JP4643067B2 - Energy-saving system for air conditioners - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の省エネルギシステムに関する。さらに詳しくは、フロア面積が広いビルの空気調和を、快適性を維持しながら低コストで運転することができる空気調和機の省エネルギシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
空気調和機による室温の制御方法としては、空気調和装置から室内に空気を送るファンを間欠的に運転したり、熱媒体としての冷水や温水、蒸気の流量を制御する制御弁を間欠的に開閉する方法などがある。また、送風ファンなどを間欠的に運転するほか、インバータ制御により、比例制御に近似させた段階的な制御を行う場合もある。しかしインバータ制御は省エネルギ効果があるものの、初期コストが高い。そのためON/OFF制御による省エネルギ運転の制御方法が提案されている。
【0003】
たとえば特開2000−257941号公報は、従来の技術の欄で、室温を測定し、目標温度との差が±1℃程度の許容範囲になるように空気調和機をON/OFF制御する方法や、冷水用操作弁や温水用操作弁の開度をON/OFFする制御方法を提示すると共に、さらに省エネルギ化を図るため、制御パラメータテーブルに格納されている間欠運転用パラメータに応じて、操作弁の開度を間欠的にON/OFFする運転方法を提案している。
【0004】
また、特開平8−61751号公報には、空気調和の対象となる互いに区分された複数のゾーンごとに、別個の空気調和機および送風機を配置して、各ゾーンごとに空気調和制御するゾーン制御、および空気調和機の運転中に、戻り空気の温度に応じて、空気調和機の運転を停止させる間欠運転制御により、省エネルギ化を図ることが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
フロア面積が広いビルなど、空調ゾーンが広い場合は、機械室の大きさや配置、および天井内のダクトの納まりの関係で、空気調和機を数台に分割し、それぞれ分担するエリアを定めて空気調和作用を行わせることがある。その場合、各フロアでは、図6に示すように、それぞれの空気調和機101からメインダクト(給気ダクト)103を延ばし、その途中から多数の送風ダクト108を分岐し、それらの送風ダクトの先端に送風口109を設けている。前記メインダクト103および送風ダクト108はそれぞれ天井内に配設しており、送風口109は天井に開口している。なお、通常は各フロアのそれぞれのエリアを担当する給気系統はそれぞれ上下ダクトで連通している(図3参照)。
【0006】
このような複数台の空気調和機の運転制御方法には、前述のような単独の空気調和機を制御する方法をそのまま採用しうる。すなわち、各空気調和機が担当するエリアを定め、それぞれのエリアごとに別個に温度調節する方法が採られる。たとえば各系統のリターンダクトの温度を検出し、対応する空気調和機101のファンをON/OFF制御したり、空気調和機自体をON/OFF制御したり、あるいはインバータ制御でファンの回転数を変化させることにより、いわばフィードバック式の温度調節を行なうことができる。
【0007】
しかし複数台の空気調和機を別個独立にON/OFF制御する場合は、室内の温度変化が不規則に変動し、また一斉にON/OFF制御する場合は温度変化が大きくなり、快適性が損なわれる。すなわち各ゾーンごとに設定温度が異なる場合は、複数台の空気調和機で別個にON/OFF制御する方法は利点となるが、広い部屋の全体を同じレベルに制御する場合は場所によって温度が異なることは欠点となる。また、インバータ制御の場合は、イニシャルコストが増大する問題がある。本発明は、複数台の空気調和機を使用することを有効に利用し、前述のゾーン制御の考え方とは逆に、広い室内をできるだけ均一に空気調和制御することができ、しかも省エネルギ効果が高い空気調和機の省エネルギシステムを提供することを技術課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機の省エネルギシステムは、同一の空調対象エリアに空気を供給する3台以上の空気調和機と、前記空気調和機からの空気をそれぞれ対象エリアに供給する複数本のメインダクトと、それぞれのメインダクトから分岐され、先端の送風口が前記エリア内に分布されている複数の送風ダクトと、プログラム制御により、各空気調和機の運転を交互に、または循環的に停止・再起動させる制御装置とを備えており、前記メインダクト同士は、多角形状の閉ループを構成するように連結され、前記プログラム制御には、各空気調和機毎にそれぞれ停止タイミングが予め設定されており、それら停止タイミングが、前記閉ループ内における対角に向かい合う離れた空気調和機同士のそれぞれに設定された停止タイミング同士を近づけ、近傍の空気調和機同士のそれぞれに設定された停止タイミング同士を遠ざけたものであることを特徴としている。 また、本発明の空気調和機の省エネルギシステムの他の態様は、同一の空調対象エリアに空気を供給する3台以上の空気調和機と、前記空気調和機からの空気をそれぞれ対象エリアに供給する複数本のメインダクトと、それぞれのメインダクトから分岐され、先端の送風口が前記エリア内に分布されている複数の送風ダクトと、プログラム制御により、各空気調和機の運転を循環的に停止・再起動させる制御装置とを備えており、前記メインダクト同士は、多角形状の閉ループを構成するように連結され、前記プログラム制御には、各空気調和機毎にそれぞれ停止タイミングが予め設定されており、それら停止タイミングにより、閉ループに沿って、各メインダクトに連結されている空気調和機が順次停止されることを特徴としている。
【0009】
このようなシステムでは、前前記同一の空調対象エリアは、多層階にまたがり、前記複数本のメインダクトは、各階を貫通する空気供給用縦ダクトを備え、前記メインダクト同士は、各階毎に連結されて多角形状の閉ループを構成しているのが好ましい。また、前記メインダクトと各空気供給源との間に、メインダクトから空気供給源側への逆流を防止する逆流防止ダンパを介在させるのが好ましい。
【0010】
【作用および発明の効果】
本発明の省エネルギシステムおよび他の態様では、同一の空調対象エリアに対し、複数台の空気調和機から空気を送る。そして空気調和機は交互に、または循環的に(他の態様では循環的に)停止・再起動させるので、停止させている時間の分だけ、確実に省エネルギ効果がある。なお、前述のゾーン制御の場合は、複数台の空気調和機で複数のゾーンを個別に間欠運転していくが、本発明では、1個所の空調対象エリアを複数台の空気調和機により、それぞれ順番に休ませながら、共同して空調作業を行う。そして対象エリアが同じであるので、1台の空気調和機を休ませても、他の空気調和機からそのメインダクトを通じて空気が送られる。そのため、対象とする空調エリアの空調作業が常時継続されており、室内環境の快適性が維持される。
【0011】
そして、メインダクト同士を連結しているので、稼働中の空気調和機から送られる空気がそれに接続されているメインダクトに入り、そのメインダクトから分岐している送風ダクトを通じて室内(空調対象エリア)に空気を送る。同時に、休止中の空気調和機と接続されている他のメインダクトにも空気が送られ、そのメインダクトの送風ダクトからも室内に空気が送られる。したがって空調対象エリアが広く、送風ダクトの送風口の分布が偏っている場合でも、快適性が維持される。
【0012】
さらに複数本のメインダクト同士を閉ループ状に連結しているので、一個所からの空気供給が左右に分かれて広く均等に送風される。そのため空調対象エリアの全体について、一層均等に快適性が維持される。すなわち1本のダクトラインであれば、入口部と末端部の送風口近辺の環境に差が生じがちであるが、閉ループにすることにより、末端がなくなり、空調対象の環境の均質化が図れる。
また、前記同一の空調対象エリアは、多層階にまたがり、前記複数本のメインダクトは、各階を貫通する空気供給用縦ダクトを備え、前記メインダクト同士は、各階毎に連結されて多角形状の閉ループを構成している場合は、面積の広い同一の空調対象エリアが多層階にわたる、例えば通年冷房するデパートなどにも適用できる。
【0013】
メインダクトと各空気供給源との間に、メインダクトから空気供給源側への逆流を防止する逆流防止ダンパを介在させる場合は、停止中の空気調和機側に空気が漏れていくのが防止される。それにより、空調作用の効率が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の省エネルギシステム(以下、単にシステムという)の実施の形態を説明する。図1aは本発明のシステムの一実施形態を示すダクト系統図、図1bはそのシステムの運用パターンの一実施形態を示すタイミングチャート、図2a〜cはそれぞれそのシステムの運用パターンの他の実施形態を示すタイミングチャート、図3は本発明のシステムの他の実施形態を示す概略斜視図、図4a〜cはそれぞれ本発明の範囲外のシステムを示す概略ダクト系統図、図5a〜bはそれぞれ本発明の範囲外のシステムを示す概略ダクト系統図である。
【0015】
図1aに示すシステム10は、建物11の屋上や地下室、いずれかの階、あるいは各階の機械室などに配置された4台の空気調和機AC1〜4と、それぞれ空気調和機と連結されると共に部屋12の天井内に配設される4本のメインダクト13、14、15、16と、それらのメインダクトから分岐される送風ダクト17と、各送風ダクトの先端に設けられ、天井で室内に開口される送風口18とを備えている。この実施形態ではそれぞれのメインダクトは途中で分岐してT字状に配設されている。そして第1〜4メインダクト13〜16の先端は、それぞれ隣接するメインダクトの先端と連結ダクト19で連結されており、全体として四角形の閉ループ状に構成されている。また、第1〜4空気調和機AC1〜4と、それらと対応するメインダクト13〜16との間に、それぞれ逆流防止ダンパ20が介在されている。還気用のダクトおよび空気取り入れ口は図示を省略している。空気調和機AC1〜4、メインダクト13〜16、送風ダクト17、送風口18などの要素については、従来公知のものを使用することができる。この実施形態では、空調対象である1個所の部屋12に複数台の空気調和機およびメインダクトを使用していること、連結ダクト19を採用していることなどが特徴である。また、逆流防止ダンパ20としては、開閉の切り換えを電気的に制御するモータダンパなどを使用しうる。
【0016】
図1bのタイミングチャートは、上記の4台の空気調和機AC1〜4の運転状態(運用パターン)を示している。この実施形態では、1サイクルT0の時間帯を4つの時間区分T1〜4に分割し、4台の空気調和機AC1〜4を順に1区分ずつ停止させている。ハッチングを施していない範囲Sが停止させている区分であり、ハッチングを施している範囲Wが可動している区分である。たとえば第1の区分T1では、第1空気調和機AC1を停止させ、他の第2〜4空気調和機AC2〜4は稼働させている。第2区分では第1空気調和機AC1を再稼働させると共に、第2空気調和機AC2を停止させ、他の空気調和機AC3〜4の稼働は継続させている。このように、この実施形態では、いわばプログラム制御により、常時1台の空気調和機を強制的に停止させているので、実質的には全体を稼働させる場合の75%の電力だけが消費される。すなわち空気調和機の冷房、暖房あるいは空気清浄作用などの空調作用に要するエネルギがその分だけ省かれる。そして停止させる空気調和機が順に循環するので、図1aの部屋12の一部の環境が極端に低下することがない。それによって省エネルギと快適な環境の維持とを両立させることができる。
【0017】
また、この実施形態では、メインダクト13〜16同士を連結ダクト19で連結して閉ループ状になっているので、たとえば第1空気調和機ACが停止している間でも、第2メインダクト14および第4メインダクト16から連結ダクト19を通じて第1メインダクト13内に空気が流れてくる。そのため、第1メインダクト13に連結されている送風ダクト17および送風口18からも、調和空気が室内に送られる。したがって第1メインダクト13の下側にいる人たちも、快適な状態が維持される。すなわちフロアが広い場合でも、快適さのレベルが平準化される。
【0018】
さらにこの実施形態では、各空気調和機AC1〜4の停止と、それらに連結されている逆流防止ダンパ20の閉止とが連動するように制御している。それにより、調和済みの空気が停止中の空気調和機側に逆流することがない。このように逆流を防止することにより、無駄なエネルギの消耗を避けることができる。なお、図1aでは、連結ダクト19と各メインダクト13〜16とを別個のものとして説明している。これは既設の設備を改修する場合を念頭に置いたものであり、新規に設置する場合は、もちろん1本の連続したダクトとすることができる。また図1aでは、メインダクトが建物の外壁を貫通するように示しているが、実際は天井あるいは床を貫通して、屋上や地下室、あるいは他の階に設置される空気調和機まで達する。
【0019】
図1bに示すタイミングチャートに合わせて空気調和機AC1〜4の運転の起動・停止を行わせるには、たとえば中央監視室に設置したプログラマブルコントローラやタイマなどの制御機器あるいはコンピュータを用いる。なお、監視室に設けた手動でON/OFFを切り替えるスイッチ類で行うこともできる。それらは請求項1における制御装置である。
【0020】
図1bは説明のために、1台の空気調和機の停止している範囲Sを1区分とした典型的な例を示しているが、空気調和機の能力が高い場合あるいは季節的な要因によって、図2aに示すように、停止時間Taを区分T1を超えて継続させたり、図2bのように区分T1に満たない時間で稼働を再開させることができる。たとえば初夏や夏の終わり、あるいは夏でも夕方には、周囲の温度が低くなるので、冷房作用を低下させてもよい。その場合は図2aのように、停止している時間Taを延ばし、稼働時間Tbを短くすることにより、一層エネルギを節約する。また、とくに盛夏には、図2bのように停止時間Taを短くし、稼働時間Tbを長くする。それにより空調対象エリアの快適性を維持しうる。このように停止時間Taと稼働時間Tbの比率は連続的な数値をとることができるので、複数台の空気調和機を順に運転することにより、ON/OFF制御であっても、同一の空調対象エリア内に対する空調能力を連続的に変化させることができる。
【0021】
図1bの標準的なタイミングチャートを採用するか、あるいは図2aや図2bの低稼働率あるいは高稼働率のタイミングチャートを採用するかは、季節や時間帯によってあらかじめ設定しておくのが好ましい。さらにコンピュータを用いた学習機能を適用することによって、システムを設置している地域的に特有の温度変化に対応させるのが好ましい。なお、図2aの場合は一時的に2台の空気調和機が停止し、図2bの場合は一時的にすべての空気調和機が稼働するが、それらも請求項1における「循環的に停止・稼働させる」に含まれる。
【0022】
図2cは4台の空気調和機AC1〜4を第1空気調和機AC1と第4空気調和機AC4からなる第1グループと、第2空気調和機AC2と第3空気調和機AC3とからなる第2グループに分け、第1グループと第2グループとを交互に停止・稼働させるタイミングチャートを示している。この場合は実効稼働率が50%で、さらに省エネルギで運転することができる。ただしこの場合でも、図2a、図2bの場合と同様に、各グループの停止時間を区分を超えて延長したり、短縮することができる。
【0023】
図2cの運用パターンにおいて第1空気調和機AC1と第3空気調和機AC3とで第1グループを構成し、第2空気調和機AC2と第4空気調和機AC4とで第2グループを構成したのは、図1aのように部屋12が横に長い場合は、たとえば左側の第1空気調和機と第3空気調和機を同時に停止すると、左側のエリアの快適性が損なわれるからである。そしてたとえば対角同士を同じグループとすることにより、全体の快適性を高めることができる。同じ意味で、図1bのチャートにおける停止させる順番も、第1、第2、第3、第4の空気調和機の順のように、文字のZを描く順番で停止させて片側を連続して停止させないのが好ましい。ただし第1、第2、第4、第3の順のように、いわば円を描くように停止させていくようにしてもよい。
【0024】
つぎに図3を参照して、具体的なシステムの実施形態を説明する。図3は図1のシステム10を3階建てのビル、たとえば通年冷房するデパートなどに適用する場合の全体の構成を立体的に示している。各空気調和機AC1〜4は建物の屋上に設置されている。空気調和機内の送風機には、送風量を変化させるために(吹出量調整)、スクロールダンパを設置している。各空気調和機から1本ずつ、下方向に各階を貫通する空気供給用縦ダクト21〜24が延びている。そしてそれらの縦ダクト21〜24の途中から各フロアのメインダクト13〜16が分岐し、逆流防止ダンパ20を介してループ状のダクトライン25〜27に連結されている。逆流防止ダンパ20は空調機停止時には閉状態となる。また、各空気調和機AC1〜4の還気部から下方に還気用縦ダクト29〜32が延びており、途中から各フロアの還気口33に達している。還気ダクト29〜32の上端近辺には、還気送風機34が介在されている。なお、逆流防止ダンパ20として、ダンパ開度が連続的に変化し、風量がその開度と比例する比例ダンパを用いてもよい。その場合は、温度に基づいて風量を制御する場合などに利用することができる。
【0025】
前記フロアには、室温を検出する温度センサTが設けられている。それらの温度センサTは、許容温度の上限値や下限値を定めておき、それを超えた場合に検出して、前述の複数台の空気調和機のタイミングチャートを高稼働率のものに変更して快適性を維持するために使用する。すなわち前述の運用パターンに基づくプログラム制御では、フィードバックをせずに強制的にON/OFF動作をさせるため、エネルギの消費が少ない利点はあるが、外気温度の大きい変動に対して追従しない。そのため、室内の温度を検出して、所定の上限および下限を許容範囲を超えた場合に稼働率を変動させたり、一時的に停止時間を短くするなど、快適性を維持するべく運転モードを変えるようにしている。さらにそれらの温度センサTは、学習制御のためのデータを採るためなどにも使用しうる。
【0026】
各空気調和機AC1〜4には、前記間欠運転を制御するためのコントローラ40が連結されている。コントローラは温度センサTからの取得データを記憶することができるものであり、たとえば年間の室温の温度変化のデータを記憶させる。システムを設置した初年度はデータがないので、初期設定の運用パターンに従って運転し、次年度からは前年度のデータに基づいて、後述する運用パターンから自動的に選択させて、それに基づいて運転させる。
【0027】
前記実施形態では4台の空気調和機を採用しているが、空気調和機の台数は3台、また5台以上でもよい。図4aは2台の場合のシステムのダクト系統の実施形態を示している。このダクト系統50では、ダクトライン51を矩形状の閉ループに構成しており、空気調和機AC1、AC2は対角位置に配置している。このシステムの運転のタイミングは、たとえば図2cのように2台の空気調和機AC1、AC2を交互に停止させ、また稼働させる。その場合の全体の稼働率は50%である。このシステムにおいても、図2aや図2bの場合と同じように、停止時間を延長させて稼働率を50%以下にすることができ、また停止時間を短縮して稼働率を50%以上にすることもできる。ただし空気調和機が2台であるので、通常は50%以上にする。
【0028】
図4bのシステムは、細長い部屋12に直線状のダクトライン53を設け、両端に空調機AC1、AC2を連結したダクト系統を採用している。すなわちこのように幅が狭い部屋12では、1本のメインダクトから送風しても、空調後の空気が充分に行き渡る。そのため、広い範囲をカバーする閉ループ状にダクトラインを構成する必要がなく、直線状のダクトラインでも充分である。なおこのシステムでも、図4aのシステムと同様に交互に空調機AC1、AC2を停止させればよい。
【0029】
図4cは、比較的狭い部屋12に各空調機AC1、AC2のメインダクト13、14を平行に配置したダクト系統を示している。既設の空調設備の場合は、このようなダクトライン設計もある。このようにメインダクト13、14同士が接近して延びている場合は、両方のメインダクト13、14同士を接続したり、閉ループ状にする必要はなく、そのままのダクト系統を利用することもできる。その場合は各空調機AC1、AC2の制御装置だけを改造すればよい。
【0030】
図5aのシステムでは、2台の空調機AC1、AC2同士が比較的近い位置にあり、それらの送風部同士を直接1本の連結ダクト19で連結している。このシステムでは、片方の空調機が停止している場合でも、他方の空調機からの空気が両方の給気ダクトを通じて部屋12に送られる。また図5bのシステムでは、メインダクト同士ではなく、送風ダクト17同士が連結され、送風口18は共用にしている。これらのシステムも、前述のシステムと同様の省エネルギ効果があり、同程度の快適性を維持しうる。
【0031】
なお、図1aでは、1本の送風ダクト17に1個所の送風口18を設けているが、広い部屋の場合、実際には送風ダクト17をさらに分岐し、それぞれの分岐したダクトに送風口18を設ける。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1aは本発明のシステムの一実施形態を示すダクト系統図、図1bはそのシステムの運用パターンの一実施形態を示すタイミングチャートである。
【図2】 図2a〜cはそれぞれそのシステムの運用パターンの他の実施形態を示すタイミングチャートである。
【図3】 本発明のシステムの他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図4】図4a〜cはそれぞれ本発明の範囲外のシステムを示す概略ダクト系統図である。
【図5】図5a〜bはそれぞれ本発明の範囲外のシステムを示す概略ダクト系統図である。
【図6】 従来の空調システムの一例を示すダクト系統図である。
【符号の説明】
10 省エネルギシステム
11 建物
12 部屋
AC1、AC2、AC3、AC4 空気調和機(空調機)
13、14、15、16 メインダクト
17 送風ダクト
18 送風口
19 連結ダクト
20 逆流防止ダンパ
21、22、23、24 給気用縦ダクト
29、30、31、32 還気用縦ダクト
33 還気口
34 還気送風機
T 温度センサ
40 コントローラ
50 ダクト系統
51、53 ダクトライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an energy saving system for an air conditioner. More specifically, the present invention relates to an energy saving system for an air conditioner that can operate air conditioning in a building having a large floor area at low cost while maintaining comfort.
[0002]
[Prior art]
Room temperature control methods using an air conditioner include intermittent operation of a fan that sends air from the air conditioner to the room, and intermittent opening and closing of control valves that control the flow rate of cold water, hot water, and steam as the heat medium. There are ways to do it. In addition to intermittent operation of the blower fan, etc., stepwise control approximated to proportional control may be performed by inverter control. However, although inverter control has an energy saving effect, the initial cost is high. Therefore, an energy saving operation control method by ON / OFF control has been proposed.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-257941 discloses a method in which the room temperature is measured in the conventional technology column, and the air conditioner is ON / OFF controlled so that the difference from the target temperature is within an allowable range of about ± 1 ° C. In addition to presenting a control method for turning ON / OFF the opening degree of the cold water operation valve and the hot water operation valve, in order to further save energy, the operation is performed according to the intermittent operation parameters stored in the control parameter table. An operation method is proposed in which the valve opening is intermittently turned ON / OFF.
[0004]
JP-A-8-61751 discloses zone control in which a separate air conditioner and blower are arranged for each of a plurality of zones that are subject to air conditioning, and air conditioning control is performed for each zone. In addition, it is described that energy saving is achieved by intermittent operation control that stops the operation of the air conditioner according to the temperature of the return air during the operation of the air conditioner.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
If the air conditioning zone is wide, such as a building with a large floor area, the air conditioner is divided into several units according to the size and layout of the machine room and the ducts in the ceiling. May cause harmonic action. In that case, on each floor, as shown in FIG. 6, the main duct (air supply duct) 103 is extended from each
[0006]
As such an operation control method for a plurality of air conditioners, the method for controlling a single air conditioner as described above may be employed as it is. That is, a method is adopted in which the area that each air conditioner is in charge of is determined and the temperature is adjusted separately for each area. For example, the temperature of the return duct of each system is detected, and the fan of the
[0007]
However, when ON / OFF control of multiple air conditioners is performed independently, the temperature change in the room fluctuates irregularly, and when ON / OFF control is performed all at once, the temperature change increases and comfort is impaired. It is. In other words, when the set temperature is different for each zone, the method of separately performing ON / OFF control with a plurality of air conditioners is an advantage, but when controlling the entire large room at the same level, the temperature varies depending on the location. That is a drawback. In addition, in the case of inverter control, there is a problem that the initial cost increases. The present invention effectively utilizes the use of a plurality of air conditioners. Contrary to the above-described concept of zone control, the present invention can perform air conditioning control in a wide room as uniformly as possible, and has an energy saving effect. The technical challenge is to provide an energy-saving system for high air conditioners.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The energy-saving system for an air conditioner according to the present invention includes three or more air conditioners that supply air to the same air-conditioning target area, and a plurality of main ducts that respectively supply air from the air conditioner to the target area. And a plurality of air ducts branched from the respective main ducts, and the air outlets at the tip are distributed in the area, and the operation of each air conditioner is alternately or cyclically stopped / restarted by program control. The main ducts are connected so as to form a polygonal closed loop, and the program control has a preset stop timing for each air conditioner, These stop timings approach the stop timings set for each of the air conditioners that face each other diagonally in the closed loop. It is characterized in that the alienated stop timing between which is set to each of the air conditioner between the neighborhood. In another aspect of the air conditioner energy saving system of the present invention, three or more air conditioners that supply air to the same air-conditioning target area and the air from the air conditioner are respectively supplied to the target area. A plurality of main ducts, a plurality of air ducts branched from the respective main ducts, and a plurality of air ducts whose tip is distributed in the area, and the operation of each air conditioner are cyclically stopped by program control. A control device for restarting, the main ducts are connected so as to form a polygonal closed loop, and in the program control, a stop timing is preset for each air conditioner. The air conditioners connected to the main ducts are sequentially stopped along the closed loop according to the stop timing.
[0009]
In such a system, the same air-conditioning target area is spread over multiple floors, the plurality of main ducts are provided with vertical air supply ducts penetrating each floor, and the main ducts are connected to each floor. It is preferable that a polygonal closed loop is formed . Also, between the main duct and the air supply, it is preferable to interpose a backflow prevention damper to prevent backflow to the air supply source side from the main duct.
[0010]
[Operation and effect of the invention]
In the energy saving system and other aspects of the present invention, air is sent from a plurality of air conditioners to the same air-conditioning target area. Since the air conditioner is stopped or restarted alternately or cyclically (in other embodiments, cyclically) , the energy-saving effect is surely obtained by the amount of time during which the air conditioner is stopped. In the case of the above-described zone control, a plurality of zones are individually intermittently operated with a plurality of air conditioners, but in the present invention, one air-conditioning target area is respectively controlled by a plurality of air conditioners. Air-conditioning work together while resting in order. And since the object area is the same, even if one air conditioner is rested, air is sent from the other air conditioner through the main duct. Therefore, the air conditioning work in the target air conditioning area is always continued, and the comfort of the indoor environment is maintained.
[0011]
And since the main ducts are connected to each other, the air sent from the operating air conditioner enters the main duct connected thereto, and passes through the air duct that branches from the main duct to the room (air conditioning target area) Send air to. At the same time, air is also sent to other main ducts connected to the air conditioner that is not in operation, and air is also sent into the room from the air duct of the main duct. Therefore, comfort is maintained even when the air-conditioning target area is wide and the distribution of the air outlets of the air duct is uneven.
[0012]
Further, since the plurality of main ducts are connected in a closed loop shape, the air supply from one place is divided into left and right and is blown widely and evenly. Therefore, the comfort is more evenly maintained for the entire air conditioning target area. That is, if there is one duct line, there is a tendency that a difference occurs in the environment in the vicinity of the air inlet at the inlet and the terminal. However, by using a closed loop, there is no terminal and the environment to be air-conditioned can be homogenized.
The same air-conditioning target area spans multiple floors, and the plurality of main ducts are provided with vertical air supply ducts penetrating each floor, and the main ducts are connected to each floor to form a polygonal shape. In the case where a closed loop is configured, the present invention can be applied to a department store that is air-cooled throughout the year, for example, the same air-conditioning target area having a large area extends over multiple floors.
[0013]
When a backflow prevention damper that prevents backflow from the main duct to the air supply source is interposed between the main duct and each air supply source, air is prevented from leaking to the stopped air conditioner side. Is done. Thereby, the efficiency of an air-conditioning effect | action improves.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of an energy saving system (hereinafter simply referred to as a system) of the present invention will be described with reference to the drawings. 1a is a duct system diagram showing one embodiment of the system of the present invention, FIG. 1b is a timing chart showing one embodiment of the operation pattern of the system, and FIGS. 2a to 2c are other embodiments of the operation pattern of the system, respectively. timing chart illustrating, FIG. 3 is a schematic perspective view showing another embodiment of the system of the present invention, FIG 4a~c the schematic duct system diagram showing a range of systems of the present invention, respectively, FIG 5a~b each it is a schematic duct system diagram showing a system outside the scope of the present invention.
[0015]
A
[0016]
The timing chart of FIG. 1b has shown the operation state (operation pattern) of said four air conditioner AC1-4. In this embodiment, the time zone of one cycle T0 is divided into four time sections T1 to T4, and the four air conditioners AC1 to AC4 are stopped one by one in order. The area S where hatching is not performed is a section that is stopped, and the range W where hatching is performed is a section where the area is movable. For example, in the first section T1, the first air conditioner AC1 is stopped and the other second to fourth air conditioners AC2 to AC4 are operating. In the second section, the first air conditioner AC1 is restarted, the second air conditioner AC2 is stopped, and the operations of the other air conditioners AC3 to AC4 are continued. In this way, in this embodiment, since one air conditioner is forcibly stopped at all times by program control, substantially 75% of the electric power when operating the whole is consumed. . That is, the energy required for air conditioning such as cooling, heating, or air cleaning of the air conditioner is saved accordingly. And since the air conditioner to stop circulates in order, the environment of some
[0017]
In this embodiment, since the
[0018]
Further, in this embodiment, the control is performed so that the stop of each of the air conditioners AC1 to AC4 and the closing of the
[0019]
In order to start and stop the operation of the air conditioners AC1 to AC4 according to the timing chart shown in FIG. 1b, for example, a control device such as a programmable controller or a timer installed in the central monitoring room or a computer is used. In addition, it can also be performed by a switch or the like that is manually provided in the monitoring room and switches ON / OFF. They are the control device in claim 1.
[0020]
For the sake of explanation, FIG. 1b shows a typical example in which the range S in which one air conditioner is stopped is divided into one section. As shown in FIG. 2a, the stop time Ta can be continued beyond the section T1, or the operation can be resumed at a time less than the section T1 as shown in FIG. 2b. For example, at the end of early summer or summer, or even in the evening in summer, the ambient temperature decreases, so the cooling effect may be reduced. In that case, as shown in FIG. 2a, energy is further saved by extending the stopped time Ta and shortening the operating time Tb. Further, particularly in the midsummer, the stop time Ta is shortened and the operation time Tb is lengthened as shown in FIG. 2b. Thereby, the comfort of the air-conditioning target area can be maintained. Thus, since the ratio of the stop time Ta and the operation time Tb can take a continuous numerical value, even if it is ON / OFF control by operating several air conditioners in order, the same air-conditioning object The air conditioning capability for the area can be continuously changed.
[0021]
Whether to use the standard timing chart of FIG. 1b or the timing chart of the low operating rate or the high operating rate of FIG. 2a or FIG. 2b is preferably set in advance depending on the season or time zone. Furthermore, it is preferable to cope with a temperature change peculiar to the region where the system is installed by applying a learning function using a computer. In the case of FIG. 2a, the two air conditioners are temporarily stopped, and in the case of FIG. 2b, all the air conditioners are temporarily operated. Included in “Operating”.
[0022]
FIG. 2c shows four air conditioners AC1 to AC4, a first group consisting of a first air conditioner AC1 and a fourth air conditioner AC4, and a second group consisting of a second air conditioner AC2 and a third air conditioner AC3. The timing chart which divides | segments into 2 groups and stops and operates a 1st group and a 2nd group alternately is shown. In this case, the effective operation rate is 50%, and it is possible to operate with further energy saving. However, even in this case, as in the case of FIGS. 2a and 2b, the stop time of each group can be extended beyond the section or shortened.
[0023]
In the operation pattern of FIG. 2c, the first air conditioner AC1 and the third air conditioner AC3 constitute a first group, and the second air conditioner AC2 and the fourth air conditioner AC4 constitute a second group. This is because when the
[0024]
Next, a specific system embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a three-dimensional view of the overall configuration when the
[0025]
A temperature sensor T for detecting the room temperature is provided on the floor. These temperature sensors T set an upper limit value and a lower limit value of the allowable temperature, detect when the temperature exceeds the upper limit value, and change the timing chart of the plurality of air conditioners to those with a high operating rate. Use to maintain comfort. That is, in the program control based on the above-described operation pattern, the ON / OFF operation is forcibly performed without feedback, and thus there is an advantage of low energy consumption, but it does not follow large fluctuations in the outside air temperature. Therefore, by detecting the indoor temperature and changing the operation mode to maintain comfort, such as changing the operation rate when the predetermined upper and lower limits are exceeded, or temporarily shortening the stop time I am doing so. Furthermore, these temperature sensors T can be used for taking data for learning control.
[0026]
A
[0027]
In the embodiment, four air conditioners are employed, but the number of air conditioners may be three , or five or more. FIG. 4a shows an embodiment of the duct system of the system with two units. In this
[0028]
The system of FIG. 4b employs a duct system in which a
[0029]
FIG. 4c shows a duct system in which
[0030]
In the system of FIG. 5 a, the two air conditioners AC <b> 1 and AC <b> 2 are relatively close to each other, and their blowing parts are directly connected by a
[0031]
In the Figure 1 a, although the one of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1a is a duct system diagram showing an embodiment of the system of the present invention, and FIG. 1b is a timing chart showing an embodiment of an operation pattern of the system.
2a to 2c are timing charts showing other embodiments of the operation pattern of the system, respectively.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing another embodiment of the system of the present invention.
[4] FIG 4a~c is a schematic duct system diagram showing a range of systems of the present invention, respectively.
[5] FIG 5a~b is a schematic duct system diagram showing a range of systems of the present invention, respectively.
FIG. 6 is a duct system diagram showing an example of a conventional air conditioning system.
[Explanation of symbols]
10
13, 14, 15, 16
Claims (4)
前記空気調和機からの空気をそれぞれ対象エリアに供給する複数本のメインダクトと、 それぞれのメインダクトから分岐され、先端の送風口が前記エリア内に分布されている複数の送風ダクトと、
プログラム制御により、各空気調和機の運転を交互に、または循環的に停止・再起動させる制御装置とを備えており、
前記メインダクト同士は、多角形状の閉ループを構成するように連結され、
前記プログラム制御には、各空気調和機毎にそれぞれ停止タイミングが予め設定されており、
それら停止タイミングが、前記閉ループ内における対角に向かい合う離れた空気調和機同士のそれぞれに設定された停止タイミング同士を近づけ、近傍の空気調和機同士のそれぞれに設定された停止タイミング同士を遠ざけたものである空気調和機の省エネルギシステム。 Three or more air conditioners that supply air to the same air-conditioned area;
A plurality of main ducts each supplying air from the air conditioner to a target area; a plurality of air ducts branched from the respective main ducts;
It is equipped with a control device that stops or restarts the operation of each air conditioner alternately or cyclically by program control ,
The main ducts are connected to form a polygonal closed loop,
In the program control, a stop timing is preset for each air conditioner,
Those stop timings are close to each other of the air conditioners that face each other in the closed loop, and the stop timings that are set for each of the nearby air conditioners are moved away from each other. An energy-saving system for air conditioners.
前記空気調和機からの空気をそれぞれ対象エリアに供給する複数本のメインダクトと、 それぞれのメインダクトから分岐され、先端の送風口が前記エリア内に分布されている複数の送風ダクトと、
プログラム制御により、各空気調和機の運転を循環的に停止・再起動させる制御装置とを備えており、
前記メインダクト同士は、多角形状の閉ループを構成するように連結され、
前記プログラム制御には、各空気調和機毎にそれぞれ停止タイミングが予め設定されており、
それら停止タイミングにより、閉ループに沿って、各メインダクトに連結されている空気調和機が順次停止される空気調和機の省エネルギシステム。 Three or more air conditioners that supply air to the same air-conditioned area;
A plurality of main ducts for supplying air from the air conditioner to the target area, a plurality of air ducts branched from the main ducts, and a plurality of air ducts having tip air outlets distributed in the area;
It is equipped with a control device that cyclically stops and restarts the operation of each air conditioner by program control,
The main ducts are connected to form a polygonal closed loop,
In the program control, a stop timing is preset for each air conditioner,
An energy-saving system for an air conditioner in which the air conditioners connected to the main ducts are sequentially stopped along the closed loop according to the stop timing .
前記複数本のメインダクトは、各階を貫通する空気供給用縦ダクトを備え、
前記メインダクト同士は、各階毎に連結されて多角形状の閉ループを構成していることを特徴としている請求項1または請求項2に記載の空気調和機の省エネルギシステム。 The same air-conditioning area spans multiple floors,
The plurality of main ducts are provided with air supply vertical ducts penetrating each floor,
The energy saving system for an air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the main ducts are connected to each floor to form a polygonal closed loop .
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