JP2022147886A - Duct type air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住宅の複数の部屋に空気を送風するダクト式空調システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来、住宅の複数の部屋を空調するための空調装置が知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an air conditioner for air conditioning a plurality of rooms in a house is known (Patent Document 1).
以下、その空調装置について、図7を参照しながら説明する。 The air conditioner will be described below with reference to FIG.
図7に示すように、空調対象空間である住宅120は居室108a、108b、108c、108dを備える。
As shown in FIG. 7, a
空調装置100は建物の床下空間107に配されたチャンバーボックス103と、空調された空気を生成する空気調和機102と、チャンバーボックス103内の空気を各居室108a、108b、108c、108dに供給する換気手段109を備える。
The
換気手段109は、居室108a、108bに接続されるダクト104aと、居室108c、108dに接続されるダクト104bと、居室108a、108bにチャンバーボックス103の空気を送給するファン106aと、居室108c、108dにチャンバーボックス103の空気を送給するファン106bと、ダクト104a、104b内の空気から花粉、微粒子状物質、塵埃等を除去する空気浄化装置105を備える。
The ventilation means 109 includes a
ダクト104aの一端はチャンバーボックスに接続されており、他端は居室108a、108bの各天井部分にダンパー101a、101bを介して接続されている。また、ダクト104bの一端はチャンバーボックスに接続されており、他端は居室108c、108dの各天井部分にダンパー101c、101dを介して接続されている。
One end of the
各居室108a、108b、108c、108dは居室温度検知手段110a、110b、110c、110dを備え、ファン106a、106bは、各送風する居室の温度から目標温度を差し引いた値に基づいて風量を調節する。
Each
また、ファン106a、106bの最低風量は、例えば法令に定められた、単位時間あたりで住宅120に必要な換気回数に基づいて設定される。
In addition, the minimum air volume of the
ダンパー101a、101b、101c、101dは、風量を調節するためのものであり、開度が大きいほど風量は増加する。ダンパー101a、101b、101c、101dの開度は、接続される各居室の温度から目標温度を差し引いた値に基づいて調整される。
The
このような従来の空調装置においては、住宅全体としては必要な換気風量が維持・制御されているものの、ダンパーの開度が小さくなる居室に対しては、風量が少なくなる。このため、居室ごとに換気量の差が生まれてしまい、建物の換気に淀みを発生させていた。言い換えると、建物自体の換気量については基準を達成しているが、居室によっては換気量が不足する可能性が有った。 In such a conventional air conditioner, although the necessary ventilation air volume is maintained and controlled for the entire house, the air volume decreases in the rooms where the opening of the damper is small. For this reason, a difference in the amount of ventilation was created for each room, causing stagnation in the ventilation of the building. In other words, although the ventilation rate of the building itself met the standard, there was a possibility that the ventilation rate might be insufficient depending on the room.
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、各居室単位で換気量の確保が可能なダクト式空調システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a duct-type air conditioning system capable of ensuring a sufficient amount of ventilation for each living room.
そして、この目的を達成するために、本発明に係るダクト式空調システムは、分岐チャンバーと、分岐チャンバーに空気を送風する搬送ファンと、分岐チャンバーに流入した空気を複数の居室に搬出する分岐ダクトと、分岐ダクトを介して複数の居室それぞれに搬出する風量を調整する風量調整ダンパーと、風量調整ダンパーの開度を調整する制御部とを備え、制御部は、各居室の容積を記憶する容積記憶部と、各居室の換気回数の指示を受け付ける換気回数受付部と、各居室への必要風量を算出する必要風量算出部と、各分岐ダクトに送風すべき風速を算出する分岐ダクト風速算出部と、各分岐ダクトの圧力損失を算出するダクト圧力損失算出部と、各風量調整ダンパーの圧力損失を算出するダンパー圧力損失算出部と、各風量調整ダンパーの圧力損失係数を算出する圧力損失係数算出部と、ダンパー開度を取得するダンパー開度取得部と、ダンパー開度取得部により取得したダンパーの開度となるよう、風量調整ダンパーへ出力を行うダンパー開度制御部と、搬送ファンの風量を決定して当該風量で駆動させる搬送ファン制御部とを備えたものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the ducted air conditioning system according to the present invention includes a branching chamber, a carrier fan for blowing air into the branching chamber, and a branching duct for carrying out the air that has flowed into the branching chamber to a plurality of living rooms. , an air volume adjustment damper that adjusts the air volume carried out to each of the plurality of living rooms via the branch duct, and a control unit that adjusts the opening degree of the air volume adjustment damper, and the control unit stores the volume of each living room A storage unit, a ventilation frequency reception unit that receives an instruction for the ventilation frequency of each living room, a required air volume calculation unit that calculates the required air volume for each living room, and a branch duct wind speed calculation unit that calculates the wind speed to be blown to each branch duct. , a duct pressure loss calculator that calculates the pressure loss of each branch duct, a damper pressure loss calculator that calculates the pressure loss of each air volume adjustment damper, and a pressure loss coefficient calculator that calculates the pressure loss coefficient of each air volume adjustment damper. a damper opening acquisition unit that acquires the damper opening, a damper opening controller that outputs to the air volume adjustment damper so that the damper opening acquired by the damper opening acquisition unit, and the air volume of the carrier fan and a transfer fan control unit that determines the air flow rate and drives the transfer fan at the air flow rate, thereby achieving the intended purpose.
本発明によれば、各居室単位で換気量の確保が可能なダクト式空調システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the duct type air conditioning system which can ensure the ventilation amount for each living room unit can be provided.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略または簡略化している。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for better understanding of the present invention. It should be noted that the following embodiment is an example that embodies the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In addition, throughout the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the second and subsequent explanations are omitted or simplified.
(実施の形態1)
まず、図1を用いて、本発明に係るダクト式空調システム30について説明する。図1は本発明の本実施の形態1に係るダクト式空調システムの構成を示す図である。
(Embodiment 1)
First, a ducted
ダクト式空調システム30は、建築物の一例である建物40内に設置される。
A ducted
建物40は、それぞれ広さ(容積)の異なる複数の居室3a、3b、3cと、屋根裏空間6と、を備える。
The
また、ダクト式空調システム30は、搬送ファン2と、分岐チャンバー1と、分岐ダクト4a、4b、4cと、風量調整ダンパー5a、5b、5cと、制御部7と、を備える。
The ducted
搬送ファン2は、例えば廊下などに吸込口を備え、居室3a、3b、3cに設けられたガラリやドアの隙間より循環してきた空気を分岐チャンバー1へ搬送する。
The conveying
分岐チャンバー1は、例えば屋根裏や、小屋裏空間などの屋根裏空間6に設置され、搬送ファン2より搬送された空気を複数の分岐ダクト4a、4b、4cに分岐させる。
The
分岐ダクト4a、4b、4cは、一端が複数の居室3a、3b、3cに接続され、分岐チャンバーを介して搬送された空気を居室3a、3b、3cへ導く。
One ends of the
風量調整ダンパー5a、5b、5cは、分岐チャンバー1と、分岐ダクト4a、4b、4cの間に設置され、ダンパーの開度により風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する風量を独立して変更可能である。
The air
制御部7は、例えばリビングなどの居室3cに配置される制御装置に備えられる。制御装置は、表示・入力機能を備えたリモートコントローラである。制御部7は、風量調整ダンパー5a、5b、5cに通信可能に接続される。制御部7は、風量調整ダンパー5a、5b、5cの開度を制御することにより、風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する風量を調整する。また、制御部7は、搬送ファン2に通信可能に接続される。制御部7は、搬送ファン2の風量を決定し、当該風量で搬送ファン2を駆動させる。
The
次に、図2、を用いて制御部7の構成を説明する。
Next, the configuration of the
制御部7は、図2に示す通り、風量調整ダンパー5a、5b、5c、及び搬送ファン2に制御可能に接続されている。
The
制御部7は、容積記憶部10と、分岐ダクト記憶部11と、換気回数受付部12と、必要風量算出部13と、分岐ダクト風速算出部14と、ダクト圧力損失算出部15と、ダンパー圧力損失算出部16と、経路圧力損失算出部21と、ダンパー圧力損失係数算出部17と、ダンパー開度取得部18と、搬送ファン制御部19と、ダンパー開度制御部20と、を備える。
The
容積記憶部10は、例えば施工者がリモコンから入力した、各居室3a、3b、3cの容積を記憶する。
The
分岐ダクト記憶部11は、例えば施工者がリモコンから入力した、各分岐ダクト4a、4b、4cの材質と長さと曲げ回数と曲げ半径とダクト径を記憶する。
The branch
換気回数受付部12は、例えばユーザーがリモコンから入力した、各居室3a、3b、3cの換気回数を受け付ける。ここで換気回数とは、単位時間当たりで各居室の空気をどれだけ入れ替えるかを示す値であり、例えば0.5回/時間といった値である。
The ventilation
必要風量算出部13は、容積記憶部10に記憶された居室3a、3b、3cの容積と、換気回数受付部12に受け付けられた換気回数とから、単位時間当たりで居室3a、3b、3cに必要な風量を算出する。
The required air
分岐ダクト風速算出部14は、必要風量算出部13により算出された居室3a、3b、3cへの風量と、分岐ダクト記憶部11に記憶された分岐ダクト4a、4b、4cのダクト径とから、分岐ダクト4a、4b、4cを通過する空気の風速を算出する。
The branch duct wind
ダクト圧力損失算出部15は、分岐ダクト記憶部11に記憶された分岐ダクト4a、4b、4cの材質と、長さと、曲げ回数と、曲げ半径と、分岐ダクト風速算出部14により算出された各分岐ダクト4a、4b、4cを通過する空気の風速とから、各分岐ダクトの圧力損失を算出する。
The duct pressure
ダンパー圧力損失算出部16は、風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する風速と、風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数より、風量調整ダンパー5a、5b、5cにかかる圧力損失の式を算出する。
The damper
経路圧力損失算出部21は、分岐チャンバー1と各居室3a、3b、3cを連通させる経路の圧力損失、つまり分岐ダクト4a、4b、4cと風量調整ダンパー5a、5b、5cにかかる圧力損失の合計を算出する。
The route
ダンパー圧力損失係数算出部17は、経路圧力損失算出部21により算出された経路の圧力損失が各経路で同一の値となるように各風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数を算出する。
The damper pressure loss
ダンパー開度取得部18は、ダンパー圧力損失係数算出部17により算出された圧力損失係数と、後述する「風量調整ダンパーの圧力損失係数とダンパー開度の関係」からダンパー開度を取得する。
The damper opening
ダンパー開度制御部20は、ダンパー開度取得部18により取得したダンパーの開度となるよう、風量調整ダンパー5a、5b、5cへ出力を行う。
The damper opening
また、搬送ファン制御部19は、必要風量算出部13より算出された居室3a、3b、3cへの風量の総和の風量となるように搬送ファン2の出力を制御する。
Further, the conveying
次に、図3、4、5を用いて、制御部7による風量調整ダンパー5a、5b、5cの開度の算出方法を説明する。
Next, a method of calculating the opening degrees of the air
例えば施工者が、あらかじめ容積記憶部10に居室3a、3b、3cの容積Ua、Ub、Ucを入力する。また、例えば施工者が、あらかじめ分岐ダクト記憶部11にダクト材質と、ダクト直管部分長さla、lb、lcと、ダクト曲げ回数Ta、Tb、Tcと、ダクト曲げ半径Ra、Rb、Rcと、ダクト径da、db、dcと、を入力する。
For example, the builder inputs the volumes Ua, Ub, and Uc of the
上記のあらかじめ入力された値により、制御部7は、ダクト材質によってダクト摩擦抵抗係数λa、λb、λcを算出する。また、制御部7は、ダクト径da、db、dcと、曲げ半径Ra、Rb、Rcと、によって、分岐ダクト4a、4b、4cを通過する空気の流れに対し垂直な方向のダクト面積Aa、Ab、Acを算出する。また、制御部7は、分岐ダクト記憶部11に記憶された、図4に示す、「ダクトの曲げと局部損失係数を示す表」から、局部損失係数ζda、ζdb、ζdcを取得する。これらダクト摩擦抵抗係数λa、λb、λc、ダクト面積Aa、Ab、Ac、局部損失係数ζda、ζdb、ζdcは、以下に示すステップSで要求されるごとに算出してもよいし、あらかじめ算出したものを所定の記憶部に記憶しておいてもよい。
Based on the previously input values, the
換気処理が行われると、以下の手順で図3に示すダンパー開度の算出、及び、図6に示す搬送ファンが送風すべき風量の算出が行われる。なお、記号Sはステップを意味する。 When the ventilation process is performed, calculation of the damper opening shown in FIG. 3 and calculation of the air volume to be blown by the carrier fan shown in FIG. 6 are performed in the following procedure. In addition, the symbol S means a step.
まず、図3に示すように、S201では、ユーザーは、換気回数受付部12に、居室3a、3b、3c毎の換気回数Na、Nb、Ncを入力する。この換気回数の入力は、ダクト式空調システム30の動作開始ごとに入力されてもよいし、一度設定すれば省略可能である。また、動作中の変更も可能である。なお、換気回数は、例えば法令に定められた、単位時間あたりで住宅120に必要な換気回数を満たす範囲で設定可能となっている。
First, as shown in FIG. 3, in S201, the user inputs the ventilation frequencies Na, Nb, and Nc for each of the
S202では、必要風量算出部13は、各居室3a、3b、3cへの必要風量Qa、Qb、Qcを、式(1)、(2)、(3)で算出する。
In S202, the required air
Qa=Ua×Na 式(1)
Qb=Ub×Nb 式(2)
Qc=Uc×Nc 式(3)
これにより、各部屋へ送風される空気の風量を算出することができる。
Qa=Ua×Na Formula (1)
Qb=Ub×Nb Formula (2)
Qc=Uc×Nc Formula (3)
This makes it possible to calculate the volume of air blown to each room.
S203では、分岐ダクト風速算出部14は、各分岐ダクト4a、4b、4cを通過する空気の風速Va、Vb、Vcを、式(4)、(5)、(6)で算出する。
In S203, the branch duct
Va=Qa/Aa 式(4)
Vb=Qb/Ab 式(5)
Vc=Qc/Ac 式(6)
S204では、ダクト圧力損失算出部15は、各分岐ダクト4a、4b、4cにかかる圧力損失Ra、Rb、Rcを、式(7)、(8)、(9)で算出する。なお、ρは、空気の密度を示す。
Va=Qa/Aa Formula (4)
Vb=Qb/Ab Formula (5)
Vc=Qc/Ac Formula (6)
In S204, the duct
Rda=λa×(la/da)×ρ×(Va^2)/2+Ta×ζda×ρ×(Va^2)/2 式(7)
Rdb=λb×(lb/db)×ρ×(Vb^2)/2+Tb×ζdb×ρ×(Vb^2)/2 式(8)
Rdc=λc×(lc/dc)×ρ×(Vc^2)/2+Tc×ζdc×ρ×(Vc^2)/2 式(9)
S205では、ダンパー圧力損失算出部16は、各風量調整ダンパーにかかる圧力損失ra、rb、rcを、式(10)、(11)、(12)で算出する。なお、ζa、ζb、ζcは、各風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数を示す。
Rda=λa×(la/da)×ρ×(Vâ2)/2+Ta×ζda×ρ×(Vâ2)/2 Equation (7)
Rdb=λb×(lb/db)×ρ×(Vb̂2)/2+Tb×ζdb×ρ×(Vb̂2)/2 Equation (8)
Rdc=λc×(lc/dc)×ρ×(Vĉ2)/2+Tc×ζdc×ρ×(Vĉ2)/2 Equation (9)
In S205, the damper
ra=(ζa―1)×ρ×(Va^2)/2 式(10)
rb=(ζb―1)×ρ×(Vb^2)/2 式(11)
rc=(ζc―1)×ρ×(Vc^2)/2 式(12)
S206では、経路圧力損失算出部21は、分岐チャンバー1と、居室3a、3b、3cとを連通させる各経路の圧力損失Ra、Rb、Rcを、式(13)、(14)、(15)で算出する。
ra=(ζa−1)×ρ×(Vâ2)/2 Equation (10)
rb=(ζb−1)×ρ×(Vb̂2)/2 Equation (11)
rc=(ζc−1)×ρ×(Vĉ2)/2 Equation (12)
In S206, the path
Ra=Rda+ra 式(13)
Rb=Rdb+rb 式(14)
Rc=Rdc+rc 式(15)
ここで、各経路の圧力損失Ra、Rb、Rcは、一端に接続される各居室3a、3b、3cの静圧が等しく、多端に接続される分岐チャンバー1は同一のものであることから、式(16)の関係となる。
Ra=Rda+ra Formula (13)
Rb=Rdb+rb Formula (14)
Rc=Rdc+rc Formula (15)
Here, the pressure losses Ra, Rb, and Rc of each path are equal in the static pressures of the
Ra=Rb=Rc 式(16)
S207では、ダンパー圧力損失係数算出部17は、式(13)、(14)、(15)、(16)の関係から、各風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数ζa、ζb、ζcを算出する。また、使用する風量調整ダンパーの種類によって、風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失ζa、ζb、ζcの値は上限と下限が定まる。この時、各風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数ζa、ζb、ζcの値は、複数の組み合わせが算出される。
Ra=Rb=Rc Formula (16)
In S207, the damper pressure
S208では、ダンパー圧力損失係数算出部17は、圧力損失係数ζa、ζb、ζcの各値が最も小さな組み合わせの値であった場合、次のステップへ進ませる。これにより、各風量調整ダンパーにかかる圧力損失が最も少ないダンパー開度の組み合わせを選ぶことができる。
In S208, the damper pressure
S209では、ダンパー開度取得部18は、選択された風量調整ダンパー5a、5b、5cの圧力損失係数ζa、ζb、ζcの値と、ダンパー開度の関係により、各風量調整ダンパー5a、5b、5cのダンパー開度θa、θb、θcを取得する。なお、風量調整ダンパーの種類によってダンパー圧力損失係数とダンパーの開度の関係は異なるが、本実施の形態1では、図5に示す「風量調整ダンパーの圧力損失係数とダンパー開度の関係を示す表」の関係とする。
In S209, the damper opening
「風量調整ダンパーの圧力損失係数とダンパー開度の関係を示す表」は、ダンパー開度取得部18に記憶されている。「風量調整ダンパーの圧力損失係数とダンパー開度の関係を示す表」は、図5に示す通り、圧力損失係数の値が入力されると、圧力損失係数の値に対し水平な線分とグラフとが交差するポイントをダンパー開度として取得できる。
The “table showing the relationship between the pressure loss coefficient of the air volume adjustment damper and the opening of the damper” is stored in the damper opening acquiring
S210では、ダンパー開度制御部20は、各風量調整ダンパーの開度が、ダンパー開度取得部により取得されたダンパー開度θa、θb、θcとなるように、風量調整ダンパー5a、5b、5cへ出力する。
In S210, the
これにより、各居室に、設定した風量を放出するための風量調整ダンパー5a、5b、5cの準備が整う。
As a result, the air
次に、図6を用いて、制御部7による搬送ファン2の出力の算出方法を説明する。
Next, a method of calculating the output of the conveying
S221では、搬送ファン制御部19は、搬送ファン2が搬送する空気の風量Qを、式(17)で算出する。この際、S201で受け付けた換気回数Na、Nb、Ncに基づいてS202で算出された各居室3a、3b、3cの必要風量Qa、Qb、Qcが利用される。
In S221, the carrier
Q=Qa+Qb+Qc 式(17)
S222では、搬送ファン制御部19は、式(17)により算出された風量Qで駆動するよう、搬送ファン2へ命令を出力する。
Q=Qa+Qb+Qc Formula (17)
In S222, the carrier
上記、制御部7による風量調整ダンパー5a、5b、5cと、搬送ファン2への出力により、居室3a、3b、3cへ入力した換気回数相当の風量を、各部屋ごとに送風することができる。つまり、建物自体の換気量のみではなく、居室ごとに設定した換気量の確保が可能となる。
By outputting air
(実施の形態2)
実施の形態2について説明する。なお、実施の形態2では、実施の形態1と異なる点のみ説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment will be described. In addition, in
容積記憶部10は、建物全体の容積を入力可能とする。
The
また、換気回数受付部12は、建物全体の換気回数を受け付けることができる。
In addition, the ventilation
本実施の形態では、必要風量算出部13は、建物全体の容積Uallと、建物全体の換気回数Nallから、建物全体の必要風量Qallの式(18)を算出する。
In the present embodiment, the required air
Qall=Uall×Nall 式(18)
この場合、ダンパー開度制御部20は、各居室3a、3b、3cへ放出する風量を、居室3a、3b、3cの容積割合と同等の風量割合で送風するように、風量調整ダンパー5a、5b、5cへの出力を制御する。
Qall=Uall×Nall Equation (18)
In this case, the damper opening
つまり、各居室3a、3b、3cへ放出する風量Qa’、Qb’、Qc’は式(19)、(20)、(21)となる。
In other words, the air volumes Qa', Qb', Qc' discharged to the
Qa’=Qall×(Ua×(Ua+Ub+Uc)) 式(19)
Qb’=Qall×(Ub×(Ua+Ub+Uc)) 式(20)
Qc’=Qall×(Uc×(Ua+Ub+Uc)) 式(21)
実施の形態1で示した内容と同様に、ダンパー開度取得部18は、各風量調整ダンパー5a、5b、5cのダンパー開度θa、θb、θcを取得する。
Qa′=Qall×(Ua×(Ua+Ub+Uc)) Equation (19)
Qb′=Qall×(Ub×(Ua+Ub+Uc)) Equation (20)
Qc′=Qall×(Uc×(Ua+Ub+Uc)) Equation (21)
The damper opening
ダンパー開度制御部20は、各風量調整ダンパーの開度が、ダンパー開度取得部により取得されたダンパー開度θa、θb、θcとなるように、風量調整ダンパー5a、5b、5cへ出力する。
The
搬送ファン制御部は、式(18)により算出された風量Qallで駆動するよう、搬送ファン2への出力を制御する。
The carrier fan controller controls the output to the
これにより、建物全体に対して設定した換気回数により部屋ごとの換気が可能となる。 This makes it possible to ventilate each room according to the ventilation frequency set for the entire building.
(実施の形態3)
実施の形態3について説明する。なお、実施の形態3では、実施の形態1と異なる点のみ説明する。
(Embodiment 3)
A third embodiment will be described. In the third embodiment, only points different from the first embodiment will be described.
また、換気回数受付部12は、建物全体の換気回数と、居室3a、3b、3cの換気回数と、を同時に受け付けてもよい。
Further, the ventilation
必要風量算出部13は、建物全体への換気回数と、建物全体の容積から、建物全体への必要風量Aを算出する。(式(18))
この時搬送ファンが搬送する風量はAとなる。
The required air
At this time, the air volume conveyed by the conveying fan is A.
同様に、必要風量算出部13は、居室3a、3b、3cの換気回数と、居室3a、3b、3cの容積から、居室3a、3b、3cへの必要風量Qa、Qb、Qcを算出する。
Similarly, the required air
この時、搬送ファン2が搬送する空気の風量Bは、式(22)となる。
At this time, the volume B of the air conveyed by the conveying
B=Qa+Qb+Qc 式(22)
搬送ファン制御部19は、風量Aと、風量Bと、を比較し、大きい風量の設定を選択する。
B=Qa+Qb+Qc Formula (22)
The transfer
搬送ファン制御部19は、選択した風量で駆動するよう、搬送ファン2への出力を制御する。
The carrier
これにより、建物全体に対して、及び各居室に対して換気回数を同時に設定した場合、搬送ファン2が搬送する風量が多い方、つまり、より換気量が多い設定で建物全体を換気することができる。
As a result, when the number of times of ventilation is set simultaneously for the entire building and for each living room, it is possible to ventilate the entire building with the larger air volume conveyed by the
(実施の形態4)
実施の形態4について説明する。なお、実施の形態4では、実施の形態1と異なる点のみ説明する。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment will be described. In addition, in Embodiment 4, only points different from
実施の形態1では、風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する空気の流れに対し垂直な方向の風量調整ダンパーの断面積は、ダクト面積Aa、Ab、Acと同等として算出していたが、本実施の形態で示すように、異なってもよい。
In
その場合、制御部は、不図示のダンパー記憶部及びダンパー風速算出部を備える。そして、ダンパー風速算出部は、風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する空気の風速を算出する。その手順を以下に示す。
In that case, the control unit includes a damper storage unit and a damper wind speed calculation unit (not shown). Then, the damper wind speed calculator calculates the wind speed of the air passing through the air
ユーザーは、ダンパー記憶部に、ダンパー径dda、ddb、ddcを入力する。制御部7は、ダンパー径dda、ddb、ddcより、ダンパーの断面積Ada、Adb、Adcを算出する。ダンパー風速算出部は、風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する空気の風速Vda、Vdb、Vdcを、式(23)、(24)、(25)で算出する。
The user inputs damper diameters dda, ddb, and ddc in the damper storage unit. The
Vda=Qa/Ada 式(23)
Vdb=Qa/Adb 式(24)
Vdc=Qa/Adc 式(25)
以上が、ダンパー風速算出部による風量調整ダンパー5a、5b、5cを通過する空気の風速の算出手順である。
Vda=Qa/Ada Formula (23)
Vdb=Qa/Adb Equation (24)
Vdc=Qa/Adc Equation (25)
The procedure for calculating the wind speed of the air passing through the air
この時、ダンパー圧力損失算出部16は、各風量調整ダンパーにかかる圧力損失rda、rdb、rdcを、式(26)、(27)、(28)で算出する
rda=(ζa―1)×ρ×(Vda^2)/2 式(26)
rdb=(ζb―1)×ρ×(Vdb^2)/2 式(27)
rdc=(ζc―1)×ρ×(Vdc^2)/2 式(28)
その後、各風量調整ダンパーにかかる圧力損失rda、rdb、rdcは、実施の形態1記載の、式(13)、(14)、(15)に示す各風量調整ダンパーにかかる圧力損失ra、rb、rcそれぞれに代入される。
At this time, the damper
rdb=(ζb−1)×ρ×(Vdb̂2)/2 Equation (27)
rdc=(ζc−1)×ρ×(Vdĉ2)/2 Equation (28)
After that, the pressure losses rda, rdb, and rdc applied to each air volume adjustment damper are obtained by the pressure losses ra, rb, and rc are substituted respectively.
これにより、分岐ダクトの径と、ダンパーの径が異なった場合でも、居室3a、3b、3cへ入力した換気回数相当の風量を、各部屋ごとに送風することができる。
As a result, even if the diameter of the branch duct and the diameter of the damper are different, the air volume corresponding to the ventilation frequency input to the
(変形例1)
本実施の形態1、2、3では例として居室を3つとしているが、少なくとも一つ以上であればよい。
(Modification 1)
In
また、各居室に対し1つの分岐ダクトを設けているが、各居室に少なくとも一つ以上の分岐ダクトが備わっていれば良い。 Also, although one branch duct is provided for each living room, it is sufficient that each living room is provided with at least one or more branch ducts.
また、換気回数受付部12は、換気回数0を受け付け可能としてもよい。換気回数を0とする場合、少なくとも1つ以上の居室で換気回数を0以上で設定する。これにより、換気の必要のない居室、例えば、人が入室しない部屋に対し換気回数を0と設定することで、不要な消費電力を削減することが可能となる。
Further, the ventilation
本発明に係るダクト式空調システムは、各居室に対して換気回数を設定可能であるため、建物内の空気に対し淀みのない換気を可能にする空調システムとして有効である。 The duct-type air-conditioning system according to the present invention is effective as an air-conditioning system that enables ventilation without stagnation of the air in the building because the number of times of ventilation can be set for each living room.
1 分岐チャンバー
2 搬送ファン
3a 居室
3b 居室
3c 居室
4a 分岐ダクト
4b 分岐ダクト
4c 分岐ダクト
5a 風量調整ダンパー
5b 風量調整ダンパー
5c 風量調整ダンパー
6 屋根裏空間
7 制御部
10 容積記憶部
11 分岐ダクト記憶部
12 換気回数受付部
13 必要風量算出部
14 分岐ダクト風速算出部
15 ダクト圧力損失算出部
16 ダンパー圧力損失算出部
17 ダンパー圧力損失係数算出部
18 ダンパー開度取得部
19 搬送ファン制御部
20 ダンパー開度制御部
21 経路圧力損失算出部
30 ダクト式空調システム
40 建物
100 空調装置
101a ダンパー
101b ダンパー
101c ダンパー
101d ダンパー
102 空気調和機
103 チャンバーボックス
104a ダクト
104b ダクト
105 空気浄化装置
106a ファン
106b ファン
107 床下空間
108a 居室
108b 居室
108c 居室
108d 居室
109 換気手段
110a 居室温度検知手段
110b 居室温度検知手段
110c 居室温度検知手段
110d 居室温度検知手段
120 住宅
1
Claims (5)
前記分岐チャンバーに流入した流入空気を複数の空調対象空間に搬出する複数の分岐ダクトと、
前記分岐ダクトを介して前記空調対象空間それぞれに搬送する風量を調整するための風量調整ダンパーと、
前記風量調整ダンパーの開度を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記空調対象空間それぞれの容積を記憶する容積記憶部と、
前記空調対象空間に要求される換気回数の指示を受け付ける換気回数受付部と、
前記換気回数と前記容積記憶部に記憶された前記空調対象空間の容積とに基づいて各空調対象空間への必要風量を算出する必要風量算出部と、
前記必要風量算出部が算出した前記各空調対象空間への必要風量と前記各空調対象空間に接続される分岐ダクトのダクト径に基づいて各分岐ダクトに送風すべき風速を算出する分岐ダクト風速算出部と、
前記分岐ダクトの風速とダクト長と曲げ回数と曲げ半径と材質とに基づいて決定される分岐ダクト圧力損失を算出するダクト圧力損失算出部と、
前記ダクト圧力損失算出部が算出した前記各分岐ダクトの圧力損失と前記分岐ダクトに接続される風量調整ダンパーの圧力損失との和が、前記分岐チャンバーから各空調対象空間までの各経路で同一となるよう各風量調整ダンパーの圧力損失を算出するダンパー圧力損失算出部と、
前記分岐ダクト風速算出部が算出した各分岐ダクトに送風すべき風速と、前記ダクト圧力損失算出部が算出した前記分岐ダクトの圧力損失と、前記ダンパー圧力損失算出部が算出した前記各風量調整ダンパーの圧力損失と、に基づいて、各風量調整ダンパーの圧力損失係数を算出するダンパー圧力損失係数算出部と、
前記ダンパー圧力損失係数算出部が算出した各風量調整ダンパーの圧力損失係数と、圧力損失係数とダンパー開度とを関連付けた圧力損失係数表と、に基づいてダンパー開度を取得するダンパー開度取得部と、
前記ダンパー開度取得部により取得したダンパーの開度となるよう、風量調整ダンパーへ出力を行うダンパー開度制御部と、
前記必要風量算出部にて算出された各空調対象空間への必要風量の総和に基づいて前記搬送ファンの風量を決定して当該風量で駆動させる搬送ファン制御部と、
を備えたダクト式空調システム。 a carrier fan for blowing air to the branch chamber;
a plurality of branch ducts for carrying out the inflow air that has flowed into the branch chamber to a plurality of air-conditioned spaces;
an air volume adjustment damper for adjusting the volume of air conveyed to each of the air-conditioned spaces via the branch duct;
A control unit that adjusts the opening degree of the air volume adjustment damper,
The control unit includes a volume storage unit that stores the volume of each of the air-conditioned spaces;
a ventilation frequency reception unit that receives an instruction of the ventilation frequency required for the air-conditioned space;
a required air volume calculation unit that calculates a required air volume for each air-conditioned space based on the ventilation frequency and the volume of the air-conditioned space stored in the volume storage unit;
Branch duct wind speed calculation for calculating a wind speed to be blown to each branch duct based on the required air volume for each air-conditioned space calculated by the required air volume calculation unit and the duct diameter of the branch duct connected to each air-conditioned space. Department and
a duct pressure loss calculator that calculates the branch duct pressure loss determined based on the wind speed, duct length, number of times of bending, bending radius, and material of the branch duct;
The sum of the pressure loss of each branch duct calculated by the duct pressure loss calculation unit and the pressure loss of the air volume adjustment damper connected to the branch duct is the same for each route from the branch chamber to each space to be air-conditioned. a damper pressure loss calculation unit that calculates the pressure loss of each air volume adjustment damper so that
The wind speed to be blown to each branch duct calculated by the branch duct wind speed calculation unit, the pressure loss of the branch duct calculated by the duct pressure loss calculation unit, and the air volume adjustment dampers calculated by the damper pressure loss calculation unit a damper pressure loss coefficient calculation unit that calculates the pressure loss coefficient of each air volume adjustment damper based on the pressure loss of
Acquisition of damper opening for acquiring the damper opening based on the pressure loss coefficient of each air volume adjustment damper calculated by the damper pressure loss coefficient calculation unit and a pressure loss coefficient table that associates the pressure loss coefficient with the damper opening Department and
A damper opening control unit that outputs to the air volume adjustment damper so that the opening of the damper obtained by the damper opening obtaining unit is obtained;
a carrier fan control unit that determines the air volume of the carrier fan based on the sum of the required air volume for each air-conditioned space calculated by the required air volume calculation unit and drives the carrier fan at the determined air volume;
Ducted air conditioning system with.
前記空調対象空間毎に換気回数の指示を受付可能である請求項1記載のダクト式空調システム。 The ventilation frequency reception unit
2. The ducted air conditioning system according to claim 1, wherein an instruction of ventilation frequency can be received for each of said air conditioned spaces.
空調対象空間に対して換気回数ゼロの設定を受付可能である請求項1記載のダクト式空調システム。 The ventilation frequency reception unit
2. The ducted air conditioning system according to claim 1, wherein a setting of zero ventilation frequency for the space to be air conditioned can be accepted.
前記各空調対象空間が属する建物全体の容積を記憶し、
前記換気回数受付部は、
前記建物全体としての換気回数の指示を受付可能であり、
前記制御部は、
前記建物全体としての換気回数と、前記建物全体の容積から搬送ファンの出力を算出し、
前記分岐ダクト圧力損失算出部と、前記ダンパー圧力損失算算出部により算出された圧力損失と、前記建物全体としての換気回数と、を用いて、各空調対象空間の容積割合と同様の風量割合となるように前記ダンパー開度取得部を制御する機能を有する請求項1記載のダクト式空調システム。 The volume storage unit
storing the volume of the entire building to which each air-conditioned space belongs;
The ventilation frequency reception unit
It is possible to receive an instruction of the ventilation frequency for the entire building,
The control unit
Calculate the output of the carrier fan from the ventilation frequency of the entire building and the volume of the entire building,
Using the branch duct pressure loss calculation unit, the pressure loss calculated by the damper pressure loss calculation unit, and the ventilation frequency of the entire building, the air volume ratio similar to the volume ratio of each air-conditioned space 2. The ducted air conditioning system according to claim 1, further comprising a function of controlling said damper opening obtaining section so that
前記建物全体として要求される換気回数と前記建物全体の容積から前記搬送ファンが搬送する風量Aを算出し、
前記空調対象空間それぞれに要求される換気回数と前記空調対象空間の容積の合計から前記搬送ファンが搬送する風量Bを算出し、
前記制御部は、
前記風量Aと前記風量Bとを比較して大きい風量の設定を優先して前記搬送ファンの出力及び前記風量調整ダンパーの開度を制御する請求項4記載のダクト式空調システム。 The transfer fan control unit
Calculate the air volume A conveyed by the conveying fan from the ventilation frequency required for the entire building and the volume of the entire building,
calculating an air volume B conveyed by the conveying fan from the sum of the number of times of ventilation required for each of the air-conditioned spaces and the volume of the air-conditioned spaces;
The control unit
5. The ducted air conditioning system according to claim 4, wherein the air volume A and the air volume B are compared, and priority is given to setting a larger air volume, and the output of the carrier fan and the opening degree of the air volume adjusting damper are controlled.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021049340A JP2022147886A (en) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | Duct type air conditioning system |
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