JP2008089266A - 空調機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】快適性を損なうことなく、簡単に取り付けることのできる空調機制御装置を提供することにある。
【解決手段】空調機室外機１に室外機制御盤２を備えた空調機制御装置において、前記室外機制御盤２の外部入力端子３に、外気温度と室内温度と空調負荷の関係をあらかじめ求めて保存した記憶部５と、目標室内温度を設定する設定部６と、建物外の外気温度を検出する温度センサー７と、前記温度センサー７が取得した外気温度７Ａに基づいて前記記憶部５と前記設定部６とを照合することにより負荷を予測し、この予測された負荷に基づいて前記目標室内温度に近づけるため空調機の出力を制限する制御部９とを備えたコントローラ４の出力端子１０を接続し、このコントローラ４によって、前記室外機制御盤２を制御して室内温度の空調を行う構成。
【選択図】図1

Description

本発明は、パッケージエアコンに代表される空調機器において、外部から空調機器の出力を制御して省エネルギーを図るようにした空調機制御装置に関するものである。

一般に、空調機器の運転はユーザーの設定にゆだねられるが、従来から、冷やしすぎ暖めすぎによる無駄な運転が指摘されていた。このため、デマンド装置などの要求により外部から空調機器を一時的に停止する方法や、空調機器メーカーのオプション製品としてユーザーの設定を強制的に変更する方法などが提供されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
第３０３７９５０号公報 特開２００３−２７９１１２公報

上記提案されているものでは、一時的に快適性を損なうことや高価であることなどの理由により、普及が進まないという問題があった。

本発明の目的は、快適性を損なうことなく、簡単に取り付けることのできる空調機制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項1では、空調機室外機に室外機制御盤を備えた空調機制御装置において、前記室外機制御盤の外部入力端子に、外気温度と室内温度と空調負荷の関係をあらかじめ求めて保存した記憶部と、目標室内温度を設定する設定部と、建物外の外気温度を検出する温度センサーと、前記温度センサーが取得した外気温度に基づいて前記記憶部と前記設定部とを照合することにより負荷を予測する演算部と、演算された負荷に基づいて前記目標室内温度に近づけるため空調機の出力を制限する制御部とを備えたコントローラの出力端子を接続し、このコントローラによって、前記室外機制御盤を制御して室内温度の空調を行うようにしたことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項１に係る発明は、温度センサーが取得した外気温度に基づいて、外気温度と室内温度と空調負荷の関係をあらかじめ求めて保存した記憶部と目標室内温度を設定する設定部とを照合することにより負荷を予測し、この予測された負荷に基づいて前記目標室内温度に近づけるため空調機の出力を制御するコントローラの出力端子を、室外機制御盤の外部入力端子に接続したものであるため、外気温度を計測して必要な負荷を逐次演算でき、安価で快適性を損なうことなく、簡単に取り付けを行なうことができる。

また、本発明の請求項２に係る発明では、所定時刻における設計室内温度によって、最大負荷日の負荷と最小負荷日の負荷を設定し、これら負荷間を直線近似して外気温度と室内温度と空調負荷の関係を求め、前記記憶部に保存したことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項２に係る発明は、あらかじめ、代表的な空調対象建物での外気温度・室内温度・空調負荷の関係を装置の中に記憶しておくことで、外気温度計測のみで負荷の予測が可能となり、効率的な温度制御を行なうことができる。

更に、本発明の請求項３に係る発明では、前記演算部で演算された負荷に基づいて、前記室外機制御盤を段階的に出力制御するようにしたことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項３に係る発明は、室外機の制御盤を段階的に出力制御するため、機器効率が良く、室内の温度変動の少ない制御が可能である。

本発明によれば、外気温度を計測して必要な負荷を逐次演算するため、安価で快適性を損なうことなく、簡単に取り付けできる空調機制御装置を提供することができる。

以下、本発明に係る空調機制御装置の実施の形態を図に基づいて説明する。

図1は本発明に係る空調機制御装置の一実施形態になるコントローラと空調機制御盤との接続関係を示す概略図、図２は本発明に係る冷房負荷の割付方法の概念図、図３は本発明に係る空調機運転時間配分の概念図である。

図１において、１は空調機室外機、２は空調機室外機１の制御盤、３は制御盤２の外部入力端子、４はコントローラで、このコントローラ４は、外気温度と室内温度と空調負荷の関係を後述する図２の冷房負荷割り付け方法によりあらかじめ求めて保存した記憶部５と、目標室内温度を設定する設定部６と、建物外の外気温度を検出する温度センサー７と、前記温度センサー７が取得した外気温度７Ａに基づいて前記記憶部５と前記設定部６とを照合することにより負荷を予測する演算部８と、この演算部８により演算された負荷に基づいて前記目標室内温度に近づけるため空調機の出力を制限する制御部９とを備えている。更に、この制御部９には前記外部入力端子３と接続される接点出力１０が設けられている。

図２は、本発明に係る冷房負荷の割付方法の概念図で、前記記憶部５の中に記憶される冷房時の外気温度・室内温度・空調負荷の関係を示している。この例に示すように代表的な空調対象建物で、最大負荷日と最小負荷日の２点で、設計室内温度24℃・26℃・28℃における負荷計算をし、横軸に外気温度、縦軸に負荷をとり、プロットする。ここで同じ設計室内温度の２点を直線で結べば、ある外気温度における室内温度24℃・26℃・28℃の場合の負荷が決定できる。24℃〜28℃の間を0.5℃刻みに補間すれば、さらに細かい設計室内温度の負荷が類推できる。この設計室内温度が本発明における目標室内温度になり、設定した目標室内温度にするための空調負荷が、実際の外気温度と照合することにより予測可能となる。

即ち、図２で求められる類推される負荷を記憶する記憶部５と外気温度７Ａおよび目標室内温度を設定する設定部６とを演算部8で照合して負荷を演算し、この演算された負荷に基づいて空調機の出力を制限する制御部９が、接点出力１０および外部入力端子３を介して室外機制御盤を制御して室内温度の空調を行なうものである。

図３は本発明に係る空調機運転時間配分の概念図で、設定部6により目標室内温度が指定され、かつ、外気温度センサー7により外気温度７Ａが指定され(この外気温度は1時間ごとに入力される)、記憶部５の類推された負荷から、図3に示すように、目標室内温度にするために必要な空調機器の平均出力を演算し、次の外気温度計測までの間、空調機器の積算出力が演算された負荷になるよう、空調機器の100−(60〜90)−0％それぞれの運転時間の配分を求める。つぎに求められた時間配分にしたがって、100％と(60〜90)％、あるいは(60〜90)と0％の交互運転を行う。ここで0％運転とは室内機が運転状態で室外機の圧縮機がOFFした運転状態である。

この図３では、制御量が100−60−0％の３段階で制御する場合の手順を図示したものである。たとえば、負荷予測が空調機器定格出力の90％が必要と演算されたならば、１時間の間に100％運転が45分間、60％運転が15分となる。この場合100％運転15分間、60％運転5分間を3回繰り返しても良い。また、負荷予測が空調機器定格出力の40％が必要と演算されたならば、100％運転の必要はなく、１時間の間に60％運転が40分間、0％運転が20分となる。この場合も60％運転20分間、0％運転10分間を2回繰り返しても良い。なお、運転時間配分において、頻繁な変化は空調機器の耐久性上好ましくないので、最低時間は３分程度とする。

本発明の上記実施形態によれば、代表的な空調対象建物で、最大負荷日相当と最小負荷日相当の外気条件において、複数の設計室内温度における負荷計算をあらかじめ行い、両者間を直線で補間する。このことにより、外気温度がわかれば希望の室内温度にするための空調負荷が決定できる。したがって、負荷計算の結果をあらかじめ装置の中に記憶しておき、外気温度を計測する手段をもって、該負荷計算値と照合することで負荷が簡単に予測できる。

また、外気温度を計測して必要な負荷を逐次演算するため、その時刻の実際の負荷に応じた制御が可能である。

更に、負荷予測に対応する空調機器への制御は、室外機制御盤２に備えられた外部入力端子３を利用する。この機能は、メーカーあるいは機種によって異なるが、一般的に60〜90％と0％があり、当該入力端子３の回路(図示せず)を開閉することにより強制的に圧縮機の電流を60〜90％、あるいは圧縮機停止となる。したがって、回路の開閉のみで制御するため、この機能を持った空調機器であればメーカーを問わず制御が可能である。

本発明によれば、外気温度を計測して必要な負荷を逐次演算するため、安価で快適性を損なうことなく、簡単に取り付けできる。

なお、本発明では、演算部８と制御部９とを別々に設けた例を示したが、制御部9のみとし、この制御部９に演算部８の機能を持たせても良い。

本発明に係る空調機制御装置の一実施形態になるコントローラと空調機制御盤との接続関係を示す概略図ある。 本発明に係る冷房負荷の割付方法の概念図である。 本発明に係る空調機運転時間配分の概念図である。

符号の説明

１ 空調機器室外機
２ 室外機制御盤
３ 外部入力端子
４ コントローラ
５ 記憶部
６ 設定部
７ 温度センサー
７Ａ 外気温度
８ 演算部
９ 制御部
１０ 接点出力

Claims (3)

1. 空調機室外機に室外機制御盤を備えた空調機制御装置において、
   前記室外機制御盤の外部入力端子に、外気温度と室内温度と空調負荷の関係をあらかじめ求めて保存した記憶部と、目標室内温度を設定する設定部と、建物外の外気温度を検出する温度センサーと、前記温度センサーが取得した外気温度に基づいて前記記憶部と前記設定部とを照合することにより負荷を予測する演算部と、演算された負荷に基づいて前記目標室内温度に近づけるため空調機の出力を制限する制御部とを備えたコントローラの出力端子を接続し、このコントローラによって、前記室外機制御盤を制御して室内温度の空調を行うようにしたことを特徴とする空調機制御装置。
2. 所定時刻における設計室内温度によって、最大負荷日の負荷と最小負荷日の負荷を設定し、これら負荷間を直線近似して外気温度と室内温度と空調負荷の関係を求め、前記記憶部に保存したことを特徴とする請求項１記載の空調機制御装置。
3. 前記演算部で演算された負荷に基づいて、前記室外機制御盤を段階的に出力制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空調機制御装置。

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