JP7233568B2 - 空気調和システムおよびその制御方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る空気調和システムおよびその制御方法の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
図1は、実施の形態1に係る空気調和システム100を示す回路図である。この図1に基づいて、空気調和システム100について説明する。図1に示すように、空気調和システム100は、熱源機10と、中継機20と、複数の室内機30a、30bおよび30cと、を備えている。なお、本実施の形態1では、1台の熱源機10に3台の室内機30a、30bおよび30cが接続された場合について例示するが、熱源機10の台数は、2台以上でもよい。また、室内機の台数は、3台以上でもよい。さらに、複数の室内機30a、30bおよび30cは、全て同じ容量のものであってもよいし、異なる容量のものが混在していてもよい。
熱源機10は、容量可変の圧縮機11、熱源機10での冷媒流通方向を切り替える流路切替弁12、蒸発器または凝縮器として機能する熱源側熱交換器13、熱源側絞り装置14、および、アキュムレータ15を備えている。また、熱源機10は、熱源側熱交換器13に外気を送風する熱源側送風機16と、熱源機10の動作を制御する熱源側制御装置17と、を備えている。
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、中継用制御装置24と、を備えている。中継機20は、熱源機10と室内機30a、30bおよび30cとの間に介在され、室内機30a、30bおよび30cからの要求に応じて熱源機10から供給される冷媒の流れを切り替え、熱源機10から供給される温熱または冷熱を複数の室内機30a、30bおよび30cに分配する機能を有している。
室内機30a、30bおよび30cは、例えば、ファンコイルユニットであり、それぞれに流量検出装置としてのフロースイッチ31が設けられている。室内機30a、30bおよび30cは、それぞれ、凝縮器または蒸発器として機能する室内側熱交換器32と、熱媒体の流量を調整する流量調整弁33と、を備えている。また、室内機30a、30bおよび30cは、それぞれ、室内側熱交換器32に室内の空気を送風する室内側送風機34と、室内側制御装置35と、を有している。室内機30a、30bおよび30cは、熱源機10から供給される冷熱または温熱によって、室内を冷房または暖房する機能を有している。
空気調和システム100は、冷媒配管41の内部に冷媒が充填されている。冷媒は、例えば二酸化炭素(CO2)、炭化水素またはヘリウム等の自然冷媒、HFC410A、HFC407CまたはHFC404A等の塩素を含有しないフロン代替冷媒、既存の製品に使用されるR22またはR134a等のフロン系冷媒等が使用される。なお、HFC407Cは、HFCのR32、R125またはR134aが、それぞれ23wt%、25wt%または52wt%の比率で混合されている非共沸混合冷媒である。また、空気調和システム100は、熱媒体配管51の内部に熱媒体が充填されている。熱媒体は、例えば水またはブライン等が使用される。
先ず、全冷房運転について説明する。空気調和システム100において、室内機30a、30bおよび30cの全てが冷房運転を行っている。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁12を通り、熱源側熱交換器13において送風量可変の熱源側送風機16によって送風される空気と熱交換されて凝縮液化される。この冷媒は、その後、熱源側絞り装置14および中継用絞り装置22を順に通過し、媒体間熱交換器21に流入する。そして、媒体間熱交換器21に流入した冷媒は、媒体間熱交換器21の出口側のスーパーヒート量によって制御された熱源側制御装置17によって、低圧まで減圧される。減圧された冷媒は、媒体間熱交換器21において熱媒体回路50内を循環する熱媒体と熱交換して蒸発ガス化する。これにより、室内機30a、30bおよび30cの設置された室内が冷房される。そして、このガス状態となった冷媒は、アキュムレータ15を経て圧縮機11に吸入される。
次に、全暖房運転について説明する。空気調和システム100において、室内機30a、30bおよび30cの全てが暖房運転を行っている。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁12を通り、媒体間熱交換器21に流入する。媒体間熱交換器21に流入した冷媒は、各室内側熱交換器32において室内空気と熱交換した熱媒体と熱交換して凝縮液化する。そして、この状態となった冷媒は、中継用絞り装置22および熱源側絞り装置14を順に通過し、低圧の気液二相まで減圧される。
本実施の形態1の空気調和システム100およびその制御方法によれば、フロースイッチ31によって検出された流量情報が、複数の室内機30a、30bおよび30cにおいて、熱媒体の流れの途絶えた制御対象となる室内機(例えば、室内機30a)の存在を示す異常流量情報であった場合、中継用制御装置24が熱源側制御装置17から受信した異常流量情報に基づき室内側制御装置35を制御する。そして、室内側制御装置35は、制御対象の室内機30aのうちの少なくとも一つの動作を制御する。これにより、熱媒体の流れが途絶えた制御対象の室内機30aを特定し、この室内機30aに対する熱媒体の流通を閉止できる。つまり、空気調和システム100では、新たな制御システムを構築することなく不具合の発見を可能とする。また、異常を生じた室内機30aを停止させることで、その室内機30aを動作させ続けた際に不冷および不暖等の不具合が生じる問題も解消できる。また、熱源側制御装置17は、同様に中継用制御装置24を介して室内側制御装置35からフロースイッチ31によって検出された異常流量情報を受信すると、圧縮機11の動作を制御する。さらに、中継用制御装置24は、室内側制御装置35からフロースイッチ31によって検出された異常流量情報を受信すると、ポンプ23の動作を制御する。これにより、制御対象の室内機30a以外の室内機30bおよび30cにおける熱媒体を過不足なく流通させることができるので、これら室内機30bおよび30cにおける不冷および不暖等の不具合を防止できる。また、室内機30a以外に異常を生じた室内機30bまたは30cが増加した際には、圧縮機11またはポンプ23の流量を制御することでエネルギー効率の改善を図ることができる。かくして、空気調和システム100では、空気調和システム100全体の運転状態に応じた制御により、新たな制御システムを構築することなく不具合の発生を防止できると共に、エネルギー効率の改善を図ることができる。
Claims (4)
- 圧縮機、流路切替弁および熱源側熱交換器を有する熱源機と、室内側熱交換器を有する複数の室内機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、前記圧縮機、前記流路切替弁、前記熱源側熱交換器および前記媒体間熱交換器を、冷媒配管を介して接続することで形成され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記ポンプ、前記媒体間熱交換器および前記複数の室内機における各々の前記室内側熱交換器を、熱媒体配管を介して接続することで形成され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備える空気調和システムであって、
前記複数の室内機のそれぞれに設けられ、当該各室内機における前記熱媒体の流量に関する流量情報を検出する流量検出装置と、
前記流量検出装置によって検出された流量情報が、前記複数の室内機の中から前記熱媒体の流れの途絶えた制御対象となる室内機の存在を示す異常流量情報であった場合、前記圧縮機、前記ポンプおよび前記制御対象の室内機のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御装置と、を有し、
前記複数の室内機はそれぞれ、
室内側送風機と、
前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、を備えており、
前記制御装置は、
前記制御対象の室内機において、前記室内側送風機を停止させた後、前記流量調整弁を閉止させ、
前記制御対象の室内機における前記熱媒体の必要流量を算出し、前記必要流量が前記制御対象となる室内機の数に応じて予め設定された前記熱媒体の流量における複数の閾値のうち、前記制御対象ではない室内機が一台であるときの閾値より下回った場合、当該閾値となるまで前記ポンプの回転数を低下させる、空気調和システム。 - 前記制御装置は、
前記制御対象の室内機における前記熱媒体の出入口の温度差を算出し、当該算出した温度差の前記熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、
前記制御対象の室内機における冷房または暖房に必要な運転能力を超えた場合、前記圧縮機の周波数を低下させ、
前記制御対象の室内機における冷房または暖房に必要な運転能力に達していない場合、前記圧縮機の周波数を上昇させる、請求項1に記載の空気調和システム。 - 圧縮機、流路切替弁および熱源側熱交換器を有する熱源機と、室内側熱交換器を有する複数の室内機と、ポンプと媒体間熱交換器とを有する中継機と、前記圧縮機、前記流路切替弁、前記熱源側熱交換器および前記媒体間熱交換器を、冷媒配管を介して接続することで形成され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記ポンプ、前記媒体間熱交換器および前記複数の室内機における各々の前記室内側熱交換器を、熱媒体配管を介して接続することで形成され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備える空気調和システムの制御方法であって、
前記複数の室内機のそれぞれに設けられる流量検出装置によって、当該各室内機における前記熱媒体の流量に関する流量情報を検出する流量検出ステップと、
少なくとも前記熱源機、前記中継機および前記複数の室内機のうちのいずれかに設けられる制御装置によって、前記流量検出装置の検出した流量情報が、前記複数の室内機の中から前記熱媒体の流れの途絶えた制御対象となる室内機の存在を示す異常流量情報であった場合、前記圧縮機、前記ポンプおよび前記制御対象の室内機のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御ステップと、を含み、
前記複数の室内機はそれぞれ、
室内側送風機と、
前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、を備えており、
前記制御ステップでは、
前記制御対象の室内機において、前記室内側送風機を停止させた後、前記流量調整弁を閉止させ、
前記制御対象の室内機における前記熱媒体の必要流量を算出し、前記必要流量が前記制御対象となる室内機の数に応じて予め設定された前記熱媒体の流量における複数の閾値のうち、前記制御対象ではない室内機が一台であるときの閾値より下回った場合、当該閾値となるまで前記ポンプの回転数を低下させる、空気調和システムの制御方法。 - 前記制御ステップでは、
前記制御対象の室内機における前記熱媒体の出入口の温度差を算出し、当該算出した温度差の前記熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、
前記制御対象の室内機における冷房または暖房に必要な運転能力を超えた場合、前記圧縮機の周波数を低下させ、
前記制御対象の室内機における冷房または暖房に必要な運転能力に達していない場合、前記圧縮機の周波数を上昇させる、請求項3に記載の空気調和システムの制御方法。
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