JP7189472B2 - 空調システム - Google Patents

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Description

本開示は、空調システムに関するものである。
従来より、対象空間の空気調和を行う空調システムに適用される技術として、複数の吹出しユニットから対象空間に吹き出す調和空気の風量を各吹出しユニットごとに調節する技術が知られている(例えば、特許文献1)。
特開平5-18582号公報
ところで、近年、そのような技術を適用した空調システムの消費電力を低減することに対する要求がますます高まっている。
本開示の目的は、空調システムの消費電力を低減することにある。
本開示の第1の態様は、取り入れた外気の温度を調整して複数の屋内空間に給気する外気処理装置(10)と、複数の上記屋内空間の一部または全部である複数の対象空間(SP1,SP2)に少なくとも1つずつ設けられた室内ユニット(22)を有し、上記対象空間(SP1,SP2)の空気の温度を調整する空気調和装置(20)とを備える空調システム(100)を対象とする。空調システム(100)は、上記外気処理装置(10)の各上記対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、各上記室内ユニット(22)の運転状態に応じて、上記空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する制御部(30)を備える。
第1の態様において、制御部(30)は、各室内ユニット(22)の運転状態に応じて、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を調節する。この制御部(30)の動作により、空調システム(100)の消費電力を低減できる。
本開示の第2の態様は、上記第1の態様において、上記室内ユニット(22)の定格能力に対する該室内ユニット(22)の負荷の割合を該室内ユニット(22)の負荷率とし、かつ各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量としたときに、上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、上記負荷率が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、上記負荷率が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にすることを特徴とする。
第2の態様において、制御部(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、負荷率が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。この制御部(30)の動作により、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
本開示の第3の態様は、上記第2の態様において、上記室内ユニット(22)の負荷率は、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合には、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が低いほど高くなり、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合には、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が高いほど高くなり、上記制御部(30)は、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にすることを特徴とする。
第3の態様において、制御部(30)は、冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、熱媒体の要求温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。また、制御部(30)は、暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、熱媒体の要求温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。これらの制御部(30)の動作により、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
本開示の第4の態様は、上記第2の態様において、稼働している上記室内ユニット(22)の負荷率は、休止している上記室内ユニット(22)の負荷率よりも高く、上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、稼働している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にすることを特徴とする。
第4の態様において、制御部(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。この制御部(30)の動作により、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
本開示の第5の態様は、上記第1~第4の態様のいずれか1つにおいて、各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量としたときに、上記制御部(30)は、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にすることを特徴とする。
第5の態様において、制御部(30)は、冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。また、制御部(30)は、暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。これらの制御部(30)の動作により、外気処理装置(10)による空気調和が効率的に行われ、空調システム(100)の消費電力が低減される。
本開示の第6の態様は、上記第1~第4の態様のいずれか1つにおいて、各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量としたときに、上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に小さい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にすることを特徴とする。
第6の態様において、制御部(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。この制御部(30)の動作により、外気処理装置(10)による空気調和が効率的に行われ、空調システム(100)の消費電力が低減される。
図1は、実施形態1の空調システムの構成の一例を示す図である。 図2は、各対象空間における室内ユニットと給気口の配置の一例を示す平面図である。 図3は、その他の実施形態の空調システムに関する図2に相当する図である。
《実施形態1》
実施形態1について説明する。本実施形態の空調システム(100)は、家屋、ビル、工場、公共施設などの建築物内に含まれる屋内空間において、空気調和を実現するシステムである。
図1に示すように、本実施形態の空調システム(100)は、複数(例えば、2つ)の屋内空間(SP1,SP2)を含む建物(BL)に適用される。複数の屋内空間(SP1,SP2)は、壁などによって完全に仕切られた複数の空間であってもよいし、衝立などによって簡易的に仕切られた複数の空間であってもよい。建物(BL)は、後述する外気処理装置(10)が配置される機械室(BL1)と、屋内空間(SP1,SP2)が存在する専有部区画(BL2)と、機械室(BL1)と専有部区画(BL2)との間に介在する廊下(BL3)とを有する。本実施形態の空調システム(100)が設置される建物(BL)では、全ての屋内空間が、後述する空気調和装置(20)の室内ユニット(22)が設置された対象空間(SP1,SP2)である。
空調システム(100)は、外気処理装置(10)と、空気調和装置(20)と、制御装置(30)とを備える。外気処理装置(10)は、取り入れた外気(OA)の温度および湿度を調整して対象空間(SP1,SP2)に給気する。外気(OA)は、対象空間(SP1,SP2)の外部の空気(この例では、建物(BL)の外部の空気)である。空気調和装置(20)は、対象空間(SP1,SP2)の空気(内気)の温度を調整する。制御装置(30)は、制御部を構成している。
空調システム(100)では、対象空間(SP1,SP2)に設置されるリモコン(40)にコマンドを適宜入力することで、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)の運転状態を切り換えられる。制御装置(30)は、リモコン(40)に入力されたコマンド(発停、運転種別、設定温度、設定風量などに係るコマンド)、および外気(OA)や内気の温度、湿度などに応じて、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)の運転状態を制御する。
〈外気処理装置の構成〉
外気処理装置(10)は、主として、エアハンドリングユニット(11)(以下、「エアハンユニット」という)と、熱源ユニットとなるチラーユニット(図示せず)とを備える。エアハンユニット(11)は、水方式でもよいし、冷媒方式(直膨エアハン)でもよい。
外気処理装置(10)は、運転中、建物(BL)の外壁に設けられた吸気口(15)から吸気ダクト(L1)を経由して外気(OA)をエアハンユニット(11)に取り込む。外気処理装置(10)は、取り込んだ外気(OA)を冷却もしくは加熱、または除湿もしくは加湿して、給気ダクト(L2)を経由して給気口(16)から対象空間(SP1,SP2)に給気(SOA)として供給する。
外気処理装置(10)は、排気ファン(17)によって、対象空間(SP1,SP2)の排気口(図示せず)から排気ダクト(L3)を経由して建物(BL)の外部に排気(EA)を放出する。
エアハンユニット(11)は、主として、外気熱交換器(12)と、加湿器(13)と、給気ファン(14)とを備える。外気熱交換器(12)は、伝熱管および伝熱フィンを有する。
外気熱交換器(12)では、伝熱管および伝熱フィンの周囲を通過する外気(OA)と、伝熱管を通過する熱媒体との間で熱交換が行われる。加湿器(13)は、外気熱交換器(12)を通過した外気(OA)を加湿する。加湿器(13)の方式や型式は特に限定されないが、例えば、一般的な自然蒸発式(気化式)の加湿器を用いてもよい。
給気ファン(14)は、外気(OA)をエアハンユニット(11)内に取り込み、給気ダクト(L2)へ送る送風機である。給気ファン(14)の型式は特に限定されないが、例えば、シロッコファンを用いてもよい。給気ファン(14)は、ファンモータを有し、ファンモータがインバータ制御されることによって回転速度が調整される。このように、給気ファン(14)は、風量可変である。
エアハンユニット(11)には、各種センサ、例えば、エアハンユニット(11)に吸入される外気(OA)の温度および湿度を検出する外気温度センサおよび外気湿度センサ、ならびに給気ダクト(L2)に(対象空間(SP1,SP2)に)送られる給気(SOA)の温度(給気温度)を検出する給気温度センサなどが配置される。
給気ダクト(L2)は、外気(OA)の流路を形成する部材である。給気ダクト(L2)は、給気ファン(14)が駆動することで外気(OA)が流入するように、一端がエアハンユニット(11)に接続される。給気ダクト(L2)の他端は、複数に分岐しており、各分岐先において対象空間(SP1,SP2)に連通する。具体的に、給気ダクト(L2)の他端(各分岐先)は、対象空間(SP1,SP2)の天井に形成された給気口(16)に接続される。給気口(16)は、図2に示すように、各対象空間(SP1,SP2)に1つずつ設けられる。各給気口(16)には、風量を調整するためのダンパ(図示せず)が設けられる。なお、給気口(16)は、各対象空間(SP1,SP2)に1つ以上設けられていれば、各対象空間(SP1,SP2)にいくつ設けられてもよい。
外気処理装置(10)は、外気処理装置(10)に含まれる各部の動作を制御する外調機制御部(31)を備える。外調機制御部(31)は、CPUやメモリおよび各種電装品などで構成される。外調機制御部(31)は、外気処理装置(10)に含まれる各機器と配線を介して接続される。外調機制御部(31)は、通信線を介して制御装置(30)やリモコン(40)と電気的に接続される。本実施形態では、外調機制御部(31)は、エアハンユニット(11)やチラーユニットに配置されるマイクロコンピュータや各電装品が互いに電気的に接続されることで構成される。
外調機制御部(31)は、設定温度などに応じて、給気温度の目標値を設定し、当該目標値に基づき各部の動作を適宜調整する。これにより、外気処理装置(10)の運転容量(空調能力)が適宜変更される。なお、給気温度の目標値は、制御装置(30)によって設定されてもよい。
〈空気調和装置の構成〉
空気調和装置(20)は、冷媒回路(図示せず)を含み、冷媒回路において冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことにより、対象空間(SP1,SP2)の冷房、除湿、または暖房などの空気調和を実現する。空気調和装置(20)は、複数の運転モードを有しており、運転モードに応じた運転を行う。具体的に、空気調和装置(20)は、冷房を行う冷房運転、暖房を行う暖房運転、除霜を行うデフロスト運転などの運転を行う。
空気調和装置(20)は、主として、熱源ユニットとなる1台の室外ユニット(21)と、複数台(例えば、6台)の室内ユニット(22)とを有する。空気調和装置(20)の型式は特に限定されないが、例えば、可変冷媒流量制御(VRV)型のものを用いてもよい。
空気調和装置(20)では、室外ユニット(21)と各室内ユニット(22)とが、冷媒連絡管(23)を介して接続されることによって冷媒回路が構成される。冷媒回路に封入される冷媒の種類は特に限定されないが、例えばR32やR410AなどのHFC冷媒を用いてもよい。
室外ユニット(21)は、対象空間(SP1,SP2)の外部(この例では、建物(BL)の外部)に配置される。室外ユニット(21)は、主として、圧縮機と、四路切換弁と、室外熱交換器と、室外膨張弁と、室外ファンとを有する。
圧縮機は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。四路切換弁は、冷媒回路における冷媒の流れ方向を切り換えるための流路切換手段である。室外熱交換器は、通過する空気流(室外ファンによって生成される室外空気流)と冷媒とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器は、正サイクル運転(暖房運転)時には、冷媒の蒸発器として機能し、逆サイクル運転(冷房運転やデフロスト運転)時には、冷媒の凝縮器または放熱器として機能する。室外膨張弁は、冷媒の減圧手段または流量調整手段として機能する弁、例えば、開度制御が可能な電動膨張弁であり、室外熱交換器と液側冷媒連絡管との間に配置される。
室外ファンは、室外空気流を生成する送風機である。室外空気流は、室外ユニット(21)内に流入し、室外熱交換器を通過して室外ユニット(21)外に流出する外気の流れである。室外空気流は、正サイクル運転時における室外熱交換器内の冷媒の加熱源であり、逆サイクル運転時における室外熱交換器内の冷媒の冷却源である。室外ファンは、ファンモータを含み、ファンモータがインバータ制御されることによって回転速度が調整される。このように、室外ファンは、風量可変である。
なお、室外ユニット(21)には、各種センサ、例えば、圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサや、圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサなどが配置される。
各室内ユニット(22)は、対応する対象空間(SP1,SP2)に配置される。本実施形態では、1台の室外ユニット(21)に対して6台の室内ユニット(22)が互いに並列に接続される。室内ユニット(22)は、図2に示すように、一方の対象空間(SP1)に4台設けられ、他方の対象空間(SP2)に2台設けられる。なお、室内ユニット(22)は、各対象空間(SP1,SP2)に1台以上設けられていれば、各対象空間(SP1,SP2)にいくつ設けられてもよい。各室内ユニット(22)の型式は特に限定されないが、例えば、対象空間(SP1,SP2)の天井に設置される天井埋込型のものを用いてもよい。この場合、各室内ユニット(22)は、対象空間(SP1,SP2)において吸込口および吹出口が天井から露出するように設置される。
各室内ユニット(22)は、主として、室内熱交換器と、室内膨張弁と、室内ファンとを有する。
室内熱交換器は、通過する空気流(室内ファンによって生成される室内空気流)と冷媒とを熱交換させる熱交換器である。室内熱交換器は、正サイクル運転時には、冷媒の凝縮器または放熱器として機能し、逆サイクル運転時には、冷媒の蒸発器として機能する。室内膨張弁は、冷媒の減圧手段または流量調整手段として機能する弁、例えば、開度制御が可能な電動膨張弁であり、室内熱交換器と液側冷媒連絡管との間に配置される。
室内ファンは、室内空気流を生成する送風機である。室内空気流は、室内ユニット(22)内に流入し、室内熱交換器を通過して室内ユニット(22)外へ流出する内気の流れである。室内空気流は、正サイクル運転時における室内熱交換器内の冷媒の冷却源であり、逆サイクル運転時における室内熱交換器内の冷媒の加熱源である。室内ファンは、ファンモータを含み、ファンモータがインバータ制御されることによって回転速度が調整される。このように、室内ファンは、風量可変である。
なお、各室内ユニット(22)には、各種センサ、例えば、室内ユニット(22)内に吸入される室内空気流(内気)の温度、湿度、および二酸化炭素濃度を検出する室内温度センサ、室内湿度センサ、および二酸化炭素濃度センサ、ならびに室内熱交換器における冷媒の温度を検出する冷媒温度センサなどが配置される。
空気調和装置(20)は、空気調和装置(20)に含まれる各部の動作を制御する空調機制御部(32)を有する。空調機制御部(32)は、CPUやメモリおよび各種電装品などで構成される。空調機制御部(32)は、空気調和装置(20)に含まれる各機器と配線を介して接続される。空調機制御部(32)は、各室内ユニット(22)に配置される各種センサと電気的に接続される。空調機制御部(32)は、対象空間(SP1,SP2)に設置されるリモコン(40)と通信可能に接続される。空調機制御部(32)は、通信線を介して制御装置(30)およびリモコン(40)と電気的に接続される。
本実施形態では、空調機制御部(32)は、室外ユニット(21)および各室内ユニット(22)にそれぞれ配置される各マイクロコンピュータや各電装品が互いに電気的に接続されることによって構成される。空調機制御部(32)は、設定温度や室内温度などに応じて、各室内ユニット(22)において蒸発温度の目標値を設定し、当該目標値に基づき圧縮機の容量や室外ファンの風量などを適宜調整する。これにより、空気調和装置(20)の運転容量(空調能力)が適宜変更される。なお、蒸発温度の目標値は、制御装置(30)によって設定されてもよい。
〈制御装置およびリモコン〉
制御装置(30)は、空調システム(100)の動作を統括的に制御する機能部であり、具体的にはメモリやCPUなどで構成されるコンピュータを備えており、当該コンピュータがプログラムを実行することによって、空調システム(100)の各機能が実施される。プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばROMなどに記録される。
制御装置(30)は、外調機制御部(31)および空調機制御部(32)と電気的に接続されており、互いに信号の送受信を行う。制御装置(30)は、外調機制御部(31)および空調機制御部(32)に対して所定の信号(例えば、目標給気温度や目標蒸発温度を設定する制御信号)を送信することで、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)のそれぞれを構成する各機器の動作を制御可能である。制御装置(30)は、外調機制御部(31)および空調機制御部(32)のそれぞれに配置された各種センサの検出値や、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)のそれぞれの運転状態を特定する情報を取得可能である。
リモコン(40)は、ユーザが外気処理装置(10)および空気調和装置(20)の運転状態(発停、運転種別、設定温度、設定湿度、設定風量など)を個別に切り換える各種コマンドを入力するための入力装置である。リモコン(40)は、所定の情報(例えば、外気処理装置(10)や空気調和装置(20)の運転状態、内気や外気の温度や湿度など)を表示するための表示装置としても機能する。
〈空調システムの運転動作〉
空調システム(100)の運転動作について説明する。本実施形態の空調システム(100)は、共通冷房運転と、共通暖房運転とを選択的に実行できる。各運転の選択は、制御装置(30)によってなされる。なお、空調システム(100)が実行可能な運転動作は、これらに限らない。
《共通冷房運転》
共通冷房運転は、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)が冷房運転を実行する運転動作である。具体的に、共通冷房運転では、外気処理装置(10)が外気冷房運転(室内温度よりも低温の外気(OA)を利用する冷房運転)を実行し、かつ空気調和装置(20)が冷房運転を実行する。なお、共通冷房運転では、対象空間(SP1,SP2)の除湿を行っても行わなくてもよい。
-基本動作-
共通冷房運転では、外気処理装置(10)において、給気ファン(14)が運転され、それにより吸気口(15)を介してエアハンユニット(11)内に外気(OA)が取り入れられる。エアハンユニット(11)内に取り入れられた外気(OA)は、各給気口(16)を介して各対象空間(SP1,SP2)に吹き出される。制御装置(30)は、給気ファン(14)の回転速度を調整することで、外気処理装置(10)の総風量を調整すると共に、各給気口(16)のダンパの開度を調整することで、各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を調整する。
共通冷房運転では、空気調和装置(20)において、逆サイクル運転が行われ、それにより各対象空間(SP1,SP2)の室内ユニット(22)で冷却された内気が当該対象空間(SP1,SP2)に吹き出される。制御装置(30)は、空気調和装置(20)を構成する各機器を制御することで、各室内ユニット(22)における蒸発温度をその目標値(換言すると、各室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度)に近づける。
ここで、各室内ユニット(22)の負荷率(具体的に、各室内ユニット(22)の定格能力に対する当該室内ユニット(22)の負荷の割合)は、蒸発温度の目標値が低いほど高い。また、稼働している室内ユニット(22)の負荷率は、休止している室内ユニット(22)の負荷率よりも高い。
-各対象空間に対する風量の調節-
共通冷房運転では、制御装置(30)が、外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する。
具体例として、制御装置(30)は、共通冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合(換言すると、給気ファン(14)の回転速度を高める場合)、蒸発温度の目標値が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、蒸発温度の目標値が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、蒸発温度の目標値が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、蒸発温度の目標値が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通冷房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)の蒸発温度の目標値が、他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)の蒸発温度の目標値よりも低いとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
ここで、対象空間(SP1,SP2)の増加風量とは、各対象空間(SP1,SP2)に対する外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量である。特に、対象空間(SP1,SP2)の増加風量とは、各対象空間(SP1,SP2)に対して必要風量(例えば、対象空間(SP1,SP2)の二酸化炭素濃度に基づいて求まる風量)を外気処理装置(10)が供給している場合に、外気処理装置(10)の総風量をさらに増加させる際の増加量である。
別の具体例として、制御装置(30)は、共通冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通冷房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)が稼働し、かつ他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)が休止しているとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
《共通暖房運転》
共通暖房運転は、外気処理装置(10)および空気調和装置(20)が暖房運転を実行する運転動作である。具体的に、共通暖房運転では、外気処理装置(10)が外気暖房運転(室内温度よりも高温の外気(OA)を利用する暖房運転)を実行し、かつ空気調和装置(20)が暖房運転を実行する。なお、共通暖房運転では、対象空間(SP1,SP2)の加湿を行っても行わなくてもよい。
-基本動作-
共通暖房運転では、外気処理装置(10)において、給気ファン(14)が運転され、それにより吸気口(15)を介してエアハンユニット(11)内に外気(OA)が取り入れられる。エアハンユニット(11)内に取り入れられた外気(OA)は、各給気口(16)を介して各対象空間(SP1,SP2)に吹き出される。制御装置(30)は、給気ファン(14)の回転速度を調整することで、外気処理装置(10)の総風量を調整すると共に、各給気口(16)のダンパの開度を調整することで、各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を調整する。
共通暖房運転では、空気調和装置(20)において、正サイクル運転が行われ、それにより各対象空間(SP1,SP2)の室内ユニット(22)で加熱された内気が当該対象空間(SP1,SP2)に吹き出される。制御装置(30)は、空気調和装置(20)を構成する各機器を制御することで、各室内ユニット(22)における凝縮温度をその目標値(換言すると、各室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度)に近づける。
ここで、各室内ユニット(22)の負荷率は、凝縮温度の目標値が高いほど高い。また、稼働している室内ユニット(22)の負荷率は、休止している室内ユニット(22)の負荷率よりも高い。
-各対象空間に対する風量の調節-
共通暖房運転では、制御装置(30)が、外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する。
具体例として、制御装置(30)は、共通暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、凝縮温度の目標値が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、凝縮温度の目標値が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、凝縮温度の目標値が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、凝縮温度の目標値が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通暖房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)の凝縮温度の目標値が、他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)の凝縮温度の目標値よりも高いとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
別の具体例として、制御装置(30)は、共通暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通暖房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)が稼働し、かつ他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)が休止しているとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
-実施形態1の効果(1)-
本実施形態の空調システム(100)は、取り入れた外気の温度を調整して複数の対象空間(SP1,SP2)に給気する外気処理装置(10)と、各上記対象空間(SP1,SP2)に少なくとも1つずつ設けられる複数の室内ユニット(22)を有し、上記対象空間(SP1,SP2)の空気の温度を調整する空気調和装置(20)と、上記外気処理装置(10)の各上記対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、各上記室内ユニット(22)の運転状態に応じて、上記空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する制御装置(30)とを備える。
本実施形態の制御装置(30)は、各室内ユニット(22)の運転状態に応じて、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を調節する。この制御装置(30)の動作により、空調システム(100)の消費電力を低減できる。
-実施形態1の効果(2)-
本実施形態の空調システム(100)は、上記室内ユニット(22)の定格能力に対する該室内ユニット(22)の負荷の割合を該室内ユニット(22)の負荷率とし、かつ各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量として、上記制御装置(30)が、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、上記負荷率が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、上記負荷率が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。
本実施形態の制御装置(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、負荷率が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。この制御装置(30)の動作により、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
-実施形態1の効果(3)-
本実施形態の空調システム(100)は、上記室内ユニット(22)の負荷率が、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が低いほど高くなるとし、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が高いほど高くなるとして、上記制御装置(30)が、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。
本実施形態の制御装置(30)は、冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、熱媒体の要求温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。また、この制御装置(30)は、暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、熱媒体の要求温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。これらの制御装置(30)の動作により、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
-実施形態1の効果(4)-
本実施形態の空調システム(100)は、稼働している上記室内ユニット(22)の負荷率が、休止している上記室内ユニット(22)の負荷率よりも高いものとして、上記制御装置(30)が、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、稼働している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。
本実施形態の制御装置(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、稼働している室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。これにより、各室内ユニット(22)の負荷率のばらつきが低減され、空調システム(100)の消費電力が低減される。
《実施形態2》
実施形態2について説明する。本実施形態の空調システム(100)は、各対象空間(SP1,SP2)の風量を調節する際の基準が上記実施形態1と異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
-共通冷房運転における風量の調節-
共通冷房運転では、制御装置(30)が、外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する。
具体例として、制御装置(30)は、共通冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通冷房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)の吸込み空気温度が、他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)の吸込み空気温度よりも高いとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
-共通暖房運転における風量の調節-
共通暖房運転では、制御装置(30)が、外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する。
具体例として、制御装置(30)は、共通暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通暖房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)の吸込み空気温度が、他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)の吸込み空気温度よりも低いとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
-実施形態2の効果-
本実施形態の空調システム(100)によっても、上記実施形態1と同様の効果が得られる。
また、本実施形態の空調システム(100)は、各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量として、上記制御装置(30)が、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。
本実施形態の制御装置(30)は、冷房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。また、この制御装置(30)は、暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。これらの制御装置(30)の動作により、外気処理装置(10)による空気調和が効率的に行われ、空調システム(100)の消費電力が低減される。
《実施形態3》
実施形態3について説明する。本実施形態の空調システム(100)は、各対象空間(SP1,SP2)の風量を調節する際の基準が上記実施形態1と異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
-共通冷房運転または共通暖房運転における風量の調節-
共通冷房運転または共通暖房運転において、制御装置(30)は、外気処理装置(10)の各対象空間(SP1,SP2)に対する風量を、空調システム(100)の消費電力が小さくなるように調節する。
具体例として、制御装置(30)は、共通冷房運転時または共通暖房運転時に外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に小さい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。この場合、制御装置(30)は、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に小さい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)の増加風量より多くしてもよい。
例えば、共通冷房運転において、一方の対象空間(SP1)の各室内ユニット(22)の設定温度と吸込み空気温度との差が、他方の対象空間(SP2)の各室内ユニット(22)の設定温度と吸込み空気温度との差よりも大きいとする。この場合、制御装置(30)は、一方の対象空間(SP1)の増加風量を、他方の対象空間(SP2)の増加風量以上にする。
-実施形態3の効果-
本実施形態の空調システム(100)によっても、上記実施形態1と同様の効果が得られる。
また、本実施形態の空調システム(100)は、各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量として、上記制御装置(30)が、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に小さい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする。
本実施形態の制御装置(30)は、外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合に、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい室内ユニット(22)が設けられた対象空間(SP1,SP2)に対する風量を優先的に増加させる。この制御装置(30)の動作により、外気処理装置(10)による空気調和が効率的に行われ、空調システム(100)の消費電力が低減される。
《その他の実施形態》
上記実施形態の空調システム(100)については、次のような変形例を適用してもよい。
図3に示すように、実施形態1~3の空調システム(100)が設置される建物(BL)では、一部の屋内空間(SP1,SP2)が、空気調和装置(20)の室内ユニット(22)が設置された対象空間であってもよい。
図3に示す例において、空調システム(100)が設置される建物(BL)には、3つの屋内空間(SP1,SP2,SP3)が存在する。3つの屋内空間(SP1,SP2,SP3)のそれぞれには、給気口(16)が1つずつ設けられる。各給気口(16)は、給気ダクト(L2)を介して、外気処理装置(10)のエアハンユニット(11)に接続される。エアハンユニット(11)は、全ての屋内空間(SP1,SP2,SP3)に対して、外気(OA)を供給する。
図3に示す例では、第1屋内空間(SP1)と第2屋内空間(SP2)のそれぞれに室内ユニット(22)が設置される一方、第3屋内空間(SP3)には室内ユニット(22)が設置されない。図3に示す例において、第1屋内空間(SP1)及び第2屋内空間(SP2)は、室内ユニット(22)が設置された対象空間である。
本変形例の空調システム(100)において、制御装置(30)は、対象空間である第1屋内空間(SP1)及び第2屋内空間(SP2)についての増加風量を、上述したように調節する。本変形例の制御装置(30)は、対象空間ではない第3屋内空間(SP3)についての増加風量を調節してもよいし、調節しなくてもよい。
以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
以上説明したように、本開示は、空調システムについて有用である。
10 外気処理装置
20 空気調和装置
22 室内ユニット
30 制御装置(制御部)
100 空調システム
SP1,SP2 対象空間

Claims (5)

  1. 取り入れた外気の温度を調整して複数の屋内空間に給気する外気処理装置(10)と、
    複数の上記屋内空間の一部または全部である複数の対象空間(SP1,SP2)に少なくとも1つずつ設けられた室内ユニット(22)を有し、上記対象空間(SP1,SP2)の空気の温度を調整する空気調和装置(20)とを備える空調システム(100)であって、
    上記外気処理装置(10)の各上記対象空間(SP1,SP2)に対する風量を調節する制御部(30)を備え
    上記室内ユニット(22)の定格能力に対する該室内ユニット(22)の負荷の割合を該室内ユニット(22)の負荷率とし、かつ各上記対象空間(SP1,SP2)に対する上記外気処理装置(10)の風量が増加する際の増加量を該対象空間(SP1,SP2)の増加風量としたときに、
    上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、上記負荷率が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、上記負荷率が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする
    ことを特徴とする空調システム。
  2. 請求項1において、
    上記室内ユニット(22)の負荷率は、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合には、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が低いほど高くなり、上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合には、上記室内ユニット(22)における熱媒体の要求温度が高いほど高くなり、
    上記制御部(30)は、
    上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、
    上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、熱媒体の要求温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、熱媒体の要求温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする
    ことを特徴とする空調システム。
  3. 請求項1において、
    稼働している上記室内ユニット(22)の負荷率は、休止している上記室内ユニット(22)の負荷率よりも高く、
    上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、稼働している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、休止している上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする
    ことを特徴とする空調システム。
  4. 請求項1~3のいずれか1項において
    上記制御部(30)は、
    上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の冷房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする一方、
    上記空気調和装置(20)が上記対象空間(SP1,SP2)の暖房を行う場合に上記外気処理装置(10)の総風量を増加させるとき、設定温度または吸込み空気温度が相対的に低い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度または吸込み空気温度が相対的に高い上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする
    ことを特徴とする空調システム。
  5. 請求項1~3のいずれか1項において
    上記制御部(30)は、上記外気処理装置(10)の総風量を増加させる場合、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に大きい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量を、設定温度と吸込み空気温度との差が相対的に小さい上記室内ユニット(22)が設けられた上記対象空間(SP1,SP2)の増加風量以上にする
    ことを特徴とする空調システム。
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