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技術 空調システム

出願人 ダイキン工業株式会社
発明者 村井伸哉楫取真知子
出願日 2015年3月30日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2015-069644
公開日 2016年11月4日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2016-188742
状態 特許登録済
技術分野 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械 空調制御装置
主要キーワード 内ハウジング 制御追従 適用除外 連携運転 高圧ガス取締法 空調機システム 温度計測値 室内制御基板
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供する。

解決手段

空調システム(S1)は、互いに独立した冷媒回路(2A、2B)を各々備える複数の空調機(1A、1B、1C)と、前記複数の空調機同士を連携させる通信線(6)と、前記複数の空調機の動作を制御する一つのコントローラ(5A)とを備える。前記複数の空調機(1A、1B、1C)の各々は、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は6HP以下である。一方、前記複数の空調機(1A、1B、1C)の合計出力は、6HPを超過している。コントローラ(5A)は、通信線(6)を使用して、前記複数の空調機(1A、1B、1C)の動作を同期制御する。

概要

背景

近年、空調機冷媒として、R410Aに代わるGWP(地球温暖化係数)の低い冷媒が求められている。特許文献1には、冷媒としてGWPの低いジフルオロメタン(R32)を用い、単位冷凍能力当たりのR32の充填量を適正化する技術が開示されている。

ところで、高圧ガス取締法に基づく冷凍保安規則において、R410Aは「フルオロカーボンであって不活性のもの」と扱われている。一方、「フルオロカーボンであって不活性でない」冷媒は、規制が異なっている。R410A(フルオロカーボンであって不活性のもの)では、1日当たりの冷凍能力が5トン以上の空調機、つまり出力が10HP(馬力)を超過する空調機について、高圧ガス保安協会(KHK)の各種規制を受ける。これに対し、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒では、冷凍能力が3トン以上、つまり出力が6HPを超過する空調機についてKHKの規制を受けることになる。従って、GWPが低いという視点で冷媒を選択する場合において、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒の使用を企図する場合は、上記のKHKの規制に留意が必要である。

概要

冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化をることができる空調システムを提供する。空調システム(S1)は、互いに独立した冷媒回路(2A、2B)を各々備える複数の空調機(1A、1B、1C)と、前記複数の空調機同士を連携させる通信線(6)と、前記複数の空調機の動作を制御する一つのコントローラ(5A)とを備える。前記複数の空調機(1A、1B、1C)の各々は、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は6HP以下である。一方、前記複数の空調機(1A、1B、1C)の合計出力は、6HPを超過している。コントローラ(5A)は、通信線(6)を使用して、前記複数の空調機(1A、1B、1C)の動作を同期制御する。

目的

本発明の目的は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

互いに独立した冷媒回路(2A、2B)を各々備える複数の空調機(1A、1B)と、前記複数の空調機同士を連携させる通信手段(6)と、前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部(5A)と、を備え、前記複数の空調機(1A、1B)の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は6HP以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は6HPを超過し、前記一つの制御部(5A)は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する、空調システム

請求項2

請求項1に記載の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える一つの第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える一つ又は複数の第2空調機(1B)と、を備え、前記第1空調機(1A)は、前記第1冷媒回路(2A)を構成する各機器の動作を制御する第1制御系(7A)と、前記第1制御系に対して制御指示を与えるコントローラ(5A)と、を備え、前記第2空調機(1B)は、前記第2冷媒回路(2B)を構成する各機器の動作を制御する第2制御系(7B)を備え、前記通信手段は、前記第1制御系(7A)と前記第2制御系(7B)とを接続する通信線(6)であり、前記制御部は、前記第1空調機が備える前記コントローラ(5A)である、空調システム。

請求項3

請求項1に記載の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える一つの第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える一つ又は複数の第2空調機(1B)と、を備え、前記第1冷媒回路(2A)は、第1圧縮機(21)、第1室外熱交換器(22)、第1膨張弁(23)及び第1室内熱交換器(24)を含み、前記第1空調機(1A)は、前記第1圧縮機、前記第1室外熱交換器及び前記第1膨張弁と、前記第1室外熱交換器に外気を供給する第1室外ファン(31)とを収容する第1室外機(3A)と、前記第1室内熱交換器と、前記第1室内熱交換器に室内空気を供給する第1室内ファン(41)とを収容する第1室内機(4A)と、前記第1圧縮機、前記第1膨張弁、前記第1室外ファン及び前記第1室内ファンの動作を制御する第1制御回路(75)を含む第1制御系(7A)と、前記第1制御系に対して制御指示を与えるコントローラ(5A)と、を備え、前記第2冷媒回路(2B)は、第2圧縮機(21)、第2室外熱交換器(22)、第2膨張弁(23)及び第2室内熱交換器(24)を含み、前記第2空調機(1B)は、前記第2圧縮機、前記第2室外熱交換器及び前記第2膨張弁と、前記第2室外熱交換器に外気を供給する第2室外ファン(31)とを収容する第2室外機(3B)と、前記第2室内熱交換器と、前記第2室内熱交換器に室内空気を供給する第2室内ファン(41)とを収容する第2室内機(4B)と、前記第2圧縮機、前記第2膨張弁、前記第2室外ファン及び前記第2室内ファンの動作を制御する第2制御回路(75)を含む第2制御系(7B)と、を備え、前記通信手段は、前記第1制御系(7A)と前記第2制御系(7B)とを接続する通信線(6)であり、前記制御部は、前記第1空調機が備える前記コントローラ(5A)である、空調システム。

請求項4

請求項3に記載の空調システムにおいて、前記第1室外機(3A)は、前記第1制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第1接続部(61A)を有し、前記第2室外機(3B)は、前記第2制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第2接続部(61B)を有し、前記通信線(6)は、前記第1接続部(61A)と前記第2接続部(61B)とを接続する、空調システム。

請求項5

請求項3に記載の空調システムにおいて、前記第1室内機(4A)は、前記第1制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第3接続部(61A)を有し、前記第2室内機(4B)は、前記第2制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第4接続部(61B)を有し、前記通信線は、前記第3接続部(61A)と前記第4接続部(61B)とを接続する、空調システム。

請求項6

請求項1に記載の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える第2空調機(1B)と、を含み、前記第1空調機(1A)は、前記第1冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第1制御系を備え、前記第2空調機(1B)は、前記第2冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第2制御系を備え、前記制御部は、前記第1制御系及び前記第2制御系に共用され、これらに制御指示を与えるリモコン装置(R)であり、前記通信手段は、前記第1制御系及び前記第2制御系と前記リモコン装置とを接続する通信線又は無線機器(6R)である、空調システム。

技術分野

0001

本発明は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いた空調機を複数備えた空調システムに関する。

背景技術

0002

近年、空調機の冷媒として、R410Aに代わるGWP(地球温暖化係数)の低い冷媒が求められている。特許文献1には、冷媒としてGWPの低いジフルオロメタン(R32)を用い、単位冷凍能力当たりのR32の充填量を適正化する技術が開示されている。

0003

ところで、高圧ガス取締法に基づく冷凍保安規則において、R410Aは「フルオロカーボンであって不活性のもの」と扱われている。一方、「フルオロカーボンであって不活性でない」冷媒は、規制が異なっている。R410A(フルオロカーボンであって不活性のもの)では、1日当たりの冷凍能力が5トン以上の空調機、つまり出力が10HP(馬力)を超過する空調機について、高圧ガス保安協会(KHK)の各種規制を受ける。これに対し、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒では、冷凍能力が3トン以上、つまり出力が6HPを超過する空調機についてKHKの規制を受けることになる。従って、GWPが低いという視点で冷媒を選択する場合において、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒の使用を企図する場合は、上記のKHKの規制に留意が必要である。

先行技術

0004

特開2002−89978号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従って、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いる場合、出力が6HPを超過する程度に空調機の大容量化を図ろうとすると、前記規制に応じた装備を要する。このため、空調機及びその付帯設備の複雑化、大型化を要し、これらがコストアップを招来することとなる。

0006

本発明の目的は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明の一局面に係る空調システムは、互いに独立した冷媒回路(2A、2B)を各々備える複数の空調機(1A、1B)と、前記複数の空調機同士を連携させる通信手段(6)と、前記複数の空調機の動作を制御する一つの制御部(5A)と、を備え、前記複数の空調機(1A、1B)の各々は、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、その出力は6HP以下である一方、前記複数の空調機の合計出力は6HPを超過し、前記一つの制御部(5A)は、前記通信手段を使用して、前記複数の空調機の動作を同期制御する。

0008

この空調システムによれば、それぞれが冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、出力が6HP以下である複数の空調機(1A、1B)が用いられる。これらが各々備える冷媒回路(2A、2B)は互いに独立しているが、通信手段(6)によって複数の空調機同士は連携されている。そして、一つの制御部(5A)によって、前記複数の空調機(1A、1B)の動作が同期制御される。このため、本空調システムでは、各空調機(1A、1B)の出力が6HP以下であるという独立性を維持しつつ、複数の空調機の同期運転によって6HPを超過するような出力の大容量化を図ることができる。

0009

上記の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える一つの第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える一つ又は複数の第2空調機(1B)と、を備え、前記第1空調機(1A)は、前記第1冷媒回路(2A)を構成する各機器の動作を制御する第1制御系(7A)と、前記第1制御系に対して制御指示を与えるコントローラ(5A)と、を備え、前記第2空調機(1B)は、前記第2冷媒回路(2B)を構成する各機器の動作を制御する第2制御系(7B)を備え、前記通信手段は、前記第1制御系(7A)と前記第2制御系(7B)とを接続する通信線(6)であり、前記制御部は、前記第1空調機が備える前記コントローラ(5A)である構成とすることができる。

0010

この空調システムによれば、通信線(6)によって第1制御系(7A)と第2制御系(7B)とを接続するというシンプルな手法によって、第1空調機(1A)と第2空調機(1B)とが連携運転可能な状態とされる。そして、第1空調機(1A)が本来的に備えるコントローラ(5A)によって、第1空調機(1A)及び第2空調機(1B)が同期運転される。従って、各空調機(1A、1B)が元々備えている装備に、通信線(6)の配線という最小限の追加だけで、本発明に係る空調システムを構築することができる。

0011

或いは、上記の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える一つの第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える一つ又は複数の第2空調機(1B)と、を備え、前記第1冷媒回路(2A)は、第1圧縮機(21)、第1室外熱交換器(22)、第1膨張弁(23)及び第1室内熱交換器(24)を含み、前記第1空調機(1A)は、前記第1圧縮機、前記第1室外熱交換器及び前記第1膨張弁と、前記第1室外熱交換器に外気を供給する第1室外ファン(31)とを収容する第1室外機(3A)と、前記第1室内熱交換器と、前記第1室内熱交換器に室内空気を供給する第1室内ファン(41)とを収容する第1室内機(4A)と、前記第1圧縮機、前記第1膨張弁、前記第1室外ファン及び前記第1室内ファンの動作を制御する第1制御回路(75)を含む第1制御系(7A)と、前記第1制御系に対して制御指示を与えるコントローラ(5A)と、を備え、前記第2冷媒回路(2B)は、第2圧縮機(21)、第2室外熱交換器(22)、第2膨張弁(23)及び第2室内熱交換器(24)を含み、前記第2空調機(1B)は、前記第2圧縮機、前記第2室外熱交換器及び前記第2膨張弁と、前記第2室外熱交換器に外気を供給する第2室外ファン(31)とを収容する第2室外機(3B)と、前記第2室内熱交換器と、前記第2室内熱交換器に室内空気を供給する第2室内ファン(41)とを収容する第2室内機(4B)と、前記第2圧縮機、前記第2膨張弁、前記第2室外ファン及び前記第2室内ファンの動作を制御する第2制御回路(75)を含む第2制御系(7B)と、を備え、前記通信手段は、前記第1制御系(7A)と前記第2制御系(7B)とを接続する通信線(6)であり、前記制御部は、前記第1空調機が備える前記コントローラ(5A)である構成とすることができる。

0012

この空調システムに依っても、各空調機(1A、1B)が元々備えている装備に、通信線(6)の配線という最小限の追加だけで、本発明に係る空調システムを構築することができる。

0013

上記の空調システムにおいて、前記第1室外機(3A)は、前記第1制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第1接続部(61A)を有し、前記第2室外機(3B)は、前記第2制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第2接続部(61B)を有し、前記通信線(6)は、前記第1接続部(61A)と前記第2接続部(61B)とを接続することが望ましい。

0014

この空調システムによれば、第1室外機(3A)及び第2室外機(3B)が、他の制御系とのインターフェースとなる第1接続部(61A)及び第2接続部(61B)を各々有する。従って、通信線(6)で両者を接続する作業を行うだけで、第1空調機(1A)と第2空調機(1B)とを連携運転可能な状態とすることができる。

0015

上記の空調システムにおいて、前記第1室内機(4A)は、前記第1制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第3接続部(61A)を有し、前記第2室内機(4B)は、前記第2制御系と他の制御系とのインターフェースとなる第4接続部(61B)を有し、前記通信線は、前記第3接続部(61A)と前記第4接続部(61B)とを接続することが望ましい。

0016

この空調システムによれば、第1室内機(4A)及び第2室内機(4B)が、他の制御系とのインターフェースとなる第3接続部(61A)及び第4接続部(61B)を各々有する。従って、通信線(6)で両者を接続する作業を行うだけで、第1空調機(1A)と第2空調機(1B)とを連携運転可能な状態とすることができる。

0017

上記の空調システムにおいて、前記複数の空調機は、第1冷媒回路(2A)を備える第1空調機(1A)と、前記第1冷媒回路とは独立した第2冷媒回路(2B)を備える第2空調機(1B)と、を含み、前記第1空調機(1A)は、前記第1冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第1制御系を備え、前記第2空調機(1B)は、前記第2冷媒回路を構成する各機器の動作を制御する第2制御系を備え、前記制御部は、前記第1制御系及び前記第2制御系に共用され、これらに制御指示を与えるリモコン装置(R)であり、前記通信手段は、前記第1制御系及び前記第2制御系と前記リモコン装置とを接続する通信線又は無線機器(6R)であることが望ましい。

0018

この空調システムによれば、リモコン装置(R)と、第1室内機(4A)の第1制御系及び第2室内機(4B)の第2制御系とが、通信線又は無線機器(6R)を介して接続される。従って、リモコン装置(R)の操作によって、第1空調機(1A)と第2空調機(1B)とを同期制御することができる。

発明の効果

0019

本発明によれば、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、大型化を要することなく大容量化を図ることができる空調システムを提供することができる。即ち、本発明は、コスト面で有利な大容量空調システムの構築に寄与する。

図面の簡単な説明

0020

図1は、本発明の第1実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。
図2は、一つの空調機の、配管系統を含む機器構成を示す図である。
図3は、第1実施形態に係る空調システムにおける、複数の空調機の連携接続の態様を示す図である。
図4は、第1実施形態に係る空調システムの電気的構成を示すブロック図である。
図5(A)〜(C)は、複数の空調機を連携接続する各種の態様を概略的に示す図である。
図6は、本発明の第2実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。
図7は、本発明の第3実施形態に係る空調システムの構成を概略的に示す図である。

実施例

0021

[第1実施形態]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る空調システムS1の構成を概略的に示す図である。空調システムS1は、オフィス商業施設等において、冷房及び暖房を含む空調動作を行うシステムである。

0022

<空調システムの概略構成
空調システムS1は、互いに独立した冷媒回路を各々備える複数の空調機を備える。図1においては、空調システムS1が第1空調機1A、第2空調機1B及び第3空調機1Cの3台の空調機を具備する例を示している。本実施形態では、第1空調機1Aが、当該空調システムS1の動作を制御する一つの制御部となるコントローラ5(第1コントローラ5A)を有するという意味において親空調機(特許請求の範囲における「第1空調機」)である。また、第2空調機1B及び第3空調機1Cが、コントローラ5の制御下で動作するという点で、子空調機(特許請求の範囲における「第2空調機」)である。空調システムS1が具備する空調機の台数は特に制限はなく、少なくとも2台が備えられていれば良い。

0023

第1空調機1Aは第1冷媒回路2Aを備える。第2空調機1Bは、第1冷媒回路2Aとは独立した第2冷媒回路2Bを備える。さらに、第3空調機1Cは、第1冷媒回路2A及び第2冷媒回路2Bとは独立した第3冷媒回路2Cを備える。これら第1、第2、第3冷媒回路2A、2B、2Cには、それぞれ冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒が適量封入されている。本実施形態において使用できる冷媒は、高圧ガス取締法に基づく冷凍保安規則において「フルオロカーボン(不活性のものを除く)」との区分に属する冷媒である限りにおいて制限はない。勿論、GWPが低い冷媒であることが望ましい。このような冷媒として、R32(ジフルオロメタン;CH2F2)を例示することができる。

0024

第1空調機1Aは、第1室外機3A及び第1室内機4Aを備え、第1冷媒回路2Aはこれらを経由して配置される循環配管系統である。第1室内機4Aには、コントローラ5が接続されている。第2空調機1Bは、第2室外機3B及び第2室内機4Bを備え、これらを経由するよう第2冷媒回路2Bが配置されている。同様に、第3空調機1Cは、第3室外機3B及び第3室内機4Bを備え、これらを経由するよう第3冷媒回路2Cが配置されている。第2空調機1B及び第3空調機1Cもコントローラを備えていても良いが、当該空調機システムS1の制御のために用いられるコントローラは1台である。いずれの空調機もコントローラを有している場合は、ユーザがいずれの空調機のコントローラを使用するかによって、親子関係が定められる。

0025

第1、第2、第3空調機1A、1B、1Cは、それぞれ1日当たりの冷凍能力が3トン以下の空調機、つまり出力が6HP(horse power)以下の空調機である。この出力は、既述の通り、KHKによる各種規制(容器冷媒管肉厚所定値以上に厚くする等)が適用除外となる出力である。一方、空調システムS1は、全体として、6HPを超過する出力を有している。すなわち、第1、第2、第3空調機1A、1B、1Cの合計出力は、6HPを超過している。空調システムS1が、2台の空調機、或いは4台以上の空調機で構成される場合は、その2台或いは4台以上の空調機の合計出力が6HPを超過するよう、各々6HP以下の出力を有する空調機が選択される。

0026

空調システムS1は、第1、第2、第3空調機1A、1B、1C同士を連携させるための通信線6(通信手段)を備えている。図1では、各空調機1A〜1Cが備える第1室外機3A、第2室外機3B及び第3室外機3Bが、通信線6で相互に接続されている例を示している。なお、具体的な接続態様については、図3及び図4に基づき詳述する。この通信線6による接続によって、第1、第2、第3空調機1A、1B、1Cが各々備える制御系が電気的に接続される。これら制御系は、第1、第2、第3冷媒回路2A、2B、2Cを構成する各機器の動作を各々制御する電気的な制御系統である。

0027

コントローラ5は、本来の制御対象である第1空調機1Aだけでなく、通信線6によるネットワークを利用して、第2空調機1B及び第3空調機1Cも制御する。また、コントローラ5は、これら第1〜第3空調機1A〜1Cを個別に制御するのではなく、これらを同期制御する。例えば、コントローラ5は、第1〜第3空調機1A〜1Cを実質的に同じタイミングで、起動又は停止させたり、冷房又は暖房等の運転モードの切り換え冷暖房温度の切り換え(室内機吹き出し温度の調整)、吹き出し風量の調整、デフロスト運転などの各種の制御を実行したりする。

0028

ここで、コントローラ5が実行する同期運転は、第1〜第3空調機1A〜1C間において高度の制御追従性を求めるものではない。例えば、コントローラ5が第1空調機1Aの運転を停止させた場合、ほぼ同じタイミングで第2空調機1B及び第3空調機1Cの運転が停止されるような制御を行うことは勿論良いが、第1空調機1Aの停止に数秒から100秒程度遅延して、第2空調機1B及び第3空調機1Cが停止される程度の同期運転であっても良い。あるいは、コントローラ5が所定の制御ジョブを特定の制御パターンで第1空調機1Aにおいて実行する場合、第2空調機1B及び第3空調機1Cも当該制御パターンに正確に追従することが望ましいが、概ね80%程度、第2空調機1B及び第3空調機1Cが当該制御パターンに追従する程度の同期制御であっても良い。

0029

このように、本実施形態の空調システムS1では、それぞれが冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用し、出力が6HP以下である第1〜第3空調機1A〜1Cが用いられる。これら空調機が各々備える第1〜第3冷媒回路2A〜2Cは互いに独立しているが、通信線6によって第1〜第3空調機1A〜1C同士は連携されている。そして、一つのコントローラ5(5A)によって、第1〜第3空調機1A〜1Cの動作が同期制御される。このため、本空調システムS1によれば、出力が6HP以下である第1〜第3空調機1A〜1Cの独立性を維持しつつ、これら空調機の同期運転によって6HPを超過する大容量出力を達成することができる。

0030

<空調機の構成>
続いて、空調システムS1の構成をより具体的に説明する。まず、1つの空調機の構成について説明する。図2は、第1空調機1Aの、配管系統及び電気系統ハード構成を示す図である。なお、第2空調機1B及び第3空調機1Cも、ここに示す第1空調機1Aの構成と同じである。

0031

上述の通り、第1空調機1Aは、第1冷媒回路2Aを備える。第1冷媒回路2Aは、これを構成する機器として、圧縮機21(第1圧縮機)、室外熱交換器22(第1室外熱交換器)、膨張弁23(第1膨張弁)、室内熱交換器24(第1室内熱交換器)、及び四路切換弁25を含む。これらの機器は、冷媒配管20によって形成される閉じた循環路適所に各々配置されている。冷媒配管20に封入されている冷媒は、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒である。

0032

圧縮機21は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機21としては、例えば高圧ドーム型スクロール圧縮機を用いることができる。圧縮機21は、その吸入側が四路切換弁25の第1ポートP1に、吐出側が第2ポートP2に各々接続されている。室外熱交換器22は、室外空気と冷媒とを熱交換させる部位であり、例えばクロスフィン型のフィンアンドチューブ熱交換器を用いることができる。室外熱交換器22は、一端が四路切換弁25の第3ポートP3に接続され、他端が膨張弁23に接続されている。膨張弁23は、高圧の冷媒を低圧減圧する弁装置であり、例えば開度を自在に調整可能な電子膨張弁を用いることができる。室内熱交換器24は、室内空気と冷媒とを熱交換させる部位であり、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器を用いることができる。室内熱交換器24は、一端が四路切換弁25の第4ポートP4に接続され、他端が膨張弁23に接続されている。

0033

四路切換弁25は、第1〜第4ポートP1〜P4と、これらポートの連通状態を切り換える回転子とを備える。回転子が図2実線で示す第1状態のとき、第1ポートP1と第4ポートP4、及び第2ポートP2と第3ポートP3が連通する。回転子が90度回転した点線で示す第2状態のとき、第1ポートP1と第3ポートP3、及び第2ポートP2と第4ポートP4が連通する。

0034

第1室外機3Aは、室外ハウジング30を備える。室外ハウジング30は、上述した圧縮機21、室外熱交換器22、膨張弁23及び四路切換弁25を収容する筐体である。さらに、室外ハウジング30内には、室外ファン31及び室外制御基板32が配置されている。室外ファン31は、室外熱交換器22に外気を供給する。室外制御基板32は、第1室外機3A内の各機器の動作を制御する電子部品電力用部品等が搭載される基板である。図略のセンサによって計測された室外温度冷媒温度及び冷媒圧力検出信号が、室外制御基板32に入力される。室外制御基板32は、これら検出信号に基づき、コントローラ5の設定情報室内温度等)に応じて、圧縮機21、室外ファン31及び膨張弁23の動作、さらには図略の四路切換弁25の駆動源の動作を制御する。

0035

第1室内機4Aは、室内ハウジング40を備える。室内ハウジング40は、室内熱交換器24を収容する筐体である。なお、室内ハウジング40内において、室内膨張弁が室内熱交換器24の液側端に取り付けられていることが望ましい。さらに、室内ハウジング40内には、室内ファン41及び室内制御基板42が配置されている。室内ファン41は、室内熱交換器24に室内空気を供給する。室内制御基板42は、第1室内機4A内の各機器の動作を制御する電子部品、電力用部品等が搭載される基板であり、図略のセンサによって計測された室内温度や冷媒温度等の検出信号が入力される。室内制御基板42は、これら検出信号に基づき、コントローラ5の設定情報に応じて室内ファン41及び前記室内膨張弁などの動作を制御する。

0036

コントローラ5(5A)は、ON−OFFボタン設定キー液晶表示パネル乃至は操作パネル等を備え、ユーザから第1空調機1Aの運転に関する各種の操作、設定を受け付ける。コントローラ5は、室外制御基板32及び室内制御基板42と、データ通信可能に電気的に接続されている。コントローラ5は、前記操作、設定に関する制御信号を室外制御基板32及び室内制御基板42に与え、第1室外機3A及び第1室内機4Aの各機器の動作を統括的に制御する。

0037

冷房運転時、四路切換弁25は図2に実線で示す前記第1状態に設定される。圧縮機21が駆動されると、圧縮機21から吐出された高圧冷媒が室外熱交換器22に向かう。該高圧冷媒は、室外熱交換器22において外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁23(及び室内膨張弁)で減圧された後に、室内熱交換器24において室内空気と熱交換、吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。蒸発した冷媒は、圧縮機21で再び圧縮され、吐出される。

0038

暖房運転時、四路切換弁25は図2に点線で示す前記第2状態に設定される。圧縮機21が駆動されると、圧縮機21から吐出された高圧冷媒が室内熱交換器24に向かう。該高圧冷媒は、室内熱交換器24において室内空気と熱交換し、放熱して凝縮する。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。凝縮した冷媒は、膨張弁23(及び室内膨張弁)で減圧された後に、室外熱交換器22において外気と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機21で再び圧縮され、吐出される。

0039

<空調機同士の連携>
図3は、空調システムS1における、複数の空調機の連携接続の態様(通信手段の一例)を示す図である。図3では、第1空調機1Aと第2空調機1B(第3空調機1Cは図略)とを示している。第2空調機1Bは、第2冷媒回路2B、第2室外機3B及び第2室内機4Bを備える。第2冷媒回路2Bは、圧縮機21(第2圧縮機)、室外熱交換器22(第2室外熱交換器)、膨張弁23(第2膨張弁)、室内熱交換器24(第2室内熱交換器)、及び四路切換弁25を含む。第2室外機3Aは、圧縮機21、室外熱交換器22、膨張弁23、四路切換弁25、室外ファン31(第2室外ファン)及び室外制御基板32を収容している。第2室内機4Bは、室内熱交換器24、室内ファン41(第2室内ファン)を収容及び室内制御基板42を収容している。これらの機器は第1空調機1Aと同じであるため、説明を省く。これら機器の動作は、コントローラ5Bにより制御可能であるが、本実施形態では用いられない。

0040

第1空調機1Aの室外制御基板32からは、中継用信号線62Aが延出されている。室外制御基板32には、他の制御系とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載されている。また、第1室外機3Aのハウジングには、コネクタからなる第1接続部61Aが設けられている。中継用信号線62Aの一端は前記インターフェース回路に、他端は第1接続部61Aに各々接続されている。

0041

同様に、第2空調機1Bの室外制御基板32からは、中継用信号線62Bが延出されている。この室外制御基板32には、他の制御系(ここでは第1空調機1Aの室外制御基板32)とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載されている。また、第2室外機3Bのハウジングには、コネクタからなる第2接続部61Bが設けられている。中継用信号線62Bの一端は前記インターフェース回路に、他端は第2接続部61Bに各々接続されている。

0042

第1接続部61A及び第2接続部61Bは、他の制御系とのインターフェースとなる部位である。通信線6は、第1接続部61Aと第2接続部61Bとを接続している。なお、図3では記載を省いているが、通信線6は、他の空調機(第3空調機1C)が備えるインターフェース用接続部と第1接続部61Aとも接続している。この通信線6による接続によって、第2空調機1Bの室外制御基板32は、第1空調機1Aのコントローラ5Aから制御信号を受けることができるようになる。すなわち、通信線6で第1接続部61Aと第2接続部61Bとを接続する作業を行うだけで、第1空調機1Aと第2空調機1Bとを連携運転可能な状態とすることができる。

0043

上記の点を空調システムS1の電気的構成に基づき説明する。図4は、空調システムS1の電気的構成を示すブロック図である。第1空調機1Aは、圧縮機モータ71、電磁弁72、室外機ファンモータ73及び室内機ファンモータ74と、これらの機器の動作を制御する第1制御系7Aとを備える。第1制御系7Aは、制御回路75Aと、この制御回路75Aに対して制御指示を与えるコントローラ5A(制御部)とを含む。

0044

圧縮機モータ71は第1空調機1Aの圧縮機21を動作させる駆動源、電磁弁72は膨張弁23の開度を調整する弁、室外機ファンモータ73及び室内機ファンモータ74は、室外ファン31及び室内ファン41を各々動作させるモータである。制御回路75Aは、少なくとも上述の室外制御基板32及び室内制御基板42に搭載された制御回路と、上述のインターフェース回路とを含み、圧縮機モータ71、電磁弁72、室外機ファンモータ73及び室内機ファンモータ74の動作制御のための回路を有する。コントローラ5Aは、第1制御系7Aにおいて制御主体となる。

0045

第2空調機1Bも同様に、圧縮機モータ71、電磁弁72、室外機ファンモータ73及び室内機ファンモータ74と、これらの機器の動作を制御する第2制御系7Bとを備える。第2制御系7Bは、制御回路75Bとコントローラ5Bとを含むが、コントローラ5Bは実質的に使用されず休止状態とされる。第3空調機1Cについても同様である。

0046

通信線6は、第1接続部61Aと第2接続部61Bとを接続することによって、第1空調機1Aの第1制御系7Aと第2空調機1Bの第2制御系7Bとが連携して動作する状態を形成している。図4では、他の接続部61C、61Dも示しており、これら接続部61C、61Dに接続される他の空調機(第3空調機1Cを含む)の制御系も同様に連携させることができる。このような連携により、複数の空調機の同期制御が可能となる。

0047

最もシンプルな同期制御は、第1空調機1Aの第2空調機1Bの起動・停止を同期させる制御である。コントローラ5AのON−OFF操作タンの操作によって、これら空調機の発停動作が同期される。また他の一例として、コントローラ5Aが第1空調機1Aの圧縮機モータ71の回転数現行のR1からR2に変更する制御信号を、制御回路75A(図3では室外制御基板32)に与えたとする。これを受けて制御回路75Aは、当該圧縮機モータ71の回転数をR2とする制御を実行する。コントローラ5Aが生成した前記制御信号は、通信線6を介して第2制御系7Bの制御回路75Bにも与えられる。これを受けて制御回路75Bは、第2空調機1Bの圧縮機モータ71の回転数をR2とする制御を実行する。このようにして、第1空調機1Aの圧縮機モータ71と第2空調機1Bの圧縮機モータ71とが、同期制御されるものである。なお、空調システムS1の空調温度の制御等においては、コントローラ5Aを備える第1空調機1Aの制御回路75Aが取得する温度計測値に依存した制御が実行されることになる。勿論、他の空調機の温度センサ計測値を使用して空調温度制御等を実行するように設定しても良い。

0048

<空調機の各種連携態様>
本実施形態の空調システムにおいては、様々な空調機同士を連携接続して、システムを構築することができる。組合せの条件は、個々の空調機が冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用していること、及び、その出力が6HP以下であることと、その合計出力、つまり空調システムの出力が6HPを超過することである。この条件を満たす連携接続のいくつかの例を示す。なお、この連携接続を既に満たしている空調システムに、フルオロカーボンであって不活性でない冷媒を使用していない他の空調機(例えばR410Aを使用する空調機)を付加しても良い。

0049

図5(A)〜(C)は、複数の空調機を連携接続する各種の態様を概略的に示す図である。ここでは、空調システムにおいて「一つの制御部」として使用されるコントローラを有する空調機を「親機」、この親機に接続され同期制御される他の空調機を「子機」として示している。

0050

図5(A)に空調システムS11は、出力=6HPの親機と、出力=6HPの子機との2台で構成(合計出力=12HP)されている。この空調システムS11は、親機と子機との出力が同一(同機種の空調機)で、KHKによる各種制限が適用除外となる上限出力(6HP)を有する空調機を用いて構築されたシステムである。親機と子機との連携接続は、例えば図3及び図4に例示した手法を採用することができる。

0051

図5(B)に空調システムS12は、親機と子機との出力が同一で、出力が比較的小さい空調機を用いて構築されたシステムである。空調システムS12は、出力=3HPの親機と、出力=3HPの子機1、子機2、子機3との4台で構成(合計出力=12HP)されている。空調システムS11、S12によれば、親機と子機との出力が同一であるので、親機のコントローラが生成する制御信号を、子機でもそのまま利用できる利点がある。

0052

図5(C)に空調システムS13は、親機と子機との出力が異なる空調機を用いて構築されたシステムである。すなわち、空調システムS13は、出力=6HPの親機と、出力=4HPの子機1、出力=2HPの子機2、出力=1.5HPの子機3及び子機4の5台で構成(合計出力=15HP)されている。この場合、親機のコントローラが生成する制御信号を、子機用の制御信号に変換するソフトウェア等が、空調システムS13に適用される。

0053

[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態に係る空調システムS2の構成を概略的に示す図である。上述の第1実施形態では、複数の空調機の室外機同士を通信線6で接続する例を示した。これに対し、第2実施形態では、第1空調機1Aの第1室内機4Aと第2空調機1Bの第2室内機4Bとを通信線6で接続した空調システムS2を例示している。

0054

第1室内機4Aのハウジングには第1接続部61A(第3接続部)が設けられている。第1接続部61Aは、室内制御基板42(図3参照)に中継用信号線を介して接続されている。本実施形態では、室内制御基板42に、他の制御系とのデータ通信を行うためのインターフェース回路が搭載される。同様に、第2室内機4Bには第2接続部61B(第4接続部)が設けられ、該第2接続部61Bは室内制御基板42に中継用信号線を介して接続されている。通信線6は、第1接続部61Aと第2接続部61Bとを接続している。これにより、2つの室内制御基板42同士がデータ通信可能な状態となる。

0055

すなわち、第1接続部61A及び第2接続部61Bは、第1制御系7A及び第2制御系7B(図4参照)を連携接続させるためのインターフェースである。この通信線6による接続によって、第2空調機1Bの第2制御系7Bは、第1空調機1Aのコントローラ5Aから制御信号を受けることができるようになる。従って、コントローラ5Aの操作によって、第1空調機1Aと第2空調機1Bとを同期制御可能な状態とすることができる。

0056

[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態に係る空調システムS3の構成を概略的に示す図である。上述の第1、第2実施形態では、空調機に本来的に備えられているコントローラを空調システムの「一つの制御部」として用いる例を示した。この第3実施形態では、別個に準備されたリモコン装置Rが前記制御部として用いられる空調システムS3を例示する。

0057

リモコン装置Rは、ON−OFFボタン、設定キー、液晶表示パネル乃至は操作パネル等を備え、ユーザから空調システムS3の運転に関する各種の操作、設定を受け付ける。リモコン装置Rは、第1空調機1Aのコントローラ5A及び第2空調機1Bのコントローラ5Bと、データ通信可能に通信線6Rで接続されている。この通信線6Rに代えて、両者を無線でデータ通信可能に接続する無線機器を適用しても良い。

0058

この通信線6Rによる接続によって、リモコン装置Rは、コントローラ5A、5Bを介して、第1空調機1Aの第1制御系7A及び第2空調機1Bの第2制御系7B(図4参照)に制御信号を与えることができるようになる。つまり、リモコン装置Rは、第1制御系7A及び第2制御系7Bに共用される一つの制御部となる。従って、リモコン装置Rの操作によって、第1空調機1Aと第2空調機1Bとを同期制御可能な状態とすることができる。

0059

以上説明した実施形態に係る空調システムによれば、冷媒としてフルオロカーボンであって不活性でない冷媒を用いながらも、装備の複雑化、高度化を要することなく大容量の空調システムを提供することができる。即ち、本実施形態に係る空調システムによれば、大容量を図るに際して装備の複雑化、大型化を伴わないので、装置重量が大きくならず、またコスト面で有利な大容量空調システムを構築することができる。

0060

S1、S11、S12、S13、S2、S3 空調システム
1A、1B、1C 第1、第2、第3空調機
2A、2B、2C 第1、第2、第3冷媒回路
3A、3B、3C 第1、第2、第3室外機
4A、4B、4C 第1、第2、第3室内機
5、5A、5Bコントローラ
6通信線(通信手段)
7A、7B 第1、第2制御系
21圧縮機(第1、第2圧縮機)
22室外熱交換器(第1、第2室外熱交換器)
23膨張弁(第1、第2膨張弁)
24室内熱交換器(第1、第2室内熱交換器)
25 四路切換弁
31室外ファン(第1、第2室外ファン)
32室外制御基板
41室内ファン(第1、第2室内ファン)
42室内制御基板
61A、61B 第1、第2接続部
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