JP2692257B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は空気調和機、特に、可変風量制御方式を採
用したダクト式空気調和機の取入れ外気量の制御方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の可変風量式空気調和機は、送風機によ
り冷風または温風を給気ダクトを介して各部屋に供給す
るものであるため、ある部屋への送風を停止または変化
させた場合、部屋への取入れ外気量が変化してしまう。
この現象を防止するために、従来多くの提案がなされて
いる。

これらの従来例を代表するものの一例として、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を選び、従来例の構成，動作について説明す
る。

第４図は、この従来例の空調システムの全体構成図で
ある。

（構成） 図において、１は各被空調室（図例は、４部屋の場合
を示す）、２は、各部屋１の天井内に配設された室内機
で、エアフィルタ3,熱交換器4,送風機５等より構成され
ている。６は、室内機２の空気吹出口に接続された主ダ
クト、７は、この主ダクト６から部屋数に応じて分岐し
た４本の各枝ダクト、８は、各枝ダクト７内に回転可能
に取付けられた風量調節ダンパ、９は、各ダンパ８の角
度を変化させるための制御部、10は、上記各枝ダクト７
の末端に取付けられた吹出口、11は、各部屋１に設けら
れた吸込口である。

また、12は、廊下天井面に設けられた吸込口、13は外
気取入口、14は、吸込口12と室内機２の吸込口とを接続
する還気ダクト、15は、外気取入口13と室内機２の吸込
口とを接続する外気取入ダクト、16は、還気ダクト14内
に配設された還気量調整ダンパ、17は、外気取入ダクト
15内に配設された外気量調整ダンパ、18は、主ダクト６
内に設けられた圧力検出器、19は、各被空調室１に各々
取付けられた室温検出器と室温設定器などを備えたサー
モスタット、20は、熱交換器４に接続したヒートポンプ
などの熱源機、21は、主ダクト６内に配設された送風温
度検出器である。

（動作） 以上のように構成された従来例の空気調和機におい
て、各ルームサーモスタット19で在室者が設定した設定
室温と検出された現在の室温との温度差に応じて、各ダ
ンパ８の開度を任意の位置に各々調節する。そしてダン
パ８の開度に応じ、主ダクト６内の圧力が変化し、これ
を圧力検出器18が検出し、予め設定した設定圧力になる
よう送風機５の容量を変化させる。

また、送風量の変化に伴い熱交換器４の出口側の送風
温度が変化するため、この温度を温度検出器21で検出
し、予め設定しておいた送風温度になるよう熱源機20の
能力を制御する。このように略々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って天井吸込口12へ流れ、吸
込ダクト14を経由して再び室内機２へ戻る。外気は送風
機５により外気取入口13から吸引され、還気と合流して
室内機２へ入るよう構成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来例にあっては、特に
取入れ外気量の制御において以下の問題が生ずる。すな
わち、風量調節ダンパの開度を変化させて各部屋への送
風量を変化させたとき、還気量も変化して、取入れ外気
量と還気量のバランスが変化する。その結果、取入れ外
気量を設定量に保つことが困難となり、取入れ外気量が
設定量より多くなった場合には、不要な外気熱負荷が発
生し、また、取入れ外気量が設定量より少なくなった場
合には、外気による換気量不足となる。

これらの現象を改善するために、室内の炭酸ガス濃度
を検知して外気取入量を可変とする装置もあるが、コス
トが高く取扱いに難がある。また、室内発生潜熱量によ
って取入れ外気量を制御する方法が、例えば特開昭60-4
8433号公報で提案されているが、室内の器具などからの
発生潜熱量などの影響が大きく変化することがあるた
め、実用的でない。

この発明は、以上のような従来例の種々の問題点を解
消すべくなされたもので、適正な上記取入れ外気量を保
つための制御方法の提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

このため、この発明に係る空気調和機においては、各
部屋の風量調節ダンパの開閉状態の検出手段、取入れ外
気量の検出手段、前記風量調節ダンパの開閉状態から必
要な取入れ外気量を決定する取入れ外気量の決定手段、
外気取入ダクト内の取入れ外気量調節比例ダンパ開度の
決定手段、該取入れ外気量調節比例ダンパ開度の制御手
段をそれぞれ備え、前記風量調節ダンパの開閉状態の検
知と前記取入れ外気量との検知を行い、前記必要な取入
れ外気量の決定手段に基づいて決定した取入れ外気量
を、取入れ外気量の目標値として、上記取入れ外気量調
節比例ダンパ開度を決定し制御する手段を設けるよう構
成することにより、前記目的を達成しようとするもので
ある。

〔作用〕

以上のようなこの発明構成においては、各部屋の風量
調節ダンパの開閉状態に基づいて必要な取入れ外気量を
決定し、取入れ外気量の検出手段からの出力を見ながら
取入れ外気量調節比例ダンパ開度を制御するようにした
ため、これによって必要な取入れ外気量が適正に供給さ
れることになる。

〔実施例〕

以下に、この発明を実施例に基づいて説明する。

（構成） 第１図に、この発明に係る空調システムの一実施例の
取入れ外気量制御システムの全体の概略構成ブロック図
を示す。この図も、前記実施例と同様に、４部屋の場合
で示している。図において、22は、外気取入れダクト15
内に設けられた取入れ外気量の検出器、23は、各枝ダク
ト７内に設けられた風量調節ダンパ８の開閉状態検出
器、24は、取入れ外気量検出器22とダンパ開閉状態検出
器23からの出力信号により取入れ外気量とダンパ開閉状
態を検知するための検知手段、25は、必要な取入れ外気
量の算出式、26は、検知手段24により検知された各部屋
のダンパ開閉状態から、前記算出式25に基づいて必要な
取入れ外気量を決定するための決定手段、27は、検知手
段24により検知された取入れ外気量と前記必要な取入れ
外気量の決定手段26により決定された取入れ外気量との
比較により、そのときの取入れ外気量調節比例ダンパ29
（後述）の開度を決定するための決定手段、28は、取入
れ外気量調節比例ダンパ29の開度の決定手段27により決
定した開度にその開度を制御するための制御手段であ
り、前記29は、外気取入ダクト15内に配設された取入れ
外気量調節比例ダンパである。

第２図は、第１図実施例の空調システム制御装置の全
体構成図を示す前記従来例第４図相当図であり、第４図
におけると同一（相当）構成要素は同一符号で示す。第
２図において、１は各被空調室（前記のように、図例は
４部屋の場合を示す）、２は、各部屋１の天井内に配設
された室内機で、エアフィルタ3,熱交換器4,送風機５等
より構成されている。６は、室内機２の空気吹出口に接
続された主ダクト、７は、この主ダクト６から部屋数に
応じて分岐した４本の各枝ダクト、８は、各枝ダクト７
内に回転可能に取付けられた風量調節ダンパ、９は、各
ダンパ８の角度を変化させるための制御部、10は、各枝
ダクト７の末端に取付けられた吹出口、11は、各部屋１
に配設された吸込口、12は、廊下天井面に配設された吸
込口、13は外気取入口、14は、吸込口12と室内機２の吸
込口とを接続する還気ダクト、15は、外気取入口13と室
内機２の吸込口とを接続する外気取入ダクトである。

19は、各被空調室１に各々取付けられた室温検出器と
室温設定器などを備えたサーモスタット、20は、熱交換
器４に接続したヒートポンプなどの熱源機、22は、外気
取入ダクト15内に配設された前記取入れ外気量の検出
器、29は、外気取入ダクト15内に配設された前記取入れ
外気量調節比例ダンパ、30は、取入れ外気量調節比例ダ
ンパ29の角度を変化させるための制御部、31は、還気ダ
クト14内に配設された還気量調節比例ダンパ、32は、還
気量調節比例ダンパ31の角度を変化させるための制御
部、33は、取入れ外気量調節比例ダンパ29または還気量
調節比例ダンパ31を制御するための取入れ外気量の制御
装置である。

（動作） 以上のように構成されたこの実施例の空調システム制
御装置動作を、第３図の制御動作シーケンスフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、制御器33への電源投入
によりスタートし、ステップS1で運転開始に必要な項目
や取入れ外気量調節比例ダンパ29の開度の初期値の設定
を行い、制御ループの中へ入る。ステップS2でダンパ開
閉状態の検出器23からの信号により風量調節ダンパ８の
開閉状態を検知し、ステップS3で取入れ外気量の検出器
22からの信号により取入れ外気量を検知する。つぎに、
ステップS4では、ステップS2で検知された各風量調節ダ
ンパ８の開度と各風量調節ダンパ８の全開のときの所要
外気量から、必要な取入れ外気量の算出式（１），
（２）に基づいて必要な取入れ外気量を決定する。

a_i＝f_i（α_i） ……（２） ここに、算出式（１），（２）において、Q_aは必要な
取入れ外気量［m³/min］、a_iは、ｉ番目の風量調節ダン
パ８の開度α_iのとき算出式（２）から求まる値、Q
_iは、ｉ番目の風量調節ダンパ８が全開のときの所要外
気量である。算出式（２）については、例えば、α_i＝
1.0のときa_i＝1.0、α_i＝0.5のときa_i＝0.5、α_i＝０の
とき、a_i＝０と定めるものである。ステップS5では、ス
テップS3で検知された取入れ外気量とステップS4で決定
された必要な取入れ外気量との比較により、取入れ外気
量調節比例ダンパ29の開度を決定する。

すなわち、決定された必要な取入れ外気量が検知され
た取入れ外気量より多い場合には、取入れ外気量調節比
例ダンパ29の開度を大きくし、逆の場合には、取入れ外
気量調節比例ダンパ29の開度を小さくすることになる。

また、取入れ外気量調節比例ダンパ29とその制御部30
とを用いる代りに、還気量調節比例ダンパ31とその制御
部32とを用いてもよい。すなわち、決定された必要な取
入れ外気量が検知された取入れ外気量より多い場合に
は、還気量調節比例ダンパ31の開度を小さくして還気量
を減らし、結果的に取入れ外気量を多くする。逆の場合
には、還気量調節比例ダンパ31の開度を大きくして還気
量を増やし、結果的に取入れ外気量を少なくする。

ステップS6では、ステップS5で決定された開度となる
ように取入れ外気量調節比例ダンパ29、または還気量調
節比例ダンパ31の開度の制御指示を行う。ステップS7で
は、ステップS2からステップS6の処理ループを所定時間
ごに行うための待ち処理である。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、この発明によれば、各部屋の
風量調節ダンパの開閉状態に基づいて必要な取入れ外気
量を決定し、取入れ外気量の検出手段からの出力を見な
がら取入れ外気量調節比例ダンパ開度を制御するよう構
成したため、必要な取入れ外気量が適正に供給されるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の一実施例である取入れ外気量制御
システムの全体概略構成ブロック図、第２図は、第１図
実施例の空調システム制御装置の全体構成図、第３図
は、同実施例の取入れ外気量制御動作シーケンスフロー
チャート、第４図は、従来のこの種の空調システムの一
例の第２図相当図である。 図中、１は部屋（被空調室）、６は主ダクト、７は吹出
ダクト、８は風量調節ダンパ、14は戻り空気用還気ダク
ト、15は外気取入ダクト、22は取入れ外気量検出器、23
はダンパ開閉状態検出器、25は必要な取入れ外気量算出
式、26は必要な取入れ外気量決定手段、27は取入れ外気
量調節比例ダンパ開度決定手段、28は同開度制御手段、
29は取入れ外気量調節比例ダンパ、33は取入れ外気量の
制御装置である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当構成要素を示
す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】風量可変形送風機を有する室内機と、該室
   内機から吹出される空気を各部屋へ供給するための吹出
   ダクトと、該吹出ダクトの各端末部分に配設された風量
   調節ダンパと、前記各部屋からの戻り空気用還気ダクト
   と、該還気側に配設された外気取入ダクトと、該外気取
   入ダクト内に配設された取入れ外気量調節比例ダンパと
   を備えた空気調和機であって、前記各部屋の前記風量調
   節ダンパの開閉状態の検出手段、取入れ外気量の検出手
   段、前記風量調節ダンパの開閉状態から必要な取入れ外
   気量を決定するための取入れ外気量の決定手段、前記取
   入れ外気量調節比例ダンパ開度の決定手段、及び該取入
   れ外気量調節比例ダンパ開度の制御手段をそれぞれ備
   え、前記風量調節ダンパの開閉状態の検知と前記取入れ
   外気量の検知とを行い、前記必要な取入れ外気量の決定
   手段に基づいて決定した取入れ外気量を該取入れ外気量
   の目標値として、前記取入れ外気量調節比例ダンパ開度
   を決定し制御するよう構成した制御装置を備えたことを
   特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】前記必要な取入れ外気量の決定手段とは、
   各部屋の吹出ダクト端末部分に配置された前記風量調節
   ダンパの開閉状態と各ダンパの所要外気量から、そのダ
   ンパ開閉状態時に必要な取入れ外気量を算出する算出式
   に基づいてその時に必要な取入れ外気量を決定すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和機。