JPS6237632A - 空気調和機 - 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〕 この発明は、各部屋の室温を独立に調節できる可変ｉｔ
制陣システムを採用したダクト式の空気調和機に関する
ものである。

〔従来の技術〕

エアーダクトを用いて温度調節された空気を各部屋へ分
配して空気調和を行なうセントラル空気調和システムは
、加湿器や高性能フィルターが容易に組込め、外気処理
や全熱交換器の採用も可能で質の高い空気調和が可能で
あり、また空気調和する部屋には吹出口と吸込口しかな
く、室内スペースが有効に使えろほか、さらに熱搬送系
のトラブルも少ないなど、ヒートポンプチラー・ファン
コイル方式や、パツケー″シェアコン分散配置方式など
に比べ多くのメリットを有し、このため、ビル空調等に
多く採用されている。その中でも省エネルギー運動が可
能な可変風量制御方式（以下ＶＡＶ方式と呼ぶ）は、熱
負荷の異なる各部屋を独立に温度制御でき、使用しない
部屋の空気調和を停止させる事も可能で、かつ必要送風
量の大小に応じ送風機の動力を可変して運転費を低減さ
せる事もでき、また同時使用率を考慮することにより熱
源機の能力を小さく設計することができる。

上記ＶＡＶ方式には風量調節用ダンパの形式に応じて２
つの方式がある。１つはバイパス形ＶＡＶユニットを用
いる方式で、室内負荷に応じて室内へ吹出す風量と直接
熱源機へ戻す（バイパスさせる）風量の比率を調節する
ものである。この方式（よ送風量が一定のため熱源機の
能力制御がむずかしいパッケージエアコンを用いたシス
テムに用いられることが多いが、送風機＠御による省エ
ネルギー効果はない。

もう１つの方式は、絞り形ＶＡＶ形ユニットを用いる方
式である。この方式はダンパの開度に応じて変化するダ
クト内の圧力を検出し、この値が設定値になるよう送風
機の容量を制御するもので、負荷が少なくなれば（風量
が少なくなる、この時ダクト内の空気温度は一定に制御
されろ）、熱源機の所要能力が小さくなると同時に送風
機の動力も低減される。

Ｐ争）形ＶＡＶユ；−ツトを用いた従来技術には、特開
昭５７−１９６０２９号公報や、日本冷凍協会発行の冷
凍空調便覧（新版第４版・応用編）の図２，１０（ａ）
が知られている。第４図はこれら従来の空気調和機のシ
ステム構成図である。ｆｆ’ｆ１図において、１ば空調
されろ部屋で、ここで１ま３部屋の場合を示１７ている
。２ば部屋１の天井内に配置されたエアーハンドリング
ユニットで、エアーフィルター３．熱交換器４．送風機
５から構成されている。６はこのエアーハンドリングユ
ニット２の空気吹出口に接続されたメインダクト、７は
このメインダクト６から部屋数に応じて分岐した３本の
枝ダクト、８はこの枝ダクトの途中に挿入された絞り形
のＶＡＶユニ・１１・、９は乙のＶＡＶユニット８内に
回転可能に取付けられたダンパ、１０は上記技ダクト７
の末端に取付けられた吹出口、１１は上記部屋１のドア
ー下部に設けられた吸込口、１２ば廊下天井面に設けら
れた天井吸込口、１３はこの天井吸込口１２と上記エア
ーハンドリングユニット２の吸込口を連絡する吸込ダク
ト、１４は上記各部屋１に各々取付けられたルームサー
モスタット、１５は上記メインダクト６内に取付けられ
た温度検出器、１６はメインダクト６内に設けた圧力検
出器、１７１：を上記熱交換器４に接続したヒートポン
プ等の熱源機である。

上記のように構成された従来の空気調和機において、各
ルームサーモスタット１４で使用者が設定した設定温度
と検出された現在の空気温度の温度差に応じダンパ９の
開度を任意の位置に各々調節する。そしてダンパ９の開
度に応じ、メインダグ１−６内の圧力が変化し、これを
圧力検出Ｍ１６が検出し、過剰圧力にならないよう送風
［５の容量を変化させる。また、送風量の変化に伴ない
熱交換器４の出口空気温度が変わるため、この温度を温
度検出器１５で検出し、予め設定しておいた空気温度に
なるよう熱源機１７の能力を制御する。

このように略一定温度に調節された空気は吹出口１０か
ら室内熱負荷の大小に応じた風量で部屋１内へ吹き出す
。部屋１を空調した空気は吸込口１１から廊下等のスペ
ースを通り天井吸込口１２へ流れ、吸込ダクト１３を経
由して再びエアーハンドリングユニット２へ戻る。

第５図は上記冷凍空調便覧の図２，１４に示された冷房
負荷に対するＶＡＶユニットの通過風毫の制御の様子を
表わす線図である。ここで冷房負荷は現在の室温と設定
室温の差、風量はダンパ９の開度と置きかえることがで
きろ。冷房運転により室温が低下し設定室温との差が小
さくなるに従いダンパ９は徐々に閉まり、熱負荷とバラ
ンスした風量を吹出口１０より部屋１内へ吹き出す。な
お、暖房時も暖房負荷と風量との関係は同様である。　
以上は絞り形ＶＡＶユニットを用いて熱負荷とバランス
させて安定した風量を吹き出すＶＡＶ方式であるが、バ
イパス形ＶＡＶユニットでは、ダンパを給気側と環気（
バイパス）側に周期的に切り換え、吹き出し風量を断続
的に制御する方式がある。また、ｖＡＶ方式ではないが
、ダクトに設けたダンパの開度を周期的に変動させ、吹
き出し風量を脈動させる方法が特開昭５２−１３８３４
７号や特開昭５９−４９４４３号公報等に示されている
。この方式によれば風速が変化することにより冷房時、
吹出口の真下にいる空調対象者の体感温度をより少ない
エネルギーで低下させることができる効果がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の空気調和機（どおいて、絞り形ＶＡ
Ｖユニットを使用した空気調和機では、熱負荷の減少に
伴って送風機５の容量が制御されるため、低負荷時に送
風動力が低減されろ効果があるが、室温が設定値に近づ
くに従いダンパ９が絞られて風量が減少するため、天井
面に設けられた吹出口１０からの吹き出し風速が減少し
、暖房時に温風が床面まで届かな（なることにより部屋
１内の上下温度差が大きくなり不快な環境になる問題点
があった。

また、バイパス形ＶＡＶユニットを使用した空気調和機
では、送風機の容量が制御されないため、低負荷時にも
大きな送風動力を必要としな。

さらにダンパを単純に周動的に変動させる空気調和機で
は、熱負荷に応じた最適な風量を自動的に設定できず、
室温を設定値に正確にｆ１１１！！ｒＩすることが出来
ないという問題があった。

この発明は上述した問題点を解消したもので、室温と設
定室温の差に応じて煙制御ごとにダンパの開度を変更す
ることにより、室温を設定値前後に正確に制御でき、か
つ暖房時に室内の上下温度分布が良好な空気調和機を得
る乙とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる空気調和機は、熱源機からの冷温風が
ダクトを介して分配される各部屋のルームサーモスタッ
トの設定室温および検出された室温の信号を入力として
、その差より各部屋の熱負荷を測定する熱負荷測定手段
と、この測定結果に基づき煙制御ごとにダンパの開度を
前回位置より温度差に応じて変化させるダンパ制御手段
とから構成したものである。

〔作　用〕

この発明においては、熱負荷測定手段により、ルームサ
ーモスタットで設定された室温と検出された現在の室温
の差より部屋の熱負荷を測定し、そしてダンパ制御手段
は、熱負荷測定手段の出力に基づき煙制御ごとにダンパ
の開度を前回位置より温度差に応じた量だけ変化させる
ことになり、これにより室温を設定値に正確に制御する
とともに、室内の上下温度分布を良好にする。

〔実施例〕

第１図はこの発明による空気調和機の一実施例を示す全
体の原理構成図である。第１図から明らかなように、エ
アーハンドリングユニット２の熱交換器４に接続された
熱源機１７と、この熱源機１７および熱交換器４により
発生する冷温風を搬送する送風機５と、この送風機５に
接続したメインダクト６と、このメインダクト６の枝ダ
クト７内に配置された風量調節用のダンパ９と、各部屋
１に取付けられたルームサーモスタット１４を備え、乙
の／に一ムサーモスタット１４で設定された室温および
検出された室温の信号を入力とする熱負荷測定手段１８
により上記温度差から各部屋１の熱負荷を測定し、その
出力に基づきダンパ制御手段１９により煙制御ごとにダ
ンパ９の開度を前回位置より温度差に応じて変化させる
ように構成されている。

次に、上記実施例の動作を第２図に示すフローチャート
を参照しながらｆＪ！房時について説明する。

なお、これら制御はマイクロコンピュータを利用して実
現させる事が望ましいが、その回路は省略した。また熱
源機１７と送風機５の詳細な制御は今回の発明に大きく
関係しないため省略した。

空気調和機が暖房運転される七、第２図に示す制御プロ
グラムがスタートシ、ステップ２０で各ルームサーモス
タット１４から室温の設定値（Ｔｏ）と現在の室温の値
（Ｔ）が制御量Ｗｌ（図示せず）に入力される。次にス
テップ２１で（Ｔｏ−Ｔ）に定数Ａを乗じたダンパ９の
開度変化量の値が求められ、現在の開度（Ｖ）の値に加
算される。つまり室温が設定値より低ければダンパ９は
開く方向に変化し、高ければ閉じる方向に変化する。こ
のときの変化量は設定値と電瀾との差が大きいほど大き
くなる。

ステップ２２〜ステツプ２５ではダンパ９が全開以上に
制御されろ時は全開（１００％）に、全閉以上に制御さ
れる時は全閉（Ｏ，℃）に値を設定する。ステップ２６
では上記ダンパ９の制御量が制御装置より出力され、ス
テッピングモータ等によりその開度を変更する。以上の
制御が一定時間間隔で繰り返され室温を設定値に維持す
る。なお・ダンパ９の開度変更が毎制御ごとに行なわれ
るため１制御定数Ａのとりかなにもよるが、ダンパ９の
開は過ぎ、締め過ぎの現象が不定期な周期で発生し、室
温は設定値の前後で上下する。

第３図ａ、ｂはそれぞれこの様に制御された時のダンパ
９の開度変化および室温の変化状況を、横軸に時間をと
って３つの部屋毎に表わした実験結果のクラブである。

運転スター　１・時は室温が設定値を大幅に下回ってい
るため、各部屋１のダンパはしばらくの開会開状態を続
け、室温が設定値に達した以降はＯＦ／　ＯＦＦ的動作
に近い比例制御動作を行ない室温を設定値の前後に良好
に制御している。吹田口１０からの風量はダクト９の開
度に応じて大きく変化し、これはそのまま吹き出し風速
の変化につながり、ｍ速の大きい時は温風の到着距離が
伸び床面近くまで達し、室内の上下温度差が縮まり快適
な暖房環境が得られる。また、無駄に天井付近を暖める
ことがなくなるため、熱源機１７の消費するエネルギー
も節約される。

以上の説明は暖房時であるが、冷房時についてもこの制
御法は効果的である。冷房時は、天井付近から吹き出さ
れた冷風の速度が小さい場合でも室内の上下温度分布は
比較的良好であるが、従来例にもあったように風速のラ
ンダムな変化による涼風感が得られる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、室温の設定値と検出値
の差に応じて毎制御ごとにダンパの開度を変更するよう
構成しなので、室温を設定値に正確に制御すると共に、
室内の上下温度分布を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例を示す全体の
原理構成図、第２図は第１図の動作を説明するためのフ
ローチャート、第３図はこの発明における制御結果の一
例を示す説明線図、第４図は従来例の空気調和機のシス
テム構成図、第５図は従来における通過風量の制御の状
態を示す線図である。 １・゛部屋、２°・°エアーハンドリングユニット、５
・・送風機、６・・・ダクト、９・・・ダンパ、１４・
・ルームサーモスタット、１７・熱源機、１８・・熱負
荷測定手段、１９・・・ダンパ制御手段。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） 第７！！１ １　ｌ：だい限慨 第２図 第、３１１Ｉ Ｃノ ー縛り ｃｂ） −門 昭和　　年　　月　　日 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　［狙１、事件の表示　　　特願昭６０−１７６４６６
号２、発明の名称　　　空気調和機 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正する
。 （２）明細書第１０頁１７行目に「（０℃）」とあるの
を「（０％）」と補正する。 （３）同第１１頁９行目に「クラブ」とあるのを「グラ
フ」と補正する。 （４）同第１１頁１４行目に［ダクト９コとあるのを「
ダンパ９」と補正する。 ７、添付書類 （１）補正後の特許請求の範囲 の全文を記載した書面　　　１通 補正後の特許請求の範囲 ２、特許請求の範囲 ！風または冷温風を発生させる熱源機、この熱源機の冷
温風を各部屋へ分配する送風機およびダクト、このダク
トの控部分に配置された風量調節用のダンパ、各部屋に
設置されたルームサーモスタットを備えた空気調和機に
おいて、上記ルームサーモスタットで設定された室温お
よび検出された速製の信号を久方としてその差より各部
屋の熱負荷を測定する熱負荷測定手段、この熱負荷測定
手段の出力に基づき毎制御ごとにダンパの開度を前回位
置より温度差に応じて変化させるダンパ制御手段を備え
たことを特徴とする空気調和機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷風または冷温風を発生させる熱源機、この熱源機の冷
   温風を各部屋へ分配する送風機およびダクト、このダク
   トの枝部分に配置された風量調節用のダンパ、各部屋に
   設置されたルームサーモスタットを備えた空気調和機に
   おいて、上記ルームサーモスタットで設定された室温お
   よび検出された室温の信号を入力としてその差より各部
   屋の熱負荷を測定する熱負荷測定手段、この熱負荷測定
   手段の出力に基づき毎制御ごとにダンパの開度を前回位
   置より温度差に応じて変化させるダンパ制御手段を備え
   たことを特徴とする空気調和機。