JPH0425453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、厨房、地下駐車場その他の室の状態
を各種センサーにより監視し、これらセンサーの
出力に応じて空調用のモータ例えば給気フアンの
モータ、排気フアンのモータ、冷温水循環用のポ
ンプのモータ等を運転することにより室内の環境
を一定の良環境に維持するようにした空調装置に
関する。

（従来の技術） 従来のこの種装置として、室の状態を各種セン
サーにより監視し、これらセンサーの出力の大小
に応じて定回転の空調用モータの電源回路に介入
したスイツチを入切して該モータを運転状態と停
止状態とに制御し、室内を一定環境に維持するよ
うにしたいわゆる二位置制御法によるものと、室
の状態を各種センサーにより監視し、これらセン
サーから出力されるアナログ信号の大きさに応じ
てアナログ計器を作動させ、これにより空調用の
モータの回転数を制御して、室内を一定環境に維
持するようにしたいわゆる比例制御法によるもの
とが知られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来装置の前者によれば、
スイツチを正常作動させるための該スイツチの入
切の回数は必然的に制限されてしまうので、高精
度の制御を行なうことができない欠点があり、ま
た後者によれば、アナログ信号による制御である
ため、熱的、電気的外乱に影響され易く、したが
つてこれら外乱を防止する装置を備える必要があ
つて空調装置全体のコストが著しく高くなる欠点
がある。

本発明は上記従来装置の欠点を無くした装置を
提供することをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、コストの安い装置で高精度の制御
が行なえるようにするために、室内の温度、湿
度、CO濃度等の検知手段による検知値と設定値
との比較を行ない、検知値が設定値の上又は下に
あるかに応じた位置信号を出力する変換手段と、
所定時間毎に検知値と設定値の比較を行なつた結
果、変換手段から位置信号を出力するときはその
位置信号をパルスとして出力し、設定時間そのパ
ルスのカウントを行ない、カウント値に応じた段
階のステツプ信号とこれより一段階上のステツプ
信号を一定時間後に交互に且つ周期的に発生する
ステツプ信号発生手段とを備え、該ステツプ信号
発生手段からのカウント値に応じた段階のステツ
プ信号と一段階上のステツプ信号により空調用の
モータを制御するようにした。

（作用） 例えば、室内の温度を設定値に維持する場合に
ついて、第１図のブロツク図に基づいて説明する
と、室内の温度は検知手段たる温度センサー１に
より検出され、該センサー１からその温度に応じ
たアナログ信号が出力される。このアナログ信号
は次段の変換手段たるコンパレータ２に送られ、
ここで設定温度に応じたアナログ信号と比較さ
れ、設定温度以上であれば例えばハイレベルのデ
イジタル信号に、設定温度以下であればローレベ
ルのデイジタル信号に、すなわち二位置信号に変
換されて出力される。さらにこの二位置信号は次
段のステツプ信号発生手段３に送られ、この手段
３では、所定時間毎に検知値と設定値の比較を行
なつた結果、変換手段から位置信号を出力すると
きはその位置信号がパルスとして出力され、設定
時間そのパルスのカウントが行われ、カウント値
に応じた段階のステツプ信号とこれより一段階上
のステツプ信号が一定時間後に交互に且つ周期的
に発生される。このステツプ信号が空調用のモー
タたる給気フアン、排気フアン等のモータ４の制
御回路に送られ、その大きさに応じた回転数に該
モータ４が制御されて、室内の温度が設定温度に
制御され、室内は所望の良環境に維持される。

尚、ステツプ信号発生手段３から一定時間後に
ステツプ信号を発生させるようにしたのは、モー
タ４の慣性等による追従遅れや過渡現象を考慮し
たからである。

（実施例） 次に本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第２図は本発明を高層建築物の空調設備に適用
した場合の実施例を示すもので、図中５，６，７
は屋上に設けた給気フアン、排気フアン、冷温水
循環用のポンプを夫々示し、８は各階の天井壁に
設けた給・還気用ユニツトを示し、９は各階の側
壁に設けた排気ユニツトを示す。

上記構成は、従来のものと特に異なるものでは
なく、これによれば、給気フアン５により外気が
給気ダクト１０を介して各階の給・還気用ユニツ
ト８に送られると共に、ポンプ７により冷水或は
温水が冷・温水管１１を介して該給・還気用ユニ
ツト８に送られて、各階の室内に新鮮な冷風或は
温風が循環され、排気フアン６により室内のよご
れた空気が排気ダクト１２を介して外部に放出さ
れる。

本発明は、検知手段１と変換手段２と、ステツ
プ信号発生手段３とを備え、該ステツプ信号発生
手段３からのステツプ信号により空調用のモータ
４を制御するようにしたことを特徴とする。

これを暖房の場合について更に詳しく説明する
と、図示のものでは、該検知手段１として例えば
室内の温度に応じたアナログ信号を出力するサー
ミスタを用い、該変換手段２として例えば一設定
値すなわち室内の温度の設定値を26℃とし、室内
の実際の温度が26℃未満であれば24Vの信号を出
力し、26℃であればOV信号を出力するコンパレ
ータを用い、該ステツプ信号発生手段３として、
所定時間例えば0.5秒毎に検知値と設定値の比較
を行なつた結果、コンパレータから設定値未満で
ある26℃未満に応じた位置信号である24Vを出力
したときは24Vの出力信号を「１」のパルスとし
て出力し、設定値の26℃であるときは出力信号は
OVで「１」のパルスを出力せず、例えば４秒の
設定時間に「１」のパルスの数を内蔵するカウン
タでカウントし、カウンタ値に応じた８段階のス
テツプ信号を発生する（0.5秒毎に「１」のパル
スを出力するときはカウント値が８になつて最高
の８段目のステツプ信号を発生する）マイクロコ
ンピユータを用いるもので、前記給気フアン５及
び排気フアン６のモータ４を例えば定格回転数が
1500r.p.mの三相誘導電動機で構成した場合、該
三相誘導電動機の回転数を第３図に示すように室
内の負荷の大小に対応させて1500r.p.mから下に
８分割し、各分割した回転数を該マイクロコンピ
ユータから発生される各段階のステツプ信号に対
応させるようにした。

かくするときは、代表する階の室内の温度を26
℃に設定し、例えば当該室内の平均負荷が現に50
％である場合、例えばカウント値が４となり、マ
イクロコンピユータから４段目のステツプ信号S₄
と５段目のステツプ信号S₅とが所定間隔で交互に
発生され、三相誘導電動機が略750回転と略930回
転とで運転され、この回転数に応じた流量の熱気
が各階の給・還気ユニツト８から各室内に吹込ま
れると共に、各階の排気ユニツト９から各室内の
汚れた空気が放出され、各室内の温度が26℃の前
後において多少変動しながら平均26℃の良環境に
維持される。

この状態から、代表する階の室内の平均負荷が
人数の減少や外気温度の低下等により80％に急変
すると、当該室内の温度は26℃から大幅に減少す
るもので、その変化は直ちにサーミスタにより検
知され、コンパレータを介してマイクロコンピユ
ータに送られて、該マイクロコンピユータからは
前記した平均負荷が50％の場合に比して頻繁に変
化する４段目のステツプ信号S₄と５段目のステツ
プ信号S₅とが交互に発生され、これに伴い三相誘
導電動機も頻繁に変化する略750回転と略930回転
とで運転されて、各室内の温度が26℃の前後に近
付くようにされる。

しかしながら、この運転では、室内の温度を26
℃の前後に直ちに制御することは難しく、したが
つて、このときには、サーミスタで検知された26
℃を上下する室内の温度により、コンパレータか
ら出力される24Vの信号とOVの信号との変化の
回数をマイクロコンピユータのカウンタによりカ
ウントし、マイクロコンピユータからカウント値
６に応じた例えば６段目のステツプ信号S₆と７段
目のステツプ信号S₇とが一定時間例えば12秒後に
交互に発生され、これに伴い三相誘導電動機も略
1100回転と略1300回転とで運転され、この回転数
に応じた流量の熱気が各階の給・還気ユニツト８
から各室内に吹込まれると共に、各階の排気ユニ
ツト９から各室内の汚れた空気が放出され、各室
内の温度が26℃の前後において多少変動しながら
平均26℃の良環境に維持される。

尚、代表する階の室内の平均負荷が人数の増加
や外気温度の上昇等により30％に急変することも
あり、この場合にはカウント値が２となり、マイ
クロコンピユータから例えば２段目のステツプ信
号S₂と３段目のステツプ信号とが一定時間例えば
24秒遅れて交互に発生され、これに伴い三相誘導
電動機も略400回転と略550回転とで運転され、各
室内の温度は26℃の前後において多少変動しなが
ら平均26℃の良環境に維持される。

前記空調用のモータ４の回転数の制御手段を具
体的に設明すると、商用電源１３と、ステツプ信
号発生手段３から発生されるステツプ信号により
駆動されるインバータ１４と、該ステツプ信号に
より駆動される切換手段１５とを備え、該ステツ
プ信号の最大値とそれ未満とで該切換手段１５に
より空調用のモータ４を、該商用電源１３と該イ
ンバータ１４とに切換接続して、該モータ４を制
御するようにした。

これを更に詳しく説明すると、図示のもので
は、該ステツプ信号発生手段３たるマイクロコン
ピユータから発生される８段階のステツプ信号
を、その値に応じてＯ乃至5Vのアナログ信号に
変換して出力する変換器１６に入力させ、該変換
器１６から１乃至７段目のステツプ信号に応じた
アナログ信号が発生されたときは、この信号を該
インバータ１４に入力してその周波数を第３図に
示す該モータ４の１乃至７段目の回転数に対応さ
せるようにすると共にマイクロコンピユータ内の
切換手段１５により電磁リレー１７を通電作動さ
せて、商用電源１３を該インバータ１４を介して
該モータ４に接続して、ステツプ信号の大きさに
対応した該インバータ１４の周波数により該モー
タ４の回転数を制御するようにし、また、該変換
器１６から８段目のステツプ信号すなわちステツ
プ信号の最大値に応じたアナログ信号が発生され
たときは、切換手段１５により電磁リレー１７の
通電を停止させると共に電磁リレー１８を通電作
動させて、商用電源１３をインバータ１４を介さ
ずに該モータ４に接続して、該モータ４の回転数
を定格の1500r.p.mになるようにし、いずれの場
合においても、室内の温度は26℃の前後において
多少変動しながら平均26℃の良環境に維持され
る。

このものによれば、インバータ１４として該モ
ータ４の定格電力以下の小容量のものが利用でき
る。

図中、１９は変換器１６から出力されるステツ
プ信号の大きさに応じた４乃至20mAのアナログ
信号を受けて作動する表示器類を示す。

尚、上記した実施例は、暖房の場合であるが、
本発明は冷房の場合にも勿論適用でき、また上記
実施例では、代表する階の室内の温度を検知して
各階の室内の温度を設定温度になるように制御し
たが、各階毎に室内の温度を検知して各階毎の室
内の温度を設定温度になるように制御することも
勿論可能である。

さらに、上記した実施例ではステツプ信号によ
り給気フアン５及び排気フアン６のモータ４の回
転数のみを制御して室内の温度を設定温度になる
ように制御したが、これに加えて前記冷・温水循
環用ポンプ７のモータ４の回転数をも制御し、こ
れにより該ポンプ７の流量を制御して、熱気の吹
出し量の制御と冷・温水の循環量の制御との両方
の制御により室内の温度を設定温度になるように
制御することもでき、この場合にはより精度の高
い空調制御ができると共に、従来、冷・温水の循
環量を制御するために一般に用いられていた二方
弁や三方弁を省略できて有利である。

さらに、本発明のものでは、検知手段１とし
て、室内の温度、湿度、CO濃度等を検知してそ
の値に応じたアナログ信号を出力する式のものを
用いたが、該アナログ信号に近似させ該値に応じ
たデイジタル信号を出力する式のものを用いるこ
とも可能である。

（発明の効果） このように本発明によるときは、室内の温度、
湿度、CO濃度等の検知手段による検知値と設定
値との比較を行ない、検知値が設定値の上又は下
にあるかに応じた位置信号を出力する変換手段
と、所定時間毎に検知値と設定値の比較を行なつ
た結果、変換手段から位置信号を出力するときは
その位置信号をパルスとして出力し、設定時間そ
のパルスのカウントを行ない、カウント値に応じ
た段階のステツプ信号とこれより一段階上のステ
ツプ信号を一定時間後に交互に且つ周期的に発生
するステツプ信号発生手段とを備え、室内負荷の
変動による室内温度等の変動を設定時間内に発生
するパルスのカウント値としてとらえ、これに応
じた段階のステツプ信号とこれより一段階上のス
テツプ信号を一定時間後に交互に且つ周期的に発
生させ、これにより空調用のモータの回転数を制
御して例えば室内の温度を負荷の変動にかかわら
ず常に設定温度に維持するようにしたので、モー
タの電源回路をスイツチにより直接入切する前記
従来の二位置制御法に比して精度が向上すると共
に、外乱防止装置等を必須とする前記従来の比例
制御法に比して兼価となる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的な説明図、第２図は本
発明の実施の１例を示す説明図、第３図はステツ
プ信号と空調用のモータの回転数と室内の負荷と
の関係を説明する図である。 １…温度センサー（検知手段）、２…コンパレ
ータ（変換手段）、３…マイクロコンピユータ
（ステツプ信号発生手段）、４…モータ、１３…商
用電源、１４…インバータ、１５…切換手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内の温度、湿度、CO濃度等の検知手段に
   よる検知値と設定値との比較を行ない、検知値が
   設定値の上又は下にあるかに応じた位置信号を出
   力する変換手段と、所定時間毎に検知値と設定値
   の比較を行なつた結果、変換手段から位置信号を
   出力するときはその位置信号をパルスとして出力
   し、設定時間そのパルスのカウントを行ない、カ
   ウント値に応じた段階のステツプ信号とこれより
   一段階上のステツプ信号を一定時間後に交互に且
   つ周期的に発生するステツプ信号発生手段とを備
   え、該ステツプ信号発生手段からのカウント値に
   応じた段階のステツプ信号と一段階上のステツプ
   信号により空調用のモータを制御するようにした
   ことを特徴とする空調装置。