JPS6212207Y2

JPS6212207Y2 -

Info

Publication number: JPS6212207Y2
Application number: JP1982062520U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1982-04-28
Publication date: 1987-03-27
Also published as: US4553696A; JPS58165531U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は二重天井をサプライチヤンバとした空
気調和装置に関する。

一般に多層建築物、つまりビルデイングは、上
部階の床となるスラブと、このスラブの下方に張
設した天井ボードにより二重天井を構成し、この
二重天井の空間内には、照明や報知器、放送等電
気コードを配線したり空気調和用のダクトを配管
している。しかしながら、天井ボードに開口され
た吹出口と空気調和機とを結ぶダクトを上記二重
天井内の空間に特別に配管すると、このダクトの
配管工事に多大な費用および工期を必要とするば
かりでなく、スラブに粱が垂下されている場合に
上記ダクトは粱の下部を通さなければならず、し
たがつてこの分各階の天井面スラブが高くなり全
階をトータルするとビルデイングの高さが割高と
なる。

このようなことから、従来、スラブと天井ボー
ドとの空間内にダクトを配管せず、該空間を直接
にサプライチヤンバとして利用するような提案が
なされている。たとえば「特公昭53−24726号公
報」に開示されたものは、二重天井をサプライチ
ヤンバとして利用する技術である。

空気調和機から送り出された調和空気を二重天
井内のサプライチヤンバに導びきかつこのチヤン
バ内の空気を複数の吹出口を介して空調すべき室
へ供給する場合、空調機に近い（上流側）場所の
吹出口は遠い場所の吹出口に比べて吐出圧が高
く、気流分布が不均衡になるので室内の温度分布
も不均衡となる。これを防止するため前記公報の
ものはそれぞれの吹出口に電動送風機を設けこの
電動送風機の回転数を可変電圧装置などの制御装
置により制御するようになつている。

しかしながら、送風機は、同じ回転数であつて
もプロペラの上流側圧力に差があると送風量に差
を生じる性質がある。サプライチヤンバ内では一
般に空調機に近い場所は高い圧力となつており、
遠い場所は低い圧力となるので、回転数が同じ送
風機であれば送風量がばらついてしまう。したが
つて各送風機ごとに回転数を制御して均等な気流
分布を得るように調整する必要を生じるが、１個
の送風機の送風量を変えるとサプライチヤンバ内
の圧力分布が全体に亘つて変化するので、他の送
風機も送風量調整を行わなければならず、最終的
に全ての送風機の送風量を均等化しようとすると
全ての送風機は複数段階の調整が必要となり調整
作業がきわめて面倒となる。

一方、この種の空気調和装置においては、空気
調和機から送られる送風量は、常に必要最小限の
状態で運転すれば、動力の無駄がなく、省エネル
ギー運転が可能になるとともに、運転騒音も低減
できる利点があり、このような運転制御が常に望
まれている。

本考案はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、サプライチヤン
バ内に圧力分布があつても吹出口からは予め設定
した一定の送風量が得られ、しかも各吹出口相互
間の調整作業が不要となり、かつ空気調和機の送
風量を常に必要最小限の状態に制御することがで
きる二重天井をサプライチヤンバとした空気調和
装置を提供しようとするものである。

すなわち本考案は、一端が二重天井のサプライ
チヤンバに開口されるとともに他端が吹出口に開
口される制御用ダクトを設け、このダクト内の上
流側に風量センサを設けるとともに該風量センサ
の下流側にこの風量センサの検知信号にもとづき
開口量が制御される絞り弁を設け、この絞り弁の
開閉量を検知する検知器と、当該空調すべき部屋
への必要風量を任意に選択設定する風量設定器
と、上記風量センサによつて検出された風量と上
記設定された風量とを比較する比較器と、この比
較器からの出力に応じて上記絞り弁の開度を調整
する駆動手段とを具備し、それぞれの制御用ダク
トを、各風量検出器の検出風量にもとづき絞り弁
開度を制御して設定風量を保持するように制御す
るとともに、上記絞り弁開閉量検知器および比較
器からの出力を導入し、いづれか１個の絞り弁が
全開状態であることを出力している状態で上記比
較器が設定風量以下の出力を発した場合に空気調
和機の送風量を増大させるように制御する手段を
備えたことを特徴とする。

以下本考案の一実施例を図面にもとづき説明す
る。

図において１は空調すべき部屋であり、この部
屋１の天井には、上部階の床となる天井面スラブ
２と、このスラブ２の下方に配設された天井ボー
ド３とにより二重天井が構成されている。上記ス
ラブ２と天井ボード３との間に形成された空間を
サプライチヤンバ４と成している。

５は空気調和機であり、調和空気を消音チヤン
バ６を介して上記サプライチヤンバ４に供給す
る。

７……は天井ボード３に設けられた吹出口であ
り上記部屋１に開口されている。８……は制御用
ダクトであり、一端がサプライチヤンバ４に開口
されるとともに他端が吹出口７に連通されてい
る。したがつてサプライチヤンバ４内の空気はこ
のダクト８を通つて吹出口７から部屋１へ送風さ
れる。

制御用ダクト８内には第２図にも示すように、
上流側に風量検知手段としての風速センサ９を設
けてあり、この風速センサ９の下流側にはダクト
８の開口面積を制御する絞り弁、たとえば回動形
プレート弁１０が設けられている。上記絞り弁１
０はその弁軸１１が駆動装置としてのモータ１２
に連結され、このモータ１２により回動される。
なお絞り弁１０は二点鎖線で示されるように図示
の水平方向姿勢にある場合がダクト８を全開して
いる状態であり、かつ両端がストツパ１３，１３
に衝止している姿勢の場合がダクト８を全閉する
状態である。また１４は網等からなるフイルタを
示す。

上記風速センサ９およびモータ１２は制御装置
１５に電気的に接続されている。制御装置１５は
風速センサ９の電気信号をデジタル変換器１６、
パルス発生器１７を介してモータ正逆転判別器１
８に送るようになつており、このモータ正逆転判
別器１８は微制御域判別器１９、絞り弁の開閉状
態を検知して可動域を算出するための可動域検出
器２０を介してモータ駆動回路２１に信号を送
る。またモータ正逆転判別器１８は信号判別器２
２からの信号を受け、該信号判別器２２は、最大
風量設定器２３、最小換気量設定器２４、後述す
る手動切換スイツチ２５および設定風量判別回路
２６からの信号を受けるように構成されている。

このような各制御装置１５は、部屋１に設置し
た１個の手動切換スイツチ２５と風量設定器３０
とに接続される。手動切換スイツチ２５は風量設
定器３０による風量制御を行うかもしくは、給気
を停止（空調を停止）するかのいづれかを操作す
るものである。風量設定器３０は、風量設定操作
子３１により部屋１内で要求する風量を設定する
もので、増幅回路３２、パルス発出器３３および
デジタル変換器３４等を有し、このデジタル変換
器３４が各制御装置１５における設定風量判別回
路２６に接続されている。

一方、前記空気調和機５は送風機５ａを備えて
おり、この送風機５ａはモータによつて駆動され
るものであるから、空気調和機５にはこのモータ
の回転速度を制御するための周波数変換器、つま
りインバータ８０が設けられている。インバータ
８０は制御信号発出器８１からの信号にもとづき
周波数を変更する。この制御信号発生器８１は、
全てのダクト８……の制御装置１５……からの信
号を受ける。これら制御装置１５……から上記制
御信号発生器８１へ送られる信号は、可動域検出
器２０によつて送られてくる絞り弁１０が全開か
否かの信号Ａと、信号判別器２２から出る信号Ｂ
の両者である。制御信号発生器８１においては第
４図に示されたフローチヤートのごとき制御信号
を発生する。すなわち上記Ａ……、Ｂ……の信号
にもとづき、STEP１において１台以上のダクト
８がその絞り弁１０を全開しているか否かの判断
をし、このSTEP１においてNOの判断がなされ
るとインバータ８０に向けて送風機５ａの回転速
度降下の指示を出す。STEP１においてYESの判
断がなされるとSTEP２で１台以上のダクト８…
…が設定風量に対してこのダクト８内を流れる実
風量が少ないか否かの判断をする。実風量が設定
風量に比べて少ない場合には制御装置１５により
絞り弁開の指令がなされるのでこの指令信号を検
知するばよい。そしてSTEP２でYESの判断がな
されるとインバータ８０に対して送風機の回転上
昇を促すべく指令信号を出す。またSTEP２で
NOの判断がなされるとSTEP３の判断に移る。
STEP３にあつては１台以上のダクト８……で設
定風量と実風量が等しいか否かの判断を行う。そ
してSTEP３の判断がYESの場合にはインバータ
８０に対して送風機５ａの回転速度を現状維持す
るような指令信号を与え、またSTEP３の判断が
NOの場合にはインバータ８０に送風機５ａの回
転速度を下降させるべく指令信号を出すようにな
つている。

なお、第１図中、３７は戻し口、３８は吸込口
を示す。

このような構成による実施例の作用について説
明する。

空気調和機５の運転により調和された空気は消
音チヤンバ６を介してサプライチヤンバ４へ供給
される。サプライチヤンバ４の空気は各制御用ダ
クト８……を通つて吹出口７……より部屋１へ送
り込まれる。

空調を必要としない場合には手動切換スイツチ
２５により給気を停止にしておくと、信号判別器
２２が給気停止信号を受け、モータ正逆転判別器
１８、可動域検出器２０、モータ駆動回路２１を
介してモータ１２により絞り弁１０を全閉状態の
姿勢に保つ。

また空調を要求する場合には手動切換スイツチ
２５を風量制御側に切換えるとともに、風量設定
器３０の操作子３１によつて所望風量を設定す
る。風量設定器３０においては増幅回路３２とパ
ルス発生器３３により上記操作子３１で設定した
信号に対応するデジタル信号をデジタル変換器３
４で発生し、このデジタル信号を制御装置１５の
設定風量判別回路２６に送る。設定風量判別回路
２６はその信号を信号判別器２２で判別し、モー
タ正逆転判別器１８に投入する。

一方、風速センサ９は当該ダクト８内の送風風
速（結果的には風量）を検知し、この検知信号を
デジタル変換器１６、パルス発生器１７を介して
モータ正逆転判別器１８へ送り込む。

モータ正逆転判別器１８は、風速センサ９で検
知したダクト８内の現在風量と、風量設定器３０
側で設定した要求風量とを比較し、この比較にも
とづきモータ駆動回路２１へ信号を送る。

ダクト８内の風量が要求した設定風量よりも少
い場合にはモータ１２を一方へ回転させて絞り弁
１０を開く方向へ作動させ、これによりダクト８
の開口量を増して吹出口７から風量を増大させ
る。また、ダクト８内の風量が設定風量よりも多
い場合にはモータ１２を他方向へ回転させて絞り
弁１０を閉じる方向に作動させ、、吹出口７から
の風量を減じる。

複数個のダクト８……においては、それぞれ設
定風量に対するダクト内の送風量を、各々制御装
置１５……によつて自己制御するので、各ダクト
８……間における送風量は均等となる。

サプライチヤンバ４内においては空調機５に近
い場所P₁と、遠い場所P₂とでは圧力差P₁＞P₂を生
じても、圧力の高い場所のダクト８では絞り弁１
０を自動的に絞り気味にし、圧力の低い場所のダ
クト８では絞り弁１０を開き気味に自己制御する
ことになる。

したがつて複数の吹出口７が設けられていて
も、各吹出口７の送風量は互に均等でありしかも
風量設定器３０によつて設定された送風量を保つ
から、部屋１内の気流分布が均等化し、室内の温
度分布も均等になる。

しかも上記説明から判るように、各ダクト８…
…においては、自己の制御装置１５によつて自動
的に送風量を設定風量に制御するから、各ダクト
８間の送風量調整操作が不要であり、かつサプラ
イチヤンバ４内の圧力分布の影響を全く受けない
ものである。

ところで上記設定風量の維持制御は、送風機５
ａから送出される風量が一定の場合を想定した
が、部屋１への送風の開始または停止や、送風量
の増減設定により、送風機５ａからの送風量が不
足もしくは過剰となることがある。このような事
態に至つたときには送風機５ａの回転速度を制御
する。すなわち、各制御用ダクト８……から制御
信号発生器８１に向つてＡおよびＢの信号が送ら
れている。制御信号発生器８１はこれら信号Ａお
よびＢにもとづき送風機５ａを制御する。

この制御に際しては第４図のフローチヤートに
示されたごとく、いづれか１つの制御用ダクト８
……の絞り弁１０が全開位置にあることを基準と
する。すなわち、いづれの制御用ダクト８……の
絞り弁１０が全開位置に達していないことは、送
風機５ａから送られる送風量に余剰分があるとし
てSTEP１の判断にもとづきインバータ８０に送
風機の回転速度を降下せしめる信号を送り、送風
量を減少させる。これによつてサプライチヤンバ
４に送られる送風量が少なくなるので、各ダクト
８……にあつては設定風量を維持しようとして絞
り弁１０を開く。そして少なくとも１個のダクト
８における絞り弁１０が全開に達すると、STEP
２の判定を行う。この判定により、設定風量に比
べて実風量が少ない場合には送風機５ａからの送
風量が不足しているので、インバータ８０に送風
機５ａの回転速度を増すべく指示が与えられ、よ
つて送風量は増す。

またSTEP２の判定によりNOの判断がなされ
るとSTEP３の判定が行われる。STEP３におい
てNOの判定がなされることは送風量が余剰であ
るため、インバータ８０に送風量減少の指示をな
す。またSTEP３においてYESの場合には送風量
が最適であるからインバータ８０に対して現状維
持の指示をなす。

したがつてこのような構成によると、送風機５
ａは制御用ダクト８をセンサとして使用し、これ
らダクト８……からの信号にもとづいて制御され
るから、途中の管路抵抗などによる損失をすでに
終えた信号で制御することができ、送風機５ａの
運転制御が高精度になる。この場合、送風機５ａ
は、複数のダクト８……のうち、最つとも送風条
件の悪いダクト、つまり送風量が不足し勝ちなダ
クト８を優先的に選択し、このダクトを基準とし
て送風機５ａの運転を制御するので、制御信号の
感度が良好であり、送風機５ａの運転変更が迅速
に行われる。そしてこのような制御は、送風機５
ａを常に必要最小限の送風量で運転するから、送
風機５ａの駆動力に無駄がなく、省エネルギー運
転を可能にする。

加えてサプライチヤンバ４内の圧力を最小限に
維持できるのでサプライチヤンバ４から漏れる風
量も少くすることができる。

以上詳述した通り本考案によると、二重天井を
利用したサプライチヤンバと吹出口との間に設け
た制御用ダクトにより各吹出口から送られる送風
量を均等化もしくは所望の値に設定することがで
きる。この場合各吹出口ごとに自動制御が行われ
るため、施工後に吹出口ごとの風量を個別に調整
する必要がなく、調整作業は不要となる。しかも
各制御用ダクトにおける絞り弁の全開状態の信号
と比較器からの信号により空気調和機の送風量を
制御するので、、空気調和機は常に必要最小限の
送風量で運転されるため省エネルギー運転が可能
である。このことから、二重天井をサプライチヤ
ンバとして使用しても、このサプライチヤンバ内
の圧力を必要最小限の状態にすることができ、サ
プライチヤンバからの洩れも少くなるなどの利点
がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図の全体
の構成図、第２図は要部を拡大した構成図、第３
図は制御回路を示すブロツク図、第４図は制御手
順を示すフローチヤートである。２……天井面スラブ、３……天井ボード、４…
…サプライチヤンバ、５……空気調和機、５ａ…
…送風機、７……吹出口、８……制御用ダクト、
９……風速センサ（風量センサ）、１０……絞り
弁、１２……モータ、１５……制御装置、２０…
…可動域検出器（絞り弁の開閉量検知器）、２２
……判別器（比較器）、３０……風量設定器、８
０……インバータ、８１……制御信号発生器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

上部階の床を構成する天井面スラブとこのスラ
ブの下方に設けた天井ボードとで二重天井を構成
してこの二重天井の空間をサプライチヤンバと
し、空気調和機から送られた調和空気をこのサプ
ライチヤンバに導入しかつこのサプライチヤンバ
から吹出口を介して空調すべき部屋に上記空気を
供給する空気調和装置であつて、このサプライチ
ヤンバ内に一端が上記サプライチヤンバに開口さ
れるとともに他端が上記吹出口に開口された複数
の制御用ダクトを設け、これら制御用ダクト内の
上流側に風量センサを設けるとともにこの風量セ
ンサの下流にこの風量センサの検知信号により開
口量が制御される絞り弁を設け、この絞り弁の開
閉量を検知する検知器と、当該空調すべき部屋へ
の必要風量を任意に選択設定する風量設定器と、
上記風量センサによつて検出された風量と上記設
定された風量とを比較する比較器と、この比較器
からの出力に応じて上記絞り弁の開度を調整する
駆動手段とを具備し、それぞれの制御用ダクト
を、各風量検出器の検出風量にもとづき絞り弁開
度を制御して設定風量を保持するように制御する
とともに、上記絞り弁開閉量検知器および比較器
からの出力を導入し、いづれか１個の絞り弁が全
開状態であることを出力している状態で上記比較
器が設定風量以下の出力を発した場合に空気調和
機の送風量を増大させるように制御する手段を備
えたことを特徴とする二重天井をサプライチヤン
バとした空気調和装置。