機46のみの運転と、室外機46と室外機53の2台での運転とで、消費電力が、どちらが小さいかを確認し、2台での運転のほうが小さい場合、弁57を開き、室外機53を第1系統40に接続することができる。
図13は、第1系統40に第2系統50の室外機53を接続する第4の例を示した図である。室外機43、53の累積運転時間が、例えば室外機43は10000時間、室外機53は3000時間で、第2系統50が不使用である場合、累積運転時間に差があることから、室外機43から室外機53へ切り替えることができる。
このため、制御基板15は、記憶手段36に各室外機43、53の累積運転時間の情報を記憶させ、累積運転時間の情報に基づき、選択手段として機能する調整手段32に切り替えるかどうかを選択させることができる。制御基板15は、切り替える場合、閉じている弁61を開く。これにより、累積運転時間を平準化させ、室外機の寿命を延ばすことができる。
以上のようにして、各室外機に分配する負荷の割合を調整することで、従来の均等分配に比較して、全体の消費電力を低減させることができ、その結果、全体の消費電力の低減幅を大きくすることができる。
これまで本発明の空気調和システム、装置、方法およびプログラムについて上述した実施形態をもって詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。したがって、上記のプログラムが記録された記録媒体等のプログラム製品も、本発明の範囲に含まれるものである。
10…室内
11、11a〜11d…室内機
12、12a〜12d…室外機
13…配管
14…通信ケーブル
15…制御基板
20…CPU
21…ROM
22…RAM
23…通信部
24…制御部
25…バス
30…取得手段
31…演算手段
32…調整手段
33…制御手段
34…ファン
35…圧縮機
36…記憶手段
40…第1系統
41、42…室内機
43、46…室外機
44、47〜49…弁
45…配管
50…第2系統
51、52…室内機
53、56…室外機
54、57〜59…弁
55…配管
60、62…配管
61、63…弁

Claims (6)

  1. 1以上の室内機と複数の室外機が接続された空気調和システムであって、
    前記1以上の室内機の負荷の合計値を計算する演算手段と、
    前記演算手段により計算された前記負荷の合計値と前記各室外機に分配する負荷の合計値とが等しい条件の下で、前記各室外機に分配する負荷を該各室外機の負荷に依存する効率で除算して得られる該各室外機の消費電力を合計した値が最小となるように前記各室外機に分配する負荷の割合を調整する調整手段と、
    前記各室外機の負荷に依存する効率の情報を記憶する記憶手段と
    を含み、
    前記複数の室外機は、それぞれ定格能力が異なり、
    前記調整手段は、前記負荷の合計値と前記記憶手段に記憶された前記効率の情報とを用いて、前記各室外機に分配する負荷の割合と前記室内機の運転台数とを調整する、空気調和システム。
  2. 少なくとも1つの室内機と少なくとも1つの室外機とから構成される系統を2以上有し、
    前記各室外機の負荷に依存する効率の情報に基づき、前記各室外機を前記2以上の系統のいずれに接続するかを選択する選択手段を含む、請求項に記載の空気調和システム。
  3. 前記各室外機が接続される系統を切り替えるための複数の切替手段を含み、
    前記切替手段は、前記室外機に異常が発生した場合、該室外機を前記系統から切り離し、正常に動作する室外機を該系統に接続する、請求項に記載の空気調和システム。
  4. 1以上の室内機と複数の室外機とから構成される空気調和装置であって、
    前記1以上の室内機の負荷の合計値を計算する演算手段と、
    前記演算手段により計算された前記負荷の合計値と前記各室外機に分配する負荷の合計値とが等しい条件の下で、前記各室外機に分配する負荷を該各室外機の負荷に依存する効率で除算して得られる該各室外機の消費電力を合計した値が最小となるように前記各室外機に分配する負荷の割合を調整する調整手段と
    前記各室外機の負荷に依存する効率の情報を記憶する記憶手段と
    を含み、
    前記複数の室外機は、それぞれ定格能力が異なり、
    前記調整手段は、前記負荷の合計値と前記記憶手段に記憶された前記効率の情報とを用いて、前記各室外機に分配する負荷の割合と前記室内機の運転台数とを調整する、空気調和装置。
  5. 1以上の室内機と複数の室外機が接続された空気調和システムの運転を制御装置により制御する方法であって、前記複数の室外機は、それぞれ定格能力が異なり、前記制御装置は、前記各室外機の負荷に依存する効率の情報を記憶する記憶手段を含み、
    前記制御装置が前記1以上の室内機の負荷の合計値を計算するステップと、
    計算された前記負荷の合計値と前記各室外機に分配する負荷の合計値とが等しい条件の下で、前記制御装置が、前記負荷の合計値と前記記憶手段に記憶された前記効率の情報とを用いて、前記各室外機に分配する負荷を該各室外機の負荷に依存する効率で除算して得られる該各室外機の消費電力を合計した値が最小となるように前記各室外機に分配する負荷の割合と前記室内機の運転台数とを調整するステップと
    を含む、運転制御方法。
  6. 請求項に記載の運転制御方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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