JP4044464B2

JP4044464B2 - 空調システム

Info

Publication number: JP4044464B2
Application number: JP2003071148A
Authority: JP
Inventors: 孝人佐藤; 拓山▲崎▼; 幸雄木村; 保夫国井; 秀彦高木; 加津彦長屋
Original assignee: Rinnai Corp; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Rinnai Corp; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004278913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の暖房又は冷房を行う空調手段と、該室内を換気する換気手段とを連動して作動させる空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、室内に設置された空調装置の目標空調温度を、使用者により設定された設定温度にゆらぎ成分を加えて設定することによって、室内の温度をゆらがせ、室内の居住者に自然な快適感を与えるようにした空調装置が提案されている。
【０００３】
また、空調機と換気扇を併用した空調システムにおいて空調機の設定温度を変化させてゆらぎ運転を行う場合に、暖房運転時には室温が低下するタイミングで換気扇を動作させ、冷房運転時には室温が上昇するタイミングで換気扇を動作させることによって、換気扇の作動に伴う室内への外気の導入によって空調装置による目標暖房温度への温調制御が妨げられることを防止した空調システムが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、このように空調装置の目標暖房温度を変更してゆらぎ運転を行う場合、目標空調温度の変更に対する実際の室温の追従性が悪く、居住者が感じる快適さが不十分となる場合がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１３９７８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、室温を変化させるゆらぎ運転の実行により居住者が感じる快適性を高めた空調システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、室内に設置されて暖房運転と冷房運転とのうちの少なくともいずれか一方を行う空調手段と、該室内の換気を行う換気手段と、該室内の温度を検出する室温検出手段と、該空調手段と該換気手段の連動運転を制御する連動運転制御手段とを備えた空調システムに関する。
【０００８】
そして、前記連動運転制御手段は、前記換気手段を所定換気量で作動させた状態で、前記室温検出手段の検出温度が所定の目標空調温度と略一致するように前記空調手段の作動を制御する第１の工程と、該第１の工程に続いて、該第１の工程により前記室温検出手段の検出温度が前記目標空調温度と略一致した状態となったときの作動条件を維持して前記空調手段を継続して作動させると共に、前記換気手段の換気量を前記所定換気量から増減して前記室内の温度を変化させる第２の工程とからなるゆらぎ運転を実行し、前記第２の工程において、前記換気手段の換気量を所定換気量範囲で増減させるときに、前記室温検出手段の検出温度が前記目標空調温度を含む所定温度範囲から逸脱するときには、前記室温検出手段の検出温度が該所定温度範囲に収束する方向に前記空調手段の作動条件を変更することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、前記連動運転制御手段は、前記空調手段の作動条件を一定に維持した状態で、前記換気手段の換気量を変化させることにより、前記室内の温度にゆらぎを生じさせる。この場合、前記空調手段による空調効果が一定に保たれた状態で、前記室内からの放熱量が前記換気手段の換気量の変化に応じて直ちに変動する。そのため、室温を速やかに上下させて、室温のゆらぎにより居住者が受ける快適感を高めることができる。また、前記換気手段の換気量の変化により、居住者に送風感の変化による心地良さを感じさせることができる。
【００１４】
また、前記連動運転制御手段は、前記第２の工程において、前記換気手段の換気量を前記所定換気量範囲内で増減させたときに、前記室温検出手段の検出温度が前記目標空調温度を含む所定温度範囲から逸脱するときには、前記室温検出手段の検出温度が該所定温度範囲に収束する方向に前記空調手段の作動条件を変更することを特徴とする。
【００１５】
従って、本発明によれば、前記連動運転制御手段は、前記室内の温度を前記所定温度範囲内に保って、前記所定換気量範囲で前記換気手段の換気量を変化させることができる。そのため、前記室内の温度と前記目標空調温度との差が大きくなって、使用者が寒さや暑さを感じることを抑制することができる。
【００１６】
また、前記空調手段はバーナを有して該バーナの燃焼ガスにより室内を暖める開放型の暖房機であり、前記所定換気量は該バーナの燃焼量に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１７】
かかる本発明によれば、前記連動運転制御手段は、前記換気手段の換気量を前記所定換気量付近で変動させることにより、前記空調手段での燃焼用空気の使用量に対してからの燃焼ガスの排出量に対して、前記換気手段の換気量が不足する状態となることを抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の空調システムの全体構成図、図２は図１に示した空調システムの制御ブロック図、図３は図２に示した連動運転制御手段の作動フローチャートである。
【００１９】
図１を参照して、部屋Ａにおいて、コントローラ１は、通信ケーブル２によりガスファンヒータ３（本発明の空調手段に相当する）と通信可能に接続され、通信ケーブル４により室温センサ５（本発明の室温検出手段に相当する）と通信可能に接続され、通信ケーブル６により換気扇７（本発明の換気手段に相当する）と通信可能に接続されている。
【００２０】
ガスファンヒータ３は、バーナ（図示しない）を有して該バーナの燃焼ガスにより室内を暖める開放型の暖房機であり、運転開始／停止の指示や目標暖房温度の設定等を行う各種スイッチ及び室温等を表示する表示部を備えた操作パネル１０と、室温を検出する室温センサ１１とを有する。そして、ガスファンヒータ３は、使用者が操作パネル１０を操作して暖房運転の開始を指示したときに暖房運転を開始する。
【００２１】
また、換気扇７は、コントローラ１から送信される制御信号に応じて、換気運転の開始と停止、及び換気ファン８の回転数の変更による部屋Ａの換気量の調節を行う。
【００２２】
次に、図２を参照して、コントローラ１は、ガスファンヒータ３と換気扇７の連動運転を制御する連動運転制御手段２０と、後述するゆらぎ運転を実行する際に使用されるゆらぎ発生器２１とを備えている。
【００２３】
そして、ガスファンヒータ３は、暖房運転を開始した時にコントローラ１に対して「暖房開始信号」を送信し、コントローラ１が該「暖房開始信号」を受信した時に、連動運転制御手段２０は、「換気開始信号」を換気扇７に送信する。該「換気開始信号」を受信した換気扇７は換気運転を開始し、これにより、ガスファンヒータ３の暖房運転の開始に連動して、換気扇７の換気運転が開始される。
【００２４】
また、ガスファンヒータ３は、バーナ（図示しない）の燃焼量を通知する「バーナ燃焼量信号」をコントローラ１に送信し、コントローラ１が該「バーナ燃焼量信号」を受信したときに、連動運転制御手段２０は、該「バーナ燃焼量信号」から認識したバーナの燃焼量に応じた燃焼用空気の使用量を推定し、該燃焼用空気の使用量を超えるように設定した換気量を指示する「換気量信号」を換気扇７に送信する。該「換気量信号」を受信した換気扇７は、該「換気量信号」により指示された換気量が得られるように、換気ファン８の回転数を制御する。
【００２５】
次に、コントローラ１において、「ゆらぎ運転」モードが設定されたときに、連動運転制御手段２０は、図３に示したフローチャートに従って「ゆらぎ運転」を実行する。
【００２６】
図３のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３は本発明の第１の工程に相当し、ＳＴＥＰ１でガスファンヒータ３から「暖房開始信号」を受信したときに、ＳＴＥＰ２に進んで、連動運転制御手段２０は、ガスファンヒータ３に「換気開始信号」を送信する。
【００２７】
暖房運転を開始したガスファンヒータ３は、室温センサ１１の検出温度が目標暖房温度と略一致するようにバーナの燃焼量を制御する。また、「換気開始信号」を受信した換気扇７は換気運転を開始し、コントローラ１から受信した「換気量信号」に応じて換気ファン８の回転数を制御する。そして、室温センサ５の検出温度が目標暖房温度以上となったときに、ＳＴＥＰ４に進む。
【００２８】
ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ７及びＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１１は、本発明の第２の工程に相当する。連動運転制御手段２０は、先ず、ＳＴＥＰ４で、室温センサ５の検出温度が目標暖房温度以上となったときのバーナの燃焼量（本発明の作動条件に相当する）を維持して暖房運転を継続することを指示する「バーナ燃焼量固定信号」を、ガスファンヒータ３に送信する。該「バーナ燃焼量固定信号」を受信したガスファンヒータ３は、その時点のバーナの燃焼量を維持して暖房運転を継続する。
【００２９】
また、次のＳＴＥＰ５で、連動運転制御手段２０は、「バーナ燃焼量固定信号」により維持されることになったバーナの燃焼量に基づいてバーナの燃焼による燃焼用空気の使用量を推定し、該燃焼用空気の使用量に対して換気量が不足しないように「必要換気量」（本発明の所定換気量に相当する）を決定する。そして、該「必要換気量」のデータを換気扇７に送信する。
【００３０】
続くＳＴＥＰ６で、連動運転制御手段２０は、室温のゆらぎ制御を実行する。ここで、連動運転制御手段２０は、換気扇７の換気量を前記「必要換気量」から所定換気量範囲で増減することによって、室温のゆらぎ制御を実行する。そして、換気扇７の換気量を増減させるタイミングは、ゆらぎ発生器２１から出力される信号の周期（１／ｆ）に同期して設定される。
【００３１】
このように、ガスファンヒータ３の燃焼量を固定して、換気扇７の換気量を増減した場合、ガスファンヒータ３による部屋Ａにおける放熱量と、換気扇７による部屋Ａからの放熱量との差が、換気扇７の換気量の変化に応じて直ちに変化する。そのため、部屋Ａの室温を速やかに変動させることができ、居住者が受ける快適感を高めることができる。
【００３２】
ここで、ゆらぎ発生器２１から出力される信号の周期（１／ｆ）は、自然界における風量変化や温度変化に基づいて決定される。そのため、連動運転制御手段２０は、該周期（１／ｆ）に同期して換気扇７の換気量を増減することにより、自然環境に置かれたときと同様の心地よさを使用者に与えることができる。
【００３３】
そして、ＳＴＥＰ７でガスファンヒータ３から「暖房終了信号」を受信したときに、連動運転制御手段２０は、ＳＴＥＰ１に戻ってゆらぎ運転を終了する。また、ＳＴＥＰ１０で、室温センサ５の検出温度が所定温度範囲（例えば目標暖房温度±３℃）から逸脱したときは、ＳＴＥＰ１１に進んで、連動運転制御手段２０は、室温センサ５の検出温度が該所定温度範囲内に収束する方向にバーナの燃焼量を変更することを指示する「バーナ燃焼量変更信号」を、ガスファンヒータ３に送信する。
【００３４】
例えば、室温センサ５の検出温度が前記所定温度範囲よりも低くなったときは、連動運転制御手段２０は、バーナの燃焼量の増加を指示する「バーナ燃焼量変更信号」をガスファンヒータ３に送信する。これにより、使用者が寒さを感じることを防止することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、本発明の空調機としてガスファンヒータ３を用いた例を示したが、図１，２に示したように床暖房機１２等の他の種類の暖房機を用いた場合にも、本発明の適用が可能である。また、暖房機の他に、冷房機や冷暖房機を用いた場合にも本発明の適用が可能である。
【００３６】
また、本実施の形態では、図３のＳＴＥＰ３，４で、室温センサ５の検出温度が目標暖房温度に達した時のバーナの燃焼量を固定して、ゆらぎ制御を実行したが、室温センサ５の検出温度が目標暖房温度に達してからある程度時間が経過して、燃焼状態が安定した時のバーナの燃焼量を固定してゆらぎ制御を実行してもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、図３のＳＴＥＰ６に示した室温のゆらぎ制御を、換気扇７の換気量を所定換気量範囲で変化させて（換気量の変化を優先して）行ったが、室温センサ５の検出温度が所定温度範囲で変化するように換気扇７の換気量を変化させて（温度の変化を優先して）行ってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、図３のＳＴＥＰ１０及びＳＴＥＰ１１に示したように、連動運転制御手段２０は、室温センサ５の検出温度が所定温度範囲から逸脱したときに、ガスファンヒータ３に「バーナ燃焼量変更信号」を送信する処理を行ったが、かかる処理を行わない場合にも本発明の効果を得ることができる。
【００３９】
また、換気扇７が予め定められた条件で部屋Ａを計画的に換気するために既設された状態で、ガスファンヒータ３を設置するときは、換気扇７を本発明の換気手段に転用することができる。この場合、新たに換気手段を設ける必要がないので、コストを抑えて本発明の空調システムを構成することができる。例えば、いわゆる２４時間換気を行うために既設された換気扇を用いる場合は、ガスファンヒータ３の作動に連動して該換気扇の作動を制御し、室温が目標暖房温度となったときに、図３のＳＴＥＰ４以降の処理を行うことにより、本発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空調システムの全体構成図。
【図２】図１に示した空調システムの制御ブロック図。
【図３】図２に示した連動運転制御手段の作動フローチャート。
【符号の説明】
１…コントローラ、３…ガスファンヒータ、５…室温センサ、７…換気扇、２０…連動運転制御手段、２１…ゆらぎ発生器

Claims

室内に設置されて暖房運転と冷房運転とのうちの少なくともいずれか一方を行う空調手段と、該室内の換気を行う換気手段と、該室内の温度を検出する室温検出手段と、該空調手段と該換気手段の連動運転を制御する連動運転制御手段とを備えた空調システムにおいて、
前記連動運転制御手段は、前記換気手段を所定換気量で作動させた状態で、前記室温検出手段の検出温度が所定の目標空調温度と略一致するように前記空調手段の作動を制御する第１の工程と、該第１の工程に続いて、該第１の工程により前記室温検出手段の検出温度が前記目標空調温度と略一致した状態となったときの作動条件を維持して前記空調手段を継続して作動させると共に、前記換気手段の換気量を前記所定換気量から増減して前記室内の温度を変化させる第２の工程とからなるゆらぎ運転を実行し、
前記第２の工程において、前記換気手段の換気量を所定換気量範囲で増減させるときに、前記室温検出手段の検出温度が前記目標空調温度を含む所定温度範囲から逸脱するときには、前記室温検出手段の検出温度が該所定温度範囲に収束する方向に前記空調手段の作動条件を変更することを特徴とする空調システム。
前記空調手段はバーナを有して該バーナの燃焼ガスにより室内を暖める開放型の暖房機であり、前記所定換気量は該バーナの燃焼量に基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載の空調システム。