JPH08219535A

JPH08219535A - Ｖａｖ式空気調和システム

Info

Publication number: JPH08219535A
Application number: JP7053378A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hayashi; 利雄林; Sakae Kikuchi; 栄菊地; Masao Masuda; 正夫増田
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-08-30
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JP3383458B2

Abstract

(57)【要約】【目的】専用ＶＡＶユニットが不要な低圧損型ＶＡＶ
式空気調和システム。【構成】本システムは、送風量を自動制御可能な１の
送風機８と、送風系４と、送風系内に設置されて開度を
個別制御可能な複数のダンパ１０と、送風系内に設置さ
れる１の静圧検出器２２とを備えており、その送風機８
検出された静圧検出値が静圧設定値になるように追従制
御される。静圧設定値は各ダンパ１０の開度情報及び静
圧検出値に基づいて設定又は更新される。また各空調空
間６には環境センサ２０が設置されて、各ダンパの開度
は各環境信号に応じて個別に自動制御される。そして、
自動制御された各ダンパのいずれかの開度が所定範囲を
逸脱した場合に、静圧設定値が更新される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＡＶ（Variable Air
Volume：可変風量）方式の空気調和システムに係り、
特にその送風機の能力制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】個別空調と省エネルギーに応用される機
器として、ＶＡＶ式空気調和システムが広く採用されて
いる。ＶＡＶ式空気調和システム１００は、図４に示す
ように、空調機１０２により空調された空気を、送風機
１０４により、送風ダクト１０６を介して、各個別空調
空間に対応して設けられた送風ユニット１０８（１０８
Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ）に送るように構成されてい
る。各送風ユニット１０８は開度を比例制御することが
可能な羽根１１０を備えており、要求負荷に応じて、開
度を調整することができる。また、送風機１０４には制
御器１１２が接続されており、送風機１０４の能力制御
を実施する。

【０００３】かかるＶＡＶ式空気調和システムの送風機
の能力制御を実施するにあたっては、従来より、次のよ
うな方式が採用されている。（１）ダクト内、例えば送風機の直近に設けられた静圧
センサにより、ダクト内の１点の静圧を検出し、その静
圧が一定になるように制御する方法。しかし、送風機の
能力制御範囲が限定され、送風系の搬送動力を低減させ
ることが困難である。またＣＡＶ機能を備えた専用のＶ
ＡＶユニットが必要となり、装置自体が高価となるとい
う問題を有している。

【０００４】（２）機械式の絞り型のＶＡＶユニットの
ダンパ開度信号を検出し、系内の少なくとも１つのＶＡ
Ｖユニットが全開になるように送風機の能力を制御する
方法。しかし、（１）の方式と同様に、ＣＡＶ機能を備
えた専用のＶＡＶユニットが必要となり、装置自体が高
価である。さらにＶＡＶユニット内でＣＡＶ機能に由来
する圧力損失が発生し、搬送動力を消費してしまうとい
う問題を有している。

【０００５】（３）電子式のダンパを使用し、風量等
（風速、静圧）を検出し、かつダンパ開度信号を検出し
て、系内の少なくとも１つのＶＡＶユニットが全開にな
るように送風機の能力を制御する方法。しかし、専用の
ＶＡＶユニットが必要であり、しかもＶＡＶシステムの
運転状態を検出する検出点が２点必要となるため、装置
自体が高価になるという問題を有している。

【０００６】（４）予め、ダクト系の「風量−静圧」関
係を求め、これと送風機の回転数とを対応させ、ＶＡＶ
ユニットの開度信号を検出し、演算により送風量を決定
し、送風機能力とＶＡＶユニットの開度を制御する方
法。しかし、予測に基づく制御方式であり、オープンル
ープ制御であるため、汎用性に乏しいという問題を有し
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＶＡ
Ｖ式空気調和システムが有する上記のような問題点に鑑
みて成されたものであり、その目的は、専用のＶＡＶユ
ニットを使用せずに、従来型のモータダンパを使用する
だけで、低コスト、省エネルギーのＶＡＶ式空気調和シ
ステムを提供することが可能な、新規かつ改良されたＶ
ＡＶ式空気調和システムの送風機の運転制御方式を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づくＶＡＶ式空気調和システムは、送風
量を自動制御可能な１の送風機と、その送風機に連通す
る送風系と、その送風系内（例えば、その吹き出し部）
に設置されてそれぞれの開度を個別に自動制御可能な複
数のダンパ（例えば、電子式風量調整ダンパ）と、送風
系内に設置される１の静圧検出器とを備えており、その
送風機は、静圧検出器において検出される静圧検出値が
所定の静圧設定値に保持されるように追従制御されるよ
うに構成されている。

【０００９】なお、静圧設定値は、各ダンパの開度情報
及び静圧検出値に基づいて設定又は更新される。さらに
各ダンパに対応する各空調空間には、環境センサ（例え
ば、温度センサ）が設置されており、各ダンパの開度は
各環境センサからの信号に応じて個別に自動制御され
る。そして、このように自動制御された各ダンパのうち
のいずれかの開度が、予め設定された所定範囲を逸脱し
た場合には、静圧設定値は更新される。

【００１０】

【作用】以上のように本発明によれば、従来のＶＡＶ式
空気調和システムのように専用のＶＡＶユニットを設け
る必要が無く、汎用の電子式風量調整ダンパを給気ダク
トなどの送風系に設置するだけで、低圧力損失型の廉価
なＶＡＶ式空気調和システムを構築することができる。

【００１１】また送風機の能力制御にあたっては、従来
のシステムのようにＶＡＶユニットの開度やＶＡＶ風量
を検出する必要がなく、ダクト内の１点の静圧のみを検
出しその検出値が静圧設定値になるように追従運転を行
うだけで、最適な運転制御を達成することができる。

【００１２】その際に、静圧設定値を各ダンパの開度情
報及び静圧検出値に基づいて設定又は更新することによ
り、特にいずれかのダンパの開度が所定範囲を逸脱する
ごとに静圧設定値を更新することにより、常に送風機の
最適な運転制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明の好
適な実施例について詳細に説明する。なお、図１は、本
発明に基づいて構成されたＶＡＶ式空気調和システムの
一実施例を示すシステム構成図であり、図２は、図１に
示すシステムに適用可能な電子式可変風量ダンパの一実
施例を示す概略断面図であり、図３は、図１に示すシス
テムの動作の一実施例を示すフローチャートである。

【００１４】図１に示すように、本発明にかかるＶＡＶ
式空気調和システムは、外気又は室内からの還気の温湿
度を最適化する空調機２と、空調機２から送られる空気
をダクト４などの送風系を介して空調領域６に送気する
１の送風機８と、主ダクト４から分岐して各個別空調領
域にまで延びる副ダクト４Ａ〜４Ｅ内にそれぞれ設置さ
れたダンパ１０（１０Ａ〜１０Ｅ）とから主に構成され
ている。なお、図示の例では、５つの副ダクト４Ａ〜４
Ｅのそれぞれに対して５つのダンパ１０Ａ〜１０Ｅを設
置する構成を示しているが、本発明はかかる実施例に限
定されず、送風機８の出力や要求される空調負荷に応じ
て、任意の数の副ダクト及びダンパを設置することがで
きることは言うまでもない。

【００１５】各ダンパ１０は、例えば図２に示すような
電子式可変風量ダンパとして構成することができる。図
示のダンパ１０は、モータ１２により駆動可能な羽根１
４を有するバタフライ式のものとして構成されている。
しかし、本発明はかかる実施例に限定されず、開度を調
整することによりダクト４内の流路断面を変えることが
可能な各種ダンパ構造に適用できることは言うまでもな
い。なおモータ１２は制御器１８によりモータ開度が指
示され、これに関する情報は、制御部１８内に一時記憶
される。

【００１６】さらに図１に示すように、空調領域６内に
は、各副ダクト４Ａ〜４Ｅの各吹出口に対応する各空調
空間６ａ〜６ｅの所定位置に環境センサ２０Ａ〜２０
Ｅ、例えば温度センサなどが設置されており、各個別空
調空間６ａ〜６ｅ内の温度や湿度を検出して、制御部１
８に送ることができる。そして、制御部１８は、環境セ
ンサ２０Ａ〜２０Ｅからの情報に基づいて、各ダンパ１
０に駆動信号を送り、各個別空調空間６ａ〜６ｅの環境
が最適化されるように、各ダンパ１０の開度を調整する
ことができる。

【００１７】またダクト４には、ダクト内の所定の一点
の静圧を測定するための静圧センサ２２が設けられてお
り、ダクト内の静圧検出値を制御部１８に送ることがで
きる。なお、図示の例では、静圧センサ２２は送風機８
の間近の下流に設置されているが、本発明はかかる実施
例に限定されない。本発明によれば、ダクトなどの送風
系の任意の１点の静圧が検出できれば良く、送風系の任
意の箇所に静圧センサを設置することができる。ただ
し、図１に示すように送風系を主ダクト４とそこから分
岐する副ダクト４Ａないし４Ｅから構成するような場合
には、主ダクト４内の任意の１点の静圧を検出する構成
とすることが、制御系の安定性の観点から好ましい。

【００１８】以上のようにして検出された静圧検出値
は、制御部１８内において制御部１８により定められた
静圧設定値と比較されて、静圧検出値が静圧設定値に追
従するように、駆動信号が送風機制御器２４に送られ、
送風機８の出力を制御することが可能である。このよう
に、本発明によれば、ダクト内の１点の静圧を検出する
だけで、送風機８の能力を最適に制御することができ
る。

【００１９】ところで、従来のＶＡＶ式空気調和システ
ムのように、単にモータ駆動式のダンパを使用してその
開度を調整するのみでは、ダンパ相互間で干渉を起こ
し、風量が安定しないため、最適な環境制御を行うこと
ができない。そこで、図１に示すシステムでは、環境制
御系と送風機能力制御系の２つの制御系を採用すること
により、最適な環境制御を達成している。

【００２０】（１）環境制御系環境制御系は、汎用型のモータ駆動式ダンパ１０（１０
Ａ〜１０Ｅ）と、各空調空間６ａ〜６ｅに設置されて環
境（例えば温度）を測定する環境センサ２０Ａ〜２０Ｅ
と、モータ１２を駆動して各ダンパ１０（１０Ａ〜１０
Ｅ）の開度を操作するモータ制御器１６とから主に構成
されている。そして、動作時には、各空調空間６ａ〜６
ｅにおける環境測定値が要求される環境設定値に追従す
るように、各ダンパ１０Ａ〜１０Ｅの開度を調整するよ
うに運転制御が行われる。

【００２１】これに対して、送風機能力制御系は、送風
機８と、ダクト４内の所定の１点の静圧を測定する静圧
センサ２２と、送風機８の能力を制御する送風機制御器
２４とから主に構成されている。そして、動作時には、
制御部１８が所有する各ダンパ１０Ａ〜１０Ｅの開度情
報と静圧測定値とから決定される静圧設定値に静圧測定
値が追従するように、送風機８の能力制御が行われる。

【００２２】次に、上記のように構成されたＶＡＶ式空
気調和システムの動作について図２に示すフローチャー
トを参照しながら説明する。まず本発明に係るＶＡＶ式
空気調和システムを動作させるには、ステップＳ１にお
いて、空調機２及び送風機８の運転を開始する。

【００２３】（１）初期静圧値の設定動作システムの運転を開始した後、ステップＳ２に進み、静
圧値の初期値が設定される。すなわち、静圧センサ２２
によりダンパ４内の静圧の初期値（ｋ）を測定し、その
測定値を記憶する。

【００２４】（２）環境制御動作初期静圧値を設定した後、各空調空間６ａ〜６ｅの環境
を最適化するための環境制御動作が行われる。まずステ
ップＳ３では、各空調空間６ａ〜６ｅの環境（例えば温
度）が測定されて、その情報が制御部１８に送られる。
次いでステップＳ４に進み、制御部１８で各空調空間６
ａ〜６ｅの温度を最適化するために必要なダンパ１０Ａ
〜１０Ｅの開度を求め、その開度情報を各ダンパ１０Ａ
〜１０Ｅの各モータ制御部１６に送る。

【００２５】次いでステップＳ５に進み、制御部１８か
ら送られた開度情報に応じてモータ１２を駆動し、各空
調空間６ａ〜６ｅの温度が最適化されるように各ダンパ
１０Ａ〜１０Ｅの開度を個別に調整する。

【００２６】（３）静圧設定値の更新動作各空調空間６ａ〜６ｅの環境を最適化した後、制御部１
８が所有する各ダンパ１０Ａ〜１０Ｅの開度情報と静圧
センサ２２から送られる静圧測定値に基づいて、ステッ
プＳ２において記憶された静圧設定値の更新が行われ
る。まずステップＳ６及びステップＳ７において、各区
空調空間６ａ〜６ｅの環境制御後の各ダンパ１０Ａ〜１
０Ｅのいずれかの開度が、予め設定した許容開度範囲
（β≧α≧γ）内にあるかどうかが判断される。

【００２７】ステップＳ６では、全てのダンパ１０Ａ〜
１０Ｅの現在開度が許容開度範囲（α）の上限値（β）
を超えているかどうかが判断される。その結果、いずれ
かのダンパ１０Ａ〜１０Ｅの現在開度が許容開度範囲
（α）の上限値（β）を超えている場合には、静圧不足
状態であるので、ステップＳ８に進み、ステップＳ２に
おいて記憶された静圧設定値に一定値（ｘ）を加えた設
定値を新たな静圧設定値としてメモリに記憶する。

【００２８】またステップＳ６において、全てのダンパ
１０Ａ〜１０Ｅの現在開度が許容開度範囲（α）の上限
値（β）以下であると判断された場合には、ステップＳ
７に進み、全てのダンパ１０Ａ〜１０Ｅの現在開度が許
容開度範囲（α）の下限値（γ）未満であるかどうかが
判断される。その結果、いずれかのダンパ１０Ａ〜１０
Ｅの現在開度が許容開度範囲（α）の下限値（γ）未満
であると判断された場合には、静圧過剰状態であるの
で、ステップＳ９に進み、ステップＳ２において記憶さ
れた静圧設定値から一定値（ｙ）を引いた設定値を新た
な静圧設定値としてメモリに記憶する。

【００２９】以上のシーケンスの結果、ステップＳ６及
びステップＳ７において、全てのダンパ１０Ａ〜１０Ｅ
の現在開度が許容開度範囲（β≧α≧γ）内にあると判
断された場合には、現在の静圧設定値が適正であると考
えられるので、ステップＳ１０に進み、ステップＳ２に
おいて記憶された静圧設定値をそのまま利用することが
できる。

【００３０】（４）送風系の静圧制御以上のようにして静圧設定値が決定された後、シーケン
スはステップＳ１１に進み、静圧センサ２２において検
出される静圧検出値が静圧設定値に追従するように、送
風機８の能力制御が行われる。以降、ステップＳ１〜Ｓ
１１のループを反復することにより、本発明に基づいて
構成されたＶＡＶ式空気調和システムの運転制御が行わ
れる。

【００３１】以上本発明の一実施例にかかるＶＡＶ式空
気調和システムについて説明したが、本発明はかかる実
施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の範囲内で、各種の変更及び修正が可能であること
は言うまでもない。

【００３２】特にダンパ１０Ａ〜１０Ｅの設置に関して
は、各ダンパ１０Ａ〜１０Ｅをダクト４（４Ａ〜４Ｅ）
の吹き出し部に設置することにより、容易にＶＡＶ吹出
口を構成することが可能である。この場合には、従来の
ＶＡＶユニットに付属していたセンサ類（ＶＡＶ開度セ
ンサ、ＶＡＶ風量センサなど）を省略することが可能な
ので、よりコンパクトなシステムを構築することができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、専
用のＶＡＶユニットを使用せずに、従来型のモータダン
パを使用するだけで、低コスト、省エネルギーのＶＡＶ
式空気調和システムを構築することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成されたＶＡＶ式空気調和
システムの一実施例を示すシステム構成図である。

【図２】図１に示すシステムに適用可能な電子式可変風
量ダンパの概略断面図である。

【図３】図１に示すシステムの動作の一実施例を示すフ
ローチャートである。

【図４】従来のＶＡＶ式空気調和システムの概略を示す
システム構成図である。

【符号の説明】

２空調機４（４Ａ〜４Ｅ）ダクト６（６ａ〜６ｅ）空調領域（空調空間）８送風機１０（１０Ａ〜１０Ｂ）ダンパ１６モータ制御器１８制御部２０Ａ〜２０Ｅ環境センサ２４送風機制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風量を自動制御可能な１の送風機と、
その送風機に連通する送風系と、その送風系内に設置さ
れてそれぞれの開度を個別に自動制御可能な複数のダン
パと、前記送風系内に設置される１の静圧検出器とを備
え、前記送風機は、前記静圧検出器において検出される
静圧検出値が所定の静圧設定値に保持されるように追従
制御されるように構成された、ＶＡＶ式空気調和システ
ム。
【請求項２】前記静圧設定値は、前記各ダンパの開度
情報及び前記静圧検出値に基づいて設定又は更新される
ことを特徴とする、請求項１に記載のＶＡＶ式空気調和
システム。
【請求項３】さらに各ダンパに対応する各空調空間に
それぞれ設置される環境センサを備え、前記各ダンパの
開度は前記各環境センサからの信号に応じて個別に自動
制御されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の
ＶＡＶ式空気調和システム。
【請求項４】前記各ダンパのうちのいずれかの開度が
予め設定された所定範囲を逸脱した場合に、前記静圧設
定値は更新されることを特徴とする、請求項３に記載の
ＶＡＶ式空気調和システム。
【請求項５】前記各ダンパは、前記送風系の吹き出し
部に設置されることを特徴とする、請求項１〜４のいず
れかに記載のＶＡＶ式空気調和システム。
【請求項６】前記各ダンパは、電子式風量調整ダンパ
であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記
載のＶＡＶ式空気調和システム。
【請求項７】前記環境センサは、温度センサであるこ
とを特徴とする請求項３に記載のＶＡＶ式空気調和シス
テム。