空調システム、空調方法、及び空調システムの流体移送装置
【課題】空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上する。
【解決手段】熱交換部と、管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える。
【解決手段】熱交換部と、管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システム、空調方法、及び空調システムの流体移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ、ファン、配管、熱交換器等を有する空調システムがある。このような従来の空調システムでは、一定流量の熱媒を流す定流量ポンプの他、流量を可変できる流量可変ポンプ（例えばインバータポンプ）が採用されている。
【０００３】
また、流量を変動可能な技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、管路と、管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させる手段とを有する流体移送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０９／０４４７６４号パンフレット
【特許文献２】特開平１１−３１５９９９号公報
【特許文献３】特開昭６３−８３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
乱流摩擦抵抗を低減する技術としては、本発明者が発明した、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、管路内の摩擦抵抗を低減することができる。その結果、少ないエネルギーで流体を移送することができる。
【０００６】
一方で、ポンプ、ファン、配管、熱交換器等を有する空調システムの省エネルギー化が求められている。配管等を流れる熱媒としての流体と配管等の内側表面との乱流摩擦抵抗を低減できれば空調システムの省エネルギー化を図ることができる。乱流摩擦抵抗を低減する技術としては、流体に界面活性剤などの薬品を添加することが考えられる。しかし、係る技術では、薬品の配管等の内側表面への影響が懸念され、また、廃液の管理の問題もある。
【０００７】
本発明では、上記した背景に鑑み、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上述した課題を解決するため、空調システムの管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させ、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することとした。
【０００９】
より詳細には、本発明は、熱交換部と、管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える空調システムである。
【００１０】
本発明に係る空調システムでは、空調システムの管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、管路内の乱流が再層流化され、空調システムの管路内
の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００１１】
ここで、本発明に係る空調システムは前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える構成としてもよい。空調システムは、管路が分岐するなど複雑な系統を有していたり、系統毎に管路の径が異なったり、更に弁や熱交換器を有するなど管路の構成が複雑である。そして、このような管路の構成が複雑であることが、空調システムにおいて乱流を発生させる要因となっている。本発明では、流体の温度に基づいて脈動制御部を制御し、流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させることで、管路内の乱流を再層流化し、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することができる。なお、流体の温度に加えて流体の流量や流速を検出し、流体の流量や流速に基づいて脈動制御部を制御し、流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。換言すると、本発明に係る空調システムは、前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出部と、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部とを更に備える構成とすることもできる。
【００１２】
なお、空調システムが複数の系統を有している場合、複数の系統について、摩擦抵抗が大きい系統順に予め順位付けをし、順位が高い系統を優先して脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。また、空調システムが複数の管路構成を有している場合、複数の管路構成について、摩擦抵抗が大きい管路構成順に予め順位付けをし、順位が高い管路構成を優先して脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。これにより、より効果的に空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くするようにしてもよい。温度が上がったか否かは、基準温度や基準時に基づいて相対的に判断することができる。脈動の周期を長くすることで、管路内の乱流を再層流化することができ、摩擦抵抗を低減することができる。脈動の周期は、空調システムの構成、例えば管路の長さや管路の径を考慮し、実験などによって予め設定することができる。温度が下がった場合には、制御部は、脈動の周期を短くすることができる。なお、前記制御部は、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速の少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くするようにしてもよい。流量や流速が上がったか否かは、基準流速（流量）や基準時に基づいて相対的に判断することができる。流量や流速が上がった場合には、脈動の周期を短くすることで、管路内の乱流を再層流化することができ、摩擦抵抗を低減することができる。流量や流速が下がった場合には、制御部は、脈動の周期を長くすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る空調システムは、前記熱媒としての流体を蓄え、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部を更に備える構成としてもよい。本発明は、このような蓄熱部を備える空調システムにも好適に用いることができる。なお、本発明は、閉じた管路によって構成されるクローズ系の空調システムに用いることもできる。
【００１５】
また、本発明に係る空調システムは、前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収部を更に備える構成としてもよい。また、本発明に係る空調システムは、前記エネルギー回収部で回収されたエネルギーを蓄える蓄電部を更に備える構成としてもよい。エネルギー回収部を備えることで、余剰エネルギーを回収するこ
とができる。また、蓄電部を備えることで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る空調システムは、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出部を更に備える構成としてもよい。前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられていることが好ましい。圧力検出部を管路の下部に設けることで、より正確に圧力を検出することができる。更に、前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられ、かつ前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路内を流れる流体の圧力を検出するようにしてもよい。流体を側方から取り込むことで、空気の混入を抑制することができる。なお、下部に設けられた圧力検出部の上部に空気排出部を設けることで、仮に圧力検出部内に空気が混入しても、混入した空気を排出することができる。その結果、より正確に流体の圧力を検出することができる。
【００１７】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記制御部は、前記圧力検出部で検出した圧力に基づいて、脈動状態を判別するようにしてもよい。脈動状態を判別することで、より正確に脈動の周期、振幅、波形を制御することが可能となり、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００１８】
ここで、本発明は、空調方法として特定することもできる。具体的には、本発明は、熱交換部によって熱交換する熱交換工程と、前記熱交換工程に用いる熱媒としての流体を管路を介して圧送する圧送工程と、前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御工程と、を備える空調方法である。本発明に係る空調方法によれば、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上することができる。
【００１９】
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出工程と、前記温度検出工程で検出された温度に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出工程と、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備えてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記制御工程では、前記温度検出工程で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くするようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記制御工程では、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くするようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部によって前記熱媒としての流体を蓄える蓄熱工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記エネルギー回収工程で回収されたエネルギーを蓄える蓄電工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記圧力検出工程では、前記管路の下部に設けられた圧力検出部で圧力を検出するようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記圧力検出工程では、前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路の下部に設けられた圧力検出部によって前記管路内を流れる流体の圧力を検出するようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記圧力検出工程で検出した圧力に基づいて、脈動状態を判別する脈動判別工程を更に備えていてもよい。
【００２０】
また、本発明は、上述した空調システムにおける流体移送に関する技術とすることもできる。例えば、本発明は、空調システムの流体移送装置であり、管路を介して熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一実施形態に係る空調システムの構成を示す。
【図２】空調システムの動作フローを示す。
【図３】流体の温度、流量に関するデータを示す。
【図４】第二実施形態に係る空調システムの構成を示す。
【図５】圧力計の設置状況を示す。
【図６】従来の圧力計の設置状況の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る空調システム及び空調方法について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示であり、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されない。
【００２４】
＜第一実施形態＞
[空調システムの構成]
図１は、第一実施形態に係る空調システムの構成を示す。図１に示す空調システム１００は、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂ、配管２、ポンプ３、インバータ（ＩＮＶ）４、制御装置５、蓄電池６、圧力計７（圧力計７１、７２。特に区別する必要が無い場合には、総括して圧力計７とする。）、温度計８（温度計８１、８２。特に区別する必要が無い場合には、総括して温度計８とする。）、流量計９（流量計９１、９２。特に区別する必要が無い場合には、総括して流量計９とする。）、弁３０を備える。第一実施形態に係る空調システム１００は、閉じた配管によって構成されるいわゆるクローズ系の空調システムである。
【００２５】
第一熱交換器１ａは、熱媒としての流体と空気とを熱交換させ、室内を空調する。第一熱交換器１は、水などの熱媒としての流体が流れる配管２にフィンが取り付けられた熱交換用のコイルと、室内の空気をコイルに送る電動ファンとを備える、エアハンドリングユニットやファンコイルユニットによって構成される。第二熱交換器１ｂは、熱媒と屋外の外気と熱交換する。第二熱交換器１ｂは、熱交換用のコイルや電動ファンを備える。なお、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂは、本発明の熱交換部に相当する。
【００２６】
配管２（本発明の管路に相当する。）は、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂ、ポンプ３等と接続されて循環系を形成し、内部には熱媒としての流体が流れる。
【００２７】
ポンプ３（本発明の圧送部に相当する。）は、モータの駆動力によって、配管２を流れ
る流体を圧送する。例えば、ポンプ３は、ポンプ内に設けられた羽状の回転子を回転させて配管２を流れる流体に駆動圧力を加える。
【００２８】
インバータ４（本発明の脈動制御部に相当する。）は、ポンプ３のモータの回転数を制御する。蓄電池６は、モータを発電機として利用することで得られる電力を蓄える。
【００２９】
圧力計７は、設置箇所において、配管２を流れる流体の圧力を検出する。温度計８は、設置箇所において、配管２を流れる流体の温度を検出する。流量計９は、設置箇所において、配管２を流れる流体の流量を検出する。第一実施形態では、圧力計７、温度計８、流量計９が、各々ポンプ３の下流側近傍と、熱交換器１の下流側近傍に配置されている。圧力計７、温度計８、流量計９は、各々が制御装置５と電気的に接続されており（図示せず）、検出された圧力は制御装置５のメモリや外部記憶装置に記憶される。圧力計７、温度計８、及び流量計９と制御装置５との接続は、無線、有線のいずれでもよい。なお、圧力計７、温度計８、流量計９は、上記に限らず、空調システム１００の任意の箇所に適宜設置することができる。また、流量計９に代えて流速計を用い、流速計で検知された流速に基づいて流量を取得するようにしてもよい。
【００３０】
弁３０は、開度を調整することで流体の流量を調整する。図１では、第一熱交換器１ａと第二熱交換器１ｂとの間にのみ設けられているが、弁３０は、空調システム１００の任意の箇所に適宜設置することができる。
【００３１】
制御装置５（本発明の制御部に相当する。）は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリを備える汎用のコンピュータによって構成され、メモリに格納された制御プログラムに従って、空調システム１００を構成する各機器を制御する。例えば、制御装置５は、配管２を流れる流体が脈動するよう、温度計８、流量計９の各々で検出された温度、流量に基づいてインバータ４を制御する。また、制御装置５は、圧力計７で検出された圧力に基づいて脈動状態を判断し、例えば、判断結果から異常があると判断した場合には、その旨を報知する。
【００３２】
[空調システムの動作]
次に、空調システム１００の動作について説明する。図２は、空調システムの動作フローを示す。ステップＳ０１では、空調システム１００が起動されると、制御装置５は、配管２を流れる流体を脈動させる。すなわち、制御装置５は、配管２を流れる流体の加速と減速を繰り返す。具体的には、配管２を流れる流体を加速させる場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータを回転させる。その結果、配管２を流れる流体に圧力が加えられ、流体が加速する。また、配管２を流れる流体を減速させる場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータを停止させる。ポンプ３内に設けられた回転子を流体の抵抗として作用させて流体を減速させることでポンプ３のモータは発電機として利用することができる。これにより、流体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、蓄電池６に蓄えることが可能となる。すなわち、減速する際の流体のエネルギーを回収し、回収したエネルギーを再び流体を加速する際に利用することが可能となる。その結果、空調システム１００をより少ないエネルギーで動作させることができる。上記のように、制御装置５が流体を加速状態と減速状態とに変化させることで、流体を脈動させることができる。その結果、配管２を流れる流体を乱流から層流に変えることができる。流体が脈動されるとステップＳ０２へ進む。
【００３３】
ステップＳ０２では、制御装置５は、流体の温度、流量を取得する。具体的には、制御装置５は、温度計８で検出された温度、及び流量計９で検出された流量が記憶されたメモリ若しくは外部記憶装置にアクセスし、配管２を流れる流体の温度、流量を取得する。ここで、図３は、流体の温度、流量に関するデータを示す。図３に示すように、データとし
て検出時間と流体の温度、及び流量が記録されている。流体の温度、流量が取得されるとステップＳ０３へ進む。
【００３４】
ステップＳ０３では、制御装置５は、既定周期と現在の設定周期とを比較する。既定周期は、取得した流体の温度、流量から求められる脈動の周期であり、空調システム１００に適した理想的な周期である。現在の設定周期は、既に設定されている脈動の周期である。既定周期や設定周期は、空調システム１００の配管２の長さや配管２の径を考慮して算出することができる。そして、既定周期と現在の設定周期とが一致していない場合、換言すると既定周期と現在の設定周期に差異がある場合、ステップＳ０４へ進む。一方、既定周期と現在の設定周期とが一致している場合、換言すると既定周期と現在の設定周期に差異がない場合、ステップＳ０１へ戻り、制御装置５は、流体の温度、流量を再度取得する。なお、設定周期と現在の既定周期との比較では、現在の設定周期に一定の幅を持たせ、既定周期が現在の所定周期の範囲内にある場合には、両者は一致していると判断するようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ０４では、制御装置５は、設定周期を既定周期に近づけるため、温度が上がれば設定周期を長くし、流量が増えれば設定周期を短くする。具体的には、設定周期を長くする場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータの回転数を上げてから下げるまでの一連の時間を長くする。設定周期を短くする場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータの回転数を上げてから下げるまでの一連の時間を短くする。脈動の周期が変更されると、ステップＳ０５へ進む。
【００３６】
ステップＳ０５では、制御装置５は、空調システム１００の電源が落ちていないか判断し、電源が落ちていなければ再度ステップＳ０１の処理を実行し、電源が落ちている場合には処理を終了する。
【００３７】
なお、上記の処理に加えて、制御装置５は、流体の圧力を取得し、脈動状態を判断することができる。例えば、ポンプ３のモータの回転数に対応する圧力を設定しておき、取得された圧力と設定されている圧力とを比較する。制御装置５は、取得された圧力と設定された圧力との差が所定値以上の場合、異常であると判断し、異常である旨を報知する。このような脈動状態の判断処理は、上記ステップＳ０１から０５の処理と並行して、所定のタイミングで繰り返し実行することができる。
【００３８】
[効果]
以上説明した第一実施形態に係る空調システム１００によれば、空調システム１００の配管２を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、配管２内の乱流が再層流化され、空調システム１００の配管２内の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システム１００のエネルギー効率が向上する。
【００３９】
＜第二実施形態＞
図４は、第二実施形態に係る空調システムの構成を示す。図４に示す空調システム１０１は、第一実施形態の空調システム１００が有する、熱交換器１、配管２、ポンプ３、インバータ（ＩＮＶ）４、制御装置５、圧力計７、温度計８、流量計９、弁３０に加えて、蓄熱槽１０を備える。また、熱交換器１と蓄熱槽１０は別フロアに設けられており、配管２には竪管２１も含まれている。なお、第一実施形態に係る空調システム１００と同様の構成については、同一符号を付し、説明は割愛する。熱交換器１は、第一熱交換器１ａや第二熱交換器１ｂと同様の機能を備える。第二実施形態に係る空調システム１０１は、上部が開放された蓄熱槽１０を有する、いわゆるオープン系の空調システムである。
【００４０】
蓄熱槽１０は、熱媒（例えば、冷水）としての流体を蓄える。この蓄熱槽１０は、上部
が開放されて外気と接触しており、第二実施形態に係るオープン系の空調システムとして構成されている。
【００４１】
竪管２１は、配管２の一部であり、異なるフロアに存在する熱交換器１とポンプ３とを接続する。竪管２１は、往き管２１ａと還り管２１ｂとを含む。
【００４２】
圧力計７、温度計８、流量計９は、第二実施形態では、各々６つ設けられている。圧力計７、温度計８、流量計９は、第一熱交換器１、竪管２１、弁３０、蓄熱槽１０の近傍に設けられている。このように、温度計８等を複数配置することで、管路２の系統や管路２の構成ごとの温度を取得することができる。その結果、系統や管路の構成に適した周期を算出することができる。圧力計７、温度計８、流量計９で検知された圧力、温度、流量は、第一実施形態と同じく、メモリ又は外部記憶装置に記憶される。
【００４３】
[空調システムの動作]
次に、第二実施形態に係る空調システム１０１の動作について説明する。第二実施形態に係る空調システム１０１の動作は、第一実施形態に係る空調システム１００と基本的に同じである。すなわち、制御装置５は、上述した第一実子形態におけるステップＳ０１からステップＳ０５の処理を実行する。
【００４４】
[効果]
以上説明した第二実施形態に係る空調システム１０１によっても、第一実施形態に係る空調システム１００と同様に、空調システム１０１の配管２を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、配管２内の乱流が再層流化され、空調システム１０１の配管２内の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システム１０１のエネルギー効率が向上する。また、第二実施形態に係る空調システム１０１では、各装置の近傍に温度計、流量計を配置して、各温度計、流量計で検知される温度、流量に基づいて脈動を制御することができ、個別の空調システムに最適な制御を実現できる。
【００４５】
＜第三実施形態＞
図５は、圧力計の設置状況を示す。一方、図６は、従来の圧力計の設置状況の一例を示す。従来の圧力計は、配管の上方から流体を取り込み、圧力計（差圧計）で計測していた。そのため、圧力計に空気が混入し流体の圧力を正確に検出することができないという問題があった。また、従来の圧力計は、圧力計が配管の上方に位置することから、重力により流体が下方に向けて移動する作用が働くと、圧力計を流体で満たせないといった事象が起こり、その結果圧力を正確に検出できないという問題があった。更に、一度空気が混入されると、空気を排出し難いという問題があった。これに対し、第三実施形態では、図５に示すように、圧力計７が、配管２の下部に設けられている。従って、圧力計７内を常に流体で満たせることができ、より正確に圧力を検出することができる。また、圧力計７が配管の側方から流体を取り込むことから、エアの混入を抑制することができる。更に、配管２の下部に設けられた圧力計７の上部にエア抜き弁を設けたことで、仮に空気が混入されても容易に排出することができる。すなわち、上記従来の圧力計における問題を何れも解消することができる。なお、図５、図６において、エア抜き弁以外の弁は、圧力計への流体の流れを遮断自在な仕切り弁である。第三実施形態に係る圧力計の設置位置は、上述した第一実施形態及び第二実施形態の空調システムに適用可能である。その結果、より正確な脈動の制御が実現でき、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。なお、脈動の周期を長くして摩擦抵抗を低減するといった技術的思想、及び脈動の周期を長くすることで摩擦抵抗の低減効果が顕著となることについては、本発明者が先に開示した「国際公開第０９／０４４７６４号パンフレット」
に記載の通りである。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・熱交換器
２・・・配管
３・・・ポンプ
４・・・インバータ
５・・・制御装置
６・・・蓄電池
７・・・圧力計
８・・・温度計
９・・・流量計
１０・・・蓄熱槽
１１・・・脈動増幅装置
３０・・・弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システム、空調方法、及び空調システムの流体移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ、ファン、配管、熱交換器等を有する空調システムがある。このような従来の空調システムでは、一定流量の熱媒を流す定流量ポンプの他、流量を可変できる流量可変ポンプ（例えばインバータポンプ）が採用されている。
【０００３】
また、流量を変動可能な技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、管路と、管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させる手段とを有する流体移送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０９／０４４７６４号パンフレット
【特許文献２】特開平１１−３１５９９９号公報
【特許文献３】特開昭６３−８３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
乱流摩擦抵抗を低減する技術としては、本発明者が発明した、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、管路内の摩擦抵抗を低減することができる。その結果、少ないエネルギーで流体を移送することができる。
【０００６】
一方で、ポンプ、ファン、配管、熱交換器等を有する空調システムの省エネルギー化が求められている。配管等を流れる熱媒としての流体と配管等の内側表面との乱流摩擦抵抗を低減できれば空調システムの省エネルギー化を図ることができる。乱流摩擦抵抗を低減する技術としては、流体に界面活性剤などの薬品を添加することが考えられる。しかし、係る技術では、薬品の配管等の内側表面への影響が懸念され、また、廃液の管理の問題もある。
【０００７】
本発明では、上記した背景に鑑み、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上述した課題を解決するため、空調システムの管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させ、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することとした。
【０００９】
より詳細には、本発明は、熱交換部と、管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える空調システムである。
【００１０】
本発明に係る空調システムでは、空調システムの管路内を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、管路内の乱流が再層流化され、空調システムの管路内
の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００１１】
ここで、本発明に係る空調システムは前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える構成としてもよい。空調システムは、管路が分岐するなど複雑な系統を有していたり、系統毎に管路の径が異なったり、更に弁や熱交換器を有するなど管路の構成が複雑である。そして、このような管路の構成が複雑であることが、空調システムにおいて乱流を発生させる要因となっている。本発明では、流体の温度に基づいて脈動制御部を制御し、流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させることで、管路内の乱流を再層流化し、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することができる。なお、流体の温度に加えて流体の流量や流速を検出し、流体の流量や流速に基づいて脈動制御部を制御し、流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。換言すると、本発明に係る空調システムは、前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出部と、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部とを更に備える構成とすることもできる。
【００１２】
なお、空調システムが複数の系統を有している場合、複数の系統について、摩擦抵抗が大きい系統順に予め順位付けをし、順位が高い系統を優先して脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。また、空調システムが複数の管路構成を有している場合、複数の管路構成について、摩擦抵抗が大きい管路構成順に予め順位付けをし、順位が高い管路構成を優先して脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させるようにしてもよい。これにより、より効果的に空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くするようにしてもよい。温度が上がったか否かは、基準温度や基準時に基づいて相対的に判断することができる。脈動の周期を長くすることで、管路内の乱流を再層流化することができ、摩擦抵抗を低減することができる。脈動の周期は、空調システムの構成、例えば管路の長さや管路の径を考慮し、実験などによって予め設定することができる。温度が下がった場合には、制御部は、脈動の周期を短くすることができる。なお、前記制御部は、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速の少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くするようにしてもよい。流量や流速が上がったか否かは、基準流速（流量）や基準時に基づいて相対的に判断することができる。流量や流速が上がった場合には、脈動の周期を短くすることで、管路内の乱流を再層流化することができ、摩擦抵抗を低減することができる。流量や流速が下がった場合には、制御部は、脈動の周期を長くすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る空調システムは、前記熱媒としての流体を蓄え、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部を更に備える構成としてもよい。本発明は、このような蓄熱部を備える空調システムにも好適に用いることができる。なお、本発明は、閉じた管路によって構成されるクローズ系の空調システムに用いることもできる。
【００１５】
また、本発明に係る空調システムは、前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収部を更に備える構成としてもよい。また、本発明に係る空調システムは、前記エネルギー回収部で回収されたエネルギーを蓄える蓄電部を更に備える構成としてもよい。エネルギー回収部を備えることで、余剰エネルギーを回収するこ
とができる。また、蓄電部を備えることで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る空調システムは、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出部を更に備える構成としてもよい。前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられていることが好ましい。圧力検出部を管路の下部に設けることで、より正確に圧力を検出することができる。更に、前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられ、かつ前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路内を流れる流体の圧力を検出するようにしてもよい。流体を側方から取り込むことで、空気の混入を抑制することができる。なお、下部に設けられた圧力検出部の上部に空気排出部を設けることで、仮に圧力検出部内に空気が混入しても、混入した空気を排出することができる。その結果、より正確に流体の圧力を検出することができる。
【００１７】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記制御部は、前記圧力検出部で検出した圧力に基づいて、脈動状態を判別するようにしてもよい。脈動状態を判別することで、より正確に脈動の周期、振幅、波形を制御することが可能となり、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００１８】
ここで、本発明は、空調方法として特定することもできる。具体的には、本発明は、熱交換部によって熱交換する熱交換工程と、前記熱交換工程に用いる熱媒としての流体を管路を介して圧送する圧送工程と、前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御工程と、を備える空調方法である。本発明に係る空調方法によれば、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上することができる。
【００１９】
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出工程と、前記温度検出工程で検出された温度に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出工程と、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備えてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記制御工程では、前記温度検出工程で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くするようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記制御工程では、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くするようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部によって前記熱媒としての流体を蓄える蓄熱工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記エネルギー回収工程で回収されたエネルギーを蓄える蓄電工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出工程を更に備えていてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記圧力検出工程では、前記管路の下部に設けられた圧力検出部で圧力を検出するようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法において、前記圧力検出工程では、前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路の下部に設けられた圧力検出部によって前記管路内を流れる流体の圧力を検出するようにしてもよい。
また、本発明に係る空調方法は、前記圧力検出工程で検出した圧力に基づいて、脈動状態を判別する脈動判別工程を更に備えていてもよい。
【００２０】
また、本発明は、上述した空調システムにおける流体移送に関する技術とすることもできる。例えば、本発明は、空調システムの流体移送装置であり、管路を介して熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、空調システムの管路内の摩擦抵抗を低減して空調システムのエネルギー効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一実施形態に係る空調システムの構成を示す。
【図２】空調システムの動作フローを示す。
【図３】流体の温度、流量に関するデータを示す。
【図４】第二実施形態に係る空調システムの構成を示す。
【図５】圧力計の設置状況を示す。
【図６】従来の圧力計の設置状況の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る空調システム及び空調方法について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示であり、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されない。
【００２４】
＜第一実施形態＞
[空調システムの構成]
図１は、第一実施形態に係る空調システムの構成を示す。図１に示す空調システム１００は、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂ、配管２、ポンプ３、インバータ（ＩＮＶ）４、制御装置５、蓄電池６、圧力計７（圧力計７１、７２。特に区別する必要が無い場合には、総括して圧力計７とする。）、温度計８（温度計８１、８２。特に区別する必要が無い場合には、総括して温度計８とする。）、流量計９（流量計９１、９２。特に区別する必要が無い場合には、総括して流量計９とする。）、弁３０を備える。第一実施形態に係る空調システム１００は、閉じた配管によって構成されるいわゆるクローズ系の空調システムである。
【００２５】
第一熱交換器１ａは、熱媒としての流体と空気とを熱交換させ、室内を空調する。第一熱交換器１は、水などの熱媒としての流体が流れる配管２にフィンが取り付けられた熱交換用のコイルと、室内の空気をコイルに送る電動ファンとを備える、エアハンドリングユニットやファンコイルユニットによって構成される。第二熱交換器１ｂは、熱媒と屋外の外気と熱交換する。第二熱交換器１ｂは、熱交換用のコイルや電動ファンを備える。なお、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂは、本発明の熱交換部に相当する。
【００２６】
配管２（本発明の管路に相当する。）は、第一熱交換器１ａ、第二熱交換器１ｂ、ポンプ３等と接続されて循環系を形成し、内部には熱媒としての流体が流れる。
【００２７】
ポンプ３（本発明の圧送部に相当する。）は、モータの駆動力によって、配管２を流れ
る流体を圧送する。例えば、ポンプ３は、ポンプ内に設けられた羽状の回転子を回転させて配管２を流れる流体に駆動圧力を加える。
【００２８】
インバータ４（本発明の脈動制御部に相当する。）は、ポンプ３のモータの回転数を制御する。蓄電池６は、モータを発電機として利用することで得られる電力を蓄える。
【００２９】
圧力計７は、設置箇所において、配管２を流れる流体の圧力を検出する。温度計８は、設置箇所において、配管２を流れる流体の温度を検出する。流量計９は、設置箇所において、配管２を流れる流体の流量を検出する。第一実施形態では、圧力計７、温度計８、流量計９が、各々ポンプ３の下流側近傍と、熱交換器１の下流側近傍に配置されている。圧力計７、温度計８、流量計９は、各々が制御装置５と電気的に接続されており（図示せず）、検出された圧力は制御装置５のメモリや外部記憶装置に記憶される。圧力計７、温度計８、及び流量計９と制御装置５との接続は、無線、有線のいずれでもよい。なお、圧力計７、温度計８、流量計９は、上記に限らず、空調システム１００の任意の箇所に適宜設置することができる。また、流量計９に代えて流速計を用い、流速計で検知された流速に基づいて流量を取得するようにしてもよい。
【００３０】
弁３０は、開度を調整することで流体の流量を調整する。図１では、第一熱交換器１ａと第二熱交換器１ｂとの間にのみ設けられているが、弁３０は、空調システム１００の任意の箇所に適宜設置することができる。
【００３１】
制御装置５（本発明の制御部に相当する。）は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリを備える汎用のコンピュータによって構成され、メモリに格納された制御プログラムに従って、空調システム１００を構成する各機器を制御する。例えば、制御装置５は、配管２を流れる流体が脈動するよう、温度計８、流量計９の各々で検出された温度、流量に基づいてインバータ４を制御する。また、制御装置５は、圧力計７で検出された圧力に基づいて脈動状態を判断し、例えば、判断結果から異常があると判断した場合には、その旨を報知する。
【００３２】
[空調システムの動作]
次に、空調システム１００の動作について説明する。図２は、空調システムの動作フローを示す。ステップＳ０１では、空調システム１００が起動されると、制御装置５は、配管２を流れる流体を脈動させる。すなわち、制御装置５は、配管２を流れる流体の加速と減速を繰り返す。具体的には、配管２を流れる流体を加速させる場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータを回転させる。その結果、配管２を流れる流体に圧力が加えられ、流体が加速する。また、配管２を流れる流体を減速させる場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータを停止させる。ポンプ３内に設けられた回転子を流体の抵抗として作用させて流体を減速させることでポンプ３のモータは発電機として利用することができる。これにより、流体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、蓄電池６に蓄えることが可能となる。すなわち、減速する際の流体のエネルギーを回収し、回収したエネルギーを再び流体を加速する際に利用することが可能となる。その結果、空調システム１００をより少ないエネルギーで動作させることができる。上記のように、制御装置５が流体を加速状態と減速状態とに変化させることで、流体を脈動させることができる。その結果、配管２を流れる流体を乱流から層流に変えることができる。流体が脈動されるとステップＳ０２へ進む。
【００３３】
ステップＳ０２では、制御装置５は、流体の温度、流量を取得する。具体的には、制御装置５は、温度計８で検出された温度、及び流量計９で検出された流量が記憶されたメモリ若しくは外部記憶装置にアクセスし、配管２を流れる流体の温度、流量を取得する。ここで、図３は、流体の温度、流量に関するデータを示す。図３に示すように、データとし
て検出時間と流体の温度、及び流量が記録されている。流体の温度、流量が取得されるとステップＳ０３へ進む。
【００３４】
ステップＳ０３では、制御装置５は、既定周期と現在の設定周期とを比較する。既定周期は、取得した流体の温度、流量から求められる脈動の周期であり、空調システム１００に適した理想的な周期である。現在の設定周期は、既に設定されている脈動の周期である。既定周期や設定周期は、空調システム１００の配管２の長さや配管２の径を考慮して算出することができる。そして、既定周期と現在の設定周期とが一致していない場合、換言すると既定周期と現在の設定周期に差異がある場合、ステップＳ０４へ進む。一方、既定周期と現在の設定周期とが一致している場合、換言すると既定周期と現在の設定周期に差異がない場合、ステップＳ０１へ戻り、制御装置５は、流体の温度、流量を再度取得する。なお、設定周期と現在の既定周期との比較では、現在の設定周期に一定の幅を持たせ、既定周期が現在の所定周期の範囲内にある場合には、両者は一致していると判断するようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ０４では、制御装置５は、設定周期を既定周期に近づけるため、温度が上がれば設定周期を長くし、流量が増えれば設定周期を短くする。具体的には、設定周期を長くする場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータの回転数を上げてから下げるまでの一連の時間を長くする。設定周期を短くする場合、制御装置５は、インバータ４を制御してポンプ３のモータの回転数を上げてから下げるまでの一連の時間を短くする。脈動の周期が変更されると、ステップＳ０５へ進む。
【００３６】
ステップＳ０５では、制御装置５は、空調システム１００の電源が落ちていないか判断し、電源が落ちていなければ再度ステップＳ０１の処理を実行し、電源が落ちている場合には処理を終了する。
【００３７】
なお、上記の処理に加えて、制御装置５は、流体の圧力を取得し、脈動状態を判断することができる。例えば、ポンプ３のモータの回転数に対応する圧力を設定しておき、取得された圧力と設定されている圧力とを比較する。制御装置５は、取得された圧力と設定された圧力との差が所定値以上の場合、異常であると判断し、異常である旨を報知する。このような脈動状態の判断処理は、上記ステップＳ０１から０５の処理と並行して、所定のタイミングで繰り返し実行することができる。
【００３８】
[効果]
以上説明した第一実施形態に係る空調システム１００によれば、空調システム１００の配管２を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、配管２内の乱流が再層流化され、空調システム１００の配管２内の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システム１００のエネルギー効率が向上する。
【００３９】
＜第二実施形態＞
図４は、第二実施形態に係る空調システムの構成を示す。図４に示す空調システム１０１は、第一実施形態の空調システム１００が有する、熱交換器１、配管２、ポンプ３、インバータ（ＩＮＶ）４、制御装置５、圧力計７、温度計８、流量計９、弁３０に加えて、蓄熱槽１０を備える。また、熱交換器１と蓄熱槽１０は別フロアに設けられており、配管２には竪管２１も含まれている。なお、第一実施形態に係る空調システム１００と同様の構成については、同一符号を付し、説明は割愛する。熱交換器１は、第一熱交換器１ａや第二熱交換器１ｂと同様の機能を備える。第二実施形態に係る空調システム１０１は、上部が開放された蓄熱槽１０を有する、いわゆるオープン系の空調システムである。
【００４０】
蓄熱槽１０は、熱媒（例えば、冷水）としての流体を蓄える。この蓄熱槽１０は、上部
が開放されて外気と接触しており、第二実施形態に係るオープン系の空調システムとして構成されている。
【００４１】
竪管２１は、配管２の一部であり、異なるフロアに存在する熱交換器１とポンプ３とを接続する。竪管２１は、往き管２１ａと還り管２１ｂとを含む。
【００４２】
圧力計７、温度計８、流量計９は、第二実施形態では、各々６つ設けられている。圧力計７、温度計８、流量計９は、第一熱交換器１、竪管２１、弁３０、蓄熱槽１０の近傍に設けられている。このように、温度計８等を複数配置することで、管路２の系統や管路２の構成ごとの温度を取得することができる。その結果、系統や管路の構成に適した周期を算出することができる。圧力計７、温度計８、流量計９で検知された圧力、温度、流量は、第一実施形態と同じく、メモリ又は外部記憶装置に記憶される。
【００４３】
[空調システムの動作]
次に、第二実施形態に係る空調システム１０１の動作について説明する。第二実施形態に係る空調システム１０１の動作は、第一実施形態に係る空調システム１００と基本的に同じである。すなわち、制御装置５は、上述した第一実子形態におけるステップＳ０１からステップＳ０５の処理を実行する。
【００４４】
[効果]
以上説明した第二実施形態に係る空調システム１０１によっても、第一実施形態に係る空調システム１００と同様に、空調システム１０１の配管２を流れる流体の速度を変化させて流体に脈動を発生させることで、配管２内の乱流が再層流化され、空調システム１０１の配管２内の摩擦抵抗が低減する。その結果、空調システム１０１のエネルギー効率が向上する。また、第二実施形態に係る空調システム１０１では、各装置の近傍に温度計、流量計を配置して、各温度計、流量計で検知される温度、流量に基づいて脈動を制御することができ、個別の空調システムに最適な制御を実現できる。
【００４５】
＜第三実施形態＞
図５は、圧力計の設置状況を示す。一方、図６は、従来の圧力計の設置状況の一例を示す。従来の圧力計は、配管の上方から流体を取り込み、圧力計（差圧計）で計測していた。そのため、圧力計に空気が混入し流体の圧力を正確に検出することができないという問題があった。また、従来の圧力計は、圧力計が配管の上方に位置することから、重力により流体が下方に向けて移動する作用が働くと、圧力計を流体で満たせないといった事象が起こり、その結果圧力を正確に検出できないという問題があった。更に、一度空気が混入されると、空気を排出し難いという問題があった。これに対し、第三実施形態では、図５に示すように、圧力計７が、配管２の下部に設けられている。従って、圧力計７内を常に流体で満たせることができ、より正確に圧力を検出することができる。また、圧力計７が配管の側方から流体を取り込むことから、エアの混入を抑制することができる。更に、配管２の下部に設けられた圧力計７の上部にエア抜き弁を設けたことで、仮に空気が混入されても容易に排出することができる。すなわち、上記従来の圧力計における問題を何れも解消することができる。なお、図５、図６において、エア抜き弁以外の弁は、圧力計への流体の流れを遮断自在な仕切り弁である。第三実施形態に係る圧力計の設置位置は、上述した第一実施形態及び第二実施形態の空調システムに適用可能である。その結果、より正確な脈動の制御が実現でき、空調システムのエネルギー効率が向上する。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。なお、脈動の周期を長くして摩擦抵抗を低減するといった技術的思想、及び脈動の周期を長くすることで摩擦抵抗の低減効果が顕著となることについては、本発明者が先に開示した「国際公開第０９／０４４７６４号パンフレット」
に記載の通りである。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・熱交換器
２・・・配管
３・・・ポンプ
４・・・インバータ
５・・・制御装置
６・・・蓄電池
７・・・圧力計
８・・・温度計
９・・・流量計
１０・・・蓄熱槽
１１・・・脈動増幅装置
３０・・・弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換部と、
管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、
前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える空調システム。
【請求項２】
前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出部と、
前記流量・流速検出部で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える請求項１に記載の空調システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くする、請求項２に記載の空調システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速の少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くする、請求項３に記載の空調システム。
【請求項６】
前記熱媒としての流体を蓄え、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部を更に備える、請求項１から５の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収部を更に備える、請求項１から６の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項８】
前記エネルギー回収部で回収されたエネルギーを蓄える蓄電部を更に備える請求項７に記載の空調システム。
【請求項９】
前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出部を更に備える、請求項１から８の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられている、請求項９に記載の空調システム。
【請求項１１】
前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられ、かつ前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する、請求項９に記載の空調システム。
【請求項１２】
前記制御部は、前記圧力検出部で検出した圧力に基づいて脈動状態を判別する、請求項９から１１の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項１３】
熱交換器によって熱交換する熱交換工程と、
前記熱交換工程に用いる熱媒としての流体を管路を介して圧送する圧送工程と、
前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御工程と
、を備える空調方法。
【請求項１４】
前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出工程と、
前記温度検出工程で検出された温度に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備える請求項１３に記載の空調方法。
【請求項１５】
前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出工程と、
前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備える請求項１３に記載の空調方法。
【請求項１６】
前記制御工程では、前記温度検出工程で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くする、請求項１４に記載の空調方法。
【請求項１７】
前記制御工程では、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くする、請求項１５に記載の空調方法。
【請求項１８】
一部が開放されて外気と接触する蓄熱部によって前記熱媒としての流体を蓄える蓄熱工程を更に備える、請求項１３から１７の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項１９】
前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収工程を更に備える、請求項１３から１８の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２０】
前記エネルギー回収工程で回収されたエネルギーを蓄える蓄電工程を更に備える、請求項１９に記載の空調方法。
【請求項２１】
前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出工程を更に備える、請求項１３から２０の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２２】
前記圧力検出工程では、前記管路の下部に設けられた圧力検出部で圧力を検出する、請求項２１に記載の空調方法。
【請求項２３】
前記圧力検出工程では、前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路の下部に設けられた圧力検出部によって前記管路内を流れる流体の圧力を検出する、請求項２１に記載の空調方法。
【請求項２４】
前記圧力検出工程で検出した圧力に基づいて脈動状態を判別する脈動判別工程を更に備える、請求項２１から２３の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２５】
管路を介して熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部を備える空調システムの流体移送装置。
【請求項１】
熱交換部と、
管路を介して前記熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部と、
前記圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部と、を備える空調システム。
【請求項２】
前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出部と、
前記流量・流速検出部で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御部と、を更に備える請求項１に記載の空調システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くする、請求項２に記載の空調システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記流量・流速検出部で検出された流量と流速の少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くする、請求項３に記載の空調システム。
【請求項６】
前記熱媒としての流体を蓄え、一部が開放されて外気と接触する蓄熱部を更に備える、請求項１から５の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収部を更に備える、請求項１から６の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項８】
前記エネルギー回収部で回収されたエネルギーを蓄える蓄電部を更に備える請求項７に記載の空調システム。
【請求項９】
前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出部を更に備える、請求項１から８の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられている、請求項９に記載の空調システム。
【請求項１１】
前記圧力検出部は、前記管路の下部に設けられ、かつ前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路内を流れる流体の圧力を検出する、請求項９に記載の空調システム。
【請求項１２】
前記制御部は、前記圧力検出部で検出した圧力に基づいて脈動状態を判別する、請求項９から１１の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項１３】
熱交換器によって熱交換する熱交換工程と、
前記熱交換工程に用いる熱媒としての流体を管路を介して圧送する圧送工程と、
前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御工程と
、を備える空調方法。
【請求項１４】
前記管路内を流れる流体の温度を検出する温度検出工程と、
前記温度検出工程で検出された温度に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備える請求項１３に記載の空調方法。
【請求項１５】
前記管路内を流れる流体の流量と流速とのうち少なくとも何れか一方を検出する流量・流速検出工程と、
前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記流体に脈動を発生させる脈動制御部を制御し、前記流体の脈動の周期、振幅、及び波形のうち少なくとも何れか一つを変化させる制御工程と、を更に備える請求項１３に記載の空調方法。
【請求項１６】
前記制御工程では、前記温度検出工程で検出された温度が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を長くする、請求項１４に記載の空調方法。
【請求項１７】
前記制御工程では、前記流量・流速検出工程で検出された流量と流速とのうち少なくとも何れか一方が上がると、前記流体の速度を変化させ該流体の脈動の周期を短くする、請求項１５に記載の空調方法。
【請求項１８】
一部が開放されて外気と接触する蓄熱部によって前記熱媒としての流体を蓄える蓄熱工程を更に備える、請求項１３から１７の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項１９】
前記流体の速度を減速する際、前記流体からエネルギーを回収するエネルギー回収工程を更に備える、請求項１３から１８の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２０】
前記エネルギー回収工程で回収されたエネルギーを蓄える蓄電工程を更に備える、請求項１９に記載の空調方法。
【請求項２１】
前記管路内を流れる流体の圧力を検出する圧力検出工程を更に備える、請求項１３から２０の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２２】
前記圧力検出工程では、前記管路の下部に設けられた圧力検出部で圧力を検出する、請求項２１に記載の空調方法。
【請求項２３】
前記圧力検出工程では、前記管路の側方から前記流体を取り込み、前記管路の下部に設けられた圧力検出部によって前記管路内を流れる流体の圧力を検出する、請求項２１に記載の空調方法。
【請求項２４】
前記圧力検出工程で検出した圧力に基づいて脈動状態を判別する脈動判別工程を更に備える、請求項２１から２３の何れか１項に記載の空調方法。
【請求項２５】
管路を介して熱交換部と接続され、該熱交換部に対して熱媒としての流体を圧送する圧送部から圧送され前記管路内を流れる流体の速度を変化させて該流体に脈動を発生させる脈動制御部を備える空調システムの流体移送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０２６８１（Ｐ２０１２−２０２６８１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１１４１（Ｐ２０１１−７１１４１）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【出願人】（５０１００９６６５）日本ファシリティ・ソリューション株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【出願人】（５０１００９６６５）日本ファシリティ・ソリューション株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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