JPS61195228A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、厨房、地下駐車場その他の室の状態を各種セ
ンサーにより監視し、これらセンサーの出力に応じて空
調用のモータ例えば給気ファンのモータ、排気ファンの
モータ、冷温水循環用のポンプのモータ等を運転するこ
とにより室内の環境を一定の良環境に維持するようにし
た空調装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種装置として、空の状態を各種センサーによ
り監視し、これらセンサーの出力の大小に応じて定回転
の空調用モータの電源回路に介入したスイッチを入切し
て該モータを運転状態と停止状態とに制御し、室内を一
定環境に維持するようにしたいわゆる二位置制御法によ
るものと、室の状態を各種センサーにより監視し、これ
らセンサーから出力されるアナログ信号の大きさに応じ
てアナログ計器を作動させ、これにより空調用のモータ
の回転数を制御して、室内を一定環境に維持するように
したいわゆる比例制御法によるものとが知られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来装置の前者によれば、スイッチ
を正常作動させるための該スイッチの大切の回数は必然
的に制限されてしまうので、高精度の制御を行なうこと
ができない欠点があり、また後者によれば、アナログ信
号による制御であるため、熱的、電気的外乱に影響され
易く、したがってこれら外乱を防止する装置を備える必
要があって空調装置全体のコストが著しく島くなる欠点
がある。

本発明は上記従来装置の欠点を無くした装置を提供する
ことをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、コストの安い装置で高精度の制御が行なえ
るようにするために、第１に、室内の温度、湿度、ＣＯ
Ｗ度等を検知してその値に応じたアナログ信号を出力す
る検知手段と、該検知手段からのアナログ信号を一設定
値の上下に応じた二位値信号に変換して出力する変換手
段と、設定時間内において二位値信号の変化の回数をカ
ウントし、カウント値に応じた階段状のステップ信号を
一定時間後に発生するステップ信号発生手段とを備え、
該ステップ信号発生手段からのステップ信号により空調
用のモータを制御するようにし、さらに第２に、室内の
温度、湿度、ＣＯ濃度等を検知してその値に応じたアナ
ログ信号を出力する検知手段と、該検知手段からのアナ
ログ信号を一設定値の上下に応じた二位値信号に変換し
て出力する変換手段と、設定時間内において二位値信号
の変化の回数をカウントし、カウント値に応じた階段状
のステップを一定時間に発生するステップ信号発生手段
と、商用電源と、該ステップ信号により駆動されるイン
バータと、該ステップ信号により駆動される切換手段と
を備え、該ステップ信号の最大値とそれ未満とで該切換
手段により空調用のモータを、該商用電源と該インバー
タとに切換接続して、該モータを制御するようにした。

（作　用） 例えば、室内の温度を設定値に維持する場合について、
第１図のブロック図に基づいて説明すると、室内の温度
は検出手段たる温度センサー（１）により検出され、該
センサー（１）からその温度に応じたアナログ信号が出
力される。このアナログ信号は次段の変換手段たるコン
パレータ（２）に送られ、ここで設定温度に応じたアナ
ログ信号と比較され、設定温度以上であれば例えばハイ
レベルのディジタル信号に、設定温度以下であればロー
レベルのディジタル信号に、すなわち二位値信号に変換
されて出力される。さらにこの二位値信号は次段のステ
ップ信号発生手段（３）に送られ、ここで設定された時
間内において二位値信号が何回変化したかがカウントさ
れ、そのカウント値に応じた階段状のステップ信号が一
定時間後に発生される。このステップ信号が空調用のモ
ータたる給気ファン、排気ファン等のモータ（４）の制
御回路に送られ、その大きさに応じた回転数に該モータ
（４）が制御されて、室内の温度が設定温度に制御され
、室内は所望の良環境に維持される。

尚、ステップ信号発生手段（３）から一定時間後にステ
ップ信号を発生させるようにしたのは、モータ（４）の
慣性等による追従遅れや過渡現象を考慮したからである
。

（実施例） 次に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明を高層建築物の空ｌｉｌ設備に適用した
場合の実施例を示すも°ので、図中（５）、（６）、（
７）は屋上に設けた給気ファン、排気ファン、冷温水循
環用のポンプを夫々示し、（８）は各階の天井壁に設け
た給・運気用ユニットを示し、（９）は各階の側壁に設
けた排気ユニットを示す。

上記構成は、従来のものと特に異なるものではなく、こ
れによれば、給気ファン（５）により外気が給気ダクト
（１０を介して各階の給・運気用ユニット（８）に送ら
れると共に、ポンプ（７）により冷水或は温水が冷・温
水管ＣＩｔ）を介して該給・運気用ユニット（８）に送
られて、各階の室内に新鮮な冷風或は温風が循環され、
排気ファン（６）により室内のよごれた空気が排気ダク
ト■を介して外部に放出される。

ここで、本発明の第１発明は、室内の温度、湿度、ＣＯ
濃度等を検知してその値に応じたアナログ信号を出力す
る検知手段（１）と、該検知手段（１）からのアナログ
信号を一設定値の上下に応じた二位値信号に変換して出
力する変換手段（乃と、設定時間内において二位値信号
の変化の回数をカウントし、カウント値に応じた階段状
のステップ信号を一定時間後に発生するステップ信号発
生手段（３）とを備え、該ステップ信号発生手段（３）
からのステップ信号により空調用のモータ（４）を制御
するようにした。

これを暖房の場合について更に詳しく説明すると、図示
のものでは、該検知手段（１）として例えば室内の温度
に応じたアナログ信号を出力するサーミスタを用い、該
変換手段（わとして例えば−設定値すなわち室内の温度
の設定値を２６℃とし、室内の実際の温度が２６℃未満
であれば２４Ｖの信号を出力し、２６℃であればＯ■信
号を出力するコンパレータを用い、該ステップ信号発生
手段（３）として例えば設定時間内において該コンパレ
ータから出力される２４Ｖの出力信号と０■の出力信号
との変化の回数をカウントし、カウント値に応じた８階
段のステップ信号を発生するマイクロコンピュータを用
いるもので、前記給気ファン（５）及び排気ファン（６
）のモータ（４）を例えば定格回転数が１ｓｏｏｒ、ｐ
−ｍの三相誘導電動機で構成した場合、該三相誘導電動
機の回転数を第３図に示すように室内の負荷の大小に対
応させて１ｓｏｏｒ、ｐ、ｍから下に８分割し、各分割
した回転数を該マイクロコンピュータから発生される各
段階のステップ信号に対応させるようにした。

かくするときは、代表する階の室内の温度を２６℃に設
定し、例えば当該室内の平均負荷が川に５０％である場
合、例えばマイクロコンピュータから４段目のステップ
信号Ｓ４と５段目のステップ信号Ｓ５とが所定間隔で交
互に発生され、三相誘導電動機が略７５０回転と略９３
０回転とで運転され、この回転数に応じた流量の熱気が
各階の給・運気ユニット（８）から各室内に吹込まれる
と共に、各階の排気ユニット（９）から各室内の汚れた
空気が放出され、各室内の温度が２６℃の前後において
多少変動しながら平均２６℃の良環境に維持される。

この状態から、代表する階の室内の平均負荷が人数の減
少や外気温度の低下等により８０％に急変すると、当該
室内の温度は２６℃から大幅に減少するもので、その変
化は直ちにサーミスタにより検知され、コンパレータを
介してマイクロコンピュータに送られて、該マイクロコ
ンピュータからは前記した平均負荷が５０％の場合に比
して頻繁に変化する４段目のステップ信号Ｓ４と５段目
のステップ信号Ｓ５とが交互に発生され、これに伴い三
相誘導電動機も頻繁に変化する略１５０回転と略９３０
回転とで運転されて、各室内の温度が２６℃の前後に近
付くようにされる。

しかしながら、この運転では、室内の温度を２６℃の前
後に直ちに制御することは難しく、したがって、このと
きには、サーミスタで検知された２６℃を上下する室内
の温度により、コンパレータから出力される２４Ｖの信
号とＯ■の信号との変化の回数をマイクロコンピュータ
によりカウントし、マイクロコンピュータからカウント
値に応じた例えば６段目のステップ信号Ｓ６と７段目の
ステップ信号Ｓ７とが一定時間例えば１２秒後に交互に
発生され、これに伴い三相誘導電動機も略１１００回転
と略１３００回転とで運転され、この回転数に応じた流
量の熱気が各階の給・運気ユニット（８）から各室内に
吹込まれると共に、各階の排気ユニット（９）から各室
内の汚れた空気が放出され、各室内の温度が２６℃の前
後において多少変動しながら平均２６℃の良環境に維持
される。

尚、代表する階の室内の平均負荷が人数の増加や外気温
度の上昇等により３０％に急変することもあり、この場
合にはマイクロコンピュータから例えば２段目のステッ
プ信号Ｓ２と３段目のステップ信号とが一定時間例えば
２４秒遅れて交互に発生され、これに伴い三相誘導電動
機も略４００回転と略５５０回転とで運転され、各室内
の温度は２６℃の前後において多少変動しながら平均２
６℃の良環境に維持される。

さらに本発明の第２発明は、前記空調用のモータ（４）
の回転数の制御手段を開示するもので、商用電源（１３
と、ステップ信号発生手段（３）から発生されるステッ
プ信号により駆動されるインノ犬−タ帥と、該ステップ
信号により駆動される切換手段（＋５１とを備え、該ス
テップ信号の最大値とそれ未満とで該切換手段（＋５１
により空調用のモータ（４）を、該商用電源０３と該イ
ンバータａ４とに切換接続して、該モータ（４）を制御
するようにした。

これを更に詳しく説明すると、図示のものでは、該ステ
ップ信号発生手段（３）たるマイクロコンピュータから
発生される８階段のステップ信号を、その値に応じて０
乃至５■のアナログ信号に変換して出力する変換器ａｅ
に入力させ、該変換器ａｅから１乃至７段目のステップ
信号に応じたアナログ信号が発生されたときは、この信
号を該インバータ（＋４１に入力してその周波数を第３
図に示す該モータ（４）の１乃至７段目の回転数に対応
させるようにすると共にマイクロコンピュータ内の切換
手段０９により電磁リレー■を通電作動させて、商用電
源ａ３を該インバータａ４１を介して該モータ（４）に
接続して、ステップ信号の大きさに対応した該インバー
タａΦの周波数により該モータ（４）の回転数を制御す
るようにし、また、該変換器ａｅから８段目のステップ
信号すなわちステップ信号の最大値に応じたアナ０グ信
号が発生されたときは、切換手段（＋！ｉ１により電磁
リレー（１７）の通電を停止させると共に電磁リレー（
＋８を通電作動させて、商用電源ａ３をインバータ（１
＠を介さずに該モータ（４）に接続して、該モータ（４
）の回転数を定格の１ｓｏｏ　ｒ、　ｐ、　ｍになるよ
うにし、いずれの場合においても、室内の温度は２６℃
の前後において多少変動しながら平均２６℃の良環境に
維持される。

このものによれば、インバータ（ｌ＠として該モータ（
４）の定格電力以下の小音量のものが利用できる。

図中、ａ９は変換器ａｅから出力されるステップ信号の
大きさに応じた４乃至２０ｍへのアナログ信号を受けて
作動する表示器類を示す。

尚、上記した実施例は、暖房の場合であるが、本発明は
冷房の場合にも勿論適用でき、また上記実施例では、代
表する階の室内の温度を検知して各階の室内の温度を設
定温度になるように一制御したが、各階毎に室内の温度
を検知して各階毎の室内の温度を設定温度になるように
制御することも勿論可能である。

さらに、上記した実施例ではステップ信号により給気フ
ァン（５）及び排気ファン（６）のモータ（４）の回転
数のみを制御して室内の温度を設定温度になるように制
御したが、これに加えて前記冷・温水循環用ポンプ（７
＞のモータ（４）の回転数をも制御し、これにより該ポ
ンプ（Ｄの８Ｉ量を制御して、熱気の吹出し量の制御と
冷・渇水の循環量の制御との両方の制御により室内の温
度を設定温度になるように制御することもでき、この場
合にはより精度の高い空調制御ができると共に、従来、
冷・温水の循環量を制御するために一般に用いられてい
た二方弁や三方弁を省略できて有利である。

さらに、本発明のものでは、検知手段（１）として、室
内の温度、湿度、ＣＯ濃度等を検知してその値に応じた
アナログ信号を出力する式のものを用いたが、該アナロ
グ信号に近似させ該値に応じたディジタル信号を出力す
る式のものを用いることも可能である。

（発明の効果） このように第１発明によれば、室内の温度、湿度、ＣＯ
濃度等を検知してその値に応じたアナログ信号を出力す
る検知手段と、該検知手段からのアナログ信号を一設定
値の上下に応じた二位値信号に変換して出力する変換手
段と、設定時間内において二位値信号の変化の回数をカ
ウントし、カウント値に応じた階段状のステップ信号を
一定時間後に発生するステップ信号発生手段とを備え、
室内負荷の変動を、変換手段から出力される二位値信号
の変化の回数としてとらえ、これを一定時開運れて発生
される回数に応じたステップ信号に変換し、これにより
空調用のモータの回転数を制御して例えば室内の温度を
負荷の変動にかかわらず常に設定温度に維持するように
したので、モータの電源回路をスイッチにより直接入切
する前記従来の二位置制御法に比して精度が向上すると
共に、外乱防止装置等を必須とする前記従来の比例制御
法に比して廉価となる効果を有する。

また第２発明によるときは、商用電源と、該ステップ信
号により駆動されるインバータと、該ステップ信号によ
り駆動される切換手段とを備え、該ステップ信号の最゛
大値とそれ未満とで該切換手段により空調用のモータを
、該商用電源と該インバータとに切換接続して、該モー
タを制御するようにしたので、該インバータの容量を該
モータの容量より小さくすることができ、価格の面で有
利となる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の実施
の１例を示す説明図、第３図はステップ信号と空調用の
モータの回転数と室内の負荷との関係を説明する図であ
る。 （１）・・・温度センサー（検知手段）（２）・・・コ
ンパレータ（変換手段）（３）・・・マイクロコンピュ
ータ（ステップ信号発生手段） （４）・・・モータ ａ３・・・商用電源 ａの・・・インバータ （１５１・・・切換手段 特　許　出　願　人　株式会社まちだ東急百貨店特許出
願人　高砂熱学工業株式会社 特許出願人　国土電機工業株式会社 代　　　　理　　　　人　　北　　　　　村　　　　　
欣　　　　　−他２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、室内の温度、湿度、ＣＯ濃度等を検知してその値に
   応じたアナログ信号を出力する検知手段と、該検知手段
   からのアナログ信号を一設定値の上下に応じた二位値信
   号に変換して出力する変換手段と、設定時間内において
   二位値信号の変化の回数をカウントし、カウント値に応
   じた階段状のステップ信号を一定時間後に発生するステ
   ップ信号発生手段とを備え、該ステップ信号発生手段か
   らのステップ信号により空調用のモータを制御するよう
   にしたことを特徴とする空調装置。 ２、室内の温度、湿度、ＣＯ濃度等を検知してその値に
   応じたアナログ信号を出力する検知手段と、該検知手段
   からのアナログ信号を一設定値の上下に応じた二位値信
   号に変換して出力する変換手段と、設定時間内において
   二位値信号の変化の回数をカウントし、カウント値に応
   じた階段状のステップを一定時間後に発生するステップ
   信号発生手段と、商用電源と、該ステップ信号により駆
   動されるインバータと、該ステップ信号により駆動され
   る切換手段とを備え、該ステップ信号の最大値とそれ未
   満とで該切換手段により空調用のモータを、該商用電源
   と該インバータとに切換接続して、該モータを制御する
   ようにしたことを特徴とする空調装置。