JPH0719574A - 空調システムの風量制御装置 - Google Patents

空調システムの風量制御装置

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JPH0719574A
JPH0719574A JP5190903A JP19090393A JPH0719574A JP H0719574 A JPH0719574 A JP H0719574A JP 5190903 A JP5190903 A JP 5190903A JP 19090393 A JP19090393 A JP 19090393A JP H0719574 A JPH0719574 A JP H0719574A
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JP
Japan
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air
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sensor
concentration
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JP5190903A
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Hiroyasu Ito
裕安 伊藤
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Fujita Corp
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Fujita Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被空調空間の清浄な空気質環境を確保すると
ともに、省エネルギ化を可能にする。 【構成】 室10と空調機11間を、可変風量ユニット
15を有する給気ダクト13と還気量調節手段を有する
還気ダクト14により接続し、空調機11の還気導入側
に外気取り入れ用送風機25を設け、CO2 センサ18
により検出した室10内の空気のCO2 濃度により取り
入れ外気量を設定し、室10内の冷暖房負荷に要求され
る給気量とSPMセンサ19で検出した粉塵濃度から求
められる給気量の大きい方を室10への給気量として選
定し、この給気量で調和空気が吹き出されるように前記
空調機11、前記可変風量ユニット15及び前記還気量
調節手段を制御する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被空調空間の熱負荷の
除去と空気清浄度を維持するための空調システムの送風
量制御装置に係り、さらに詳しくは、空調される空間の
CO2 濃度とタバコの煙等による粉塵濃度により空調シ
ステムの外気取り入れ量及び給気量を制御して快適な居
住環境得る空調システムの送風量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】保健用空気調和或は産業用空気調和を行
う空調システムは、一般に、一定量の外気と被空調空間
からの還気とを混合して空調機に導入し、ここで熱負荷
条件に従って冷却・減湿(冷房時)または加熱・加湿
(暖房時)した空気をダクトにより被空調空間内に送
り、吹き出すことで被空調空間を空気調和しるようにな
っている。従来、このような空調システムにおいて、被
空調空間への送風量を制御する場合は、主に被空調空間
の温度をセンサにより検出し、この検出した温度により
可変風量ユニットを制御することにより、吹き出し風量
を調整していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の空調システムでは、被空調空間の冷暖房負
荷に基づいて吹き出し風量を制御する方式になっている
ため、被空調空間内の空気質、即ち在室者が発生するC
2 ガス及びタバコの煙等の粉塵により、室内の空気清
浄度が悪化していても、冷暖房時の熱負荷を処理するだ
けで、空気清浄度については二次的に取り扱われてい
た。従って、タバコの煙等により室内の粉塵濃度が高く
なっているにも拘らず、冷暖房時の熱負荷が低下するこ
とにより、吹き出し風量が減少し還気量が減少した場合
には、室内の粉塵等をなかなか排除することができず、
清浄な空気質環境を確保できないという不具合がある。
また、室内の空気清浄度がよくても、一定量の外気を取
り入れているため、必要以上の外気を取り入れられるこ
とになり、その結果、送風機動力及び熱源動力が大きく
なり、エネルギ消費量が増加するという問題があった。
【0004】本発明は、上記のような従来の問題を解決
するものであり、その目的とするところは、被空調空間
の清浄な空気質環境を確保できるとともに、省エネルギ
化を可能にした空調システムの送風量制御装置を提供す
るにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、被空調空間と空調機間を接続する給気ダク
ト及び還気ダクトと、前記空調機から前記給気ダクトを
介して前記被空調空間に吹き出される調和空気の風量を
調節する可変風量ユニットと、前記被空調空間から前記
還気ダクトを介して前記空調機に導入される還気量を調
節する還気量調節手段と、前記空調機に導入される外気
取り入れ量を調節する外気調節手段とを有する空調シス
テムの風量制御装置であって、前記還気中のCO2 濃度
を検出するCO2 センサと、前記還気中の粉塵濃度を検
出する粉塵濃度センサと、前記CO2 センサで検出され
たCO2 濃度に基づいて前記外気調節手段を制御する第
1の制御手段と、前記粉塵濃度センサで検出された粉塵
濃度に基づいて清浄空気質を確保するのに必要な給気量
を算出する第1の演算手段と、前記被空調空間の空調負
荷に要求される給気量を算出する第2の演算手段と、前
記第1及び第2の演算手段から算出された給気量のう
ち、大きい方の給気量で調和空気が吹き出されるように
前記空調機、前記可変風量ユニット及び前記還気量調節
手段を制御する第2の制御手段とを備える構成にした。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明による空調システムの送風量制御
装置の構成図である。図1において、10は空気調和さ
れる被空調空間に相当する室、11は室10内の空気状
態をその室の使用目的に適した状態にする空調機、12
は空調システム全体を制御し管理する制御装置であり、
この制御装置12はマイクロコンピュータから構成され
る。
【0007】空調機11は図略のエアフイルタ、予熱
器、減湿器、加湿器、再熱器及び送風機111から構成
され、送風機111は、制御装置12からの制御信号に
より制御される送風機コントローラ112に接続されて
いる。また、空調機11の空気吐出側と室10の空気吹
出口10a間は給気ダクト13により接続され、室10
の還気口10bと空調機11の空気吸入側間は還気ダク
ト14により接続されている。
【0008】前記給気ダクト13の空気吹出口10a側
には、制御装置12により制御される可変風量(VA
V)ユニット15が設けられ、さらに、給気ダクト13
には、該給気ダクト13内を流れる給気量を検出する給
気用風量センサ16が設置されており、この風量センサ
16の出力信号は制御装置12に入力される。前記室1
0には、その室内温度を検出する温度センサ17が設置
され、この温度センサ17の検出信号は制御装置12に
入力される。また、前記還気ダクト14には、還気中の
CO2 濃度を検出するCO2 センサ18、及びタバコの
煙等の粉塵濃度を検出するSPMセンサ19が室10の
還気口10b側に近接して設置されており、この各セン
サ18、19の検出信号は制御装置12に入力される。
さらに、還気ダクト14の途中には、還気用の送風機2
0、還気量調整用のダンパー21及び空調機11への還
気量を検出する還気用風量センサ22がそれぞれ設けら
れている。還気用の送風機20は、制御装置12からの
制御信号により制御される送風機コントローラ201に
接続されている。還気量調整用のダンパー21は制御装
置12により制御され、還気用風量センサ22の出力信
号は制御装置12に入力される。
【0009】前記空調機11の空気吸入側に接続される
還気ダクト14には、外気取り入れ用のダクト24が接
続され、このダクト24には、外気取り入れ用の送風機
25及び取り入れ外気量を検出する外気用風量センサ2
6がそれぞれ設けられており、外気取り入れ用の送風機
25は、制御装置12からの制御信号により制御される
送風機コントローラ251に接続されている。また、外
気用風量センサ26の出力信号は制御装置12に入力さ
れる。還気用送風機20の吐出側と還気量調整用ダンパ
ー21の空気導入側間を結ぶ還気ダクト14には排気ダ
クト27が接続され、この排気ダクト27には排気量調
整用のダンパー28が設けられている。排気量調整用の
ダンパー28は制御装置12により制御される。
【0010】なお、上記実施例において、制御装置12
は第1、第2の演算手段及び第1、第2の制御手段を、
送風機20,還気量調整用ダンパー21,風量センサ2
2及び排気量調整用ダンパー28は還気量調節手段を、
送風機25,送風機コントローラ251及び風量センサ
26は外気調節手段をそれぞれ構成する。
【0011】次に、上記のように構成された本空調シス
テムの動作について説明する。本空調システムが動作し
ている状態において、外気取り入れ量はCO2 濃度によ
り設定される。この外気取り入れ量を得る場合は、還気
用送風機20により吸引される還気中のCO2 ガス濃度
をCO2 センサ18により検出し、この検出値を制御装
置12に取り込み、CO2 濃度に応じた送風機制御指令
を演算する。そして、この演算値を制御指令として送風
機コントローラ251に加え、該送風機コントローラ2
51で送風機25を回転制御することにより、取り入れ
外気量をCO2 濃度に応じた量に設定できる。また、こ
のときの外気取り入れ量は、風量センサ26により検出
した検出値を制御装置12に取り込み、該検出値と上記
演算値との差がゼロとなるように送風機25を制御する
ことで制御される。
【0012】また、室10への給気量は、室内の冷暖房
負荷、及び還気中の粉塵濃度の夫々により別々に設定さ
れる。そして、この両給気量のうち、より多い方の給気
量が制御装置12により選定され、この選定された給気
量になるように、空調機11及びVAVユニット15に
よって室10への吹き出し風量が制御される。
【0013】ここで、室内の冷暖房負荷に要求される給
気量を得る場合は、温度センサ17により検出した室1
0内の温度値を制御装置12に取り込み、この温度値か
ら冷暖房負荷に応じた給気制御指令を演算する。そし
て、この演算値を制御指令として空調機11の送風機1
11及びVAVユニット15に加え、これらの風量を制
御することにより、室10内への吹き出し風量を制御す
る。また、粉塵濃度から要求される給気量を得る場合
は、還気用送風機20により吸引される還気中の粉塵濃
度をSPMセンサ19により検出し、この検出値を制御
装置12に取り込む。制御装置12では、検出値から粉
塵濃度に応じた給気制御指令を演算する。そして、この
演算値を制御指令として空調機11の送風機111及び
VAVユニット15に加え、これらの風量を制御するこ
とにより、室10内への吹き出し風量を制御する。な
お、上記給気量は、給気用風量センサ16により検出さ
れ、この検出値を制御装置12にフイードバックするこ
とにより、給気量を上記要求される給気量に制御するよ
うになっている。
【0014】室10の還気量は、該室10内への給気量
から外気取り入れ量を差し引いた値に設定される。この
還気量を得る場合は、還気用風量センサ22で検出され
る風量検出値を制御装置12に取り込み、この検出値、
即ち還気量が室10内への給気量から外気取り入れ量を
差し引いた値になるように、制御装置12からの指令信
号により送風機コントローラ201を制御して還気用送
風機20の回転速度を調整するとともに、制御装置12
からの指令信号により還気量調整用ダンパー21及び排
気量調整用ダンパー28の開度を調整することで行われ
る。
【0015】上記のような制御形態を有する空調システ
ムにおいて、室10内への給気量が冷暖房負荷条件下で
制御されている場合に、冷暖房負荷が低下してくると、
これに応じて空調機11からの熱源発生能力も低下する
とともに、室10内への給気量も減少する。この時の給
気量は、空調機11のVAVユニット15の風量を制御
装置12により制御することで行われる。一方、給気量
が減少すると、給気量と取り入れ外気量との差である還
気量も減少する。この時、取り入れ外気量はCO2 濃度
により決定されているため、CO2 濃度が変化しない限
り、取り入れ外気量が変化することがない。因に、還気
中のCO2 濃度が無視できる程度のレベルであれば、取
り入れ外気量はゼロに設定されることになる。また、室
10への給気量を冷暖房負荷条件下で制御している時
に、在室者等が発生するCO2 ガスにより室10内のC
2 濃度が上昇すると、このCO2 濃度に応じて送風機
25により導入される取り入れ外気量が増加する。これ
と共に空調機11に導入される還気量を取り入れ外気量
の増加分に相当する量減少させるために、還気量調整用
ダンパー21の開度が絞られ、該ダンパー21を通過す
る還気量を制限し、かつ排気量調整用ダンパー18の開
度を大きくして、該ダンパー28を通過する還気の排気
量を増加させる。これにより、室10内が積極的に換気
されCO2 ガス濃度の高い室内を浄化することになる。
【0016】次に、粉塵濃度により設定された給気量で
空調システムが制御される場合について説明する。この
場合は、在室者の喫煙により発生するタバコの煙などで
室10内の粉塵濃度が上昇し、この粉塵濃度に応じて制
御装置12で算出された給気量の値が冷暖房負荷から求
められた給気量の値より大きいときである。従って、制
御装置12では、粉塵濃度から求めた給気量の方を選定
し、この選定された給気量に基づいて空調システムを制
御することになる。即ち、制御装置12は、粉塵濃度か
ら求めた給気量が得られるように、VAVユニット15
及び空調機11の送風機111を制御する。これによ
り、室10への吹き出し風量を多くし、かつ空調機11
への還気量を多くして室10内の空気の循環量を増大さ
せる。その結果、室10内の粉塵の排除効率が向上し、
該室10内の空気質を迅速に清浄化できる。
【0017】また、上述の風量制御状態において、還気
中の粉塵濃度はSPMセンサ19と制御装置12により
監視されているから、室10内の空気質が在住者の健康
を害さない程度に清浄化され、これにより還気中の粉塵
濃度が設定値以下になると、空調システムの給気量制御
形態は、冷暖房負荷から求められる給気量に制御する制
御形態に移行する。
【0018】上記のような本実施例においては、CO2
センサ18により検出したCO2 濃度により取り入れ外
気量を設定し、そして、室10内の冷暖房負荷から求め
られる給気量とSPMセンサ19で検出した粉塵濃度か
ら求められる給気量の大きい方を室10への給気量とし
て設定し、さらに、給気量から取り入れ外気量を差し引
いた値を還気量として設定し、これらの設定された値を
基に、対応する送風機11、VAVユニット15、還気
量調整用ダンパー21、排気量調整用ダンパー28等を
制御装置12により制御して室10への吹き出し風量を
制御する構成にしたので、在室者が発生するCO2 ガス
及びタバコの煙等の粉塵を効率良く排除できるととも
に、室10内の清浄な空気質環境を確保することができ
る。また、外気取り入れ量は、還気中のCO2 濃度によ
り設定される構成になっているから、還気中のCO2
度が換気を要する設定レベル以下であれば、外気取り入
れ量はほとんどゼロに等しい。従って、冷暖房負荷及び
空気質負荷が低い場合には、外気がほとんど導入される
ことがない。このため、少ない給気量で充分な低負荷時
の送風機動力及び熱源動力を低減することができる。
【0019】なお、本発明は、上記実施例に記載された
構成のものに限らず、請求項に記載した範囲を逸脱しな
い限り、種々の変形が可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
空調空間と空調機間を接続する給気ダクト及び還気ダク
トと、前記空調機から前記給気ダクトを介して前記被空
調空間に吹き出される調和空気の風量を調節する可変風
量ユニットと、前記被空調空間から前記還気ダクトを介
して前記空調機に導入される還気量を調節する還気量調
節手段と、前記空調機に導入される外気取り入れ量を調
節する外気調節手段とを有する空調システムの風量制御
装置であって、前記還気中のCO2 濃度を検出するCO
2 センサと、前記還気中の粉塵濃度を検出する粉塵濃度
センサと、前記CO2 センサで検出されたCO2 濃度に
基づいて前記外気調節手段を制御する第1の制御手段
と、前記粉塵濃度センサで検出された粉塵濃度に基づい
て清浄空気質を確保するのに必要な給気量を算出する第
1の演算手段と、前記被空調空間の空調負荷に要求され
る給気量を算出する第2の演算手段と、前記第1及び第
2の演算手段から算出された給気量のうち、大きい方の
給気量で調和空気が吹き出されるように前記空調機、前
記可変風量ユニット及び前記還気量調節手段を制御する
第2の制御手段とを備える構成にしたので、在室者が発
生するCO2 ガス及びタバコの煙等の粉塵を効率良く排
除できるとともに、室内の清浄な空気質環境を確保する
ことができる。また、外気取り入れ量は、還気中のCO
2 濃度により設定される構成になっているから、還気中
のCO2 濃度が換気を要する設定レベル以下であれば、
外気取り入れ量はほとんどゼロに等しく、このため、送
風機動力及び熱源動力が低減され、省エネルギ化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による風量制御装置を適用した空調シス
テムの構成図である。
【符号の説明】
10 室(被空調空間) 11 空調機 12 制御装置 13 給気ダクト 14 還気ダクト 15 VAVユニット 17 温度センサ 18 CO2 センサ 19 粉塵濃度センサ 20 送風機 21 還気量調整用ダンパー 25 外気取り入れ用送風機 28 排気量調整用ダンパー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被空調空間と空調機間を接続する給気ダ
    クト及び還気ダクトと、 前記空調機から前記給気ダクトを介して前記被空調空間
    に吹き出される調和空気の風量を調節する可変風量ユニ
    ットと、 前記被空調空間から前記還気ダクトを介して前記空調機
    に導入される還気量を調節する還気量調節手段と、 前記空調機に導入される外気取り入れ量を調節する外気
    調節手段とを有する空調システムの風量制御装置におい
    て、 前記還気中のCO2 濃度を検出するCO2 センサと、 前記還気中の粉塵濃度を検出する粉塵濃度センサと、 前記CO2 センサで検出されたCO2 濃度に基づいて前
    記外気調節手段を制御する第1の制御手段と、 前記粉塵濃度センサで検出された粉塵濃度に基づいて清
    浄空気質を確保するのに必要な給気量を算出する第1の
    演算手段と、 前記被空調空間の空調負荷に要求される給気量を算出す
    る第2の演算手段と、 前記第1及び第2の演算手段から算出された給気量のう
    ち、大きい方の給気量で調和空気が吹き出されるように
    前記空調機、前記可変風量ユニット及び前記還気量調節
    手段を制御する第2の制御手段と、 を備えたことを特徴とする空調システムの風量制御装
    置。
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