JPH0447543Y2

JPH0447543Y2 -

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Publication number: JPH0447543Y2
Application number: JP1985134688U
Authority: JP
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1992-11-10
Also published as: JPS6243242U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は空調システムに関し、特にたとえば
VAV（Variable Air Volume：可変風量）方式
において省エネルギ運転を図る、空調システムに
関する。

（従来技術） VAV方式の空調システムにおいて、省エネル
ギのための制御について、たとえば、特開昭59−
32732号公報などに開示される技術が知られてい
る。この従来技術は、それぞれのVAVユニツト
（ダンパ）のいずれもが全開に至らない状態では
送風機からの風量を減じかつVAVユニツトのい
ずれか１つが過開状態になつたときその送風機か
らの風量を増すように、送風機の能力を制御す
る。

なお、この従来技術とほぼ同じような制御を行
う空調システムの別の実施例が、特開昭57−
196029号に開示されている。

（考案が解決しようとする問題点）いずれの従来技術においても、全体の状態を無
視してただ１つのユニツトの状態だけで全体の風
量を変えるので、風量変化に大きなうねりを生じ
易い。すなわち、どれか１つのVAVユニツトが
過開状態になれば直ちに送風機からの送風量を増
加させると、また全てのダンパが全開以下にな
り、風量を増加させてもすぐ風量を減じなければ
ならず、そのことが風量のうねりを生じるのであ
る。このようなうねり現象は、省エネルギにとつ
ても好ましくないばかりでなく、その快適性にお
いて別の問題を生じる。

それゆえに、この考案の主たる目的は、快適性
を損なうことなく省エネルギ運転を図ることがで
き、しかも簡単な構成の、空調システムを提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段）この考案は、簡単にいえば、空気調和機から延
びる主ダクトが複数の分岐ダクトに分岐され、そ
れぞれの分岐ダクトに設けられそこを通過する風
量を調節するためのダンパを備える空調システム
であつて、それぞれのダンパに関連して設けら
れ、対応のダンパの開度が100％未満の所定量以
上のとき作動する第１の接点、第１の接点に直列
接続され、所定の抵抗値を有する第１の抵抗成
分、第１の接点と第１の抵抗成分との直列接続に
並列接続され、対応のダンパの開度が実質的に
100％のとき作動される第２の接点、複数のダン
パ毎の第１の接点、第１の抵抗成分および第２の
接点の並列接続を、実質的に並列接続する２本の
ケーブル、２本のケーブル間に所定の電圧を印加
するための電圧印加手段、２本のケーブル間の電
圧をレベル弁別して電圧が第１の所定値以下のと
き第１の信号を出力し、第１の所定値とは異なる
第２の所定値以上のとき第２の信号を出力するレ
ベル弁別手段、およびレベル弁別手段からの第１
の信号に応じて送風能力を増大させ、第２の信号
に応じて送風能力を減少させる送風能力制御手段
を備える、空調システムである。

（作用）複数のダンパのうち少なくとも１つのダンパの
開度が実質的に100％に達したときレベル弁別手
段から第１の信号が出力される。応じて、送風能
力制御手段によつて空気調和機の送風能力が増大
され。一方、すべてのダンパの開度が100％未満
の所定量たとえば90％に達してない状態では、レ
ベル弁別手段から第２の信号が出力され、応じて
送風能力が減じられる。それ以外の状態では、送
風能力制御手段は送風能力の増減を行わない。

（考案の効果）この考案によれば、いずれか１つのダンパの開
度が100％に達して空気調和機の送風能力が増大
されても、全てのダンパの開度がたとえば90％以
下になるまでその送風能力は減じられず、いずれ
かのダンパが100％開度に達しない限り送風能力
が増大されることはない。すなわち、この考案で
は、送風能力制御についてダンパ開度に応じた不
感帯を形成している。そのために、空気調和機の
送風能力を増大（減少）させてすぐにまた減少
（増大）させるというような頻繁な制御による送
風量のうねりが緩和され、従来技術に比べて、快
適性のより一層の向上が期待できる。それととも
に、全てのダンパの開度が一定以下の状態では送
風量を減じるようにしているため、省エネルギの
効果も損なわれることがない。

さらに、この考案によれば、従来技術に比べて
うねりの少ない非常に優れた制御を行う空調シス
テムが簡単に構成できるという格別の効果が期待
できる。すなわち、第１の接点と第１の抵抗成分
との直列接続に第２の接点が並列接続され、その
並列接続に並列的に電圧を印加し、その両端の電
圧をレベル弁別手段に導くようにしているので、
これら第１の接点、第２の接点および第１の抵抗
成分を有するたとえばVAVユニツトと送風機モ
ータの制御回路とは２本のケーブルで接続するだ
けでよく、その構成が非常に簡単であり、しかも
極性がないので誤配線の心配がない。

この考案の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行なう以下の実施例
の詳細な説明から一層明らかとなろう。

（実施例）第１図はこの考案に一実施例を示す全体構成図
である。空調システム１０は１つのすなわち中央
の空気調和機１２を含む。この考案は、このよう
な中央式だけでなく、多階式のものなどにも適用
できることを、予め指摘しておく。

空気調和機１２は、送風機１４としては、たと
えば遠心形やその他適宜の形式のものが用いられ
得る。この送風機１４の出口は、適当なスクロー
ルダンパ（図示せず）を通して主ダクト１６に連
結される。この主ダクト１６から、各室１８，１
８，……に対して分岐ダクト２０，２０，……が
設けられ、これら分岐ダクト２０，２０，……か
ら各室１８，１８，……に空気が供給される。

それぞれの分岐ダクト２０内には、断面円形ま
たは矩形のポスト２２を、それぞれの分岐ダクト
２０の空気の流れ方向と直交する方向に配置す
る。このポスト２２によつて、分岐ダクト２０中
に生じる空気流によつて、そのポスト２２の下流
側にカルマン渦２４が生じる。このカルマン渦２
４を検出するために、その位置において分岐ダク
ト２０を挟んで対向するように超音波送信器２６
と受信器２８とが設けられる。この超音波送信器
２６および受信器２８は風量測定器３０に接続さ
れ、この風量測定器３０は、たとえば超音波信号
の位相を検出することによつて、風量を測定す
る。より詳しく述べると、カルマン渦２４が生じ
ると、その渦の流れ方向はポストの左右で逆にな
り、超音波送信器２６から送信された超音波信号
は或る時間差をもつて超音波受信器２８に到達す
る。したがつて、風量測定器３０では、超音波送
信器に送信パルスが与えられたタイミングから超
音波受信機２８から受信信号が得られたタイミン
グまでの時間差の変化の周期を検出する。そし
て、その時間差の変化の周期が長い場合は風量が
小さく、変化の周期が短い場合は風量が大きい状
態であることが測定できる。なお、このような位
相の検出に代えて、カルマン渦２４による超音波
信号の振幅の変化や周波数の変化を検出して風量
を測定するようにしてもよいことは勿論である。

風量測定器３０からは風量に応じた大きさの電
圧信号がダンパ制御器３２に与えられる。そのよ
うな電圧は、たとえば０〜10Vの範囲で与えられ
る。一方、それぞれの室１８には温度センサ３４
が設けられ、この温度センサ３４からは室内温度
と設定温度との差すなわち温度偏差の大きさに従
つた大きさの電圧信号がダンパ制御器３２に与え
られる。この温度センサ３４からの電圧信号も、
たとえば０〜10Vの範囲で与えられる。ダンパ制
御器３２は、これら２つの電圧信号に応じて、各
分岐ダクト２０に設けられたダンパ３６の開度
を、ダンパ駆動用モータ回路３８によつて制御す
る。たとえば、風量測定器３０からの電圧信号が
温度センサ３４からの電圧信号に比べて大きいと
きは、ダンパ制御器３２は、ダンパ３６を閉じる
ように、ダンパ駆動用モータ回路３８に信号を与
える。逆に、風量測定器３０からの電圧信号に比
べて温度センサ３４からの電圧信号が大きい場合
には、ダンパ３６を開くように信号を与える。も
し両電圧信号が同じであれば、ダンパ制御器３２
およびダンパ駆動用モータ回路３８はダンパ３６
をそのままの状態で維持する。

ダンパ駆動用モータ回路３８は、その軸がダン
パ３６の軸に連結されたたとえばシンクロモータ
を含み、このシンクロモータ（図示せず）の軸が
たとえば69°回動することによつてダンパ３６は
たとえば60°の範囲で回動され得る。そして、ダ
ンパ駆動用モータ回路３８には、そのモータ（図
示せず）の出力軸に関連して、第１および第２の
信号発生手段が設けられ、これら回路３８からの
信号はモータ制御回路４０に与えられる。このモ
ータ制御回路４０では、与えられる電圧信号に応
じて、後述のように風量ないし送風能力を調節す
るために、たとえば送風機駆動用モータ４２を制
御する。

送風機駆動用モータ４２は通常のインダクシヨ
ンモータからなり、送風機１４のフアンを回転駆
動する。モータ制御回路４０には、さらに、送風
機１４の入口ベーン（図示せず）を駆動するため
のモータ４４と、空気調和機１２のスクロールダ
ンパ（図示せず）を駆動するためのモータ４６と
が連結されている。この実施例では、モータ制御
回路４０は、主として、送風機駆動用モータ４２
の回転速度を制御する場合について説明するが、
入口ベーンまたはスクロールダンパの開度を制御
することによつて、以下の説明と同様に送風能力
を制御できることは明らかである。

つぎに、第２図を参照して、第１図実施例にお
いて特徴的なダンパ駆動用モータ回路３８の開度
信号発信部とモータ制御回路４０とについて説明
する。それぞれのダンパ駆動用モータ回路３８
は、モータ（図示せず）の出力軸またはダンパ３
６（第１図）の軸に連結され、対応のダンパ３６
の開度が100％未満の所定量たとえば90％以上に
なつたときオンされる第１の接点４８を含み、こ
の第１の接点４８には、たとえば20kΩのような
抵抗値を有する第１の抵抗成分R₁、この実施例
では固定抵抗器が接続される。また、モータ回路
３８は、さらに、対応のダンパ３６の開度が実質
的に100％になつたときオンされる第２の接点５
２を含む。そして、第１の接点４８および第１の
抵抗R₁の直列接続と、第２の接点５２とは並列
接続され、それぞれの並列接続が実質的に複数並
列接続される。その複数並列接続の一端は、モー
タ制御回路４０に含まれる受信制御器５６の入力
端子に接続されるとともに、たとえば5kΩのよう
な抵抗値を有する抵抗成分、実施例では固定抵抗
器R₂を介して一定の直流電圧（たとえば5V）に
接続される。また、この複数並列接続の他端は基
準電圧たとえばアースに接続される。

受信制御器５６はそのに端子から電圧信号を受
ける。このような電圧信号は、この受信制御器５
６を介してレベル弁別器５８に与えられる。この
レベル弁別器５８は、受信制御器５６から与えら
れる電圧を一定のヒステリシス特性を有してレベ
ル弁別する。すなわち、レベル弁別器５８は、入
力電圧がたとえば0.1Vのような第１の所定値以
下のとき第１の信号を出力し、たとえば4.5Vの
ような第２の所定値以上のとき第２の信号を出力
する。電圧が0.1〜4.5vの間では、レベル弁別器
５８からは、第１および第２のいずれの信号も出
力されない。

レベル弁別器５８からの第１信号はフローテイ
ング制御回路６２に含まれる単安定マルチバイブ
レータ６４のトリガ信号として与えられ、第２信
号は単安定マルチバイブレータ６６のトリガ信号
として与えられる。フローテイング制御回路６２
は、送風機駆動用モータ４２（第１図）を駆動す
るためのインバータ６８を「フローテイング制
御」するためのものである。一方の単安定マルチ
バイブレータ６４の出力がハイレベルのときに
は、フローテイング制御回路６２は、インバータ
６８の発振周波数を大きくする。そして、他方の
単安定マルチバイブレータ６６からの信号がハイ
レベルのとき、インバータ６８の発振周波数は小
さくされる。２つの単安定マルチバイブレータ６
４および６６の出力が共にローレベルの状態で
は、このフローテイング制御回路６２は、インバ
ータ６８の発振周波数をそのまま維持する。

インバータ６８の周波数が高くされれば、送風
機駆動用モータ４２（第１図）の回転数が上昇
し、送風機１４から送出される風量または送風機
静圧すなわち送風能力が増大する。逆にインバー
タ６８の周波数が小さいときは、モータ４２の回
転数も小さく、送風能力が減少する。

この第２図に示すような構成の第１接点４８、
第２接点５２および第１の抵抗R₁を有するモー
タ回路３８を含むVAVユニツトとモータ制御回
路４０とは２本のケーブルで接続するだけでよ
く、その構成が非常に簡単であり、しかも極性が
ないので誤配線の心配がない。

動作において、１つの分岐ダクト２０（第１
図）内のダンパ３６の開度が100％であるときは、
該当の第１接点４８および第２接点５２（第２
図）がオンされる。したがつて、接点４８および
５２の並列接続の複数並列接続が実質的に短絡さ
れた状態となり、接続用電線の抵抗値をたとえば
80Ωとすれば、受信制御器５６の入力電圧は〔５
×（0.08／5.08）≒0.08V〕となる。そのため、モ
ータ制御回路４０に含まれるレベル弁別器５８か
らは第１信号が出力され、応じて、単安定マルチ
バイブレータ６４からハイレベルが出力される。
したがつて、フローテイング制御回路６２は、イ
ンバータ６８の発振周波数を大きくする。したが
つて、送風機駆動用モータ４２の回転数が上昇さ
れ、送風機１４からの送風量が増大される。すな
わち、いずれかのダンパが全開状態であるという
ことは、十分な場合もあるが、殆どの場合、空気
調和機１２からの送風量が全体として不足してい
ると考えられる。したがつて、この場合には、レ
ベル弁別器５８からの第１信号に応じて、送風量
を増大させるのである。

もし、いずれのダンパ３６もたとえば90％に達
しない開度である場合には、全ての第２接点５２
はオフされたままである。このとき、第１接点４
８も全てオフの状態である。したがつて、受信制
御器５６への入力電圧は、たとえば5Vのままで
あるしたがつて、レベル弁別器５８からは第２信
号が出力される。そのため、単安定マルチバイブ
レータ６６の出力がハイレベルとなる。したがつ
て、フローテイング制御回路６２はインバータ６
８の発振周波数を小さくするように制御し、送風
機駆動用モータ４２の回転数が小さくされる。そ
のために、送風機１４からの風量は減少される。
このように、いずれのダンパもたとえば90％未満
の状態であるということは、空気調和機１２の送
風能力が大きすぎるということであり、この場合
にはレベル弁別器５８からの第２信号に応じて、
送風能力を減少させる。

もし、いずれのダンパも全開状態ではないが少
なくとも１つのダンパが90％以上開かれている場
合では、全体として送風能力がほぼ満足している
といえる。この場合には、受信制御器５６の入力
電圧は、たとえば〔５×（30／35）≒4.29V〕と
なり、レベル弁別器５８からは、第１および第２
のいずれの信号も出力されない。したがつて、フ
ローテイング制御回路６２はインバータ６８の発
振周波数を変える制御は行なわない。そのため
に、この場合には、送風機駆動用モータ４２の回
転数はそのままの状態で維持される。すなわち、
モータ制御回路４０は、いずれか１つのダンパが
全開状態であるとき、或いは全てのダンパが90％
以下の開度であるとき以外には、送風機駆動用モ
ータ４２の回転数すなわち送風機１４からの送風
量を変える制御は行なわない。

同じように、たとえば２つのダンパが90％以上
の開度を有するときは、入力電圧はたとえば〔５
×（15／20）≒3.75V〕となり、……10個のダン
パが90％以上の開度を有するときは、たとえば
〔５×（３／８）≒1.88V〕となり、さらにたとえ
ば100個のダンパが90％以上の開度を有するとき
は、入力電圧はたとえば〔５×（0.3／5.3）≒
0.28V〕となり、いずれの場合も、送風機１４か
らの送風量を変える制御は行なわれない。

一般に、VAVユニツトの全開近傍ではダンパ
の開度の変化に対して風量変化が少ない。たとえ
ば開度90％で全開時の風量に対して１〜２％風量
が減じられ、90％で３〜４％風量が減じられる程
度であり、したがつて、この実施例のシステムで
あつても実用上何の問題も生じない。

なお、上述の実施例においては、風量（または
風速）に応じてダンパ開度を制御するシステムに
おいてこの考案を実施した場合について説明し
た。しかしながら、第３図に示すように、風量
（または風速）測定器をもたないVAVユニツトを
用いたシステムについても、この考案は有効に適
用できるのである。この第３図において、第１図
と同一または類似の部分には同一の参照符号を付
し、その重複する説明を省略する。

この第３図実施例では、ダンパ制御器３２は各
室の温度センサ３４からの温度偏差電圧にのみ応
答してダンパ３６を開閉制御する。したがつて、
この第３図実施例は、第１図実施例に比べて、ダ
ンパ３６の開閉に対して分岐ダクトの入口静圧が
反映されないという点でやや精密さに欠けるもの
の、空気調和機１２からの送風量を制御するとい
うこの考案の目的は充分達成できるのである。

なお、第３図の実施例のダンパ駆動用モータ回
路３８およびモータ制御回路４０としては、先の
第２図の回路が利用可能である。また、この実施
例では、スクロールダンパおよびその駆動回路４
６（第１図）は設けられていない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す全体構成図
である。第２図は第１図実施例の要部を説明する
ための概略ブロツク図である。第３図はこの考案
の他の実施例を示す全体構成図である。図において、１０は中央式空調システム、１２
は空気調和機、１４は送風機、１６は主ダクト、
２０は分岐ダクト、３０は風量測定器、３２はダ
ンパ制御器、３６はダンパ、３８はダンパ駆動用
モータ回路、４０はモータ制御回路、４２は送風
機駆動用モータ、４８は第１の接点、５２は第２
の接点、５６は受信制御器、５８はレベル弁別
器、６２はフローテイング制御回路、６８はイン
バータ、R₁は第１の抵抗、R₂は第２の抵抗を示
す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１空気調和機から延びる主ダクトが複数の分岐
ダクトに分岐され、それぞれの分岐ダクトに設
けられそこを通過する風量を調節するためのダ
ンパを備える空調システムであつて、それぞれの前記ダンパに関連して設けられ、
対応のダンパの開度が100％未満の所定量以上
のとき作動する第１の接点、前記第１の接点に直列接続され、所定の抵抗
値を有する第１の抵抗成分、前記第１の接点と前記第１の抵抗成分との直
列接続に並列接続され、対応のダンパの開度が
実質的に100％のとき作動される第２の接点、複数の前記ダンパ毎の前記第１の接点、第１
の抵抗成分および第２の接点の並列接続を実質
的に並列接続する２本のケーブル、前記２本のケーブル間に所定の電圧を印加す
るための電圧印加手段、前記２本のケーブル間の電圧をレベル弁別し
て前記電圧が第１の所定値以下のとき第１の信
号を出力し、前記第１の所定値とは異なる第２
の所定値以上のとき第２の信号を出力するレベ
ル弁別手段、および前記レベル弁別手段からの前記第１の信号に
応じて前記送風能力を増大させ、前記第２の信
号に応じて前記送風能力を減少させる送風能力
制御手段を備える、空調システム。２前記電圧付与手段は前記２本のケーブルの一
方に所定の抵抗値を有する第２の抵抗成分を介
して一定の直流電圧を印加し、他方を基準電位
に接続する、実用新案登録請求の範囲第１項記
載の空調システム。３前記各分岐ダクトはそれぞれVAVユニツト
を含み、前記風量調節用ダンパは前記VAVユニツト
に含まれる、実用新案登録請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の空調システム。４前記各分岐ダクトに関連して設けられ、対応
の分岐ダクトの風量または風速を測定する風量
測定手段を含み、前記VAVユニツトは前記風量測定手段から
の出力に基づいて前記ダンパの開度を調節する
ためのダンパ制御手段を含む、実用新案登録請
求の範囲第３項記載の空調システム。