JPH0536690B2 - - 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
可変風量制御方式を採用したダクト式の空気調和
機、特にその冷暖房運転の自動切換制御に関する
ものである。

〔従来の技術〕

１台の装置または１組のシステムで冷房運転と
暖房運転が行なえるものには、例えばヒートポン
プ、ヒートポンプとガスフアーネスの組合せ、エ
アコンとガスフアーネスとの組合せなど各種あ
る。これらにおいて冷暖房運転の選択は、居住者
が手動でスイツチを切り換えるのが一般的であつ
た。

しかし、冷暖房の切換は夏は冷房、冬は暖房が
基本であるが、季節の変わり目には昨日は暖房し
たが今日は冷房が必要であるとか、大陸的気候の
土地では日中は冷房が必要で夜間は暖房が必要で
あるなど、ひんぱんな切換が要求され、この冷暖
房の切換を適切に行なわないと快適な空調を行な
えない。

さて、１台の熱源機により１つの部屋を空調す
るタイプの空気調和機の冷暖房自動切換制御に
は、従来いくつかのものが提案されている。

例えば実公昭62−9460号公報では、室温T_Rと
あらかじめ設定した基準温度T₁，T₂，T₃（T₁＜
T₂＜T₃）を比較し、電源投入時はT_R＞T₂で冷房
を、T_R＜T₁で暖房を選択し、その後T_R＜T₁で冷
房から暖房に、T_R＞T₃で暖房から冷房に運転モ
ードを切換えるようにしている。

また同様の第２の従来例として実公昭59−
14694号公報があり、室温が目標温度より高い時
は冷房を、室温が目標値より所定値以上低いとき
は暖房を選択する第１の制御モードと、室温が目
標値より低い時は暖房を、室温が目標値より所定
値以上高いときは冷房を選択する第２の制御モー
ドを有し、運転開始時において室温が目標値より
高い時は第１の制御モード、目標値より低い時は
第２の制御モードを選択して運転を開始し、第１
の制御モードにおける暖房運転中に室温が目標値
に近くなると第２の制御モードに移行し、第２の
制御モードにおける冷房運転中に室温が目標値に
近くなると第１の制御モードに移行して運転を行
なうようにしている。

さらに同様の第３、第４の従来例として特開昭
61−272544号公報や特公昭59−25933号公報など
がある。

また第５の従来例としてダクト式の空気調和機
で、１台の熱源機を用い各室に配置されたサーモ
スタツトにより各々の部屋の室温を調節するシス
テムの冷暖房自動切換制御には、例えば米国特許
4530395号がある。これは、各サーモスタツトに
冷房・暖房の切換スイツチと冷房時の設定室温と
暖房時の設定室温の設定器があり、モニター装置
で各サーモスタツトからの冷房と暖房の各々の要
求数を比較し、その結果により運転モードを選択
し、選択した運転モードを要求している部屋のダ
ンパを制御し室温を調節し、その他の部屋のダン
パを閉じるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の第１から第４の従来技術における空気調
和機では、１台のサーモスタツトで１つの部屋の
空調を行なう場合には有効な方法であるが、複数
の部屋を各々のサーモスタツトで制御する場合に
は、各々の部屋の設定室温が異なり、そのまま利
用することができないという問題点があつた。

また第５の従来技術における空気調和機では、
システム全体の冷暖房切換は自動になつている
が、各々のサーモスタツトでは手動で冷暖房を選
択しなければならず操作がわずらわしいという問
題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかわる空気調和機は、各部屋に配
置されたサーモスタツトからの信号と外気温検出
器からの信号により各部屋の室温と外気温を温度
測定手段で測定し、この測定結果に基づき運転モ
ードが自動モードに変つた直後に各室の平均室温
により冷暖房の選択を第１冷暖判定手段で判定
し、この判定に引き続いて熱源機が停止中の場合
に外気温により冷暖房を第２冷暖判定手段で再び
判定するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、第１冷暖判定手段が運転
モードが自動に変つた直後において、各室の平均
室温が基準値T₁より高い場合は冷房を、低い場
合は暖房を選択し、また第２冷暖判定手段が熱源
機が停止中において外気温が基準値T₂より高い
場合は冷房を、基準値T₃（T₂＞T₃）より低い場
合は暖房を、T₂とT₃の間の場合は熱源機停止時
間を積算し、この値が基準時間より大きいときに
冷房（現在暖房の時）または暖房（現在冷房の
時）を選択するから、外気温等により熱負荷が変
動しても自動的に最適な運転モードが選択され
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図はこの発明の基本構成を示す原理図であ
る。この第１図から明らかなように、温風または
冷風を発生する熱源機１および送風機２と、この
温風または冷風を各部屋へ分配するダクト３と、
このダクトの各枝部分に配置されたダンパ４と、
各部屋に配置されたサーモスタツト５と、屋外の
温度を検出する外気温検出器６とを備え、この外
気温検出器６とサーモスタツト５の信号を入力と
する温度測定手段７で外気温と各室の室温を測定
し、この測定結果に基づき第１冷暖判定手段８で
運転モードが自動モードに変つた直後に各室の平
均室温により冷暖房を判定し、この判定に引き続
き第２の冷暖判定手段で熱源機が停止中の場合に
外気温により冷暖房を再び判定するように構成さ
れている。

第２図は第１図の原理方式を適用した空気調和
機全体のシステム構成図である。図中、１０は住
宅の天井裏などに設置された熱源機１としてのヒ
ートポンプを構成する室内機で、内部には送風機
２、フイルタ１１及び熱交換器１２を備えてい
る。１３は屋外に設置された室外機であり、その
内部に外気温を検出する外気温検出器６が配置さ
れている。１４は室内機１０に接続したダクト３
から各部屋３５ａ〜３５ｄへ分岐連通する枝ダク
トであり、１５ａ〜１５ｄはこの枝ダクト１４ａ
〜１４ｄの途中に配置されたVAVユニツトで、
モータ等で開または閉に制御されるダンパ４ａ〜
４ｄを内蔵している。

枝ダクト１４ａ〜１４ｄの端部に吹出口１６ａ
〜１６ｄが接続されており、また、各部屋に吸込
口１７ａ〜１７ｄが取り付けられている。

さらに、室内機１０の吸込側に吸込口１８が設
けられているとともに、室内機１０に制御装置１
９が取り付けられている。

また、上記ダクト３内に温度検出器２０と圧力
検出器２１が設けられている。

なお、ルームサーモスタツト５ａ〜５ｄには、
図示していないが、室温検出器と室温設置器が設
けられている。室温設定は手動または自動の冷暖
房温度スケジユールにより設定するようになつて
いる。また、ルームサーモスタツト５ａ〜５ｄの
内の一つは電源の入切や運転モードの切換えを行
うメインコントローラの役目を兼ねており、運転
モードは停止・送風・自動・暖房の各モードがあ
る。

第３図は制御装置１９の具体的回路構成図であ
る。図中、２２は制御装置１９を構成するマイク
ロコンピユータで、CPU２３、メモリ２４、タ
イマー２５、入力回路２６、及び出力回路２７か
ら構成されている。

２８は各ルームサーモスタツト５ａ〜５ｄ、外
気温検出器６、温度検出器２０及び圧力検出器２
１の検出信号が入力されるアナログマルチプレク
サである。このアナログマルチプレクサ２８の出
力は、Ａ／Ｄ（アナログ／デイジタル）変換器２
９によりデイジタル信号に変換され、入力回路２
６を介してCPU２３に取込まれるようになつて
いる。

出力回路２７にはホトカプラ３０ａを介して熱
源機制御器３１が接続されている。この熱源機制
御器３１はインバータにより形成され、その出力
を熱源機１に供給するようになつている。

同様にして、出力回路２７にはホトカプラ３０
ｂを介して送風機制御器３２が接続されている。
この送風機制御器３２はインバータ等により構成
され、送風機２を制御するようにしている。

さらに、出力回路２７にはホトカプラ３０ｃを
介して各々のダンパ制御器３３が接続されてい
る。各ダンパ制御器３３はダンパ制御手段として
のリレーなどから構成され、ダンパ４ａ〜４ｄを
開または閉に制御するようにしている。

なお、３４は上記熱源機制御器３１、送風制御
器３２及びダンパ制御器３３に交流または直流の
電力を供給する電源である。

次に上記実施例の動作を第４図を参照しながら
説明する。

第４図はマイクロコンピユータ２２のメモリ２
４に記憶された冷暖房自動切換制御部分の制御プ
ログラムを示すフローチヤートで、運転モードが
自動の時に実行される。

まず温度測定手段７では、ステツプ36とステツ
プ37で示す処理が実行される。即ち、外気温検出
器６と各室のサーモスタツト５から外気温と各室
の室温がアナログマルチプレクサ２８、Ａ／Ｄ変
換器２９、入力回路２６を経由してCPU２３に
入力される。

次に第１冷暖判定手段８では、ステツプ38〜ス
テツプ41で示す処理が実行される。この処理は熱
源機１の運転・停止に関係なく行なわれる。ステ
ツプ38では運転モードが他のモードから自動モー
ドに入つた直後かどうかが判定される。この第１
冷暖判定手段８は、他のすべてのモードから自動
モードに入つた場合に適用してもよいし、また少
なくとも停止モードから自動モード、送風モード
から自動モードに入つた場合のみ適用するように
してもよい。この後者の場合、冷房モードから自
動モードに入つた場合は冷房に、暖房モードから
自動モードに入つた場合は暖房に、自動モードか
ら再び自動モードに入つた場合は前の冷房または
暖房の状態に冷暖房の選択を行なう。ステツプ38
で自動モードに入つた直後と判定された場合、次
のステツプ38へ進み、ここで上記ステツプ37で測
定された各室の室温が平均され、この値が22℃よ
り高いか低いかが判定される。この室温の平均値
の求め方には２通りあり、１つはすべての部屋の
室温の平均値を求めるやり方、１つはサーモスタ
ツト５でその部屋の空調が強制的に停止されてい
る部屋を除いた平均値であり、どちらを採用して
もよい。ステツプ39で平均室温が22℃以上と判定
された場合は、22℃以下と判定された場合は暖房
が選択される。

次に第２冷暖判定手段９では、ステツプ42〜ス
テツプ48で示す処理が実行される。ここでは自動
モード運転における冷房から暖房、暖房から冷房
への変更処理が行なわれる。まずステツプ42で熱
源機１が現在運転中かどうかが判定され、運転中
ならば第２冷暖判定手段９を抜け出る。また熱源
機１が停止中の場合は次のステツプ43へ進み、上
記ステツプ36で測定された外気温の判定が行なわ
れる。ここで、外気温が25℃以上のときはステツ
プ47へ進み冷房が、15℃以下のときはステツプ48
へ進み暖房が選択され、第２冷暖判定手段９を抜
けでる。また外気温が15〜25℃の間と判定された
場合は次のステツプ44へ進み、ここで熱源機１の
運転停止時間が積算される。次のステツプ45で
は、この停止時間が判定され、30分以内のときは
第２冷暖判定手段９を抜けだし、30分以上のとき
は次のステツプ46へ進む。ステツプ46では、現在
暖房が選択されているならばステツプ47へ進み暖
房を、冷房が選択されているならばステツプ48へ
進み暖房を選択する。

自動モードにおける冷暖房の判定は、以上のよ
うに行なわれ、この結果はCPU２３から、出力
回路２７、ホツカプラ３０ａを経由して熱源機制
御器３１へ送られ、熱源機１の冷暖房の切換を行
なう。

以上の制御によれば、例えば１日のうちで昼間
は冷房負荷が、夜間は暖房負荷がある場合、日
中、運転モードを停止から自動に入れると、各室
の平均温度が高いため第１冷暖判定手段８により
冷房が選択され冷房運転が開始され、室温を冷房
の設定室温に制御する。夕方になり外気温が低下
してきて冷房負荷が減少してくると各室の室温は
冷房の設定室温を下回るようになり、ダンパ４が
順次閉じていく。すべての部屋のダンパ４が閉じ
ると熱源機１は停止する。外気温がさらに低下す
ると熱源機１の停止状態は連続し、各室の室温も
設定室温を大幅に下回るようになる。外気温が15
〜25℃の間に下がり、熱源機１の運転時間が30分
を越えると第２冷暖判定手段９で暖房が選択され
る。この時、室温は暖房の設定室温を下回つてい
るため、ダンパ４が開き熱源機１の運転が再開さ
れ、暖房運転が行なわれ、室温を暖房の設定室温
に制御する。

なお、上記実施例のステツプ39、ステツプ43に
おける判定温度、ステツプ45における判定時間は
実施例の値に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、温度測定手段
の外気温と各室の室温の値に基づいて、第１冷暖
判定手段で平均室温により自動モードに入つた直
後の冷暖の判定を行ない、第２冷暖判定手段で外
気温と熱源機の停止時間により再び冷暖の判定を
行なうように構成したので、複数のサーモスタツ
トをもち各々の部屋の設定室温が異なる場合で
も、熱負荷状態に応じた適切な冷暖房の判定が行
なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の基本構成を示
す原理図、第２図はこの発明の空気調和機の全体
を示すシステム構成図、第３図はこの発明の空気
調和機における制御装置の構成を示すブロツク
図、第４図は第３図の制御装置の動作を説明する
ためのフローチヤートである。 １……熱源機、２……送風機、３……ダクト、
４……ダンパ、５……サーモスタツト、６……外
気温検出器、７……温度測定手段、８……第１冷
暖判定手段、９……第２冷暖判定手段である。な
お、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 温風または冷風を発生させる熱源機と、冷温
   風を各部屋へ分配するダクトと、冷温風を搬送す
   る送風機と、各部屋に配置されたサーモスタツト
   と、上記ダクトの各枝部分に配置されサーモスタ
   ツトの検出信号に基づき各室の室温を設定値に制
   御するダンパと、外気温検出器を備えた空気調和
   機において、サーモスタツトの検出信号を入力と
   し各室の室温を測定しまた外気温検出器の検出信
   号を入力とし外気温を測定する温度測定手段、こ
   の温度測定手段の測定結果に基づき運転モードが
   自動モードに変つた直後に各室の平均室温により
   冷暖房を判定する第１冷暖判定手段、この第１冷
   暖判定手段の判定に引き続き、熱源機が停止中の
   場合に外気温により冷暖房を再び判定する第２冷
   暖判定手段を備えたことを特徴とする空気調和
   機。 ２ 第１冷暖判定手段は、運転モードが少なくと
   も停止から自動、または送風から自動に変つた直
   後において、各室の平均室温が基準値T₁より高
   い場合は冷房を、低い場合は暖房を選択するよう
   になつている特許請求の範囲第１項記載の空気調
   和機。 ３ 温度測定手段は、すべての部屋の平均室温を
   測定するようになつている特許請求の範囲第２項
   記載の空気調和機。 ４ 温度測定手段は、サーモスタツトでその部屋
   の空調が停止されている部屋を除いた、空調中の
   部屋の平均室温を測定するようになつている特許
   請求の範囲第２項記載の空気調和機。 ５ 第２冷暖判定手段は、熱源機が停止中におい
   て外気温が基準値T₂より高い場合は冷房を、基
   準値T₃（T₂＞T₃）より低い場合は暖房を、T₂と
   T₃の間の場合は熱源機停止時間が基準時間より
   大きいときに冷房（現在暖房の時）または暖房
   （現在冷房の時）を選択するようになつている特
   許請求の範囲第１項記載の空気調和機。