JPH05223331A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風量を起動から短時間のうちに満足し得る状
態に至らせることができ、しかも過剰静圧を防いで騒音
の低減が図れる空気調和機を提供する。 【構成】 室内ファン６を有する室内ユニット２があ
り、その室内ユニット２の吹出風をダクト１０によって
複数の部屋Ａ，Ｂ，Ｃに分配供給する。ダクト１０には
各部屋につながる分岐路１１があり、その各分岐路１１
内に風量調節用のダンパ１３をそれぞれ設け、それらダ
ンパ１３の開度を各部屋の必要風量に従って制御する。
そして、室内ユニット２の室内ファン６の速度を、起動
から直ちに、各部屋の必要風量の総和に応じた値に設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調用空気をダクト
により複数の部屋に分配供給する空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の部屋を有するビルディング等で
は、冷凍サイクルおよびファンの運転によって冷気ある
いは暖気を得、それをダクトで複数の部屋に分配供給す
るタイプの空気調和機が使用される。

【０００３】この空気調和機の場合、ダクトに複数の分
岐路があり、各分岐路内にダンパが設けられている。そ
して、各部屋の空調負荷が求められ、それら空調負荷に
対応する必要風量がそれぞれ求められ、それら必要風量
に従って各ダンパの開度が制御される。また、必要風量
の総和に応じた風量増加指令あるいは風量減少指令が発
せられ、それに従ってファンの速度が制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ただし、上記の空気調
和機では、風量増加指令あるいは風量減少指令が一定時
間ごとに発せられ、その指令ごとにファンの速度が一定
値ずつ増減される。

【０００５】このため、起動時は風量が満足し得る状態
となるまでに長い時間がかかるという欠点がある。ま
た、起動後についても、必要風量の変化に対する風量の
追従性が悪いという欠点がある。

【０００６】起動時の対策として、ファンの速度を予め
設定された値に固定するものがあるが、設定速度が低い
と必要風量が得られなくなる。反対に、設定速度が高い
と、必要風量が少ないときに過剰静圧が生じ、騒音が増
すという問題がある。この発明は上記の事情を考慮した
もので、

【０００７】請求項１の空気調和機は、風量を起動から
短時間のうちに満足し得る状態に至らせることができ、
しかも過剰静圧を防いで騒音の低減が図れることを目的
とする。請求項２の空気調和機は、各部屋の必要風量の
変化に対して風量の良好な追従性を確保することがで
き、快適性の向上が図れることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の空気調和機
は、室内ファンの運転により空調用空気を吹出す室内ユ
ニットと、複数の部屋に向かう分岐路を有し各部屋に前
記室内ユニットの吹出風を分配供給するダクトと、この
ダクトの各分岐路内に設けた吹出し風量調節用のダンパ
と、前記各部屋の空調負荷を求める手段と、これら空調
負荷に応じて各部屋の必要風量を求める手段と、これら
必要風量に従って前記各ダンパの開度を制御する手段
と、起動から直ちに前記室内ファンの速度を前記各必要
風量の総和に応じた値に設定する手段とを備える。

【０００９】請求項２の空気調和機は、室内ファンの運
転により空調用空気を吹出す室内ユニットと、複数の部
屋に向かう分岐路を有し各部屋に上記室内ユニットの吹
出風を分配供給するダクトと、このダクトの各分岐路内
に設けた吹出し風量調節用のダンパと、前記各部屋の空
調負荷を求める手段と、これら空調負荷に応じて各部屋
の必要風量を求める手段と、これら必要風量に従って前
記各ダンパの開度を制御する手段と、前記室内ファンの
速度を前記各必要風量の総和に応じた値に設定する手段
と、前記各分岐路の通風量を検知する手段と、これら通
風量の総和と前記各必要風量の総和との差を求める手段
と、前記室内ファンの速度を前記風量差に対応する値だ
け補正する手段とを備える。

【００１０】

【作用】請求項１の空気調和機では、各部屋の空調負荷
を求め、これら空調負荷に応じて各部屋の必要風量を求
め、これら必要風量に従って各ダンパの開度を制御す
る。また、起動から直ちに、室内ファンの速度を各必要
風量の総和に応じた値に設定する。

【００１１】請求項２の空気調和機では、各部屋の空調
負荷を求め、これら空調負荷に応じて各部屋の必要風量
を求め、これら必要風量に従って各ダンパの開度を制御
する。また、室内ファンの速度を各必要風量の総和に応
じた値に設定する。そして、ダクトの各分岐路の通風量
を検知し、各通風量の総和と各必要風量の総和との差に
対応する値だけ室内ファンの速度を補正する。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。第１図に示すように、複数の部屋Ａ，
Ｂ，Ｃを有するビルディング等の建屋１があり、その建
屋１内に室内ユニット２を設置している。

【００１３】室内ユニット２は、空気吸込口３および空
気吹出口４を有し、空気吸込口３の内側に室内熱交換器
５を設け、空気吹出口４の内側に室内ファン６を設けて
いる。つまり、室内ファン６の運転により、空気吸込口
３からユニット内に室内空気を吸込み、それを室内熱交
換器５を通して空気吹出口４からユニット外に吹出す構
成としている。

【００１４】室内ユニット２は、さらに、室内ファン６
の吹出口近傍に吹出し空気温度センサ７を備えるととも
に、室内ファン６の駆動用としてインバータ回路８を備
えている。このインバータ回路８は、商用交流電源（図
示しない）の電圧を整流し、それを後述する制御器３０
の指令に応じた周波数の電圧に変換し、出力するもので
ある。この出力は、室内ファン６のモータに対する駆動
電力となる。つまり、インバータ回路回路８の出力周波
数Ｆに応じて室内ファン６の速度が連続的に変化する。

【００１５】室内ユニット２の空気吹出口４にダクト１
０の一端を接続する。このダクト１０は、空気吹出口４
から吹出される空調用空気をＡ室，Ｂ室，Ｃ室に分配供
給するためのもので、各部屋に向かう分岐路１１，１
１，１１を有している。この分岐路１１，１１，１１を
Ａ室，Ｂ室，Ｃ室の空気導入口に接続する。分岐路１
１，１１，１１にそれぞれ風量制御ユニット１２を設け
る。これら風量制御ユニット１２は、吹出し風量調節用
のダンパ１３および風量センサ１４を有している。ダン
パ１３は、モータ１３Ｍの駆動によって開度が零（全
閉）から全開まで連続的に変化する。

【００１６】風量センサ１４は、通風を受けて回転する
プロペラ、およびそのプロペラの回転数に対応する電圧
レベルの信号を出力する検出素子から成り、分岐路１１
の通風量を検知する手段として働く。また、建屋１の外
に室外ユニット２０を設置し、その室外ユニット２０と
室内ユニット２を一対の配管１５で接続する。

【００１７】室外ユニット２０は、能力可変圧縮機２
１、四方弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、室外
ファン２５、インバータ回路２６を有している。そし
て、圧縮機２１の吐出口に四方弁２２を介して室外熱交
換器２３を接続し、その室外熱交換器２３に配管１５の
一方の管を介して室内ユニット２の室内熱交換器５を接
続する。この室内熱交換器５に配管１５の他方の管およ
び四方弁２２を介して圧縮機２１の吸込口を接続する。
すなわち、室外ユニット２０および室内ユニット２にお
いて、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。

【００１８】上記インバータ回路２６は、商用交流電源
（図示しない）の電圧を整流し、それを後述する制御器
３０の指令に応じた周波数の電圧に変換し、出力するも
のである。この出力は、圧縮機２１のモータに対する駆
動電力となる。一方、室内ユニット２に制御器３０を設
ける。風量制御ユニット１２，１２，１２に、制御器４
０をそれぞれ設ける。

【００１９】制御器３０は、マイクロコンピュータおよ
びその周辺回路からなる。この制御器３０に、吹出し空
気温度センサ７、インバータ回路８、リモートコントロ
ール式の操作器（以下、リモコンと略称する）３１、四
方弁２２、室外ファン２５のモータ、インバータ回路２
６、制御器４０，４０，４０を接続する。リモコン３１
は、運転モード（冷房／暖房）、吹出し空気温度、運転
／停止など、運転条件を設定するためのものである。

【００２０】制御器４０，４０，４０は、マイクロコン
ピュータおよびその周辺回路からなる。この制御器４
０，４０，４０に、風量センサ１４およびリモコン４１
をそれぞれ接続する。これらリモコン４１は、室内温度
を設定する機能に加え、室内温度を検知する機能を備え
ている。そして、制御器４０は、次の機能手段を備え
る。 （１）リモコン４１の検知温度（室内温度）と同リモコ
ン４１の設定室内温度との差を空調負荷として求める手
段。 （２）求めた空調負荷から対応する部屋の必要風量を算
出して求める手段。 （３）求めた必要風量を制御器３０に知らせる手段。 （４）求めた必要風量に従って対応する部屋のダンパ１
３の開度を制御する手段。 （５）風量センサ１４の出力を基に、対応する分岐路１
１の通風量を検知する手段。 （６）検知した通風量を制御器３０に知らせる手段。 制御器３０は、次の機能手段を備える。

【００２１】（１）リモコン３１の操作に従って圧縮機
２１の運転（インバータ回路２６の駆動）、室外ファン
２５の運転、四方弁２２の切換、室内ファン６の運転
（インバータ回路８の駆動）を制御する手段。 （２）リモコン３１の設定吹出し空気温度と吹出し空気
温度センサ７の検知温度との差を空調負荷として求める
手段。 （３）求めた空調負荷に従って圧縮機２１の能力（つま
りインバータ回路回路２６の出力周波数）を制御する手
段。 （４）各制御器４０で求められた必要風量の総和を求め
る手段。 （５）起動から直ちに、室内ファン６の速度（つまりイ
ンバータ回路８の出力周波数Ｆ）を必要風量の総和に応
じた値に設定する手段。 （６）各制御器４０で求められた通風量の総和を求める
手段。 （７）通風量の総和と必要風量の総和との差を求める手
段。 （８）求められた風量差に対応する値だけ室内ファン６
の速度（つまりインバータ回路８の出力周波数Ｆ）を補
正する手段。 つぎに、上記の構成において作用を説明する。リモコン
３１で冷房または運転モードが選択されるとともに、所
望の吹出し空気温度が設定され、かつ運転開始操作がな
されたとする。

【００２２】すると、室外ユニット２０および室内ユニ
ット２の運転が開始され、室内ユニット２の空気吹出口
４から冷気または暖気が吹出される。この吹出し空気は
ダクト１０によってＡ室，Ｂ室，Ｃ室に分配供給され
る。

【００２３】このとき、室内ユニット２の吹出空気温度
が空気温度センサ７で検知され、その検知温度とリモコ
ン３１の設定吹出し空気温度との差が空調負荷として求
められる。

【００２４】そして、求められた空調負荷に従って圧縮
機２１の能力（つまりインバータ回路回路２６の出力周
波数）が制御され、吹出し空気温度が設定室内温度に向
かって変化する。一方、制御器４０，４０，４０は、図
２に示す制御を実行する。

【００２５】リモコン４１で検知される室内温度Ｔａを
取込み（ステップ１０１）、その室内温度Ｔａと同リモ
コン４１の設定室内温度Ｔｓとの差ΔＴ（Ｔａ−Ｔｓ）
を空調負荷として求める（ステップ１０２）。求めた空
調負荷から対応する部屋の必要風量Ｘを算出して求め
（ステップ１０３）、それを制御器３０に知らせる（ス
テップ１０４）。必要風量Ｘに従って対応する部屋のダ
ンパ１３の開度を求め（ステップ１０５）、その開度に
等しくなるようダンパ１３を駆動する（ステップ１０
６）。風量センサ１４の出力を基に、対応する分岐路１
１の通過風量Ｙを検知し（ステップ１０７）、それを制
御器３０に知らせる（ステップ１０８）。制御器３０
は、図３に示す制御を実行する。起動と同時に、各制御
器４０で求められた必要風量Ｘの総和Ｘｏを求める（ス
テップ２０１）。そして、起動から直ちに、室内ファン
６の速度（インバータ回路８の出力周波数Ｆ）を上記総
和Ｘｏに応じた値に設定するべく、次の制御を実行す
る。まず、室内ファン６の最大風量とインバータ回路８
の最高出力周波数Ｆmax との間に［最大風量＝Ａ・Ｆma
x ］の関係がある。Ａは定数（０＜Ａ＜１）。これから
［Ｘｏ＝Ａ・Ｆ］の関係を得、下式によりインバータ回
路８の目標出力周波数Ｆを求める（ステップ２０２）。 Ｆ＝Ｘｏ／Ａ この出力周波数Ｆが得られるよう、インバータ回路８を
駆動する（ステップ２０３）。

【００２６】このように、起動すると直ぐに、室内ファ
ン６の速度を必要風量Ｘの総和Ｘｏに対応する値に設定
することにより、Ａ室，Ｂ室，Ｃ室の風量を起動から短
時間のうちにそれぞれ満足し得る満足に至らせることが
できる。しかも、過剰静圧を防ぐことができ、騒音の低
減が図れる。

【００２７】この起動時の出力周波数Ｆおよびファン風
量の変化を実験により確かめたのが図４であり、従来は
ファン風量が安定するまでに５分３０秒もの長い時間が
かかっていたのに対し、本案では２分程度の短い時間で
風量が安定する。

【００２８】また、運転中は各制御器４０で求められた
必要風量Ｘの総和Ｘｏを求めるとともに（ステップ２０
４）、各制御器４０で求められた通過風量Ｙの総和Ｙｏ
を求める（ステップ２０５）。

【００２９】総和Ｘｏと総和Ｙｏとの差Ｚｏ（＝Ｘｏ−
Ｙｏ）を求め（ステップ２０６）、その風量差Ｚｏに対
応する値だけ室内ファン６の速度を補正するべく、次の
制御を実行する。まず、現時点の通過風量の総和Ｙｏと
インバータ回路８の出力周波数Ｆとの間に［Ｙｏ＝Ｂ・
Ｆ］の関係がある。Ｂは定数。これから［Ｚｏ＝Ｂ・Δ
Ｆ］の関係を得、下式により出力周波数Ｆに対する補正
値ΔＦを求める（ステップ２０７）。 ΔＦ＝Ｚｏ／Ｂ＝Ｆ／Ｙｏ この補正値ΔＦだけ、インバータ回路８の出力周波数Ｆ
を補正する（ステップ２０８）。

【００３０】このように、風量差Ｚｏに対応する値だけ
室内ファン６の速度を補正することにより、必要風量の
変化に対し風量の良好な追従性を確保することができ、
快適性の向上が図れる。

【００３１】この必要風量の変化に際しての出力周波数
Ｆおよびファン風量の変化を実験により確かめたのが図
５であり、従来はファン風量が安定するまでに１１分５
０秒もの長い時間がかかっていたのに対し、本案では３
分程度の短い時間で風量が安定する。なお、上記実施例
では、部屋数が３つの場合を例に説明したが、部屋数に
限定はない。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、

【００３３】請求項１の空気調和機は、室内ファンの速
度を、起動から直ちに、各必要風量の総和に応じた値に
設定する構成としたので、風量を起動から短時間のうち
に満足し得る状態に至らせることができ、しかも過剰静
圧を防いで騒音の低減が図れる。

【００３４】請求項２の空気調和機は、室内ファンの速
度を各必要風量の総和に応じた値に設定するとともに、
各部屋への通風量の総和と各部屋の必要風量の総和との
差に対応する値だけ室内ファンの速度を補正する構成と
したので、各部屋の必要風量の変化に対し風量の良好な
追従性を確保することができ、よって快適性の向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す図。

【図２】同実施例における各制御器４０の作用を説明す
るためのフローチャート。

【図３】同実施例における制御器３０の作用を説明する
ためのフローチャート。

【図４】同実施例における起動時の出力周波数Ｆおよび
ファン風量の変化を示す図。

【図５】同実施例における必要風量の変化に際しての出
力周波数Ｆおよびファン風量の変化を示す図。

【符号の説明】

１…建屋、２…室内ユニット、５…室内熱交換器、６…
室内ファン、１０…ダクト、１１…分岐路、１２…風量
制御ユニット、１３…ダンパ、２０…室外ユニット、２
１…能力可変圧縮機、２３…室外熱交換器、３０…制御
器、４０…制御器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内ファンの運転により空調用空気を吹
   出す室内ユニットと、複数の部屋に向かう分岐路を有し
   各部屋に前記室内ユニットの吹出風を分配供給するダク
   トと、このダクトの各分岐路内に設けた吹出し風量調節
   用のダンパと、前記各部屋の空調負荷を求める手段と、
   これら空調負荷に応じて各部屋の必要風量を求める手段
   と、これら必要風量に従って前記各ダンパの開度を制御
   する手段と、起動から直ちに前記室内ファンの速度を前
   記各必要風量の総和に応じた値に設定する手段とを備え
   たことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 室内ファンの運転により空調用空気を吹
   出す室内ユニットと、複数の部屋に向かう分岐路を有し
   各部屋に上記室内ユニットの吹出風を分配供給するダク
   トと、このダクトの各分岐路内に設けた吹出し風量調節
   用のダンパと、前記各部屋の空調負荷を求める手段と、
   これら空調負荷に応じて各部屋の必要風量を求める手段
   と、これら必要風量に従って前記各ダンパの開度を制御
   する手段と、前記室内ファンの速度を前記各必要風量の
   総和に応じた値に設定する手段と、前記各分岐路の通風
   量を検知する手段と、これら通風量の総和と前記各必要
   風量の総和との差を求める手段と、前記室内ファンの速
   度を前記風量差に対応する値だけ補正する手段とを備え
   たことを特徴とする空気調和機。