JPH05264092A

JPH05264092A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH05264092A
Application number: JP4063309A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sato; 義和佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-12
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2734280B2

Abstract

(57)【要約】【目的】室内空気の汚れ等に応じた最適な換気を自動
的にし、無駄な調和空気の排出がなくして冷暖房コスト
の低減を図る。【構成】外気用の１次熱交換器２,吸気ファン３,排気
ファン４をもつ熱交換型換気装置１と、室内熱交換器
９,室内ファン７をもつ空気調和機１４とを備えた空気
調和装置。複合センサ１５で室内１０の空気の汚れ,湿
度,酸素濃度のうち少なくとも１つを検出する。吸気フ
ァン３と空気調和機１４を接続する外気ダクト１２に外
気風速センサ１６を設け、室内空気を空気調和機１４を
経て循環させる循環ダクト１１a〜１１cの吸込側１１a
に循環風速センサ１７を設ける。両風速センサ１６,１
７から求まる風量比が、最適比率になるように、マイコ
ン１８により、吸気ファン３と室内ファン７の回転数
と、合流する吸込外気と循環内気の流量比を調整するダ
ンパ６の開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器を有して室内
空気と外気の換気を行なう熱交換型換気装置と、室内空
気を循環させつつ空気調和する室内空気調和機をダクト
で接続してなる空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置として、未公開ではある
が、本出願人が最近提案した図５に示すようなものがあ
る(特願平３−２６１２号)。この空気調和装置は、フィ
ルタ５２,熱交換器５３,ファン５４をもつ熱交換型換気
装置５１により、外気ダンパ５６を介設した外気取入ダ
クト５５を経て外気を取り入れて、吹出ダクト５７の各
分岐先端のＶＡＶユニット５８,５８…(風量調節ダン
パ)を経て室内の各ゾーンＺへ調和空気を吹き出す一
方、排気ファン５９により排気ダクト６０を経て室内空
気を屋外へ排出するとともに、排気ダクト６０のファン
下流側に切換ダンパ６１を設け、この箇所と熱交換型換
気装置５１の吸込側を、内気ダンパ６３をもつ還流ダク
ト６２で接続している。そして、制御ユニット６４は、
各ＶＡＶユニット５８が要求する目標風量Ｑiを合計
し、求めた合計風量ΣＱiを、ファン５４のＨ,Ｍ,Ｌの
各タップでの風量特性カーブ(横軸:風量,縦軸:機外静
圧)と所定の機外静圧カーブ(同上)との交点で決まる設
定風量と比較し、合計目標風量ΣＱiが設定風量を越え
て変化したときに、上記ファン５４のタップ切換を行な
うようになっている。

【０００３】さて、本発明の対象である熱交換型換気装
置と室内空気調和機とからなる従来の空気調和装置は、
上記図５の装置のＶＡＶユニット５８を、ファンと熱交
換器からなる室ごとの空気調和機に置き換えた点のみが
異なり、室ごとのファンの回転数に対して熱交換型換気
装置５１のファン５４のタップが、上述と同様に切換え
制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
空気調和装置は、各室ファンの要求する目標風量の合計
値にファン５４のタップを所定の機外静圧条件下で切換
制御するにすぎず、屋外から取り入れる取入外気量と、
室内を循環させる循環内気量の比率を積極的に制御する
ものではない。即ち、取入外気量と循環内気量の比率制
御は、操作者が、排気ダクト６０に対する還気ダクト６
２の開度を切換ダンパ６１で調整し、外気の取入量を外
気取入ダンパ５６で調整し、還気ダクト６２を流れる還
気量を内気取入ダンパ６３で調整してマニュアルで行な
われ、いわば成り行き任せになっている。そのため、各
室の要求風量は満たせても、導入外気量が少なくて換気
過小となると、室内空気が喫煙で汚れたり、高湿度や酸
欠状態になる一方、導入外気量が多くて換気過多となる
と、調和空気の無駄な排出により冷暖房コストの増大を
もたらし、また、他の機種では導入外気が室内の還気吸
込口から逆に吹き出すという欠点がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、取入外気量と循
環内気量の比率を積極的に制御することにより、室内空
気の汚れ等に応じた最適な換気を自動的に行ない、導入
外気の逆吹き出しが防止でき、冷暖房コストの低減を図
ることができる空気調和装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の空気調和装置は、図３(Ｂ)に例示
するように、外気を１次熱交換器２を通して吸い込む吸
気ファン３と室内空気を屋外へ排出する排気ファン４を
有する熱交換型換気装置１と、室内熱交換器９と室内フ
ァン７を有して、室内空気を循環ダクト１１a,１１cを
介して循環させつつ空気調和する空気調和機１４と、こ
の空気調和機１４と上記吸気ファン３を接続する外気ダ
クト１２と、上記排気ファン４と室内１０を接続する排
気ダクト１３を備えたものにおいて、上記室内１０の空
気の汚れ,湿度,酸素濃度のうち少なくとも１つを検出す
る室内環境検出手段１５と、上記外気ダクト１２に設け
られた外気風速センサ１６と、吸込側の上記循環ダクト
１１aに設けられた循環風速センサ１７と、上記室内環
境検出手段１５の検出信号と室内空気調和負荷状況に基
づいて、上記循環風速センサ１７および外気風速センサ
１６の検出信号から求まる風量比が、最適比率になるよ
うに上記吸気ファン３と室内ファン７の回転数を制御す
る制御手段１８を備えたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載の空気調和装置は、
図１(Ａ)に例示するように、外気を１次熱交換器２を通
して吸い込む吸気ファン３と室内空気を屋外へ排出する
排気ファン４を有する熱交換型換気装置１と、室内熱交
換器９と室内ファン７を有して、室内空気を循環ダクト
１１a,１１b,１１cを介して循環させつつ空気調和する
空気調和機１４と、この空気調和機１４と上記吸気ファ
ン３を接続する外気ダクト１２と、上記排気ファン４と
室内１０を接続する排気ダクト１３と、吸込外気と循環
内気の合流部に設けられ、両者の流量比を調整するダン
パ６を備えたものにおいて、上記室内１０の空気の汚
れ,湿度,酸素濃度のうち少なくとも１つを検出する室内
環境検出手段１５と、上記外気ダクト１２に設けられた
外気風速センサ１６と、吸込側の上記循環ダクト１１a
に設けられた循環風速センサ１７と、上記室内環境検出
手段１５の検出信号と室内空気調和負荷状況に基づい
て、上記循環風速センサ１７および外気風速センサ１６
の検出信号から求まる風量比が、最適比率になるように
上記吸気ファン３と室内ファン７の回転数および上記ダ
ンパ６の開度を制御する制御手段１８を備えたことを特
徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の空気調和装置の制御手段１８には、
室内１０の種々の空気汚染度,湿度,酸素濃度について、
室内空気調和負荷も加味した実験で予め求められた取入
外気量と循環内気量の最適比率が、例えばデータとして
テーブルに記憶されている。上記制御手段１８は、室内
環境検出手段１５からの室内空気の汚れ,湿度,酸素濃度
の少なくとも１つを表わす検出信号を受けて、その時点
の熱交換型換気装置１や空気調和機１４の熱交換器２,
９の運転率などによる室内空気調和負荷も加味し、上記
テーブルを参照して取入外気量と循環内気量の最適比率
を求め、この最適比率になるように熱交換型換気装置１
の吸気ファン３と空気調和機１４の室内ファン７の回転
数を制御する。そして、外気ダクト１２の外気風速セン
サ１６および循環ダクト１１aの循環風速センサ１７か
らの検出信号から、実際の取入外気量と循環内気量およ
びこれらの比率を求め、この比率が上記最適比率になる
ように上記両ファン３,７の回転数を例えばフィードバ
ック制御する。従って、室内空気の汚れ等に応じた最適
な換気が自動的に行なわれ、導入外気の逆吹き出しが防
止でき、無駄な調和空気の排出がなくなって冷暖房コス
トを低減できる。

【０００９】請求項２の空気調和装置の制御手段１８に
も、上述と同様に取入外気量と循環内気量の最適比率
が、例えば、データとしてテーブルに記憶されている。
上記制御手段１８は、室内環境検出手段１５からの同様
の検出信号を受けて、室内空気調和負荷も加味し、上記
テーブルを参照して取入外気量と循環内気量の最適比率
を求め、この最適比率になるように熱交換型換気装置１
の吸気ファン３,空気調和機１４の室内ファン７の回転
数および吸込外気と循環内気の流量比を調整するダンパ
６の開度を制御する。従って、上述と同様の効果が奏さ
れるうえ、追加されたダンパ６の開度調整により、より
細かく精密に最適比率を制御することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図１(Ａ),(Ｂ)は、本発明の空気調和装置の第
１実施例を示す夫々回路図,外観斜視図である。この空
気調和装置は、ケース内に１次熱交換器２とこれを通し
て外気を吸い込む吸気ファン３と室内空気を屋外へ排出
する排気ファン４を収容した熱交換型換気装置１と、ダ
ンパ６と室内ファン７をケースに収容したファン・ダン
パユニット５と、室内熱交換器９をケースに収容したエ
アコンユニット８で構成される。上記ファン・ダンパユ
ニット５とエアコンユニット８は、室内１０と順次循環
ダクト１１a,１１b,１１cを介して接続され、吸気ファ
ン３とダンパ６は外気ダクト１２で、排気ファン４と室
内１０は排気ダクト１３で夫々接続される。なお、上
記室内ファン７と室内熱交換器９で室内側の空気調和機
１４を構成する一方、上記ダンパ６は、図１(Ａ)の矢印
の如く揺動して、外気ダクト１２を経る取入外気(調和
外気)と循環ダクト１１aを経る循環内気の流量比を調整
する。

【００１１】上記室内１０には、室内の空気の汚れ,湿
度,酸素濃度を検出する室内環境検出手段としての複合
センサ１５を設ける一方、外気ダクト１２に外気風速セ
ンサ１６を、循環ダクト１１aに循環風速センサ１７を
夫々設けている。また、制御手段としてマイクロコンピ
ュータ(以下、「マイコン」と略称する)１８を設ける。こ
のマイコン１８は、上記外気風速センサ１６および上記
循環風速センサ１７の検出信号から実際の取入外気量と
循環内気量およびこれらの比率を求め、この比率が、上
記複合センサ１５の検出信号が表わす室内空気の汚染
度,湿度,酸素濃度等に応じて予め与えられた換気のため
の最適比率になるように、吸気ファン３と室内ファン７
の回転数およびダンパ６の開度をフィードバック制御す
る。なお、上記最適比率は、室内の空気汚染度,湿度,酸
素濃度,室内空気調和負荷を種々に変化させ、調和空気
の無駄な排出や取入外気の室内への逆吹き出しがなく、
かつ適度な換気がなされる最適な取入外気と循環内気の
量比率を実験で求めたものであって、マイコン１８の図
示しないメモリに、データテーブルとして上記パラメー
タと共に記憶される。また、図１(Ｂ)の外観斜視図にお
いて、１９,２０は、室内１０の天井に開口する循環ダ
クト１１a,１１cの端部の夫々吸込口ユニットおよび吹
出口ユニットである。

【００１２】上記構成の空気調和装置のマイコン１８に
よる制御動作を、図２を参照しつつ次に述べる。マイコ
ン１８は、リモコンからの指令を受けて制御動作を開始
し、ステップＳ１で、室内１０の複合センサ１５からの
空気の汚染度,湿度,酸素濃度を表わす検出信号を受け
て、その時点の熱交換器２,９の運転率および室温セン
サの検出した室温に応じた室内空気調和負荷と最低必要
換気量を加味し、メモリ中のデータテーブルを参照して
取入外気量と循環内気量の最適比率を求める。次に、ス
テップＳ２で、外気ダクト１２の外気風速センサ１６お
よび循環ダクト１１aの循環風速センサ１７からの検出
信号により、実際の取入外気量と循環内気量およびこれ
らの比率(実測比率)を算出する。そして、マイコン１８
は、ステップＳ３で、上記最適比率に対する実測比率の
偏差が零になるように、ダンパ６の開度および吸気ファ
ン３と室内ファン７の回転数を決定し、決定した値に上
記開度と回転数を制御する。つまり、上記最適比率が達
成されるように、ダンパ６の開度とファン３,７の回転
数がフィードバック制御されるのである。

【００１３】以上の制御によって、室内空気の汚れ,湿
度,酸素濃度に応じた最適な換気が自動的に行なわれ、
導入外気の吸込口から室内への逆吹き出しが防止でき、
無駄な調和空気の排出がなくなって、冷暖房コストを低
減することができる。また、ファンの回転数のみを制御
する後述の第２実施例に比して、ダンパの開度をも制御
するので、取入外気量と循環内気量の最適比率をより細
かく制御できるという利点がある。なお、上記第１実施
例では、実験で求めた取入外気量と循環内気量の最適比
率を、空気汚染度,湿度,酸素濃度等のパラメータと共に
マイコン１８のメモリにデータテーブルとして格納した
が、これを制御手段が上記パラメータを含む数式で算出
するようにもできる。また、制御手段は、上記マイコン
１８に限らず、データテーブルまたは数式で求められた
最適比率に基づき、操作者が手動でファン３,７の回転
数やダンパ６の開度を調整するものであってもよい。

【００１４】図３(Ａ)は、図１で述べた第１実施例の第
１変形例を示す回路図である。この第１変形例では、室
内ファン７と室内熱交換器９を１つのケースに収容して
室内側の空気調和機１４とし、外気ダクト１２,循環ダ
クト１１aに別々にダンパ２１,２２を設けた点がのみ異
なる。そして、マイコン１８は、両ファン３,７の回転
数のほか上記両ダンパ２１,２２の開度を制御して、取
入外気と循環内気の量比率を最適比率に制御するように
なっている。従って、この第１変形例でも、上述の第１
実施例と同様の作用,効果が奏される。

【００１５】図３(Ｂ)は、本発明の第２実施例を示す回
路図である。この第２実施例は、図３(Ａ)の第１変形例
の２つのダンパ２１,２２を省略し、循環ダクト１１aと
外気ダクト１２を室内空気調和機１４の後部のチャンバ
１４aで合流させた点のみが異なる。そして、マイコン
１８は、室内１０の複合センサ１５の検出信号と室内空
気調和負荷状況に基づいて、循環風速センサ１７および
外気風速センサ１６の検出信号から求まる風量比が、上
述の最適比率になるように吸気ファン３と室内ファン７
の回転数のみをフィードバック制御する。従って、この
制御によって、室内空気の汚れ,湿度,酸素濃度に応じた
最適な換気が自動的に行なわれ、導入外気の吸込口から
室内への逆吹き出しが防止でき、無駄な調和空気の排出
がなくなって、冷暖房コストを低減することができる。
また、この第２実施例は、取入外気量と循環内気量の最
適比率の細かな制御という点では第１実施例に劣るが、
ダンパの省略による装置コストの低減が図れるという利
点がある。

【００１６】図４(Ａ),(Ｂ)は、既述の第１実施例の第
２,第３変形例を示している。図４(Ａ)の第２変形例で
は、図１(Ａ)の第１実施例の室内熱交換器９を収容する
ケース８を大きくして、その入口側に取入外気用と循環
内気用のダンパ２５,２６を夫々設けて内,外気をここで
合流させるとともに、外気ダクト１２a,１２bの間に第
２吸気ファン２３を、循環ダクト１１a,１１a'の間に室
内ファン２４を夫々介設し、吐出側のダクト１２b,１１
a'に夫々外気風速センサ１６,循環風速センサ１７を設
けている。そして、マイコン１８は、室内１０の複合セ
ンサ１５および両風速センサ１６,１７の検出信号等に
基づき、第１実施例と同様に両ファン２３,２４の回転
数および両ダンパ２５,２６の開度をフィードバック制
御する。従って、この第２変形例でも、既述の第１実
施例と同様の作用,効果が奏されるうえ、取入外気用の
ファンとして第１,第２吸気ファン３,２３の２つがある
ので、多量の外気を取り入れることができるという利点
があり、要求換気量の大きい室に適する。

【００１７】図４(Ｂ)の第３変形例では、図４(Ａ)の第
２変形例の取入外気側のダンパ２５と吸気ファン２３を
そのままとする一方、循環内気側の室内ファン２４を分
流ダンパ２７をもつケースに収容して循環ダクト１１a
に介設し、ケースの一方の出口を循環ダクト１１a'でエ
アコンユニット８に、他方の出口を排気ダクト１３で排
気ファン４に夫々接続して、還気と排気に兼用してい
る。そして、マイコン１８は、第１実施例と同様に両フ
ァン２３,２４の回転数および両ダンパ２５,２７の開度
をフィードバック制御する。従って、この第３変形例で
も、既述の第１実施例と同様の作用,効果が奏されるう
え、排気用のファンとして排気ファン４と室内ファン２
４の２つがあるので、多量の室内空気を排出することが
できるという利点があり、要求排気量の大きい室に適す
る。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
空気調和装置は、外気用の１次熱交換器,吸気ファン,排
気ファンをもつ熱交換型換気装置と、室内熱交換器,室
内ファンをもつ空気調和機とを備えたものにおいて、室
内環境検出手段で室内の空気の汚れ,湿度,酸素濃度のう
ち少なくとも１つを検出する一方、上記吸気ファンと空
気調和機を接続する外気ダクトに外気風速センサを設
け、室内空気を空気調和機を経て循環させる循環ダクト
の吸込側に循環風速センサを設けて、両風速センサから
求まる風量比が、最適比率になるように、制御手段によ
り上記吸気ファンと室内ファンの回転数を制御するよう
にしているので、室内空気の汚れ等に応じた最適な換気
が自動的にでき、室内への導入外気の逆吹き出しが防止
でき、無駄な調和空気の排出がなくなって冷暖房コスト
を低減することができる。

【００１９】また、上記空気調和装置に、合流する取入
外気と循環内気の流量比を調整するダンパを追加し、上
記制御手段が、最適風量比率になるように吸気ファンと
室内ファンの回転数に加えて上記ダンパの開度をも制御
するようにすれば、上述の効果に加えてより細かく精密
に最適比率の制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和装置の第１実施例を示す回
路図および外観斜視図である。

【図２】上記第１実施例のマイコンの制御シーケンス
を示す図である。

【図３】上記第１実施例の第１変形例および本発明の
第２実施例を示す回路図である。

【図４】上記第１実施例の第２,第３変形例を示す回
路図である。

【図５】従来の空気調和装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１…熱交換型換気装置、２…１次熱交換器、３…吸気フ
ァン、４…排気ファン、６…ダンパ、７…室内ファン、
９…室内熱交換器、１０…室内、１１a〜１１c…循環ダ
クト、１２…外気ダクト、１３…排気ダクト、１４…空
気調和機、１４a…チャンバ、１５…複合センサ、１６
…外気風速センサ、１７…循環風速センサ、１８…マイ
コン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外気を１次熱交換器(２)を通して吸い込
む吸気ファン(３)と室内空気を屋外へ排出する排気ファ
ン(４)を有する熱交換型換気装置(１)と、室内熱交換器
(９)と室内ファン(７)を有して、室内空気を循環ダクト
(１１a,１１c)を介して循環させつつ空気調和する空気
調和機(１４)と、この空気調和機(１４)と上記吸気ファ
ン(３)を接続する外気ダクト(１２)と、上記排気ファン
(４)と室内(１０)を接続する排気ダクト(１３)を備えた
空気調和装置において、上記室内(１０)の空気の汚れ,湿度,酸素濃度のうち少な
くとも１つを検出する室内環境検出手段(１５)と、上記
外気ダクト(１２)に設けられた外気風速センサ(１６)
と、吸込側の上記循環ダクト(１１a)に設けられた循環
風速センサ(１７)と、上記室内環境検出手段(１５)の検
出信号と室内空気調和負荷状況に基づいて、上記循環風
速センサ(１７)および外気風速センサ(１６)の検出信号
から求まる風量比が、最適比率になるように上記吸気フ
ァン(３)と室内ファン(７)の回転数を制御する制御手段
(１８)を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】外気を１次熱交換器(２)を通して吸い込
む吸気ファン(３)と室内空気を屋外へ排出する排気ファ
ン(４)を有する熱交換型換気装置(１)と、室内熱交換器
(９)と室内ファン(７)を有して、室内空気を循環ダクト
(１１a,１１b,１１c)を介して循環させつつ空気調和す
る空気調和機(１４)と、この空気調和機(１４)と上記吸
気ファン(３)を接続する外気ダクト(１２)と、上記排気
ファン(４)と室内(１０)を接続する排気ダクト(１３)
と、吸込外気と循環内気の合流部に設けられ、両者の流
量比を調整するダンパ(６)を備えた空気調和装置におい
て、上記室内(１０)の空気の汚れ,湿度,酸素濃度のう
ち少なくとも１つを検出する室内環境検出手段(１５)
と、上記外気ダクト(１２)に設けられた外気風速センサ
(１６)と、吸込側の上記循環ダクト(１１a)に設けられ
た循環風速センサ(１７)と、上記室内環境検出手段(１
５)の検出信号と室内空気調和負荷状況に基づいて、上
記循環風速センサ(１７)および外気風速センサ(１６)の
検出信号から求まる風量比が、最適比率になるように上
記吸気ファン(３)と室内ファン(７)の回転数および上記
ダンパ(６)の開度を制御する制御手段(１８)を備えたこ
とを特徴とする空気調和装置。