JPH10141725A

JPH10141725A - 空調システム

Info

Publication number: JPH10141725A
Application number: JP31147296A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsushita; 清司松下; Yoshifumi Fukuoka; 善文福岡; Hiroki Nakazawa; 裕樹中澤
Original assignee: Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】パッケージ型個別空調機に外気冷房機構を付
加した空調システムを提供する。【解決手段】給気ダクト１４Ａ，１５Ａと排気ダクト
１４Ｂ，１５Ｂとからなる複数のダクト組１４，１５を
個別空調機１３と独立に設け、ダクト組１４，１５内の
排気ダクト１４Ｂ，１５Ｂに排気ファン１６，１７を設
け、室温センサ１８で検出した室温が設定値以下で、か
つ外気センサ１９で検出した外気温が基準値以下の場合
に、コントローラ２０からの指令で個別空調機１３を停
止し、排気ファン１６，１７を順次運転または運転停止
して、室１１内に導入する外気量を制御し、外気のみで
冷房を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調機を用いた空
調システムに係り、特に外気冷房機構を付加した空調シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外気冷房機構を付加した空調シス
テムとしては、単一ダクト方式の空調システムがあっ
た。図６は、そのような空調システムを示したもので、
建物Ａ内の機械室Ｂには大型の空調機１が設置され、こ
の空調機１には外気を導入するための第１の給気ダクト
２と空調空気を室Ｃ内に給送するための第２の給気ダク
ト３とが接続されている。また、室Ｃと建物Ａの外部と
を連通する排気ダクト４が設けられ、この排気ダクト４
には排気ファン５が設けられている。さらに、第１の給
気ダクト２と排気ダクト４との間には全熱交換器６が介
装されると共に、この２つのダクト２、４にはダンパ
（モータダンパ）７ａ、７ｂが設けられている。なお、
第１の給気ダクト２と排気ダクト４とはバイパスダクト
８を介して連通されており、このバイパスダクト８にも
ダンパ７ｃが設けられている。

【０００３】上記した空調システムにおいて、通常の冷
・暖房を行う場合は、全熱交換器６を熱交換モードで運
転して、外気を室温に近づけて空調機１に取入れ、空調
機１で空調した冷気または暖気を室Ｃへ送ると共に、排
気ファン５の運転で室Ｃ内の空気を外部へ排出して、換
気を行う。一方、外気温が室温よりも低く、なおかつ冷
房を必要とする場合は、全熱交換器６および空調機１を
送風モード運転に切替えて、外気をそのまま第１の給気
ダクト２から第２の給気ダクト３を経て室Ｃへ送り、い
わゆる外気冷房を行ってエネルギー消費量の低減を図る
ようにしている。なお、換気を行わない場合は、第１の
給気ダクト２および排気ダクト４内のダンパ７ａ，７ｂ
を必要最小限まで閉じると共に、バイパスダクト８内の
ダンパ７ｃを開き、室Ｃ内の空気を循環させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、外気冷房で
除去すべき熱量は、室Ｃ内の冷房負荷を一定とすれば、
外気導入量（風量）に大きく依存し、外気導入量が多い
ほど外気冷房の効果は高まるようになる。このため、上
記した空調システムでは、室Ｃ内の設定温度と外気温度
とに基いて給気ダクト２内のダンパ７ａの開度を制御
し、外気導入量を比例的に制御して設定室温を得るよう
にしていた。

【０００５】しかしながら、例えば、床面積が約3000ｍ
² 以下の小規模建物内の冷房には、一般にパッケージ型
の個別空調機（天井カセットなど）が用いられているた
め、この個別空調機に、上記した単一ダクト方式におけ
る外気冷房の機能をそのまま付加しようとすると、個別
空調機自体の改造に加えて、外気導入量を比例制御する
めの複雑な制御機構が必要となり、建物全体の工事費に
占める割合が著しく増大して、実質、その適用は断念せ
ざるを得ない状況にあった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、パッケージ型の
個別空調機に改造を加え、かつ複雑な制御機構に頼るこ
となく簡単に外気冷房の機構を付加できるようにするこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、外気を室内に導入するための給気ダクト
と、室内の空気を外部に排出するための排気ダクトとか
らなるダクト組をパッケージ型個別空調機とは独立に複
数組設置し、各ダクト組に換気装置を設けると共に、設
定室温および外気温に基いて個別空調機および各ダクト
組内の換気装置をオンオフ制御する制御手段を設ける構
成としたことを特徴とする。

【０００８】このように構成した空調システムにおいて
は、パッケージ型個別空調機とは独立に設けた複数のダ
クト組内の換気装置をオンオフ制御する、すなわち台数
制御するだけで、外気導入量を簡単に制御することがで
きる。

【０００９】本発明は、上記各ダクト組内の換気装置と
して、排気ファンを用いることができ、この場合は、換
気のための構造が簡単となる。本発明はまた、排気ファ
ンの１つを全熱交換器で置換するようにしても良いもの
である。全熱交換器を用いることで、外気冷房を行わな
い通常の空調時には、該全熱交換器を熱交換運転モード
として、個別空調機のエネルギー消費量を抑えることが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施の形態を示し
たものである。同図において、１０は建物、１１は空調
を必要とする室、１２は天井空所部であり、天井空所部
１２内にはパッケージ型個別空調機（ＡＣ）１３が、そ
の前面を室１１に向けて配置されている。また、天井空
所部１２内には、外気を室１１内に導入するための給気
ダクト１４Ａ，１５Ａと、室１２内の空気を外部に排出
するための排気ダクト１４Ｂ，１５Ｂとからなる２つの
ダクト組１４，１５が設置されると共に、各ダクト組１
４，１５の排気ダクト１４Ｂ，１５Ｂには換気装置とし
ての排気ファン（ＥＦ）１６，１７が設けられている。
なお、前記した個別空調機１３およびダクト組１４，１
５の設置数は、室１１の床面積に応じてより増設するこ
とができるが、ここでは、説明の便宜のため、１つの個
別空調機１３と、２つのダクト組１４，１５を備えた構
成として示す。

【００１２】さらに、室１２内の温度を検出する室温セ
ンサ１８と一方のダクト組１５内の給気ダクト１５Ｂに
取入れられる外気の温度を検出する外気温センサ１９と
が設けられ、これらセンサ１８、１９の信号は、室１２
の側壁に設置したコントローラ（制御手段）２０に送出
されるようになっている。コントローラ２０は、設定室
温および外気温に基いて個別空調機１３および各ダクト
組１４，１５内の送風機１６，１７をオンオフ制御する
機能を有している。

【００１３】より詳しくは、コントローラ２０は、図２
に示すように、設定室温Ｔ_R に対して、これよりわずか
低い基準外気温Ｔ_O を設定し、室温が設定室温Ｔ_R より
低くかつ外気温が基準外気温Ｔ_O より低い範囲では個別
空調機１３の暖房運転を、室温が設定室温Ｔ_R より高く
かつ外気温が基準外気温Ｔ_O より高い範囲では個別空調
機１３の冷房運転を、室温が設定室温Ｔ_R より高くかつ
外気温が基準外気温Ｔ_O より低い範囲では各ダクト組１
４，１５内の送風機１６，１７のオンオフ運転（外気冷
房）をそれぞれ行わせる機能を有している。

【００１４】本第１の実施の形態においては、上記した
ように室温が設定室温Ｔ_R より高くかつ外気温が基準外
気温Ｔ_O より低い場合に外気冷房を行うようにしている
が、前記設定室温Ｔ_R は季節によって変動し、例えば夏
季には26℃程度、冬季には22℃程度、中間季には24℃程
度の温度とされる。そして、外気冷房に際しては、個別
空調機１３の運転を停止させた状態で、図３に示すよう
に各ダクト組１４，１５内の送風機１６，１７を順次運
転または運転停止させる制御すなわち台数制御を行っ
て、室１１内への外気導入量を制御する。これにより、
室１１内は外気冷房のみで設定温度に維持され、この
間、個別空調機１３の運転は停止されているので、エネ
ルギー消費量は低減する。なお、前記設定室温Ｔ_R およ
び基準外気温Ｔ_O は、実際には所定の温度幅（２度程
度）を有しており、この温度幅内に室温が制御される。

【００１５】一方、室温が設定室温Ｔ_R より低くかつ外
気温が基準外気温Ｔ_O より低い場合、あるいは室温が設
定室温Ｔ_R より高くかつ外気温が基準外気温Ｔ_O より高
い場合は、上記したように個別空調機１３による冷・暖
房を行うが、この場合は、換気のために、送風機１６，
１７のうちの１つを運転するようにしても良い。

【００１６】図４は、本発明の第２の実施の形態を示し
たものである。本第２の実施の形態の特徴とするところ
は、上記第１の実施の形態における一方のダクト組１５
内の排気ファン１７に代えて全熱交換器２１を用い、こ
の全熱交換器２１を給気ダクト１５Ａと排気ダクト１５
Ｂとの間に介装した点にある。本第２の実施の形態にお
いて外気冷房を行う際は、この全熱交換器２１を送風モ
ード運転に切替えて、排気ファンと同等に取扱い、上記
した第１の実施の形態と同様に送風機１６と全熱交換器
２１を台数制御する。一方、個別空調機１３による冷・
暖房を行う際は、この全熱交換器２１を熱交換運転モー
ドとすると共に、残りの排気ファン１６の運転を停止
し、個別空調機１３を運転させる。これにより換気用空
気を室温に近づけて室１１内に取込むことが可能にな
り、個別空調機１３のエネルギー消費量が抑えられる。

【００１７】ここで、上記第１の実施の形態、第２の実
施の形態および外気冷房を行わない従来の個別空調シス
テムについて、公知の理論（「数値計算で学ぶ光と熱の
建築環境学」宿谷昌則著，丸善株式会社発行，217 〜22
5 頁）を利用して、年間の空調用エネルギー消費量の概
略を計算したところ、図５に示すような結果が得られ
た。なお、この計算に際しては、設定室温Ｔ_R を夏季
（６〜９月）26℃、冬季（12〜３月）22℃、中間季（4,
5,10,11 月）24℃とし、冷房負荷のある時間帯を平日 9
〜18時，土曜日 9〜13時とし、建物内の冷房負荷を40W/
m²と一定とした。図５に示す結果より、外気冷房を取入
れた第１の実施の形態のシステムの年間エネルギー消費
量は、外気冷房を行わないシステムの約55％に低減して
おり、外気冷房が省エネルギー化に大きく貢献すること
が明らかになった。また、この第１の実施の形態と第２
の実施の形態との比較より、外気冷房に全熱交換器を組
込むことにより、さらに省エネルギー化を達成できる
（外気冷房を行わないシステムの約50％）ことが明らか
になった。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る空調システムによれば、パッケージ型個別空調機に
特別の改造を加えたり、複雑な制御機構を用いたりする
ことなく、簡単に外気冷房の機構を付加することがで
き、設備コストの増大を最小限に抑えることができて、
利用価値が著しく向上する。また、各ダクト組内の換気
装置として排気ファンを用いた場合は、設備コストの増
大をさらに抑えることができる。さらに、排気ファンの
１つを全熱交換器で置換した場合は、個別空調機のエネ
ルギー消費量をさらに抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態としての空調システ
ムを示す模式図である。

【図２】本空調システムにおける個別空調機および外気
冷房の運転条件を示すグラフである。

【図３】本空調システムにおける外気冷房の際の制御内
容を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施の形態としての空調システ
ムを示す模式図である。

【図５】本発明の年間エネルギー消費量を外気冷房を行
わない空調システムのそれと対比して示すグラフであ
る。

【図６】外気冷房の機構を付加した従来の単一ダクト方
式の空調システムを示す模式図である。

【符号の説明】１０建物１１室１２天井空所部１３パッケージ型個別空調機１４，１５ダクト組１４Ａ，１５Ａ給気ダクト１４Ｂ，１５Ｂ排気ダクト１６，１７排気ファン（換気装置）１８室温センサ１９外気温センサ２０コントローラ（制御手段）２１全熱交換機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外気を室内に導入するための給気ダクト
と、室内の空気を外部に排出するための排気ダクトとか
らなるダクト組をパッケージ型個別空調機とは独立に複
数組設置し、各ダクト組に換気装置を設けると共に、設
定室温および外気温に基いて個別空調機および各ダクト
組内の換気装置をオンオフ制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする空調システム。
【請求項２】各ダクト組内の換気装置が、排気ファン
から成ることを特徴とする請求項１に記載の空調システ
ム。
【請求項３】排気ファンの１つを全熱交換器で置換し
たことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。