JP2006046880A - Control device for hybrid air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換媒体を空気で熱交換する空冷式熱交換機と水熱源で熱交換する水冷式熱交換機を有するハイブリッドタイプの空調装置の制御に関する。 The present invention relates to control of a hybrid type air conditioner having an air-cooled heat exchanger that exchanges heat with a heat exchange medium and a water-cooled heat exchanger that exchanges heat with a water heat source.
空冷式の熱交換機となるヒートポンプを有する空調装置では、一般に直接膨張方式(以下、直膨方式)を用いて冷却及び加熱を行っている。以下、冷却サイクルを用いて冷却システムについて説明すると、直膨方式は室内に設置された蒸発器に熱交換媒体を送り、コイルの中で膨張気化させてコイルを冷却し、通過する空気と熱交換をし、その空気より吸熱を行っている。本空調装置は、室外に設置された凝縮器で空気と直接熱交換を行う構造であるため、構造が簡単である反面、放熱する空気温度(外気温度)によってその性能が大きく変化する特性となっている。 In an air conditioner having a heat pump serving as an air-cooled heat exchanger, cooling and heating are generally performed using a direct expansion method (hereinafter referred to as a direct expansion method). Hereinafter, the cooling system will be described using a cooling cycle. In the direct expansion method, a heat exchange medium is sent to an evaporator installed in a room, and the coil is expanded and vaporized in the coil to cool the coil and exchange heat with the passing air. It absorbs heat from the air. Since this air conditioner has a structure in which heat is exchanged directly with air using a condenser installed outside the room, the structure is simple, but the performance varies greatly depending on the air temperature (outside air temperature) to dissipate heat. ing.
一方、空冷式に比べて熱交換率が良いことで、水冷式の熱交換機としてのヒートポンプが種々提案されている。ここで空冷式と水冷式のヒートポンプの差を冷却サイクルで説明する。この水冷式のヒートポンプは、熱交換媒体を水熱源とする地下水、クーリングタワー内の水等の冷却水に放熱するので、空冷式に比べて熱交換性能が安定する特性がある。しかしながら、冷却水への放熱方式を行おうとしても、この冷却水として水道水を利用するとコストが高く、地下水を利用すると、汲み上げ規制のある地域では十分に利用できるものとは限らない。また、冷却水として水または不凍液を循環させる経路を地中に埋設して熱交換させる場合、ヒートポンプの原理的な問題から冷却水の温度がある一定温度を越えると、冷却水と熱交換媒体との間で熱交換を行えなくなる。 On the other hand, various heat pumps as water-cooled heat exchangers have been proposed because of their better heat exchange rate than air-cooled. Here, the difference between the air-cooled heat pump and the water-cooled heat pump will be described in terms of the cooling cycle. This water-cooled heat pump dissipates heat to cooling water such as ground water using a heat exchange medium as a water heat source, water in a cooling tower, etc., and thus has a characteristic that heat exchange performance is more stable than air-cooled heat pumps. However, even if a heat dissipation method for cooling water is used, the cost is high if tap water is used as the cooling water, and the use of groundwater may not be sufficient in areas where pumping is restricted. In addition, when heat exchange is performed by embedding a path for circulating water or antifreeze as cooling water, if the temperature of the cooling water exceeds a certain temperature due to the principle problem of the heat pump, the cooling water and the heat exchange medium Heat exchange between the two.
ここで、冷却水を熱源とするヒートポンプの原理について説明する。ヒートポンプは、図9、図10に示すように、エンタルピー(h)と圧力(p)に対して用いる熱交換媒体の飽和線上に変化を示した図で説明される。ヒートポンプは、加熱時と冷却時で熱交換媒体の動きが逆になるが、以下に示すように、加熱時及び冷却時においても、水冷式の方の熱交換効率が向上する。図9を用いて加熱時のサイクルを説明する。ヒートポンプにおいては、蒸発器が熱源との熱交換機分となり、ここが空冷冷却機と水冷冷却機で異なる部分となる。水の熱伝達率は、空気のそれと比べて数百倍と大変大きく、また、熱容量も大きくなることから、効率的に吸熱反応が行われ、ヒートポンプの動力費(電気消費量)が空気の場合と比べて小さく、効率が向上しており、加熱能力がよくなる。図10を用いて冷却時のサイクルを説明すると、熱交換媒体の循環サイクルは加熱時と逆向きとなり、凝縮器での放熱が冷却機の仕事となる。この効率も加熱時と同様に熱伝達率が、圧倒的に空気と比べて高いことから、水による放熱が少ない動力費で行われ、効率が向上して冷却能力もよくなる。
このような特性を鑑み、近年、空冷式と水冷式の熱交換機を備えたハイブリッド空調装置が、例えば特許文献1、2で提案されている。Here, the principle of a heat pump using cooling water as a heat source will be described. As shown in FIGS. 9 and 10, the heat pump is described with a diagram showing a change on a saturation line of a heat exchange medium used for enthalpy (h) and pressure (p). In the heat pump, the movement of the heat exchange medium is reversed between heating and cooling. However, as shown below, the heat exchange efficiency of the water-cooled type is improved also during heating and cooling. The cycle during heating will be described with reference to FIG. In the heat pump, the evaporator serves as a heat exchanger with the heat source, and this is a different part between the air-cooled cooler and the water-cooled cooler. The heat transfer coefficient of water is very large, several hundred times that of air, and the heat capacity is also large, so the endothermic reaction is carried out efficiently, and the heat pump power cost (electricity consumption) is air. The efficiency is improved and the heating capacity is improved. The cycle during cooling will be described with reference to FIG. 10. The circulation cycle of the heat exchange medium is opposite to that during heating, and the heat radiation in the condenser is the work of the cooler. Since this heat efficiency is overwhelmingly higher than that of air as in the case of heating, it is performed at a power cost with less heat dissipation by water, improving efficiency and improving cooling capacity.
In view of such characteristics, in recent years, for example, Patent Documents 1 and 2 have proposed hybrid air conditioners including air-cooled and water-cooled heat exchangers.
特許文献1,2には、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置が提案されているが、冷却、加熱および除湿の運転時において、空冷式と水冷式の熱交換機の最適なタイミングで切換る事は記載されていない。これら空冷式と水冷式の熱交換機の切換えは、所謂冷凍サイクルを備えた各種装置、とりわけ空調装置を効率的に運転するのに非常に重要な課題となる。また、水冷式の熱交換機を用いた冷却、加熱、除湿の各運転時において、水熱源からの冷却水の供給が立たれてしまうと、水冷式の熱交換機による熱交換が行われず、装置の停止や故障の原因となる。
本発明は、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置を効率良く運転させつつ、何れかの熱交換機が故障した場合でも、空調装置として機能させることができるハイブリッド空調制御装置を提供することを、その目的とする。Patent Documents 1 and 2 propose an air conditioner having an air-cooling type and a water-cooling type heat exchanger, but at the optimal timing of the air-cooling type and the water-cooling type heat exchanger during cooling, heating and dehumidifying operations. Switching is not described. Switching between these air-cooled and water-cooled heat exchangers is a very important issue for efficiently operating various devices equipped with a so-called refrigeration cycle, especially air conditioners. In addition, during cooling, heating, and dehumidifying operations using a water-cooled heat exchanger, if cooling water is supplied from the water heat source, heat exchange by the water-cooled heat exchanger is not performed, and the device It may cause a stop or failure.
The present invention provides a hybrid air-conditioning control device capable of functioning as an air-conditioning device even when one of the heat exchangers breaks down while efficiently operating an air-conditioning device having air-cooled and water-cooled heat exchangers. Is the purpose.
本発明は、空調機器との間で熱交換媒体を循環させる流路内を循環する熱交換媒体に対して気体を用いて熱交換する空冷式熱交換機が設けらたれ第1の経路と、流路内を循環する熱交換媒体に対して冷却水を用いて熱交換する水冷式熱交換機が設けられた第2の経路と、熱交換媒体が流れる経路を第1の経路または第2の経路に切換る切換手段と、水冷式熱交換機に冷却水を流通させる冷却水経路とを有するハイブリッド空調装置を制御する装置であって、冷却水の温度を検知する温度検知手段からの温度情報が少なくとも上限温度または上限温度範囲を超える場合に、熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換え、検知した温度情報が下限温度または下限温度範囲を超える場合には熱交換媒体が流れる経路を第2の経路へ切換るように切換手段を制御する冷却モードを少なくとも備えている。
このような構成においては、冷却水の温度が少なくとも上限温度または上限温度範囲を超えると、熱交換媒体が流れる経路が第1の経路へ切換えられ、熱交換媒体が空冷式熱交換機へ案内され、冷却水の温度が下限温度または下限温度範囲を超えると熱交換媒体が流れる経路が第2の経路へ切換えされ、熱交換媒体が水冷式熱交換機へと案内される。The present invention includes a first path provided with an air-cooled heat exchanger that exchanges heat using a gas with respect to a heat exchange medium that circulates in a flow path that circulates the heat exchange medium with an air conditioner, A second path provided with a water-cooled heat exchanger for exchanging heat using cooling water for a heat exchange medium circulating in the path, and a path through which the heat exchange medium flows as a first path or a second path An apparatus for controlling a hybrid air conditioner having switching means for switching and a cooling water path for circulating cooling water to the water-cooled heat exchanger, wherein temperature information from the temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water is at least an upper limit When the temperature or upper limit temperature range is exceeded, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and when the detected temperature information exceeds the lower limit temperature or lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is changed to the second path. Switch to route It comprises at least a cooling mode for controlling the means.
In such a configuration, when the temperature of the cooling water exceeds at least the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the heat exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger, When the temperature of the cooling water exceeds the lower limit temperature or the lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the second path, and the heat exchange medium is guided to the water-cooled heat exchanger.
本発明は、空調機器との間で熱交換媒体を循環させる流路内を循環する熱交換媒体に対して気体を用いて熱交換する空冷式熱交換機が設けらたれ第1の経路と、流路内を循環する熱交換媒体に対して冷却水を用いて熱交換する水冷式熱交換機が設けられた第2の経路と、熱交換媒体が流れる経路を第1の経路または第2の経路に切換る切換手段と、水冷式熱交換機に冷却水を流通させる冷却水経路とを有するハイブリッド空調装置を制御する装置であって、冷却水の温度を検知する温度検知手段からの温度情報が少なくとも下限温度または下限温度範囲を超える場合には熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換え、温度情報が上限温度または上限温度範囲を超える場合には熱交換媒体が流れる経路を第2の経路へ切換るように切換手段を制御する加熱モードを少なくとも備えている。
このような構成においては、冷却水の温度が少なくとも下限温度または下限温度範囲を超えると熱交換媒体が流れる経路が第1の経路へ切換えられて熱交換媒体が空冷式熱交換機へ案内され、冷却水の温度が上限温度または上限温度範囲を超える場合には熱交換媒体が流れる経路が第2の経路へ切換えられ熱交換媒体が水冷式熱交換機へ案内される。The present invention includes a first path provided with an air-cooled heat exchanger that exchanges heat using a gas with respect to a heat exchange medium that circulates in a flow path that circulates the heat exchange medium with an air conditioner, A second path provided with a water-cooled heat exchanger for exchanging heat using cooling water for a heat exchange medium circulating in the path, and a path through which the heat exchange medium flows as a first path or a second path A device for controlling a hybrid air conditioner having switching means for switching and a cooling water path for circulating cooling water to the water-cooled heat exchanger, wherein temperature information from the temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water is at least a lower limit When the temperature or the lower limit temperature range is exceeded, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and when the temperature information exceeds the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is changed to the second path. Switching means to switch And it includes at least a Gosuru heating mode.
In such a configuration, when the temperature of the cooling water exceeds at least the lower limit temperature or the lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the heat exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger and cooled. When the water temperature exceeds the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the second path, and the heat exchange medium is guided to the water-cooled heat exchanger.
本発明にかかるハイブリッド空調装置の制御装置では、冷却モードあるいは加熱モードの何れかを備えて入れはよく、空調装置を、冷却、冷凍、除湿あるいは加熱専用の空調装置として機能させることができるとともに、冷却、加熱の各モードを備えた場合には冷却と加熱を行える空調装置として機能させることができるようになる。除湿は冷凍サイクル的に言うと、冷却の一機能として捉えることができるので、冷却モードを有していれば達成することができる。 In the control device of the hybrid air conditioner according to the present invention, it can be provided with either a cooling mode or a heating mode, and the air conditioner can function as an air conditioner dedicated to cooling, freezing, dehumidification or heating, When each mode of cooling and heating is provided, it can function as an air conditioner capable of cooling and heating. Dehumidification can be considered as a function of cooling in terms of the refrigeration cycle, and can be achieved if it has a cooling mode.
本発明にかかるハイブリッド空調装置の制御装置では、冷却水経路の冷却水の圧力を検知する水圧検知手段からの検知情報を取り込み、その検知情報が所定圧に満たない場合には熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように切換手段を制御することを特徴としている。水圧検知手段は、水冷式熱交換機に対する冷却水の流入側あるいは吐出側の何れかに設ければよい。流入側に設けてその検知信号を切換手段の切換制御のパラメーターとした場合、水冷式熱交換機に対する冷却水の搬送系に異常がある場合に、空冷式熱交換機に熱交換媒体が案内されることになる。吐出側に設けてその検知信号を切換手段の切換制御のパラメーターとする場合、水冷式熱交換機内あるいは吐出側の搬送系の異常に以上ある場合に、空冷式熱交換機に熱交換媒体が案内されることになり、空調装置の動作を停止させずに済む。 In the control device of the hybrid air conditioner according to the present invention, the detection information from the water pressure detection means for detecting the pressure of the cooling water in the cooling water path is taken in, and the heat exchange medium flows when the detection information is less than the predetermined pressure. The switching means is controlled to switch the route to the first route. The water pressure detecting means may be provided on either the cooling water inflow side or the discharge side for the water-cooled heat exchanger. When the detection signal is provided on the inflow side and the detection signal is used as a parameter for switching control of the switching means, the heat-exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger when there is an abnormality in the cooling water transport system for the water-cooled heat exchanger. become. When provided on the discharge side and the detection signal is used as a parameter for switching control of the switching means, the heat-exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger when there is an abnormality in the water-cooled heat exchanger or on the discharge-side transport system. Therefore, it is not necessary to stop the operation of the air conditioner.
水冷式熱交換機に対する冷却水の異常検知時の対策としては、冷却水経路の冷却水の流量を流量検知手段で検知し、その検知情報が所定流量に満たない場合に、熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように切換手段を制御してもよい。この場合でも、流入側に流量検知手段を設けてその検知信号を切換手段の切換制御のパラメーターとした場合、水冷式熱交換機に対する冷却水の搬送系に異常がある場合に空冷式熱交換機に熱交換媒体が案内されることになる。吐出側に設けてその検知信号を切換手段の切換制御のパラメーターとした場合、水冷式熱交換機内でのスケール付着や吐出側の搬送系に異常がある場合に、空冷式熱交換機に熱交換媒体が案内されることになり、空調装置の動作を停止させずに済む。 As a countermeasure when detecting an abnormality in the cooling water for the water-cooled heat exchanger, the flow of the heat exchange medium is detected when the flow rate of the cooling water in the cooling water path is detected by the flow rate detection means and the detected information is less than the predetermined flow rate. The switching means may be controlled to switch to the first path. Even in this case, if the flow rate detection means is provided on the inflow side and the detection signal is used as a switching control parameter of the switching means, the air-cooled heat exchanger is heated if there is an abnormality in the cooling water transport system for the water-cooled heat exchanger. The exchange medium will be guided. When the detection signal is provided on the discharge side and used as a switching control parameter for the switching means, if there is an abnormality in scale adhesion in the water-cooled heat exchanger or the transport system on the discharge side, the air-cooled heat exchanger has a heat exchange medium. Therefore, it is not necessary to stop the operation of the air conditioner.
水冷式熱交換機の異常検知のパラメーターとしては、冷却水に関する各情報ではなく、水冷式熱交換機の表面温度を検知する温度検知手段からの検知情報をパラメーターとしてもよい。この場合、検知された温度情報が所定温度よりも高い場合、熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように切換手段を制御する。水冷式熱交換機の温度上昇は、水冷式熱交換機内を冷却水が流れない異常な状態もしくは冷却水の温度上昇により交換機全体、あるいは部分的な温度上昇と見なすことができるので、このような場合には安全性の観点から熱交換媒体の経路を第1の経路へと切換ることで、空冷式熱交換機で熱交換を行えるため、空調装置の動作を停止させずに済む。 As a parameter for detecting an abnormality of the water-cooled heat exchanger, detection information from a temperature detecting means for detecting the surface temperature of the water-cooled heat exchanger may be used as a parameter instead of each piece of information regarding the cooling water. In this case, when the detected temperature information is higher than the predetermined temperature, the switching unit is controlled to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path. In such a case, the temperature rise of the water-cooled heat exchanger can be considered as an entire exchanger or a partial temperature rise due to an abnormal state where the cooling water does not flow in the water-cooled heat exchanger or the temperature rise of the cooling water. From the viewpoint of safety, the heat exchange medium path is switched to the first path so that heat exchange can be performed by the air-cooled heat exchanger, so that the operation of the air conditioner need not be stopped.
本形態にかかるハイブリッド空調装置の制御装置では、切換手段を制御して熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えた後、冷却水経路を開閉する開閉手段を間接的に開閉制御することを特徴としている。第1の経路へ切換ると熱交換媒体は空冷式熱交換機へ案内されるが、水冷式熱交換機や冷却水経路には冷却水が滞停している。この冷却水の停滞を改善しなければ、冷却水の温度低減率は低く、水熱交換率の良い水冷式熱交換機による熱交換を行えない。このように、空冷式熱交換機による熱交換時においても、冷却水経路を開閉する開閉手段を間接的に開閉制御することで、冷却水を循環させることができるので冷却水の迅速な温度低減を図ることができる。この開閉手段の開閉は間欠的な制御できなく、時間や回数を予め設定しておき、これら値をパラメーターとして開閉制御するようにしても良い。 In the control device of the hybrid air conditioner according to the present embodiment, the switching means is controlled to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path, and then the opening / closing means for opening / closing the cooling water path is indirectly controlled to open / close. It is characterized by. When switching to the first path, the heat exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger, but the cooling water is stagnant in the water-cooled heat exchanger and the cooling water path. Unless the stagnation of the cooling water is improved, the temperature reduction rate of the cooling water is low, and heat exchange cannot be performed by a water-cooled heat exchanger having a good water heat exchange rate. Thus, even during heat exchange by an air-cooled heat exchanger, the cooling water can be circulated by indirectly controlling the opening and closing means for opening and closing the cooling water path, so that the temperature of the cooling water can be quickly reduced. Can be planned. The opening / closing of the opening / closing means cannot be intermittently controlled, and the opening / closing control may be performed by setting the time and the number of times in advance and using these values as parameters.
本発明によれば、冷却モード寺において、冷却水の温度が少なくとも上限温度または上限温度範囲を超えると、熱交換媒体が流れる経路が第1の経路へ切換えられ、熱交換媒体が空冷式熱交換機へ案内され、冷却水の温度が下限温度または下限温度範囲を超えると熱交換媒体が流れる経路が第2の経路へ切換えされ、熱交換媒体が水冷式熱交換機へと案内されるので、温度条件に応じて適宜、空冷式熱交換機と水冷式熱交換機の何れかに熱交換媒体が案内されて熱交換されるので、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置を効率良く運転させつつ、何れかの熱交換機が故障した場合でも空調装置として機能させることができる。
本発明によれば、加熱モード時において、冷却水の温度が少なくとも下限温度または下限温度範囲を超えると熱交換媒体が流れる経路が第1の経路へ切換えられて熱交換媒体が空冷式熱交換機へ案内され、冷却水の温度が上限温度または上限温度範囲を超える場合には熱交換媒体が流れる経路が第2の経路へ切換えられ熱交換媒体が水冷式熱交換機へ案内されるので、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置を効率良く運転させつつ、何れかの熱交換機が故障した場合でも空調装置として機能させることができる。According to the present invention, in the cooling mode temple, when the temperature of the cooling water exceeds at least the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the heat exchange medium is an air-cooled heat exchanger. When the temperature of the cooling water exceeds the lower limit temperature or the lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the second path, and the heat exchange medium is guided to the water-cooled heat exchanger. As appropriate, the heat exchange medium is guided to either the air-cooled heat exchanger or the water-cooled heat exchanger for heat exchange, so that the air-conditioning apparatus having the air-cooled and water-cooled heat exchangers is operated efficiently, Even if any of the heat exchangers fails, it can function as an air conditioner.
According to the present invention, in the heating mode, when the temperature of the cooling water exceeds at least the lower limit temperature or the lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the heat exchange medium becomes the air-cooled heat exchanger. If the temperature of the cooling water exceeds the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the second path and the heat exchange medium is guided to the water-cooled heat exchanger. An air conditioner having a water-cooled heat exchanger can be operated efficiently, and can function as an air conditioner even when one of the heat exchangers fails.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は、ハイブリッド空調装置を示す概略図である。図1において、符号1は室内に装着される空調機器としてのファンコイルユニット11と接続する室外機1の内部構造を示す。この室外機1は、そのケーシング100の内部に、電磁的の四方弁2、膨張弁3、四方弁2と膨張弁3とを結ぶ流路4上に配置された空冷式熱交換機5、四方弁2と圧縮機6とを結ぶ低圧の流路7上にアキュムレータ8と低圧開閉弁9、四方弁2と膨張弁3の流路4を閉鎖して室外機1とファンコイルユニット11を切り離し可能とする停止弁10A,10B、水冷式熱交換機20、水冷式熱交換機20に冷却水を循環させる冷却水経路30がそれぞれ設けられている。空冷熱交換5と対向する部位には、駆動モータ19によって回転駆動される冷却用のファン18が設けられている。圧縮機6と四方弁2とを結ぶ高圧の流路12には、周知の消音器13と圧力開閉弁14が設けられている。これら各構成要素は、流路4内を循環する熱交換媒体の熱交換を行い、冷却と加熱を行う空冷式熱交換機と冷凍サイクルの構成要素である。熱交換媒体は、最適な性能を得られる量が流路4内に封入されている。熱交換媒体としては、科学冷媒として、CFC系のR−12、HCFC系のR−22,R−123、HFC系のR−134a,R−407(HFC−32、125d、134a混合),R410A(HFC−32、125混合)や、CO2やプロパン等の自然冷媒が挙げられる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a hybrid air conditioner. In FIG. 1, the code | symbol 1 shows the internal structure of the outdoor unit 1 connected with the fan coil unit 11 as an air conditioning apparatus with which indoors are mounted | worn. The outdoor unit 1 includes an electromagnetic four-way valve 2, an expansion valve 3, an air-cooled heat exchanger 5, a four-way valve disposed on a flow path 4 connecting the four-way valve 2 and the expansion valve 3. The outdoor unit 1 and the fan coil unit 11 can be separated by closing the accumulator 8, the low-pressure on-off valve 9, the four-way valve 2 and the expansion valve 3 on the low-
水冷式熱交換機20は、空冷式熱交換機5を迂回するように流路4に接続された流路4Aに配設されている。この流路4Aは、流路4内を流れる熱交換媒体を水冷式熱交換機20へ案内する第2の経路を構成する。また、水冷式熱交換機20に対して迂回流路となる流路4Bには空冷式熱交換機5が配設されている。流路4Bは第1の経路を構成する。水冷式熱交換機20の上流側と下流側に位置する流路4Aには電磁弁22,23が、水冷式熱交換機5の上流側と下流側に位置する経路4Bには電磁弁24,25がそれぞれ配設されている。これら電磁弁は、オフ状態では各経路を閉じて水冷式熱交換機20と空冷式熱交換機5への熱交換媒体の流入を停止し、オン状態となると各経路を開き各熱交換機に対して熱交換媒体を流入するように構成されている。 The water-cooled
水冷式熱交換機20は、冷却水を、その内部に導入する流入口20A、内部の通過して熱交換された冷却水を排出する吐出口20Bとを備えている。流入口20Aには冷却水経路30を構成する給水流路34の一端34Aが接続され、吐出口20Bには冷却水経路30を構成する排水流路37の一端37Aがそれぞれ接続されている。給水流路34には、その他端34B側に接続される図示しないポンプから冷却水が供給される。この冷却水は水冷式熱交換機20内に導入されて排水流路37から排出される。すなわち、冷却水経路30は、水冷式熱交換機20に冷却水を流通する経路であり、水冷式熱交換機20は、流通する冷却水によって、ファンコイルユニット11との間で循環する熱交換媒体を冷却あるいは加熱するように構成されている。本形態において、冷却水を送るポンプの制御は別な系統で適宜オン/オフ制御される。 The water-cooled
給水流路34には、水冷式熱交換機20への冷却水の給水温度を検知する温度検知手段としての給水温度センサ33と、冷却水経路30内の冷却水の圧力のうち給水圧を検知する水圧検知手段としての水圧検知センサ32と、給水流路34を開閉する開閉手段としての電磁弁31とが設けられている。給水温度センサ33は、給水口33の近傍に配置され、水圧検知センサ32は、温度センサ33と電磁弁31との間に配置されている。排水流路37には、水冷式熱交換機20で熱交換された冷却水の吐出温度を検知する温度検知手段としての吐出温度センサ35と、冷却水経路30の冷却水の流量のうち、水冷式熱交換機20からの排出される冷却水の流量を検知する流量検知手段としての流量検知センサ36とが設けられている。吐出温度センサ35は吐出口20Bの近傍に配置され、流量検知センサ36は吐出温度センサよりも下流側に配置されている。 The feed
アキュムレータ8の一次側に位置する流路7と水冷式熱交換機20とは、第3の経路26で接続されている。この第3の経路26は、電磁弁22,23がオフ、かつ電磁弁24,25がオンの時に、水冷式熱交換機20内にある熱交換媒体をアキュムレータ8に導入するための媒体回収通路を構成する。アキュムレータ8の一次側に位置する流路7と空冷式熱交換機5とは、第4の経路27で接続されている。この第4の経路27は、電磁弁22,23がオン、かつ電磁弁24,25がオフの時に、空冷式熱交換機5内にある熱交換媒体をアキュムレータ8に導入するための媒体回収通路を構成する。これら第3及び第4の経路26,27には、同経路をそれぞれ開閉可能とする開閉手段としての電磁式の開閉弁28,29が設けられている。すなわち、電磁弁22,33及び電磁弁24,25は、そのオン/オン状態に応じて経路4Aと経路4Bとを切換る切換手段を構成している。 The
水冷式熱交換機20と開閉弁28の間の経路26と、空冷式熱交換機5と開閉弁29の間の経路27には、周知のアクセルバルブ261、271が設けられている。これらアクセスバルブ261,271は、密閉回路として構成されている流路4に対して熱交換媒体を注入する際や、注入した熱交換媒体を流路4から抜く際に用いる一方向圧力弁であって、その開閉部に対して外部から所定の圧を加えないと開放しないように構成されている。符号38は水冷式熱交換機20の表面温度を温度検知手段としての表面温度センサ38を示す。 Well-known
駆動モータ19、電磁弁22,23,24,25、開閉弁28,29及び電磁弁31のオン/オフ制御は、図2に示す制御手段40で制御されるようになっている。制御手段40は、図示を省略したが、CPU(中央処理装置)、I/O(入出力)ポート、ROM(読み出し専用記憶装置)、RAM(読み書き可能な記憶装置)およびタイマー等をそれぞれ備え、これらが信号バスによって接続された構成を有する周知のコンピュータで構成されている。制御手段40の入力側には、水圧検知センサ32,給水温度センサ33、吐出温度センサ35、流量検知センサ36、表面温度検知センサ38と、装置の操作部50及び切換温度設定手段55が接続されている。本形態において、各温度センサには周知のサーミスタを用いるが、これ以外の構成であっても無論構わない。操作部50は、図3に示すように、冷却モードとなる冷房モードを選択する際に操作する冷房スイッチ51と、加熱モードとなる暖房モードを選択する際に操作する暖房スイッチ52と、除湿モードを選択する際に操作する除湿スイッチ53と、電源をオン/オフする電源スイッチ54とが設けられている。切換温度設定手段55とは、制御手段40に設定される後述の第1及び第2の所定上下温度と下限温度を変更するためのもので、この設定手段荷も受けた調整部を送付すると、上記各温度、すなわち、空冷式熱交換機5と水冷式熱交換機20への経路を切換えるパラメーターとなる切換温度を任意に設定変更できるように構成されている。 The on / off control of the
制御手段40の出力側には、四方弁2、電磁弁22〜25、開閉弁28,29、電磁弁31及び圧縮機6と駆動モータ19が電気的に接続されている。制御手段40のROMには、電磁弁22,23と開閉弁29及び電磁弁24,25と開閉弁28、駆動モータ19をオン/オフするためのパラメーターとなる各種温度情報、所定圧、所定流量及び冷房モードと暖房モードが予め記憶されている。各種温度情報としては、給水温度センサ33と吐出温度センサ35の冷房モード時の第1の上限温度(「WT1+max1、WT2+max1、第1の下限温度(WT1−max1、WT2−max1)」、給水温度センサ33と吐出温度センサ35の暖房モード時の第2の上限温度(WT1+max2、WT2+max2)、第2の下限温度(WT1−max2、WT2−max2)と、所定表面温度が設定されている。第1の上限温度(WT1+max1、WT2+max1)はWT1+max1<WT2+max1、第1の下限温度(WT1−max1、WT2−max1)はWT1−max1<WT2−max1の関係にある。第2の上限温度(WT1+max2、WT2+max2)はWT1+max2>WT2+max2、第2の下限温度(WT1−max2、WT2−max2)はWT1−max2<WT2−max2の関係にある。
また、第1の上限温度(WT1+max1、WT2+max1)は第1の下限温度(WT1−max1、WT2−max1)よりも高温域の温度帯とされ、第2の上限温度(WT1+max2、WT2+max2)は第2の下限温度(WT1−max2、WT2−max2)よりも高温域側の温度帯とされている。On the output side of the control means 40, the four-way valve 2, the
Further, the first upper limit temperature (WT1 + max1, WT2 + max1) is set to a temperature range higher than the first lower limit temperature (WT1-max1, WT2-max1), and the second upper limit temperature (WT1 + max2, WT2 + max2) is the second. The lower temperature limit (WT1-max2, WT2-max2) is a temperature zone on the high temperature side.
制御手段40は、図4に示す基本動作処理と、冷房スイッチ51が操作されたときに始動する図5に示す冷房運転処理と、暖房スイッチ52が操作されたときに始動する図6に示す暖房運転処理を実行するルーチンが設定されている。なお、本形態において、四方弁2は、通常オアとされていて、この状態の時には熱交換媒体を図1において実線で示す方向に移動にさせるように経路4を繋ぎ、オン状態となると、熱交換媒体を図1において破線で示す方向に移動にさせるように経路4を繋ぐ用に切り替わる。四方弁2は、冷却モード及び除湿モードの時にはオフ状態とされ、暖房モードの時にはオンされる用に制御される。 The control means 40 includes the basic operation process shown in FIG. 4, the cooling operation process shown in FIG. 5 that starts when the
以下、制御装置40による制御動作について説明する。図4において、基本動作処理は、ステップS1において、電源スイッチ54が操作されて電源がオンとなると、ステップS2おいて運転モードが判別される。本形態では、ステップS2において運転モードが冷房の場合にはステップS3に進んで冷房運転処理が行われ、ステップS2において運転モードが冷房でない場合にはステップS4に進む。ステップS4において運転モードが暖房の場合にはステップS5に進んで暖房運転処理が行われ、ステップS4において運転モードが冷房でない場合にはステップS6に進む。ステップS6において運転モードが除湿の場合にはステップS7に進んで除湿運転処理が行われる。そして、各運転処理が実行されていても、電源スイッチ54が操作されて電源オンとなると装置を停止させる。除湿運転は、冷房の一形態となるので、除湿運転処理は冷房運転処理と同一な処理内とし、除湿時の処理動作は省力するものとする。 Hereinafter, the control operation by the
ステップS2において、冷房運転が選択されると、図5の冷房運転処理が開始される。この処理では、ステップU1において運転モードの変換がないかが判断される。ここでは、操作部50の冷房モードが他の運転モードに変更されたか否かが判断され、冷房モードの場合には、ステップU2に進む。ステップU1において運転モードが冷房以外に変更されている場合には、この冷房運手処理を継続しないで、図4のステップS2にリターンして再度運転モードの確認が実行される。 When the cooling operation is selected in step S2, the cooling operation process of FIG. 5 is started. In this process, it is determined in step U1 whether or not there is an operation mode conversion. Here, it is determined whether or not the cooling mode of the
ステップU2では、電磁弁31をオンして水冷式熱交換機20に対して冷却水を流通させてステップU3に進む。この電磁弁31の開弁動作によって冷却水経路30及び水冷式熱交換機20内の冷却水が流れる。ステップU3では、給水温度センサ33と吐出温度センサ33で検知した水温WT1、WT2と表面温度センサ38で検知した表面温度T、水圧検知センサ32及び流量検知センサ36から水圧WP及び流量WRの各情報の読込みが行なわれ、ステップU4に進む。ステップU4では水圧検知センサ32からの水圧情報WPと所定圧Pとが比較され、水圧情報WPが所定圧Pに大きい場合にはポンプから熱交換に必要十分な冷却水が供給されているものとしてステップU5に進む。ステップU5では、流量検知センサ38からの流量情報WRと所定流量Rとが比較され、流量情報WRが所定流量Rを越えている場合には、冷却水経路30や水冷式熱交換機20の破損やスケール付着による流量低減がなく、熱交換に必要な流量が水冷式熱交換機20に供給されているものとしてステップU6に進む。ステップU6では、表面温度センサ38からの表面温度情報Tと所定温度T1とが比較され、表面温度情報Tが所定温度T1よりも低い場合には、水冷式熱交換機20内の詰まりや冷却水温度に異常がないものとしてステップU7に水冷式熱交換機20を用いた冷却を行う水冷システムを動作させる。 In step U2, the
ステップU7の水冷システム動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。水冷システム動作では、電磁弁22,23、開閉弁29、圧縮機5がオン状態されるとともに、電磁弁24,25、開閉弁28及び駆動モータ19がオフ状態とされる。このため、冷却運転する場合には、熱交換媒体は、ファンコイルユニット11から四方弁2を介して図1において実線示す矢印方向に移動する。この時、電磁弁22,23はオンされて第2の経路4Aが開放されているので、熱交換媒体ま水冷式熱交換機20へ導入される。また、開閉弁28はオフ状態、開閉弁29はオン状態とされるので、第4の経路27が開放されて使用しない空冷式熱交換機5内の存在する熱交換媒体が、アキュムレータ8の負圧によりアキュムレータ8に回収される。このため、流路4内を循環する熱交換媒体の量が、封入時の量とほぼ同一の量とされて水冷式熱交換機20へ導入される。導入された熱交換媒体は、水冷式熱交換機20内の冷却水と間で熱交換されて冷却され、膨張弁3を介してファンコイルユニット11へと戻される。水冷式熱交換機5での熱交換を時には、駆動モータ19が停止状態となるので、省エネと、ファン18の回転に伴い発生する風切り音などの騒音を低減することができる。 The water cooling system operation in step U7 will be described with reference to the flowchart in FIG. In the water cooling system operation, the
一方、ステップU4において水圧情報WPが所定圧Pに満たない場合には、冷却水経路30またはポンプに異常があり、水冷式熱交換機20に対して十分な冷却水が供給されていないものと判断して、ステップU10に進んで、電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップU11に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。
ステップU5において、流量情報WRが所定流量Rに満たない場合には、水冷式熱交換機20内のスケール付着で十分な流量の冷却水が水冷式熱交換機20内で流れていないものとしてステップU10に進む。そして、電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップU11に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。
ステップU6において表面温度情報Tが所定温度T1よりも高い場合には、水冷式熱交換機20内の詰まりや冷却水温度に異常が発生していると判断してステップU10に進む。そして、電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップU11に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。このように、ステップU4からステップU6は水冷式熱交換機20や冷却水供給系に対する異常判定部を構成している。On the other hand, if the water pressure information WP is less than the predetermined pressure P in step U4, it is determined that there is an abnormality in the cooling
In step U5, when the flow rate information WR is less than the predetermined flow rate R, it is determined that the cooling water having a sufficient flow rate due to the scale adhesion in the water-cooled
If the surface temperature information T is higher than the predetermined temperature T1 in step U6, it is determined that the water-cooled
ステップU11の空冷システム動作について、図8のフローチャートを用いて説明する。空冷システム動作では、圧縮機6、電磁弁24,25、開閉弁28、駆動モータ19がオン状態とされるとともに、電磁弁22,23と開閉弁29がオフ状態となる。このため、流路4Aは閉じ、第1の流路4Bが開放されて経路切換えが行われるとともに第3の経路26が開放されて使用しない水冷式熱交換機20内の存在する熱交換媒体がアキュムレータ8の負圧によりアキュムレータ8に回収されるとともにファン18が回転する。このため、圧縮機6、四方弁2を通過した熱交換媒体は、全て空冷式熱交換機5へ案内され、ファン18の回転に発生する気流により空気と間で熱交換されて冷却され、膨張弁3を介してファンコイルユニット11へと戻される。 The air cooling system operation in step U11 will be described using the flowchart of FIG. In the air cooling system operation, the compressor 6, the
ステップU7において水冷システムが動作されるとステップU8に進み、給水温度センサ33からの給水温度情報WT1と第1の上限温度WT1+max1とが比較される。そして、給水温度情報WT1が上限温度WT1+max1を超えていない場合には、現在の冷却水の温度でも十分に熱交換が可能であるとしてステップU7に戻り、水冷システムによる動作が継続されて、水冷式熱交換機20による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が上限温度WT1+max1を超える場合にはステップU9に進み、吐出温度センサ35からの吐出温度情報WT2と第1の上限温度WT2+max1とが比較される。そして、吐出温度情報WT2が上限温度WT2+max1を超えていない場合には、現在の冷却水の温度でも十分に熱交換が可能であるとしてステップU7に戻り、水冷式熱交換機20による熱交換が継続される。吐出温度情報WT2が上限温度WT2+max1を超える場合には、現在の冷却水の温度では十分に熱交換が不可能であるとしてステップU11に進む。 When the water cooling system is operated in step U7, the process proceeds to step U8, where the feed water temperature information WT1 from the feed
このため、給水温度情報WT1が第1の上限温度WT1+max1、吐出温度情報WT2が第1の上限温度WT2+max1を超える場合、すなわち、冷却水の温度が第1の上限温度を越えると、熱交換媒体が流れる経路が第1の経路4Bへ切換えられる。また、本形態では、給水温度情報WT1と吐出温度情報WT2とがそれぞれ、上限温度WT1+max1及び所上限温度WT2+max1を越えないと、水冷式交換機20による熱交換媒体の冷却から空冷式熱交換機5による冷却へと切換えないので、切換えのパラメーターとしては上限温度ではなく、第1の上限温度範囲(上限温度WT1+max1〜上限温度WT2+max1)で判断しても良い。 Therefore, when the feed water temperature information WT1 exceeds the first upper limit temperature WT1 + max1 and the discharge temperature information WT2 exceeds the first upper limit temperature WT2 + max1, that is, when the temperature of the cooling water exceeds the first upper limit temperature, the heat exchange medium The flowing path is switched to the first path 4B. Further, in this embodiment, if the feed water temperature information WT1 and the discharge temperature information WT2 do not exceed the upper limit temperature WT1 + max1 and the upper limit temperature WT2 + max1, respectively, the cooling of the heat exchange medium by the water-cooled
ステップU11において空冷システムが動作されるとステップU12に進み、電磁弁31が間欠的にオンされる。これは、空冷システム動作時においては、水冷式熱交換機20による熱交換を行わないため、電磁弁21をオフ状態とすることで消費電力を低減することができる。空冷システム動作中において電磁弁31を間欠的にオンして冷却水流路30を開状態とすると、同流路30及び水冷式熱交換機20内の冷却水が流通して放熱性が高まり、電磁弁31を全閉する場合よりも、早期に冷却水の温度の低下させることかできる。 When the air cooling system is operated in step U11, the process proceeds to step U12, and the
ステップU12では、給水温度センサ33からの給水温度情報WT1と第1の下限温度WT1−max1とが比較される。そして、給水温度情報WT1が所定加温度WT1−max1を超えていない(下回らない)場合には、冷却水が十分に放熱されて冷却されていないものとしてステップU11に戻り、空冷システムによる動作が継続されて空冷式熱交換機5による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が下限温度WT1−max1を超える(下回る)場合にはステップU14に進み、吐出温度センサ35からの吐出温度情報WT2と第1の下限温度WT2−max1とが比較される。そして、吐出温度情報WT2が下限温度WT2−max1を超えていない場合には、未だ冷却水が十分に放熱されて冷却されていないものとしてステップU11に戻り、空冷システムによる動作が継続されて空冷式熱交換機5による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が下限温度WT2−max1を超える(下回る)場合には、冷却水が冷却されて十分に熱交換が可能であるとしてステップU7に戻り、水冷システム動作が実行される。このように、冷却水の温度が第1の下限温度を越えると、熱交換媒体が流れる経路が第2の経路4Aへ切換えられる。 In step U12, the feed water temperature information WT1 from the feed
図4のステップS4において、暖房運転が選択されると、図6の冷房運転処理が開始される。この処理では、ステップV1において運転モードの変換がないかが判断される。ここでは、操作部50の暖房モードが他の運転モードに変更されたか否かが判断され、暖房モードの場合にはステップV2に進む。ステップV1において運転モードが暖房以外に変更されている場合には、この暖房運手処理を継続しないで、図4のステップS2にリターンして再度運転モードの確認が実行される。 If heating operation is selected in step S4 of FIG. 4, the cooling operation process of FIG. 6 is started. In this process, it is determined in step V1 whether or not there is an operation mode conversion. Here, it is determined whether or not the heating mode of the
ステップV2では、四方弁2をオンして、経路4を冷房用経路から暖房経路へと切換え、ステップV3に進む。ステップV3では、電磁弁31をオンして水冷式熱交換機20に対して冷却水を流通させてステップV4に進む。この電磁弁31の開弁動作によって冷却水経路30及び水冷式熱交換機20内の冷却水が流れる。ステップV4では、給水温度センサ33と吐出温度センサ33で検知した給水温度WT1、吐出温度WT2と表面温度センサ38で検知した表面温度T、水圧検知センサ32及び流量検知センサ36から水圧WP及び流量WRの各情報の読込みが行なわれステップV5に進む。ステップV5では水圧検知センサ32からの水圧情報WPと所定圧Pとが比較され、水圧情報WPが所定圧Pに大きい場合にはポンプから熱交換に必要十分な冷却水が供給されているものとしてステップV6に進む。ステップV6では、流量検知センサ38からの流量情報WRと所定流量Rとが比較され、流量情報WRが所定流量Rを越えている場合には、冷却水経路30や水冷式熱交換機20の破損やスケール付着による流量低減がなく、熱交換に必要な流量が水冷式熱交換機20に供給されているものとしてステップV7に進む。ステップV7では、表面温度センサ38からの表面温度情報Tと所定温度T1とが比較され、表面温度情報Tが所定温度T1よりも低い場合には、水冷式熱交換機20内の詰まりや冷却水温度に異常がないものとしてステップV8に水冷式熱交換機20を用いた冷却を行う水冷システムを動作させる。 In step V2, the four-way valve 2 is turned on, the path 4 is switched from the cooling path to the heating path, and the process proceeds to step V3. In step V3, the
ステップV8の水冷システム動作は図7に示すように、電磁弁22,23、開閉弁29、圧縮機5がオン状態され、電磁弁24,25、開閉弁28及び駆動モータ19がオフ状態とされる。但し、四方弁2はオンされているので、暖房運転する場合、熱交換媒体はファンコイルユニット11から停止弁10Bを介して経路7に流入し、図1において破線で示す矢印方向にして、四方弁2から停止弁10Aへを介してファンコイルユニット11に戻される。この時、電磁弁22,23はオンされて第2の経路4Aが開放されているので、熱交換媒体は水冷式熱交換機20へ導入される。また、開閉弁28はオフ状態、開閉弁29はオン状態とされるので、第4の経路27が開放されて使用しない空冷式熱交換機5内の存在する熱交換媒体が、アキュムレータ8の負圧によりアキュムレータ8に回収される。このため、流路4内を循環する熱交換媒体の量が、封入時の量とほぼ同一の量とされて水冷式熱交換機20へ導入される。導入された熱交換媒体は、水冷式熱交換機20内の冷却水と間で熱交換されて冷却され、四方弁2を介してファンコイルユニット11へと戻される。水冷式熱交換機5での熱交換を時には、駆動モータ19が停止状態となるので、省エネと、ファン18の回転に伴い発生する風切り音などの騒音を低減することができる。 As shown in FIG. 7, in the operation of the water cooling system in step V8, the
一方、ステップV5において水圧情報WPが所定圧Pに満たない場合には、冷却水経路30またはポンプに異常があり、水冷式熱交換機20に対して十分な冷却水が供給されていないものと判断して、ステップV11に進んで電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップV12に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。
ステップV6において、流量情報WRが所定流量Rに満たない場合には、水冷式熱交換機20内のスケール付着で十分な流量の冷却水が水冷式熱交換機20内で流れていないものとしてステップV11に進む。そして、電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップV12に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。
ステップV7において表面温度情報Tが所定温度T1よりも高い場合には、水冷式熱交換機20内の詰まりや冷却水温度に異常が発生していると判断してステップV11に進む。そして、電磁弁31をオフして冷却水経路30を閉じて水冷式熱交換機20への冷却水の供給を絶ち、ステップV12に進んで空冷式熱交換機5を用いた冷却を行う空冷システムを動作させる。このように、ステップV5からステップV7は水冷式熱交換機20や冷却水供給系に対する異常判定部を構成している。On the other hand, if the water pressure information WP is less than the predetermined pressure P in step V5, it is determined that there is an abnormality in the cooling
In step V6, if the flow rate information WR is less than the predetermined flow rate R, it is determined that the cooling water having a sufficient flow rate due to the scale adhering in the water-cooled
When the surface temperature information T is higher than the predetermined temperature T1 in step V7, it is determined that the water-cooled
ステップV12の空冷システム動作は、図8に示すように圧縮機6、電磁弁24,25、開閉弁28、駆動モータ19がオン状態とされるとともに、電磁弁22,23と開閉弁29がオフ状態となる。無論暖房モードであるので、四方弁2はオン状態とされている。このため、流路4Aは閉じ、第1の流路4Bが開放されて経路切換えが行われるとともに第3の経路26が開放されて使用しない水冷式熱交換機20内の存在する熱交換媒体がアキュムレータ8の負圧によりアキュムレータ8に回収されるとともにファン18が回転する。このため、圧縮機6、四方弁2を通過した熱交換媒体は、全て空冷式熱交換機5へ案内され、ファン18の回転に発生する気流により空気と間で熱交換されて冷却され、膨張弁3を介してファンコイルユニット11へと戻される。 As shown in FIG. 8, the operation of the air cooling system in Step V12 is performed while the compressor 6, the
ステップV8において水冷システムが動作されるとステップV9に進み、給水温度センサ33からの給水温度情報WT1と第2の下限温度WT1−max2とが比較される。そして、給水温度情報WT1が下限温度WT1−max2を超えていない、すなわち下回っていない場合には、現在の冷却水の温度でも十分に熱交換が可能であるとしてステップV8に戻り、水冷システムによる動作が継続されて、水冷式熱交換機20による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が下限温度WT1−max2を超える(下回った)場合にはステップV10に進み、吐出温度センサ35からの吐出温度情報WT2と第2の上限温度WT2−max2とが比較される。そして、吐出温度情報WT2が下限温度WT2−max2を超えていない(下回っていない)場合には、現在の冷却水の温度でも十分に熱交換が可能であるとしてステップV8に戻り、水冷式熱交換機20による熱交換が継続される。吐出温度情報WT2が下限温度WT2−max2を超える(下回る)場合には、現在の冷却水の温度では十分に熱交換が不可能であるとしてステップV12に進む。 When the water cooling system is operated in step V8, the process proceeds to step V9, and the feed water temperature information WT1 from the feed
このため、給水温度情報WT1が第2の下限温度WT1−max2を、吐出温度情報WT2が第1の下限温度WT2−max2をそれぞれ下回る場合、すなわち、冷却水の温度が第2の下限温度を越えると、熱交換媒体が流れる経路が第1の経路4Bへ切換えられる。また、本形態では、給水温度情報WT1と吐出温度情報WT2とがそれぞれ、下限温度WT1−max2及び下限温度WT2−max2を越えないと、水冷式交換機20による熱交換媒体の加熱から空冷式熱交換機5による加熱へと切換えないので、切換えのパラメーターとしては上限温度ではなく、第2の下限温度範囲(下限温度WT2−max2〜下限温度WT1−max2)で判断しても良い。 Therefore, when the feed water temperature information WT1 is lower than the second lower limit temperature WT1-max2 and the discharge temperature information WT2 is lower than the first lower limit temperature WT2-max2, that is, the temperature of the cooling water exceeds the second lower limit temperature. Then, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path 4B. Further, in this embodiment, if the feed water temperature information WT1 and the discharge temperature information WT2 do not exceed the lower limit temperature WT1-max2 and the lower limit temperature WT2-max2, respectively, the air-cooled heat exchanger is heated from the heating of the heat-exchange medium by the water-cooled
ステップV12において空冷システムが動作されるとステップV13に進み、電磁弁31が間欠的にオンされてステップV14に進む。このため、冷却水流路30が間欠的に開状態とされるので、同流路30及び水冷式熱交換機20内の冷却水が流通して放熱性が高まり、電磁弁31を全閉する場合よりも、早期に冷却水の温度の上昇させることかできる。 When the air cooling system is operated in step V12, the process proceeds to step V13, the
ステップV14では、給水温度センサ33からの給水温度情報WT1と第2の上限温度WT1+max2とが比較される。そして、給水温度情報WT1が所定温度WT1+max2を超えていない(上回らない)場合には、冷却水が十分に吸熱されて加温されていないものとしてステップU12に戻り、空冷システムによる動作が継続されて空冷式熱交換機5による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が上限温度WT1+max2を超える(上回る)場合にはステップU15に進み、吐出温度センサ35からの吐出温度情報WT2と第2の上限温度WT2+max2とが比較される。そして、吐出温度情報WT2が上限温度WT2+max2を超えるまでは、未だ冷却水が十分に吸熱されて加温されていないものとしてステップU12に戻り、空冷システムによる動作が継続されて空冷式熱交換機5による熱交換が継続される。給水温度情報WT1が上限温度WT2+max2を超える(上回る)場合には、冷却水が加温(加熱)されて十分に熱交換が可能であるとしてステップU7に戻り、水冷システム動作が実行される。このように、冷却水の温度が第2の下限温度を越えると、熱交換媒体が流れる経路が第2の経路4Aへ切換えられる。 In step V14, the feed water temperature information WT1 from the feed
本形態の制御手段40においては、冷却モード時において、冷却水の温度が第1の上限温度(WT1+max1、WT2+max1)または第1の上限温度範囲(WT1+max1〜WT2+max1)を超えると、熱交換媒体が流れる経路が第1の経路4Bへ切換えられ、熱交換媒体が空冷式熱交換機5に案内され、冷却水の温度が第1の下限温度(WT1−max1、WT2−max1)または下限温度範囲WT1−max1〜WT2−max1)を超えると熱交換媒体が流れる経路が第2の経路4Aへ切換えされて熱交換媒体が水冷式熱交換機20へと案内される。このため、温度条件に応じて適宜、空冷式熱交換機5と水冷式熱交換機20の何れかに熱交換媒体が案内されて熱交換され、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置1を効率良く運転させつつ、何れかの熱交換機が故障した場合でも空調装置として機能させることができる。 In the control means 40 of this embodiment, when the temperature of the cooling water exceeds the first upper limit temperature (WT1 + max1, WT2 + max1) or the first upper limit temperature range (WT1 + max1 to WT2 + max1) in the cooling mode, the heat exchange medium flows. The path is switched to the first path 4B, the heat exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger 5, and the temperature of the cooling water is the first lower limit temperature (WT1-max1, WT2-max1) or the lower limit temperature range WT1-max1. When WT2-max1) is exceeded, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the
本形態の制御手段40においては、暖房モード時において、冷却水の温度が第2の下限温度(WT1−max2、WT2−max2)または下限温度範囲(WT1−max2〜WT2−max2)を超えると熱交換媒体が流れる経路が第1の経路4Bへ切換えられて熱交換媒体が空冷式熱交換機5へ案内され、冷却水の温度が第2の上限温度(WT1+max2、WT2+max2)または上限温度範囲(WT2+max2〜WT2+max2)を超える場合には熱交換媒体が流れる経路が第2の経路4Aへ切換えられて熱交換媒体が水冷式熱交換機20へ案内される。このため、空冷式と水冷式の熱交換機を有する空調装置1を効率良く運転させつつ、何れかの熱交換機が故障した場合でも空調装置として機能させることができる。 In the control means 40 of the present embodiment, when the temperature of the cooling water exceeds the second lower limit temperature (WT1-max2, WT2-max2) or the lower limit temperature range (WT1-max2-WT2-max2) in the heating mode, heat is generated. The path through which the exchange medium flows is switched to the first path 4B and the heat exchange medium is guided to the air-cooled heat exchanger 5, and the temperature of the cooling water is set to the second upper limit temperature (WT1 + max2, WT2 + max2) or the upper limit temperature range (WT2 + max2). When WT2 + max2) is exceeded, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the
本形態において、制御手段40は個別な形態で説明したが、空調装置1が備えた形態であっても良く、この場合、上述の機能を備えた制御御装置40を有するハイブリッド空調装置10とすることができる。
冷却水の温度は、環境や使用状況により、初期の温度や放熱/吸熱に要する時間にバラツキがあるまで、制御手段40に設定された各上限温度や下限温度を、切換温度設定手段55を操作して適宜、設定温度を変更することで、水冷システムと空冷システムの動作時間を変更することができる。In the present embodiment, the control means 40 has been described in an individual form. However, the form provided in the air conditioner 1 may be used, and in this case, the hybrid air conditioner 10 including the
The switching water temperature setting means 55 is operated by operating the switching temperature setting means 55 until the temperature of the cooling water varies depending on the environment and use conditions until the initial temperature and the time required for heat dissipation / heat absorption vary. Then, by appropriately changing the set temperature, the operation time of the water cooling system and the air cooling system can be changed.
本形態において、水圧検知センサ32は給水流路34に設けて給水圧(導入圧ともいう)を検知しているが、排水流路37に設けて水冷式熱交換機20からの吐出圧を冷却水の圧力として検知しても良い。すなわち、冷却水の水圧検知は、主に水冷式熱交換機20に対して、熱交換でき得るに足りる十分な量の冷却水が供給されているか、変言すると、図示しないポンプの故障や給水流路34や排水流路37の破損の有無を検知することにも成る。 In this embodiment, the water
流量検知センサ36は、排水流路37の吐出流量を検知しているが、給水流路34に設けて水冷式熱交換機20への給水流量(導入流量との言う)を検知するようにしても良い。すなわち、冷却水の流量は、主に水冷式熱交換機20内や給水/排水流路内へのスケール付着による流量低減や、図示しないポンプの故障や給水流路34及び排水流路37の破損の有無を検知することに成る。流量検知手段としては流量検知センサ36ではなく、デジタル方式の流量計36であっても良い。 The flow
電磁弁31は、給水流路34に設けて、同流路を開閉することで、水冷式熱交換機20への冷却水の流通を制御しているが、排水流路37側に設けても同様の機能を果たすことができる。水熱源としての冷却水としては、地下水、水道水、クーリングタワーで用いる水、貯水されている水や工業用水、不凍液等が挙げられる。本形態では電磁弁31を開閉することで、水冷式熱交換機20への冷却水の流通を制御しているが、電磁弁31を設けずに冷却水を供給するポンプを制御手段40でオン/オフ制御して水冷式熱交換機20への冷却水の流通を制御するようにしても良い。 The
1 ハイブリッド空調装置
4 流路内
4A 第2の経路
4B 第1の経路
5 空冷式熱交換機
11 空調機器
20 水冷式熱交換機
22〜25 切換手段
30 冷却水経路
31 開閉手段
32 水圧検知手段
33,34 温度検知手段
36 流量検知手段
38 温度検知手段
40 制御装置
WT1−max1,WT2−max1 下限温度
WT1−max2、WT2−max2 下限温度
WT1+max1、WT2+max1 上限温度
WT1+max2、WT2+max2 上限温度
WT1−max1〜WT2−max1 下限温度範囲
WT1−max2〜WT2−max2 下限温度範囲
WT1+max1〜WT2+max1 上限温度範囲
WT1+max2〜WT2+max2 上限温度範囲DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid air conditioner 4 In a
Claims (6)
前記冷却水の温度を検知する温度検知手段からの温度情報が少なくとも上限温度または上限温度範囲を超える場合には前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換え、前記温度情報が下限温度または下限温度範囲を超える場合には前記熱交換媒体が流れる経路を第2の経路へ切換るように前記切換手段を制御する冷却モードを少なくとも備えたハイブリッド空調装置の制御装置。An air-cooled heat exchanger for exchanging heat using a gas with respect to the heat exchange medium that circulates in the flow path that circulates the heat exchange medium with the air conditioner is provided. The second path provided with a water-cooled heat exchanger for exchanging heat with the cooling water for the circulating heat exchange medium and the path through which the heat exchange medium flows are switched to the first path or the second path. A control device for a hybrid air conditioner having switching means and a cooling water path for circulating cooling water through the water-cooled heat exchanger,
When the temperature information from the temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water exceeds at least the upper limit temperature or the upper limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the temperature information is the lower limit temperature or A control device for a hybrid air conditioner comprising at least a cooling mode for controlling the switching means so that a path through which the heat exchange medium flows is switched to a second path when a lower limit temperature range is exceeded.
前記冷却水の温度を検知する温度検知手段からの温度情報が少なくとも下限温度または下限温度範囲を超える場合には前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換え、前記温度情報が上限温度または上限温度範囲を超える場合には前記熱交換媒体が流れる経路を第2の経路へ切換るように前記切換手段を制御する加熱モードを少なくとも備えたハイブリッド空調装置の制御装置。An air-cooled heat exchanger for exchanging heat using a gas with respect to the heat exchange medium that circulates in the flow path that circulates the heat exchange medium with the air conditioner is provided. The second path provided with a water-cooled heat exchanger for exchanging heat with the cooling water for the circulating heat exchange medium and the path through which the heat exchange medium flows are switched to the first path or the second path. A control device for a hybrid air conditioner having switching means and a cooling water path for circulating cooling water through the water-cooled heat exchanger,
When the temperature information from the temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water exceeds at least the lower limit temperature or the lower limit temperature range, the path through which the heat exchange medium flows is switched to the first path, and the temperature information is the upper limit temperature or A control device for a hybrid air conditioner comprising at least a heating mode for controlling the switching means so that the path through which the heat exchange medium flows is switched to a second path when an upper limit temperature range is exceeded.
前記冷却水経路の冷却水の圧力を検知する水圧検知手段からの検知情報が所定圧に満たない場合に、前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように前記切換手段を制御するハイブリッド空調装置の制御装置。In the control apparatus of the hybrid air conditioner according to claim 1 or 2,
When the detection information from the water pressure detecting means for detecting the pressure of the cooling water in the cooling water path is less than a predetermined pressure, the switching means is controlled to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path. Control device for hybrid air conditioner.
前記冷却水経路の冷却水の流量を検知する流量検知手段からの検知情報が所定流量に満たない場合、前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように前記切換手段を制御するハイブリッド空調装置の制御装置。In the control apparatus of the hybrid air conditioner according to claim 1 or 2,
A hybrid that controls the switching means to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path when detection information from the flow rate detection means for detecting the flow rate of the cooling water in the cooling water path is less than a predetermined flow rate. Control device for air conditioner.
前記水冷式熱交換機の表面温度を検知する温度検知手段からの検知情報が所定温度よりも高い場合、前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えるように前記切換手段を制御するハイブリッド空調装置の制御装置。In the control apparatus of the hybrid air conditioner according to claim 1 or 2,
Hybrid air conditioning for controlling the switching means to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path when the detection information from the temperature detection means for detecting the surface temperature of the water-cooled heat exchanger is higher than a predetermined temperature. Control device for the device.
前記切換手段を制御して前記熱交換媒体が流れる経路を第1の経路へ切換えた後、前記冷却水経路を開閉する開閉手段を間接的に開閉制御するハイブリッド空調装置の制御装置。In the control apparatus of the hybrid air conditioner in any one of Claims 1 thru | or 5,
A control device for a hybrid air conditioner that indirectly opens and closes an opening and closing means for opening and closing the cooling water path after controlling the switching means to switch the path through which the heat exchange medium flows to the first path.
Priority Applications (1)
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JP2004249345A JP2006046880A (en) | 2004-08-01 | 2004-08-01 | Control device for hybrid air conditioner |
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JP2004249345A JP2006046880A (en) | 2004-08-01 | 2004-08-01 | Control device for hybrid air conditioner |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102445017A (en) * | 2011-09-16 | 2012-05-09 | 西安君生实业有限公司 | Host machine of air cooling and water cooling type cold-hot water air conditioner |
CN102650465A (en) * | 2012-05-10 | 2012-08-29 | 南京佳力图空调机电有限公司 | Refrigerating system of air conditioner |
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2004
- 2004-08-01 JP JP2004249345A patent/JP2006046880A/en active Pending
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