(57)【要約】【課題】ファンコイルユニットの流量調整弁を全開することによる空調システムの省エネルギー手段は、ファンコイルユニットの各々には流量調整弁が設けられていないことが多く、既設のホテル、病院等の空調設備に適用できないばかりでなく、流量調整弁を新たに取り付けると追加設置費用が発生する問題があった。【解決手段】通風量調節手段を有する複数のファンコイルユニット等に、冷温水熱源機で生成された冷温水を送り込む回転数制御型の冷温水ポンプの回転数制御を、前記各通風量調節手段により調整された通風量の状態に基づいて制御することを特徴とする空調システムの冷温水制御方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風量を段階的または無段階に調節する通風量調節手段を有する複数の空調機、ファンコイルユニット等の二次側空調設備と、当該二次側空調設備の各々に冷温水熱源機で生成された冷温水を送り込む回転数制御型の冷温水ポンプとを備えた空調システムの冷温水制御方法において、
前記冷温水ポンプの回転数制御を、前記各通風量調節手段により調節された通風量状態情報に基づいて制御することを特徴とする空調システムの冷温水制御方法
【請求項２】
前記冷温水ポンプの回転数制御を、前記各通風量調節手段により調節された通風量の合計通風量に基づいて行うことを特徴とする空調システムの冷温水制御方法。
【請求項３】
前記通風量を段階的に調節する通風量調節手段は、強風量、中風量、弱風量、停止の４段階であることを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の空調システムの冷温水制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムの冷温水制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷温水熱源機を用いた空調システムとしては、冷温水熱源機に冷却水配管系及び冷温水配管系を接続し、当該冷却水配管系に冷却水ポンプおよび冷却塔を接続して冷却水を循環させ、また、冷温水配管系には、インバータ制御（ポンプの回転数を変えることにより吐出量を制御する）の冷温水ポンプ、及び複数の空調機やファンコイル等から成る二次側空調設備が複数並列に接続され、当該各二次側空調設備に前記冷温水ポンプから冷温水が供給されるシステムが従来から一般的に用いられているシステムである。
当該システムにおいては、各二次側設備の冷温水配管中にそれぞれ流量調整弁が設けられており、当該流量調整弁の内、弁の開度が最も大きい流量調整弁についてその弁の開度がほぼ全開となるように前記冷温水ポンプの送水圧力を制御することにより、省エネルギーを図ることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３１５６９５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示す従来の技術では、以下の問題があった。
まず、ホテル、病院等では、二次側空調設備であるファンコイルユニットが多数設置されているが、これらのファンコイルユニットの各々には流量調整弁が設けられていないことが多いので、既設のホテル、病院等の空調設備に前記従来技術をそのまま適用できないとの問題があった。
さらに、既設のホテル、病院等の空調設備に前記従来技術を適用するには、前記ファンコイルユニットの各々に流量調整弁を新たに取り付けることとなるが、この場合には、流量調整弁の追加設置費用が発生する問題が生じるばかりでなく、当該流量調節弁の追加設置工事期間中は、ホテルの部屋、病室の利用等が制限される問題、または空調が利用できない問題もあった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、二次側空調設備における流量調整弁の有無に関係なく、冷温水ポンプを適切に制御することができる空調システムの冷温水制御方法の提供を目的とする。
さらに本発明の他の目的は、特別な器具の追加設置を行うことなく省エネルギーを図ることができる、空調システムの冷温水制御方法を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、
通風量を段階的または無段階に調節する通風量調節手段を有する複数の空調機、ファンコイルユニット等の二次側空調設備と、当該二次側空調設備の各々に冷温水熱源機で生成された冷温水を送り込む回転数制御型の冷温水ポンプとを備えた空調システムの冷温水制御方法において、
前記冷温水ポンプの回転数制御を、前記各通風量調節手段により調節された通風量状態情報に基づいて制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、
前記冷温水ポンプの回転数制御を、前記各通風量調節手段により調節された通風量の合計通風量に基づいて行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、
前記通風量を段階的に調節する通風量調節手段は、強風量、中風量、弱風量、停止の４段階であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、冷温水を利用して被空調空間を空調（冷房、暖房）する空調機やファンコイルユニット等に備えられている、吹き出し風量を調節するための風量調節器の風量情報を収集し、当該収集した風量情報に基づいて冷温水ポンプの回転数を制御するものであるから、流量調整弁を備えていない前記空調機やファンコイルユニットにおいても冷温水ポンプの回転数を最適に制御できるので省エネルギー効果を有し、しかも、ファンコイルユニット等に備えられている設備を利用して冷温水ポンプの回転数を最適に制御するものであるから、特別な器具の追加設置等に係わる費用を必要としないコストメリットを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図１、図２に基づいて説明する。
図１は、各ファンコイルユニットの冷温水配管中に流量調整弁を備えない形式の空調システムに適用した系統図である。
図２は、冷温水ポンプの前記インバータ制御方法の一例を示すフローチャートである。
図１に示す空調システムは、冷温熱源機１、冷却水ポンプ２，冷温水ポンプ３、冷却塔４、供給側ヘッダー５、戻り側ヘッダー６、複数のファンコイルユニット７、中央監視ユニット８及び冷温水ポンプ用のインバータ９を備えており、前記冷温熱源機１は吸収式冷温水機が用いられている。
【００１０】
前記各ファンコイルユニット７は、冷温水を通すコイルと当該コイルの周囲を通風させるファンおよびファンによる通風量を「強」、「中」、「弱」、「停止」の４段階に選択する通風量調節器１０を備えている。
当該風量調節器１０は、被空調空間（室内）の温度検出センサ１１、および図示しない目標温度値設定器を有し、目標温度値設定器により予め設定された目標温度値と温度検出センサ１１により随時計測される被空調空間の温度との偏差の大きさに応じて通風量を「強」、「中」、「弱」および「停止」に制御することにより被空調空間の温度を目標値に近づけるものである。
【００１１】
前記複数のファンコイルユニット７は、供給側ヘッダー５と戻り側ヘッダー６との間に並列に接続されている。
前記中央監視ユニット８は、各ファンコイルユニット７の風量調節器１０の通風量情報をそれぞれ取り込み、取り込んだ各通風量情報に基づいて必要な冷温水量、冷温水ポンプ３の回転数を演算してインバータ９を制御する。
さらに、前記中央監視ユニット８は、冷温熱源機１、当該冷温熱源機１に配管を介して接続された冷却水ポンプ２、冷温水ポンプ３，冷却塔４等の運転制御を行うと共に、各機器の運転状態、および各部屋の温湿度のモニタリングや監視を行う。
【００１２】
次に、この実施形態における冷温水ポンプ３の制御方法の一例を図２に基づいて説明する。
スタートにおいて電源が投入されると（ステップＳ１）、冷温水ポンプ９が予め定められている初期回転数（例えば、最大回転数の７０％）で回転し（ステップＳ２）、当該冷温水ポンプ９の回転開始から所定時間Ｔ１秒（例えば、６０秒）、すなわち、ファンコイルユニット７の初期動作が経過したか否か判定し（ステップＳ３）、当該判定が経過していないとの判定のときは経過するまで前記ステップを繰り返す。
【００１３】
前記ステップＳ３の判定で所定時間Ｔ１秒経過すると、各ファンコイルユニットから、通風量状態情報を取得して（ステップＳ４）、当該収集した情報に、「通風量状態」が「強」であるファンコイルユニットが存在するか否か判定し（ステップＳ５）、当該判定において、「通風量状態」が「強」であるファンコイルユニットが存在するとの判定のときは、当該「強」である「通風量状態」の継続時間が、所定時間Ｔ２秒（例えば、１２０秒）以上継続したか否か判定する（ステップＳ６）。
【００１４】
前記ステップＳ６の判定が所定時間Ｔ２秒経過していないとの判定のときは、ステップＳ４に戻り、前記ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６のルーチンを繰返し、「強」の「通風量状態」が当該所定時間Ｔ２秒継続しているときは、冷温水ポンプ３の回転数をΔＮ１（例えば、５％）増加させて（ステップＳ７）、電源オフ等の制御終了でなければ（ステップＳ１０）ステップＳ４に戻り、当該ステップを繰り返して通風量状態の監視を行う。
【００１５】
一方、ステップＳ５において「通風量状態」が「強」であるファンコイルユニット７が存在しないとき、すなわち、ステップＳ６において所定時間Ｔ２秒以上継続せずにステップＳ４に戻り、ステップＳ５において「通風量状態」が「強」でないとの判定および、ステップＳ５において「通風量状態」が「中」、「弱」のみの場合のとき、当該通風量状態が所定時間Ｔ３秒（例えば、１２０秒）以上継続しているか否か判定し（ステップＳ８）、当該判定が継続しているとの判定のときは、冷温水ポンプ３の回転数をΔＮ２（例えば、３％）減少させて（ステップＳ９）、電源オフ等の制御終了でなければ（ステップＳ１０）ステップＳ４に戻る。
【００１６】
また、前記ステップＳ８の判定がＴ３秒経過していないとの判定のときは、未だ冷温水ポンプの回転数が変動中であることからからステップＳ４に戻り、当該ステップを繰り返して通風量状態の監視を行う。
以上のステップＳ４〜ステップＳ１０を所定時間間隔で繰り返して冷温水ポンプ３の回転数を通風量状態情報に基づいて制御する。
【００１７】
次に、冷温水ポンプのインバータ制御方法の他の例を以下の表１に基づいて説明する。
まず、表１に示す、空調システムを構成する複数のファンコイルユニット７の諸元について説明する。
【表１】
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上記諸元の「Ｎｏ」はファンコイルユニット７を示し、能力係数Ａは、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力を１としたときのＮｏ２〜Ｎｏ５の各ファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力を係数で表したものである。
【００１８】
同、通風量状態Ｂは、稼働中のある時点での通風量が「強」、「中」、「弱」、「停止」の何れの状態で運転されているかを示すものである。
同、通風量状態係数Ｃは通風量の比率、すなわち、稼働状態にあるファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力に影響するもので、通風量状態が「強」の場合を１、「停止」を０とし、「中」を０．５、「弱」を０．３としてある。
同、運転通風量Ｄは、能力係数Ａ×通風量状態係数Ｃであり、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力を基準としたとき、稼働中の各ファンコイルユニット７が実際に行っている稼働中冷却（加熱）能力、すなわち、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の何台分の冷却（加熱））能力で稼働しているかを示す。
【００１９】
次に、前記表の意味するところについて説明する。
能力係数Ａについていえば、５台のファンコイルユニットにて空調システムが構成されており、当該システムにおける最大冷却（加熱）能力は、合計欄に８と記載されているよう、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の８台分の冷却（加熱）能力であること。
【００２０】
次に運転通風量Ｄについていえば、前記のように通風量状態Ｂが稼働中のファンコイルユニットの稼働中冷却（加熱）能力を変化させるものであるから、ファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力に通風量状態Ｂを示す通風量状態係数Ｃを乗じることにより、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の冷却（加熱）能力を基準としたときの、実際に稼働しているファンコイルユニット７の稼働中冷却（加熱）能力が示されることとなる。
【００２１】
したがって、運転通風量Ｄの合計欄の３．１が意味するところは、この空量システムは、フル稼働状態にあるＮｏ１のファンコイルユニット７の３．１台分の稼働中冷却（加熱）能力で運転されていることとなる。
してみると、冷温水ポンプ３は、Ｎｏ１のファンコイルユニット７の８台分の最大冷却（加熱）能力に対応する回転数ではなく、３．１／８≒０．４、すなわち、空調システムにおける最大総運転通風量の４０％に対応する回転数で運転されることとなる。
【００２２】
要するに、所定の時間間隔で中央監視ユニット８が、Ｎｏ１〜Ｎｏ５の各ファンコイルユニットの風量調節器１０の通風量状態Ｂ（強、中、弱、停止）の情報を収集し、能力係数Ａの合計に対する運転通風量Ｄの合計の比率を求め、当該比率に基づいてインバータ９により冷温水ポンプ３の回転数を制御する空調システムである。
なお、各ファンコイルユニット７の能力係数Ａ、通風量状態係数Ｂは、そのファンコイルユニット７の仕様、設置環境によって変化する場合があるので、係数値変更可能としてある。
【００２３】
前記実施形態においては、通風量調節器１０の風量調節を、「強」、「中」、「弱」、「停止」の四段階としたが、当該風量調節器１０の通風量を無段階に変更できるものであっても良い。
その場合は、予め設定された目標温度値と温度検出センサ１１により随時計測される被空調空間の温度との偏差の大きさに応じて通風量を無段階に可変制御できるので、温度目標値との乖離が少なくなる効果を有する。
【００２４】
また、前記実施形態においては、ファンコイルユニット７の通風量調節器１０は温度検出センサを有するものについて説明したが、温度検出センサが備えられていない通風量調節器、すなわち、手動により通風量を選択するタイプのファンコイルユニットにもこの空調システムの冷温水制御方法は適用可能であり、しかも同等の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる空調システムの概略図である。
【図２】冷温水ポンプのインバータ制御方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１      冷温熱源機
２      冷却水ポンプ
３      冷温水ポンプ
４      冷却塔
５      供給側ヘッダー
６      戻り側ヘッダー
７      ファンコイルユニット
８      中央監視ユニット
９      インバータ
１０    通風量調節器
１１    温度検出センサ
【図１】
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【図２】
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