WO2023007666A1 - 空調換気システム - Google Patents

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WO2023007666A1
WO2023007666A1 PCT/JP2021/028187 JP2021028187W WO2023007666A1 WO 2023007666 A1 WO2023007666 A1 WO 2023007666A1 JP 2021028187 W JP2021028187 W JP 2021028187W WO 2023007666 A1 WO2023007666 A1 WO 2023007666A1
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WO
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air
air conditioning
ventilation
unit
predetermined value
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/028187
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English (en)
French (fr)
Inventor
博貴 木下
幹人 徳地
Original Assignee
日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00Ventilation
    • F24F7/007Ventilation with forced flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning ventilation system.
  • Patent Document 1 describes that the control means changes the air supply amount of the air supply means and the exhaust amount of the exhaust means based on the degree of pollution of the indoor air. It is Further, Patent Document 2 describes that when the set temperature is changed to a temperature lower than the set temperature before the setting change and lower than the room temperature during the cooling operation, the control unit reduces the ventilation volume. ing.
  • Patent Document 1 when ventilation is performed by the control means in the summer, although the degree of indoor air pollution is reduced, high-temperature outside air flows into the room, which may make the user feel hot. have a nature. Further, in the technology described in Patent Document 2, since the amount of ventilation is reduced during the cooling operation, the comfort of the air conditioning for the user is enhanced, but there is a possibility that the ventilation will not be performed sufficiently. Although it is desirable to achieve both appropriate ventilation of the room and comfort for the user, such technology is not described in Patent Literatures 1 and 2.
  • an object of the present invention is to provide an air-conditioning and ventilation system that is highly comfortable and performs ventilation appropriately.
  • an air-conditioning and ventilation system has at least a compressor, an air-conditioning unit for air-conditioning a target space, an air supply fan and an exhaust fan, and ventilates the target space. and a ventilation unit that performs the The air conditioning unit was to increase the rotation speed of the compressor.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a ventilation unit included in the air conditioning ventilation system according to the embodiment
  • 1 is a configuration diagram including a refrigerant circuit of an air conditioning unit in an air conditioning ventilation system according to an embodiment
  • FIG. It is a bottom view of the indoor unit of the air conditioning unit provided in the air conditioning ventilation system according to the embodiment.
  • It is a flow chart of processing which a control part of an air-conditioning ventilation system concerning an embodiment performs.
  • 4 is a time chart regarding carbon dioxide concentration, ventilation volume, air conditioning set temperature, and compressor rotation speed in the air conditioning and ventilation system according to the embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an air conditioning ventilation system 100 according to an embodiment.
  • the air-conditioning/ventilation system 100 shown in FIG. 1 is a system that performs ventilation and air-conditioning of a room R1 (target space).
  • the air-conditioning ventilation system 100 can also perform one of ventilation and air-conditioning of the room R1 and not perform the other.
  • the air conditioning ventilation system 100 includes a ventilation unit 10, a carbon dioxide concentration sensor 20, an air conditioning unit 40, and a remote controller 60.
  • the ventilation unit 10 is a device that ventilates the room R1 (target space). That is, the ventilation unit 10 has a function of supplying fresh outdoor air (outside air) to the room R1 and discharging the air of the room R1 to the outside.
  • the ventilation unit 10 also has a function of exchanging heat between fresh outdoor air and the air in the room R1.
  • Such a ventilation unit 10 is installed, for example, in the ceiling space S1 of the room R1.
  • the carbon dioxide concentration sensor 20 is a sensor that detects the carbon dioxide concentration in the room R1 (target space), and is provided in the room R1.
  • the carbon dioxide concentration sensor 20 transmits data including the detected value as a radio signal.
  • Data from the carbon dioxide concentration sensor 20 is received by the receiver 16 (data acquisition unit) provided in the ceiling space S1 of the room R1.
  • the air-conditioning unit 40 is a device that air-conditions the room R1 (target space).
  • the air conditioning unit 40 includes an outdoor unit U1 and two indoor units U2, U2. The configuration of the air conditioning unit 40 will be described later.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the ventilation unit 10. As shown in FIG. In addition, the outline arrow shown in FIG. 2 has shown the direction through which air flows. As shown in FIG. 2, the ventilation unit 10 includes a housing 11, a total heat exchanger 12, an air supply fan 13, an exhaust fan 14, a direct expansion coil 15, and the receiver 16 ( 1) and a ventilation control device 17 (see FIG. 3).
  • the housing 11 is a housing that accommodates the total heat exchanger 12, the air supply fan 13, the exhaust fan 14, the direct expansion coil 15, and the like.
  • the housing 11 has an outdoor intake port 11a to which an outside air duct 31 (see FIG. 1) is connected as an opening for introducing fresh air from the outdoors, and is connected to an air supply duct 32 (see FIG. 1). It has an indoor air outlet 11b.
  • the housing 11 has an indoor air intake port 11c to which a return air duct 33 (see FIG. 1) is connected as an opening for guiding air from the room R1 (see FIG. 1), and an exhaust duct 34 (see FIG. 1). 1) is connected to the outdoor outlet 11d.
  • the total heat exchanger 12 is a heat exchanger that performs heat exchange (sensible heat/latent heat exchange) between fresh air from the outdoors and air from the room R1 (see FIG. 1).
  • the total heat exchanger 12 has a square prism shape and is installed so as to divide the internal space of the housing 11 into four regions. These four areas include an area 18a that directs fresh air from the outdoors to the total heat exchanger 12 via the outdoor intake port 11a, and an area 18a that directs air heat-exchanged by the total heat exchanger 12 to the indoor outlet 11b. and a guiding region 18b.
  • the remaining two regions include a region 18c that guides the air from the room R1 (see FIG. 1) to the total heat exchanger 12 via the room-side intake port 11c, and and a region 18d leading to the outlet 11d.
  • the air supply fan 13 shown in FIG. 2 is a fan that supplies air to the room R1 (target space), and is provided in the area 18b of the ventilation unit 10.
  • the direct expansion coil 15 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the air flowing from the total heat exchanger 12 toward the indoor-side outlet 11b.
  • the direct expansion coil 15 is provided on the downstream side of the air supply fan 13 (near the indoor air outlet 11b) in the air flow direction.
  • the exhaust fan 14 shown in FIG. 2 is a fan that exhausts air from the room R1 (target space), and is provided in the area 18d of the ventilation unit 10.
  • the air in the room R1 (see FIG. 1) is drawn in and led to the total heat exchanger 12, and the air heat-exchanged in the total heat exchanger 12 is blown out to the outdoors.
  • the ventilation unit 10 is driven, the rotational speeds of the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 are generally equal, but depending on the operation mode, the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 may be driven at different rotational speeds. be.
  • the receiver 16 (data acquisition unit) shown in FIG. 1 acquires the carbon dioxide concentration detection value of the room R1 (target space) from the carbon dioxide concentration sensor 20 .
  • wireless communication may be performed between the carbon dioxide concentration sensor 20 and the receiver 16, or the carbon dioxide concentration sensor 20 and the receiver 16 may be connected by wiring (not shown). good.
  • FIG. 1 shows an example in which the receiver 16 is provided outside the housing 11 of the ventilation unit 10 , the receiver 16 may be built in the housing 11 .
  • FIG. 3 is a configuration diagram including the refrigerant circuit C1 of the air conditioning unit 40. As shown in FIG. In addition, in FIG. 3, the flow of air in the outdoor heat exchanger 42 and the indoor heat exchanger 46 is indicated by white arrows. In the refrigerant circuit C1, the refrigerant circulates through the direct expansion coil 15 (see FIG. 2) of the ventilation unit 10, but illustration of the direct expansion coil 15 is omitted in FIG.
  • the air conditioning unit 40 includes a compressor 41, an outdoor heat exchanger 42, an outdoor fan 43, an outdoor expansion valve 44, and a four-way valve 45 as devices provided in the outdoor unit U1.
  • the compressor 41 is a device that compresses a low-temperature, low-pressure gas refrigerant and discharges it as a high-temperature, high-pressure gas refrigerant.
  • a compressor 41 for example, a scroll compressor or a rotary compressor is used.
  • the outdoor heat exchanger 42 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing through its heat transfer tubes (not shown) and the outside air sent from the outdoor fan 43 .
  • One end G1 of the outdoor heat exchanger 42 is connected to the suction side or discharge side of the compressor 41 via the four-way valve 45, and the other end G2 is connected to the liquid side pipe M1.
  • the outdoor fan 43 is a fan that sends outside air to the outdoor heat exchanger 42 .
  • the outdoor fan 43 includes an outdoor fan motor 43 a as a drive source, and is provided near the outdoor heat exchanger 42 .
  • the outdoor expansion valve 44 is an electronic expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 42 and reduces the pressure of the refrigerant when the outdoor heat exchanger 42 functions as an evaporator.
  • the four-way valve 45 is a valve that switches the flow path of the refrigerant according to the operation mode during air conditioning.
  • the air conditioning unit 40 also includes an indoor heat exchanger 46, an indoor fan 47, an indoor expansion valve 48, and an indoor temperature sensor 49 as devices provided in the indoor unit U2.
  • the indoor heat exchanger 46 exchanges heat between the refrigerant flowing through its heat transfer tubes (not shown) and the indoor air sent from the indoor fan 47 (room R1 air: see FIG. 1).
  • One end H1 of the indoor heat exchanger 46 is connected to the gas side pipe M2, and the other end H2 is connected to the liquid side pipe M3.
  • the indoor fan 47 is a fan that sends indoor air to the indoor heat exchanger 46 .
  • the indoor fan 47 has an indoor fan motor 47 a as a drive source and is provided near the indoor heat exchanger 46 .
  • the indoor expansion valve 48 is an electronic expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 46 and reduces the pressure of the refrigerant when the indoor heat exchanger 46 functions as an evaporator.
  • the indoor temperature sensor 49 is a sensor that detects the room temperature of the room R1 and is provided on the air intake side of the indoor heat exchanger 46 .
  • an outside air temperature sensor (not shown) for detecting the outside air temperature
  • a discharge temperature sensor for detecting the discharge temperature of the compressor 41 are also provided. ing.
  • the liquid side connection portion K1 connects a plurality of liquid side pipes M3 connected to the respective indoor units U2, U2 and the liquid side pipe M1 connected to the other end G2 of the outdoor heat exchanger 42. It is.
  • the gas side connection portion K2 connects a plurality of gas side pipes M2 connected to the respective indoor units U2 and the gas side pipes M4 connected to the four-way valve 45. FIG.
  • the refrigerant circulates in the refrigeration cycle in the refrigerant circuit C1 according to the operation mode of the air conditioner. For example, during cooling operation, the compressor 41, the outdoor heat exchanger 42 (condenser), the outdoor expansion valve 44 (expansion valve), the indoor expansion valve 48 (expansion valve), and the indoor heat exchanger 46 (evaporator) are sequentially operated. Refrigerant circulates through On the other hand, during heating operation, the compressor 41, the indoor heat exchanger 46 (condenser), the indoor expansion valve 48 (expansion valve), the outdoor expansion valve 44 (expansion valve), and the outdoor heat exchanger 42 (evaporator) are sequentially operated. Refrigerant circulates through
  • An outdoor control circuit 51 is provided in the outdoor unit U1, and an indoor control circuit 52 is provided in the indoor unit U2.
  • the outdoor control circuit 51 controls the compressor 41 as well as the outdoor fan 43 and the outdoor expansion valve 44 based on the detected values of each sensor and the signal from the ventilation control device 17, and sends a predetermined signal to the indoor control circuit. 52.
  • the indoor control circuit 52 controls the indoor fan 47 and the indoor expansion valve 48 based on signals from the outdoor control circuit 51 and the ventilation control device 17 .
  • the ventilation control device 17 is a device for controlling the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 of the ventilation unit 10 (see FIG. 2), and is provided in the ventilation unit 10 .
  • the outdoor control circuit 51, the indoor control circuit 52, and the ventilation control device 17 each include electronic components such as a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and various interfaces. It is configured including a circuit. Then, the program stored in the ROM is read out and developed in the RAM, and the CPU executes various processes.
  • the outdoor control circuit 51, the indoor control circuit 52, and the ventilation control device 17 are collectively referred to as the "control section 50".
  • the remote control 60 is a device that transmits a predetermined signal to the ventilation unit 10 or the like based on user's operation. For example, by operating the remote control 60 by the user, in addition to setting operation modes related to air conditioning/ventilation, timer settings and air conditioning set temperatures are changed. A display (not shown) of the remote controller 60 displays the current operation mode, air conditioning temperature setting, and the like.
  • the remote control 60 is connected to the ventilation unit 10 via the communication line L1. Also, the ventilation unit 10, the indoor units U2, U2, and the outdoor unit U1 are sequentially bus-connected via a communication line L2.
  • FIG. 4 is a bottom view of the indoor unit U2 of the air conditioning unit.
  • the housing 71 of the indoor unit U2 includes a decorative frame 72 that has a square frame shape in a bottom view, a rectangular intake grille 73 that is installed at the opening of the decorative frame 72, and an air outlet. 74 and four wind direction plates 75 provided at the outlet 74 .
  • One air outlet 74 is provided outside each side of the rectangular intake grille 73 , and each air outlet 74 is provided with a wind direction plate 75 .
  • a wind direction plate motor (not shown) is driven to change the rotation angle (inclination angle with respect to the horizontal direction) of each wind direction plate 75. It is supposed to be adjusted.
  • ⁇ Changes in room temperature due to ventilation> For example, even if the ventilation unit 10 is ventilating with a predetermined ventilation amount (air supply amount/exhaust amount), the amount of carbon dioxide in the room R1 (see FIG. 1) may change depending on the number of people in the room and the amount of activity. Concentration may increase. In conventional air-conditioning and ventilation systems, after increasing the amount of ventilation in order to lower the carbon dioxide concentration in room R1, when a predetermined difference occurs between the room temperature and the set temperature due to the inflow of outside air, the air-conditioning system was to increase the processing load of
  • the controller 50 (see FIG. 3) of the air conditioning ventilation system 100 performs the following processing shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart of processing executed by the controller of the air-conditioning/ventilation system (see FIGS. 1 and 3 as needed).
  • air conditioning operation cooling operation or heating operation
  • ventilation by the ventilation unit 10 are performed in a predetermined manner.
  • air conditioning side described on the left side of the paper surface of FIG.
  • step S101 the control unit 50 determines whether or not the carbon dioxide concentration in the room R1 (target space) is equal to or higher than the first predetermined value.
  • the "first predetermined value” is a preset threshold that serves as a criterion for determining whether or not to increase the ventilation volume of the ventilation unit 10 .
  • the control unit 50 may determine that the condition of step S101 is satisfied.
  • step S101 if the carbon dioxide concentration in the room R1 is equal to or higher than the first predetermined value (S101: Yes), the control unit 50 proceeds to step S102 as the processing of the ventilation unit 10 ("ventilation side" shown in FIG. 5). Further, the processing of the air conditioning unit 40 ("air conditioning side” shown in FIG. 5) proceeds to step S103. The processing of the ventilation unit 10 (S102) and the processing of the air conditioning unit 40 (S103, S104) are performed in parallel.
  • step S102 the control unit 50 increases the ventilation volume in the ventilation unit 10. That is, the controller 50 increases the rotation speeds of the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 .
  • the range of increase in rotational speed of the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 is set in advance. Further, the rotation speed of the air supply fan 13 and the rotation speed of the exhaust fan 14 may be substantially equal values before and after the ventilation amount is increased.
  • step S ⁇ b>103 the control unit 50 corrects (changes) the air conditioning set temperature in the air conditioning unit 40 . For example, when the detected value of the carbon dioxide concentration in room R1 (target space) is greater than or equal to the first predetermined value during cooling operation (S101: Yes), the air conditioning unit 40 moves to the indoor unit U2 side (see FIG. 1). Change to lower the air conditioning set temperature used for control of
  • the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 side is specifically used for controlling the indoor fan 47 and the indoor expansion valve 48 .
  • the outdoor unit U1 performs a predetermined correction on the air-conditioning set temperature set by the user's operation of the remote control 60, and the air-conditioning set temperature after the correction is controlled by each indoor unit U2. often used for Therefore, regardless of the processing in step S103, the air conditioning set temperature set by operating the remote control 60 and the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 are often different.
  • step S103 when the concentration of carbon dioxide in the room R1 becomes equal to or higher than the first predetermined value (S101: Yes), in step S103, the control unit 50 sets the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 (already remote controller 60 is a different value from the air conditioning set temperature) is changed to be lower.
  • the air conditioning unit 40 controls the indoor unit U2 side. Change the air conditioning set temperature to be higher.
  • the controller 50 increases the rotation speed (driving frequency) of the compressor 41 in the air conditioning unit 40 . That is, as described above, after changing the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 (S103), the control unit 50 increases the rotational speed of the compressor 41 based on the changed air conditioning set temperature. (S104). As a result, the processing load of the air conditioning increases, so the effectiveness of the cooling operation and the heating operation can be enhanced.
  • the ventilation unit 10 increases the ventilation rate (S102), and the air conditioning unit 40 increases the rotation speed of the compressor 41 (S104).
  • the effect of air-conditioning is increased when the amount of ventilation is increased, so that changes in room temperature due to ventilation can be suppressed. Therefore, it is possible to improve comfort for the user while properly ventilating the room R1.
  • the air conditioning unit 40 preferably increases the rotational speed of the compressor 41 (S104). Specifically, even if the room temperature of the room R1 does not change, for example, 10 seconds or 1 minute before the time when the detected value of the carbon dioxide concentration in the room R1 reaches the first predetermined value, Air conditioning unit 40 increases the rotational speed of compressor 41 . This makes it possible to prepare for changes in room temperature that accompany subsequent increases in ventilation.
  • the item "the room temperature of the room R1 has not changed” includes not only the case where the room temperature has not changed at all, but also the case where the room temperature has changed within a range of, for example, ⁇ 0.5°C. be
  • the width of ⁇ 0.5° C. (1° C.) is the minimum value of the temperature change width when the user changes the air conditioning setting temperature by operating the remote controller 60 (for example, 1° C. in the case of change in 1° C. unit). ), or may be a value different from the minimum temperature change width.
  • the air conditioning unit 40 turns the wind direction plate 75 (see FIG. 4) of the indoor unit U2 upward. It is preferable to alternately repeat the rotation and the downward rotation. That is, it is preferable that the air conditioning unit 40 increases the rotation speed of the compressor 41 (S104) and alternately repeats the upward rotation and the downward rotation of the wind direction plate 75 of the indoor unit U2. This promotes agitation of the air in the room R1, so that the change in carbon dioxide concentration in the room R1 after the ventilation rate is increased can be detected with high accuracy.
  • step S104 the rotation speed of the compressor 41 is increased, and the air conditioning unit 40 reduces the opening of at least one of the outdoor expansion valve 44 and the indoor expansion valve 48. You may increase a rotation speed. Thereby, the processing load of the air conditioning unit 40 can be further increased.
  • the ventilation unit 10 performs the process of step S102 and the air conditioning unit 40 sequentially performs the processes of steps S103 and S104, the process of the control unit 50 proceeds to step S105.
  • step S105 the control unit 50 determines whether or not the carbon dioxide concentration in the room R1 (target space) is equal to or lower than the second predetermined value.
  • the "second predetermined value” is a threshold that serves as a criterion for determining whether or not to decrease the ventilation volume, and is set in advance as a value smaller (lower value) than the "first predetermined value”. . Since the "second predetermined value" is smaller than the "first predetermined value” in this way, it is possible to suppress frequent switching between increase and decrease of the ventilation volume (hunting).
  • step S105 if the concentration of carbon dioxide in the room R1 is equal to or less than the second predetermined value (S105: Yes), the control unit 50 proceeds to step S106 as the processing of the ventilation unit 10, and goes to step S107.
  • the processing of the ventilation unit 10 (S106) and the processing of the air conditioning unit 40 (S107, S108) are performed in parallel.
  • step S106 the control unit 50 reduces the ventilation volume in the ventilation unit 10. That is, the controller 50 reduces the rotational speeds of the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 . It should be noted that the range of decrease in rotational speed of the air supply fan 13 and the exhaust fan 14 is set in advance. By reducing the amount of ventilation in this way, the power consumption of the ventilation unit 10 can be reduced. Also, since the carbon dioxide concentration in the room R1 has already decreased to the second predetermined value or less (S105: Yes), there is no particular problem even if the ventilation rate is decreased.
  • step S ⁇ b>107 the control unit 50 corrects (changes) the air conditioning set temperature in the air conditioning unit 40 .
  • the air conditioning unit 40 raises the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2. change to On the other hand, during the heating operation, the air conditioning unit 40 lowers the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2.
  • step S108 the controller 50 reduces the rotation speed (driving frequency) of the compressor 41 in the air conditioning unit 40. That is, as described above, after changing the air conditioning temperature setting used for controlling the indoor unit U2 (S107), the control unit 50 reduces the rotational speed of the compressor 41 based on the changed air conditioning temperature setting. (S107). Thereby, the power consumption of the air conditioning unit 40 can be reduced. Since the ventilation unit 10 reduces the ventilation amount (S106), there is no particular problem even if the processing load of the air conditioning unit 40 is reduced.
  • the ventilation unit 10 reduces the ventilation amount (S106), and the air conditioning unit 40 reduces the rotational speed of the compressor 41 (S108). Thereby, the power consumption of the air conditioning ventilation system 100 can be reduced.
  • the ventilation unit 10 performs the process of step S106 and the air conditioning unit 40 sequentially performs the processes of steps S107 and S108, the process of the control unit 50 proceeds to step S109.
  • step S ⁇ b>109 the control unit 50 determines whether or not the remote controller 60 has issued a ventilation stop command. In step S109, if there is an instruction to stop ventilation (S109: Yes), the process of the control unit 50 proceeds to step S110. On the other hand, in step S109, when there is no ventilation stop command (S109: No), the process of the control unit 50 returns to step S101. In step S110, the control unit 50 stops ventilation by the ventilation unit 10 and ends a series of processes (END). Although not particularly shown in FIG. 5, the air conditioning operation may be stopped together with the ventilation stop. Also, the air conditioning operation may be continued even if the ventilation is stopped.
  • FIG. 6 is a time chart relating to carbon dioxide concentration, ventilation volume, air conditioning set temperature, and compressor rotational speed (see FIGS. 1 and 5 as needed).
  • the carbon dioxide concentration (CO 2 concentration) of the room R1 the carbon dioxide concentration used for controlling the indoor unit U2, and the amount of ventilation by the ventilation unit 10 (air supply amount/ displacement) and the rotation speed of the compressor 41 .
  • the horizontal axis of each time chart in FIG. 6 is time. Also, although not particularly shown in FIG. 6, it is assumed that the operation mode of air conditioning is the cooling operation.
  • the carbon dioxide concentration in the room R1 reaches the first predetermined value ⁇ 1 at time t1 (S101: Yes in FIG. 5), so the ventilation unit 10 increases the ventilation volume from the predetermined value Q1 to the predetermined value Q2. (S102).
  • the air conditioning unit 40 lowers the air conditioning set temperature from the predetermined value T1 to the predetermined value T2 (S103), thereby increasing the rotational speed of the compressor 41 from the predetermined value N1 to the predetermined value N2 (S104 ).
  • the ventilation unit 10 increases the ventilation amount at time t1, the carbon dioxide concentration in the room R1 becomes equal to or less than the second predetermined value ⁇ 2 at time t2 (S105 in FIG. 5: Yes).
  • the ventilation unit 10 reduces the ventilation volume from the predetermined value Q2 to the predetermined value Q1 (S106). By reducing the amount of ventilation in this way, the power consumption of the ventilation unit 10 can be reduced.
  • the air conditioning unit 40 increases the air conditioning set temperature from the predetermined value T2 to the predetermined value T1 (S107), thereby decreasing the rotation speed of the compressor 41 from the predetermined value N2 to the predetermined value N1 (S108 ). By reducing the rotation speed of the compressor 41 in this way, the power consumption of the air conditioning unit 40 can be reduced.
  • the time chart in FIG. 6 is an example and is not limited to this.
  • the air conditioning unit 40 increases the rotational speed of the compressor 41 before the ventilation unit 10 increases the ventilation amount. good too.
  • Such control is also included in the fact that the ventilation unit 10 increases the ventilation volume and the air conditioning unit 40 increases the rotational speed of the compressor 41 .
  • the air conditioning unit 40 may increase the rotation speed of the compressor 41 .
  • Such control is also included in the fact that the ventilation unit 10 increases the ventilation volume and the air conditioning unit 40 increases the rotation speed of the compressor 41 .
  • the processing load of the air conditioning is increased before the temperature rise in the room R1 becomes remarkable, so that the user's comfort is enhanced. The same can be said for the case where the heating operation is performed as the air conditioning operation mode.
  • the ventilation unit 10 increases the ventilation rate (S102) , the room R1 can be sufficiently supplied with fresh air.
  • the air conditioning unit 40 increases the rotation speed of the compressor 41 (S104), thereby suppressing changes in room temperature due to an increase in the amount of ventilation, and improving comfort for the user.
  • the air-conditioning and ventilation system 100 according to the present invention has been described above in the embodiments, the present invention is not limited to these descriptions, and various modifications can be made.
  • the air conditioning unit 40 sets the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2. (S103), but the present invention is not limited to this. That is, when the detected value of carbon dioxide concentration in room R1 (target space) becomes equal to or greater than the first predetermined value during cooling operation, the air conditioning unit 40 lowers the air conditioning set temperature set by the remote control 60.
  • the rotation speed of the compressor 41 may be increased based on the changed air conditioning set temperature.
  • the air conditioning unit 40 increases the air conditioning set temperature set by the remote controller 60.
  • the rotation speed of the compressor 41 may be increased based on the changed air conditioning set temperature.
  • Such processing also provides the same effects as the embodiment. Note that the air conditioning set temperature set by the remote controller 60 and the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 may be different values or may be the same value.
  • the air conditioning unit 40 changes the air conditioning set temperature after the change.
  • the air conditioning unit 40 sets the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 side and the remote controller 60. It is also possible to change (correct) both of the air conditioning set temperatures.
  • the air conditioning unit 40 uses a temperature 2° C. lower than the air conditioning set temperature set by the remote control 60 for controlling the indoor unit U2
  • the detected value of the carbon dioxide concentration is the first predetermined value. Suppose the value is exceeded.
  • the outdoor unit U1 of the air conditioning unit 40 lowers the air conditioning set temperature set by the remote control 60 by, for example, 1° C., and accordingly, the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 side is also set by 1° C. °C (3 °C lower than the air conditioning set temperature of the remote controller 60).
  • the air conditioning unit 40 may change the air conditioning set temperature used for controlling the indoor unit U2 and/or the air conditioning set temperature set by the remote control 60.
  • FIG. Even with such control the same effect as in the embodiment can be achieved. The same applies to the case of heating operation.
  • thermo-off temperature which is a temperature threshold for thermo-off
  • the air conditioning unit 40 increases the rotational speed of the compressor 41 to turn off the thermostat.
  • the thermo-off temperature which is the temperature threshold, may be increased.
  • one carbon dioxide concentration sensor 20 (see FIG. 1) is provided in the room R1 (see FIG. 1) has been described, but the present invention is not limited to this. That is, one room R1 may be provided with a plurality of carbon dioxide concentration sensors. In this case, for example, a value obtained by averaging detection values of a plurality of carbon dioxide concentration sensors is used as the carbon dioxide concentration of room R1. Further, in the embodiment, the case where the ventilation amount and the rotational speed of the compressor 41 are changed based on the detected value of the carbon dioxide concentration sensor 20 (see FIG. 1) has been described, but the present invention is not limited to this.
  • a suspended particle measurement sensor (not shown) that detects the concentration of suspended particulate matter in the air is provided in the room R1 (target space), and the detection value of this suspended particle measurement sensor becomes a first predetermined value or more.
  • the ventilation unit 10 may increase the ventilation amount and the air conditioning unit 40 may increase the rotational speed of the compressor 41 .
  • the above-mentioned "suspended particulate matter” is, for example, air pollutants such as PM2.5.
  • a PM2.5 sensor (not shown) that detects the concentration of PM2.5 is included in the airborne particle measurement sensor. Note that other control described in the embodiment can also be applied to control based on the detected value of the suspended particle measuring sensor.
  • the ventilation unit 10 includes the direct expansion coil 15 (see FIG. 2)
  • the direct expansion coil 15 can be omitted as appropriate.
  • a configuration in which the ventilation unit 10 (see FIG. 2) includes the total heat exchanger 12 (see FIG. 2) has been described, but the configuration is not limited to this.
  • each embodiment can be applied to various types of ventilation units such as a configuration in which the total heat exchanger 12 is omitted and air is simply supplied and exhausted.
  • a configuration in which the air conditioning unit 40 includes two ceiling-mounted indoor units U2, U2 (see FIG. 1) has been described, but the configuration is not limited to this. That is, the number of indoor units may be changed as appropriate, and the embodiment can be applied to other types of air conditioning units (air conditioners).
  • each embodiment is described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. Moreover, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with another configuration. Further, the mechanisms and configurations described above show those considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the mechanisms and configurations on the product.
  • Ventilation Unit 11 Housing 12 Total Heat Exchanger 13 Air Supply Fan 14 Exhaust Fan 15 Direct Expansion Coil 16 Receiver (Data Acquisition Unit) 20 carbon dioxide concentration sensor 40 air conditioning unit 41 compressor 42 outdoor heat exchanger 43 outdoor fan 44 outdoor expansion valve 45 four-way valve 46 indoor heat exchanger 47 indoor fan 48 indoor expansion valve 49 indoor temperature sensor 50 controller 100 air conditioning ventilation system 60 Remote controller 74 Air outlet 75 Wind direction plate R1 Room (target space) U1 outdoor unit U2 indoor unit

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Abstract

快適性が高く、換気を適切に行う空調換気システムを提供する。空調換気システム(100)は、少なくとも圧縮機を有し、部屋(R1)の空調を行う空調ユニット(40)と、給気ファン及び排気ファンを有し、部屋(R1)の換気を行う換気ユニット(10)と、を備え、部屋(R1)に設けられる二酸化炭素濃度センサ(20)又は浮遊粒子計測センサの検出値が第1所定値以上になった場合、換気ユニット(10)が換気量を増加させるとともに、空調ユニット(40)が圧縮機の回転速度を増加させる。

Description

空調換気システム
 本発明は、空調換気システムに関する。
 近年、新型コロナウイルス等の感染拡大に伴い、部屋の換気が特に推奨されている。このような換気に関して、例えば、特許文献1には、制御手段が、屋内の空気の汚染度等に基づいて、給気手段の給気量、及び、排気手段の排気量を変化させることが記載されている。また、特許文献2には、冷房運転中、設定温度が、設定変更前の設定温度よりも低くかつ室温よりも低い温度に設定変更されたとき、制御部が換気量を小さくすることが記載されている。
特許第6733734号公報 特許第6146031号公報
 特許文献1に記載の技術では、例えば、制御手段による換気が夏季に行われると、屋内の空気の汚染度が低減されるものの、高温の外気が屋内に流入するため、ユーザが暑いと感じる可能性がある。また、特許文献2に記載の技術では、冷房運転中に換気量が抑えられるため、ユーザにとっての空調の快適性が高められるものの、換気が十分に行われない可能性がある。部屋の適切な換気と、ユーザにとっての快適性と、を両立させることが望ましいが、そのような技術については特許文献1,2には記載されていない。
 そこで、本発明は、快適性が高く、換気を適切に行う空調換気システムを提供することを課題とする。
 前記した課題を解決するために、本発明に係る空調換気システムは、少なくとも圧縮機を有し、対象空間の空調を行う空調ユニットと、給気ファン及び排気ファンを有し、前記対象空間の換気を行う換気ユニットと、を備え、前記対象空間に設けられる二酸化炭素濃度センサ又は浮遊粒子計測センサの検出値が第1所定値以上になった場合、前記換気ユニットが換気量を増加させるとともに、前記空調ユニットが前記圧縮機の回転速度を増加させることとした。
 本発明によれば、快適性が高く、換気を適切に行う空調換気システムを提供できる。
実施形態に係る空調換気システムの説明図である。 実施形態に係る空調換気システムが備える換気ユニットの模式的な断面図である。 実施形態に係る空調換気システムにおける空調ユニットの冷媒回路を含む構成図である。 実施形態に係る空調換気システムが備える空調ユニットの室内機の下面図である。 実施形態に係る空調換気システムの制御部が実行する処理のフローチャートである。 実施形態に係る空調換気システムにおける二酸化炭素濃度、換気量、空調設定温度、及び圧縮機の回転速度に関するタイムチャートである。
≪実施形態≫
<空調換気システムの構成>
 図1は、実施形態に係る空調換気システム100の説明図である。
 図1に示す空調換気システム100は、部屋R1(対象空間)の換気を行うとともに、空調を行うシステムである。なお、空調換気システム100は、部屋R1の換気及び空調のうち一方を行い、他方を行わないようにすることも可能である。
 図1に示すように、空調換気システム100は、換気ユニット10と、二酸化炭素濃度センサ20と、空調ユニット40と、リモコン60と、を備えている。
 換気ユニット10は、部屋R1(対象空間)の換気を行う機器である。すなわち、換気ユニット10は、屋外の新鮮な空気(外気)を部屋R1に供給するとともに、部屋R1の空気を屋外に排出する機能を有している。また、換気ユニット10は、屋外の新鮮な空気と、部屋R1の空気と、の間で熱交換を行う機能も有している。このような換気ユニット10は、例えば、部屋R1の天井裏S1に設置されている。
 そして、屋外から外気ダクト31を介して換気ユニット10に導かれた新鮮な空気(外気)が全熱交換器12で熱交換し、熱交換した空気が給気ダクト32を介して部屋R1に導かれるようになっている。また、部屋R1から還気ダクト33を介して換気ユニット10に導かれた空気が、全熱交換器12で熱交換し、熱交換した空気が排気ダクト34を介して屋外に導かれるようになっている。
 二酸化炭素濃度センサ20は、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度を検出するセンサであり、部屋R1に設けられている。二酸化炭素濃度センサ20は、その検出値を含むデータを無線信号として送信するようになっている。二酸化炭素濃度センサ20からのデータは、部屋R1の天井裏S1に設けられた受信機16(データ取得部)で受信される。
 空調ユニット40は、部屋R1(対象空間)の空調を行う機器である。図1の例では、空調ユニット40は、室外機U1と、2台の室内機U2,U2と、を備えている。なお、空調ユニット40の構成については後記する。
 図2は、換気ユニット10の模式的な断面図である。
 なお、図2に示す白抜き矢印は、空気が流れる向きを示している。図2に示すように、換気ユニット10は、ハウジング11と、全熱交換器12と、給気ファン13と、排気ファン14と、直膨コイル15と、を備える他、前記した受信機16(図1参照)と、換気制御装置17(図3参照)と、を備えている。
 ハウジング11は、全熱交換器12や給気ファン13、排気ファン14、直膨コイル15等を収容する筐体である。ハウジング11は、屋外からの新鮮な空気を導く開口部として、外気ダクト31(図1参照)が接続される室外側吸込口11aを有するとともに、給気ダクト32(図1参照)が接続される室内側吹出口11bを有している。また、ハウジング11には、部屋R1(図1参照)からの空気を導く開口部として、還気ダクト33(図1参照)が接続される室内側吸込口11cを有するとともに、排気ダクト34(図1参照)が接続される室外側吹出口11dを有している。
 全熱交換器12は、屋外からの新鮮な空気と、部屋R1(図1参照)からの空気と、の間で熱交換(顕熱・潜熱の交換)が行われる熱交換器である。図2の例では、全熱交換器12は、四角柱状を呈し、ハウジング11の内部空間を4つの領域に分けるように設置されている。これら4つの領域には、屋外からの新鮮な空気を室外側吸込口11aを介して全熱交換器12に導く領域18aと、全熱交換器12で熱交換した空気を室内側吹出口11bに導く領域18bと、が含まれている。残り2つの領域には、部屋R1(図1参照)からの空気を室内側吸込口11cを介して全熱交換器12に導く領域18cと、全熱交換器12で熱交換した空気を室外側吹出口11dに導く領域18dと、が含まれている。
 図2に示す給気ファン13は、部屋R1(対象空間)に給気するファンであり、換気ユニット10の領域18bに設けられている。直膨コイル15は、全熱交換器12から室内側吹出口11bに向かう空気と、冷媒と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。図2の例では、空気の流れ方向において、給気ファン13の下流側(室内側吹出口11bの付近)に直膨コイル15が設けられている。給気ファン13が駆動することで、屋外の新鮮な空気が吸い込まれて全熱交換器12に導かれ、さらに、全熱交換器12及び直膨コイル15で順次に熱交換した空気が部屋R1(図1参照)に吹き出される。
 図2に示す排気ファン14は、部屋R1(対象空間)から排気するファンであり、換気ユニット10の領域18dに設けられている。排気ファン14が駆動することで、部屋R1(図1参照)の空気が吸い込まれて全熱交換器12に導かれ、さらに、全熱交換器12で熱交換した空気が屋外に吹き出される。換気ユニット10の駆動中は、通常、給気ファン13と排気ファン14の回転速度が略等しいが、運転モードによっては、給気ファン13と排気ファン14とが異なる回転速度で駆動されることもある。
 図1に示す受信機16(データ取得部)は、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値を二酸化炭素濃度センサ20から取得するものである。なお、二酸化炭素濃度センサ20と受信機16との間で無線通信が行われてもよいし、また、二酸化炭素濃度センサ20と受信機16とが配線(図示せず)で接続されていてもよい。また、図1では、換気ユニット10のハウジング11の外側に受信機16が設けられる例を示しているが、ハウジング11に受信機16が内蔵されるようにしてもよい。
 図3は、空調ユニット40の冷媒回路C1を含む構成図である。
 なお、図3では、室外熱交換器42や室内熱交換器46における空気の流れを白抜き矢印で示している。また、冷媒回路C1において、換気ユニット10の直膨コイル15(図2参照)を経由するように冷媒が循環するが、図3では直膨コイル15の図示を省略している。
 図3の例では、空調ユニット40は、室外機U1に設けられる機器として、圧縮機41と、室外熱交換器42と、室外ファン43と、室外膨張弁44と、四方弁45と、を備えている。
 圧縮機41は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。このような圧縮機41として、例えば、スクロール式圧縮機やロータリ式圧縮機が用いられる。
 室外熱交換器42は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン43から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室外熱交換器42の一端G1は、四方弁45を介して、圧縮機41の吸入側又は吐出側に接続され、他端G2は液側配管M1に接続されている。
 室外ファン43は、室外熱交換器42に外気を送り込むファンである。室外ファン43は、駆動源である室外ファンモータ43aを備え、室外熱交換器42の付近に設けられている。
 室外膨張弁44は、室外熱交換器42に流れる冷媒の流量を調整したり、室外熱交換器42を蒸発器として機能させる際に冷媒を減圧したりする電子膨張弁であり、液側配管M1に設けられている。
 四方弁45は、空調時の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。
 また、空調ユニット40は、室内機U2に設けられる機器として、室内熱交換器46と、室内ファン47と、室内膨張弁48と、室内温度センサ49と、を備えている。
 室内熱交換器46は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室内ファン47から送り込まれる室内空気(部屋R1の空気:図1参照)と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室内熱交換器46の一端H1はガス側配管M2に接続され、他端H2は液側配管M3に接続されている。
 室内ファン47は、室内熱交換器46に室内空気を送り込むファンである。室内ファン47は、駆動源である室内ファンモータ47aを有し、室内熱交換器46の付近に設けられている。
 室内膨張弁48は、室内熱交換器46に流れる冷媒の流量を調整したり、室内熱交換器46を蒸発器として機能させる際に冷媒を減圧したりする電子膨張弁であり、液側配管M3に設けられている。
 室内温度センサ49は、部屋R1の室温を検出するセンサであり、室内熱交換器46の空気吸込側に設けられている。その他、図3では図示を省略しているが、外気の温度を検出する外気温度センサ(図示せず)や、圧縮機41の吐出温度を検出する吐出温度センサ(図示せず)等も設けられている。
 液側接続部K1は、それぞれの室内機U2,U2に接続されている複数の液側配管M3と、室外熱交換器42の他端G2に接続されている液側配管M1と、を接続するものである。
 ガス側接続部K2は、それぞれの室内機U2接続されている複数のガス側配管M2と、四方弁45に接続されているガス側配管M4と、を接続するものである。
 そして、空調の運転モードに応じて、冷媒回路C1において冷凍サイクルで冷媒が循環するようになっている。例えば、冷房運転時には、圧縮機41、室外熱交換器42(凝縮器)、室外膨張弁44(膨張弁)、室内膨張弁48(膨張弁)、及び室内熱交換器46(蒸発器)を順次に介して冷媒が循環する。一方、暖房運転時には、圧縮機41、室内熱交換器46(凝縮器)、室内膨張弁48(膨張弁)、室外膨張弁44(膨張弁)、及び室外熱交換器42(蒸発器)を順次に介して冷媒が循環する。
 また、室外機U1には室外制御回路51が設けられ、室内機U2には室内制御回路52が設けられている。室外制御回路51は、各センサの検出値や換気制御装置17からの信号に基づいて、圧縮機41の他、室外ファン43や室外膨張弁44を制御し、また、所定の信号を室内制御回路52に送信する。室内制御回路52は、室外制御回路51や換気制御装置17からの信号に基づいて、室内ファン47や室内膨張弁48を制御する。なお、換気制御装置17は、換気ユニット10(図2参照)の給気ファン13や排気ファン14を制御する装置であり、換気ユニット10に設けられている。
 室外制御回路51、室内制御回路52、及び換気制御装置17は、それぞれ、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。なお、室外制御回路51、室内制御回路52、及び換気制御装置17を総称して、「制御部50」という。
 リモコン60は、ユーザの操作に基づいて、所定の信号を換気ユニット10等に送信する機器である。例えば、ユーザによるリモコン60の操作によって、空調・換気に関する運転モードの設定の他、タイマの設定や空調設定温度の変更が行われる。リモコン60のディスプレイ(図示せず)には、現状の運転モードや空調設定温度等が表示される。図1の例では、リモコン60は、通信線L1を介して、換気ユニット10に接続されている。また、換気ユニット10、室内機U2,U2、及び室外機U1は、通信線L2を介して、順次にバス接続されている。
 図4は、空調ユニットの室内機U2の下面図である。
 図4に示すように、室内機U2の筐体71は、下面視で四角枠状の化粧枠72を備える他、この化粧枠72の開口に設置される矩形状の吸込グリル73と、吹出口74と、吹出口74に設けられる4つの風向板75と、を備えている。なお、矩形状の吸込グリル73の各辺の外側に吹出口74が1つずつ設けられ、それぞれの吹出口74に風向板75が設置されている。そして、室内制御回路52(図3参照)からの信号に基づいて、風向板用モータ(図示せず)が駆動することで、それぞれの風向板75の回動角(水平方向に対する傾斜角)が調整されるようになっている。
<換気に伴う室温の変化について>
 例えば、換気ユニット10が所定の換気量(給気量・排気量)で換気を行っていても、部屋R1(図1参照)の在室者の人数や活動量によっては、部屋R1の二酸化炭素濃度が高くなることがある。これまでの空調換気システムでは、部屋R1の二酸化炭素濃度を低くするために換気量を増加させた後、外気の流入に伴って室温と設定温度との間に所定の差が生じた場合、空調の処理負荷を増加させるようにしていた。
 しかしながら、このような制御では、換気量の増加に伴う室温の変化量が比較的大きいため、在室者が不快に感じる可能性がある。一方、室温の変化量を小さくするために換気量を抑えると、部屋R1の二酸化炭素濃度が高い状態のままになる可能性がある。そこで、本実施形態では、空調換気システム100の制御部50(図3参照)が、次の図5に示す処理を行うようにしている。
<空調換気システムの処理>
 図5は、空調換気システムの制御部が実行する処理のフローチャートである(適宜、図1、図3を参照)。
 なお、図5の「START」時には、空調ユニット40による空調運転(冷房運転や暖房運転)、及び、換気ユニット10による換気が所定に行われているものとする。また、図5の紙面右側に記載した「換気側」とは、換気ユニット10の処理であることを示している。一方、図5の紙面左側に記載した「空調側」とは、空調ユニット40の処理であることを示している。
 ステップS101において制御部50は、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度が第1所定値以上であるか否かを判定する。ここで、「第1所定値」は、換気ユニット10の換気量を増加させるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。具体例を挙げると、ビル衛星管理法に基づく空気環境測定の規定に基づいて、部屋R1の二酸化炭素濃度が1000[ppm](=0.001[m/m])に達した場合、ステップS101の条件が満たされていると制御部50が判定するようにしてもよい。
 ステップS101において、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値以上である場合(S101:Yes)、制御部50は、換気ユニット10の処理(図5に示す「換気側」)としてはステップS102に進み、また、空調ユニット40の処理(図5に示す「空調側」)としてはステップS103に進む。なお、換気ユニット10の処理(S102)と、空調ユニット40の処理(S103,S104)と、は並行して行われる。
 ステップS102において制御部50は、換気ユニット10において、換気量を増加させる。すなわち、制御部50は、給気ファン13及び排気ファン14の回転速度を上昇させる。なお、給気ファン13及び排気ファン14の回転速度の上昇幅は、予め設定されている。また、換気量の増加前・増加後のそれぞれにおいて、給気ファン13の回転速度と、排気ファン14の回転速度と、が略等しい値であってもよい。このように換気ユニット10による換気量が増加されることで、部屋R1の換気が促進されるため、二酸化炭素濃度が徐々に減少する。
 ステップS103において制御部50は、空調ユニット40において、空調設定温度を補正(変更)する。例えば、冷房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合(S101:Yes)、空調ユニット40は、室内機U2側(図1参照)の制御に用いる空調設定温度を低くするように変更する。
 なお、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度とは、具体的には、室内ファン47や室内膨張弁48の制御に用いられるものである。また、通常の空調換気運転時でも、ユーザによるリモコン60の操作で設定された空調設定温度に対して、室外機U1が所定の補正を行い、補正後の空調設定温度を各室内機U2の制御に用いることが多い。したがって、ステップS103の処理とは特に関係なく、リモコン60の操作で設定された空調設定温度と、室内機U2側の制御に用いられる空調設定温度と、が異なっていることが多い。このような場合において、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値以上になったとき(S101:Yes)、ステップS103において制御部50は、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度(既にリモコン60の空調設定温度とは異なる値であるもの)を低くするように変更する。
 また、例えば、暖房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合(S101:Yes)、空調ユニット40は、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を高くするように変更する。
 次に、ステップS104において制御部50は、空調ユニット40において、圧縮機41の回転速度(駆動周波数)を増加させる。すなわち、前記したように、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を変更した後(S103)、制御部50は、変更後の空調設定温度に基づいて、圧縮機41の回転速度を増加させる(S104)。これによって、空調の処理負荷が増加するため、冷房運転や暖房運転の効きを強めることができる。
 このように、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合(S101:Yes)、換気ユニット10が換気量を増加させるとともに(S102)、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させるようにしている(S104)。これによって、換気量を増加させる際に空調の効きが強くなるため、換気に伴う室温の変化を抑制できる。したがって、部屋R1の換気を適切に行いつつ、ユーザにとっての快適性を高めることができる。
 なお、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値に達した時点から所定時間前までの間に部屋R1の室温が変化していなくても、部屋R1の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合には(S101:Yes)、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させる(S104)ことが好ましい。具体的には、部屋R1の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値に達した時刻から、例えば、10秒前や1分前までの間に部屋R1の室温が変化していなくても、空調ユニット40は、圧縮機41の回転速度を増加させる。これによって、その後の換気量の増加に伴う室温の変化に備えることができる。
 なお、「部屋R1の室温が変化していない」という事項には、室温が全く変化していない場合の他、例えば、±0.5℃程度の範囲内で室温が変化している場合も含まれる。前記した±0.5℃の幅(1℃)は、ユーザがリモコン60の操作で空調設定温度を変更する際の温度変化幅の最小値(例えば、1℃単位での変化の場合の1℃)に等しくてもよいし、また、温度変化幅の最小値とは異なる値であってもよい。
 また、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合(S101:Yes)、空調ユニット40は、室内機U2の風向板75(図4参照)の上向きの回動及び下向きの回動を交互に繰り返すことが好ましい。つまり、空調ユニット40は、圧縮機41の回転速度を増加させ(S104)、さらに、室内機U2の風向板75の上向きの回動及び下向きの回動を交互に繰り返すことが好ましい。これによって、部屋R1の空気の攪拌が促進されるため、換気量を増加させた後の部屋R1の二酸化炭素濃度の変化を高精度に検出できる。
 また、ステップS104において圧縮機41の回転速度を増加させるとともに、空調ユニット40が、室外膨張弁44及び室内膨張弁48のうち少なくとも一方の開度を小さくしたり、室外ファン43や室内ファン47の回転速度を増加させたりしてもよい。これによって、空調ユニット40の処理負荷をさらに増加させることができる。換気ユニット10がステップS102の処理を行い、また、空調ユニット40がステップS103,S104の処理を順次に行った後、制御部50の処理はステップS105に進む。
 ステップS105において制御部50は、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度が第2所定値以下であるか否かを判定する。ここで、「第2所定値」とは、換気量を減少させるか否かの判定基準となる閾値であり、「第1所定値」よりも小さい値(低い値)として、予め設定されている。このように「第2所定値」が「第1所定値」よりも小さいため、換気量の増加・減少が頻繁に切り替えられること(ハンチング)を抑制できる。
 ステップS105において、部屋R1の二酸化炭素濃度が第2所定値以下である場合(S105:Yes)、制御部50は、換気ユニット10の処理としてはステップS106に進み、また、空調ユニット40の処理としてはステップS107に進む。なお、換気ユニット10の処理(S106)と、空調ユニット40の処理(S107,S108)と、は並行して行われる。
 ステップS106において制御部50は、換気ユニット10において、換気量を減少させる。すなわち、制御部50は、給気ファン13及び排気ファン14の回転速度を低下させる。なお、給気ファン13及び排気ファン14の回転速度の低下幅は、予め設定されている。このように換気量が低下されることで、換気ユニット10の消費電力量を削減できる。また、部屋R1の二酸化炭素濃度は、既に第2所定値以下に低下しているため(S105:Yes)、換気量を減少させても特に問題はない。
 ステップS107において制御部50は、空調ユニット40において、空調設定温度を補正(変更)する。例えば、冷房運転中に、部屋R1の二酸化炭素濃度の検出値が第2所定値以下になった場合(S105:Yes)、空調ユニット40は、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を高くするように変更する。一方、暖房運転を行っているときには、空調ユニット40は、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を低くするように変更する。
 次に、ステップS108において制御部50は、空調ユニット40において、圧縮機41の回転速度(駆動周波数)を減少させる。すなわち、前記したように、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を変更した後(S107)、制御部50は、変更後の空調設定温度に基づいて、圧縮機41の回転速度を減少させる(S107)。これによって、空調ユニット40の消費電力量を削減できる。なお、換気ユニット10が換気量を減少させているため(S106)、空調ユニット40が処理負荷を小さくしても特に問題はない。
 このように、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった後(S101:Yes)、第2所定値以下になった場合(S105:Yes)、換気ユニット10が換気量を減少させるとともに(S106)、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を減少させる(S108)。これによって、空調換気システム100の消費電力量を削減できる。
 換気ユニット10がステップS106の処理を行い、また、空調ユニット40がステップS107,S108の処理を順次に行った後、制御部50の処理はステップS109に進む。
 ステップS109において制御部50は、リモコン60から換気の停止指令があったか否かを判定する。ステップS109において、換気の停止指令があった場合(S109:Yes)、制御部50の処理はステップS110に進む。一方、ステップS109において、換気の停止指令がない場合(S109:No)、制御部50の処理はステップS101に戻る。
 ステップS110において制御部50は、換気ユニット10による換気を停止し、一連の処理を終了する(END)。なお、図5には特に示していないが、換気の停止とともに空調運転が停止されるようにしてもよい。また、換気が停止されても空調運転が継続されるようにしてもよい。
 図6は、二酸化炭素濃度、換気量、空調設定温度、及び圧縮機の回転速度に関するタイムチャートである(適宜、図1、図5を参照)。
 なお、図6では、紙面の上から順に、部屋R1の二酸化炭素濃度(CO濃度)と、室内機U2側の制御に用いられる空調設定温度と、換気ユニット10による換気量(給気量・排気量)と、圧縮機41の回転速度と、を示している。また、図6の各タイムチャートの横軸は、時刻である。また、図6には特に示していないが、空調の運転モードは、冷房運転であるものとする。
 図6の例では、時刻t1に部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値α1に達したため(図5のS101:Yes)、換気ユニット10が換気量を所定値Q1から所定値Q2に増加させている(S102)。これによって、例えば、部屋R1に多くの在室者がいる場合でも、二酸化炭素濃度を低下させることができる。また、時刻t1において空調ユニット40は、空調設定温度を所定値T1から所定値T2に下げることで(S103)、圧縮機41の回転速度を所定値N1から所定値N2に増加させている(S104)。これによって、換気量の増加に伴う室温の変化を抑制し、ユーザにとっての快適性を高めることができる。
 また、図6の例では、時刻t1に換気ユニット10が換気量を増加させた後、時刻t2に部屋R1の二酸化炭素濃度が第2所定値α2以下になったため(図5のS105:Yes)、換気ユニット10が換気量を所定値Q2から所定値Q1に減少させている(S106)。このように、換気量を減少させることで、換気ユニット10の消費電力量を削減できる。また、時刻t2において空調ユニット40は、空調設定温度を所定値T2から所定値T1に上げることで(S107)、圧縮機41の回転速度を所定値N2から所定値N1に低下させている(S108)。このように、圧縮機41の回転速度を低下させることで、空調ユニット40の消費電力量を削減できる。
 なお、図6のタイムチャートは一例であり、これに限定されるものではない。例えば、図6では、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値α1に達した場合、換気量の増加と、圧縮機41の回転速度の増加と、が同じタイミング(時刻t1)で行われる例を示しているが、これに限らない。例えば、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値α1以上になった場合、換気ユニット10が換気量を増加させるよりも先に、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させるようにしてもよい。このような制御も、換気ユニット10が換気量を増加させるとともに、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させるという事項に含まれる。これによって、部屋R1の空気が十分に冷やされた後に換気量が増加されるため、ユーザにとっての快適性が高められる。
 また、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値α1以上になった場合、換気ユニット10が換気量を増加させてから所定時間以内(例えば、1秒以内や10秒以内、1分以内)に、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させるようにしてもよい。このような制御も、換気ユニット10が換気量を増加させるとともに、空調ユニット40が前記圧縮機41の回転速度を増加させるという事項に含まれる。これによって、換気量が増加された後、部屋R1の温度上昇が顕著にならないうちに空調の処理負荷が増加されるため、ユーザにとっての快適性が高められる。なお、空調の運転モードとして、暖房運転が行われる場合についても同様のことがいえる。
 このように、本実施形態によれば、部屋R1の二酸化炭素濃度が第1所定値以上になった場合(図5のS101:Yes)、換気ユニット10が換気量を増加させることで(S102)、部屋R1に新鮮な空気を十分に供給できる。また、部屋R1の換気が適切に行われるため、人の呼気にウイルス等の病原菌が含まれている場合でも他の人への感染を抑制できる。また、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させることで(S104)、換気量の増加に伴う室温の変化を抑制し、ユーザにとっての快適性を高めることができる。このように、本実施形態によれば、空調室の適切な換気と、ユーザにとっての快適性と、を両立させることができる。
≪変形例≫
 以上、本発明に係る空調換気システム100について実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
 例えば、実施形態では、部屋R1の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合(図5のS101:Yes)、空調ユニット40が、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度を補正(変更)する処理について説明したが(S103)、これに限らない。すなわち、冷房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合、空調ユニット40が、リモコン60で設定された空調設定温度を低くするように変更し、変更後の空調設定温度に基づいて、圧縮機41の回転速度を増加させるようにしてもよい。
 また、暖房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合、空調ユニット40が、リモコン60で設定された空調設定温度を高くするように変更し、変更後の空調設定温度に基づいて、圧縮機41の回転速度を増加させるようにしてもよい。このような処理でも、実施形態と同様の効果が奏される。なお、リモコン60で設定された空調設定温度と、室内機U2側の制御に用いられる空調設定温度と、は異なる値であってもよいし、また、同一の値であってもよい。
 また、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合において、リモコン60の空調設定温度を変更したとき、空調ユニット40が、変更後の空調設定温度をリモコン60に表示させるとともに、換気量の増加に伴って空調設定温度を変更した旨のメッセージもリモコン60に表示させることが好ましい。このような構成によれば、リモコン60の操作を特に行っていないにもかかわらず、リモコン60の設定温度の表示が変わっていることをユーザが不審に思うことを防止できる。
 また、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合、空調ユニット40が、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度、及び、リモコン60で設定された空調設定温度の両方を変更(補正)するようにしてもよい。具体例を挙げると、空調ユニット40が、リモコン60で設定された空調設定温度よりも2℃低い温度を室内機U2側の制御に用いていた場合において、二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になったとする。このような場合、空調ユニット40の室外機U1は、リモコン60で設定された空調設定温度を、例えば、1℃低くし、これに伴って、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度も1℃低くする(リモコン60の空調設定温度に比べて3℃低い温度にする)。このように、空調ユニット40が、室内機U2側の制御に用いる空調設定温度、及び/又は、リモコン60で設定された空調設定温度を変更するようにしてもよい。このような制御でも、実施形態と同様の効果が奏される。また、暖房運転の場合についても同様のことがいえる。
 その他にも、例えば、冷房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合、空調ユニット40が、圧縮機41の回転速度を増加させ、サーモオフする際の温度閾値であるサーモオフ温度を低下させるようにしてもよい。このようにサーモオフ温度を低下させることで、部屋R1の二酸化炭素濃度が許容範囲まで低下しないうちにサーモオフの状態に切り替わることを抑制できる。
 また、暖房運転中に、部屋R1(対象空間)の二酸化炭素濃度の検出値が第1所定値以上になった場合、空調ユニット40が、圧縮機41の回転速度を増加させ、サーモオフする際の温度閾値であるサーモオフ温度を上昇させるようにしてもよい。このようにサーモオフ温度を上昇させることで、部屋R1の二酸化炭素濃度が許容範囲まで低下しないうちにサーモオフの状態に切り替わることを抑制できる。
 また、実施形態では、部屋R1(図1参照)に1つの二酸化炭素濃度センサ20(図1参照)が設けられる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、一つの部屋R1に複数の二酸化炭素濃度センサが設けられてもよい。この場合には、例えば、複数の二酸化炭素濃度センサの検出値を平均した値が、部屋R1の二酸化炭素濃度として用いられる。
 また、実施形態では、二酸化炭素濃度センサ20(図1参照)の検出値に基づいて、換気量や圧縮機41の回転速度が変更される場合について説明したが、これに限らない。すなわち、空気中の浮遊粒子状物質の濃度を検出する浮遊粒子計測センサ(図示せず)を部屋R1(対象空間)に設け、この浮遊粒子計測センサの検出値が第1所定値以上になった場合、換気ユニット10が換気量を増加させるとともに、空調ユニット40が圧縮機41の回転速度を増加させるようにしてもよい。これによって、換気量の増加に伴う室温の変化を抑制し、ユーザにとっての快適性を高めることができる。
 前記した「浮遊粒子状物質」とは、例えば、PM2.5といった大気汚染物質である。また、PM2.5の濃度を検出するPM2.5センサ(図示せず)は、浮遊粒子計測センサに含まれる。なお、実施形態で説明した他の制御についても、浮遊粒子計測センサの検出値に基づく制御に適用できる。
 また、実施形態では、換気ユニット10(図2参照)が直膨コイル15(図2参照)を備える構成について説明したが、直膨コイル15を適宜に省略することも可能である。
 また、実施形態では、換気ユニット10(図2参照)が全熱交換器12(図2参照)を備える構成について説明したが、これに限らない。例えば、全熱交換器12を省略し、単に給気及び排気を行う構成等、さまざまな種類の換気ユニットにも各実施形態を適用できる。
 また、実施形態では、空調ユニット40が天井埋込型の2台の室内機U2,U2(図1参照)を備える構成について説明したが、これに限らない。すなわち、室内機の台数は適宜に変更してもよく、また、他の種類の空調ユニット(空気調和機)にも実施形態を適用できる。
 また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
 10 換気ユニット
 11 ハウジング
 12 全熱交換器
 13 給気ファン
 14 排気ファン
 15 直膨コイル
 16 受信機(データ取得部)
 20 二酸化炭素濃度センサ
 40 空調ユニット
 41 圧縮機
 42 室外熱交換器
 43 室外ファン
 44 室外膨張弁
 45 四方弁
 46 室内熱交換器
 47 室内ファン
 48 室内膨張弁
 49 室内温度センサ
 50 制御部
 100 空調換気システム
 60 リモコン
 74 吹出口
 75 風向板
 R1 部屋(対象空間)
 U1 室外機
 U2 室内機

Claims (9)

  1.  少なくとも圧縮機を有し、対象空間の空調を行う空調ユニットと、
     給気ファン及び排気ファンを有し、前記対象空間の換気を行う換気ユニットと、を備え、
     前記対象空間に設けられる二酸化炭素濃度センサ又は浮遊粒子計測センサの検出値が第1所定値以上になった場合、前記換気ユニットが換気量を増加させるとともに、前記空調ユニットが前記圧縮機の回転速度を増加させる空調換気システム。
  2.  前記検出値が前記第1所定値に達した時点から所定時間前までの間に前記対象空間の室温が変化していなくても、前記空調ユニットは、前記圧縮機の回転速度を増加させること
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  3.  冷房運転中に、前記検出値が前記第1所定値以上になった場合、前記空調ユニットは、室内機側の制御に用いる空調設定温度、及び/又は、リモコンで設定された空調設定温度を低くするように変更し、変更後の空調設定温度に基づいて、前記圧縮機の回転速度を増加させること
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  4.  暖房運転中に、前記検出値が前記第1所定値以上になった場合、前記空調ユニットは、室内機側の制御に用いる空調設定温度、及び/又は、リモコンで設定された空調設定温度を高くするように変更し、変更後の空調設定温度に基づいて、前記圧縮機の回転速度を増加させること
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  5.  前記検出値が前記第1所定値以上になった場合において、前記リモコンの空調設定温度を変更したとき、前記空調ユニットは、変更後の空調設定温度を前記リモコンに表示させるとともに、換気量の増加に伴って空調設定温度を変更した旨のメッセージも前記リモコンに表示させること
     を特徴とする請求項3又は請求項4に記載の空調換気システム。
  6.  冷房運転中に、前記検出値が前記第1所定値以上になった場合、前記空調ユニットは、前記圧縮機の回転速度を増加させ、サーモオフする際の温度閾値であるサーモオフ温度を低下させること
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  7.  暖房運転中に、前記検出値が前記第1所定値以上になった場合、前記空調ユニットは、前記圧縮機の回転速度を増加させ、サーモオフする際の温度閾値であるサーモオフ温度を上昇させること
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  8.  前記検出値が前記第1所定値以上になった場合、前記空調ユニットは、室内機の風向板の上向きの回動及び下向きの回動を交互に繰り返すこと
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
  9.  前記検出値が前記第1所定値以上になった後、第2所定値以下になった場合、前記換気ユニットが換気量を減少させるとともに、前記空調ユニットが前記圧縮機の回転速度を減少させ、
     前記第2所定値は、前記第1所定値よりも小さいこと
     を特徴とする請求項1に記載の空調換気システム。
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