JP2772011B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、一台で複数の部屋の空調を行なうダクト
式の空気調和機に関する。

（従来の技術） 空気調和機においては、熱源機から発生する温風また
は冷風をダクトによって複数の部屋へ導き、一台で複数
の部屋の空調を可能とするものがあり、また各部屋へ温
風または冷風を分配するダクトの分岐路に風量制御装
置、VAV（Variable Air Volume）を備えたものがある。

この風量制御装置は、ダンパを備えており、そのダン
パの開度を制御し、各部屋に設置されたルームサーモス
タットで設定された室温および検出された室温の信号を
入力としてその差により冷風または温風の風量を決定す
るようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記のような風量制御装置を備えた空気調
和機では、冷暖房時において、各部屋の必要換気量を保
持するため最小風量を設定し、風量が最小風量以下にな
らないように制御している。

しかし、各部屋の熱負荷が大きくなり、風量制御装置
の供給風量が最大となっても、各部屋の熱負荷に対して
熱源機の能力が小さい場合、部屋の温度がルームサーモ
スタットの設定温度にならないという問題が生じる。ま
た、各部屋の熱負荷が風量制御装置の最小能力よりも小
さいとき、つまり熱源機の能力が大きい場合、冷房時は
冷えすぎ、暖房時は暖まりすぎるという現象が生じる。

この発明は前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、初期設定温度値に対して補正する
手段を備え、補正後の熱源機の設定温度になるように熱
源機の能力制御を行なうことができ、冷房時に冷えな
い、暖房時に暖まらないという現象を改善し、熱負荷に
応じた細かな空調ができる空気調和機を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） この発明は、前記目的を達成するために、 温風または冷風を発生させる能力可変形ヒートポンプ
式熱源機と、この熱源機から発生した温風または冷風を
各部屋へ分配するダクトおよび容量可変形の送風機と、
前記ダクトの各部屋への分岐路に設けた開度が制御され
るダンパを有する風量制御装置と、前記各部屋に設けら
れ前記風量制御装置に室温信号を出力するルームサーモ
スタットを備え、 前記風量制御装置は、前記ルームサーモスタットから
の室温信号（Ta）により、前記熱源機から発生される温
風または冷風の設定温度を熱源機の初期設定温度に対し
て、 全ての風量制御装置が最大風量設定温度値となり、所
定時間後に全ての風量制御装置のルームサーモスタット
からの室温信号が、 冷房時…Ta＞Ts＋αになると、熱源機の設定温度を一
定温度低く補正し、 暖房時…Ta＜Ts−βになると、熱源機の設定温度を一
定温度高く補正し、 かつ、 全ての風量制御装置が最小風量設定温度値となり、所
定時間後に全ての風量制御装置のルームサーモスタット
からの室温信号が、 冷房時…Ta＜Ts−αになると、熱源機の設定温度を一
定温度高く補正し、 暖房時…Ta＞Ts＋βになると、熱源機の設定温度を一
定温度低く補正し、 Ts;室内の設定温度 α，β；ある一定温度 （Ta,Ts,α，β＞０） 補正後の熱源機の設定温度になるように熱源機の能力
制御を行なうようにしたことを特徴とする空気調和機に
ある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第１図において、１は建屋で、複数の部屋A,B,Cを有
している。

そして、建屋１内に能力可変形ヒートポンプ式熱源機
２を設置している。この熱源機２は、吸込口2aおよび吹
出口2bを有しており、その吸込口2aに対向して室内熱交
換器３が設置されているとともに、吹出口2bと対応する
位置に容量可変形の送風機４が設置されている。この送
風機４にはSC調節器4aを介して送風機用インバータ4bが
接続され、風量が任意に制御できるようになっていると
ともに、吹出し温度センサ4cを有している。

また、建屋１の外に室外ユニット５が設置され、この
室外ユニット５内には室外熱交換器６、能力可変形の圧
縮機７および圧縮機用インバータ８が設置され、室外熱
交換器６、圧縮機７および前記熱源機２内の室内熱交換
器３は冷媒配管９によって接続され、ヒートポンプ式冷
凍サイクルを構成している。

また、前記熱源機２の吹出口2bに設置された送風機４
にはダクト10の一端が接続され、このダクト10の他端は
分岐路11,12および13を介して前記各部屋Ａ、Ｂおよび
Ｃに連通している。前記分岐路11、12、13は同一構造で
あるため、その１つについて説明すると、第２図に示す
ように構成されている。すなわち、分岐路11における上
流側および下流側にはスクリーン14、14が設けられ、こ
れら両者間には風量制御装置15が設けられている。この
風量制御装置15について説明すると、16はダンパであ
り、このダンパ16は駆動モータ17によってその開度が制
御されるようになっている。ダンパ16の上流側には風速
によって回転するプロペラ18とその回転速度を検出する
回転速度検出素子19からなる風速センサ20が設けられて
いるとともに、温度センサ21が設置されている。そし
て、この風速センサ20と温度センサ21の検出信号は制御
回路22に入力されるようになっている。さらに、この制
御回路22には前記部屋Ａに設置したルームサーモスタッ
ト23からの室温信号が入力されるとともに、この制御回
路22は前記熱源機２のSC調節器4aに制御信号が入力され
るようになっている。

したがって、前記１台の熱源機２から発生する温風ま
たは冷風はダクト10の分岐路11、12、13を介して各部屋
Ａ、Ｂ、Ｃに導かれるとともに、風量制御装置15は各部
屋Ａ、Ｂ、Ｃの熱負荷に応じて制御されるようになって
いる。

つぎに、前述のように構成された空気調和機の作用に
ついて説明する。

まず、ルームサーモスタット23…によって冷房または
暖房運動モードを選択し、つぎに所望の室内温度、つま
り室内の設定温度Tsを設定し、運転開始操作を行なう。

すると、制御回路22は室外ユニット５を起動するとと
もに、SC調節器4aを介して送風機用インバータ4bを駆動
して送風機４を起動する。室外ユニット５が起動する
と、冷凍サイクルが形成され、室内熱交換器３が冷房時
には蒸発器として、暖房時には凝縮器として作用する。
そして、送風機４の動作により、吸込口2aから空気が吸
込まれ、室内熱交換器３によって熱交換され、吹出口2b
からダクト10に吹出される。

この吹出風は、分岐路11、12、13へ導かれ、部屋A,B,
Cへ供給される。

この冷房または暖房運転時、制御回路22…は、部屋A,
B,Cごとに空調負荷（室内温度と設定室内温度との差）
を求め、その求めた空調負荷の和に応じて送風機用イン
バータ回路4bの出力周波数を制御する。つまり、熱源機
２の吹出風量を制御する。

さらに、制御回路22は、ダンパ16の開度を対応する部
屋の空調負荷に応じて制御する。この場合、各風量制御
装置15…は、風速センサ20、温度センサ21の検知結果を
フィードバックして取込み、最適な風量設定を行なう。
すなわち、冷房運転時は、部屋Ａの室内温度が高けれ
ば、その部屋に対応するダンパ16の開度を大きくし、部
屋Ａへの送風量を多くする。

部屋Ａの室内温度が低ければ、その部屋に対応するダ
ンパ16の開度を小さくし、部屋Ａへの送風量を少なくす
る。

さらに、すべての風量制御装置15のうち、どれか１つ
でもダンパ16で全開で、必要風量が不足しているとき、
SC調節器4aへ送風機用インバータ4bの周波数を上げる指
令を送り、また、すべての風量制御装置15のダンパ16が
全開でなく、必要風量が満足しているとき、SC調節器4a
へ送風機用インバータ4bの周波数を下げる指令を送る。
さらに、吹出し温度センサ4cにより、吹出し温度を検出
し、設定吹出し温度になるように、室外ユニット５の圧
縮機用インバータ８へ信号を送り、圧縮機７の周波数を
制御する。

しかし、各部屋Ａ、Ｂ、Ｃの熱負荷が大きいとき、す
べてのルームサーモスタット23…が設定値にならないこ
とが生じる。このとき、熱源機の初期設定温度に対して
補正する手段で、補正後の熱源機の設定温度になるよう
に熱源機２の能力制御を行う。

第３図は熱源機２の吹出し温度設定フローチャートを
示すもので、ルームサーモスタット23からの温度出力Ta
を検出し、ステップ１で、すべての各Taは風量制御装置
の最大風量設定温度値か否かを判定し、YESのときは、
ステップ２で、ｔ時間経過したか否か判定する。ステッ
プ２でYESのときは、ステップ３に進み、冷房か暖房か
を判定し、冷房のときはステップ４に進み、Ta＞Ts＋α
か判定する。ここで、Tsは設定温度、αはある一定温度
である。ステップ４でYESのときは「室内の設定温度Ts
を所定値低く補正」する。前記ステップ３において暖房
のときはステップ５に進み、Ta＜Ts−βか判定する。こ
こで、Tsは室内の設定温度、βはある一定温度である。
ステップ５でYESのときは「室内の設定温度Tsを所定値
高く補正」する。

また、ステップ１でNOのときは、ステップ６に進み、
すべての各Taは風量制御装置の最小風量設定温度値か否
かを判定し、YESのときは、ステップ７で、ｔ時間経過
したか否か判定する。ステップ７でYESのときは、ステ
ップ８に進み、冷房か暖房かを判定し、冷房のときはス
テップ９に進み、Ta＜Ts−αか判定する。ステップ９で
YESのときは「室内の設定温度Tsを所定値高く補正」す
る。前記ステップ８において暖房のときはステップ10に
進み、Ta＞Ts＋βか判定する。ステップ10でYESのとき
は「室内の設定温度Tsを所定値低く補正」する。なお、
ステップ２および７でNOのとき、またステップ４、５で
NOのときは、ステップ１に戻り、ステップ７でNOのと
き、またステップ９、10でNOのときは、ステップ６に戻
る。

したがって、各部屋Ａ、Ｂ、Ｃの熱負荷が大きく、す
べてのルームサーモスタット23…からの室温信号（Ta）
が、部屋Ａ、Ｂ、Ｃのルームサーモスタット23…の室内
の設定温度Tsにならないとき、つまり、 冷房時…Ta＞Ts＋αになると、熱源機の設定温度を一
定温度低く補正し、 暖房時…Ta＜Ts−βになると、熱源機の設定温度を一
定温度高く補正し、 補正後の熱源機の設定温度になるように熱源機２の能
力制御を行なう。

また、熱負荷が小さいとき、すべての風量制御装置15
が最小風量になり、かつすべてのルームサーモスタット
23…からの室温信号Taが、 冷房時…Ta＜Ts−αになると、熱源機の設定温度を一
定温度高く補正し、 暖房時…Ta＞Ts＋βになると、熱源機の設定温度を一
定温度低く補正し、 補正後の熱源機の設定温度になるように熱源機２の制
御を行なう。

しかも、ルームサーモスタット23からの室温信号Taが
１つでも、 冷房時…Ta＞Ts＋β、 暖房時…Ta＜Ts−βになると、冷風または温風の熱源
機の設定温度を初期設定温度に戻す。

なお、前記一実施例によれば、部屋が３つの場合につ
いて説明したが、部屋の数は設定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ルームサー
モスタットからの室温信号により、熱源機から発生する
温風または冷風の温度を初期設定温度に対して補正する
手段を備え、補正後の熱源機の設定温度になるように熱
源機の能力制御を行なうようにしたから、各部屋の熱負
荷が変化しても、速やかに室内の設定温度に戻すことが
でき、冷房時に冷えない、暖房時に暖まらないという現
象を解消でき、細かな空調ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す空気調和機の全体の
構成図、第２図は同じく風量制御装置の縦断側面図、第
３図は同じく熱源機吹出し温度設定フローチャートであ
る。 ２……熱源機、４……送風機、10……ダクト、11〜13…
…分岐路、15……風量制御装置、23……ルームサーモス
タット。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−84245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−248938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−225842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−121162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243243（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温風または冷風を発生させる能力可変形ヒ
   ートポンプ式熱源機と、この熱源機から発生した温風ま
   たは冷風を各部屋へ分配するダクトおよび容量可変形の
   送風機と、前記ダクトの各部屋への分岐路に設けた開度
   が制御されるダンパを有する風量制御装置と、前記各部
   屋に設けられ前記風量制御装置に室温信号を出力するル
   ームサーモスタットとを備え、 前記風量制御装置は、前記ルームサーモスタットからの
   室温信号（Ta）により、前記熱源機から発生される温風
   または冷風の設定温度を熱源機の初期設定温度に対し
   て、 全ての風量制御装置が最大風量設定温度値となり、所定
   時間後に全ての風量制御装置のルームサーモスタットか
   らの室温信号が、 冷房時…Ta＞Ts＋αになると、熱源機の設定温度を一定
   温度低く補正し、 暖房時…Ta＜Ts−βになると、熱源機の設定温度を一定
   温度高く補正し、 かつ、 全ての風量制御装置が最小風量設定温度値となり、所定
   時間後に全ての風量制御装置のルームサーモスタットか
   らの室温信号が、 冷房時…Ta＜Ts−αになると、熱源機の設定温度を一定
   温度高く補正し、 暖房時…Ta＞Ts＋βになると、熱源機の設定温度を一定
   温度低く補正し、 Ts;室内の設定温度 α，β；ある一定温度 （Ta,Ts,α，β＞０） 補正後の熱源機の設定温度になるように熱源機の能力制
   御を行なうようにしたことを特徴とする空気調和機。