JP7057531B2 - 空調システム - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態の空調システム(1)は、4台の空気調和機(10A~10D)を備える。なお、空調システム(1)に設けられる空気調和機(10A~10D)は、2台以上であればよく、4台である必要はない。
空調システム(1)に設けられた空気調和機(10A~10D)は、それぞれの構成が同じである。各空気調和機(10A~10D)は、いわゆるペア式の空気調和機である。各空気調和機(10A~10D)は、室外ユニット(11)と室内ユニット(12)とを1台ずつ備える。なお、各空気調和機(10A~10D)は、複数台の室内ユニット(12)を備えていてもよい。
図2に示すように、各空気調和機(10A~10D)では、室外ユニット(11)と室内ユニット(12)を一対の連絡配管(13,14)で接続することによって、冷媒回路(20)が形成される。冷媒回路(20)では、充填された冷媒を循環させることで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
図3に示すように、空調システム(1)は、各空気調和機(10A~10D)を制御するための制御装置(40)を備える。制御装置(40)は、内部制御器(41A~41D)と外部制御器(42A~42D)とを、空気調和機(10A~10D)と同数(本実施形態では4つ)ずつ備える。また、制御装置(40)は、無線ルータ(43)と通信端末(44)とを備える。
内部制御器(41A~41D)は、各空気調和機(10A~10D)に1つずつ設けられる。つまり、第1内部制御器(41A)は第1空気調和機(10A)に、第2内部制御器(41B)は第2空気調和機(10B)に、第3内部制御器(41C)は第3空気調和機(10C)に、第4内部制御器(41D)は第4空気調和機(10D)に、それぞれ設けられる。
外部制御器(42A~42D)は、各空気調和機(10A~10D)に対応して1つずつ設けられる。各外部制御器(42A~42D)は、対応する空気調和機(10A~10D)に設けられた内部制御器(41A~41D)に、通信ケーブル(47)を介して通信可能に接続される。つまり、第1外部制御器(42A)は第1内部制御器(41A)に、第2外部制御器(42B)は第2内部制御器(41B)に、第3外部制御器(42C)は第3内部制御器(41C)に、第4外部制御器(42D)は第4内部制御器(41D)に、それぞれ接続される。
無線ルータ(43)は、インターネット(I)を介してクラウドサーバ(C)に接続される。内部制御器(41A~41D)または外部制御器(42A~42D)のソフトウェアを更新する場合は、更新版のソフトウェアが、クラウドサーバ(C)からインターネット(I)と無線ルータ(43)を介して内部制御器(41A~41D)または外部制御器(42A~42D)へ送信される。
通信端末(44)は、例えばスマートフォンやタブレットPCなどで構成される。通信端末(44)には、空調システム(1)の運転状態を表示したり、ユーザーが空調システム(1)への運転指令を入力するためのアプリケーションソフトウェアがインストールされている。また、通信端末(44)は、無線ルータ(43)を介して各外部制御器(42A~42D)と無線通信を行う。
空調システム(1)は、複数台の空気調和機(10A~10D)が独立して室内空間(5)の空気調和を行う非連携運転と、複数台の空気調和機(10A~10D)が連携して室内空間(5)の空気調和を行う連携運転とを実行可能である。また、空気調和機(10A~10D)は、冷房運転と暖房運転とを実行可能である。
空気調和機(10A~10D)の冷房運転について説明する。冷房運転では、四方切換弁(24)が第1状態に設定され、室外熱交換器(22)が凝縮器として機能し、室内熱交換器(25)が蒸発器として機能する。また、冷房運転中の各空気調和機(10A~10D)において、内部制御器(41A~41D)は、室内熱交換器(25)における冷媒の蒸発温度(具体的には、冷媒温度センサ(30)の検出値)が目標蒸発温度となるように、圧縮機(21)の運転容量を調節する。
空気調和機(10A~10D)の暖房運転について説明する。暖房運転では、四方切換弁(24)が第2状態に設定され、室内熱交換器(25)が凝縮器として機能し、室外熱交換器(22)が蒸発器として機能する。また、暖房運転中の各空気調和機(10A~10D)において、内部制御器(41A~41D)は、室内熱交換器(25)における冷媒の凝縮温度(具体的には、冷媒温度センサ(30)の検出値)が目標凝縮温度となるように、圧縮機(21)の運転容量を調節する。
空調システム(1)の連携運転について説明する。この連携運転は、空調システム(1)に設けられた複数の空気調和機(10A~10D)を連携して作動させることによって、室内空間(5)の温度と湿度(相対湿度)のそれぞれを設定値にするための運転である。
空調システム(1)の連携運転では、制御装置(40)が空気調和機(10A~10D)の運転を制御するための動作を行う。この連携運転において、外部制御システム(50)は、一つの外部制御器(42A~42D)が主制御器として機能し、残りの外部制御器(42A~42D)が副制御器として機能する。主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)は、指令生成動作を行い、連携運転を実行するために必要な運転指令を生成する。ここでは、連携運転における制御装置(40)の動作について、図5のフロー図を参照しながら説明する。
ステップST10では、空調システム(1)に設けられた全ての空気調和機(10A~10D)の電源がオンになり、全ての外部制御器(42A~42D)へ電力が供給される。そして、外部制御システム(50)を構成する全ての外部制御器(42A~42D)は、それぞれが記憶している自己の識別番号を、他の外部制御器(42A~42D)に対して送信する。
次のステップST11では、各外部制御器(42A~42D)の役割決定部(52)が、自らが主制御器と副制御器のどちらとして作動するかを決定する。具体的に、各外部制御器(42A~42D)の役割決定部(52)は、記憶する自己の識別番号と、他の外部制御器(42A~42D)から受信した識別番号とを比較する。そして、各外部制御器(42A~42D)の役割決定部(52)は、自己の識別番号が他の外部制御器(42A~42D)から受信した識別番号のどれよりも小さい場合に、主制御器として作動することを決定する。また、各外部制御器(42A~42D)の役割決定部(52)は、他の外部制御器(42A~42D)から受信した識別番号の中に自己の識別番号よりも小さいものが含まれている場合に、副制御器として作動することを決定する。
次のステップST12では、制御装置(40)が、空調システム(1)に予備運転を実行させる。予備運転は、潜熱処理機として機能する空気調和機(10A~10D)と、顕熱処理機として機能する空気調和機(10A~10D)とを最初に決めるための運転である。
次のステップST13では、各外部制御器(42A~42D)が、対応する内部制御器(41A~41D)から、空気調和機(10A~10D)の運転状態を示す運転データを取得する。具体的には、第1外部制御器(42A)が第1空気調和機(10A)の運転データを第1内部制御器(41A)から取得し、第2外部制御器(42B)が第2空気調和機(10B)の運転データを第2内部制御器(41B)から取得し、第3外部制御器(42C)が第3空気調和機(10C)の運転データを第3内部制御器(41C)から取得し、第4外部制御器(42D)が第4空気調和機(10D)の運転データを第4内部制御器(41D)から取得する。
次のステップST14では、主制御器として機能する一つの外部制御器(42A~42D)が、各空気調和機(10A~10D)の運転データと、室内空間(5)の設定温度および設定湿度とを用いて、室内空間(5)の潜熱負荷および顕熱負荷を算出する。そして、主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)は、算出した室内空間(5)の潜熱負荷および顕熱負荷に基づいて、潜熱処理機として機能する空気調和機(10A~10D)と、顕熱処理機として機能する空気調和機(10A~10D)を決定する。
次のステップST15では、主制御器として機能する一つの外部制御器(42A~42D)の指令生成部(51)が、指令生成動作を行う。
ここで、連携運転中には、副制御器として機能する外部制御器(42A~42D)が、主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)から運転指令を受信できなくなる場合がある。そこで、ステップST16では、副制御器として機能する外部制御器(42A~42D)が運転指令を受信できないことを示す不具合条件の成否を、各外部制御器(42A~42D)が判断する。
ステップST17では、それまで副制御器として機能していた外部制御器(42A~42D)が、連携運転を継続可能かどうかを判断する。具体的に、連携運転の対象となる空気調和機(10A~10D)が複数台存在する場合、外部制御器(42A~42D)は、連携運転を継続可能と判断してステップST18へ移行する。一方、連携運転の対象となる空気調和機(10A~10D)が一台しか存在しない場合、外部制御器(42A~42D)は、連携運転の継続不能と判断してステップST19へ移行する。
ステップST18では、それまで副制御器として機能していた外部制御器(42A~42D)が、そのうちの一つを主制御器に切り換える動作を行う。ここでは、ステップST16が実行される時点において、第1外部制御器(42A)が主制御器として機能し、第2~第4外部制御器(42B,42C,42D)が副制御器として機能していた場合を例に説明する。
ステップST19では、制御装置(40)が空調システム(1)の連携運転を終了させる。この場合は、ステップST17が実行されている時点で作動していた1台の空気調和機(10A~10D)が、冷房運転を継続して行う。
本実施形態の空調システム(1)は、冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と運転制御用の内部制御器(41A~41D)とをそれぞれが有する複数の空気調和機(10A~10D)と、複数の空気調和機(10A~10D)のそれぞれに対応して一つずつ設けられ、対応する空気調和機(10A~10D)の内部制御器(41A~41D)と通信可能に接続された外部制御器(42A~42D)とを備える。外部制御器(42A~42D)のそれぞれは、対応する空気調和機(10A~10D)に対する運転指令を個別に生成する指令生成動作を実行可能に構成される。各空気調和機(10A~10D)の内部制御器(41A~41D)は、内部制御器(41A~41D)に接続する外部制御器(42A~42D)から受信した運転指令に基づいて空気調和機(10A~10D)の運転を制御するように構成される。複数の外部制御器(42A~42D)は、互いに通信可能に構成されて外部制御システム(50)を構成する。そして、外部制御システム(50)は、一つの外部制御器(42A~42D)が、指令生成動作を行い、指令生成動作において生成した運転指令を、対応する空気調和機(10A~10D)の内部制御器(41A~41D)と他の外部制御器(42A~42D)とに対して発信する主制御器として機能し、主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)以外の外部制御器(42A~42D)が、指令生成動作を行わず、主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)から受信した運転指令を、対応する空気調和機の内部制御器(41A~41D)へ発信する副制御器となるように構成される。
上記実施形態の空調システム(1)の変形例について説明する。
上記実施形態の空調システム(1)では、ユーザーが通信端末(44)を操作して連携運転の開始指令を入力すると、空調システム(1)に設けられた全ての空気調和機(10A~10D)の電源がオンになり、全ての外部制御器(42A~42D)へ電力が供給される(図5のステップST10を参照)。つまり、ユーザーが通信端末(44)を操作して連携運転の開始指令を入力した場合、上記実施形態の空調システム(1)の制御装置(40)は、全ての空気調和機(10A~10D)を対象として連携運転を開始するように構成される。
上記実施形態の空調システム(1)の制御装置(40)は、据え付け後の試運転において、主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)と、副制御器として機能する外部制御器(42A~42D)とを決定し、その結果を、例えば主制御器として機能する外部制御器(42A~42D)に記憶させるように構成されていてもよい。
10A,10B,10C,10D 空気調和機
20 冷媒回路
40 制御装置
41A,41B,41C,41D 内部制御器
42A,42B,42C,42D 外部制御器
46 通信部
50 外部制御システム
Claims (5)
- 冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と運転制御用の内部制御器(41A~41D)とをそれぞれが有する複数の空気調和機(10A~10D)と、
上記複数の空気調和機(10A~10D)のそれぞれに対応して一つずつ設けられ、対応する上記空気調和機(10A~10D)の上記内部制御器(41A~41D)と通信可能に接続された外部制御器(42A~42D)とを備え、
上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれは、対応する上記空気調和機(10A~10D)に対する運転指令を個別に生成する指令生成動作を実行可能に構成され、
各上記空気調和機(10A~10D)の上記内部制御器(41A~41D)は、該内部制御器(41A~41D)に接続する上記外部制御器(42A~42D)から受信した上記運転指令に基づいて上記空気調和機(10A~10D)の運転を制御するように構成され、
複数の上記外部制御器(42A~42D)は、互いに通信可能に構成されて外部制御システム(50)を構成し、
上記外部制御システム(50)は、
一つの上記外部制御器(42A~42D)が、上記指令生成動作を行い、該指令生成動作において生成した上記運転指令を、対応する上記空気調和機(10A~10D)の上記内部制御器(41A~41D)と他の上記外部制御器(42A~42D)とに対して発信する主制御器として機能し、
上記主制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)以外の上記外部制御器(42A~42D)が、上記指令生成動作を行わず、上記主制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)から受信した上記運転指令を、対応する上記空気調和機の上記内部制御器(41A~41D)へ発信する副制御器となるように構成され、
上記外部制御システム(50)は、
上記副制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)が上記運転指令を受信できないことを示す所定の不具合条件が成立すると、
上記副制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)のうちの一つが上記主制御器に切り換わり、
上記不具合条件の成立時に上記主制御器として機能していた上記外部制御器(42A~42D)と、上記不具合条件の成立によって上記主制御器に切り換わった上記外部制御器(42A~42D)とを除いた残りの上記外部制御器(42A~42D)が、上記副制御器として機能するように構成され、
上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれが、上記不具合条件の成否を判断するように構成される
ことを特徴とする空調システム。 - 請求項1において、
上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれは、固有の識別番号を記憶するように構成され、
上記外部制御システム(50)は、上記不具合条件の成立時に上記副制御器として機能していた上記外部制御器(42A~42D)のうち、上記識別番号の最も小さい上記外部制御器(42A~42D)が、上記主制御器に切り換わるように構成されている
ことを特徴とする空調システム。 - 請求項2において、
上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれは、
上記不具合条件が成立すると、自己の識別番号を他の外部制御器(42A~42D)へ送信し、
自己の識別番号と、受信した他の外部制御器(42A~42D)の識別番号とを比較することによって、主制御器として作動するか副制御器として作動するかを決定するように構成されている
ことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれは、
対応する上記空気調和機(10A~10D)の運転状態を示す運転データを該空気調和機(10A~10D)の内部制御器(41A~41D)から取得し、取得した上記運転データを他の上記外部制御器(42A~42D)へ送信すると共に、
上記主制御器として機能する場合は、対応する上記空気調和機(10A~10D)の内部制御器(41A~41D)から取得した上記運転データと、上記副制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)から受信した上記運転データとを用いて上記指令生成動作を行うように構成される
ことを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
上記外部制御システム(50)は、上記外部制御器(42A~42D)のそれぞれが無線通信によって情報を送受信する通信部(46)を備え、上記主制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)と上記副制御器として機能する上記外部制御器(42A~42D)が無線通信によって互いに通信可能となっている
ことを特徴とする空調システム。
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