JPH0441264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ビル等の建物の空気調和機の起動制
御装置に関し、特に予備運転を行つて、例えば朝
の所定時刻には既に室温を目標値に保持して、室
内快適性を確保するようにしたものの改良に関す
る。

（従来の技術） 従来より、この種の空気調和機の起動制御装置
として、例えば特公昭45−23799号公報に開示さ
れるごとく、建物の内外の数個所に設置した温度
センサーの信号を順次走査する走査部の信号と、
風速等気象条件、建物容積、建物熱係数などの信
号とを受けて演算後、Ａ／Ｄ変換して建物の熱容
量を算出し、この熱容量と空気調和機の能力値を
比較し、両者が一致した時点で空気調和機の予備
運転を開始させるようにしたものは公知の技術で
ある。

また、特開昭58−35347号公報に開示される如
く、当日の空調機起動前の２以上の時刻における
室温から所定時刻における自然室温を予測し、該
室温と設定室温との温度偏差を求めるとともに、
過去のある日についても同様の温度偏差を求め、
両者の非に応じて、過去のある日におけるサーモ
オフ時刻と上記所定時刻とのずれを補正すること
により、当日の起動時刻を設定するようにしたも
のも公知の技術である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記前者の公報による運転方式
では、熱容量を算出するための多くのセンサーや
Ａ／Ｄ変換器等の装置が必要でコストが高くつく
という欠点がある。

一方、上記後者の公報によるものは、単一の温
度センサで、室温が自然に放置した場合に所定時
刻に到達する温度を２時刻における温度データか
ら外挿して推定することで、建物の熱容量の算出
を省略しようとするものである。しかるに、この
ような推定演算自体が相当の手間を要する反面、
室温の自然到達温度を外挿により推定しようとし
ても、温度センサの検出値は誤差が大きいので、
必ずしも良好な精度を得ることができない虞れが
あつた。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、最近の建物の断熱性の優秀さか
ら、外気温の変化に対し室温の変化が鈍い応答を
示すことに着目し、空気調和機に取付けられた室
温サーモスタツト等を利用して室温が目標値に到
達するサーモオフ時刻を検出し、これと所定時刻
との時間偏差に基づいて、翌日の起動時刻を変更
すべきか否かの判断をまず行つた後、時間偏差を
なくすように翌日の起動時刻を設定し、順次その
ずれを最小にするよう制御することで、低コスト
にかつ電力消費を節減する起動制御装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、起動時刻から所定時刻
までの予備運転時間の間、空気調和機Ａの予備運
転を行つて、所定時刻には室内温度を目標値に収
束させるようにした空気調和機の起動制御装置を
対象とする。そして、室温を検出する室温検出手
段Ｂと、上記空気調和機Ａの起動時刻からの経過
時刻を測定する計測手段Ｃと、上記室温検出手段
Ｂ及び計測手段Ｃの信号を受け、上記所定時刻と
室温が目標値に達した時刻との時間偏差を上記予
備運転時間で徐してなる誤差割合と一定の許容誤
差とを比較し、誤差割合が許容誤差よりも大きい
ときには、次回の起動時刻を前回の起動時刻より
も上記時間偏差に比例した分だけ誤差を是正する
方向に変更する一方、上記誤差割合が許容誤差よ
りも小さいときには、次回の起動時刻を前回の起
動時刻のままにするよう設定する起動設定手段Ｄ
ととを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、空気調和機Ａ
の運転当日において、設定された起動時刻に空気
調和機Ａの予備運転が起動し、室内温度が目標値
に達すると空気調和機Ａの室温検出手段Ｂがオフ
信号を発する。一方、計測手段Ｃにより、空気調
和機の起動時刻からの経過時間が計測され、起動
設定手段Ｄにより、所定時刻と上記室温検出手段
Ｂのオフ信号が出力された時刻との時間偏差を予
備運転時間で徐した誤差割合が許容誤差よりも大
きければ、翌日の起動時刻がその時間偏差を無く
す方向に補正して設定される。一方、誤差割合が
許容誤差よりも小さければ、翌日の起動時刻が前
日の起動時刻と同じ時刻に設定されるので、暫時
時間偏差が低減され、最終的に、空気調和機の起
動時刻が空調効果と運転効率とを考慮したときに
ほぼ最適な値に設定される。

その場合、多数の温度センサやＡ／Ｄ変換器も
必要でなく、建物の熱容量に関する推定演算も必
要でないので、制御が簡素化され、実用的な起動
制御が可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて説明する。

第２図は、マルチ型式の空気調和機の冷媒配管
系統を示し、Ｘは室外ユニツト、Ｘ，Y′は各々
所定の室内に配置された第１および第２の室内ユ
ニツトであつて、上記室外ユニツトＸの内部に
は、圧縮機１と、冷房運転時に図中実線の如く切
換わり暖房運転時に図中破線の如く切換わる四路
切換弁２と、室外送風フアン３ａを有する室外熱
交換器３と、冷房運転時に絞り程度を調整する冷
房用膨張弁４と、該冷房用膨張弁４に並列に接続
される暖房用キヤピラリチユーブ５と、暖房運転
時に開作動して冷媒を該暖房用キヤピラリチユー
ブ５に流通させる電磁弁６と、アキユムレータ７
とが主要機器として内蔵されていて、該各機器１
〜７は各々冷媒配管８…により冷媒の流通可能に
接続されている。

一方、二台の室内ユニツトＹ，Y′は同一構成
であり、その内部には第３図に示す如く、二台の
熱交換器１０ａ，１０ｂが互いに並列に接続され
且つ１台の室内送風フアン１０ｃを有する室内熱
交換器１０と、補助暖房用キヤピラリチユーブ１
１と、該補助暖房用キヤピラリチユーブ１１に並
列に接続され、暖房運転時に該補助暖房用キヤピ
ラリチユーブ１１への冷媒の流通を許容又は阻止
する暖房用電磁弁１２と、上記補助暖房用キヤピ
ラリチユーブ１１に並列に接続され冷房運転時に
開く冷房用電磁弁１３とが内蔵されていて、該各
機器１０〜１３は各々冷媒配管１５…で冷媒の流
通可能に連結されている。そして、２台の室内ユ
ニツトＹ，Y′は冷媒配管１６…により上記１台
の室外ユニツトＸに対して互いに並列に接続され
ていて、冷房運転時には、圧縮機１からの冷媒を
四路切換弁２の切換えにより図中実線矢印で示す
如く循環させることにより、各室内ユニツトＹ，
Y′の室内熱交換器１０で室内空気から吸熱した
熱量を室外ユニツトＸの室外熱交換器３で外気に
放熱することを繰返して、二室を同時に冷房する
一方、暖房運転時には、圧縮機１からの冷媒を図
中破線矢印で示す如く循環させることにより、冷
媒循環サイクルを上記とは逆サイクルとして、二
室を同時に暖房するようになされている。

また、室外ユニツトＸにおいて、１９は圧縮機
１内部をその吐出側と吸入側とに選択的に連通切
換する三方電磁弁であつて、該三方電磁弁１９の
図中実線で示す吐出側切換時には、圧縮機１から
吐出された冷媒の一部を直ちに圧縮機１内部にア
ンロードして容量制御運転を行う一方、その破線
で示す吸入側切換時には上記アンロードを停止し
て圧縮機１の全容量運転を行うようになされてい
る。

そして、３５は上記室内ユニツトＹ，Y′に設
けられ、室内温度を検出し、室温が目標値に達す
るとオフの状態に切換わる温度検出手段Ｂを構成
するサーモスタツト、４０は空気調和機の運転制
御を行うコントロールユニツトである。

次に、スケジユール時刻に室温が目標値に達す
るように、空気調和機の予備運転を行う時の起動
制御方法について説明する。第３図は空気調和機
予備運転時の室内の温度変化を示すグラフであつ
て、冷房時を例にとつている。第３図において、
スケジユール時刻Ｔは、空気調和機が設定温度に
達するべき本発明でいう所定時刻であつて、朝の
業務開始時刻に相当する。そして、空気調和機の
起動時刻は、予め設定された予備運転時間ｔを上
記スケジユール時刻Ｔから差引いた時刻（Ｔ−
ｔ）に設定されている。また、時刻T′は室内が
目標温度に到達しサーモスタツト３５がオフにな
つたサーモオフ時刻であつて、起動時刻から上記
サーモオフ時刻T′までが室温が目標値に達する
までの所要時間t′である。そして、上記サーモオ
フ時刻T′が上記スケジユール時刻Ｔより早けれ
ば予備運転時間ｔが所要時間t′より長すぎて電力
費のムダを生じ、上記サーモオフ時刻T′がスケ
ジユール時刻Ｔより遅いと、始業時の温度が適正
温度に達していないという問題を生じるので、ス
ケジユール時刻Ｔとサーモオフ時刻T′との偏差
が最小になるよう最適の起動制御を行う必要があ
る。

第４図は以上のようなタイムスケジユールに基
づきスケジユール時刻Ｔとサーモオフ時刻T′と
の偏差を最小にするためのコントロールユニツト
４０による空気調和機の予備運転の起動制御作動
を示すフローチヤートである。第４図において、
まずステツプＳ１にて前日の結果にもとづき設定
される起動時刻（Ｔ−ｔ）に達したかどうかを判
定し、起動時刻（Ｔ−ｔ）に達するとステツプＳ
２で空気調和機を起動する。予備運転が十分され
て室内が目標温度に達し、上記サーモスタツト３
５がオフ状態になると、ステツプＳ３にてサーモ
オフ時刻T′を計測し、ステツプＳ４に移行する。
ステツプＳ４では、予め記憶されているスケジユ
ール時刻Ｔとサーモオフ時刻T′との時間偏差
（Ｔ−T′）を予備運転時間ｔで割つた値である誤
差割合（Ｔ−T′）／ｔが許容誤差0.05より大きい
値にあるか否かを判定し、判別結果がYESであ
れば、ステツプＳ５において、 tn＝α・tn−１＋（１−α）・ ｛tn−１−（Ｔ−T′）｝ により翌日の予備運転時間ｔを補正する。ここ
で、tn−１は当日の予備運転時間、tnは翌日の予
備運転時間、αは０（零）を越え１よりも小さい
値（例えば0.6）をもつ補正係数であり、翌日の
予備運転時間tnを当日の予備運転時間tn−１を基
に大きく補正せずにハンチングなく許容誤差内に
スムーズに収束させるものである。そして、翌日
の冷凍機の予備運転起動時刻（Ｔ−ｔ）を設定す
るとｔとして、当日のtn−１より小さな値を持つ
tnが採用され、翌日の起動時刻を当日より遅い方
にずらせて設定する。次にステツプＳ４での判別
結果がNOの場合にはステツプＳ６に移行し、誤
差割合（T′−Ｔ）／ｔが許容誤差0.05より小さい
値にあるか否かを判定し、判別結果がYESの場
合には、ステツプＳ７において、 tn＝α・tn−１＋（１−α）・ ｛tn−１＋（T′−Ｔ）｝ により翌日の予備運転時間ｔを大きい方に補正し
て、つまり翌日の起動時刻（Ｔ−ｔ）を早い方に
ずらせて設定する。また、ステツプＳ６における
判別結果がNOの場合には、誤差割合（Ｔ−
T′）／ｔの絶対値が0.05以内であり、許容誤差内
であるため、当日の予備運転時間をそのまま翌日
の予備運転時間として採用し、翌日の起動時刻を
当日と同じ時刻に設定して起動制御を完了する。

以上のフローにおいて、本実施例では、ステツ
プＳ３等の制御により、本発明にいう計測手段Ｃ
が構成されている。また、ステツプＳ４〜Ｓ７の
制御により、本発明にいう起動設定手段Ｄが構成
されている。

以上のようにして、例えば一度スケジユール時
刻Ｔとサーモオフ時刻T′の偏差が大きい日があ
つても翌日には修正される。また許容誤差0.05と
は、予備運転時間を１時間とすれば、スケジユー
ル時刻Ｔとサーモオフ時刻Ｔとのずれが３分であ
ることを意味し、この程度のずれは十分許容でき
る。特に最近の建物は断熱効果が良く、外気の温
度変化に対し、室温はそれ程変化しないので、
日々のわずかな室温の変動によつて制御が不安定
になることはなく、季節の変動はあつても日々の
変動は少ない。

したがつて、上記従来の公報に記載されるもの
のように多数の温度センサやＡ／Ｄ変換器を配置
したり、誤差の大きい温度センサを使用して面倒
な推定演算を行うことなく、簡易な装置で最適の
起動制御を行うことができ、実用的な起動制御装
置とできる。

尚、上記実施例では、冷房運転時について説明
したが、暖房運転についても同様である。

また、室内ユニツトＸとY′とでは室内の温度
差にもとづき起動時刻が違う場合があり、そのと
きは室外ユニツトは起動時刻の早い方に連動して
運転を開始するように設定されている。上記コン
トロールユニツト４０には、室内ユニツトの数に
応じてサーモスタツト３５と、計測手段Ｃとが配
置されるが、起動設定手段Ｄは単一でよい。上記
実施例は室内ユニツトが２つの場合について説明
したが、室内ユニツトが多数の場合についても同
様に最適の起動制御を行うことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、当日の
空気調和機の予備運転時間と室温が目標値に到達
するまでの所要時間との時間偏差を予備運転時間
で徐した誤差割合が所定の許容誤差よりも大きけ
れば、上記時間偏差に応じ、翌日の起動時刻をそ
の時間偏差をなくす方向に補正する一方、誤差割
合が許容誤差内であれば、翌日の空気調和機の起
動時刻を前日の起動時刻と同じに設定するように
したので、空気調和機の室内ユニツトに取付けら
れる室内サーモスタツトを利用すれば、別途Ａ／
Ｄ変換器や温度センサ等を設ける必要がなく、低
コストでしかも実用的な空気調和機の起動制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図であ
る。第２図〜第４図は本発明の実施例を示し、第
２図はその全体構成概略図、第３図は空気調和機
の予備運転時における室温の変化を示すグラフ、
第４図はコントロールユニツトの作動を示すフロ
ーチヤート図である。 ３５……サーモスタツト、４０……制御回路、
Ａ……空気調和機、Ｂ……室温検出手段、Ｃ……
計測手段、Ｄ……起動設定手段、Ｘ……室外ユニ
ツト、Ｙ，Y′……室内ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 起動時刻から所定時刻までの予備運転時間の
   間、空気調和機Ａの予備運転を行つて、所定時刻
   には室内温度を目標値に収束させるようにした空
   気調和機の起動制御装置であつて、室温を検出す
   る室温検出手段Ｂと、上記空気調和機Ａの起動時
   刻からの経過時刻を測定する計測手段Ｃと、上記
   室温検出手段Ｂ及び計測手段Ｃの信号を受け、上
   記所定時刻と室温が目標値に達した時刻との時間
   偏差を上記予備運転時間で徐してなる誤差割合と
   一定の許容誤差とを比較し、誤差割合が許容誤差
   よりも大きいときには、次回の起動時刻を前回の
   起動時刻よりも上記時間偏差に比例した分だけ誤
   差を是正する方向に変更する一方、上記誤差割合
   が許容誤差よりも小さいときには、次回の起動時
   刻を前回の起動時刻のままにするよう設定する起
   動設定手段Ｄとを備えたことを特徴とする空気調
   和機の起動制御装置。