JP5247853B2 - 空調システム - Google Patents
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Description
図1(a)は、本発明の実施の形態1に係る空調システムが適用された部屋の平面図、図1(b)は、図1(a)の側面図である。図1(b)の矢印は送風方向を示している。
空調システムは、複数(ここでは2個)の冷媒系統1(1−1、1−2)と、室内の空気を撹拌する1又は複数(ここでは2台)のサーキュレータ31とを備えている。各冷媒系統1のそれぞれは、室外機10と1又は複数(ここでは3台)の室内機9とを有し、室外機10と室内機9との間で後述の冷媒回路を形成している。各冷媒系統1の各室内機9は部屋の天井に設置され、サーキュレータ31と共に室内の空調を行う。
冷媒系統1は、圧縮機2、四方弁3、室外熱交換器4、膨張弁5及び室内熱交換器6が順次配管で接続されて構成された冷媒回路を備えている。冷媒系統1は更に、室外熱交換器用送風機7及び室内熱交換器用送風機8を備えている。そして、室外機10に、圧縮機2、四方弁3、室外熱交換器4及び室外熱交換器用送風機7が設置され、室内機9に、膨張弁5、室内熱交換器6及び室内熱交換器用送風機8が設置されている。
冷媒系統1において、暖房時は、圧縮機2で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、四方弁3を通り室内熱交換器6に送り込まれる。室内熱交換器6に流入した冷媒は、室内熱交換器用送風機8で搬送される室内空気と熱交換し、放熱することにより液化する。液化した冷媒は膨張弁5で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器4に流入する。室外熱交換器4に流入した冷媒は、室外熱交換器用送風機7で搬送される室外空気と熱交換し、吸熱することによりガス化し、圧縮機2へ戻される。以上のようにして冷媒が冷媒回路を循環することにより暖房運転を行う。
図2に示した冷媒系統1において、室外熱交換器4での冷媒の蒸発温度が0℃以下の場合、空気中に存在している水分が室外熱交換器4に付着し、霜となって堆積する。その堆積量は時間とともに増加する。その結果、室外熱交換器4の一部であるフィンに付着した霜による熱抵抗及び通風抵抗増加により、図3に示すように時間とともに暖房能力が低下する。そのため、室外熱交換器4に付着した霜を溶かすための除霜運転を繰り返し行う。また、除霜運転の直前は暖房能力が低下して室内機9からの吹出温度が低下するため、図4に示すように室温も低下する。
図5は、除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。
除霜運転では、図5に示すように四方弁3を実線で示される状態に切り替え、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒を四方弁3を介して室外熱交換器4に流し、室外熱交換器4を凝縮器として作用させることで室外熱交換器4の除霜を行っている。
集中コントローラ41は、上述したように暖房運転中の各冷媒系統1のそれぞれについて除霜運転の要否をチェックしており、ここでは、冷媒系統1−1及び冷媒系統1−2の両方が暖房運転中で冷媒系統1−1のみが除霜要の状態となり、冷媒系統1−1の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態1における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図6を参照して説明する。
集中コントローラ41は、除霜運転を開始した冷媒系統1が有るかどうかをチェックし(S11)、有る場合、暖房運転中の冷媒系統1の暖房能力を一時的に増加させる(S12)。暖房能力を増加させる運転とは、具体的には例えば、圧縮機周波数又は室内風量を増加させたり、室内の設定温度を予め決められた値ΔT(例えば1℃等)だけ加算する補正をしたりすることで実施できる。この制御により、更に室温低下を抑制することが可能となる。
本例では室外機1台と室内機3台で冷媒系統1を構成しているが、例えば図1において各冷媒系統1それぞれの右端の室内機9をそれぞれ別の冷媒系統1として計4系統とし、除霜運転の許可系統を例えば2系統とした場合を想定する。この場合において、例えば2系統で除霜終了タイミングが一致することがある。この場合、除霜終了タイミングが一致した2つの冷媒系統1を同時に暖房運転に復帰させると、次回の除霜開始タイミングも略同じタイミングとなる。複数の冷媒系統1で除霜運転期間が重なることは、快適性や省エネ性の向上の観点から避けることが望ましい。また、除霜終了タイミングが一致する2つの冷媒系統1が、サーキュレータ31の送風方向に互いの空調エリアが対向する冷媒系統の場合、その2つの冷媒系統1の次の除霜運転時にサーキュレータ31を駆動しても、その2つの冷媒系統1に暖気を送風することができなくなる。
実施の形態2は、実施の形態1の構成に更に、ヒータ等の加熱装置32をサーキュレータ31に設けた構成としたものである。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態1との違いは、各サーキュレータ31のそれぞれに加熱装置32を設けた点である。各加熱装置32は伝送線42により集中コントローラ41に接続され、集中コントローラ41によりONOFF制御されるようになっている。実施の形態2の空調システムにおける冷媒系統1の冷媒回路や、部屋内における各冷媒系統1の配置やサーキュレータ31の配置構成は図1及び図2に示した実施の形態1と同様であり、実施の形態1とはその制御方法が異なる。実施の形態1では、全ての冷媒系統1で一斉に除霜運転が実施されることのないようにしていたが、実施の形態2では、全ての冷媒系統1で一斉に除霜運転を実施することを許可するようにしており、この場合、加熱装置32を駆動することで室内の温度低下を抑制するようにしている。
集中コントローラ41は、暖房運転中の各冷媒系統1のそれぞれについて除霜運転の要否を判断しており、ここでは、冷媒系統1−1及び冷媒系統1−2の両方が暖房運転中で、冷媒系統1−1のみが除霜要の状態となり、冷媒系統1−1の除霜運転を許可した場合を想定する。本実施の形態2における空調システムは、除霜運転を許可した後の動作に特徴があり、以下、その特徴的な動作について図13を参照して説明する。
Claims (13)
- 室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転が可能な複数の冷媒系統と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。 - 室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機との間で冷媒回路を形成して暖房運転及び除霜運転可能な複数の冷媒系統と、
空気を加熱するための加熱装置と、
前記複数の冷媒系統の複数の前記室内機が配置された空間と同一空間に配置され、除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに、前記加熱装置で加熱された暖気を送風するサーキュレータと
を備えたことを特徴とする空調システム。 - 前記サーキュレータにより暖房運転中の冷媒系統の空調エリアの暖気を前記加熱装置で更に加熱して除霜運転中の冷媒系統の空調エリアに送風することを特徴とする請求項2記載の空調システム。
- 前記複数の冷媒系統は第一の冷媒系統と第二の冷媒系統からなり、前記サーキュレータは送風方向を180度変更可能に構成され、前記第一の冷媒系統の第一の空調エリアの空気を、前記第二の冷媒系統の第二の空調エリアへ送風する送風方向と、その逆の送風方向との2方向への送風が可能であり、
前記第一の冷媒系統が除霜運転中、前記第二の空調エリアの空気を前記第一の空調エリアに送風し、
前記第二の冷媒系統が除霜運転中、前記第一の空調エリアの空気を前記第二の空調エリアに送風することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の空調システム。 - 前記複数の冷媒系統の全てが除霜運転を行う場合、前記サーキュレータの空気の送風方向を一定時間毎に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の空調システム。
- 前記複数の冷媒系統の中で除霜運転中の冷媒系統と暖房運転中の冷媒系統の両方が存在する運転状況のとき、暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の空調システム。
- 暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、暖房運転を行っている冷媒系統の設定温度を高めに補正することを特徴とする請求項6記載の空調システム。
- 前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の圧縮機周波数を一次的に増加させることを特徴とする請求項6に記載の空調システム。
- 前記暖房運転を行っている冷媒系統の暖房能力を一次的に増加させる場合に、前記暖房運転を行っている冷媒系統の室内送風量を一次的に増加させることを特徴とする請求項6に記載の空調システム。
- 前記サーキュレータからの吹出温度を検出する吹出温度検出装置を設け、前記吹出温度検出装置の検出値が予め決められた値よりも低い場合は、前記サーキュレータの送風を停止することを特徴とした請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の空調システム。
- 複数の冷媒系統のうちの2以上の冷媒系統の除霜運転終了タイミングが一致する場合、次回の除霜運転期間が互いに重ならないように、それぞれの暖房運転開始タイミングをずらすことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の空調システム。
- 設定温度と室温の差が所定値より大きい場合、前記加熱装置を動作させ、前記加熱装置で加熱された暖気を前記サーキュレータにより室内に送風することを特徴とする請求項2記載の空調システム。
- 前記サーキュレータは部屋の天井に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に記載の空調システム。
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