JP2708832B2 - 空調システムの制御方法 - Google Patents

空調システムの制御方法

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JP2708832B2
JP2708832B2 JP63326856A JP32685688A JP2708832B2 JP 2708832 B2 JP2708832 B2 JP 2708832B2 JP 63326856 A JP63326856 A JP 63326856A JP 32685688 A JP32685688 A JP 32685688A JP 2708832 B2 JP2708832 B2 JP 2708832B2
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富雄 茂木
照夫 増田
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は被調和室の床に設けた床暖房機とこの被調和
室に調和空気を吐出するように成した空気調和機とを有
する空調システムの制御方法に関するものである。
(ロ)従来の技術 一般に蓄熱材を用いた従来の空気調和機では、実公昭
55-33163号公報に記載されているようなものがあった。
この公報に記載されたものは、蓄熱槽内に圧縮機を有す
る冷凍サイクルを用いて蓄熱(蓄冷)を行ない、蓄熱槽
内の低温のブラインを室内側熱交換器に循環させて、被
調和室の冷却運転を行なうものであった。
(ハ)発明が解決しようとする課題 このように構成された従来の空気調和機では、被調和
室は実質的に室内側熱交換器によってのみ空気調和が行
なわれるもであり、被調和室内の温度分布にはむらが生
じると共に、室内側熱交換器で冷却又は加熱された調和
空気が被調和室に吐出されるため調和空気が当る所とそ
うでない所とで温度差が生じてしまう問題点があった。
斯かる問題点に鑑み本発明は、被調和室に設ける空気
調和機と同調和室の床に設ける床暖房機とを用いて快適
な空気調和を行なう制御方法を提供するものである。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は同一の被調和室内に床からの放熱で暖房運転
を行なう床暖房機と、被調和室の室温が設定値以下の時
に、温風を被調和室に供給し、又は被調和室に供給して
いる温風の風量を増すように成した空気調和機とを有す
る空調システムの制御方法において、被調和室の床温度
が第1の所定温度以上の時にはPMV(Predicted Mean Vo
te)(快適方程式)による値が負の値になるように空気
調和機の設定値を定め、被調和室の床温度が第2の所定
温度(<第1の所定温度)以下の時にはPMV値がほぼ零
になるように空気調和機の設定値を定め、被調和室の床
温度が第1の所定値と第2の所定値との間の温度の時に
はPMV値が前記負の値からほぼ零に至るように空気調和
機の設定値を変える制御を行なうものである。
さらに、冷房運転時には床温度に関係なくPMV値がほ
ぼ零になるように空気調和機の設定値を定める制御を行
なうものである。
(ホ)作用 このような制御を行なう制御方法では、床暖房機によ
る被調和室の床温度に基づいて空気調和機の設定値を変
え、PMV値を常に適切な値に設定して快適な空調が得ら
れるものである。
(ヘ)実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は被調和室の状態を示す概略図である。図中1は被調
和室の天井に設置した空気調和機であり、例えば内部に
熱交換器と送風機とを有し、熱交換器に供給されるブラ
イン(温水,冷水)の温度によて暖房運転と冷房運転と
に使い分けられるファンコイルユニットを用い、又は圧
縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器からなる冷凍サイクル
を有し、冷媒の凝縮作用時に放出される凝縮熱、冷媒の
蒸発作用時の吸熱によって暖房運転と冷房運転とを行な
うものなどを用いることができる。第1図中の実線矢印
は空気調和機1の運転時の調和空気の流れを示すもので
あり、空気調和機1の中央から吸込み両サイドから吹き
出す構造となっている。尚、この調和空気の流れはこの
実施例に限るものではなく、例えば被調和室の壁面から
吸込み、天井から吹き出す構造でもよい。以下の説明で
は空気調和機1をファンコイルユニットとして説明を行
なう。2は本システム用の制御部であり、種々の制御を
行なうが、空気調和機1の制御に関しては、被調和室の
室温が検出できるように取り付けられた室温検出器3
(第1図は被調和室の壁面に設けているが、この他空気
調和機1の吸込口などでもよい)の検出する室温Tと設
定値TOとを比べて空気調和機1の運転、具体的には送風
機の発停や送風量を変えるものである。第2図は室温の
変化に対する送風量の変化を示す特性図である。第2図
aは暖房運転時の特性、第2図bは冷房運転時の特性で
ある。
4は操作部(キーボードなど)であり、制御部2の設
定用のデータを入力するものである。尚、Fは空気調和
機1へブラインを供給する熱源機を示している。
5は被調和室の床の温度(床温度TU)を検出できるよ
うに設けられた床温度検出器である。制御部2はこの床
温度検出器5が検出する床温度TUに基づいて空気調和機
1用の設定値TOを設定する。第3図は床温度TUと設定値
TOとの関係を示す特性図である。第3図aは暖房運転時
の特性であり、床温度TUがTUU≦TUの時は設定値TOをTOL
に設定し、床温度TUがTUL<TU<TUUの時は設定値TOをT
OL〜TOUまで連続的(階段的)に変化するように設定
し、床温度TUがTUL≦TUの時には制定値TOをTOUに設定し
ている。床温度TUUは床暖房のみでも充分に被調和室の
快適性が保たれる温度であり、約23度〜28度の間に設定
される。(被調和室の大きさや、天井、壁、床の断熱性
能や、人の出入の状態によって設定される。)同様に床
温度TULは床暖房のみでは快適性が保てなくなる温度で
ある。設定温度TOLは床暖房主体の運転であり、PMV(Pr
edicted Mean Vote)(快適方程式)による値が約−1.0
になるようにして算出した温度値である。このPMVは被
調和室内での温度、湿度、輻射、気流、着衣量、発熱量
に基づいて算出されるものであり、PMV=(0.352e
-0.042(M/ADu)+0.032)Lで求まりADu,Mは夫々の人体
の体表面積、代謝量であり、Lは人体における熱負荷で
あり前記変数にて求まる。このPMV値が−0.5〜+0.5の
間では90%の人が快適と感じるものである。しかし、暖
房運転時は一般に頭寒足熱が心地よいとされるので床暖
房を主体としている時にはPMV値を−1.0に設定してい
る。次いで床温度TUが低くなって、室内温度に近づいた
時にはPMV値が0になるように設定値TOUを設定する。
尚、温度以外の条件は被調和室毎に固有に決まる値であ
り、着衣量、発熱量は主に暖房と冷房とで値が変わるも
のである。従って、実質的に設定値TOLは17≦TOL≦20で
あり、設定値TOUは21≦TOU≦24の範囲に設定される。
第3図bは冷房運転時の特性であり、床温度TUに関係
なくPMV値が0になるように設定値TOUを求めている。冷
房運転時の設定値TOUは26≦TOU≦29の範囲に設定され
る。
第4図は制御部2による本システムの主な動作を示す
説明図である。図示のステップは全ステップ(1サイク
ル)のうちの要部であり、常にこれらのステップが繰り
返えされている。ステップS1では現在の時刻が深夜電力
の供給時間帯であるか否かを判断し、この条件を満して
いる時にはステップS2(後記する)へ進み、この条件を
満たさない時にはステップS3へ進む。ステップS3では現
時刻が運転開始(空調開始)時刻に達しているか否かを
判断する。運転開始時刻に達していればステップS4へ進
み被調和室内の床温度TUを入力する。次いでステップS5
へ進み、第3図a(冷房運転の時は第3図b)の特性図
に基づいて設定値TOを算出した後ステップS6へ進む。ス
テップS6ではステップS5で算出された設定値TOに基づい
て空気調和機1の送風量を第2図a(冷房運転の時は第
2図b)の特性図に基づいて制御する。この時同時に熱
源機Fへ信号を送り、暖房運転の時には45度の高温ブラ
イン、冷房運転の時には約7度の低温ブラインを供給さ
せるものである。尚、このステップS6における空気調和
機1の暖房運転時に床温度がTUU以上あれば空気調和機
1の運転を停止させるような制御を行なって床暖房主体
の空調を行なうようにしてもよい。
ステップS2は深夜電力を利用した蓄熱運転であり、被
調和室の床に設けた蓄熱部に所定熱量の蓄熱(高温蓄
熱)又は蓄冷(低温蓄熱)を行なうステップである。
第1図において6は蓄熱部であり、ポリエチレン管7
を埋設した蓄熱材8、蓄熱材8の周囲に設けられた断熱
材9、床面材10、ポリエチレン管7の入口11及び出口12
から成っている。ポリエチレン管7は約15mm間隔で蛇行
するように置かれた後、温度の高低変化に対してひび割
れが生じないように調合されたコンクリートや生コンな
どの固形の蓄熱材8で埋設させられている。従って、入
口11及び出口12からポリエチレン管7に高温又は低温の
ブラインを循環させると蓄熱材8への蓄熱又は蓄冷が行
なえる。尚、この蓄熱部6は蓄熱の終了と同時に被調和
室への放熱が開始されるので、被調和室の利用開始前に
すでに室温が一定の温度に保たれており、空気調和機1
の運転開始時の室温の立上りが速くなる。
また、ステップS2における蓄熱運転は熱源機Cからの
ブラインを循環させて行なったが、熱源機Cに圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器からなる冷凍サイクルを用い
ている場合は蓄熱部6内の蓄熱材8の中に直接熱交換器
を埋設させてもよい。さらに蓄熱部6を被調和室の床で
はなく蓄熱槽(蓄熱材にエチレングリコールや、水、
氷、パラフィンなどを用いたもの)として別個に設置し
た場合には、床は蓄熱槽で加熱又は冷却されたブライン
が流れる熱交換器を設けるのみでよい。
(ト)発明の効果 本発明は被調和室の床温度が第1の所定温度以下の時
にはPMV(Predicted Mean Vote)(快適方程式)による
値が負の値になるように空気調和機の設定値を定め、被
調和室の床温度が第2の所定温度(<第1の所定温度)
以下の時にはPMV値がほぼ零になるように空気調和機の
設定値を定め、被調和室の床温度が第1の所定値と第2
の所定値との間の温度の時にはPMV値が前記負の値から
ほぼ零に至るように空気調和機の設定値を変える制御を
行なうので、床からの放熱と空気調和機から吐出される
調和空気とを用いて快適な空調が行なえると共に、床温
度と室温とを一定の関係に保ち、暖房時には頭寒足熱の
心地よい暖房が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すシステムの概略図、第2
図aは暖房運転時の室温と送風量との関係を示す特性
図、第2図bは冷房運転時の室温と送風量との関係を示
す特性図、第3図aは暖房運転時の床温度と設定値との
関係を示す特性図、第3図bは冷房運転時の床温度と設
定値との関係を示す特性図、第4図は第1図に示した制
御部の主な動作を示す動作説明図である。 1……空気調和機、2……制御部、3……室温検出器、
5……床温度検出器、6……蓄熱部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−223751(JP,A) 特開 昭64−75838(JP,A) 特開 昭61−250424(JP,A) 特開 昭57−198930(JP,A) 実開 昭61−145244(JP,U) 実開 昭57−40018(JP,U)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一の被調和室内に床からの放熱で暖房運
    転を行なう床暖房機と、被調和室の室温が設定値以下の
    時に、温風を被調和室に供給し、又は被調和室に供給し
    ている温風の風量を増すように成した空気調和機とを有
    する空調システムの制御方法において、被調和室の床温
    度が第1の所定温度以上の時にはPMV(Predicted Mean
    Vote)(快適方程式)による値が負の値になるように空
    気調和機の設定値を定め、被調和室の床温度が第2の所
    定温度(<第1の所定温度)以下の時にはPMV値がほぼ
    零になるように空気調和機の設定値を定め、被調和室の
    床温度が第1の所定値と第2の所定値との間の温度の時
    にはPMV値が前記負の値からほぼ零に至るように空気調
    和機の設定値を変える制御を行なうことを特徴とする空
    調システムの制御方法。
  2. 【請求項2】床暖房機は蓄熱槽に蓄えられた熱を用いて
    床暖房を行なうことを特徴とする請求項(1)に記載の
    空調システムの制御方法。
  3. 【請求項3】床暖房機は被調和室の床に設けた固形の蓄
    熱材に蓄えられた熱を用いて床暖房を行なうことを特徴
    とする請求項(1)に記載の空調システムの制御方法。
  4. 【請求項4】同一の被調和室に床からの放熱で室内の暖
    房運転又は冷房運転を行なう床側放熱器と、床側放熱器
    が暖房運転を行なっている際には室温と設定値とに基づ
    いて暖房運転を行ない、床側放熱器が冷房運転を行なっ
    ている際には室温と設定値とに基づいて冷房運転を行な
    う空気調和機とを有する空調システムの制御方法におい
    て、床側放熱器が暖房運転を行なっている時には床温度
    の変化に基づいて空気調和機の設定値を変え、床側放熱
    器が冷房運転を行っている時にはPMV(Predicted Mean
    Vote)値がほぼ零になるように空気調和機の設定値を定
    める制御を行なうことを特徴とする空調システムの制御
    方法。
  5. 【請求項5】床側放熱器は被調和室の床に設けた固形の
    蓄熱材に蓄えられた熱を放熱して暖房運転又は冷房運転
    を行なうことを特徴とする請求項(4)に記載の空調シ
    ステムの制御方法。
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