WO2014041678A1

WO2014041678A1 - 空気調和システム

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Publication number: WO2014041678A1
Application number: PCT/JP2012/073581
Authority: WO
Inventors: 豊大薮田; ▲高▼田　茂生
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-03-20
Also published as: JPWO2014041678A1; EP2896902A1; US20150153059A1; EP2896902A4

Abstract

　１又は複数の室内機２００と１又は複数の室外機１００とを冷媒配管接続して構成される空気調和装置と、室外機１００及び室内機２００と伝送線５００を介して接続され、空気調和に係る入力及び出力の汎用機器３１０を接続する汎用制御コントローラ３００とを有する空気調和システムであって、汎用制御コントローラ３００は、入力信号に係る条件と条件に対してあらかじめ定められた範囲内で規定した判定値とを、出力信号毎に設定するための処理を行う設定手段３０１と、設定手段３０１の設定に係るデータを記憶する設定記憶手段３０２と、設定記憶手段３０２に記憶されたデータに基づいて、各入力信号に含まれる条件及び条件に対応する判定値に基づいて、制御に係る判定を行い、判定に基づく出力信号を送る処理を行う判定手段３０３とを備えるものである。

Description

空気調和システム

　この発明は空気調和システムに関するものである。

　例えば複数の室内機、１又は複数の室外機を配管接続して、ビルなどの建築物の空気調和を行う空気調和装置（空気調和システム）では、室外機と室内機等との間を通信（送受信）により情報的な連携を行いながら空気調和に係る動作を行うことが多い。また、このような空気調和装置は、装置外の機器、素子との間で通信を行うこともできる（例えば特許文献１参照）。

特開２００９－０７９８１７号公報（図１）

　上記のような空気調和システムにおいて、例えば種類等により、実現できる機能の数、内容等が異なることが多い。そして、異なる機能を実現するために、例えば空気調和装置が有する機器間の通信方式が異なることが多い。

　ここで、通信方式が異なる他の空気調和に係る装置と連携等をさせたい場合がある。このとき、他の空気調和に係る装置との連動設定は空気調和装置を介して実行することになり、細かい設定を行うことが困難であった。

　この発明は、上記のような課題を解決するために、他の空気調和に係る装置の制御に係る設定を簡単に行うことができる空気調和システムを得ることを目的とする。

　本発明に係る空気調和システムは、１又は複数の室内機と１又は複数の室外機とを冷媒配管接続して構成される空気調和装置と、室外機及び室内機と伝送線を介して接続され、空気調和に係る入力機器及び出力機器を接続する制御コントローラとを有する空気調和システムであって、制御コントローラは、各入力機器からの入力信号に係る条件と条件を満たしたときの判定値とを、出力機器に出力する出力信号毎に設定する処理を行う設定手段と、設定手段の設定に係るデータを記憶する設定記憶手段と、設定記憶手段に記憶されたデータに基づいて入力機器からの入力信号の内容が条件を満たすかどうかを判断し、条件を満たした判定値に基づいて制御に係る判定を行い、判定に基づく出力信号を対応する出力機器に送信する処理を行う判定手段とを備えるものである。

　本発明の空気調和システムによれば、例えば空気調和装置に、他の空気調和に係る機器を連携して制御を行うような場合、設定手段において入力ポートに入力する信号の条件を判定値として表すようにしたので、容易に設定を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和システムを示す図である。室外機１００の構成例を表す図である。室内機２００の構成例を表す図である。実施の形態に係る汎用制御コントローラ３００の構成を示す図である。実施の形態に係る設定手段３０１における設定処理を説明する図である。実施の形態に係る判定手段３０３における処理手順を示す図である。

　図１は本発明の実施の形態に係る空気調和システムを示す図である。ここでは、特に空気調和システムの通信、制御系のシステムに係る構成を中心について説明する。ここで、本システムは一例であって、本発明はこのシステムに限定するものではない。図１に示すように、空気調和装置を構成する室外機１００及び室内機２００、汎用制御コントローラ（設備制御装置）３００並びに管理装置（集中コントローラ）４００は、空気調和システム専用伝送線５００（以下、伝送線５００という）により接続され、それぞれ各種データを含む信号の通信を行うことができる。例えば管理装置４００から操作対象の機器に対して操作内容に基づく操作指令の信号等が送信される。ここで、伝送線５００で接続する各機器は、例えば通信における固有の番号、アドレス等（以下、アドレスという）を有しており、区別されているものとする。また、各機器が通信を行う際には、信号の送信先、送信元のアドレスのデータを含めた信号を送信するものとする。

　そして、例えばビル等の建物に設けられた１又は複数の室外機（熱源側装置）１００（図１では１台である）及び１又は複数の室内機（負荷側装置）２００（図１では３台である）により空気調和システムが構成される。室外機１００と各室内機２００とは冷媒配管により接続されており、配管中を流れる冷媒の圧力を変化させて冷媒の吸熱、放熱により空気調和を行う。

　図２は室外機１００の構成例を表す図である。室外機制御手段１１０は、例えば、室外機通信手段１２０が受信した管理装置４００等からの信号等に基づいて、室外機１００を構成する各手段の動作を制御する。ここで、室外機制御手段１１０は、処理を行うために必要となるデータを記憶する記憶手段（図示せず）を有しているものとする。室外機通信手段１２０は、伝送線５００と接続され、伝送線５００と室外機制御手段１１０との間における信号通信のインターフェースとなる。室外機温度センサ１３０は、室外機１００周辺の温度（気温）を検知する検知手段である。ここで、室外機温度センサ１３０は室外機１００の構成の一部として記載しているが、例えば別ユニットで設ける等してもよい。

　圧縮機１４０は、吸入した冷媒（気体）を圧縮し、運転周波数に基づく任意の圧力を加えて送り出す（吐出する）。特に限定するものではないが、例えば運転周波数を任意に変化させることにより容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができる、インバータ回路を備えた容量可変のインバータ圧縮機としてもよい。室外機側熱交換器１５０は、熱交換器を通過する冷媒と空気との熱交換を行う。室外機側ファン１６０は、例えば室外機側熱交換器１５０に熱交換のための空気を送るものである。四方切換弁１７０は、例えば冷房運転、暖房運転に応じて、配管経路の切り替えを行うための弁である。アキュムレータ（液分離器）１８０は、液を溜め、気体の冷媒だけを圧縮機１４０に吸入させるための装置である。また、室外機側膨張弁１９０は、室外機制御手段１１０の指示に基づいて、弁の開度を調整し、冷媒の流量を制御する。

　図３は室内機２００の構成例を表す図である。室内機制御手段２１０は、例えば、リモートコントローラ２８０（以下、リモコン２８０という）からの操作指令を含む信号、室内機通信手段２２０が受信した信号等に基づいて、室内機２００を構成する各手段の動作を制御する。ここで、室内機制御手段２１０は処理を行うために必要となるデータを記憶する記憶手段（図示せず）を有しているものとする。室内機通信手段２２０は、伝送線５００と接続され、伝送線５００と室内機制御手段２１０との間における信号通信のインターフェースとなる。

　室内機温度センサ２３０は、例えば室内機２００が設けられた室内の温度（気温）を検知する検知手段である。また、室内機湿度センサ２４０は室内の湿度を検知する検知手段である。室内機温度センサ２３０、室内機湿度センサ２４０の検知に係る信号は室内機制御手段２１０に送信される。ここで、室内機温度センサ２３０、室内機湿度センサ２４０は室内機２００の構成の一部として記載しているが、例えば別ユニットで設ける等してもよい。室内機制御手段２１０は、その信号に基づいて、温度、湿度に係るデータの生成、温度、湿度のデータを含む信号を室外機１００、管理装置４００に送信する等の処理を行う。

　室内機側熱交換器２５０は、熱交換器内を通過する冷媒と空気との熱交換を行う。室内機側ファン２６０は、室内機側熱交換器２５０に空気を送り熱交換させ、さらに熱交換された空気を室内に送り込む。室内機側膨張弁２７０は、室内機制御手段２１０の指示に基づいて、弁の開度を調整し、冷媒の流量を制御する。これにより、室内機側熱交換器２５０を通過する冷媒量を制御し、室内機側熱交換器２５０における冷媒の蒸発等を調整する。リモコン２８０は、例えば操作者がリモートコントローラ等を介して入力した設定温度、運転モード等の操作指令の信号を室内機制御手段２１０に送信する。

　汎用制御コントローラ３００は、例えば伝送線５００に直接接続することができない１又は複数の汎用機器（汎用設備機器）３１０と伝送線５００との間に接続されている。そして、例えば、空気調和システム内において通信する信号又はデータの形式が汎用機器３１０における形式と異なる場合に、汎用機器３１０に制御を行わせるための操作指示等の信号における形式変換を行って汎用機器３１０に送信する。また、逆に汎用機器３１０からの信号等の形式変換を行って、伝送線５００側に送信する。そして、汎用機器３１０を操作監視し、例えば空気調和システムと連動した運転等を行わせるようにする。

　ここで、汎用機器３１０とは、空気調和システムと連動して空気調和を行うための換気装置、加湿器等の機器（アクチュエータ）、温度等の物理量を検知する各種センサ（検知手段）等である。また、他の空気調和に係る機器だけでなく、照明装置（システム）、防災装置（システム）等、空気調和システムと連動した動作を実施する他の設備機器、システム等であってもよい。

　管理装置４００は、伝送線５００と接続し、室外機１００、室内機２００等の空調システム内の対象となる機器の管理を集中的に行う装置である。また、例えばＬＡＮ（Local Area Network）と接続し、外部装置４１０との間とのインターフェースとして機能する。

　図４は実施の形態に係る汎用制御コントローラ３００の構成を示す図である。設定手段３０１は、設定者が行う設定支援を行い、行われた設定に基づいて設定データを作成する。ここでは、設定者が汎用制御コントローラ３００において設定を行うものとして説明するが、コンピュータ等のような他の処理装置において、設定に係る入力を行ったデータに基づいて、設定データを作成するようにしてもよい。設定データの作成については後述する。

　設定記憶手段３０２は設定データを記憶する。判定手段３０３は、入力手段３０４から入力されるデータと設定データとに基づいて、制御に係る出力内容について判定を行う。判定処理については後述する。入力手段３０４は、信号の入力ポートを有し、ポートを介して入力された信号を判定手段３０３が処理できる形式に変換する。ここでは、接続する機器等によって、アナログ信号、デジタル信号、トランスミッション信号の３種類の信号に対応する入力ポートを有しているものとする。出力手段３０５は、信号の出力ポートを有し、判定手段３０３の判定結果に基づいて、制御対象となる装置への指示等を含む信号を変換等の処理を行った上で送信する。ここでは、接続する機器等によって、アナログ信号、デジタル信号、トランスミッション信号の３種類の信号に対応する出力ポートを有しているものとする。

　図５は実施の形態に係る設定手段３０１における設定データ作成処理を説明するための図である。図５では、各入力ポートに入力される信号と各出力ポートから出力する信号との関係をマトリクス形式で示している。ここでは、デジタル、アナログ、トランスミッションのそれぞれに３ポートの入力ポート（ａ，ｂ，ｃ）、出力ポート（１，２，３）のマトリクスが形成されている。

　例えば、通常、複数の入力信号に基づいて、ある装置の制御に係る設定を行おうとすると熟練が必要となる。本実施の形態の空気調和システムでは、設定者がさらに容易に設定を行える支援をするため、信号が表す数値等の条件と、その条件に対応した判定値により設定を行えるようにする。ここで、設定できる判定値はあらかじめ定めた範囲内で行うが、あらかじめ定める数値の範囲については特に限定するものではない。ただ、範囲が狭いと、信号の軽重等に柔軟性を確保できなくなる。また、扱う値の分だけ記憶容量を確保する必要があるため、範囲が広すぎても無駄に記憶容量を費やすことになる。

　そして、判定手段３０３は、各信号に対応する判定値を加算して総判定値を演算する。総判定値が所定範囲（例えば図５では－１０～＋１０）の上限値以上の値であるときはオンにする。所定範囲内であるときにはそのまま（現状維持）にする。また、所定範囲の下限値以下の値であるときはオフにする。

　ここで、図５に示す例に基づいて説明する。例えばデジタルａポートに入力される信号に基づいて、各出力ポートに接続された装置をオンする条件の判定値として－１００を設定している。例えばデジタルａポートに信号が入力されたときに、運転を禁止させるため、他のポートからどのような信号が入力されても、総判定値が所定範囲（－１０～＋１０）より必ず小さくなるような判定値を設定し、必ずオフになるようにしている。

　また、例えばデジタルｂポートに入力される信号に基づいて、トランスミッション１ポートに接続された装置をオンする条件の判定値として５０を設定している。例えばサーバルーム、常時換気のように、常時運転を行う状態を想定して、デジタルｂポートに信号を入力する。トランスミッション１ポートに接続された装置を常時運転させる場合、例えばデジタルａポートに信号が入力されなければ、デジタルｂポートに信号を入力し続けることで、総判定値が所定範囲（－１０～＋１０）より大きくなるような判定値を設定する。

　例えばデジタルｃポートに入力される信号に基づいて、各出力ポートに接続された装置をオンする条件の判定値として－２０を設定している。例えば、通常時の一括停止のように、常時運転する装置は停止させずに、他の装置を停止させる場合に、停止させる装置に係る総判定値が所定範囲（－１０～＋１０）より小さくなるような判定値を設定する。

　アナログ入力ポートに係る設定については、オン条件、オフ条件を設定し、それぞれに判定値を設定することができる（条件外の判定値は０になる）。また、トランスミッション入力ポートに信号を入力することにより、他の装置との連動制御を可能にする。条件、判定値を設定していない部分（空欄）は、判定値が０であるものとする。

　また、例えば、アナログ出力ポートから出力する信号については、オン信号の場合は装置を１００％の出力で動作させ、オフ信号の場合は０％とする。

　このように、入力ポートに入力する信号の条件を判定値として表すことで、容易に設定を行うことができる。特に判定値を調整して設定することで、運転、停止の度合いの強弱までも調整することができる。また、複数の入力ポートに係る判定値の合計値をあらかじめ調整して判定値を設定しておくことで、信号のアンド条件が設定可能となる（例えば２つの入力ポートに係る判定値として５を設定しておけば、信号が入力されると１０となる）。

　図６は実施の形態に係る汎用制御コントローラ３００の判定手段３０３における処理手順を示す図である。判定手段３０３は本処理を所定時間毎に行う。判定処理を行う出力ポート（制御に係る装置）を選択する（Ｓ１）。入力手段３０４の各入力ポートにおける信号の有無等に基づいて、入力ポート毎の判定値を決定する（Ｓ２）。決定した各判定値を加算して総判定値を算出する（Ｓ３）。

　そして、総判定値が所定範囲の上限値を示す第１閾値以上であるかどうかを判断する（Ｓ４）。総判定値が第１閾値以上であると判断するとオン制御の判定を行う（Ｓ５）。そして、対応する出力ポートから判定に基づく信号（オン制御に係る信号）を出力手段３０５に送らせる（Ｓ８）。

　一方、総判定値が第１閾値以上でないと判断すると、総判定値が所定範囲の下限値を示す第２閾値以下であるかどうかを判断する（Ｓ６）。総判定値が第２閾値以下であると判断するとオフ制御の判定を行う（Ｓ７）。そして、対応する出力ポートから判定に基づく信号（オフ制御に係る信号）を出力手段３０５に送らせる（Ｓ８）。また、Ｓ６において、総判定値が第２閾値以下でないと判断すると、そのままの状態を維持するものと判定して出力ポートからの信号送信を行わない。

　そして、すべての出力ポートについて処理を行ったかどうかを判断し（Ｓ９）、処理を行っていないと判断すると、他の出力ポートを選択してＳ１～Ｓ８の処理を行う。処理を行ったものと判断すると終了する。

　以上のように、本実施の形態の空気調和システムによれば、例えば空気調和装置に、他の空気調和に係る機器を連携して制御を行うような場合、設定手段３０１において入力ポートに入力する信号の条件を判定値として表すようにしたので、容易に設定を行うことができる。また、厳格な設定を必要とせず、ファジーな感覚で設定することができる。そして、判定手段３０３がオン、オフ、現状維持の判定を行う際、各入力ポートの信号に基づいて決定した判定値を加算した総判定値により判定を行うようにしたので、複数の入力信号に基づく制御判定を容易に行うことができる。

　１００　室外機、１１０　室外機制御手段、１２０　室外機通信手段、１３０　室外機温度センサ、１４０　圧縮機、１５０　室外機側熱交換器、１６０　室外機側ファン、１７０　四方切換弁、１９０　室外機側膨張弁、２００　室内機、２１０　室内機制御手段、２２０　室内機通信手段、２３０　室内機温度センサ、２４０　室内機湿度センサ、２５０　室内機側熱交換器、２６０　室内機側ファン、２７０　室内機側膨張弁、２８０　リモコン、３００　汎用制御コントローラ、３０１　設定手段、３０２　設定記憶手段、３０３　判定手段、３０４　入力手段、３０５　出力手段、３１０　汎用機器、４００　管理装置、４１０　外部装置、５００　伝送線。

Claims

　１又は複数の室内機と１又は複数の室外機とを冷媒配管接続して構成される空気調和装置と、
　室外機及び室内機と伝送線を介して接続され、空気調和に係る入力機器及び出力機器を接続する制御コントローラとを有する空気調和システムであって、
　前記制御コントローラは、
　各入力機器からの入力信号に係る条件と該条件を満たしたときの判定値とを、前記出力機器に出力する出力信号毎に設定する処理を行う設定手段と、
　該設定手段の設定に係るデータを記憶する設定記憶手段と、
　該設定記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記入力機器からの入力信号の内容が前記条件を満たすかどうかを判断し、前記条件を満たした前記判定値に基づいて制御に係る判定を行い、判定に基づく出力信号を対応する前記出力機器に送信する処理を行う判定手段と
を備える空気調和システム。
　前記判定手段は、前記条件を満たしたときに得られる前記判定値を入力信号毎に加算した合計値に基づいて制御に係る判定を行う請求項１に記載の空気調和システム。
　前記判定手段は、オン制御、オフ制御又は現状維持のいずれかの判定を行う請求項１又は２に記載の空気調和システム。