JP2013160446A - 外気処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現する。
【解決手段】外気処理システム(1)は、複数台の外気処理ユニット(20a〜20d)が接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニット(20a〜20d)の中の親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサ(9a〜9d)の検出データとして、親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行う。
【選択図】図4

Description

本発明は、外気処理システム、特に、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに関する。
従来より、特許文献1(特開2007−93125号公報)に示すような外気処理ユニットがある。この外気処理ユニットは、室外空気を利用して居室内における室内空気の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行うことが可能である。
上記従来の外気処理ユニットでは、大容量化を目的として、小容量の外気処理ユニットを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成することが考えられる。
しかし、単に複数台の外気処理ユニットを接続しただけでは、すべての外気処理ユニットを一体のものとして運転動作させることができず、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。
本発明の課題は、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することにある。
第1の観点にかかる外気処理システムは、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットの中の親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサの検出データとして、親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行う。
複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいては、すべての外気処理ユニットを一体のものとして運転動作させるために、複数台の外気処理ユニットの中の親機と親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機とを同期して運転させることが考えられる。これにより、親機が除湿運転を行っている場合には、子機も除湿運転を行い、また、親機が加湿運転を行っている場合には、子機も加湿運転を行うことになる。
このとき、複数台の外気処理ユニットには、それぞれ、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサが設けられており、本発明にかかる運転制御を行わなければ、各外気処理ユニットは、自らが有するセンサの検出データを使用して除湿運転や加湿運転を行うことになる。
しかし、センサには個体差があるため、親機と子機とを同期して運転させたとしても、例えば、ある外気処理ユニットでは、処理空気の湿度が目標湿度に達してサーモオフ状態になり、他の外気処理ユニットでは、室内空気の湿度が目標湿度に達しておらずサーモオン状態になる場合がある。このような運転状態になると、外気処理システム全体としては、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。また、外気処理システムには、室内空気の湿度と目標湿度よりも高い場合には除湿運転に切り換え、室内空気の湿度が目標湿度よりも低い場合には加湿運転に切り換える自動除加湿運転を行うものがあるが、この場合には、ある外気処理ユニットでは、除湿運転を行い、他の外気処理ユニットでは、加湿運転を行う場合がある。このような運転状態になると、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われてしまうおそれがある。
そこで、この外気処理システムでは、親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサの検出データとして、親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行うようにしている。ここで、「子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行う」とは、まず、親機が子機も含めた運転の内容を決定し、そして、親機が、この運転の内容を親機の運転に関する情報として子機に指令し、子機が、親機指定センサ検出データを使用して親機から指令された運転を行うことを意味する。
これにより、この外気処理システムでは、除湿運転時や加湿運転時に、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時に、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第2の観点にかかる外気処理システムは、第1の観点にかかる外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットが、リモートコントローラからのリモコン通信線を介して互いに接続されており、親機指定センサ検出データ及び親機の運転に関する情報は、リモコン通信線を介して、複数台の外気処理ユニット間で通信される。
この外気処理システムでは、リモコン通信線を複数台の外気処理ユニット間に接続するという簡単な設置作業によって、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第3の観点にかかる外気処理システムは、第1又は第2の観点にかかる外気処理システムにおいて、親機が、複数台の外気処理ユニットに対して割り当てられたユニット番号に基づいて設定される。
この外気処理システムでは、親機がユニット番号に基づいて自動的に設定されるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
第4の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第3の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、親機として設定されている外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットが新たな親機として設定される。
この外気処理システムでは、親機の故障による運転停止を避けることができる。
第5の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第4の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される。
この外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
第6の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第5の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、親機の運転を停止させる場合には、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して子機だけが運転を行う。
この外気処理システムでは、親機を停止させる場合であっても、子機だけの運転を継続することができる。
第7の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第6の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットを停止させる場合には、親機が、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される。
この外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の観点にかかる外気処理システムでは、除湿運転時や加湿運転時に、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時に、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第2の観点にかかる外気処理システムでは、リモコン通信線を複数台の外気処理ユニット間に接続するという簡単な設置作業によって、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第3の観点にかかる外気処理システムでは、親機がユニット番号に基づいて自動的に設定されるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
第4の観点にかかる外気処理システムでは、親機の故障による運転停止を避けることができる。
第5の観点にかかる外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
第6の観点にかかる外気処理システムでは、親機を停止させる場合であっても、子機だけの運転を継続することができる。
第7の観点にかかる外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
本発明の一実施形態にかかる外気処理システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの前面図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの上面図である。 外気処理ユニットの同期運転制御のフローチャートである。
以下、本発明にかかる外気処理システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる外気処理システムの具体的な構成は、下記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)外気処理システムの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる外気処理システム1の概略構成図である。尚、外気処理ユニット20a〜20bは、いずれも同じ機器構成を有しているが、図1においては、外気処理ユニット20aだけを詳細に図示し、外気処理ユニット20b〜20dの図示を簡略化している。
外気処理システム1は、室外空気(OA)を利用して建物の居室内における室内空気(RA)の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行う空調システムである。外気処理システム1は、主として、外気処理モジュール10と、OA用集合ダクト2と、RA用集合ダクト3と、EA用集合ダクト4と、SA用集合ダクト5とを有している。
外気処理モジュール10は、複数台(ここでは、4台)の外気処理ユニット20a〜20dが接続されることによって構成された外気処理ユニットの集合体であり、建物の機械室等に床置き設置されている。外気処理モジュール10は、居室等に設けられたリモートコントローラ6にリモコン通信線7を介して接続されている。そして、外気処理モジュール10は、下記のように、リモートコントローラ6からの指令に基づいて、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして、除湿運転や加湿運転の動作を行うようになっている。これにより、外気処理システム1は、小容量の外気処理ユニット20a〜20dを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成している。
OA用集合ダクト2は、室外空気(OA)を外気処理モジュール10に導入するためのダクトである。RA用集合ダクト3は、室内空気(RA)を外気処理モジュール10に導入するためのダクトである。EA用集合ダクト4は、外気処理モジュール10からの排出空気(EA)を室外に排出するためのダクトである。SA用集合ダクト5は、外気処理モジュール10からの供給空気(SA)を居室内に給気するためのダクトである。
(2)外気処理モジュール及び外気処理ユニット
次に、外気処理モジュール10、及び、外気処理モジュール10を構成する外気処理ユニット20a〜20dについて、図1〜図3を用いて説明する。ここで、図2は、外気処理モジュール10の前面図である。図3は、外気処理モジュール10の上面図である。
外気処理モジュール10は、主として、複数台(ここでは、4台)の外気処理ユニット20a〜20dと、外気処理ユニット20a〜20dを段積み設置するための段積み用架台50とを有している。
<外気処理ユニット>
外気処理ユニット20a〜20dは、天井吊り下げ型の外気処理ユニットである。外気処理ユニット20a〜20dは、それぞれ、表面に吸着材が設けられた複数の吸着熱交換器を用いて、空気中の水分の吸着及び脱離を行うことにより、除湿運転や加湿運転を行うことが可能なユニットである。また、外気処理ユニット20a〜20dは、室外空気(OA)を取り込んで供給空気(SA)として室内に供給すると同時に、室内空気(RA)を取り込んで排出空気(EA)として室外に排出することが可能なユニットである。尚、以下の外気処理ユニット20a〜20dの構成の説明では、外気処理ユニット20aの構成について詳細に説明し、外気処理ユニット20b〜20dの構成については、添字[a]を「b」〜「d」に読み替えることで説明を省略する。
−外気処理ユニットの構成−
外気処理ユニット20aは、上記の冷媒回路を構成する機器のすべてが格納されたユニットからなる、いわゆる熱源一体型の外気処理ユニットであり、水平方向に扁平な矩形箱状のユニットケーシング37aを有している。
外気処理ユニット20aの冷媒回路は、主として、冷媒を圧縮する圧縮機21aと、表面に吸着材が設けられた第1及び第2吸着熱交換器22a、23aと、膨張弁24aと、四路切換弁25aとが接続されることによって構成されている。膨張弁24aは、第1吸着熱交換器22aの一端と第2吸着熱交換器23aの一端との間に接続されている。四路切換弁25aは、第1吸着熱交換器22aの他端(すなわち、反膨張弁側端)、第2吸着熱交換器23aの他端(すなわち、反膨張弁側端)、圧縮機21aの吸入側及び圧縮機21aの吐出側に接続されている。
四路切換弁25aは、圧縮機21aから吐出された冷媒を第1吸着熱交換器22a、膨張弁24a、第2吸着熱交換器23aの順に循環させる第1切換状態と、圧縮機21aから吐出された冷媒を第2吸着熱交換器22a、膨張弁24a、第1吸着熱交換器22aの順に循環させる第2切換状態とに切り換え可能である。具体的には、四路切換弁25aは、圧縮機21aの吐出側に接続される第1ポート26aと、圧縮機21aの吸入側に接続される第2ポート27aと、第1吸着熱交換器22aの他端に接続される第3ポート28aと、第2吸着熱交換器23aの他端に接続される第4ポート29aとを有している。そして、第1切換状態とは、第1ポート26aと第3ポート28aが連通しかつ第2ポート27aと第4ポート28aとが連通する状態(図1の四路切換弁25aにおける実線を参照)を意味している。また、第2切換状態とは、第1ポート26aと第4ポート29aが連通しかつ第2ポート27aと第3ポート28aとが連通する状態(図1の四路切換弁25aにおける破線を参照)を意味している。
第1吸着熱交換器22a及び第2吸着熱交換器23aは、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されており、多数のフィン及び伝熱管の外表面に、吸着材がディップ成形(浸漬成形)によって担持されている。この吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料などが挙げられる。
以上のような外気処理ユニット20aの冷媒回路において、四路切換弁25aが第1切換状態に切り換わると、第1吸着熱交換器22aが凝縮器として機能し、第2吸着熱交換器23aが蒸発器として機能する。一方、四路切換弁25aが第2切換状態に切り換わると、第1吸着熱交換器22aが蒸発器として機能し、第2吸着熱交換器23aが凝縮器として機能する。
また、外気処理ユニット20aは、室外空気(OA)をユニット内に吸入するための第1吸気口32aと、室内空気(RA)をユニット内に吸入するための第2吸気口33aと、ユニット内から室外に排出空気(EA)を排出するための排気口34aと、ユニット内から居室内に吹き出される供給空気(SA)を供給するための給気口35aとを有している。第1吸気口32aは、OA用分岐ダクト2aを介してOA用集合ダクト2に接続されている。第2吸気口33aは、RA用分岐ダクト3aを介してRA用集合ダクト3に接続されている。排気口34aは、EA用分岐ダクト4aを介してEA用集合ダクト4に接続されている。給気口35aは、SA用分岐ダクト5aを介してSA用集合ダクト5に接続されている。また、外気処理ユニット20aは、排気口34aに連通するようにユニット内に配置された排気ファン30aと、給気口35aに連通するようにユニット内に配置された給気ファン31aと、ユニット内の空気流路を切り換えるためのダンパ等からなる切換機構(図示せず)とを有している。
さらに、外気処理ユニット20aは、圧縮機21a、膨張弁24a、四路切換弁25a、ファン30a、31a、及び、切換機構(図示せず)等の各部の動作を制御するユニット制御部36aを有している。そして、ユニット制御部36aは、マイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモートコントローラ6や他の外気処理ユニット20b〜20dのユニット制御部36b〜36dとの間で通信可能になっている。ユニット制御部36aを構成するためのマイクロコンピュータやメモリ等が実装された基板は、電装品箱44aに収容されている。電装品箱44aは、ユニットケーシング37aに設けられている。
−外気処理ユニットの基本動作−
外気処理ユニット20a〜20dは、それぞれ、以下のような除湿運転や加湿運転を行うことができるようになっている。ここでは、例として、外気処理ユニット20aを挙げて説明し、外気処理ユニット20b〜20dの基本動作については、添字[a]を「b」〜「d」に読み替えることで説明を省略する。
除湿運転時の第1動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第2切換状態(図1の四路切換弁25aの破線、及び、図1中の破線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを蒸発器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを凝縮器として機能させる。また、第2動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第1切換状態(図1の四路切換弁25aの実線、及び、図1中の実線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを凝縮器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを蒸発器として機能させる。
そして、排気ファン30a及び給気ファン31aが起動すると、第1空気としての室外空気(OA)が第1吸気口32aからユニットケーシング37a内に取り込まれ、第2空気としての室内空気(RA)が第2吸気口33aからユニットケーシング37a内に取り込まれる。
次に、除湿運転の第1動作について説明する。尚、除湿運転の第1動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器22a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器22aで減湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内に供給される。一方、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第2吸着熱交換器23aの吸着材が再生される。このようにして、第2吸着熱交換器23aの吸着材の再生に利用された空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
次に、除湿運転の第2動作について説明する。尚、除湿運転の第2動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器23a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器23aで減湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内に供給される。一方、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第1吸着熱交換器22aの吸着材が再生される。このようにして、第1吸着熱交換器22aの吸着材の再生に利用された空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
加湿運転の第1動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第1切換状態(図1の四路切換弁25aの実線、及び、図1中の実線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを凝縮器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを蒸発器として機能させる。また、第2動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第2切換状態(図1の四路切換弁25aの破線、及び、図1中の破線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを蒸発器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを凝縮器として機能させる。
そして、排気ファン30a及び給気ファン30bが起動すると、第1空気としての室外空気(OA)が第1吸気口32aからユニットケーシング37a内に取り込まれ、第2空気としての室内空気(RA)が第2吸気口33aからユニットケーシング37a内に取り込まれる。
次に、加湿運転の第1動作について説明する。尚、加湿運転の第1動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器22aで加湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内へ供給される。一方、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器23a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器23aの吸着材に水分を付与した空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
次に、加湿運転時の第2動作について説明する。尚、加湿運転の第2動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器23aで加湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内へ供給される。一方、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器22a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器22aの吸着材に水分を付与した空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
(3)外気処理システムの制御構成及び運転動作
次に、上記のように構成された外気処理モジュール10を有する外気処理システム1の運転動作について、図1及び図4を用いて説明する。ここで、図4は、外気処理ユニット20a〜20dの同期運転制御のフローチャートである。
−外気処理システムの制御構成−
外気処理システム1には、外気処理ユニット20a〜20dにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作等を行うために、複数(ここでは、4つ)のユニット制御部36a〜36dとリモートコントローラ6とが、リモコン通信線7(ユニット制御部間を接続する渡り配線も含む)を介して接続された制御構成が設けられている。また、外気処理ユニット20a〜20dには、制御指標となる処理空気の状態量である室内空気(RA)の温度及び湿度を検出するRA温度・湿度センサ9a〜9dが設けられている。
−外気処理ユニットへのユニット番号の自動割り当て処理−
外気処理システム1では、リモートコントローラ6が、外気処理ユニット20a〜20dのそれぞれに対して互いを区別するユニット番号を自動的に割り当てる自動割り当て処理を行う。具体的には、リモートコントローラ6がユニット制御部36a〜36dと順次通信を行い、リモートコントローラ6が認識した順に、ユニット制御部36a〜36dに対して自動的にユニット番号Nuが割り当てられる。尚、ここでは、「0」〜「3」のユニット番号Nuが、ユニット制御部36a〜36dに対して割り当てられるものとする。但し、ユニット番号Nuの具体的な値は、上記のものに限定されるものではない。
−外気処理ユニットの同期運転制御−
外気処理システム1では、リモートコントローラ6からの指令によって、外気処理ユニット20a〜20dにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作が行われる。
ここで、すべての外気処理ユニット20a〜20dを一体のものとして運転動作させるために、外気処理ユニット20a〜20dの中の親機と親機以外の外気処理ユニット20a〜20dの中の子機とを同期して運転させることが考えられる。これにより、親機が除湿運転を行っている場合には、子機も除湿運転を行い、また、親機が加湿運転を行っている場合には、子機も加湿運転を行うことになる。
このとき、外気処理ユニット20a〜20dには、それぞれ、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサとして、RA温度・湿度センサ9a〜9dが設けられており、本発明にかかる運転制御を行わなければ、各外気処理ユニット20a〜20dは、自らが有するRA温度・湿度センサ9a〜9dの検出データを使用して除湿運転や加湿運転を行う。すなわち、各外気処理ユニット20a〜20dは、RA温度・湿度センサ9a〜9dによって検出される室内空気(RA)の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行うことになる。
しかし、センサには個体差があるため、親機と子機とを同期して運転させたとしても、例えば、ある外気処理ユニットでは、処理空気の湿度が目標湿度に達してサーモオフ状態になり、他の外気処理ユニットでは、室内空気の湿度が目標湿度に達しておらずサーモオン状態になる場合がある。このような運転状態になると、外気処理システム1全体としては、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。また、外気処理システム1では、室内空気の湿度と目標湿度よりも高い場合には除湿運転に切り換え、室内空気の湿度が目標湿度よりも低い場合には加湿運転に切り換える自動除加湿運転を行うようにすることもあるが、この場合には、ある外気処理ユニットでは、除湿運転を行い、他の外気処理ユニットでは、加湿運転を行う場合がある。このような運転状態になると、外気処理ユニット20a〜20d間で矛盾した運転が行われてしまうおそれがある。
そこで、ここでは、以下のような外気処理ユニット20a〜20dの同期運転制御を行うようにしている。
まず、ステップS1において、外気処理ユニット20a〜20dの中で親機となる外気処理ユニットを設定する。ここでは、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号Nuに基づいて、親機が自動的に設定される。具体的には、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号「0」〜「3」のうち、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aが親機として自動的に設定される。そして、親機として設定された外気処理ユニット20a以外の外気処理ユニット20b〜20dは、子機として自動的に設定される。尚、ユニット番号Nuに基づいて親機を設定する処理は、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aを親機として設定することに限定されるものではなく、例えば、最もユニット番号が大きい外気処理ユニット20dを親機として設定するものであってもよい。この親機の設定は、リモートコントローラ6から割り当てられたユニット番号Nuに基づいて自動的に行われるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
次に、ステップS2において、親機としての外気処理ユニット20aが、除湿運転や加湿運転、自動除加湿運転において制御指標となる室内空気(RA)の温度及び湿度を検出するRA温度・湿度センサ9a〜9dの中から、すべての外気処理ユニット20a〜20dに共通に使用される室内空気(RA)の温度及び湿度の検出データ(すなわち、親機指定センサ検出データ)を検出するRA温度・湿度センサ(すなわち、親機指定センサ)を指定する。ここでは、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号Nuに基づいて、親機指定センサが設定される。具体的には、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号「0」〜「3」のうち、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aに設けられたRA温度・湿度センサ9aが親機指定センサとして指定される。このため、RA温度・湿度センサ9aによって検出される室内空気(RA)の温度及び湿度の検出データが、親機指定センサ検出データとしてすべての外気処理ユニット20a〜20dに共通に使用されることになる。尚、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサを指定する処理は、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aに設けられたRA温度・湿度センサ9aが親機指定センサとして設定することに限定されるものではなく、例えば、最もユニット番号が大きい外気処理ユニット20dに設けられたRA温度・湿度センサ9dが親機指定センサとして設定するものであってもよい。また、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサを指定するのではなく、親機となる外気処理ユニットに設けられたRA温度・湿度センサを親機指定センサに指定するものであってもよい。
次に、ステップS3において、親機としての外気処理ユニット20aが、リモートコントローラ6からの指令を受けて、子機としての外気処理ユニット20b〜20dも含めた運転動作の内容を決定する。例えば、リモートコントローラ6から除湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を除湿運転と決定し、また、リモートコントローラ6から加湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を加湿運転と決定し、リモートコントローラ6から自動除加湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を自動除加湿運転と決定する。そして、親機としての外気処理ユニット20aは、親機指定センサ検出データ(ここでは、RA温度・湿度センサ9aの検出データ)を使用して、リモートコントローラ6からの指令に基づいて決定された運転(ここでは、除湿運転、加湿運転及び自動除加湿運転の中のいずれか)を行う。
次に、ステップS4において、親機としての外気処理ユニット20aが、自らが決定した運転動作の内容を、親機の運転に関する情報として、子機としての外気処理ユニット20b〜20dに指令する。また、このとき、親機指定センサ検出データも、親機としての外気処理ユニット20aから、子機としての外気処理ユニット20b〜20dに送信されることになる。尚、親機指定センサ検出データ及び親機としての外気処理ユニット20aの運転に関する情報は、リモコン通信線7を介して、外気処理ユニット20a〜20d間で通信される。
次に、ステップS5において、子機としての外気処理ユニット20b〜20dが、ステップS4における親機としての外気処理ユニット20aからの指令により、親機指定センサ検出データ(ここでは、RA温度・湿度センサ9aの検出データ)を使用して、親機としての外気処理ユニット20aと同期した運転(すなわち、親機としての外気処理ユニット20aから指令された運転)を行う。
これにより、外気処理システム1では、除湿運転時や加湿運転時において、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時においては、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システム1を実現することができる。
しかも、外気処理ユニット20b〜20dに設けられているRA温度・湿度センサ9b〜9dが故障した場合であっても、すべての外気処理ユニット20a〜20dの運転動作において、外気処理ユニット20aに設けられているRA温度・湿度センサ9aの検出データが使用されているため、継続して運転することができる。
また、親機としての外気処理ユニット20aと子機としての外気処理ユニット20b〜20dとの間の通信は、リモコン通信線7を介して行われるため、リモコン通信線7を外気処理ユニット20a〜20d間に接続するという簡単な設置作業によって、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システム1を実現することができる。
次に、ステップS6において、親機として設定されている外気処理ユニットが故障した場合には、ステップS1の処理に移行して、子機として設定されている他の外気処理ユニットの中から新たな親機を設定する。尚、ステップS1では、ユニット番号Nuに基づいて親機が自動的に設定されるようになっているため、運転中の外気処理ユニットの中でユニット番号が小さい外気処理ユニットが親機として設定されることになる。
これにより、外気処理システム1では、親機の故障による運転停止を避けることができる。
次に、ステップS7において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットが故障した場合には、ステップS2の処理に移行して、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データを新たな親機指定センサ検出データとして指定する。尚、ステップS2では、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサが設定されるようになっているため、運転中の外気処理ユニットの中でユニット番号が小さい外気処理ユニットに設けられているRA温度・湿度センサが親機指定センサとして設定されることになる。
これにより、外気処理システム1では、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
また、外気処理システム1においては、居室内に設けられたCO2センサや集中管理機器(図示せず)等からの指令によって、外気処理ユニット20a〜20dの運転台数を制限した運転(台数制限運転)が行われる場合がある。
このとき、単に子機が親機と同じ運転を行う同期運転を行っている場合には、親機の運転を停止させる指令がなされると、親機の運転の停止とともに子機が停止することになり、子機だけの運転を継続することができない。
しかし、外気処理システム1の同期運転制御では、ステップS3〜S5に示すように、親機が子機も含めた運転動作の内容を決定し、そして、親機が、この運転の内容を親機の運転に関する情報として子機に指令し、子機が、親機指定センサ検出データを使用して親機から指令された運転を行うようにしている。
このため、親機の運転が停止されたとしても、親機からの指令によって、親機指定センサ検出データを使用して子機だけが運転を行うことができる。これにより、外気処理システム1では、親機を停止させる場合であっても、子機だけの運転を継続することができる。
また、外気処理システム1の同期運転制御では、台数制限運転において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットを停止させる場合であっても、ステップS2において、親機が、運転可能な他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データを新たな親機指定センサ検出データとして指定することができる。これにより、外気処理システム1では、親機指定センサが設けられた外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
本発明は、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに対して、広く適用可能である。
1 外気処理システム
6 リモートコントローラ
7 リモコン通信線
9a〜9d RA温度・湿度センサ(センサ)
20a〜20d 外気処理ユニット
Nu ユニット番号
特開2007−93125号公報
本発明は、外気処理システム、特に、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに関する。
従来より、特許文献1(特開2007−93125号公報)に示すような外気処理ユニットがある。この外気処理ユニットは、室外空気を利用して居室内における室内空気の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行うことが可能である。
上記従来の外気処理ユニットでは、大容量化を目的として、小容量の外気処理ユニットを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成することが考えられる。
しかし、単に複数台の外気処理ユニットを接続しただけでは、すべての外気処理ユニットを一体のものとして運転動作させることができず、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。
本発明の課題は、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することにある。
第1の観点にかかる外気処理システムは、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットの中の親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサの検出データとして、親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行う。
複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムにおいては、すべての外気処理ユニットを一体のものとして運転動作させるために、複数台の外気処理ユニットの中の親機と親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機とを同期して運転させることが考えられる。これにより、親機が除湿運転を行っている場合には、子機も除湿運転を行い、また、親機が加湿運転を行っている場合には、子機も加湿運転を行うことになる。
このとき、複数台の外気処理ユニットには、それぞれ、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサが設けられており、本発明にかかる運転制御を行わなければ、各外気処理ユニットは、自らが有するセンサの検出データを使用して除湿運転や加湿運転を行うことになる。
しかし、センサには個体差があるため、親機と子機とを同期して運転させたとしても、例えば、ある外気処理ユニットでは、処理空気の湿度が目標湿度に達してサーモオフ状態になり、他の外気処理ユニットでは、室内空気の湿度が目標湿度に達しておらずサーモオン状態になる場合がある。このような運転状態になると、外気処理システム全体としては、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。また、外気処理システムには、室内空気の湿度と目標湿度よりも高い場合には除湿運転に切り換え、室内空気の湿度が目標湿度よりも低い場合には加湿運転に切り換える自動除加湿運転を行うものがあるが、この場合には、ある外気処理ユニットでは、除湿運転を行い、他の外気処理ユニットでは、加湿運転を行う場合がある。このような運転状態になると、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われてしまうおそれがある。
そこで、この外気処理システムでは、親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサの検出データとして、親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、親機以外の複数台の外気処理ユニットの中の子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行うようにしている。ここで、「子機が、親機からの指令により、親機指定センサ検出データを使用して親機と同期した運転を行う」とは、まず、親機が子機も含めた運転の内容を決定し、そして、親機が、この運転の内容を親機の運転に関する情報として子機に指令し、子機が、親機指定センサ検出データを使用して親機から指令された運転を行うことを意味する。
これにより、この外気処理システムでは、除湿運転時や加湿運転時に、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時に、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
しかも、この外気処理システムでは、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において親機の運転を停止させる場合には、運転が停止される親機からの指令により、新たな親機を設定することなく、親機指定センサ検出データを使用して子機だけが運転を行う。
この外気処理システムでは、台数制限運転によって親機を停止させる場合に子機だけの運転を継続することができる。
第2の観点にかかる外気処理システムは、第1の観点にかかる外気処理システムにおいて、複数台の外気処理ユニットが、リモートコントローラからのリモコン通信線を介して互いに接続されており、親機指定センサ検出データ及び親機の運転に関する情報は、リモコン通信線を介して、複数台の外気処理ユニット間で通信される。
この外気処理システムでは、リモコン通信線を複数台の外気処理ユニット間に接続するという簡単な設置作業によって、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第3の観点にかかる外気処理システムは、第1又は第2の観点にかかる外気処理システムにおいて、親機が、複数台の外気処理ユニットに対して割り当てられたユニット番号に基づいて設定される。
この外気処理システムでは、親機がユニット番号に基づいて自動的に設定されるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
第4の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第3の観点にかかる外気処理システムにおいて、親機として設定されている外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットが新たな親機として設定される。
この外気処理システムでは、親機の故障による運転停止を避けることができる。
第5の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第4の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される。
この外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
第6の観点にかかる外気処理システムは、第1〜第5の観点のいずれかにかかる外気処理システムにおいて、外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットを停止させる場合には、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される。
この外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の観点にかかる外気処理システムでは、除湿運転時や加湿運転時に、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時に、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。しかも、台数制限運転によって親機を停止させる場合に子機だけの運転を継続することができる。
第2の観点にかかる外気処理システムでは、リモコン通信線を複数台の外気処理ユニット間に接続するという簡単な設置作業によって、複数台の外気処理ユニットがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システムを実現することができる。
第3の観点にかかる外気処理システムでは、親機がユニット番号に基づいて自動的に設定されるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
第4の観点にかかる外気処理システムでは、親機の故障による運転停止を避けることができる。
第5の観点にかかる外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
第6の観点にかかる外気処理システムでは、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
本発明の一実施形態にかかる外気処理システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの前面図である。 本発明の一実施形態にかかる外気処理システムを構成する外気処理モジュールの上面図である。 外気処理ユニットの同期運転制御のフローチャートである。
以下、本発明にかかる外気処理システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる外気処理システムの具体的な構成は、下記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)外気処理システムの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる外気処理システム1の概略構成図である。尚、外気処理ユニット20a〜20bは、いずれも同じ機器構成を有しているが、図1においては、外気処理ユニット20aだけを詳細に図示し、外気処理ユニット20b〜20dの図示を簡略化している。
外気処理システム1は、室外空気(OA)を利用して建物の居室内における室内空気(RA)の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行う空調システムである。外気処理システム1は、主として、外気処理モジュール10と、OA用集合ダクト2と、RA用集合ダクト3と、EA用集合ダクト4と、SA用集合ダクト5とを有している。
外気処理モジュール10は、複数台(ここでは、4台)の外気処理ユニット20a〜20dが接続されることによって構成された外気処理ユニットの集合体であり、建物の機械室等に床置き設置されている。外気処理モジュール10は、居室等に設けられたリモートコントローラ6にリモコン通信線7を介して接続されている。そして、外気処理モジュール10は、下記のように、リモートコントローラ6からの指令に基づいて、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして、除湿運転や加湿運転の動作を行うようになっている。これにより、外気処理システム1は、小容量の外気処理ユニット20a〜20dを複数台接続することによって大容量の外気処理システムを構成している。
OA用集合ダクト2は、室外空気(OA)を外気処理モジュール10に導入するためのダクトである。RA用集合ダクト3は、室内空気(RA)を外気処理モジュール10に導入するためのダクトである。EA用集合ダクト4は、外気処理モジュール10からの排出空気(EA)を室外に排出するためのダクトである。SA用集合ダクト5は、外気処理モジュール10からの供給空気(SA)を居室内に給気するためのダクトである。
(2)外気処理モジュール及び外気処理ユニット
次に、外気処理モジュール10、及び、外気処理モジュール10を構成する外気処理ユニット20a〜20dについて、図1〜図3を用いて説明する。ここで、図2は、外気処理モジュール10の前面図である。図3は、外気処理モジュール10の上面図である。
外気処理モジュール10は、主として、複数台(ここでは、4台)の外気処理ユニット20a〜20dと、外気処理ユニット20a〜20dを段積み設置するための段積み用架台50とを有している。
<外気処理ユニット>
外気処理ユニット20a〜20dは、天井吊り下げ型の外気処理ユニットである。外気処理ユニット20a〜20dは、それぞれ、表面に吸着材が設けられた複数の吸着熱交換器を用いて、空気中の水分の吸着及び脱離を行うことにより、除湿運転や加湿運転を行うことが可能なユニットである。また、外気処理ユニット20a〜20dは、室外空気(OA)を取り込んで供給空気(SA)として室内に供給すると同時に、室内空気(RA)を取り込んで排出空気(EA)として室外に排出することが可能なユニットである。尚、以下の外気処理ユニット20a〜20dの構成の説明では、外気処理ユニット20aの構成について詳細に説明し、外気処理ユニット20b〜20dの構成については、添字[a]を「b」〜「d」に読み替えることで説明を省略する。
−外気処理ユニットの構成−
外気処理ユニット20aは、上記の冷媒回路を構成する機器のすべてが格納されたユニットからなる、いわゆる熱源一体型の外気処理ユニットであり、水平方向に扁平な矩形箱状のユニットケーシング37aを有している。
外気処理ユニット20aの冷媒回路は、主として、冷媒を圧縮する圧縮機21aと、表面に吸着材が設けられた第1及び第2吸着熱交換器22a、23aと、膨張弁24aと、四路切換弁25aとが接続されることによって構成されている。膨張弁24aは、第1吸着熱交換器22aの一端と第2吸着熱交換器23aの一端との間に接続されている。四路切換弁25aは、第1吸着熱交換器22aの他端(すなわち、反膨張弁側端)、第2吸着熱交換器23aの他端(すなわち、反膨張弁側端)、圧縮機21aの吸入側及び圧縮機21aの吐出側に接続されている。
四路切換弁25aは、圧縮機21aから吐出された冷媒を第1吸着熱交換器22a、膨張弁24a、第2吸着熱交換器23aの順に循環させる第1切換状態と、圧縮機21aから吐出された冷媒を第2吸着熱交換器22a、膨張弁24a、第1吸着熱交換器22aの順に循環させる第2切換状態とに切り換え可能である。具体的には、四路切換弁25aは、圧縮機21aの吐出側に接続される第1ポート26aと、圧縮機21aの吸入側に接続される第2ポート27aと、第1吸着熱交換器22aの他端に接続される第3ポート28aと、第2吸着熱交換器23aの他端に接続される第4ポート29aとを有している。そして、第1切換状態とは、第1ポート26aと第3ポート28aが連通しかつ第2ポート27aと第4ポート28aとが連通する状態(図1の四路切換弁25aにおける実線を参照)を意味している。また、第2切換状態とは、第1ポート26aと第4ポート29aが連通しかつ第2ポート27aと第3ポート28aとが連通する状態(図1の四路切換弁25aにおける破線を参照)を意味している。
第1吸着熱交換器22a及び第2吸着熱交換器23aは、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されており、多数のフィン及び伝熱管の外表面に、吸着材がディップ成形(浸漬成形)によって担持されている。この吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料などが挙げられる。
以上のような外気処理ユニット20aの冷媒回路において、四路切換弁25aが第1切換状態に切り換わると、第1吸着熱交換器22aが凝縮器として機能し、第2吸着熱交換器23aが蒸発器として機能する。一方、四路切換弁25aが第2切換状態に切り換わると、第1吸着熱交換器22aが蒸発器として機能し、第2吸着熱交換器23aが凝縮器として機能する。
また、外気処理ユニット20aは、室外空気(OA)をユニット内に吸入するための第1吸気口32aと、室内空気(RA)をユニット内に吸入するための第2吸気口33aと、ユニット内から室外に排出空気(EA)を排出するための排気口34aと、ユニット内から居室内に吹き出される供給空気(SA)を供給するための給気口35aとを有している。第1吸気口32aは、OA用分岐ダクト2aを介してOA用集合ダクト2に接続されている。第2吸気口33aは、RA用分岐ダクト3aを介してRA用集合ダクト3に接続されている。排気口34aは、EA用分岐ダクト4aを介してEA用集合ダクト4に接続されている。給気口35aは、SA用分岐ダクト5aを介してSA用集合ダクト5に接続されている。また、外気処理ユニット20aは、排気口34aに連通するようにユニット内に配置された排気ファン30aと、給気口35aに連通するようにユニット内に配置された給気ファン31aと、ユニット内の空気流路を切り換えるためのダンパ等からなる切換機構(図示せず)とを有している。
さらに、外気処理ユニット20aは、圧縮機21a、膨張弁24a、四路切換弁25a、ファン30a、31a、及び、切換機構(図示せず)等の各部の動作を制御するユニット制御部36aを有している。そして、ユニット制御部36aは、マイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモートコントローラ6や他の外気処理ユニット20b〜20dのユニット制御部36b〜36dとの間で通信可能になっている。ユニット制御部36aを構成するためのマイクロコンピュータやメモリ等が実装された基板は、電装品箱44aに収容されている。電装品箱44aは、ユニットケーシング37aに設けられている。
−外気処理ユニットの基本動作−
外気処理ユニット20a〜20dは、それぞれ、以下のような除湿運転や加湿運転を行うことができるようになっている。ここでは、例として、外気処理ユニット20aを挙げて説明し、外気処理ユニット20b〜20dの基本動作については、添字[a]を「b」〜「d」に読み替えることで説明を省略する。
除湿運転時の第1動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第2切換状態(図1の四路切換弁25aの破線、及び、図1中の破線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを蒸発器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを凝縮器として機能させる。また、第2動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第1切換状態(図1の四路切換弁25aの実線、及び、図1中の実線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを凝縮器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを蒸発器として機能させる。
そして、排気ファン30a及び給気ファン31aが起動すると、第1空気としての室外空気(OA)が第1吸気口32aからユニットケーシング37a内に取り込まれ、第2空気としての室内空気(RA)が第2吸気口33aからユニットケーシング37a内に取り込まれる。
次に、除湿運転の第1動作について説明する。尚、除湿運転の第1動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器22a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器22aで減湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内に供給される。一方、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第2吸着熱交換器23aの吸着材が再生される。このようにして、第2吸着熱交換器23aの吸着材の再生に利用された空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
次に、除湿運転の第2動作について説明する。尚、除湿運転の第2動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器23a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器23aで減湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内に供給される。一方、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与されるとともに第1吸着熱交換器22aの吸着材が再生される。このようにして、第1吸着熱交換器22aの吸着材の再生に利用された空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
加湿運転の第1動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第1切換状態(図1の四路切換弁25aの実線、及び、図1中の実線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを凝縮器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを蒸発器として機能させる。また、第2動作においては、冷媒回路を、四路切換弁25aを第2切換状態(図1の四路切換弁25aの破線、及び、図1中の破線で示された矢印を参照)とし、第1吸着熱交換器22aを蒸発器として機能させる一方、第2吸着熱交換器23aを凝縮器として機能させる。
そして、排気ファン30a及び給気ファン30bが起動すると、第1空気としての室外空気(OA)が第1吸気口32aからユニットケーシング37a内に取り込まれ、第2空気としての室内空気(RA)が第2吸気口33aからユニットケーシング37a内に取り込まれる。
次に、加湿運転の第1動作について説明する。尚、加湿運転の第1動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器22aで加湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内へ供給される。一方、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器23a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器23aの吸着材に水分を付与した空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
次に、加湿運転時の第2動作について説明する。尚、加湿運転の第2動作では、ダンパ等からなる切換機構(図示せず)の操作によって、室外空気(OA)が、第2吸着熱交換器23aを通過する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器23aの吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器23aで加湿された空気は、給気口35aから供給空気(SA)として居室内へ供給される。一方、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器22aを通過する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器22aの吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器22a内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器22aの吸着材に水分を付与した空気は、排気口34aから排出空気(EA)として室外へ排出される。
(3)外気処理システムの制御構成及び運転動作
次に、上記のように構成された外気処理モジュール10を有する外気処理システム1の運転動作について、図1及び図4を用いて説明する。ここで、図4は、外気処理ユニット20a〜20dの同期運転制御のフローチャートである。
−外気処理システムの制御構成−
外気処理システム1には、外気処理ユニット20a〜20dにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作等を行うために、複数(ここでは、4つ)のユニット制御部36a〜36dとリモートコントローラ6とが、リモコン通信線7(ユニット制御部間を接続する渡り配線も含む)を介して接続された制御構成が設けられている。また、外気処理ユニット20a〜20dには、制御指標となる処理空気の状態量である室内空気(RA)の温度及び湿度を検出するRA温度・湿度センサ9a〜9dが設けられている。
−外気処理ユニットへのユニット番号の自動割り当て処理−
外気処理システム1では、リモートコントローラ6が、外気処理ユニット20a〜20dのそれぞれに対して互いを区別するユニット番号を自動的に割り当てる自動割り当て処理を行う。具体的には、リモートコントローラ6がユニット制御部36a〜36dと順次通信を行い、リモートコントローラ6が認識した順に、ユニット制御部36a〜36dに対して自動的にユニット番号Nuが割り当てられる。尚、ここでは、「0」〜「3」のユニット番号Nuが、ユニット制御部36a〜36dに対して割り当てられるものとする。但し、ユニット番号Nuの具体的な値は、上記のものに限定されるものではない。
−外気処理ユニットの同期運転制御−
外気処理システム1では、リモートコントローラ6からの指令によって、外気処理ユニット20a〜20dにおいて、上記の除湿運転や加湿運転の基本動作が行われる。
ここで、すべての外気処理ユニット20a〜20dを一体のものとして運転動作させるために、外気処理ユニット20a〜20dの中の親機と親機以外の外気処理ユニット20a〜20dの中の子機とを同期して運転させることが考えられる。これにより、親機が除湿運転を行っている場合には、子機も除湿運転を行い、また、親機が加湿運転を行っている場合には、子機も加湿運転を行うことになる。
このとき、外気処理ユニット20a〜20dには、それぞれ、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサとして、RA温度・湿度センサ9a〜9dが設けられており、本発明にかかる運転制御を行わなければ、各外気処理ユニット20a〜20dは、自らが有するRA温度・湿度センサ9a〜9dの検出データを使用して除湿運転や加湿運転を行う。すなわち、各外気処理ユニット20a〜20dは、RA温度・湿度センサ9a〜9dによって検出される室内空気(RA)の湿度が目標湿度になるように除湿運転や加湿運転を行うことになる。
しかし、センサには個体差があるため、親機と子機とを同期して運転させたとしても、例えば、ある外気処理ユニットでは、処理空気の湿度が目標湿度に達してサーモオフ状態になり、他の外気処理ユニットでは、室内空気の湿度が目標湿度に達しておらずサーモオン状態になる場合がある。このような運転状態になると、外気処理システム1全体としては、除湿運転や加湿運転を安定して行うことができないおそれがある。また、外気処理システム1では、室内空気の湿度と目標湿度よりも高い場合には除湿運転に切り換え、室内空気の湿度が目標湿度よりも低い場合には加湿運転に切り換える自動除加湿運転を行うようにすることもあるが、この場合には、ある外気処理ユニットでは、除湿運転を行い、他の外気処理ユニットでは、加湿運転を行う場合がある。このような運転状態になると、外気処理ユニット20a〜20d間で矛盾した運転が行われてしまうおそれがある。
そこで、ここでは、以下のような外気処理ユニット20a〜20dの同期運転制御を行うようにしている。
まず、ステップS1において、外気処理ユニット20a〜20dの中で親機となる外気処理ユニットを設定する。ここでは、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号Nuに基づいて、親機が自動的に設定される。具体的には、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号「0」〜「3」のうち、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aが親機として自動的に設定される。そして、親機として設定された外気処理ユニット20a以外の外気処理ユニット20b〜20dは、子機として自動的に設定される。尚、ユニット番号Nuに基づいて親機を設定する処理は、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aを親機として設定することに限定されるものではなく、例えば、最もユニット番号が大きい外気処理ユニット20dを親機として設定するものであってもよい。この親機の設定は、リモートコントローラ6から割り当てられたユニット番号Nuに基づいて自動的に行われるため、親機を手動で設定する作業を省略することができる。
次に、ステップS2において、親機としての外気処理ユニット20aが、除湿運転や加湿運転、自動除加湿運転において制御指標となる室内空気(RA)の温度及び湿度を検出するRA温度・湿度センサ9a〜9dの中から、すべての外気処理ユニット20a〜20dに共通に使用される室内空気(RA)の温度及び湿度の検出データ(すなわち、親機指定センサ検出データ)を検出するRA温度・湿度センサ(すなわち、親機指定センサ)を指定する。ここでは、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号Nuに基づいて、親機指定センサが設定される。具体的には、外気処理ユニット20a〜20dに対して割り当てられたユニット番号「0」〜「3」のうち、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aに設けられたRA温度・湿度センサ9aが親機指定センサとして指定される。このため、RA温度・湿度センサ9aによって検出される室内空気(RA)の温度及び湿度の検出データが、親機指定センサ検出データとしてすべての外気処理ユニット20a〜20dに共通に使用されることになる。尚、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサを指定する処理は、最もユニット番号が小さい外気処理ユニット20aに設けられたRA温度・湿度センサ9aが親機指定センサとして設定することに限定されるものではなく、例えば、最もユニット番号が大きい外気処理ユニット20dに設けられたRA温度・湿度センサ9dが親機指定センサとして設定するものであってもよい。また、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサを指定するのではなく、親機となる外気処理ユニットに設けられたRA温度・湿度センサを親機指定センサに指定するものであってもよい。
次に、ステップS3において、親機としての外気処理ユニット20aが、リモートコントローラ6からの指令を受けて、子機としての外気処理ユニット20b〜20dも含めた運転動作の内容を決定する。例えば、リモートコントローラ6から除湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を除湿運転と決定し、また、リモートコントローラ6から加湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を加湿運転と決定し、リモートコントローラ6から自動除加湿運転の指令を受けた場合には、運転動作の内容を自動除加湿運転と決定する。そして、親機としての外気処理ユニット20aは、親機指定センサ検出データ(ここでは、RA温度・湿度センサ9aの検出データ)を使用して、リモートコントローラ6からの指令に基づいて決定された運転(ここでは、除湿運転、加湿運転及び自動除加湿運転の中のいずれか)を行う。
次に、ステップS4において、親機としての外気処理ユニット20aが、自らが決定した運転動作の内容を、親機の運転に関する情報として、子機としての外気処理ユニット20b〜20dに指令する。また、このとき、親機指定センサ検出データも、親機としての外気処理ユニット20aから、子機としての外気処理ユニット20b〜20dに送信されることになる。尚、親機指定センサ検出データ及び親機としての外気処理ユニット20aの運転に関する情報は、リモコン通信線7を介して、外気処理ユニット20a〜20d間で通信される。
次に、ステップS5において、子機としての外気処理ユニット20b〜20dが、ステップS4における親機としての外気処理ユニット20aからの指令により、親機指定センサ検出データ(ここでは、RA温度・湿度センサ9aの検出データ)を使用して、親機としての外気処理ユニット20aと同期した運転(すなわち、親機としての外気処理ユニット20aから指令された運転)を行う。
これにより、外気処理システム1では、除湿運転時や加湿運転時において、サーモオフ状態の外気処理ユニットとサーモオン状態の外気処理ユニットとが共存するような運転状態を避けることができる。また、自動除加湿運転時においては、外気処理ユニット間で矛盾した運転が行われることを避けることができる。そして、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システム1を実現することができる。
しかも、外気処理ユニット20b〜20dに設けられているRA温度・湿度センサ9b〜9dが故障した場合であっても、すべての外気処理ユニット20a〜20dの運転動作において、外気処理ユニット20aに設けられているRA温度・湿度センサ9aの検出データが使用されているため、継続して運転することができる。
また、親機としての外気処理ユニット20aと子機としての外気処理ユニット20b〜20dとの間の通信は、リモコン通信線7を介して行われるため、リモコン通信線7を外気処理ユニット20a〜20d間に接続するという簡単な設置作業によって、外気処理ユニット20a〜20dがすべて一体のものとして動作する大容量の外気処理システム1を実現することができる。
次に、ステップS6において、親機として設定されている外気処理ユニットが故障した場合には、ステップS1の処理に移行して、子機として設定されている他の外気処理ユニットの中から新たな親機を設定する。尚、ステップS1では、ユニット番号Nuに基づいて親機が自動的に設定されるようになっているため、運転中の外気処理ユニットの中でユニット番号が小さい外気処理ユニットが親機として設定されることになる。
これにより、外気処理システム1では、親機の故障による運転停止を避けることができる。
次に、ステップS7において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットが故障した場合には、ステップS2の処理に移行して、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データを新たな親機指定センサ検出データとして指定する。尚、ステップS2では、ユニット番号Nuに基づいて親機指定センサが設定されるようになっているため、運転中の外気処理ユニットの中でユニット番号が小さい外気処理ユニットに設けられているRA温度・湿度センサが親機指定センサとして設定されることになる。
これにより、外気処理システム1では、親機指定センサ検出データを得るための外気処理ユニットの故障による運転停止を避けることができる。
また、外気処理システム1においては、居室内に設けられたCO2センサや集中管理機器(図示せず)等からの指令によって、外気処理ユニット20a〜20dの運転台数を制限した運転(台数制限運転)が行われる場合がある。
このとき、単に子機が親機と同じ運転を行う同期運転を行っている場合には、親機の運転を停止させる指令がなされると、親機の運転の停止とともに子機が停止することになり、子機だけの運転を継続することができない。
しかし、外気処理システム1の同期運転制御では、ステップS3〜S5に示すように、親機が子機も含めた運転動作の内容を決定し、そして、親機が、この運転の内容を親機の運転に関する情報として子機に指令し、子機が、親機指定センサ検出データを使用して親機から指令された運転を行うようにしている。
このため、親機の運転が停止されたとしても、親機からの指令によって、親機指定センサ検出データを使用して子機だけが運転を行うことができる。これにより、外気処理システム1では、親機を停止させる場合であっても、子機だけの運転を継続することができる。
また、外気処理システム1の同期運転制御では、台数制限運転において、親機が親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットを停止させる場合であっても、ステップS2において、親機が、運転可能な他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データを新たな親機指定センサ検出データとして指定することができる。これにより、外気処理システム1では、親機指定センサが設けられた外気処理ユニットを停止させる場合であっても、運転を継続することができる。
本発明は、複数台の外気処理ユニットが接続されることによって構成された外気処理システムに対して、広く適用可能である。
1 外気処理システム
6 リモートコントローラ
7 リモコン通信線
9a〜9d RA温度・湿度センサ(センサ)
20a〜20d 外気処理ユニット
Nu ユニット番号
特開2007−93125号公報

Claims (7)

  1. 複数台の外気処理ユニット(20a〜20d)が接続されることによって構成された外気処理システムにおいて、
    前記複数台の外気処理ユニットの中の親機が、制御指標となる処理空気の状態量を検出するセンサ(9a〜9d)の検出データとして、前記親機が指定する外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データである親機指定センサ検出データを使用した運転を行うとともに、
    前記親機以外の前記複数台の外気処理ユニットの中の子機が、前記親機からの指令により、前記親機指定センサ検出データを使用して前記親機と同期した運転を行う、
    外気処理システム(1)。
  2. 前記複数台の外気処理ユニット(20a〜20d)は、リモートコントローラ(6)からのリモコン通信線(7)を介して互いに接続されており、
    前記親機指定センサ検出データ及び前記親機の運転に関する情報は、前記リモコン通信線を介して、前記複数台の外気処理ユニット間で通信される、
    請求項1に記載の外気処理システム(1)。
  3. 前記親機は、前記複数台の外気処理ユニット(20a〜20d)に対して割り当てられたユニット番号(Nu)に基づいて設定される、
    請求項1又は2に記載の外気処理システム(1)。
  4. 前記親機として設定されている外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットが新たな親機として設定される、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の外気処理システム(1)。
  5. 前記親機が前記親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットが故障した場合には、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の外気処理システム(1)。
  6. 前記外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、前記親機の運転を停止させる場合には、前記親機からの指令により、前記親機指定センサ検出データを使用して前記子機だけが運転を行う、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の外気処理システム(1)。
  7. 前記外気処理ユニットの運転台数を制限した運転において、前記親機が前記親機指定センサ検出データを得るために指定した外気処理ユニットを停止させる場合には、前記親機が、他の外気処理ユニットに設けられたセンサの検出データが新たな親機指定センサ検出データとして指定される、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の外気処理システム(1)。
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