JPH0727395A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１台の室外機に複数台の室内機を接続したマル
チ形空調機および空調システムにおいて、１つの部屋に
複数台の室内機を設置したときに、室外機または空調管
理システムからの指令により各室内機の気流を室内機と
は独立に制御可能な空調機を提供する。 【構成】１台の室外機１に複数台の室内機２を冷媒配管
８で接続し、室内機２とリモコンスイッチ４間および室
外機１と室内機２間、室外機２と空調管理システム３間
を伝送線７を用いて接続する。 【効果】広い空間を要する部屋に複数台の空調機を設置
した場合に、部屋全体の温度分布を自動的に気流制御す
ることができ、快適な空調空間が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室外機１台に複数台の
室内機を組み合わせるマルチタイプ空気調和システムに
係り、特に、同一室内に複数台の室内機を有する場合に
好適な空気調和システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、１台の室外機に複数台の室内機を
接続するいわゆるマルチ形空気調和機では、図５に示す
ように室内機を個別に各部屋ごとに設置し、各室内の負
荷に応じ室内機の能力をコントロールして、個別空調に
よる快適性の向上を図っていた。しかしながら、空調空
間における快適性の向上に対するニーズは増す一方で、
同一室内に複数台の室内機を設置しているオフィスのよ
うな広いフロア内においても、快適性向上への要求が高
まっている。

【０００３】従来の空気調和機では、特開昭６１−５５
６７２号公報記載のように、１台の室外機に対し複数台
の室内ユニットを並列に接続し、複数台の各室内機を各
部屋の負荷に応じて運転制御しながら、室外機の圧縮機
能力を室内のトータル負荷に対応した適切な値に制御し
ている。つまり、各室内の負荷に応じ各室内の能力配分
を行ない、個別空調による快適性の向上を図っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の空気調和機
においては、１台の室外機に複数台の室内機を接続し、
接続した室内機を個別に制御するためオフィスのような
比較的広いフロアに複数台の室内機が設置された場合、
複数台の室内機からの気流により形成された空調空間全
体の気流を制御するということについては考慮されてい
なかった。◆また、気流の制御は各室内機に取付けられ
た運転操作用リモコンスイッチをユーザが操作して、温
度調節、風量または風向を調節するものであり、ユーザ
による手動制御であり、室外機あるいは空調管理システ
ムからの信号により自動的に室内全体の気流を制御する
ということについては不十分であった。

【０００５】本発明の目的は、中央指令部からの指令に
より同一の室内に設置された複数台の室内機を独立に制
御することによって部屋全体の気流を制御し、室内の温
度分布を均一化し空調空間全体の快適性を向上させるこ
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
に、本発明の空気調和機は、１台の室外機と複数台の室
内機により構成され、同室内に設置された複数台の室内
機の風量および風向を個別にコントロールし室外機また
は各室内機と接続された空調管理システムからの指令に
より室内全体の気流を制御する制御手段を設けたことを
特徴としている。 この制御手段は、各室内機に取付け
られた運転操作用リモコンスイッチによりユーザが手動
により設定温度、風量および風向を制御している場合に
は機能せず、自動運転等の所定スイッチを操作したとき
のみ、室外機または空調管理システムからの指令に従
い、室内全体の気流コントロールするよう各室内機の設
定温度、風量および風向を制御する。

【０００７】またこの制御手段は、各室内機の吹出空気
温度、吸込空気温度、風量タップ風量を室外機または空
調管理システムに取込み、室内機運転開始以降の積算平
均能力を演算し、室内の温度分布が均一化されるよう求
めた各室内機の積算能力、吸込温度より、各室内機の風
量、風向を制御する。

【０００８】

【作用】本発明では、複数台の室内機の風量タップ、風
向を制御する制御手段を室外機または空調管理システム
にもたせて各室内機風量および風向を制御することによ
って、室内全体の温度分布を均一化し、空調空間全体の
快適性を向上させることが可能となる。

【０００９】この制御手段は、室内機に取付けられた運
転操作分リモコンスイッチにより、室外機または空調管
理システムによる室内気流自動制御と、ユーザ手動の風
量タップ、風向操作による室内気流調整を切換えること
ができユーザ優先の室内気流操作ができる。

【００１０】またこの制御手段は、各室内機から室外機
または空調管理システムに取込んだ、風量タップ、風
向、吹出空気温度、吸込空気温度から積算能力を演算
し、各室内機付近の温度分布状態を推定することができ
るので、適確に室内の温度分布を把握し、空調空間全体
の温度分布を各室内機の風量、風向操作により改善する
ことが可能となる。

【００１１】さらに冷房低温運転時、室内熱交換器が凍
結し冷房能力が不足した場合、各室内機熱交換器の蒸発
温度を取込むことにより、蒸発温度が所定値以下に低下
した室内機を風量を上げ、蒸発温度を上げ室内熱交換器
の凍結を防止することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５により
説明する。◆図１に、１台の室外機１に３台の室内機２
が接続されたマルチ形空気調和機を示す。室外機１と室
内機２は冷媒配管８で接続され、それらの間を冷媒が循
環している。そして、電気信号の伝送がユニット間で行
なえるように、室外機１と室内機２の間に伝送線７が接
続されている。また、伝送線７は空調管理システム３お
よび室内機２用リモコンスイッチとも有線または無線で
接続されている。ここで、室外機１は熱交換器５および
この熱交換器に送風するファン６を備えている。また、
室内機２は夫々吊りボルト等で天井に設置され、その各
々は熱交換器５と熱交換した冷温風を部屋内に送風する
ファン６を備えている。さらに、室内機１の下面部には
吹き出し方向が調整可能な吹出しパネル１２が設けられ
ている。図２はこの室内機２の構造および吹出方向調整
羽根による空気の流れをさらに詳しく示した図である。
各室内機の下面中央部には室内空気を吸込む吸込口９が
形成されている。そして、この吸込口９より吸込まれた
室内空気はフィルタを経た後、ファン６で室内側の熱交
換器５に送風され、熱交換器５で熱交換した後、下面端
部近傍に設けられた吹出口１０より、再び室内へ冷温風
となって送風される。ここで、吹出口１０には熱交換さ
れた冷温風が吹出される方向を調整可能な吹出方向調整
羽根１１が設けられており、吸込口９には吸込み空気温
度を検出する吸込空気温度サーミスタ１３が、吹き出し
口には吹出空気温度を検出する吹出空気温度サーミスタ
１４がそれぞれ設けられている。また、室内機の下面部
には、床面もしくは壁面からの輻射温度を検出する輻射
センサー１５が設けられている。

【００１３】図３は、同一の部屋の中に３台の室内機２
を部屋の天井部分に取付け運転した場合の部屋の温度分
布を示す図である。この図３の場合、１号機は風量タッ
プがＬ₀風量で風向が横吹き、２号機は風量タップがＨ_i
風量で風向が下吹き、そして３号機は風量タップがＬ₀
風量で風向が下吹きとなっている。そしてこの図３は、
部屋の温度分布の改善の様子示している。なお、図６に
気流制御の手動・自動切換えに用いるリモコンスイッチ
の外観を示す。

【００１４】以下、図１，図２，図３および図６を用い
て本発明の第１の実施例について説明する。◆図１に示
すように１つの部屋に３台の室内機２が接続されている
ときに、図６に示すリモコンスイッチ４の気流制御切換
えスイッチを手動に切換えて運転したときの部屋の温度
分布が図３に示すような温度分布であったとする。この
とき、リモコンスイッチの気流制御を自動に切換え室内
設定温度をセットし直し、図２に示した吸込空気温度検
出サーミスタ１３を用いて吸込口９付近の空気温度を検
出する。そして、室外機１または空調管理システム３
に、検出した温度信号および現在の各室内機２の風量タ
ップの位置や風向を伝送する。次いで、室外機１または
空調管理システム３に設けた演算装置において、部屋の
温度分布を適正化するよう各室内機２の風量タップの位
置および風向を決定し、演算装置から各室内機２に対し
風量タップの位置および風向信号を伝送する。これによ
り、部屋の温度を均一化することが可能となる。

【００１５】ところで、図３においては、１号機の風量
タップはＬ₀風量（小風量）で風向が横吹き、２号機は
Ｈ_i風量（大風量）で風向が下吹き、３号機はＬ₀風量で
風向が横吹きとなっている。このように風量タップおよ
び風向を調整すると、暖房運転時の部屋の温度を２号機
の下で高く、１号機及び３号機の下で低くすることがで
き温度分布が改善される。◆すなわち、上述したように
各室内機には吸込温度を検出する吸込空気温度サーミス
タ１３が設けられており、１号機及び３号機の吸込空気
温度サーミスタ１３により検出された吸込温度が低いと
きには床面上の温度が低いと判断し、温度を上昇させよ
うとして風量タップをＨ_iに、また風向を下吹きにして
温度分布の改善を図る。このとき、２号機は現状の風量
タップと風向を維持する。このように風量タップおよび
風向を制御したのち、部屋の設定温度と各室内機２の吸
込温度の偏差がある所定値以下の範囲に入るまでこの状
態を維持し、部屋の温度分布を改善する。

【００１６】次に本発明の第２の実施例を図１，図２，
図３および図６を用いて説明する。この第２の実施例で
は、部屋の温度分布の判定には各室内機２の吸込温度の
みではなく、図２に示した輻射センサ１５をも用いてい
る。これにより、部屋の空気温度のみならず、床面や壁
面上の温度も検知でき、より適確に部屋の温度分布を検
出することができる。つまり、室内機２より検知された
吸込空気温度信号および輻射温度信号を室外機１または
空調管理システム３に伝送し、そこに設けられた演算装
置内で演算処理した後、室内機２に風量タップの位置お
よび風向の指令を送る。

【００１７】この様子を図３を用いて説明する。図３
で、１号機及び３号機の温度分布は２号機に比べ好まし
いものではなく、輻射センサ１３により検出された床面
温度は低い状態にある。このため、１号機及び３号機は
風量をＨ_iタップに風向を下吹きにして床面温度の上昇
を図ろうとする。本実施例においては、各室内機２の輻
射センサ１３により検出された温度間の偏差がある所定
値以下の範囲に入るまで各室内機２の風量タップおよび
風向を維持しているので、部屋の温度が改善される。

【００１８】本発明の第３の実施例を図１，図４および
図６を用いて説明する。この第３の実施例においては、
室内機の運転を開始してから気流制御スイッチが自動に
切換わるまで次の動作が行われる。下式(1)または(2)式
で表される積算平均能力を図４に示したタイムチャート
に従って求め、求めた積算平均能力および室内機２の吸
込空気温度から各室内機２まわりの温度分布状態を推定
する。次いで、温度分布を改善するように、室外機１ま
たは空調管理システム３から各室内機２に風量タップの
位置および風向の指令を出す。そして、図６に示すリモ
コンスイッチ４から気流制御スイッチを自動に切換える
指令が出される迄この動作を続ける。なお、積算平均能
力は下式を用いて算出する。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】また、本実施例により、積算平均能力か
ら、部屋の中がどの程度冷やされているか、または暖め
られているか、または部屋の中にいる人がどの程度空調
による快適性に対し満足しているかを推定することが可
能となる。これにより、人間工学的に快適な空調空間を
提供することが可能となる。

【００２２】さらに、各室内機２の積算平均能力の偏差
から、各室内機２により空調された部屋の温度分布を推
定して、部屋の温度分布の改善を各室内機２に指令す
る。この指令は、積算平均能力と室内設定温度から予め
決めた目標積算平均能力について、その偏差が０となる
ようにするもので、各室内機２に風量タップの位置およ
び風向を指令する。そして、この指令にはフィードバッ
ク制御が用いられているので、より迅速かつ適確に部屋
の温度分布の改善を図ることが可能となる。

【００２３】図３において、１号機及び３号機の風量タ
ップの位置と風向が保持されると、これらの吸込温度は
２号機に比べて低いので、式（１）から求めた平均積算
能力は小さくなる。また、輻射センサ１３で検出した壁
面温度が低いので、式（２）から求めた平均積算能力も
小さくなり、予め設定温度より決めた目標積算平均能力
との偏差が大きくなる。そこで、この差を小さくするよ
うに風量及び風向を変化させ、１号機及び２号機の平均
積算能力を向上させようとする。これにより、経時的な
部屋の温度分布の改善が図られ、部屋全体が暖房運転時
どの程度暖まっているのか確認することができ、部屋の
中にいる人が快適性に対しどの程度満足しているかを把
握できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば広
い部屋に複数台設置された空調機の室内機による部屋の
温度ムラを、室外機または空調管理システムを用いて改
善することが可能となるため、室内機に接続された運転
操作用リモコンスイッチによる温度調整が不要となり、
温度分布改善および温度調整を自動化することが可能と
なる。

【００２５】また温度分布を改善し部屋の温度調整が自
動でできることによりホテルのロビー、レストラン等不
持定多数のお客がいる部屋で、より快適性の高い空調空
間を提供可能となる。

【００２６】また温度分布の改善により、より早く部屋
全体を設定温度に近づけることができるため、ランニン
グコストの低下を図ることも可能となる。

【００２７】さらに室内機とは無関係に室外機または空
調管理システムにより室内の気流制御が可能となるため
室内での温度調整が不用となり、オフィスおよび学校等
で使用される場合、季節および外気温度に適した温度設
定および気流制御が可能となり、室内にいる人の健康を
考えた快適な空調を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空調機の構成を示す模式図。

【図２】空調機の室内機の縦断面図。

【図３】室内の温度分布を示す図。

【図４】運転時のタイムチャート。

【図５】空調機の構成を示す模式図。

【図６】リモコンスイッチの外観図。

【符号の説明】

１…室外機，２…室内機，３…空調管理システム，４…
リモコンスイッチ，５…熱交換器，６…ファン，７…伝
送線，８…冷媒配管，９…吸込口，１０…吹出口，１１
…吹出方向調整羽根，１２…吹出しパネル，１３…吸込
空気温度サーミスタ，１４…吹出空気温度サーミスタ，
１５…輻射センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸草 健治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 小国 研作 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の空調機の室内機を同一室内に設置し
   該室内機を１台の室外機に接続して形成された空気調和
   システムにおいて、 前記複数の室内機の夫々の風量及び風向を制御する制御
   手段を前記室外機に設けたことを特徴とする空気調和シ
   ステム。
2. 【請求項２】複数の空調機の室内機を同一室内に設置し
   該室内機を１台の室外機に接続して形成された空気調和
   システムにおいて、 前記複数の室内機の夫々の風量及び風向を制御する空調
   管理コントロール手段を設けたことを特徴とする空気調
   和システム。
3. 【請求項３】前記室内機の各々は該室内機の風量および
   風向を操作する遠隔操作手段を有し、前記制御手段が単
   独で全室内機を気流制御する制御モードを選択する選択
   スイッチを前記遠隔操作手段に設けたことを特徴とする
   請求項１記載の空気調和システム。
4. 【請求項４】前記室内機の各々は該室内機の風量および
   風向を操作する遠隔操作手段を有し、前記空調管理コン
   トロール手段が単独で全室内機を気流制御する制御モー
   ドを選択する選択スイッチを前記遠隔操作手段に設けた
   ことを特徴とする請求項２記載の空気調和システム。
5. 【請求項５】前記制御手段は前記各々の室内機の吹出し
   空気温度と吸込空気温度と風量タップ風向を取り込み、
   室内機の運転開始以降の積算平均能力を演算し、該演算
   した室内機の積算平均能力および吸込温度に基づいて室
   内機の風量タップおよび風向を制御することを特徴とす
   る請求項１記載の空気調和システム。
6. 【請求項６】前記空調管理コントロール手段は前記各々
   の室内機の吹出し空気温度と吸込空気温度と風量タップ
   風向を取り込み、室内機の運転開始以降の積算平均能力
   を演算し、該演算した室内機の積算平均能力および吸込
   温度に基づいて室内機の風量タップおよび風向を制御す
   ることを特徴とする請求項２記載の空気調和システム。
7. 【請求項７】前記制御手段は各々の室内機の輻射センサ
   温度と風量タップを取り込み、室内機運転開始以降の積
   算平均能力を演算し、該演算した室内機の積算平均能力
   および輻射温度に基づいて、室内機の風量タップ及び風
   向を制御することを特徴とする請求項１記載の空気調和
   システム。