WO2021106193A1 - 空気調和システムおよびその制御方法 - Google Patents

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WO2021106193A1
WO2021106193A1 PCT/JP2019/046796 JP2019046796W WO2021106193A1 WO 2021106193 A1 WO2021106193 A1 WO 2021106193A1 JP 2019046796 W JP2019046796 W JP 2019046796W WO 2021106193 A1 WO2021106193 A1 WO 2021106193A1
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heat
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樹彦 伊藤
仁隆 門脇
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三菱電機株式会社
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    • F24F3/065—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with a plurality of evaporators or condensers
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    • F25B2313/003—Indoor unit with water as a heat sink or heat source

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system for connecting a heat source unit and a plurality of indoor units via a repeater, and a control method thereof.
  • an air conditioning system in which heating operation or cooling operation is individually performed in a plurality of indoor units, for example, hot and cold heat or both hot and cold heat created in a heat source machine can efficiently handle a plurality of loads. It has a refrigerant circuit and structure to be supplied. Such an air conditioning system is applied to a central air conditioning system in a building or hotel having a large number of air-conditioned spaces.
  • a heat source unit arranged outdoors and an indoor unit arranged indoors are connected via a repeater.
  • a refrigerant pipe for circulating refrigerant is arranged between the heat source unit and the repeater, and a heat medium such as water or brine circulates between the repeater and each indoor unit.
  • the piping is arranged.
  • the cooling operation or the heating operation is executed by circulating the refrigerant in the refrigerant pipe and circulating the heat medium in the heat medium pipe.
  • heat is exchanged between the air cooled by absorbing heat from the refrigerant or the air heated by the refrigerant radiating heat and the heat medium circulating between the repeater and each indoor unit.
  • the air-conditioned space is cooled or heated.
  • the indoor unit may continue to operate, resulting in a malfunction such as uncooling or non-warming. was there. It is possible to detect the water outage of the entire heat medium piping that connects the repeater and the indoor unit on the secondary side between the heat source unit and the repeater, but regarding the individual water outage of each indoor unit. Was due to the lack of a detecting function.
  • air conditioning is provided with a sensor that detects the state of the air-conditioned space, which is a parameter of air-conditioning control, and a plurality of adjusting devices that adjust the flow rate of the heat medium supplied to the air-conditioned space based on the information from the sensor.
  • a system has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a sensor and a plurality of adjusting devices are integrated and integrated, and a collective control device for controlling the supply flow rate of the heat medium is provided so that each adjusting device and the collective control device can be communicated wirelessly for heating and cooling. It controls the air volume or the cold / hot water flow rate of the air conditioner. Therefore, in the air conditioning system of Patent Document 1, it is possible to detect individual water outages of each indoor unit.
  • the present invention is for solving the above-mentioned problems, and is to identify an indoor unit that has been cut off from a plurality of indoor units based on the flow rate condition of the heat medium, and to specify a pump, a compressor, or an indoor unit. By controlling the machine, it is possible to find defects without constructing a new control system. In addition, it is necessary to provide an air conditioning system and a control method thereof that can solve problems such as non-cooling and non-warming when the indoor unit that has an abnormality is stopped and the indoor unit is continuously operated. The purpose.
  • the air conditioning system includes a heat source machine having a compressor, a flow path switching valve and a heat source side heat exchanger, a plurality of indoor units having indoor side heat exchangers, and a pump and a medium heat exchanger.
  • a refrigerant circuit formed by connecting the compressor, the flow path switching valve, the heat source side heat exchanger, and the medium-to-media heat exchanger with the compressor via a refrigerant pipe, and a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates.
  • a heat medium circuit formed by connecting the pump, the heat exchanger between media, and each of the indoor heat exchangers in the plurality of indoor units via a heat medium pipe, and a heat medium circuit in which the heat medium circulates.
  • An air conditioning system including a flow rate detection device provided in each of the plurality of indoor units to detect flow rate information regarding the flow rate of the heat medium in each indoor unit, and flow rate information detected by the flow rate detection device.
  • the abnormal flow rate information indicates the existence of the indoor unit to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted from the plurality of indoor units, the compressor, the pump, and the indoor unit to be controlled It has a control device for controlling at least one of the operations.
  • control method of the air conditioning system includes a heat source machine having a compressor, a flow path switching valve and a heat source side heat exchanger, a plurality of indoor units having indoor heat exchangers, and a pump and a medium.
  • a repeater having a heat exchanger is formed by connecting the compressor, the flow path switching valve, the heat source side heat exchanger, and the intermedia heat exchanger via a refrigerant pipe, and the refrigerant circulates.
  • the heat medium circulates in the compressor circuit, the intermediary heat exchanger, and the indoor heat exchangers of the plurality of indoor units, which are connected to each other via a heat medium pipe.
  • a control method for an air conditioning system including a medium circuit, the flow rate detection step of detecting flow rate information regarding the flow rate of the heat medium in each of the indoor units by a flow rate detection device provided in each of the plurality of indoor units. And, the flow rate information detected by the flow rate detection device by the control device provided at least in the heat source unit, the repeater, and the plurality of indoor units is the heat medium from the plurality of indoor units.
  • the compressor By controlling the operation of at least one of the pump and the indoor unit to be controlled, it is possible to find a defect without constructing a new control system. Further, by stopping the indoor unit in which the abnormality has occurred, it is possible to solve the problem that problems such as non-cooling and non-warming occur when the indoor unit is continuously operated.
  • FIG. 1 It is a circuit diagram which shows the air-conditioning system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram provided for the description of the relay control device of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the air-conditioning system which concerns on Embodiment 1.
  • Embodiment 1 Embodiment 1
  • the air conditioning system and the control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  • the form of the drawings is an example, and does not limit the present invention. Further, in each figure, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereof, which are common in the entire text of the specification.
  • the forms of the components shown in the full text of the specification are merely examples and are not limited to these descriptions.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an air conditioning system 100 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 100 will be described with reference to FIG.
  • the air conditioning system 100 includes a heat source unit 10, a repeater 20, and a plurality of indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • the air conditioning system 100 includes a heat source unit 10, a repeater 20, and a plurality of indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • the air conditioning system 100 includes a heat source unit 10, a repeater 20, and a plurality of indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • the case where three indoor units 30a, 30b and 30c are connected to one heat source unit 10 is illustrated, but the number of the heat source units 10 may be two or more. Further, the number of indoor units may be three or more. Further, the plurality of indoor units 30a, 30b and 30c may all have the same capacity, or may be a mixture of different capacities.
  • the air conditioning system 100 is configured by connecting the heat source unit 10, the repeater 20, and the indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • the heat source unit 10 has a function of supplying hot or cold heat to the three indoor units 30a, 30b, and 30c via the repeater 20.
  • the three indoor units 30a, 30b, and 30c are connected in parallel to each other and have the same configuration.
  • the indoor units 30a, 30b, and 30c have a function of cooling or heating the room as an air-conditioned space by the heat or cold heat supplied from the heat source unit 10.
  • the repeater 20 is interposed between the heat source unit 10 and the indoor units 30a, 30b and 30c, and has a function of switching the flow of the refrigerant supplied from the heat source unit 10 in response to a request from the indoor units 30a, 30b and 30c. Have.
  • the heat source machine 10 includes a compressor 11 having a variable capacity, a flow path switching valve 12 for switching the refrigerant flow direction in the heat source machine 10, a heat source side heat exchanger 13 functioning as an evaporator or a condenser, a heat source side throttle device 14, and a heat source side throttle device 14. ,
  • the accumulator 15 is provided.
  • the heat source machine 10 includes a heat source side blower 16 that blows outside air to the heat source side heat exchanger 13, and a heat source side control device 17 that controls the operation of the heat source machine 10.
  • the compressor 11 has, for example, a compressor motor driven by an inverter, and sucks and compresses the refrigerant.
  • the flow path switching valve 12 is connected to the compressor 11 and is controlled by the heat source side control device 17 to switch the flow path of the refrigerant.
  • the heat source side blower 16 changes the amount of air blown to the heat source side heat exchanger 13 to control the heat exchange capacity.
  • the heat source side control device 17 controls the operations of the compressor 11, the flow path switching valve 12, and the heat source side throttle device 14.
  • the heat source side control device 17 can perform data communication between the relay control device 24 of the repeater 20 and the indoor control devices 35 of the indoor units 30a, 30b and 30c, respectively.
  • the flow path switching valve 12 is illustrated in the case of a four-way valve, it may be configured by combining a two-way valve, a three-way valve, or the like. Further, the heat source machine 10 performs a defrosting operation when frost adheres to the heat source side heat exchanger 13 during the heating operation.
  • the repeater 20 includes an inter-media heat exchanger 21, a relay throttle device 22, a pump 23, and a relay control device 24.
  • the repeater 20 is interposed between the heat source unit 10 and the indoor units 30a, 30b and 30c, switches the flow of the refrigerant supplied from the heat source unit 10 in response to a request from the indoor units 30a, 30b and 30c, and switches the flow of the refrigerant supplied from the heat source unit 10 to the heat source. It has a function of distributing hot or cold heat supplied from the machine 10 to a plurality of indoor units 30a, 30b and 30c.
  • a refrigerant circuit 40 through which the refrigerant circulates is formed.
  • a compressor 11, a flow path switching valve 12, a heat source side heat exchanger 13, a heat source side drawing device 14, a relay drawing device 22, an intermedia heat exchanger 21, and an accumulator 15 are arranged in the refrigerant circuit 40.
  • Each is connected via a refrigerant pipe 41. That is, the heat source machine 10 and the repeater 20 are connected by the refrigerant pipe 41.
  • the intermedia heat exchanger 21 is composed of, for example, a plate heat exchanger, and is connected between the refrigerant circuit 40 and the heat medium circuit 50 described later.
  • the inter-media heat exchanger 21 exchanges heat between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 40 and the heat medium circulating in the heat medium circuit 50.
  • the relay throttle device 22 is composed of, for example, an electronic expansion valve, and decompresses and expands the refrigerant.
  • the relay throttle device 22 is provided between the heat source side heat exchanger 13 and the intermedia heat exchanger 21 in the refrigerant circuit 40.
  • the pump 23 has, for example, a motor (not shown) driven by an inverter.
  • the pump 23 is driven by using a motor as a power source to circulate the heat medium in the heat medium circuit 50. That is, the pump 23 is controlled by the relay control device 24, and applies pressure for circulating the heat medium in the heat medium circuit 50.
  • the relay control device 24 controls the operations of the relay throttle device 22 and the pump 23.
  • the relay control device 24 can control the operations of the compressor 11 and the heat source side throttle device 14 via the heat source side control device 17.
  • the relay control device 24 cooperates with the heat source side control device 17 and each indoor side control device 35 based on the flow rate information from the flow switch 31, which will be described later, to form the compressor 11 and the pump 23. It is designed to control operation and improve energy efficiency. That is, the relay control device 24 controls the air conditioning system 100 in an integrated manner.
  • the indoor units 30a, 30b and 30c are, for example, fan coil units, each of which is provided with a flow switch 31 as a flow rate detecting device.
  • the indoor units 30a, 30b, and 30c each include an indoor heat exchanger 32 that functions as a condenser or an evaporator, and a flow rate adjusting valve 33 that adjusts the flow rate of the heat medium.
  • the indoor units 30a, 30b and 30c each have an indoor side blower 34 for blowing indoor air to the indoor side heat exchanger 32 and an indoor side control device 35, respectively.
  • the indoor units 30a, 30b and 30c have a function of cooling or heating the room by the cold heat or heat supplied from the heat source unit 10.
  • a heat medium circuit 50 through which a heat medium circulates is formed.
  • an inter-media heat exchanger 21, a pump 23, indoor heat exchangers 32 of the indoor units 30a, 30b, and 30c, and a flow rate adjusting valve 33, respectively, are arranged.
  • Each of which is connected via a heat medium pipe 51. That is, the repeater 20 and the indoor units 30a, 30b and 30c are connected by the heat medium pipe 51.
  • the flow switch 31 is provided on the upstream side of the indoor heat exchanger 32, and detects the flow rate information regarding the flow rate of the heat medium flowing into the indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • the indoor unit for example, indoor
  • Abnormal flow rate information indicating the existence of the machine 30a is also included.
  • the indoor heat exchanger 32 is composed of, for example, a fin-and-tube type heat exchanger, and exchanges heat between the heat medium flowing through the heat medium circuit 50 and the indoor air.
  • the flow rate adjusting valve 33 is composed of, for example, an electric ball valve, and adjusts the flow rate of the heat medium flowing into the indoor heat exchanger 32.
  • the flow rate adjusting valve 33 is controlled by the indoor side control device 35 according to the amount of super heat on the outlet side of the indoor side heat exchanger 32 during cooling. Further, the flow rate adjusting valve 33 is controlled by the indoor side control device 35 according to the subcool amount on the outlet side of the indoor side heat exchanger 32 during heating.
  • the indoor control device 35 provided in each of the indoor units 30a, 30b and 30c controls the opening degree of the flow rate adjusting valve 33 according to, for example, the difference between the indoor temperature and the target temperature.
  • each indoor control device 35 outputs, for example, the opening value of the flow rate adjusting valve 33 to the relay control device 24 as opening degree information.
  • the relay control device 24 controls the operation of the pump 23 in order to adjust the flow rate of the heat medium based on the opening degree information.
  • the heat source side control device 17 of the heat source unit 10 the relay control device 24 of the repeater 20, and the indoor control devices 35 of the indoor units 30a, 30b, and 30c are included.
  • the control communication line 60 a wireless communication line may be used.
  • the indoor control device 35 detects abnormal flow rate information indicating that the flow rate of the heat medium has decreased to a value lower than the threshold value in the indoor unit 30a, for example, the flow switch 31 passes through the control communication line 60.
  • the abnormal flow rate information is transmitted to the heat source side control device 17 and the relay control device 24. Further, the indoor control device 35 stops the indoor blower 34 of the indoor unit 30a to be controlled that has detected the abnormal flow rate information, thereby preventing the occurrence of problems such as non-cooling or non-warming, and the control target.
  • the flow rate adjusting valve 33 of the indoor unit 30a is closed to suppress the inflow of the heat medium.
  • the heat source side control device 17, the relay control device 24, each indoor side control device 35, the heat source machine 10, the repeater 20, and the indoor units 30a, 30b, and 30c are used. Although the case where it is mounted on all of the above is illustrated, it may be mounted on any of these. In that case, the above-mentioned control is performed by the control device mounted on any of the heat source machine 10, the repeater 20, and the indoor units 30a, 30b, and 30c.
  • refrigerant and heat medium In the air conditioning system 100, the inside of the refrigerant pipe 41 is filled with the refrigerant.
  • Refrigerants include natural refrigerants such as carbon dioxide (CO 2 ), hydrocarbons or helium, chlorine-free chlorofluoromethane alternative refrigerants such as HFC410A, HFC407C or HFC404A, and chlorofluoromethane-based refrigerants such as R22 or R134a used in existing products. Etc. are used.
  • HFC407C is a non-azeotropic mixed refrigerant in which R32, R125 or R134a of HFC is mixed at a ratio of 23 wt%, 25 wt% or 52 wt%, respectively.
  • a heat medium is filled inside the heat medium pipe 51.
  • the heat medium for example, water or brine is used.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the relay control device 24 of the air conditioning system 100 according to the first embodiment.
  • the relay control device 24 includes a flow rate calculation unit 241, a temperature difference calculation unit 242, a capacity calculation unit 243, and a determination flow rate value storage unit 244.
  • the flow rate calculation unit 241 determines the pressure difference obtained from the detection results of the pump inlet pressure sensor 25 provided on the inlet side of the pump 23 and the pump outlet pressure sensor 26 provided on the outlet side of the pump 23 in the heat medium piping 51. Based on this, the flow rate of the heat medium circulating in the heat medium circuit 50 is calculated.
  • the temperature difference calculation unit 242 includes a water inlet temperature sensor 27 provided on the inlet side of the inter-media heat exchanger 21 and a water outlet temperature sensor 28 provided on the outlet side of the inter-media heat exchanger 21 in the heat medium pipe 51. Based on the detection result obtained from, the temperature difference before and after the heat exchange of the heat medium circulating in the heat medium circuit 50 is calculated.
  • the capacity calculation unit 243 has calculated the temperature difference and the flow rate based on the temperature difference before and after the heat exchange of the heat medium calculated by the temperature difference calculation unit 242 and the flow rate of the heat medium calculated by the flow rate calculation unit 241. Calculate the operating capacity of cooling or heating by the heat medium of. Further, the capacity calculation unit 243 calculates the operating capacity required for cooling or heating in the indoor units 30a to 30c to be controlled. That is, the capacity calculation unit 243 sets the threshold value of the flow rate, which is a reference when determining whether to increase or decrease the rotation speed of the compressor 11, to the operation required for cooling or heating in the indoor units 30a to 30c to be controlled. Holds as an ability.
  • the capacity calculation unit 243 controls the heat source side.
  • the device 17 lowers the frequency of the compressor 11.
  • the capacity calculation unit 243 controls the heat source side when the operating capacity of cooling or heating by the heat medium having the calculated temperature difference does not reach the operating capacity required for cooling or heating in the indoor units 30a to 30c to be controlled.
  • the device 17 raises the frequency of the compressor 11.
  • the determination flow rate value storage unit 244 stores a flow rate threshold value (hereinafter, referred to as a pump control threshold value) as a reference for determining whether to increase or decrease the rotation speed of the pump 23.
  • a flow rate threshold value hereinafter, referred to as a pump control threshold value
  • the pump control threshold values are the first determination flow rate value when two of the three indoor units 30a to 30c are in a water outage state, and the three indoor units 30a to 30c. It is set in two stages, the second judgment flow rate value when one of them is in a water outage state.
  • the determination flow rate value storage unit 244 stores a flow rate threshold value (hereinafter, referred to as a control valve threshold value) as a reference when determining the closing of the flow rate adjustment valves 33 of the indoor units 30a, 30b and 30c. There is. Further, the determination flow rate value storage unit 244 stores a flow rate threshold value (hereinafter, referred to as a blower threshold value) as a reference for determining whether to increase or decrease the rotation speed of the indoor blower 34. ..
  • the relay control device 24 is abnormal flow rate information indicating that the flow rate information by the flow switch 31 received from the indoor control device 35 is lower than the pump control threshold value composed of the above-mentioned first and second determination flow rate values. If so, the output of the pump 23 is reduced. Further, when all three of the three indoor units 30a to 30c are in a water outage state, the pump 23 is stopped.
  • the relay control device 24 is based on the abnormal flow rate information received from the heat source side control device 17. Controls the indoor control device 35. Then, the indoor control device 35 controls the operation of at least one of the indoor units 30a to be controlled. Thereby, the indoor unit 30a to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted can be specified, and the distribution of the heat medium to the indoor unit 30a can be stopped. That is, in the air conditioning system 100, it is possible to find a defect without constructing a new control system. Further, by stopping the indoor unit 30a in which the abnormality has occurred, it is possible to solve the problem that problems such as non-cooling and non-warming occur when the indoor unit 30a is continuously operated.
  • the heat source side control device 17 controls the operation of the compressor 11. Further, the relay control device 24 controls the operation of the pump 23 when it receives the abnormal flow rate information detected by the flow switch 31 from the indoor control device 35.
  • the heat medium in the indoor units 30b and 30c other than the indoor unit 30a to be controlled can be circulated without excess or deficiency, so that problems such as uncooling and non-warming in the indoor units 30b and 30c can be prevented.
  • the energy efficiency can be improved by controlling the flow rate of the compressor 11 or the pump 23.
  • the energy efficiency can be improved by controlling the air conditioning system 100 as a whole according to the operating state.
  • the air conditioning system 100 has a total cooling operation and a total heating operation as operation modes.
  • the total cooling operation is a mode in which all of the indoor units 30a, 30b, and 30c perform the cooling operation.
  • the full heating operation is a mode in which all of the indoor units 30a, 30b and 30c perform the heating operation.
  • the refrigerant flowing into the inter-media heat exchanger 21 is depressurized to a low pressure by the heat source side control device 17 controlled by the amount of super heat on the outlet side of the inter-media heat exchanger 21.
  • the reduced pressure refrigerant exchanges heat with the heat medium circulating in the heat medium circuit 50 in the intermedia heat exchanger 21 and is converted into evaporative gas.
  • the room in which the indoor units 30a, 30b and 30c are installed is cooled.
  • the refrigerant in this gas state is sucked into the compressor 11 via the accumulator 15.
  • the heat medium that has been cooled by exchanging heat with the refrigerant decompressed to a low pressure in the inter-media heat exchanger 21 and has a sufficient subcool is passed through the heat medium pipe 51 to be cooled in the room. It flows into the machines 30a, 30b and 30c.
  • the heat source side control device 17 has the capacity of the compressor 11 whose capacity is variable so that the evaporation temperature of the indoor units 30a, 30b and 30c and the condensation temperature of the heat source side heat exchanger 13 become predetermined target temperatures. The amount of air blown by the heat source side blower 16 is adjusted. Therefore, the target cooling capacity can be obtained in each of the indoor units 30a, 30b and 30c.
  • the refrigerant decompressed to a low pressure flows into the heat source side heat exchanger 13 and evaporates by heat exchange with the air blown by the heat source side blower 16 having a variable air flow rate.
  • the refrigerant that has evaporated and is in a gas state is sucked into the compressor 11 via the flow path switching valve 12 and the accumulator 15.
  • the heat medium that has undergone heat exchange with the high-temperature and high-pressure gas refrigerant in the inter-media heat exchanger 21 flows into the indoor units 30a, 30b, and 30c to be heated through the heat medium pipe 51.
  • the heat source side control device 17 has the capacity of the compressor 11 whose capacity is variable so that the evaporation temperature of the indoor units 30a, 30b and 30c and the condensation temperature of the heat source side heat exchanger 13 become predetermined target temperatures. The amount of air blown by the heat source side blower 16 is adjusted. Therefore, the target heating capacity can be obtained in each of the indoor units 30a, 30b and 30c.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the air conditioning system 100 according to the first embodiment.
  • each indoor control device 35 confirms the flow rate information of the heat medium in the indoor units 30a, 30b and 30c detected by the flow switch 31 (step S1). Then, in the detected flow rate information, abnormal flow rate information indicating the existence of the indoor unit 30a to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted from the indoor units 30a, 30b and 30c (in this example, the water supply of the heat medium is cut off). It is determined whether or not the information) is included (step S2).
  • step S2 N
  • the process returns to step S1 and the flow switch 31 detects the flow rate information of the heat medium in the indoor units 30a, 30b and 30c again.
  • the indoor unit for example, the indoor unit 30a to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted in the indoor units 30a, 30b and 30c.
  • the indoor side blower 34 of the indoor unit 30a to be controlled for detecting the abnormal flow rate information is stopped (step S3), and the flow rate adjusting valve 33 for the indoor unit 30a to be controlled for detecting the abnormal flow rate information is closed (step S3).
  • Step S4 the indoor unit 30a to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted can be specified, and the distribution of the heat medium to the indoor unit 30a can be stopped.
  • step S5 the required flow rate of the heat medium in the indoor units 30b and 30c other than the indoor unit 30a to be controlled is calculated (step S5), and the required flow rate is the second determination flow rate value as the threshold value of the preset flow rate of the heat medium. It is determined whether or not the above amount has been exceeded (step S6). At this time, if the required flow rate exceeds the second determination flow rate value (step S6: N), the pump rotation speed is not adjusted, and the process proceeds to step S9 to adjust the compressor frequency. If the required flow rate does not exceed the second determination flow rate value (step S6: Y), it is determined whether or not the required flow rate exceeds the first determination flow rate value as the threshold value of the preset flow rate of the heat medium. Judgment (step S7).
  • step S7 Y
  • step S8 the rotation speed of the pump 23 is reduced until the required flow rate reaches the first determination flow rate value.
  • step S7 N
  • the process proceeds to step S14, and the rotation speed of the pump 23 is reduced until the required flow rate reaches the second determination flow rate value.
  • step S9 the detection results of the water inlet temperature sensor 27 provided on the inlet side of the intermedia heat exchanger 21 in the heat medium pipe 51 and the water outlet temperature sensor 28 provided on the outlet side of the intermedia heat exchanger 21. Therefore, the temperature difference between the inlet and outlet of the heat medium circulating in the heat medium circuit 50 is obtained (step S9). Further, from the detection results of the pump inlet pressure sensor 25 provided on the inlet side of the pump 23 in the heat medium pipe 51 and the pump outlet pressure sensor 26 provided on the outlet side of the pump 23, the circulation in the heat medium circuit 50. The flow rate of the heat medium to be pumped is obtained (step S10).
  • the capacity calculation unit 243 calculates the operating capacity of cooling or heating by the heat medium of the calculated temperature difference and flow rate. In addition, the capacity calculation unit 243 calculates the operating capacity required for cooling or heating in the indoor units 30b and 30c. Then, it is determined whether or not the operating capacity of cooling or heating by the heat medium of the calculated temperature difference and flow rate exceeds the operating capacity required for cooling or heating in the indoor units 30b and 30c (step S11).
  • step S11: Y if the calculated operating capacity exceeds the operating capacity required for cooling or heating the indoor units 30b and 30c (step S11: Y), the heat source side control device 17 lowers the frequency of the compressor 11 (step). S12). Further, when the operating capacity of cooling or heating by the heat medium having the calculated temperature difference does not reach the operating capacity required for cooling or heating in the indoor units 30b and 30c (step S11: N), the heat source side control device 17 is used. The frequency of the compressor 11 is increased (step S13). After that, the process returns to step S1 and the flow switch 31 again detects the flow rate information of the heat medium in the indoor units 30a, 30b and 30c.
  • the heat medium in the indoor units 30b and 30c other than the indoor unit 30a to be controlled can be circulated without excess or deficiency, so that problems such as uncooling and non-warming in the indoor units 30b and 30c can be prevented.
  • the energy efficiency can be improved by controlling the flow rate of the compressor 11 or the pump 23.
  • the air conditioning system 100 by controlling according to the operating state of the entire air conditioning system 100, it is possible to prevent the occurrence of defects without constructing a new control system and to improve the energy efficiency. be able to.
  • the flow rate information detected by the flow switch 31 is a control target in which the flow of the heat medium is interrupted in the plurality of indoor units 30a, 30b and 30c.
  • the relay control device 24 controls the indoor control device 35 based on the abnormal flow rate information received from the heat source side control device 17. Then, the indoor control device 35 controls the operation of at least one of the indoor units 30a to be controlled. Thereby, the indoor unit 30a to be controlled in which the flow of the heat medium is interrupted can be specified, and the distribution of the heat medium to the indoor unit 30a can be stopped.
  • the air conditioning system 100 it is possible to find a defect without constructing a new control system. Further, by stopping the indoor unit 30a in which the abnormality has occurred, it is possible to solve the problem that problems such as non-cooling and non-warming occur when the indoor unit 30a is continuously operated. Further, the heat source side control device 17 also controls the operation of the compressor 11 when it receives the abnormal flow rate information detected by the flow switch 31 from the indoor side control device 35 via the relay control device 24. Further, the relay control device 24 controls the operation of the pump 23 when it receives the abnormal flow rate information detected by the flow switch 31 from the indoor control device 35.
  • the heat medium in the indoor units 30b and 30c other than the indoor unit 30a to be controlled can be circulated without excess or deficiency, so that problems such as uncooling and non-warming in the indoor units 30b and 30c can be prevented.
  • the energy efficiency can be improved by controlling the flow rate of the compressor 11 or the pump 23.
  • the pump control threshold value is set to the first determination flow rate value when two of the three indoor units 30a to 30c are in a water outage state, and 3 of the indoor units 30a to 30c.
  • the pump control threshold value has three stages of a third determination flow rate value, a second determination flow rate value, and a first determination flow rate value.

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Abstract

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、圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器および媒体間熱交換器を、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、ポンプ、媒体間熱交換器および複数の室内機における各々の室内側熱交換器を、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、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、流量検出装置によって検出された流量情報が、複数の室内機の中から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、圧縮機、ポンプおよび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、を有する。

Description

空気調和システムおよびその制御方法
　本発明は、熱源機と複数の室内機とを中継機を介して接続する空気調和システムおよびその制御方法に関する。
　複数の室内機において個別に暖房運転または冷房運転が実施される空気調和システムは、例えば、熱源機において作成された温熱、冷熱、または、温熱および冷熱の両方が、複数の負荷に対して効率よく供給される冷媒回路および構造を備えている。このような空気調和システムは、多数の空調対象空間を有するビルまたはホテル等におけるセントラル方式の空気調和システムなどに適用される。
　従来、セントラル方式の空気調和システムにおいては、例えば、室外に配置された熱源機と、室内に配置された室内機と、が中継機を介して接続されている。また、この空気調和システムでは、熱源機と中継機との間に冷媒が循環する冷媒配管が配置され、中継機と各室内機との間に水、またはブライン等の熱媒体が循環する熱媒体配管が配置されている。そして、冷媒配管において冷媒を循環させ、熱媒体配管において熱媒体を循環させることによって、冷房運転または暖房運転が実行される。具体的には、冷媒が吸熱して冷却された空気、または、冷媒が放熱して加熱された空気と、中継機と各室内機との間を循環する熱媒体と、が熱交換することで空調対象空間の冷房または暖房が行われる。
　ここで、空気調和システムでは、室内機において室内側熱交換器の凍結などの不具合によって熱媒体の断水を生じた場合、室内機が運転を継続することで不冷または不暖といった不具合を生じる虞があった。これは、熱源機と中継機との間において二次側となる中継機と室内機とを接続する熱媒体配管全体の断水を検知することは可能であるが、各室内機の個別の断水については検知する機能がないことが原因であった。
　そのため、空調制御のパラメータとなる空調対象空間の状態を検知するセンサと、センサからの情報に基づいて、空調対象空間に供給する熱媒体の流量を調整する複数の調整装置と、を備える空気調和システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる空気調和システムでは、センサと複数の調整装置とを総合して統括し、熱媒体の供給流量を制御する集合制御装置を設け、各調整装置と集合制御装置とを無線で通信可能として、冷暖房風量または空気調和機の冷温水流量を制御している。よって、特許文献１の空気調和システムでは、各室内機の個別の断水についても検知可能となっている。
特開２００５－２４９２３８号公報
　しかしながら、特許文献１の空気調和システムでは、中央監視装置および集合制御装置が無線による通信を介して各調整装置を制御するため、電気配線工事の簡略化は可能であるが、中央監視装置および集合制御装置を用いた制御システムの構築が必要であった。
　そこで、本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、熱媒体の流量状況に基づいて、複数の室内機の中から断水した室内機を特定し、ポンプ、圧縮機、または、室内機を制御することにより、新たな制御システムを構築することなく不具合の発見を可能とする。また、異常を生じた室内機を停止させることで、その室内機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空気調和システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る空気調和システムは、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、を有するものである。
　また、本発明に係る空気調和システムの制御方法は、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、を含むものである。
　本発明によれば、流量検出装置の検出した流量情報が、複数の室内機の中から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、圧縮機、ポンプおよび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ことにより、新たな制御システムを構築することなく不具合の発見を可能とする。また、異常を生じた室内機を停止させることで、その室内機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。
実施の形態１に係る空気調和システムを示す回路図である。 実施の形態１に係る空気調和システムの中継用制御装置の説明に供するブロック図である。 実施の形態１に係る空気調和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．
　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。
＜空気調和システム１００＞
　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。
　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、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃとが接続されて構成されている。熱源機１０は、中継機２０を介して３台の室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃに温熱または冷熱を供給する機能を有している。３台の室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃは、それぞれ互いに並列に接続されており、それぞれ同じ構成となっている。室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃは、熱源機１０から供給される温熱または冷熱によって、空調対象空間としての室内を冷房または暖房する機能を有している。中継機２０は、熱源機１０と室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃとの間に介在し、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る機能を有している。
　（熱源機１０）
　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。
　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を有し、冷媒を吸入して圧縮する。流路切替弁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。
　熱源側送風機１６は、熱源側熱交換器１３に送風する空気の送風量を可変し、熱交換容量を制御するものである。
　熱源側制御装置１７は、圧縮機１１、流路切替弁１２、および、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、中継機２０の中継用制御装置２４との間、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの各室内側制御装置３５との間、におけるそれぞれでデータ通信を行うことができる。
　なお、流路切替弁１２は、四方弁である場合について例示しているが、二方弁または三方弁等を組み合わせることによって構成されてもよい。また、熱源機１０は、暖房運転時に熱源側熱交換器１３に霜が付着した場合、除霜運転を行う。
　（中継機２０）
　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。
　ここで、空気調和システム１００には、冷媒が循環する冷媒回路４０が形成されている。この冷媒回路４０には、圧縮機１１、流路切替弁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、および、アキュムレータ１５が配置され、それぞれ冷媒配管４１を介して接続されている。つまり、熱源機１０と中継機２０とが、冷媒配管４１によって接続されている。
　媒体間熱交換器２１は、例えばプレート式熱交換器によって構成され、冷媒回路４０と後述する熱媒体回路５０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５０を循環する熱媒体と、の間で熱交換させる。中継用絞り装置２２は、例えば電子膨張弁によって構成され、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。
　ポンプ２３は、例えば、インバータによって駆動される不図示のモータを有している。ポンプ２３は、モータを動力源として駆動し、熱媒体回路５０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５０内で熱媒体を循環させるための圧力を加える。
　中継用制御装置２４は、中継用絞り装置２２およびポンプ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および熱源側絞り装置１４の動作を制御可能となっている。本実施の形態１において、中継用制御装置２４は、後述するフロースイッチ３１からの流量情報に基づき、熱源側制御装置１７および各室内側制御装置３５と連携して、圧縮機１１およびポンプ２３の動作を制御し、エネルギー効率の改善を図るようになっている。すなわち、中継用制御装置２４は、空気調和システム１００を統括的に制御するものである。
　（室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃ）
　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。
　ここで、空気調和システム１００には、熱媒体が循環する熱媒体回路５０が形成されている。この熱媒体回路５０には、媒体間熱交換器２１と、ポンプ２３と、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃのそれぞれの室内側熱交換器３２と、同じくそれぞれの流量調整弁３３と、が配置され、それぞれ熱媒体配管５１を介して接続されている。つまり、中継機２０と室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃとが、熱媒体配管５１によって接続されている。
　フロースイッチ３１は、室内側熱交換器３２の上流側に設けられ、当該室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃに流入する熱媒体の流量に関する流量情報を検出する。この流量情報には、実際に熱媒体配管５１を流れる熱媒体の流量の値の他、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの中から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も含まれる。
　室内側熱交換器３２は、例えば、フィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成され、熱媒体回路５０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３３は、例えば、電動式ボールバルブによって構成され、室内側熱交換器３２に流入させる熱媒体の流量を調整する。流量調整弁３３は、室内側制御装置３５により、冷房時において、室内側熱交換器３２の出口側のスーパーヒート量に応じて制御されている。また、流量調整弁３３は、室内側制御装置３５により、暖房時において、室内側熱交換器３２の出口側のサブクール量に応じて制御されている。
　室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにそれぞれ設けられた室内側制御装置３５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３３の開度を制御する。室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおいて、各室内側制御装置３５は、例えば、流量調整弁３３の開度値を開度情報として中継用制御装置２４に出力する。そして、中継用制御装置２４は、当該開度情報に基づいて熱媒体の流量を調整すべく、ポンプ２３の動作を制御する。
　以上のように構成された空気調和システム１００では、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、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの各室内側制御装置３５と、が制御通信回線６０を介して通信可能となっている。なお、制御通信回線６０は、無線による通信回線を用いてもよい。
　室内側制御装置３５は、フロースイッチ３１が、例えば室内機３０ａにおいて、熱媒体の流量が閾値よりも低い値へ減少した旨を示す異常流量情報を検知した場合、制御通信回線６０を介して、熱源側制御装置１７および中継用制御装置２４に当該異常流量情報を送信する。また、室内側制御装置３５は、異常流量情報を検知した制御対象の室内機３０ａの室内側送風機３４を停止させることで、不冷または不暖等の不具合の発生を防止すると共に、制御対象の室内機３０ａの流量調整弁３３を閉止し、熱媒体の流入を抑止する。
　なお、本実施の形態１では、熱源側制御装置１７と、中継用制御装置２４と、各室内側制御装置３５とを、熱源機１０と、中継機２０と、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃとの全てに搭載する場合について例示しているが、これらのいずれかに搭載してもよい。その場合、熱源機１０と、中継機２０と、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃと、のいずれかに搭載した制御装置によって、前述のような制御が行われる。
　（冷媒および熱媒体）
　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。
　次に、中継用制御装置２４について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施の形態１に係る空気調和システム１００の中継用制御装置２４の説明に供するブロック図である。図２に示すように、中継用制御装置２４は、流量演算部２４１と、温度差演算部２４２と、能力演算部２４３と、判定流量値記憶部２４４と、を備えて構成されている。
　流量演算部２４１は、熱媒体配管５１においてポンプ２３の入口側に設けられたポンプ入口圧力センサ２５と、ポンプ２３の出口側に設けられたポンプ出口圧力センサ２６の検出結果から得られる圧力差に基づいて、熱媒体回路５０内を循環する熱媒体の流量を演算する。
　温度差演算部２４２は、熱媒体配管５１において媒体間熱交換器２１の入口側に設けられた水入口温度センサ２７と、媒体間熱交換器２１の出口側に設けられた水出口温度センサ２８と、から得られる検出結果に基づいて、熱媒体回路５０内を循環する熱媒体の熱交換前後の温度差を演算する。
　能力演算部２４３は、温度差演算部２４２によって算出された熱媒体の熱交換前後の温度差、および、流量演算部２４１によって算出された熱媒体の流量に基づいて、当該算出した温度差および流量の熱媒体による冷房または暖房の運転能力を演算する。また、能力演算部２４３は、制御対象となる室内機３０ａ～３０ｃにおける冷房または暖房に必要な運転能力を演算する。すなわち、能力演算部２４３は、圧縮機１１の回転数を上げるか、または下げるかを決める際の基準となる流量の閾値を、制御対象となる室内機３０ａ～３０ｃにおける冷房または暖房に必要な運転能力として保持している。そして、能力演算部２４３は、算出した温度差の熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、制御対象となる室内機３０ａ～３０ｃ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、熱源側制御装置１７によって圧縮機１１の周波数を低下させる。一方、能力演算部２４３は、算出した温度差の熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、制御対象の室内機３０ａ～３０ｃ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、熱源側制御装置１７によって圧縮機１１の周波数を上昇させる。
　判定流量値記憶部２４４には、ポンプ２３の回転数を上げるか、または下げるかを決める際の基準となる流量の閾値（以下、これをポンプ制御閾値と称す）が記憶されている。本実施の形態１の場合、ポンプ制御閾値は、室内機３０ａ～３０ｃの３台のうち２台が断水状態となった場合としての第一判定流量値と、室内機３０ａ～３０ｃの３台のうち１台が断水状態となった場合としての第二判定流量値と、の二段階に分けて設定されている。
　また、判定流量値記憶部２４４には、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの流量調整弁３３の閉止を決める際の基準となる流量の閾値（以下、これを調整弁閾値と称す）が記憶されている。さらに、判定流量値記憶部２４４には、室内側送風機３４の回転数を上げるか、または下げるかを決める際の基準となる流量の閾値（以下、これを送風機閾値と称す）が記憶されている。
　そして、中継用制御装置２４は、室内側制御装置３５から受信したフロースイッチ３１による流量情報が、前述の第一～第二判定流量値からなるポンプ制御閾値を下回ることを示す異常流量情報であった場合には、ポンプ２３の出力を下げる。また、室内機３０ａ～３０ｃの３台のうち３台とも全てが断水状態となった場合には、ポンプ２３を停止させる。
　以上、説明したように、空気調和システム１００では、フロースイッチ３１によって検出された流量情報が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。このように、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、エネルギー効率の改善を図ることができる。
　次に、空気調和システム１００の動作について説明する。空気調和システム１００は、運転モードとして、全冷房運転、および、全暖房運転を有している。全冷房運転は、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの全てが冷房運転を行うモードである。全暖房運転は、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの全てが暖房運転を行うモードである。
　（全冷房運転）
　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。
　一方、媒体間熱交換器２１において低圧まで減圧された冷媒との間で熱交換を行って冷却され、サブクールを充分につけられた熱媒体は、熱媒体配管５１を通って、冷房しようとしている室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃへ流入する。ここで、熱源側制御装置１７は、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの蒸発温度および熱源側熱交換器１３の凝縮温度が予め定められた目標温度になるように容量可変の圧縮機１１の容量および熱源側送風機１６の送風量を調節している。このため、各室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおいて目標とする冷房能力を得ることができる。
　（全暖房運転）
　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。
　そして、低圧まで減圧された冷媒は、熱源側熱交換器１３に流入し、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蒸発する。蒸発してガス状態となった冷媒は、流路切替弁１２、アキュムレータ１５を経て圧縮機１１に吸入される。
　一方、媒体間熱交換器２１において高温高圧のガス冷媒との間で熱交換を行った熱媒体は、熱媒体配管５１を通って、暖房しようとしている室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃへ流入する。ここで、熱源側制御装置１７は、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの蒸発温度および熱源側熱交換器１３の凝縮温度が予め定められた目標温度になるように容量可変の圧縮機１１の容量および熱源側送風機１６の送風量を調節している。このため、各室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおいて目標とする暖房能力を得ることができる。
　次に、フロースイッチ３１によって、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの中から熱媒体の流れの途絶えた制御対象となる室内機３０ａの存在を示す異常流量情報が検出された場合における熱源側制御装置１７、中継用制御装置２４、および、各室内側制御装置３５の動作について説明する。図３は、実施の形態１に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。
　図３に示すように、各室内側制御装置３５は、フロースイッチ３１によって検出された、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおける熱媒体の流量情報を確認する（ステップＳ１）。そして、この検出された流量情報に、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの中から熱媒体の流れの途絶えた制御対象となる室内機３０ａの存在を示す異常流量情報（この例では、熱媒体の断水情報）が含まれるか否かを判断する（ステップＳ２）。
　このとき、流量情報に異常流量情報が含まれていない場合（ステップＳ２：Ｎ）、ステップＳ１に戻り、再びフロースイッチ３１によって、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおける熱媒体の流量情報を検出する。
　また、流量情報に異常流量情報が含まれていた場合（ステップＳ２：Ｙ）、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの中に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）が存在すると判断する。そして、異常流量情報を検出した制御対象となる室内機３０ａの室内側送風機３４を停止させ（ステップＳ３）、異常流量情報を検出した制御対象となる室内機３０ａの流量調整弁３３を閉止させる（ステップＳ４）。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。
　次に、制御対象の室内機３０ａ以外の室内機３０ｂおよび３０ｃにおける熱媒体の必要流量を算出し（ステップＳ５）、必要流量が熱媒体の予め設定された流量の閾値としての第二判定流量値を超えたか否かを判断する（ステップＳ６）。このとき、必要流量が第二判定流量値を超えた場合（ステップＳ６：Ｎ）、ポンプ回転数の調整は行わず、ステップＳ９に進み、圧縮機周波数の調整を行う。また、必要流量が第二判定流量値を超えていない場合（ステップＳ６：Ｙ）、この必要流量が、熱媒体の予め設定された流量の閾値としての第一判定流量値を超えたか否かを判断する（ステップＳ７）。
　このとき、必要流量が第一判定流量値を超えていない場合（ステップＳ７：Ｙ）、必要流量が第一判定流量値となるまで、ポンプ２３の回転数を低下させる（ステップＳ８）。
　一方、必要流量が第一判定流量値を超えた場合（ステップＳ７：Ｎ）、ステップＳ１４に移行して、必要流量が第二判定流量値となるまで、ポンプ２３の回転数を低下させる。
　次に、熱媒体配管５１における媒体間熱交換器２１の入口側に設けられた水入口温度センサ２７と、媒体間熱交換器２１の出口側に設けられた水出口温度センサ２８との検出結果から、熱媒体回路５０内を循環する熱媒体の出入口の温度差を求める（ステップＳ９）。また、熱媒体配管５１におけるポンプ２３の入口側に設けられたポンプ入口圧力センサ２５と、ポンプ２３の出口側に設けられたポンプ出口圧力センサ２６との検出結果から、熱媒体回路５０内を循環する熱媒体の流量を求める（ステップＳ１０）。
　そして、算出された熱媒体の出入口の温度差および流量に基づき、能力演算部２４３によって、当該算出した温度差および流量の熱媒体による冷房または暖房の運転能力を演算する。また、能力演算部２４３によって、室内機３０ｂおよび３０ｃにおける冷房または暖房に必要な運転能力を演算する。そして、算出した温度差および流量の熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、室内機３０ｂおよび３０ｃにおける冷房または暖房に必要な運転能力を超えるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
　このとき、算出した運転能力が、室内機３０ｂおよび３０ｃの冷房または暖房に必要な運転能力を超えた場合（ステップＳ１１：Ｙ）、熱源側制御装置１７によって圧縮機１１の周波数を低下させる（ステップＳ１２）。また、算出した温度差の熱媒体による冷房または暖房の運転能力が、室内機３０ｂおよび３０ｃ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（ステップＳ１１：Ｎ）、熱源側制御装置１７によって圧縮機１１の周波数を上昇させる（ステップＳ１３）。この後、ステップＳ１に戻り、再びフロースイッチ３１によって、室内機３０ａ、３０ｂおよび３０ｃにおける熱媒体の流量情報を検出する。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。以上、説明したように、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。
＜実施の形態１の効果＞
　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。
　また、空気調和システム１００の制御方法では、ポンプ制御閾値を、室内機３０ａ～３０ｃの３台のうち２台が断水状態となった場合としての第一判定流量値、室内機３０ａ～３０ｃの３台のうち１台が断水状態となった場合としての第二判定流量値の二段階に分けて設定することで、納入された空気調和システム１００に応じた制御を行うことができる。もちろん、使用する室内機が４台となった場合には、ポンプ制御閾値は第三判定流量値、第二判定流量値、第一判定流量値の三段階となる。
　１０　熱源機、１１　圧縮機、１２　流路切替弁、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、２０　中継機、２１　媒体間熱交換器、２２　中継用絞り装置、２３　ポンプ、２４　中継用制御装置、２５　ポンプ入口圧力センサ、２６　ポンプ出口圧力センサ、２７　水入口温度センサ、２８　水出口温度センサ、３０ａ　室内機、３０ｂ　室内機、３１　フロースイッチ、３２　室内側熱交換器、３３　流量調整弁、３４　室内側送風機、３５　室内側制御装置、４０　冷媒回路、４１　冷媒配管、５０　熱媒体回路、５１　熱媒体配管、６０　制御通信回線、１００　空気調和システム、２４１　流量演算部、２４２　温度差演算部、２４３　能力演算部、２４４　判定流量値記憶部。

Claims (8)

  1. 　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、を有する、空気調和システム。
  2. 　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る、請求項１に記載の空気調和システム。
  3. 　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必要流量を算出し、前記必要流量が前記熱媒体の予め設定された流量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、請求項２に記載の空気調和システム。
  4. 　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３に記載の空気調和システム。
  5. 　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、を含む、空気調和システムの制御方法。
  6. 　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る、請求項５に記載の空気調和システムの制御方法。
  7. 　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必要流量を算出し、前記必要流量が前記熱媒体の予め設定された流量の閾値を超えた場合、当該閾値となるまで前記ポンプの回転数を低下させる、請求項６に記載の空気調和システムの制御方法。
  8. 　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７に記載の空気調和システムの制御方法。
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