(57)【要約】【課題】空気熱源ヒートポンプの暖房運転時においても、センサ類の故障を抑制しつつ精度よく製造熱量を算出できる技術を提供する。【解決手段】同時期に測定された、吸込み空気の温度と、吹出し空気の温度と、室外機の周辺であって且つ吹出し口および吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度とに基づいて、吸込み空気の絶対湿度と吹出し空気の絶対湿度とを求める絶対湿度取得工程と、絶対湿度取得工程において求めた吸込み空気の絶対湿度と吹出し空気の絶対湿度との大小関係に基づいて、吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを選択して製造熱量を算出するための算出パラメータに決定する決定工程と、決定工程において決定した算出パラメータとファンの風量とに基づいて製造熱量を算出する製造熱量算出工程と、を含む。【選択図】図６
2015190734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器およびファンを有する室外機と、該室外機によって空調された空気を建物の室内に供給する室内機とを含んでなる空気熱源ヒートポンプにおける暖房運転時の製造熱量を算出するコンピュータが実行する算出方法であって、
同時期に測定された、前記室外機の吸込み口から該室外機に吸込まれる吸込み空気の温度と、前記熱交換器において冷媒と熱交換をした後に前記室外機の吹出し口から外部に放出される吹出し空気の温度と、前記室外機の周辺であって且つ前記吹出し口および前記吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度とに関する測定データを取得し、取得した測定データに基づいて、前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度とを求める絶対湿度取得工程と、
前記絶対湿度取得工程において求めた前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度との大小関係に基づいて、該吸込み空気および該吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを前記製造熱量を算出するための算出パラメータに決定する決定工程と、
前記決定工程において決定した算出パラメータと前記ファンの風量とに基づいて前記製造熱量を算出する製造熱量算出工程と、
を含む、製造熱量の算出方法。
【請求項２】
前記決定工程において、前記吹出し空気の絶対湿度が前記吸込み空気の絶対湿度以上である場合に該吹出し空気および該吸込み空気の温度差を前記算出パラメータに決定し、前記吹出し空気の絶対湿度が前記吸込み空気の絶対湿度より低い場合に該吹出し空気および該吸込み空気のエンタルピー差を前記算出パラメータに決定する、
請求項１に記載の製造熱量の算出方法。
【請求項３】
前記絶対湿度取得工程において、測定された前記室外機周辺空気の温度と相対湿度とに基づいて求められる絶対湿度を前記吸込み空気の絶対湿度として取得し、且つ、前記吹出し空気の相対湿度を予め定められた規定値と仮定して取得した該吹出し空気の相対湿度と、測定された前記吹出し空気の温度とに基づいて前記吹出し空気の絶対湿度を取得する、
請求項１又は２に記載の製造熱量の算出方法。
【請求項４】
前記吸込み空気および吹出し空気の温度は、前記吸込み口および前記吹出し口の近傍にそれぞれ設置される温度計によって測定され、
前記温度計には、そのセンサ部を覆うカバー部材が付設されており、該カバー部材には前記センサ部に空気を導くための開口窓が形成されている、
請求項１から３の何れか一項に記載の製造熱量の算出方法。
【請求項５】
前記室外機周辺空気の温度および相対湿度は前記室外機周辺部に設置される温湿度計によって測定され、
前記温湿度計には、そのセンサ部を覆うカバー部材が付設されており、該カバー部材には前記センサ部に空気を導くための開口窓が形成されている、
請求項１から４の何れか一項に記載の製造熱量の算出方法。
【請求項６】
熱交換器およびファンを有する室外機と、該室外機によって空調された空気を建物の室内に供給する室内機とを含んでなる空気熱源ヒートポンプにおける暖房運転時の製造熱量を算出する算出装置であって、
同時期に測定された、前記室外機の吸込み口から該室外機に吸込まれる吸込み空気の温度と、前記熱交換器において冷媒と熱交換をした後に前記室外機の吹出し口から外部に放出される吹出し空気の温度と、前記室外機の周辺であって且つ前記吹出し口および前記吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度とに関する測定データを取得し、取得した測定データに基づいて前記吸込み空気の絶対湿度と
前記吹出し空気の絶対湿度とを求める絶対湿度取得部と、
前記絶対湿度取得部が求めた前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度との大小関係に基づいて、該吸込み空気および該吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを前記製造熱量を算出するための算出パラメータに決定する決定部と、
前記決定部が決定した算出パラメータと前記ファンの風量とに基づいて前記製造熱量を算出する製造熱量算出部と、
を備える、製造熱量の算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時における製造熱量の算出方法および算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の空調システムとして、空気を熱源とする空気熱源ヒートポンプが広く利用されている。近年では、稼動中の建物での空調システムの空調能力の評価要請が強まっており、空調システムの空調能力の計測手法について種々の提案がなされている。これに関連して、特許文献１には、室外機の内部に吸い込まれる吸い込み空気と室外機内において圧縮又は膨張された冷媒と熱交換をして該室外機から放出される吹き出し空気のそれぞれの温度と湿度の情報からなる各空気の空気状態に基づいて算出されるエンタルピーの差分と、室外機のファンの風量とに基づいて、冷暖房時の空調能力を算出する計測システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３８４８７号公報
【特許文献２】特開２００７−３０９６２８号公報
【特許文献３】特開２００８−２４９２５８号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１４７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、室外機における吸込み空気の吸込み口と、吹出し空気の吐出口の近傍にそれぞれ温湿度計を設置し、吸込み空気と吹出し空気とのそれぞれの温度および湿度を検出している。ところで、空気熱源ヒートポンプの暖房時においては、室外機に外部から吸込まれた空気は冷媒との熱交換によって冷却および除湿された後、室外機から放出される。そのため、吹出し空気の相対湿度は１００％に近くなることも多く、室外機における吹出し空気の吐出口に設置された温湿度計が結露、結氷する場合がある。これに対して、温湿度計は、湿度を検出する高分子膜が露出する構造となっていることが多く、結露や結氷によって故障する虞がある。
【０００５】
一方、温度計は、温度を検出するサーミスタがフッ素樹脂などでコーティングされているのが一般的であり、温湿度計に比べて故障し難い構造といえる。しかしながら、室外機の内部に吸込まれる吸込み空気と、熱交換器において冷媒と熱交換した後に室外機から放出される吹出し空気の温度差に基づいて空気熱源ヒートポンプの製造熱量を算出する場合、潜熱変化を考慮して製造熱量を算出することができない。したがって、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時においては、製造熱量の算出精度が悪化することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされてものであって、その目的は、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時においても、センサ類の故障を抑制しつつ精度よく製造熱量を算出できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る製造熱量の算出方法、或いはその算出装置は、同時期に測定された、吸込み空気の温度、吹出し空気の温度、室外機の周辺であって且
つ吹出し口および吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度に基づいて吸込み空気の絶対湿度と吹出し空気の絶対湿度とを求め、その大小関係に基づいて吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかに基づいて製造熱量を算出するかを判断することを最大の特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、本発明は、熱交換器およびファンを有する室外機と、該室外機によって空調された空気を建物の室内に供給する室内機とを含んでなる空気熱源ヒートポンプにおける暖房運転時の製造熱量を算出するコンピュータが実行する算出方法であって、同時期に測定された、前記室外機の吸込み口から該室外機に吸込まれる吸込み空気の温度と、前記熱交換器において冷媒と熱交換をした後に前記室外機の吹出し口から外部に放出される吹出し空気の温度と、前記室外機の周辺であって且つ前記吹出し口および前記吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度とに関する測定データを取得し、取得した測定データに基づいて、前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度とを求める絶対湿度取得工程と、前記絶対湿度取得工程において求めた前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度との大小関係に基づいて、該吸込み空気および該吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを前記製造熱量を算出するための算出パラメータに決定する決定工程と、前記決定工程において決定した算出パラメータと前記ファンの風量とに基づいて前記製造熱量を算出する製造熱量算出工程と、を含む。
【０００９】
本発明によれば、室外機の吹出し口および吸込み口、特に、暖房運転時においては相対湿度が非常に高く且つ冷たい空気が放出される吹出し口に、温度計に比べて結露、結氷などに対する耐性が低い温湿度計を設置する必要がないため、センサ類の故障を抑制しつつ空気熱源ヒートポンプの製造熱量を算出することができる。
【００１０】
そして、本発明においては、同時期に測定された吸込み空気の温度、吹出し空気の温度、室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度に基づいて吸込み空気の絶対湿度と吹出し空気の絶対湿度とを求め、その大小関係に基づいて吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを選択し、製造熱量を算出する算出パラメータに決定するようにしたため、室外機の熱交換器において吸込み空気が熱交換する際に潜熱変化を伴わない場合には温度差を算出パラメータに決定する一方、潜熱変化を伴う場合にはエンタルピー差を算出パラメータに決定することができる。前者の状況においては、吸込み空気および吹出し空気の温度は、温湿度計に比べて応答性が優れている温度計によって直接検出することができるため、そのような温度計の検出値に基づいて空気熱源ヒートポンプの製造熱量を算出することで、その算出精度を高めることができる。一方、後者の状況においては、空気のエンタルピーの変化に基づいて空気熱源ヒートポンプの製造熱量を算出することで、その算出精度を担保できる。なお、この場合には、室外機周辺空気の温度および相対湿度の測定値が製造熱量の算出に使用されることになるが、室外機における吹出し口および吸込み口から離れた室外機周辺部は元々急激な温熱環境が変化しにくいと言える。そのため、例えば室外機周辺空気の温度および相対湿度を温湿度計によって測定する際における応答性の影響を受け難くなり、測定精度が低下することを抑制できる。
【００１１】
ここで、前記吹出し空気の絶対湿度が前記吸込み空気の絶対湿度以上である場合に該吹出し空気および該吸込み空気の温度差を前記算出パラメータに決定し、前記吹出し空気の絶対湿度が前記吸込み空気の絶対湿度より低い場合に該吹出し空気および該吸込み空気のエンタルピー差を前記算出パラメータに決定してもよい。これによれば、室外機の熱交換器において冷媒と熱交換する吸込み空気が潜熱変化を伴うかどうかに応じて算出パラメータを決定することができるため、空気熱源ヒートポンプの製造熱量を精度よく算出することができる。
【００１２】
なお、本発明においては、前記絶対湿度取得工程において、測定された前記室外機周辺空気の温度と相対湿度とに基づいて求められる絶対湿度を前記吸込み空気の絶対湿度として取得し、且つ、前記吹出し空気の相対湿度を予め定められた規定値と仮定して取得した該吹出し空気の相対湿度と、測定された前記吹出し空気の温度とに基づいて前記吹出し空気の絶対湿度を取得するようにしてもよい。
【００１３】
また前記吸込み空気および吹出し空気の温度は、前記吸込み口および前記吹出し口の近傍にそれぞれ設置される温度計によって測定され、前記温度計には、そのセンサ部を覆うカバー部材が付設されており、該カバー部材には前記センサ部に空気を導くための開口窓が形成されていてもよい。また、前記室外機周辺空気の温度および相対湿度は前記室外機周辺部に設置される温湿度計によって測定され、前記温湿度計には、そのセンサ部を覆うカバー部材が付設されており、該カバー部材には前記センサ部に空気を導くための開口窓が形成されていてもよい。このような構造を採用することで、カバー部材によってセンサ部に日射および雨雪が直接当たることを抑制しつつ、開口窓を通じてセンサ部に空気を導くことができるため、センサ部の故障を抑制しつつ計測精度を高めるとことができる。
【００１４】
また、本発明に係る製造熱量の算出装置は、熱交換器およびファンを有する室外機と、該室外機によって空調された空気を建物の室内に供給する室内機とを含んでなる空気熱源ヒートポンプにおける暖房運転時の製造熱量を算出する算出装置であって、同時期に測定された、前記室外機の吸込み口から該室外機に吸込まれる吸込み空気の温度と、前記熱交換器において冷媒と熱交換をした後に前記室外機の吹出し口から外部に放出される吹出し空気の温度と、前記室外機の周辺であって且つ前記吹出し口および前記吸込み口から離れた所定の室外機周辺部における室外機周辺空気の温度および相対湿度とに関する測定データを取得し、取得した測定データに基づいて前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度とを求める絶対湿度取得部と、前記絶対湿度取得部が求めた前記吸込み空気の絶対湿度と前記吹出し空気の絶対湿度との大小関係に基づいて、該吸込み空気および該吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れかを前記製造熱量を算出するための算出パラメータに決定する決定部と、前記決定部が決定した算出パラメータと前記ファンの風量とに基づいて前記製造熱量を算出する製造熱量算出部と、を備える。
【００１５】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時においても、センサ類の故障を抑制しつつ精度よく製造熱量を算出できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る空気熱源ヒートポンプの概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係る空気熱源ヒートポンプの製造熱量を算出する製造熱量算出装置のハードウェア構成図である。
【図３】図３は、実施形態に係る室外機の周辺に設置される各種センサの配置状況を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る第１の温度計、第２の温度計および温湿度計の詳細構造を示す図である。
【図５】図５は、各種計測機器により測定・収集されたデータを熱量算出装置１０に可搬記録媒体を介して取り込む様子を示す図である。
【図６】図６は、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時における製造熱量を算出する算出フローを示す図である。
【図７】図７は、製造熱量算出装置における情報処理装置の各機能部を示す図である。
【図８】図８は、製造熱量の算出フローを説明するための空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して例示的に詳しく説明する。なお、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
図１には、本実施形態における空気熱源ヒートポンプ１の概略構成が示されている。空気熱源ヒートポンプは、建物４の室内４ａの空調を行うための、室外機２と室内機３（図１においては３ａ〜３ｄの４台の室内機を総称して室内機３とする。）を備える。図１に示す空気熱源ヒートポンプは、主に、建物４の室外、例えば屋上階等に配置される室外機２と、室外機２との間で循環路９を介して冷媒を循環させることで、室内４ａに対して冷暖房の空調を行う室内機３とから構成されている。
【００２０】
室外機２の内部には、コンプレッサ２１、ファン２２、および熱交換器２３が設けられており、冷房時にはコンプレッサ２１による冷媒の圧縮と熱交換器２３での凝縮（暖房時には膨張弁での膨張と熱交換器２３での蒸発）が行われるとともに、ファン２２の回転によりこの冷媒に対して、外気との熱交換が実行される。このとき、ファン２２が回転することで外部から室外機２の内部、詳細にはコンプレッサ２１によって圧縮、膨張された冷媒との熱交換が可能な場所に吸込まれる空気を「吸込み空気」と称し、冷媒との熱交換が行われ室外機２から放出される空気を「吹出し空気」と称することとする。
【００２１】
室外機２の側方には、室外機２に吸込み空気を取り込むための吸込み口２４が設けられている。また、室外機２の上方には、熱交換器２３において冷媒と熱交換をした後の空気を室外機２から放出するための吹出し口２５が設けられている。図１においては、吸込み空気と吹出し空気の流れは矢印で示され、すなわちファン２２の回転によって室外機２の吸込み口２４から吸込み空気が内部に流入し、室外機２の吹出し口２５から吹出し空気が放出される構成となっている。
【００２２】
このように構成される空気熱源ヒートポンプ１では、室外機２と室内機３とが図示しない空調制御部によって制御され、室内４ａにおいて様々な空調が行われる。なお、空気熱源ヒートポンプ１による具体的な空調制御自体の詳細な説明は割愛するが、従来から行われている種々の空調制御を適用することができる。
【００２３】
図２は、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出する製造熱量算出装置１０のハードウェア構成図である。製造熱量算出装置１０は、例えば汎用のコンピュータによって構成され、中央演算処理装置であるＣＰＵ１１ａおよび記憶装置であるメモリ１１ｂを有する情報処理装置１１、キーボード、マウスなどを含む入力装置１２、ディスプレイなどを含む表示装置１３、通信インターフェース１４、可搬記録媒体駆動装置１５などを備える。入力装置１２は、情報の入力や各種設定操作を受け付ける。ＣＰＵ１１ａは、メモリ１１ｂに格納された各種プログラムを実行し、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出する。可搬記録媒体駆動装置１５は、フラッシュメモリカードなどのような可搬記録媒体を駆動し、可搬記録媒体に記録されたデータを読み出す。可搬記録媒体駆動装置１５によって読み出されたデータは、ＣＰＵ１１ａに出力される。なお、製造熱量算出装置１０は、タブレット端末、携帯端末によって構成してもよい。また、コンピュータ、タブレット端末、および携帯端末では、情報の受け付け、算出結果の表示のみを行い、コンピュータ、タブレット端末、及び携帯端末とネットワークを介して接続されたサーバ上で空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出してもよい。この場合、製造熱量の算出結果は、ネットワー
クを介して接続されたコンピュータ、タブレット端末、携帯端末などに送信してもよい。
【００２４】
空気熱源ヒートポンプ１における製造熱量の算出に際しては、室外機２の周辺に設置される各種センサによって、所定の計測期間に亘って吸込み空気および吹出し空気の空気状態が計測される。このように採取した計測データは、製造熱量算出装置１０に引き渡され、情報処理装置１１による各種演算処理に供されることで、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量が算出される。なお、吸込み空気および吹出し空気の空気状態を計測する計測期間は特段制限されないが、例えば数週間程度であってもよい。
【００２５】
次に、図３を参照して、室外機２の周辺に設置される各種センサの配置状況について説明する。室外機２における吸込み口２４の近傍位置Ｐ１と吹出し口２５の近傍位置Ｐ２には、それぞれ第１の温度計５と第２の温度計６が設置されている。第１の温度計５は、吸込み口２４を通じて吸込み空気が室外機２の内部に流入する際の経路上に設置されており、吸込み空気の温度を検出するためのセンサである。また、第２の温度計６は、吹出し口２５を通じて吹出し空気が室外機２からその外部に放出される際の経路上に設置されており、吹出し空気の温度を検出するためのセンサである。
【００２６】
図３における符号３０は室外機２を載置する架台、符号３１は架台３０を支持する架台基礎である。架台基礎３１は、例えばコンクリート製であり、所定の間隔を空けて一対設けられており、一対の架台基礎３１に架台３０および室外機２が支持されている。一対の架台基礎３１同士の間、すなわち室外機２の下方空間（以下、「室外機周辺部」という。）Ｐ３には、温湿度計７が設置されている。温湿度計７が設置される室外機周辺部Ｐ３は、室外機２の周辺であって且つ吹出し口２５および吸込み口２４から比較的離れている。なお、ここでいう吹出し口２５（吸込み口２４）から「離れている」とは、吹出し口２５（吸込み口２４）を通じて室外機２から放出される（室外機２に流入する）空気の経路上に温湿度計７が配置されていないことを意味する。温湿度計７が設置される室外機２の下方空間は、日陰であって且つ風通しがよい空間と言える。温湿度計７は、日陰で風通しがよい室外機周辺部Ｐ３における空気（以下、「室外機周辺空気」という。）の温度および湿度を検出するセンサである。
【００２７】
図４は、実施形態に係る第１の温度計５、第２の温度計６および温湿度計７の詳細構造を示す図である。第１の温度計５、第２の温度計６および温湿度計７は、データロガー１０１、センサ部１０２、データロガー１０１およびセンサ部１０２を連結するケーブル１０３、カバー部材１０４などを有している。データロガー１０１は、センサ部１０２により計測・収集した各種データを保存する記録計（記録装置）である。データロガー１０１には、液晶表示部、計器の動作全般を制御するための制御部、通信インターフェース、可搬記録媒体駆動装置、電池などが備えられている。可搬記録媒体駆動装置は、フラッシュメモリカードなどのような可搬記録媒体を駆動することができる。本実施形態において、第１の温度計５および第２の温度計６は同一構造であり、センサ部１０２にはサーミスタが採用され、このサーミスタはフッ素樹脂などでコーティングされている。一方、温湿度計７におけるセンサ部１０２は、空気の温度を検出するためのサーミスタと、空気の湿度を検出するための高分子膜とを有しており、この高分子膜は外部に露出した構造となっている。なお、第１の温度計５および第２の温度計６は温湿度計７に比べて応答性が優れている。
【００２８】
また、カバー部材１０４は、センサ部１０２を収容する筒体であり、一の端面には、センサ部１０２およびケーブル１０３を挿通するための孔が穿設されている。カバー部材１０４の端面に穿設された孔からセンサ部１０２およびケーブル１０３が挿通されることで、カバー部材１０４内に形成される収容空間にセンサ部１０２が収容される。さらに、カバー部材１０４の側面には、開口窓（開口部）１０４ａが形成されており、この開口窓１
０４ａを通じてセンサ部１０２に空気を導くことができるように構成されている。このように構成されるカバー部材１０４によれば、第１の温度計５、第２の温度計６および温湿度計７といった各センサのセンサ部１０２に日射および雨雪が直接当たることを抑制しつつ、当該センサ部１０２に空気を導くことができるため、その計測精度を高めることができる。
【００２９】
さらに、空気熱源ヒートポンプ１における室外機２の内部には、吸込み空気と吹出し空気の流れを形成するファン２２を駆動するために供給されるファン電流の電流値を測定する電流計８が設置されている(図１を参照)。ファン電流計８としては、例えばクランプ電流計を用いることができる。また、ファン電流計８は、測定データを記録するデータロガーを備えている。ファン電流計８のデータロガーには、フラッシュメモリカードのような可搬記録媒体を駆動する可搬記録媒体駆動装置が備えられており、収集した測定データは可搬記録媒体（例えば、フラッシュメモリカード）に記録することができる。
【００３０】
ここで、図１に示す符号４０は、動力盤４１から室外機２へ繋がる動力供給線である。また、動力盤４１には、動力供給線４１を通じて室外機２に供給される電力を測定する電力計４２が設置されている。電力計４２には、例えばクランプ式電力計を用いてもよい。また、電力計４２は、測定データを記録するデータロガーを備えており、このデータロガーはフラッシュメモリカードのような可搬記録媒体を駆動する可搬記録媒体駆動装置を有している。電力計４２によって測定・収集された測定データは可搬記録媒体（例えば、フラッシュメモリカード）に記録することができる。なお、電力計４２は、室外機２の内部に設置されていてもよく、コンプレッサ２１に供給される電力を電力計４２によって計測してもよい。
【００３１】
本実施形態においては、図５に示すように、上述した各種計測機器、具体的には一定期間に亘って第１の温度計５、第２の温度計６、温湿度計７、ファン電流計８、電力計４２によって測定・収集したデータを、例えばフラッシュメモリカード（図中、符号ＦＭ）等の可搬記録媒体を介して熱量算出装置１０に取り込み、製造熱量算出装置１０に取り込んだ測定データを用いて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出する。ところで、空調システムの室外機における吸込み空気および吹出し空気のエンタルピーの差分を算出し、このエンタルピーの差分に基づいてシステムの空調能力を求める方法が知られている。しかしながら、空気熱源ヒートポンプ１の暖房時においては、室外機２に吸い込まれた吸込み空気は冷媒との熱交換によって冷却および除湿された後、室外機２から放出されるため、吹出し空気の相対湿度が１００％に近くなることが多い。これに対して、温湿度計は、上記のように湿度を検出するための高分子膜が外部に露出しており、結露や結氷などに決して強い構造とは言えない。したがって、室外機２における吹出し口２５に温湿度計を設置して吹出し空気の温度および湿度を計測しようとすると、結露、特に冬季においては結氷などに起因して温湿度計が故障する虞がある。つまり、空気熱源ヒートポンプの暖房運転時においては、室外機２の吹出し口２５近傍に設置するセンサの故障をいかに防ぐかが大きな課題と言える。
【００３２】
その点、温度計は、上記のようにサーミスタがフッ素樹脂などでコーティングされており、温湿度計に比べて結露、結氷などに強い構造と言える。しかしながら、室外機２の内部に吸込まれる吸込み空気と、冷媒と熱交換した後に室外機２から放出される吹出し空気の温度差に基づいて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出する場合、潜熱を加味することができないため、空気熱源ヒートポンプ１の運転状況によっては製造熱量の算出精度が悪化することが懸念される。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、室外機２の周辺に設置した第１の温度計５、第２の温度計６、および温湿度計７による計測データに基づいて吸込み空気の絶対湿度と吹出し空
気の絶対湿度とを求め、各空気の絶対湿度の大小関係に基づいて、吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れに基づいて空気熱源ヒートポンプ１における製造熱量を算出すべきかを判断することとした。
【００３４】
図６は、空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量を算出する算出フローを示す図である。なお、図６に示す算出フローは、製造熱量算出装置１０の情報処理装置１１に係るコンピュータを用いて行うことができ、例えば、メモリ１１ｂに格納された製造熱量算出プログラムをＣＰＵ１１ａが実行することで各処理が実現される。また、図７は、製造熱量算出装置１０における情報処理装置１１の各機能部を示す図である。図７に示す各機能部は、ＣＰＵ１１ａが実行する上記製造熱量算出プログラムにより実現される。情報処理装置１１は、主に絶対湿度取得部１１１、決定部１１２、風量取得部１１３、製造熱量算出部１１４等を有する。これら各機能部の機能については後述する。また、空気熱源ヒートポンプ１における製造熱量の算出結果は表示装置１３にディスプレイ表示したり、印刷によって出力できる。なお、図６に示す算出フローを実行するに当たり、所定の計測期間において第１の温度計５、第２の温度計６、温湿度計７、ファン電流計８、電力計４２が測定および収集した測定データ、すなわち同時期における吸込み空気の温度Ｔａ、吹出し空気の温度Ｔｂ、室外機周辺空気の温度Ｔｃおよび相対湿度ＲＨｃ、室外機２におけるファン２２を駆動するファン電流値、コンプレッサ２１に供給される駆動電力に関する計測データをフラッシュメモリカード（ＦＭ）などのような可搬記録媒体を介して製造熱量算出装置１０に受け渡しておき、メモリ１１ｂに記憶させておく。
【００３５】
空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量を算出するに当たり、まず、情報処理装置１１の絶対湿度取得部１１１は、吸込み空気の絶対湿度ＡＨａ[g/kg(DA)]と吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂ[g/kg(DA)]とを求める（ステップＳ０１）。ここで、各空気の絶対湿度は、空気の乾球温度［℃(DB)］と相対湿度［%RH］に基づき、図８に示す空気線
図あるいは既知の演算式などによって求めることができる。図８に示す空気線図の横軸は乾球温度、縦軸は絶対湿度である。なお、本実施形態では、図８に示す空気線図に示すようなマップがメモリ１１ｂに記憶されている。このマップは、図８に示すような空気の乾球温度、絶対温度、相対湿度、比エンタルピー等の相関関係が格納されている。以下の説明における「空気線図」とは、情報処理装置１１のメモリ１１ｂに記憶されているマップと読み替えることもできる。ここで、上記の通り、室外機２の吸込み口２４の近傍位置Ｐ１と、吹出し口２５の近傍位置Ｐ２に設置されているセンサは温度計である。そこで、本実施形態においては、温湿度計７により測定された室外機周辺空気の乾球温度Ｔｃ［℃(DB)］と相対湿度ＲＨｃとを図８に示すマップ（空気線図）や既知の演算式に代入し、これらに基づいて室外機周辺空気の絶対湿度ＡＨｃを求め、この室外機周辺空気の絶対湿度ＡＨｃを吸込み空気の絶対湿度ＡＨａとして取得する。すなわち、情報処理装置１１の絶対湿度取得部１１１は、吸込み空気の絶対湿度ＡＨａを、求めた室外機周辺空気の絶対湿度ＡＨｃと同値として取得する。
【００３６】
一方、情報処理装置１１の絶対湿度取得部１１１は、吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂ[g/kg(DA)]を以下のように求める。すなわち、情報処理装置１１の絶対湿度取得部１１１は、吹出し空気の相対湿度ＲＨｂが予め定められた規定値、ここでは９６［%RH］であると仮
定し、こうして得られた吹出し空気の相対湿度ＲＨｂと、第２の温度計６によって測定された吹出し空気の乾球温度Ｔｂ［℃(DB)］から、吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂ[g/kg(DA)]を求める。より具体的には、図８に示すマップ（空気線図）や既知の演算式に、吹出し空気の相対湿度ＲＨｂ（仮定値：９６［%RH］）と乾球温度Ｔｂとを代入し、対応する吹出
し空気の絶対湿度ＡＨｂ[g/kg(DA)]を導出する。
【００３７】
次に、情報処理装置１１の決定部１１２は、吸込み空気の絶対湿度ＡＨａと吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂとの大小関係を比較し、その大小関係に基づいて空気熱源ヒートポンプ
１の暖房運転時における製造熱量（室外機２の吸熱量）を算出するための算出パラメータを決定する（ステップＳ０２）。なお、空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量は、室外機２の吸熱量に室外機２の消費エネルギー（駆動電力）を加えることで算出される。
【００３８】
図８において、吹出し空気の乾球温度ＴｂがＴｂ１のときに対応する絶対湿度ＡＨｂがＡＨｂ１として示され、吹出し空気の乾球温度ＴｂがＴｂ２のときに対応する絶対湿度ＡＨｂがＡＨｂ２として示されている。図８に示す例では、絶対湿度ＡＨｂ１の値はＡＨａよりも高く、ＡＨｂ２の値はＡＨａよりも低い値として読み取ることができる。ここで、図８に示すＡＨｂ１のように、吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂが吸込み空気の絶対湿度ＡＨａ以上である場合、吸込み空気が熱交換器２３において冷媒と熱交換する際に潜熱変化を伴っていないと判断できる。つまり、室外機２における吸熱量は、空気の顕熱変化のみによるものと判断することができ、この場合には空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量の算出に潜熱変化を考慮する必要はないといえる。そこで、情報処理装置１１の決定部１１２は、吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂが吸込み空気の絶対湿度ＡＨａ以上である場合には、吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差という２つのパラメータのうち、空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量を算出するための算出パラメータとして上記各空気の温度差を算出パラメータに決定する。
【００３９】
一方、例えば図８に示すＡＨｂ２のように、吹出し空気の絶対湿度ＡＨｂが吸込み空気の絶対湿度ＡＨａよりも低い場合、吸込み空気が熱交換器２３において冷媒と熱交換する際に潜熱が変化していると判断できる。つまり、室外機２における吸熱量は、全熱（顕熱+潜熱）の変化に基づくものと判断することができ、潜熱変化を考慮して製造熱量の算出
する必要がある。よって、この場合、情報処理装置１１の決定部１１２は、吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差という２つのパラメータのうち、空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量を算出するための算出パラメータとして各空気のエンタルピー差を算出パラメータに決定する。
【００４０】
次に、情報処理装置１１の風量取得部１１３は、ファン電流計８によって測定されたファン電流値に関する測定データに基づいてファン２２の風量Ｍを求める（ステップＳ０３）。なお、風量Ｍと、ファン電流値との関係は以下のように求めることができる。すなわち、例えばファン電流計８を設置あるいは撤去する際に室内４ａ側の設定温度を変更することでファン２２の出力を意図的に変更させながら、ファン２２の電流値と風速とを同時に計測しておき、ファン２２の電流値と風速との相対関係を求めておく。このようにして、ファン２２の電流値を説明変数として風速を介してファン２２の風量Ｍを求めることができる。なお、ファン２２の風速自体は、例えば風速計等を用いて計測してもよい。但し、風量取得部１１３がファン２２の風量Ｍを求める方法は上記の例に限られず、種々の方法を用いることができる。
【００４１】
次に、情報処理装置１１の製造熱量算出部１１４は、ステップＳ０２において決定部１１２が決定した算出パラメータと、ステップＳ０３において風量取得部１１３が求めたファン２２の風量Ｍに基づいて、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量Ｑを算出する（ステップＳ０４）。ステップＳ０２において、吸込み空気および吹出し空気の温度差が製造熱量Ｑを算出する算出パラメータに決定されている場合、製造熱量Ｑは下記（１）式に基づいて算出される。
【００４２】
Ｑ＝Ｍ×ｃｐ×（Ｔａ−Ｔｂ）＋Ｅ・・・（１）
ここで、Ｑ：製造熱量[kW]、ｃｐ：定圧比熱[kJ/kg/K]、Ｍ：ファンの風量（空気の質
量流量）[kg/s]、Ｔａ：吸込み空気の乾球温度［℃(DB)］、Ｔｂ：吹出し空気の乾球温度［℃(DB)］、Ｅ：エネルギー消費量[kW]である。なお、エネルギー消費量Ｅは、室外機２
の駆動電力であり、電力計４２によって測定・収集された測定データに基づいて取得することができる。なお、空気熱源ヒートポンプ１の暖房運転時における製造熱量Ｑは、室外機２の吸熱量に室外機２のエネルギー消費量Ｅを加えることで算出され、（１）式においてはＭ×ｃｐ×（Ｔａ−Ｔｂ）の項が室外機２の吸熱量に相当する。また、吸込み空気の乾球温度Ｔａおよび吹出し空気の乾球温度Ｔｂは、ステップＳ０１において絶対湿度取得部１１１が取得した値を使用することができる。
【００４３】
一方、上述したステップＳ０２において、吸込み空気および吹出し空気のエンタルピー差が製造熱量Ｑを算出する算出パラメータに決定されている場合、（１）式の代わりに下記（２）〜（４）式に基づいて製造熱量Ｑを算出する。
【００４４】
Ｈａ＝ｆ（Ｔａ，ＡＨａ）・・・（２）
Ｈｂ＝ｆ（Ｔｂ，ＡＨｂ）・・・（３）
Ｑ＝Ｍ×（Ｈａ−Ｈｂ）＋Ｅ・・・（４）
ここで、Ｈａ：吸込み空気の比エンタルピー[kJ/kg(DA)]、Ｈｂ：吹出し空気の比エン
タルピー[kJ/kg(DA)]、ＡＨａ：吸込み空気の絶対湿度[g/kg(DA)]、ＡＨｂ：吹出し空気
の絶対湿度[g/kg(DA)]である。
【００４５】
吸込み空気の比エンタルピーＨａは、吸込み空気の乾球温度Ｔａおよび絶対湿度ＡＨａに基づいて、図８に示すマップ（空気線図）や既知の演算式に基づいて求めることができる。同様に、吹出し空気の比エンタルピーＨｂは、吹出し空気の乾球温度Ｔｂおよび絶対湿度ＡＨｂに基づいて、図８に示すマップ（空気線図）や既知の演算式に基づいて求めることができる。なお、各空気の乾球温度Ｔａ，Ｔｂおよび絶対湿度ＡＨａ，ＡＨｂは、ステップＳ０１において絶対湿度取得部１１１が取得した値を使用することができる。以上の各ステップの工程を行うことで、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出することができる。なお、図６に示す算出フローにおけるステップ０１、０２、０４が、それぞれ本発明における絶対湿度取得工程、決定工程、製造熱量算出工程に相当する。
【００４６】
以上のように、本実施形態による製造熱量の算出方法によれば、第１の温度計５、第２の温度計６および温湿度計７による室外機２の周囲における各空気の状態の検出結果に基づいて吸込み空気および吹出し空気の各空気の絶対湿度を導出する。そして、吸込み空気および吹出し空気における絶対湿度の大小関係に基づいて、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量（室外機２の吸熱量）を吸込み空気および吹出し空気の温度差とエンタルピー差との何れに基づいて算出するかを決定するようにした。より詳しくは、吹出し空気の絶対湿度が吸込み空気の絶対湿度以上である場合には、吸込み空気が冷媒と熱交換する際に潜熱変化を伴わないと考えられるため、吸込み空気および吹出し空気の温度差と空気の流量に基づいて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出する。その際、各空気の温度は、温湿度計７に比べて応答性が優れた第１の温度計５および第２の温度計６によって測定されるため、そのような温度計の検出結果に基づいて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出することで、高い精度で製造熱量が算出できる。
【００４７】
一方、吹出し空気の絶対湿度が吸込み空気の絶対湿度より低い場合には、吸込み空気が冷媒と熱交換する際に潜熱変化を伴っていると考えられるため、吸込み空気および吹出し空気のエンタルピーの差分と空気の流量に基づいて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出するようにした。このように、室外機２に吸込まれた空気が冷媒と熱交換する際に潜熱が変化する場合には、空気のエンタルピーの変化に基づいて空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出することで、その算出精度を担保できる。なお、この場合には、温湿度計７が検出した室外機周辺空気の温度Ｔｃおよび相対湿度ＲＨｃから求めた絶対湿度を用いて製造熱量を算出することになるが、温湿度計７は、室外機２の周辺であって、日陰且つ風通しがよい所に設置されている。このような温熱環境が急激に変化しにくい場所に温湿
度計７を設置することで、空気の温湿度を計測する際の応答性の影響を受け難くすることができ、以って温湿度計７による温湿度の測定精度が悪化することを抑制できる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、室外機２の吹出し口２５および吸込み口２４、特に、暖房運転時においては湿度が非常に高く且つ冷たい空気が放出される吹出し口２５に、結露、結氷などに弱い温湿度計を設置せずに空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出することができるため、計測時にセンサ類が故障することを抑制できる。つまり、本実施形態によれば、暖房運転時においても、センサ類の故障を抑制しつつ簡単且つ精度よく空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出できる。
【００４９】
また、図４に示したように、本実施形態においては、空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量の計測に用いる第１の温度計５、第２の温度計６および温湿度計７にセンサ部１０２を覆うカバー部材１０４を付設し、このカバー部材１０４に開口窓１０４ａを形成するようにした。このような構造を採用することで、カバー部材１０４によってセンサ部１０２に日射および雨雪が直接当たることを抑制しつつ、開口窓１０４ａを通じてセンサ部１０２に空気を導くことができる。これにより、センサ部１０２の故障を抑制しつつ、その計測精度を高めることができる。
【００５０】
なお、図６に示した製造熱量の算出フローのステップ０１においては、吹出し空気の相対湿度ＲＨｂを仮定する際の規定値として９６［%RH］を採用しているが、この値は変更
しても構わない。吹出し空気の相対湿度ＲＨｂを仮定する際の値は、種々の試験、実験等の結果を踏まえた経験則に基づき定めることができる。また、上記実施形態では、所定の計測期間に亘り、室外機２の周辺に設置した第１の温度計５、第２の温度計６、温湿度計７、ファン電流計８と、動力盤４１に設置した電力計４２を用いて収集したデータに基づいて事後的に空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出しているが、上記各計測機器を常設し、リアルタイムに空気熱源ヒートポンプ１の製造熱量を算出してもよい。但し、本実施形態に係る製造熱量の計測、算出方法によれば、各センサ類を室外機２に常設する必要がないため、各センサ類の設置コストの低減に寄与し、且つ、各センサ類の劣化、故障リスクを低減できるという利点がある。
【００５１】
以上のように説明した空気熱源ヒートポンプ１における製造熱量の算出方法に係る各処理を情報処理装置１１（コンピュータ）に実行させるプログラムは、コード化されてコンピュータ可読媒体の記憶領域に格納されていても良い。この場合、その機能を実現するためのプログラムが、このコンピュータ可読媒体を介して、コンピュータ、又は、機械若しくは装置に組み込まれたコンピュータに、提供され得る。コンピュータ、又は、機械若しくは装置に組み込まれたコンピュータは、コンピュータ可読媒体の記憶領域からプログラムを読み出してそのプログラムを実行することによって、その機能を実現することができる。
【００５２】
コンピュータ可読媒体とは、電気的、磁気的、光学的、化学的、物理的又は機械的な作用によって、プログラム及びデータ等の情報を蓄積するとともに、コンピュータに読み取られ得る状態でその情報を保持する記録媒体をいう。このような記録媒体のうち、コンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。
【００５３】
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において上記した実施形態には種々の変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・空気熱源ヒートポンプ
２・・・室外機
３・・・室内機
４・・・建物
５・・・第１の温度計
６・・・第２の温度計
７・・・温湿度計
８・・・ファン電流計
９・・・循環路
１０・・・製造熱量算出装置
１１・・・情報処理装置
２１・・・コンプレッサ
２２・・・ファン
２３・・・熱交換器
２４・・・吸込み口
２５・・・吹出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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