JP7082310B2

JP7082310B2 - 空調システム

Info

Publication number: JP7082310B2
Application number: JP2017192598A
Authority: JP
Inventors: 勇希居村
Original assignee: 三菱電機ビルソリューションズ株式会社
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2022-06-08
Anticipated expiration: 2037-10-02
Also published as: JP2019066107A

Description

本発明は、複数の汎用空調機で構成される空調システムに関する。

検出した室内温度に基づいて、冷房と暖房のいずれか一方を自動的に選択して運転を行う自動運転モードを備える汎用空調機が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１４／０１３５２８号

ところで、倉庫等の広い空間に複数の汎用空調機を設置して空調を行う場合がある。この場合、各汎用空調機をそれぞれ自動モードで運転すると、冷房モードで運転している空調機から噴き出す冷風を暖房モードで運転している空調機が吸い込んでしまい、冷房モードと暖房モードとが混在した運転状態が継続してしまう場合がある。

また、冷房モードと暖房モードとが混在する運転状態で、室内温度が上昇した場合、暖房モードの空調機は、その空調機の室温センサによって検出した温度がモード切り替え温度まで上昇した後に冷房モードに切り替わり、その後冷房運転を開始するので、温度を低下させるまでに時間がかかる。このため、室温の変化が大きくなってしまい、恒温性が要求される建物に適用することが難しかった。

そこで、本発明は、複数の汎用空調機を用いた空調システムにおいて、室温の変化幅を小さくすることを目的とする。

本発明の空調システムは、室温を検出する空調機室温センサと、前記空調機室温センサによって検出した室温に基づいて運転モードを冷房モードと暖房モードとの間で切り替える制御装置とを含む複数の汎用空調機と、前記空調機室温センサとは別に室内に設置されて室温を検出する室温センサと、複数の前記汎用空調機を制御する集中コントローラと、を備え、前記集中コントローラが、各前記空調機室温センサの検出した室温に基づいて各前記制御装置が設定した運転モードにかかわらず、前記室温センサの検出した室温に基づいて複数の前記汎用空調機の運転モードを一括して冷房モードと暖房モードとの間で切り替える空調システムであって、前記集中コントローラの暖房モードから冷房モードに切り替える高温側閾値と冷房モードから暖房モードに切り替える低温側閾値との差が、各前記汎用空調機の各前記制御装置が各前記空調機室温センサで検出した室温に基づいて各前記汎用空調機を暖房モードから冷房モードに切り替える空調機高温側閾値と冷房モードから暖房モードに切り替える空調機低温側閾値との差よりも小さいことを特徴とする。

本発明は、複数の汎用空調機を用いた空調システムにおいて、室温の変化幅を小さくすることができる。

実施形態における空調システムの構成を示す系統図である。実施形態における空調システムの温度設定値を示す図である。実施形態における空調システムによる室内温度の変化を示す図である。対比例の空調システムの構成を示す系統図である。対比例の空調システムによる室内温度の変化を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施形態の空調システム１００について説明する。図１に示すように、空調システム１００は、倉庫等の室内である空調空間５０の中に設置された複数の汎用空調機３０（以下、汎用空調機Ａという）と汎用空調機４０（以下、汎用空調機Ｂという）と、汎用空調機Ａ，Ｂを制御する集中コントローラ１０と、空調空間５０の温度を検出する室温センサ１２と、外気温センサ２０とを備えている。

汎用空調機Ａ，Ｂは、運転モードを冷房モードと暖房モードとの間で切り替え可能な空調機であり、コンプレッサ等の室外ユニットと室内ユニットとを備えている。また、各汎用空調機Ａ，Ｂは、それぞれ空調機室温センサ３２，４２（以下、空調機室温センサａ，ｂという）と、空調機室温センサａ，ｂによって検出した室温に基づいて汎用空調機Ａ，Ｂの動作を制御する制御装置とを備えている。

各汎用空調機Ａ，Ｂがそれぞれ独立して動作する際には、各汎用空調機Ａ，Ｂの制御パネルから設定温度ＴＳが入力され、その設定温度ＴＳによって運転モードを切り替える汎用空調機高温側閾値ＴＨ１、汎用空調機低温側閾値ＴＬ１（図２参照）が、それぞれ、ＴＨ１＝ＴＳ+Δｔ１、ＴＬ１＝ＴＳ-Δｔ１に設定される。

図２に示すように、各汎用空調機Ａ，Ｂの各制御装置は、各空調機室温センサａ，ｂによって検出した温度データが汎用空調機低温側閾値ＴＬ１未満から上昇してくる場合、汎用空調機低温側閾値ＴＬ１未満の場合には運転モードを暖房モードにして暖房運転を行い、汎用空調機低温側閾値ＴＬ１以上になると暖房モードにおける送風運転を行い、温度データが汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を超えると運転モードを暖房モードから冷房モードに切り替えて冷房運転を行う。

また、各空調機室温センサａ，ｂによって検出した温度データが汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を超えた状態から低下してくる場合、汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を超える場合には運転モードを冷房モードにして冷房運転を行い、汎用空調機高温側閾値ＴＨ１以下になると冷房モードにおける送風運転を行い、温度データが汎用空調機低温側閾値ＴＬ１未満になると運転モードを冷房モードから暖房モードに切り替えて暖房運転を行う。

集中コントローラ１０は、室温センサ１２と外気温センサ２０とが接続され、室温センサ１２から取得した温度データに基づいて、各汎用空調機Ａ，Ｂの運転モードを一括して冷房モードと暖房モードとの間で切り替える冷暖切替信号を出力する。なお、室温センサ１２の温度データと外気温センサ２０の温度データとにより冷暖切替信号を出力するようにしてもよい。また、集中コントローラ１０は、各汎用空調機Ａ，Ｂに設定温度信号を出力するとともに、図２に示すように、集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２、集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２を、それぞれ、ＴＨ２＝ＴＳ+Δｔ２、ＴＬ２＝ＴＳ-Δｔ２に設定する。汎用空調機Ａ，Ｂは、集中コントローラ１０から冷暖切替信号が入力された場合には、それぞれの制御装置によらず、集中コントローラ１０から入力された運転モードで運転される。

図２に示すように、集中コントローラ１０は、室温センサ１２によって検出した温度データが集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２未満から上昇してくる場合、集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２未満の場合には運転モードを暖房モードとする冷暖切替信号を出力し、温度データが集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超えると運転モードを暖房モードから冷房モードに切り替える冷暖切替信号を出力する。これにより、汎用空調機Ａ，Ｂは、室温センサ１２で検出した温度データが集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２未満の場合には暖房運転を行い、集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２以上で集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２以下の場合には暖房モードにおける送風運転を行い、温度データが集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超える場合には、冷房モードによる冷房運転を行う。

また、集中コントローラ１０は、室温センサ１２によって検出した温度データが集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超えた状態から低下してくる場合、集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超える場合には運転モードを冷房モードとする冷暖切替信号を出力し、温度データが集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２未満になると運転モードを冷房モードから暖房モードに切り替える冷暖切替信号を出力する。これにより、汎用空調機Ａ，Ｂは、室温センサ１２で検出した温度データが集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超える場合には冷房運転を行い、集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２以下で集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２以上の場合には冷房モードにおける送風運転を行い、集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２未満の場合には、暖房モードによる暖房運転を行う。

図３を参照しながら、以上の様に構成された空調システム１００の動作について説明する。先に説明したように、汎用空調機Ａ，Ｂの運転モードは、室温センサ１２によって運転モードの切り替えを行うので、一方が冷房モードで他方が暖房モードで運転されるようなことがない。図３に示すように、設定温度ＴＳで室温が設定温度ＴＳ近傍の場合、汎用空調機Ａ，Ｂはともに暖房運転モードでの送風運転を行っている。そして、実線ｐで示すように、室温センサ１２で検出し温度データが上昇し、図３の時刻ｔ１に集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２を超えると、集中コントローラ１０は、汎用空調機Ａ，Ｂの運転モードを冷房モードに切り替える信号を出力する。この信号が入力された各汎用空調機Ａ，Ｂの制御装置は各汎用空調機Ａ，Ｂの運転モードを冷房モードに切り替えて冷房運転を開始する。これにより、時刻ｔ１の後すぐに室温が低下し始める。そして、室温が設定温度ＴＳに近づくと、各汎用空調機Ａ，Ｂは冷房モードで送風運転を行う。

このように、本実施形態の空調システム１００は、２台の汎用空調機Ａ，Ｂが同時に冷房モードに移行して冷房運転を開始するので、室温が大きく上昇しないうちに室温を設定温度ＴＳ近傍に戻すことができ、室温の変化幅を小さくすることができる。

また、集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２と集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２との差である、２×Δｔ２は、汎用空調機高温側閾値ＴＨ１と汎用空調機低温側閾値ＴＬ１との差、２×Δｔ１、よりも小さいので、集中コントローラ１０によって各汎用空調機Ａ，Ｂを制御することによって、各汎用空調機Ａ，Ｂ個別で室温を制御するよりも室温の変化を小さくすることができる。

次に図４、５を参照しながら、対比例の空調システム２００と、その動作について説明する。図４に示すように、空調システム２００は、先に説明した汎用空調機Ａ，Ｂを空調空間５０の中に設置し、各汎用空調機Ａ，Ｂは、各空調機室温センサａ，ｂのデータによって個別に運転モードの切り替えを行うものである。

図５の実線ｑは、室温の時間変化を示している。また、一点鎖線ｒは、汎用空調機Ａの空調機室温センサａの検出する温度データの変化を示し、二点鎖線ｓは、汎用空調機Ｂの空調機室温センサｂの検出する温度データの変化を示している。

最初、室温が設定温度ＴＳの近傍にある場合、汎用空調機Ａは、冷房モードにおける送風運転を行っている。一方、汎用空調機Ｂは暖房モードにおける送風運転を行っている。この状態で、室温が上昇し始めると、図５の一点鎖線ｒに示すように、汎用空調機Ａの空調機室温センサａの検出する温度データは次第に上昇し、図５の時刻ｔ２に汎用空調機高温側閾値ＴＨ１に達する。すると、汎用空調機Ａは冷房運転を開始する。汎用空調機Ａが冷房運転を開始すると、その冷風が汎用空調機Ｂに吸い込まれる。このため、図５の二点鎖線ｓに示すように、時刻ｔ３の後で空調機室温センサｂの検出する温度データは、いったん低下する。

時刻ｔ２の後は、冷房能力が不足しているので、室温の上昇が続き、時刻ｔ３に汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を超え、さらに室温が上昇していく。また、それにつれて汎用空調機Ｂの空調機室温センサｂの温度データが上昇し始める。そして、時刻ｔ４になると、空調機室温センサｂの温度データは汎用空調機高温側閾値ＴＨ１に達し、汎用空調機Ｂの運転モードが暖房モードから冷房モードに切り替わり、冷房運転が開始される。このように、対比例の空調システム２００では、室温が汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を超えて上昇しても、２台の汎用空調機Ａ，Ｂが共に冷房運転になるまでの時間がかかる。このため、室温は汎用空調機高温側閾値ＴＨ１を大きく超えて上昇してしまい、室温の変化幅が大きくなってしまう。

これに対して、先に説明した実施形態の空調システム１００は、２台の汎用空調機Ａ，Ｂが同時に冷房モードに移行して冷房運転を開始するので、室温が大きく上昇しないうちに室温を設定温度ＴＳ近傍に戻すことができ、室温の変化幅を小さくすることができる。さらに、空調システム１００は、集中コントローラ高温側閾値ＴＨ２と集中コントローラ低温側閾値ＴＬ２との差である、２×Δｔ２が、汎用空調機高温側閾値ＴＨ１と汎用空調機低温側閾値ＴＬ１との差、２×Δｔ１、よりも小さいので、対比例の空調システム２００のように各汎用空調機Ａ，Ｂにより個別に室温を制御するよりも室温の変化を小さくすることができる。

１０集中コントローラ、１２室温センサ、２０外気温センサ、３０，４０汎用空調機、３２，４２空調機室温センサ、５０空調空間、１００，２００空調システム。

Claims

室温を検出する空調機室温センサと、前記空調機室温センサによって検出した室温に基づいて運転モードを冷房モードと暖房モードとの間で切り替える制御装置とを含む複数の汎用空調機と、
前記空調機室温センサとは別に室内に設置されて室温を検出する室温センサと、
複数の前記汎用空調機を制御する集中コントローラと、を備え、
前記集中コントローラが、各前記空調機室温センサの検出した室温に基づいて各前記制御装置が設定した運転モードにかかわらず、前記室温センサの検出した室温に基づいて複数の前記汎用空調機の運転モードを一括して冷房モードと暖房モードとの間で切り替える空調システムであって、
前記集中コントローラの暖房モードから冷房モードに切り替える高温側閾値と冷房モードから暖房モードに切り替える低温側閾値との差が、各前記汎用空調機の各前記制御装置が各前記空調機室温センサで検出した室温に基づいて各前記汎用空調機を暖房モードから冷房モードに切り替える空調機高温側閾値と冷房モードから暖房モードに切り替える空調機低温側閾値との差よりも小さいこと、
を特徴とする空調システム。