JP3004607U - 空調制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＶＡＶシステム等の空調制御システムにおい
て、空調機や熱源機器等の増設や減少および配置変更に
対応してその都度新たな通信プログラムを人為的に作成
することなく機器類の制御プログラムの変更のみでシス
テムの稼動を可能とする空調制御システムを提供する。 【構成】 相互にデータを送受信する複数の制御装置
１、４、１７を具備し、空調機器６、１５、１９を制御
するための制御用プログラムおよび各制御装置１、４、
１７間でデータ通信を行うための通信プログラムを備え
た空調制御システムにおいて、上記制御装置の数の増減
および配置変更に対応して自動的に通信プログラムを構
築する通信モジュールを介して各制御装置間を連結し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は空調装置に関し、特に制御用データを伝送するための通信システムに 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

風量を自動制御する空気調和システムとして、ＶＡＶシステム（Ｖａｒｉａｂ ｌｅ Ａｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ： 変風量システム）、あるいはＣＡＶシステム（ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ： 定風量システム）等が用いられて いる。これらのＶＡＶシステムあるいはＣＡＶシステムは、複数の空調すべき部 屋あるいはエリヤの室内天井等に送風機やダンパー等からなる空調機（風量調整 装置）を設けるとともに例えば温度検出器を設けて室温を検出し、この室温に応 じて最適な風量を吹出すようにダンパー等の開度を自動調整したりあるいは所定 の一定風量となるように自動制御するものである。

【０００３】 従来のＶＡＶシステムにおいては、システム全体に空調空気を供給する空調機 本体と、この空調機本体に対しダクトを介して連結され各空調エリヤの天井内に 分散配置された複数の端末空調機が備り、これらを自動制御するために各端末空 調機を各々制御する子機と、端末空調機を総合的に制御する親機と、空調機本体 を駆動制御するシステムコントローラとを用いている。

【０００４】 自動制御の方法としては、各端末空調機に対応して温度センサーを設け、温度 センサーの検出信号を各子機に送り、各子機はこの温度検出信号を親機に送る。 親機は各子機から送られてきた温度データに基づいて各端末空調機について最適 な風量となる例えばダンパー開度を演算し、このダンパー開度信号を各子機に伝 送する。各子機はこれをアナログ信号に変えて端末空調機に出力しそのダンパー を駆動制御する。さらに親機は各温度データに基づいて空調機本体の最適風量を 演算しこれをシステムコントローラに送り、システムコントローラはこの信号に 基づいてファンのインバータ制御により回転数を制御し最適風量の空調空気を送 り出す。

【０００５】 このような空調自動制御システムにおいては、温度データに対応してダンパー 開度やインバータ周波数を演算したり、あるいはボイラー、冷凍機、自動バルブ 、ポンプその他各種空調機器を駆動制御する制御プログラムが予め設定され、こ の制御プログラムに基づいて自動制御が行われる。また、親機と各子機およびシ ステムコントローラ間および各子機同士の間であるいは親機と各空調機器との間 でデータの送受信を行うために、空調機本体や各端末空調機およびその他の空調 機器の数や配置形態に応じて予め通信プログラムが設定され、この通信プログラ ムに基づいて親機、子機およびシステムコントローラ間さらに必要に応じ各空調 機器との間で所定の経路に従ってデータ通信が行われる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述のＶＡＶシステムにおいては、システムを構成する端末空調機は室内に分 散して配設されているが、部屋のレイアウトや空調エリヤのレイアウトが変更さ れ空調機の数や配置状態を変更する必要が生ずる場合がある。このような場合、 増減あるいは変更した機器の制御プログラムを変更するとともに、親機と子機等 との間の通信プログラムを変更しなければならない。

【０００７】 一般に、通信プログラムとしてはシリアル通信（例えばＲＳ−２３２Ｃ，ＲＳ −４８５など）が使用されているが、この方式は統一されたものがなく、各メー カーが各々作成して使用している。このような通信プログラムは非常に複雑であ り、メーカーでなければ作ることができず、その変更は非常に難しく高度な技術 と多大な時間とを要し、ユーザー側での変更はほとんど不可能な場合が多い。

【０００８】 本考案は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、ＶＡＶシステム 等の空調制御システムにおいて、空調機や熱源機器等の増設や減少および配置変 更に対応してその都度新たな通信プログラムを人為的に作成することなく機器類 の制御プログラムの変更のみでシステムの稼動を可能とする空調制御システムの 提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案においては、相互にデータを送受信する複数 の制御装置を具備し、空調機器を制御するための制御用プログラムおよび各制御 装置間でデータ通信を行うための通信プログラムを備えた空調制御システムにお いて、上記制御装置の数の増減および配置変更に対応して自動的に通信プログラ ムを構築する通信モジュールを介して各制御装置間を連結したことを特徴として いる。

【００１０】 好ましい実施例においては、空調機本体と、この空調機本体に対しダクトを介 して連結された複数の風量調整装置とを具備し、前記制御装置は、各風量調整装 置を駆動制御するために各風量調整装置に対応して設けた子機と、複数の風量調 整装置を総合して制御するための親機と、上記空調機本体を駆動制御するための システムコントローラとからなり、上記親機、子機およびシステムコントローラ 間で相互にデータを送受信することを特徴としている。

【００１１】 さらに好ましい実施例においては、前記各子機に対し温度センサーが連結され 、各子機から温度検出データが親機に伝送され、親機はこの温度検出データに基 づいて空調機本体および各風量調整装置を駆動制御するための制御信号を作成し これを各子機およびシステムコントローラに伝送するように構成したことを特徴 としている。

【００１２】

【作用】

通信プログラムは、予め空調機や熱源機器等の増設や削減あるいは配置変更に 対処した形式で（即ち、機器類の増減変更に対応して自動的にプログラムが構築 される形式で）作成し、これを通信モジュールのＲＯＭ等の記憶装置に格納して この通信モジュールを介してデータの送受信を行う。これにより、空調機器類の 増減変更が生じた場合に、ユーザー側で通信プログラム変更作業を行うことなく 制御プログラムを変更するのみで空調制御システムを稼動することができる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案が適用されるＶＡＶシステムの構成図である。空調機本体６はそ の内部に空調機コイル２４およびインバータ５の周波数制御により回転数が制御 される給気ファン７を備えている。空調機コイル２４には図示しないボイラーや 冷凍機あるいは熱交換器が接続される。給気ファン７は給気ダクト８を介して複 数の空調すべき場所に設けた可変給気風量装置１５（ＶＡＶ−Ｓ１，ＶＡＶ−Ｓ ２，ＶＡＶ−Ｓ３．．．）に接続される。これらの可変給気風量装置１５（以下 ＶＡＶ−Ｓという）は送風機と電動ダンパー（いずれも図示しない）により構成 される。各ＶＡＶ−Ｓには駆動制御回路１６を介して端末制御装置１７（子機Ｄ １）が接続される。各子機１７には各ＶＡＶ−Ｓが受持つ空調場所の室内温度を 検出するための温度センサーＴＥが接続される。さらに各ＶＡＶ−Ｓに対応して 可変排気風量装置１９（ＶＡＶ−Ｅ１，ＶＡＶ−Ｅ２，ＶＡＶ−Ｅ３．．．）が 設けられる。これらの可変排気風量装置１９（以下ＶＡＶ−Ｅという）はＶＡＶ −Ｓと同様に送風機と電動ダンパーにより構成される。また各ＶＡＶ−Ｅには駆 動制御回路１８を介して子機１７が接続される。

【００１４】 各ＶＡＶ−Ｅは排気ダクト９を介して排気ファン１０に接続される。排気ファ ン１０はインバータ１１の周波数制御により回転数が制御される。排気ファン１ ０からの排気はボリュームダンパーＶＤを介して排気口１２から排出される（Ｅ Ａ）。排気の一部は還気ダクト１３を通して外気取入れ口１４からの外気（ＯＡ ）とともに空調機本体６内に導入される。

【００１５】 給気ファン７および排気ファン１０にはそれぞれ図示しない電源ラインを介し て電源が供給されるとともに各々のインバータ５、１１はそれぞれファン制御装 置４に接続され各ファンの回転数制御が行われる。ファン制御装置４にはファン インターロック回路が備り、後述の親機１の指令により、ファンの駆動に応じて ダンパーやコイルのバルブ等（図示しない）のインターロック制御を行う。各Ｖ ＡＶ−Ｓに設けた端末制御装置１７（子機Ｄ１）は総合制御装置１（親機Ｄ−０ ）に接続される。

【００１６】 親機１はパワーライントランシーバ３を介してファン制御装置４（システムコ ントローラＤ−２）および各子機１７に接続される。電源（例えばＡＣ１００Ｖ ）は、電源ライン３０を通して親機１に供給されるとともに、パワーサプライユ ニット２を介してパワーライントランシーバ３の出口側に接続されファン制御装 置４および各子機１７に電源が供給される。パワーサプライユニット２は、ノイ ズカットトランスおよびフィルター回路からなり、一定の電源電圧を得るととも に電源のノイズを除去するためのものである。またパワーライントランシーバ３ は周波数拡散回路を含む送受信装置であり、送受信される信号のノイズ低減を図 るためのものである。このようなパワーサプライユニット２およびパワーライン トランシーバ３を用いることにより、親機１、各子機１７および各駆動制御回路 １６、１８を接続するライン３１を電源兼通信制御ラインとして使用することが 可能になる。

【００１７】 親機１（Ｄ−０）は、各子機１７から温度検出信号を受取りこの温度データに 基づいて各ＶＡＶの最適ダンパー開度を演算しこれを各子機１７（Ｄ−１）に送 信する。また親機１は、ファン制御回路４（Ｄ−２）に対し給気ファン７および 排気ファン１０の回転数を制御するための周波数制御信号をそれぞれのインバー タ５、１１に送信する。

【００１８】 図２は各子機１７（Ｄ１）の構成を示す。子機１７は通信モジュールとデジタ ル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａ）とブリッジ回路ＢＲＤＧとを具備する。温度 センサーＴＥ（図１参照）はブリッジ回路ＢＲＤＧに接続され温度変化による抵 抗変化から温度を検出する。検出された温度はデジタル信号に変換され通信モジ ュールを介して親機１に送られる。親機１は前述のようにこの温度データに基づ いて最適ダンパー開度を演算し演算データを各子機１７に送信する。このように 温度に応じて親機から送られてきたダンパー開度指令信号は通信モジュールを介 して受信されＤ／Ａコンバータを介してアナログ信号（例えば４〜２０ｍＡ）と して給気用および排気用の各駆動制御回路１６、１８に送られ、各ＶＡＶ−Ｓ、 ＶＡＶ−Ｅのダンパーを最適開度に開いて風量を調整する。なお、ダンパー開度 信号をデジタル信号のまま各駆動制御回路１６、１８に送り、駆動制御回路１６ 、１８内でアナログ信号に変換してもよい。図１はライン３１を介するこのよう なデジタル信号による送信の構成を示している。実際にはこの子機１７とＶＡＶ １５、１９間の距離は短いため、ダンパー開度信号は電源兼用通信ラインを用い ずに通信信号専用のラインを設けて子機１７から各駆動制御回路１６、１８に送 っても実用上不都合はない。

【００１９】 図３はファン制御装置４（システムコントローラＤ−２）の構成を示す。ファ ン制御装置４は、通信モジュールとファンインターロック回路とデジタル／アナ ログコンバータ（Ｄ／Ａ）とを具備する。ファン制御装置４はファンインターロ ック信号を親機１に送り、親機１はこれに基づいてファンの駆動時にのみ空調シ ステムの各種制御を行うようにインターロックされる。また、このファン制御装 置４は、親機１からファン７、１０の回転数制御信号を受取り、これをアナログ 信号（例えば４〜２０ｍＡ）に変換して各ファンを駆動する。

【００２０】 上記構成の空調制御システムにおいて、温度検出データに基づいて最適ダンパ ー開度を演算処理するプログラムや、ボイラーや冷凍機あるいは熱交換器のバル ブその他ファンやポンプ等の各種熱源機器を制御するプログラムは、ＶＡＶや各 熱源機器の数や配置状態によって定まり、予め制御プログラムとして設定される 。この制御プログラムは親機１および必要に応じ子機１７やシステムコントロー ラ４内に格納される。

【００２１】 このような制御プログラムに従ってシステムを駆動制御するための温度データ やその他の計測データおよび指令信号や制御信号は予め設定された通信プログラ ムに基づいて親機１、子機１７およびシステムコントローラ４さらに必要に応じ 各熱源機器に設けた制御回路内にセットした通信モジュールを介して所定の経路 に沿って伝送される。この通信プログラムは、前もって親機や子機あるいはシス テムコントローラさらに各種空調熱源機器の数や配置を変更することを前提とし て作成し、数の増減や削除あるいは配置順序の変更等が入力されると自動的にこ れに対処して通信プログラムが構築されるものである。このような通信プログラ ムはＲＯＭ等の記憶装置に格納し通信モジュールとして各親機、子機およびシス テムコントローラさらに必要に応じ各空調熱源機器の制御回路内にセットされる 。

【００２２】 このような空調制御システムにおいて、親機、子機、システムコントローラお よび各空調熱源機器の増減変更があった場合には、ハードウェア上の配線接続変 更作業が行われ、ソフトウェア上では変更に基づく制御プログラムが変更される 。この場合、制御プログラムはハードウェアの変更に応じてユーザー側で比較的 容易に変更して作成可能である。通信プログラムについては、予めあらゆる変更 態様に対処できるプログラムとして作成されているため、通信プログラム自体を 人為的に新たに作成する必要はなく、ハードウェアが変更されるとこれに応じて 自動的に通信プログラムが構築されることになる。この場合、ハードウェア上の 変更を自動的に識別するような構成であってもよいしあるいは変更された機器類 のデータを入力することにより自動的に通信プログラムが変更されて構築される 構成であってもよい。

【００２３】 なお、前述の実施例ではＶＡＶシステムに対し本考案を適用した場合について 説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、各種熱源装置単独の構成 に対し適用し、例えば温度計、流量計、圧力計その他の計測器からデータを受信 しこれに基づいて制御信号をボイラー、冷凍機、ファン、コイル、バルブ、ポン プその他各種熱源機器に対し送信する構成に対しても適用可能である。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案においては、ＶＡＶシステム等のように空調機や 送風装置あるいは各種熱源機器類のセンサーや制御装置を複数箇所に分散して設 置した空調制御システムにおいて、制御プログラムに従って各機器類を駆動制御 するための通信制御データを、親機や子機その他各機器類の制御回路間で送受信 するための通信プログラムを作成するに際し、予め親機や子機その他各機器類の 制御回路の増設や削減あるいは配置変更等を見込んでプログラムを作成している ため、制御機器類の増減変更があった場合にこれに対処して自動的に通信プログ ラムが構築され、ユーザー側では制御プログラムを変更するだけで通信プログラ ムについては手を加える必要がなく機器の増減変更やレイアウト変更時のソフト ウェア上の作業が非常に簡単になる。また、装置の故障時にも機器の交換だけで プログラムについては修正する必要はなく、修理やメンテナンスの制約が軽減さ れ作業が容易に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案が適用されるＶＡＶシステムの構成図
である。

【図２】 図１のシステムで用いる子機の構成図であ
る。

【図３】 図１のシステムで用いるファン制御装置の構
成図である。

【符号の説明】

１：親機 ４：システムコントローラ（ファン制御装置） ６：空調機本体 ７：給気ファン ８：給気ダクト ９：排気ダクト １０：排気ファン １５：可変給気風量装置（端末空調機ＶＡＶ−Ｓ） １７：子機 １９：可変排気風量装置（端末空調機ＶＡＶ−Ｅ）

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互にデータを送受信する複数の制御装
   置を具備し、空調機器を制御するための制御用プログラ
   ムおよび各制御装置間でデータ通信を行うための通信プ
   ログラムを備えた空調制御システムにおいて、上記制御
   装置の数の増減および配置変更に対応して自動的に通信
   プログラムを構築する通信モジュールを介して各制御装
   置間を連結したことを特徴とする空調制御システム。
2. 【請求項２】 空調機本体と、この空調機本体に対しダ
   クトを介して連結された複数の風量調整装置とを具備
   し、前記制御装置は、各風量調整装置を駆動制御するた
   めに各風量調整装置に対応して設けた子機と、複数の風
   量調整装置を総合して制御するための親機と、上記空調
   機本体を駆動制御するためのシステムコントローラとか
   らなり、上記親機、子機およびシステムコントローラ間
   で相互にデータを送受信することを特徴とする請求項１
   に記載の空調制御システム。
3. 【請求項３】 前記各子機に対し温度センサーが連結さ
   れ、各子機から温度検出データが親機に伝送され、親機
   はこの温度検出データに基づいて空調機本体および各風
   量調整装置を駆動制御するための制御信号を作成しこれ
   を各子機およびシステムコントローラに伝送するように
   構成したことを特徴とする請求項２に記載の空調制御シ
   ステム。