JPH0480302B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各部屋の室温を独立に調節できる
可変風量制御システムを採用したダクト式空気調
和機に関するものである。

〔従来の技術〕

エアーダクトを用いて温度調節された空気を各
部屋へ分配し空調を行なうセントラル空調システ
ムは、加湿器や高性能フイルターが容易に組み込
め、外気処理や全熱交換器の採用も可能で質の高
い空調が行なえる。

また、空調する部屋には吹出口と吸込口しかな
く、室内スペースが有効に使え、さらに熱搬送系
のトラブルも少ないなど、ヒートポンプチラー・
フアンコイル方式やパツケージエアコン分散配置
方式などに比べ多くのメリツトを有し、ビル空調
などに用いられている。

その中でも、省エネルギ運転が可能な可変風量
制御方式（以下VAV方式と呼ぶ）は熱負荷の異
なる各部屋を独立に温度制御でき、使用しない部
屋の空調を停止させることも可能で、必要送風量
の大小に応じ送風機の動力を可変して運転費を低
減させることもでき、また同時使用率を考慮する
ことにより、熱源機の能力を小さく設計すること
ができる。

VAV方式には、風量調節用ダンパの形式に応
じて二つの方式がある。その一つはバイパス形
VAVユニツト（ダンパユニツト）を用いる方式
で、室内負荷に応じて室内へ吹き出す風量と直接
熱源機へ戻す（バイパスさせる）風量の比率を調
節する。

この方式は、送風量が一定のため、熱源機の能
力制御がむずかしいパツケージエアコンを用いた
システムに用いられることが多いが、送風機制御
による省エネルギ効果はない。

また、もう一つの方式は、絞り形VAVユニツ
トを用いる方式で、室内負荷に応じて室内への吹
出風量を任意の値に調節する。

この方式は、ダンパの開度に応じて変化するダ
クト内の圧力を検出し、この値がある値になるよ
う送風機の容量を制御するので、負荷が少なくな
れば（風量が少なくなり、このときダクト内の空
気温度は一定に制御される。）、熱源機の所要能力
が小さくなると同時に送風機の動力も低減され
る。

第２図は後述するこの発明の空気調和機のシス
テム構成図であるが、従来の空気調和機を説明す
るに際し、この第２図を援用して説明する。この
第２図は特公昭55−22696号公報に示された集中
暖冷房装置の構成図と同一原理である。

この第２図において、８は空調される部屋で、
ここでは３部屋として描いてある。９は天井内に
配置された室内機で、エアーフイルタ１０、熱交
換器１１、送風機２から構成されている。

また、３はこの室内機９の空気吹出口に接続さ
れた主ダクトである。この主ダクト３から３本の
枝ダクト１２が分岐している。

この３本の枝ダクト１２の途中にそれぞれ絞り
形のVAVユニツト１３が挿入されている。この
VAVユニツト１３内に回転可能にダンパ４が取
り付けられている。

各枝ダクト１２の末端は部屋８の天井面に位置
しており、この末端に吹出口１４が取り付けられ
ている。この部屋８の下部に吸込口１５が設けら
れている。

また、主ダクト３内には、温度センサ１９およ
び圧力センサ２０が取り付けられている。さら
に、部屋８にはルームサーモスタツト１８が取り
付けられている。

一方、１６は廊下天井面に設けられた天井吸込
口である。この天井吸込口と室内機９の吸込口を
還気ダクト１７で連絡している。

さらに、ヒートポンプなどの熱源機１は熱交換
器１１に接続されており、この熱源機１の冷暖房
などの切換を運転スイツチ５で行なうようになつ
ている。

従来の空気調和機は、以上のように構成されて
おり、各ルームサーモスタツト１８で使用者が設
定した設定温度と検出された現在の空気温度の温
度差に応じダンパ４の開度を任意の位置にそれぞ
れ調節している。

ダンパ４の開度に応じ、主ダクト３内の圧力が
変化し、これを圧力センサ２０が検出し、過剰圧
力にならないよう送風機２の容量を変化させてい
る。

また、送風量の変化に伴ない、熱交換器１１の
出口空気温度が変わるため、この温度を温度セン
サ１９で検出し、あらかじめ設定しておいた空気
温度になるように熱源機１の能力を制御してい
る。

ほぼ、一定温度に調節された空気は吹出口１４
から室内熱負荷の大小に応じた風量で部屋８内へ
吹き出す。部屋８を空調した空気は吸込口１５か
ら廊下などのスペースを通り、天井吸込口１６へ
流れ、還気ダクト１７を経由して再び室内機９へ
戻る。

なお、送風機２の制御法は、一定静圧制御法
と、風量センサを併用した可変静圧制御法がよく
知られている。

また、第２図では還気を廊下などを利用して帰
す方式としているが、各部屋８から室内機９まで
還気ダクトを設け、制御法および一層の省エネル
ギ性を増す方式もある。

さらに、第２図では、主ダクト３から枝ダクト
１２を分岐させていたが、主ダクト３を設けず室
内機９からタコ足状に枝ダクト１２を配設する方
法もある。

なお、室内機９を地下の機械室などへ設置した
場合は床下へダクトを配設し、吹出口１４を部屋
８の床面に設けることもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の絞り形VAVユニツトを用いた空気調和
機は上記のように構成されているので、吹出口１
４が天井面や壁面上部にある場合、暖房運転によ
り室温が上昇し、この値がルームサーモスタツト
１８の設定値に近づくと、ダンパ４が絞られ、吹
出口１４からの風量が減少し、吹出風速も小さく
なる。

この結果、吹出口１４からの温風は床面近くま
で到達しなくなり、ドラフト効果で天井面に溜り
室内上下温度差が大きくなり、快適性が低下す
る。

なお、冷房時はドラフト効果がないため吹出風
量が減少しても上下温度分布は悪くならない。ま
た、吹出口１４が床面や壁面下部にある場合、冷
房運転のとき、吹出風量が絞られると冷風が天井
面近くまで到達しなくなり、上下温度差が大きく
なる。

反対に暖房時は風量が減少しても上下温度差は
小さい。このように絞り形VAVユニツトを単純
に用いたシステムでは、季節により室内の上下温
度分布が悪化するという問題点があつた。

この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、室内の上下温度分布を良好にし快
適性を高めた空気調和機を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和機は、熱源機からの冷
温風を送風機とダクトで各部屋へ分配し、運転ス
イツチからの設定信号に基づいてダンパの制御法
をダンパ制御法選択手段によつて選択し、選択さ
れた制御法に基づきダンパの開度を制御するダン
パ制御手段を設けたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明においては、ダンパ制御法選択手段
は、運転スイツチの暖房、冷房の運転モードと吹
出口位置の設定信号に基づいてダンパの制御法を
オン／オフまたは比例制御に選択する。

〔実施例〕

以下、この発明の空気調和機の実施例について
図面に基づき説明する。第１図はこの発明の一実
施例の全体構成図である。この実施例は第１図か
ら明らかなように、冷温風を発生させる熱源機１
と、この熱源機１の冷温風を搬送する送風機２
と、この送風機２に接続したダクト３と、このダ
クトの枝部分に配置された風量調節用のダンパ４
と、熱源機１の冷暖房など切換を行なう運転スイ
ツチ５を設け、この運転スイツチ５の設定信号を
入力とし、ダンパ制御法選択手段６で上記ダンパ
４をオン／オフまたは比例どちらの方法で制御す
るか選択し、その選択結果に基づきダンパ４の開
度をダンパ制御手段７によつて制御するよう構成
されている。

第２図は第１図の実施例に使用される空気調和
機の構成図であり、その構成はすでに〔従来の技
術〕の説明の欄で述べている。

次に、上記実施例の動作を第３図を参照しなが
ら説明する。なお、この発明に直接関係しない熱
源機１の能力制御、送風機３の風量制御について
は省略する。

まず、運転にあたり、運転スイツチ５の運転ス
イツチを切・暖房・冷房のいずれかにセツトする
（ステツプ21）。

また、同じく運転スイツチ５の吹出口位置スイ
ツチを天井面、床面いずれかにセツトする（ステ
ツプ22、23）。この吹出口位置のセツトは空気調
和機設置時に一度セツトするだけでよい。

ステツプ21〜23でスイツチが暖房・床面または
冷房・天井面にセツトされた場合は、ステツプ24
のダンパ比例制御に進む。このステツプでは各部
屋８のルームサーモスタツト１８で検出した現在
の室温とルームサーモスタツト１８に与えられた
設定室温の温度差に比例した値がダンパ４の位置
の変化量として設定される。

また、運転スイツチ５が暖房・天井面または冷
房・床面にセツトされた場合は、ステツプ25のダ
ンパオン／オフ制御に進む。このステツプでは、
現在の室温が設定室温を満足していれば、ダンパ
４の位置を全閉、ある値以上の差があれば全開の
位置に設定する。

これらのステツプ24、25で設定された値を基に
して、次のステツプ26でダンパ４のモータへ制御
出力を出力する。ダンパ４の駆動モータには、正
逆転が行なえ任意の位置に停止することができる
ステツピングモータを使うことができる。

以上の制御により、たとえば吹出口１４が天井
面にあり、暖房を行なうときダンパ４はオン／オ
フ動作を繰り返し室温を設定値に制御する。ダン
パ４が全開のとき吹出口１４からは最大風量で温
風が吹き出され、その風は床面近くまで到達す
る。

また、ダンパ４が全閉のとき、風量はゼロとな
り、室内の気流は温度差を小さくする方向に自然
対流を起こす。この結果、ダンパ４が全開時、全
閉時いずれでも室内の上下温度差は小さく快適な
居住空間が得られる。

さらに、冷房時、ダンパ４は比例動作を行ない
熱負荷に見合つた冷風を吹出口１４より吹き出
す。この冷風は風速が小さい場合でも室内空気と
の比重の差により床面近くまで降下し、その結
果、室内の上下温度差は小さくなる。

なお、第２図では吹出口１４の位置が天井面に
あつたが、第４図に示すような床面に位置させる
こともある。この場合、ダンパ４は暖房時は比例
動作を、冷房時はオン／オフ動作を行なう。暖房
時に比例動作で風量を絞られた場合、温風は直接
部屋８の上部までとどかなくなるが自然対流によ
り上下の温度分布は均一化する。

また、冷房時はオン／オフ動作によりダンパ４
全開時、最大風量で冷風を天井面近くまで吹き上
げるため、足元のみが冷えてしまうことがない。

なお、吹出口１４のルーバの方向を季節に応じ
て変化させると、より一層温度分布、気流分布の
均一化につながる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、吹出口の設
置位置と冷暖房に応じ、ダンパをオン／オフまた
は比例的に制御するよう構成したので、各季節共
室内の上下温度分布が良好で快適な居住空間が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例の全
体構成図、第２図はその空気調和機のシステム構
成図、第３図は同上空気調和機の動作を示すフロ
ーチヤート、第４図はこの発明の空気調和機の他
の実施例における吹出口部分の構成図である。 １…熱源機、２…送風機、３…ダクト、４…ダ
ンパ、５…運転スイツチ、６…ダンパ制御法選択
手段、７…ダンパ制御手段。なお、図中同一符号
は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷温風を発生させる熱源機、この熱源機の冷
   温風を各部屋へ分配する送風機とダクト、このダ
   クトの枝ダクトに配置された風量調節用のダン
   パ、上記熱源機の冷暖房の切換などを行なう運転
   スイツチ、この運転スイツチの設定信号を入力と
   して上記ダクトの制御をオン／オフ制御または比
   例制御どちらかに選択するダンパ制御法選択手
   段、このダンパ制御法選択手段の出力に基づき上
   記ダンパの開度を制御するダンパ制御手段を備え
   た空気調和機。 ２ 冷温風の吹出口を部屋の天井面または壁面上
   部に配置した場合ダンパ制御法選択手段は暖房時
   はオン／オフ制御し、冷房時には比例制御を選択
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の空気調和機。 ３ 冷温風の吹出口を部屋の床面または壁面下部
   に配置した場合ダンパ制御法選択手段は暖房時は
   比例制御を選択しかつ冷房時はオン／オフ制御を
   選択するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の空気調和機。