WO2007123092A1

WO2007123092A1 - 空調システム

Info

Publication number: WO2007123092A1
Application number: PCT/JP2007/058295
Authority: WO
Inventors: Nobuhiro Imada; Masamitsu Kitagishi
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US20100065245A1; JP2007285593A; CA2647991A1; CA2737852C; CA2737852A1; JP5103778B2

Abstract

　きめ細かい空調制御を行うことが可能な空調システムを提供する。この空調システムは、室内熱交換器（３２）と、ファン（３８）と、圧縮機（２２）と、室外熱交換器（２１）と、制御装置（１０）とを備える。ファン（３８）は、室内熱交換器（３２）等によって冷房又は暖房された空気を、住宅の部屋へ、ダクトを介して送風する。圧縮機（２２）は、能力制御が可能で、住宅の外に設置される。室外熱交換器（２１）は、室内熱交換器（３２）および圧縮機（２２）とともにヒートポンプを形成する。制御装置（１０）は、圧縮機（２２）の能力を制御する。

Description

技術分野

[0001] 本発明は、空調システム、特に、住宅等の各部屋を冷暖房する空調システムに関する。

背景技術

[0002] 最近の住宅等の空調システムにおいては、燃料の燃焼エネルギーを利用する暖房装置などに付加されたり、暖房装置などに置き換わる形で、ヒートポンプが採用されることが多くなつている。ヒートポンプは、冷媒を利用して、住宅の外の空気（大気）の熱エネルギーを汲み上げ、住宅の中を冷やしたり暖めたりする装置であり、大気の熱ェネルギーを利用するため消費エネルギーを低減することができるというメリットを有する。ヒートポンプでは、加熱または冷却の能力 Qを、その能力 Qを得るための消費ェネルギー Lで割った値である COP (Coefficient of Performance；成績係数やエネルギ一消費効率と呼ばれる指標）が 1. 0を大きく上回ることが多い。

一方、米国においては、平屋や 2階建ての住宅が多ぐヒートポンプを設置する場合、 1台、多くても 2台のヒートポンプも室内コイル (熱交換器)が地下室や天井裏に設置され、そこから各部屋にダクトを介して空調空気を送る空調システムを採用することが多い。例えば、特許文献 1に開示されているような、ヒートポンプの室内コイルゃブロワモータアッセンブリを備えたユニットが住宅の中に設置され、室外コイルなどにより住宅の外の空気力汲み上げた大気の熱エネルギーを各部屋への供給空気に放出して住宅の空調を行う。

特許文献 1：特開平 11— 316039号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力し、米国における従来の住宅の空調システムにおいては、きめ細かい空調制御を行うことが難し、システム構成となって！/、る。

また、ヒートポンプと、それ以外の加熱装置とが混在する空調システムにおいて、省エネルギー等に配慮した最適な空調制御の実施が困難である。

また、住宅の空調の設定温度の入力を行うインターフェースのユニットに制御機能を集中させる構成力フレキシブルで省エネルギーにもつながる空調制御を阻害していることも多い。

また、ヒートポンプが除湿運転を自動的に行う機能を持つ空調システムにおいて、その除湿運転のタイミングや運転方法が必ずしも好ま、ものとなっておらず、さらなる制御の最適化が必要と思われる。

[0004] また、住宅の空調の設定温度をスケジュールとして設定することができる空調システムが米国において存在する力そのスケジュールに合わせた空調制御が不十分で、スケジュールに合った設定温度に到達しない状態が続くこともある。

また、住宅に設置される空調システムのコントロール 'インターフェース力必ずしも十分な情報を示して、な、と言える。

本発明は、上記の各課題を解消あるいは低減することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 第 1発明に係る空調システムは、第 1熱交換装置と、ファンと、圧縮機と、第 2熱交換装置と、制御部とを備えている。第 1熱交換装置は、周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。ファンは、少なくとも第 1熱交換装置によって冷房又は暖房された空気を、住宅の複数の部屋へ、ダクトを介して送風する。圧縮機は、第 1熱交換装置とともにヒートポンプを形成する。圧縮機は、能力制御が可能な機械であり、住宅の外に設置される。第 2熱交換装置は、第 1熱交換装置および圧縮機とともにヒートポンプを形成する。第 2熱交換装置は、住宅の外に設置されており、住宅の外の空気と冷媒との間で熱交換を行わせる。制御部は、圧縮機の能力を制御するここでは、能力制御が可能な圧縮機を、制御部により制御するため、ダクトを介して住宅の各部屋へ送風する空調空気の空調の程度をきめ細力べ調整することができるなお、第 1熱交換装置は、住宅の中に設置されるユニットに含まれていてもよいし、住宅の外に設置されるユニットに含まれて、てもよ!/、。 [0006] 第 2発明に係る空調システムは、第 1発明において、圧縮機が、インバータ制御により回転数が変わる電動モータの駆動力を使って冷媒の圧縮を行う機械である。そして、制御部は、圧縮機のインバータ制御を行う。

[0007] 第 3発明に係る空調システムは、第 1発明において、第 1熱交換装置が、複数の熱交カゝら構成されている。また、この空調システムは、複数の熱交それぞれに流れる冷媒の量を調整するための複数のバルブをさらに備えている。そして、制御部は、さらに、複数のバルブを制御して、複数の熱交それぞれに流れる冷媒の量を調整する。

ここでは、複数の熱交換器に流れる冷媒の量をそれぞれ調整することができるため、複数の部屋に対して異なる空調度合、の空気を送ることができる。

[0008] 第 4発明に係る空調システムは、第 3発明において、ダンパーをさらに備えている。

このダンパーは、複数の熱交換器に対して設けられており、熱交換器の周囲に流れる空気の量を調整する。そして、制御部は、さらに、ダンパーを制御する。

ここでは、複数の部屋に対して異なる空調度合いの空気を送ることができ、且つ、複数の部屋に対して送る空調空気の量を調整することができる。

[0009] 第 5発明に係る空調システムは、第 3発明において、ファンが、複数の熱交換器それぞれに対して設けられる。

[0010] 第 6発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、ヒートポンプ以外の加熱装置と、制御部とを備えている。ヒートポンプは、ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できる。加熱装置は、ダクトに送る空気を加熱できる。制御部は、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプによる空気の冷却および zまたは加熱の程度と、加熱装置による空気の加熱の程度とを調節する。

ここでは、従来のように外気温度などに基づいて単純にヒートポンプを作動させるか加熱装置を作動させるかを決めるのではなぐヒートポンプの運転状態に応じて調節するように構成して、るため、トータルの効率が高くなるように調節することができる。また、ヒートポンプが消費するエネルギーの単価と加熱装置が消費するエネルギーの単価とをデータとして考慮に入れ、トータルのエネルギー消費のコストを低減させることも可能となる。

[0011] 第 7発明に係る空調システムは、第 6発明において、制御部が、効率優先制御を実施する。効率優先制御は、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプのェネルギー消費効率と加熱装置のエネルギー消費効率とを比較して、ヒートポンプによる空気の冷却および Zまたは加熱の程度と、加熱装置による空気の加熱の程度との調節を行う。

[0012] 第 8発明に係る空調システムは、第 6発明において、制御部が、費用優先制御を実施する。費用優先制御では、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプが単位時間当たりに消費するエネルギー費用と加熱装置が単位時間当たりに消費するエネルギー費用とを比較して、ヒートポンプによる空気の冷却および zまたは加熱の程度と、加熱装置による空気の加熱の程度との調節を行う。

[0013] 第 9発明に係る空調システムは、第 6発明において、加熱装置が、燃焼により加熱を行うものである。例えば、加熱装置は、石油やガスといった燃料を燃焼させて熱を得る機械である。

[0014] 第 10発明に係る空調システムは、第 6発明において、加熱装置は、電熱ヒータである。

[0015] 第 11発明に係る空調システムは、第 1熱交換装置と、圧縮機と、第 2熱交換装置と、ヒートポンプ制御部と、コントロール 'インターフェースと、システム制御部とを備えている。第 1熱交換装置は、周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。圧縮機は、第 1熱交換装置とともにヒートポンプを形成する。圧縮機は、能力制御が可能な機械であり、住宅の外に設置される。第 2熱交換装置は、第 1熱交換装置および圧縮機とともにヒートポンプを形成する。第 2熱交換装置は、住宅の外に設置されており、住宅の外の空気と冷媒との間で熱交換を行わせる。ヒートポンプ制御部は、圧縮機の能力を制御する。コントロール 'インターフェースは、住宅の中の設定温度の入力を行う。システム制御部は、ヒートポンプ制御部およびコントロール 'インターフェースと直接的にあるいは間接的に電気的に接続されている。システム制御部は、ヒートポンプ制御部と双方向通信が可能であり、少なくともヒートポンプ以外の機器に指令を出す。

ここでは、空調システム全体のコントロール機能をコントロール 'インターフェースに持たせていた従来の空調システムとは違い、コントロール 'インターフェースとは別のシステム制御部を配備して、そのシステム制御部とヒートポンプ制御部との間で双方向通信を行わせる構成を採っている。このため、ヒートポンプの運転状態などのデータを入手して、システム制御部において、空調システムのヒートポンプ以外の機器などに対して、種々のきめ細かい制御を行うことが可能になる。

[0016] 第 12発明に係る空調システムは、第 11発明において、ヒートポンプ以外の機器は、燃焼により加熱を行う加熱装置、電熱ヒータ、住宅の複数の部屋へ空調空気を送風するファン、加湿器、全熱交^^および顕熱交^^のうちの少なくとも 1つである。

[0017] 第 13発明に係る空調システムは、第 11発明において、システム制御部は、ヒートポンプ以外の機器およびヒートポンプに対して指令を出す。

[0018] 第 14発明に係る空調システムは、設定温度スケジュール部と、空調部と、制御部とを備えている。設定温度スケジュール部は、住宅の空調の設定温度を、時間帯および/または曜日により変えることができる。空調部は、エネルギーを使用して住宅の空調を行う。制御部は、設定温度スケジュール部において区分されている時間帯および Zまたは曜日のうち、所定の時間帯および Zまたは曜日のときには、設定温度を優先して空調部を制御し、所定の時間帯および Zまたは曜日のとき以外のときには、設定温度よりもエネルギーの単位時間当たりの消費量が所定上限値を超えないようにすることを優先して空調部を制御する。

ここでは、所定の時間帯および Zまたは曜日のときに所謂デマンド制御を行い、それ以外のときにデマンド制御を行わなヽと、う選択ができるようになる。デマンド制御とは、リアルタイムで空調システムが消費しているエネルギー量を監視して、所定の単位時間当たりの消費エネルギー量が上限値を超えないように、空調部の空調の程度を抑制する制御である。

[0019] 第 15発明に係る空調システムは、第 14発明において、所定の時間帯および Zまたは曜日は、平日の人が通常不在である時間帯およびまたは人が通常就寝している時間帯である。

ここでは、デマンド制御が実施されてもあまり不快感が大きくならないときにデマンド制御を行うため、省エネルギーや空調システムの消費エネルギーコストの低減を図りつつ、住宅の中をユーザにとって快適な空間に保持することができる。

[0020] 第 16発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、ファンと、コントロール 'インターフェースと、制御部とを備えている。ヒートポンプは、ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できる。ファンは、ヒートポンプにより冷却または加熱された空調空気をダクトを介して住宅の部屋に送る。コントロール 'インターフェースは、除湿運転の指示を入力できる。制御部は、コントロール 'インターフェースに除湿運転の指示が入力されたときに、ヒートポンプおよび Zまたはファンを制御して空調空気を除湿させる除湿制御を実施する。

従来においては、湿度センサなどの検出結果力高湿度であるときに自動的に除湿運転が行われてしまうが、ここではコントロール 'インターフェースに除湿運転の指示が入力されたときに除湿制御を実施するため、住宅にいるユーザの快適度を不用意に損なうことが防止される。

[0021] 第 17発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、ファンと、外気温センサと、制御部とを備えている。ヒートポンプは、ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できる。ファンは、ヒートポンプにより冷却または加熱された空調空気を、ダクトを介して住宅の部屋に送る。外気温センサは、住宅の外の空気の外気温度を測定する。制御部は、外気温センサが測定した外気温度が所定値を下回ったときに、定期的に、ヒートポンプおよび Zまたはファンを制御して空調空気を除湿させる定期除湿制御を実施する。

ここでは、外気温が下がったときに定期的に除湿するため、効率的に除湿ができるようになる。なお、この定期除湿制御は、特に、高温多湿地域において有用である。

[0022] 第 18発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、ファンと、除湿制御部とを備えている。ヒートポンプは、能力制御が可能な圧縮機を有しており、ダクトに送る空気を冷却および Z または加熱できる。ファンは、ヒートポンプにより冷却または加熱された空調空気を、ダクトを介して住宅の部屋に送る。ファンは、送風量の調整が可能である。除湿制御部は、除湿運転時において、ファンの送風量を低下させるとともに圧縮機の能力を上げる。

ここでは、除湿運転時において、ファンの送風量が低下するとともに圧縮機の能力が上がるため、不意に温度が下がって住宅にいるユーザが不快に感じることを抑えつつ、除湿量を確保することができる。

[0023] 第 19発明に係る空調システムは、住宅の部屋に空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、コントロール'インターフェースと、制御部と、学習改良部とを備えている。ヒートポンプは、能力制御が可能な圧縮機を有しており、住宅の部屋に送る空気を冷却および/または加熱できる。コントロール 'インターフェースは、住宅の部屋の所定時刻における設定温度の入力を行う。制御部は、所定時刻に住宅の部屋が設定温度になるように、所定時刻よりも前に目標空調温度を設定温度に変える予備制御を行う。学習改良部は、過去の予備制御の状態に応じて、次の予備制御において目標空調温度を設定温度に変える開始時刻を調整する。

ここでは、過去の予備制御の状態に応じて、所定時刻に先駆けて目標空調温度を前倒しで設定温度にする開始時刻を決めるため、従来のように現在温度と所定時刻の設定温度との差だけに応じて一律に開始時刻を決定する空調システムに較べて、定めた所定時刻に遅れることなく設定温度に住宅の温度が推移することが期待できる。

[0024] 第 20発明に係る空調システムは、第 19発明において、ヒートポンプ以外の加熱装置をさらに備えている。この加熱装置は、住宅の部屋に送る空気を加熱できる。そして、制御部は、予備制御において、ヒートポンプにカ卩えて加熱装置にも指令を送る。

[0025] 第 21発明に係る空調システムは、第 19発明において、住宅の外の空気の外気温度を測定する外気温センサをさらに備えている。そして、学習改良部は、さらに外気温度に基づ！/ヽて開始時刻を調整する。

[0026] 第 22発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、第 1熱交換装置と、圧縮機と、第 2熱交換装置と、ヒートボンプ制御部と、外気温センサと、コントロール 'インターフェースとを備えている。第 1熱交換装置は、周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。圧縮機は、第 1熱交換装置とともにヒートポンプを形成する。圧縮機は、住宅の外に設置されており、能力制御が可能である。第 2熱交換装置は、第 1熱交換装置および圧縮機とともにヒートポンプを形成する。第 2熱交換装置は、住宅の外に設置されており、住宅の外の空気と冷媒との間で熱交換を行わせる。ヒートポンプ制御部は、圧縮機の能力を制御する。外気温センサは、住宅の外の空気の外気温度を測定して、ヒートボンプ制御部へ送る。コントロール 'インターフェースは、ヒートポンプ制御部と直接的に又は間接的に接続されている。コントロール 'インターフェースは、住宅の中の設定温度の入力を行う入力部と、外気温度を表示する表示部とを有する。

ここでは、コントロール 'インターフェースの表示部に、測定された外気温度が表示されるため、現在温度と設定温度とが少し乖離しているような場合に、外気温度の影響がある力否かと!/、つた判断をユーザが行えるようになる。

[0027] 第 23発明に係る空調システムは、住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、ヒートポンプと、コントロール 'インターフェースと、ヒートポンプ制御部と、故障検知部と、連絡先記憶部と、連絡先表示部とを備えている。ヒートポンプは、ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できる。コントロール 'インターフェースは、表示装置を有している。コントロール 'インターフェースは、住宅の中の設定温度の入力を行う入力装置をさらに有している、又は、住宅の中の設定温度の入力を行う入力装置を接続することができる。ヒートポンプ制御部は、設定温度に基づき、ヒートポンプを制御する。故障検知部は、ヒートポンプの故障を検知する。連絡先記憶部は、ヒートポンプの故障時の連絡先を記憶する。連絡先表示部は、故障検知部によりヒートポンプの故障が検知されたときに、連絡先記憶部に記憶されている連絡先を、コントロール 'インターフェースの表示装置に表示させる。

ここでは、ヒートポンプが故障したときに、コントロール 'インターフェースの表示装置に連絡先が表示されるため、ユーザが連絡先を調べる手間が省け、また確実に正し Vヽ連絡先に連絡を取ることができるようになる。

[0028] 第 24発明に係る空調システムは、第 23発明において、入力装置は、コントロール' インターフェースに接続される入力機能付きのコンピュータ、コントロール 'インターフエースに接続される入力専用機器、およびコントロール 'インターフェースあるいはコントロール ·インターフェースに接続される機器に内蔵される記録媒体の読み取り装置、のいずれかである。

[0029] 第 25発明に係る空調システムは、第 24発明にお、て、設定温度スケジュール部をさらに備えている。設定温度スケジュール部は、コントロール 'インターフェースに内蔵あるいは接続されている。設定温度スケジュール部は、住宅の空調の設定温度を

、時間帯および Zまたは曜日により変えることができる。また、入力装置は、設定温度を、時間帯および Zまたは曜日ごとに設定入力することができる。

発明の効果

[0030] 第 1〜第 5発明に係る空調システムでは、きめ細かい空調制御を行うことが容易となる。

第 6〜第 10発明に係る空調システムでは、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプによる空気の冷却および Zまたは加熱の程度と、加熱装置による空気の加熱の程度とを調節するため、空調システムのトータルの効率が高くなるようすることや、ト一タルのエネルギー消費のコストを低減させることが可能となる。

第 11〜第 13発明に係る空調システムでは、コントロール'インターフェースとは別のシステム制御部を配備し、そのシステム制御部とヒートポンプ制御部との間で双方向通信を行わせる構成を採ってヽるため、ヒートポンプの運転状態などのデータを入手して、システム制御部において、空調システムのヒートポンプ以外の機器などに対し、種々のきめ細かい制御を行うことが可能になる。

[0031] 第 14〜第 15発明に係る空調システムでは、所定の時間帯および Zまたは曜日のときに所謂デマンド制御を行、、それ以外のときにデマンド制御を行わなヽと、う選択ができるようになり、省エネルギーや省コストを図ることが容易となる。

第 16発明に係る空調システムでは、住宅にいるユーザの快適度を不用意に損なうことが防止される。

第 17発明に係る空調システムでは、効率的に除湿ができるようになる。第 18発明に係る空調システムでは、不意に温度が下がって住宅にいるユーザが不快に感じることを抑えつつ、除湿量を確保することができる。

[0032] 第 19〜第 21発明に係る空調システムでは、定めた所定時刻に遅れることなく設定温度に住宅の温度が推移することが期待できる。

第 22発明に係る空調システムでは、現在温度と設定温度とが少し乖離して!/ヽるような場合に、外気温度の影響がある力否かといった判断をユーザが行えるようになる。第 23〜第 25発明に係る空調システムでは、ヒートポンプが故障したときに、ユーザが連絡先を調べる手間が省け、また確実に正しい連絡先に連絡を取ることができるようになる。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]第 1実施形態に係る空調システムの配置図。

[図 2]第 1実施形態に係る空調システムの概略構成図。

[図 3]第 1実施形態に係る空調システムの各室内ユニットの組み立てを示す図。

[図 4]第 1実施形態に係る空調システムの制御ブロック図。

[図 5]第 1実施形態に係る空調システムの変形例を示す図。

[図 6]第 2実施形態に係る空調システムの配置図。

[図 7]第 2実施形態に係る空調システムの概略構成図。

[図 8]第 2実施形態に係る空調システムの制御ブロック図。

[図 9]第 2実施形態に係る空調システムの 1日のスケジュールの一例を示す図。

[図 10]第 2実施形態に係る空調システムのスケジュールセット画面を示す図。

[図 11]第 2実施形態に係る空調システムのデマンド制御可否セット画面を示す図。

[図 12]第 2実施形態に係る空調システムのスケジュールに基づく予備制御フロー。

[図 13]第 2実施形態に係る空調システムの除湿運転フロー。

[図 14]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

[図 15]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

[図 16]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。 [図 17]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

[図 18]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

[図 19]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

[図 20]第 2実施形態に係る空調システムのコントロール 'インターフェースの一画面を示す図。

符号の説明

10 制御装置

11 コントロール.インタ -フェース

12 メイン:コントローラ

13 室外ユニットコント口 —ラ

21 室外熱交換器

22 圧縮機

32 室内熱交換器

38 ファン

42 室内熱交換器

48 ファン

81 ディスプレイ

82へ 85 入力キー

95 ダンパー

110 制御装置

111 コントローノレ.インター -フェース

112 メインコントローラ

112a メモリ

112b スケジュール部

113 室外ユニットコントローラ 113b 故障検知部

121 室外熱交換器

122 圧縮機

127 外気温センサ

132 室内熱交換器

136 ガスファーネス

138 ファン

151 供給ダクト

発明を実施するための最良の形態

[0035] 〔第 1実施形態〕

本発明の第 1実施形態に係る空調システムを、図 1、図 2および図 4に示す。この空調システムは、住宅等の平屋または低層の建物 1に適用可能な空調システムであつて、主として、室外ヒートポンプユニット 20および室内ヒートポンプユニット 31, 41力ら成るヒートポンプと、ガスファーネスユニット 35, 45と、ファンユニット 37, 47と力ら構成されている。室内ヒートポンプユニット 31、ガスファーネスユニット 35およびファンュニット 37は、後述するように、建物 1の地下室 2eにおいて一体ィ匕されて室内ユニット 3 0となっている。同様に、室内ヒートポンプユニット 41、ガスファーネスユニット 45およびファンユニット 47は、建物 1の天井裏 2fにおいて一体ィ匕されて室内ユニット 40となつている。これらの一体ィ匕については、後に詳述する。

[0036] 地下室 2eに設置される室内ユニット 30から 1階の部屋 2a, 2bまでは、供給ダクト 51 により空調空気が運ばれる。一方、部屋 2a, 2bからの還気は、部屋 2aと室内ユニット 30とを結ぶ還気ダクト 58を通って、室内ユニット 30に戻される。また、天井裏 2fに設置される室内ユニット 40から 2階の部屋 2c, 2dまでは、供給ダクト 52により空調空気が運ばれる。部屋 2c, 2dからの還気は、部屋 2cと室内ユニット 40とを結ぶ還気ダクト 59を通って、室内ユニット 40に戻される。

<ヒートポンプの構成 >

ヒートポンプは、 1つの室外ヒートポンプユニット 20に対して 2つの室内ヒートポンプユニット 31, 41が設けられている機械である。ヒートポンプでは、室外ヒートポンプュニット 20の圧縮機 22をインバータ制御して能力を調整し、室内ヒートポンプユニット 3 1, 41の室内電動膨張弁 33, 43の開度を調整することで、各室内ヒートポンプュ-ット 31, 41における冷房や暖房の能力を変動させる。ヒートポンプでは、 1つの室外ヒートポンプユニット 20から延びる液冷媒用およびガス冷媒用の 2本の冷媒連絡配管力途中で分岐して、それぞれ冷媒連絡配管 39, 59となって各室内ヒートポンプュニット 31, 41に接続される。

[0037] ヒートポンプは、電気エネルギーを使って圧縮機 22を駆動し、冷媒回路内において冷媒を循環させ、建物 1の外の空気力熱を奪って建物 1の中へ熱を供給したり、建物 1の中の空気力も熱を奪って建物 1の外へ熱を放出したりする。これにより、ヒートポンプは、後述するファン 38, 48により供給ダクト 51, 52に送り出される空気を冷却したり加熱したりする。

ヒートポンプの冷媒回路は、圧縮機 22、四路切換弁 23、室外熱交換器 21、室外電動膨張弁 24、室内熱交換器 32, 42および室内電動膨張弁 33, 43から構成されている。また、ヒートポンプは、冷媒回路を構成する機器の他に、室外ファン 25、室外ュニットコントローラ 13、室内ヒートポンプユニットコントローラ 14などを備えている。

[0038] 圧縮機 22、四路切換弁 23、室外熱交換器 21、室外電動膨張弁 24、室外ファン 2 5および室外ユニットコントローラ 13は、室外ヒートポンプユニット 20に収容されている。室内熱交換器 32, 42、室内電動膨張弁 33, 34および室内ヒートポンプユニットコントローラ 14は、室内ヒートポンプユニット 31, 41に収容されている。

室外熱交換器 21は、室外ファン 25により吹き付けられる外気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。圧縮機 22は、インバータ制御部 13aによる駆動モータのインバータ制御によって能力調整が可能な機械であり、低圧のガス冷媒を吸い込み、それを圧縮して高圧のガス冷媒にして吐出する。

また、室外ユニットコントローラ 113には、外気温センサを含む多数の温度センサや圧力センサが接続されており、ヒートポンプの各部の状態値が室外ユニットコントローラ 13に集まる。

[0039] 室内ヒートポンプユニット 31, 41は、設置場所および設置の向きに違いはあるが、構成は同じであるため、ここでは室内ヒートポンプユニット 31を例にとって説明を行う室内ヒートポンプユット 31は、室外ヒートポンプユット 20から送られてくる冷媒を室内電動膨張弁 33で流量調整しながら室内熱交に流し、後述するファン 38 により送られてくる空気と室内熱交を流れる冷媒との間で熱交換をさせる。例えば、 1階の部屋 2a, 2bだけの冷房が必要であり、 2階の部屋 2c, 2dの空調を行わなくてもよい時間帯においては、室外ユニットコントローラ 13は、室内ヒートポンプュニットコントローラ 14に指令を送り、室内ヒートポンプユニット 31の室内電動膨張弁 33 を大きく開き、室内ヒートポンプユニット 41の室内電動膨張弁 43を閉めて、部屋 2a, 2bの空調負荷に見合うように室外ヒートポンプユニット 20の圧縮機 22をインバータ制御すること〖こなる。

[0040] くガスファーネスユニットの構成 >

ガスファーネスユニット 35, 45は、ガス燃料を燃焼させて、後述するファン 38, 48 により供給ダクト 51, 52に送り出される空気を加熱する。ガスファーネスユニット 35, 45は、主として、ガスの燃焼を行うガスファーネス 36, 46と、その燃焼量を制御するガスファーネスコントローラ 15, 15とから構成されている。

くファンユニットの構成〉

ファンユニット 37, 47は、シロッコファン等のファン 38, 48によって、還気ダクト 58, 59から室内空気を吸引し、供給ダクト 51, 52へと空気を送り出す役割を果たす。ここでは、ファン 38, 48力後述するメインコントローラ 12の指令に基づいて送風量を調整することができる。

[0041] <空調システムの制御装置の構成 >

空調システムの制御装置 10は、ユーザに設定温度などを入力させるとともに必要な情報をユーザに提供するコントロール 'インターフェース 11と、空調システム全体の調整や制御を行うメインコントローラ 12とを核としている。メインコントローラ 12には、ヒートポンプの室外ユニットコントローラ 13、ガスファーネスユニット 35のガスファーネスコントローラ 15およびファンユニット 37のファン 38などが通信可能に電気的に接続されている。ヒートポンプの室内ヒートポンプユニットコントローラ 14は、室外ユニットコントローラ 13を介してメインコントローラ 12と接続される。メインコントローラ 12は、室外ユニットコントローラ 13と双方向通信ができるように接続されている。そして、メインコントローラ 12は、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプの各室内ヒートポンプユニット 31, 41による冷却や加熱の程度と、ガスファ一ネスユニット 35, 45による加熱の程度とを調節する。

[0042] コントロール 'インターフェース 11は、種々の情報を表示させるためのディスプレイと、建物 1における空調設定温度の入力をユーザに行わせるための入力キーとを備えている。

<室内ヒートポンプユニットとガスファーネスユニットとファンユニットの一体化 > 図 3 (a)に、室内ヒートポンプユニット 31、ガスファーネスユニット 35およびファンュニット 37から成る室内ユニット 30を、図 3 (b)に、室内ヒートポンプユニット 41、ガスフアーネスユニット 45およびファンユニット 47から成る室内ユニット 40を示す。

まず、室内ユニット 30である力地下室 2eにおいて室内ヒートポンプユニット 31、ガスフアーネスユニット 35およびファンユニット 37が一体化されることにより出現する。各ユニット 31, 35, 37は、上力も見たときの形が同じ四角形状であり、縦に積み重ねられる。そして、 4つのステー（図では 2本のみを表示） 91を 4つの角部に当て、ネジなど【こよって各ュニッ卜 31, 35, 37【こ固定する。これ【こより、 3つのュニッ卜 31, 35, 3 7は、一体化される。

[0043] 次に、室内ユニット 40である力天井裏 2fにおいて室内ヒートポンプユニット 41、ガスフアーネスユニット 45およびファンユニット 47が一体化されることにより出現する。各ユニット 41, 45, 47は、横力も見たときの形が同じ四角形状であり、水平方向に並ベられる。そして、 4つのステー（図では 2本のみを表示） 92を 4つの角部に当て、ネジなど【こよって各ユニット 41, 45, 47【こ固定する。これ【こより、 3つのユニット 41, 45 , 47は、一体ィ匕される。

なお、地下室 2eに設置する室内ユニット 30は床面に置かれることが多いが、天井裏 2fに設置する室内ユニット 40については、ステー 92を屋根の梁から吊り下げることもある。また、室内ユニット 40を天井裏 2fの屋根の梁から吊り下げる場合には、室内ユニット 40の下方に設置するドレンパンをステー 92から吊り下げることが可能である [0044] <第 1実施形態に係る空調システムの特徴 >

(1)

第 1実施形態に係る空調システムでは、空調システム全体のコントロール機能をコントロール.インターフェースに持たせていた従来の空調システムとは違い、コント口一ル'インターフェース 11とは別のメインコントローラ 12を配備して、そのメインコントローラ 12とヒートポンプの室外ユニットコントローラ 13との間で双方向通信を行わせる構成を採っている。このため、ヒートポンプの運転状態などのデータを入手して、メインコントローラ 12において、ヒートポンプおよびガスファーネス 36に対して、種々のきめ細か、制御を行うことができる。

特に、能力制御が可能な圧縮機 22を有し、インバータ制御部 13aによって圧縮機 2 2の容量制御を行って、各室内電動膨張弁 33, 43を制御して室内ヒートポンプュニット 31, 41毎に冷房や暖房の程度を調整できるヒートポンプを備えているため、この空調システムでは、コントロール ·インターフェース 11とは別のメインコントローラ 12を配備したことが非常に有利に働く。

[0045] (2)

第 1実施形態に係る空調システムでは、室内ヒートポンプュ-ット 31の室内熱交換器 32に流れる冷媒の量と室内ヒートポンプユニット 41の室内熱交^^ 42に流れる冷媒の量とを、室内電動膨張弁 33, 43の開度調整により、それぞれ調整することができるため、 1階の部屋 2a, 2bと 2階の部屋 2c, 2dとに対して異なる空調度合いの空気を送ることができる。

(3)

第 1実施形態に係る空調システムでは、ステー 91を用いて 3つのユニット 31, 35, 3 7を一体化させ、また、ステー 92を用いて 3つのユニット 41, 45, 47を一体化させているため、従来のようにパテ埋めやテーピングにより一体ィ匕させるものに較べて、施ェミスが生じる確率が小さくなり、供給ダクト 51, 52や還気ダクト 58, 59が振動するような不具合も抑制される。

[0046] <第 1実施形態の変形例 >

上記第 1実施形態に係る空調システムでは、室内ヒートポンプユニット 31を地下室 2 eに配備し、室内ヒートポンプユニット 41を天井裏 2fに配備している力図 5に示すように両方のユニット 31, 41を 1つにまとめることも可能である。そして、両ユニット 31, 41が 1つのファンユニット 37aを共用する構成として、そのファンユニット 37aのファン 38aから送出される空気を、ダンパーユニット 94のダンパー 95によって両ユニット 31 , 41に振り分けるようにしてもよい。この場合には、メインコントローラ 12が、両ユニット 31 , 41の室内電動膨張弁 33, 43に加え、ダンパー 95の制御も行い、各部屋 2a, 2 b, 2c, 2dに供給される空調空気の量や温度を調整することになる。

[0047] 〔第 2実施形態〕

本発明の第 2実施形態に係る空調システムを、図 6〜図 8に示す。この空調システムは、建物等の平屋または低層の建物 101に適用可能な空調システムであって、主として、室外ヒートポンプユニット 120および室内ヒートポンプユニット 131から成るヒートポンプと、ガスファーネスユニット 135と、ファンユニット 137とから構成されている。室内ヒートポンプユニット 131、ガスファーネスユニット 135およびファンユニット 137 は、建物 101の地下室 102eにおいて一体化されて、室内ユニット 130となる。この一体ィ匕については、上記第 1実施形態における室内ヒートポンプユニット 31、ガスファ一ネスユニット 35およびファンユニット 37の一体化と同様であるため、ここでは説明を省略する。

[0048] 室内ユニット 130から各部屋 102a〜102dまでは、供給ダクト 151により空調空気が運ばれる。一方、各部屋 102a〜102dからの還気は、部屋 102aと室内ユニット 13 0とを結ぶ還気ダクト 158を通って、室内ユニット 130に戻される。

なお、ここでは、室内ユニット 130を地下室 102eに設置している力天井裏 102fに室内ユニットを設置することも可能である。

<ヒートポンプの構成 >

ヒートポンプは、電気エネルギーを使って圧縮機 122を駆動し、冷媒回路内において冷媒を循環させ、建物 101の外の空気力も熱を奪って建物 101の中へ熱を供給したり、建物 101の中の空気力も熱を奪って建物 101の外へ熱を放出したりする。これにより、ヒートポンプは、後述するファン 138により供給ダクト 151に送り出される空気を冷却したり加熱したりする。ヒートポンプは、冷媒回路を構成する圧縮機 122、四路切換弁 123、室外熱交換器 121、室外電動膨張弁 124および室内熱交換器 132を備えている。また、ヒートポンプは、冷媒回路を構成する機器の他に、室外ファン 125 や室外ユニットコントローラ 113を備えている。室外ユニットコントローラ 113は、圧縮機 122、室外ファン 125および室外電動膨張弁 124を制御する。

[0049] 圧縮機 122、四路切換弁 123、室外熱交換器 121、室外電動膨張弁 124、室外フアン 125および室外ユニットコントローラ 113は、室外ヒートポンプユニット 120に収容されている。室内熱交^^ 132は、室内ヒートポンプユニット 131のケーシングの中に収容されている。四路切換弁 123と室内熱交翻 132との間および室外電動膨張弁 124と室内熱交翻 132との間は、冷媒連絡配管 139により接続される。また、ヒートポンプには、アキュムレータやその他の付属機器も設けられている力ここでは図示および説明を省略する。

室内熱交換器 132は、後述するファン 128によって送られてくる空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。室外熱交 l21は、室外ファン 125により吹き付けられる外気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。圧縮機 122は、インバータ制御部 113aによる駆動モータのインバータ制御によって能力調整が可能な機械であり、低圧のガス冷媒を吸い込み、それを圧縮して高圧のガス冷媒にして吐出する。

[0050] 室外ユニットコントローラ 113には、外気温センサ 127を含む多数の温度センサや圧力センサが接続されており、ヒートポンプの各部の状態値が室外ユニットコントローラ 113に集まる。外気温センサ 127は、建物 101の外の空気 (外気）の外気温度を測定する。

くガスファーネスユニットの構成 >

ガスファーネスユニット 135は、ガス燃料を燃焼させて、後述するファン 138により供給ダクト 151に送り出される空気を加熱する。ガスファーネスユニット 135は、主として、ガスの燃焼を行うガスファーネス 136と、その燃焼量を制御するガスファーネスコントローラ 115とから構成されている。

くファンユニットの構成〉

ファンユニット 137は、シロッコファン等のファン 138によって、還気ダクト 158力ら室内空気を吸引し、供給ダクト 151へと空気を送り出す役割を果たす。ここでは、ファン 138が、後述するメインコントローラ 112の指令に基づいて送風量を調整することができる。

[0051] <空調システムの制御装置の構成 >

空調システムの制御装置 110は、ユーザに設定温度などを入力させるとともに必要な情報をユーザに提供するコントロール 'インターフェース 111と、空調システム全体の調整や制御を行うメインコントローラ 112とを核としている。メインコントローラ 112には、ヒートポンプの室外ユニットコントローラ 113、ガスファーネスユニット 135のガスフアーネスコントローラ 115およびファンユニット 137のファン 138などが通信可能に電気的に接続されている。

メインコントローラ 112は、室外ユニットコントローラ 113と双方向通信ができるように接続されている。そして、メインコントローラ 112は、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプによる冷却や加熱の程度と、ガスファーネスユニット 135による加熱の程度とを調節する。具体的には、メインコントローラ 112は、効率優先制御を実施している。この効率優先制御では、ヒートポンプの運転状態に応じて、ヒートポンプの電気エネノレギ一のエネノレギー消費効率と、ガスファーネス 136のガスエネノレギ一のエネルギー消費効率とを比較して、トータルのエネルギー消費効率が小さくなるように、ヒートポンプの圧縮機 122の能力調整やガスファーネス 136の燃焼度合いの調節を行い、室外ユニットコントローラ 113とガスファーネスコントローラ 115とに指令を出す。

[0052] コントロール 'インターフェース 111は、種々の情報を表示させるためのディスプレイ 81と、建物 101における空調設定温度の入力をユーザに行わせるための入力キー 8 2〜85とを備えている。図 14に示すように、普通の運転中において、ディスプレイ 81 には、現在の空調設定温度（ここでは、 72F)の表示 81a、現在の実際の建物 101内の温度（ここでは、 72F)の表示 81b、現在の外気温度（ここでは、 86F)の表示 81c、現在のファン 138の風量設定（ここでは、自動）の表示 81d、現在の空調システムのモード (ここでは、冷房）の表示 81e、現在の時刻（ここでは、午後 6時）の表示 81f、本日の曜日（ここでは、金曜日）の表示 8 lgなどが存在する。例えば、現在の外気温度の表示 81cは、室外ユニットコントローラ 113から外気温度の情報を常に受信して V、るメインコントローラ 112によって行われる。

[0053] <空調設定温度のスケジュールセット >

図 9および図 10を参照して、空調設定温度のスケジュールセットについて説明するメインコントローラ 112は、スケジュール部（スケジュールプログラム） 112bを備えており、メモリ 112aに記憶されているスケジュール情報に従って、ヒートポンプ、ガスフアーネス 136およびファン 138を作動させる機能を有している。

ます、スケジュール情報のセットについて説明する。

コントロール.インターフェース 111は、建物 101の空調の冷房および暖房の設定温度やファンユニット 137の送風量を、曜日および時間帯の区分毎に入力させる機能を有して、る。このコントロール 'インターフェース 111にお、て入力された情報（スケジュール情報）は、メインコントローラ 112のスケジュール部 112bに送られ、メモリ 1 12aに記憶される。図 14に示す、コントロール 'インターフェース 111の入力キー 82 〜85のうち、メニューという入力キー 83を押して操作のための入力キー 85によりスケジュールセットという項目を選択すると、図 10に示すようなスケジュールセット画面がディスプレイ 81に現れる。ここでは、月曜〜日曜の各曜日について、それぞれ起床時間帯、日中時間帯、イブニング時間帯および就寝時間帯におけるユーザ所望のデータを入力することができる。具体的には、各時間帯の境界時刻、各時間帯における冷房設定温度および暖房設定温度および各時間帯におけるファン 138による送風量を、各曜日について入力することができる。この入力は、入力キー 82〜85により行うことができる力図 18に示すようにコントロール 'インターフェース 111にパーソナルコンピュータ等の外部機器 119を接続した場合には、その外部機器 119の入力機能を利用して行うことも可能となっている。すなわち、コントロール 'インターフェース 1 11は、パーソナルコンピュータ等の外部機器 119を接続するポートを有して、る。

[0054] 次に、スケジュール情報に基づぐ各機器の制御について説明する。

メインコントローラ 112のスケジュール部 112bは、メモリ 112aに記憶された冷房および暖房の設定温度やファン 138の送風量の情報に基づき、ヒートポンプの室外ュニットコントローラ 113、ガスファーネスコントローラ 115およびファン 138に指令を送り、ヒートポンプ、ガスファーネス 136およびファン 138を作動させる。これにより、例えば、ある日において、図 9に示すようなスケジュールで空調制御が行われる。ここでは、就寝時間帯には冷房設定温度 82F,暖房設定温度 61F、起床時間帯には冷房設定温度 77F,暖房設定温度 70F、日中時間帯には冷房設定温度 86F,暖房設定温度 61F、イブニング時間帯には冷房設定温度 77F,暖房設定温度 70Fで空調システムが制御される。

[0055] なお、スケジュール情報に基づき、所定時刻になると、目標空調温度が、その時刻の空調設定温度に変更されるだけではなぐここでは、所定時刻になったときに実際の建物 101内の温度がその時刻の空調設定温度に変わっているように、予備制御が行われる。この予備制御については、後述する。

<デマンド制御 >

また、メインコントローラ 112は、そのメモリ 112aに、図 11に示すようなデマンド制御の可否に関するマップを有している。ここでは、コントロール 'インターフェース 111にぉヽて図 11に示すデマンド制御可否セット画面によりユーザ入力を可能とし、ユーザが自由にデマンド制御の各時間帯での可否を決めることができるようにしているが、デフォルトでデマンド制御の可否に関するマップを持たせて、ユーザによる変更を禁止したり、ユーザによる変更に制限を設けたりしてもよい。デフォルトの設定では、平日（月曜日〜金曜日）の人が不在である日中時間帯および人が通常就寝している就寝時間帯でデマンド制御を可とし、それ以外の時間帯および週末 (土曜日、日曜日）はデマンド制御を否として、る。

[0056] なお、デマンド制御は、リアルタイムでヒートポンプが消費している電気エネルギー量を監視して、所定の単位時間当たりの消費エネルギー量が上限値を超えないように、圧縮機 122の能力に制限をかけたり目標空調温度を一時的に設定温度力外したりする制御である。冷房時にデマンド制御が力かると、建物 101内のユーザは一時的に不快になる可能性がある力人が不在であることが多い日中時間帯や就寝時間帯であれば問題とならないことが多い。また、暖房時にデマンド制御が力かると、ヒートポンプによる暖房能力が一時的に低下する力ガスファーネス 136にその分の仕事をさせるような指令をメインコントローラ 112がガスファーネスコントローラ 115に送るため、特に問題となることはない。

このようなデマンド制御を行うことにより、省エネルギーや省コストが図られる。

[0057] <スケジュールに基づく予備制御 >

上述のように、メインコントローラ 112のスケジュール部 112bは、メモリ 112aに記憶された冷房および暖房の設定温度やファン 138の送風量の情報に基づき、時間帯によって目標空調温度を変える。さらに、スケジュール部 112bは、現在の時間帯と次の時間帯との境界時刻において、建物 101内の温度が次の時間帯の設定温度になるように、その境界時刻よりも前に目標空調温度を次の時間帯の設定温度に変える予備制御を行う。また、メインコントローラ 112は、学習機能を有しており、過去の予備制御の状態に応じて、予備制御において目標空調温度を変える開始時刻を調整する。この予備制御を、図 12に示す制御フローを参照して説明する。

ステップ S11では、設定温度が変わる境界時刻 (設定温度が異なる次の時間帯が始まる時刻) tlを確認し、現在の設定温度と境界時刻 tl以降の設定温度との温度差 ΔΤを求める。

[0058] 次に、ステップ S12では、現在の設定温度と境界時刻 tl以降の設定温度との温度差 ΔΤから、第 1マップ（図示せず）に基づいて、第 1仮開始時刻を算出する。第 1マップでは、冷房、暖房それぞれについて、温度差 ΔΤと前倒し時間との相関関係が決められており、例えば冷房で温度差が 5Fのときには 40分という前倒し時間が決められている。この前倒し時間だけ境界時刻 tlよりも早い時刻が、第 1仮開始時刻となる。

次に、ステップ S 13では、時間 A tから、第 2マップ（図示せず）に基づいて、第 2仮開始時刻を算出する。第 2マップについては後述する。

次に、ステップ S 14では、外気温から、第 3マップ（図示せず）に基づいて、予備制御の開始時刻を算出する。第 3マップでは、冷房、暖房それぞれについて、設定温度と外気温との組に対して、第 1マップで求まる前倒し時間に加算する修正時間が決められている。例えば、設定温度に較べて外気温が大幅に高いような場合には、そうでな、場合に較べて、第 3マップの修正時間が長!、ものとなって!/、る。

[0059] 次に、ステップ S15では、現在の時刻がステップ S14で算出した開始時刻を超えたか否かを判断する。開始時刻を超えていない場合には、ステップ S11に戻り、開始時刻を決めるためのステップ SI 1〜ステップ S 14を再度行う。開始時刻を超えて、る場合には、ステップ S16に移行し、予備制御を始める。

ステップ S16の予備制御では、境界時刻 tlよりも前であるが、目標空調温度を境界時刻 tl以降の設定温度に変更し、住宅等の建物 101内の温度を予め境界時刻 tl 以降の設定温度に近づけて、かせる。

ステップ S16は、住宅等の建物 101内の温度力新しく目標空調温度とした境界時刻 tl以降の設定温度になったときに、終了する。そして、ステップ S17では、ステップ S 16の予備制御を始めて力も予備制御が終了するまでに要した時間 A tを、第 2マツプに書き込む。第 2マップは、第 1マップに対応する構成となっており、第 1マップで求まる前倒し時間に加算する修正時間を決めるマップである。具体的には、第 2マツプは、冷房、暖房それぞれについて、温度差 ΔΤごとに修正時間がセットされるものであり、修正時間のデフォルト値は 0となっている。したがって、第 2マップは、次々と更新されており、以前の値は新しく書き込まれた値により消えることになる。

[0060] なお、言うまでもないが、予備制御において目標空調温度を変わると、メインコント口ーラ 112は、ヒートポンプの室外ユニットコントローラ 113、ガスファーネスコントローラ 115およびファン 138に必要な指令を送ることになる。

<除湿運転 >

この空調システムでは、図 13に示す制御フローに示すように、ヒートポンプによる除湿運転が行われる。以下、図 13を参照して、除湿運転について説明する。

ステップ S31では、ユーザにより除湿運転の指示が入力された力否かを判断する。コントロール ·インターフェース 111では、ユーザが、除湿運転の指示を入力できる。具体的には、図 14に示す入力キー 83を押してメニューを開くと、除湿運転の開始を選択することができる。ステップ S31において除湿運転の指示が入力されたと判断されると、ステップ S34に移行する。

[0061] ステップ S32では、高温多湿地域の設定が為されている力否かを判断する。例えば、米国のフロリダ州のように、高温多湿地域の場合には、コントロール 'インターフエ一ス 111のメニューの中にある初期設定にお、て、高温多湿地域であると!/、う選択が行われる。ステップ S32で高温多湿地域の設定が為されている場合には、次に、ステツプ S33において、外気温が所定値以下で且つ前回の除湿運転から所定時間が経過して、るか否か判断される。ステップ S32およびステップ S33の両方の条件を満たす場合には、ステップ S34に移行する。

ステップ S34では、除湿運転が開始される。具体的には、メインコントローラ 112が、ヒートポンプの室外ユニットコントローラ 113およびファン 138に指令を送り、ファン 13 8の送風量を低下させるとともに圧縮機 122の能力を上げさせることで、建物 101内の空気の水分を室内熱交^^ 132で結露させて奪い、除湿を行う。

[0062] この除湿運転は、所定時間が経過するまで続けられる。ステップ S35において、所定時間が経過したと判断されると、ステップ S36に移行し、ファン 138の送風量および圧縮機 122の能力を元に戻し、通常の空調運転に復帰する。

<ヒートポンプ等の故障時の表示 >

ヒートポンプの室外ユニットコントローラ 113は、故障検知機能を備えており、故障検知部（故障検知プログラム） 113bによってヒートポンプの故障を検知する。具体的には、各種センサの値を常時監視して、運転中のセンサ値やセンサ値力演算される数値が所定範囲を逸脱したときに、故障箇所や故障状態を特定し、エラーコードなどの情報を室外ユニットコントローラ 113からメインコントローラ 112へ発信する。例えば、圧縮機 122の回転数を上げているのに吐出冷媒圧力が変わらない状態が続くような場合、圧縮機 122の故障であると判断する。

[0063] また、ガスファーネスコントローラ 115も、同様の故障機能を備えており、ガスファーネス 136の故障時には、その旨をメインコントローラに発信する。

メインコントローラ 112は、ヒートポンプ等が故障した際の連絡先 (電話番号ゃメールアドレスなど）を記憶するメモリ 112aを備えており、故障の信号を受信したときに、コントロール.インターフェース 111のディスプレイ 81に故障を示す表示を行わせる。この表示の一例を、図 15に示す。図 15では、ディスプレイ 81に、エラーコード（ここでは、コード L9)の表示 81hや故障原因（ここでは、インバータの瞬時過電流）の表示が行われている。

この図 15に示す画面において、入力キー 85によってディスプレイ 81上の「モデル」という表示 81iを選ぶと、図 16に示す画面が現れ、ヒートポンプやガスファーネス 136 のモデル名や製造番号などが表示される。

[0064] また、図 15に示す画面において、入力キー 85によってディスプレイ 81上の「コンタタト」という表示 81jを選ぶと、図 17に示す画面が現れ、故障した機器の保守会社の電話番号、メールアドレス、ウェブサイト名などが表示される。この情報は、メインコントローラ 112のメモリ 112aに記憶されて、る情報である。

なお、メインコントローラ 112のメモリ 112aの連絡先の情報は、空調システムの初期設定時に、据付業者などの手により、コントロール 'インターフェース 111の入力キー 85あるいはコントロール 'インターフェース 111に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器 119から入力される。入力キー 85により入力を行う場合、図 18に示す画面でカーソルを入力項目に移動させて選択すると、図 19や図 20に示すように、キ一ボードの表示 8 lkやテンキーの表示 8 lmがディスプレイ 81上に立ち上がり、文字や数字の入力ができるようになる。

[0065] <第 2実施形態に係る空調システムの特徴 >

(1)

第 2実施形態に係る空調システムでは、空調システム全体のコントロール機能をコントロール.インターフェースに持たせていた従来の空調システムとは違い、コント口一ル'インターフェース 111とは別のメインコントローラ 112を配備して、そのメインコントローラ 112とヒートポンプの室外ユニットコントローラ 113との間で双方向通信を行わせる構成を採っている。このため、ヒートポンプの運転状態などのデータを入手して、メインコントローラ 112において、ヒートポンプおよびガスファーネス 136に対して、種々のきめ細か!/、制御を行うことができて、る。

(2)

第 2実施形態に係る空調システムでは、従来のように外気温度などに基づ!/、て単純にヒートポンプを作動させるかガスファーネス 136を作動させるかを決めるのではなく、ヒートポンプの運転状態に応じて、効率が高くなるほうを優先的に作動させる効率優先制御をメインコントローラ 112で行っている。このため、従来に較べ、トータルのエネルギー消費量を抑制することができて、る。 [0066] (3)

第 2実施形態に係る空調システムでは、所定の曜日や時間帯のときにデマンド制御を行、、それ以外のときにデマンド制御を行わな、と、う選択が出来るようになって!/ヽる（図 11参照)。これにより、デマンド制御が実施されてもあまり不快感が大きくならな V、ときにデマンド制御を行わせて、省エネルギーや空調システムの消費エネルギーコストの低減を図りつつ、建物 101の中をユーザにとって快適な空間に保持することができるようになつている。

(4)

従来の空調システムにおいては、湿度センサなどの検出結果から高湿度であるときに自動的に除湿運転が行われてしまうが、第 2実施形態に係る空調システムでは、コントロール ·インターフェース 111で除湿運転の指示が入力されたときに除湿制御を実施する（図 13参照）ため、建物 101にいるユーザの快適度を不用意に損なうことが防止される。

[0067] (5)

また、図 13の制御フローに示すように、メインコントローラ 112が、高温多湿地域の設定が為されている場合に、外気温が下がると定期的に除湿運転を行うため、効率的な除湿が為されるようになる。

(6)

第 2実施形態に係る空調システムでは、除湿運転時において、ファン 138の送風量を低下させるとともに圧縮機 122の能力を上げるため、不意に温度が下がって建物 1 01に居るユーザが不快に感じることが低減される一方、除湿量を確保することができている。

(7)

第 2実施形態に係る空調システムでは、過去の予備制御の状態を反映した第 2マツプによって、スケジュールに基づく予備制御の開始時刻を修正している。したがって、従来のように、スケジュールの次の時間帯の初期時刻において、建物 101内の温度が設定温度に概ね達して、る確率が高くなる。

[0068] (8) 第 2実施形態に係る空調システムでは、通常運転時において、コントロール 'インタ一フェース 111のディスプレイ 81に、ヒートポンプの外気温センサ 127により測定された外気温度が表示される（図 14参照）ため、現在温度と設定温度とが少し乖離しているような場合に、外気温度の影響がある力否かと、つた判断をユーザが行えるようになる。

(9)

第 2実施形態に係る空調システムでは、ヒートポンプ等が故障したときに、コントロール 'インターフェース 111のディスプレイ 81に連絡先を容易に表示させることができる (図 15および図 17参照）ため、ユーザが連絡先を調べる手間が省け、また確実に正 L ヽ連絡先に連絡を取ることができるようになる。

[0069] <第 2実施形態の変形例 >

(A)

上記第 2実施形態の空調システムでは、ヒートポンプ以外の加熱装置としてガスファ一ネス 136を有するガスファーネスユニット 135を採用している力これに代えて電気エネルギーによる発熱する電熱ヒータを採用することもできる。

(B)

上記第 2実施形態では、ヒートポンプ、ガスファーネスユニット 135およびファンュ- ット 137から空調システムを構成している力その他に、加湿ユニット、熱交 «能付きの換気ユニット（ベンチレーター）、フィルタ一等を有する集塵ユニット、ダクト 151に組み込むゾーンダンパーなどをカ卩えることも可能である。

[0070] (C)

上記第 2実施形態の空調システムでは、メインコントローラ 112が効率優先制御を行って、るが、効率優先制御に代えて費用優先制御を行わせることも可能である。費用優先制御では、ヒートポンプの運転状態に応じて、同じ暖房能力を出すために、ヒートポンプが単位時間当たりに消費する電気エネルギーの費用と、ガスファーネス 136が単位時間当たりに消費するガスエネルギーの費用とを比較して、トータルの費用が安くなるようにヒートポンプの圧縮機 122の能力調整やガスファーネス 136の燃焼度合いの調節を行い、室外ユニットコントローラ 113とガスファーネスコントローラ 115とに指令を出す。

(D)

上記第 2実施形態の空調システムでは、コントロール 'インターフェース 111を使つてユーザが入力を行う手段として、コントロール 'インターフェース 111の入力キー 82 〜85およびコントロール 'インターフェース 111に接続する外部機器 119 (図 18参照 )を挙げていますが、これ以外に入力手段を用意することも可能である。例えば、コントロール.インターフェース 111にメモリカードなどの記録媒体の読み取り装置を内蔵させ、メモリカード等を入力手段として使うこともできる。

(E)

上記第 2実施形態の空調システムでは、メインコントローラ 112がガスファーネスュニット 135の内部に収容されている力メインコントローラ 112の配置は、室内ヒートポンプユニット 131の中であっても、ファンユニット 137の中であっても、室内ユニット 13 0の外に出て!/ヽてもかまわな!/、。

Claims

請求の範囲

[1] 周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる第 1熱交換装置 (32, 42)と、

少なくとも前記第 1熱交換装置によって冷房又は暖房された前記空気を、住宅の複数の部屋へダクトを介して送風するファン（38, 48)と、

前記第 1熱交換装置とともにヒートポンプを形成し、前記住宅の外に設置される、能力制御が可能な圧縮機 (22)と、

前記第 1熱交換装置および前記圧縮機とともに前記ヒートポンプを形成し、前記住宅の外に設置され、前記住宅の外の空気と前記冷媒との間で熱交換を行わせる第 2 熱交換装置 (21)と、

前記圧縮機の能力を制御する制御部（10, 13)と、

を備えた空調システム。

[2] 前記圧縮機は、インバータ制御により回転数が変わる電動モータの駆動力を使つて前記冷媒の圧縮を行い、

前記制御部は、前記インバータ制御を行う、

請求項 1に記載の空調システム。

[3] 前記第 1熱交換装置は、複数の熱交換器 (32, 42)から構成されており、

前記複数の熱交換器それぞれに流れる冷媒の量を調整するための複数のバルブ ( 33, 34)をさらに備え、

前記制御部は、さらに、前記複数のバルブを制御して、前記複数の熱交それぞれに流れる冷媒の量を調整する、

請求項 1に記載の空調システム。

[4] 前記複数の熱交換器に対して設けられ、前記熱交換器の周囲に流れる前記空気の量を調整する、ダンパー（95)をさらに備え、

前記制御部は、さらに、前記ダンパーを制御する、

請求項 3に記載の空調システム。

[5] 前記ファン（38, 48)は、前記複数の熱交 (32, 42)それぞれに対して設けられる、請求項 3に記載の空調システム。

[6] 住宅の部屋にダクト（151)を介して空調空気を供給する空調システムであって、前記ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、前記ダクトに送る空気を加熱できる、前記ヒートポンプ以外の加熱装置（136)と、前記ヒートポンプの運転状態に応じて、前記ヒートポンプによる空気の冷却および

Zまたは加熱の程度と、前記加熱装置による空気の加熱の程度とを調節する制御部

(112)と、

を備えた空調システム。

[7] 前記制御部は、前記ヒートポンプの運転状態に応じて前記ヒートポンプのエネルギ一消費効率と前記加熱装置のエネルギー消費効率とを比較して前記調節を行う効率優先制御を実施する、

請求項 6に記載の空調システム。

[8] 前記制御部は、前記ヒートポンプの運転状態に応じて前記ヒートポンプが単位時間当たりに消費するエネルギー費用と前記加熱装置が単位時間当たりに消費するエネルギー費用とを比較して前記調節を行う費用優先制御を実施する、

請求項 6に記載の空調システム。

[9] 前記加熱装置は、燃焼により加熱を行う、

請求項 6に記載の空調システム。

[10] 前記加熱装置は、電熱ヒータである、

請求項 6に記載の空調システム。

[11] 周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる第 1熱交換装置（132

)と、

前記第 1熱交換装置とともにヒートポンプを形成し、住宅の外に設置される、能力制御が可能な圧縮機（122)と、

前記第 1熱交換装置および前記圧縮機とともに前記ヒートポンプを形成し、前記住宅の外に設置され、前記住宅の外の空気と前記冷媒との間で熱交換を行わせる第 2 熱交換装置（121)と、

前記圧縮機の能力を制御するヒートポンプ制御部（113)と、前記住宅の中の設定温度の入力を行うコントロール 'インターフェース（111)と、前記ヒートポンプ制御部および前記コントロール 'インターフェースと直接的にあるいは間接的に電気的に接続され、前記ヒートポンプ制御部と双方向通信が可能であり、少なくとも前記ヒートポンプ以外の機器に指令を出すシステム制御部（112)と、を備えた空調システム。

[12] 前記ヒートポンプ以外の機器は、燃焼により加熱を行う加熱装置、電熱ヒータ、住宅の複数の部屋へ空調空気を送風するファン、加湿器、全熱交換器および顕熱交換器のうちの少なくとも 1つである、

請求項 11に記載の空調システム。

[13] 前記システム制御部は、前記ヒートポンプ以外の機器および前記ヒートポンプに対して指令を出す、

請求項 11に記載の空調システム。

[14] 住宅の空調の設定温度を、時間帯および Zまたは曜日により変えることができる、設定温度スケジュール部（ 112b)と、

エネルギーを使用して前記住宅の空調を行う空調部と、

前記設定温度スケジュール部にぉ、て区分されて、る時間帯および Zまたは曜日のうち、所定の時間帯および Zまたは曜日のときには、前記設定温度を優先して前記空調部を制御し、所定の時間帯および Zまたは曜日のとき以外のときには、前記設定温度よりも前記エネルギーの単位時間当たりの消費量が所定上限値を超えないようにすることを優先して前記空調部を制御する、制御部（112)と、

を備えた空調システム。

[15] 前記所定の時間帯および Zまたは曜日は、平日の人が通常不在である時間帯およびまたは人が通常就寝して、る時間帯である、

請求項 14に記載の空調システム。

[16] 住宅の部屋にダクト（151)を介して空調空気を供給する空調システムであって、前記ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、前記ヒートポンプにより冷却または加熱された前記空調空気をダクトを介して住宅の部屋に送るファン（138)と、除湿運転の指示を入力できるコントロール 'インターフェース（111)と、前記コントロール ·インターフェースに前記除湿運転の指示が入力されたときに、前記ヒートポンプおよび zまたはファンを制御して前記空調空気を除湿させる除湿制御を実施する制御部（112)と、

を備えた空調システム。

[17] 住宅の部屋にダクト（151)を介して空調空気を供給する空調システムであって、前記ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、前記ヒートポンプにより冷却または加熱された前記空調空気をダクトを介して住宅の部屋に送るファン（138)と、

前記住宅の外の空気の外気温度を測定する外気温センサ（127)と、

前記外気温センサが測定した前記外気温度が所定値を下回ったときに、定期的に

、前記ヒートポンプおよび Zまたはファンを制御して前記空調空気を除湿させる定期除湿制御を実施する制御部（ 112)と、

を備えた空調システム。

[18] 住宅の部屋にダクト（151)を介して空調空気を供給する空調システムであって、能力制御が可能な圧縮機（122)を有し、前記ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、

前記ヒートポンプにより冷却または加熱された前記空調空気をダクトを介して住宅の部屋に送る、送風量の調整が可能なファン（138)と、

除湿運転時において、前記ファンの送風量を低下させるとともに前記圧縮機の能力を上げる除湿制御部（112)と、

を備えた空調システム。

[19] 住宅の部屋に空調空気を供給する空調システムであって、

前記住宅の部屋に送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、前記住宅の部屋の所定時刻における設定温度の入力を行うコントロール 'インターフェース（111)と、

前記所定時刻に前記住宅の部屋が前記設定温度になるように、前記所定時刻よりも前に目標空調温度を前記設定温度に変える予備制御を行う制御部（112b)と、過去の前記予備制御の状態に応じて、次の前記予備制御において前記目標空調温度を前記設定温度に変える開始時刻を調整する学習改良部（112)と、を備えた空調システム。

[20] 前記住宅の部屋に送る空気を加熱できる、前記ヒートポンプ以外の加熱装置をさらに備え、

前記制御部は、前記予備制御において、前記ヒートポンプに加えて前記加熱装置にも指令を送る、

請求項 19に記載の空調システム。

[21] 前記住宅の外の空気の外気温度を測定する外気温センサをさらに備え、

前記学習改良部は、さらに前記外気温度に基づ、て前記開始時刻を調整する、請求項 19に記載の空調システム。

[22] 住宅の部屋にダクトを介して空調空気を供給する空調システムであって、

周囲の空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる第 1熱交換装置（132 )と、

前記圧縮機の能力を制御するヒートポンプ制御部（113)と、

前記住宅の外の空気の外気温度を測定して、前記ヒートポンプ制御部へ送る外気温センサ（127)と、

前記ヒートポンプ制御部と直接的に又は間接的に接続され、住宅の中の設定温度の入力を行う入力部（82〜85)と、前記外気温度を表示する表示部（81)とを有する、コントロール 'インターフェース（111)と、

を備えた空調システム。

[23] 住宅の部屋にダクト（151)を介して空調空気を供給する空調システムであって、前記ダクトに送る空気を冷却および Zまたは加熱できるヒートポンプと、表示装置 (81)を有し、前記住宅の中の設定温度の入力を行う入力装置 (82〜85 )をさらに有する又は前記入力装置を接続可能なコントロール 'インターフェース（11 1)と、

前記設定温度に基づき、前記ヒートポンプを制御するヒートポンプ制御部（113)と、前記ヒートポンプの故障を検知する故障検知部（113b)と、

前記ヒートポンプの故障時の連絡先を記憶する連絡先記憶部（112a)と、前記故障検知部により前記ヒートポンプの故障が検知されたときに、前記連絡先記憶部に記憶されている前記連絡先を、前記コントロール 'インターフェースの表示装置に表示させる連絡先表示部（ 112)と、

を備えた空調システム。

[24] 前記入力装置は、前記コントロール 'インターフェースに接続される入力機能付きのコンピュータ、前記コントロール 'インターフェースに接続される入力専用機器、および前記コントロール 'インターフェースあるいは前記コントロール 'インターフェースに接続される機器に内蔵される記録媒体の読み取り装置、のいずれかである、請求項 23に記載の空調システム。

[25] 前記コントロール'インターフェースに内蔵あるいは接続され、住宅の空調の設定温度を時間帯および Zまたは曜日により変えることができる、設定温度スケジュール部をさらに備え、

前記入力装置は、前記設定温度を、時間帯および Zまたは曜日ごとに設定入力することができる、

請求項 24に記載の空調システム。