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図面 (6)

課題

植物栽培の大きな屋内空間暖房空調で、空間内の温度および湿度を均一になるようにして植物が傷むことを回避できる空気調和システムを得る。

解決手段

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が暖房運転している間、前記制御装置は対応した前記循環扇に運転許可指令するとともに、前記循環扇は所定時間ごと運転と停止を繰り返すようにした。

概要

背景

従来、空調対象空間を暖めるために暖房機器扇風機とを連動制御する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術は暖房機器と扇風機との連動制御により暖房空調された室内の温度ムラを無くすとともに快適性を向上させる技術として知られている。

一方で、燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器の連動制御技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。燃焼により対象空間を加熱する燃焼部と燃焼以外の方法により対象空間を加熱する非燃焼部を空調対象空間に備え、燃焼部に関する情報に基づいて非燃焼部の制御を、あるいは非燃焼部に関する情報に基づいて燃焼部の制御を行うと記載している。例として、まず起動時は燃焼系と非燃焼系の暖房機器を同時に運転することで速暖性を確保し、次に室温が目標温度に近づいたら燃焼系の暖房機器を停止して非燃焼系の暖房機器だけで暖房することで、燃焼系の不完全燃焼による不快な臭いを抑制し、次に燃料系暖房機器の燃料がなくなったら非燃料系の暖房機器だけで暖房することで室内の加熱を継続でき、さらに燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器に備えられている室内温度検知センサー所定温度差以上に離れている場合は換気扇を運転して温度ムラを解消することができると記載している。

概要

植物栽培の大きな屋内空間の暖房空調で、空間内の温度および湿度を均一になるようにして植物が傷むことを回避できる空気調和システムを得る。 植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が暖房運転している間、前記制御装置は対応した前記循環扇に運転許可指令するとともに、前記循環扇は所定時間ごとに運転と停止を繰り返すようにした。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が暖房運転している間、前記制御装置は対応した前記循環扇に運転許可指令するとともに、前記循環扇は所定時間ごと運転と停止を繰り返すことを特徴とする空気調和システム

請求項2

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が除霜運転している間、前記制御装置は対応した前記循環扇に運転禁止を指令するとともに、前記循環扇は停止することを特徴とする空気調和システム。

請求項3

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が停止している間、前記制御装置は停止している各々の前記空気調和装置に与えられた前記循環扇に運転許可を指令するとともに、前記循環扇は暖房運転時とは異なる所定時間ごとに運転と停止を繰り返すことを特徴とする空気調和システム。

請求項4

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、対象空間内の温度を検出する温度検知手段と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が除霜運転しており、かつ前記対象空間内の検出温度所定値A以下の場合、前記制御装置は前記燃焼式暖房装置に運転許可信号を与え、前記燃焼式暖房装置が起動あるいは運転することを特徴とする空気調和システム。

請求項5

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、対象空間内の温度を検出する温度検出手段と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記制御装置に電気1kWあたりのCO2排出量と前記燃焼式暖房装置に用いる燃料の1kgあたりのCO2排出量とを入力する入力手段を設け、前記制御装置は1kWの加熱能力を得るのに必要な前記ヒートポンプ式空気調和装置のCO2排出量と前記燃焼式暖房装置のCO2排出量を算出して、CO2排出量の少ない方の装置優先的に運転許可を指令することを特徴とする空気調和システム。

請求項6

植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、対象空間内の温度を検出する温度検知手段と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記制御装置に電気料金と前記燃焼式暖房装置に用いる燃料の燃料料金を入力する入力手段を設け、前記ヒートポンプ式空気調和装置の1kW加熱あたりの料金と前記燃焼式暖房装置の1kW加熱あたりの料金を比較して料金が低い方の装置を優先的に運転許可を指令することを特徴とする空気調和システム。

請求項7

前記制御装置に設けられ、または接続された表示部に前記ヒートポンプ式空気調和装置と前記燃焼式暖房装置にかかる電気料金またはCO2排出量を表示したことを特徴とする請求項5または6に記載の空気調和システム。

技術分野

0001

この発明は、空気調和システムのうち、特に植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内の大きな空調対象空間ヒートポンプ式空気調和機と油焚方式などの燃焼式暖房装置を用いて加熱して暖房するためのシステムに関するものである。

背景技術

0002

従来、空調対象空間を暖めるために暖房機器扇風機とを連動制御する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術は暖房機器と扇風機との連動制御により暖房空調された室内の温度ムラを無くすとともに快適性を向上させる技術として知られている。

0003

一方で、燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器の連動制御技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。燃焼により対象空間を加熱する燃焼部と燃焼以外の方法により対象空間を加熱する非燃焼部を空調対象空間に備え、燃焼部に関する情報に基づいて非燃焼部の制御を、あるいは非燃焼部に関する情報に基づいて燃焼部の制御を行うと記載している。例として、まず起動時は燃焼系と非燃焼系の暖房機器を同時に運転することで速暖性を確保し、次に室温が目標温度に近づいたら燃焼系の暖房機器を停止して非燃焼系の暖房機器だけで暖房することで、燃焼系の不完全燃焼による不快な臭いを抑制し、次に燃料系暖房機器の燃料がなくなったら非燃料系の暖房機器だけで暖房することで室内の加熱を継続でき、さらに燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器に備えられている室内温度検知センサー所定温度差以上に離れている場合は換気扇を運転して温度ムラを解消することができると記載している。

先行技術

0004

特開2000−146209号公報(第2—4頁、第1図)
特開2004−257656号公報(第7—12頁、第1図、第2図)

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら特許文献1の従来技術では、暖房機器と扇風機を連動制御するシステムにおいて、対象空間の温度ムラをなくし快適性を向上させる効果はあるが、場合によっては対象空間に冷風循環して快適性を損なうこともある。例えば暖房機器がヒートポンプ式空気調和装置の場合、外気が低い中で暖房運転していると、室外熱交換器が着き、やがて暖房能力が低下するため、除霜運転が必要になる。リバースサイクルによる除霜運転中、室内熱交換器には低温冷媒流通するため、室内熱交換器および室内機の周囲には冷気が漂うことになり、室内機はファンを停止して対象空間内に風を送らないようにしている。その時に換気扇を運転するとその冷気を対象空間に送風し、対象空間の温度を下げ環境効果を低減してしまう、という問題があった。

0006

また、特許文献2の従来技術では、CO2排出量の少ない暖房機優先して使用することに関しては記述されておらず、目標温度に近づいた場合、燃焼系を停止して非燃焼系の運転を継続する、としているが、非燃焼系が除霜などで停止する場合に燃焼系でカバーすることは記述されておらず、また暖房機が運転していなくても所定時間ごとに空間内の空気を循環させるための扇風機を運転することについては記述されていない。大きな室内空間で植物栽培することを想定した場合、これらを解決する必要がある。

0007

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、大きな室内空間で植物栽培することを想定し、複数の非燃焼系のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、空気を攪拌するための循環扇を備え、CO2排出量や燃料代の少ない暖房機を徹底して優先使用し、優先的に使用している暖房機の暖房能力低減を予測し、能力低減前に停止暖房機を運転して暖房能力不足に陥ることを回避し、循環扇の運転方法を工夫して室内の温度のみならず湿度が均一になるようにして植物が傷むことを回避することを目的としている。

0008

また、燃焼系の暖房機器と非燃焼系の暖房機器を同一空調対象空間に設置している場合、ランニングコストやCO2排出量が多い機器の方をメインとして運転し、ランニングコストやCO2排出量が少ない機器を断続運転容量制御運転により部分負荷対応として運転することで、環境によくない運転をしてしまう場合があるので、これらの改善が必要となっている。

課題を解決するための手段

0009

この発明に係る空気調和システムは、植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備え、前記ヒートポンプ式空気調和装置が暖房運転している間、前記制御手段は対応した前記循環扇に運転許可指令するとともに、前記循環扇は所定時間ごとに運転と停止を繰り返すものである。

発明の効果

0010

この発明の空気調和システムは、植物を栽培するための密閉された空気調和対象空間に、複数のヒートポンプ式空気調和装置と、燃焼式暖房装置と、対象空間内の空気を攪拌するために各ヒートポンプ式空気調和装置ごとに与えられた循環扇と、それらを制御する制御装置と、前記ヒートポンプ式空気調和装置、前記燃焼式暖房装置、前記循環扇と前記制御装置の間で信号を送受信するための通信手段を備えるので、循環扇の運転方法を工夫して室内の温度のみならず湿度が均一になるようにして大きな室内空間で栽培している植物が傷むことを回避することができ、さらにCO2排出量や装置運転料金の少ない暖房機を優先して使用し、優先的に使用している暖房機の暖房能力低減を予測し、能力低減前に停止暖房機を運転して暖房能力不足に陥ることを回避できる効果を有する。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施の形態1に係る空気調和システムの上面構成図である。
本発明の実施の形態1に係る空気調和システムの側面構成図である。
本発明の実施の形態1に係るヒートポンプ式空気調和装置の図である。
本発明の実施の形態1に係る燃焼式暖房装置の図である。
本発明の実施の形態1に係る空気調和システムの運転チャート図である。

実施例

0012

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を説明する。図1は植物栽培をしている栽培ハウスである密閉された屋内の大空間に空気調和システムを設置した場合の上面視の構成図、そして図2はその側面視の構成図である。1は室内機と室外機とが冷媒配管で接続された分離型のヒートポンプ式空気調和装置、2は燃焼式暖房装置、3は空調対象空間内の空気を攪拌する循環扇、4は空調対象空間の温度を測定する温度検知手段、5はヒートポンプ式空気調和装置1や燃焼式暖房装置2や循環扇3の運転状態を把握、制御したり、温度検知手段4による温度を検出する制御装置、6はこれら1〜3の各装置と制御装置5を接続する通信手段、7は植物を栽培している栽培ハウス内部の空調対象空間である。ここに示す空気調和システムは1〜3を運転して空調対象空間7を加熱して暖房するためのシステムである。通信手段6は有線無線のどちらでも構わないことは言うまでもない。

0013

図1および図2で示すように、栽培ハウスの左右両側にそれぞれヒートポンプ式空気調和装置1が2台、そして燃焼式暖房装置2が1台、設置されている。但し、栽培ハウス内部の空調対象空間の空調負荷によってこれらの台数は変更される。図では左右両側に各装置を設置し向かい合って、それらの間の中央部に配置された栽培植物温風や送風を供給するようになっている。8は空調対象空間で育てているこの植物であり、9は上方に葉が生い茂り、植物から発する湿度が別領域へと拡散しにくい高湿度領域である。

0014

また、温度検知手段4は栽培ハウス内の空調対象空間の平均的な温度を検出できる位置として、略中央部に選定され1つ設けられている。但し、複数台の温度検知手段4を設ける場合はエリアを区切って各エリアに1つ設けることでも対応できる。図1の制御装置5は栽培ハウス内の壁面に取り付けられ、空調対象空間の空調状態を実際に感じながらユーザが操作できるようになっているが、外部の離れた場所に設けてもよく、各機器装置および温度検知手段と通信可能に接続されて、運転状態の監視および運転指令送受信制御するものである。

0015

ヒートポンプ式空気調和装置1は大きく5要素から構成されている(図3)。電気により回転するモータに連結した圧縮機構で冷媒を圧縮する圧縮機、熱交換器膨張弁液溜、ファンを備える室外機1aと、熱交換器、ファンを備える室内機1bと、この室外機1aと室内機1bを接続するガス・液延長配管1dと、運転・停止を指令したり、対象空間の目標温度を指令したり、室内ファン回転数を変化するよう指令するリモートコントローラ1cと、室内機とリモートコントローラ1cを接続する通信手段1eである。リモートコントローラ1cは制御手段4と同一であってもよいことは言うまでもない。また通信手段1eは有線・無線のどちらでも構わないことは言うまでもない。

0016

燃焼式暖房装置2は石油重油)や石炭などの化石燃料やガスを燃料とする暖房機である。栽培ハウス内の空気を送風機2aにより燃焼式暖房装置2内部に取り込み、空調対象空間7を加熱するための熱量を燃焼加温された空気で吹き出し温風として送風機2aを用いて空間内に放出させる。一方、燃焼時に発生する燃焼ガスは排出手段2bを用いて空調対象空間外部へ排出される。また吹き出し温風は送風機2aに接続されたダクト2cを伝わって流れ、対象空間の下方からへダクト穴を通って栽培ハウス内部へ放出される。この燃焼式暖房装置2は図4に示すように、外部タンク貯留している重油を配管を経て本体に導き燃焼させ、この燃焼熱を熱交換器を介して栽培ハウス内の空気に移し、加温されたこの空気を空調対象空間へ放出することで循環して栽培ハウス内空間の空調を行っている。

0017

循環扇3はヒートポンプ式空気調和装置1の各室内機1bごとに設けられ、栽培ハウス内の空気を機内へ吸い込み熱交換器を通過させて加温した空気を吹き出し循環させる室内機1bの吹出口前方で送風方向に沿って空気の流れを補助するように設置される。この循環扇3は空調対象空間の上方に天井面から吊り下げられ、室内機1bから所定の間隔をおいて取り付けられる。

0018

以下に暖房運転中の制御手順例を示し、図5の運転チャート図に時間と各機器の運転パターン例を示す。図5において、横軸に時間をとり、縦方向に、ヒートポンプ式空気調和装置1の暖房/除霜/停止のモードを示す3段階のレベルと、燃焼式暖房装置2の運転/停止を示す2段階のレベルと、循環扇3の運転/停止を示す2段階のレベルと、空調対象空間内温度A[℃]の高低をとっている。尚、本実施例では予め運転前に、ヒートポンプ式空気調和装置1の方が燃焼式暖房装置2と比較してCO2排出量及びランニングコストが低いことが判明しているとする。またヒートポンプ式空気調和装置1の室外機1aの周囲温度外気温度)は0WB℃とし、暖房運転の途中で除霜運転を必要とする。また予め対象空間内の目標温度は制御装置5あるいはヒートポンプ式空気調和装置のリモートコントローラ1cなどに設定され、制御装置5は運転前に目標温度を認識しているとする。

0019

<手順1>
ユーザが制御装置5、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cの起動指令用スイッチあるいはボタンを押してヒートポンプ式空気調和装置を起動する。起動は制御装置5、あるいはリモートコントローラ1cに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。制御装置5は通信接続されたヒートポンプ式空気調和装置1と燃焼式暖房装置2と循環扇3および温度検知手段4からの全ての情報を受けてこの空気調和システムを制御するので、任意のリモートコントローラ1cからの起動指令でも受信するとシステム全体を運転起動制御できる。

0020

<手順2>
制御手段5はヒートポンプ式空気調和装置1が起動したことを通信手段6を介して認識する。

0021

<手順3>
制御装置5は循環扇3に運転指令を通信手段6を介して発信し、循環扇3を運転する。

0022

<手順4>
運転を開始してから所定時間Z分が経過したら制御装置5は空調対象空間内の温度検知手段4を使って対象空間内の温度を認識する。対象空間内の温度が所定温度A℃未満なら手順5に、所定温度A℃以上なら手順6に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Z分ごとに実施する。ここで、所定温度A℃は栽培する植物により異なるが、一般的には10〜30℃の範囲にある。

0023

<手順5>
ヒートポンプ式空気調和装置1の運転に加えて、燃焼式暖房装置2を起動する。燃焼式暖房装置は所定時間Z分ごとに測定する対象空間内温度がA℃以上になったら停止させる。ここで、例えば所定時間Z分を、5〜10minとしている。

0024

<手順6>
循環扇3を起動してから所定時間Y分経過したら循環扇を停止する。尚、循環扇はX分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。循環扇3の運転時間Y分と停止時間X分の関係は、運転のY時間を長く、停止のX時間を短くする制御動作を基本とするが、栽培の植物によってこのY時間とX時間を変えて対応する。温度の安定は早いが、湿度が安定するまでに時間が掛かるため、循環扇3の運転の方を長くとることとなる。また、ヒートポンプ式空気調和装置1の1回の運転中に少なくとも循環扇3の運転/停止の1サイクル以上を動作させるように、X時間およびY時間を設定する。

0025

<手順7>
ヒートポンプ式空気調和装置1が暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいはデフロストに入る時間を予測してから所定時間W分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段6を介して制御装置5が認識する。

0026

<手順8>
手順7で除霜運転、あるいは所定時間W分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置5は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させ、また燃焼式暖房装置の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

0027

<手順9>
ヒートポンプ式空気調和装置1の除霜運転を行い室外機側熱交換器除霜作業終わり除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段6を介して制御装置5が認識する。

0028

<手順10>
手順9で制御手段5が除霜運転から暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御手段5は循環扇3の運転状態を確認し、停止から運転に切り替え、また燃焼式暖房装置2の運転を停止させる。その後、手順4に進む。

0029

手順3、6で循環扇3を連続運転せずにY分間の運転とX分間の停止とするのは3つの理由がある。1つは、連続運転すると常に特定の植物に風があたり、その植物を痛めてしまうからである。循環扇3を上下、左右に首が振れる様にしておけば、植物の傷みはさらに改善される。2つ目の理由は、ヒートポンプ式空気調和装置1が除霜運転に入る直前、あるいは除霜運転から暖房運転に切り替わるときなど、供給暖房能力が低いとき、あまり暖かくない暖気も室内に送風、循環してしまうからである。言い換えれば、循環扇3を連続送風運転すると空調対象空間内の温度がヒートポンプ式空気調和装置1の吹き出す温風温度の変化に大きく影響されすぎるからである。そこで、断続運転していればヒートポンプ式空気調和装置の吹き出す温風温度の変化を少し緩和して空調対象空間に反映させることができる。3つ目の理由は、循環扇3が断続運転でも対象空間内の温度むらを解消できることが実験的にわかっているからである。

0030

ここで、循環扇3の断続運転時間の運転時間と停止時間であるが、ヒートポンプ式空気調和装置1の除霜運転から次の除霜運転までの間の暖房運転時間中に少なくとも1回以上の運転、停止サイクルを入れるのが理想的である。また数分の運転および停止サイクルでは対象空間の温度むらを解消するには時間が短すぎることもわかっている。植物の成長により、つまり初期は葉がほとんどなく背も低いが、後期は葉が生い茂ってくるので、運転、停止時間を変えることも温度むらの改善には有効である。

0031

手順8で、ヒートポンプ式空気調和装置1が除霜運転に入ったら循環扇3を停止するのは、室内機1bや室内熱交換器の周囲に漂う冷気を対象空間に送風しないためである。

0032

手順10で、ヒートポンプ式空気調和装置1が除霜運転から暖房運転に切り替わった直後、あるいは切り替わった数分間は暖房運転しても所定温度以上の温風が確保できないことは広く知られている。そこで室内機の吹き出し口に新たに第2の温度検出手段を設け、その温度検出手段が所定温度以上の温度を検知したら通信手段6を介して制御装置5に温度情報を伝えた後、循環扇3を運転するのは、対象空間の温度を一定かつ低減させない上で有効である。

0033

燃焼式暖房装置2はヒートポンプ式空気調和装置1が運転していることを前提に、それでも対象空間温度がA℃以下、つまり加熱能力不足のとき、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1が除霜運転などで加熱能力がないときしか運転しない。このためランニングコスト、あるいはCO2排出量が少ないヒートポンプ式空気調和装置1の運転を徹底的に優先して運転することで、環境にやさしい空気調和システムを実現できる。

0034

実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を説明する。植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内の大空間での空気調和システムは実施の形態1と同じなので図1図2を用いて説明する。

0035

ここでは空調対象空間内の温度がユーザが指定した目標設定温度より高い場合の運転について説明する。以下に暖房運転中の制御手順例を示す。

0036

<手順11>
ユーザが制御装置5、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cの起動指令用スイッチあるいはボタンを押してヒートポンプ式空気調和装置を起動する。起動は制御装置5、あるいはリモートコントローラ1cに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

0037

<手順12>
空調対象空間内の温度がユーザが指定した目標設定温度より高いため、ヒートポンプ式空気調和装置1、及び燃焼式暖房装置2は運転しない。

0038

<手順13>
制御手段5は循環扇3にR分間の運転とS分間の停止の指令を通信手段6を介して発信し、循環扇3を運転する。以降、手順13はシステムの運転指令が出ていて、かつ空調対象空間内の温度がユーザにより指定された目標設定温度より高い間、繰り返される。

0039

ヒートポンプ式空気調和装置1及び燃焼式暖房装置2が停止していても循環扇3を運転する理由は、植物周囲局所的に溜まる水蒸気湿気強制的に拡散し、湿度むらを解消するためである。植物は成長の後期になると葉が生い茂るため、植物から発した水蒸気は周囲に広く拡散されにくくなる。それを循環扇3の運転により強制的に拡散させる。

0040

また、連続運転させないのは、連続運転すると特定の植物に風があたり、その植物を痛めてしまうからである。循環扇3を上下、左右に首が振れる様にしておけば、植物の傷みはさらに改善される。

0041

実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3を説明する。植物栽培をしている屋内の大空間での空気調和システムの構成は実施の形態1と同じなので図1図2を用いて説明する。

0042

図1の制御装置5に、この空気調和システムが設置されている地域場所での電気1kW分のCO2排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油1kg分のCO2排出量、ガスの場合はガス1kg分のCO2排出量を入力できる入力手段を備える。制御装置5以外の装置で入力し、それの通信手段6を介して制御装置5に認識させても良い。ユーザはこれらを予め運転前に入力するものとする。ここでは燃焼式暖房装置2の燃料は重油であると仮定する。ここで、ヒートポンプ式空気調和装置1の場合、電気により圧縮機を駆動して冷媒を冷凍サイクルとして循環させて加熱を得るものであるが、地域場所により電気をつくり出すための方法、例えば、原子力発電利用や火力発電利用、さらには電力送電効率等が異なるので、これらを加味した電力1kWあたりのCO2排出量を基本データとして入力する。また、燃焼式暖房装置2の場合は、その装置の燃焼効率を加味した重油1kWあたりのCO2排出量を基本データとして入力する。

0043

次に、1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置1のCO2排出量と、同じく燃焼式暖房装置2のCO2排出量を制御装置5で計算する。特にヒートポンプ式空気調和装置1は外気温度ごとに加熱能力が異なるので、これに伴いCO2排出量が変化すること、燃焼式暖房装置は送風機や制御装置にかかる電気のCO2排出量を忘れずに算出する。

0044

以下に暖房運転中の制御手順例を示す。尚、本例ではヒートポンプ式空気調和装置1の室外機1aの周囲温度(外気温度)は0WB℃とし、暖房運転の途中で除霜運転を必要とする。

0045

<手順21>
ユーザは予め運転前などに空気調和システムが設置されている場所の電気1kW分のCO2排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油1kg分のCO2排出量を制御装置5に入力する。

0046

<手順22>
制御装置5は次に1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置のCO2排出量、燃焼式暖房装置2のCO2排出量を計算する。

0047

<手順23>
ユーザが制御装置5、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cの起動指令用スイッチあるいはボタンを押して空気調和システムに運転指令を出す。

0048

<手順24>
次に制御装置5はシステムに運転指令が出されたことを認識し、外気温度を検出する。その外気温度における1kW加熱当りのヒートポンプ式空気調和装置1のCO2排出量と燃焼式暖房装置2のCO2排出量を比較してCO2排出量が少ない方を選択して起動する。起動は制御装置5、あるいはリモートコントローラ1cに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

0049

<手順25>
制御装置5はヒートポンプ式空気調和装置1あるいは燃料式暖房装置2のどちらかが起動したことを通信手段6を介して認識する。

0050

<手順26>
制御装置5は手順25で起動したのがヒートポンプ式空気調和装置1である場合、そのヒートポンプ式空気調和装置1の室内機1bの温風吹き出し方向に設置した循環扇3に運転指令を通信手段6を介して発信し、循環扇3を運転する。

0051

<手順27>
手順26で所定時間Z分が経過したら制御装置5は空調対象空間内の温度検知手段4を使って対象空間内の温度を認識する。空調対象空間内の温度が所定温度A℃未満なら手順28に、所定温度A℃以上なら手順29に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Z分ごとに実施する。

0052

<手順28>
停止している高CO2排出量装置である燃焼式暖房装置2を起動する。この高CO2排出量装置は所定時間Z分ごとに測定する対象空間内温度がA℃以上になったら停止させる。

0053

<手順29>
循環扇3を起動してから所定時間Y分経過したら循環扇3を停止する。尚、循環扇3はX分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。

0054

<手順30>
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、運転中に除霜運転に入る。暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいはデフロストに入る時間を予測してから所定時間W分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段6を介して制御手段5が認識する。

0055

<手順31>
手順30で除霜運転、あるいは所定時間W分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置5は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させる。また停止している装置が燃焼式暖房装置2の場合、燃焼式暖房装置2の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

0056

<手順32>
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段6を介して制御装置5が認識する。

0057

<手順33>
手順32で運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置5は循環扇の運転状態を確認し、停止から運転に切り替える。また燃焼式暖房装置の運転を停止させる。その後、手順26に進む。

0058

制御装置5、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cにはCO2排出量を明示し、ユーザに対してヒートポンプ式空気調和装置と燃焼式暖房装置のどちらを優先的に運転するのか、その理由がわかるようにする。例えば、燃焼式暖房装置だけを運転させて空調を所定温度に保った場合を基準とし、ヒートポンプ式空気調和装置をメインに循環扇と連動運転し、空調負荷の増減に応じて燃焼式暖房装置を組み合わせた場合のトータルシステムとしてCO2排出量における低減効果数値グラフで表示されるものである。

0059

空気調和システムが設置されている地域場所の電気1kW分のCO2排出量と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油1kg分のCO2排出量を制御装置5に入力し、次に制御装置5で1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置のCO2排出量および燃焼式暖房装置のCO2排出量を外気温度ごとに計算し、暖房要求があった場合に、CO2排出量が少ない方を優先的に運転することで、CO2排出量を低減することができる。

0060

また、さらには栽培ハウス内の空調対象空間にCO2センサーを備えて、空調中のこの対象空間のCO2濃度変化状況を監視する。そして、CO2センサーで検出したCO2濃度が所定値以下となったら、CO2を含む外気を全熱交換器を介して栽培ハウス内へ取り込むことで、植物の成長によるCO2吸収作用によりCO2削減により貢献できる空調システムとなる。

0061

実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4を説明する。植物栽培をしている栽培ハウスなどの屋内大空間での空気調和システムの構成は実施の形態1と同じなので図1図2を用いて説明する。

0062

図1の制御装置5に空気調和システムが設置されている地域場所の電気料金と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油料金、ガスの場合はガス料金を入力できる入力手段を備える。制御手段5以外の装置で入力し、それを通信手段6を介して制御手段5に認識させても良い。ユーザはこれらの使用量当たりの料金を予め運転前に入力するものとする。ここでは燃焼式暖房装置の燃料は重油であると仮定する。

0063

次に1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置1の電気料金、燃焼式暖房装置2の電気料金と重油料金を制御装置5で計算する。特に、ヒートポンプ式空気調和装置1は外気温度ごとの電気料金を、燃焼式暖房装置2は送風機や制御装置にかかる電気代を忘れずに算出する。

0064

以下に暖房運転中の制御手順例を示す。尚、本例ではヒートポンプ式空気調和装置1の室外機1aの周囲温度(外気温度)は0WB℃とし、暖房運転の途中で除霜運転が必要とする。

0065

<手順41>
ユーザは運転前などに空気調和システムが設置されている場所の電気料金と、燃焼式暖房装置の燃料が重油の場合は重油料金、ガスの場合はガス料金を制御装置5に入力する。

0066

<手順42>
制御手段5は次に1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置1の電気料金と、燃焼式暖房装置2の電気料金+重油料金を計算する。

0067

<手順43>
ユーザが制御手段5あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cの起動指令用スイッチあるいはボタンを押して空気調和システムに運転指令を出す。

0068

<手順44>
次に制御装置5はシステムに運転指令が出されたことを認識し、外気温度を検出する。その外気温度における1kW加熱当りのヒートポンプ式空気調和装置1の電気代料金と燃焼式暖房装置2の電気代料金+燃料代料金を比較して低コストの方を起動する。起動は制御手段5、あるいはリモートコントローラ1cに予め起動時間をスケジューリングしておいて自動的に起動しても良い。本作業を持って空気調和システムは運転指令を受けたとする。

0069

<手順45>
制御装置5はヒートポンプ式空気調和装置1あるいは燃料式暖房装置2が起動したことを通信手段6を介して認識する。

0070

<手順46>
制御装置5は手順45で起動したのがヒートポンプ式空気調和装置1である場合、そのヒートポンプ式空気調和装置1の室内機1bの温風吹き出し方向に設置した循環扇3に運転指令を通信手段6を介して発信し、循環扇3を運転する。

0071

<手順47>
手順46で所定時間Z分が経過したら制御装置5は空調対象空間内に設けた温度検知手段4を使って対象空間内の温度を認識する。対象空間内の温度が所定温度A℃未満なら手順48に、所定温度A℃以上なら手順49に進む。以降本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、所定時間Z分ごとに実施する。

0072

<手順48>
停止している高ランニングコストの装置を起動する。高ランニングコスト装置は所定時間Z分ごとに測定する対象空間内温度がA℃以上になったら停止させる。

0073

<手順49>
循環扇3を起動してから所定時間Y分経過したら循環扇3を停止する。尚、循環扇3はX分経過後、再び起動させる。本手順は空気調和システムが運転指令を受けている間、継続して実施する。

0074

<手順50>
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、運転中に除霜運転に入る。暖房運転から除霜運転に切り替わる、あるいは所定時間W分後に暖房運転から除霜運転に切り替わることを通信手段6を介して制御装置5が認識する。

0075

<手順51>
手順50で除霜運転、あるいは所定時間W分後に除霜運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置5は循環扇の運転状態を確認し、運転していたら停止させる。また停止している装置が燃焼式暖房装置2の場合、燃焼式暖房装置の運転状態を確認し、停止していたら運転させる。

0076

<手順52>
運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、除霜運転から暖房運転に切り替わることを通信手段6を介して制御装置5が認識する。

0077

<手順53>
手順51で運転している装置がヒートポンプ式空気調和装置1の場合、暖房運転に切り替わることを認識した時点で、制御装置5は循環扇の運転状態を確認し、停止から運転に切り替える。また燃焼式暖房装置の運転を停止させる。その後、手順46に進む。

0078

制御装置5、あるいはヒートポンプ式空気調和装置1のリモートコントローラ1cには表示部を有し、そこに暖房運転に掛かる料金を明示し、ユーザに対してヒートポンプ式空気調和装置と燃焼式暖房装置のどちらを優先的に運転するのか、その理由がわかるようにする。

0079

まず空気調和システムが設置されている地域場所の電気代と、燃焼式暖房装置2の燃料が重油の場合は重油代、ガスの場合はガス代を制御装置5に入力し、次に制御装置5で1kWの加熱能力を得るために必要なヒートポンプ式空気調和装置の電気代、燃焼式暖房装置の電気代と重油代を外気温度ごとに計算し、暖房要求があった場合に、ランニングコストの低い方を優先的に運転することで、低コスト化を図ることができる。

0080

1ヒートポンプ式空気調和装置、 1a室外機、 1b室内機、 1cリモートコントローラ、 1d 液・ガス冷媒延長配管、 1e通信手段、 2燃焼式暖房装置、 2a 燃焼式暖房装置本体、 2bガス排出管、 2c温風ダクト、 3循環扇、 4温度検知手段、 5制御装置、 6 通信手段、 7空調対象空間、 8栽培植物、 9湿度が拡散しにくい領域。

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