JP2018179393A

JP2018179393A - Ｖａｖユニット

Info

Publication number: JP2018179393A
Application number: JP2017078687A
Authority: JP
Inventors: 隆晴三枝; Takaharu Saegusa
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】ダクトの直管部分の長さを短くする。【解決手段】ＶＡＶユニット１は、空調機からの空調空気を導くダクト２と、ダクト２からの空調空気を室内空間への吹出口１１に導くチャンバ３と、ダクト２の内部に設けられ、空調空気の風量を調節可能なように構成されたダンパ４およびモータ５と、チャンバ３の内部に設けられ、空調空気の風量を測定する風量計７と、風量計７よりも上流側にあるチャンバ３の壁面のダクト２との接続口、およびダクト２の先端のチャンバ３との接続口のいずれかに固定され、風量計７に当たる空調空気の流れを整流する整流装置６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、室内空間の熱負荷の変動に応じて送風量を変えることにより冷暖房能力を調節するＶＡＶ空調システムに使用されるＶＡＶユニットに関するものである。

従来より、空調システムにおいて、室内をより細かい範囲で空調するために、空間を複数の区画に分割し、各区画に設けられた空調空気の吹出口毎に、風量制御ができるようにしたものが知られている。このような空調システムの例としてＶＡＶ（Variable Air Volume）空調システムがある（例えば特許文献１参照）。

ＶＡＶ空調システムでは、ダンパと、ダンパを駆動するモータと、風量計とを備えたＶＡＶユニット（変風量ユニット）を吹出口に設ける。図９はＶＡＶユニットの構成を示す図である。ＶＡＶユニット１００は、図示しない空調機からの空調空気を導くダクト１０１と、ダクト１０１の直管部の中に設けられた羽根車式風量計１０２と、ダクト１０１の中に設けられたダンパ１０３と、ダンパ１０３を駆動するモータ１０４とを備えている。

ダクト１０１は、室内空間の天井１０５に設けられた吹出口１０６に安定した気流を供給するためのチャンバ１０７と接続される。コントローラ１０９は、室内空間に設けられた図示しない室内温度センサによって測定された室内温度と室内温度設定値との偏差に基づいて要求風量を演算し、この要求風量を確保するようにモータ１０４を駆動して、ダンパ１０３の開度を制御する。

ＶＡＶユニット１００では、風量の正確な制御のために、風量調節部（ダンパ１０３およびモータ１０４）の上流側に羽根車式風量計１０２が設けられることがある。羽根車式風量計１０２は、空調空気の流れの中に配置される羽根車の回転数に基づいて風量を測定するものである。ダクト１０１の内部に羽根車式風量計１０２を設ける場合、ダクト１０１に一定以上の長さを有する直管部が必要となるため、ダクト１０１の全長を短くすることができない。しかしながら、ダクト１０１の全長が長くなると、ＶＡＶユニット１００の施工時に作業効率が低下したり、ＶＡＶユニット１００の設置後にダクト１０１が傾いたりする、などの課題があった。

特開２０１２−２３７４８４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ダクトの直管部分の長さを短くすることができるＶＡＶユニットを提供することを目的とする。

本発明のＶＡＶユニットは、空調機からの空調空気を導くように構成されたダクトと、このダクトからの空調空気を室内空間への吹出口に導くように構成されたチャンバと、前記ダクトの内部に設けられ、前記空調空気の風量を調節可能なように構成された風量調節部と、前記チャンバの内部に設けられ、前記空調空気の風量を測定するように構成された風量計と、この風量計よりも上流側にある前記チャンバの壁面の前記ダクトとの接続口、および前記ダクトの先端の前記チャンバとの接続口のいずれかに固定され、前記風量計に当たる空調空気の流れを整流するように構成された整流装置とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＶＡＶユニットは、空調機からの空調空気を導くように構成されたダクトと、このダクトからの空調空気を室内空間への吹出口に導くように構成されたチャンバと、前記ダクトの内部に設けられ、前記空調空気の風量を調節可能なように構成された風量調節部と、前記チャンバの内部に設けられ、前記空調空気の風量を測定するように構成された風量計と、この風量計よりも上流側の前記チャンバの内部に設けられ、前記風量計に当たる空調空気の流れを整流するように構成された整流装置とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のＶＡＶユニットの１構成例において、前記風量計は、羽根車式風量計であり、前記整流装置を通過する空調空気の流れの方向および前記風量計の羽根車の回転軸の方向とが、前記ダクトの軸と略平行であることを特徴とするものである。
また、本発明のＶＡＶユニットの１構成例において、前記風量計は、羽根車式風量計であり、前記整流装置を通過する空調空気の流れの方向および前記風量計の羽根車の回転軸の方向とが、前記吹出口の軸と略平行であることを特徴とするものである。
また、本発明のＶＡＶユニットの１構成例において、前記整流装置は、前記空調空気が通るメッシュを有することを特徴とするものである。
また、本発明のＶＡＶユニットの１構成例において、前記整流装置は、前記空調空気が通る絞り機構を有することを特徴とするものである。
また、本発明のＶＡＶユニットの１構成例において、前記整流装置は、前記空調空気が通る複数の貫通孔を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、ＶＡＶユニットのダクトの全長を短くすることができるので、ＶＡＶユニットの施工性を向上させることができる。また、ＶＡＶユニットの設置後にダクトが傾く可能性を低減することができる。また、本発明では、吹出口から出る空調空気の風向の偏りを軽減することができる。

図１は、本発明の第１の実施例に係るＶＡＶユニットの構成を示す図である。図２は、本発明の第１の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の１例を示す平面図である。図３は、本発明の第１の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の別の例を示す平面図である。図４は、本発明の第１の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の別の例を示す平面図である。図５は、本発明の第２の実施例に係るＶＡＶユニットの構成を示す図である。図６は、本発明の第２の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の１例を示す平面図である。図７は、本発明の第２の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の別の例を示す平面図である。図８は、本発明の第２の実施例に係るＶＡＶユニットの整流装置の別の例を示す平面図である。図９は、従来のＶＡＶユニットの構成を示す図である。

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るＶＡＶユニットの構成を示す図である。本実施例のＶＡＶユニット１は、図示しない空調機からの空調空気を導く円管状のダクト２と、ダクト２からの空調空気を室内空間への吹出口１１に導く箱状の空気室であるチャンバ３と、ダクト２の内部に設けられたダンパ４と、ダンパ４を駆動するモータ５と、ダクト２からチャンバ３への入口部に設けられた整流装置６と、整流装置６よりも下流側のチャンバ３の内部に設けられた羽根車式風量計７とを備えている。

ＶＡＶユニット１のダクト２の一端は空調機側のダクト（不図示）と連通するように接続され、ダクト２の他端はチャンバ３と連通するように接続されている。チャンバ３は、安定した気流の供給、およびＶＡＶユニット１で生じるダンパ４の作動音などの消音のために設けられている。

なお、図１の例では、室内空間の天井１０に設けられた吹出口１１とＶＡＶユニット１のチャンバ３の出口とが直接接続されているが、これに限るものではなく、吹出口１１側に別のチャンバが設けられ、このチャンバの入口とチャンバ３の出口とが接続されるようになっていてもよい。また、図１の例では、吹出口１１の周囲に照明１２が設けられているが、このような照明１２の配置は本発明の必須の構成要件でないことは言うまでもない。

従来と同様に、コントローラ１３は、室内空間に設けられた図示しない室内温度センサによって測定された室内温度と室内温度設定値との偏差に基づいて要求風量を演算し、この要求風量を確保するようにモータ５を駆動して、ダンパ４の開度を制御する。
羽根車式風量計７は、要求風量の正確な制御のために設けられる。この羽根車式風量計７は、羽根車の回転面が空調空気の流れと垂直な軸流型で、羽根車の回転数に基づいて風量を測定する。

ダクト２の曲げや、ダクト２およびチャンバ３の径の変化などにより、ダクト２やチャンバ３内の流速分布は不均一になっている。不均一な流速分布の例としては、流速分布の中心がダクト２の中心からずれる偏流や、空調空気が流れ方向に平行な軸を中心として回転しながら流れる旋回流がある。このような流速分布の不均一が存在する状態で風量を測定すると、測定誤差が大きくなる可能性がある。そこで、従来はダクトの直管部を長くして流速分布を均一にし、この直管部に風量計を設けるようにしていた。

これに対して、本実施例では、風量調節部（ダンパ４およびモータ５）の上流側のダクト２の直管部ではなく、風量調節部よりも下流のチャンバ３内部に羽根車式風量計７を設けるようにしている。これにより、ダクト２の全長を短くすることができる。

ただし、風量調節部の下流やチャンバ３内の流速分布が不均一になっているので、このような流速分布の不均一な位置に羽根車式風量計７を設けると、上記のとおり測定誤差が発生する可能性がある。そこで、本実施例では、風量調節部と羽根車式風量計７との間に整流装置６を設置し、羽根車式風量計７に当たる空調空気の流れを整流する。本実施例では、羽根車式風量計７よりも上流側にあるチャンバ３の壁面のダクト２との接続口、およびダクト２の先端のチャンバ３との接続口のいずれかに整流装置６を設置している。

整流装置６の仕様、整流装置６と羽根車式風量計７との位置関係は、羽根車式風量計７の風量測定誤差が所望の範囲内に収まるように決定すればよい。また、整流装置６による圧力損失が低いことが望ましい。

整流装置６としては、例えば図２〜図４に示すような構造を用いればよい。図２〜図４は羽根車式風量計７側から見た整流装置６の構造を示している。図２の整流装置６は、金属等からなるメッシュ６０を１層乃至は複数層重ねた構造を有するものである。この図２の整流装置６は、ダクト２の軸Ｘとメッシュ６０の面とが交わる（通常は垂直）ように配置される。

図３は整流装置６の別の例を示す平面図である。図２の例では、ダクト２の内径とメッシュ６０の外径とが同一となっている。これに対して、図３に示す整流装置６は、金属等からなる円板６１に貫通孔６２を設けることで、空調空気の通り道の径がダクト２の内径よりも狭い絞り機構を設け、さらに貫通孔６２に１層乃至は複数層の金属等からなるメッシュ６３を取り付けたものである。この図３の整流装置６は、ダクト２の軸Ｘと円板６１の面とが交わる（通常は垂直）ように配置される。

図４は整流装置６のさらに別の例を示す平面図である。図４に示す整流装置６は、金属等からなる円板６４に多数の貫通孔６５を形成した多孔板式の整流装置である。この図４の整流装置６は、ダクト２の軸Ｘと円板６４の面とが交わる（通常は垂直）ように配置される。

以上のような整流装置６を設けることにより、羽根車式風量計７に当たる空調空気の流れを整流することができ、適切な風量測定を実現することができる。また、本実施例では、羽根車式風量計７の後流で空調空気が広く拡散するので、後流の偏流を抑えることができ、吹出口１１から出る空調空気の風向の偏りを軽減することができる。
なお、整流装置６は図２〜図４の例に限るものではなく、図２〜図４と異なる構造のものを用いてもよい。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は本発明の第２の実施例に係るＶＡＶユニットの構成を示す図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例のＶＡＶユニット１ａは、ダクト２と、チャンバ３と、ダンパ４と、モータ５と、チャンバ３の内部に設けられた整流装置６ａと、整流装置６ａよりも下流側のチャンバ３の内部に設けられた羽根車式風量計７ａとを備えている。

第１の実施例では、チャンバ３の外壁のダクト２との接続口もしくはダクト２の先端のチャンバ３との接続口に整流装置６を取り付けているが、本実施例ではチャンバ３の内部の空間に整流装置６ａを配置している。また、第１の実施例では、整流装置６を通過する空調空気の流れの方向および羽根車式風量計７の羽根車の回転軸の方向とが、ダクト２の軸Ｘと略平行になっている。これに対して、本実施例では、整流装置６ａを通過する空調空気の流れの方向および羽根車式風量計７ａの羽根車の回転軸の方向とが、ダクト２の軸Ｘと交わり、かつ吹出口１１の軸Ｚと略平行になっている。

一般に、ＶＡＶユニット１，１ａの天井方向の高さを抑えるため、ダクト２を曲げてチャンバ３と接続するか、あるいは図１、図５に示したようにチャンバ３の側壁にダクト２を接続するようになっており、ダクト２の軸Ｘと吹出口１１の軸Ｚとが例えば垂直に交わるようになっている。つまり、空調空気の流れはチャンバ３内で下向きに曲がることになる。

第１の実施例では、整流装置６を通過した後で空調空気の流れがチャンバ３の内部で曲がることになるため、吹出口１１から出る空調空気の偏流を大幅に軽減することは難しい。これに対して、本実施例では、空調空気の流れが屈曲した後の位置に、整流装置６ａを通過する空調空気の流れの方向および羽根車式風量計７ａの羽根車の回転軸の方向とが吹出口１１の軸Ｚと略平行になるように、整流装置６ａと羽根車式風量計７ａとを設けているため、第１の実施例と比較して、吹出口１１から出る空調空気の偏流を軽減することができる。

整流装置６ａとしては、例えば図２〜図４に示した構造に相当する、図６〜図８に示すような構造を用いればよい。図６〜図８は羽根車式風量計７ａ側から見た整流装置６ａの構造を示している。チャンバ３が直方体の形状を有するため、整流装置６ａの外形が四角形となっている。図６の構造を用いる場合には、吹出口１１の軸Ｚとメッシュ６０の面とが交わる（通常は垂直）ように配置すればよい。

図７に示す整流装置６ａは、金属等からなる四辺形板６１ａに貫通孔６２を設けることで、空調空気の通り道の径がチャンバ３の内寸よりも狭い絞り機構を設け、さらに貫通孔６２に１層乃至は複数層の金属等からなるメッシュ６３を取り付けたものである。図８に示す整流装置６ａは、金属等からなる四辺形板６４ａに多数の貫通孔６５を形成した多孔板式の整流装置である。図７または図８の構造を用いる場合には、吹出口１１の軸Ｚと四辺形板６１ａ，６４ａの面とが交わる（通常は垂直）ように配置すればよい。また、整流装置６ａとして、図６〜図８と異なる構造のものを用いてもよい。

本発明は、ＶＡＶ空調システムに使用されるＶＡＶユニットに適用することができる。

１，１ａ…ＶＡＶユニット、２…ダクト、３…チャンバ、４…ダンパ、５…モータ、６，６ａ…整流装置、７，７ａ…羽根車式風量計、１０…天井、１１…吹出口、１２…照明、１３…コントローラ、６０，６３…メッシュ、６１，６４…円板、６１ａ，６４ａ…四辺形板、６２，６５…貫通孔。

Claims

空調機からの空調空気を導くように構成されたダクトと、
このダクトからの空調空気を室内空間への吹出口に導くように構成されたチャンバと、
前記ダクトの内部に設けられ、前記空調空気の風量を調節可能なように構成された風量調節部と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記空調空気の風量を測定するように構成された風量計と、
この風量計よりも上流側にある前記チャンバの壁面の前記ダクトとの接続口、および前記ダクトの先端の前記チャンバとの接続口のいずれかに固定され、前記風量計に当たる空調空気の流れを整流するように構成された整流装置とを備えることを特徴とするＶＡＶユニット。
空調機からの空調空気を導くように構成されたダクトと、
このダクトからの空調空気を室内空間への吹出口に導くように構成されたチャンバと、
前記ダクトの内部に設けられ、前記空調空気の風量を調節可能なように構成された風量調節部と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記空調空気の風量を測定するように構成された風量計と、
この風量計よりも上流側の前記チャンバの内部に設けられ、前記風量計に当たる空調空気の流れを整流するように構成された整流装置とを備えることを特徴とするＶＡＶユニット。
請求項１記載のＶＡＶユニットにおいて、
前記風量計は、羽根車式風量計であり、
前記整流装置を通過する空調空気の流れの方向および前記風量計の羽根車の回転軸の方向とが、前記ダクトの軸と略平行であることを特徴とするＶＡＶユニット。
請求項２記載のＶＡＶユニットにおいて、
前記風量計は、羽根車式風量計であり、
前記整流装置を通過する空調空気の流れの方向および前記風量計の羽根車の回転軸の方向とが、前記吹出口の軸と略平行であることを特徴とするＶＡＶユニット。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＶＡＶユニットにおいて、
前記整流装置は、前記空調空気が通るメッシュを有することを特徴とするＶＡＶユニット。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＶＡＶユニットにおいて、
前記整流装置は、前記空調空気が通る絞り機構を有することを特徴とするＶＡＶユニット。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＶＡＶユニットにおいて、
前記整流装置は、前記空調空気が通る複数の貫通孔を有することを特徴とするＶＡＶユニット。