JPH05223328A - 集中式空気調和設備における送風量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調整機から送られる空気を複数の分岐ダ
クトにより室内に分配供給する集中式空気調和設備にお
いて、各室の要求風量に応じて空気調整機の送風量を省
エネルギ、低騒音で適正に制御する。 【構成】 空気調整機１の送風機６の各回転速度におい
て空気が所定静圧を維持する風速領域の上限風速と下限
風速とを制御ユニット８に記憶させておき、給気ダクト
１１の送風機６に接近した個所の風速センサ９が検出し
た風速を制御ユニット８に入力して上限風速よりも大き
いときは上昇させ下限風速よりも小さいときは低下させ
て上限風速と下限風速との間とするように送風機６の回
転速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調整機から送られる
空気を複数の分岐ダクトから室内に分配供給する集中式
空気調和設備において、各分岐ダクトの供給風量の変動
に対応して空気調整機の送風量を制御する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】冷却器、加熱器、送風機などを有する空
気調整機を建物の一個所または複数個所に設置して外
気、還気またはそれらの混合空気を冷却または加熱し、
給気ダクトから分岐させた複数の分岐ダクトの端末の吹
出口より室内に分配供給する集中式空気調和設備は周知
である。

【０００３】そして、この設備において各室毎の温度ま
たは同一室内の異なる場所の温度を希望の指定温度に保
たせるため、風量センサ、ダンパ、ダンパ開閉モータ、
電子式制御回路を有する端末制御ユニットを分岐ダクト
毎に設置し、風量センサが検知した供給風量と希望の指
定温度を保つのに必要な要求風量とを電子式制御回路で
比較して供給風量が要求風量となるようにダンパを開閉
させる駆動信号をダンパ開閉モータに送ること、および
ダンパ全開位置信号と前記比較値とを空気調整機の回転
速度制御装置に送って送風機の回転速度を制御するこ
と、が特公昭６０−４７４９７号公報に開示されてい
る。

【０００４】前記公報に開示されている送風量制御技術
によると、全ての端末制御ユニットのダンパが全開とさ
れていない場合に送風量に余剰分があるとして送風機の
回転速度を低下させ、そのために或る分岐ダクトの供給
風量に不足を生じたときはそのダンパの開度を大きくし
て不足を補い、ダンパを全開させても以然として供給風
量が要求風量に足りない場合にはじめて送風機の回転速
度を上昇させるようにしている。

【０００５】即ち、ダンパの全開状態を基準に送風機の
運転條件を設定し、送風量が常時不足気味の状態で送風
機を運転するので運転エネルギを節約することはできる
が、各端末制御ユニットの状態を個別に回転速度制御装
置に送って送風量の過不足を判定させ送風機の回転速度
を上昇または下降させるので、信号伝達用の長大な配線
を必要とするばかりか、回転速度を変更するか否かを判
定するシステムが複雑である。

【０００６】一方、室内について見ると希望の指定温度
を保つのに必要な要求風量に対して供給風量が不足気味
であるので、一台の空気調整機で多数の室に空気を分配
供給する場合にいくつかの室の供給風量を増加させると
他の室においては自己の供給風量を確保するためにダン
パ開度を大きくしなければならず、そのために更に他の
室でもダンパ開度を大きくしなければならないため指定
温度に到達するのに長時間を要するばかりか、分岐ダク
ト内での風速変化が大きく騒音の原因にもなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ダンパ全開としたときの供給風量を基準に
送風機の回転速度を設定し、各分岐ダクトのダンパ全開
信号および供給風量を要求風量との差を回転速度制御装
置に入力して送風機の回転速度を制御するとともに、送
風機を送風量不足気味の状態で運転する、という前記従
来の技術では信号伝達用の長大な配線が必要であるとと
もに制御システムが複雑であるばかりか、要求風量に供
給風量を鋭敏に追従させることができず室内を指定温度
に到達させるのに長時間を要し、更に騒音の原因にな
る、という点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】送風機およびその回転速
度制御装置を含む空気調整機から送られる空気を給気ダ
クトから分岐してそれぞれにダンパを含む端末制御ユニ
ットを有する複数の分岐ダクトより室内に分配供給する
にあたって前記従来の技術がもっている前記課題を解決
するための手段を本発明では次のようにした。

【０００９】即ち、全てのダンパを全開とした状態で給
気ダクトの空気調整機に接近した個所の風速を送風機の
回転速度最低から最高の範囲で測定して各回転速度にお
ける最大風速を求めるとともに、各回転速度において空
気が所定静圧を維持する風速領域の上限風速と下限風速
とを設定しておく。そして、室内に空気を分配供給して
いるときの送風機の回転速度を、給気ダクトの空気調整
機に接近した個所の風速が上限風速と下限風速との間の
値のときはそのままとし、最大風速と上限風速との間の
値のときは上昇させ下限風速よりも小さい値のときは低
下させて上限風速と下限風速との間の値に制御するもの
である。

【００１０】要約すれば、本発明は集中式空気調和設備
の送風量を、空気調和機に接近させて給気ダクトに設置
した風速センサ検出する送風量を基に、負荷量に見合っ
た送風量とするように送風機の回転速度を制御するもの
であって、給気ダクトより分岐した各分岐ダクトの室へ
の供給風量の変動を風速センサに風速の変動として検知
させ、運転エネルギの節約を計るとともに常に最小差圧
による運転を行なって騒音の軽減を計るものである。

【００１１】集中式空気調和設備は、周知のように冷却
器、加熱器、送風機およびその回転速度制御装置などを
有する空気調整機と、これより送られる空気を給気ダク
トから分岐してそれぞれに風量センサ、ダンパ、ダンパ
開閉モータ、電子式制御回路などを有する端末制御ユニ
ットを具えた分岐ダクトとからなり、端末制御ユニット
に希望の指定温度を指示して供給風量が指定温度を保つ
のに必要な要求風量となるようにダンパを開閉するもの
である。

【００１２】本発明においては、このような集中式空気
調和設備の給気ダクトの空気調整機に接近した個所に風
速センサを設置して回転速度制御装置に所定の送風機運
転信号を送る制御ユニットに接続しておく。

【００１３】そして、集中式空気調和設備の設置工事を
終了したとき、全ての分岐ダクトのダンパを強制的に全
開して最小静圧状態とし、送風機を最低回転速度から最
高回転速度まで徐々に回転速度を変化させ、各回転速度
における送風機の送風量を風速センサが検出する風速に
置き換えて制御ユニットに記憶させる。制御ユニットは
所定量の空気を給気ユニットに送るように送風機の回転
速度を設定した運転信号を一般にはインバータからなる
回転速度制御装置に送るものであり、風速センサは風速
を計測して送風機の送風能力の変化を検知する機能をも
っている。

【００１４】前記のように送風機の各回転速度における
風速を測定したとき、前者を横軸、後者を縦軸としてこ
れらの関係のグラフを作ることができる。図１はその一
例であって、風速はＦ１で示すグラフで表わされてい
る。このＦ１は全てのダンパを全開とした最小損失状
態、即ち最小静圧状態で検出した風速であるので、送風
機の各回転速度における最大風速であり、且つ送風機の
能力と給気ダクトの状態とが一定であるという條件下で
最小差圧点を示している。

【００１５】ここで、各分岐ダクトの端末制御ユニット
のダンパによる風量調整が安定よく正常に行なわれるた
めには、分岐ダクトを流れる空気が所定の静圧を維持す
ることが必要であり、この静圧を維持するためには分岐
ダクトの送風損失を加算した送風能力を送風機にもたせ
ることが必要である。

【００１６】即ち、Ｆ１は最小損失状態における送風機
の回転速度と風速との関係を示すものであって、実際の
運転時には全てのダンパが全開とされない場合が殆んど
であるためその損失分を補う回転速度を加えなければ所
定の要求風量を供給することができない。

【００１７】分岐ダクトのダンパが室の指定温度に応じ
て開閉されているとき、図１を参照して送風機が回転速
度ａで運転されているとすると、そのときのＦ１の値Ｆ
ａ１よりも低い風速域に所定の静圧を維持して送風機が
運転されたときの風速が存在する。この所定静圧を維持
する風速領域の上限風速をＦａ２、下限風速をＦａ３と
すると、各回転速度において所定静圧を維持する風速領
域は回転速度ａにおけるＦａ２、Ｆａ３を通りＦ１に平
行な線Ｆ２、Ｆ３の間で示される範囲である。換言すれ
ば、Ｆ２は全てのダンパが全開でないために生じる損失
分を補う最低風速、Ｆ３は制御上ハンチングを発生させ
ないための風速であるように設定される。

【００１８】各分岐ダクトのダンパがそれぞれ所定の開
度とされ室内に空気を分配供給しているとき、送風機の
回転速度がｂであってそのときの風速センサの検出値が
Ｆｂであったとする。この風速Ｆｂは制御ユニットに記
憶されているＦ１、Ｆ２、Ｆ３の回転速度ｂにおける値
と比較され、図１のように最大風速Ｆ１と上限風速Ｆ２
との間にあるときは所定静圧を維持して運転されていな
いものと判断し、風速ｂを維持して所定静圧の範囲内で
ある上限風速Ｆ２と下限風速をＦ３との間の領域内の回
転速度ｂｓまで回転速度を上昇させる。

【００１９】また、送風機の回転速度がｃであってその
ときの風速センサの検出値Ｆｃが下限風速Ｆ３よりも小
さい値のときは静圧が不必要に高く運転エネルギを浪費
しているものと判断し、風速Ｆｃを維持して上限風速Ｆ
２と下限風速Ｆ３との間の領域内の回転速度ｃｓまで回
転速度を低下させる。

【００２０】尚、各端末制御ユニットは最小風量が設定
されており、その総和と給気ダクトの断面積とから最低
風速が求められ、実際の運転時に風速センサの検出値が
この最低風速になったときは前述の制御を中止して最低
風速が維持される回転速度で送風機を運転する。

【００２１】更に、送風機の回転速度がｄであってその
ときの風速センサの検出値Ｆｄが上限風速Ｆ２と下限風
速Ｆ３との間の領域にあるときは、所定静圧を維持して
いるものと判断してその回転速度ｄを維持して運転す
る。

【００２２】所定静圧を維持する回転速度ｄで送風機が
運転されているとき、或る分岐ダクトのダンパ開度を大
きくした場合、その分岐ダクトの送風損失が小さくなる
ため風速が上昇し図１のＦｄ１となったとする。このと
きは回転速度をｄ１まで上昇させて所定静圧を維持する
領域で運転するように制御される。また、或る分岐ダク
トのダンパ開度を小さくした場合はその分岐ダクトの送
風損失が大きくなるため風速が低下しＦｄ２になったと
する。このときは回転速度をｄ２まで低下させて所定静
圧で運転するように制御される。これらにおいて、風速
の上昇または低下が大きいときは前記の動作を繰返して
所定静圧領域で所定の送風量を与える回転速度とする。

【００２３】尚、実際の制御にあたっては一定の制御サ
イクルを設定して回転速度を変更したとき制御サイクル
内の所定時間幅の風速の平均値を求めて次回の回転速度
変更の要、不要を判断させるとともに、回転速度変更幅
を決定する。また、平均値が前記Ｆ１以上となったと
き、および前記Ｆ３よりも一定値以下となったときは、
回転速度の上昇または低下を加速して行ない短時間で所
定静圧の領域内に到達させる。

【００２４】

【作用】所定静圧領域を形成する送風機の吹出し風速を
各回転速度毎に求めておき、分岐ダクトの端末制御ユニ
ットの送風損失の変化に基く風速の変動があったとき、
この風速即ち送風量を維持する所定静圧領域内の回転速
度に変更する。これにより、負荷量に見合った送風量と
するように送風量の回転速度が制御され、且つ常に最小
差圧による省エネルギ運転が行なわれることとなる。

【００２５】

【実施例】本発明が適用される集中式空気調和設備の一
例を図２に基いて説明すると、エアフイルタ２、冷却器
３、加湿器４、加熱器５、送風機６、回転速度制御装置
７および電子式の制御ユニット８を有する空気調整機１
において外気、還気のいずれかまたはその混合空気が冷
房用または暖房用の空気に調整され、送風機６で加圧さ
れて給気ダクト１１を通りこれより分岐した複数の分岐
ダクト１２の端末の吹出口１３から室内に分配供給され
るようになっている。

【００２６】給気ダクト１１の送風機６に接近した個所
には風速センサ９が設置されていて、検出した風速を制
御ユニット８に入力する。制御ユニット８は記憶してい
る前述の最大風速、上限風速、下限風速と入力した風速
とを比較して所定の送風量を維持する所定静圧領域内の
回転速度で送風機６を運転するように回転速度制御装置
７に運転信号を送る。

【００２７】各分岐ダクト１２には端末制御ユニット１
５がそれぞれ設置されている。このユニット１５は分岐
ダクト１２に挿入された風量センサ１６およびダンパ１
７と、分岐ダクト１２の外部に設置された電子式制御回
路１８、モータ駆動回路１９、ダンパ開閉モータ２０、
および室内温度を検出する室温センサ２１と、室温を好
みの指定温度に設定する室温調節器２２とを具えてい
る。

【００２８】そして、室の居住者が室温調節器２２を操
作して希望の室温を指定したとき、この指定温度信号と
室温センサ２１が検知した実際の室内温度に対応した検
出温度信号とが電子式制御回路１８において比較され、
それらの差に応じた要求風量が求められる。一方、風量
センサ１６が検知した供給風量が電子式制御回路１８に
送られて要求風量と比較され、その差に応じた開閉信号
がモータ駆動回路１９に送られて動作方向および動作量
を指定した駆動信号が作られ、この駆動信号によってダ
ンパ開閉モータ２０がダンパ１７を開閉駆動し、要求風
量の空気を室内に供給するものである。

【００２９】ダンパ１７の開閉に伴う送風量の変化は給
気ダクト１１の風速センサ９によって検出され、前述の
手段によって送風機６の回転速度制御が行なわれる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によると、端末制御ユニットの情
報を空気調整機に配線によって伝達させることなく送風
機の風速変化によって検知させ、予め設定した所定静圧
を維持する風速領域内となるように送風機の回転速度を
制御するものであるから、簡単な構成で常に最小差圧に
よる運転を行なって要求風量に供給風量を鋭敏に追従さ
せ室内を短時間で指定温度に到達させることができ、且
つ分岐ダクト内の風速変化が最小必要量であるため騒音
が軽減されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制御方法の一例を説明する回転速
度と風速との関係図である。

【図２】本発明が適用される集中式空気調和設備の一例
を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 空気調整機、６ 送風機、７ 回転速度制御装置、
８ 制御ユニット、９風速センサ、１１ 給気ダクト、
１２ 分岐ダクト、１５ 端末制御ユニット、１７ ダ
ンパ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機およびその回転速度制御装置を含
   む空気調整機から送られる空気を給気ダクトから分岐し
   てそれぞれにダンパを含む端末制御ユニットを有する複
   数の分岐ダクトより室内に分配供給するにあたり；全て
   の前記ダンパを全開とした状態で前記給気ダクトの前記
   空気調整機に接近した個所の風速を前記送風機の回転速
   度最低から最高の範囲で測定して各回転速度における最
   大風速を求めるとともに各回転速度において空気が所定
   静圧を維持する風速領域の上限風速と下限風速とを設定
   しておき；室内に空気を分配供給しているときの前記送
   風機の回転速度を、前記給気ダクトの前記空気調整機に
   接近した個所の風速が前記上限風速と下限風速との間の
   値のときはそのままとし、前記最大風速と上限風速との
   間の値のときは上昇させ前記下限風速よりも小さい値の
   ときは低下させて前記上限風速と下限風速との間の値に
   制御する；ことを特徴とする集中式空気調和設備におけ
   る送風量制御方法。