JPH0432903A - 出力システム - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、出力の無段階調整か可能で、かつ、その無段
階調整範囲に下限値か存在する複数の出力装置を備え、
負荷に応じて前記の複数出力装置の総出力を、前記出力
装置の運転台数の変更と前記出力装置の個々に対する出
力調整との組み合せにより調整する出力制御手段を備え
る出力システムに関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き出力システムにおいて出力制御手段は
、出力装置の運転台数の変更において、発停対象とする
出力装置をその出力の無段階調整範囲の下限値で単に発
停させるだけの構成となっており、その発停に際し非発
停対象の出力装置に対しては何ら出力調整が施されてい
なかった。

具体的には、出力装置が２台の場合を例に挙げると、第
１の出力装置（６ａ）を負荷（Ｔ）（出力システム全体
の負荷）に対して第６図（イ）に示す如く出力調整する
共に、第２の出力装置（６ｂ）を負荷（Ｔ）に対して第
６図（ロ）に示す如く出力調整することで、全体として
総出力（Ｇ＝ｇａ＋ｇｂ）を負荷（Ｔ）に対して第６図
（ハ）に示す如く調整するようにするか、 あるいは、第１の出力装置（６ａ）を負荷（Ｔ）に対し
て第７図（イ）に示す如く出力調整する共に、第２の出
力装置（６ｂ）を負荷（Ｔ）に対して第７図（ロ）に示
す如く出力調整することで、全体として総出力（Ｇ＝ｇ
ａ＋ｇｂ）を負荷（Ｔ）に対して第７図（ハ）に示す如
く調整するようにしていた。

図中、（ｇａ、　ｍ１ｎ）、　（ｇｂ、　ｍ１ｎ）が各
出力装置（６ａ）。

（６ｂ）における出力無段階調整範囲の下限値である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の従来構成では、第６図（ハ）ないし第７
図（ハ）からも明らかなように、出力装置（６ａ）、　
（６ｂ）の運転台数の変更（１台から２台へ、又は、２
台から１台へ）の際、運転台数変更において発停対象と
する第２出力装置（６ｂ）における出力無段階調整範囲
の下限値（ｇｂ、　ｍ１ｎ）に相当する値だけ総出力（
Ｇ）が飛躍変化し、このため、負荷（Ｔ）と総出力（Ｇ
）が不均衡となって、システム全体としての出力調整制
御の精度及び安定性に劣る問題があった。

本発明の目的は、出力装置の運転台数変更を合理的な形
態で行うことにより上述問題の解消を図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による出力システムの第１の特徴構成は、出力の
無段階調整か可能で、かつ、その無段階調整範囲に下限
値が存在する複数の出力装置を備え、負荷に応じて前記
の複数出力装置の総出力を、前記出力装置の運転台数の
変更と前記出力装置の個々に対する出力調整との組み合
せにより調整する出力制御手段を備える構成において、 前記出力制御手段を、運転台数の変更において、前記出
力装置のうち発停対象とする出力装置を、それの出力無
段階調整範囲の下限値以上の所定切換出力値で発停させ
、かつ、その発停に同期して前記出力装置のうち非発停
対象の出力装置の出力を、発停対象出力装置の発停によ
る総出力の飛躍変化を回避するように増減調整する構成
としてあることにあり、その作用・効果は次の通りであ
る。

〔作　用〕

つまり、出力装置（６ａ）、　（６ｂ）の運転台数変更
において（第２図（イ）、　（［１）、　（ハ）参照）
、発停対象とする出力装置（６ｂ）を、それの出力無段
階調整範囲の下限値（ｇｂ、　ｍ１ｎ）以上の所定切換
出力値（ｇｂ１）、　（ｇｂ２）で発停させることに対
し、それに同期させての非発停対象出力装置（６ａ）に
対する出力調整により、非発停対象出力装置（６ａ）の
出力（ｇａ）　（運転状態にある非発停対象出力装置（
６ａ）が複数の場合にはそれらの出力（ｇａ）の和）を
、上記所定切換出力値（ｇｂ１）、　（ｇｂ２）に等し
い値（１回の運転台数変更で発停対象とする出力装置（
６ｂ）が複数の場合にはそれらの所定切換出力値（ｇｂ
１）、　（ｇｂ２）の和に等しい値）だけ、運転台数変
更か運転台数増加のときには減じることて、又、運転台
数変更か運転台数域のときには増大させることで、発停
対象出力装置（６ｂ）の発停による総出力（Ｇ＝ｇａ＋
ｇｂ）の飛躍変化を回避するのである。

略言すれば、先述の従来システムにおいて出力装置（６
ａ）、　（６ｂ）運転台数変更の際に生じていた総出力
（Ｇ）の飛躍変化分を非発停対象の出力装置（６ａ）の
出力増減をもって相殺することで、運転台数変更の際の
総出力（Ｇ）の飛躍変化を回避するのである。

〔発明の効果〕

すなわち、本発明の第１特徴構成によれば、上記作用を
もって出力装置の運転台数変更の際の総出力の飛躍変化
を回避できることで、出力装置の運転台数変更に際して
も負荷と総出力との均衡を保つことができ、これによっ
て、負荷に応じてのシステム全体としての出力調整制御
の精度及び安定性を従来に比して向上し得るに至った。

〔本発明の第２特徴構成〕 本発明による出力システムの第２の特徴構成は、運転台
数変更で発停対象とする前記出力装置（６ｂ）の個々に
ついて、運転台数増加のときの前記所定切換出力値（ｇ
ｂ１）を運転台数減少のときの前記所定切換出力値（ｇ
ｂ２）よりも大きい値に設定してあることにあり、 この第２特徴構成によれば（第２図（イ）、　（［Ｔ）
。

（ハ）参照）、運転台数変更で発停対象とする出力装置
（６ｂ）の個々の発停において、運転台数増（すなわち
運転開始）のときと運転台数域（すなわち運転停止）の
ときとてヒステリシスの関係を与えることかでき、これ
によって、負荷（Ｔ）が微小範囲で増減変化を繰り返す
ことに起因して発停対象出力装置（６ｂ）の発停が頻繁
に繰り返されるといった現象が生じることを効果的に防
止できて、頻繁な発停繰り返しによる耐久性低下及びラ
ンニングコストアップを抑制できる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は空調システムの全体構成を示し、（１）は複数
の対象室（１ａ）の集合としての空調対象空間であり、
（２）は空調対象空間（１）への給気（ＳＡ）を温調す
るヒートポンプ装置（Ｈ）を備える空調器である。

空調器（２）におけるヒートポンプ装置（Ｈ）は、冷媒
流れ方向の切換えにより冷房運転時には蒸発器として機
能させ、かつ、暖房運転時には凝縮器として機能させる
室内気側熱交換器（３）、冷房運転時及び暖房運転時の
各々において室内気側熱交換器（３）とは逆に機能させ
る室外気側熱交換器（４）、同熱交換器（３）、　（４
）を結ぶ冷媒回路（５）中に介装した２台の圧縮機（６
ａ）、　（６ｂ）、膨張弁（７）等を主要構成装置とし
て構成されている。

そして、空調器（２）は、基本的には空調対象空間（１
）から還気風路（８）を介して戻る運気（ＲＡ）を室内
気側熱交換器（３）で温調（冷房では冷却、暖房では加
熱）し、その温調気を給気（ＳＡ）として給気ファン（
９）により空調対象空間（１）への給気風路（１０）に
送出し、一方、これに並行して、外気風路（１１）を介
し外気ファン（１２）により取入れた外気（ＯＡ）を冷
房では放熱対象として、又、暖房ては採熱対象として室
外気側熱交換器（４）て熱授受させ、その後、この外気
（ＯＡ）を排気ファン（１３）により排気風路（１４）
を介し屋外へ廃棄する構成となっている。

さらに詳細には、還気（ＲＡ）はダンパ（１５）、　（
］、６）調整により一部を分流し、その分流還気（ＲＡ
”）はその保有熱（冷房では冷熱、暖房では温熱）を回
収すべく室外気側熱交換器（４）よりも上流側で外気（
ＯＡ）に合流させて室外気側熱交換器（４）に通過させ
た後、外気（ＯＡ）とともに屋外へ廃棄し、一方、取入
れ外気（ＯＡ）はダンパ（１７）、　（１８）調整によ
り還気分流量に相当する量を分流し、その分流外気（Ｏ
Ａ’　）は空調対象空間（１）へ供給すべき新鮮気とし
て室内気側熱交換器（３）よりも上流側て還気（ＲＡ）
に合流させて室内気側熱交換器（３）で温調した上て給
気風路（１ｏ）へ送出する構成となっている。

又、この空調器（２）は、上記ダンパ（１５）、　（］
、６）。

（１７）、（＋８）　（７）調整により、取入れ外気（
ＯＡ）（７）全量を室内気側熱交換器（３）に通過させ
て給気風路（１０）へ送出し、一方、還気（ＲＡ）の全
量を室外気側熱交換器（４）に通過させて排気風路（１
４）を介し屋外へ廃棄する、いわゆるオールフレッシュ
運転か可能な構成となっている。

空調器（２）における給気塩調整制御については、給気
塩センサ（＋９）による検出給気温（ｔｓ）と給気塩設
定部（２０）により設定された設定温（ｔｓｐ）との偏
差（△ｔｓ）に基づく２台の圧縮機（６ａ）、　（６ｂ
）の総出力調整により、ヒートポンプ装置（Ｈ）の温調
能力を、給気温（ｔｓ）を設定温（ｔｓｐ）に調整維持
することの温調負荷（Ｔ）に見合うように調整して、給
気温（ｔｓ）を上記設定温（ｔｓｐ）に調整する出力制
御部（２１）を設けである。

上記出力制御部（２１）は、圧縮機（６ａ）、　（６ｂ
）の運転台数の変更と圧縮機（６ａ）、　（６ｂ）の個
々に対する出力無段階調整との組み合せにより２台の圧
縮機（６ａ）、　（６ｂ）の総出力（Ｇ）を調整する構
成としてあり、具体的には、検出給気温（ｔｓ）と設定
温（ｔｓｐ）とを比較する比較器（２２）、比較器（２
２）による比較結果としての給気温偏差（△ｔｓ）に対
するＰＩＤ処理により前記温調負荷（Ｔ）に対応する総
出力調整信号を出力する調節器（２３）、調節器（２３
）からの総出力調整信号を受けて、予め設定してある後
述の調整パターンに基づき温調負荷（Ｔ）に応じた圧縮
機運転台数（換言すれは運転する圧縮機（６ａ）、　（
６ｂ）の決定）と運転する圧縮機（６ａ）、　（６ｂ）
個々の出力（ｇａ）、　（ｇｂ）を決定する演算器（２
４）、並びに、演算器（２４）の決定に応じ個々の圧縮
機（６ａ）、　（６ｂ）の発停及び無段階出力調整を各
別に実行するインバータ制御器（２５ａ）、　（２５ｂ
）を主要部として前記出力制御部（２１）を構成してあ
る。

第２図（イ）及び（ロ）は前記演算器（２４）において
予め設定しておく調整パターンを示し、第２図（イ）は
圧縮機１台運転のときに運転する第１の圧縮機（６ａ）
に対する調整パターン（１ａ）を示し、第２図（ロ）は
圧縮機２台運転のときに２台目の圧縮機として運転する
第２の圧縮機（６ｂ）に対する調整パターンＵ’ｂ）を
示す。これら調整パターン（Ｉ！ａ）、　（４７ｂ）の
調整形態については同第２図（イ）、（ロ）に示す如く
、 温調負荷（Ｔ）の増大度変化に対しては、先ず、第１圧
縮機（６ａ）をそれの出力無段階調整範囲の下限値（ｇ
ａ、　ｍ１ｎ）で運転開始させて、その後、温調負荷（
Ｔ）の増大に応じ第１圧縮機（６ａ）の出力（ｇａ）を
出力無段階調整範囲の上限値（ｇａ、　ｍａｘ）まで比
例的に増大させ、続いて、１台運転から２台運転への運
転台数変更に際しては、その台数変更における発停対象
の第２圧縮機（６ｂ）をそれの出力無段階調整範囲の下
限値（ｇｂ、　ｍ１ｎ）Ｊｆｆ上の増加側所定切換出力
値（ｇｂ１）で運転開始させると共に、それに同期させ
て第１圧縮機（６ａ）の出力（ｇａ）を上記の増加側所
定切換出力値（ｇｂ　＋　）に等しい値だけ減じ、以後
、２台運転状態での温調負荷（Ｔ）の増大に対しては第
１圧縮機（６ａ）の出力（ｇａ）及び第２圧縮機（６ｂ
）の出力（ｇｂ）の夫々を比例的に増大させる形態とし
てあり、又、温調負荷（Ｔ）の減少変化に対しては、先
ず２台運転状態において第１圧縮機（６ａ）の出力（ｇ
ａ）及び第２圧縮機（６ｂ）の出力（ｇｂ）を比例的に
減少させ、続いて、２台運転から１台運転への運転台数
変更に際しては、その台数変更における発停対象の第２
圧縮機（６ｂ）を、前記の増加側所定切換出力値（ｇｂ
１）よりも小さい値で、かつ、出力無段階調整範囲の下
限値（ｇｂ、　ｍ１ｎ）以上の減少側所定切換出力値（
ｇｂ２）（本例ではｇｂ２＝　ｇｂ、　ｍ１ｎ＝　ｇａ
、　ｍ１ｎ）て運転停止させると共に、それに同期させ
て第１圧縮機（６ａ）の出力（ｇａ）を上記の減少側所
定切換出力値（ｇｂ２）に等しい値だけ増大させ、その
後、１台運転状態での温調負荷（Ｔ）の減少に対しては
第１圧縮機（６ａ）の出力（ｇａ）を比例的に減少させ
て、最後に第１圧縮機（６ａ）を出力無段階調整範囲の
下限値（ｇａ、　ｍ１ｎ）で運転停止させる形態として
あり、 そして、第１圧縮機（６ａ）及び第２圧縮機（６ｂ）の
夫々に対する上記の如き調整形態をもって、全体として
は、２台の圧縮機（６ａ）、　（６ｂ）の総出力（Ｇ＝
ｇａ＋ｇｂ）を、第２図（ハ）に示すように、１台運転
から２台運転への運転台数変更及び２台運転から１台運
転への運転台数変更のいずれの際にも飛躍変化を生じさ
せない状態で、温調負荷（Ｔ）の増減変化に対して比例
的に増減させるように、前記の各調整パターン（ｊ？ａ
）、（ｊ７ｂ）を設定してある。

又、運転台数変更の際の第２圧縮機（６ｂ）の発停につ
いて、運転台数増加のときの前記増加側所定切換出力値
（ｇｂ１）を運転台数域のときの前記減少側所定切換出
力値（ｇｂ２）よりも大きい値に設定したことにより、
運転台数増（すなわち第２圧縮機（６ｂ）の運転開始）
のときと運転台数域（すなわち第２圧縮機（６ｂ）の運
転停止）のときとでヒステリシスの関係を与え、これに
よって、温調負荷（Ｔ）が微小範囲で増減変化を繰り返
すことに起因して第２圧縮機（６ｂ）の発停が頻繁に繰
り返されるといったことを防止するようにしてある。

一方、上述の如き空調器側構成に対し空調対象空間（１
）の側においては、対象室（１ａ）の冷暖房負荷（ｑ）
に応じて対象室（１ａ）への給気量（Ｖ）を自動調整す
る変風量ユニット（２６）を対象室（１ａ）の夫々に装
備してあり、これら変風量ユニット（２６）による自動
給気量調整により、各対象室（１ａ）の空調状態を冷暖
房負荷（ｑ）と冷暖房能力とが見合う平衡状態に調整維
持するようにしてある。

換言すれば、空調対象空間（１）の全体に対する冷暖房
能力が空調対象空間（１）の全体冷暖房負荷（Ｑ＝Σｑ
）に見合うように、その全体冷暖房負荷（Ｑ）に応じて
空調対象空間（１）に対する全体給気量（Ｖ−Σ■）を
自動調整する変風量装置（２６Ｎ）を上記変風量ユニッ
ト（２６）の集合を以て構成してある。

変風量ユニット（２６）は、風路開度調整により対象室
（１ａ）への給気量（Ｖ）を調整するモータダンパ（２
７）、及び、そのモータダンパ（２７）に対する制御部
から成り、このモータダンパ制御部は、対象室（１ａ）
の室温（ｔｒ）を検出する室温センサ（２８）、目標室
温（ｔｒｐ）を設定する設定器（２９）、室温センサ（
２８）による検出室温（ｔｒ）と設定器（２９）により
設定された目標室温（ｔｒｐ）とを比較する比較器（３
０）、並びに、この比較器（３０）による比較結果とし
ての室温偏差（Δｔｒ＝　ｔｒ　−ｔｒｐ）に応じてモ
ータダンパ（２７）を開度調整制御する調節器（３１）
を備えている。

又、この調節器（３１）は具体的には、第３図に示すよ
うに、室温偏差（△ｔｒ）か正の閾値（△ｔｒａ）（例
えば＋０．０５℃）以上となると、次に室温偏差（△ｔ
ｒ）か負の閾値（△ｔｒｂＸ例えは−０，０５°Ｃ）以
下となるまでの間、所定の速度で漸次的にモータダンパ
（２７）の開度を冷房では増大させ、又、暖房では減少
させ、一方、室温偏差（Δｔｒ）か負の閾値（Δｔｒｂ
）以下となると、次に室温偏差（Δｔｒ）が正の閾値（
Δｔｒａ）以上となるまでの間、上記の所定速度でモー
タダンパ（２７）の開度を冷房では減少させ、又、暖房
では増大させる構成としてあり、以上の構成により、対
象室（ｌａ）の冷暖房負荷（ｑ）に応じて対象室（１ａ
）への給気量（Ｖ）を自動調整するようにしてある。

図中（３２）は、給気風路（１０）において給気圧セン
サ（３３）により検出される給気圧（Ｐｓ）と設定適正
圧（Ｐｓｐ）との偏差（△Ｐｓ）に基づいて、各変風量
ユニット（２６）におけるモータダンパ（２７）の開度
調整に拘らず給気圧（Ｐｓ）を設定適正圧（Ｐｓｐ）に
調整維持するように、給気ファン（９）の送風能力をイ
ンバータ制御するファン能力制御器であり、この給気圧
調整制御により、これを実施しない場合に比べ、同等の
冷暖房負荷（ｑ）に対して各変風量ユニット（２６）の
モータダンパ（２７）をできるだけ大開度側で安定させ
るようにし、これによって、圧損によるファン動力の浪
費を抑制して省エネを図っである。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を列記する。

（イ）前述実施例においてはヒートポンプ装置（Ｈ）に
おける圧縮機（６ａ）、　（６ｂ）を本発明の対象出力
装置とした例を示したか、本発明は圧縮機に限らず種々
の分野における各種の出力装置を対象とすることかでき
る。

（ロ）各出力装置（６ａ）、　（６ｂ）に対する調整パ
ターン（Ａａ）、（Ａｂ）は種々の変更か可能であり、
前述実施例における第２図（イ）、　（ｏ）に示す如き
調整パターン（Ｉ２ａ）、　（１！　ｂ）に代えて、例
えば、第４図（イ）、　（ｎ）に示す如き調整パターン
（Ａａ）、（ｆｆｂ）を採用して、総出力（Ｇ）を第４
図（ハ）に示す如く調整するようにしても良く、又、第
５図（４）、　（［１）に示す如き調整パターン（ｆｆ
ａ）、（ｆｆｂ）を採用して、総出力（Ｇ）を第５図（
ハ）に示す如く調整するようにしても良い。

（ハ）本発明の適用において出力装置は３台以上であっ
ても良く、又、その場合、総出力（Ｇ）の調整範囲内で
運転台数変更を２段階以上行う出力システムや、１回の
運転台数変更で２台以上の出力装置を発停する出力シス
テムにも本発明を適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
システム構成図、第２図（イ）、　（ｎ）、　（ハ）は
出力調整形態を示すグラフ、第３図は給気量調整形態を
示すグラフでる。第４図（イ）、　（［］）、　（ハ）
、及び、第５図（イ）、　（［１）、　（ハ）は別実施
例の出力調整形態を示すグラフである。第６図（イ）、
　（Ｉ］）、　（ハ）、及び、第７図（（）、　（０）
、　（ハ）は従来の出力調整形態を示すグラフである。 （６ａ）、　（６ｂ）−−出力装置、（ｇａ）、　（ｇ
ｂ）−・・−・−出力、（Ｇ）・・・・・・総出力、（
Ｔ）・・・・・・負荷、（２１）・・・・・・出力制御
手段、（ｇａ、　ｍ１ｎ）、　（ｇｂ、　ｍ１ｎ）−−
下限値、（ｇｂ１）、　（ｇｂ２）・・・・・・所定切
換出力値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、出力（ｇａ）、（ｇｂ）の無段階調整が可能で、か
   つ、その無段階調整範囲に下限値（ｇａ．ｍｉｎ）、（
   ｇｂ．ｍｉｎ）が存在する複数の出力装置（６ａ）、（
   ６ｂ）を備え、負荷（Ｔ）に応じて前記の複数出力装置
   （６ａ）、（６ｂ）の総出力（Ｇ＝ｇａ＋ｇｂ）を、前
   記出力装置（６ａ）、（６ｂ）の運転台数の変更と前記
   出力装置（６ａ）、（６ｂ）の個々に対する出力調整と
   の組み合せにより調整する出力制御手段（２１）を備え
   る出力システムであって、 前記出力制御手段（２１）を、運転台数の変更において
   、前記出力装置（６ａ）、（６ｂ）のうち発停対象とす
   る出力装置（６ｂ）を、それの出力無段階調整範囲の下
   限値（ｇｂ．ｍｉｎ）以上の所定切換出力値（ｇｂ＿１
   ）、（ｇｂ＿２）で発停させ、かつ、その発停に同期し
   て前記出力装置（６ａ）、（６ｂ）のうち非発停対象の
   出力装置（６ａ）の出力（ｇａ）を、発停対象出力装置
   （６ｂ）の発停による総出力（Ｇ）の飛躍変化を回避す
   るように増減調整する構成としてある出力システム。 ２、運転台数変更で発停対象とする前記出力装置（６ｂ
   ）の個々について、運転台数増加のときの前記所定切換
   出力値（ｇｂ＿１）を運転台数減少のときの前記所定切
   換出力値（ｇｂ＿２）よりも大きい値に設定してある請
   求項１記載の出力システム。