JPH08257332A

JPH08257332A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH08257332A
Application number: JP7066530A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakada; 博之中田; Koki Masui; 弘毅増井; Michinobu Sakanaka; 理展阪中; Ichiro Takada; 一郎高田; Takayuki Sakai; 隆行酒井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】エアフィルタの目づまりによる清掃時期の検
知を安価な装置で、通常の運転中に誤りなく検知する。【構成】ファン６と、ファンの回転数を制御する回転
数制御手段７と、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換
器８と、空気の除塵を行うエアフィルタ１０とを備えた
空気調和機において、前記エアフィルタ１０を通過する
空気量を検知する風量計測手段１２，２２と、エアフィ
ルタが目づまりした状態での風量とファン回転数を設定
する風量関係設定手段１５，１７，２３，２４と、風量
関係設定手段により設定された値と運転中の風量とファ
ン回転数を比較しエアフィルタの目づまり有無を検出す
る目づまり判定手段２５とを備えた空気調和機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファン、熱交換器等
を備え、取入れた空気を加温または冷却後、給気口から
室内等へ送風するユニットを有する空気調和機に関し、
特にその制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の空気調和機の構成図及
び空気調和機の制御装置のブロック図である。図におい
て、１は空気調和機であり、外気（ＯＡ）を取入れる外
気取入口２（ＯＡ口）、室内からの還気（ＲＡ）を排気
する排気口３（ＥＡ口）、室内へ給気（ＳＡ）を送る給
気口４（ＳＡ口）及び室内からの還気（ＲＡ）を取入れ
る還気口５（ＲＡ口）を有している。６は回転数を変化
させるインバータ７付のファンで、６ａは外気（ＯＡ）
を取入れ室内等へ給気する給気ファン（ＳＡファン）、
６ｂは室内等から還気（ＲＡ）を取入れ外部へ排出する
還気ファン（ＲＡファン）であり、それぞれ、インバー
タ７ａ及び７ｂを有している。８は熱交換器で、熱媒体
を通す配管が接続されており、配管途中には熱媒体の流
量を制御する電動弁９を有している。１０はエアフィル
タであり、差圧センサ１１によりエアフィルタ１０を通
過する空気の圧損を検知する。１２は風速センサであ
り、１２ａは給気口（ＳＡ口）に設けられた給気用の風
速センサ、１２ｂは還気口（ＲＡ口）に設けられた還気
用の風速センサである。１３はダンパであり、１３ａは
外気ダンパ（ＯＡダンパ）、１３ｂは排気ダンパ（ＥＡ
ダンパ）そして１３ｃは還気（ＲＡ）を一部給気（Ｓ
Ａ）側へ戻すためのバイパスダンパである。１４は空気
調和機の制御装置であり、エアフィルタ圧損差設定手段
１５、フィルタメンテ表示手段１６、メモリ部１７、基
準時間設定手段１８、圧損比較手段１９及び積算時間演
算手段２０等を有している。

【０００３】図１４に示す従来の空気調和装置において
は、エアフィルタ１０の目づまりによる清掃必要時期の
決定、表示は次のように行っていた。まず、エアフィル
タ圧損差設定手段１５により、前記エアフィルタ１０に
埃が付着し、清掃時期をむかえたときの圧損値をあらか
じめ設定しておく。空気調和機を運転していくとエアフ
ィルタ１０の着塵量が多くなる。その結果エアフィルタ
１０の前後においてその圧損が増加する。空気調和機運
転中、差圧センサ１１により、上記エアフィルタ１０の
前後の圧損を検知し、前記エアフィルタ圧損差設定手段
１５によりあらかじめ設定された圧損値とを圧損比較手
段１９にて比較する。この時、差圧センサ１１により検
知した圧損値が、エアフィルタ圧損差設定手段１５によ
り設定された圧損値より大きい場合、フィルタメンテ表
示手段１６にてエアフィルタ１０が目づまり状態であり
清掃必要時期であることを表示する。

【０００４】また、別法として、次の如く行っていた。
まず、基準時間設定手段１８にて、前記エアフィルタ１
０に埃が付着し、清掃時期となるであろう運転積算時間
設定値を予め設定しておく。積算時間演算手段２０によ
りファン運転時間を積算し、前記運転積算時間設定値を
越えた場合、フィルタメンテ表示手段１６にてエアフィ
ルタ１０が目づまり状態であり清掃必要時期であること
を表示する。

【０００５】また、従来の空気調和装置における給気量
（ＳＡ量）、外気量（ＯＡ量）、還気量（ＲＡ量）及び
排気量（ＥＡ量）の制御は次の如く行っていた。特開平
１−１１８０５３号公報に示される例では、図１４にお
いて、ダンパは外気ダンパ１３ａ及び排気ダンパ１３ｂ
はなく、バイパスダンパ１３ｃのみとし、バイパスダン
パ１３ｃに対して外気取入口２と排気口３側寄りに排気
（ＥＡ）と外気（ＯＡ）とを熱交換する全熱交換器（図
示なし）を設け、全熱交換器に差圧センサ１１（図示な
し）を設けて、ＣＯ２センサによる還気（ＲＡ）中のＣ
Ｏ２濃度の測定値から室内への必要外気量（ＯＡ量）を
演算し、全熱交換器に設けた差圧センサ１１による全熱
交換器前後の差圧測定値から外気量（ＯＡ量）を算出
し、上記所望の外気量（ＯＡ量）となるようにバイパス
ダンパ制御手段でバイパスダンパ開度を制御するもので
ある。また、別の従来例では、図１４の如く外気ダンパ
１３ａ、排気ダンパ１３ｂ及びバイパスダンパ１３ｃを
備えているが、これらのダンパは手動のものであり、所
望の外気量（ＯＡ量）、給気量（ＳＡ量）、還気量（Ｒ
Ａ量）及び排気量（ＥＡ量）となるように風量を測定し
ながら手動ダンパ開度を人が直接調整していた。

【０００６】また、従来の冷温水を熱源とする空気調和
機の温度制御は次の如く行っていた。図１４において、
熱交換器８に熱媒体として冷温水を使い、空気調和機１
を運転中は、必要に応じて冷温水電動弁９の開度を調節
し、冷温水の流量を制御していた。図１５は冷温水電動
弁９の平面図であり、この冷温水電動弁９を空気調和機
１の運転中は開度制御を行い、温度制御を行い、停止中
は冷温水不要のため全閉としていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機は、
エアフィルタ１０の清掃時期の決定を上記のような方法
にて行っているため、差圧センサ１１を使う方法では、
エアフィルタ１０前後の圧損を検知するためだけに、高
価な差圧センサ１１が必要でコストアップとなった。更
に、インバータ７等の送風機回転数制御装置によりファ
ン６の回転数が下がると、エアフィルタ１０を通過する
風量が減少するため、エアフィルタ１０前後の圧損値が
下がり、清掃時期にもかかわらずあらかじめ設定された
圧損値に達せず、清掃時期であることを促すことができ
ないという検知漏れの問題点があった。

【０００８】また、エアフィルタ１０の清掃時期の決定
をファン運転時間を積算する方法にて行う場合は、空気
調和機の運転状態（ファン６の回転数）や室内空気中に
含まれる埃の量により、エアフィルタ１０の着塵状態が
変化するため、空気調和機の運転時間と着塵量は必ずし
も比例せず、その精度が問題であった。

【０００９】また、従来の空気調和機では、給気量（Ｓ
Ａ量）、外気量（ＯＡ量）、還気量（ＲＡ量）及び排気
量（ＥＡ量）の制御を上記のように行っているので、特
開平１−１１８０５３号公報では外気ダンパ１３ａ（Ｏ
Ａダンパ）および排気ダンパ１３ｂ（ＥＡダンパ）を備
えていないので、外気量（ＯＡ量）と排気量（ＥＡ量）
の比率を制御することはできず、便所を負圧とし悪臭が
他室に漏れるのを防止することや、居室を正圧とし冬場
の隙間風を防止することなどはできなかった。また、ダ
ンパを手動で調整する方法では、現地工事によりまちま
ちのダクト抵抗などの影響を受け調整に多くの時間が必
要で人件費のアップ・納期遅延となっていた。また、フ
ィルタ目づまりにより静圧変化した場合、初期に設定し
た外気量（ＯＡ量）・給気量（ＳＡ量）・還気量（ＲＡ
量）・排気量（ＥＡ量）が変化してしまうという欠点が
あった。さらにＣＯ２濃度やＶＡＶ台数変化などにより
必要外気量（ＯＡ量）が変化した場合には対応困難とな
っていた。またファンを必要以上に回転させ、ダンパを
必要以上に絞ることによる電力の無駄が生じていた。

【００１０】また、従来の空気調和機では、冷温水電動
弁９の制御を上記のように行っているので、長時間の停
止または運転中であっても長時間電動弁が非作動の場
合、図１５に示す如く析出物質２１であるカルキ成分等
が析出し、電動弁９が固着して動かなくなり温度調節不
可状態に陥るという問題点があった。

【００１１】この発明は前記のような問題点を解決する
ためになされたもので、低コストで実現でき、送風機が
いかなる回転数でもエアフィルタお着塵状態を適確に予
想し、エアフィルタが清掃時期であることを確実に知る
ことができる空気調和機を得ることを目的としている。
また、任意の外気量（ＯＡ量）・給気量（ＳＡ量）・還
気量（ＲＡ量）・排気量（ＥＡ量）が容易に確保でき、
フィルタ目づまりなどによる静圧変化に追従し、調整に
対する人件費・調整時間を低くおさえることができる空
気調和機を得ることを目的とする。また、電動弁の固着
を防止し、正常な空気調和機を継続することができる空
気調和機を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる空気調
和機においては、ファンと、ファンの回転数を制御する
回転数制御手段と、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交
換器と、空気の除塵を行うエアフィルタとを備えた空気
調和機において、前記エアフィルタを通過する空気量を
検知する風量計測手段と、エアフィルタが目づまりした
状態での風量とファン回転数を設定する風量関係設定手
段と、風量関係設定手段により設定された値と運転中の
風量とファン回転数を比較しエアフィルタの目づまり有
無を検出する目づまり判定手段とを備えたものである。

【００１３】また、ファンと、ファンの回転数を制御す
る回転数制御手段と、熱媒体と空気とを熱交換させる熱
交換器と、空気の除塵を行うエアフィルタとを備えた空
気調和機において、風量またはファンの回転数を加重し
た運転時間を積算する加重積算運転時間演算手段と、エ
アフィルタが目づまりする目づまり時間を設定する目づ
まり時間設定手段と、前記加重積算運転時間演算手段に
よる加重積算運転時間が前記目づまり時間設定手段によ
る目づまり時間を越えた場合エアフィルタの目づまりを
検出する目づまり判定手段とを備えたものである。

【００１４】また、外気取入口から外気を導入し、給気
口から室内へ給気する給気ファンと、還気口から還気を
導入し、排気口から排気として排出する還気ファンと、
上記給気口に至る通路に設けられた熱交換器と、上記外
気取入口近傍に設けられた外気ダンパと、上記排気口近
傍に設けられた排気ダンパと、上記還気の一部を給気側
へバイパスする通路に設けられたバイパスダンパとを備
え、上記熱交換器で加温または冷却した空気を室内へ給
気可能とし、室内からの還気の一部を給気側へバイパス
とし、また、室内からの還気の残部を排気可能とした空
気調和機において、上記外気取入口から導入される外気
量と上記給気口から室内へ供給される給気量と上記還気
口から還気される還気量と上記排気口から排出される排
気量との内、上記給気量と還気量を含む少くとも３種の
空気量をそれぞれ計測する風量計測手段と、上記給気量
を設定する給気量設定手段と、上記外気量を設定する外
気量設定手段と、上記排気量を設定する排気量設定手段
と、上記給気量設定手段、上記外気量設定手段及び上記
排気量設定手段によりそれぞれ設定された給気量、外気
量及び排気量に基づき還気量を演算する還気量演算手段
と、上記の計測給気量及び計測還気量がそれぞれ上記設
定給気量及び設定還気量となるように上記給気ファン及
び還気ファンのそれぞれのファン回転数を制御する給気
ファン回転数制御手段及び還気ファン回転数制御手段
と、上記外気ダンパ、排気ダンパ及びバイパスダンパの
内、２つを全開とし、１つを開閉制御するダンパ制御手
段とを備えたものである。

【００１５】さらに、空気を導入し、室内へ給気する給
気ファンと、冷温水を熱媒体として上記導入空気と熱交
換させる熱交換器と、上記熱交換器を通過する冷温水量
を制御する冷温水電動弁とを備えた空気調和機におい
て、上記冷温水電動弁を強制的に動作させる時間間隔を
計時判定する時間間隔判定手段と、上記時間間隔判定手
段に従って冷温水電動弁を強制的に動作させる電動弁強
制運転手段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】この発明における空気調和機は、風量計測手段
によりエアフィルタを通過する空気量を検知し、風量関
係設定手段により目づまり有状態における風量とファン
回転数を設定し、目づまり判定手段により上設設定値と
運転中の風量とファン回転数を比較してエアフィルタの
目づまり有無を検出する。

【００１７】また、加重積算運転時間演算手段により風
量またはファンの回転数を加重した加重積算運転時間と
目づまり時間設定手段が設定した所定の目づまり時間と
を目づまり判定手段により比較してエアフィルタの目づ
まりの有無を検出する。

【００１８】また、風量計測手段で給気量と還気量を含
む少くとも３種の空気量を計測し、給気量設定手段、外
気量設定手段及び排気量設定手段により、それぞれ給気
量、外気量及び排気量を設定し、還気量演算手段で還気
量を演算し、給気ファン回転数制御手段、還気ファン回
転数制御手段及びダンパ制御手段により、上記設定給気
量、設定外気量及び設定排気量を得る。

【００１９】また、時間間隔判定手段により、冷温水電
動弁を強制的に動作させる時間間隔を計時判定し、上記
判定により電動弁強制運転手段により冷温水電動弁を強
制運転する。

【００２０】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は、本発明の一実施例である空気調和機１の構
成図及び空気調和機１の制御装置１４のブロック図であ
り、図２は、同じく空気調和機１の給気ファン（ＳＡフ
ァン）６ａの全静圧と室内に供給できる風量の関係をあ
らわした全静圧−風量特性図（Ｐ−Ｑ特性図）である。
図において、前記従来例と同一番号は、同一または相当
するものを示し、説明を省略する。空気調和機１の制御
装置１４内には、給気口４に設けた給気用の風速センサ
１２ａに基づき給気風量を演算する風量演算手段２２、
基準値設定手段２３、エアフィルタ圧損差設定手段１
５、最終圧損演算手段２４及び目づまり判定手段２５を
備えている。

【００２１】次に動作を図ついて説明する。まず、制御
装置１４内の基準値設定手段２３により、給気ファン
（ＳＡファン）６ａが定格周波数ｆ０で駆動したときの
全静圧Ｐと風量Ｑの特性カーブ（ア）を入力し、メモリ
ー部１７に記憶する。最終圧損演算手段２４にて以下の
演算を行う。まず、空気調和機１を実際に設置した状態
において、給気ファン（ＳＡファン）２ａを定格周波数
ｆ０で駆動しそのとき風量Ｑ１を、風速センサ（１２
ａ）を入力して、風量演算手段２２により求め、更にこ
のときの全静圧Ｐ１を、特性カーブ（ア）より求める
（イ）。点（イ）および原点を通る２次曲線を引く。こ
れが未着塵エアフィルタ装着時に周波数を変化させた時
のＰ−Ｑ特性（フィルタ初期の負荷曲線）となる。フィ
ルタ初期の負荷曲線と基準風量Ｑ０の交点（ウ）より全
静圧Ｐ０を演算する。これにエアフィルタ圧損差設定手
段１５により設定された圧損差の値を加えることによ
り、基準風量Ｑ０におけるエアフィルタが着塵した場合
の全静圧Ｐｍａｘが得られる（エ）。点（エ）および原
点を通る２次曲線を引く。これが着塵エアフィルタ装着
時に周波数を変化させた時のＰ−Ｑ特性（フィルタ最終
の負荷曲線）となる。フィルタ最終の負荷曲線と周波数
ｆ０でＰ−Ｑ特性との交点（オ）を求める。目づまり判
定手段２５により周波数ｆ０で運転した場合の風量が点
（オ）における風量Ｑｄ以下であればエアフィルタへの
着塵を検知し、フィルタメンテ表示手段１６よりエアフ
ィルタが清掃時期であることを表示する。なお実施例１
では周波数ｆ０における風量差にて着塵と非着塵の判別
を行ったが、基準値設定手段２３によりさまざまな周波
数におけるＰ−Ｑ特性を予め工場で試験を行いそのデー
タを記憶しておき、点（ウ）および点（エ）を通る周波
数を演算する。風量Ｑ０となる周波数を求め、点（エ）
を通る周波数となった時エアフィルタが清掃時期とする
ように風量Ｑ０となる周波数差で着塵と非着塵の判別を
行うようにしてもよい。上記周波数ｆＯとし、または風
量Ｑ０としてエアフィルタの着塵を判定するタイミング
は一定時間毎とか運転開始時に行えば清掃時期の検知を
漏れなく行うことができる。上記エアフィルタの清掃必
要時期決定方法のうち、基準周波数ｆ０で風量Ｑｄにな
ったかをみる方法は、基準となる周波数ｆ０での全静圧
Ｐと風量ＱとのＰ−Ｑ特性が一つのみの入力でよく、工
場でのＰ−Ｑ特性入力の手間が少ない等容易にできる利
点がある。また、基準風量Ｑ０とした時の周波数をみる
方法は、エアフィルタの着塵有無の試験時も基準風量
（部屋への必要風量）Ｑ０を確保できる利点がある。

【００２２】さらに、メモリ１７に記憶された上記着塵
エアフィルタ装着時に周波数を変化させたＰ−Ｑ特性
（フィルタ最終の負荷曲線）及び上記さまざまな周波数
におけるＰ−Ｑ特性とから、上記の如く定格周波数ｆ０
及び基準風量Ｑ０にとらわれることなく、目づまり判定
手段により運転中の周波数と風量をエアフィルタ最終の
負荷曲線の風量と周波数と比較することよりエアフィル
タの着塵を判定でき、清掃時期を知ることができる。判
定タイミングは、一定時間毎とか運転開始時とかに行う
ことにより清掃時期の検知を漏れなく行うことができ
る。この方法によれば、検知のためにファン回転数を変
化させる必要がなく、通常制御中に検知できることから
快適性を損なうこともない。さらに、さまざまな風量と
ファン回転数の関係を認識しているため低風量状態でも
検知でき差圧センサ使用のような誤検知の問題もない。

【００２３】なお、上記実施例において、インバータ７
ａが回転数制御手段を構成し、給気用風速センサ１２ａ
と風量演算手段２２が風量計測手段を構成し、基準値設
定手段２３、エアフィルタ圧損差設定手段１５、最終圧
損演算手段２４及びメモリー部１７が風量関係設定手段
を構成する。

【００２４】図３、図４及び図５に示す空気調和機１
は、図１に示すものの変形例であり、図３の空気調和機
１は、室内への給気をすべて外気から取入れるいわゆる
全外気形空気調和機であり、図４の空気調和機１は給気
を室内からの還気とするいわゆる全還気形空気調和機で
あり、図５は、給気を外気と還気の混合とするいわゆる
外気混合形空気調和機である。これらの空気調和機にも
上記エアフィルタ清掃時期決定手法を適用することによ
り図１に記載の空気調和機と同一の作用、効果が得られ
る。

【００２５】実施例２．実施例２は、エアフィルタの清
掃時期を風量またはファン回転数を加重した運転時間に
より知るものである。図６は、本発明の一実施例である
空気調和機１の構成図及び空気調和機１の制御装置６の
ブロック図である。前記従来例と同一番号は同一または
相当するものを示し、説明を省略する。図６において、
空気調和機１の制御装置１４内に給気用の風速センサ１
２ａの測定風速から給気風量を演算する風量演算手段２
２、エアフィルタが目づまりする加重積算運転時間を設
定する目づまり時間設定手段２６、加重積算運転時間演
算手段２７及び目づまり判定手段２５を備える。次に動
作について説明する。図６において、目づまり時間設定
手段２６にて設定されたエアフィルタが目づまりする基
準となる目づまり時間をメモリー部１７へ記憶する。加
重積算運転時間演算手段２７は風量演算手段２２からの
実風量を加重してファン６ａの運転時間を積算した加重
積算運転時間をメモリー部１７に入力する。目づまり判
定手段２５は、メモリー部１７から読み出した上記加重
積算運転時間と上記基準となる目づまり時間とを比較
し、上記基準となる目づまり時間を上記加重積算運転時
間が越えた場合は、フィルタメンテ表示手段１６より着
塵の表示をする。例えば、目づまり時間設定手段２６に
て基準時間を３０００時間とし、風量演算手段２２で演
算した実風量が４０ｍ³ ／分とし、運転時間が２０００
時間で、かつ、ユニットの定格風量が８０ｍ³ ／分の場
合、加重積算運転時間演算手段２７は給気ファン６ａの
運転時間として、（４０ｍ³ ／分／８０ｍ³ ／分）×２
０００時間＝１０００時間と積算する。この値と上記基
準時間３０００時間と比較する。

【００２６】なお上記実施例２では風量演算手段２２か
らの実風量を加重して運転時間を積算したが、インバー
タ７ａの周波数を加重して運転時間を積算するようにし
てもよい。例えば、実周波数が１０Ｈｚとし、運転時間
が２０００時間で、かつ、周波数５０Ｈｚでユニットの
定格風量が出るとすると、加重積算運転時間演算手段２
７は、給気ファン２ａの運転時間として、（１０Ｈｚ／
５０Ｈｚ）×２０００時間＝４００時間と積算する。上
記の実風量を加重して運転時間を積算する方法は、フィ
ルタを通過する風量を実際に給気用の風速センサ１２ａ
により測定しているので精度が高い利点がある。また、
上記のインバータ７ａの周波数を加重して運転時間を積
算する方法は、風速センサ１２ａがなくても実現可能な
ため安価である。また、風速センサ１２ａが破損しても
測定が可能である。

【００２７】上記実施例に記載のエアフィルタ清掃時期
決定手法を図６に示す空気調和機１のかわりに図３、図
４または図５に示す空気調和機１に適用しても上記実施
例と同一の作用・効果が得られる。

【００２８】また、上記の如く、実施例１及び実施例２
に記載の空気調和機は、エアフィルタの着塵の検知、清
掃時期の検知を誤検知なく、かつ、漏れなく行えるので
空気調和機がエアフィルタ目づまりによる風量不足を生
じることが防止でき、温度制御、湿度制御（空気調和機
が加湿器を設けた場合）が適切に行われるとともに、外
気を導入する空気調和機では、必要還気量の確保、維持
ができ、還気不足が防止できる。

【００２９】また、上記実施例１及び実施例２において
は、エアフィルタ１０を給気通路に設けた場合を記載し
たが、図１または図６において、還気通路にも設けて上
記同様のエアフィルタの目づまり検知を行うことも可能
である。

【００３０】実施例３．図７は、本発明の一実施例であ
る空気調和機１の構成図および空気調和機１の制御装置
１４のブロック図であり、図８は、空気流量およびダク
ト抵抗をそれぞれ電流および抵抗にみたてて示した等価
回路図、図９は、空気調和機の動作フローチャートおよ
び図１０はダンパ制御を示す図である。図７において、
前記従来例と同一番号は同一又は相当するものをあらわ
し説明を省略する。空気調和機１の制御装置１４内に
は、それぞれ外気量、排気量及び給気量を設定する。外
気量設定手段３１、排気量設定手段３２及び給気量設定
手段３３を設ける。また、上記外気量、排気量及び給気
量の設定値より還気量を演算する還気量演算手段３４を
設ける。給気用風速センサ１２ａ、還気用風速センサ１
２ｂ及び外気用風速センサ１２ｃの測定風速に基づき、
それぞれの風量を計測する風量計測手段である給気量計
測手段３５、還気量計測手段３６、外気量計測手段３７
を備える。また、給気量と還気量に関して、上記それぞ
れの風量計測手段による計測値を上記給気量設定値及び
還気量設定値になるように、それぞれ給気ファン及び還
気ファンのファン回転数を制御する給気ファン回転数制
御手段３８及び還気ファン回転数制御手段３９とを備え
る。さらに、上記外気ダンパ１３ａ、排気ダンパ１３ｂ
及びバイパスダンパ１３ｃを制御するダンパ制御手段４
０を備える。図８において、ｉ１は給気量（ＳＡ量）、
ｉ２は還気量（ＲＡ量）、ｉ３はバイパス量、ｉ４は外
気量（ＯＡ量）、ｉ５は排気量（ＥＡ量）、ｉ６は室内
から空気調和装置を介さず窓などを介して室外へ流出ま
たは流入する空気量、Ｒ１は室外空気取入れ口２からＯ
Ａダンパ１３ａまでのダクト抵抗、Ｒ２はＯＡダンパ１
３ａの抵抗、Ｒ３はＯＡダンパ１３ａからバイパスダン
パ１３ｃまでのダクト抵抗、Ｒ４はバイパスダンパ１３
ｃからＳＡファン６ａまでのダクト抵抗、Ｒ５はＳＡフ
ァン６ａから給気口４までのダクト抵抗、Ｒ６はＥＡダ
ンパ１３ｂから室外への排気口３までのダクト抵抗、Ｒ
７はＥＡダンパ１３ｂの抵抗、Ｒ８はバイパスダンパ１
３ｃからＥＡダンパ１３ｂまでのダクト抵抗、Ｒ９はＲ
Ａファン６ｂからバイパスダンパ１３ｃまでのダクト抵
抗、Ｒ１０は還気口５からＲＡファン６ｂまでのダクト
抵抗である。

【００３１】次に動作について、図９の動作フローチャ
ートのステップに従って説明する。ステップ１で、この
空気調和装置が空気調和する空間の広さおよび使用人数
などから外気量設定手段３１により必要とされるＯＡ量
を設定する。次に室内の静圧を負圧とするか正圧とする
かですでに決定済みＯＡ量と比較して排気量設定手段３
２によりＥＡ量を設定する。便所などでは負圧とし悪臭
が他室に漏れるのを防止し、居室を正圧とすることで冬
場の隙間風を防止することができる。ステップ２で、図
示していないシステムコントローラから受信した室内目
標温度と、温度センサ２８による室内空気温度を比較し
必要ＳＡ量を給気量設定手段３３により演算設定する。
図８により、空気調和装置に出入りする空気量の総和は
０であることからｉ２（ＲＡ量）＝ｉ１（ＳＡ量）−ｉ
４（ＯＡ量）＋ｉ５（ＥＡ量）が成立することが分か
る。ＳＡ量・ＯＡ量・ＥＡ量は、ステップ１・２で決定
済みであるから還気量演算手段３４により上記演算式よ
りＲＡ量も決定される。ステップ３で、風速センサ１２
ａ，１２ｂの風速と、図示していない機種設定スイッチ
によるダクト断面積から風量計測手段３５，３６により
ＳＡ量およびＲＡ量を計測、算出する。ステップ４で、
ステップ３で計測したＳＡ量・ＲＡ量と、ステップ１・
２で決定済みのＳＡ量・ＲＡ量とを比較し、計測値が所
定値に一致していればステップ６へ、さもなくばステッ
プ５へすすむ。ステップ５で、給気ファン回転数制御手
段３８と還気ファン回転数制御手段３９で、それぞれイ
ンバータ７ａ，７ｂを制御し、ＳＡ量・ＲＡ量の計測値
が所定値より大きい場合はインバータ周波数を下げ、小
さい場合は上げて一致させる。ステップ６で、風速セン
サ１２ｃによる風速により風量計測手段３７でＯＡ量を
計測する。ステップ７でダンパ制御により計測ＯＡ量を
設定した所定値にする。図８によりｉ４（ＯＡ量）＝ｉ
１（ＳＡ量）−ｉ３（バイパス量）であり、ＳＡ量はス
テップ３〜５にて所定値になっているから、ＯＡ量が設
定した所定値より大きい場合はバイパス量を大きく、小
さい場合は小さくすればよいことが分かる。ここで図８
によりｉ５（ＥＡ量）＋ｉ３（バイパス量）＝ｉ２（Ｒ
Ａ量）でＲＡ量はステップ３〜５にて所定値になってい
るからＥＡダンパ１３ｂまたはバイパスダンパ１３ｃの
開閉制御をすればバイパス量が制御できることが分か
る。ダンパ抵抗は出来るだけ小さい方がより少ないファ
ン動力で良く、省エネルギーとなる。ここでＯＡダンパ
１３ａはＯＡ量の決定に寄与していないため全開とす
る。ＥＡダンパ１３ｂおよびバイパスダンパ１３ｃは図
１０に従って制御し少くとも一方は全開状態とする。図
８により、空気調和装置に出入りする空気量の総和は０
であることからｉ２（ＲＡ量）＋ｉ４（ＯＡ量）＝ｉ１
（ＳＡ量）＋ｉ５（ＥＡ量）が成立し、ＲＡ量・ＯＡ量
・ＳＡ量を所定値にすれば必然的にＥＡ量は所定値とな
る。上記ダンパの開閉制御はダンパ制御手段４０にて行
うものとする。もちろんＥＡ量を計測する風速センサは
不要である。

【００３２】上記実施例では、風速センサ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃにより風速を測定し、この測定値に基づき、
それぞれ風量計測手段３５，３６，３７によりＳＡ量，
ＲＡ量及びＯＡ量を計測し、測定ＯＡ量を設定ＯＡ量に
なるようにダンパ制御しているが、ＳＡ量，ＲＡ量及び
ＥＡ量を計測し、計測ＥＡ量を設定ＥＡ量になるように
ダンパ制御してもよい。即ち、上記実施例では、ＯＡ量
を所定値にするために、ＯＡダンパ１３ａは全開にし
て、ＥＡダンパ１３ｂおよびバイパスダンパ１３ｃを開
閉制御し、かつ、ＥＡダンパ１３ｂおよびバイパスダン
パ１３ｃの開閉制御は、少くとも一方は全開状態として
いるが、ＯＡ量でなくＥＡ量を所定値にするために、Ｅ
Ａダンパ１３ｂを全開にして、ＯＡダンパ１３ａおよび
バイパスダンパ１３ｃを上記同様に開閉制御してもＯＡ
量及びＥＡ量を所定値にすることができる。上記のよう
に、風速測定をＳＡ量、ＲＡ量、ＯＡ量及びＥＡ量の内
３点とすることにより、風速センサの設置が節減でき
る。もちろん風速センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに加え
て排気口３にも風速センサを設けてＥＡ量も計測するよ
うにしてもよい。

【００３３】実施例４．図１１は、本発明の実施例４で
ある空気調和機１の構成図および空気調和機１の制御装
置１４のブロック図であり、図１２は電動弁９の平面
図、図１３は電動弁９の制御動作フローチャートであ
る。図において、前記従来例と同一番号は、同一又は相
当するものをあらわし、説明を省略する。図１１の空気
調和機１の制御装置１４内には、時間間隔判定手段４２
及び電動弁強制運転手段４３とを設ける。

【００３４】次に動作について、図１１、図１２、図１
３に従って説明する。図１３において、ステップ１０に
おいて、前回の固着防止処理からの経過時間が設定時間
よりも短い場合はステップ１３へ進み通常制御を行う。
設定時間より長い場合は、ステップ１１に進む。この処
理は時間間隔判定手段４２において行う。ステップ１１
において、冷温水電動弁９を全開にし、ステップ１２に
進む。この処理は電動弁強制運転手段４３において行
う。ステップ１２において、冷温水電動弁９を全閉に
し、ステップ１３に進む。この処理は電動弁強制運転手
段４３において行う。なお上記実施例では一定時間毎に
固着防止処理を行ったが、通常制御において冷温水電動
弁９が動作した場合は固着防止タイマをリセットするよ
うにし、過剰な固着防止処理を行わないようにしてもよ
い。また、上記固着防止処理を図３、図４または図５に
示す空気調和機に適用しても上記と同じ作用、効果が得
られる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】この発明における空気調和機は、風量計測
手段によりエアフィルタを通過する空気量を検知し、風
量関係設定手段により目づまり有状態における風量とフ
ァン回転数を設定し、目づまり判定手段により上設設定
値と運転中の風量とファン回転数を比較してエアフィル
タの目づまり有無を検出するので、風量とファン回転数
の関係でエアフィルタの清掃時期が確認できるため、清
掃時期の誤検知がなく、エアフィルタ前後の圧損を検知
する差圧センサが不要となり装置が安価にできる。ま
た、検知のためにファン回転数を変化させる必要がな
く、通常の運転中に検知できることから快適性を損うこ
ともない。さらに、さまざまな風量とファン回転数の関
係を認識しているため低風量状態でも検知でき、差圧セ
ンサ使用のような誤認知の問題もない。

【００３７】また、加重積算運転時間演算手段により風
量またはファンの回転数を加重した加重積算運転時間と
目づまり時間設定手段が設定した所定の目づまり時間と
を目づまり判定手段により比較してエアフィルタの目づ
まりの有無を検出するので、風量またはファン回転数を
加味した運転時間を積算してエアフィルタの清掃時期が
確認できるため、風量またはファン回転数の変化に追従
して検知できるため、精度の高いものが得られる効果が
ある。

【００３８】また、風量計測手段で給気量と還気量を含
む少くとも３種の空気量を計測し、給気量設定手段、外
気量設定手段及び排気量設定手段により、それぞれ給気
量、外気量及び排気量を設定し、還気量演算手段で還気
量を演算し、給気ファン回転数制御手段、還気ファン回
転数制御手段及びダンパ制御手段により、上記設定給気
量、設定外気量及び設定排気量を得るので、室内温度条
件変化による必要給気量変化、フィルタ目づまりにより
静圧変化、ＣＯ２濃度やＶＡＶ台数変化などによる必要
外気量変化などの変化に自動的に追従できる。手動でダ
ンパ開度調整するようにダンパ開度を変更することで風
量も変化し調整が困難で、長時間要するというようなこ
ともない。また外気量と排気量の比率制御により、便所
を負圧とし悪臭が他室に漏れるのを防止することや、居
室を正圧とし冬場の隙間風を防止することなどができ
る。外気ダンパ・排気ダンパ・バイパスダンパの３つの
ダンパのうち少くとも２つを全開にするためファン動力
費が低減できる効果もある。

【００３９】また、時間間隔判定手段により冷温水電動
弁を強制的に動作させる時間間隔を計時判定し、上記判
定により、電動弁強制運転手段により冷温水電動弁を強
制運転するので、定期的に冷温水電動弁を開閉動作させ
ることによって、析出物質を除去し電動弁の固着を防止
する為、温度調節不能となることもなく、また人為的に
冷温水電動弁を動作させる必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の空気調和機の構成図。

【図２】この発明の実施例１の全静圧−風量特性図。

【図３】この発明の実施例１，２，４の空気調和機の
構成図。

【図４】この発明の実施例１，２，４の空気調和機の
構成図。

【図５】この発明の実施例１，２，４の空気調和機の
構成図。

【図６】この発明の実施例２の空気調和機の構成図。

【図７】この発明の実施例３の空気調和機の構成図。

【図８】この発明の実施例３の空気調和機の空気流量
及びダクト抵抗の等価回路図。

【図９】この発明の実施例３の空気調和機の動作フロ
ーチャート。

【図１０】この発明の実施例３の空気調和機のダンパ
制御図。

【図１１】この発明の実施例４の空気調和機の構成
図。

【図１２】この発明の実施例４の電動弁の平面図。

【図１３】この発明の実施例４の電動弁の動作フロー
チャート。

【図１４】従来の空気調和機の構成図。

【図１５】従来の電動弁の平面図。

【符号の説明】

１空気調和機、２外気取入口、３排気口、４給
気口、５還気口、６ファン、６ａ給気ファン、６ｂ
還気ファン、７回転数制御手段、８熱交換器、９
冷温水電動弁、１０エアフィルタ、１２，２２風
量計測手段、１３ダンパ、１３ａ外気ダンパ、１３
ｂ排気ダンパ、１３ｃバイパスダンパ、１５，１
７，２３，２４風量関係設定手段、２５目づまり判
定手段、２６目づまり時間設定手段、２７加重積算
運転時間演算手段、３１外気量設定手段、３２排気
量設定手段、３３給気量設定手段、３４還気量演算
手段、３５給気量（風量）計測手段、３６還気量
（風量）計測手段、３７外気量（風量）計測手段、３
８給気ファン回転数制御手段、３９還気ファン回転
数制御手段、４０ダンパ制御手段、４２時間間隔判
定手段、４３電動弁強制運転手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪中理展東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者高田一郎和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機メカトロニクスソフトウエア株式会社和歌山支所内 (72)発明者酒井隆行和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機エンジニアリング株式会社伊丹事業所和歌山支所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンと、ファンの回転数を制御する回
転数制御手段と、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換
器と、空気の除塵を行うエアフィルタとを備えた空気調
和機において、前記エアフィルタを通過する空気量を検
知する風量計測手段と、エアフィルタが目づまりした状
態での風量とファン回転数を設定する風量関係設定手段
と、風量関係設定手段により設定された値と運転中の風
量とファン回転数を比較しエアフィルタの目づまり有無
を検出する目づまり判定手段とを備えたことを特徴とす
る空気調和機。
【請求項２】ファンと、ファンの回転数を制御する回
転数制御手段と、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換
器と、空気の除塵を行うエアフィルタとを備えた空気調
和機において、風量またはファンの回転数を加重した運
転時間を積算する加重積算運転時間演算手段と、エアフ
ィルタが目づまりする目づまり時間を設定する目づまり
時間設定手段と、前記加重積算運転時間演算手段による
加重積算運転時間が前記目づまり時間設定手段による目
づまり時間を越えた場合エアフィルタの目づまりを検出
する目づまり判定手段とを備えたことを特徴とする空気
調和機。
【請求項３】外気取入口から外気を導入し、給気口か
ら室内へ給気する給気ファンと、還気口から還気を導入
し、排気口から排気として排出する還気ファンと、上記
給気口に至る通路に設けられた熱交換器と、上記外気取
入口近傍に設けられた外気ダンパと、上記排気口近傍に
設けられた排気ダンパと、上記還気の一部を給気側へバ
イパスする通路に設けられたバイパスダンパとを備え、
上記熱交換器で加温または冷却した空気を室内へ給気可
能とし、室内からの還気の一部を給気側へバイパス可能
とし、また、室内からの還気の残部を排気可能とした空
気調和機において、上記外気取入口から導入される外気
量と上記給気口から室内へ供給される給気量と上記還気
口から還気される還気量と上記排気口から排出される排
気量との内、上記給気量と還気量を含む少くとも３種の
空気量をそれぞれ計測する風量計測手段と、上記給気量
を設定する給気量設定手段と、上記外気量を設定する外
気量設定手段と、上記排気量を設定する排気量設定手段
と、上記給気量設定手段、上記外気量設定手段及び上記
排気量設定手段によりそれぞれ設定された給気量、外気
量及び排気量に基づき還気量を演算する還気量演算手段
と、上記の計測給気量及び計測還気量がそれぞれ上記設
定給気量及び設定還気量となるように上記給気ファン及
び還気ファンのそれぞれのファン回転数を制御する給気
ファン回転数制御手段及び還気ファン回転数制御手段
と、上記外気ダンパ、排気ダンパ及びバイパスダンパの
内、２つを全開とし、１つを開閉制御するダンパ制御手
段とを備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】空気を導入し、室内へ給気する給気ファ
ンと、冷温水を熱媒体として上記導入空気と熱交換させ
る熱交換器と、上記熱交換器を通過する冷温水量を制御
する冷温水電動弁とを備えた空気調和機において、上記
冷温水電動弁を強制的に動作させる時間間隔を計時判定
する時間間隔判定手段と、上記時間間隔判定手段に従っ
て冷温水電動弁を強制的に動作させる電動弁強制運転手
段とを備えたことを特徴とする空気調和機。