JPH0772643B2 - 空調装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電算機室やＯＡ室
等、建物基盤と床パネルとの二重床構造をなす部屋の空
調システムであって、室外又は室内に設置した空調機か
ら吹き出された調和空気を床下に送風し、さらに床パネ
ルに配設された吹出しファンにより上記調和空気を室内
に吹き出す空調システムにおいて、上記空調機の送風量
を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスにおける事務処理作業の
合理化を図るために、コンピュータ等により作業を行な
わせるいわゆるオフィスのＯＡ化が進んでいる。このＯ
Ａ化のために、各建物には、電算機室等のように大型の
ＯＡ機器を扱う専用の部屋が用意されている。コンピュ
ータ等のＯＡ機器は大量の電力を消費して発熱すると共
に、熱の影響を受けると誤動作してしまうおそれがある
ため、常時室内に空調空気を供給して、室温を一定に保
つ必要がある。

【０００３】このため、図２に示すような空調システム
が導入されている。すなわち、建物基盤１の上方には、
該建物基盤１から適宜な間隔をおいて電算機室２のフロ
ア４が形成されており、電算機室２の外部に空調機６が
設置されている。該フロア４は適宜枚数のフロアパネル
4aが組み合わされて構成されており、フロアパネル4aに
は、室内ＩのＯＡ機器を効率的に冷却等を行なえる位置
に吹出しファン８が配設されている。そして、上記空調
機６から建物基盤１とフロア４との間に吹き出された調
和空気はこれら吹出しファン８により電算機室２の室内
Ｉに送風されて、室内Ｉが換気される。また、室内Ｉに
は、ＯＡ機器の配置等を考慮した位置に温度検出器10が
配設されており、室内Ｉの各位置の気温が検知される。
そして、この検出結果がＤＤＣ12及び中央監視装置13に
伝達され、これらＤＤＣ12及び中央監視装置13が室温に
対応して空調機６のインバータ７に気温情報信号を送信
し、該空調機６の送風量が制御される。

【０００４】また、上記吹出しファン８はそれぞれ吹出
量を個別に調節できるようになっており、コンピュータ
等の熱源の位置や作業者の好みに応じて各吹出量を調節
することができる。

【０００５】ところで、上記空調機６の送風量が各吹出
しファン８の吹出量の合計量より大きくなると、フロア
４の床下が正圧になり、前記組み合わされたフロアパネ
ル4aの隙間から空気が漏れ出して、フロア４の上面に敷
いたカーペット等が盛り上がってしまうおそれがある。
また、空調の不要な部分にも調和空気が漏れ出し、エネ
ルギーを浪費してしまう。これを防止するためには、フ
ロアパネル4a同士を密着させ、建物自体の気密性を向上
させる必要があるが、そのためには建築費を多く費やし
てしまう。

【０００６】このため、床下が正圧にならないように空
調機６の送風量を制御することが考えられる。すなわ
ち、空調機６の送風量をＱ₀ とし、各床吹出しファン８
の吹出量をｑ₁、ｑ₂、…、ｑ_n とすると、

【数１】Ｑ₀≦ｑ₁＋ｑ₂＋、…、＋ｑ_n という関係が成立するように、空調機６の送風量Ｑ₀ を
制御すれば、床下は常に正圧になることがない。

【０００７】上記数１式を満たすための手段として、図
２に示すように、各吹出しファン８の吹出量ｑ₁、ｑ₂、
…、ｑ_n を風量計8aにより測定し、ＤＤＣ12及び中央監
視装置13で合計量ｑ₁＋ｑ₂＋、…、＋ｑ_nを算出して、
空調機６の送風量Ｑ₀が合計量ｑ₁＋ｑ₂＋、…、＋ｑ_n
を超えないように制御している。

【０００８】また、各吹出しファン８の操作スイッチの
状態、例えばオン−オフや強、中、弱等をＤＤＣ12及び
中央監視装置13で監視し、その状態により各吹出しファ
ン８の吹出量ｑ₁、ｑ₂、…、ｑ_nを算出し、合計量ｑ₁＋
ｑ₂＋、…、＋ｑ_nを求め、空調機６の送風量Ｑ₀ を制御
する手段がある。

【０００９】さらに、図３に示すように、フロア４の床
下を適宜な間仕切壁16により分割し、仕切られた空間の
適宜位置に気圧計18a、18bを配設し、各位置の気圧を測
定する手段がある。例えば、気圧計18aが正圧を検出し
た場合には、該気圧計18aが位置する空間に送風する空
調機6aの送風量Ｑ₁を減少させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記数
１式を満たすための上述した各手段には、次に述べるよ
うな問題がある。

【００１１】図２に示す各吹出しファン８の吹出量
ｑ₁、ｑ₂、…、ｑ_n を測定する手段は、各吹出しファン
８に風量計8aを取り付けるため部品コストが高くなって
しまう。しかも、各風量計8aの測定結果をＤＤＣ12及び
中央監視装置13に伝達するための配線が必要となるか
ら、工費がかかる。さらに、室内レイアウトの変更に伴
う吹出しファン８の個数の増減により、配線の変更や中
央監視装置13に使用される制御手順用のソフトウェアの
書き直しを行なう必要があり、煩雑な作業を要してしま
う。

【００１２】また、上記吹出しファン８の操作スイッチ
の状態を検出する手段も、配線工事が煩雑となる上、レ
イアウト変更の際にソフトウェアの書き直しを要し、コ
ストの低減化は困難となっている。

【００１３】一方、図３に示す床下の気圧を検出する手
段では、上記吹出しファン８と気圧計18a、18bとの位置
関係により制御量に誤差を生ずるおそれがある。しか
も、間仕切壁16を設けずに複数の空調機6a、6bを使用す
る際には、一層誤差が大きくなってしまう。

【００１４】そこで、この発明は、上記吹出しファンに
各別の風量計や信号伝達線を設けることなく、しかも大
きな誤差を生ずることなく空調機を制御できる制御装置
を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明に係る空調装置の制御装置は、空調すべき室
内の床を建物基盤と該建物基盤の上方に適宜離隔して設
けた床パネルとからなる二重構造で形成し、該床パネル
の床下に室外に配設した空調機から調和空気を供給し、
該調和空気を上記床パネルに配設した吹出しファンによ
り室内に吹き出して空調を行なう空調装置において、前
記吹出しファンの駆動中の有効電力を有効電力検出器に
より検出し、上記有効電力検出器が検出した有効電力に
より該吹出しファンの吹出量を算出し、各吹出しファン
の吹出量の合計量を求め、前記空調機の送風量が上記吹
出量の合計量を超えることのないように、空調機の送風
量を制御することを特徴としている。

【００１６】

【作用】建物基盤から適宜間隔をおいて床パネルを配設
し、二重床構造を形成する。そして、該床パネル上のＯ
Ａ機器の配置や作業者の位置等を考慮した位置に、床下
の空気を室内に吹き出す上記吹出しファンを配設し、室
外に空調機を設置する。該空調機の吹出口から吹き出し
た調和空気を床下に送風し、該空気を上記吹出しファン
により室内に吹き出す。これにより、上記室内の空調を
行なうことができる。

【００１７】そして、有効電力検出器により上記吹出し
ファンの駆動中の有効電力を検出する。ここで、吐出圧
と吸込圧の合計を一定とすれば各吹出しファンの駆動中
の有効電力とそのときの吹出量とはほぼ比例関係にある
ため、上記有効電力検出器が検出した有効電力により上
記吹出しファンの吹出量を算出することができる。

【００１８】さらに、各吹出しファンの吹出量の合計量
を求め、上記空調機の送風量が上記吹出量の合計量を超
えることのないように、空調機の送風量を制御する。す
なわち、空調機の送風量が吹出量の合計量を超えた場合
は、該空調機の送風量を減少させ、床下を常に負圧に維
持する。

【００１９】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、本発明に
係る空調装置の制御装置を具体的に説明する。なお、本
実施例では、当該制御装置を、電算機室の空調システム
に利用した場合について説明する。

【００２０】図１に示すように、建物基盤20から適宜間
隔をおいて適宜枚数のフロアパネル22a を組み合わせて
構成されるフロア22が配設されており、該フロア22が床
パネルとして電算機室24の床を構成している。従って、
建物基盤20とフロア22との間には、空間部23が形成され
ている。そして、上記フロアパネル22a には、床下の空
気を室内に吹き出す吹出しファン26が、室内ＩのＯＡ機
器の周囲空気を効率的に換気する位置に配設されてい
る。これら吹出しファン26の電源は、室外に配設された
制御盤28から各別に、又は適宜数の吹出しファン26をま
とめたユニットごとに供給されている。

【００２１】上記電算機室24の外部には空調機30が設置
されており、該空調機30には３相交流200 ボルトの電源
32から給電されている。該電源32は空調機30の内部のイ
ンバータ34に接続されており、該インバータ34の出力端
子は交流モータ36に接続されている。該交流モータ36の
出力軸には送風ファン38が連結されており、該送風ファ
ン38の吹出口38a及び空調機30の吹出口30aは上記フロア
22の床下に形成された空間部23を指向している。

【００２２】また、上記制御盤28には、単相交流100 ボ
ルトの電源40から給電されており、該電源40は制御盤28
の内部の適宜数のサイリスタ式電力調整器44に接続され
ている。これらサイリスタ式電力調整器44の出力端子
は、上記吹出しファン26に各別に、又は上記ユニットご
とにそれぞれ接続されている。

【００２３】一方、上記電算機室24には、室内Ｉの気温
を測定する温度検出器46がＯＡ機器の配置等を考慮して
適宜数配設されており、これら温度検出器46は上記制御
盤28に内蔵された温度調節器48に各別に接続されてい
る。また、これら温度調節器48の出力端子は、接続すべ
き温度検出器46に最も温度の影響を与える上記吹出しフ
ァン26が接続している上記サイリスタ式電力調整器44の
入力端子に接続されている。

【００２４】さらに、上記電源40とサイリスタ式電力調
整器44とを結ぶ接続線には、有効電力トランスジューサ
42のコイルが巻かれている。該有効電力トランスジュー
サ42はレシオバイアス設定器50に接続されており、該レ
シオバイアス設定器50は上記空調機30のインバータ34に
接続されている。

【００２５】以上に説明した本実施例の制御装置につい
て、その作用を説明する。

【００２６】上記空調機30に供給された３相交流200 ボ
ルトの電源32は、上記インバータ34によってその周波数
が変換され、上記交流モータ36が駆動される。該交流モ
ータ36の出力によって上記送風ファン38が駆動され、該
送風ファン38の吹出口38a から調和空気が送風量Ｑ₀ で
吹き出される。そして、この調和空気は上記フロア22の
床下の空間部23に送風され、上記各吹出しファン26によ
り室内Ｉに吹き出され、室内Ｉの換気が行なわれる。

【００２７】また、上記吹出しファン26は、オン−オフ
や吹出量の強、中の状態が室内Ｉの図示しない操作スイ
ッチによりそれぞれ任意に設定されている。すなわち、
室内ＩのＯＡ機器の配置や作業者の好みに応じて、それ
ぞれの吹出しファン26a、26b、…、26cごとに吹出量
ｑ₁、ｑ₂、…、ｑ_nが適切に設定されている。

【００２８】一方、上記単相交流100 ボルトの電源40か
ら上記サイリスタ式電力調整器44に電力が供給されてい
る。この時、上記電源40とサイリスタ式電力調整器44と
を結ぶ接続線に電流が流れることにより磁界が発生し、
この磁界が上記有効電力トランスジューサ42のコイルに
よって検出される。これにより、上記サイリスタ式電力
調整器44に供給された電力に対する有効電力が、上記有
効電力トランスジューサ42により検出される。また、上
記サイリスタ式電力調整器44は、供給された電力のうち
後述する温度調節器48からの信号により制御される電力
を上記それぞれの吹出しファン26a、26b、…、26c に供
給している。

【００２９】他方、室内Ｉに配設されている温度検出器
46により各位置の気温が検出され、これらの結果が上記
温度調節器48に各別に伝達される。これら温度調節器48
は、室内Ｉの気温と目標の温度との温度差を算出し、こ
の温度差の大きさに対応して出力信号の値を増減させ、
該信号を各別に上記サイリスタ式電力調整器44に入力し
ている。

【００３０】例えば、冷房時では、温度検出器46a で検
出された気温が目標温度より高い場合は、これらの温度
差により温度調節器48aからサイリスタ式電力調整器44a
に伝達される信号値が増大される。これにより、サイリ
スタ式電力調整器44a に供給された上記電力の値が増大
され、該サイリスタ式電力調整器44a に接続された吹出
しファン26a、26bの吹出量ｑ₁、ｑ₂が増大する。従っ
て、上記温度検出器46aの周囲に吹き込まれる調和空気
が増大し、該温度検出器46a で検出される気温が下降
し、目標温度に達することができる。

【００３１】一方、例えば、温度検出器46b で検出され
た気温が目標温度より低い場合は、これらの温度差によ
り温度調節器48bからサイリスタ式電力調整器44bに伝達
される信号値が減少される。これにより、サイリスタ式
電力調整器44b に供給される上記電力の値が減少され、
該サイリスタ式電力調整器44b に接続する吹出しファン
26c等の吹出量ｑ_n等が減少する。従って、上記温度検出
器46b の周囲に吹き込まれる調和空気が減少し、該温度
検出器46b で検出される気温が上昇し、目標温度に達す
ることができる。

【００３２】ところで、室温が低く、吹出しファン26の
吹出量ｑ₁、ｑ₂、…、ｑ_n が減少した場合、空調機30の
送風量Ｑ₀ との関係でＱ₀＞ｑ₁＋ｑ₂＋…＋ｑ_nとなり、
上記数１式が満たされなくなる場合がある。この状態で
は、フロア22の床下の空間部23が正圧になり、好ましく
ない。

【００３３】このとき、前記有効電力トランスジューサ
42は上記吹出しファン26a、26b、…、26c の駆動の有効
電力の合計を常時検出しており、該有効電力トランスジ
ューサ42により検出された有効電力の値は前記レシオバ
イアス設定器50に送信される。ここで、吐出圧と吸込圧
の合計を一定とすれば吹出しファン26a 、26b 、…、26
c が駆動する時の有効電力とその時の吹出量とはほぼ比
例するため、予め有効電力と吹出量との関係を調査して
上記レシオバイアス設定器50を設定しておけば、吹出し
ファン26a、26b、…、26c の駆動電力の合計値を検知す
ることにより吹出量の合計量ｑ₁＋ｑ₂＋…＋ｑ_n が算出
されることになる。

【００３４】上記レシオバイアス設定器50は上記インバ
ータ34に信号を常時送信しており、該インバータ34では
該信号により定められる変換比率により、上記電源32か
らの交流電力の周波数を変換している。該交流電力は上
記交流モータ36に供給され、該交流モータ36により上記
送風ファン38が駆動され、空調機30からの送風が行なわ
れる。このため、予めインバータ34への入力信号と送風
量Ｑ₀ との関係を求めておけば、上記インバータ34への
入力信号、すなわち上記レシオバイアス設定器50の出力
信号の値から空調機30の送風量Ｑ₀ を算出することがで
きる。

【００３５】従って、上記レシオバイアス設定器50で
は、上記合計量ｑ₁＋ｑ₂＋…＋ｑ_n と空調機30の送風量
Ｑ₀とをそれぞれ検出することができ、これら合計量ｑ₁
＋ｑ₂＋…＋ｑ_nと送風量Ｑ₀とが、上記数１式を満たす
よう上記出力信号を送信することができる。この送信さ
れた信号が上記インバータ34に入力され、該インバータ
34により変換されて出力される周波数が減少され、上記
交流モータ36の回転数が減少する。これにより、空調機
30の送風量Ｑ₀ が減少し、上記数１式が満たされ、床下
の空間部23が負圧に維持される。

【００３６】上述したように本実施例によれば、室内Ｉ
に適宜数の温度検出器46を配設し、それらの結果を温度
調節器48を介して各別にサイリスタ式電力調整器44に伝
達し、これらサイリスタ式電力調整器44で各別に、又は
ユニットごとに吹出しファン26の駆動電力を調整してい
る。このため、室内Ｉの各位置の温度変化に応じて、そ
の位置での吹出しファン26からの吹出量を適切に制御で
き、木目細かな温度制御が可能となる。

【００３７】なお、本実施例では、上記空調装置の制御
装置を電算機室の空調装置に用いた例を示したが、ＯＡ
室に限らず、一般家庭等に用いても構わない。また、広
く空調機一般に利用できるので、暖房機についても利用
することもできる。

【００３８】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る空調装置の
制御装置によれば、上記吹出しファンの駆動中の有効電
力を有効電力検出器により検出し、該有効電力により各
吹出しファンの吹出量及びこれらの合計量を算出してい
る。このため、各吹出しファンにそれぞれ風量計を取り
付けたり、信号線を配線する必要がなく、設備費の低減
を図ることができる。そして、上記風量計等の監視に必
要なＤＤＣや中央監視装置の小型化を図ることもでき
る。

【００３９】また、室内のレイアウトの変更等により吹
出しファンの個数が増減した場合に、電源の配線とレシ
オバイアス設定器50の設定を変更するのみで工事は足り
るので、工費を最小限に抑えることができる。そして、
上記ＤＤＣや中央監視装置のソフトウェアの書き換えを
行なう必要がなくなり、コストの低減に貢献する。

【００４０】さらに、上記空調機の送風量が上記吹出量
の合計量を超えることのないように空調機の送風量を制
御するので、床パネルの床下が正圧になることがない。
このため、床パネルの隙間から空気が漏れ出したり、冷
却等した調和空気を空調の不要な部分に無駄に放出する
ことがなく、エネルギーの浪費を防止することができ
る。また、建物を建築する際に、床下が正圧となる状況
を考慮して建築基盤や床パネルを強固にする必要はな
く、工費の節減にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調装置の制御装置の実施例を示
す、概略ブロック図である。

【図２】従来の空調装置の制御装置の一の例であって，
各吹出ファンに風量計が取り付けられている場合を示す
概略ブロック図である。

【図３】従来の空調装置の制御装置の他の例であって、
床下に間仕切壁が形成され気圧計が配設された場合を示
す概略ブロック図である。

【符号の説明】 20 建築基盤 22 フロア（床パネル） 24 電算機室 26 吹出しファン 28 制御盤 30 空調機 42 有効電力トランスジューサ（有効電力検出器）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調すべき室内の床を建物基盤と該建物
   基盤の上方に適宜離隔して設けた床パネルとからなる二
   重構造で形成し、該床パネルの床下に室外に配設した空
   調機から調和空気を供給し、該調和空気を上記床パネル
   に配設した吹出しファンにより室内に吹き出して空調を
   行なう空調装置において、 前記吹出しファンの駆動中の有効電力を有効電力検出器
   により検出し、 上記有効電力検出器が検出した有効電力により該吹出し
   ファンの吹出量を算出し、各吹出しファンの吹出量の合
   計量を求め、 前記空調機の送風量が上記吹出量の合計量を超えること
   のないように、空調機の送風量を制御することを特徴と
   する空調装置の制御装置。