JP2014035092A - 空調システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1〜第3の一次ポンプ41a〜41cは、流量比率を調節して、第1熱源側流路40aにおける蒸発器58aの出口の水温と、第2熱源側流路40bにおける蒸発器58bの出口の水温と、第3熱源側流路40cにおける蒸発器58cの出口の水温と、を相違させることで、第1〜第3熱源側流路40a〜40cの熱媒体の流量を最低流量以上に維持しつつ、上流側往ヘッダ21で合流した後の水温を目標温度に維持させたままであっても、第1〜第3チラーユニット50a〜50cの消費電力の合計値を小さくさせる。
【選択図】図1
Description
空調システム100は、室内空間RMの顕熱負荷および潜熱負荷を必要量だけ処理し、室内空間RMの湿度と温度とを調節することができるように構成されたシステムであり、例えば、半導体の製造工場などのクリーンルームに設置される。
(2−1)冷媒回路
冷媒回路51aは、図3に示すように、第1チラーユニット50aに含まれており、冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う閉回路である。冷媒回路51aには、圧縮機52a、放熱器54a、膨張弁56a、蒸発器58aなどが接続されている。
放熱回路60aには、熱媒体としての水が充填されている。放熱回路60aには、図3に示すように、上述した放熱器54aと水ポンプ62aとクーリングタワー70aとが接続されている。水ポンプ62aは、吐出流量の調節が可能であり、放熱回路60aの水を循環させる。クーリングタワー70aでは、放熱回路60aを循環する水が冷却される。なお、図3において、水ポンプ62aに付した矢印は、放熱回路60aにおける水の流れる方向を意味している。
第1熱源側回路48aには、熱媒体としての水が流れている。第1熱源側流路40aは、熱媒体としての水が流れている。第1熱源側回路48aは、第1熱源側流路40aと、第1熱源側流路40aの途中に設けられた第1の一次ポンプ41aと、第1熱源側流路40aに接続されている蒸発器58aの伝熱管部分と、を有している。第1の一次ポンプ41aは、インバータ駆動式のポンプであるため、容量調整が可能であって吐出流量を調節することができ、第1熱源側流路40aの水を上流側から下流側に向けて送り出すことができる。第1の一次ポンプ41aは、第1チラーユニット50aが駆動している状態においては、蒸発器58aの凍結を防止するために、第1最低流量以上の流量が確保された状態が維持されるように、コントローラ80によって制御されている。この凍結を防止するために定められた第1最低流量は、蒸発器58aの性能等に基づいて予め定められており(特に限定されないが、本実施形態では、定格水量の4割として定められている)、後述するメモリ85に格納されている。蒸発器58aでは、第1熱源側流路40aを循環する熱媒体としての水が冷却される。なお、図3において、第1の一次ポンプ41aに付した矢印は、第1熱源側流路40aにおける水の流通方向を意味している。
第1利用側回路46a,第2利用側回路46bおよび第3利用側回路46cを通過した水は、還ヘッダ部10を介して、第1熱源側回路48a,第2熱源側回路48bおよび第3熱源側回路48cと、に送られる。
第1熱源側回路48a,第2熱源側回路48bおよび第3熱源側回路48cを通過した水は、往ヘッダ部20を介して、第1利用側回路46a,第2利用側回路46bおよび第3利用側回路46c側に送られる。
バイパス回路49は、上流側往ヘッダ21から伸びだしており、第1熱源側回路48a,第2熱源側回路48b,第3熱源側回路48c、第1利用側回路46a,第2利用側回路46bおよび第3利用側回路46cと合流することなく、下流側還ヘッダ14まで伸びている。
下流側往ヘッダ28から下流側に向けて伸びだした第1利用上流側合流管42aの下流側端部は、第2利用上流側合流管42bと第1利用側回路46aとに分流している。第2利用上流側合流管42bの下流側端部は、さらに、第2利用側回路46bと第3利用側回路46cとに分流している。
第1空調ユニット30aは、図2に示すように、概ね直方体形状のケーシング31aを有している。ケーシング31aの内部には、空気が流通する空気通路が形成されている。空気通路の流入端には、吸込ダクトYの一端が接続している。吸込ダクトYの他端は室内空間RMにつながっている。空気通路の流出端には、給気ダクトZの一端が接続している。給気ダクトZの他端は室内空間RMにつながっている。
空調システム100は、制御手段としての空調システムコントローラ80をさらに備えている。
次に、空調システム100の運転動作について説明する。
上述のように、圧縮機52aを含む第1チラーユニット50aの消費電力と、圧縮機52bを含む第2チラーユニット50bの消費電力と、圧縮機52cを含む第3チラーユニット50cの消費電力と、の合計値である熱源側消費電力の合計値を小さく抑えた状態で、第1利用側回路46aと第2利用側回路46bと第3利用側回路46cにおける負荷を処理できるように、コントローラ80による各機器の制御が行われる。
本実施形態に係る空調システム100では、第1熱源側回路48aにおける蒸発器58aの出口を流れる水温と、第2熱源側回路48bにおける蒸発器58bの出口を流れる水温と、第3熱源側回路48cの蒸発器58cの出口を流れる水温と、の目標温度を一致させるような制限をかけない、異温度制御が行われている。
従来の空調システムでは、上記空調システム100とは異なり、各熱源側の熱交換器の出口を流れる水温が一致するように制御されている。
上記実施形態は、その要旨を逸脱しない範囲で、例えば、以下のように、適宜変更してもよい。
上記実施形態では、第1流量調節弁44aの弁開度、第2流量調節弁44b、第3流量調節弁44cの弁開度、送風ファン38a、38b、38cが、いずれもコントローラ80の制御対象ではない場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、還ヘッダ接続配管12の途中において、通過する水の流量を計測する流量センサ13が設けられている場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、第1チラーユニット50aの容量と第2チラーユニット50bの容量と第3チラーユニット50cの容量とが互いに異なる場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、水ポンプ62a、62b、62c等を含む放熱回路60a、60b、60cの消費電力およびクーリングタワー70a、70b、70cの消費電力が、各チラーユニット50a、50b、50cの合計消費電力に対して相対的に低い場合を前提として、もっぱら、第1チラーユニット50aの消費電力と、第2チラーユニット50bの消費電力と、第3チラーユニット50cの消費電力と、の合計値に着目し、当該合計値を小さくさせることができるように、蒸発器58aと蒸発器58bと蒸発器58cとの出口の水温を相違させた場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、熱源ユニットの例として、第1チラーユニット50a、第2チラーユニット50bおよび第3チラーユニット50cがいずれも水冷チラーユニットである場合を例に挙げて説明した。
12 還ヘッダ接続配管
13 流量センサ
14 下流側還ヘッダ(上流側接続部)
21 上流側往ヘッダ(下流側接続部)
22 第1往ヘッダ接続配管
23 第2往ヘッダ接続配管
25 第1の二次ポンプ(循環手段)
26 第2の二次ポンプ(循環手段)
28 下流側往ヘッダ
30a 第1利用ユニット
30b 第2利用ユニット
30c 第3利用ユニット
32a 第1空気冷却熱交換器(利用側熱交換器)
32b 第2空気冷却熱交換器(利用側熱交換器)
32c 第3空気冷却熱交換器(利用側熱交換器)
38a,38b,38c ファン
40a 第1熱源側流路(第1流路)
40b 第2熱源側流路(第2流路)
40c 第3熱源側流路(第2流路)
41a 第1の一次ポンプ(流量調節手段)
41b 第2の一次ポンプ(流量調節手段)
41c 第3の一次ポンプ(流量調節手段)
44a 第1流量調節弁
44b 第2流量調節弁
44c 第3流量調節弁
46a 第1利用側回路
46b 第2利用側回路
46c 第3利用側回路
49 バイパス回路
50a 第1チラーユニット
50b 第2チラーユニット
50c 第3チラーユニット
58a 第1熱源側熱交換器(第1熱交換器)
58b 第2熱源側熱交換器(第2熱交換器)
58c 第3熱源側熱交換器
80 コントローラ
82 差圧センサ
100 空調システム
RM 室内空間(空調対象空間)
Claims (3)
- 利用側との間で循環する熱媒体を加熱または冷却するための、第1熱交換器(58a)を有する第1熱源機(50a)と、第2熱交換器(58b,58c)を有する第2熱源機(50b,50c)と、
前記第1熱交換器(58a)によって前記熱媒体が加熱または冷却されるように前記熱媒体を導く第1流路(40a)と、
前記第2熱交換器(58b,58c)によって前記熱媒体が加熱または冷却されるように前記熱媒体を導く第2流路(40b,40c)と、
前記利用側から流れてくる前記熱媒体を、前記第1流路(40a)と前記第2流路(40b,40c)とに分けて送ることが可能となるように接続された上流側接続部(14)と、
前記第1流路(40a)の下流側を流れる前記熱媒体と、前記第2流路(40b)の下流側を流れる前記熱媒体と、を合流させて、前記利用側に送ることが可能となるように接続された下流側接続部(21)と、
前記下流側接続部(21)、前記上流側接続部(14)、前記第1流路(40a)、および、前記第2流路(40b)の間で前記熱媒体を循環させる循環手段(25,26)と、
前記第1流路(40a)における前記熱媒体の流量と、前記第2流路(40b)における前記熱媒体の流量と、の流量比率を調節可能な流量調節手段(41a、41b,41c)と、
を備え、
前記第1熱源機(50a)と前記第2熱源機(50b,50c)とは、容量または種類の少なくともいずれか一方が異なっており、
前記流量調節手段(41a、41b,41c)は、
前記流量比率を調節して、前記第1流路(40a)における前記第1熱交換器(58a)の出口の前記熱媒体の温度と、前記第2流路(40b,40c)における前記第2熱交換器(58b,58c)の出口の前記熱媒体の温度と、を相違させることで、
前記第1流路(40a)の前記熱媒体の流量を第1最低流量以上に維持しつつ、前記第2流路(40b,40c)の前記熱媒体の流量を第2最低流量以上に維持しつつ、前記下流側接続部(21)で合流した後の前記熱媒体の温度を目標温度に維持させたままであっても、前記第1熱源機(50a)の消費電力と前記第2熱源機(50b,50c)の消費電力の合計値を小さくさせる、
空調システム(100)。 - 前記第1最低流量の値は、前記第1流路を流れる前記熱媒体の凍結を予防するために特定された値であり、
前記第2最低水量の値は、前記第1流路を流れる前記熱媒体の凍結を予防するために特定された値である、
請求項1に記載の空調システム(100)。 - 前記下流側接続部(21)から前記上流側接続部(14)に向けて、加熱手段および冷却手段を通過させることなく前記熱媒体を送るバイパス回路(49)をさらに備えた、
請求項1または2に記載の空調システム(100)。
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