JP2000154931A - 空気調和機の給気温度設定値演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は事務所ビルおよび一般住宅などの空
気調和を行う空気調和機の給気温度設定値演算装置に関
するもので、室内温度制御が良好に行えると同時に省エ
ネルギーを実現するように給気温度設定値を変更するこ
とを目的とする。 【解決手段】 室内温度計測値と室内温度設定値の偏差
および空気調和機のファンのインバータ周波数を監視
し、変更判定手段での判定結果をもとに給気設定値変更
手段で給気温度設定値を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事務所ビルおよび
一般住宅に冷房および暖房を行う空気調和機に対して、
最適な給気温度設定値を与える空気調和機の給気温度設
定値演算装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、事務所ビルおよび一般住宅の空気
調和に対しては快適性と省エネルギー向上に関するニー
ズが高まり、室内温度および給気温度を定められた設定
値に保つように空気調和機の能力を調整する高性能な制
御装置と同様に、快適性と省エネルギーを考慮して、最
適な給気温度設定値を演算する空気調和機の給気温度設
定値演算装置が必要となってきている。

【０００３】以下図面を用いて、従来の空気調和機の給
気温度設定値演算装置について説明する。

【０００４】図９は代表的な空気調和機であるエアハン
ドリングユニットとその制御装置の概略図である。図９
において、エアハンドリングユニット１０１には冷温水
コイル１０２と、冷温水コイル１０２により熱交換され
た空気を室内１０３に送る送風機１０４を有しており、
給気ダクト１０５を介して室内１０３へ送風する。室内
１０３の空気は、還気ダクト１０６を介してエアハンド
リングユニット１０１に戻り、冷温水コイル１０２を通
過し再びファン１０４により室内に送風される。室内１
０３には室内の温度を計測する室内温度センサ１０７が
設置されており、給気ダクト１０５内には給気温度を計
測する給気温度センサ１０８が設置されている。制御装
置１０９は、室内温度センサ１０７、給気温度センサ１
０８の信号を取り込みそれらの値が、与えられた室内温
度設定値Ｔｒｓｅｔ 、給気温度設定値Ｔｓｓｅｔにな
るように冷温水コイル１０２に流れる温水あるいは冷水
の量を変化させるバルブ１１０の開度、ファン１０４の
送風量を変化させるインバータ１１１の周波数を変化さ
せている。

【０００５】空気調和機の給気温度設定値演算装置は、
制御装置１０９に対して給気温度設定値Ｔｓｓｅｔを与
えるもので、その基本的な考え方は、室内温度センサの
計測値と室内温度設定値を比較し、偏差が大きい時に給
気温度設定値を変更するというものである。

【０００６】図１０は従来の空気調和機の給気温度設定
値演算装置の構成図である。図１０において、室内温度
比較手段１１２は室内温度センサ１１３の室内温度計測
値と室温設定値設定手段１１４に設定された室内温度設
定設定値を比較し、変更判定手段１１５に信号を出力す
る。変更判定手段１１５は、室内温度比較手段１１２の
信号を受けて給気設定値変更手段１１６に信号を出力す
る。給気設定値変更手段１１６は、変更判定手段１１５
の信号を受けて給気設定値記憶手段１１７に信号を出力
する。給気設定値記憶手段１１７は、給気設定値変更手
段１１６の信号を受けて制御装置１０９に信号を出力す
る。

【０００７】上記構成において動作を説明する。図１１
は従来の空気調和機の給気温度設定値演算装置の動作を
示すフローチャートである。図１１に示すように室内温
度比較手段１１２は室内温度センサ１１３の計測値Ｔｒ
と室温設定値設定手段１１４に設定された室内温度設定
設定値Ｔｒｓｅｔとの偏差ｅを ｅ＝Ｔｒｓｅｔ−Ｔｒ のようにして演算し、演算結果を変更判定手段１１５に
出力する（１００１）。変更判定手段１１５は、ｅがｄ
Ｔより大きい時はアップ信号を、ｅが−ｄＴより小さい
時はダウン信号を給気設定値変更手段１１６に出力する
（１００２〜１００４）。なお、ｄＴは、あらかじめオ
ペレータにより設定された定数である（一般に０．５〜
２℃）。給気設定値変更手段１１６は、変更判定手段１
１５よりアップ信号を受けた時は、給気温度設定値をｄ
Ｔｓだけ上げ、ダウン信号を受けた時は給気温度設定値
をｄＴｓだけ下げ、給気設定値記憶手段１１７に出力す
る（１００５〜１００７）。給気設定値記憶手段１１７
は、給気設定値変更手段１１６から出力された給気温度
設定値を制御装置１０９に出力する（１００８）。以
下、一定時間経過後１００１に戻り同様の動作を繰り返
す（１００９）。

【０００８】なお、ｄＴおよびｄＴｓは、あらかじめオ
ペレータにより設定された定数である（一般に０．５〜
２℃）。

【０００９】以上のようにして室内温度計測値と室内温
度設定値の偏差が大きくならないように給気温度設定値
を変化させて室内を快適な状態に保っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和機の給気温度設定値演算装置では、
室内温度比較手段１１２で室内温度計測値と室内温度設
定値との偏差を演算し偏差が大きい場合に給気温度設定
値を変化させておりファンのインバータ周波数は考慮し
ていないために、結果的にファン回転数が大きくなり、
空気調和機のファン搬送動力が大きくなるという課題が
あった。

【００１１】また、空気システムの過渡特性（室内温度
計測値および給気温度計測値をそれぞれの設定値と等し
くするまでにはある程度時間がかかるということ）を考
慮しないで、給気温度設定値の変更を一定時間間隔で行
っているために給気温度設定値が頻繁に上下動し制御が
安定しないという課題があった。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、ファ
ン回転数を出来るだけ小さくし省エネも実現でき、ま
た、給気温度設定値を頻繁に上下動させることのない空
気調和機の給気温度設定値演算装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和機の給
気温度設定値演算装置は上記目的を達成するために、室
内温度計測値と室内温度設定値の偏差を演算する室内温
度比較手段と、インバータ周波数を監視するインバータ
周波数監視手段と、給気温度設定値の変更判定を行う変
更判定手段を備えた構成としたものである。

【００１４】この本発明によれば、室内温度状況と空気
調和機のファン回転数状況から給気温度設定値を変更す
るので快適性と省エネの両面を考慮した空気調和機の給
気温度設定値演算装置を提供できる。

【００１５】他の手段は、空気調和機の運転状況（ＯＮ
／ＯＦＦ状況）を監視し、給気設定値変更手段に許可信
号を通知する空調機監視手段を備えた構成としたもので
ある。

【００１６】この本発明によれば、空気調和機が運転開
始後、一定時間給気温度設定値の変更を中止することの
できる空気調和機の給気温度設定値演算装置を提供でき
る。

【００１７】他の手段は、室内温度設定値を監視し、給
気設定値変更手段に許可信号を通知する室温設定値監視
手段を備えた構成としたものである。

【００１８】この本発明によれば、室内温度設定値変更
後、一定時間給気温度設定値の変更を中止することので
きる空気調和機の給気温度設定値演算装置を提供でき
る。

【００１９】他の手段は、給気温度設定値と給気温度計
測値を監視し、給気設定値変更手段に許可信号を通知す
る給気設定値監視手段を備えた構成としたものである。

【００２０】この本発明によれば、給気温度設定値変更
後、給気温度が設定値に達してから一定時間経過するま
で給気温度設定値の変更を中止することのできる空気調
和機の給気温度設定値演算装置を提供できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
室内温度を計測する室内温度センサと、空気調和機の室
内温度設定値を設定する室温設定値設定手段と、空気調
和機のファンの回転数を変化させるインバータと、前記
室内温度センサの計測値と前記室温設定値設定手段に設
定された室内温度設定値を比較する室内温度比較手段
と、前記インバータの周波数を監視するインバータ周波
数監視手段と、前記室内温度比較手段の比較結果と前記
インバータ周波数監視手段で監視されたインバータの周
波数から室内への給気温度目標値を決める給気温度設定
値の変更を行うか否かの判定をする変更判定手段と、給
気温度設定値を記憶する給気設定値記憶手段と、前記変
更判定手段の判定結果をもとに給気温度設定値を変更し
前記給気設定値記憶手段に出力する給気設定値変更手段
を備えた構成としたものであり、室内温度状況と空気調
和機のファン回転数状況から給気温度設定値を変更する
という作用を有する。

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に空気調和機の運転状況を監視し給気設定値変更手段
に許可信号あるいは禁止信号を出力する空調機監視手段
を付加した構成としたものであり、空気調和機が運転開
始後、一定時間給気温度設定値の変更を中止するという
作用を有する。

【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
発明に室温設定値設定手段に設定された室内温度設定値
を監視し給気設定値変更手段に許可信号あるいは禁止信
号を出力する室温設定値監視手段を付加した構成とした
ものであり、室内温度設定値変更後、一定時間給気温度
設定値の変更を中止するという作用を有する。

【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項１記載の
発明に空気調和機からの吹き出し空気の温度を計測する
給気温度センサと、前記給気温度センサの計測値と給気
設定値記憶手段に記憶された給気温度設定値を監視し給
気設定値変更手段に許可信号あるいは禁止信号を出力す
る給気設定値監視手段を付加した構成としたものであ
り、給気温度設定値変更後、給気温度が設定値に達して
から一定時間経過するまで給気温度設定値の変更を中止
するという作用を有する。

【００２５】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２６】

【実施例】（実施例１）図１は空気調和機の給気温度設
定値演算装置の構成図を示し、図１において、室内温度
比較手段１は室内温度センサ２の信号と室温設定値設定
手段３の信号を受け変更判定手段４に信号を出力する。
インバータ周波数監視手段５はインバータ６の周波数を
監視し、変更判定手段４に信号を出力する。変更判定手
段４は室内温度比較手段１の信号とインバータ周波数監
視手段５の信号を受け給気設定値変更手段７に信号を出
力する。給気設定値変更手段７は変更判定手段４の信号
を受け給気設定値記憶手段８に信号を出力する。給気設
定値記憶手段８は給気設定値変更手段７の信号を受け制
御装置１０９に信号を出力する。

【００２７】次に、動作について説明する。図２は、空
気調和機が冷房を行っている時の空気調和機の給気温度
設定値演算装置の動作を示すフローチャートである。

【００２８】図２において、室内温度比較手段１は室内
温度センサ２の計測値Ｔｒと室温設定値設定手段３に記
憶された室内温度設定値Ｔｒｓｅｔの偏差ｅを ｅ＝Ｔｒｓｅｔ−Ｔｒ のように演算する（２０１）。インバータ周波数監視手
段５はインバータ６の周波数Ｆを計測する。変更判定手
段４は、ｅがｄＴより大きい場合は給気温度設定値アッ
プ指令を、ＦがＦｍｉｎより大きい場合はダウン指令を
給気設定値変更手段７に出力する（２０２〜２０５）。
給気設定値変更手段７は、変更判定手段４よりアップ信
号を受けた時は、給気温度設定値をｄＴｓだけ上げ、ダ
ウン信号を受けた時は給気温度設定値をｄＴｓだけ下
げ、給気設定値記憶手段８に出力する（２０６〜２０
８）。給気設定値記憶手段８は、給気設定値変更手段７
から出力された給気温度設定値を制御装置１０９に出力
する（２０９）。以下、一定時間経過後２０１に戻り同
様の動作を繰り返す（２１０）。

【００２９】なお、ｄＴ、ＦｍｉｎおよびｄＴｓはオペ
レータによってあらかじめ設定された定数である（一般
にｄＴ、ｄＴｓは０．５℃〜２℃、Ｆｍｉｎは１０Ｈｚ
〜３０Ｈｚ）。

【００３０】また、空気調和機が暖房を行っている時の
空気調和機の給気温度設定値演算装置の動作は、図２の
２０１が ｅ＝Ｔｒ−Ｔｒｓｅｔ に、２０３がダウン指令に、２０５がアップ指令に、２
０６が給気温度設定値ダウンに、２０７が給気温度設定
値アップに変わる。

【００３１】このように本発明の実施例１の空気調和機
の給気温度設定値演算装置によれば、室内温度比較手段
１で室内温度計測値と室内温度設定値の偏差を演算し、
インバータ周波数監視手段５でインバータの周波数を監
視し、この２つの情報をもとに変更判定手段４で、給気
温度設定値を上げるか下げるか変更しないかの判定をす
る。

【００３２】これにより、出来る限り少ないファン搬送
動力で室内温度を設定値に保つことのできるように給気
温度設定値の変更を行う空気調和機の給気温度設定値演
算装置が得られる。

【００３３】（実施例２）図３は空気調和機の給気温度
設定値演算装置の構成図を示し、図３に示すように、空
調機監視手段９は空気調和機の運転／停止状況を監視
し、給気設定値変更手段１０に信号を出力する。給気設
定値変更手段１０は変更判定手段４の信号と空調機監視
手段９の信号を受け給気設定値記憶手段８に信号を出力
する。

【００３４】次に、動作を説明する。図４は、空気調和
機が冷房を行っている時の空気調和機の給気温度設定値
演算装置の動作を示すフローチャートである。

【００３５】図４において、空調機監視手段９は空気調
和機の運転／停止状況を監視し、空気調和機が停止時お
よび運転開始後ｄｔ１時間経過するまで給気設定値変更
手段１０に禁止信号を、空気調和機が運転開始後ｄｔ時
間経過した後は許可信号を出力し、給気設定値変更手段
１０は空調機監視手段９からの許可信号がある場合のみ
変更判定手段４からのアップ信号あるいはダウン信号を
受けて給気温度設定値の変更を行う（４０１、４０
２）。

【００３６】なお、ｄｔ１は空気調和機が運転開始後、
室内温度計測値が定常状態に達するまでにかかる時間
で、オペレータによってあらかじめ設定される定数（一
般に３０分〜６０分）である。

【００３７】なお、他の部分については構成および動作
が実施例１と同じであるので説明は省略する。

【００３８】このように本発明の実施例２の空気調和機
の給気温度設定値演算装置によれば、空調機監視手段９
で空気調和機の運転状況を監視し、運転してから一定時
間経過後、給気設定値変更手段１０に許可信号を出力す
る。

【００３９】これにより、室内温度が定常状態に達する
まで給気温度設定値を変更しないので、給気温度設定値
を頻繁に変更することのない空気調和機の給気温度設定
値演算装置が得られる。

【００４０】（実施例３）図５は空気調和機の給気温度
設定値演算装置の構成図を示し、図５に示すように、室
温設定値監視手段１１は室温設定値設定手段１２の信号
を受け、給気設定値変更手段１３に信号を出力する。給
気設定値変更手段１３は変更判定手段４の信号と室温設
定値監視手段１１の信号を受け給気設定値記憶手段８に
信号を出力する。

【００４１】次に、動作を説明する。図６は、空気調和
機が冷房を行っている時の空気調和機の給気温度設定値
演算装置の動作を示すフローチャートである。

【００４２】図６において、室温設定値監視手段１１
は、室温設定値設定手段１２に設定された室内温度設定
値が変化してからｄｔ２時間経過するまで給気設定値変
更手段１３に禁止信号をその他の時は許可信号を送る。
給気設定値変更手段１３は室温設定値監視手段１１から
の許可信号がある場合のみ変更判定手段４からのアップ
信号あるいはダウン信号を受けて給気温度設定値変更を
行う（６０１、６０２）。

【００４３】なお、ｄｔ２は室内温度設定値が変更され
てから、室内温度計測値が定常状態に達するまでにかか
る時間で、オペレータによってあらかじめ設定される定
数（一般に３０分〜６０分）である。

【００４４】なお、他の部分については構成および動作
が実施例１と同じであるので説明は省略する。

【００４５】このように本発明の実施例３の空気調和機
の給気温度設定値演算装置によれば、室温設定値監視手
段１１で室内温度設定値の変更を監視し、室内温度設定
値を変更してから一定時間経過した後、給気設定値変更
手段１３に許可信号を出力する。

【００４６】これにより、室内温度設定値が変更されて
から室内温度計測値が定常状態に達するまでの間は給気
温度設定値を変更しないので、給気温度設定値を頻繁に
変更することのない空気調和機の給気温度設定値演算装
置が得られる。

【００４７】（実施例４）図７は空気調和機の給気温度
設定値演算装置の構成図を示し、図７に示すように、給
気設定値監視手段１４は給気温度センサ１５の計測値と
給気設定値記憶手段１６の信号を受け給気設定値変更手
段１７に信号を出力する。給気設定値変更手段１７は変
更判定手段４の信号と給気設定値監視手段１４の信号を
受け給気設定値記憶手段１６に信号を出力する。

【００４８】次に、動作を説明する。図８は、空気調和
機が冷房を行っている時の空気調和機の給気温度設定値
演算装置の動作を示すフローチャートである。

【００４９】図８において、給気設定値監視手段１４は
給気温度センサ１５の計測値と給気設定値記憶手段１６
に記憶された給気温度設定値を監視し、給気温度設定値
が変化した場合、給気温度計測値と給気温度設定値の偏
差がｄＴｍｉｎより小さくなってからｄｔ３時間経過す
るまで給気設定値変更手段１７に禁止信号をその他の場
合に許可信号を送る。給気設定値変更手段１７は給気設
定値監視手段１４からの許可信号がある場合のみ変更判
定手段４からのアップ信号あるいはダウン信号を受けて
給気温度設定値変更を行う（８０１、８０２）。

【００５０】なお、ｄＴｍｉｎはオペレータによってあ
らかじめ設定される定数（一般に０．５℃〜１℃）であ
る。ｄｔ３は室内温度設定値が変更されてから、室内温
度計測値が定常状態に達するまでにかかる時間で、オペ
レータによってあらかじめ設定される定数（一般に１０
分〜６０分）である。

【００５１】なお、他の部分については構成および動作
が実施例１と同じであるので説明は省略する。

【００５２】このように本発明の実施例４の空気調和機
の給気温度設定値演算装置によれば、給気設定値監視手
段１４で給気温度設定値の変更を監視し、給気温度設定
値を変更した場合は給気温度設定値と給気温度計測値の
偏差が小さくなってから一定時間経過後、給気設定値変
更手段１７に許可信号を出力する。

【００５３】これにより、給気温度設定値が変更されて
から給気温度計測値および室内温度計測値が定常状態に
達するまで給気温度設定値を変更しないので、給気温度
設定値を頻繁に変更することのない空気調和機の給気温
度設定値演算装置が得られる。

【００５４】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば室内温度設定値と室内温度計測値の偏差、お
よびインバータ周波数を見て給気温度設定値を変更する
か否かの判定をするので室内温度を快適に保つことので
きさらに、空気調和機のファン搬送動力を低減し省エネ
ルギーを達成する効果のある空気調和機の給気温度設定
値演算装置が提供できる。

【００５５】また、空気調和機の運転状況、室内温度設
定値の変更状況、給気温度設定値の変更状況を監視し、
室内温度計測値および給気温度計測値が定常状態になる
まで給気温度設定値の変更を行わないので給気温度設定
値が頻繁に上下動し室内温度を悪化させたり、ファン搬
送動力を増やすことのない効果のある空気調和機の給気
温度設定値演算装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の空気調和機の給気温度設定
値演算装置の構成図

【図２】同動作を示すフローチャート

【図３】本発明の実施例２の空気調和機の給気温度設定
値演算装置の構成図

【図４】同動作を示すフローチャート

【図５】本発明の実施例３の空気調和機の給気温度設定
値演算装置の構成図

【図６】同動作を示すフローチャート

【図７】本発明の実施例４の空気調和機の給気温度設定
値演算装置の構成図

【図８】同動作を示すフローチャート

【図９】エアハンドリングユニットとその制御装置の構
成図

【図１０】従来の空気調和機の給気温度設定値演算装置
の構成図

【図１１】同動作を示すフローチャート

【符号の説明】 １ 室内温度比較手段 ２ 室内温度センサ ３ 室温設定値設定手段 ４ 変更判定手段 ５ インバータ周波数監視手段 ６ インバータ ７ 給気設定値変更手段 ８ 給気設定値記憶手段 ９ 空調機監視手段 １０ 給気設定値変更手段 １１ 室温設定値監視手段 １２ 室温設定値設定手段 １３ 給気設定値変更手段 １４ 給気設定値監視手段 １５ 給気温度センサ １６ 給気設定値記憶手段 １７ 給気設定値変更手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内温度を計測する室内温度センサと、
   空気調和機の室内温度設定値を設定する室温設定値設定
   手段と、空気調和機のファンの回転数を変化させるイン
   バータと、前記室内温度センサの計測値と前記室温設定
   値設定手段に設定された室内温度設定値を比較する室内
   温度比較手段と、前記インバータの周波数を監視するイ
   ンバータ周波数監視手段と、前記室内温度比較手段の比
   較結果と前記インバータ周波数監視手段で監視されたイ
   ンバータの周波数から室内への給気温度目標値を決める
   給気温度設定値の変更を行うか否かの判定をする変更判
   定手段と、給気温度設定値を記憶する給気設定値記憶手
   段と、前記変更判定手段の判定結果をもとに給気温度設
   定値を変更し前記給気設定値記憶手段に出力する給気設
   定値変更手段とから構成された空気調和機の給気温度設
   定値演算装置。
2. 【請求項２】 空気調和機の運転状況を監視し給気設定
   値変更手段に許可信号あるいは禁止信号を出力する空調
   機監視手段を付加した請求項１記載の空気調和機の給気
   温度設定値演算装置。
3. 【請求項３】 室温設定値設定手段に設定された室内温
   度設定値を監視し給気設定値変更手段に許可信号あるい
   は禁止信号を出力する室温設定値監視手段を付加した請
   求項１記載の空気調和機の給気温度設定値演算装置。
4. 【請求項４】 空気調和機からの吹き出し空気の温度を
   計測する給気温度センサと、前記給気温度センサの計測
   値と給気設定値記憶手段に記憶された給気温度設定値を
   監視し給気設定値変更手段に許可信号あるいは禁止信号
   を出力する給気設定値監視手段を付加した請求項１記載
   の空気調和機の給気温度設定値演算装置。