JP4141084B2 - Regenerative air conditioning system and operation method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、夜間に蓄熱された蓄熱を利用して、翌日の昼間に空気調和を実施する蓄熱式空気調和システム及びその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
夜間に、翌日の昼間の空調負荷を予測して蓄熱槽に蓄熱を行い、この蓄熱を利用して昼間の空調負荷の大部分を賄い、暖房または冷房運転を実施する蓄熱式空気調和システムが知られている。
【0003】
このような蓄熱式空気調和システムでは、蓄熱槽に水温センサや水位センサを設置して、蓄熱槽内で氷が過剰に製氷されないよう、また、蓄熱槽から冷温水が漏洩しないよう考慮されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の蓄熱式空気調和システムでは、蓄熱運転時に、蓄熱槽内での蓄熱の状況については検出されず、蓄熱槽内で冷温水が目標の温度、水位になるまで蓄熱運転が継続される。従って、蓄熱運転時に、何らかの理由によって蓄熱槽内に充分な蓄熱がなされなかった場合には、蓄熱を利用する空気調和を実施した時点でなければ蓄熱が充分になされなかった事実を判断できない。
【0005】
このため、空調負荷がピークとなる時に充分な空気調和を実施できない不具合が生ずる。また、この時点で空気調和システムを修理すると、少なくとも、この修理時間及び蓄熱所要時間分だけ空気調和を実施できない。
【0006】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和の不具合を、前日の夜間から実施される蓄熱運転時間帯に予測して、上記不具合に迅速に対応できる蓄熱式空気調和システム及びその運転方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、熱源機にて加熱または冷却された熱媒体を蓄熱槽または熱交換器へ循環して供給可能に設けられた一次系と、上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系と、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる制御装置と、を有する蓄熱式空気調和システムにおいて、上記制御装置は、当該制御装置から熱源機への運転指令信号、上記制御装置から一次系の循環ポンプへの運転指令信号、上記熱源機から上記制御装置への熱源機インターロック信号、上記循環ポンプから上記制御装置へのポンプインターロック信号の少なくとも一つが検出されたことにより、熱源機の運転条件が満たされていると判定し、上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記制御装置は、昼間に蓄熱を利用して実施される暖房運転に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から実施する蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、上記蓄熱運転の開始から所定時間T1経過後又は経過毎における蓄熱槽内の冷温水の温度が所定温度α以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記制御装置は、昼間に蓄熱を利用して実施される冷房運転に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から実施する蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、上記蓄熱運転の開始から所定時間T2経過後又は経過毎における蓄熱槽内の冷温水の温度が所定温度β以上である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、上記制御装置は、蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱槽内の冷温水の温度が約0℃となってから所定時間T3経過後又は経過毎における冷温水の水位が規定水位G以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項5に記載の発明は、熱源機にて加熱または冷却された熱媒体を蓄熱槽または熱交換器へ循環して供給可能に設けられた一次系と、上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系とを有し、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる蓄熱式空気調和システムの運転方法において、上記制御装置から熱源機への運転指令信号、上記制御装置から一次系の循環ポンプへの運転指令信号、上記熱源機から上記制御装置への熱源機インターロック信号、上記循環ポンプから上記制御装置へのポンプインターロック信号の少なくとも一つが検出されたことにより、熱源機の運転条件が満たされていると判定し、上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することを特徴とするものである。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、昼間に蓄熱を利用して実施される暖房運転に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から実施する蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、上記蓄熱運転の開始から所定時間T1経過後又は経過毎における蓄熱槽内の冷温水の温度が所定温度α以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することを特徴とするものである。
【0014】
請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、昼間に蓄熱を利用して実施される冷房運転に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から実施する蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、上記蓄熱運転の開始から所定時間T2経過後又は経過毎における蓄熱槽内の冷温水の温度が所定温度β以上である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することを特徴とするものである。
【0015】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、蓄熱運転の時間帯に、熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱槽内の冷温水の温度が約0℃となってから所定時間T3経過後又は経過毎における冷温水の水位が規定水位G以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することを特徴とするものである。
【0017】
請求項1乃至8に記載の発明には、次の作用がある。
【0018】
一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことから、昼間に実施する蓄熱を利用した空気調和の不具合を、前日の夜間からの蓄熱時間帯に蓄熱槽への蓄熱状況を検討することにより予測できるので、上記空気調和の不具合に迅速に対応でき、この蓄熱時間帯に空気調和システムを修理することによって、昼間に実施する蓄熱を利用した空気調和の不具合の発生を未然に回避できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る空気調和システムの一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【0021】
この図1に示すように、蓄熱式空気調和システム20は、一次系21と、二次系22と、これら一次系21及び二次系22を制御する制御装置23とを有して構成され、一次系21の蓄熱槽24に夜間蓄熱された蓄熱を利用して、二次系22の空調負荷25に対し空気調和(暖房または冷房)を実施するものである。
【0022】
一次系21は、循環ポンプとしてのブラインポンプ26、熱源機としてのヒートポンプチラー27、第1ブライン電動弁28及び蓄熱槽24が順次接続され、更に、第1ブライン電動弁28及び蓄熱槽24に並列に、第2ブライン電動弁29及びブライン・水熱交換器30が配設されて構成される。
【0023】
ブラインポンプ26の動作により、熱媒体としてのブラインが一次系21内を循環して流れ、この循環するブラインをヒートポンプチラー27が加熱または冷却する。
【0024】
第1ブライン電動弁28の開操作時に、ヒートポンプチラー27にて加熱または冷却されたブラインが蓄熱槽24へ導かれ、この蓄熱槽24内に充填された二次系22の冷温水(後述)と上記ブラインとがこの蓄熱槽24内で熱交換される。また、第2ブライン電動弁29の開操作時に、ヒートポンプチラー27にて加熱または冷却されたブラインがブライン・水熱交換器30へ導かれ、このブライン・水熱交換器30内で、ブラインと二次系22の冷温水とが熱交換される。
【0025】
上記二次系22は、冷温水ポンプ31、空調負荷25、上記ブライン・水熱交換器30、上記蓄熱槽24及び三方電動弁32が順次接続されて構成される。冷温水ポンプ31の動作により、冷温水が二次系22内を循環して流れる。
【0026】
三方電動弁32の開動作により、冷温水は蓄熱槽24内を流れ、この蓄熱槽24内でブラインと熱交換され、この熱交換された冷温水が空調負荷25へ導かれる。この蓄熱槽24内でのブラインと冷温水との熱交換は、冷房運転における解氷冷房運転時と暖房運転時に実施される。
【0027】
また、三方電動弁32の閉動作により、冷温水は蓄熱槽24を迂回して空調負荷25へ導かれ、この空調負荷25へは、ブライン・水熱交換器30にてブラインと熱交換された冷温水が導かれる。このブライン・水熱交換器30内でのブラインと冷温水との熱交換は、冷房運転における追掛チラー冷房運転時に実施される。
【0028】
蓄熱槽24には、下部に水温センサ33が、上部に水位センサ34及び給水弁35がそれぞれ設置される。水温センサ33は、蓄熱槽24内に充填された冷温水の温度を検出する。また、水位センサ34は、蓄熱槽24の水位を検出することによって、蓄熱槽24内で冷温水から製氷された氷の量を検出する。給水弁35は、蓄熱槽24内への給水を制御する弁である。更に、蓄熱式空気調和システム20には、外気温を検出する外気温センサ36が設置されている。
【0029】
水温センサ33、水位センサ34及び外気温センサ36は前記制御装置23に接続されて、それぞれの検出値を制御装置23へ出力する。この制御装置23は、一次系21のブラインポンプ26、ヒートポンプチラー27、第1ブライン電動弁28及び第2ブライン電動弁29、並びに二次系22の冷温水ポンプ31、三方電動弁32及び給水弁35を制御して、蓄熱式空気調和システム20に蓄熱運転、暖房運転、冷房運転をそれぞれ実行させる。
【0030】
蓄熱運転は、蓄熱を利用して昼間に実施される空気調和(暖房または冷房)に必要な蓄熱量を一次系21の蓄熱槽24に蓄熱すべく、前日の夜間(晩を含む)から一次系21を運転させることによって実行されるものであり、暖房運転のための蓄熱運転と、冷房運転のための蓄熱運転とがある。
【0031】
暖房運転のための蓄熱運転は、例えば前日の16:00〜当日の3:45までの暖房運転と共に実行される予備蓄熱と、例えば当日の4:00〜7:00まで実行される本蓄熱とがある。また、例えば当日の3:45〜4:00までは蓄熱準備が実行される。
【0032】
これらの予備蓄熱及び本蓄熱では、制御装置23は、ブラインポンプ26及びヒートポンプチラー27を起動させ、冷温水ポンプ31を停止させ、第1ブライン電動弁28を開操作し、第2ブライン電動弁29を閉操作して、蓄熱槽24内の冷温水を加熱する。
【0033】
蓄熱槽24内の冷温水は、予備蓄熱において約40℃に加熱され、本蓄熱において約50℃に加熱される。この蓄熱槽24内の冷温水の温度は、水温センサ33によって検出される。
【0034】
また、蓄熱準備では、制御装置23は、給水弁35を制御して、蓄熱槽24内の冷温水が基準水位になるまで蓄熱槽24内に給水する。この基準水位まで貯溜された給水が、上記本蓄熱時に加熱される。
【0035】
暖房運転は、例えば当日の8:00〜16:00に実行される。この暖房運転時に制御装置23は、第2ブライン電動弁29を開操作し、第1ブライン電動弁28を閉操作し、三方電動弁32を開動作し、ブラインポンプ26及び冷温水ポンプ31を起動させ、ヒートポンプチラー27を起動させる。これによって、蓄熱槽24内の冷温水温度を、この蓄熱槽24によるブレインとの熱交換によって約40〜50℃に維持させつつ、空調負荷25へ冷温水を導いて、この空調負荷25を暖房する。
【0036】
一方、冷房運転のための蓄熱運転は、例えば前日の16:00〜21:45まで冷房運転と共に実行される予備蓄熱と、例えば前日の22:00〜当日の8:00まで実行される本蓄熱とがある。また、例えば前日の21:45〜22:00までは蓄熱準備が実行される。
【0037】
これらの予備蓄熱及び本蓄熱では、制御装置23は、ブラインポンプ26及びヒートポンプチラー27を起動させ、冷温水ポンプ31を停止させ、第1ブライン電動弁28を開操作し、この冷温水を凝固して製氷する。
【0038】
蓄熱槽24内の冷温水は、予備蓄熱において約10℃以下まで冷却される。蓄熱槽24内の冷温水は、本蓄熱において凝固されて氷となり、この結果、蓄熱槽24内の水位が目標水位G1(図3)まで上昇される。蓄熱槽24内の冷温水の温度及び水位は、それぞれ水温センサ33、水位センサ34により検出される。上記目標水位G1は、冷温水の基準水位G0(後述)から例えば約30mm上昇した水位である。
【0039】
また、蓄熱準備では、制御装置23は給水弁35を制御して、蓄熱槽24内の水位が基準水位G0(図3)になるまで蓄熱槽24内に給水する。更に、制御装置23は、外気温センサ36にて検出された外気温と空調負荷25との関係から製氷量(すなわち蓄熱量)を決定する。この製氷量の氷が、上記本蓄熱時に製氷される。
【0040】
冷房運転は、例えば当日の8:00〜16:00に実行される。この冷房運転時には、制御装置23は、蓄熱槽24内の氷の融解熱を冷温水を介して空調負荷25へ導き、この空調負荷25を冷房する解氷冷房運転と、ヒートポンプチラー27にて冷却されたブラインと冷温水とをブライン・水熱交換器30を用いて熱交換し、この冷温水により空調負荷25を冷房する追掛チラー冷房運転とを交互に実行する。
【0041】
上記解氷冷房運転は、ブラインポンプ26及びヒートポンプチラー27が停止され、第2ブライン電動弁29が閉操作され、第1ブライン電動弁28が開操作され、三方電動弁32が開動作され、冷温水ポンプ31が起動されることにより実行される。また、上記追掛チラー冷房運転は、ブラインポンプ26及びヒートポンプチラー27が起動され、第2ブライン電動弁29が開操作され、第1ブライン電動弁28が閉操作され、冷温水ポンプ31が起動され、三方電動弁32が閉動作されることにより実行される。
【0042】
これらの解氷冷房運転及び追掛チラー冷房運転が交互に実行されることにより、蓄熱槽24内の氷は、図4の解氷曲線Aに沿って、冷房運転終了直前(例えば約1時間前)に全て解氷されるよう制御される。この制御により、空調負荷25が冷房される。
【0043】
さて、制御装置23は、前日の一次系21における暖房または冷房運転のための蓄熱運転時に、この蓄熱運転開始から所定時間経過後における蓄熱槽24内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより当該蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、ヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力する。
【0044】
つまり、制御装置23は、暖房運転のための蓄熱運転時には、この蓄熱運転時間帯にヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、この蓄熱運転の開始時(例えば16:00)から所定時間T1(図2)経過後における蓄熱槽24内の冷温水の温度が、図2の破線に示すように、所定温度α(例えば約43℃)以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力する。ここで、上記所定温度αは、所定時間T1に応じて変化する。
【0045】
また、制御装置23は、冷房運転のための蓄熱運転時には、この蓄熱運転時間帯にヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、この蓄熱運転の開始時(例えば16:00)から所定時間T2(図3)経過後における蓄熱槽24内の冷温水の温度が、図3の破線aに示すように、所定温度β(例えば約7℃)以上である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力する。ここで、所定温度βは、所定時間T2に応じて変化する。
【0046】
ここで、上述の冷温水の温度は、水温センサ33により検出される。この温度は、蓄熱運転の開始から所定時間T1、T2経過時を含む前後で、水温センサ33により複数回検出された検出値の平均値であり、または、上記所定時間T1、T2経過時点において水温センサ33により1回検出された検出値である。
【0047】
また、上記ヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているとの判断は、次のようにしてなされる。つまり、制御装置23からヒートポンプチラー27へ出力された運転指令信号、制御装置23からブラインポンプ26へ出力された運転指令信号、ヒートポンプチラー27から制御装置23へ返信された熱源機インターロック信号としてのヒートポンプチラーインターロック信号、または、ブラインポンプ26から制御装置23へ返信されたポンプインターロック信号の少なくとも1つを制御装置23が検出したときに、この制御装置23はヒートポンプチラー27の運転条件が満たされていると判断する。
【0048】
制御装置23は、上述の冷房運転のための蓄熱運転時には、更に、水位センサ34により検出される蓄熱槽24内の水位によっても故障予測警報を出力する。つまり、制御装置23は、冷房運転のための蓄熱時間帯にヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、蓄熱槽24内の冷温水の温度が約0℃となってから所定時間T3(図3)経過後における冷温水の水位が、図3の破線bに示すように、規定水位G以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力する。
【0049】
上記規定水位Gは、蓄熱槽24内で氷が製氷されていないときの基準水位G0よりも高く、前記目標水位G1よりも低いレベルの水位であり、所定時間T3に応じて変化する。また、蓄熱槽24内の冷温水の水位は、この冷温水が約0℃になってから所定時間T3経過時を含む前後で、水位センサ34により複数回検出された検出値の平均値であり、または、上記所定時間T3経過時点において水位センサ34により1回検出された検出値である。
【0050】
従って、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。
【0051】
暖房運転または冷房運転のための一次系21の蓄熱運転の開始から所定時間T1またはT2における蓄熱槽24内の冷温水の温度が、それぞれ所定温度αまたは所定温度βに達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されている。更に、冷房運転のための蓄熱運転にあっては、蓄熱槽24内の冷温水が約0℃になってから所定時間T3経過後の蓄熱槽24内の冷温水の水位が規定水位G以下であって、この蓄熱運転が適切でないと判断したときにも、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されている。これらのことから、昼間に実施する蓄熱を利用した空気調和(暖房または冷房)の不具合、つまり昼間のピーク負荷に対応した空気調和が実施できないことを、前日の夜間からの蓄熱時間帯に、蓄熱槽24への蓄熱状況を検討することにより予測できる。このため、空気調和の上記不具合に迅速に対応でき、この蓄熱時間帯に蓄熱式空気調和システム20を修理することによって、昼間に実施する蓄熱を利用した空気調和の上記不具合の発生を未然に回避できる。
【0052】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0053】
例えば、制御装置23は、暖房運転のための蓄熱運転時には、この蓄熱運転時間帯にヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、この蓄熱運転の開始時(例えば16:00)から所定時間T1(図2)経過毎における蓄熱槽24内の冷温水の温度が所定温度α(例えば約43℃)以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力してもよい。
【0054】
また、制御装置23は、冷房運転のための蓄熱運転時には、この蓄熱運転時間帯にヒートポンプチラー27の運転条件が満たされているにも係わらず、この蓄熱運転の開始時(例えば16:00)から所定時間T2(図3)経過毎における蓄熱槽24内の冷温水の温度が所定温度β(例えば約7℃)以上である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力してもよい。
【0055】
更に、制御装置23は、冷房運転のための蓄熱時間帯にヒートポンプチラー27の運手条件が満たされているにも係わらず、蓄熱槽24内の冷温水の温度が約0℃となってから所定時間T3(図3)経過毎における冷温水の水位が規定水位G以下である場合、この蓄熱運転が適切でないと判断して、この蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力してもよい。
【0056】
このように、所定時間T1、T2、T3の経過毎に蓄熱槽24内の冷温水の水温、水位を検討して、蓄熱運転の適否を判断することにより、この判断を高精度に実行できる。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、熱源機にて加熱または冷却された熱媒体を蓄熱槽または熱交換器へ循環して供給可能に設けられた一次系と、上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系と、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる制御装置と、を有する蓄熱式空気調和システムにおいて、上記制御装置は、上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことから、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和の不具合を、前日の夜間から実施される蓄熱時間帯に予測して上記不具合に迅速に対応できる。
【0058】
本発明によれば、熱源機にて加熱または冷却された熱媒体を蓄熱槽または熱交換器へ循環して供給可能に設けられた一次系と、上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系とを有し、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる蓄熱式空気調和システムの運転方法において、上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することから、昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和の不具合を、前日の夜間から実施される蓄熱時間帯に予測して上記不具合に迅速に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和システムの一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【図2】図1の制御装置が実施する暖房運転のための蓄熱運転の制御を示すグラフである。
【図3】図1の制御装置が実施する冷房運転のための蓄熱運転の制御を示すグラフである。
【図4】図1の制御装置が実施する冷房運転時の制御を示すグラフである。
【符号の説明】
20 蓄熱式空気調和システム
21 一次系
22 二次系
23 制御装置
24 蓄熱槽
25 空調負荷
26 ブラインポンプ(循環ポンプ)
27 ヒートポンプチラー(熱源機)
30 ブライン・水熱交換器(熱交換器)
31 冷温水ポンプ
32 三方電動弁
33 水温センサ
34 水位センサ
G 規定水位
T1、T2、T3 所定時間
α、β 所定温度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a regenerative air conditioning system that performs air conditioning during the daytime of the next day using heat storage stored at night and a method for operating the same.
[0002]
[Prior art]
A heat storage air conditioning system is known that predicts the daytime air conditioning load on the next day at night, stores heat in the heat storage tank, covers most of the daytime air conditioning load using this heat storage, and performs heating or cooling operations. It has been.
[0003]
In such a heat storage type air conditioning system, a water temperature sensor and a water level sensor are installed in the heat storage tank so that ice is not made excessively in the heat storage tank, and cold / hot water is not leaked from the heat storage tank. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described heat storage type air conditioning system, the state of heat storage in the heat storage tank is not detected during the heat storage operation, and the heat storage operation is continued until the cold / hot water reaches the target temperature and water level in the heat storage tank. . Therefore, when sufficient heat storage is not performed in the heat storage tank for some reason during the heat storage operation, the fact that the heat storage has not been sufficiently performed cannot be determined unless air conditioning using heat storage is performed.
[0005]
For this reason, when air conditioning load becomes a peak, the malfunction which cannot implement sufficient air conditioning arises. Further, if the air conditioning system is repaired at this time, the air conditioning cannot be performed at least for the repair time and the heat storage time.
[0006]
The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and predicts a malfunction of air conditioning performed using heat storage during the daytime in a heat storage operation time zone performed from the night before the previous day. An object of the present invention is to provide a regenerative air conditioning system that can quickly cope with the above-mentioned problems and an operation method thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control device is implemented from the night before the previous day in order to secure a heat storage amount necessary for a heating operation performed using the heat storage in the daytime. The temperature of the cold / hot water in the heat storage tank is equal to or less than the predetermined temperature α after the predetermined time T1 has elapsed or every time since the start of the heat storage operation, even though the operation conditions of the heat source unit are satisfied during the time period of the heat storage operation. In this case, it is determined that the heat storage operation is not appropriate, and a failure prediction alarm is output during the heat storage operation time zone.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control device is implemented from the night before the previous day in order to secure a heat storage amount necessary for cooling operation performed using heat storage in the daytime. The temperature of the cold / hot water in the heat storage tank is equal to or higher than the predetermined temperature β after the predetermined time T2 has elapsed or every time since the start of the heat storage operation, even though the operation conditions of the heat source apparatus are satisfied during the time period of the heat storage operation. In this case, it is determined that the heat storage operation is not appropriate, and a failure prediction alarm is output during the heat storage operation time zone.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the control device includes a cooling / heating temperature in the heat storage tank in spite of the operating condition of the heat source unit being satisfied during the time period of the heat storage operation. If the water level of the cold / warm water is less than the specified water level G after the predetermined time T3 has elapsed after the temperature of the water reaches about 0 ° C., it is determined that this heat storage operation is not appropriate, and this heat storage operation time zone is reached. The apparatus is configured to output a failure prediction alarm.
[0012]
The invention according to claim 5 is provided in the primary system provided so as to be able to circulate and supply the heat medium heated or cooled by the heat source device to the heat storage tank or the heat exchanger, the heat storage tank, and the heat exchanger. To ensure the heat storage required for air conditioning that uses heat storage in the daytime, and has a secondary system that can be supplied to the air conditioning load by circulating cold / hot water heated or cooled In the operation method of the regenerative air conditioning system in which the primary system is regeneratively operated from the night before the previous day , the operation command signal from the control device to the heat source unit, the operation command signal from the control device to the primary circulation pump, the heat source heat source equipment interlock signal from the machine to the control device, by at least one pump interlock signal from said circulation pump to said control device is detected, it determines that the operating conditions of the heat source apparatus is satisfied, The suitability of the heat storage operation is determined based on whether the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank has reached a predetermined temperature after the predetermined time has elapsed or every time since the start of the primary heat storage operation. If not appropriate, a failure prediction alarm is output during the heat storage operation time period even though the operation condition of the heat source device is satisfied.
[0013]
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5 , wherein the heat storage operation time zone is implemented from the night before the previous day in order to secure the amount of heat storage required for the heating operation performed using the heat storage in the daytime. If the temperature of the cold / warm water in the heat storage tank is equal to or lower than the predetermined temperature α after the predetermined time T1 has elapsed from the start of the heat storage operation or every time since the operation conditions of the heat source device are satisfied, It is characterized by determining that the heat storage operation is not appropriate and outputting a failure prediction alarm during this heat storage operation time zone.
[0014]
The invention of claim 7 is the invention of claim 5, the time zone of the thermal storage operation performed from the previous evening to secure the heat storage amount required for the cooling operation performed by using the heat storage in the daytime When the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank is equal to or higher than the predetermined temperature β after the predetermined time T2 has elapsed since the start of the heat storage operation or every time since the operation conditions of the heat source device are satisfied. It is characterized by determining that the heat storage operation is not appropriate and outputting a failure prediction alarm during this heat storage operation time zone.
[0015]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7 , wherein the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank is approximately equal to the time of the heat storage operation, even though the operation condition of the heat source unit is satisfied. If the water level of the cold / warm water is below the specified water level G after the lapse of the predetermined time T3 from 0 ° C., it is determined that this heat storage operation is not appropriate, and a failure prediction alarm is output during this heat storage operation time zone It is characterized by doing.
[0017]
The inventions according to
[0018]
Appropriateness of the heat storage operation is determined by whether or not the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank has reached the predetermined temperature after the elapse of a predetermined time from the start of the primary system heat storage operation or every time, and this heat storage operation is not appropriate. In this case, because it is configured to output a failure prediction alarm during the heat storage operation time zone, the heat storage situation in the heat storage tank during the heat storage time zone from the night of the previous day can be determined. Since it can be predicted by studying it, it is possible to respond quickly to the above air conditioning problems, and by repairing the air conditioning system during this heat storage time period, the occurrence of air conditioning problems using heat storage performed in the daytime can occur in advance. Can be avoided.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit and the like in an embodiment of an air conditioning system according to the present invention.
[0021]
As shown in FIG. 1, the regenerative
[0022]
In the
[0023]
By the operation of the
[0024]
During the opening operation of the first brine motor-operated
[0025]
The
[0026]
By the opening operation of the three-way
[0027]
Further, by the closing operation of the three-way
[0028]
In the
[0029]
The
[0030]
The heat storage operation is performed from the night of the previous day (including the evening) to the primary system in order to store the heat storage amount necessary for air conditioning (heating or cooling) performed in the daytime using the heat storage in the
[0031]
The heat storage operation for the heating operation includes, for example, preliminary heat storage executed together with the heating operation from 16:00 on the previous day to 3:45 on that day, and main heat storage executed for example on the day from 4:00 to 7:00 There is. Further, for example, preparation for heat storage is executed until 3:45 to 4:00 of the day.
[0032]
In these preliminary heat storage and main heat storage, the
[0033]
The cold / hot water in the
[0034]
Moreover, in heat storage preparation, the
[0035]
The heating operation is executed, for example, from 8:00 to 16:00 on the same day. During the heating operation, the
[0036]
On the other hand, the heat storage operation for the cooling operation includes, for example, preliminary heat storage executed together with the cooling operation from 16:00 to 21:45 on the previous day and main heat storage executed for example from 22:00 on the previous day to 8:00 on that day. There is. Further, for example, the heat storage preparation is executed until 21:45 to 22:00 on the previous day.
[0037]
In these preliminary heat storage and main heat storage, the
[0038]
The cold / hot water in the
[0039]
Moreover, in heat storage preparation, the
[0040]
The cooling operation is executed at, for example, 8:00 to 16:00 on the same day. At the time of this cooling operation, the
[0041]
In the ice-freezing cooling operation, the
[0042]
By alternately executing the ice-freezing cooling operation and the follow-up chiller cooling operation, the ice in the
[0043]
Now, during the heat storage operation for heating or cooling operation in the
[0044]
That is, at the time of the heat storage operation for the heating operation, the
[0045]
Further, the
[0046]
Here, the temperature of the cold / hot water is detected by the
[0047]
The determination that the operating condition of the
[0048]
At the time of the above-described heat storage operation for the cooling operation, the
[0049]
The specified water level G is a water level that is higher than the reference water level G0 when ice is not made in the
[0050]
Therefore, according to the said embodiment, there exists the following effect.
[0051]
Stores heat depending on whether the temperature of the cold / warm water in the
[0052]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
[0053]
For example, at the time of the heat storage operation for the heating operation, the
[0054]
Further, the
[0055]
Further, the
[0056]
In this way, this determination can be performed with high accuracy by examining the temperature and water level of the cold / hot water in the
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention , a primary system provided so as to be able to circulate and supply a heat medium heated or cooled by a heat source device to a heat storage tank or a heat exchanger, and heated or heated by the heat storage tank or the heat exchanger. The secondary system provided to circulate cooled cold / hot water and supply it to the air conditioning load, and the above-mentioned primary from the night before the previous day to ensure the amount of heat storage required for air conditioning performed using heat storage in the daytime. In the heat storage type air conditioning system having a control device for performing heat storage operation of the system, the control device has a temperature of the cold / hot water in the heat storage tank after a predetermined time has elapsed or every time since the start of the heat storage operation of the primary system. Whether the heat storage operation is appropriate or not is determined based on whether or not the temperature has reached a predetermined temperature. If the heat storage operation is not appropriate, the failure prediction is performed during the heat storage operation time period even though the operation condition of the heat source unit is satisfied. Configured to output alarm Since the, the failure of the air conditioning to be performed by utilizing the heat storage during the day, to predict the heat storage time zone is carried from the previous evening can respond quickly problem above.
[0058]
According to the present invention , a primary system provided so as to be able to circulate and supply a heat medium heated or cooled by a heat source device to a heat storage tank or a heat exchanger, and heated or heated by the heat storage tank or the heat exchanger. It has a secondary system that circulates cooled cold / hot water and can be supplied to the air conditioning load, and the night before the previous day to ensure the amount of heat storage required for air conditioning performed using heat storage in the daytime. In the operation method of the regenerative air conditioning system in which the primary system is subjected to heat storage operation, the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank reaches a predetermined temperature after a predetermined time has elapsed from the start of the primary system heat storage operation or at every elapse. Whether the heat storage operation is appropriate or not is determined, and if this heat storage operation is not appropriate, a failure prediction alarm is output during the heat storage operation time period even though the operation conditions of the heat source unit are satisfied To use heat storage in the daytime The failure of the air conditioning to be performed to predict the heat storage time zone is carried from the previous evening the problem quickly cope with.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit and the like in an embodiment of an air conditioning system according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing heat storage operation control for heating operation performed by the control device of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing heat storage operation control for cooling operation performed by the control device of FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing control during cooling operation performed by the control device of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
20 thermal storage
27 Heat pump chiller (heat source machine)
30 brine / water heat exchanger (heat exchanger)
31 Cold /
Claims (8)
上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系と、
昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる制御装置と、を有する蓄熱式空気調和システムにおいて、
上記制御装置は、当該制御装置から熱源機への運転指令信号、上記制御装置から一次系の循環ポンプへの運転指令信号、上記熱源機から上記制御装置への熱源機インターロック信号、上記循環ポンプから上記制御装置へのポンプインターロック信号の少なくとも一つが検出されたことにより、熱源機の運転条件が満たされていると判定し、
上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力するよう構成されたことを特徴とする蓄熱式空気調和システム。A primary system provided to be able to circulate and supply a heat medium heated or cooled by a heat source machine to a heat storage tank or a heat exchanger;
A secondary system provided so as to be able to circulate cold / hot water heated or cooled in the heat storage tank and the heat exchanger and supply it to an air conditioning load;
In a regenerative air conditioning system having a control device that performs a regenerative operation of the primary system from the night before the previous day in order to secure a heat storage amount necessary for air conditioning performed using heat storage in the daytime,
The control device includes an operation command signal from the control device to the heat source unit, an operation command signal from the control unit to the primary circulation pump, a heat source unit interlock signal from the heat source unit to the control unit, and the circulation pump. From the fact that at least one of the pump interlock signals to the control device is detected, it is determined that the operating condition of the heat source machine is satisfied,
Whether or not the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank has reached a predetermined temperature after the predetermined time has elapsed from the start of the primary heat storage operation or not has been determined. A heat storage type air conditioning system configured to output a failure prediction alarm during a heat storage operation time period when the operation condition of the heat source unit is satisfied when it is not appropriate.
上記蓄熱槽、上記熱交換器にて加熱または冷却された冷温水を循環して空調負荷へ供給可能に設けられた二次系とを有し、 A secondary system provided so as to be able to circulate cold / hot water heated or cooled in the heat exchanger, and to be supplied to an air conditioning load,
昼間に蓄熱を利用して実施される空気調和に必要な蓄熱量を確保すべく前日の夜間から上記一次系を蓄熱運転させる蓄熱式空気調和システムの運転方法において、 In the operation method of the regenerative air conditioning system in which the primary system is regeneratively operated from the night of the previous day in order to ensure the heat storage amount necessary for air conditioning performed using heat storage in the daytime,
上記制御装置から熱源機への運転指令信号、上記制御装置から一次系の循環ポンプへの運転指令信号、上記熱源機から上記制御装置への熱源機インターロック信号、上記循環ポンプから上記制御装置へのポンプインターロック信号の少なくとも一つが検出されたことにより、熱源機の運転条件が満たされていると判定し、 Operation command signal from the control device to the heat source unit, operation command signal from the control unit to the primary circulation pump, heat source unit interlock signal from the heat source unit to the control unit, and from the circulation pump to the control unit When at least one of the pump interlock signals is detected, it is determined that the operating condition of the heat source machine is satisfied,
上記一次系の蓄熱運転の開始から所定時間経過後又は経過毎における上記蓄熱槽内の冷温水の温度が、所定温度に到達しているか否かにより蓄熱運転の適否を判定し、この蓄熱運転が適切でない場合、上記熱源機の運転条件が満たされているにも拘わらず、蓄熱運転時間帯に故障予測警報を出力することを特徴とする蓄熱式空気調和システムの運転方法。 Whether or not the temperature of the cold / hot water in the heat storage tank has reached a predetermined temperature after the predetermined time has elapsed from the start of the primary heat storage operation or not has been determined. When it is not appropriate, the operation method of the heat storage type air conditioning system is characterized in that a failure prediction alarm is output during the heat storage operation time period even though the operation condition of the heat source unit is satisfied.
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