JP6685415B2

JP6685415B2 - 空調システム、空調方法、及び制御装置

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Publication number: JP6685415B2
Application number: JP2018542305A
Authority: JP
Inventors: 裕馬影山; 哲矢小材; 祐樹内野
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: CN109392304B; US20190186777A1; CN109392304A; WO2018230281A1; EP3640557A1; JPWO2018230281A1; US11015834B2; EP3640557A4

Description

本発明は、空調システム、空調方法、及び制御装置に関する。

熱交換器及び給気ファンを有し、大型施設等の空調に用いられるエアハンドリングユニットが知られている。このようなエアハンドリングユニットを備える空調システムとして、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、「空調負荷に応じた能力要求を満たすように、…圧縮機の運転台数と、運転する各圧縮機それぞれの運転周波数とを制御する台数制御部」を備える空調システムについて記載されている。

特開２０１６−１０９３４４号公報

特許文献１には、前記したように、圧縮機の制御については記載されているが、エアハンドリングユニットが備える機器の制御については記載されていない。

ところで、室外機の接続対象となるエアハンドリングユニットが選定される際には、冷凍サイクルの信頼性を考慮して、その仕様が制限されることが多かった。例えば、一般的な室内機と同等の熱交換性能を有するように、エアハンドリングユニットの仕様が制限されていた。具体例を挙げると、高い熱交換性能が求められる場合には、大容量の熱交換器を有するエアハンドリングユニットが選定対象となり、それ以外のものは選定対象から除外されていた。このようにエアハンドリングユニットを選定する際、その仕様が制限されると、選定時の自由度が狭まる（つまり、室外機と組合せ可能なエアハンドリングユニットの選択肢が少なくなる）という事情がある。

そこで、本発明は、エアハンドリングユニットを選定する際の自由度が高い空調システム等を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明は、少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、膨張弁と、制御部と、空調に関する所定の表示を行う表示部と、を備え、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有し、前記制御部は、前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、前記給気ファンの回転速度を調整する場合において、前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過大であるときには、前記給気ファンの回転速度を小さくし、前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過小であるときには、前記給気ファンの回転速度を大きくし、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても、前記空調能力が過大であるときには、その旨を前記表示部に表示させ、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を前記表示部に表示させることを特徴とする。
なお、その他については実施形態の中で説明する。

本発明によれば、エアハンドリングユニットを選定する際の自由度が高い空調システム等を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る空調システムの構成図である。本発明の第１実施形態に係る空調システムが備える制御ユニットの処理を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る空調システムが備える制御ユニットの処理を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態に係る空調システムが備える制御ユニットの処理を示すフローチャートである。

≪第１実施形態≫
＜空調システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る空調システム１００の構成図である。
なお、図１の実線矢印は、冷房運転時に冷媒が流れる向きを示し、図１の破線矢印は、暖房運転時に冷媒が流れる向きを示している。
また、図１のエアハンドリングユニット３０（Air Handling Unit：図１では「ＡＨＵ」と記載）の付近に記載した白抜き矢印は、空気が通流する向きを示している。

空調システム１００は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）で冷媒を循環させることによって、空調を行うシステムである。
図１に示すように、空調システム１００は、室外機１０と、エアハンドリングユニット３０と、減圧装置４０と、を備えている。また、空調システム１００は、前記した構成の他に、冷媒温度センサ５１，５２と、空気温度センサ５３，５４と、制御ユニット６０（制御部）と、リモコン７０（表示部）と、を備えている。

（室外機）
室外機１０は、圧縮機１１と、アキュムレータ１２と、室外熱交換器１３（第１熱交換器）と、室外ファン１４と、四方弁１５と、室外膨張弁１６と、を備えている。また、室外機１０は、前記した構成の他に、オイルセパレータ１７と、キャピラリチューブ１８，２２と、逆止弁１９と、二方弁２１と、過冷却器２３と、過冷却用膨張弁２４と、室外制御回路２５と、を備えている。

圧縮機１１は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。
アキュムレータ１２は、冷媒を気液分離するための殻状部材であり、圧縮機１１の吸込側に設けられている。

室外熱交換器１３は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室外ファン１４から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室外ファン１４は、室外熱交換器１３に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器１３の付近に設置されている。

四方弁１５は、空調システム１００の運転モードに応じて、冷媒の流れる向きを切り替える弁である。すなわち、冷房運転時（実線矢印を参照）には、圧縮機１１の吐出側が、四方弁１５等を介して室外熱交換器１３の一端ｍに接続され、圧縮機１１の吸込側が、四方弁１５や配管ｋ１等を介して熱交換器３２（第２熱交換器）の一端ｎに接続される。これによって、室外熱交換器１３が凝縮器として機能し、熱交換器３２が蒸発器として機能する。なお、前記した配管ｋ１は、ガス冷媒が通流する配管である。この配管ｋ１を介して、四方弁１５と、熱交換器３２の一端ｎと、が接続されている。

また、暖房運転時（破線矢印を参照）には、圧縮機１１の吐出側が、四方弁１５や配管ｋ１等を介して熱交換器３２の一端ｎに接続され、圧縮機１１の吸込側が、四方弁１５等を介して室外熱交換器１３の一端ｍに接続される。これによって、熱交換器３２が凝縮器として機能し、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する。

室外膨張弁１６は、自身に流入する冷媒を減圧する弁であり、配管ｋ２において、室外熱交換器１３の他端ｖ付近に設置されている。なお、配管ｋ２は、液冷媒又は気液二相の冷媒が通流する配管である。この配管ｋ２を介して、室外熱交換器１３の他端ｖと、熱交換器３２の他端ｗと、が接続されている。図１に示す例では、配管ｋ２の一部（室外膨張弁１６と過冷却器２３との間）が伝熱管ｋａとして構成され、この伝熱管ｋａが室外熱交換器１３のフィンを貫通している。

オイルセパレータ１７は、圧縮機１１から吐出された冷媒に混在している潤滑油を分離するものであり、圧縮機１１の吐出側に設置されている。オイルセパレータ１７によって分離された潤滑油は、配管ｋ３を介してアキュムレータ１２に導かれる。一方、オイルセパレータ１７によって潤滑油が分離された冷媒は、後記する逆止弁１９等を介して四方弁１５に導かれる。

キャピラリチューブ１８は、その径が比較的小さい金属製の管であり、前記した配管ｋ３に設置されている。
逆止弁１９は、オイルセパレータ１７を介して四方弁１５に向かう冷媒の流れを許容し、逆向きの流れを禁止する弁であり、オイルセパレータ１７の下流側に設置されている。

二方弁２１及びキャピラリチューブ２２は、冷媒に混在している潤滑油をアキュムレータ１２に戻すための部材であり、配管ｋ５に設置されている。なお、前記した配管ｋ５は、その上流端が逆止弁１９の下流側に接続され、３つに分岐している下流端が、配管ｋ６（四方弁１５とアキュムレータ１２とを接続する配管）に接続されている。

過冷却器２３は、室外熱交換器１３又は熱交換器３２で凝縮した冷媒を冷やすものであり、配管ｋ２において、室外膨張弁１６と、後記する膨張弁４１と、の間に設置されている。図１に示すように、過冷却器２３は、配管ｋ２の一部を構成している過冷却用主流管２３ａと、この過冷却用主流管２３ａとともに二重管構造を呈する過冷却用副流管２３ｂと、を備えている。そして、過冷却用主流管２３ａを流れる冷媒と、過冷却用副流管２３ｂを流れる冷媒と、の間で熱交換が行われるようになっている。

図１に示すように、過冷却用副流管２３ｂは、その一端が、配管ｋ７を介して配管ｋ２（過冷却器２３と室外膨張弁１６との間）に接続され、他端が、配管ｋ８を介して配管ｋ６（アキュムレータ１２の上流側）に接続されている。
過冷却用膨張弁２４は、自身に流入する冷媒を減圧する弁であり、前記した配管ｋ７に設置されている。

室外制御回路２５は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。

図１に示すように、室外制御回路２５は、受信部２５ａと、演算部２５ｂと、通信部２５ｃと、を備えている。
受信部２５ａは、室外機１０に設置されている不図示の各センサ（室外温度センサ、圧縮機１１の吸込温度、吐出温度、吐出圧力等を検出するセンサ）の検出値を受信する。

演算部２５ｂは、受信部２５ａが受信した各検出値や、制御ユニット６０から取得したデータ等に基づいて、圧縮機１１、室外ファン１４、四方弁１５、室外膨張弁１６、過冷却用膨張弁２４等の制御指令値を演算する。
通信部２５ｃは、後記する制御ユニット６０との間で所定の通信を行う機能を有している。

（エアハンドリングユニット）
エアハンドリングユニット３０は、筐体３１の開口ｈ１を介して空気を取り込み、熱交換器３２で熱交換した空気を別の開口ｈ２を介して被空調空間に供給する機器である。図１に示すように、エアハンドリングユニット３０は、筐体３１と、熱交換器３２と、給気ファン３３と、を備えている。

筐体３１は、熱交換器３２や給気ファン３３が設置される箱状の部材である。
熱交換器３２は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、給気ファン３３から送り込まれる空気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
給気ファン３３は、熱交換器３２に空気を送り込むファンであり、熱交換器３２の付近に設置されている。

（減圧装置）
減圧装置４０は、膨張弁４１を備えている。膨張弁４１は、自身を通流する冷媒を減圧したり、冷媒の循環流量を調整したりする弁である。図１に示すように、膨張弁４１は、配管ｋ２において過冷却器２３と熱交換器３２との間に設置されている。

そして、圧縮機１１、室外熱交換器１３、室外膨張弁１６、過冷却器２３、膨張弁４１、及び熱交換器３２が、四方弁１５を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Ｇにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環するようになっている。
なお、前記した「環状に順次接続」という文言は、冷媒の流れる向きを限定するものではない。例えば、暖房運転中（破線矢印を参照）は、圧縮機１１、熱交換器３２、膨張弁４１、過冷却器２３、室外膨張弁１６、室外熱交換器１３、を順次に介して冷媒が循環する。

（センサ類）
冷媒温度センサ５１は、熱交換器３２の一端ｎ側における冷媒の温度を検出するセンサであり、配管ｋ１に設置されている。
冷媒温度センサ５２は、熱交換器３２の他端ｗ側における冷媒の温度を検出するセンサであり、配管ｋ２に設置されている。

空気温度センサ５３は、エアハンドリングユニット３０の吸込側における空気の温度を検出するセンサであり、開口ｈ１の付近に設置されている。つまり、空気温度センサ５３は、熱交換器３２に向かう空気の温度を検出するセンサである。
空気温度センサ５４は、エアハンドリングユニット３０の吹出側における空気の温度を検出するセンサであり、開口ｈ２の付近に設置されている。つまり、空気温度センサ５４は、熱交換器３２で熱交換した空気の温度を検出するセンサである。

（制御ユニット）
制御ユニット６０は、図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。制御ユニット６０は、冷媒温度センサ５１，５２や空気温度センサ５３，４４の検出値等に基づいて、給気ファン３３や膨張弁４１を制御する。

図１に示すように、制御ユニット６０は、受信部６１と、演算部６２と、通信部６３と、を備えている。
受信部６１は、冷媒温度センサ５１，５２や空気温度センサ５３，５４の検出値を受信する。
演算部６２は、受信部６１が受信した各検出値に基づいて、給気ファン３３や膨張弁４１の制御指令値を演算する。
通信部６３は、演算部６２によって演算された制御指令値を給気ファン３３や室外膨張弁１６に出力したり、室外制御回路２５やリモコン７０との間で所定の通信を行ったりする。

（リモコン）
リモコン７０は、空調に関する所定の表示（運転モード、タイマ設定、設定温度等の表示や、後記する警報表示）を行ったり、ユーザの操作に基づく所定の信号を制御ユニット６０に送信したりする機能を有している。

＜空調システムの動作＞
図２は、制御ユニット６０が実行する処理を示すフローチャートである（適宜、図１を参照）。なお、図２に示す一連の処理は、空調システム１００の試運転段階に行ってもよいし、通常の空調運転中に行ってもよい。
また、制御ユニット６０側では、熱交換器３２の熱交換性能（伝熱面積及び管内容積）や、それに基づく最適な風量が、事前に把握されていないことが多い。このような場合、制御ユニット６０は、空調システム１００の稼動初期において、予め設定された所定の回転速度で給気ファン３３を駆動する。

ステップＳ１０１において制御ユニット６０は、冷媒温度センサ５１の検出値Ｔｇ、及び冷媒温度センサ５２の検出値Ｔｑを読み込む。また、ステップＳ１０１において制御ユニット６０は、空気温度センサ５３の検出値Ｔｓ、及び空気温度センサ５４の検出値Ｔｄを読み込む。

ステップＳ１０２において制御ユニット６０は、冷媒圧力Ｐを推定する。その一例を挙げると、制御ユニット６０は、ステップＳ１０１で読み込んだ検出値Ｔｇ，Ｔｑに基づき、液側の冷媒圧力Ｐ（熱交換器３２で凝縮した冷媒の圧力）を算出する。
なお、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の物性（飽和圧力と飽和温度との関係）に関する情報が、制御ユニット６０に予め記憶されている。ステップＳ１０２において制御ユニット６０は、前記した冷媒の物性に関する情報や検出値Ｔｇ，Ｔｑに基づいて、冷媒圧力Ｐを推定する。

ステップＳ１０３において制御ユニット６０は、ステップＳ１０１で読み込んだ検出値Ｔｇ，Ｔｑに基づいて、冷媒温度差（Ｔｇ−Ｔｑ）を算出する。つまり、制御ユニット６０は、熱交換器３２の一端ｎ側における冷媒の温度（検出値Ｔｇ）と、他端ｗ側における冷媒の温度（検出値Ｔｑ）との差である冷媒温度差（Ｔｇ−Ｔｑ）を算出する。

また、ステップＳ１０３において制御ユニット６０は、ステップＳ１０１で読み込んだ検出値Ｔｓ，Ｔｄに基づいて、空気温度差（Ｔｓ−Ｔｄ）を算出する。つまり、制御ユニット６０は、熱交換器３２における空気の吸込側の温度（検出値Ｔｓ）と、吹出側の温度（検出値Ｔｄ）と、の差である空気温度差（Ｔｓ−Ｔｄ）を算出する。

ステップＳ１０４において制御ユニット６０は、冷媒回路Ｇにおける冷凍サイクルが適正な状態であるか否かを判定する。言い換えると、制御ユニット６０は、前記した凝縮器や蒸発器において、熱交換が適切に行われているか否かを判定する。その一例を挙げると、制御ユニット６０は、ステップＳ１０２で算出した冷媒圧力Ｐの他、ステップＳ１０３で算出した冷媒温度差（Ｔｇ−Ｔｑ）や空気温度差（Ｔｓ−Ｔｄ）に基づいて、凝縮した冷媒の過冷却度や、蒸発した冷媒の過熱度を算出し、これらの値が適正な所定範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ１０４において冷凍サイクルが適正な状態である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（「ＲＥＴＵＲＮ」）。一方、ステップＳ１０４において冷凍サイクルが適正な状態でない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において制御ユニット６０は、空調能力が空調負荷に対して過大であるか否かを判定する。例えば、制御ユニット６０は、冷房運転中において、リモコン７０の操作に基づく設定温度Ｔ_setから検出値Ｔｄ（吹出側の空気温度）を減算した値ΔＴ＝（Ｔ_set−Ｔｄ）が所定閾値よりも大きい場合、空調能力が過大であると判定する。

ステップＳ１０５において空調能力が空調負荷に対して過大である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０６に進む。例えば、伝熱面積や管内容積が大きい大容量の熱交換器３２が用いられ、さらに、給気ファン３３の風量が比較的大きいときには、空調能力が過大になる可能性がある。そのような状態が長時間続くと、被空調空間の冷え過ぎ又は温め過ぎといった事態が生じ得る。

ステップＳ１０６において制御ユニット６０は、給気ファン３３の現状の回転速度が、所定の回転速度下限値まで低下している否かを判定する。この回転速度下限値は、給気ファン３３の回転速度の下限値であり、予め設定されている。

ステップＳ１０６において給気ファン３３の現状の回転速度が回転速度下限値よりも大きい場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７において制御ユニット６０は、給気ファン３３の回転速度を小さくする。これによって給気ファン３３の風量が小さくなり、エアハンドリングユニット３０の熱交換性能が抑えられるため、被空調空間が適度に空調される。

一方、ステップＳ１０６において給気ファン３３の現状の回転速度が回転速度下限値まで低下している場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において制御ユニット６０は、警報表示の信号をリモコン７０に送信する。すなわち、給気ファン３３の回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、空調能力が過大であるとき（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、その旨をリモコン７０に表示させる（Ｓ１０８）。このような警報表示が試運転段階でなされた場合、室外機１０の接続対象となるエアハンドリングユニット３０の仕様を変更してもよいし、また、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の量を少なくするようにしてもよい。これによって空調能力が抑制され、その後に適切な空調を行うことができる。

また、ステップＳ１０５において空調能力が空調負荷に対して過大でない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０９に進む。つまり、空調システム１００の空調能力が空調負荷に対して過小である場合、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０９に進む。例えば、伝熱面積や管内容積が小さい小容量の熱交換器３２を用い、さらに、給気ファン３３の風量が比較的小さいときには、空調能力が過小になる可能性がある。そのような状態が長時間続くと、被空調空間が冷えない、又は温まらないといった事態が生じ得る。

ステップＳ１０９において制御ユニット６０は、給気ファン３３の現状の回転速度が、所定の回転速度上限値に達しているか否かを判定する。この回転速度上限値は、給気ファン３３の回転速度の上限値であり、予め設定されている。

ステップＳ１０９において給気ファン３３の現状の回転速度が回転速度上限値よりも小さい場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）、制御ユニット６０は、給気ファン３３の回転速度を大きくする。これによって給気ファン３３の風量が大きくなり、エアハンドリングユニット３０の熱交換性能が高められるため、被空調空間が適度に空調される。

一方、ステップＳ１０９において給気ファン３３の現状の回転速度が回転速度上限値に達している場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１において制御ユニット６０は、警報表示の信号をリモコン７０に送信する。すなわち、給気ファン３３の回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、空調能力が過小であるとき（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御ユニット６０は、その旨をリモコン７０に表示させる。このような警報表示が試運転段階でなされた場合、室外機１０の接続対象となるエアハンドリングユニット３０の仕様を変更してもよいし、また、追加の冷媒を冷媒回路Ｇに封入するようにしてもよい。これによって空調能力が高められ、その後に適切な空調を行うことができる。

また、ステップＳ１１１の警報表示が通常の空調運転中になされた場合には、熱交換器３２の清掃等を要する旨をリモコン７０に表示させてもよい。熱交換器３２に付着した埃等を洗い流すことによって、エアハンドリングユニット３０の熱交換性能を回復できることが多いからである。

ステップＳ１０４（Ｙｅｓ）、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０、又はＳ１１１の処理を行った後、制御ユニット６０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（「ＲＥＴＵＲＮ」）。このようにして制御ユニット６０は、図２に示す一連の処理を繰り返す。

＜効果＞
第１実施形態によれば、給気ファン３３の回転速度を調整することによって（図２のＳ１０７、Ｓ１１０）、空調システム１００の空調能力を適度な範囲内に収めることができる。例えば、大容量の熱交換器３２を用いる場合には、給気ファン３３を比較的小さい回転速度で駆動することで、適度な空調を行うことができる。一方、小容量の熱交換器３２を用いる場合には、給気ファン３３を比較的大きい回転速度で駆動することで、適度な空調を行うことができる。したがって、さまざまな仕様のエアハンドリングユニット３０が室外機１０に接続可能になる。このように、第１実施形態によれば、信頼性が高く、また、エアハンドリングユニット３０を選定する際の自由度が高い空調システム１００を提供できる。

また、従来技術である特許文献１のように圧縮機を複数台設ける必要がなく、制御ユニット６０の処理も比較的簡素であるため、空調システム１００の低コスト化を図ることができる。

また、給気ファン３３の回転速度を回転速度下限値まで減少させても（図２のＳ１０６：Ｙｅｓ）、空調能力が過大である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、その旨がリモコン７０に表示される（Ｓ１０８）。一方、給気ファン３３の回転速度を回転速度上限値まで増加させても（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、空調能力が過小である場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、その旨がリモコン７０に表示される（Ｓ１１１）。これによって、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の量を試運転段階で調整したり、その後の空調運転時に所定のメンテナンスをユーザに喚起したりすることができる。

≪第２実施形態≫
第２実施形態は、膨張弁４１（図１参照）の開度調整によって空調能力を増減させる点が第１実施形態とは異なっているが、その他（空調システム１００の構成等：図１参照）については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。

図３は、制御ユニット６０が実行する処理を示すフローチャートである（適宜、図１を参照）。なお、第１実施形態（図２参照）と同様の処理には、同一のステップ番号を付している。
ステップＳ１０４において制御ユニット６０は、冷媒回路Ｇにおける冷凍サイクルが適正な状態であるか否かを判定する。冷凍サイクルが適正な状態でない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において制御ユニット６０は、空調能力が空調負荷に対して過大であるか否かを判定する。なお、空調能力が過大（又は過小）であるか否かの判定方法は、第１実施形態で説明したとおりである。ステップＳ１０５において空調能力が空調負荷に対して過大である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２０６に進む。例えば、大容量の熱交換器３２を用いると、冷媒回路Ｇを循環する冷媒の流量が過多になりやすく、結果的に空調能力が過大になりやすい。

ステップＳ２０６において制御ユニット６０は、膨張弁４１の現状の開度が、所定の開度下限値まで低下しているか否かを判定する。この開度下限値は、膨張弁４１の開度の下限値であり、予め設定されている。

ステップＳ２０６において膨張弁４１の現状の開度が開度下限値よりも大きい場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７において制御ユニット６０は、膨張弁４１の開度を小さくする。これによって、冷媒回路Ｇにおける冷媒の循環流量が小さくなるため、空調能力が抑えられ、被空調空間が適度に空調される。

一方、ステップＳ２０６において膨張弁４１の現状の開度が開度下限値まで低下している場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において制御ユニット６０は、警報表示の信号をリモコン７０に送信する。すなわち、膨張弁４１の開度を所定の開度下限値まで減少させても（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、空調能力が過大であるとき（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、その旨をリモコン７０に表示させる（Ｓ２０８）。このような警報表示が試運転段階でなされた場合、室外機１０の接続対象となるエアハンドリングユニット３０の仕様を変更してもよいし、また、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の量を少なくするようにしてもよい。これによって空調能力が抑制され、その後に適切な空調を行うことができる。

また、ステップＳ１０５において空調能力が空調負荷に対して過大ではなく、過小である場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２０９に進む。例えば、小容量の熱交換器３２を用いると、冷媒回路Ｇを循環する冷媒の流量が過少になりやすく、結果的に空調能力が過小になりやすい。
ステップＳ２０９において制御ユニット６０は、膨張弁４１の現状の開度が、所定の開度上限値に達しているか否かを判定する。この開度上限値は、膨張弁４１の開度の上限値であり、予め設定されている。

ステップＳ２０９において膨張弁４１の開度が開度上限値よりも小さい場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２１０において制御ユニット６０は、膨張弁４１の開度を大きくする。これによって、冷媒回路Ｇにおける冷媒の循環流量が大きくなるため、空調能力が増大し、被空調空間が適度に空調される。

一方、ステップＳ２０９において膨張弁４１の開度が開度上限値に達している場合（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ２１１に進む。
ステップＳ２１１において制御ユニット６０は、警報表示の信号をリモコン７０に送信する。すなわち、膨張弁４１の開度を所定の開度上限値まで増加させても（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、空調能力が過小であるとき（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御ユニット６０は、その旨をリモコン７０に表示させる（Ｓ２１１）。これによって、試運転段階における冷媒の追加や、その後の空調運転時におけるメンテナンスをユーザに喚起できる。

ステップＳ１０４（Ｙｅｓ）、Ｓ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２１０、又はＳ２１１の処理を行った後、制御ユニット６０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（「ＲＥＴＵＲＮ」）。このようにして制御ユニット６０は、図３に示す一連の処理を繰り返す。

＜効果＞
第２実施形態によれば、膨張弁４１の開度を調整することによって（図３のＳ２０７、Ｓ２１０）、空調システム１００の空調能力を適度な範囲内に収めることができる。したがって、さまざまな仕様のエアハンドリングユニット３０が室外機１０に接続可能になるため、エアハンドリングユニット３０を選定する際の自由度を従来よりも高めることができる。

また、膨張弁４１の開度を開度下限値まで減少させても（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、空調能力が過大である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、その旨がリモコン７０に表示される（Ｓ２０８）。一方、膨張弁４１の開度を開度上限値まで増加させても（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、空調能力が過小である場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、その旨がリモコン７０に表示される（Ｓ２１１）。これによって、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の量を試運転段階で調整したり、また、その後の空調運転時に所定のメンテナンスをユーザに喚起したりすることができる。

≪第３実施形態≫
第３実施形態は、冷媒の温度検出値に基づいて冷媒漏れを検知する点が第１実施形態とは異なっているが、その他（空調システム１００の構成等：図１参照）については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。

図４は、制御ユニット６０が実行する処理を示すフローチャートである（適宜、図１を参照）。なお、図４に示す一連の処理中、暖房運転が行われている（つまり、熱交換器３２が凝縮器として機能している）ものとする。
また、図４に示す一連の処理は、第１実施形態で説明した制御ユニット６０の処理（図２参照）と並行して行われる。

ステップＳ３０１において制御ユニット６０は、冷媒温度センサ５２の検出値Ｔｑを読み込む。すなわち、制御ユニット６０は、凝縮器である熱交換器３２で熱交換した冷媒の温度（検出値Ｔｑ）を読み込む。

ステップＳ３０２において制御ユニット６０は、ステップＳ３０１で読み込んだ検出値Ｔｑが所定閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。この所定閾値Ｔ１は、冷媒回路Ｇにおいて冷媒漏れが生じているか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。

ステップＳ３０２において検出値Ｔｑが所定閾値Ｔ１以下である場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ３０３に進む。仮に、冷媒漏れが生じた場合、冷媒回路Ｇに封入されている冷媒の量が正常時よりも少なくなる。その結果、熱交換器３２で凝縮する際に冷媒が冷やされ過ぎて、冷媒の温度が正常時よりも低くなることが多い。

ステップＳ３０３において制御ユニット６０は、冷媒回路Ｇにおいて「冷媒漏れあり」と判定する。なお、冷媒温度センサ５２の検出値Ｔｑに加えて、圧縮機１１のモータ（図示せず）の回転速度、室外膨張弁１６や膨張弁４１の開度、その他の各センサの検出値等に基づき、制御ユニット６０が冷媒漏れの有無を判定するようにしてもよい。

ステップＳ３０４において制御ユニット６０は、圧縮機１１を停止させるとともに、膨張弁４１を閉止する。これによって、冷媒回路Ｇにおける冷媒の流れを止める（つまり、空調運転を強制的に停止させる）ことができる。

ステップＳ３０５において制御ユニット６０は、冷媒漏れを報知するための信号をリモコン７０に送信する。これによって、冷媒回路Ｇで冷媒漏れが発生している旨がリモコン７０に表示される。したがって、配管の取替え等のメンテナンスを要する旨をユーザに報知できる。

また、ステップＳ３０２において検出値Ｔｑが所定閾値Ｔ１よりも高い場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、制御ユニット６０の処理はステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０６において制御ユニット６０は、冷媒回路Ｇにおいて「冷媒漏れなし」と判定し、空調運転を継続する。
ステップＳ３０５又はＳ３０６の処理を行った後、制御ユニット６０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（「ＲＥＴＵＲＮ」）。このようにして制御ユニット６０は、図４に示す一連の処理を繰り返す。

＜効果＞
第３実施形態によれば、冷媒漏れが検知された場合（図４のＳ３０２：Ｙｅｓ、Ｓ３０３）、圧縮機１１が停止されるとともに、膨張弁４１が閉止される（Ｓ３０４）。これによって、冷媒漏れが生じたまま空調運転が継続されることを防止できる。また、冷媒漏れが検知された場合、その旨がリモコン７０によってユーザに報知される（Ｓ３０４）。したがって、第３実施形態によれば、空調システム１００の信頼性を第１実施形態よりも高めることができる。

≪変形例≫
以上、本発明に係る空調システム１００について各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態では、図１に示す室外機１０が、過冷却器２３、過冷却用膨張弁２４、及び配管ｋ７，ｋ８を備える構成について説明したが、これらを適宜に省略してもよい。
また、各実施形態では、室外機１０が、オイルセパレータ１７、逆止弁１９、キャピラリチューブ１８，２２、二方弁２１、及び配管ｋ３，ｋ５を備える構成について説明したが、これらのうち一部又は全部を適宜に省略してもよい。
また、各実施形態では、室外機１０が四方弁１５を備える構成について説明したが、これに限らない。すなわち、四方弁１５を省略し、冷房専用又は暖房専用の構成にしてもよい。
また、各実施形態では、空調システム１００が、室外膨張弁１６と、減圧装置４０の膨張弁４１と、を備える構成について説明したが、これらのうち一方を省略してもよい。すなわち、室外機１０が、少なくとも圧縮機１１及び室外熱交換器１３を有する構成にしてもよい。つまり、圧縮機１１、室外熱交換器１３（第１熱交換器）、膨張弁４１、及び熱交換器３２（第２熱交換器）が環状に順次接続されてなる冷媒回路において、冷凍サイクルで冷媒が循環する構成になっていればよい。なお、前記した構成は、図１に示す冷媒回路Ｇの構成を含むものである。

また、各実施形態では、警報表示等を行うための信号が制御ユニット６０からリモコン７０に送信される場合について説明したが、これに限らない。すなわち、警報表示等を行うための信号を制御ユニット６０が室外制御回路２５に送信し、室外機１０側で７セグメント表示等によって所定の報知を行うようにしてもよい。

また、各実施形態では、室外機１０とエアハンドリングユニット３０が一台ずつ設けられる構成について説明したが、これに限らない。すなわち、複数台の室外機１０を並列接続してもよいし、また、複数台のエアハンドリングユニット３０を並列接続してもよい。

また、第３実施形態では、暖房運転中、冷媒温度センサ５２の検出値Ｔｑが所定閾値Ｔ１以下であるとき（図４のＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０が「冷媒漏れあり」と判定する処理（Ｓ３０３）について説明したが、これに限らない。例えば、冷房運転中、冷媒温度センサ５１の検出値Ｔｇが所定閾値以上である場合、制御ユニット６０が「冷媒漏れあり」と判定するようにしてもよい。言い換えると、熱交換器３２が蒸発器として機能している場合において、熱交換器３２で熱交換した冷媒の温度検出値が所定閾値以上であるとき、制御ユニット６０が「冷媒漏れあり」と判定するようにしてもよい。冷媒漏れが生じているときには、蒸発器である熱交換器３２において、冷媒の温度が過度に上昇することが多いからである。前記したように、「冷媒漏れあり」と判定した場合、制御ユニット６０は、圧縮機１１を停止させるとともに、膨張弁４１を閉止し、さらに、冷媒回路Ｇで冷媒漏れが生じている旨をリモコン７０に表示させる。

また、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。
例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせ、空調能力が過大である場合には、制御ユニット６０が、給気ファン３３の回転速度を小さくするとともに、膨張弁４１の開度を小さくするようにしてもよい。これによって、空調能力を抑制し、被空調空間を適度に空調できる。
一方、空調能力が過小である場合には、制御ユニット６０が、給気ファン３３の回転速度を大きくするとともに、膨張弁４１の開度を大きくするようにしてもよい。これによって、空調能力を高め、被空調空間を適度に空調できる。このように、制御ユニット６０が、冷媒温度センサ５１，５２及び空気温度センサ５３，５４の検出値を含む情報に基づいて、給気ファン３３の回転速度及び／又は膨張弁４１の開度を調整するようにしてもよい。

また、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、空調能力に基づいて膨張弁４１の開度を調整しつつ（第２実施形態）、冷媒漏れを検知するようにしてもよい（第３実施形態）。

また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。

１００空調システム（空調装置）
１０室外機
１１圧縮機
１２アキュムレータ
１３室外熱交換器（第１熱交換器）
３０エアハンドリングユニット
３１筐体
３２熱交換器（第２熱交換器）
３３給気ファン
４０減圧装置
４１膨張弁
５１冷媒温度センサ
５２冷媒温度センサ
５３空気温度センサ
５４空気温度センサ
６０制御ユニット（制御部、制御装置）
７０リモコン（表示部）
Ｇ冷媒回路
ｎ一端（第２熱交換器の一端）
ｗ他端（第２熱交換器の他端）

Claims

少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、
給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
膨張弁と、
制御部と、
空調に関する所定の表示を行う表示部と、を備え、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有し、
前記制御部は、
前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、
前記給気ファンの回転速度を調整する場合において、
前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過大であるときには、前記給気ファンの回転速度を小さくし、
前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過小であるときには、前記給気ファンの回転速度を大きくし、
前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても、前記空調能力が過大であるときには、その旨を前記表示部に表示させ、
前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を前記表示部に表示させること
を特徴とする空調システム。
少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、
給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
膨張弁と、
制御部と、
空調に関する所定の表示を行う表示部と、を備え、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有し、
前記制御部は、
前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、
前記膨張弁の開度を調整する場合において、
前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過大であるときには、前記膨張弁の開度を小さくし、
前記情報に基づく空調能力が空調負荷に対して過小であるときには、前記膨張弁の開度を大きくし、
前記膨張弁の開度を所定の開度下限値まで減少させても、前記空調能力が過大であるときには、その旨を前記表示部に表示させ、
前記膨張弁の開度を所定の開度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を前記表示部に表示させること
を特徴とする空調システム。
少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、
給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、
膨張弁と、
制御部と、を備え、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有し、
前記制御部は、
試運転を行う際、又は、通常の空調運転を行う際には、予め設定された所定の回転速度で前記給気ファンを駆動させ、
前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、
前記給気ファンの回転速度を調整する場合において、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知し、
前記膨張弁の開度を調整する場合において、前記膨張弁の開度を所定の開度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記膨張弁の開度を所定の開度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知すること
を特徴とする空調システム。
空調に関する所定の表示を行う表示部を備え、
前記制御部は、
前記第２熱交換器が凝縮器として機能している場合において、前記第２熱交換器で熱交換した冷媒の温度検出値が所定閾値以下であるとき、
又は、
前記第２熱交換器が蒸発器として機能している場合において、前記第２熱交換器で熱交換した冷媒の温度検出値が所定閾値以上であるとき、
前記圧縮機を停止させるとともに前記膨張弁を閉止し、さらに、前記冷媒回路で冷媒漏れが生じている旨を前記表示部に表示させること
を特徴とする請求項３に記載の空調システム。
少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、膨張弁と、制御部と、を備え、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有する空調システムの前記制御部が実行する空調方法であって、
前記制御部は、
試運転を行う際、又は、通常の空調運転を行う際には、予め設定された所定の回転速度で前記給気ファンを駆動させ、
前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、
前記給気ファンの回転速度を調整する場合において、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知し、
前記膨張弁の開度を調整する場合において、前記膨張弁の開度を所定の開度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記膨張弁の開度を所定の開度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知すること
を特徴とする空調方法。
少なくとも圧縮機及び第１熱交換器を有する室外機と、給気ファン及び第２熱交換器を有するエアハンドリングユニットと、膨張弁と、を備え、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、及び前記第２熱交換器が環状に順次接続されて冷媒が循環される冷媒回路を有する空調装置に制御信号を出力する制御装置であって、
試運転を行う際、又は、通常の空調運転を行う際には、予め設定された所定の回転速度で前記給気ファンを駆動させ、
前記第２熱交換器の一端側・他端側のそれぞれにおける冷媒の温度検出値、前記第２熱交換器に向かう空気の温度検出値、及び前記第２熱交換器で熱交換した空気の温度検出値を含む情報に基づいて、前記給気ファンの回転速度及び／又は前記膨張弁の開度を調整し、
前記給気ファンの回転速度を調整する場合において、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記給気ファンの回転速度を所定の回転速度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知し、
前記膨張弁の開度を調整する場合において、前記膨張弁の開度を所定の開度下限値まで減少させても、前記情報に基づく空調能力が過大であるとき、又は、前記膨張弁の開度を所定の開度上限値まで増加させても、前記空調能力が過小であるときには、その旨を報知する制御装置。