JPH04214143A

JPH04214143A - 空気調和システム

Info

Publication number: JPH04214143A
Application number: JP3008848A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Akita; 秋田　州三; Hiromichi Andou; 寛通安東; Yasunori Sueyoshi; 康則末吉; Yoshio Tane; 多根　良夫; Haruhiko Adachi; 安達　晴彦
Original assignee: Kubota Corp; KUBOTA TRANE Ltd
Current assignee: Kubota Corp; KUBOTA TRANE Ltd
Priority date: 1991-01-29
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1992-08-05
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JP3075364B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気調和システムに
関し、特にたとえば空気調和機にダクトによって連結さ
れた複数の可変風量ユニット（以下、「ＶＡＶユニット
」という。）を含む、空気調和システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気調和システムの一例が特開
昭６１−４１８４２号に開示されている。この従来技術
では、各ＶＡＶユニットからの信号に基づいてモータ制
御回路を介して空気調和機（送風機）の送風能力が制御
される。なお、この従来技術において、各ＶＡＶユニッ
トとモータ制御回路との間の信号は２線式の抵抗信号で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
各ＶＡＶユニットの最大／最小風量の設定値の変更や各
ＶＡＶユニットの作動チェック等は、各ＶＡＶユニット
についてサービスマンによる手作業によって行われてい
た。しかし、通常ＶＡＶユニットは天井裏に設置されて
いるためＶＡＶユニットに近づくだけでも困難であり、
これらの作業性が非常に悪いという問題点があった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、設
定値の変更や作動チェックを簡単に行うことができる、
空気調和システムを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、送風機を有
する空気調和機、空気調和機から空気調和空間に調和空
気を送るためのダクト、ダクトに設けられ、それぞれが
そこを通過する風量を調整するためのダンパを有する複
数の可変風量ユニット、可変風量ユニットのそれぞれと
デジタル通信ラインで接続され、可変風量ユニットから
送られるデータに応じて送風機の送風能力を制御するコ
ントローラ、およびコントローラに接続され、コントロ
ーラを介して可変風量ユニットのそれぞれに指令データ
を与えるコンピュータを備える、空気調和システムであ
る。

【０００６】

【作用】各ＶＡＶユニットの作動状態等のデータを、デ
ジタル通信ラインを通してコントローラに与え、コンピ
ュータに出力する。一方、コンピュータから入力された
各種の指令データを、コントローラからデジタル通信ラ
インを通して各ＶＡＶユニットに与える。

【０００７】

【発明の効果】この発明によれば、コンピュータから各
種の指令データを入力することによって、ＶＡＶユニッ
トに近づくことなく各種の設定値等を簡単に変更できる
。そして、コンピュータにシステム全体の作動チェック
ができるプログラムを持たせれば、システム全体の制御
動作を系統的に、正確に、しかも簡単にテストできる。

【０００８】また、デジタル通信ラインは２芯シールド
線で構成できるため、従来に比べて配線の作業性を飛躍
的に向上できる。この発明の上述の目的，その他の目的
，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例
の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【０００９】

【実施例】図１を参照して、この実施例の空気調和シス
テム１０は空気調和機１２を含む。空気調和機１２は、
熱交換器１４および送風機１６を含み、ダンパ１８，２
０および２２を開閉して外気を取り入れまたは還気を排
出する。熱交換器１４の熱交換能力は、図示しない熱流
体制御弁を制御することによって制御される。熱交換器
１４によって調和された空気が送風機１６によって、ダ
クト２４に送出される。

【００１０】ダクト２４は各空気調和空間毎に分岐され
、それぞれの分岐ダクトには、ＶＡＶユニット２６１，
２６２，…２６ｎが設けられ、ＶＡＶユニット２６１，
２６２，…２６ｎを通して、調和された空気が吹出口２
８１，２８２，…２８ｎから空気調和空間に吹き出され
る。各空気調和空間にはルームサーモスタット３０１，
３０２，…３０ｎが設けられ、ルームサーモスタット３
０１〜３０ｎによって、それぞれの空気調和空間（室）
の設定温度と実際の温度との温度偏差が検知される。

【００１１】すなわち、ＶＡＶユニット２６は、図２に
示すように、ダンパ３２を含み、ダンパ３２はダンパモ
ータ３４によって駆動されて開閉される。また、ＶＡＶ
ユニット２６はダンパ３８の上流側に配置された風速セ
ンサ３６を有し、この風速センサ３６からの実風量（Ｑ
ｐ）を示す信号（実風量信号）がダンパ制御器３８に入
力される。ダンパ制御器３８は、また、上述のルームサ
ーモスタット３０からの温度偏差に応じた要求風量（Ｑ
ｒ）を表す信号（要求風量信号）を受け、両信号を比較
して、実風量が要求風量になるようにダンパモータ３４
すなわちダンパ３２を図３に示すように制御する。すな
わち、Ｑｐ＜Ｑｒのときダンパ３２は開方向に動かされ
、Ｑｐ＞Ｑｒのとき閉方向に動かされ、Ｑｐ＝Ｑｒのと
きその開度が維持される。

【００１２】このようにして、ＶＡＶユニット２６のダ
ンパ３２はダンパ制御器３８によってそれぞれ個別に開
閉されるが、このようなダンパ開度がダンパモータ３４
の回転角度等に基づいて検出されるとともに、ダンパ３
２の動いている方向が図示しないリレー等によって検出
される。そして、ダンパ開度および回動方向（開方向，
閉方向または停止状態）を示す信号が、ダンパ制御器３
８からデジタル通信ライン４０を通してＶＣＳコントロ
ーラ４２（図１）に入力される。なお、デジタル通信ラ
イン４０は２芯シールド線で構成される。

【００１３】次表１が各ＶＡＶユニット２６から送られ
る信号を表す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１からよくわかるように、ダンパ開度が
１００％でありかつダンパが開方向に駆動されていると
きには、そのＶＡＶユニットからは送風能力の増大を要
求する信号ＵＰが出力される。ダンパ開度が８５％未満
でありかつダンパが閉方向に駆動されているときには、
そのＶＡＶユニットからは送風能力の減少を要求する信
号ＤＯＷＮが出力される。そして、ダンパ開度が８５％
〜９９％のとき、およびダンパ開度が１００％でかつ閉
方向に駆動されているかまたは停止しているとき、送風
能力の増減を要求しない信号ＯＫ１　が出力される。ダ
ンパ開度が０％〜８５％でかつ開方向に駆動されている
かまたは停止しているとき、送風能力の増減を要求しな
い信号ＯＫ２　が出力される。

【００１６】ＶＣＳコントローラ４２は、後に説明する
方法に従って、表１に示すそれぞれの信号に基づいてた
とえばインバータ回路やインレットベーンのような送風
能力制御装置４４に制御信号を与える。送風能力制御装
置４４（インバータ回路の場合）によって空気調和機１
２の送風機１６の回転数が制御される。すなわち、１つ
でも上述の信号ＵＰを出力しているＶＡＶユニットがあ
るとき、ＶＣＳコントローラ４２から送風能力制御装置
４４には、送風機１６の回転数を上昇するような制御信
号が与えられる。逆に、全てのＶＡＶユニットから上述
の信号ＤＯＷＮまたはＯＫ２　が出力されているとき、
ＶＣＳコントローラ４２から送風能力制御装置４４には
、送風機１６の回転数を下降するような制御信号が与え
られる。ただし、それ以外のときには、同じ状態を維持
するために、前と同じ制御信号を出力し続ける。

【００１７】そして、この実施例においては、図４に示
すように、信号ＵＰを出力しているＶＡＶユニットの数
に応じて、送風能力変化速度すなわちＶＣＳコントロー
ラ４２の出力電圧の大きさの変化速度を変えるようにし
ている。図４の例でいえば、ｎ台全てのＶＡＶユニット
から信号ＵＰが出力されているときには、送風能力が非
常に不足しているので、点線ａで示すように、最も急峻
な勾配で制御電圧が上昇される。たとえば、空気調和機
１２の運転開始時等である。しかしながら、信号ＵＰを
出力しているＶＡＶユニットが１台だけのときは、風量
は全体的には満足されていて送風能力の不足は小さいの
で、風量のうねりを抑制するために、実線ｂで示す最も
緩慢な勾配で制御電圧が上昇される。

【００１８】一般に、空気調和機１２からそれぞれのＶ
ＡＶユニット２６１〜２６ｎに供給される空気の温度は
、冷房時と暖房時とでは異なるものの、冷房時または暖
房時ではそれぞれ一定である。一方、ＶＡＶユニットの
制御特性は図３に示す通りであるから、ＶＡＶユニット
の冷暖房能力を超えたときには、ＶＡＶユニットは最大
風量または最小風量のままである。通常、最小風量は最
大風量に対して３０〜５０％という大きな値である。したがって、たとえば最小風量でＶＡＶユニットが吹き
続けた場合、冷え過ぎまたは暖め過ぎという不快な状態
になる。また、それを防ぐために、給気温度を冷房時高
めにまたは暖房時低めに設定すると最大風量のときの能
力が低下し、逆の現象が生じる。

【００１９】この実施例では、この問題に対処するため
、以下に述べる方法で空気調和機１２の熱交換器１４の
熱交換能力を制御するようにしている。ＶＡＶユニット
２６（図２）において目標風量が最小風量のとき、その
ＶＡＶユニットからＶＣＳコントローラ４２に信号ＯＶ
ＥＲを出力する。また、ＶＡＶユニット２６において目
標風量が最大風量のとき、そのＶＡＶユニットからＶＣ
Ｓコントローラ４２に信号ＬＡＣＫを出力する。そして
、それ以外のときには信号ＯＫを出力する。

【００２０】ＶＣＳコントローラ４２では、まず、信号
ＯＶＥＲを出力しているＶＡＶユニットの台数（Ａ％）
および信号ＬＡＣＫを出力しているＶＡＶユニットの台
数（Ｂ％）を算出する。ただし、ＶＡＶユニットの台数
ｎを１００％として計算する。ついで、ＶＣＳコントロ
ーラ４２は、次表２に従って、先に述べた熱交換能力制
御手段に対して過大信号または過小信号を出力し、ある
いは両信号とも出力しない。ただし、表２において、Ｋ
１およびＫ２はそれぞれ定数であり、定数Ｋ１は信号Ｏ
ＶＥＲ，ＬＡＣＫまたはＯＫを無視するＶＡＶユニット
の台数（たとえば「１０」）であり、定数Ｋ２は信号Ｏ
ＶＥＲを出力しているＶＡＶユニットおよび信号ＬＡＣ
Ｋを出力しているＶＡＶユニットが同時に存在するとき
、いずれを優先するかを決定する倍数（たとえば「２」
）である。

【００２１】

【表２】

【００２２】なお、ＶＡＶユニットにおける信号ＯＶＥ
Ｒ，ＬＡＣＫまたはＯＫの決定要素として、ＶＡＶユニ
ットの動作状態（実際に吹いている風量またはダンパの
動作）ではなく、ルームサーモスタットからの温度偏差
の信号を用いた。これは、実際に制御されている風量の
最大または最小に基づいた場合、ＶＡＶユニットの過渡
的な状態に反応したり、全てのＶＡＶユニットが最大風
量を要求したときその合計風量が空気調和１２の最大風
量で賄えないことになったりして、うまく制御できなく
なるのを防ぐためである。

【００２３】また、ＶＡＶユニットの台数をＡ％または
Ｂ％で表すようにしたのは、１つのＶＣＳコントローラ
４２に対して多くのＶＡＶユニットが接続される場合、
実台数で判断すると計算が複雑になるからである。さら
に、表２においては、定数Ｋ１を用い、そのＫ１の値を
超えない場合には信号ＯＶＥＲまたはＬＡＣＫを無視す
るようにして、少ない台数のＶＡＶユニットからの信号
に全体が左右されるのを防いでいる。すなわち、１台の
空気調和機１２と１本のダクト２４によって空気調和を
行うのであるから各ＶＡＶユニットから別の要求信号が
出力されてもそれらを同時に満足できるわけではないの
で、少数の信号を切り捨てることによって、全体の動作
をうまく制御できるのである。

【００２４】そして、信号ＯＶＥＲを出力するＶＡＶユ
ニットと信号ＬＡＣＫを出力しているＶＡＶユニットと
が同時に存在したときには、多数決で制御する以外に方
法はない。しかしながら、単純な多数決では問題がある
。たとえば、Ａ＝４０％でＢ＝４１％のとき、単純にＢ
＝４１％の要求に従うとシステム全体としてみた場合、
調和がとれなくなる。なぜなら、Ａ＝４０％とＢ＝４１
％との差（１％）は全体からみるとわずかであるにもか
かわらずＢ＝４１％の要求を満足するように熱交換能力
を増大させると、熱交換能力の減少を要求している４０
％のＶＡＶユニットの空気調和空間の不満が益々大きく
なり、不快で耐えられなくなってしまう。このような場
合、むしろ給気温度は変更しない方がよい。そこで、こ
の実施例では、定数Ｋ２を用いるようにした。定数Ｋ２
の値をたとえば「２」に設定しておけば、ＡおよびＢの
一方が他方の２倍以上にならないと熱交換能力の変更が
行われず、上述のような問題を回避できる。

【００２５】図１に戻って、ＶＣＳコントローラ４２に
はデータ入出力用コンピュータ４６が接続される。コン
ピュータ４６としては、任意の小型コンピュータを利用
できるが、ハンディターミナルコンピュータやラップト
ップコンピュータなどでよい。コンピュータ４６は、そ
れぞれのＶＡＶユニット２６１〜２６ｎからＶＣＳコン
トローラ４２に送られた室内温度、吹出温度、実風量、
ダンパ開度情報等のデータを出力し、各ＶＡＶユニット
に与える室内温度設定値の変更、最大／最小風量設定値
の変更、冷／暖切換、最大風量運転、運転停止等の指令
データを入力するのに利用される。したがって、コンピ
ュータ４６を操作することによって、各ＶＡＶユニット
の作動状態を容易に把握でき、また、ＶＡＶユニットの
各種設定値等を個々にまたは一括して容易に変更するこ
とができる。

【００２６】また、この実施例においては、コンピュー
タ４６にテストプログラムを持たせることによって、シ
ステム全体の制御動作を自動的にテストできるようにし
ている。ただし、テスト項目は以下のようであり、テス
トプログラムは図５および図６に示すようなフロー図に
従って動作する。（１）　通信の確実性の確認ステップＳ１を実行して全てのＶＡＶユニットとの間で
信号やデータの伝送エラーのないことを確認する。

【００２７】（２）　ウォームアップ時のバランスのテ
ストステップＳ２を実行して、コンピュータ４６からデ
ータを入力し、全てのＶＡＶユニットを最大風量に設定
した後、ステップＳ３において、先に説明した送風能力
制御を実行する。ステップＳ４において各ＶＡＶユニッ
トのダンパ開度が安定したことが確認できれば、ステッ
プＳ５において、全てのＶＡＶユニットの風速センサ３
６（図２）からの実風量データを出力する。コンピュー
タ４６がハンディターミナルコンピュータの場合プリン
トアウトし、ラップトップコンピュータの場合表示する
。

【００２８】（３）　基本的な送風能力の減少テスト（
２）　の終了状態からステップＳ６を実行して、コンピ
ュータ４６からデータを入力し、１台ずつＶＡＶユニッ
トのダンパを全閉にする。そして、ステップＳ７におい
て、ＶＣＳコントローラ４２からの制御信号の状態を出
力する。（４）　１台毎の送風能力の増大・減少のテスト（３）
　の終了状態からステップＳ８を実行して、コンピュー
タ４６からデータを入力し、１台ずつＶＡＶユニットを
最大風量に設定する。そして、ＶＣＳコントローラ４２
からの制御信号が「０」から或る値に変化して安定する
ことを確認し、その結果をステップＳ９において出力す
る。その後、ステップＳ１０を実行して、ＶＡＶユニッ
トを全閉にし、制御信号が「０」に戻ることを確認する
。これをＶＡＶユニット全台数分繰り返す。

【００２９】このようにして、空気調和システム１０の
全体的かつ系統的なテストが自動的に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１の実施例のＶＡＶユニットを示す図解図で
ある。

【図３】図２に示すＶＡＶユニットの制御特性を示すグ
ラフである。

【図４】図１の実施例における送風能力制御動作を示す
グラフである。

【図５】テストプログラムによって制御動作をテストす
る手順を表すフロー図である。

【図６】テストプログラムによって制御動作をテストす
る手順を表すフロー図である。

【符号の説明】

１０　　…空気調和システム１２　　…空気調和機１４　　…熱交換器１６　　…送風機２４　　…ダクト２６　　…ＶＡＶユニット３０　　…ルームサーモスタット３２　　…ダンパ３４　　…ダンパ駆動用モータ３６　　…風速センサ３８　　…ダンパ制御器４０　　…デジタル通信ライン４２　　…ＶＣＳコントローラ４４　　…送風能力制御装置４６　　…コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風機を有する空気調和機、前記空気調和
機から空気調和空間に調和空気を送るためのダクト、前
記ダクトに設けられ、それぞれがそこを通過する風量を
調整するためのダンパを有する複数の可変風量ユニット
、前記可変風量ユニットのそれぞれとデジタル通信ライ
ンで接続され、前記可変風量ユニットから送られるデー
タに応じて前記送風機の送風能力を制御するコントロー
ラ、および前記コントローラに接続され、前記コントロ
ーラを介して前記可変風量ユニットのそれぞれに指令デ
ータを与えるコンピュータを備える、空気調和システム
。
【請求項２】前記コンピュータがシステム全体の作動チ
ェックを行うテストプログラムを有する、請求項１記載
の空気調和システム。