JP6465987B2 - 空気調和装置および空気調和制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では、1つのヒートポンプ熱源機に対して、暖房熱媒体による暖房と、湯水による給湯とを同時に行うことができるシステムにおいて、暖房時の熱効率を高くする手法として、以下の2つが開示されている。
(手法1)暖房熱媒体と湯水の温度差が小さい場合に、同時運転を許可する。
(手法2)暖房熱媒体と湯水との温度差を小さくするように、湯水の流量分配変更制御を行う。
<システム構成>
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置の全体構成を示した概略図である。室外に熱源ユニット301が配置され、室内の1階に分岐ユニット302、利用ユニット303a、温水ユニット304が配置され、室内の2階に利用ユニット303bが設置されている。そして、各ユニットが、図1に示すように、配管により接続されている。
図2は、本発明の実施の形態1における空気調和装置100の冷媒回路構成図である。この図2に示した本実施の形態1における空気調和装置100は、蒸気圧縮式のサイクル運転を行うことによって、利用ユニット303a、303bによる暖房指令(暖房ON/OFF)と、温水ユニット304による給湯要求指令(給湯ON/OFF)とを同時に処理することができる。
次に、本願の目的である、低凝縮温度から高凝縮温度へ凝縮温度を速やかに立ち上げ、快適性を損なうことのない暖房給湯同時運転モードを実行するための具体的な制御方法について、詳細に説明する。
図4は、本発明の実施の形態1の暖房給湯同時運転時において、制御装置101で実行される凝縮温度調整制御の一連動作を示したフローチャートである。まず始めに、ステップS401において、制御装置101は、暖房ONである暖房指令を受けることで、利用ユニット303a、303bの暖房運転を開始させる。
近年は、住宅の断熱性能がますます向上しており、従来の住宅よりも暖房負荷が低いことが想定される。そして、壁が暖まっていれば、室内空気温度は、暖房OFFとしてもあまり低下してこない。すなわち、今後、高断熱住宅が増えれば、暖房負荷が低下する見込みであり、暖房一時中断による凝縮温度調整制御が有効になると考えられる。
室内差温=設定温度−吹出空気温度
(手法1)水熱交換器による加熱動作と、利用側熱交換器による加熱動作を同時実行中においては、水熱交換器を加熱動作させずに利用側熱交換器のみを加熱動作させる際の加熱負荷よりも、利用側熱交換器の加熱負荷を小さくする。
(手法2)水熱交換器による加熱動作と、利用側熱交換器による加熱動作を同時実行中においては、あらかじめ設定された利用側熱交換器の加熱を停止する。
Claims (14)
- 冷媒との熱交換によって水を加熱する水熱交換器と、
前記冷媒との熱交換によって室内空気を加熱する利用側熱交換器と、
前記冷媒の凝縮温度を計測する凝縮温度検出器と、
前記水熱交換器による加熱動作と、前記利用側熱交換器による加熱動作とを同時実行中において、前記凝縮温度検出器により計測された前記凝縮温度が、あらかじめ設定された目標凝縮温度未満である場合には、前記凝縮温度を前記目標凝縮温度以上とするように、同時実行を行う際の通常の制御状態とは異なる第1の制御を行い、前記第1の制御により前記凝縮温度が前記目標凝縮温度に到達した場合には、前記通常の制御状態に段階的に戻すように第2の制御を行うことで、凝縮温度調整制御を実行する制御装置と
を備える空気調和装置。 - 前記水熱交換器は、前記冷媒の流量を制御する温水側減圧機構を有し、
前記利用側熱交換器は、前記冷媒の流量を制御する利用側減圧機構を有し、
前記制御装置は、前記温水側減圧機構を絞り、前記利用側減圧機構を開けることで前記第1の制御を行うことにより前記凝縮温度調整制御を実行する
請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記水熱交換器の加熱負荷である第1加熱負荷を小さくする第1加熱負荷調整、および前記利用側熱交換器の加熱負荷である第2加熱負荷を小さくする第2加熱負荷調整の少なくともいずれか一方を行うことで前記第1の制御を行うことにより、前記凝縮温度調整制御を実行する
請求項1または2に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記利用側熱交換器により暖房される室内の空気温度を、温度センサからの検出値として取得し、前記室内の設定温度と前記空気温度とに基づいて、前記第2加熱負荷を小さくするか、または前記第1加熱負荷を小さくするかを決定する
請求項3に記載の空気調和装置。 - 前記利用側熱交換器は、少なくとも2つ以上で構成された複数の利用側熱交換器であり、
前記制御装置は、前記複数の利用側熱交換器のそれぞれにより個別に暖房されるそれぞれの室内の空気温度を、各温度センサからの検出値として取得し、それぞれの室内について空気温度と設定温度との差温が、あらかじめ設定した中断判定閾値以下の室内に対応する利用側熱交換器については、加熱せずに暖房を一時中断し、前記差温が前記中断判定閾値よりも大きい室内に対応する利用側熱交換器については、加熱を継続することで前記第1の制御を行うことにより、前記凝縮温度調整制御を実行する
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、暖房を一時中断する利用側熱交換器の順番を中断優先順位としてあらかじめ設定しておき、前記差温が前記中断判定閾値以下の室内に対応する利用側熱交換器が複数ある場合には、前記中断優先順位に従って、優先順位の最も高い利用側熱交換器から順番に暖房を一時中断させる
請求項5に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記凝縮温度を前記目標凝縮温度以上とする前記凝縮温度調整制御を実行する際に暖房を一時中断する利用側熱交換器を中断用熱交換器としてあらかじめ設定しておき、前記差温が前記中断判定閾値以下の室内に対応する利用側熱交換器のうち、前記中断用熱交換器に相当する利用側熱交換器の暖房を一時中断させる
請求項5に記載の空気調和装置。 - 前記利用側熱交換器は、室内空気を供給する利用側送風機を有し、
前記制御装置は、前記利用側送風機の回転数を低く制御することで前記第1の制御を行うことにより、前記凝縮温度調整制御を実行する
請求項1から7のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記水熱交換器は、熱媒体を供給する水ポンプを有し、
前記制御装置は、前記水ポンプの回転数を低く制御することで前記第1の制御を行うことにより、前記凝縮温度調整制御を実行する
請求項1から8のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記水熱交換器による加熱動作と前記利用側熱交換器による加熱動作を同時実行中において、前記水熱交換器を加熱せず前記利用側熱交換器を加熱しているときよりも、前記利用側熱交換器の加熱負荷を小さくする
請求項1から9のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記水熱交換器による加熱動作と前記利用側熱交換器による加熱動作を同時実行中において、あらかじめ設定された利用側熱交換器の加熱を停止する
請求項1から9のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 冷媒との熱交換によって水を加熱する水熱交換器と、
前記冷媒との熱交換によって室内空気を加熱する利用側熱交換器と、
前記冷媒の凝縮温度を計測する凝縮温度検出器と
を備えた空気調和装置に対して、マイクロコンピュータを有する制御装置により実行される空気調和制御方法であって、
前記制御装置において、
前記水熱交換器による加熱動作と、前記利用側熱交換器による加熱動作とを同時実行中に、前記凝縮温度検出器により計測された前記凝縮温度が、あらかじめ設定された目標凝縮温度未満である場合には、前記凝縮温度を前記目標凝縮温度以上とするように、同時実行を行う際の通常の制御状態とは異なる第1の制御を行い、前記第1の制御により前記凝縮温度が前記目標凝縮温度に到達した場合には、前記通常の制御状態に段階的に戻すように第2の制御を行うことで、凝縮温度調整制御を実行する制御ステップを有し、
前記制御ステップは、
前記水熱交換器の加熱負荷を小さくすることで前記第1の制御を行う第1ステップと、
前記利用側熱交換器の加熱負荷を小さくすることで前記第1の制御を行う第2ステップと、
前記水熱交換器に供給される冷媒の流量を絞るように制御することで前記第1の制御を行う第3ステップと、
前記利用側熱交換器に供給される冷媒の流量を増やすように制御することで前記第1の制御を行う第4ステップ
を有する
空気調和制御方法。 - 冷媒との熱交換によって水を加熱する水熱交換器と、
前記冷媒との熱交換によって室内空気を加熱する利用側熱交換器と、
前記冷媒の凝縮温度を計測する凝縮温度検出器と、
前記水熱交換器による加熱動作と、前記利用側熱交換器による加熱動作とを同時実行中において、前記凝縮温度検出器により計測された前記凝縮温度が、あらかじめ設定された目標凝縮温度未満である場合には、前記凝縮温度を前記目標凝縮温度以上とする凝縮温度調整制御を実行する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記水熱交換器の加熱負荷である第1加熱負荷を小さくする第1加熱負荷調整、および前記利用側熱交換器の加熱負荷である第2加熱負荷を小さくする第2加熱負荷調整の少なくともいずれか一方を行うことで、前記凝縮温度調整制御を実行し、
前記利用側熱交換器により暖房される室内の空気温度を、温度センサからの検出値として取得し、前記室内の設定温度と前記空気温度とに基づいて、前記第2加熱負荷を小さくするか、または前記第1加熱負荷を小さくするかを決定する
空気調和装置。 - 冷媒との熱交換によって水を加熱する水熱交換器と、
前記冷媒との熱交換によって室内空気を加熱する利用側熱交換器と、
前記冷媒の凝縮温度を計測する凝縮温度検出器と、
前記水熱交換器による加熱動作と、前記利用側熱交換器による加熱動作とを同時実行中において、前記凝縮温度検出器により計測された前記凝縮温度が、あらかじめ設定された目標凝縮温度未満である場合には、前記凝縮温度を前記目標凝縮温度以上とする凝縮温度調整制御を実行する制御装置と
を備え、
前記利用側熱交換器は、少なくとも2つ以上で構成された複数の利用側熱交換器であり、
前記制御装置は、前記複数の利用側熱交換器のそれぞれにより個別に暖房されるそれぞれの室内の空気温度を、各温度センサからの検出値として取得し、それぞれの室内について空気温度と設定温度との差温が、あらかじめ設定した中断判定閾値以下の室内に対応する利用側熱交換器については、加熱せずに暖房を一時中断し、前記差温が前記中断判定閾値よりも大きい室内に対応する利用側熱交換器については、加熱を継続することで、前記凝縮温度調整制御を実行する
空気調和装置。
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