JPH08189692A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH08189692A
JPH08189692A JP7003753A JP375395A JPH08189692A JP H08189692 A JPH08189692 A JP H08189692A JP 7003753 A JP7003753 A JP 7003753A JP 375395 A JP375395 A JP 375395A JP H08189692 A JPH08189692 A JP H08189692A
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JP
Japan
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air
blower
duct
branch duct
air volume
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JP7003753A
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English (en)
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Yutaka Seshimo
裕 瀬下
Nobuo Otsuka
信夫 大塚
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダンパ開度と送風機の風量との関係をバラン
ス良く、スピィーデに制御し、各被空調室内をスピィー
デに快適な温度にする経済的な空気調和装置を得る。 【構成】 主ダクト9内の送風機5が各枝ダクト7を介
して各被空調室1へ送風し、この送風量を風量測定手段
21が測定する。また、各被空調室1内に取りつけられ
たサーモスタット部14が検出温度と設定温度との差か
ら各被空調室1の要求風量を出力する。このサーモスタ
ット部14の出力結果から演算処理手段23が各被空調
室1の要求風量の総和風量を算出すると共に、また、風
量測定手段21が測定した送風量と送風機5のQーP特
性値から各枝ダクト7の送風損失係数を算出し、この算
出した送風損失係数と各被空調室1の要求風量の総和風
量に対するダクトの送風圧力損失とから送風量とダンパ
の開度の関係を求める。この求めた結果からダンパ制御
手段20が要求風量に対して各枝ダクト7に装着された
ダンパ9の開度を制御し、また送風機制御手段22が送
風機5の送風量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は,各被空調室への送風
量をそれぞれに調節する可変風量制御システムを採用し
た主ダクトおよび枝ダクトを有する空気調和装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の各部屋への風量を制御する可変風
量制御システムを採用した空気調和装置としては、ダク
トを介して送風機により冷風もしくは温風を各部屋に分
配して提供するものがある。しかし、このようなダクト
を介して風量を制御する可変風量制御システムでは、一
般的に、各部屋に冷風もしくは温風を導く、主ダクト入
口から各分岐ダクト出口までの各ダクトの長さが相違
し、この相違によって各ダクト系送風路の送風抵抗が相
違したり、また、ダクト取付工事における不具合、例え
ば、ダクト断面形状の変形歪や、あるいは、ダクト内へ
の異物の介在等によっても各ダクト系送風路の送風抵抗
が相違するのが常である。かかる状態で、特に、後述す
るような主ダクトの根元部分の圧力を検出して送風機の
駆動を制御するような従来の可変風量制御システムで
は、ダクトの下流側の圧力損失の差異を無視して、各部
屋への風量分配、ひいては室温の制御をすることにな
る。このように、各部屋に送風される前の主ダクトの根
元部の圧力を検出しながら、主ダクトの上流側(入口
側)から下流側の分岐ダクト出口側までの圧力損失差異
を無視して送風機の送風量を制御する従来実施例の代表
具体例としては、日本冷凍協会発行の冷凍空調便覧(新
版・第4版応用編)の第2章・空調システムの41ペー
ジに記載されていた図2・10(a)の例がある。以下
に、そのように動作する従来実施例について説明する。
【0003】図7は、前述の冷凍空調便覧に記載された
従来の空気調和装置を示す構成図である。図7におい
て、1は空気調和の対象となる被空調室で、4部屋の場
合の例を示している。2は被空調室1の天井内等に配設
され冷風または温風の送風源として機能する集中送風手
段としての室内機、3はこの室内機2内に設けられ、空
気中の塵芥等を除去して空気を浄化するエアーフィル
タ、4は室内機2内に設けられ、空気を冷却または加熱
する熱交換器、5は室内機2内に設けられ、冷風または
温風を送風する送風機、6は室内機2の空気吹出口に連
通する主ダクト、7はこの主ダクト6から各被空調室1
の数に応じて分岐した枝ダクト、8は各枝ダクト7部に
装着され、各被空調室1への送風量を調整する送風調整
手段としての絞り形式の送風調整ユニット、9はこの絞
り形式の送風調整ユニット8内に回動可能に取付けられ
ているダンパ、10は枝ダクト7の末端に位置する吹出
口、11は被空調室1の扉の下方部に配設されている吸
込口、12は被空調室1外の廊下の天井面に配設されて
いる天井吸込口、13は天井吸込口12と室内機2の吸
込口とに連通する吸込ダクトである。14は各被空調室
1内に据付けられ、室温設定と室温検出との温度差から
要求送風量を出力するルームサーモスタット部、15は
主ダクト6内で送風機5からの送風温度を検出する温度
検出器、16は同じく主ダクト6内で送風機5からの送
風による風圧を検出する圧力検出器、17は熱交換器4
に接続され、熱交換器4での熱交換動作を支配するヒー
トポンプ等の熱源機である。
【0004】従来のダクト式集中冷暖房用空気調和装置
は、上記のように構成されており、熱交換器4で冷却ま
たは加熱した空気を送風機5によって主ダクト6及び枝
ダクト7を介して複数の被空調室1の各室内に分配送風
するようになっている。なお、各被空調室1への冷風ま
たは温風の分配送風量は、送風調整ユニット8に装着さ
れたダンパ9の開閉により調整される。
【0005】次に、上記のように構成された従来の空気
調和装置の動作について説明する。まず、各ルームサー
モスタット部14で、使用者等が設定した設定温度と、
このルームサーモスタット部14のセンサーで検出され
た現在の実際の室温との温度差(要求送風量)に応じて
絞り形式の送風調整ユニット8の各ダンパ9の開度を各
々調節する。このダンパ9の開度の調整によって主ダク
ト6内の圧力が変化し、この変化した圧力を圧力検出器
16が検出し、この検出した圧力が予め設定した設定圧
力になるように送風機5の送風容量を制御手段(図示せ
ず)が調整する。また、この調整した送風量の変化に伴
い熱交換器4の出口側の送風温度も変化するが、この温
度変化を温度検出器15が検出して、予め設定した送風
温度になるように熱源機17の能力を制御する。また、
被空調室1内を空調した空気は吸込口11から廊下等の
空間を通り天井吸込口12に流入し、吸込ダクト13を
経て再び室内機2に戻る。そして、再度、上記の動作に
従って同一の流れを繰返す。
【0006】以上説明したような一連の制御動作によ
り、略一定温度に調節された適量の空気が吹出口10か
ら被空調室1内に吹出され、各被空調室1内の熱負荷の
大小に応じて各被空調室1への送風量を調整して空調す
る。なお、上記のような主ダクト6内の圧力変化を制御
指標としない装置の例としては、特公昭60−4749
7号公報の例がある。これは、各吹出口の端末の風量制
御ユニットに風速センサ(図示せず)を設け、この風速
センサおよびサーモスタット部14の出力結果から送風
機5の風量を制御するものである。このような装置で
は、ダンパ9が全開となって送風圧力条件が最も劣勢に
ある送風調整ユニット8が設定風量以下の出力を発する
と、この出力結果に基づいて送風機5の送風量を増大す
るように制御し、送風機5の送風量が常に必要最小にな
るように制御しているものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の空気調和装置では、主ダクトの根元圧力が一定にな
るように、根元圧力を制御指標として送風機の送風容量
を制御しているために、サーモスタット部14の出力結
果に応じてダンパ開度が種々調整され、この調整が確立
された後の根元圧力により、総風量が決定され、各分岐
ダクトを介して各被空調室1へ送風するため、各被空調
室1へスピーディに適正風量を供給できないと言う問題
点があった。また、ダクト取付工事の不具合、例えばダ
クト断面形状の歪等による変形、或いはダクト内への異
物の介在等により送風障害物が分岐ダクトに存在する場
合には、これらの抵抗を無視して冷温風量を決定して各
被空調室1に送風するため、各被空調室の温度が適正に
維持されなかったり、また、特公昭60ー47497号
公報に開示されているような装置では、各室内の吹出口
での風速を測定して適正な風量を得ることができるもの
の、各端末風量制御ユニット毎に風速センサを必要とす
るため、大掛りで複雑な工事を必要としたり、極めて高
いイニシャルコストになると言う問題点もあった。
【0008】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、簡便な演算処理により、簡便な構成
手段で、各被空調室へ最適風量をスピーディに正確に供
給して、各被空調室の温度を快適する経済的で、信頼性
の高い空気調和装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和
装置においては、熱源機と接続している熱交換器および
該熱交換器が熱交換した空気を送風する送風機とからな
る集中送風手段と、この集中送風手段に接続され、前記
熱交換した空気を導く主ダクトおよび各枝ダクトとから
なるダクト部と、このダクト部の各枝ダクトに接続さ
れ、前記熱交換した空気が送風される各被空調室と、こ
の各被空調室内に設けられ、該各被空調室の要求風量を
それぞれ検出する各風量検出手段と、前記各枝ダクト内
に設けられ、前記各被空調室への送風量をそれぞれに調
整する各ダンパと、前記主ダクト内に設けられた風量検
出器を介して前記送風機の送風量を測定する風量測定手
段と、前記各風量検出手段の検出結果から前記各被空調
室の要求風量の総和風量を求めると共に、また、前記風
量測定手段が測定した前記送風機の各枝系ダクト毎の送
風量および該各枝系ダクト毎の送風量に対しての前記送
風機の送風量と送風圧力との相関特性結果から求めた各
送風圧力を前記各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とした
ときの値とに基づいて前記各枝系ダクト毎の送風損失係
数をそれぞれ算出し、かつ、前記各要求風量の総和風量
を前記送風機の送風量として前記送風機の送風量と送風
圧力との相関特性結果から求めた送風圧力を前記各枝系
ダクトのそれぞれの送風圧力損失値と設定して、これら
の算出および設定結果から前記各枝系ダクト毎の送風量
と当該ダンパ開度との関係をそれぞれ求め、これらの求
めた結果から前記各枝系ダクト毎の送風量である前記各
要求風量に対しての前記ダンパの開度をそれぞれ求める
演算処理手段と、この演算処理手段がそれぞれ求めた開
度結果に基づいて前記各ダンパの開度を制御するダンパ
制御手段と、前記演算処理手段が求めた総和風量結果に
基づいて前記送風機の送風量を制御する送風機制御手段
と、を備えたものである。
【0010】また、前記演算処理手段が、前記各風量検
出手段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和
風量を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定し
た前記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および前記送風
機の送風量と送風圧力との相関特性結果から予め一定の
値に設定した前記各枝系ダクトの送風圧力損失値とに基
づいて前記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算
出し、かつ、前記各要求風量の総和風量を前記送風機の
送風量として前記送風機の送風量と送風圧力との相関特
性結果から求めた送風圧力を前記各枝系ダクトのそれぞ
れの送風圧力損失値と設定して、これらの算出および設
定結果から前記各枝系ダクト毎の送風量と当該ダンパ開
度との関係をそれぞれ求め、これらの求めた結果から前
記各枝系ダクト毎の送風量である前記各要求風量に対し
ての前記ダンパの開度をそれぞれ求めたものである。
【0011】また、前記演算処理手段が、前記各風量検
出手段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和
風量を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定し
た前記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および該各枝系
ダクト毎の送風量に対しての前記送風機の送風量と送風
圧力との相関特性結果から求めた各送風圧力を前記各枝
系ダクト毎の送風圧力損失値としたときの値とに基づい
て前記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出
し、かつ、前記送風機の送風量と送風圧力との相関特性
結果から前記各枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一定
の値に設定して、これらの算出および設定結果から前記
各枝系ダクト毎の送風量と当該ダンパ開度との関係をそ
れぞれ求め、これらの求めた結果から前記各枝系ダクト
毎の送風量である前記各要求風量に対しての前記ダンパ
の開度をそれぞれ求めたものである。
【0012】また、前記演算処理手段が、前記各風量検
出手段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和
風量を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定し
た前記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および前記送風
機の送風量と送風圧力との相関特性結果から予め一定の
値に設定した前記各枝系ダクトの送風圧力損失値とに基
づいて前記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算
出し、かつ、前記送風機の送風量と送風圧力との相関特
性結果から前記各枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一
定の値に設定して、これらの算出および設定結果から前
記各枝系ダクト毎の送風量と当該ダンパ開度との関係を
それぞれ求め、これらの求めた結果から前記各枝系ダク
ト毎の送風量である前記各要求風量に対しての前記ダン
パの開度をそれぞれ求めたものである。
【0013】
【作用】この発明に係る空気調和装置は、以上の説明し
たように構成されているので、演算処理手段は、風量検
出手段の検出結果から各被空調室の要求風量の総和風量
を求める一方、また、風量測定手段が測定した送風機の
各枝系ダクト毎の送風量、およびこの各枝系ダクト毎の
送風量に対しての送風機の送風量と送風圧力との相関特
性結果(QーP相関特性結果)から求めた各送風圧力を
各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とした時の値とに基づ
いて各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、
さらに、前述の各要求風量の総和風量を送風機の送風量
としたときの送風圧力を送風機のQーP相関特性結果か
ら求め、この求めた送風圧力を各枝系ダクトのそれぞれ
の送風圧力損失値と設定する。そして、この設定したそ
れぞれの送風圧力損失値と前述の算出した送風損失係数
とに基づいて各枝系ダクト毎に送風量とダンパ開度との
関係をそれぞれ求め、この求めた結果から各枝系ダクト
毎の送風量である各要求風量に対しての各ダンパの開度
をそれぞれ求める。次に、この演算処理手段の求めた総
和風量および各ダンパ開度に基づいて送風機制御手段は
送風機の送風量を、また、ダンパ制御手段は各ダンパの
開度を、それぞれ制御する。
【0014】また、演算処理手段は、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風機の各枝系ダク
ト毎の送風量、および送風機の送風量と送風圧力との相
関特性結果(QーP相関特性結果)から予め一定の値に
設定した各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とに基づいて
各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、さら
に、前述の各要求風量の総和風量を送風機の送風量とし
たときの送風圧力を送風機のQーP相関特性結果から求
め、この求めた送風圧力を各枝系ダクトのそれぞれの送
風圧力損失値と設定する。そして、この設定したそれぞ
れの送風圧力損失値と前述の算出した送風損失係数とに
基づいて各枝系ダクト毎に送風量とダンパ開度との関係
をそれぞれ求め、この求めた結果から各枝系ダクト毎の
送風量である各要求風量に対しての各ダンパの開度をそ
れぞれ求める。次に、この演算処理手段の求めた総和風
量および各ダンパ開度に基づいて送風機制御手段は送風
機の送風量を、また、ダンパ制御手段は各ダンパの開度
を、それぞれ制御する。
【0015】また、演算処理手段は、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風機の各枝系ダク
ト毎の送風量、およびこの各枝系ダクト毎の送風量に対
しての送風機の送風量と送風圧力との相関特性結果(Q
ーP相関特性結果)から求めた各送風圧力を各枝系ダク
ト毎の送風圧力損失値として各枝系ダクト毎の送風損失
係数をそれぞれ算出し、さらに、送風機のQーP相関特
性結果から各枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一定の
値に設定する。そして、この一定の設定した送風圧力損
失値と前述の算出した送風損失係数とに基づいて各枝系
ダクト毎に送風量とダンパ開度との関係をそれぞれ求
め、この求めた結果から各枝系ダクト毎の送風量である
各要求風量に対しての各ダンパの開度をそれぞれ求め
る。次に、この演算処理手段の求めた総和風量および各
ダンパ開度に基づいて送風機制御手段は送風機の送風量
を、また、ダンパ制御手段は各ダンパの開度を、それぞ
れ制御する。
【0016】また、演算処理手段は、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風機の各枝系ダク
ト毎の送風量、および送風機の送風量と送風圧力との相
関特性結果(QーP相関特性結果)から予め一定の値に
設定した各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とに基づいて
各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、さら
に、送風機のQーP相関特性結果から各枝系ダクトの送
風圧力損失値を予め一定の値に設定する。そして、この
一定の設定した送風圧力損失値と前述の算出した送風損
失係数とに基づいて各枝系ダクト毎に送風量とダンパ開
度との関係をそれぞれ求め、この求めた結果から各枝系
ダクト毎の送風量である各要求風量に対しての各ダンパ
の開度をそれぞれ求める。次に、この演算処理手段の求
めた総和風量および各ダンパ開度に基づいて送風機制御
手段は送風機の送風量を、また、ダンパ制御手段は各ダ
ンパの開度を、それぞれ制御する。
【0017】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の一実施例である空気調和
装置の風量制御システムを示す構成図である。図1にお
いて、符号2,4から9まで、および14で示す部分は
従来実施例と同一であり、符号の説明は省略する。な
お、19は主ダクト6の根元部に配設されている風量検
出器であり、集中送風手段2からの送風量を検出する。
20は各送風調整手段8の各ダンパ9の開度を制御する
ダンパ制御手段で、このダンパ制御手段20と各ダンパ
9の開閉駆動を行なう駆動機構(図示せず)とが接続さ
れており、この駆動機構はダンパ制御手段20からの開
度信号に応じて各々のダンパ9を駆動させる。21は風
量検出器19の検出結果から送風機5の送風量を測定す
る風量測定手段、22は送風機5の回転数を制御する送
風機制御手段、23は、被空調室1内に設けられた風量
検出手段(図示せず)であるサーモスタット部14の出
力結果から各被空調室1の各要求風量の総和風量を算出
すると共に、また、風量測定手段の風量測定結果および
送風機5の送風量と送風圧との関係結果から各枝系ダク
トの送風抵抗係数を算出(実施例2)あるいは予め一定
の値に設定(実施例1)し、かつ、各被空調室1の要求
風量および送風機5の送風量と送風圧との関係結果から
各枝系ダクトの送風圧力損失値を算出(実施例2)ある
いは予め一定の値に設定(実施例1)したりして、これ
らの算出または設定結果の各枝系ダクト部の送風圧およ
び各枝系ダクトの送風抵抗係数に基づいて各被空調室1
の要求風量に対応したダンパ9の開度を求める演算処理
手段である。なお、ここで言う各枝系ダクトとは、主ダ
クト9の入口から各枝ダクト7の出口までのそれぞれの
枝ダクト7系送風路を指す。
【0018】次に、上記のように構成された空気調和装
置の動作について図2を用いて説明する。なお、この図
2は、この発明のー実施例の空気調和装置に用いる送風
機の送風量に対する送風圧力の関係、および、送風量と
各枝ダクト系の送風圧力抵抗(送風圧力損失)との関係
を示す相関特性図である。図2において、縦軸は圧力
P、横軸は風量Qを表し、また、この図中の実線は送風
機5の風量Qと圧力Pの関係を表したものであり、一般
に、QーP線図と呼ばれ、送風機5が選定されれば既知
になる特性曲線である。また、この図2の破線は、送風
機5からダンパ9出口までの送風量に対する各枝ダクト
7系の送風圧力抵抗(送風圧力損失)を示した抵抗曲線
であり、この図2には、3種類の抵抗曲線例を示してい
る。
【0019】なお、送風量に対する各枝ダクト7の送風
圧力損失値を求めるには、当該ダンパ9を全開にし、他
のダンパをすべて全閉にすれば求まるので、このように
した状態で、選定された送風機5の実送風量を実測し、
実測風量が例えばQ1 になったとすると、選定されて既
知である送風機5のQ−P特性曲線、即ち、例えば図2
に示された特性曲線から、ダンパを全開にした当該枝ダ
クト7系送風路の送風圧力損失値(なお、送風機5側か
ら見ると、送風機5が送風するのに必要な送風圧力)は
1 と求まり、また同様に、他の枝ダクト7系で実測風
量がQ2 になったときは、その枝ダクト系の圧力損失は
2 と求まり、Q3 のときはP3 と求めることができ
る。
【0020】また、一般に、ダクト内の送風量と送風圧
力損失と送風損失係数の関係は、ダクト7を通過する送
風量をQとし、この送風量Qを送風するのに必要な力を
示す送風圧力(即ち、各枝ダクト系送風路の送風圧力損
失値に打ち勝つために必要な力)をPとすれば、下記
(1)式の関係になっている。 P=CT ×Q2 ・・・・(1) ここに、CT :全損失係数で、後述するダンパの通過損
失係数CD とダクトの送風損失係数Cとを加算(CT
D +C)したものである。 従って、この(1)式を用いて、各枝ダクト系送風路毎
の損失係数Cをそれぞれ求めるためには、前述したよう
に、まず、選定された既知の送風機Q−P特性関係式と
風量測定手段21の風量検知器19が検知した実送風量
1 とから送風圧力P1 を算出し、次に、この算出した
1 と実送風量Q1 と上記(1)式から、ダンパ9全開
時(CD =0、即ちCT =C)の当該ダクト系送風路の
損失係数Cをそれぞれの枝ダクト系毎に算出すれば、未
知数の固定抵抗である各枝ダクト系毎の損失係数Cをそ
れぞれ求めることができる。
【0021】しかし、このようにして各枝ダクト系送風
路毎の損失係数Cを求める場合には、前述の既知である
送風機5の特性曲線式(Q−Pの関係式)は、図2から
解るとおり、通常複雑な関係式になりがちであり、実際
の制御においては、損失係数Cの算出するのに時間がか
かる。そこで、図2からも解るように、Qが変化して
も、P1 ,P2 ,P3 はほぼ互に同じ値になっているの
であるから、図3に示されたように、選定された送風機
5のQ−P特性値からPを予めPsと設定しておき、こ
の予め一定の値に設定されたPsに基づいてダクト内の
Q−P関係を単純化すると、上記(1)式は下記(2)
式で表される。 C=Ps/Q2 ・・・・(2) 従って、各枝ダクト系の通風損失係数Cを求めたいとき
には、上記(2)式から予め設定された既知のPsを活
用して、風量検知器19が検知した送風量Q1のみから
簡単に求めることができるようになる。すなわち、風量
検知器19の検知した送風量Q1 に対する圧力損失P1
を送風機5のQ−P特性曲線式から求めることなく、各
枝ダクト系送風路の送風損失係数Cを求めることができ
る。なお、他の各枝ダクト系の送風損失係数Cを求める
場合においても同様に、即ち、Q2 のときでも、またQ
3 のときでもPsを与え、各枝系ダクトの送風損失係数
Cを求める。
【0022】ただし、このようにして損失係数Cを求め
た場合、この求めた損失係数Cに多少の誤差を生じるこ
とになる。しかし、損失係数CはQの2乗で影響を受
け、余り変化しないPとは比例関係にあるのであるか
ら、Qの正確な測定ができていれば、大きな誤差とはな
らない。また、このようにして損失係数Cを求める場合
には、送風量が変化しても圧力損失が余り変化しないよ
うな送風機を選定しておくか、または、Psの適用でき
る送風量の限界範囲を予め送風機のQ−P関係から(例
えば、図3のQmaxまでとか)設定しておくとさらに
良い。以上説明したようにすると、実際の制御におい
て、各枝ダクトの送風損失係数Cが精度良く求められ、
しかも算出するのに時間がかからず、実用する上で非常
に便利である。
【0023】図4はダンパ開閉角度と通風損失係数との
関係を特性図に示したものであるが、この図4に基づい
て、ダンパの開閉角Diとダンパの通風損失係数CD
の関係を説明する。一般に、ダンパの開閉角Diとダン
パの通風損失係数CD の関係は、下記(3)式の関数式
で表すことができ、図4のようになっている。 CD =F[Di] (3) また、図1に示すように、各枝ダクト内のダンパ9開閉
度による通風抵抗と各枝系ダクトの送風抵抗とは直列抵
抗になっているのであるから、ダンパ9開度の変化によ
る抵抗系数CD とその枝ダクト系の抵抗系数Cとを含ん
だ全抵抗系数CT は、ダンパ9開度の抵抗系数CD とそ
の枝ダクト系の抵抗系数Cとの和(CT=C+CD )と
して与えることができる。
【0024】以上のことより、ダクト内において、当該
枝ダクトの送風損失係数Cと、送風圧力損失Piと、送
風量Qiと、およびダンパ開度Diとの関係は、上記
(1)から下記の(4)式のように定まる。 Pi=(C+CD )Q2 =(C+F[Di])Qi2 (4) この定まった(4)式を用いて、前述した既知の各枝ダ
クト系の送風損失系数Cと、さらに上記Piの替わりに
予め設定されたPsとを上記(4)式に与えて、風量Q
iを変化させると、この変化させた風量Qiに対するそ
れぞれのダンパ9開度の通風損失系数CD が各枝ダクト
系毎に算出される。即ち、図4に示されるように、それ
ぞれの風量Qi対するそれぞれのダンパ9開度を各枝ダ
クト系毎に定まり、各枝ダクト系毎のそれぞれの風量Q
iに対するそれぞれのダンパ9開度をテーブル化或いは
定式化することができる。従って、このテーブル化或い
は定式化した関係結果を活用して、各枝ダクト系毎の風
量Qi、即ち各被空調室1の要求風量Qi対する各ダン
パ9開度を求めることができるようになる。
【0025】なお、各被空調室1の要求風量Qiを検出
する風量検出手段としては、後述するように、被空調室
1内に取り付けられたサーモ部14によって良いし、ま
たは、要求風量を予め設定しておいても良い。
【0026】次に、送風機の送風量と送風圧力との相関
特性結果から各枝ダクト系送風路の送風抵抗圧力Pを予
め一定の値に設定しないで、損失係数Cを求める場合に
ついて、図5のフローチャト図を用いて説明する。な
お、この図5の一連のフロー動作は演算処理装置23に
備えたマイクロコンピュータによって実行する。また、
この一連の送風抵抗圧力Pを既知するフロー動作は、空
気調和装置の試運転時や、送風機の変更時や、ダクト設
備の変更時や、もしくは、定期点検時等に実施すること
が望ましい。まず、図5のステップS1では、運転モー
ドが試運転モードであるか否かを判断する。この判断結
果で試運転モードの場合には、以下に述べる一連の動作
は実行するが、運転モードの場合には、実行しない。
【0027】次に、試運転モードの場合には、ステップ
S2で熱源機(図示せず)の運転を停止し、ステップS
3で送風機5の運転を開始する。そして、ステップS4
で各枝ダクト7に接続されている送風調整手段8のダン
パ9の個数Nを設定し、ステップS5で最初(I=1)
のダンパ9を全開に設定し、残りのダンパ9を全閉状態
にする。これらダンパ9の全開全閉制御はダンパ制御手
段20により行なわれる。ステップS6ではその時の送
風量を風量測定手段21が各枝ダクト系毎に測定する。
そして、ステップS7では、この測定結果の風量に対す
る各枝ダクト系毎の圧力損失Piを送風機のQーPの相
関特性結果から求め、この求めPiと測定結果の風量Q
とを上記(2)式に入れ、各枝ダクト系毎の損失係数C
を演算処理手段23が演算して読み込む。
【0028】ステップS8では、上記演算して読み込む
手順がN番目のダンパ9まで実施されたか否かを判断す
る。この判断結果で未だN番目でない場合には、ステッ
プS9でI=I+1として再度ステップS5に戻り上記
の動作を繰返す。したがって、上記の一連の動作はI=
1からI=Nまでのダンパ9のすべてについて順次行な
われ、合計でN回繰返されることになる。なお、ステッ
プS8でI=N番目のダンパ9となったことを確認した
場合には、ステップS10では、上記一連の動作で得た
各ダンパ9全開時の各枝ダクトの送風損失係数C、即
ち、CD =0時における実測送風量から算出した各枝ダ
クト系の損失係数Cをテーブル化する。次に、このテー
ブル化された既知のCを含んだ当該枝ダクトの送風系統
の全送風抵抗(C+F[Di])と、既知の送風圧力P
iとを上記(4)式に入れて、、各風量Qi毎に対する
ダンパ開度(F[Di])を各枝ダクト毎にそれぞれ求
め、この求めた風量Qiとダンパ開度との関係結果をテ
ーブル化または定式化する。従って、各被空調室1の各
要求風量を決まれば、上記のテーブル化または定式化し
た結果からダンパ開度を求めることができる。なお、ダ
ンパ開度を求めるまでの一連の算出動作は、演算処理手
段23により行う。
【0029】次に、これら決定された圧力損失Pと損失
係数Cとおける送風量QiとF[Di]との関係を求
め、この求めた結果からダンパ9および送風機5を制御
する動作について説明する。図6は、この実施例1の運
転時の動作を示すフローチャート図である。まず、ステ
ップS21で、演算処理手段23が各被空調室1のサー
モスタット部14の出力結果(検出された被空調室温度
と予め設定された被空調室温度との温度差から算出した
各被空調室1の要求風量結果)からの各要求風量の総風
量を算出する。なお、演算処理手段23が、各被空調室
1のサーモスタットの出力結果(検出された被空調室温
度と予め設定された被空調室温度との温度差)から各被
空調室1の要求風量を算出し、この算出した各要求風量
の総風量を算出しても良い。次に、ステップS22で
は、各枝ダクト系の圧力損失Pとして送風機5のQ−P
特性曲線式から予め設定したPsおよび風量測定手段2
1が測定した実送風量Q1 とに基づいて、試運転時に算
出した各枝ダクト7系の損失係数Cを読み出す。
【0030】ステップS23では、この読出した損失係
数Cおよび予め設定したPsにおける送風量Qiと損失
係数CD (即ち、ダンパ開度[Di])との関係を上記
(4)式から求め、この求めた関係結果をテーブル化ま
たは定式化し、このテーブル化または定式化した送風量
Qiと損失係数CD との関係結果からステップS21で
算出した各被空調室1の要求風量Qに対するダンパの損
失係数CD を算出または読み出し、この算出または読み
出した結果(CD )から、図4に示されたダンパの損失
係数CD とダンパ開度[Di]との関係に基づいてダン
パ開度[Di]を決定する。なお、このステップ23で
算出すると言うのは、読み出した圧力損失Psと、損失
係数Cと、ステップ21で算出した各被空調室1の要求
風量Qとを、Pi=(C+F[Di])Q2 の式に入れ
て、ダンパの損失係数CD を直接算出することを言う。
ステップS24では、ステップS23で求めたダンパ開
度をダンパ制御手段20が送風調整手段8に指示して、
ダンパ9の開度を制御する。ステップS25では、ステ
ップ21で算出した各被空調室1の要求風量の総和風量
ΣQiに基づいて送風機制御手段22が集中送風手段2
の送風機5の送風量を制御する。
【0031】なお、上記の説明では、各枝ダクト7系送
風路の圧力損失係数Cを求めるときの圧力損失値Ps
も、また、送風量とダンパの損失係数CD との関係を求
めるときの圧力損失値Psも、全く同じ値のPsで説明
したが、送風機5のQーPの相関特性結果から予め一定
の値を選出すればよいのであって、全く同じ値にする必
要はない。
【0032】また、各枝ダクト7系送風路の圧力損失係
数Cを求めるときも、また、送風量とダンパの損失係数
D との関係を求めるときも、いずれ場合も、各枝ダク
ト7系送風路の送風圧力損失値Pを送風機5の送風量と
送風圧力との相関特性結果から予め一定の値Psに設定
したが、各枝ダクト7系送風路の圧力損失係数Cを求め
る場合だけ、前述の(0018)〜(0020)で説明
したように、送風機5のQーPの相関特性結果から風量
測定手段21が測定した実送風量Q1 (測定風量)を送
風量として求めた送風圧力を各枝ダクト系毎の圧力損失
Piとして活用する。このようにすると、この圧力損失
Pi(送風圧力)と実送風量Q1 と上記(2)式とから
算出さられた圧力損失係数Cの精度が向上するため、制
御精度もさらに向上するようになる。
【0033】また、送風量とダンパの損失係数CD との
関係を求める場合だけ、送風圧力損失値Pを予め一定の
値Psにする換わりに、後述する演算して求めたPiを
用いて送風量とダンパの損失係数CD (即ち、ダンパ開
度)との関係を求めると、更に送風量に対するダンパ開
度の制御精度が向上する。即ち、送風圧力損失係数C、
または、送風量とダンパの損失係数CD の関係を求める
場合の送風圧力損失値Pを、少なくてもどちらか一方の
みを送風機5のQーPの相関特性結果から予め一定の値
Psに設定しても良い。
【0034】以上説明したように、特公昭60−474
97号公報に開示された装置のように他の多くの検出器
を用いることなく、更に簡便な演算処理の構成で、ダン
パ開度および送風機の送風量との関係をバランス良く、
よりスピーデに、精度良くコントロールしながら、各被
空調室へ適切な風量を供給するため、経済的で、更にス
ピーデに、精度良く、各被空調室の室内温度を快適する
信頼性の高い空気調和装置が得られる。
【0035】実施例2、実施例1では、演算処理手段2
3が、各枝ダクト7系送風路の圧力損失係数Cを求める
ときも、また、送風量とダンパの損失係数CD との関係
を求めるときも、いずれの場合も、送風機5の送風量と
送風圧力との特性結果から各枝ダクト7系送風路の送風
圧力損失値Pを予め一定の値Psに設定し、この設定値
Psから最終的に各被空調室1の要求風量に対するダン
パ9の開度を求め、この求めた結果でダンパ9の開度を
制御するようにしたり、また、この変形実施例として、
各枝ダクト7系送風路の圧力損失係数Cを求める場合だ
け、または送風量とダンパの損失係数CD との関係を求
める場合だけ、予め設定された一定の値Psを用いてそ
れぞれ求め、この求めた結果から最終的に各被空調室1
の要求風量に対するダンパ9の開度を求めて制御するよ
うにしたが、この実施例2では、演算処理手段23が、
各枝ダクト7系送風路の圧力損失係数Cを求めるとき
も、また、送風量とダンパの損失係数CD との関係を求
めるときも、いずれの場合も、算出して求めた送風圧力
損失値Pからそれぞれ求め、この求めた結果から最終的
に各被空調室1の要求風量に対するダンパ9の開度を求
めて制御するようにしたものである。
【0036】なおこのとき、演算処理手段23は、各枝
ダクト系送風路の送風圧力損失係数Cを求めるときの各
枝ダクト系送風路の送風圧力損失値Pを、前述の(00
18)〜(0020)で説明したようにして求めるが、
しかし、送風量とダンパの損失係数CD との関係を求め
るときの各枝ダクト系送風路の送風圧力損失値Pは下記
のようにして求める。即ち、各被空調室1の要求風量の
総要求風量を送風機5の送風量として送風機の送風量と
送風圧力との相関特性結果から送風圧力を求め、この求
めた送風圧力を各枝ダクト系送風路の送風圧力損失値P
と設定して求める。次に、この総要求風量から求めた各
枝ダクト系送風路の送風圧力損失値と、前述の送風圧力
損失係数Cと、上記(4)式とを用いて、風量Qとダン
パ開度[Di]との関係を各枝ダクト系送風路毎に求
め、この求めた結果から各被空調室1の要求風量に対し
て、ダンパ制御手段20がダンパ9の開度を制御した
り、送風制御手段22が送風機5の送風量を制御するま
での動作は、実施例1で説明したとおりであり、説明は
割愛する。
【0037】このようにすれば、他の多くの検出器を用
いることなく、簡便な構成で、ダンパ開度および送風機
の送風量との関係をバランス良く、スピーデに、精度良
くコントロールしながら適切な風量を供給すると共に、
また、各被空調室の要求風量に対しての送風圧力損失
値、即ち送風機の送風圧力を常に低レベルに維持しなが
ら送風するため、消費電力を抑えた経済的で、各被空調
室の室内温度をスピーデに、精度良く快適する信頼性の
高い空気調和装置が得られる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る空
気調和装置は、演算処理手段が、風量検出手段の検出結
果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一方、
また、風量測定手段が測定した送風量、およびこの送風
量に対しての各送風圧力を各枝系ダクト毎の送風圧力損
失値として各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算
出し、さらに、前述の各要求風量の総和風量を送風機の
送風量としたときの送風圧力を各枝系ダクトのそれぞれ
の送風圧力損失値と設定し、この設定した送風圧力損失
値と前述の算出した送風損失係数とから各枝系ダクト毎
の送風量とダンパ開度との関係をそれぞれ求め、これら
の求めた結果から送風機の送風量と各ダンパの開度を制
御するので、他の多くの検出器を用いることなく、簡便
な構成で、ダンパ開度および送風機の送風量との関係を
バランス良く、スピーデに、精度良くコントロールしな
がら適切な風量を供給すると共に、また、各被空調室の
要求風量に対しての送風圧力損失値、即ち送風機の送風
圧力を常に低レベルに維持しながら送風するため、消費
電力を抑えた経済的で、各被空調室の室内温度をスピー
デに、精度良く快適する信頼性の高い空気調和装置が得
られる。
【0039】また、演算処理手段が、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風量および予め一
定の値に設定した各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とか
ら各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、さ
らに、前述の各要求風量の総和風量を送風機の送風量と
したときの送風圧力を各枝系ダクトのそれぞれの送風圧
力損失値と設定し、この設定した送風圧力損失値と前述
の算出した送風損失係数とから各枝系ダクト毎の送風量
とダンパ開度との関係をそれぞれ求め、これらの求めた
結果から送風機の送風量と各ダンパの開度を制御するの
で、他の多くの検出器を用いることなく、簡便な演算処
理の構成で、ダンパ開度および送風機の送風量との関係
をバランス良く、更にスピーデに、精度良くコントロー
ルしながら、各被空調室へ適切な風量を供給するため、
経済的で、更にスピーデに、精度良く、各被空調室の室
内温度を快適する信頼性の高い空気調和装置が得られ
る。
【0040】また、演算処理手段が、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風量、およびこの
送風量に対しての各送風圧力を各枝系ダクト毎の送風圧
力損失値として各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞ
れ算出し、さらに、送風機のQーP相関特性結果から各
枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一定の値に設定し
て、これらの一定の設定した送風圧力損失値と前述の算
出した送風損失係数とから各枝系ダクト毎の送風量とダ
ンパ開度との関係をそれぞれ求め、これらの求めた結果
から送風機の送風量と各ダンパの開度を制御するので、
他の多くの検出器を用いることなく、簡便な演算処理の
構成で、ダンパ開度および送風機の送風量との関係をバ
ランス良く、更にスピーデに、精度良くコントロールし
ながら、各被空調室へ適切な風量を供給するため、経済
的で、各被空調室の室内温度を、更にスピーデに、精度
良く快適する信頼性の高い空気調和装置が得られる。
【0041】また、演算処理手段が、風量検出手段の検
出結果から各被空調室の要求風量の総和風量を求める一
方、また、風量測定手段が測定した送風量および予め一
定の値に設定した各枝系ダクト毎の送風圧力損失値とか
ら各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、さ
らに、送風機のQーP相関特性結果から各枝系ダクトの
送風圧力損失値を予め一定の値に設定して、これらの一
定の設定した送風圧力損失値と前述の算出した送風損失
係数とから各枝系ダクト毎の送風量とダンパ開度との関
係をそれぞれ求め、これらの求めた結果から送風機の送
風量と各ダンパの開度を制御するので、他の多くの検出
器を用いることなく、更に簡便な演算処理の構成で、ダ
ンパ開度および送風機の送風量との関係をバランス良
く、よりスピーデに、精度良くコントロールしながら、
各被空調室へ適切な風量を供給するため、経済的で、更
にスピーデに、精度良く、各被空調室の室内温度を快適
する信頼性の高い空気調和装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例の風量制御システムを示
す構成図である。
【図2】 送風機の風量と圧力との関係を示す送風特性
図である。
【図3】 一定の圧力損失値と送風量との関係を示す送
風特性図である。
【図4】 ダンパの開度と通風損失係数の関係を示す特
性図である。
【図5】 図1の試運転モードにおける制御動作例を示
すフローチャート図である。
【図6】 図1の空気調和運転時の制御動作例を示すフ
ローチャート図である。
【図7】 従来の空気調和装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 被空調室、2 集中送風手段、4 熱交換器、5
送風機、6 主ダクト、7 枝ダクト、8 送風調整手
段、9 ダンパ、14 ルームサーモスタット部、19
風量検出器、20 ダンパ制御手段、21 風量測定
手段、22 送風機制御手段、23 演算処理手段。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱源機と接続している熱交換器および該
    熱交換器が熱交換した空気を送風する送風機とからなる
    集中送風手段と、この集中送風手段に接続され、前記熱
    交換した空気を導く主ダクトおよび各枝ダクトとからな
    るダクト部と、このダクト部の各枝ダクトに接続され、
    前記熱交換した空気が送風される各被空調室と、この各
    被空調室内に設けられ、該各被空調室の要求風量をそれ
    ぞれ検出する各風量検出手段と、前記各枝ダクト内に設
    けられ、前記各被空調室への送風量をそれぞれに調整す
    る各ダンパと、前記主ダクト内に設けられた風量検出器
    を介して前記送風機の送風量を測定する風量測定手段
    と、前記各風量検出手段の検出結果から前記各被空調室
    の要求風量の総和風量を求めると共に、また、前記風量
    測定手段が測定した前記送風機の各枝系ダクト毎の送風
    量および該各枝系ダクト毎の送風量に対しての前記送風
    機の送風量と送風圧力との相関特性結果から求めた各送
    風圧力を前記各枝系ダクト毎の送風圧力損失値としたと
    きの値とに基づいて前記各枝系ダクト毎の送風損失係数
    をそれぞれ算出し、かつ、前記各要求風量の総和風量を
    前記送風機の送風量として前記送風機の送風量と送風圧
    力との相関特性結果から求めた送風圧力を前記各枝系ダ
    クトのそれぞれの送風圧力損失値と設定して、これらの
    算出および設定結果から前記各枝系ダクト毎の送風量と
    当該ダンパ開度との関係をそれぞれ求め、これらの求め
    た結果から前記各枝系ダクト毎の送風量である前記各要
    求風量に対しての前記ダンパの開度をそれぞれ求める演
    算処理手段と、この演算処理手段がそれぞれ求めた開度
    結果に基づいて前記各ダンパの開度を制御するダンパ制
    御手段と、前記演算処理手段が求めた総和風量結果に基
    づいて前記送風機の送風量を制御する送風機制御手段
    と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】 前記演算処理手段が、前記各風量検出手
    段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和風量
    を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定した前
    記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および前記送風機の
    送風量と送風圧力との相関特性結果から予め一定の値に
    設定した前記各枝系ダクトの送風圧力損失値とに基づい
    て前記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出
    し、かつ、前記各要求風量の総和風量を前記送風機の送
    風量として前記送風機の送風量と送風圧力との相関特性
    結果から求めた送風圧力を前記各枝系ダクトのそれぞれ
    の送風圧力損失値と設定して、これらの算出および設定
    結果から前記各枝系ダクト毎の送風量と当該ダンパ開度
    との関係をそれぞれ求め、これらの求めた結果から前記
    各枝系ダクト毎の送風量である前記各要求風量に対して
    の前記ダンパの開度をそれぞれ求めたことを特徴とする
    請求項1記載の空気調和装置。
  3. 【請求項3】 前記演算処理手段が、前記各風量検出手
    段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和風量
    を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定した前
    記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および該各枝系ダク
    ト毎の送風量に対しての前記送風機の送風量と送風圧力
    との相関特性結果から求めた各送風圧力を前記各枝系ダ
    クト毎の送風圧力損失値としたときの値とに基づいて前
    記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出し、か
    つ、前記送風機の送風量と送風圧力との相関特性結果か
    ら前記各枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一定の値に
    設定して、これらの算出および設定結果から前記各枝系
    ダクト毎の送風量と当該ダンパ開度との関係をそれぞれ
    求め、これらの求めた結果から前記各枝系ダクト毎の送
    風量である前記各要求風量に対しての前記ダンパの開度
    をそれぞれ求めたことを特徴とする請求項1記載の空気
    調和装置。
  4. 【請求項4】 前記演算処理手段が、前記各風量検出手
    段の検出結果から前記各被空調室の要求風量の総和風量
    を求めると共に、また、前記風量測定手段が測定した前
    記送風機の各枝系ダクト毎の送風量および前記送風機の
    送風量と送風圧力との相関特性結果から予め一定の値に
    設定した前記各枝系ダクトの送風圧力損失値とに基づい
    て前記各枝系ダクト毎の送風損失係数をそれぞれ算出
    し、かつ、前記送風機の送風量と送風圧力との相関特性
    結果から前記各枝系ダクトの送風圧力損失値を予め一定
    の値に設定して、これらの算出および設定結果から前記
    各枝系ダクト毎の送風量と当該ダンパ開度との関係をそ
    れぞれ求め、これらの求めた結果から前記各枝系ダクト
    毎の送風量である前記各要求風量に対しての前記ダンパ
    の開度をそれぞれ求めたことを特徴とする請求項1記載
    の空気調和装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012093000A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Shinryo Corp 空調熱量及び消費電力の按分システム
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