JPH0474625B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各部屋の室温を独立に調節できる
可変風量制御システムを採用したダクト式の空気
調和機に関するものである。

〔従来の技術〕

エアーダクトを用いて温度調節された空気を各
部屋へ分配して空気調和を行なうセントラル空気
調和システムは、加湿器や高性能フイルターが容
易に組込め、外気処理の全熱交換器の採用も可能
で質の高い空気調和が可能であり、また空気調和
する部屋には吹出口と吸込口しかなく、室内スペ
ースが有効に使えるほか、さらに熱搬送系のトラ
ブルも少ないなど、ヒートポンプチラー・フアン
コイル方式や、パツケージエアコン分散配置方式
などに比べ多くのメリツトを有し、このためビル
空調等に多く採用されている。その中でも省エネ
ルギー運転が可能な可変風量制御方式（以下
VAV方式と呼ぶ）は、熱負荷の異なる各部屋を
独立に温度制御でき、使用しない部屋の空気調和
を停止させる事も可能で、かつ必要送風量の大小
に応じ送風機の動力を可変して運転費を低減させ
る事もでき、また同時使用率を考慮することによ
り熱源機の能力を小さく設計することができる。

上記VAV方式には風量調節用ダンパの形式に
応じて２つの方式がある。１つはバイパス形
VAVユニツトを用いる方式で、室内負荷に応じ
て室内へ吹出す風量と直接熱源機へ戻す（バイパ
スさせる）風量の比率を調節するものである。こ
の方式は送風量が一定のため熱源機の能力制御が
むずかしいバツケージエアコンを用いたシステム
に用いられることが多いが、送風機制御による省
エネルギー効果はない。

もう１つの方式は絞り形VAVユニツトを用い
る方式である。この方式はダンパの開度に応じて
変化するダクト内の圧力を検出し、この値が設定
値になるよう送風機の容量を制御するもので、負
荷が少なくなれば、（風量が少なくなる、この時
ダクト内の空気温度は一定に制御される）、熱源
機の所要能力が小さくなると同時に送風機の動力
も低減される。

VAV方式におけるダンパ制御に伴う送風機、
熱源機の容量制御方法に関する従来技術には特公
昭55−14979号、特公昭55−22696号、特公昭55−
24022号、特公昭55−44853号公報がある。第３図
はこれら従来における空気調和機のシステム構成
図である。同図において、１は空調される部屋
で、ここでは３部屋の場合を示している。２は部
屋１の天井内に配置された室内機で、エアーフイ
ルター３、熱交換機４、送風機５から構成されて
いる。６はこの室内機２の空気吹出口に接続され
たメインダクト、７はこのメインダクト６から部
屋数に応じて分岐した３本の枝ダクト、８はこの
枝ダクトの途中に挿入された絞り形のVAVユニ
ツト、９はこのVAVユニツト８内に回転可能に
取付けられたダンパ、１０は上記枝ダクト７の末
端に取付けられた吹出口、１１は上記部屋１のド
アー下部に設けられた吸込口、１２は廊下天井面
に設けられた天井吸込口、１３はこの天井吸込口
１２と上記室内機２の吸込口を連絡する吸込ダク
ト、１４は上記各部屋１に各々取付けられたルー
ムサーモスタツト、１５は上記メインダクト６内
に取付けられた温度検出器、１６は同じくメイン
ダクト６内に設けた圧力検出器、１７は上記熱交
換器４に接続したヒートポンプ等の熱源機であ
る。

上記のように構成された従来の空気調和機にお
いて、各ルームサーモスタツト１４で使用者が設
定した設定温度と検出された現在の空気温度の温
度差に応じダンパ９の開度を任意の位置に各々調
節する。そしてダンパ９の開度に応じ、メインダ
クト６内の圧力が変化し、これを圧力検出器１６
が検出し、過剰圧力にならないよう送風機５の容
量を変化させる。また、送風量の変化に伴ない熱
交換器４の出口空気温度が変わるため、この温度
を温度検出器１５で検出し、予め設定しておいた
空気温度になるよう熱源機１７の能力を制御す
る。このように略一定温度に調節された空気は吹
出口１０から室内熱負荷の大小に応じた風量で部
屋１内に吹き出す。部屋１を空調した空気は吸込
口１１から廊下等のスペースを通り天井吸込口１
２へ流れ、吸込ダウト１３を経由して再び室内機
２へ戻る。

なお、第３図ではリターンエアーを廊下等を利
用して帰す方式としているが、各部屋１から室内
機２までリターンダクトを設け、制御性および一
層の省エネ性を増す方式もある。また、第３図で
はメインダクト６から枝ダクト７を分岐させてい
たが、メインダクト６を設けず室内機２からタコ
足状に枝ダクト７を配設する方法もある。また、
室内機２は、第３図に示したような天井埋込形以
外にも床置形、天井形などがあり、さらにはガス
フアーネスを組込んだ形式のものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のVAVユニツトを用いた空
気調和機では、例えば暖房シーズンの始まりや春
先など、外気温も比較的高く熱負荷が小さい場合
でも、室温が設定値よりも低い場合は空気調和機
を運転し必要な部屋のみ空調を行なつていた。こ
のような場合、熱源機１７にヒートポンプを使用
していると、これに対する熱負荷が小さいため、
ヒートポンプのON／OFFが多くなり運転効率が
下がつてしまう。また、この様な時、晴天で南側
の部屋の日当たりが良い場合、該部屋の温度は高
くなり、その結果南側の部屋は窓をすこし開けて
室温を下げ、北側の部屋は暖房をするという省エ
ネルギーに反することを行なつていた。

この発明は、上記のような従来の問題点を解消
したもので、外気温が比較的高く晴天の時、指定
された複数の部屋のダンパを開き、これら部屋間
の温度差が小さくなるまで熱源機を停止したまま
送風運転を行なうことにより、省エネルギー運転
ができる空気調和機を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる空気調和機は、熱源機からの
冷温風がダクトを介して分配される各部屋の温度
を検出する各部屋ごとのルームサーモスタツトの
出力信号に基づいて熱負荷を測定する熱負荷測定
手段と、指定された複数の部屋のダンパを開に制
御するダンパ制御手段と、上記熱負荷測定手段で
測定された指定の部屋間の室温差が小さくなるま
で熱源機を停止したままで送風機を弱風で運転制
御する送風機制御手段とから構成したものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、ダンパ制御手段に指定さ
れた部屋のダンパを開に、その他の部屋のダンパ
に閉にする作用をし、送風機制御手段は熱負荷測
定手段で測定された指定の部屋間の室温差が小さ
くなるまで送風機を弱風で運転制御することによ
り、これにより空気調和機の省エネルギー運転を
可能にする。

〔実施例〕

第１図はこの発明による空気調和機の一実施例
を示す全体の原理構成図である。第１図から明ら
かなように、室内機２の熱交換機の接続されたヒ
ートポンプ等の熱源機１７と、この熱源機１７お
よび熱交換機４により発生する冷温風を搬送する
送風機５と、この送風機５に接続したメインダク
ト６と、このメインダクト６の枝ダクト７内に配
置された風量調節用のダンパ９と、各部屋１に取
付けられたルームサーモスタツト１４を備え、こ
のルームサーモスタツト１４の検出温度信号を入
力すると熱負荷測定手段１８により各部屋１の熱
負荷を測定し、指定された複数の部屋１のダンパ
９をダンパ制御手段１９により開にし、上記熱負
荷測定手段１８で測定された指定の部屋１間の室
温の差が小さくなるまで送風機制御手段１９で熱
源機１７を停止したままで送風機５を弱風で運転
制御するように構成されている。なお、第１図に
おいて、第３図と同一符号は同一又は相当部分を
示している。

次に、上記実施例の動作を第２図に示すフロー
チヤートを参照しながら暖房時について説明す
る。まず熱源機１７に接続された操作盤（図示せ
ず）により通常の運転モードか、送風運転モード
かが利用者によつて選択入力される（ステツプ
21）。なお、この場合、送風運転モードが選択さ
れる。次に操作盤あるいはルームサーモスタツト
１４によつて空調すべき部屋がどことどこなのか
が利用者によつて指定入力される（ステツツ22）。
次のステツプ23では、上記ステツプ22で指定され
た部屋１のルームサーモスタツト１７により検出
された各部屋の現在の室温Ｔが入力される。ま
た、次のステツプ24では指定された部屋１のダン
パ９が全開、その他の部屋のダンパ９が全閉にな
るように制御される（空気調和される部屋のみ
開）。ステツプ25では熱源機１７の運転を停止す
るよう制御する。ステツプ26ではステツプ23で測
定された室温の最大値Tmaxと最小値Tminの差
が設定値Ａ（例えば３℃）より大きいか小さいか
が判定され、大きければステツプ27へ進み送風機
５を運転するよう制御する。この時、送風機５の
風量は、冷風の吹出しによる不快感をなくすた
め、できるだけ低風量で運転することが望まし
い。また、上記スツテプ26で温度差が設置値Ａよ
り小さいと判定された場合、送風機５は停止され
る（ステツプ28）。以上の制御が一定時間間隔で
繰り返される。例えば南側の２部屋から北側の２
部屋の熱を移動させる場合、南側の部屋の暖かい
リターンエアーが送風機５へ戻され、これが北側
の部屋へ吹き出すため、各部屋間の温度差は徐々
に小さくなる。つまり南側の室温は低下し、北側
の室温は上昇していき、各部屋の室温のうち最高
と最低の値が設定値に縮まるまで送風運転が続け
られる。

以上、暖房シーズンの送風運転モードについて
説明したが、冷房運転時も暖房時ほど効果は顕著
ではないが、北側の冷たい空気を南側の部屋へ送
風することは可能である。

なお、上記実施例では送風機５の運転・停止を
室温の温度差のみによつて判定していたが、温度
差とともに北側の部屋の室温がある設定値に達し
た時にも送風機５を停止させるようにしてもよ
い。

また、上記実施例ではリターンダクトを設けな
い場合について説明したが、リターンダクトを使
用すると廊下等をリターンエアーが無駄に暖める
ことなく北側の部屋の室温を高めることができ
る。

さらに、上記実施例では制御のフローを第２図
に示す順序としていたが、ステツプ22の空調室入
力からステツプ25の熱源機制御出力までの順序は
必ずしもこの通りでなくてもよい。

また、この発明はヒートポンプを熱源機とし
た、あるいはその他の熱源機を利用した冷暖房シ
ステムや、フアーネスを熱源機とした暖房システ
ムにも利用できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれは、暖房シーズン
において外気温が比較的高く晴天の時、指定した
複数の部屋のダンパを開き、この部屋の温度差が
小さくなるまで熱源機を停止したまま送風運転を
行なうよう構成したので、南北にある指定された
部屋間の温度差を少ない消費エネルギーで縮める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例を示
す全体の原理構成図、第２図は第１図の動作を説
明するためのフローチヤート、第３図は従来にお
ける空気調和機のシステム構成図である。 １……部屋、２……室内機、５……送風機、６
……ダクト、９……ダンパ、１４……ルームサー
モスタツト、１７……熱源機、１８……熱負荷測
定手段、１９……ダンパ制御手段、２０……送風
機制御手段。なお、図中同一符号は同一または相
当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 温風または冷風を発生させる熱源機、この熱
   源機の冷温風を各部屋へ分配する送風機およびダ
   クト、このダクトの枝部分に配置された風量調節
   用ダンパ、各部屋に設置されたルームサーモスタ
   ツトを備えた空気調和機において、上記ルームサ
   ーモスタツトで検出された室温から各部屋の熱負
   荷を測定する熱負荷測定手段、指定された複数の
   部屋のダンパを開に、その他の部屋のダンパを閉
   に制御するダンパ制御手段、上記熱負荷測定手段
   で測定された指定の部屋の室温の差が小さくなる
   まで、上記熱源機を停止したまま上記送風機を弱
   風で運転制御する送風機制御手段を備えた空気調
   和機。