JPH0510573B2 - - 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して調節する
可変風量制御方式を採用したダクト式の空気調和
機に関し、特にその制御に関するものである。

〔従来の技術〕

空気調和機においては、空気ダクトを用いて、
温度調節された空気を各部屋へ分配することによ
り空気調和（以下空調という）を行なうセントラ
ル空気調和システムに可変風量制御（以下VAV
制御と称す）を適用したものが種々開発されてい
る。ここで、VAV制御とは、送風温度を一定に
保ち、各部屋の熱負荷状態に応じて各部屋のダン
パ開度を調節することにより、送風量を可変して
室温を設定値に一定化させるものである。この様
な空調制御を採用する建物は事務所等のビルであ
り、この場合に空気調和する部屋はほとんどの場
合はすべての部屋であつて、時間帯も一定してい
る。また、法規により室内環境が定められている
ことから必ず換気が行なわれ、これに伴なつて例
え空調負荷が少なくとも換気に伴つて熱負荷が存
在し、また換気のための風量を必要とする。

VAV制御の送風量調節には、絞り形ダンパと
バイパス形ダンパを使用する方法があるが、絞り
形ダンパを採用した従来技術には特開昭57−
196029号公報や日本冷凍協会発行の冷凍空調便覧
（新版・第４版・応用編）の図２．１０ａなどが
知られている。第５図は上記冷凍空調便覧の図
２．１４に示された冷房負荷に対する送風量と送
風温度との関係を示す特性図であつて、負荷が小
さくなるに従つて送風温度一定のまま送風量が絞
られていくが、負荷がある値以下になつた場合に
は送風量を固定し、送風温度のみを可変して熱負
荷とバランスさせている。このような制御によ
り、定負荷時においても最小送風量（換気量）を
確保している。しかし、各部屋の熱負荷に大きな
差がある場合は、各部屋ごとに再熱コイル等を設
けないかぎり、室温の正確な制御は行なえなかつ
た。なお、送風量一定で送風温度を可変させる制
御を定風量制御（以下CAV制御と称す）と呼ぶ。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のビル用空気調和機は上記の様に制御され
ていたが、VAV制御を住宅の空調に採用する場
合には、ビル空調と異なる使用方法となる。まず
住宅の場合には時間帯により空調を必要とする部
屋数が大きく異なり、最小１室から最大全室まで
になるとともに部屋数も少ない。また換気も行な
わない事が多いことから、各部屋への送風量も大
きく（ダンパ開度０％まで）絞られる。したがつ
て、総熱負荷は時間帯等により大きく変動する。
さて、空気調和機の熱源機としてはインパータ等
による能力可変形ヒートポンプや、能力可変形の
ガスフアーネスの使用が可能であるが、能力制御
可能の範囲は限定されている。また熱負荷は小さ
くとも送風温度を一定に維持するために能力を最
小値まで下げることは出来ず、このためにVAV
制御によつて１室のみを空調する場合には、熱源
機の発停が頻繁になる問題点があつた。

この発明は、空調する部屋数に応じて最適な送
風量および送風温度制御が行なえる空気調和機を
得ることを目的とするものである。

〔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、能力可変形の
熱源機と、容量可変形の送風機と、ダクトに挿入
された複数のダンパと、ダクト内に設けられた圧
力検出器および温度検出器と、ルームサーモスタ
ツト等の検出信号に基づいて空調室数を検出する
空調室数検出手段と、この空調室数検出手段の出
力に基づいて制御を可変風量か定風量に選択する
制御方式選択手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明において、空調室数検出手段はルーム
サーモスタツト等で設定された各部屋の空調の運
転、停止状態から現在の空調室数を検出し、制御
方式選択手段は空調室数検出手段の出力が１室の
場合にはダンパ、送風機および熱源機の制御を定
風量制御にし、多室の場合には可変風量制御に選
択する作用をする。

〔実施例〕

第１図はこの発明による空気調和機の一実施例
を示す全体構成図である。この実施例は第１図か
ら明らかなように、冷温風を発生するヒートポン
プ等の能力可変形の熱源機１と、この熱源機１に
接続された容量可変形の送風機２と、冷温風を分
配するダクト３と、このダクトに設けられた複数
のダンパ４ａ〜４ｄと、ダクト３内の圧力を検出
する圧力検出器５および温度を検出する温度検出
器６と、複数のルームサーモスタツト７ａ〜７ｄ
とを設け、このルームサーモスタツト７ａ〜７ｄ
等の出力信号による現在空調している部屋の数を
空調室数検出手段８によつて検出し、この検出手
段８の出力に基づいてダンパ４や送風機２および
熱源機１の制御を可変風量制御または定風量制御
のいずれかに選定する制御方式選択手段９によつ
て構成されている。

第２図は第１図の実施例に使用される空気調和
機のシステム構成図である。図中１０は上記熱源
機１に接続された熱交換器１１と上記送風機２を
内蔵して建物の天井内に設置された室内機、１２
ａ〜１２ｄはこの室内機１０に接続された上記ダ
クト３の４本の枝ダクトであつて、途中に上記ダ
ンパ４ａ〜４ｄが取り付けられている。１３ａ〜
１３ｄは枝ダクト１２ａ〜１２ｄの末端の天井面
に取付けられた吹出口、１４ａ〜１４ｄは各部屋
のドアー下部に設けられた環気口、１５は廊下天
井面に設けられた主環気口、１６はこの主環気口
１５上記室内機１０を連絡する還気ダクト、１７
は空気調和機全体を制御する制御装置である。な
お各部屋に設置された上記ルームサーモスタツト
７ａ〜７ｄには図示していないが、その部屋の空
調を行なうかどうかを選択する運転スイツチと室
温を検出する室温検出器および設定室温を入力す
る室温設定器が備えられている。また上記ダクト
３内には上記圧力検出器５と温度検出器６が取り
付けられている。

第３図はシステム全体の電気接続を示す回路図
であつて、そのほとんどは上記制御装置１７に収
納されている。１８は制御装置１７内に設けられ
たマイクロコンピユータであつて、入力回路１
９、CPU２０、メモリー２１、タイマー２２、
出力回路２３を備えている。２４は上記ルームサ
ーモスタツト７ａ〜７ｄ、圧力検出器５、温度検
出器６が接続されたアナログマルチプレクサーで
あつて、Ａ／Ｄ変換器２５を介して上記入力回路
１９に接続されている。

２６は上記熱源機１の能力を制御する熱源機制
御器であつて、ホトカプラ２７ａを介して上記出
力回路２３に接続されている。２８は上記送風機
２の容量を制御する送風機制御器であつて、ホト
カプラ２７ｂを介して出力回路２３に接続されて
いる。２９は上記ダンパ４の開度を制御するダン
パ制御器であつて、ホトカプラ２７ｃを介して出
力回路に接続されている。３０は上記熱源機制御
器２６、送風機制御器２８およびダンパ制御器２
９に電力を供給する電源である。

次に上記実施例の動作を第４図に示す制御フロ
ーチヤートを参照しながら説明する。まずステツ
プ３１では各ルームサーモスタツト７ａ〜７ｄか
ら各部屋が空調中かどうかの信号がアナログマル
チプレクサー２４およびＡ／Ｄ変換器２５を経由
してマイクロコンピユータ１８に入力される。ま
た同時にステツプ３２においては、各ルームサー
モスタツト７ａ〜７ｂから各部屋の設定室温T_O
と現在の室温T_Rの値がマイクロコンピユータ１
８へ入力される。次のステツプ３３では空調室数
の判定が行なわれ、２室以上に対する空調をおこ
なつているならばステツプ３４へ移る。ステツプ
３４ではT_OとT_Rの差に基づいて空調中の部屋の
ダンパ４ａ〜４ｄの開度制御が行なわれる。ダン
パ４ａ〜４ｄの制御信号はマイクロコンピユータ
１８からホトカプラ２７ｃを経由して、ダンパ制
御装置に伝えられてダンパ４ａ〜４ｄの開度を変
更する。ステツプ３５では圧力検出器５と温度検
出器６からダンパ４ａ〜４ｄの制御後のダクト３
内の圧力と送風温度の信号がマイクロコンピユー
タ１８に入力される。そして次のステツプ３６で
は送風機制御器２８によりダクト３内の圧力が設
定圧力に維持されるように送風機２の容量が変化
される。ステツプ３７では再び空調室数の判定が
行なわれ、２室以上に対して空調を行なつている
場合にはステツプ３８に移行して熱源機制御器２
６によりダクト３内の送風温度が設定温度に維持
されるよう熱源機１の能力が変化される。そし
て、以上の制御はVAV制御となる。なお、上記
ステツプ３３と３７で空調室数が１室と判定され
た場合は、ステツプ３９と４０が実行される。ス
テツプ３９ではその空調中の部屋のダンパ４ａ〜
４ｄは全開され、その他の部屋のダンパ４ａ〜４
ｄは全閉される。ステツプ４０では上記ステツプ
３２において入力された空調中の部屋のT_OとT_R
の差に基づいて熱源機１の能力が制御される。つ
まり、温度差が大きい時は能力が大になる方向
に、小さい時は小になる方向に制御される。な
お、この場合には、送風機２の制御は先のVAV
制御の時と同様な設定圧力になるよう制御されて
CAV制御が行なわれる。

以上の制御により、１室空調時には熱負荷に応
じて熱源機１の能力が制御されて送風温度が可変
される。この結果、熱源機１は熱負荷とバランス
した能力で運転されることになり、従来の様に送
風温度を維持するために、熱負荷より大きい能力
で運転されることから室温が設定値を越えてしま
い、熱源機１が頻繁に発停を繰り返すようなこと
がなくなる。また１室空調時は、空調中の部屋の
ダンパ４ａ〜４ｄが全開されているので、送風系
の圧力損失も少なく、送風機２の動力も節約され
る。

なお上記実施例では空調中の部屋数を検出する
のにルームサーモスタツト７ａ〜７ｄから信号を
利用したが、これは図示しないコントローラから
の信号であつてもよい。

また、上記実施例では、空調室数の判定にルー
ムサーモスタツト等で利用者が設定した運転スイ
ツチの数を用いていたが、熱負荷が小さく、その
結果ダンパが全閉または全閉に近い開度になつた
部屋も非空調室として取り扱つてもよい。

さらに、上記実施例では、ダクト３内の設定圧
力および設定温度を一定に制御するものとした
が、熱負荷等によりこれらを一定の範囲内で可変
させる制御にこの発明を適用してもよい。

また、上記実施例ではダクト３内に圧力検出器
５を設けて圧力を一定に制御したが、他の手段に
より圧力を略一定に制御できるならば、圧力検出
器５を使用しなくともよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、空調中の部屋
数により可変風量制御と定風量制御を使いわける
ように構成したので、１室空調時の熱源機の発停
がすくなくなり、安定した運転が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による空気調和機の一実施例
の全体構成図、第２図は第１図に示す空気調和機
を用いたシステム構成図、第３図は第２図の電気
系を示す回路図、第４図は第１図〜第３図の制御
動作を示すフローチヤート、第５図は従来の空気
調和機の冷房負荷と風量の関係を示す特性図であ
る。 １は熱源機、２は送風機、３はダクト、４ａ〜
４ｄはダンパ、５は圧力検出器、６は温度検出
器、７ａ〜７ｄはルームサーモスタツト、８は空
調室数検出手段、９は制御方式選択手段。 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能力可変形の熱
   源機と、この熱源機に接続された容量可変形の送
   風機と、この送風機から供給される冷温風を分配
   するダクトと、このダクトの各分枝部分に配置さ
   れた風量調節用のダンパと、前記ダクト内の送風
   圧力を検出する圧力検出器と、前記ダクト内の送
   風温度を検出する温度検出器と、各部屋に配置さ
   れたルームサーモスタツトとを備えた空気調和機
   において、前記ルームサーモスタツト等で設定さ
   れた各部屋の空調の運転および停止状態を検出す
   る空調室数検出手段と、この空調室数検出手段で
   検出された部屋数に応じてダンパ、送風機および
   熱源機の制御を定風量制御にし、あるいは可変風
   量制御のいずれかに選定する制御方式選択手段と
   を備え、空調中の部屋数が１室のときにその部屋
   のダンパを全開し、その他の部屋のダンパを全閉
   し、定風量制御を行うことを特徴とする空気調和
   機。