JP6860107B1 - 空気処理システム - Google Patents
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Abstract
Description
(1−1)空気処理システム
図1に示されているように、空気処理システム1は、空気処理ユニット10と、給気ファンユニット20と、排気ファンユニット30とを備え、図2に示されているように、コントローラ40を備えている。図1には、建物BLの1フロアの天井裏に配置された空気処理システム1が示されている。空気処理ユニット10は、ユニット内を通過する空気に対して所定の処理を行うユニットである。所定の処理には、空気の中の塵埃を除去するフィルタリング、空気の温度の変更、空気の湿度の変更、空気の中の所定の化学成分を除去するフィルタリング、空気の中の所定の病原体を除去するフィルタリングが含まれる。塵埃には、例えば、花粉、黄砂、PM2.5が含まれる。所定の化学成分には、例えば、臭気物質が含まれる。
排気ファンユニット30は、室内SIから室内空気RAを空気処理ユニット10に送り、且つ空気処理ユニット10で処理された室内空気RAを室外SOに送る。言い換えると、排気ファンユニット30が駆動して送風することで、室内SIから空気処理ユニット10を経由して室外SOに流れる空気の流れが発生する。空気処理システム1から室外SOに排気される空気が、排出空気EAである。
(2−1)空気処理システム1の空気流路
図2に示されているように、空気処理システム1は、外気ダクト50と給気ダクト60と還気ダクト70と排気ダクト80とを備えている。外気ダクト50と給気ダクト60と還気ダクト70と排気ダクト80は、空気処理ユニット10に接続されている。
各給気ファンユニット20は、各給気ダクト60に接続されている。図1に示されている空気処理システム1では、3つの分岐ダクト62の各々に給気ファンユニット20が接続されている。ここでは、各給気ファンユニット20が各分岐ダクト62の途中に接続されているが、接続される位置は分岐ダクト62の途中には限られない。例えば、吹出口2の近傍の分岐ダクト62の端部に接続されてもよい。
この実施形態の空気処理ユニット10は、全熱交換器である。図2から図4に示されているように、空気処理ユニット10は、ハウジング11、全熱交換エレメント12、第1フィルタ13、第2フィルタ14を有している。ハウジング11は、内部に、略四角柱形状の全熱交換エレメント12を収容している。ハウジング11には、外気ダクト50に接続するための開口11a、給気ダクト60に接続するための開口11b、還気ダクト70に接続するための開口11c、及び排気ダクト80に接続するための開口11dが設けられている。
複数の給気ファンユニット20は、それぞれ、図6に示されているように、ユニットケーシング21と、第1ファン22と、第1風量検出部23と、ファンコントローラ24とを備えている。複数の排気ファンユニット30は、それぞれ、図6に示されているように、ユニットケーシング31と、第2ファン32と、第2風量検出部33と、ファンコントローラ34とを備えている。各ユニットケーシング21は、吸気口26と吹出口27を有している。ユニットケーシング21は、吸気口26から入って吹出口27より出る空気が通過する所定形状の空間を有する筐体である。各ユニットケーシング21の吸気口26は、空気処理ユニット10に連通するように接続されている。各ユニットケーシング21の吹出口27には、各第1ファン22の吹出口が接続される。第1ファン22から吹出された調和空気は、吹出口2から吹出される。各ユニットケーシング31は、吸気口36と吹出口37を有している。ユニットケーシング31は、吸気口36から入って吹出口37より出る空気が通過する所定形状の空間を有する筐体である。各ユニットケーシング31の吸気口36は、各吸込口3に連通するように接続されている。各ユニットケーシング31の吹出口37には、各第2ファン32の吹出口が接続される。第2ファン32から吹出された室内空気RAは、空気処理ユニット10を介して開口部5から吹出される。説明を分かりやすくするため、各給気ファンユニット20と各排気ファンユニット30の構成に同じものを用いる場合について以下説明するので、以下では、給気ファンユニット20について説明して排気ファンユニット30の説明を省略する場合がある。しかし、例えば、ユニットケーシング21,31、第1ファン22と第2ファン32、第1風量検出部23と第2風量検出部33のうちの少なくとも一つを複数の給気ファンユニット20及び複数の排気ファンユニット30で異ならせて、複数の給気ファンユニット20及び複数の排気ファンユニット30の構成を異なるものとすることはできる。
図8に示されているように、コントローラ40が、メインコントローラ41と、ファンコントローラ24,34とを含んでいる。メインコントローラ41は、複数のファンコントローラ24,34に接続されている。メインコントローラ41は、各ファンコントローラ24,34を介して各リモートコントローラ160に接続されている。リモートコントローラ160は、例えば、吹出口2或いは吹出口2と吸込口3の両方に対応しており、給気ファンユニット20と排気ファンユニット30に接続されている。ここでは、リモートコントローラ160がファンコントローラ24,34を介してメインコントローラ41に接続される場合について説明しているが、リモートコントローラ160を直接メインコントローラ41に接続してもよい。また、ここでは、メインコントローラ41と複数のファンコントローラ24,34と複数のリモートコントローラ160が、有線で接続されている場合を示しているが、これらの全てまたは一部が無線通信によって接続されてもよい。
(3−1)
以上説明したように、空気処理システム1では、コントローラ40が、給気ファンユニット20の第1風量検出部23の第1検出値に基づいて第1ファン22の回転数を制御でき、排気ファンユニット30の第2風量検出部33の第2検出値に基づいて第2ファン32の回転数を制御できる。その結果、空気処理システム1においては、風量の変更が必要なときに、給気ファンユニット20と排気ファンユニット30により、必要に応じた適切な風量の変更を行うことができる。
給気ファンユニット20には、第1制御部であるファンコントローラ24が設けられ、排気ファンユニット30には、第2制御部であるファンコントローラ34が設けられている。これらファンコントローラ24,34が、第1ファン22及び第2ファン32の風量を指示する第1指示値及び第2指示値を給気ファンユニット20及び排気ファンユニット30の外から受信する。そして、第1指示値及び第2指示値と第1検出値及び第2検出値とに基づいて第1ファン22及び第2ファン32の回転数を制御するファンコントローラ24,34が設けられていることで、給気ファンユニット20と排気ファンユニット30の設置時及び増設時の制御系統の構築が容易になる。
上述の空気処理システム1は、同一の空気処理ユニット10に給気ファンユニット20と排気ファンユニット30が接続されていることで、メインコントローラ41から第1指示値及び第2指示値を受け取る。受け取った第1指示値及び第2指示値を用いることで、給気ファンユニット20及び排気ファンユニット30のファンコントローラ24,34は、第1指示値及び第2指示値を算出する必要がなくなり、制御の負荷が軽減される。
複数の排気ファンユニット30は、第1排気ファンユニット30aと第2排気ファンユニット30bを含んでいる。第1排気ファンユニット30aが第1分岐ダクト72aに接続され、第2排気ファンユニット30bが第2分岐ダクト72bに接続されている。そのため、排気の負荷を第1排気ファンユニット30aと第2排気ファンユニット30bに分けて負担させることができ、1台当たりの風量を減らして、排気ファンユニット30で発生する騒音を低減することができる。なお、第1分岐ダクト72aが第1還気ダクトの例であり、第2分岐ダクト72bが第2還気ダクトの例である。
複数の給気ファンユニット20は、第1給気ファンユニット20aと第2給気ファンユニット20bと第3給気ファンユニット30cを含んでいる。第1給気ファンユニット20aが第1分岐ダクト62aに接続され、第2給気ファンユニット20bが第2分岐ダクト62bに接続され、第3給気ファンユニット20cが第3分岐ダクト62cに接続されている。そのため、給気の負荷を第1給気ファンユニット20aと第2給気ファンユニット20bと第3給気ファンユニット20cとに分けて負担させることができ、1台当たりの風量を減らして、給気ファンユニット20で発生する騒音を低減することができる。なお、第1分岐ダクト62aが第1給気ダクトの例であり、第2分岐ダクト62bが第2給気ダクトの例である。
(4−1)変形例A
上記実施形態では、一つの室内SI(一つのフロア)に対して、複数の給気ファンユニット20と複数の排気ファンユニット30が設けられている場合について説明した。しかし、複数の給気ファンユニット20と複数の排気ファンユニット30の配置は、図1に示されているような一つの室内SIに対する配置には限られない。
上記実施形態では、給気ファンユニット20が給気ダクト60に接続され、排気ファンユニット30が還気ダクト70に接続されている場合を例に挙げて説明した。しかし、給気ファンユニット20が接続されるダクトは、給気ダクト60には限られない。例えば、図10に示されているように、給気ファンユニット20が外気ダクト50に接続されてもよい。また、排気ファンユニット30が接続されるダクトは、還気ダクト70には限られない。例えば、図10に示されているように、排気ファンユニット30が排気ダクト80に接続されてもよい。この場合、1または複数の給気ファンユニット20が給気ダクト60に接続され、排気ファンユニット30が排気ダクト80に接続されるように構成されてもよい。
上記実施形態では、空気処理ユニット10が全熱交換エレメント12を備える全熱交換器である場合について説明したが、空気処理ユニット10は、全熱交換器に限られない。空気処理ユニット10が加湿機及び/または除湿機を備えるものであってもよい。また、空気処理ユニット10は、フィルタを備える換気装置であってもよい。また、空気処理ユニット10は、ヒータ及び/または冷却装置を有していてもよい。ただし、いずれの場合であっても、空気処理ユニット10は、送風機能を有さない構成である。
空気処理ユニット10は、吸湿材付きの第1熱交換器と、吸湿材付きの第2熱交換器と、第1熱交換器と第2熱交換器との間で冷媒を循環させる圧縮機と、冷媒の循環方向を変更するための四方弁と、第1熱交換器と第2熱交換器の間に設けられた膨張弁とを備える調湿外気処理機であってもよい。この調湿外気処理機は、第1状態と第2状態とを切り替えることができる。調湿外気処理機は、第1状態では、第1熱交換器に室外空気を通して供給空気を生成するとともに第2熱交換器に室内空気を通して排出空気を生成する。調湿外気処理機は、第2状態では、第2熱交換器に室外空気を通して供給空気を生成するとともに第1熱交換器に室内空気を通して排出空気を生成する。例えば、第1熱交換器及び第2熱交換器には、吸湿材が直接塗布されている。吸湿材は、必要な熱を第1熱交換器及び第2熱交換器から直接得て、水分の吸着と放出を行う。圧縮機と第1熱交換器と第2熱交換器と膨張弁とはヒートポンプを構成する。圧縮機と第1熱交換器と第2熱交換器と膨張弁とを接続した回路において蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。
上記実施形態の空気処理システム1では、全熱交換エレメント12と吹出口2との間に、熱交換器を設けて、全熱交換エレメント12による熱の回収と同時に供給空気の冷却を行ってもよい。熱交換器は、例えば通過する空気を冷却することができる直膨コイルである。この直膨コイルは空気処理ユニット10の中に組み込まれてもよい。
上記実施形態では、空気処理システム1が、複数の給気ファンユニット20と複数の排気ファンユニット30を備える場合について説明した。しかし、空気処理システム1は、1つの給気ファンユニット20と1つの排気ファンユニット30を備えるものであってもよい。1つの給気ファンユニット20と1つの排気ファンユニット30を備える空気処理システムでは、給気ファンユニット20が外気ダクト50または給気ダクト60に設けられ、排気ファンユニット30が還気ダクト70または排気ダクト80に設けられる。
上記実施形態では、空気処理システム1において、メインコントローラ41とファンコントローラ24,34が分離されている場合について説明した。しかし、メインコントローラ41とファンコントローラ24,34が分離されていなくてもよい。例えば、メインコントローラ41とファンコントローラ24,34の機能をまとめて有する一つの集中コントローラを、空気処理システム1が備えるように構成してもよい。この場合、例えば、集中コントローラが、第1指示値及び第2指示値を算出し、第1指示値及び第2指示値に基づいて給気ファンユニット20と排気ファンユニット30とを制御するように構成してもよい。
上記実施形態では、空気処理ユニット10が静止型全熱交換器である場合を例に挙げて説明したが、空気処理ユニット10には回転型全熱交換器を用いてもよい。
上記実施形態では、室内SIの空気を処理するためのシステムとして、空気処理システム1だけが示されている。しかし、空気処理システム1は、後述する空気調和システムK1と組み合わせて空調対象空間である室内SIの空気の処理を行うように構成されてもよい。
図11に示されている空気調和システムK1は、空調対象空間である室内SIに調和空気を供給するシステムである。空気調和システムK1は、図11に示されているように、熱交換器ユニットK10と、複数のダクトK20と、複数の空調用ファンユニットK30と、空調用コントローラK300(図5参照)とを備えている。空気調和システムK1は、熱交換器ユニットK10での熱交換によって調和空気を生成し、生成した調和空気を複数の分配流路を介して室内SIに供給する。複数のダクトK20の各々は複数の分配流路のうちの一つに配置される。複数の空調用ファンユニットK30の各々は複数の分配流路のうちの一つに配置される。なお、複数のダクトK20を区別する場合には、ダクトK20aのようにアルファベットの添え字を付して表す。ここでは、ダクトK20として、4つのダクトK20a〜K20dが示されている。また、空調用ファンユニットK30として、4台の空調用ファンユニットK30a〜K30dが示されている。また、吹出口ユニットK70、空調用リモートコントローラK60として、それぞれ4つの吹出口ユニットK70a〜K70d、空調用リモートコントローラK60a〜K60dが示されている。複数の吹出口ユニットK70a〜K70dの各々は複数の分配流路のうちの1つに配置される。
(4−9−2−1)熱交換器ユニットK10
熱交換器ユニットK10は、利用側熱交換器K11と、利用側熱交換器K11を収納する中空のハウジングK12と、空調用メインコントローラK40とを備えている。ハウジングK12は、吸込口K81に接続される1つの空気入口K12aと、複数のダクトK20に接続される複数の空気出口K12bとを有している。ここでは、空気入口K12aが1つの場合を示しているが、空気入口K12aは複数設けられてもよい。利用側熱交換器K11は、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器であり、伝熱フィンの間を通過する空気と、伝熱管の中を流れる冷媒の間で熱交換が行なわれる。空気入口K12aから吸い込まれる空気が利用側熱交換器K11を通過するときに、利用側熱交換器K11を通過する冷媒(熱媒体)と空気との間で熱交換が行なわれ、調和空気が生成される。利用側熱交換器K11で生成された調和空気は、空気出口K12bから各ダクトK20a〜K20bに吸い込まれる。
調和空気を分配する機能を有する複数のダクトK20は、熱交換器ユニットK10の複数の空気出口K12bと複数の空調用ファンユニットK30とを接続している。ここでは、各空調用ファンユニットK30と各吹出口ユニットK70が直接接続されている場合について説明するが、空調用ファンユニットK30と吹出口ユニットK70との間にもダクトK20が配置され、空調用ファンユニットK30と吹出口ユニットK70がダクトK20で接続されてもよい。
各空調用ファンユニットK30が備える送風ファンK32には、例えば遠心ファンを用いることができる。送風ファンK32として用いられる遠心ファンには、例えばシロッコファンがある。各空調用ファンユニットK30が備えるケーシングK31には、吸気口K36と排出口K37を有している。各ケーシングK31の吸気口K36には、各ダクトK20の他端K22が接続されている。各ケーシングK31の排出口K37には、各送風ファンK32の吹出口が接続されるとともに、対応する吹出口ユニットK70が接続される。送風ファンK32から吹出された調和空気は、吹出口ユニットK70の中を通って、吹出口K71から吹出される。
熱源ユニットK50は、熱交換器ユニットK10の利用側熱交換器K11の熱交換に要する熱エネルギーを供給する。図11に示されている空気調和システムK1では、熱源ユニットK50と熱交換器ユニットK10との間で冷媒が循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行なわれる。熱源ユニットK50と熱交換器ユニットK10は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍サイクル装置を構成している。図11に示された例では、熱源ユニットK50が建物BLの外に置かれ、外気を熱源としているが、熱源ユニットK50の配置箇所は建物BLの外には限られない。
冷房運転時には、圧縮機K51で圧縮されたガス冷媒が、四方弁K54を通って熱源側熱交換器K52に送られる。この冷媒は、熱源側ファンK55によって流れる空気に熱源側熱交換器K52で放熱し、膨張弁K53で膨張して減圧され、ユニット内冷媒配管K57と冷媒連絡配管K91とユニット内冷媒配管K131とを通って利用側熱交換器K11に送られる。膨張弁K53から送られてきた低温低圧の冷媒は、利用側熱交換器K11で熱交換を行って吸込口K81から送られてきた空気から熱を奪う。利用側熱交換器K11で熱交換を終えたガス冷媒または気液二相の冷媒は、ユニット内冷媒配管K132と冷媒連絡配管K92とユニット内冷媒配管K58及び四方弁K54を通って圧縮機K51に吸入される。利用側熱交換器K11で熱を奪われた調和空気が、複数のダクトK20、複数の空調用ファンユニットK30及び複数の吹出口K71を通って室内SIに吹出されることにより、室内SIの冷房が行われる。
暖房運転時には、圧縮機K51で圧縮されたガス冷媒が、四方弁K54及びユニット内冷媒配管K58と冷媒連絡配管K92とユニット内冷媒配管K132を通って利用側熱交換器K11に送られる。この冷媒は、利用側熱交換器K11で熱交換を行って吸込口K81から送られてきた空気に熱を与える。利用側熱交換器K11で熱交換を行った冷媒は、ユニット内冷媒配管K131と冷媒連絡配管K91とユニット内冷媒配管K57を通って膨張弁K53に送られる。膨張弁K53で膨張して減圧された低温低圧の冷媒は、熱源側熱交換器K52に送られ、熱源側熱交換器K52で熱交換を行い、熱源側ファンK55によって流れる空気から熱を得る。熱源側熱交換器K52で熱交換を終えたガス冷媒または気液二相の冷媒は、四方弁K54を通って圧縮機K51に吸入される。利用側熱交換器K11で熱を与えられた調和空気が、複数のダクトK20、複数の空調用ファンユニットK30及び複数の吹出口K71を通って室内SIに吹出されることにより、室内SIの暖房が行われる。
吹出口ユニットK70は、中空のケーシングK72の中に、エアフィルタK73を備えている。吹出口ユニットK70a〜K70dは、それぞれ空調用ファンユニットK30a〜K30dに接続している。空調用ファンユニットK30から送られてきた調和空気は、エアフィルタK73を通って吹出口K71から吹出される。ここでは、吹出口ユニットK70がエアフィルタK73を備えている場合について説明しているが、吹出口ユニットK70はエアフィルタK73を備えない構成であってもよい。
図14に示されているように、空調用メインコントローラK40は、複数の空調用ファンコントローラK34及び熱源コントローラK56に接続されている。熱源コントローラK56は、例えば熱源ユニットK50の中の各種の機器に接続されたプリント配線基板上に設けられている各種の回路により構成されており、圧縮機K51、膨張弁K53、四方弁K54及び熱源側ファンK55などの熱源ユニットK50の中の各種の機器を制御する。また、空調用メインコントローラK40は、各空調用ファンコントローラK34を介して各空調用リモートコントローラK60に接続されている。空調用リモートコントローラK60a〜K60dは、吹出口ユニットK70a〜K70dに対応しており、空調用ファンユニットK30a〜K30dに接続されている。ここでは、空調用リモートコントローラK60が空調用ファンコントローラK34を介して空調用メインコントローラK40に接続される場合について説明しているが、空調用リモートコントローラK60を直接空調用メインコントローラK40に接続してもよい。ここでは、空調用メインコントローラK40と複数の空調用ファンコントローラK34と熱源コントローラK56と複数の空調用リモートコントローラK60が、有線で接続されている場合を示しているが、これらの全てまたは一部が無線通信によって接続されてもよい。
空気調和システムK1では、複数の空調用リモートコントローラK60から入力される設定風量が、複数の空調用ファンユニットK30の供給空気量を決める基本的な供給空気量になる。しかしながら、設定風量を変えないとすると、設定温度に達した後に冷房運転では設定温度を下回り、暖房運転では設定温度を上回ってしまう。そこで、空調用メインコントローラK40からの指令によって、室内空気温度を設定温度に収束させるために、各空調用ファンユニットK30の供給空気量を設定風量から変更する。空調用メインコントローラK40は、室内空気温度と設定温度の温度差から空調負荷を算出し、各空調用ファンユニットK30の空調負荷と送風温度から必要な供給空気量を決める。例えば、室内空気温度が設定温度に一致して温度差がない場合には空調負荷が0になるので、空調用メインコントローラK40は、室内空気温度が設定温度に一致している空調用ファンユニットK30については、設定風量が0でなくても送風を停止させる。ただし、吹出口K71から熱交換器ユニットK10に向けて空気を逆流させないために、空調負荷で判断すれば停止させる空調用ファンユニットK30であっても逆流を抑制するために供給空気量を0にしないように制御されてもよい。
空調用ファンユニットK30a〜K30dの空調用ファンコントローラK34は、それぞれ、4つの空調用リモートコントローラK60の設定風量から各空調用ファンユニットK30a〜K30dが供給する供給空気量を、空調用メインコントローラK40に送信する。なお、停止している空調用ファンユニットK30も、吹出口K71から熱交換器ユニットK10に向けて空気を逆流させないために極めて僅かに送風する運転しているときには、その微少供給空気量を総風量に含めるように空気調和システムK1を構成してもよい。あるいは、その微少供給空気量を総風量に含めないように空気調和システムK1を構成してもよい。
空気調和システムK1は、通常運転において、総風量が下限値以上の場合と、下限値より小さい場合で制御を変えている。
起動時から所定時間が経過して通常運転状態になったときに、空調用メインコントローラK40は、総風量が下限値以上になっているか否かを判断する。下限値の設定については後述する。総風量が下限値以上になっていれば、空調用メインコントローラK40は、次の手順で空気調和システムK1の制御を行う。
空調用メインコントローラK40は、総風量が下限値より小さいときには、算出した総風量と下限値との差である不足分を計算する。空調用メインコントローラK40は、予め決められている風量分配規則に従って不足分を複数の空調用ファンユニットK30に割り振る。複数の空調用ファンユニットK30に不足分を割り振る際には、総風量が下限値以上であればよいので、不足分に一致する供給空気量を割り振る場合と、不足分以上の供給空気量を割り振る場合とがある。
空気調和システムK1の総風量の下限値は、空調用メインコントローラK40が、例えば熱交換器温度に基づいて判断する。例えば、冷房運転において、熱交換器温度が高い場合には、熱源ユニットK50の熱エネルギーの供給能力が足りていないと判断して、総風量の下限値を高く設定する。そのような場合と比較して、冷房運転において、熱交換器温度が低い場合には、熱源ユニットK50の熱エネルギーの供給能力に余裕があると判断して、総風量の下限値を前述の場合に比べて低く設定する。下限値の具体的な値については、例えば、空気調和システムK1の実機の試験および/またはシミュレーションによって決定する。
例えば、ダクトK20aと空調用ファンユニットK30aと吹出口ユニットK70aからなる分配流路において、熱交換器ユニットK10から吹出口K71に向う気流が正常な気流であり、逆に、吹出口K71から熱交換器ユニットK10に向う気流が、異常な気流であって、空気逆流である。ダクトK20b〜K20dと空調用ファンユニットK30b〜K30dと吹出口ユニットK70b〜K70dからなる分配流路においても同様に、吹出口K71から熱交換器ユニットK10に向う気流が空気逆流である。空調用ファンユニットK30a〜K30dのそれぞれに1つずつ設けられている差圧センサK121は、その検出結果を、空調用ファンコントローラK34を介して空調用メインコントローラK40に送信する。
空調用メインコントローラK40は、空調用ファンユニットK30の連動により空気逆流を解消する。具体的には、空調用メインコントローラK40は、空気逆流が発生している分配流路に繋がっている空調用ファンユニットK30を検知する。空気逆流の発生している分配流路の空調用ファンユニットK30の空調用ファンコントローラK34に対して、空調用メインコントローラK40からファンモータK33の回転数を増加させる指令を送信する。例えば、ファンモータK33が停止していた場合には、予め決まっている回転数で駆動を始める指令が送信される。また、例えば、ファンモータK33が低速で回転している場合には、さらにファンモータK33の回転数を上げる指令が送信される。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10にダクトK20を直接接続する場合について説明したが、ダクトK20を熱交換器ユニットK10に間接的に接続してもよい。例えば、ダクトK20と熱交換器ユニットK10の間に、ダクトK20を熱交換器ユニットK10に接続するための複数の空気出口を持つアタッチメントを取り付けるように構成してもよい。接続可能なダクトK20の本数が異なる複数種類のアタッチメントを準備することで、同じ機種の熱交換器ユニットK10に接続できるダクトK20の本数を変更することができる。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、1台の空調用ファンユニットK30に1つの吹出口ユニットK70を接続する場合について説明したが、1台の空調用ファンユニットK30に複数の吹出口ユニットK70を接続するように構成してもよい。1台の空調用ファンユニットK30に対して複数の吹出口K71を設けてもよいということである。この場合、各吹出口ユニットK70に対して、1つの空調用リモートコントローラK60を設けるなど、各空調用ファンユニットK30に複数の空調用リモートコントローラK60を接続してもよい。
室内SIに複数の部屋があって、複数の部屋の間の壁がある場合には、壁に通風口を設けて、吸込口K81を1つだけ設けてもよい。ただし、吸込口K81を設ける数は、1つに限られず、複数であってもよい。また、吸込口K81は、例えば、同じ部屋に複数設けてもよく、異なる部屋の両方に設けてもよい。吸込口K81を各部屋に設ける場合には、通風口を設けなくてもよい。
熱交換器ユニットK10に一端K21が接続されたダクトK20の他端K22に接続された空調用ファンユニットK30に、さらに他のダクトK20と他の空調用ファンユニットK30が接続されてもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、1台の熱源ユニットK50に1台の熱交換器ユニットK10が接続される場合について説明したが、熱源ユニットK50と熱交換器ユニットK10の接続態様は、このような態様には限られない。例えば、1台の熱源ユニットK50に複数台の熱交換器ユニットK10を接続してもよい。また、複数台の熱交換器ユニットK10に対して複数の熱源ユニットK50を接続するように構成してもよい。これらの接続態様では、熱交換器ユニットK10に、利用側熱交換器K11を流れる冷媒の流量を調節する流量調整装置を設けてもよい。このような流量調整装置としては、弁開度を変更可能な流量調整弁がある。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱源ユニットK50の圧縮機K51が回転数を変更できるタイプである場合について説明した。しかし、熱源ユニットK50には、圧縮機K51として、回転数を変更できないタイプのものを用いてもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、空気調和システムK1が冷房運転と暖房運転を切り換えられるように構成されている場合について説明した。しかし、上記変形例Iの空気調和システムK1については、冷房専用または暖房専用の空気調和システムに適用することもできる。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱源ユニットK50と熱交換器ユニットK10が接続されて、利用側熱交換器K11に冷媒を流す冷凍サイクル装置を構成する場合について説明したが、熱源ユニットK50は熱交換器ユニットK10が接続されて冷凍サイクル装置を構成する場合に限らない。利用側熱交換器K11に熱エネルギーを供給する熱源ユニットは、例えば、温水及び/または冷水などの熱媒体を供給するように構成してもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、起動時において、空調用メインコントローラK40が、算出した利用側熱交換器K11を通過する空気の総風量と、算出した熱交換器ユニットK10に吸い込まれた空気温度から計算した冷媒回路K200の必要な冷媒循環量を要求する場合について説明した。しかし、空調用メインコントローラK40が要求する必要な冷媒循環量の決定方法は前述の方法には限られない。
上記変形例Iの空気調和システムK1では、総風量を主に決定して、それに熱源ユニットK50の冷媒に係る条件を従わせるような制御を空調用メインコントローラK40が行う場合について説明した。しかし、逆に熱源ユニットK50の冷媒に係わる条件を主に決定し、その条件に従わせるように総風量を決定するように、空気調和システムK1を構成してもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1では、圧縮機K51の運転周波数を変更することで、冷媒回路K200の冷媒循環量を調節している。しかし、空気調和システムK1における冷媒循環量の制御は、圧縮機K51の運転周波数の制御に限られない。例えば、圧縮機K51の運転周波数とともに膨張弁K53の弁開度を調節することによって冷媒回路K200の冷媒循環量を調節するように制御してもよく、膨張弁K53の弁開度を調節することによって冷媒回路K200の冷媒循環量を調節するように制御してもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、利用側熱交換器K11の熱交換器温度で総風量の下限値を決めたが、凝縮温度(TC)、蒸発温度(TE)、過熱度(SH)及び過冷却度(SC)を用いてもよい。過熱度は、例えば、利用側熱交換器K11の入口温度と出口温度、あるいは利用側熱交換器K11の入口圧力と出口温度を用いて算出することができる。過冷却度は、例えば、利用側熱交換器K11の入口温度と出口温度、あるいは利用側熱交換器K11の入口圧力と出口温度を用いて算出することができる。
(4−13−1)
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10から複数のダクトK20を介して吸引して室内SIの複数の吹出口K71に供給する調和空気の個別の供給空気量を変更できるように構成されている複数のアクチュエータとして、回転数を変更できるファンモータK33を例に挙げて説明した。しかし、アクチュエータはファンモータK33に限られず、例えば、複数のアクチュエータとして、図15に示されているダンパK38の駆動モータK39を用いてもよい。図15に示されている送風ファンK32のファンモータK33は、変形例Iと同様の回転数を変更できるタイプのモータであってもよいが、回転数を変更できないタイプのモータであってもよい。ファンモータK33が回転数を変更できないタイプであるときには、ダンパK38だけで空調用ファンユニットK30から吹出口ユニットK70への供給空気量(風量)を変更することになる。それに対して、ファンモータK33が回転数を変更できるタイプであるときには、ダンパK38の開度の変更だけでなく、ファンモータK33の回転数の変更も合わせて空調用ファンユニットK30から吹出口ユニットK70への供給空気量(風量)を変更することになる。
空調用メインコントローラK40は、空調用ファンユニットK30の連動により空気逆流を解消する。空気逆流解消のために先ず、空調用メインコントローラK40は、空気逆流が発生している分配流路に繋がっている空調用ファンユニットK30を検知する。空調用ファンユニットK30がダンパK38のみで供給空気量を調整する構成の場合には、空気逆流の発生している分配流路の空調用ファンユニットK30の空調用ファンコントローラK34に対して、空調用メインコントローラK40からダンパK38の開度を変更させる指令を送信する。例えば、空気逆流が発生している空調用ファンユニットK30が運転していない場合には、ダンパK38を全閉にする指令が送信される。ファンモータK33を一定の回転で送風しながらダンパK38の開度によって送風しているときには通常は空気逆流が発生することは無いので、空調用メインコントローラK40は、そのような場合に空気逆流が発生した場合には、例えば空調用リモートコントローラK60を使って異常の発生をユーザに報知する。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、空気逆流を検出する検出装置として、差圧センサK121が用いられる場合について説明したが、空気逆流を検出する検出装置は差圧センサK121を用いるものには限られない。このような検出装置として、指向性のある風速センサを用いてもよい。差圧センサK121に変えて指向性のある風速センサを用いる場合には、風速センサを例えば空調用ファンユニットK30に配置して空調用ファンコントローラK34に接続する。指向性のある風速センサを用いる場合には、例えば、正の方向の風速を示すときには正常な方向に空気が流れ、その逆の負の方向の風速を示すときには空気逆流が発生していることを、空調用メインコントローラK40が検知することができる。また、検出装置を複数の無指向性の風速センサを用いて構成することもできる。複数の無指向性の風速センサで風速の分布を検出し、風速の分布が逆流の際に生じる分布であれば、空調用メインコントローラK40で、逆流が発生していると判断することができる。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10に設置されている空調用メインコントローラK40に並列に複数の空調用ファンユニットK30の複数の空調用ファンコントローラK34を直接接続する場合について説明した。しかし、複数の空調用ファンユニットK30を親機と子機に分けて、空調用ファンコントローラK34を空調用メインコントローラK40に接続してもよい。
上記変形例I及び上記(4ー9−4−15)の空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10に空調用メインコントローラK40を設置したが、空調用メインコントローラK40は、図17または図18に示されているように、親機の空調用ファンユニットK30Mに設置してもよい。
上記変形例I、上記(4ー9−4−15)及び上記(4ー9−4−16)の空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10に空調用メインコントローラK40を設置したが、空調用メインコントローラK40は、図19、図20、図21または図22に示されているように、熱交換器ユニットK10、空調用ファンユニットK30及び熱源ユニットK50以外の他の場所に設置してもよい。
上記(4ー9−4−17)では、空調用メインコントローラK40に並列に複数の空調用ファンユニットK30の複数の空調用ファンコントローラK34を直接接続する場合(図19参照)と、1台の親機の空調用ファンユニットK30Mの空調用ファンコントローラK34に2台のグループ親機の空調用ファンユニットK30GMの空調用ファンコントローラK34を接続し、グループ親機に子機の空調用ファンユニットK30Sの空調用ファンコントローラK34を接続する場合(図20及び図21参照)とについて説明した。しかし、全体の親機を設けずに、親機をグループの親機に分けて、空調用ファンコントローラK34を空調用メインコントローラK40に接続してもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、差圧センサK121(風量検知部)を用いて決められた区間内の差圧を検出する構成について説明したが、風量を検知する構成はこのような構成には限られない。風量を検知する構成は、例えば、差圧センサを用いて空調用ファンユニットK30の送風ファンK32の前後の差圧を検知し、送風ファンK32の前後の差圧特性から空調用メインコントローラK40または空調用ファンコントローラK34が風量を算出するように構成することもできる。この場合も差圧センサが風量検知部になる。例えば、風速センサを用いて特定の位置の風速を検知し、特定の位置の風速特性から空調用メインコントローラK40または空調用ファンコントローラK34が風量を算出するように構成することもできる。この場合には風速センサが風量検知部になる。例えば、圧力センサを用いて内部圧力変位を検知し、既定の風量が流れた際の内部圧力変位と、検知された圧力変位とを比較して空調用メインコントローラK40または空調用ファンコントローラK34が風量を算出するように構成することもできる。この場合には、圧力センサが風量検知部になる。また、例えば、送風ファンK32の運転電流を用いて、ファンモータK33の仕事量から空調用メインコントローラK40または空調用ファンコントローラK34が風量を算出するように構成することもできる。この場合には運転電流を検知する機器が風量検知部になる。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、空調用メインコントローラK40が冷媒循環量を算出し、熱源コントローラK56に圧縮機K51の運転周波数の変更の要求を送信し、熱源コントローラK56が圧縮機K51の運転周波数を制御する場合を例に挙げて説明した。しかし、空調用メインコントローラK40が、圧縮機K51の運転周波数の制御及び/または膨張弁K53の弁開度の制御を行うように、空気調和システムK1が構成されてもよい。
上記変形例Iの空気調和システムK1については、熱交換器ユニットK10に複数のダクトK20a〜K20dが接続され、各ダクトK20a〜K20dが途中で分岐せずに熱交換器ユニットK10から各空調用ファンユニットK30まで延びている場合について説明した。しかし、空気調和システムK1には、途中で分岐するダクトを用いることもできる。例えば、1つのダクトの分岐したそれぞれの分岐先に一つずつ空調用ファンユニットK30を接続するように、空気調和システムK1を構成することもできる。
変形例Iの空気調和システムK1は、空調用コントローラK300と、複数のダクトK20,K20a〜K20eと、複数の空調用ファンユニットK30,K30a〜K30d,30M,K30GM,K30Sとを備えている。複数のダクトK20,K20a〜K20は、熱交換器ユニットK10の利用側熱交換器K11を通過した調和空気を分配するためのものである。複数の空調用ファンユニットK30,K30a〜K30d,30M,K30GM,K30Sは、複数のダクトK20,K20a〜K20eに対応して設けられ、熱交換器ユニットK10から複数のダクトK20,K20a〜K20eを介して室内SIに調和空気を供給する。複数のアクチュエータは、室内SIに供給する調和空気の供給空気量を変更できるように構成されている。変形例Iにおいて、複数のアクチュエータは、複数のファンモータK33、複数の駆動モータK39及び複数の風向板用モータK75の中から選択される。複数のアクチュエータは、複数のファンモータK33、複数の駆動モータK39または複数の風向板用モータK75である場合がある。それだけでなく、複数のアクチュエータは、異なる種類のアクチュエータ、例えばファンモータK33と駆動モータK39の両方を同時に含む場合もある。複数のダクトK20,K20a〜K20eの各々が、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。複数の空調用ファンユニットK30,K30a〜K30d,30M,K30GM,K30Sの各々が、第1ファンである送風ファンK32,K32a〜K32dを有し、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。複数のアクチュエータの各々が、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。空調用コントローラK300が、複数のアクチュエータを制御することにより、複数の空調用ファンユニットK30,K30a〜K30d,30M,K30GM,K30Sの供給空気量をそれぞれ制御する。その結果、変形例Iの空気調和システムK1は、利用側熱交換器K11で効率的に熱交換できるように利用側熱交換器K11を通過する風量を調整でき、エネルギー消費を抑制することができる。
変形例Iの空調用コントローラK300の空調用メインコントローラK40が、複数の空調用ファンユニットK30の中の複数のアクチュエータである複数のファンモータK33の回転数もしくは複数のダンパK38の駆動モータK39または風向板K74の風向板用モータK75を制御するために、複数の空調用ファンユニットK30の供給空気量に関する複数の指示を出している。その結果、利用側熱交換器K11で効率的に熱交換できるように利用側熱交換器K11を通過する風量を調整でき、エネルギー消費を抑制することができる。
変形例Iの空気調和システムK1では、空調用メインコントローラK40が熱交換器ユニットK10に配置されているので、熱交換器ユニットK10から供給される調和空気の流れに合わせて空調用メインコントローラK40と複数のアクチュエータであるファンモータK33とを結ぶネットワークを構築すればよい。そのため、空調用メインコントローラK40の指示を伝えるためのネットワークを、熱交換器ユニットK10を起点として容易に構築できる。
空調用メインコントローラK40が、複数の空調用ファンユニットK30の中の一つである親機の空調用ファンユニットK30Mに配置されている場合には、複数の空調用ファンユニットK30のネットワークを接続することで空調用メインコントローラK40を複数の空調用ファンユニットK30の中に一つ含む空気調和システムK1が形成でき、空気調和システムK1を容易に構築できる。言い換えると、複数の空調用ファンユニットK30の中に少なくとも一つの親機の空調用ファンユニットK30Mが含まれていればよいので、空気調和システムK1の設計及び施工が容易になる。
熱交換器ユニットK10及び複数の空調用ファンユニットK30以外の場所に空調用メインコントローラK40が配置される場合には、空調用メインコントローラK40の設置が熱交換器ユニットK10及び複数の空調用ファンユニットK30M,K30GM,K30Sに束縛されなくなって空調用メインコントローラK40の設置の自由度が増し、空調用メインコントローラK40が取り扱い易くなる。
変形例Iの空気調和システムK1は、利用側熱交換器K11を通過する気流が複数の空調用ファンユニットK30の空気吸込力のみによって発生するように構成されている。その結果、熱交換器ユニットK10の中に気流を発生させる動力源を設けなくても済むことから熱交換器ユニットK10の中に気流発生のための動力源を設ける場合に比べてコストを低減することができる。また、熱交換器ユニットK10を薄型化し易くなり、空気調和システムK1を設置できる範囲を広げることができる。
熱交換器ユニットK10が、利用側熱交換器K11または利用側熱交換器K11に接続されている配管内を流れる熱媒体である冷媒の温度を検知するための熱媒体温度センサであるガス側温度センサK102、液側温度センサK103及び利用側熱交換器温度センサK104並びに熱交換器ユニットに吸い込まれる空気の温度を検知するための吸込温度センサK101のうちの少なくとも一つを有し、空調用メインコントローラK40が、供給空気量の増減に関する指示の決定に、熱媒体温度センサ及び吸込温度センサのうちの少なくとも一つの検出値を使用している場合には、熱交換器ユニットK10の動作条件に適するように複数の空調用ファンユニットK30に空気の供給をさせる指示を空調用メインコントローラK40が出し易くなる。例えば、熱源ユニットK50から熱交換器ユニットK10に供給する熱エネルギーが不足するときに、空調用メインコントローラK40が、利用側熱交換器温度センサK104の検出値に基づいて供給空気量を減少させることで、熱源ユニットK50から供給される冷媒の温度が下がりすぎるなどの不具合を抑制することができる。
変形例Iの空気調和システムK1の空調用リモートコントローラK60は、室内SIの温度を設定する設定温度機能及び室内温度検知機能を持っている。空調用メインコントローラK40は、供給空気量の増減に関する指示の決定に、空調用リモートコントローラK60の設定温度及び空調用リモートコントローラK60で検知された室内温度を使用する。その結果、室内SIの温度を設定温度に近づけるように空調用メインコントローラK40が指示をすることができる。変形例Iの空気調和システムK1では、空調用リモートコントローラK60が室内SIの中の複数の箇所に設置されているので、複数個所のそれぞれの室内空気温度を設定温度に近づけ易くなる。
変形例Iの空気調和システムK1は、利用側熱交換器K11に循環させる冷媒を圧縮する圧縮機K51と、利用側熱交換器K11に循環される冷媒の熱交換を行う熱源側熱交換器K52と、利用側熱交換器K11と熱源側熱交換器K52との間で流通する冷媒を膨張させる膨張弁K53とを備えている。そして、空調用メインコントローラK40は、熱源コントローラK56を介して、システム動作を制御するために圧縮機K51及び/または膨張弁K53に接続されている。その結果、供給空気量の増減とともに例えば演算により導き出される冷媒循環量になるように圧縮機K51の回転数及び/または膨張弁K53の弁開度を制御してシステム動作を適切に制御することができ、利用側熱交換器K11と熱源側熱交換器K52を循環する冷媒に適切な冷凍サイクルを行わせながら供給空気量の増減を制御することができる。
変形例Iの空気調和システムK1では、システム動作を制御するために圧縮機K51及び/または膨張弁K53に空調用メインコントローラK40が接続されているので、空調用メインコントローラK40が、供給空気量の増減とともに例えば演算により導き出される冷媒循環量になるように圧縮機K51の回転数及び/または膨張弁K53の弁開度を制御してシステム動作を適切に制御することができる。空調用メインコントローラK40は、利用側熱交換器K11と熱源側熱交換器K52を循環する冷媒に適切な冷凍サイクルを行わせながら供給空気量の増減を制御することができる。
変形例Iの空気調和システムK1では、システム動作を制御するために圧縮機K51の回転数及び/または膨張弁K53の弁開度を示す情報に基づいて空調用メインコントローラK40がアクチュエータであるファンモータK33またはダンパK38を制御するので、利用側熱交換器と熱源側熱交換器を循環する冷媒に適切な冷凍サイクルを行わせながら供給空気量の増減を制御することができる。
空調用メインコントローラK40は、複数のダクトK20で熱交換器ユニットK10から複数の吹出口K71に向かう調和空気が逆流しないように複数のアクチュエータであるファンモータK33を調整しつつ複数のファンモータK33により利用側熱交換器K11を通過する風量を制御する。その結果、調和空気が複数のダクトで逆流することによる熱交換効率の低下を防止することができる。また、空調用メインコントローラK40は、前述の制御と合わせて、圧縮機K51の回転数及び/または膨張弁K53の弁開度によって冷媒の循環量を制御することで、熱交換効率の低下を抑制し易くなる。
変形例Iの空気調和システムK1が、各ダクトK20に取り付けられた各空調用ファンユニットK30の各ダンパK38を備え、各ダンパK38を駆動する駆動モータK39(アクチュエータの一例)を含んでいる。空調用メインコントローラK40は、複数のダクトK20で熱交換器ユニットK10から複数の吹出口K71に向かう調和空気が逆流しないように複数のダンパK38の開度を調整する制御を行う。その結果、調和空気が複数のダクトK20で逆流することによる熱交換効率の低下の防止を容易に実現することができる。
変形例Iの空気調和システムK1は、複数の空調用ファンユニットK30の個別の供給空気量を変更できるように構成されている複数のファンモータK33を備えている。そして、空気調和システムK1は、各ファンモータK33の回転数を調整することにより各ダクトK20で調和空気が逆流しないように制御するので、調和空気が各ダクトK20で逆流することによる熱交換効率の低下の防止を容易に実現することができる。
(4−10−1)全体構成
複数の空調用ファンユニットK30の供給空気量に関する複数の指示により複数のアクチュエータを空調用メインコントローラK40が制御する形態は、変形例Iの形態には限られない。複数の空調用ファンユニットK30の供給空気量に関する複数の指示により複数のアクチュエータを空調用メインコントローラK40が制御する空気調和システムK1は、変形例Jのように構成されてもよい。このような変形例Jの空気調和システムK1を、上記実施形態の空気処理システム1と組み合わせてもよい。
上記変形例Jでは、ファンモータK33が、供給空気量を変更するアクチュエータとして機能する場合について説明した。しかし、変形例Jにおける供給空気量を変更するアクチュエータは、ファンモータK33には限られない。例えば、複数のアクチュエータとして、図5に示されているダンパK38の駆動モータK39を用いてもよい。図5に示されている送風ファンK32のファンモータK33は、変形例Jと同様の回転数を変更できるタイプのモータであってもよいが、回転数を変更できないタイプのモータであってもよい。ファンモータK33が回転数を変更できないタイプであるときには、例えば、ダンパK38だけで空調用ファンユニットK30から吹出口ユニットK70への供給空気量(風量)を変更することになる。それに対して、ファンモータK33が回転数を変更できるタイプであるときには、ダンパK38の開度の変更だけでなく、ファンモータK33の回転数の変更も合わせて空調用ファンユニットK30から吹出口ユニットK70への供給空気量(風量)を変更することになる。この場合、空調用ファンコントローラK34が、アクチュエータである駆動モータK39とファンモータK33の両方を制御するように構成されてもよい。
さらに詳細に説明すると、例えば、空調用ファンユニットK30a〜K30dの風向板コントローラは、それぞれ、空調用ファンユニットK30a〜K30dの差圧センサK121で検知される空調用ファンユニットK30aの中を通過する風量(供給空気量)と目標風量(目標供給空気量)とを比較する。空調用ファンユニットK30a〜K30dの風向板コントローラは、それぞれ、空調用ファンユニットK30a〜K30dの中を通過する風量が目標風量よりも小さければ、風向板用モータK75により風向板K74の開度を増加させて、空調用ファンユニットK30a〜K30dの風量(供給空気量)を増加させて目標風量に近づける。逆に、空調用ファンユニットK30a〜K30dの中を通過する風量が目標風量よりも大きければ、それぞれ、風向板用モータK75により風向板K74の開度を減少させて、空調用ファンユニットK30a〜K30dの風量(供給空気量)を減少させて目標風量に近づける。
変形例Jの空気調和システムK1も、変形例Iの(5‐1)で説明した特徴を有している。
変形例Jの空調用コントローラK300が、複数の空調用ファンユニットK30a〜K30dの供給空気量に関する複数の指示により複数のアクチュエータを制御する。変形例Jのアクチュエータは、ファンモータK33、駆動モータK39及び風向板用モータK75のうちの少なくとも一つである。このような制御により、空気調和システムK1は、利用側熱交換器K11で効率的に熱交換できるように利用側熱交換器K11を通過する風量を調整でき、空気調和システムK1のエネルギー消費を抑制することができる。変形例Jでは、空調用コントローラK300の複数の空調用ファンコントローラK34、複数のダンパコントローラ及び複数の風向板コントローラのうちの少なくとも一つが、複数のアクチュエータを制御する。
変形例Jの空気調和システムK1の空調用コントローラK300は、複数の指示を送信する空調用メインコントローラK40と、空調用メインコントローラK40から複数の指示を受信する少なくとも一つのサブコントローラとを含んでいる。変形例Jのサブコントローラには、空調用ファンコントローラK34、ダンパコントローラ及び風向板コントローラがある。少なくとも一つのサブコントローラが、複数の指示に基づき、複数のアクチュエータを制御する。例えば、複数のアクチュエータが複数のファンモータK33のみの場合、空調用ファンコントローラK34とファンモータK33が1対1に対応するように設けられてもよい。また、1つの空調用ファンコントローラK34に対して複数のファンモータK33が対応するように設けられてもよい。このような空気調和システムK1では、空調用メインコントローラK40が、少なくとも一つのサブコントローラを介して複数のアクチュエータを制御するので、空調用メインコントローラK40の制御が単純化されてダクト設計及びシステムのレイアウト変更が容易になる。
変形例Jの空気調和システムK1では、複数の空調用ファンユニットK30a〜K30dの各々が、ユニット内を通過する風量を検知する風量検知部である差圧センサK121または風速センサを有する。複数のサブコントローラの各々が、風量検知部により検知される風量を空調用コントローラK300に指示された供給空気量に近づけるようにファンモータK33a〜K33dの回転数を制御する。それにより、空調用コントローラK300による空調用ファンユニットK30a〜K30dの供給空気量の制御を確実に行うことができる。
変形例Jの空気調和システムK1では、空調用コントローラK300が、複数の空調用ファンユニットK30a〜K30dの各々の調整する室内空気温度と設定温度との温度差及び送風温度から空調用ファンユニットK30a〜K30dの各々の供給空気量を算出し、算出した供給空気量に基づいて複数の指示を決定する。その結果、空気調和システムK1は、供給空気量の変更により、室内SIの温度制御が容易になる。
上記実施形態の空気処理システム1は、後述する空気調和システム510と組み合わせて空調対象空間である室内SIの空気の処理を行うように構成されてもよい。
図23に示されている空気調和システム510は、熱交換器ユニット520と、空調用ファンユニット530と、複数のダクト540と、空調用コントローラ550とを備えている。熱交換器ユニット520は、第2ファン521を有する。複数の空調用ファンユニット530は、それぞれ、第1ファン531を有する。各第1ファン531は、空気を空調用ファンユニット530から室内SIに供給する。室内SIは、例えば、建物内の部屋である。部屋は、例えば、床、天井及び壁によって空気の移動が制限された空間である。1つまたは複数の空間を含む室内SIに対して、複数の空調用ファンユニット530が配設される。図23には、複数の空調用ファンユニット530を備える空気調和システム510の代表例として、2つの空調用ファンユニット530を備える空気調和システム510が1つの室内SIに対して配設されている例が示されている。空調用ファンユニット530の個数は、3以上であってもよく、適宜設定されるものである。先にも述べたが、空調用ファンユニット530が配設される室内SIは、2以上の空間であってもよい。
(4−11−2−1)熱交換器ユニット520
熱交換器ユニット520は、既に説明した第2ファン521以外に、利用側熱交換器522、第1風量検知手段523、温度センサ524及び水量調整弁525を有している。利用側熱交換器522には、熱源ユニット560から熱媒体として例えば冷水または温水が供給される。利用側熱交換器522に供給される熱媒体は、冷水または温水以外のもの、例えばブラインであってもよい。第1風量検知手段523には、例えば、風量センサ、風速センサまたは差圧センサを用いることができる。
空調用ファンユニット530は、既に説明した第1ファン531以外に、第2風量検知手段532を有している。第2風量検知手段532は、第1ファン531が送風する風量を検知する。各第2風量検知手段532は、対応する1つの空調用サブコントローラ552に接続されている。第2風量検知手段532が検知した風量の値は、空調用サブコントローラ552に送信される。第2風量検知手段532が検知した風量は、通風路581を流れる風量である。言い換えると、第2風量検知手段532が検知した風量は、各空調用ファンユニット530から室内SIに供給される供給空気量になる。第2風量検知手段532には、例えば、風量センサ、風速センサまたは差圧センサを用いることができる。
複数のリモートセンサ570は、温度センサの機能を有している。各リモートセンサ570は、対応する空調用サブコントローラ552に、室内SIの温度を示すデータを送信できるように構成されている。
複数の空調用サブコントローラ552は、それぞれ、接続されているリモートセンサ570から、検知した対象空間の温度の値を受信する。各空調用サブコントローラ552は、設定温度を示すデータを保持している。例えば、リモートコントローラ(図示せず)などから、各空調用サブコントローラ552に設定温度を示すデータが予め送信される。各空調用サブコントローラ552は、リモートコントローラなどから受信した設定温度を示すデータを内蔵するメモリなどの記憶装置552b(図24参照)に記憶している。各空調用サブコントローラ552が設定温度の値を空調用メインコントローラ551に送信する。空調用メインコントローラ551は、設定温度に基づき、対応するリモートセンサ570の検知した温度に応じて、各空調用ファンユニット530の目標風量を決定する。空調用メインコントローラ551は、目標風量の値を各空調用サブコントローラ552に送信する。
このとき、決定された第2ファン521の出力において、ファン効率が最も高い空調用ファンユニット530の第1ファン531のファンモータ531aの回転数が最大になっている。ここで、ファン効率が最も高い空調用ファンユニット530は、枝管542の入口542aの静圧が同じで室内SIに供給する供給空気量が同じ場合に、消費エネルギーが最も小さい空調用ファンユニット530である。また、ファン効率が最も低い空調用ファンユニット530は、枝管542の入口542aの静圧が同じで室内SIに供給する供給空気量が同じ場合に、消費エネルギーが最も大きい空調用ファンユニット530である。
空調用コントローラ550はコンピュータにより実現されるものである。空調用コントローラ550は、制御演算装置551a,552aと記憶装置551b,552bとを備える。制御演算装置551a,552aには、CPU又はGPUといったプロセッサを使用できる。制御演算装置551a,552aは、記憶装置551b,552bに記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置551a,552aは、プログラムに従って、演算結果を記憶装置551b,552bに書き込んだり、記憶装置551b,552bに記憶されている情報を読み出したりすることができる。図24は、制御演算装置551a,552aにより実現される各種の機能ブロックを示している。記憶装置551b,552bは、データベースとして用いることができる。
熱交換器ユニット520には、図25及び図26に示されているように、外気導入ユニット610が取り付けられてもよい。外気導入ユニット610は、第3ファン611及び第3風量検知手段612を有している。外気導入ユニット610は、第3ファン611により、室内SIの外から外気OArを取り入れて熱交換器ユニット520に送風する。第3風量検知手段612は、熱交換器ユニット520に送られる外気OArの風量を検知する。第3風量検知手段612は、検知した外気OArの送風量の値を空調用メインコントローラ551に送信する。外気導入ユニット610から外気OArが熱交換器ユニット520に送られる場合に、空調用メインコントローラ551は、第2ファン521の出力の制御について外気OArの送風量に応じた補正を行うように構成されてもよい。第3風量検知手段612には、例えば、風量センサ、風速センサまたは差圧センサを用いることができる。
変形例Kの空気調和システム510は、空調用コントローラ550と、複数のダクト540と、複数の空調用ファンユニット530とを備えている。複数のダクト540は、熱交換器ユニット520の利用側熱交換器522を通過した調和空気を分配するためのものである。複数の空調用ファンユニット530は、複数のダクト540に対応して設けられ、熱交換器ユニット520から複数のダクト540を介して室内SIに調和空気を供給する。複数のアクチュエータである複数のファンモータ531aは、室内SIに供給する調和空気の供給空気量を変更できるように構成されている。複数のダクト540の各々が、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。複数の空調用ファンユニット530の各々が、第1ファン有し、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。複数のアクチュエータの各々が、複数の分配流路のうちの一つに配置されている。空調用コントローラ550が、複数のファンモータ531a制御することにより、複数の空調用ファンユニット530の供給空気量をそれぞれ制御する。その結果、変形例Kの空気調和システム510は、利用側熱交換器522で効率的に熱交換できるように利用側熱交換器522を通過する風量を調整でき、エネルギー消費を抑制することができる。
変形例Kの空気調和システム510では、空調用コントローラ550が、複数の空調用ファンユニット530の供給空気量に関する複数の指示により複数のファンモータ531aを制御する。そのため、空調用コントローラ550が複数のファンモータ531aに供給空気量に関する指示より複数のファンモータ531aを制御し、利用側熱交換器522で効率的に熱交換できるように利用側熱交換器522を通過する風量を調整して、エネルギー消費を抑制する。
変形例Kの空気調和システム510では、空調用コントローラ550が、複数の指示を送信する空調用メインコントローラ551と、空調用メインコントローラ551から複数の指示を受信する少なくとも一つの空調用サブコントローラ552とを含む。少なくとも一つの空調用サブコントローラ552が、複数の指示に基づき、複数のファンモータ531aを制御する。その結果、空調用メインコントローラ551の制御が単純化されてダクト設計及びシステムのレイアウト変更が容易になる。
変形例Kの空気調和システム510では、複数の空調用ファンユニット530の各々が、ユニット内を通過する風量を検知する風量検知部である第2風量検知手段532を有している。複数の空調用サブコントローラ552の各々が、第2風量検知手段532により検知される風量を空調用メインコントローラ551に指示された供給空気量に近づけるようにファンモータ531aの回転数を制御する。その結果、空調用サブコントローラ552による空調用ファンユニット530の供給空気量の制御を確実に行うことができる。
変形例Kの空気調和システム510では、空調用コントローラ550が、複数の空調用ファンユニット530の各々の調整する室内空気温度と設定温度との温度差及び送風温度から各空調用ファンユニット530の供給空気量を算出し、算出した供給空気量に基づいて複数の指示を決定する。そのため、空気調和システム510では、供給空気量の変更により、空調対象空間の温度制御が容易になる。
変形例Kの空気調和システム510では、熱交換器ユニット520が、第2ファン521を有している。この空気調和システム510では、空調用コントローラ550が、複数の空調用ファンユニット530の供給空気量に基づき、第2ファン521を制御する。このように、空調用コントローラ550が、複数の第1ファン531の供給空気量に合わせて適正な値なるように第2ファン521を制御でき、空気調和システム510の消費エネルギーが抑制される。
変形例Kの空気調和システム510では、熱交換器ユニット520が、第2ファン521を有している。この空気調和システム510では、空調用コントローラ550が、空調用メインコントローラ551と、複数の空調用サブコントローラ552を含んでいる。空調用メインコントローラ551は、空調用ファンユニット530の供給空気量に関する複数の指示により複数のファンモータ531aを制御する。空調用サブコントローラ552は、空調用メインコントローラ551が送信した複数の指示を受信して複数のファンモータ531aを制御する。空調用メインコントローラ551が、複数の指示により指示する供給空気量の総量に対して予め定められている出力になるよう、第2ファン521を制御する。その結果、空気調和システム510では、複数の第1ファン531の供給空気量に合わせて第2ファン521の出力を適正な値にするための第2ファン521の制御が容易になる。
10 空気処理ユニット
20 給気ファンユニット
20a 第1給気ファンユニット
20b 第2給気ファンユニット
22 第1ファン
23 第1風量検出部
24 ファンコントローラ(第1制御部の例)
30 排気ファンユニット
30a 第1排気ファンユニット
30b 第2排気ファンユニット
32 第2ファン
33 第2風量検出部
34 ファンコントローラ(第2制御部の例)
50 外気ダクト
60 給気ダクト
62a 第1分岐ダクト(第1給気ダクトの例)
62b 第2分岐ダクト(第2給気ダクトの例)
70 還気ダクト
72a 第1分岐ダクト(第1還気ダクトの例)
72b 第2分岐ダクト(第2還気ダクトの例)
80 排気ダクト
400 コントローラ
Claims (4)
- ユニット内を通過する空気に対して所定の処理を行う空気処理ユニット(10)と、
前記空気処理ユニットから分離して設けられ、室外から室外空気を前記空気処理ユニットに送り且つ前記空気処理ユニットで処理された前記室外空気を室内に送る第1給気ファンユニット(20a)及び第2給気ファンユニット(20b)と、
前記空気処理ユニットに接続され、前記空気処理ユニットで処理して室内に供給する前記室外空気を導く第1給気ダクト(62a)及び第2給気ダクト(62b)と、
前記空気処理ユニットから分離して設けられ、室内から室内空気を前記空気処理ユニットに送り且つ前記空気処理ユニットで処理された前記室内空気を室外に送る排気ファンユニット(30)と、
前記第1給気ファンユニット、前記第2給気ファンユニット及び前記排気ファンユニットを制御するコントローラ(400)と
を備え、
前記第1給気ファンユニットが前記第1給気ダクトに接続され、前記第2給気ファンユニットが前記第2給気ダクトに接続され、
前記第1給気ファンユニット及び前記第2給気ファンユニットは、それぞれ、回転数可変の第1ファン(22)と、前記第1ファンの風量または風量に相当する物理量である風量相当量を検出して第1検出値を出力する第1風量検出部(23)とを有し、
前記排気ファンユニットは、回転数可変の第2ファン(32)と、前記第2ファンの風量または風量に相当する物理量である風量相当量を検出して第2検出値を出力する第2風量検出部(33)とを有し、
前記コントローラは、前記第1給気ファンユニット及び前記第2給気ファンユニットの各々において前記第1検出値に基づいて前記第1ファンの回転数を制御し、前記排気ファンユニットにおいて前記第2検出値に基づいて前記第2ファンの回転数を制御する、空気処理システム(1)。 - 前記コントローラは、前記第1給気ファンユニット及び前記第2給気ファンユニットの各々に設けられている第1制御部(24)と、前記排気ファンユニットに設けられている第2制御部(34)とを含み、
前記第1給気ファンユニット前記第1制御部は、前記第1給気ファンユニットの前記第1ファンの風量を指示する第1指示値を前記第1給気ファンユニットの外から受信し、前記第1指示値と前記第1検出値とに基づいて前記第1給気ファンユニットの前記第1ファンの回転数を制御し、
前記第2給気ファンユニットの前記第1制御部は、前記第2給気ファンユニットの前記第1ファンの風量を指示する第1指示値を前記第2給気ファンユニットの外から受信し、前記第1指示値と前記第1検出値とに基づいて前記第2給気ファンユニットの前記第1ファンの回転数を制御し、
前記第2制御部は、前記第2ファンの風量を指示する第2指示値を前記排気ファンユニットの外から受信し、前記第2指示値と前記第2検出値とに基づいて前記第2ファンの回転数を制御する、
請求項1に記載の空気処理システム(1)。 - 前記コントローラは、前記第1給気ファンユニットの前記第1指示値を前記第1給気ファンユニットの前記第1制御部に送信し、前記第2給気ファンユニットの前記第1指示値を前記第2給気ファンユニットの前記第1制御部に送信し、前記第2指示値を前記第2制御部に送信するメインコントローラを含む、
請求項2に記載の空気処理システム(1)。 - 前記空気処理ユニットに接続され、室内から前記空気処理ユニットに取り込む前記室内空気を導く還気ダクト(70)と、
前記空気処理ユニットに接続され、前記空気処理ユニットで処理して室外に排気する前記室内空気を導く排気ダクト(80)と、
を備え、
前記排気ファンユニットは、前記還気ダクト及び前記排気ダクトの少なくとも一方に設けられ、前記還気ダクトから前記空気処理ユニットを通って前記排気ダクトに前記室内空気を流す、
請求項1から3のいずれか一項に記載の空気処理システム(1)。
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