JPH07139787A - ゆらぎ空気調和装置 - Google Patents

ゆらぎ空気調和装置

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JPH07139787A
JPH07139787A JP5288498A JP28849893A JPH07139787A JP H07139787 A JPH07139787 A JP H07139787A JP 5288498 A JP5288498 A JP 5288498A JP 28849893 A JP28849893 A JP 28849893A JP H07139787 A JPH07139787 A JP H07139787A
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JP
Japan
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fluctuation
air conditioner
room
air
outdoor unit
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Pending
Application number
JP5288498A
Other languages
English (en)
Inventor
Keizo Matsui
敬三 松井
Yoshiteru Ito
義照 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】効率的かつ応答の早いゆらぎ空調を行うことを
目的とする。 【構成】家屋内各部屋に設置された空調機4a〜b、輻
射冷暖房装置5a〜b、換気扇6a〜b、空調機4a〜
bと輻射冷暖房装置5a〜bの共通の室外機1、および
空調機4a〜bの設定温度および輻射冷暖房装置5a〜
bの設定温度を室外機1の負荷が一定になるように同期
して変動させ、またCO2センサ7a〜bおよび活動量
センサ8a〜bより計算される必要換気量を満足する運
転時間で、空調機4a〜bの設定温度のゆらぎに同期さ
せて換気扇6a〜bの動作を行う機能を有したゆらぎ制
御装置2とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の温熱環境、空気
質環境を快適に保ちつつ、温熱環境にゆらぎを加え、動
的な快適感を在室者に与えることができる空気調和装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、室内の温度や風量などを揺らがせ
ることにより、居住者の自然な快適感を実現するための
空気調和装置は、各種提案されている。
【0003】例えば、特開平03−055452公報に
ある空調装置の制御方法では、設定温度と揺らぎ成分と
を加えて目標温度を設定すると共に、設定風量と揺らぎ
成分とを加えて目標風量を設定することにより、多くの
人が快適に感じる空調装置の制御を可能にしている。
【0004】また、ゆらぎ信号を作成する方法として
は、特開平03−055607公報にあるように、乱数
列によつて、1/fゆらぎする電圧をつくり、室内の照
明、温度、送風量及び暗騒音の時間的変化に相関性を持
たせることにより、室内環境の快適化を図る方法などが
提案されている。
【0005】また、特開平04−251145公報にあ
るように、室温偏差、室内吹出温度偏差及びゆらぎ信号
等に基づき、圧縮機及び室内フアンの各運転回転数を夫
々制御することにより、室内吹出温度を変化させること
なく、室内フアンの高速ゆらぎ運転を行い、室内を快適
に空調する装置も提案されている。
【0006】一方、室内の空気質を快適に保つために、
室内のCO2濃度をセンサにて検出し、その検出値があ
る値を超えたら換気扇を起動し、ある値より少なくなっ
たら換気扇を停止するといった製品もいくつか発売され
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り提案されているゆらぎ空気調和装置では、室内に設置
された空調機の設定温度をある周期で変化させることに
よりゆらぎを実現しているが、その場合、空調機に対す
る負荷、主に室外機、圧縮機に対する負荷がそれと同じ
周期にて変動する。そのため、無駄な電力を消費する傾
向にあり、また、温度の変化も迅速に行うことができな
い、といった欠点があった。
【0008】また、室内の温度にゆらぎを加え、かつ空
気質を保つために換気扇を併用する場合、換気扇の動作
するタイミングによっては、暖房の場合、室温を上げる
局面において温度の低い外気を導入するため、無駄な空
調を行ってしまい、また冷房の場合、室温を下げる局面
において温度の高い外気を導入するため室温の制御性が
悪くなり、しかも無駄なエネルギーを消費してしまうこ
とが考えられる。
【0009】また、室内の空気質を制御する場合、室内
に設置されたCO2センサの計測値に対して換気扇を制
御する場合、設置されたCO2センサの位置によって
は、在室者が発するCO2の影響が検出されるのに時間
がかかるため、迅速な換気対応ができないという欠点を
有していた。
【0010】本発明は上記従来の空気調和装置の課題を
解決するもので、同じ室外機を持つ複数の空調端末間で
の設定値を互いに同期して変動させることにより、エネ
ルギー効率が良く、かつ制御性の良いゆらぎ空気調和装
置を実現するものである。
【0011】また、換気扇も室温ゆらぎに合わせて動作
させることにより空気質の制御を加えたゆらぎ空調を効
率的に行うことができる空気調和装置を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、室内に設置さ
れた空調機と、同室内に設置された輻射冷暖房装置と、
空調機および輻射冷暖房装置の共通の室外機と、空調機
の設定温度および輻射冷暖房装置の設定温度を室外機の
負荷が実質上一定になるように変動させるゆらぎ制御装
置とを備えたゆらぎ空気調和装置である。
【0013】また、本発明は、家屋内各部屋に設置され
た空調機と、複数台空調機の共通の室外機と、各部屋の
空調機の設定温度を室外機の負荷が一定になるように変
動させるゆらぎ制御装置とを備えたゆらぎ空気調和装置
である。
【0014】また、本発明は、室内に設置された空調機
と、同室内に設置された換気扇と、空調機の設定温度を
変動させ、その空調負荷が低下するタイミングで換気扇
を主に動作させるゆらぎ制御装置とを備えたゆらぎ空気
調和装置である。
【0015】また、本発明は、さらに、室内に設置され
たCO2センサと、同室内に設置された活動量センサと
を備え、上記ゆらぎ制御装置が、CO2センサの計測値
および活動量センサの計測値から必要換気量を計算し、
その必要換気量を満足するように換気扇の動作時間を決
定し制御するゆらぎ空気調和装置である。
【0016】
【作用】この構成により、まずゆらぎ制御装置において
家屋内各部屋に設置された空調機、輻射冷暖房装置の設
定温度が、それにより発生する室外機の負荷が一定にな
るように、かつ各機器の設定温度の時系列が1/fゆら
ぎを持つように決定され、それぞれ各空調機、各輻射冷
暖房装置に設定される。これにより、室外機に対する負
荷が一定にて各室内の温熱環境にゆらぎが行われるた
め、エネルギー効率が良く、かつ時間遅れの少ない動的
温熱快適環境が実現される。
【0017】また、各部屋に設置された換気扇は、その
室の室温のゆらぎの中で空調負荷が低下するタイミン
グ、つまり冷房の際は室温が上昇するタイミング、暖房
の際は室温が低下するタイミングにて起動される。これ
により、換気扇による外気導入により発生する室温の変
動が、空調の目標値の方向に発生するため、無駄なエネ
ルギー消費のない効率的な動的温熱快適環境が、空気質
の快適環境と共に実現される。
【0018】また、換気扇は、室内に設置されたCO2
センサおよび、活動量センサにより決定される必要換気
量を満足する時間だけ運転されるため、空気質の快適性
も保証される。
【0019】
【実施例】以下、本発明によるゆらぎ空気調和装置の実
施例を図に基づいて説明する。図1は本発明によるゆら
ぎ空気調和装置のシステム構成の一実施例を示す図であ
る。部屋3a〜bの中には、その室温を制御するための
空調機4a〜b、輻射温度を制御するための輻射冷暖房
装置5a〜b、室内空気質を制御するための換気扇6a
〜bが設置される。また、この空調機4a〜b、輻射冷
暖房装置5a〜bの共通の室外機1があり、その間は冷
媒配管9によって接続されている。また、ゆらぎ制御装
置2は、各室内に設置された空調機4a〜b、輻射冷暖
房装置5a〜b、換気扇6a〜bの起動停止、設定温度
変更を行う。また、室内には、室内のCO2濃度を計測
するCO2センサ7a〜b、居住者の活動量を計測する
活動量センサ8a〜bが設置され、それらの計測値によ
り計算される必要換気量を満たすだけの換気扇6a〜b
の運転時間がゆらぎ制御装置2により計算され、実際に
制御される。
【0020】図2は本発明におけるゆらぎ制御装置2の
具体的構成を示す図である。本ゆらぎ制御装置2の構成
及び作用を以下に説明する。1/fゆらぎ信号発生手段
10では、乱数列を用いて1/f周波数特性を持った複
数の時系列が作成される。この複数の時系列は、それら
の和が0となるような位相差の持った時系列として作成
される。例えば、2つの時系列の場合、それらは互いに
逆位相の1/fゆらぎ時系列となる。また、空調負荷係
数記憶手段11には、室外機1に接続された複数の空調
機4a〜b、輻射冷暖房装置5a〜bの設定温度に対す
る室外機1への負荷の割合を表す空調負荷係数Fが記憶
されている。この空調負荷係数は、設定温度を1deg
変更したときの、室外機1への負荷影響度合いを表した
値で、この値が大きい程、その空調機の容量が大きいこ
とを表す。この値と、1/fゆらぎ信号発生手段10に
よって実際の各空調機4a〜b、輻射冷暖房装置5a〜
bの設定温度が、機器ゆらぎパターン決定手段12にて
計算される。例えば、空調機4aと空調機4bだけを考
えた場合、空調機4aの空調負荷係数がFa、空調機4
bの空調負荷係数がFbとすると、これら空調機間のゆ
らぎ振幅の比は、1/Fa:1/Fbと決定される。こ
れにより、全体での室外機への負荷は、ほぼ一定とな
る。また、この機器ゆらぎパターン決定手段12にて決
定された各機器の設定温度は、空調機設定手段13およ
び、輻射冷暖房装置設定手段14にて実際の機器に設定
される。
【0021】また、一方、室内に設置されたCO2セン
サ7a〜bの計測値および、活動量センサ8a〜bの計
測値より、快適な空気質環境を実現するための必要換気
量が、必要換気量計算手段16にて計算される。一般
に、必要換気量Vは、以下のように計算されるが、
【0022】
【数1】 必要換気量 V=100M/(Kmax−Ke) M:CO2発生量 Kmax:CO2許容濃度 0.1% Ke:外気中CO2濃度 0.03% まず、現在の測定された活動量から、CO2発生量を概
算する。例えば通常、人が発生するCO2量は、0.0
22m3/h・人であるが、活動量の大小によって、そ
の値が変動するため、その値を用いてCO2発生量を計
算することができ、これにより、必要換気量を計算する
ことができる。この値と、CO2センサ7a〜bの計測
値により、短期的な換気の必要性がわかるため、例え
ば、現在のCO2濃度が0.1%を超えているときに
は、換気量を最大にするといった処理により、総合的な
必要換気量が決定される。このようにして決定された必
要換気量を実現するために、換気扇設定手段15を通し
て換気扇6a〜bを制御するのであるが、換気扇6a〜
bの換気能力から換気扇の運転頻度がわかるので、この
運転頻度の情報から実際に換気扇6a〜bを運転する。
但し、先に決定した空調機4a〜bの運転パターンにお
いて、空調負荷が低減するタイミング、つまり暖房の場
合には、室温が下がるタイミングで、冷房の場合には、
室温が上がるタイミングにて換気を行うことにより、外
気導入による無駄な空調を回避することができる。 図
3は、本発明によるゆらぎ空気調和装置の制御タイミン
グの一例を表した図である。部屋3aにおける空調機4
aの設定温度は、(空調機a)で示すようにある温度を
中心として一定の温度幅で、1/fゆらぎ変動が加えら
れる。この中心温度は、すでに空調機4aに対し在室者
により設定された設定温度を用い、また、設定温度のゆ
らぎ変動は、ゆらぎ制御装置2の中に構成される1/f
ゆらぎ信号発生手段10、および機器ゆらぎパターン決
定手段12により決定される。同様に、他の空調端末で
ある空調機4b、輻射冷暖房装置5a〜bの設定温度
は、空調機4aのゆらぎ変動に同期して、互いに共有し
ている室外機1への負荷ができるだけ一定になるような
設定温度パターン、(空調機b)(輻射冷暖房装置a)
(輻射冷暖房装置b)にて運転される。つまり、空調機
4aの設定温度が低いときは、空調機4bの設定温度が
高くなるようなパターンで、全体としての負荷が一定に
なるように制御される。また、換気扇6a〜bは、この
空調機4a〜bの運転パターンに同期して、空調負荷の
低下するタイミングにて運転される。
【0023】なお、本発明の各ゆらぎ制御装置は、コン
ピュータを用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそ
れら各機能を有する専用のハード回路を用いて実現する
事が出来る。
【0024】また、空調機の数は、上記実施例では2台
であったが、それ以上であってももちろんかまわない。
【0025】また、室外機の負荷を一定にする場合、多
少の変動があっても、エネルギー効率が良くなる以上か
まわない。
【0026】また、本発明は、空調機と輻射冷暖房装置
との組合せ、又は複数の空調機の組合せ、又は空調機と
換気扇との組合せ、又はその換気扇に加えて、CO2セ
ンサと活動量センサとの組合せであってもかまわない。
【0027】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によるゆらぎ空気調和装置では、室外機に対する
負荷が実質上一定にて各室内の温熱環境にゆらぎが行わ
れるため、エネルギー効率が良く、かつ時間遅れの少な
い動的温熱快適環境が実現される。
【0028】また、換気扇による外気導入により発生す
る室温の変動が、空調負荷を低減する方向になるため、
無駄なエネルギー消費のない効率的な動的温熱快適環境
が、空気質の快適環境と共に実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるゆらぎ空気調和装置のシステム構
成の一実施例である。
【図2】本発明にかかる一実施例のゆらぎ制御装置のブ
ロック図である。
【図3】本発明によるゆらぎ空気調和装置の一実施例に
おける制御タイミングを表す図である。
【符号の説明】
1 室外機 2 ゆらぎ制御装置 3a〜b 部屋 4a〜b 空調機 5a〜b 輻射冷暖房装置 6a〜b 換気扇 7a〜b CO2センサ 8a〜b 活動量センサ 9 冷媒配管 10 1/fゆらぎ信号発生手段 11 空調負荷係数記憶手段 12 機器ゆらぎパターン決定手段 13 空調機設定手段 14 輻射冷暖房装置設定手段 15 換気扇設定手段 16 必要換気量計算手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内に設置された空調機と、同室内に設置
    された輻射冷暖房装置と、前記空調機および前記輻射冷
    暖房装置の共通の室外機と、前記空調機の設定温度およ
    び前記輻射冷暖房装置の設定温度を前記室外機の負荷が
    実質上一定になるように変動させるゆらぎ制御装置とを
    備えたことを特徴とするゆらぎ空気調和装置。
  2. 【請求項2】家屋内各部屋に設置された空調機と、前記
    複数台空調機の共通の室外機と、前記各部屋の空調機の
    設定温度を前記室外機の負荷が一定になるように変動さ
    せるゆらぎ制御装置とを備えたことを特徴とするゆらぎ
    空気調和装置。
  3. 【請求項3】室内に設置された空調機と、同室内に設置
    された換気扇と、前記空調機の設定温度を変動させ、そ
    の空調負荷が低下するタイミングで前記換気扇を主に動
    作させるゆらぎ制御装置とを備えたことを特徴とするゆ
    らぎ空気調和装置。
  4. 【請求項4】室内に設置されたCO2センサと、同室内
    に設置された活動量センサとを備え、ゆらぎ制御装置
    は、前記CO2センサの計測値および前記活動量センサ
    の計測値から必要換気量を計算し、その必要換気量を満
    足するように前記換気扇の動作時間を決定し制御するこ
    とを特徴とする請求項3記載のゆらぎ空気調和装置。
JP5288498A 1993-11-17 1993-11-17 ゆらぎ空気調和装置 Pending JPH07139787A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107493A (ko) * 2015-03-04 2016-09-19 서울과학기술대학교 산학협력단 온도변화율 정보를 활용한 자동제어시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107493A (ko) * 2015-03-04 2016-09-19 서울과학기술대학교 산학협력단 온도변화율 정보를 활용한 자동제어시스템

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