JP6925455B2 - 空調システム及び空調制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の室内機に冷熱又は温熱を供給する空調システム及び空調制御方法に関する。
近年は、各種の規制により冷媒量の削減が義務化されると共に、冷媒の削減目標が年々厳しくなる傾向にある。そのため、冷媒が循環する冷媒回路上の熱源機で生成した熱を、水などの熱媒体が循環する熱媒体回路上の各室内機に伝達する空調システムが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の空調システムは、室内機の流入側に設けられた流量調整弁の開度が上限値となるようにポンプの送水圧力を調整する。
特開2007−315695号公報
しかしながら、流量調整弁の開度には、配管長、圧力損失、及び各室内機の容量などを含むシステム構成が反映されない。そのため、システム全体における制御の精度が低下し、運転効率が下がるため、省エネルギー化を図ることができないという課題がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、システム全体における制御の精度を向上させる空調システム及び空調制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る空調システムは、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の室内機のそれぞれの負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、流量調整弁の入口側の圧力である弁入口圧力を計測する弁入口圧力センサと、流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、を有するものである。
また、本発明に係る空調システムは、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の室内機のそれぞれの負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、ポンプの入口側の圧力であるポンプ入口圧力を計測するポンプ入口圧力センサと、を有するものである。
また、本発明に係る空調システムは、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の室内機のそれぞれの負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、複数の室内機のそれぞれを通過する熱媒体の流量を計測する流量センサであるものである。
本発明に係る空調制御方法は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、流量調整弁の入口側の圧力である弁入口圧力を計測する弁入口圧力センサと、流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、を有する空調システムの空調制御方法であって、複数の負荷側熱交換器のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出ステップと、流量検出ステップで検出した複数の負荷側熱交換器ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御ステップと、を有する。
また、本発明に係る空調制御方法は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の室内機のそれぞれの負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、ポンプの入口側の圧力であるポンプ入口圧力を計測するポンプ入口圧力センサと、を有する空調システムの空調制御方法であって、複数の負荷側熱交換器のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出ステップと、流量検出ステップで検出した複数の負荷側熱交換器ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御ステップと、を有する。
また、本発明に係る空調制御方法は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、圧縮機と熱源側熱交換器と媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと媒体間熱交換器と複数の室内機のそれぞれの負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、複数の室内機ごとに設けられ、複数の室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、流量検出手段において検出された複数の室内機ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、流量情報に基づいて複数の室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、複数の室内機のそれぞれについて発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の室内機のうちで最も負荷が大きい室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、複数の室内機は、それぞれ、負荷側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁を有し、流量検出手段は、複数の室内機のそれぞれを通過する熱媒体の流量を計測する流量センサである空調システムの空調制御方法であって、複数の負荷側熱交換器のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出ステップと、流量検出ステップで検出した複数の負荷側熱交換器ごとの流量情報に基づき、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御ステップと、を有する。
本発明によれば、システム構成が反映される流量情報に基づいて、圧縮機及びポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御することから、システム全体における制御の精度を高めることができるため、省エネルギー化を図ることができる。
本発明の実施の形態1に係る空調システムの構成を例示した回路図である。 図1の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図1の記憶部に格納された差圧許容値情報について説明するための概念図である。 図1の空調システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1の変形例1−1に係る空調システムの構成を例示した回路図である。 図5の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1の変形例1−2に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1の変形例1−3に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2に係る空調システムの構成を例示した回路図である。 図9の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図9の空調システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態3に係る空調システムの構成を例示した回路図である。 図12の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図12の空調システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4に係る空調システムの構成を例示した回路図である。 図15の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図12の空調システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4の変形例4−1に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図18の記憶部に格納された差分許容値情報について説明するための概念図である。 本発明の実施の形態4の変形例4−1に係る空調システムの動作を示すフローチャートである。
実施の形態1.
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例示した回路図である。図1に示すように、空調システム100は、熱源機10と、中継機20と、複数の室内機30a〜30fと、を有している。図1では、空調システム100が6台の室内機30a〜30fを有する場合を例示している。複数の室内機30a〜30fは、全て同じ容量のものであってもよく、異なる容量のものが混在していてもよい。
熱源機10は、中継機20を介して各室内機30a〜30fのそれぞれに冷熱又は温熱を供給する。熱源機10は、圧縮機11と、四方弁12と、熱源側熱交換器13と、熱源側絞り装置14と、アキュムレータ15と、を有している。中継機20は、媒体間熱交換器21と、中継用絞り装置22と、ポンプ23と、を有している。各室内機30a〜30fは、それぞれ、負荷側熱交換器31と、流量調整弁32と、を有している。
すなわち、空調システム100は、圧縮機11、四方弁12、熱源側熱交換器13、熱源側絞り装置14、中継用絞り装置22、媒体間熱交換器21、及びアキュムレータ15が冷媒配管41を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路40が形成されている。つまり、熱源機10と中継機20とは、冷媒配管41によって接続されている。
ここで、冷媒回路40を循環させる冷媒としては、例えば、R−22、R−134aなどの単一冷媒、R−410A、R−404Aなどの擬似共沸混合冷媒、R−407Cなどの非共沸混合冷媒を用いることができる。もっとも、冷媒回路40を循環させる冷媒として、化学式内に二重結合を含む、CFCF=CHなどの地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒、その混合物、CO2、プロパンなどの自然冷媒などを用いてもよい。
また、空調システム100は、ポンプ23と、媒体間熱交換器21と、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側熱交換器31及び流量調整弁32とが熱媒体配管61を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路60が形成されている。つまり、中継機20と各室内機30a〜30fとは、熱媒体配管61によって接続されている。ここで、熱媒体としては、水又はブラインなどを用いることができる。
熱源機10は、熱源側送風機16と、熱源側制御装置17と、を有している。中継機20は、中継用制御装置24を有している。各室内機30a〜30fは、それぞれ、負荷側送風機33と、負荷側制御装置34と、を有している。熱源側送風機16は、熱源側熱交換器13に外気を送風する。負荷側送風機33は、負荷側熱交換器31に室内の空気を送風する。
熱源側制御装置17は、圧縮機11、四方弁12、及び熱源側絞り装置14の動作を制御する。熱源側制御装置17は、各種の演算に用いるデータなどを記憶する記憶部17aを有している。熱源側制御装置17は、中継機20の中継用制御装置24と、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34との間でデータ通信を行うことができる。
各室内機30a〜30fにおいて、負荷側制御装置34は、例えば室内の温度と目標温度との差に応じて、流量調整弁32の開度を制御する。本実施の形態1において、負荷側制御装置34は、室内温度の測定値と室内温度の設定値との差の変化量をもとに、流量調整弁の開度について、PID制御を行うようになっている。各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34は、熱源機10の熱源側制御装置17と、中継機20の中継用制御装置24との間でデータ通信を行うことができる。各室内機30a〜30fにおいて、負荷側制御装置34は、例えば、流量調整弁32の開度の情報である開度値を中継用制御装置24に出力する。
中継用制御装置24は、中継用絞り装置22及びポンプ23の動作を制御する。加えて、中継用制御装置24は、熱源側制御装置17を介して、圧縮機11及び熱源側絞り装置14の動作を制御することができる。本実施の形態1において、中継用制御装置24は、流量情報に基づき、熱源側制御装置17及び各負荷側制御装置34と連携して、圧縮機11及びポンプ23の動作を制御する省エネルギー制御を行うようになっている。すなわち、中継用制御装置24は、空調システム100を統括的に制御するものである。中継用制御装置24は、各種の演算に用いるデータなどを記憶する記憶部24aを有している。中継用制御装置24は、熱源機10の熱源側制御装置17と、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34との間でデータ通信を行うことができる。
圧縮機11は、例えばインバータによって駆動される圧縮機モータ(図示せず)を有し、冷媒を吸入して圧縮する。四方弁12は、圧縮機11に接続されており、熱源側制御装置17により制御されて冷媒の流路を切り替える。四方弁12は、各室内機30a〜30fに冷熱を供給する冷房運転時において、図1の実線の流路となる。一方、四方弁12は、各室内機30a〜30fに温熱を供給する暖房運転時において、図1の破線の流路となる。
熱源側熱交換器13は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、冷媒回路40を流れる冷媒と外気との間で熱交換させる。熱源側熱交換器13は、冷房運転時、すなわち熱源機10が冷熱の供給源となるときに凝縮器として機能する。一方、熱源側熱交換器13は、暖房運転時、すなわち熱源機10が温熱の供給源となるときに蒸発器として機能する。熱源側絞り装置14は、例えば電子膨張弁からなり、冷媒を減圧し膨張させる。熱源側絞り装置14は、冷房運転時における熱源側熱交換器13の下流に設けられている。熱源側絞り装置14は、冷房運転時において、熱源側制御装置17により制御され、熱源側熱交換器13から流入する高圧冷媒を減圧して二相冷媒を生成する。アキュムレータ15は、圧縮機11の上流に設けられ、過剰な冷媒を貯留して、圧縮機11への液冷媒の流入を抑制する。
媒体間熱交換器21は、例えばプレート式熱交換器からなり、冷媒回路40と熱媒体回路60との間に接続されている。媒体間熱交換器21は、冷媒回路40を循環する冷媒と、熱媒体回路60を循環する熱媒体との間で熱交換させる。媒体間熱交換器21は、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する。中継用絞り装置22は、例えば電子膨張弁からなり、冷媒を減圧し膨張させる。中継用絞り装置22は、冷媒回路40における熱源側熱交換器13と媒体間熱交換器21との間に設けられている。本実施の形態1では、熱源側熱交換器13と中継用絞り装置22との間に熱源側絞り装置14が介在している。中継用絞り装置22は、暖房運転時における媒体間熱交換器21の下流に設けられている。中継用絞り装置22は、暖房運転時において、中継用制御装置24によって制御され、媒体間熱交換器21から流入する高圧冷媒を減圧して二相冷媒を生成する。
ポンプ23は、例えばインバータによって駆動されるモータ(図示せず)を有しており、モータを動力源として駆動し、熱媒体回路60内の熱媒体を循環させる。すなわち、ポンプ23は、中継用制御装置24によって制御され、熱媒体回路60内で熱媒体を循環させるための圧力を加える。
負荷側熱交換器31は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、熱媒体回路60を流れる熱媒体と室内の空気との間で熱交換させる。流量調整弁32は、例えば電子膨張弁からなり、負荷側熱交換器31に流入させる熱媒体の量を調整する。つまり、流量調整弁32は、室内制御装置から制御されることにより、連続的に流路抵抗を変化させることができる。流量調整弁32は、負荷側熱交換器31に流入する前に放熱等が行われることを避けるため、負荷側熱交換器31の下流に設けるとよい。
熱源機10には、吸入圧力センサ11aと吐出圧力センサ11bとが設けられている。吸入圧力センサ11aは、圧縮機11の吸入側に設けられ、圧縮機11に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力Psを計測する。吐出圧力センサ11bは、圧縮機11の吐出側に設けられ、圧縮機11から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力Pdを計測する。吸入圧力センサ11a及び吐出圧力センサ11bは、それぞれ、計測したデータを熱源側制御装置17に出力する。
中継機20には、第1温度センサ21aと第2温度センサ21bとが設けられている。第1温度センサ21aは、媒体間熱交換器21と圧縮機11との間を流れる冷媒の温度である第1温度を計測する。本実施の形態1において、第1温度センサ21aは、中継機20内における媒体間熱交換器21と四方弁12との間に設けられている。第2温度センサ21bは、媒体間熱交換器21と中継用絞り装置22との間に設けられ、媒体間熱交換器21と中継用絞り装置22との間を流れる冷媒の温度である第2温度を計測する。
第1温度センサ21aは、冷房運転時における媒体間熱交換器21の下流に設けられている。第2温度センサ21bは、暖房運転時における媒体間熱交換器21の下流に設けられている。第1温度センサ21a及び第2温度センサ21bは、それぞれ、計測したデータを中継用制御装置24に出力する。
また、中継機20には、ポンプ入口圧力センサ23aとポンプ出口圧力センサ23bとが設けられている。ポンプ入口圧力センサ23aは、ポンプ23の上流に設けられ、ポンプ23の入口側の圧力であるポンプ入口圧力を計測する。ポンプ出口圧力センサ23bは、ポンプ23の下流に設けられ、ポンプ23の出口側の圧力であるポンプ出口圧力を計測する。
空調システム100は、複数の室内機30a〜30fのそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段320を有している(図2参照)。本実施の形態1において、流量検出手段320は、各室内機30a〜30fのそれぞれに設けられた弁入口圧力センサ32aと弁出口圧力センサ32bとにより構成されている。弁入口圧力センサ32aは、流量調整弁32の上流に設けられ、流量調整弁32の入口側の圧力である弁入口圧力を計測する。弁出口圧力センサ32bは、流量調整弁32の下流に設けられ、流量調整弁32の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する。
ここで、空調システム100は、弁入口圧力と弁出口圧力との差圧と、流量調整弁32の特徴を表すCv値とを用いて、複数の室内機30a〜30fのそれぞれに流れる熱媒体の流量を求めるようになっている。Cv値は、流量調整弁32の種類とポート径とによって決まる値であり、流量調整弁32が有する容量係数である。すなわち、Cv値は、ある差圧で流量調整弁32を通過する流体の流量を数値で表したものである。つまり、本実施の形態1において、弁入口圧力及び弁出口圧力は、流量情報に相当する。
また、各室内機30a〜30fには、それぞれ、流入温度センサ35aと流出温度センサ35bとが設けられている。流入温度センサ35aは、当該室内機に流入する熱媒体の温度である流入温度を計測する。流出温度センサ35bは、当該室内機から流出する熱媒体の温度である流出温度を計測する。図1には、流入温度センサ35aが負荷側熱交換器31の上流に設けられ、流入温度センサ35aが流量調整弁32の下流に設けられた例を示している。
熱源側制御装置17は、冷房運転時において、吸入圧力センサ11aにおいて計測された吸入圧力Psを飽和温度換算して、吸入圧力Psにおける飽和蒸気の温度である蒸発温度を求める。また、熱源側制御装置17は、第1温度センサ21aにおいて計測された第1温度から蒸発温度を減算して、蒸発器出口の過熱度を求める。蒸発器出口の過熱度とは、冷房運転時に蒸発器として機能する媒体間熱交換器21の出口の過熱度であり、以降では過熱度という。そして、熱源側制御装置17は、過熱度に基づいて、熱源側絞り装置14の開度を制御する。すなわち、熱源側制御装置17は、過熱度が基準過熱度よりも大きくなると、熱源側絞り装置14の開度が大きくなるように制御し、過熱度が基準過熱度よりも小さくなると、熱源側絞り装置14の開度が小さくなるように制御する。基準過熱度は、例えば1℃〜2℃に設定されるが、冷媒回路40の特性及び空調システム100の設置環境などに応じて適宜変更することができる。
中継用制御装置24は、暖房運転時において、吐出圧力センサ11bにおいて計測された吐出圧力Pdを飽和温度換算して、吐出圧力Pdにおける飽和液の温度である凝縮温度を求める。また、中継用制御装置24は、求めた凝縮温度から、第2温度センサ21bにおいて計測された第2温度を減算して、凝縮器出口の過冷却度を求める。凝縮器出口の過冷却度とは、暖房運転時に凝縮器として機能する媒体間熱交換器21の出口の過冷却度であり、以降では過冷却度という。そして、中継用制御装置24は、過冷却度に基づいて、中継用絞り装置22の開度を制御する。すなわち、中継用制御装置24は、過冷却度が基準過冷却度よりも大きくなると、中継用絞り装置22の開度が大きくなるように制御し、過冷却度が基準過冷却度よりも小さくなると、中継用絞り装置22の開度が小さくなるように制御する。基準過冷却度は、例えば5℃〜6℃に設定されるが、冷媒回路40の特性及び空調システム100の設置環境などに応じて適宜変更することができる。
図2は、図1の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図2には、中継用制御装置24が有する構成部材のうち、省エネルギー制御に関連する機能的構成を例示している。中継用制御装置24は、各室内機30a〜30fのそれぞれに流れる熱媒体の流量に基づき、熱源側制御装置17及び各負荷側制御装置34と連携して、圧縮機11及びポンプ23を制御する。中継用制御装置24は、記憶部24aと、流量演算部24bと、温度差演算部24cと、能力演算部24dと、負荷処理部24eと、運転処理部24fと、を有している。
記憶部24aには、流量調整弁32の開度値と流量調整弁32のCv値とを関連づけた開度特性情報241が記憶されている。開度特性情報241は、各室内機30a〜30fのそれぞれに対応づけて設けられている。もっとも、同機種又は同容量の室内機については、1つの開度特性情報241を共用してもよい。記憶部24aには、各室内機30a〜30fのそれぞれの能力の情報である能力特性情報242が記憶されている。つまり、能力特性情報242は、各室内機30a〜30fのそれぞれについて予め設計された熱交換量を示す情報である。能力特性情報242には、各室内機30a〜30fの各々につき、発揮することができる最大の能力を示す最大能力値が含まれる。
記憶部24aには、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を上げるか下げるかを決める際の基準となる判定能力値243が記憶されている。すなわち、判定能力値243は、圧縮機11及びポンプ23に対する制御内容を決める際の基準となる値であり、例えば90%から100%までの範囲内で設定される。記憶部24aには、各室内機30a〜30fの各々が発揮している能力の和である合計能力値と、ポンプ23の前後差圧に対応づけて設定される差圧許容範囲とを関連づけた差圧許容値情報244が記憶されている。差圧許容範囲は、圧縮機11及びポンプ23のそれぞれの回転数を維持させる範囲である。
流量演算部24bは、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量を求める。温度差演算部24cは、流入温度センサ35aにおいて計測される流入温度と、流出温度センサ35bにおいて計測される流出温度との温度差である出入口温度差を求める。能力演算部24dは、流量演算部24bが求めた流量と、温度差演算部24cが求めた出入口温度差とを用いて、各室内機30a〜30fの各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める。
負荷処理部24eは、能力演算部24dが求めた発揮能力値を用いて、各室内機30a〜30fの各々の負荷を求める。ここで、各室内機30a〜30fの各々の負荷は、最大能力値に対する発揮能力値の割合が高いほど大きくなる。また、負荷処理部24eは、各室内機30a〜30fのうちで最も負荷が大きい室内機を選定する。以降では、負荷処理部24eが選定する最も負荷が大きい室内機を「負荷最大室内機」ともいう。そして、負荷処理部24eは、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243未満であるか否かを判定する。
運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243未満であると判定された場合、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を低下させる方向の制御を実行する。一方、運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243以上であると判定された場合、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を上昇させる方向の制御を実行する。ここで、圧縮機11の回転数は、圧縮機モータの運転周波数に対応する。また、ポンプ23の回転数は、ポンプ23のモータの回転周波数に対応する。
運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243未満であると判定された場合において、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値よりも大きければ、ポンプ23の回転数を、予め設定されたポンプ低下値だけ低下させる。運転処理部24fは、経時的に行うポンプ差圧値と差圧許容範囲との比較処理において、発揮能力値が判定能力値243未満で、かつポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値よりも大きいという条件を満たす度に、ポンプ23の回転数をポンプ低下値だけ下げる。
運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243未満であると判定された場合において、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値よりも小さければ、圧縮機11の回転数を、予め設定された圧縮機低下値だけ下げる。運転処理部24fは、経時的に行う上記の比較処理において、発揮能力値が判定能力値243未満で、かつポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値よりも小さいという条件を満たす度に、圧縮機11の回転数を圧縮機低下値だけ下げる。
運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243以上であると判定された場合において、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値よりも大きければ、圧縮機11の回転数を、予め設定された圧縮機上昇値だけ上げる。運転処理部24fは、経時的に行う上記の比較処理において、発揮能力値が判定能力値243以上で、かつポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値よりも大きいという条件を満たす度に、圧縮機11の回転数を圧縮機上昇値だけ上げる。
運転処理部24fは、負荷処理部24eにおいて発揮能力値が判定能力値243以上であると判定された場合において、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値よりも小さければ、ポンプ23の回転数を、予め設定されたポンプ上昇値だけ上げる。運転処理部24fは、経時的に行う上記の比較処理において、発揮能力値が判定能力値243以上で、かつポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値よりも小さいという条件を満たす度に、ポンプ23の回転数をポンプ上昇値だけ上げる。
すなわち、運転処理部24fは、経時的に行う上記の比較処理において、同一の条件を連続的に満たす場合、圧縮機11又はポンプ23の回転数を段階的に変化させる。ポンプ低下値、ポンプ上昇値、圧縮機低下値、及び圧縮機上昇値は、空調システム100の構成及び設置環境に応じて設定され、適宜変更することができる。ポンプ低下値とポンプ上昇値とは、同一の値であってよく、異なる値であってもよい。同様に、圧縮機低下値と圧縮機上昇値とは、同一の値であってよく、異なる値であってもよい。
また、ポンプ低下値、ポンプ上昇値、圧縮機低下値、及び圧縮機上昇値は、それぞれ、複数の異なる値が設定されていてもよい。そして、運転処理部24fは、経時的に行う上記の比較処理において、同一の条件を連続的に満たす回数が増えると、ポンプ低下値、ポンプ上昇値、圧縮機低下値、及び圧縮機上昇値が小さくなるようにするとよい。この場合、同一の条件を連続的に満たす回数と、ポンプ低下値、ポンプ上昇値、圧縮機低下値、及び圧縮機上昇値のそれぞれとを対応づけた回数対応情報を記憶部24aに記憶させておき、運転処理部24fが回数対応情報を参照して各値を求めるとよい。
図3は、図1の記憶部に格納された差圧許容値情報について説明するための概念図である。図3では、横軸に合計能力値をとり、縦軸にポンプ差圧値をとっている。差圧理想線Pは、合計能力値に対応する理想的なポンプ差圧値を示す。すなわち、合計能力値の変化に応じて定まる理想的なポンプ差圧値を結んだ線である。差圧上限線Pは、差圧理想線Pに加算係数を加えて導出された線である。差圧下限線Pは、差圧理想線Pから減算係数を減算して導出された線である。そして、差圧下限線Pと差圧上限線Pとの間の許容領域Eと、任意の合計能力値とが交わる範囲が、当該合計能力値に応じた差圧許容範囲となる。すなわち、差圧上限線Pは、合計能力値ごとの差圧許容範囲の上限値に対応し、差圧下限線Pは、合計能力値ごとの差圧許容範囲の下限値に対応する。
図3に示すように、合計能力値が「Q」であった場合、差圧許容範囲の上限値は「PU1」となり、差圧許容範囲の下限値は「PL1」となる。そして、合計能力値がQに対応する差圧許容範囲は「R」となる。
ここで、図3では、差圧理想線P、差圧上限線P、及び差圧下限線Pが直線である場合を例示しているが、これに限らず、差圧理想線P、差圧上限線P、及び差圧下限線Pは、曲線であってもよい。また、図3では、差圧理想線Pに対し、差圧上限線Pと差圧下限線Pとが平行となっている場合を例示したが、これに限らず、差圧上限線Pと差圧下限線Pとは、差圧理想線Pに対して平行でなくてもよい。例えば、差圧上限線Pと差圧下限線Pとは、差圧理想線Pに対して一定の傾斜を有していてもよい。すなわち、加算係数及び減算係数は、合計能力値ごとに変化させてもよい。加えて、図3では、グラフ上に定義された差圧許容値情報244を例示したが、これに限らず、差圧許容値情報244は、合計能力値と差圧許容範囲とを関連づけたテーブル情報であってもよい。
熱源側制御装置17と、中継用制御装置24と、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34とは、マイコンなどの演算装置と、こうした演算装置と協働して上記の各機能を実現させるソフトウェアとによって構成することができる。なお、熱源側制御装置17と、中継用制御装置24と、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34とは、上記の各機能のうちの一部又は全部を実現する回路デバイスのようなハードウェアを含んでいてもよい。記憶部17aと記憶部24aとは、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等のPROM(Programmable ROM)、又はHDD(Hard Disk Drive)等により構成することができる。
図4は、図1の空調システムの動作を示すフローチャートである。図4に基づき、空調システム100による空調制御方法のうち、中継用制御装置24が流量情報を用いて行う省エネルギー制御の動作の流れについて説明する。
まず、流量演算部24bは、弁入口圧力センサ32aから弁入口圧力を取得し、弁出口圧力センサ32bから弁出口圧力を取得する。そして、流量演算部24bは、各室内機30a〜30fのそれぞれにつき、弁入口圧力と弁出口圧力との差圧である弁差圧値を求める(ステップS101)。また、流量演算部24bは、各負荷側制御装置34から、各室内機30a〜30fのそれぞれの流量調整弁32の開度値を取得する。そして、流量演算部24bは、各室内機30a〜30fのそれぞれの流量調整弁32の開度値を開度特性情報241に照らして、各室内機30a〜30fの各々のCv値を求める(ステップS102)。
続いて、流量演算部24bは、弁差圧値とCv値とを用いて、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量を求める。具体的には、例えば、記憶部24aに、弁差圧値とCv値とを変数とする流量導出関数を記憶させておく。この場合、流量演算部24bは、弁差圧値とCv値とを流量導出関数に代入することにより、各室内機30a〜30fの各々の熱媒体の流量を求めることができる(ステップS103)。
次いで、温度差演算部24cは、流入温度センサ35aから流入温度を取得し、流出温度センサ35bから流出温度を取得する。そして、温度差演算部24cは、流入温度と流出温度との温度差である出入口温度差を求める(ステップS104)。
次に、能力演算部24dは、流量演算部24bにおいて求められた流量と、温度差演算部24cにおいて求められた出入口温度差とを用いて、各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を求める。その際、能力演算部24dは、各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値の和である合計能力値を求めて記憶部24aに一次記憶させる(ステップS105)。
次いで、負荷処理部24eは、能力演算部24dにおいて求められた発揮能力値を用いて、各室内機30a〜30fの各々の負荷を求める。すなわち、負荷処理部24eは、能力特性情報242に含まれる最大能力値に対する発揮能力値の割合から、各室内機30a〜30fの各々の負荷を求める(ステップS106)。そして、負荷処理部24eは、各室内機30a〜30fの各々の負荷を比較し、各室内機30a〜30fの中から、負荷が最も大きい室内機である負荷最大室内機を選定する(ステップS107)。
次に、負荷処理部24eは、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243未満であるか否かを判定する(ステップS108)。負荷処理部24eは、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243未満であれば(ステップS108/Yes)、省エネフラグを立てる。ここで、省エネフラグは、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を低下させる省エネルギー制御が可能であることを示すフラグである。例えば、省エネフラグが立っている状態を「1」とし、省エネフラグが立っていない状態、つまりリセットされた状態を「0」とする(ステップS109)。一方、負荷処理部24eは、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243以上であれば、省エネフラグを立てない(ステップS108/No)。
運転処理部24fは、ポンプ入口圧力センサ23aからポンプ入口圧力を取得し、ポンプ出口圧力センサ23bからポンプ出口圧力を取得する。そして、運転処理部24fは、ポンプ入口圧力とポンプ出口圧力との差圧であるポンプ差圧値を求める(ステップS110)。次いで、運転処理部24fは、能力演算部24dによって求められた合計能力値を記憶部24aから読み出し、合計能力値を差圧許容値情報244に照らして、当該合計能力値に対応する差圧許容範囲を求める(ステップS111)。
そして、運転処理部24fは、ポンプ差圧値が差圧許容範囲内であるか否かを判定する(ステップS112)。運転処理部24fは、負荷処理部24eでの判定結果にかかわらず、ポンプ差圧値が差圧許容範囲内であれば(ステップS112/Yes)、圧縮機11及びポンプ23の現状の運転状態を維持させたまま、ステップS101の処理へ戻る。
一方、運転処理部24fは、ポンプ差圧値が差圧許容範囲外であれば(ステップS112/No)、省エネフラグが立っているか否かを確認する(ステップS113)。運転処理部24fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値より大きければ(ステップS114/Yes)、ポンプ23の回転数を低下させ(ステップS115)、ステップS101の処理へ戻る。運転処理部24fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値より小さければ(ステップS114/No)、圧縮機11の回転数を低下させ(ステップS116)、ステップS101の処理へ戻る。より具体的に、運転処理部24fは、ステップS116において、圧縮機11の回転数低下を指示する低下指令信号を熱源側制御装置17に出力する。すると、熱源側制御装置17は、運転処理部24fからの低下指令信号に従い、圧縮機11の回転数を圧縮機低下値だけ下げる。
運転処理部24fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の上限値より大きければ(ステップS117/Yes)、圧縮機11の回転数を上昇させ(ステップS118)、ステップS101の処理へ戻る。より具体的に、運転処理部24fは、ステップS118において、圧縮機11の回転数上昇を指示する上昇指令信号を熱源側制御装置17に出力する。すると、熱源側制御装置17は、運転処理部24fからの上昇指令信号に従い、圧縮機11の回転数を圧縮機上昇値だけ上げる。
運転処理部24fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、ポンプ差圧値が差圧許容範囲の下限値より小さければ(ステップS117/No)、ポンプ23の回転数を上昇させ(ステップS119)、ステップS101の処理へ戻る。
ここで、空調システム100では、各室内機30a〜30fの制御スパンよりも、熱源機10及び中継機20の制御スパンの方が長くなっている。すなわち、中継用制御装置24は、ステップS112/Yes、S115、S116、S118、又はS119の処理後、所定の待機時間が経過してから、ステップS101の処理へ戻るようになっている。待機時間は、各室内機30a〜30fの制御スパンに応じて設定される。
上記の動作説明は、図4に付した符号の順に説明したが、一部の処理は並行して行うことができ、部分的に処理の順序を入れ替えることもできる。例えば、ステップS101とステップS102とは並行して行ってもよく、順序を入れ替えてもよい。また、ステップS110とステップS111とは並行して行ってもよく、順序を入れ替えてもよい。
以上のように、本実施の形態1の空調システム100は、システム構成が反映される流量情報に基づいて、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの動作を制御する。よって、システム全体における制御の精度を高めることができるため、省エネルギー化を図ることができる。すなわち、流量調整弁の開度には、現地における室内機の設置環境等によって変化するシステム環境が十分に反映されないため、特許文献1の空調システムでは、ポンプ制御の精度を一定以上に高めることができない。これに対し、本実施の形態1の流量情報である弁入口圧力及び弁出口圧力には、システム構成が反映されるため、圧縮機11及びポンプ23の制御を効率よく行うことができる。
また、特許文献1の空調システムは、熱媒体回路側のポンプの制御だけに用いており、冷媒回路側のアクチュエータの制御に用いることができない。そのため、回路間での制御のバランスが崩れ、システム全体における制御の精度が低下するおそれがある。この点、空調システム100は、流量情報に応じて、冷媒回路40側の圧縮機11と熱媒体回路60側のポンプ23とを制御することができるため、システム全体における制御の精度を向上させることができる。
さらに、中継用制御装置24は、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値未満である場合に、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を低下させる。すなわち、中継用制御装置24は、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値に近づくように、圧縮機11及びポンプ23のうちの少なくとも1つの回転数を低下させることから、消費電力を低減させ、省エネルギー化を図ることができる。
ここで、例えば、ホテルの各部屋には、それぞれ、部屋の大きさ等に合わせて、容量の異なる室内機が配置される。つまり、空調システムでは、容量の異なる室内機が混在することが想定される。そして、容量の異なる室内機が混在する空調システムにおいて、各室内機の流量調整弁の開度の変化だけを用いると、室内機の容量及び現地での設置環境などに順応した各アクチュエータの制御を行うことができない。この点、空調システム100は、中継用制御装置24が圧縮機11及びポンプ23の制御に用いる流量情報には、室内機の容量及び現地の設置環境などが反映される。つまり、弁入口圧力と弁出口圧力との差圧である弁差圧値、及び弁差圧値から求める熱媒体の流量には、システム構成が反映されるため、システム全体における制御の精度を高めることができる。
また、中継用制御装置24は、熱媒体の流量と共に、流入温度と流出温度との温度差である出入口温度差を用いて、各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を精度よく求めることができる。加えて、各室内機30a〜30fのそれぞれの流量調整弁32は、負荷側熱交換器31の下流に設けられていることから、負荷側熱交換器31に流入する前の熱媒体の流量調整弁32での放熱等を避けることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。さらに、中継用制御装置24は、最大能力値に対する発揮能力値の割合から各室内機30a〜30fの各々の負荷を求めるため、負荷の比較を精度よく行うことができる。
ところで、上記の説明では、運転処理部24fが、ポンプ差圧値と差圧許容範囲とを比較して圧縮機11及びポンプ23の制御内容を決める場合を例示したが、これに限定されない。運転処理部24fは、ポンプ差圧値と差圧理想値とを比較して圧縮機11及びポンプ23の制御内容を決めてもよい。すなわち、差圧許容値情報244は、各室内機30a〜30fの各々の合計能力値と、ポンプ23の前後差圧に対応づけて設定される差圧理想値とを関連づけた情報であってもよい。ここで、図3を参照すると、合計能力値Qに対応する差圧理想値は、合計能力値Qのときの差圧理想線P上のポンプ差圧値PO1となる。
この場合、運転処理部24fは、発揮能力値が判定能力値243未満で、かつポンプ差圧値が差圧理想値よりも大きいという条件を満たす場合に、ポンプ23の回転数をポンプ低下値だけ下げる。運転処理部24fは、発揮能力値が判定能力値243未満で、かつポンプ差圧値が差圧理想値よりも小さいという条件を満たす度に、圧縮機11の回転数を圧縮機低下値だけ下げる。運転処理部24fは、発揮能力値が判定能力値243以上で、かつポンプ差圧値が差圧理想値よりも大きいという条件を満たす度に、圧縮機11の回転数を圧縮機上昇値だけ上げる。運転処理部24fは、発揮能力値が判定能力値243以上で、かつポンプ差圧値が差圧理想値よりも小さいという条件を満たす度に、ポンプ23の回転数をポンプ上昇値だけ上げる。
ただし、ポンプ差圧値と差圧許容範囲とを比較して圧縮機11及びポンプ23の制御内容を決めた方が、圧縮機11及びポンプ23の回転数を過剰に変化させる状況を回避することができるため、制御の安定性を図ることができる。
<変形例1−1>
図5は、本発明の実施の形態1の変形例1−1に係る空調システムの構成を例示した回路図である。図6は、図5の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
本変形例1−1の空調システム100Aは、図5及び図6に示すように、空調システム100とは異なり、流入温度センサ35a、流出温度センサ35b、及び温度差演算部24cを有していない。そして、記憶部24aには、各室内機30a〜30fのそれぞれに流れる熱媒体の最大流量を示す最大流量情報245が記憶されている。
中継用制御装置24Aの能力演算部124dは、最大流量情報245から、各室内機30a〜30fのそれぞれの最大流量を読み出す。そして、能力演算部124dは、各室内機30a〜30fの各々につき、流量演算部24bが求める流量の最大流量に対する割合を発揮能力値として求める。能力演算部124dの他の構成は、前述した能力演算部24dと同様である。
中継用制御装置24Aによる省エネルギー制御の動作の流れは、図4の場合と同様である。具体的には、中継用制御装置24Aは、ステップS103の処理の後、ステップS104の処理を行わずにステップS105へ移行する。そして、中継用制御装置24Aは、上記のように、最大流量情報245を用いて発揮能力値を求める。
以上のように、本変形例1−1の空調システム100Aは、最大流量に対する流量の割合を発揮能力値として求めることから、流入温度センサ35a及び流出温度センサ35bを用いずに省エネルギー制御を行うことができるため、コストを削減することができる。
<変形例1−2>
図7は、本発明の実施の形態1の変形例1−2に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
本変形例1−2の空調システム100の中継用制御装置24Bは、図7に示すように、記憶部24aと、流量演算部24bと、温度差演算部24cと、能力演算部124dと、負荷処理部24eと、運転処理部124fと、を有している。記憶部24aには、ポンプ差圧値とポンプ23の能力を示すポンプ能力値とを関連づけたポンプ能力情報246が記憶されている。ここで、ポンプ23の能力とは、ポンプ23が単位時間あたりに吐出する熱媒体の流量に相当する。ポンプ能力情報246は、ポンプ差圧値とポンプ能力値とを関連づけたグラフであってもよく、ポンプ差圧値とポンプ能力値とを関連づけたテーブル情報であってもよい。
ここで、ポンプ23には、熱媒体回路60内の熱媒体、つまり複数の室内機30a〜30fの全てを通過する熱媒体が流れ込む。すなわち、ポンプ能力値は、上述した合計能力値に対応する値である。すなわち、本変形例1−2において、差圧許容値情報244は、ポンプ能力値と差圧許容範囲とを関連づけた情報である。
能力演算部124dは、上述した能力演算部24dと同様、流量演算部24bにおいて求められた流量と、温度差演算部24cにおいて求められた出入口温度差とを用いて、各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を求める。一方、能力演算部124dは、上述した能力演算部24dとは異なり、合計能力値を求める機能を有していない。
運転処理部124fは、ポンプ入口圧力とポンプ出口圧力との差圧であるポンプ差圧値を求める。また、運転処理部124fは、ポンプ差圧値をポンプ能力情報246に照らしてポンプ能力値を求める。そして、運転処理部124fは、ポンプ能力値を差圧許容値情報244に照らして差圧許容範囲を求める。運転処理部124fの他の構成は、上述した運転処理部24fと同様である。
中継用制御装置24Bによる省エネルギー制御の動作の流れは、図4の場合と同様である。より具体的に、中継用制御装置24Bは、ステップS111において、上記のように、ポンプ差圧値とポンプ能力情報246とからポンプ能力値を求め、ポンプ能力値と差圧許容値情報244とから差圧許容範囲を求める。
以上のように、本変形例1−2では、ポンプ能力値を合計能力値として用いることから、各室内機30a〜30fのそれぞれの運転状態の影響を受けずに、ポンプ差圧値と差圧許容範囲との比較を行うことができるため、判定精度の向上を図ることができる。また、図4の各処理において、ステップS111の処理は、ステップS105の処理に依存しない。そのため、例えば、ステップS101〜S108までの処理は、ステップS113のタイミングで行うようにしてもよい。なお、本変形例1−2の空調システム100は、上述した変形例1−1の空調システム100Aと同様、出入口温度差を用いずに各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を求めてもよい。
<変形例1−3>
図8は、本発明の実施の形態1の変形例1−3に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
本変形例1−3の空調システム100の中継用制御装置24Cは、図8に示すように、記憶部24aと、流量演算部124bと、温度差演算部24cと、能力演算部24dと、負荷処理部24eと、運転処理部24fと、異常判定部124gと、を有している。記憶部24aには、ポンプ差圧値とポンプ23が吐出する熱媒体の流量を示すポンプ吐出流量値とを関連づけたポンプ流量情報247が記憶されている。ポンプ流量情報247は、ポンプ差圧値とポンプ吐出流量値とを関連づけたグラフであってもよく、ポンプ差圧値とポンプ吐出流量値とを関連づけたテーブル情報であってもよい。
流量演算部124bは、上述した流量演算部24bと同様に、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量を求める。さらに、流量演算部124bは、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量の合計である合計流量値を求めて記憶部24aに一次記憶させる。
異常判定部124gは、運転処理部24fが求めたポンプ差圧値をポンプ流量情報247に照らしてポンプ吐出流量値を求める。また、異常判定部124gは、記憶部24aから、流量演算部124bが記憶させた合計流量値を読み出す。そして、異常判定部124gは、ポンプ吐出流量値に対する合計流量値の割合に応じて、弁入口圧力センサ32a、弁出口圧力センサ32b、ポンプ入口圧力センサ23a、及びポンプ出口圧力センサ23bのうちの少なくとも1つに異常が発生しているか否かを判定する。
より具体的に、異常判定部124gは、ポンプ吐出流量値に対する合計流量値の割合である流量割合((合計流量値/ポンプ吐出流量値)×100[%])を求める。そして、異常判定部124gは、流量割合が正常範囲内であるか否かを判定することにより、少なくとも1つの圧力センサに異常が発生しているか否かを判定する。ここで、正常範囲とは、下限割合から上限割合までの範囲である。
すなわち、異常判定部124gは、下記の式(1)を満たすか否かを判定することにより、少なくとも1つの圧力センサに異常が発生しているか否かを判定する。下限割合は例えば90[%]に設定され、上限割合は例えば110[%]に設定される。もっとも、下限割合及び上限割合は適宜変更することができる。
Figure 0006925455
異常判定部124gは、流量割合が正常範囲外である場合、異常が発生していることを示す異常発生信号を、例えば各室内機30a〜30fのうちの少なくとも1つに送信する。この場合、各室内機30a〜30fが、それぞれ、例えば液晶ディスプレイからなる表示部を有していれば、負荷側制御装置34は、異常判定部124gから異常発生信号を送信されたとき、異常の発生を示す情報を表示部に表示させる。同様に、各室内機30a〜30fの各々に対応づけられたリモートコントローラに表示部が設けられている場合、負荷側制御装置34は、異常判定部124gから異常発生信号を送信されたとき、異常の発生を示す情報を表示部に表示させる。また、各室内機30a〜30fが、それぞれ、音又は音声を出力する報知部を有していれば、負荷側制御装置34は、異常判定部124gから異常発生信号を送信されたとき、異常の発生を示す音又は音声を報知部に出力させる。同様に、各室内機30a〜30fの各々に対応づけられたリモートコントローラに報知部が設けられている場合、負荷側制御装置34は、異常判定部124gから異常発生信号を送信されたとき、異常の発生を示す音又は音声を報知部に出力させる。
以上のように、本変形例1−3の空調システム100は、熱媒体回路60の構成上、同程度の値になることが想定されるポンプ吐出流量値と合計流量値とを比較して、少なくとも1つに異常が発生しているか否かを判定することができる。そして、流量割合が正常範囲外のとき、例えば負荷側制御装置34が異常の発生を示す情報を表示部に表示させ、ユーザなどに対処を促すことができる。よって、構成部材の故障などを未然に防ぐことができるため、システムの信頼性を高めることができる。
ところで、本変形例1−3では、ポンプ吐出流量値に対する合計流量値の割合に応じて、少なくとも1つの圧力センサに異常が発生しているか否かを判定する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、本変形例1−3の構成に、前述した変形例1−2の一部の構成を加え、ポンプ能力値に対する合計能力値の割合に応じて、少なくとも1つの圧力センサに異常が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。もっとも、本変形例1−3の空調システム100は、上述した変形例1−1の空調システム100Aと同様、出入口温度差を用いずに各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を求めてもよい。
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2に係る空調システムの構成を例示した回路図である。図10は、図9の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
上述した実施の形態1の流量検出手段320は、弁入口圧力センサ32aと弁出口圧力センサ32bとにより構成されている。これに対し、本実施の形態2の空調システム200における流量検出手段320は、各室内機30a〜30fのそれぞれに設けられた弁出口圧力センサ32bと、ポンプ入口圧力センサ23aとにより構成されている。つまり、本実施の形態2では、弁出口圧力及びポンプ入口圧力が流量情報となる。そのため、空調システム200では、弁入口圧力センサ32aが不要となる。
図10に示すように、中継用制御装置240は、記憶部24aと、流量演算部224bと、温度差演算部24cと、能力演算部24dと、負荷処理部24eと、運転処理部24fと、を有している。記憶部24aには、各室内機30a〜30fのそれぞれについての弁出口圧力センサ32bからポンプ入口圧力センサ23aまでの熱媒体配管61の長さの情報である配管長データ248が予め記憶されている。
流量演算部224bは、各室内機30a〜30fのそれぞれにつき、弁出口圧力センサ32bにおいて計測される弁出口圧力と、ポンプ入口圧力センサ23aにおいて計測されるポンプ入口圧力との差圧である配管差圧値Δpを求める。そして、流量演算部224bは、配管差圧値Δpと配管長データ248とを用いて、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量を求める。
図11は、図9の空調システムの動作を示すフローチャートである。図11に基づき、空調システム200による空調制御方法のうち、中継用制御装置240が流量情報を用いて行う省エネルギー制御の動作の流れについて説明する。実施の形態1で参照した図2と同様の動作については同一の符号を用いて説明は省略する。
まず、流量演算部224bは、弁出口圧力センサ32bから弁出口圧力を取得し、ポンプ入口圧力センサ23aからポンプ入口圧力を取得する。そして、流量演算部224bは、弁出口圧力とポンプ入口圧力との差圧である配管差圧値Δpを求める(ステップS201)。また、流量演算部224bは、記憶部24aから、各室内機30a〜30fのそれぞれについての配管長データ248を読み出す(ステップS202)。そして、流量演算部224bは、各室内機30a〜30fの各々について、配管差圧値Δpと配管長データ248とをもとに熱媒体の流量を求める。
例えば、記憶部24aには、配管差圧値Δpと配管長データ248とを変数とする流量導出関数が記憶されている。本実施の形態2の流量導出関数は、下記の式(2)で表される。d[m]は熱媒体配管61の直径であり、fは摩擦損失係数であり、ρ[kg/m]は熱媒体の密度である。また、L[m]は、各室内機30a〜30fのそれぞれにおける弁出口圧力センサ32bからポンプ入口圧力センサ23aまでの熱媒体配管61の長さである。S[m]は熱媒体配管61の断面積である。各室内機30a〜30fのそれぞれにおける弁出口圧力センサ32bからポンプ入口圧力センサ23aまでの長さLは、配管長データ248に含まれる。
Figure 0006925455
流量演算部224bは、各室内機30a〜30fのそれぞれについて、配管差圧値Δpと配管長データ248に含まれる長さLとを流量導出関数に代入することにより、各室内機30a〜30fの各々の熱媒体の流量を求める。なお、熱媒体配管61の直径d、摩擦損失係数f、熱媒体の密度ρ、及び熱媒体配管61の断面積Sは、予め記憶部24aに記憶されている(ステップS203)。続いて、中継用制御装置240は、図2の場合と同様、ステップS104〜S119の一連の処理を実行する。
以上のように、本実施の形態2の空調システム200によっても、空調システム100と同様、システム全体における制御の精度を向上させることができ、省エネルギー化を図ることができる。また、空調システム200は、弁出口圧力とポンプ入口圧力との差圧である配管差圧値Δpと、配管長データ248とを用いて、各室内機30a〜30fの各々の熱媒体の流量を求める。よって、弁入口圧力センサ32aを設ける必要がないため、コストの削減を図ることができる。また、Cv値を求める処理を省略することができ、処理の簡略化を図ることができる。なお、本実施の形態2の空調システム200にも、実施の形態1の変形例1−1〜1−3の各構成及びそれぞれを組み合わせた構成を適用することができる。
実施の形態3.
図12は、本発明の実施の形態3に係る空調システムの構成を例示した回路図である。図13は、図12の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
上述した実施の形態1及び2の流量検出手段320は、2つの圧力センサによって構成されているが、本実施の形態3の空調システム300における流量検出手段320は、各室内機30a〜30fのそれぞれに設けられた流量センサ36により構成されている。各室内機30a〜30fのそれぞれの流量センサ36は、当該室内機を通過する熱媒体の流量を計測し、計測した流量を、負荷側制御装置34を介して中継用制御装置340に出力する。つまり、本実施の形態3では、流量センサ36により計測される流量が流量情報となる。そのため、空調システム300では、弁入口圧力センサ32a及び弁出口圧力センサ32bが不要となる。また、記憶部24aには、開度特性情報241を記憶させなくてもよい。
また、流量センサ36は、負荷側熱交換器31に流入する前に放熱等が行われることを避けるため、図12に示すように、負荷側熱交換器31の下流に設けるとよい。図12では、流量センサ36が、流量調整弁32の下流に設けられた場合を例示しているが、これに限らず、流量センサ36は、負荷側熱交換器31と流量調整弁32との間に設けられてもよい。
中継用制御装置340は、記憶部24aと、温度差演算部24cと、能力演算部324dと、負荷処理部24eと、運転処理部24fと、を有している。能力演算部324dは、流量センサ36において検出された流量と、温度差演算部24cが求めた出入口温度差とを用いて、各室内機30a〜30fの各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める。すなわち、能力演算部324dは、流量センサ36において検出された流量の最大流量に対する割合を発揮能力値として求める。また、能力演算部324dは、各室内機30a〜30fのそれぞれの熱媒体の流量の合計である合計流量値を求めて記憶部24aに一次記憶させる機能を有している。能力演算部324dの他の構成は、上述した能力演算部24dと同様である。
図14は、図12の空調システムの動作を示すフローチャートである。図14に基づき、空調システム300による空調制御方法のうち、中継用制御装置340が流量情報を用いて行う省エネルギー制御の動作の流れについて説明する。実施の形態1で参照した図2と同様の動作については同一の符号を用いて説明は省略する。
まず、温度差演算部24cは、流入温度と流出温度との温度差である出入口温度差を求める(ステップS104)。次いで、能力演算部324dは、各室内機30a〜30fのそれぞれの流量センサ36から、各室内機30a〜30fの各々に流れる熱媒体の流量を取得する(ステップS301)。次に、能力演算部24dは、流量センサ36から取得した流量と、温度差演算部24cにおいて求められた出入口温度差とを用いて、各室内機30a〜30fの各々の発揮能力値を求める(ステップS105)。続いて、中継用制御装置340は、図2の場合と同様、ステップS106〜S119の一連の処理を実行する。
以上のように、本実施の形態3の空調システム300によっても、空調システム100及び200と同様、システム全体における制御の精度を向上させることができ、省エネルギー化を図ることができる。また、空調システム300は、流量検出手段320として、各室内機30a〜30fの各々の熱媒体の流量を求める流量センサ36を有している。よって、流量を求める処理を省略することができるため、処理の簡略化及び迅速化を図ることができる。本実施の形態3において、流量センサ36は、負荷側熱交換器31の下流に設けられていることから、負荷側熱交換器31に流入する前の熱媒体の流量センサ36での放熱等を避けることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。なお、本実施の形態3の空調システム300にも、実施の形態1の変形例1−1〜1−3の各構成及びそれぞれを組み合わせた構成を適用することができる。
実施の形態4.
図15は、本発明の実施の形態4に係る空調システムの構成を例示した回路図である。図16は、図15の中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図1及び図2に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
中継機20には、液管圧力センサ22aが設けられている。液管圧力センサ22aは、中継用絞り装置22に対し、媒体間熱交換器21とは反対側に設けられ、冷媒配管41に流れる冷媒の圧力である液管圧力を計測する。本実施の形態4において、液管圧力センサ22aは、熱源側絞り装置14と中継用絞り装置22との間に設けられ、熱源側絞り装置14と中継用絞り装置22との間の冷媒配管41に流れる冷媒の圧力である液管圧力を計測する。
運転処理部424fは、熱媒体回路60の往路における圧力損失に基づく第1圧力損失を求める。より具体的に、運転処理部424fは、ポンプ出口圧力センサ23bにおいて計測されるポンプ出口圧力と、弁入口圧力センサ32aにおいて計測される弁入口圧力との差圧である熱媒体配管圧力損失を求める。そして、運転処理部424fは、熱媒体側圧力損失に第1換算係数を乗じて第1圧力損失を求める。
また、運転処理部424fは、冷媒回路40の往路における圧力損失に基づく第2圧力損失を求める。より具体的に、運転処理部424fは、吐出圧力センサ11bにおいて計測される吐出圧力Pdと、液管圧力センサ22aにおいて計測される液管圧力との差圧である冷媒配管圧力損失を求める。そして、運転処理部424fは、冷媒配管圧力損失に第2換算係数を乗じて第2圧力損失を求める。
ここで、第1換算係数及び第2換算係数は、熱媒体回路60の往路における圧力損失と、冷媒回路40の往路における圧力損失とを同じレベルで比較するための換算係数であり、空調システム400の構成及び設置環境などに応じて設定される。もっとも、第1換算係数及び第2換算係数のうちの何れか一方のみを記憶部24aに記憶させ、熱媒体配管圧力損失及び冷媒配管圧力損失のうちの何れか一方を、他方と同じレベルの値に換算してもよい。
運転処理部424fは、省エネフラグが立っている場合に、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きければ、ポンプ23の回転数を低下させる。また、運転処理部424fは、省エネフラグが立っている場合に、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小さければ、圧縮機11の回転数を低下させる。すなわち、運転処理部424fは、省エネフラグが立っている場合、熱媒体回路60と冷媒回路40とのうちで、圧力損失が大きい方の流量を低下させる。
運転処理部424fは、省エネフラグが立っていない場合に、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きければ、圧縮機11の回転数を上昇させる。また、運転処理部424fは、省エネフラグが立っていない場合に、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小さければ、ポンプ23の回転数を上昇させる。すなわち、運転処理部424fは、省エネフラグが立っていない場合、熱媒体回路60と冷媒回路40とのうちで、圧力損失が小さい方の流量を上昇させる。
図17は、図12の空調システムの動作を示すフローチャートである。図17に基づき、空調システム400による空調制御方法のうち、中継用制御装置440が流量情報を用いて行う省エネルギー制御の動作の流れについて説明する。実施の形態1で参照した図2と同様の動作については同一の符号を用いて説明は省略する。
まず、中継用制御装置440は、ステップS101〜S109の一連の処理を、図2の場合と同様に実行する。次に、運転処理部424fは、ポンプ出口圧力センサ23bからポンプ出口圧力を取得し、弁入口圧力センサ32aから弁入口圧力を取得する。そして、運転処理部424fは、ポンプ出口圧力と弁入口圧力とから第1圧力損失を求める(ステップS401)。
また、運転処理部424fは、吐出圧力センサ11bから吐出圧力Pdを取得し、液管圧力センサ22aから液管圧力を取得する。そして、運転処理部424fは、吐出圧力Pdと液管圧力とから第2圧力損失を求める(ステップS402)。
次いで、運転処理部424fは、第1圧力損失と第2圧力損失とを比較し、第1圧力損失と第2圧力損失とが等しければ(ステップS403/Yes)、ステップS101の処理へ戻る。運転処理部424fは、第1圧力損失と第2圧力損失との間に差がある場合(ステップS403/No)、省エネフラグが立っているか否かを確認する(ステップS113)。
運転処理部424fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きければ(ステップS404/Yes)、ポンプ23の回転数を低下させる(ステップS115)。運転処理部424fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小ければ(ステップS404/No)、圧縮機11の回転数を低下させる(ステップS116)。
運転処理部424fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きければ(ステップS405/Yes)、圧縮機11の回転数を上昇させる(ステップS118)。運転処理部424fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小ければ(ステップS405/No)、ポンプ23の回転数を上昇させる(ステップS119)。
以上のように、本実施の形態4の空調システム400によっても、空調システム100、200、300と同様、システム全体における制御の精度を向上させることができ、省エネルギー化を図ることができる。また、空調システム400は、冷媒回路40側の圧縮機11の運転状態と、熱媒体回路60側のポンプ23の運転状態とを、各回路それぞれの圧力損失に基づいて比較し、比較の結果を圧縮機11及びポンプ23の制御内容に反映することができる。そのため、圧縮機11及びポンプ23の制御に、システム全体の運転状態をフィードバックすることができる。そして、空調システム400は、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243未満である場合に、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きければ、ポンプ23の回転数を低下させ、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小さければ、圧縮機11の回転数を低下させる。よって、システム全体の運転状態に応じた省エネルギー化を実現することができる。なお、本実施の形態4の空調システム400にも、実施の形態1の変形例1−1〜1−3の各構成及びそれぞれを組み合わせた構成を適用することができる。
<変形例4−1>
図18は、本発明の実施の形態4の変形例4−1に係る空調システムの中継用制御装置の機能的構成を示すブロック図である。ここで、上記の運転処理部424fは、第1圧力損失と第2圧力損失との間に差があれば、圧縮機11及びポンプ23のうちの何れか1つの回転数を変化させる。しかしながら、制御の安定性の観点からは、第1圧力損失と第2圧力損失とが完全に一致しなくても、第1圧力損失と第2圧力損失との差分が一定の範囲内であれば、圧縮機11及びポンプ23の回転数を維持させた方がよい。そのため、本変形例4−1では、下記の構成により、制御の安定化を図っている。図15及び図16に示す各構成と同等の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
本変形例4−1の空調システム400の中継用制御装置440Aは、図18に示すように、記憶部24aと、流量演算部24bと、温度差演算部24cと、能力演算部24dと、負荷処理部24eと、運転処理部524fと、を有している。記憶部24aには、第1圧力損失と第2圧力損失との差分の許容範囲の情報である差分許容値情報249が記憶されている。
図19は、図18の記憶部に格納された差分許容値情報について説明するための概念図である。図19に示すように、差分許容値情報249は、第1圧力損失と第2圧力損失との差分の許容範囲を示す差分許容範囲Dを含む。差分許容範囲Dは、圧縮機11及びポンプ23のそれぞれの回転数を維持させる範囲である。差分許容範囲Dは、負の数である下限値から、正の数である上限値までの範囲に設定されている。下限値及び上限値は、空調システム400の構成及び設置環境などに応じて設定され、適宜変更することができる。
本変形例4−1において、運転処理部524fは、第1圧力損失から第2圧力損失を減算することにより、差分値を求めるようになっている。したがって、差分値が正の数であれば、第1圧力損失が第2圧力損失よりも大きいことを意味し、差分値が負の数であれば、第1圧力損失が第2圧力損失よりも小さいことを意味する。
そして、運転処理部524fは、差分値が差分許容範囲D内であれば、圧縮機11及びポンプ23の回転数を維持させる。運転処理部524fは、省エネフラグが立っている場合に、差分値が差分許容範囲Dの上限値よりも大きければ、ポンプ23の回転数を低下させる。また、運転処理部524fは、省エネフラグが立っている場合に、差分値が差分許容範囲Dの下限値よりも小さければ、圧縮機11の回転数を低下させる。
運転処理部524fは、省エネフラグが立っていない場合に、差分値が差分許容範囲Dの上限値よりも大きければ、圧縮機11の回転数を上昇させる。また、運転処理部524fは、省エネフラグが立っていない場合に、差分値が差分許容範囲Dの下限値よりも小さければ、ポンプ23の回転数を上昇させる。
図20は、本発明の実施の形態4の変形例4−1に係る空調システムの動作を示すフローチャートである。図20に基づき、中継用制御装置440Aが流量情報を用いて行う省エネルギー制御の動作の流れについて説明する。図20と同様の動作については同一の符号を用いて説明は省略する。
まず、中継用制御装置440Aは、ステップS101〜S109の一連の処理を、図2の場合と同様に実行する。次に、運転処理部524fは、図10の場合と同様に、第1圧力損失と第2圧力損失とを求める(ステップS401、ステップS402)。
次いで、運転処理部524fは、第1圧力損失から第2圧力損失を減算して差分値を求める(ステップS501)。運転処理部524fは、差分値が差分許容範囲D内であれば(ステップS502/Yes)、ステップS101の処理へ戻る。運転処理部524fは、差分値が差分許容範囲D外であれば(ステップS502/No)、省エネフラグが立っているか否かを確認する(ステップS113)。
運転処理部424fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、差分値が差分許容範囲Dの上限値よりも大きければ(ステップS503/Yes)、ポンプ23の回転数を低下させる(ステップS115)。運転処理部524fは、省エネフラグが立っているとき(ステップS113/Yes)、差分値が差分許容範囲Dの下限値よりも小ければ(ステップS503/No)、圧縮機11の回転数を低下させる(ステップS116)。
運転処理部524fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、差分値が差分許容範囲Dの上限値よりも大きければ(ステップS504/Yes)、圧縮機11の回転数を上昇させる(ステップS118)。運転処理部524fは、省エネフラグが立っていないとき(ステップS113/No)、差分値が差分許容範囲Dの下限値よりも小ければ(ステップS504/No)、ポンプ23の回転数を上昇させる(ステップS119)。
以上のように、本変形例4−1の空調システム400は、差分値と差分許容範囲Dとを比較して圧縮機11及びポンプ23の制御内容を決める。よって、第1圧力損失と第2圧力損失との差分が一定の範囲内であれば、圧縮機11及びポンプ23の回転数を維持させることができる。そして、負荷最大室内機の発揮能力値が判定能力値243未満である場合に、差分値が差分許容範囲Dの上限値よりも大きければ、ポンプ23の回転数を低下させ、差分値が差分許容範囲Dの下限値よりも小ければ、圧縮機11の回転数を低下させる。よって、ハンチングを抑制することができることから、制御の安定化を図ることができ、かつ省エネルギー化を図ることができる。なお、本変形例4−1の空調システム400にも、実施の形態1の変形例1−1〜1−3の各構成及びそれぞれを組み合わせた構成を適用することができる。
上述した各実施の形態は、空調システムにおける好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態では、四方弁12で冷媒の流路を切り替えることにより冷熱と温熱との双方を供給できる熱源機10を例示したが、これに限定されない。熱源機10は、四方弁12を設けずに構成し、冷熱又は温熱のうちの一方を供給するようにしてもよい。つまり、上記各実施の形態の空調システムは、冷房運転又は暖房運転の何れか一方を行うものであってよい。また、上記各実施の形態の空調システムは、各室内機のそれぞれの運転状態を個別に切り替える冷暖同時運転を実行できるものであってよい。
また、上記各実施の形態では、空調システムが6台の室内機を有する場合を例示したが、これに限定されない。空調システムは、5台以下の室内機を有するものであってよく、7台以上の室内機を有するものであってもよい。さらに、上記各実施の形態では、中継用制御装置が空調システムの統括制御を行う場合を例示したが、これに限らず、空調システムの統括制御は、熱源側制御装置が行うようにしてもよい。
加えて、流量検出手段320は、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34であってもよい。つまり、流量情報は、負荷側制御装置34が検出する流量調整弁32の開度値であってもよい。この場合、各室内機30a〜30fのそれぞれにつき、流量調整弁32の開度値と熱媒体の流量とを関連づけた流量換算データを、記憶部24aに記憶させておく。そして、各実施の形態の流量演算部が、各室内機30a〜30fのそれぞれの負荷側制御装置34から取得した開度値を流量換算データに照らして、各室内機30a〜30fの各々に流れる熱媒体の流量を求める。
10 熱源機、11 圧縮機、11a 吸入圧力センサ、11b 吐出圧力センサ、12 四方弁、13 熱源側熱交換器、14 熱源側絞り装置、15 アキュムレータ、16 熱源側送風機、17 熱源側制御装置、17a、24a 記憶部、20 中継機、21 媒体間熱交換器、21a 第1温度センサ、21b 第2温度センサ、22 中継用絞り装置、22a 液管圧力センサ、23 ポンプ、23a ポンプ入口圧力センサ、23b ポンプ出口圧力センサ、24、24A〜24C、240、340、440、440A 中継用制御装置、24b、124b、224b 流量演算部、24c 温度差演算部、24d、124d、324d 能力演算部、24e 負荷処理部、24f、124f、424f、524f 運転処理部、30a〜30f 室内機、31 負荷側熱交換器、32 流量調整弁、32a 弁入口圧力センサ、32b 弁出口圧力センサ、33 負荷側送風機、34 負荷側制御装置、35a 流入温度センサ、35b 流出温度センサ、36 流量センサ、40 冷媒回路、60 熱媒体回路、61 熱媒体配管、100、100A、200、300、400 空調システム、124g 異常判定部、241 開度特性情報、242 能力特性情報、243 判定能力値、244 差圧許容値情報、245 最大流量情報、246 ポンプ能力情報、247 ポンプ流量情報、248 配管長データ、249 差分許容値情報、320 流量検出手段。

Claims (18)

  1. 圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、
    ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、
    負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、
    前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
    前記ポンプと前記媒体間熱交換器と複数の前記室内機のそれぞれの前記負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、
    複数の前記室内機ごとに設けられ、複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、
    前記流量検出手段において検出された複数の前記室内機ごとの前記流量情報に基づき、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、
    前記流量情報に基づいて複数の前記室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、
    複数の前記室内機のそれぞれについて前記発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の前記室内機のうちで最も負荷が大きい前記室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、
    複数の前記室内機は、それぞれ、前記負荷側熱交換器に流れる熱媒体の前記流量を調整する流量調整弁を有し、
    前記流量検出手段は、
    前記流量調整弁の入口側の圧力である弁入口圧力を計測する弁入口圧力センサと、
    前記流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、を有する、空調システム。
  2. 前記制御装置は、
    前記弁入口圧力と前記弁出口圧力との差圧である弁差圧値を求め、前記弁差圧値を用いて複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の前記流量を求める流量演算部を有し、
    前記能力演算部は、
    前記流量演算部が求める前記流量を用いて複数の前記室内機の各々の前記発揮能力値を求める、請求項に記載の空調システム。
  3. 圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、
    ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、
    負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、
    前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
    前記ポンプと前記媒体間熱交換器と複数の前記室内機のそれぞれの前記負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、
    複数の前記室内機ごとに設けられ、複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、
    前記流量検出手段において検出された複数の前記室内機ごとの前記流量情報に基づき、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、
    前記流量情報に基づいて複数の前記室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、
    複数の前記室内機のそれぞれについて前記発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の前記室内機のうちで最も負荷が大きい前記室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、
    複数の前記室内機は、それぞれ、前記負荷側熱交換器に流れる熱媒体の前記流量を調整する流量調整弁を有し、
    前記流量検出手段は、
    前記流量調整弁の出口側の圧力である弁出口圧力を計測する弁出口圧力センサと、
    前記ポンプの入口側の圧力であるポンプ入口圧力を計測するポンプ入口圧力センサと、を有する、空調システム。
  4. 前記制御装置は、
    前記弁出口圧力と前記ポンプ入口圧力との差圧である配管差圧値を求め、前記配管差圧値を用いて複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の前記流量を求める流量演算部を有し、
    前記能力演算部は、
    前記流量演算部が求める前記流量を用いて複数の前記室内機の各々の前記発揮能力値を求める、請求項に記載の空調システム。
  5. 前記記憶部は、
    複数の前記室内機のそれぞれについての前記弁出口圧力センサから前記ポンプ入口圧力センサまでの前記熱媒体配管の長さの情報である配管長データを記憶しており、
    前記流量演算部は、
    前記配管差圧値と前記配管長データとを用いて複数の前記室内機のそれぞれの熱媒体の前記流量を求める、請求項に記載の空調システム。
  6. 圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源機と、
    ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、
    負荷側熱交換器を有する複数の室内機と、を備え、
    前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記媒体間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
    前記ポンプと前記媒体間熱交換器と複数の前記室内機のそれぞれの前記負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、が形成され、
    複数の前記室内機ごとに設けられ、複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する流量情報を検出する流量検出手段と、
    前記流量検出手段において検出された複数の前記室内機ごとの前記流量情報に基づき、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を決める際の基準となる判定能力値を記憶する記憶部と、
    前記流量情報に基づいて複数の前記室内機の各々が発揮している能力を示す発揮能力値を求める能力演算部と、
    複数の前記室内機のそれぞれについて前記発揮能力値を用いて負荷を求め、複数の前記室内機のうちで最も負荷が大きい前記室内機を負荷最大室内機として選定する負荷処理部と、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの回転数を低下させる運転処理部と、を有し、
    複数の前記室内機は、それぞれ、前記負荷側熱交換器に流れる熱媒体の前記流量を調整する流量調整弁を有し、
    前記流量検出手段は、
    複数の前記室内機のそれぞれを通過する熱媒体の前記流量を計測する流量センサである、空調システム。
  7. 前記能力演算部は、
    前記流量センサにおいて計測される前記流量を用いて複数の前記室内機の各々の前記発揮能力値を求める、請求項に記載の空調システム。
  8. 前記室内機に流入する熱媒体の温度である流入温度を計測する流入温度センサと、
    前記室内機から流出する熱媒体の温度である流出温度を計測する流出温度センサと、を有し、
    前記制御装置は、
    前記流入温度センサにおいて計測される前記流入温度と、前記流出温度センサにおいて計測される前記流出温度との温度差である出入口温度差を求める温度差演算部を有し、
    前記能力演算部は、
    前記流量と前記出入口温度差とを用いて、複数の前記室内機の各々の前記発揮能力値を求める、請求項の何れか一項に記載の空調システム。
  9. 前記記憶部は、
    複数の前記室内機のそれぞれに流れる熱媒体の最大流量を示す最大流量情報を記憶しており、
    前記能力演算部は、
    前記最大流量情報から複数の前記室内機のそれぞれの前記最大流量を取得し、前記最大流量に対する前記流量の割合を前記発揮能力値として求める、請求項の何れか一項に記載の空調システム。
  10. 前記運転処理部は、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、
    前記ポンプの前後差圧であるポンプ差圧値が、前記圧縮機及び前記ポンプのそれぞれの回転数を維持させる範囲である差圧許容範囲の上限値よりも大きければ、前記ポンプの回転数を低下させ、
    前記ポンプ差圧値が、前記差圧許容範囲の下限値よりも小さければ、前記圧縮機の回転数を低下させるものである、請求項の何れか一項に記載の空調システム。
  11. 前記能力演算部は、
    複数の前記室内機の各々の前記発揮能力値の和である合計能力値を求める機能を有し、
    前記記憶部は、
    前記合計能力値と前記差圧許容範囲とを関連づけた差圧許容値情報を記憶しており、
    前記運転処理部は、
    前記能力演算部が求めた前記合計能力値を前記差圧許容値情報に照らして前記差圧許容範囲を求める、請求項10に記載の空調システム。
  12. 前記記憶部は、
    前記ポンプ差圧値と前記ポンプの能力を示すポンプ能力値とを関連づけたポンプ能力情報と、
    前記ポンプ能力値と前記差圧許容範囲とを関連づけた差圧許容値情報と、を記憶しており、
    前記運転処理部は、
    前記ポンプ差圧値を前記ポンプ能力情報に照らして前記ポンプ能力値を求め、求めた前記ポンプ能力値を差圧許容値情報に照らして前記差圧許容範囲を求める、請求項10に記載の空調システム。
  13. 前記記憶部は、
    前記ポンプ差圧値と、前記ポンプが吐出する熱媒体の前記流量を示すポンプ吐出流量値とを関連づけたポンプ流量情報を記憶しており、
    前記制御装置は、
    前記ポンプ差圧値を前記ポンプ流量情報に照らして前記ポンプ吐出流量値を求め、複数の前記室内機のそれぞれの熱媒体の前記流量の合計である合計流量値の前記ポンプ吐出流量値に対する割合である流量割合が、下限割合から前記下限割合よりも大きく設定される上限割合までの範囲外である場合に、異常が発生していることを示す異常発生信号を複数の前記室内機のうちの少なくとも1つに送信する異常判定部を有する、請求項1012の何れか一項に記載の空調システム。
  14. 前記運転処理部は、
    前記熱媒体回路の往路における圧力損失に基づく第1圧力損失と、前記冷媒回路の往路における圧力損失に基づく第2圧力損失と、を求め、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、
    前記第1圧力損失が前記第2圧力損失よりも大きければ、前記ポンプの回転数を低下させ、
    前記第1圧力損失が前記第2圧力損失よりも小さければ、前記圧縮機の回転数を低下させるものである、請求項の何れか一項に記載の空調システム。
  15. 前記記憶部は、
    前記圧縮機及び前記ポンプのそれぞれの回転数を維持させる範囲である差分許容範囲を記憶しており、
    前記運転処理部は、
    前記熱媒体回路の往路における圧力損失に基づく第1圧力損失と、前記冷媒回路の往路における圧力損失に基づく第2圧力損失と、を求めると共に、前記第1圧力損失から前記第2圧力損失を減算して差分値を求め、
    前記負荷最大室内機の前記発揮能力値が前記判定能力値未満である場合に、
    前記差分値が前記差分許容範囲の上限値よりも大きければ、前記ポンプの回転数を低下させ、
    前記差分値が前記差分許容範囲の下限値よりも小ければ、前記圧縮機の回転数を低下させるものである、請求項の何れか一項に記載の空調システム。
  16. 前記中継機は、
    前記冷媒回路における前記熱源側熱交換器と前記媒体間熱交換器との間に設けられ、冷媒を減圧し膨張させる中継用絞り装置と、
    前記ポンプの出口側の圧力であるポンプ出口圧力を計測するポンプ出口圧力センサと、
    前記中継用絞り装置に対し、前記媒体間熱交換器とは反対側に設けられ、前記冷媒配管に流れる冷媒の圧力である液管圧力を計測する液管圧力センサと、を有し、
    複数の前記室内機は、それぞれ、前記流量調整弁の入口側の圧力である弁入口圧力を計測する弁入口圧力センサを有し、
    前記熱源機は、
    前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を計測する吐出圧力センサを有し、
    前記運転処理部は、
    前記ポンプ出口圧力センサにおいて計測される前記ポンプ出口圧力と、前記弁入口圧力センサにおいて計測される前記弁入口圧力との差圧から、前記熱媒体回路の往路における圧力損失を求め、
    前記吐出圧力センサにおいて計測される前記吐出圧力と、前記液管圧力センサにおいて計測される前記液管圧力との差圧から、前記冷媒回路の往路における圧力損失を求める、請求項14又は15に記載の空調システム。
  17. 前記記憶部には、
    複数の前記室内機のそれぞれが発揮することができる最大能力値が記憶されており、
    前記負荷処理部は、
    前記最大能力値に対する前記発揮能力値の割合から複数の前記室内機の各々の負荷を求める、請求項16の何れか一項に記載の空調システム。
  18. 請求項1〜17の何れか一項に記載の空調システムの空調制御方法であって、
    複数の前記負荷側熱交換器のそれぞれに流れる熱媒体の流量に関連する前記流量情報を検出する流量検出ステップと、
    前記流量検出ステップで検出した複数の前記負荷側熱交換器ごとの前記流量情報に基づき、前記圧縮機及び前記ポンプのうちの少なくとも1つの動作を制御する制御ステップと、を有する、空調制御方法。
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