JPH05288385A - 空気調和機の給気温度設定値演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は事務所ビルおよび一般住宅などの空
気調和を行う空気調和機の給気温度設定値演算装置に関
するもので、室内温度制御が良好に行えるように給気温
度設定値を変更することを目的とする。 【構成】 給気温度とファンの状況を監視し、変更判定
手段と飽和状態判定手段での判定結果をもとに給気温度
設定値変更手段で給気温度設定値を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、事務所ビルおよび一般
住宅に冷房および暖房をおこなう空気調和機に対して、
最適な給気温度設定値を与える空気調和機の給気温度設
定値演算装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、事務所ビルおよび一般住宅の空気
調和に対しては快適性に関するニーズが高まり、室内温
度および給気温度を定められた設定値に保つように空気
調和機の能力を調整する高性能な制御装置と同様に、省
エネルギーの観点から給気温度の設定値をいくらにする
かも重要なポイントとなってきており、最適な給気温度
設定値を演算する空気調和機の給気温度設定値演算装置
が必要となってきている。

【０００３】以下図面を用いて、従来の空気調和機の給
気温度設定値演算装置について説明する。

【０００４】図６は代表的な空気調和機であるエアハン
ドリングユニットとその制御装置の概略図である。図６
において、エアハンドリングユニット１０１には冷温水
コイル１０２と、冷温水コイル１０２により熱交換され
た空気を室内に送る送風機１０３を有しており、給気ダ
クト１０４を介して室内１０５へ送風する。室内１０５
の空気は、還気ダクト１０６を介してエアハンドリング
ユニット１０１に戻り一部は外気ダクト１０７を介して
外気と交換された後に冷温水コイル１０２を通過し再び
ファン１０３により室内に送風される。室内１０５には
室内の温度を計測する室内温度センサ１０８および室内
のＣＯ₂ 濃度を計測するＣＯ₂ センサ１０９が設置され
ており、給気ダクト１０４内には給気温度を計測する給
気温度センサ１１０が設置されている。制御装置１１１
は、室内温度センサ１０８、ＣＯ ₂ センサ１０９および
給気温度センサ１１０の信号を取り込みそれらの値が、
与えられた室内温度設定値Ｔ_R 、給気温度設定値Ｔ_S お
よびＣＯ₂ 濃度設定値Ｃになるように冷温水コイル１０
２に流れる温水あるいは冷水の量を変化させるバルブ１
１２の開度、送風機１０３の送風量を変化させるインバ
ータ１１３の周波数および外気の導入量を変化させる外
気ダンパ１１４の開度を変化させている。

【０００５】空気調和機の給気温度設定値演算装置は、
制御装置１１１に対して給気温度設定値Ｔ_S を与えるも
ので、その基本的な考え方を暖房時を例に取り説明す
と、省エネルギーの観点からファン回転数ができるだけ
小さくなるように給気温度設定値を高くしておきファン
が最小回転になった場合に室内温度の上昇を防ぐために
給気温度設定値を下げていくというものである。

【０００６】図７は従来の空気調和機の給気温度設定値
演算装置の構成図である。図７において、ファン回転数
監視手段１１５は、ファン１０３の回転数を監視し、給
気温度設定値変更手段１１６に信号を出力する。給気温
度設定値変更手段１１６は、ファン回転数監視手段１１
５の信号を受けて給気温度設定値記憶手段１１７に信号
を出力する。給気温度設定値記憶手段１１７は、給気温
度設定値変更手段１１６の信号を受けて制御装置１１１
に信号を出力する。

【０００７】上記構成において動作を説明する。ファン
回転数監視手段１１５は、ファン１０３の回転数を監視
し、その結果を０〜１００％のデータ値に変換し給気温
度設定値変更手段１１６に出力する。図８は給気温度設
定値変更手段１１６の暖房時の動作を示すフローチャー
トである。図８に示すように給気温度設定値変更手段１
１６はまず最初に給気温度設定値Ｔ_S の初期値としてＴ
_S1を給気温度設定値記憶手段１１７に出力する。ここで
Ｔ_S1はオペレータにより与えられる一定値である。次
に、ファン回転数監視手段１１５から出力されるファン
回転数のデータを見て最小回転数になっていれば給気温
度設定値をｄＴだけ下げ、最小回転数になっていなけれ
ば給気温度設定値をｄＴだけ上げ給気温度設定値記憶手
段１１７に出力する。以下、一定時間経過後ファン回転
数を見て同様の動作を繰り返す。また、冷房時の動作
は、給気温度設定値の上げ下げが逆になる。つまり、フ
ァンが最小回転数になっていれば給気温度設定値をｄＴ
だけ上げ、最小回転数になっていなければ給気温度設定
値をｄＴだけ下げる他は暖房時の動作と同じである。こ
こでｄＴはオペレータにより与えられる一定値である。

【０００８】給気温度設定値記憶手段１１７は、給気温
度設定値変更手段１１６から出力された給気温度設定値
を記憶しておき一定時間間隔で制御装置１１１に出力す
る。

【０００９】以上のようにしてファン回転数ができるだ
け小さくなり、室内温度が変動しないように給気温度設
定値を変化させている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和機の給気温度設定値演算装置では、
ファン回転数を監視しファン回転数の状態により給気温
度設定値を変化させているために、結果的に給気温度設
定値を頻繁に上下動させることになり室内の居住者に不
快感を与えるというという課題があった。

【００１１】また、ファン回転数を小さくすると結果的
に外気導入量を少なくすることになり外気ダンパ開度が
最大になってしまい室内のＣＯ₂ 濃度が制御できないと
いう課題があった。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、給気
温度設定値を頻繁に上下動させることのない空気調和機
の給気温度設定値演算装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１３】第２の目的は外気ダンパ開度が最大になっ
てしまい室内のＣＯ₂ 濃度が制御できなくなることのな
いように給気温度設定値を与える空気調和機の給気温度
設定値演算装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための第１の手段は、空気調和機からの吹き出し
空気の温度を計測する給気温度センサと、給気温度の設
定値を記憶する給気温度設定値記憶手段と、前記給気温
度センサの計測値および前記給気温度設定値記憶手段に
記憶された給気温度設定値を比較する給気温度比較手段
と、前記空気調和機からの吹き出し空気の風量を変える
ファンと、前記ファンの回転数を監視するファン回転数
監視手段と、前記ファン回転数監視手段で監視されたフ
ァン回転数から前記ファンが飽和状態にあるか否かを判
定する飽和状態判定手段と、前記給気温度比較手段の比
較結果と前記ファン回転数監視手段で監視されたファン
回転数から給気温度設定値の変更を行っても良いかを判
定する変更判定手段と、前記飽和状態判定手段の結果と
前記変更判定手段の結果をもとに給気温度設定値を変更
し前記給気温度設定値記憶手段に出力する給気温度設定
値変更手段とから構成されている。

【００１５】また、第１および第２の目的を達成するた
めの第２の手段は、空気調和機にて熱交換を行う空気の
外気と室内空気の混合比率を変える外気ダンパと、前記
外気ダンパの開度を監視する外気ダンパ開度監視手段を
第１手段に付加し、飽和状態判定手段は前記ファン回転
数監視手段で監視されたファン回転数と前記外気ダンパ
開度監視手段で監視された外気ダンパ開度から前記ファ
ンおよび前記外気ダンパが飽和状態にあるか否かを判定
し、変更判定手段は前記給気温度比較手段の比較結果と
前記ファン回転数監視手段で監視されたファン回転数と
前記外気ダンパ開度監視手段で監視された外気ダンパ開
度から給気温度設定値の変更を行っても良いかを判定す
るという構成としたものである。

【００１６】また、第１および第２の目的を達成するた
めの第３の手段は、室内の温度を計測する室内温度セン
サと、室内温度の設定値を入力する室内温度設定値入力
手段と、前記室内温度センサの計測値および前記室内温
度設定値入力手段に入力された室内温度設定値とから室
内温度の状況を判定する室内温度判定手段を第２手段に
付加し、前記給気温度設定値変更手段は前記飽和状態判
定手段の結果と前記変更判定手段の結果と前記室内温度
判定手段の結果をもとに給気温度設定値を変更し前記給
気温度設定値記憶手段に出力するという構成としたもの
である。

【００１７】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成によりファ
ン回転数の状況を見て給気温度設定値を変更すべきかの
判断を行い、給気温度の状況とファン回転数の状況を見
て給気温度設定値を変更してもよいかの判断を行うこと
ができるものである。

【００１８】また、第２の手段の構成によりファン回転
数の状況と外気ダンパ開度の状況を見て給気温度設定値
を変更すべきかの判断を行い、給気温度の状況とファン
回転数の状況と外気ダンパの状況を見て給気温度設定値
を変更してもよいかの判断を行うことができるものであ
る。

【００１９】また、第３の手段の構成により、室内温度
の状況を見て給気温度設定値の変更を行うことができる
ものである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図面を
参照しながら説明する。なお、従来例と同じものは同一
の番号を記し説明は省略する。図１は本発明の第１実施
例のフローチャートである。図１に示すように給気温度
比較手段１は給気温度センサ１１０の計測値と給気温度
設定値記憶手段２の信号を受け変更判定手段２に信号を
出力する。ファン回転数監視手段４はファン１０３の回
転数を監視し、変更判定手段３および飽和状態判定手段
５に信号を出力する。変更判定手段３は給気温度比較手
段１の信号とファン回転数監視手段４の信号を受け給気
温度設定値変更手段６に信号を出力する。飽和状態判定
手段５はファン回転数監視手段４の信号を受け給気温度
設定値変更手段６に信号を出力する。給気温度設定値変
更手段６は変更判定手段３の信号と飽和状態判定手段５
の信号を受け給気温度設定値記憶手段２に信号を出力す
る。給気温度設定値記憶手段２は給気温度設定値変更手
段６の信号を受け給気温度比較手段１と制御装置１１１
に信号を出力する。

【００２１】次に、動作を説明する。給気温度比較手段
１は給気温度センサ１１０の計測値ｔ_s と給気温度設定
値記憶手段２に記憶された給気温度設定値Ｔ_S の偏差ｅ
を次のように演算する。

【００２２】ｅ＝ＡＢＳ（Ｔ_S−ｔ_S） ここでＡＢＳ（Ｘ）はＸの絶対値を取る演算を行うこと
を意味する。ファン回転数監視手段４は現在のファン回
転数Ｆとファン回転数の変化量ｄＦを監視しそれぞれを
０〜１００％の値に変換する。変更判定手段３はｅとｄ
Ｆとから

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示す判定を行い判定結果を給気温度
設定値変更手段６に出力する。飽和状態判定手段５はＦ
から

【００２５】

【表２】

【００２６】表２に示す判定を行い判定結果を給気温度
設定値変更手段６に出力する。ここで、Ｆmin はファン
最小回転数である。

【００２７】図２は給気温度設定値変更手段６の暖房時
の動作を示すフローチャートである。図２に示すように
給気温度設定値変更６はまず最初に給気温度設定値Ｔ_S
の初期値としてＴ_S1を給気温度設定値記憶手段２に出力
する。ここでＴ_S1の値はオペレータにより与えられる一
定値である。次に、変更判定結果と飽和状態判定結果が
ともに１ならば給気温度設定値をｄＴだけ下げ、変更判
定結果が１で飽和状態判定結果が０ならば給気温度設定
値をｄＴだけ上げるがその他の場合は給気温度設定値の
変更を行わない。また、給気温度設定値を変更した場合
は、給気温度設定値を給気温度設定値記憶手段２に出力
する。以下、一定時間経過後判定結果を見て同様の動作
を繰り返す。また、冷房時の動作は、給気温度設定値の
上げ下げが逆になる。つまり、変更判定結果と飽和状態
判定結果がともに１ならば給気温度設定値をｄＴだけ上
げ、変更判定結果が１で飽和状態判定結果が０ならば給
気温度設定値をｄＴだけ下げるがその他の場合は給気温
度設定値の変更を行わない。その他の動作は暖房時の動
作と同じである。ここでｄＴはオペレータにより与えら
れる一定値である。

【００２８】給気温度設定値記憶手段２は、給気温度設
定値変更手段６から出力された給気温度設定値を記憶し
ておき一定時間間隔で給気温度比較手段１および制御装
置１１１に出力する。

【００２９】このように本発明の第１実施例の空気調和
機の給気温度設定値演算装置によれば、ファン回転数を
見て給気温度設定値を変更する必要があるか否かの判断
をし、給気温度の状態およびファン回転数の変化状況を
見て給気温度設定値を変更してもよいかの判断をするこ
とができる。

【００３０】つぎに本発明の第２実施例について、図面
を参照しながら説明する。なお、従来例および第１実施
例と同じものは同一の番号を記し説明は省略する。図３
は本発明の第２実施例の構成図である。図３に示すよう
に、外気ダンパ開度監視手段７は外気ダンパ１１４の開
度を監視し変更判定手段８および飽和状態判定手段９に
信号を出力する。変更判定手段８は給気温度比較手段１
の信号とファン回転数監視手段４の信号と外気ダンパ開
度監視手段７の信号を受け給気温度設定値変更手段６に
信号を出力する。飽和状態判定手段９はファン回転数監
視手段４の信号と外気ダンパ開度監視手段７の信号をを
受け給気温度設定値変更手段６に信号を出力する。

【００３１】次に、動作を説明する。外気ダンパ開度監
視手段７は現在の外気ダンパ開度Ｄと外気ダンパ開度の
変化量ｄＤを監視しそれぞれを０〜１００％の値に変換
する。変更判定手段８はｅとｄＦとｄＤから

【００３２】

【表３】

【００３３】表３に示す判定を行い判定結果を給気温度
設定値変更手段６に出力する。飽和状態判定手段はＦと
Ｄから

【００３４】

【表４】

【００３５】表４に示す判定を行い判定結果を給気温度
設定値変更手段６に出力する。このように本発明の第２
実施例の空気調和機の給気温度設定値演算装置によれ
ば、ファン回転数および外気ダンパ開度を見て給気温度
設定値を変更する必要があるか否かの判断をし、給気温
度の状態、ファン回転数の変化状況および外気ダンパの
変化状況を見て給気温度設定値を変更してもよいかの判
断をすることができる。

【００３６】つぎに本発明の第３実施例について、図面
を参照しながら説明する。なお、従来例、第１実施例お
よび第２実施例と同じものは同一の番号を記し説明は省
略する。図４は本発明の第３実施例の構成図である。図
４に示すように、室内温度判定手段１０は室内温度セン
サ１０８の計測値と室内温度設定値入力手段１１の信号
を受け給気温度設定値変更手段１２に信号を出力する。
給気温度設定値変更手段１２は変更判定手段８の信号と
飽和状態判定手段９の信号と室内温度判定手段１０のを
受け給気温度設定値記憶手段２に信号を出力する。

【００３７】次に動作を説明する室内温度判定手段１０
は室内温度センサ１０８の計測値ｔ _R と室内温度入力手
段１１に入力された室内温度設定値Ｔ_R の偏差Ｅを次に
ように演算する。

【００３８】Ｅ＝Ｔ_R−ｔ_R 次に、Ｅから

【００３９】

【表５】

【００４０】表５に示す判定を行い判定結果を給気温度
設定値変更手段６に出力する。図５は給気温度設定値変
更手段６の暖房時の動作を示すフローチャートである。
図５に示すように給気温度設定値変更６は室内温度判定
結果が１ならば給気温度設定値をｄＴだけ下げ、室内温
度判定結果が−１ならば給気温度設定値をｄＴだけ上げ
るが室内温度判定結果が０ならば給気温度設定値の変更
を行わない。また、給気温度設定値を変更した場合は、
給気温度設定値を給気温度設定値記憶手段２に出力す
る。冷房時の動作は、給気温度設定値の上げ下げが逆に
なる。つまり、室内温度判定結果が１ならば給気温度設
定値をｄＴだけ上げ、室内温度判定結果が−１ならば給
気温度設定値をｄＴだけ下げ、室内温度判定結果が０な
らば給気温度設定値の変更を行わない。その他の動作は
暖房時の動作と同じである。

【００４１】このように本発明の第３実施例の空気調和
機の給気温度設定値演算装置によれば、室内温度を見て
給気温度設定値を変更する必要があるか否かの判断を
し、給気温度設定値を変更することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によればファン回転数を見て給気温度設定値を変更す
る必要があるか否かの判断をし、給気温度の状態および
ファン回転数の変化状況を見て給気温度設定値を変更し
てもよいかの判断をするので給気温度の設定値を頻繁に
上下動させることなく室内の居住者に不快感を与えるこ
となく給気温度設定値を変更し室内温度を快適に保つこ
とのできる効果のある空気調和機の給気温度設定値演算
装置が提供できる。

【００４３】また、ファン回転数に加え外気ダンパ開度
を見て給気温度設定値を変更する必要があるか否かの判
断をし、給気温度の状態、ファン回転数の変化状況に加
えび外気ダンパの変化状況を見て給気温度設定値を変更
してもよいかの判断をするので外気ダンパの開度が最大
になることを防ぎＣＯ₂ 濃度制御も良好に行うことので
きる効果のある空気調和機の給気温度設定値演算装置が
提供できる。

【００４４】また、室内温度により給気温度の設定値を
変更するので室内温度を悪化を防止することのできる効
果のある空気調和機の給気温度設定値演算装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の空気調和機の給気温度設
定値演算装置の構成図

【図２】同装置の給気温度設定値変更手段の動作を示す
フローチャート

【図３】同第２実施例の同構成図

【図４】同第３実施例の同構成図

【図５】同装置の給気温度設定値変更手段の動作を示す
フローチャート

【図６】エアハンドリングユニットとその制御装置の構
成図

【図７】従来の空気調和機の給気温度設定値演算装置の
構成図

【図８】同装置の給気温度設定値変更手段の動作を示す
フローチャート

【符号の説明】

１ 給気温度比較手段 ２ 給気温度設定値記憶手段 ３ 変更判定手段 ４ ファン回転数監視手段 ５ 飽和状態判定手段 ６ 給気温度設定値変更手段 ７ 外気ダンパ開度監視手段 ８ 変更判定手段 ９ 飽和状態判定手段 １０ 室内温度判定手段 １１ 室内温度設定値入力手段 １２ 給気温度設定値変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松林 成彰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気調和機からの吹き出し空気の温度を計
   測する給気温度センサと、給気温度の設定値を記憶する
   給気温度設定値記憶手段と、前記給気温度センサの計測
   値および前記給気温度設定値記憶手段に記憶された給気
   温度設定値を比較する給気温度比較手段と、前記空気調
   和機からの吹き出し空気の風量を変えるファンと、前記
   ファンの回転数を監視するファン回転数監視手段と、前
   記ファン回転数監視手段で監視されたファン回転数から
   前記ファンが飽和状態にあるか否かを判定する飽和状態
   判定手段と、前記給気温度比較手段の比較結果と前記フ
   ァン回転数監視手段で監視されたファン回転数から給気
   温度設定値の変更を行っても良いかを判定する変更判定
   手段と、前記飽和状態判定手段の結果と前記変更判定手
   段の結果をもとに給気温度設定値を変更し前記給気温度
   設定値記憶手段に出力する給気温度設定値変更手段とか
   ら構成された空気調和機の給気温度設定値演算装置。
2. 【請求項２】空気調和機にて熱交換を行う空気の外気と
   室内空気の混合比率を変える外気ダンパと、前記外気ダ
   ンパの開度を監視する外気ダンパ開度監視手段を付加
   し、飽和状態判定手段は前記ファン回転数監視手段で監
   視されたファン回転数と前記外気ダンパ開度監視手段で
   監視された外気ダンパ開度から前記ファンおよび前記外
   気ダンパが飽和状態にあるか否かを判定し、変更判定手
   段は前記給気温度比較手段の比較結果と前記ファン回転
   数監視手段で監視されたファン回転数と前記外気ダンパ
   開度監視手段で監視された外気ダンパ開度から給気温度
   設定値の変更を行っても良いかを判定すること特徴とす
   る請求項１記載の空気調和機の給気温度設定値演算装
   置。
3. 【請求項３】室内の温度を計測する室内温度センサと、
   室内温度の設定値を入力する室内温度設定値入力手段
   と、前記室内温度センサの計測値および前記室内温度設
   定値入力手段に入力された室内温度設定値とから室内温
   度の状況を判定する室内温度判定手段を付加し、前記給
   気温度設定値変更手段は前記飽和状態判定手段の結果と
   前記変更判定手段の結果と前記室内温度判定手段の結果
   をもとに給気温度設定値を変更し前記給気温度設定値記
   憶手段に出力することを特徴とする請求項２記載の空気
   調和機の給気温度設定値演算装置。