JP5430888B2 - 空気調和システム及びその運転方法 - Google Patents
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Description
このような従来の二次冷媒循環型空調システムを、ICT装置等を収容する機械室空調に適用する場合には、冷房時において以下のような問題があった。
通常、機械室空調においては省エネ等の観点から除湿を行わず、高顕熱運転制御とするのが一般的である(ノンドレン制御)。しかし、二次冷媒循環型空調システムの場合、蒸発器における冷媒蒸発温度が一次側冷水温度に依存するため、冷水温度が低い場合にはノンドレン制御が困難となる。このため除湿に伴うドレンを室外に排出するためのドレン配管が必要となり、AHUの配置の制限、漏水トラブルのリスク、ドレン配管の敷設によるスペースの圧迫、コスト上昇等の問題がある。
また、外気導入等により室内湿度が上昇したような場合には、機械室空調においても積極的に除湿を行う必要が生じるが、冷水温度が高い場合には除湿制御ができないという問題がある。
さらに、1台の冷媒ユニットに複数のAHUが接続するマルチシステムにおいては、個別のAHUの冷媒流量や蒸発圧力が調整できず、個別の温度制御、湿度制御ができないという問題がある。
さらに、二次冷媒循環型空調システムに関しては、蒸発器、液冷媒タンク、液冷媒ポンプ、利用側熱交換器をこの順に接続して閉サイクルを形成した技術が開示されている。(特許文献3)。また、負荷側機器の上流側に二方弁を設置して、これを空調負荷に応じて開閉させるシステム(特許文献4)、一次側にバイパス弁を設けたシステム(特許文献5)等が開示されている。
しかしながら、いずれの文献も単独の物理量を制御して目的を達成するものであり、2以上の物理量制御手段を組み合わせて制御する技術については開示がない。
(1)熱源機と、熱源機で発生する冷温水を建物内で循環する一次側冷温水回路と、一次側冷温水回路の冷温水と冷媒とを熱交換する第一の熱交換器と、冷媒タンクと、冷媒ポンプと、冷媒と吸込み空気とを熱交換する第二の熱交換器と吹出ファン(AHUファン)を有する一又は複数の空調機(AHU)と、これらを結ぶ冷媒配管と、を備えた一又は複数の二次側冷媒回路と、を備え、さらに、AHUの吹出空気温度、吹出空気湿度、除湿量、又は第二の熱交換器の熱交換量、のいずれか一以上の物理量を制御するための物理量制御手段を備えて成ることを特徴とする。
さらに、二以上の上記物理量を同時に制御するための制御手段を備えることにより、以下の意義を有する。すなわち、空調目的に対応して後述の表2、表3、表5、表7、表8、表10の該当欄のうち最も効果的な手段を選択することができ、これにより表1、表4、表6、表9のような効果を得ることができる。
本発明において、「冷温水」とは必ずしも「水」に限定されるものではなく、一次冷媒(例えば、不凍液やフロン等を含む)を意味する概念である。
また、「熱源機」とは、冷温水(冷媒)発生手段であり、例えばターボ冷凍機、吸収式冷凍機等を含む。
また、「第一の熱交換器」とは、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する熱交換器をいう。
さらに、「第二の熱交換器」とは、冷房時には蒸発器として機能し、暖房時には凝縮器として機能する熱交換器をいう。
(3)さらに、AHU通過冷媒流量制御手段として、AHUバイパス回路、二次側冷媒回路内に設けた冷媒流量調節手段、冷媒ポンプ回転数制御手段、第二の熱交換器流路制御手段、又は第二の熱交換器に設けた冷媒圧力調節手段のいずれか又はこれらを組み合わせたものとすることができる。
ここに、「冷媒圧力損失調整手段」とは、例えば圧力損失を一定にするために第二の熱交換器の出入口に設けた流量調節弁を含む。
(5)また、冷温水流量制御手段として、一次側冷温水循環回路に設けた冷温水熱交換器バイパス回路を含んで成ることを特徴とする。
また、本願発明に係る空気調和システムの運転方法は、
(6)上記各空気調和システムの冷房運転時において、AHUファン風量、AHU通過冷媒流量、もしくは冷水流量を増減、又は第二の熱交換器における冷媒圧力を調整、という各制御を単独又は同時に組み合わせて行うことにより、効果としてAHUの吹出空気温度、吹出空気湿度、又は蒸発器熱交換量(すなわち冷房能力)を目標値に制御することを特徴とする。
(8)さらに、吹出空気温度を設定温度条件に制御することができる。
(9)さらに室温を設定温度条件に制御することができる。
ここに、「設定温度条件」とは設定温度以上、設定温度以下、設定温度近傍等、空調目的に即した適切な温度条件を含む概念である。
(10)さらに第二の熱交換器出口において気液二相状態を維持するように冷媒流量を制御することができる。
(11)さらに第二の熱交換器出口において気相状態となるように冷媒流量を制御することができる。
「+」:「大きくなる・高くなる」
「−」:「小さくなる・低くなる」
「0」:「ほとんど変化しない」
上記各空気調和システムにおいては、冷媒が沸点に近い温度で運転されるため、僅かな圧力変化であっても冷媒ポンプがキャビテーションを起こしがちとなる。このため冷媒ポンプ回転数(周波数)や蒸発器(第二の熱交換器)に設ける流量調節弁を変化させるなど、冷媒ポンプの前後差圧を変化させることは避けるべきである。
本発明によれば、冷媒ポンプの前後差圧をほとんど変化させないためキャビテーションを回避でき、冷媒ポンプの運転が安定するという効果がある。
また、AHUからの戻り冷媒配管中に液溜まりが生じることがないため、配管抵抗増大による蒸発圧力上昇を回避することができる。さらに、冷媒タンクの液面切れを防止することができる。
これらの各効果により、冷媒封入量の低減、冷媒タンクの小型化が可能となり、機器のコンパクト化が実現できる。
(14)この場合、さらに吹出空気温度を設定温度条件に制御することができる。
(15)さらに室温を設定温度条件に制御することができる。
表6は上記各発明の暖房運転時における制御手段と空調効果の関係をまとめたものである。暖房運転時においては、AHUへの気相(ガス)送りの場合と気液2相送りの場合に分けている。効果各欄の記号の内容は冷房時と同様である。これらの制御を組み合わせて、空調環境に対応して最も効果的な手段を選択することができる点についても、冷房時の制御と同様である。
内容は表1〜5と同様であるので説明を省略する。実際の制御に際しては、これらの中から最も効果的な手段を選択することができる。
また、ノンドレン制御によりドレンの発生を低減させることができ、このため漏水トラブルのリスクを低減することができる。また、ドレン配管を省くことができるため、配管スペースが不要になり配管敷設コストが不要となる。
また、1台の冷媒ユニットに複数のAHUが接続するマルチシステムにおいて、個別のAHUの冷媒流量や蒸発圧力の調整が可能となり、個別に温度制御、湿度制御ができる。
図1、2を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、AHUファン風量増減によりノンドレン制御を実現するものであり、前掲表1または表4のA1、A2に該当する。本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。なお、以下の冷房運転に関する各実施形態においては、冷温水回路には冷水が流れているものとして説明する。
図1は、本実施形態に係る二次冷媒循環型空調システム1を示す図である。空調システム1は、一次側冷温水回路2と二次側冷媒回路3により構成されている。
一次側冷温水回路2は、冷水発生源である熱源機4、冷水を建物内で循環する一次側冷温水配管5、分岐冷温水配管5a、冷温水循環ポンプ5b、及び後述の冷媒ユニット6内の凝縮器6aをバイパスするバイパス冷温水配管11と三方弁11aを主要構成とする。
制御開始に伴い、露点温度センサS1、圧力センサS2によりそれぞれ吸込空気の露点温度Td、冷媒圧力Peを計測し(S101)、さらに冷媒圧力Pe及び制御部に備えた蒸気表テーブルに基づいて冷媒蒸発温度Tvを演算する(S102)。次いで、蒸発器9において吸込空気が冷却されることにより結露するか否かを判定するために、冷媒蒸発温度Tvと露点温度Tdを比較する(S103)。Tv<Td、すなわち冷媒蒸発温度の方が露点温度より低いときは(S103においてYES)、結露条件に該当することになる。この場合は、次にファン風量が既に最大となっているか否かを判定する(S104)。最大に至っていないときは回転数を1段階アップする(S105)。これにより吸込み空気量が増加して顕熱比が上昇し、結露条件からの回避が可能となる。ファン風量が既に最大に至っているときは、上限回転数を維持する(S106)。
なお、空調システム1はバイパス冷温水配管11、バイパス冷媒配管10や三方弁9d、10a、11a等、本実施形態の制御において用いない構成を備えているが、これは後述の他の実施形態に用いるため便宜的に示しているものであり、本実施形態ではこれらの構成を必須とするものではない(他の実施形態においても同様)。
また、本実施形態では冷媒は気相戻りとしたが、気液2相戻りで運転制御することも可能である(以下の実施形態においても同様)。
次に、図3を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、冷媒バイパス回路の流量増減によりノンドレン制御を実現するものであり、表1または表4のB1、B2に該当する。なお、本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。本実施形態の構成については空調システム1と同一であるので、説明を省略する。
S203においてTv≧Td、すなわち蒸発温度が露点温度以上のときは結露条件に至っていないため、三方弁開度を初期値に戻す(S207)。
さらに、図4を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、冷温水回路側の流量操作によりノンドレン制御を実現するものであり、表1または表4のC1、C2に該当する。なお、本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。
S301〜S303までは、第一の実施形態のS101〜S103と同一であるので、説明を省略する。次に、S303においてTv<Td、すなわち蒸発温度の方が低いときは結露条件に該当することになる。この場合は、次に三方弁11aの開度が全開(すなわち、凝縮器側0%)であるか否かを判定する(S304)。全開でない限り開度を1段階開き、バイパス側冷水流量を増加させる(S305)。これにより凝縮器6a熱交換量が減少するため冷媒の過冷却度が減少し、これに伴い蒸発温度が上昇する。これにより蒸発器9において結露条件からの回避が可能となる。三方弁開度が既に全開のときはこの状態を維持する(S306)。
さらに、図5をも参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、蒸発器出側の流量調節弁開度操作によりノンドレン制御を実現するものであり、表1または表4のD1、D2に該当する。なお、本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。
S401からS403までのフローについては、上述のノンドレン制御1のフローと同一であるので説明を省略する。次に、Tv<Td(S403においてYES)、すなわち蒸発温度の方が低いときは、結露条件に該当することになる。この場合は、蒸発器9出側の流量調節弁13の開度が最小開度であるか否かを判定し(S404)、最小開度でないときは開度を1段絞る(S405)。これにより蒸発器9における冷媒圧力が上昇するため蒸発器温度が上昇し、結露条件からの回避が可能となる。流量調節弁開度が既に最小開度であるときは、この状態を維持する(S406)。
なお、本実施形態では蒸発器出側の流量調節弁13の開度操作により熱交換量を制御する形態としたが、三方弁9dの操作により第一熱交換部9aのみ用いるか、又は第二熱交換部9bも用いるかを適宜切り替えることにより、熱交換量を制御する形態とすることもできる。
次に、図6を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、ファン風量操作により可能な限り除湿を行うよう制御するものであり、表1または表4のA2に該当する。なお、本実施形態は冷媒の気相戻り条件で適用可能である。
制御開始に伴い、湿度センサS3により吸込空気湿度H1を計測する(S501)。次いで、現在湿度と目標湿度H0を比較する(S502)。H1>H0、現在湿度の方が目標湿度より高いときは、ファン風量が既に下限値となっているか否かを判定し(S503)、下限値に至っていないときはファン風量を1段階ダウンする(S505)。これにより循環空気量が減少して顕熱比が低下するため、結露条件に近づけることができる。既に下限値に至っているときは下限回転数を維持する(S504)。
H1≦H0、すなわち目標湿度以下のときは(S502においてNO)、ファン風量をデフォルト値に戻す(S506)。以上の制御を適当なインターバルで行うことにより、室内湿度を目標の湿度に維持することができる。
さらに、図7をも参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、三方弁10a(図1参照)の開度を調整することにより蒸発器9側に流れる冷媒流量を制御し、可能な限り除湿を行うよう制御するものであり、表1または表4の場合においてB1に該当する。なお、本実施形態は気液2相戻りまたは過熱度制御条件で適用可能である。
制御開始に伴い、露点温度センサS1、圧力センサS2によりそれぞれ吸込空気の露点温度Td、冷媒圧力Peを計測し(S601)、さらにこれら計測値に基づいて冷媒蒸発温度Tvを演算する(S602)。次いで、蒸発器9における結露条件を判定するために、冷媒蒸発温度Tvと露点温度Tdを比較する(S603)。Tv<Td、すなわち蒸発温度の方が低いときは(S603においてYES)、除湿が行われていることになる。この場合は、一定時間待機して除湿を行った後(S604)、三方弁10aが開状態か否かを判定する(S605)。開状態のときは三方弁10aを閉としてバイパス回路を閉じ、全流量がAHU側に流れる通常の状態に戻し(S606)、S601に戻る。これにより戻り側冷媒エンタルピーが増加するため、凝縮器6aにおける凝縮温度が上昇する。既に三方弁10a閉のときはその状態を維持する(S607)。
本実施形態は気液2相戻りの場合または冷媒の過熱度を一定に保つよう冷媒ポンプの回転数を制御している気相戻りの場合に有効である。従って、上記において三方弁10aが開のときも、気液2相戻りまたは冷媒の過熱度が維持されるように、AHU側への最低流量が維持されている必要がある。
なお、本実施形態では三方弁10aを開閉2値制御としたが、多段階制御とすることもできる。
さらに、図8をも参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、AHUファン風量を調整することにより、AHUの吹出空気温度を制御するものであり、表1または表4の場合のA1とA2に該当する。なお、本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。
制御開始に伴い、温度センサS4により吹出し空気温度Tsを計測する(S701)。次いで、吹出し空気温度Tsが設定温度Tstを超えているか否かを判定する(S702)。S702においてYES、すなわち吹出し空気温度が設定温度を超えているときは、次にファン風量が既に最小となっているか否かを判定する(S703)、最小に至っていないときは回転数を1段階ダウンする(S704)。既に最小のときは下限回転数を維持する(S705)。
さらに、図9をも参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時の表1または表4の場合のA1、B2、D2を組み合わせたノンドレン制御に係る。なお、本実施形態は冷媒の戻り条件の如何にかかわらず適用可能である。
制御を開始すると、AHU7の吸込空気露点温度Tdおよび蒸発器冷媒圧力Pvを計測し(S801)、さらに冷媒蒸発温度Tvを演算する(S802)。ここで、TdがTvよりも大きければ(S803においてYES)、次に三方弁10aの開度が最小かどうか判定する(S804)。開度が最小のときは、次にAHUファン風量が最大であるか、又は蒸発器出口弁の開度が最小であるかを判定する(S805)。いずれかに該当するときはノンドレンが維持できないと判断し、三方弁11aを閉止して(S806)、制御を終了する。S805にていずれにも該当しないときは、AHUファン風量を1段階増加し(S807)、蒸発器出口弁13の開度を減少して(S808)、S801に戻る。この場合のS807とS808の操作は、それぞれ表3のA1とD2に相当する。すなわち、蒸発器熱交換量が維持されるように予め調整しておくことで、冷却能力をほとんど変化させずに蒸発器の最低温度を上昇させ、ドレンの発生を防止することができる。
S803においてTdがTvよりも小さい場合は、ドレン発生のおそれが小さいため、上記と逆の操作を順次行う。すなわち、AHUのファン風量が最小であるか、または、蒸発器出口弁の開度が最大であるかを判定し(S810)、いずれかに該当するときは、三方弁10aの開度が最大であるか判定する(S811)。既に最大であるときは、制御可能な要素がないため始めに戻る。最大でないときは、三方弁10aの開度を増加させ(S812)、始めに戻る。この場合、AHUファン風量を標準的に運用するときの風量を最小に設定しておくことにより、ドレンが生じない条件では標準のファン風量に戻ることとなる。同様に、蒸発器出口弁13の開度についても、最大(全開)の状態に戻ることで冷媒ポンプの負荷を減らすことができ、省エネ運転となる。
S810においていずれにも該当しないときは、ファン風量を減少させ(S813)、蒸発器出口弁の開度を増加させて(S814)、始めに戻る。
さらに、図10、11をも参照して本発明の他の実施形態について説明する。
図10は、本実施形態に係る二次冷媒循環型空調システム20の構成を示す図である。空調システム20の構成要素は基本的に上述の空調システム1と同一であるが、暖房運転のために四方弁(図示せず)の切り替えにより、空調システム1における凝縮器6a及び蒸発器9がそれぞれ蒸発器21及び凝縮器22として機能している点が異なる。また、冷媒回路3の流れ方向が逆であること、循環ポンプ6c、バイパス冷媒配管10等の位置関係が変化している点が異なる。さらに、一次側冷温水回路2には、温水が循環している点が異なる。その他の構成については空調システム1と同一であるので、重複説明を省略する。
制御開始に伴い、温度センサS4により吹出し空気温度Tsを計測する(S1001)。次いで、吹出し空気温度Tsが目標温度Tst未満か否かを判定する(S1002)。S1002においてYES、すなわち吹出し空気温度が目標温度未満のときは、次にファン風量が既に最小となっているか否かを判定する(S1003)。最小に至っていないときは回転数を1段階ダウンする(S1004)。既に最小のときは下限回転数を維持する(S1005)。
S1002においてNO、すなわちTs≧Tstのときは、次にファン風量が既に最大となっているか否かを判定する(S1006)。最大に至っていないときは回転数を1段階アップする(S1007)。これにより、吹出し空気温度が目標温度近くになるよう制御されることとなる。ファン風量が既に最大に至っているときは、上限回転数を維持する(S1008)。
さらに図12をも参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は暖房運転時において、凝縮器出入口の流量調節弁12,13の開度操作を行うことにより、圧力損失一定を維持しつつ吹出し空気温度制御を実現するものであり、表6または表9の場合のE1、E2に該当する。なお、本実施形態は気液2相戻り又は過熱度制御条件で適用可能である。
制御開始に伴い、温度センサS4により吹出し空気温度Tsを計測する(S1101)。次いで、吹出し空気温度Tsが目標吹出し空気温度Tst未満か否かを判定する(S1102)。吹出し空気温度が目標温度未満(S1102においてYES)のときは、次に凝縮器22入口側の流量調節弁13の開度が最大開度であるか否かを判定し(S1103)、最大開度でないときは開度を1段開く(S1104)。さらに、凝縮器における圧力損失が一定になるように出口側の流量調節弁12の開度を調整する(S1105)。なお、この調整は、入口側流量調節弁13の開度に対して圧力損失が一定になるように流量調節弁12の開度を定義しているテーブル(不図示の制御部に格納)に基づいて行われる。流量調節弁13の開度が既に最小開度であるときは、この状態を維持する(S1106)。
さらに、図13をも参照して、本発明の他の実施形態について説明する。暖房運転時において室温制御のみで能力制御を行うと、吹き出し口近傍で温度許容範囲の上限を超えるおそれがあり、問題となる。本実施形態は、このような状態になることを防止するため、室温制御とともに吹き出し温度上限を設けて制御を行うものである。表6の場合のA1、A2及びG1、G2に該当する。なお、本実施形態は過熱度制御をしていない気相戻りの条件で適用可能である。
制御開始に伴い、温度センサS4により吹出し空気温度Tsを計測し、Tsが目標吹出し温度Tsst未満か否かを判定する(S1201)。これに該当するときは、ファン風量をデフォルト値で運転する(S1202)。
次いで、室温Trが目標室温Trst未満か否かを判定する(S1203)。目標室温未満であるときは、さらに冷媒ポンプ回転数が最大か否かを判定する(S1204)。最大に至っていないときは、回転数を1段上げる(S1205)。冷媒ポンプ回転数が既に最大に至っているときは、その回転数を維持して運転を継続する(S1206)。
S1201においてNO、すなわち吹出し空気温度Tsが目標吹出し温度Tsst以上のときは、ファン風量を最大で運転し(S1209)、再度、吹出し空気温度Tsが目標吹出し温度Tsst未満か否かを判定する(S1210)。Ts<Tsstのときは、上述のS1203以下のステップに移行する。また、Ts≧Tsstのときは、上述のS1207以下のステップに移行する。
以上の制御を所定のインターバルで行う。
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は冷房運転時において、戻り冷媒配管(図1の第二の熱交換器9と第一の熱交換器6aを結ぶ配管)中への液冷媒の滞留を回避するため、蒸発器側の冷媒量を不足ぎみ(気相戻り)にする運転制御を行うものである。
本実施形態の構成は上述の空調システム1と同一であるので、重複説明を省略する。
次に、図15を参照して、本実施形態の制御フローについて説明する。起動時において三方弁10aを全開、吹出ファン7bは最小風量とする(S1301)。これにより、冷媒は全量バイパス冷房配管10側を流れる。制御中は圧力センサS2により冷媒圧力Peを計測し、さらに冷媒圧力Pe及び蒸気表テーブルに基づいて冷媒蒸発温度Tvを演算する(S1302)。さらに、Pe、Tvを用いて冷媒過熱度ΔTを演算する(S1303)。
運転継続中は三方弁10a開度が段階的に絞られて行き(S1304)、これに伴い蒸発器9側の流量が増加していく。この間、冷媒過熱度ΔTが目標値T0(例えば2℃)まで下がったか否かを判定する(S1305)。目標値に至っていないときは三方弁10a開度をさらに絞る(S1305においてNO)。目標値T0に達したときは続いて、冷却能力を増加させるためファン風量を1段階アップする(S1306)。これにより過熱度ΔTはさらに増加する。この状態で、蒸発器側への冷媒量を調節し、過熱度ΔTが適当な範囲(T0+α≧ΔT≧T0−α)、(例えば、α=1℃)に収まるように三方弁10a、ファン風量を調整する。具体的には、ΔT<T0−α(過熱度過小)のときは、三方弁10a開度を段階的に開いて蒸発器9側流量を減少させる。開度全開に至ってもこの状態が続くときは、ファン風量を段階的にアップする(S1308)。
一方、ΔT>T0+α(過熱度過大)のときは、三方弁10a開度を段階的に絞って蒸発器9側の流量を増加させる。開度全閉に至ってもこの状態が続くときは、ファン風量を段階的にダウンする(S1309)。
なお、S1309においてファン最少風量かつ三方弁10a全閉でも過熱度が過大となるような場合には、冷房能力不足であり冷媒循環量自体を増加させる等の対応が必要となる(一般に、設計段階でこのような条件を回避するように設計されるが、例えば、何らかの異常で冷水温度が高い場合等には起こりうる)。
2・・・・一次側冷温水回路
3・・・・二次側冷媒回路
4・・・・熱源機
5・・・・一次側冷温水配管
5a・・・分岐冷温水配管
5b・・・冷温水循環ポンプ
6・・・・冷媒ユニット
6a、22・・・凝縮器
6b・・・冷媒タンク
6c・・・冷媒ポンプ
7・・・・空調機(AHU)
7b・・・吹出ファン
7c・・・吸込口
7d・・・ドレン配管
7e・・・ドレンパン
8・・・冷媒配管
9、21・・・蒸発器
9a・・・第一熱交換部
9b・・・第二熱交換部
9c・・・熱交バイパス配管
9d、10a、11a・・・三方弁
10・・・バイパス冷媒配管
11・・・バイパス冷温水配管
12、13・・・流量調節弁
S1・・・露点温度センサ
S2・・・圧力センサ
S3・・・湿度センサ
S4・・・温度センサ
Claims (16)
- 熱源機と、熱源機で発生する冷温水を建物内で循環する一次側冷温水回路と、
一次側冷温水回路の冷温水と冷媒とを熱交換する第一の熱交換器と、冷媒タンクと、冷媒ポンプと、冷媒と吸込み空気とを熱交換する第二の熱交換器と吹出ファン(AHUファン)を有する一又は複数の空調機(AHU)と、これらを結ぶ冷媒配管と、を備えた一又は複数の二次側冷媒回路と、を備え、さらに、
AHUの吹出空気温度、吹出空気湿度、除湿量又は第二の熱交換器の熱交換量のいずれか二以上の物理量を同時に制御するための物理量制御手段を備えて成り、
該物理量制御手段が、AHUファン風量制御手段、二次側冷媒回路に設けたAHU通過冷媒流量制御手段、第二の熱交換器における冷媒圧力調整手段、又は一次側冷温水回路の冷温水流量制御手段のいずれか一以上であり、
冷房運転時には第二の熱交換器出口において、暖房運転時には第二の熱交換器入口において、それぞれ冷媒の気液状態を取得し、かつ、
AHU通過冷媒流量制御手段と、これ以外の前記物理量制御手段と、の適宜組み合わせ制御により空調目的の実現を可能に構成した、ことを特徴とする空気調和システム。 - 前記AHU通過冷媒流量制御手段が、AHUバイパス回路、二次側冷媒回路内に設けた冷媒流量調節手段、冷媒ポンプ回転数制御手段、第二の熱交換器流路制御手段、又は第二の熱交換器に設けた冷媒圧力調節手段のいずれか一以上であることを特徴とする請求項1に記載の空気調和システム。
- 前記冷媒圧力調整手段が、二次側冷媒回路内に設けた冷媒圧力損失調整手段を含んで成ることを特徴とする請求項2に記載の空気調和システム。
- 前記冷温水流量制御手段が、一次側冷温水循環回路に設けた冷温水熱交換器バイパス回路を含んで成ることを特徴とする請求項2又は3に記載の空気調和システム。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の空気調和システムの冷房運転時において、
AHU通過冷媒流量の増減と、AHUファン風量もしくは冷水流量の増減、又は前記第二の熱交換器における冷媒圧力の調整、のいずれか一以上の組み合わせを同時に行うことにより、
AHUの吹出空気温度、吹出空気湿度、又は第二の熱交換器における熱交換量のいずれか一以上を目標値に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。 - 第二の熱交換器表面の最低温度が露点温度以下にならないように、AHUファン風量、AHU通過冷媒流量、前記第二の熱交換器における冷媒圧力、又は冷水流量のいずれか一以上を制御することを特徴とする請求項5に記載の空気調和システムの運転方法。
- 請求項6において、さらに吹出空気温度を設定温度条件に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項6又は7において、さらに室温を設定温度条件に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項5乃至8のいずれかにおいて、さらに第二の熱交換器出口において気液二相状態を維持するように冷媒流量を制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項5乃至8のいずれかにおいて、さらに第二の熱交換器出口において気相状態となるように冷媒流量を制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項10において、
起動時は、冷媒を前記AHUバイパス回路側に全量流し、かつ、前記AHUファン風量を最低とし、
運転中は、冷媒過熱度を目標値に維持するように、AHU通過冷媒流量又は/及びAHUファン風量を制御して、
第二の熱交換器出口において気相状態を維持することを特徴とする空気調和システムの運転方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の空気調和システムの暖房運転時において、
AHUファン風量、AHU通過冷媒流量もしくは温水流量を増減し、又は前記第二の熱交換器における冷媒圧力を調整し、のいずれか二以上を同時に行うことにより、
AHUの吹出空気温度、又は第二の熱交換器における熱交換量のいずれか一以上を目標値に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。 - 請求項12において、さらに吹出空気温度を目標温度条件に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項12又は13において、さらに室温を目標温度条件に制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項12乃至14のいずれかにおいて、さらに第二の熱交換器入口において気液二相状態を維持するように冷媒流量を制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
- 請求項12乃至14のいずれかにおいて、さらに第二の熱交換器入口において気相状態となるように冷媒流量を制御することを特徴とする空気調和システムの運転方法。
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