JP2986692B2

JP2986692B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2986692B2
Application number: JP6217132A
Authority: JP
Inventors: 昌亨 ▲高▼田
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH0882434A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部屋などからなる被空
調室の室温をそれぞれ独立に調整できるダクト方式の冷
暖房用の空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、室内の温熱環境を快適に保つため
に、住宅の気密性が高くなってきており、ダクト方式の
空気調和機などにおいては、省エネルギーやダクト系な
どの設計・施工および調整などを大幅に省力・簡易化で
きる空気調和装置が求められている。

【０００３】従来、この種の空気調和装置は、特開平４
−１０６３６４号公報に示すような構成が一般的であっ
た。以下、その構成について図１２および図１３を参照
しながら説明する。

【０００４】図に示すように、５７は主ダクト５３の根
元部に配設され、集中送風手段の送風機５２からの送風
量を検出する風量検出手段で、５８は各送風量調整手段
５５のダンパ５６の開閉、つまり開度を制御するダンパ
制御手段で、各ダンパ５６の開閉動作を個々に行う駆動
手段が接続されており、通常運転モード時は、開度情報
を受けて各々の駆動手段に開度情報を与えて作動させ、
対応するダンパ５６の開度を制御し、各枝ダクト５４に
対する通風抵抗値を求める試運転モード時は、１つのダ
ンパ５６を全開とし、他のダンパ５６を全閉とする開度
信号をダンパの数だけ順次繰り返して駆動手段に与え、
ダンパ５６の開度を制御するものである。５９は風量検
出手段５７からの検出信号を受け、送風機５２からの実
際の送風量を検出、測定する風量測定手段で、６０は送
風機５２の回転数を制御する送風機制御手段で、通常運
転モード時は風量測定手段５９によって求められた送風
機５２からの実際の総送風量が各被空調室５１に要求さ
れる要求風量の和と等しくなるように送風機５２の回転
数を制御し、試運転モード時は送風機５２の回転数を一
定に制御するものである。６１は送風機制御手段６０と
風量測定手段５９とダンパ制御手段５８の各出力および
各送風量調整手段５５のダンパ５６の開閉度合いに対す
る通風抵抗特性の情報により、ダンパ５６の開閉度合い
と各枝ダクト５４系統の通風抵抗値との関係を演算する
風量演算手段で、試運転モード時に、集中送風手段の各
枝ダクト５４に対して、対応したダンパ５６を全開と
し、他の枝ダクト５４に対応したダンパ５６を全閉とし
たときの、送風機制御手段６０からの送風機５２の回転
数および風量測定手段５９からの風量出力によって通風
抵抗値を演算し、あるいはさらに、各枝ダクト５４系統
における通風抵抗値と送風圧力と風量と送風量調整手段
５５のダンパ５６の開閉度合いに対する通風抵抗特性と
の関係を定式化あるいはテーブル化するものであり、通
常運転モード時に、試運転モード時に求められた各枝ダ
クト５４系統の通風抵抗値と、各送風量調整手段５５の
ダンパ５６の開閉度合いに対する通風特性と、要求され
る各枝ダクト５４における要求風量とを用いて各送風量
調整手段５５のダンパ５６の開度を決定する開度情報を
ダンパ制御手段５８に与えるダンパ開度決定手段の機能
を果たすものである。

【０００５】上記構成において、ダンパ制御手段５８が
１つの枝ダクト５４に対応した送風量調整手段５５のダ
ンパ５６を全開として他の残りの枝ダクト５４に対応し
たダンパ５６を全閉とし、同様にして全開状態のダンパ
５６が存在する枝ダクト５４系統の通風抵抗値を演算し
て求めて記憶しておくとともに、枝ダクト５４系統に関
する送風機５２からの送風量と送風機５２の送風圧力と
ダンパ５６の開度との関係を定式化あるいはテーブル化
して記憶しておく。これを繰り返して行い、全ての枝ダ
クト５４系統について同様に演算し、その演算結果の記
憶を試運転モードで行っている。このように試運転モー
ドにて記憶されたデータを用いて、各枝ダクト５４のダ
ンパ５６の開閉度合いおよび送風機５２の回転数を制御
している。つまり、風量演算手段６１の一部であるダン
パ開度決定手段が各枝ダクト５４に対して記憶された通
風抵抗値と、各送風量調整手段５５のダンパ５６の開閉
度合いに対する通風特性と要求される各枝ダクト５４に
おける要求風量とを用いて各送風量調整手段５５のダン
パ５６の開度を決定する開度情報をダンパ制御手段５８
に与えて各ダンパ５６の開度を制御するとともに、各枝
ダクト５４に対する要求風量の総和を求め、この総和の
送風量が送風機５２から送風されるように、送風機５２
の回転数を送風機制御手段６０によって制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の空気
調和装置では、各枝ダクト経路の通風抵抗とダンパの開
閉度合いの関係を明らかにするために、送風機回転数を
一定状態で運転し、各枝ダクト経路のダンパを１つだけ
全開状態、他のダンパは全閉状態として、当該枝ダクト
経路の風量と圧力を測定し、そのダクト経路の通風抵抗
の算出を枝ダクトの数だけ繰り返し行い、テーブル化す
る試運転モードを必要とするため、施工および試運転調
整に要する時間が長くなるという問題があった。また、
風量を検知するための特別な風量センサー、圧力を検出
するための特別なセンサーを必要とするため、構造が複
雑となる上、コストが高くなるという問題があった。さ
らに、各被空調室の風量を直接検出していないため、局
所排気、ドア開放などの圧力場変化に対して影響を受け
るという問題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、風量
センサーなど特別なセンサーを使用することなく風量を
検知するとともに、圧力センサーなどの特別なセンサー
を使用することなく、各被空調室の風量を精度高く制御
し、試運転モードを必要としない、施工および調整に要
する時間の短い空気調和装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和装置
は、上記した目的を達成するために第１の手段は、熱交
換器を有する室内機と、この室内機から空気が導通され
る主ダクトと、この主ダクトと複数の被空調室との間に
それぞれ設けられた複数の枝ダクトと、ＤＣモータを搭
載した遠心送風機を前記枝ダクト内にそれぞれ配設し、
前記ＤＣモータに対する通電を制御するＤＣモータ制御
手段と、このＤＣモータ制御手段の動作より前記ＤＣモ
ータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記遠
心送風機の運転風量を指示する風量指示手段と、この風
量指示手段によって指示された風量で一定運転するため
の前記ＤＣモータへの各印加電圧における回転数を記憶
する回転数記憶手段を備え、前記回転数検出手段によっ
て検出された運転回転数を前記回転数記憶手段に記憶さ
れた回転数と同回転数になるよう前記ＤＣモータへの印
加電圧を制御する制御手段を配してなる空気調和装置の
構成とする。

【０００９】また、第２の手段は熱交換器を有する室内
機と、この室内機から空気が導通される主ダクトと、こ
の主ダクトと複数の被空調室との間にそれぞれ設けられ
た複数の枝ダクトと、ＤＣモータを搭載した遠心送風機
を前記枝ダクト内にそれぞれ配設し、前記ＤＣモータに
対する通電を制御するＤＣモータ制御手段と、このＤＣ
モータ制御手段の動作より前記ＤＣモータの運転回転数
を検出する回転数検出手段と、前記遠心送風機の運転風
量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によっ
て指示された風量で一定運転するための前記ＤＣモータ
への各印加電圧における規定回数を印加電圧と指示風量
から演算する規定回転数演算手段を備え、前記回転数検
出手段によって検出された運転回転数を前記規定回転数
演算手段により求められた規定回転数と同回転数になる
よう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する制御手段を
配してなる空気調和装置の構成とする。

【００１０】また、第３の手段は熱交換器を有する室内
機と、この室内機から空気が導通される主ダクトと、こ
の主ダクトと複数の被空調室との間にそれぞれ設けられ
た複数の枝ダクトと、ＤＣモータを搭載した遠心送風機
を前記枝ダクト内にそれぞれ配設し、前記ＤＣモータに
対する通電を制御するＤＣモータ制御手段と、このＤＣ
モータ制御手段の動作より前記ＤＣモータの運転回転数
を検出する回転数検出手段と、前記遠心送風機の運転風
量を指示する風量指示手段と、前記ＤＣモータに流れる
電流を検出する電流検出手段と、前記風量指示手段によ
って指示された風量で一定運転するための前記ＤＣモー
タに流れる規定電流を指示風量と前記回転数検出手段に
よって検出された運転回転数から演算する規定電流演算
手段と、この規定電流演算手段により求められた規定電
流と前記電流検出手段によって検出された電流とを比較
し、同値となるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御
する制御手段を配してなる空気調和装置の構成とする。

【００１１】また、第４の手段は運転時のＤＣモータの
巻線の温度を検知する巻線温度検知手段と、この巻線温
度検知手段により検出された温度から電機子回路の全抵
抗を推定する抵抗値推定手段を備えた請求項２記載の空
気調和装置の構成とする。

【００１２】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、回
転数検出手段がＤＣモータ制御手段の動作よりＤＣモー
タの運転回転数を検出するとともに、あらかじめ回転数
記憶手段が風量指示手段によって指示された風量で遠心
送風機を運転するための、各印加電圧でのＤＣモータの
回転数を記憶しているので、制御手段が現在の印加電圧
での運転回転数と記憶された回転数とを比較し、運転回
転数が記憶された回転数になるようＤＣモータに対する
印加電圧を制御するので、ダクトの配管状態が変化して
圧力損失が変わっても、風量および圧力を検出するため
の専用センサーを使用せず、試運転モードを必要とする
ことなく、空調負荷に応じて指示された一定風量での運
転が可能となる。

【００１３】また、第２の手段の構成により規定回転数
演算手段によって指示風量で運転するためのＤＣモータ
への印加電圧における規定回転数を演算により求め、規
定回転数と運転回転数が同回転数になるよう、ＤＣモー
タに対する印加電圧を制御するので、ダクトの配管状態
が変化して圧力損失が変わっても、風量および圧力を検
出するための専用センサーを使用せず、試運転モードを
必要とすることなく、空調負荷に応じて指示された一定
風量での運転が可能となる。

【００１４】また、第３の手段の構成により電流検出手
段によってＤＣモータに流れる電流を検出し、規定電流
演算手段によって指示風量で運転するためのＤＣモータ
に流れる規定電流を指示風量と回転数検出手段によって
検出された運転回転数から演算し、この規定電流演算手
段により求められた規定電流と前記電流検出手段によっ
て検出された電流とを比較し、同値となるようＤＣモー
タへの印加電圧を制御するので、ダクトの配管状態が変
化して圧力損失が変わっても、風量および圧力を検出す
るための専用センサーを使用せず、試運転モードを必要
とすることなく、空調負荷に応じて指示された一定風量
での運転が可能となる。

【００１５】また、第４の手段の構成により巻線温度検
知手段によって、巻線温度を検知し、その検知された巻
線温度から実使用時の電機子回路の全抵抗値を抵抗値推
定手段によって求めることとなり、指示風量で運転する
ためのＤＣモータへの印加電圧における規定回転数を雰
囲気温度の影響を受けることなく正確に演算によって求
めることが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１〜
図５を参照しながら説明する。

【００１７】図に示すように、１は熱交換器２を内蔵す
る空気調和装置の室内機で、４は主ダクト３と複数の被
空調室１３との間にそれぞれ設けられた枝ダクトで、６
は枝ダクト４内に配設されたＤＣモータ５を搭載した遠
心送風機で、その吐出口には逆流を防止するための風圧
式シャッター（図示せず）を設けている。７はそれぞれ
の遠心送風機６に搭載された、それぞれのＤＣモータ５
の回転子位置によって固定子巻線に対する通電を制御し
て回転を制御するスイッチング素子より構成されたＤＣ
モータ制御手段で、ＤＣ電源１２からのＤＣモータ５へ
の電流供給をマイクロコンピュータ１４ａのゲート信号
により制御し、このゲート信号の変化時間から回転数検
出手段８がＤＣモータ５の回転数を検出している。９は
それぞれの被空調室１３の空調負荷に応じて遠心送風機
６の運転風量を指示する風量指示手段で、各運転風量を
実現するためのＤＣモータ５に対する各印加電圧におけ
る必要回転数を回転数記憶手段１０が記憶している。こ
の回転数記憶手段１０に記憶された回転数と回転数検出
手段８によって検出された運転回転数を比較し、運転回
転数が記憶されている回転数と同一となるよう、ＤＣ電
源１２に対してＤＣモータ５への印加電圧を制御する制
御手段１１をマイクロコンピュータ１４ａに組み込んで
いる。回転数記憶手段１０は工場出荷時などに、あらか
じめ遠心送風機６を運転し、図２に示すようにＤＣモー
タ５の電圧を連続的に変化させ、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
３、…における指示風量Ｑｈ、Ｑｍ、Ｑｌ…時の回転数
Ｎh1、Ｎh2、Ｎh3、…、Ｎm1、Ｎm2、Ｎm3、…、Ｎh1、
Ｎh2、Ｎh3、…、…を測定し、図３の表に示すように、
それぞれの運転風量において、各電圧に対する回転数を
風量指示手段９に指示された風量で運転するために必要
な回転数としてマイクロコンピュータ１４ａのＲＯＭに
記憶されている。

【００１８】上記構成において、例えば被空調室１３ａ
への風量指示手段９の指示風量をＱｍとして、遠心送風
機６のＤＣモータ５に対して初期電圧Ｖａを印加し運転
を開始すると、ＤＣモータ制御手段７がＤＣモータ５の
回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り替え、ＤＣ
モータ５を搭載した遠心送風機６は風路等のダクト損
失、図におけるＬに応じた回転数で回転する。このとき
回転数検出手段８はＤＣモータ制御手段７の固定子巻線
に対する通電の切り替え速度より回転数Ｎａを検出す
る。次に制御手段１１が回転数記憶手段１０に記憶され
ている回転数の中から、現在の印加電圧Ｖａにおいて、
指示風量Ｑｍで運転するために必要な回転数Ｎｍａを検
索し、ＮａとＮｍａを比較し、Ｎａ＜Ｎｍａの場合は指
示風量Ｑｍよりも多い風量で運転されているため、印加
電圧を下げる必要があり、制御手段１１がＶａよりも低
いＶｂをＤＣモータ５へ印加するようＤＣ電源１２を制
御する。この状態で再び、回転数検出手段８が変更後の
印加電圧Ｖｂにおける回転数Ｎｂを検出するとともに、
制御手段１１が回転数記憶手段１０に記憶されている回
転数の中から、現在の印加電圧Ｖｂにおいて、指示風量
Ｑｍで運転するために必要な回転数Ｎｍｂを検索し、Ｎ
ｂとＮｍｂを比較し、Ｎｂ＞Ｎｍｂの場合は指示風量Ｑ
ｍよりも少ない風量で運転されているため、印加電圧を
上げる必要があり、制御手段１１がＶｂよりも高いＶｃ
をＤＣモータ５へ印加するようＤＣ電源１２を制御す
る。このような制御を繰り返し、印加電圧ＶＬにおける
回転数ＮＬが、印加電圧ＶＬにおける指示風量Ｑｍで運
転するために必要な回転数ＮｍＬと等しくなると、遠心
送風機６は指示された風量Ｑｍで運転されているので、
制御手段１１は印加電圧ＶＬを保持して風量Ｑｍを確保
するものである。

【００１９】このように本発明の第１の実施例の空気調
和装置によれば、各被空調室１３に連通する各枝ダクト
４内にＤＣモータ５を搭載した遠心送風機６と、スイッ
チング素子より構成され、ＤＣ電源１２からのＤＣモー
タ５への電流供給をマイクロコンピュータ１４ｂのゲー
ト信号により制御するＤＣモータ制御手段７と、このゲ
ート信号の変化時間からＤＣモータ５の運転回転数を検
出する回転数検出手段８と、空調負荷に応じて指示され
た風量で遠心送風機６を運転するための、各印加電圧に
おける回転数を記憶した回転数記憶手段１０と、検出さ
れた運転回転数と記憶された回転数が同回転数となるよ
うＤＣモータ５への印加電圧を制御する制御手段１１を
設けることにより、ダクトの配管状態が変化して圧力損
失が変わっても、風量および圧力を検出するための専用
センサーを使用せず、空調負荷に応じて指示された一定
風量での運転が可能となるうえ、試運転モードを必要と
しないため、施工および調整に要する時間を短くするこ
とができる。

【００２０】つぎに、本発明の第２の実施例について図
６および図７を参照しながら説明する。なお、第１の実
施例と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略す
る。図に示すように、１５は風量指示手段９で指示され
た風量で遠心送風機６を運転するためのＤＣモータ５に
対する印加電圧における規定回転数を演算する規定回転
数演算手段で、つぎに示す方法で規定回転数を求めてい
る。

【００２１】まず、ＤＣモータ５の出力Ｐ（Ｗ）および
トルクＴ（Ｎ・ｍ）は次式で示される。

【００２２】

【数１】

【００２３】

【数２】

【００２４】ここで、ＮはＤＣモータの回転数（r/mi
n）、Ｉは電流（Ａ）、Ｋｔはトルク定数を示し、（数
１）および（数２）より次式が得られる。

【００２５】

【数３】

【００２６】また、一般流体における相似則には次式の
関係が知られている。

【００２７】

【数４】

【００２８】

【数５】

【００２９】

【数６】

【００３０】ここで、Ｌはファンの軸動力（Ｗ）、Ｑは
風量（m³/min）、Ｐ_sは静圧（mmAq）、Ｎ_Fはファンの回
転数（r/min）、Ｄは羽根車の径（mm）、Ｋ_Lは軸動力係
数、Ｋ_Qは風量係数、Ｋ_Pは静圧係数を示す。そして、
（数４）は（数５）および（数６）から次式に置き換え
ることができる。

【００３１】

【数７】

【００３２】そして、ファンとモータは直結しているこ
とから、ファンの軸動力Ｌと回転数Ｎ_Fはモータの出力
Ｐと回転数Ｎに等しいことから、（数３）および（数
７）から次式が得られる。

【００３３】

【数８】

【００３４】また、モータへの印加電圧をＶ（Ｖ）、電
機子回路の全抵抗をＲ（Ω）、誘起電圧定数をＫ_eとす
ると、電機子回路に成立する回路方程式および誘起電圧
Ｅ（Ｖ）は次式で示される。

【００３５】

【数９】

【００３６】

【数１０】

【００３７】そして、（数８）と（数９）および（数１
０）から次式を得ることができる。

【００３８】

【数１１】

【００３９】ここで、静圧係数Ｋ_P、羽根車の径Ｄ、ト
ルク定数Ｋ_t、電機子回路の全抵抗Ｒ、誘起電圧定数Ｋ_e
はファンモータの仕様が定まれば決定する定数であるか
ら、指示風量Ｑとモータへの印加電圧Ｖから、規定回転
数を算出することができる。そして、その他の構成は第
１の実施例の構成と同じである。

【００４０】上記構成において、例えば被空調室１３ａ
への風量指示手段９の指示風量をＱｍとして、遠心送風
機６のＤＣモータ５に対して初期電圧Ｖａを印加し運転
を開始すると、ＤＣモータ制御手段７がＤＣモータ５の
回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り替え、ＤＣ
モータ５を搭載した遠心送風機６は風路等のダクト損失
に応じた回転数で回転する。このとき回転数検出手段８
はＤＣモータ制御手段７の固定子巻線に対する通電の切
り替え速度より回転数Ｎａを検出する。次に指示風量Ｑ
ｍと印加電圧Ｖａに合致する規定回転数Ｎｍａを規定回
転数演算手段１５が（数１１）に基づいて演算し、運転
回転数Ｎａと演算により求められた規定回転数Ｎｍａを
比較し、Ｎａ＜Ｎｍａの場合は指示風量Ｑｍよりも多い
風量で運転されているため、印加電圧を下げる必要があ
り、制御手段１１がＶａよりも低いＶｂをＤＣモータ５
へ印加するようＤＣ電源１２を制御する。この状態で再
び、回転数検出手段８が変更後の印加電圧Ｖｂにおける
回転数Ｎｂを検出するとともに、規定回転数演算手段１
５が、現在の印加電圧Ｖｂにおいて、指示風量Ｑｍで運
転するために必要な規定回転数Ｎｍｂを（数１１）に基
づいて演算し、ＮｂとＮｍｂを比較し、Ｎｂ＞Ｎｍｂの
場合は指示風量Ｑｍよりも少ない風量で運転されている
ため、印加電圧を上げる必要があり、制御手段１１がＶ
ｂよりも高いＶｃをＤＣモータ５へ印加するようＤＣ電
源１２を制御する。このような制御を繰り返し、印加電
圧ＶＬにおける回転数ＮＬが、印加電圧ＶＬにおける指
示風量Ｑｍで運転するために必要な規定回転数ＮｍＬと
等しくなると、遠心送風機６は指示された風量Ｑｍで運
転されているので、制御手段１１は印加電圧ＶＬを保持
して風量Ｑｍを確保するものである。

【００４１】このように本発明の第２の実施例の空気調
和装置によれば、各被空調室１３に連通する各枝ダクト
４内にＤＣモータ５を搭載した遠心送風機６と、スイッ
チング素子より構成され、ＤＣ電源１２からのＤＣモー
タ５への電流供給をマイクロコンピュータ１４ｂのゲー
ト信号により制御するＤＣモータ制御手段７と、このゲ
ート信号の変化時間からＤＣモータ５の運転回転数を検
出する回転数検出手段８と、空調負荷に応じて指示され
た風量で遠心送風機６を運転するための、印加電圧にお
ける規定回転数を演算する規定回転数演算手段１５と、
検出された運転回転数と演算により求められた規定回転
数が同回転数となるようＤＣモータ５への印加電圧を制
御する制御手段１１を設けることにより、ダクトの配管
状態が変化して圧力損失が変わっても、風量および圧力
を検出するための専用センサーを使用せず、空調負荷に
応じて指示された一定風量での運転が可能となるうえ、
試運転モードを必要としないため、施工および調整に要
する時間を短くすることができる。さらに、演算により
規定回転数を求めるため、マイクロコンピュータ１４ｂ
のＲＯＭ容量を少なくすることができる。

【００４２】つぎに、本発明の第３の実施例について図
８および図９を参照しながら説明する。なお、第１の実
施例および第２の実施例と同一部分には同一番号を付し
詳細な説明は省略する。図に示すように、１６はＤＣモ
ータに流れる電流をＤＣ電源のグランドラインを抵抗で
底上げし、抵抗分割によりマイクロコンピュータ１４ｃ
のＡ／Ｄコンバータを利用して検出する電流検出手段
で、１７は風量指示手段９で指示された風量で遠心送風
機６を運転するためのＤＣモータ５に流れる規定電流を
指示風量と回転数検出手段８によって検出された運転回
転数から演算する規定電流演算手段で、第２の実施例の
ファンとモータは直結し、ファンの軸動力Ｌと回転数Ｎ
_Fはモータの出力Ｐと回転数Ｎに等しいことから、（数
３）および（数７）より得られる次式に基づいて求めら
れている。

【００４３】

【数１２】

【００４４】そして、１８は演算により求められた規定
電流と検出された電流とを比較し、同値となるようＤＣ
モータへの印加電圧を制御する制御手段で、その他の構
成は第１の実施例の構成と同じである。

【００４５】上記構成において、例えば被空調室１３ａ
への風量指示手段９の指示風量をＱｍとして、遠心送風
機６のＤＣモータ５に対して初期電圧Ｖａを印加し運転
を開始すると、ＤＣモータ制御手段７がＤＣモータ５の
回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り替え、ＤＣ
モータ５を搭載した遠心送風機６は風路等のダクト損失
に応じた回転数で回転する。このとき回転数検出手段８
はＤＣモータ制御手段７の固定子巻線に対する通電の切
り替え速度より運転回転数Ｎａを検出する。次に電流検
出手段１６がＤＣモータ５に流れる電流Ｉａを検出す
る。次に指示風量Ｑｍと運転回転数Ｎａに合致する規定
電流Ｉｍａを規定電流演算手段１７が（数１２）に基づ
いて演算し、検出された電流Ｉａと演算により求められ
た規定電流Ｉｍａを比較し、Ｉａ＞Ｉｍａの場合は指示
風量Ｑｍよりも多い風量で運転されているため、印加電
圧を下げる必要があり、制御手段１８がＶａよりも低い
ＶｂをＤＣモータ５へ印加するようＤＣ電源１２を制御
する。この状態で再び、回転数検出手段８が変更後の印
加電圧Ｖｂにおける回転数Ｎｂを検出するとともに、電
流検出手段１６が電流Ｉｂを検出し、指示風量Ｑｍと運
転回転数Ｎｂに合致する規定電流Ｉｍｂを規定電流演算
手段１７が（数１２）に基づいて演算し、ＩｂとＩｍｂ
を比較し、Ｉｂ＜Ｉｍｂの場合は指示風量Ｑｍよりも少
ない風量で運転されているため、印加電圧を上げる必要
があり、制御手段１８がＶｂよりも高いＶｃをＤＣモー
タ５へ印加するようＤＣ電源１２を制御する。このよう
な制御を繰り返し、印加電圧ＶＬ時の回転数ＮＬにおい
て、電流ＩＬが指示風量Ｑｍで運転するために必要な規
定電流ＩｍＬと等しくなると、遠心送風機６は指示され
た風量Ｑｍで運転されているので、制御手段１８は印加
電圧ＶＬを保持して風量Ｑｍを確保するものである。

【００４６】このように本発明の第３の実施例の空気調
和装置によれば、各被空調室１３に連通する各枝ダクト
４内にＤＣモータ５を搭載した遠心送風機６と、スイッ
チング素子より構成され、ＤＣ電源１２からのＤＣモー
タ５への電流供給をマイクロコンピュータ１４ｃのゲー
ト信号により制御するＤＣモータ制御手段７と、このゲ
ート信号の変化時間からＤＣモータ５の運転回転数を検
出する回転数検出手段８と、ＤＣモータ５に流れる電流
を検出する電流検出手段１６と、空調負荷に応じて指示
された風量で遠心送風機６を運転するための、運転回転
数における規定電流を演算する規定電流演算手段１７
と、検出された電流と演算により求められた規定電流が
同値となるようＤＣモータ５への印加電圧を制御する制
御手段１８を設けることにより、ダクトの配管状態が変
化して圧力損失が変わっても、風量および圧力を検出す
るための専用センサーを使用せず、空調負荷に応じて指
示された一定風量での運転が可能となるうえ、試運転モ
ードを必要としないため、施工および調整に要する時間
を短くすることができる。さらに、演算により規定電流
を求めるため、マイクロコンピュータ１４ｃのＲＯＭ容
量を少なくすることができる。

【００４７】つぎに、本発明の第４の実施例について図
１０および図１１を参照しながら説明する。なお、第１
の実施例および第２の実施例と同一部分には同一番号を
付し詳細な説明は省略する。図に示すように、１９は樹
脂モールドされたＤＣモータ２０の外被の温度を測定す
るサーミスタで、２１はサーミスタ１９によって測定さ
れた温度から巻線の温度を検知する巻線温度検知手段
で、この巻線温度検知手段２１によって検出された巻線
温度Ｔから抵抗値推定手段２２によって、実使用時の電
機子回路の全抵抗Ｒを次式に基づいて演算する。

【００４８】

【数１３】

【００４９】ここで、Ｒ₀は巻線温度Ｔ₀［℃］における
電機子回路の初期抵抗値で、マイクロコンピュータ１４
ｄのＲＯＭに記憶されている。そして、風量指示手段９
によって空調負荷に応じて指示された指示風量で運転す
るためのＤＣモータ２０への印加電圧における規定回転
数を演算によって求められた電機子回路の全抵抗Ｒから
演算により規定回転数演算手段２３を求め、この演算に
より求められた規定回転数と検出された運転回転数を比
較して制御手段２４がＤＣモータ２０への印加電圧を決
定する。そして、その他の構成は第２の実施例の構成と
同じである。

【００５０】上記構成において、例えば被空調室１３ａ
への風量指示手段９の指示風量をＱｍとして、遠心送風
機６のＤＣモータ２０に対して初期電圧Ｖａを印加し運
転を開始すると、ＤＣモータ制御手段７がＤＣモータ２
０の回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り替え、
ＤＣモータ２０を搭載した遠心送風機６は風路等のダク
ト損失に応じた回転数で回転する。このとき回転数検出
手段８はＤＣモータ制御手段７の固定子巻線に対する通
電の切り替え速度より回転数Ｎａを検出する。次にＤＣ
モータ２０の外被温度をサーミスタ１９によって測定
し、巻線温度検知手段２１はこのデータを基に巻線温度
Ｔを検知する。そして、巻線温度Ｔから抵抗値推定手段
２２によって、実使用時の電機子回路の全抵抗Ｒを（数
１３）に基づいて演算し、次に指示風量Ｑｍと印加電圧
Ｖａおよび電機子回路抵抗Ｒに合致する規定回転数Ｎｍ
ａを規定回転数演算手段２３が（数１１）に基づいて演
算し、運転回転数Ｎａと演算により求められた規定回転
数Ｎｍａを比較し、Ｎａ＜Ｎｍａの場合は指示風量Ｑｍ
よりも多い風量で運転されているため、印加電圧を下げ
る必要があり、制御手段２４がＶａよりも低いＶｂをＤ
Ｃモータ２０へ印加するようＤＣ電源１２を制御する。
この状態で再び、回転数検出手段８が変更後の印加電圧
Ｖｂにおける回転数Ｎｂを検出するとともに、規定回転
数演算手段２３が、現在の印加電圧Ｖｂにおいて、指示
風量Ｑｍで運転するために必要な規定回転数Ｎｍｂを
（数１１）に基づいて演算し、ＮｂとＮｍｂを比較し、
Ｎｂ＞Ｎｍｂの場合は指示風量Ｑｍよりも少ない風量で
運転されているため、印加電圧を上げる必要があり、制
御手段２４がＶｂよりも高いＶｃをＤＣモータ２０へ印
加するようＤＣ電源１２を制御する。このような制御を
繰り返し、印加電圧ＶＬにおける回転数ＮＬが、印加電
圧ＶＬにおける指示風量Ｑｍで運転するために必要な規
定回転数ＮｍＬと等しくなると、遠心送風機６は指示さ
れた風量Ｑｍで運転されているので、制御手段２４は印
加電圧ＶＬを保持して風量Ｑｍを確保するものである。

【００５１】このように本発明の第４の実施例の空気調
和装置によれば、各被空調室１３に連通する各枝ダクト
４内にＤＣモータ２０を搭載した遠心送風機６と、スイ
ッチング素子より構成され、ＤＣ電源１２からのＤＣモ
ータ２０への電流供給をマイクロコンピュータ１４ｄの
ゲート信号により制御するＤＣモータ制御手段７と、こ
のゲート信号の変化時間からＤＣモータ２０の運転回転
数を検出する回転数検出手段８と、ＤＣモータ２０の巻
線温度を検知する巻線温度検知手段２１と、検知された
巻線温度から電機子回路の全抵抗値を推定する抵抗値推
定手段２２と、空調負荷に応じて指示された風量で遠心
送風機６を運転するための、印加電圧における規定回転
数を演算する規定回転数演算手段２３と、検出された運
転回転数と演算により求められた規定回転数が同回転数
となるようＤＣモータ２０への印加電圧を制御する制御
手段２４を設けることにより、ダクトの配管状態が変化
して圧力損失が変わっても、風量および圧力を検出する
ための専用センサーを使用せず、実使用時の雰囲気温度
に関係なく空調負荷に応じて指示された一定風量での運
転が可能となるうえ、試運転モードを必要としないた
め、施工および調整に要する時間を短くすることができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明によれば各被空調室に連通する各枝ダクト内
にＤＣモータを搭載した遠心送風機と、ＤＣ電源からの
ＤＣモータへの電流供給を制御するＤＣモータ制御手段
と、ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段
と、空調負荷に応じて指示された風量で遠心送風機を運
転するための、各印加電圧における回転数を記憶した回
転数記憶手段と、検出された運転回転数と記憶された回
転数が同回転数となるようＤＣモータへの印加電圧を制
御する制御手段を設けることにより、ダクトの配管状態
の変化、局所排気、ドア開放などの圧力場変化に対して
影響を受けることなく、風量および圧力を検出するため
の専用センサーを使用することなく、各被空調室の空調
負荷に応じて指示された一定風量での運転が可能で、試
運転モードを必要としない、施工および調整に要する時
間の短い空気調和装置を提供することができる。

【００５３】また、空調負荷に応じて指示された風量で
遠心送風機を運転するための、規定回転数を印加電圧を
基に演算する規定回転数演算手段を設けても、同様にダ
クトの配管状態の変化、局所排気、ドア開放などの圧力
場変化に対して影響を受けることなく、風量および圧力
を検出するための専用センサーを使用することなく、各
被空調室の空調負荷に応じて指示された一定風量での運
転が可能で、試運転モードを必要としない、施工および
調整に要する時間の短い空気調和装置を提供することが
できる。

【００５４】また、ＤＣモータに流れる電流を検出する
電流検出手段と、空調負荷に応じて指示された風量で遠
心送風機を運転するための、規定回転数を電流を基に演
算する規定回転数演算手段を設けても、同様にダクトの
配管状態の変化、局所排気、ドア開放などの圧力場変化
に対して影響を受けることなく、風量および圧力を検出
するための専用センサーを使用することなく、各被空調
室の空調負荷に応じて指示された一定風量での運転が可
能で、試運転モードを必要としない、施工および調整に
要する時間の短い空気調和装置を提供することができ
る。

【００５５】また、ＤＣモータの巻線温度を検知する巻
線温度検知手段と、検知された巻線温度から電機子回路
の全抵抗値を推定する抵抗値推定手段と、空調負荷に応
じて指示された風量で遠心送風機を運転するための、規
定回転数を印加電圧と抵抗値を基に演算する規定回転数
演算手段を設けても、同様にダクトの配管状態の変化、
局所排気、ドア開放などの圧力場変化に対して影響を受
けることなく、風量および圧力を検出するための専用セ
ンサーを使用することなく、各被空調室の空調負荷に応
じて指示された一定風量での正確な運転が可能で、試運
転モードを必要としない、施工および調整に要する時間
の短い空気調和装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の空気調和装置の構成図

【図２】同運転特性を示す静圧−風量グラフ

【図３】同指示風量と印加電圧と回転数の関係を示す図

【図４】同運転風量と静圧と回転数の関係を示すグラフ

【図５】同要部回路図

【図６】本発明の第２の実施例の空気調和装置の構成図

【図７】同要部回路図

【図８】本発明の第３の実施例の空気調和装置の構成図

【図９】同要部回路図

【図１０】本発明の第４の実施例の空気調和装置の構成
図

【図１１】同要部回路図

【図１２】従来のダクト式同時給排機器のシステム構成
図

【図１３】同構成図

【符号の説明】

１室内機２熱交換器３主ダクト４枝ダクト５ＤＣモータ６遠心送風機７ＤＣモータ制御手段８回転数検出手段９風量指示手段１０回転数記憶手段１１制御手段１５規定回転数演算手段１６電流検出手段１７規定電流演算手段１８制御手段２０ＤＣモータ２１巻線温度検知手段２２抵抗値推定手段２３規定回転数演算手段２４制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器を有する室内機と、この室内機
から空気が導通される主ダクトと、この主ダクトと複数
の被空調室との間にそれぞれ設けられた複数の枝ダクト
と、ＤＣモータを搭載した遠心送風機を前記枝ダクト内
にそれぞれ配設し、前記ＤＣモータに対する通電を制御
するＤＣモータ制御手段と、このＤＣモータ制御手段の
動作より前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数
検出手段と、前記遠心送風機の運転風量を指示する風量
指示手段と、この風量指示手段によって指示された風量
で一定運転するための前記ＤＣモータへの各印加電圧に
おける回転数を記憶する回転数記憶手段を備え、前記回
転数検出手段によって検出された運転回転数を前記回転
数記憶手段に記憶された回転数と同回転数になるよう前
記ＤＣモータへの印加電圧を制御する制御手段を配して
なる空気調和装置。
【請求項２】熱交換器を有する室内機と、この室内機
から空気が導通される主ダクトと、この主ダクトと複数
の被空調室との間にそれぞれ設けられた複数の枝ダクト
と、ＤＣモータを搭載した遠心送風機を前記枝ダクト内
にそれぞれ配設し、前記ＤＣモータに対する通電を制御
するＤＣモータ制御手段と、このＤＣモータ制御手段の
動作より前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数
検出手段と、前記遠心送風機の運転風量を指示する風量
指示手段と、この風量指示手段によって指示された風量
で一定運転するための前記ＤＣモータへの各印加電圧に
おける規定回転数を印加電圧と指示風量から演算する規
定回転数演算手段を備え、前記回転数検出手段によって
検出された運転回転数を前記規定回転数演算手段により
求められた規定回転数と同回転数になるよう前記ＤＣモ
ータへの印加電圧を制御する制御手段を配してなる空気
調和装置。
【請求項３】熱交換器を有する室内機と、この室内機
から空気が導通される主ダクトと、この主ダクトと複数
の被空調室との間にそれぞれ設けられた複数の枝ダクト
と、ＤＣモータを搭載した遠心送風機を前記枝ダクト内
にそれぞれ配設し、前記ＤＣモータに対する通電を制御
するＤＣモータ制御手段と、このＤＣモータ制御手段の
動作より前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転検
出手段と、前記遠心送風機の運転風量を指示する風量指
示手段と、前記ＤＣモータに流れる電流を検出する電流
を検出する電流検出手段と、前記風量指示手段によって
指示された風量で一定運転するための前記ＤＣモータに
流れる規定電流を指示風量と前記回転数検出手段によっ
て検出された運転回転数から演算する規定電流演算手段
と、この規定電流演算手段により求められた規定電流と
前記電流検出手段によって検出された電流とを比較し、
同値となるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する
制御手段を配してなる空気調和装置。
【請求項４】運転時のＤＣモータの巻線の温度を検出
する巻線温度検知手段と、この巻線温度検知手段により
検知された温度から電機子回路の全抵抗を推定する抵抗
値推定手段を備えた請求項２記載の空気調和装置。