JPH0875231A - 可変風量空調方式 - Google Patents
可変風量空調方式Info
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- JPH0875231A JPH0875231A JP6212259A JP21225994A JPH0875231A JP H0875231 A JPH0875231 A JP H0875231A JP 6212259 A JP6212259 A JP 6212259A JP 21225994 A JP21225994 A JP 21225994A JP H0875231 A JPH0875231 A JP H0875231A
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- air
- variable
- control
- variable air
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Abstract
(57)【要約】
【目的】システムの簡素化およびコスト低減が図れ、か
つ動力の省力化が図れるとともに、実用上十分な室温調
節機能を有する可変風量空調システムとする。 【構成】空気調和器１０で調和された空気を送風機１４
によりダクト２０を通じて送り、末端の各吹出口２２、
…から吹き出すとともに、各吹出口２２、…からの吹出
量を可変風量装置１７、…により調整可能とした可変風
量空調方式において、前記可変風量装置１７、…におけ
る風量制御を、室内温度に基づき、任意に設定された最
大開度と最小開度との２位置制御とする。また、ダクト
２０の設定静圧を風量毎に多段階に設定し、風量毎に設
定静圧になるように送風機１４の回転数をインバータ制
御する。
つ動力の省力化が図れるとともに、実用上十分な室温調
節機能を有する可変風量空調システムとする。 【構成】空気調和器１０で調和された空気を送風機１４
によりダクト２０を通じて送り、末端の各吹出口２２、
…から吹き出すとともに、各吹出口２２、…からの吹出
量を可変風量装置１７、…により調整可能とした可変風
量空調方式において、前記可変風量装置１７、…におけ
る風量制御を、室内温度に基づき、任意に設定された最
大開度と最小開度との２位置制御とする。また、ダクト
２０の設定静圧を風量毎に多段階に設定し、風量毎に設
定静圧になるように送風機１４の回転数をインバータ制
御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室内温度に応じて風量
の調整を行う可変風量空調方式に関する。
の調整を行う可変風量空調方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、居住環境の高度化の要求に答える
ために、オフィスビルの空調システムは、個別制御性の
向上が大きなテーマとなっている。個別制御性の高い空
調システムとしては様々なものが提案され実用化もされ
ているが、全空気式が主流となっている比較的規模の大
きいオフィスビルにおいては、ＶＡＶ（Variable Air V
olume)システム〔可変風量方式〕が最も広く採用されて
いる。
ために、オフィスビルの空調システムは、個別制御性の
向上が大きなテーマとなっている。個別制御性の高い空
調システムとしては様々なものが提案され実用化もされ
ているが、全空気式が主流となっている比較的規模の大
きいオフィスビルにおいては、ＶＡＶ（Variable Air V
olume)システム〔可変風量方式〕が最も広く採用されて
いる。
【０００３】その制御方法は、大別すると、ＶＡＶユニ
ット（可変風量装置）自体の制御方法と、送風機の制御
方法とがあり、組合せで多くのバリエーションが考えら
れるが、代表的な制御方法としては下記の３方式が挙げ
られる。
ット（可変風量装置）自体の制御方法と、送風機の制御
方法とがあり、組合せで多くのバリエーションが考えら
れるが、代表的な制御方法としては下記の３方式が挙げ
られる。
【０００４】Ａ．可変静圧制御方式 ＶＡＶユニットの制御は、ユニット自体の制御機能によ
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御もＶＡＶ自体の機能により検出した開度と通過風量
に基づいてファンを回転数などを制御する方法。
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御もＶＡＶ自体の機能により検出した開度と通過風量
に基づいてファンを回転数などを制御する方法。
【０００５】Ｂ．一定静圧制御方式 ＶＡＶユニットの制御は、ユニット自体の制御機能によ
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御はダクトの内圧（静圧）を検出して、これを一定に
維持するようにファンの回転数などを制御する方法。
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御はダクトの内圧（静圧）を検出して、これを一定に
維持するようにファンの回転数などを制御する方法。
【０００６】Ｃ．ＤＤＣ制御方式 ＶＡＶの制御は、ＶＡＶユニットの機能によるのでな
く、先ず室温をＤＤＣ（Direct Digital Control) ユニ
ットに入力してＤＤＣユニット内で必要風量を決め、Ｄ
ＤＣユニットからの風量信号に応じて各ＶＡＶユニット
をＰＩＤ制御する。また、ファンの制御もＤＤＣユニッ
ト内において算出して各ＶＡＶユニットの風量合計に応
じて回転数などの制御を行う方法。
く、先ず室温をＤＤＣ（Direct Digital Control) ユニ
ットに入力してＤＤＣユニット内で必要風量を決め、Ｄ
ＤＣユニットからの風量信号に応じて各ＶＡＶユニット
をＰＩＤ制御する。また、ファンの制御もＤＤＣユニッ
ト内において算出して各ＶＡＶユニットの風量合計に応
じて回転数などの制御を行う方法。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
りある前記各ＶＡＶシステムは、ＶＡＶユニット本体に
定風量機構や調節器などが装備されたり、システム全体
がＤＤＣユニットにより高度にコントロールされるな
ど、非常に高機能なものとなっている。この様なシステ
ムは、確かに高度な室温コントロールが可能になるとと
もに、省エネルギー効果を有するものとなっているが、
非常に高価であるとともに、時として施主のニーズに対
してオーバースペックとなっている場合がある。
りある前記各ＶＡＶシステムは、ＶＡＶユニット本体に
定風量機構や調節器などが装備されたり、システム全体
がＤＤＣユニットにより高度にコントロールされるな
ど、非常に高機能なものとなっている。この様なシステ
ムは、確かに高度な室温コントロールが可能になるとと
もに、省エネルギー効果を有するものとなっているが、
非常に高価であるとともに、時として施主のニーズに対
してオーバースペックとなっている場合がある。
【０００８】そこで本発明の主たる課題は、システムの
簡素化およびコスト低減が図れ、かつ動力の省力化が図
れるとともに、実用上十分な室温調節機能を有する可変
風量空調システムを提供することにある。
簡素化およびコスト低減が図れ、かつ動力の省力化が図
れるとともに、実用上十分な室温調節機能を有する可変
風量空調システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題は、空気調和器
で調和された空気を送風機によりダクトを通じて送り、
末端の各吹出口から吹き出すとともに、各吹出口からの
吹出量を可変風量装置により調整可能とした可変風量空
調方式において、前記可変風量装置における風量制御
を、室内温度に基づき、任意に設定された最大開度と最
小開度との２位置制御としたことで解決できる。
で調和された空気を送風機によりダクトを通じて送り、
末端の各吹出口から吹き出すとともに、各吹出口からの
吹出量を可変風量装置により調整可能とした可変風量空
調方式において、前記可変風量装置における風量制御
を、室内温度に基づき、任意に設定された最大開度と最
小開度との２位置制御としたことで解決できる。
【００１０】また、この場合に、前記最小開度を最大開
度の３０〜４０％とするのが好ましい。また、前記可変
風量装置における２位置制御の動作すきまを０．２〜
０．８℃とするのが好ましい。さらには、ダクトの設定
静圧を風量毎に多段階に設定し、風量毎に設定静圧にな
るように送風機の回転数を制御することで省エネルギー
性を維持するのが好ましい。
度の３０〜４０％とするのが好ましい。また、前記可変
風量装置における２位置制御の動作すきまを０．２〜
０．８℃とするのが好ましい。さらには、ダクトの設定
静圧を風量毎に多段階に設定し、風量毎に設定静圧にな
るように送風機の回転数を制御することで省エネルギー
性を維持するのが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明においては、可変風量装置における風量
制御を、室内温度に基づいて、任意に設定された最大開
度と最小開度との２位置制御とする。当業界の技術常識
によれば、室温を高度に一定管理するためには、従来の
ように可変風量装置の開度を比例制御する方法や、ＤＤ
Ｃユニットを用いたコントロールが必要であるとの認識
が一般的であった。しかしながら、本発明者等の実験に
よれば、高度に制御された可変風量装置であっても、あ
る時間毎に断片的にみれば、ほとんどの可変風量装置の
開度は、最大か最小かの状態になっているとの知見を得
た。また、単一の可変風量装置を経時的に追って調査し
ても、途中に中間開度の状態があるとしても、全体とし
てみれば、最大開度か最小開度の状態が支配的であるこ
とも知見した。
制御を、室内温度に基づいて、任意に設定された最大開
度と最小開度との２位置制御とする。当業界の技術常識
によれば、室温を高度に一定管理するためには、従来の
ように可変風量装置の開度を比例制御する方法や、ＤＤ
Ｃユニットを用いたコントロールが必要であるとの認識
が一般的であった。しかしながら、本発明者等の実験に
よれば、高度に制御された可変風量装置であっても、あ
る時間毎に断片的にみれば、ほとんどの可変風量装置の
開度は、最大か最小かの状態になっているとの知見を得
た。また、単一の可変風量装置を経時的に追って調査し
ても、途中に中間開度の状態があるとしても、全体とし
てみれば、最大開度か最小開度の状態が支配的であるこ
とも知見した。
【００１２】これらの知見に基づいて、本発明は成され
たもので、可変風量装置の開度制御を２位置制御とした
場合であっても、後述実施例によって立証されるよう
に、実用上十分な制御特性が得られる。
たもので、可変風量装置の開度制御を２位置制御とした
場合であっても、後述実施例によって立証されるよう
に、実用上十分な制御特性が得られる。
【００１３】この場合、前記可変風量装置の最小開度を
最大開度の３０〜４０％とすることにより、定風量機構
が不要となる。また、前記可変風量装置における２位置
制御の動作すきまを０．２〜０．８℃とすることによ
り、ほぼ室温を±１℃以内に制御することが可能とな
る。さらに、ダクトの設定静圧を風量毎に多段階に設定
し、風量毎に設定静圧になるように送風機の回転を制御
することにより、動力の省エネ化を図ることができる。
これらの装置類は非常に機構が簡単であるため、システ
ムが簡素化されるとともに、低コスト化に寄与すること
となる。
最大開度の３０〜４０％とすることにより、定風量機構
が不要となる。また、前記可変風量装置における２位置
制御の動作すきまを０．２〜０．８℃とすることによ
り、ほぼ室温を±１℃以内に制御することが可能とな
る。さらに、ダクトの設定静圧を風量毎に多段階に設定
し、風量毎に設定静圧になるように送風機の回転を制御
することにより、動力の省エネ化を図ることができる。
これらの装置類は非常に機構が簡単であるため、システ
ムが簡素化されるとともに、低コスト化に寄与すること
となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１において、空気調和器１０は、たとえば順にエアフ
ィルタ１１、熱交換器１２、加湿器１３、給気用送風機
１４により構成され、外気ＯＡと環気ＲＡとが前記空気
調和器１０を通り空気調和された後、メインダクト２０
を通じて各吹出口２２、２２…より室内に吹き出され
る。前記吹出口２２、２２…に通ずる各分岐ダクト２３
Ａ〜２３Ｃの中間には、それぞれ可変風量装置１７、…
が設けられている。この可変風量装置１７は、単純にモ
ータ１８によりオンオフ駆動されるダンパであり、室内
温度スイッチ１９、１９…の検出温度に基づいて、任意
に設定された最大開度と最小開度との２位置制御とされ
る。前記最小開度は、後述実施例に示されるように、定
風量機構を不要とするために、好ましくは最大開度の３
０％〜４０％に設定される。また、この場合、前記室内
温度スイッチ１９の動作すきまＤＦは、好ましくは０．
２〜０．８℃とされる。前記動作すきまは、接点の過度
の開閉を防止するためのもので、前記室内温度スイッチ
１９が開から閉になる時の値と、閉から開になる時の値
との差を言う。具体的には、動作すきまＤＦをたとえば
０．２〜０．８℃と設定し、室温設定値を２６℃とした
場合、室温が２６．２５℃以上となるとモーター１８が
駆動し前記可変風量装置１７が最大開度となり、逆に２
５．７５℃以下になるとモーター１８が駆動し最小開度
に制御される。動作すきまＤＦを大きくすると、可変風
量装置１７の動作頻度が減る代わりに室温の変化幅が大
きくなり、動作すきまＤＦを小さくすると室温の変化幅
は小さくなる代わりに可変風量装置１７の動作頻度が多
くなる。本発明者等の知見によれば、特に前記動作すき
まＤＦを０．２〜０．８℃以内とすることにより、可変
風量装置１７の動作は安定したものとなり、かつほぼ室
内温度変化を±１℃以内に制御することが可能となる。
図１において、空気調和器１０は、たとえば順にエアフ
ィルタ１１、熱交換器１２、加湿器１３、給気用送風機
１４により構成され、外気ＯＡと環気ＲＡとが前記空気
調和器１０を通り空気調和された後、メインダクト２０
を通じて各吹出口２２、２２…より室内に吹き出され
る。前記吹出口２２、２２…に通ずる各分岐ダクト２３
Ａ〜２３Ｃの中間には、それぞれ可変風量装置１７、…
が設けられている。この可変風量装置１７は、単純にモ
ータ１８によりオンオフ駆動されるダンパであり、室内
温度スイッチ１９、１９…の検出温度に基づいて、任意
に設定された最大開度と最小開度との２位置制御とされ
る。前記最小開度は、後述実施例に示されるように、定
風量機構を不要とするために、好ましくは最大開度の３
０％〜４０％に設定される。また、この場合、前記室内
温度スイッチ１９の動作すきまＤＦは、好ましくは０．
２〜０．８℃とされる。前記動作すきまは、接点の過度
の開閉を防止するためのもので、前記室内温度スイッチ
１９が開から閉になる時の値と、閉から開になる時の値
との差を言う。具体的には、動作すきまＤＦをたとえば
０．２〜０．８℃と設定し、室温設定値を２６℃とした
場合、室温が２６．２５℃以上となるとモーター１８が
駆動し前記可変風量装置１７が最大開度となり、逆に２
５．７５℃以下になるとモーター１８が駆動し最小開度
に制御される。動作すきまＤＦを大きくすると、可変風
量装置１７の動作頻度が減る代わりに室温の変化幅が大
きくなり、動作すきまＤＦを小さくすると室温の変化幅
は小さくなる代わりに可変風量装置１７の動作頻度が多
くなる。本発明者等の知見によれば、特に前記動作すき
まＤＦを０．２〜０．８℃以内とすることにより、可変
風量装置１７の動作は安定したものとなり、かつほぼ室
内温度変化を±１℃以内に制御することが可能となる。
【００１５】一方、送風機１４の回転数制御に関し、従
来、ＶＡＶユニット自体の制御機能によらない方法とし
ては、各ＶＡＶユニットの全開に対する開度比率と全開
時の設定風量との加重平均から平均風量を算出し、回転
数を制御していたが、この場合にはＤＤＣユニットが必
要になり、非常にコスト高となる。また、通常の一定静
圧方式では省エネルギー性に劣る。そこで、本発明にお
いては、静圧の設定値を送風機の風量毎に段階的に変化
させる可変静圧方式を採用し、送風ダクト２０に対して
静圧センサー１６を取り付け、調節器１５を介して送風
機１４をインバータ２１によって回転数制御するように
した。前記静圧設定値の段階数としては、あまり多いと
制御が複雑となるため、２〜３段階程度が好ましい。
来、ＶＡＶユニット自体の制御機能によらない方法とし
ては、各ＶＡＶユニットの全開に対する開度比率と全開
時の設定風量との加重平均から平均風量を算出し、回転
数を制御していたが、この場合にはＤＤＣユニットが必
要になり、非常にコスト高となる。また、通常の一定静
圧方式では省エネルギー性に劣る。そこで、本発明にお
いては、静圧の設定値を送風機の風量毎に段階的に変化
させる可変静圧方式を採用し、送風ダクト２０に対して
静圧センサー１６を取り付け、調節器１５を介して送風
機１４をインバータ２１によって回転数制御するように
した。前記静圧設定値の段階数としては、あまり多いと
制御が複雑となるため、２〜３段階程度が好ましい。
【００１６】次に、本発明の効果を各実験例により明ら
かにする。 〔実験例１〕先ず最初に、最新の空調設備（従来例にお
けるＣに該当する。）を備えたオフィスビルにおいて、
ＶＡＶユニットが実際にどのような挙動で制御されてい
るかを調査した。調査したビルは、いずれも１フロア２
０００m2前後で、各階に４〜６台のインテリア用空調機
が設置され、一系統に５〜７台のＶＡＶユニットが接続
されたものである。調査は、標準的な使用状況にある空
調機を選び、制御盤内のＤＤＣユニットの出力信号を取
り出し、１０〜２０分間隔で同一系統に接続されている
ＶＡＶユニットの全台数の同一時刻での開度状況を調査
した。その結果を表１に示す。なお、ＶＡＶユニット
は、最小開度を４０％とし、室内のサーモスタット信号
により、開度１００％〜４０％の間でＰＩＤ制御される
ようになっている。
かにする。 〔実験例１〕先ず最初に、最新の空調設備（従来例にお
けるＣに該当する。）を備えたオフィスビルにおいて、
ＶＡＶユニットが実際にどのような挙動で制御されてい
るかを調査した。調査したビルは、いずれも１フロア２
０００m2前後で、各階に４〜６台のインテリア用空調機
が設置され、一系統に５〜７台のＶＡＶユニットが接続
されたものである。調査は、標準的な使用状況にある空
調機を選び、制御盤内のＤＤＣユニットの出力信号を取
り出し、１０〜２０分間隔で同一系統に接続されている
ＶＡＶユニットの全台数の同一時刻での開度状況を調査
した。その結果を表１に示す。なお、ＶＡＶユニット
は、最小開度を４０％とし、室内のサーモスタット信号
により、開度１００％〜４０％の間でＰＩＤ制御される
ようになっている。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記表１より明らかなように、ＤＤＣによ
り精密なＰＩＤ制御を行っても、実際には、殆どのＶＡ
Ｖユニットが開度１００％か、開度４０％のどちらか一
方になっていることが判明される。これは、ＶＡＶユニ
ットの制御動作が、実際には２位置制御的であることを
示しており、比例帯や積分時間の調整具合にもよるが、
空気温度が制御対象であるため、どうしてもＶＡＶユニ
ットの開閉に対して追従できず遅れが出ることに起因す
るものと思われる。
り精密なＰＩＤ制御を行っても、実際には、殆どのＶＡ
Ｖユニットが開度１００％か、開度４０％のどちらか一
方になっていることが判明される。これは、ＶＡＶユニ
ットの制御動作が、実際には２位置制御的であることを
示しており、比例帯や積分時間の調整具合にもよるが、
空気温度が制御対象であるため、どうしてもＶＡＶユニ
ットの開閉に対して追従できず遅れが出ることに起因す
るものと思われる。
【００１９】次いで、前記調査はある時刻で断片的にＶ
ＡＶユニットの開閉度を調査したものであるが、単体の
ＶＡＶユニットに着目して開度変化を経時的に調べてみ
た。
ＡＶユニットの開閉度を調査したものであるが、単体の
ＶＡＶユニットに着目して開度変化を経時的に調べてみ
た。
【００２０】その結果を図２に示す。図２により明らか
なように、全開の状態が１０分ほど続いた後、３０秒ほ
どの短い時間で最小開度の４０％状態に変化する。そし
て７〜８分後に、再び短時間で全開近くに戻り、その後
もこの様なサイクルが繰り返されていることが判明し
た。また、他のオフィスビルにおいて同様の試験を行っ
たが、いずれも同じ結果となった。なお、因みに、この
時のサーモスタットの比例帯はいずれも３℃前後で積分
時間も１５分程度であり、事務所ビルとしては標準的な
調整がなされていた。また、室温の制御状態も±１℃以
内に維持されており良好であった。
なように、全開の状態が１０分ほど続いた後、３０秒ほ
どの短い時間で最小開度の４０％状態に変化する。そし
て７〜８分後に、再び短時間で全開近くに戻り、その後
もこの様なサイクルが繰り返されていることが判明し
た。また、他のオフィスビルにおいて同様の試験を行っ
たが、いずれも同じ結果となった。なお、因みに、この
時のサーモスタットの比例帯はいずれも３℃前後で積分
時間も１５分程度であり、事務所ビルとしては標準的な
調整がなされていた。また、室温の制御状態も±１℃以
内に維持されており良好であった。
【００２１】以上より、従来のＶＡＶユニットはＰＩＤ
制御ではあっても、実際には２位置制御に近い動きにな
っていると言うことができる。したがって、ＶＡＶユニ
ットの風量制御は、必ずしもリニアである必要はなく、
通常のモーターダンパを使用し、最大開度と最小開度と
の２位置制御による風量制御で、実用上はほとんど支障
のない制御が可能となる。
制御ではあっても、実際には２位置制御に近い動きにな
っていると言うことができる。したがって、ＶＡＶユニ
ットの風量制御は、必ずしもリニアである必要はなく、
通常のモーターダンパを使用し、最大開度と最小開度と
の２位置制御による風量制御で、実用上はほとんど支障
のない制御が可能となる。
【００２２】〔実験例２〕可変風量装置が、順にまたは
一斉に、全開から全閉に、または全閉から全開に制御さ
れた場合の風量制御性および回転数制御性について調査
した。実験には、図３に示される装置を用いた。同装置
は、主ダクト１に３０００m3/h×30mmAqのシロッコファ
ン７により調和空気を送るようにした単一ダクトの可変
風量システムで、前記メインダクト１、およびこれより
分岐する１５０mmφ〜２５０mmφの分岐ダクト２Ａ〜２
Ｄのそれぞれに静圧、風量センサー４ａ、４ｂを取り付
けている。これらのセンサー４ａ・４ｂによる検出値が
静圧用空電変換器５および動圧用空電変換器６にそれぞ
れ送られ、ここで空気圧信号が電気信号に変化された
後、ＤＤＣ８に入力されている。また、２５０mmφ分岐
ダクト２Ａにモーターダンパによる２位置制御の可変風
量装置３Ａを、２００mmφ分岐ダクト２Ｂ・２Ｃにモー
ターダンパによる２位置制御の可変風量装置３Ｂ・３Ｃ
を、１５０mmφ分岐ダクト２Ｄにモーターダンパによる
２位置制御の可変風量装置３Ｄをそれぞれ配置させたも
ので、前記各可変風量装置３Ａ〜３Ｄは、ＤＤＣ８と接
続されたコンピューター９により自由に全開と最小開度
（４０％）との切換えができるようにしてある。また、
前記シロッコファン７には、インバータが取り付けら
れ、風量毎に段階的に設定された設定静圧（１２mmAqと
８mmAq）になるように回転数が制御されるようになって
いる。
一斉に、全開から全閉に、または全閉から全開に制御さ
れた場合の風量制御性および回転数制御性について調査
した。実験には、図３に示される装置を用いた。同装置
は、主ダクト１に３０００m3/h×30mmAqのシロッコファ
ン７により調和空気を送るようにした単一ダクトの可変
風量システムで、前記メインダクト１、およびこれより
分岐する１５０mmφ〜２５０mmφの分岐ダクト２Ａ〜２
Ｄのそれぞれに静圧、風量センサー４ａ、４ｂを取り付
けている。これらのセンサー４ａ・４ｂによる検出値が
静圧用空電変換器５および動圧用空電変換器６にそれぞ
れ送られ、ここで空気圧信号が電気信号に変化された
後、ＤＤＣ８に入力されている。また、２５０mmφ分岐
ダクト２Ａにモーターダンパによる２位置制御の可変風
量装置３Ａを、２００mmφ分岐ダクト２Ｂ・２Ｃにモー
ターダンパによる２位置制御の可変風量装置３Ｂ・３Ｃ
を、１５０mmφ分岐ダクト２Ｄにモーターダンパによる
２位置制御の可変風量装置３Ｄをそれぞれ配置させたも
ので、前記各可変風量装置３Ａ〜３Ｄは、ＤＤＣ８と接
続されたコンピューター９により自由に全開と最小開度
（４０％）との切換えができるようにしてある。また、
前記シロッコファン７には、インバータが取り付けら
れ、風量毎に段階的に設定された設定静圧（１２mmAqと
８mmAq）になるように回転数が制御されるようになって
いる。
【００２３】先ず、図４に示されるグラフは、４台の可
変風量装置３Ａ〜３Ｄを一斉に全開（１００％）から最
小開度（４０％）に切り換えた場合の風量の経時的変化
を示したもので、図５に示されるグラフは、逆に最小開
度から最大開度に切り換えた場合の風量の経時的変化を
示したものである。両グラフより明らかなように、いず
れの場合も、スムーズに風量が制御されており、実用上
十分な制御特性が得られることが判明している。なお、
図中において、記号；ＭＤ−１は可変風量装置３Ａ近傍
に取り付けたセンサーであり、ＭＤ−２は可変風量装置
３Ｂ近傍に取り付けたセンサー、ＭＤ−３は可変風量装
置３Ｃ近傍に取り付けたセンサー、ＭＤ−４は可変風量
装置３Ｄ近傍に取り付けたセンサー、ファン部は送風機
７近傍に取り付けたセンサーにそれぞれ対応している。
以下のグラフも同様である。
変風量装置３Ａ〜３Ｄを一斉に全開（１００％）から最
小開度（４０％）に切り換えた場合の風量の経時的変化
を示したもので、図５に示されるグラフは、逆に最小開
度から最大開度に切り換えた場合の風量の経時的変化を
示したものである。両グラフより明らかなように、いず
れの場合も、スムーズに風量が制御されており、実用上
十分な制御特性が得られることが判明している。なお、
図中において、記号；ＭＤ−１は可変風量装置３Ａ近傍
に取り付けたセンサーであり、ＭＤ−２は可変風量装置
３Ｂ近傍に取り付けたセンサー、ＭＤ−３は可変風量装
置３Ｃ近傍に取り付けたセンサー、ＭＤ−４は可変風量
装置３Ｄ近傍に取り付けたセンサー、ファン部は送風機
７近傍に取り付けたセンサーにそれぞれ対応している。
以下のグラフも同様である。
【００２４】次いで、図６に示されるグラフは、１台づ
つ順に全開の状態から最小開度（４０％）に変化させた
場合の風量変化を示したものである。同グラフより、風
量は全体的にスムーズに制御されており、一つの可変風
量装置が絞られても、他のダクトの風量にほとんど影響
していないことが判明している。これより、最小開度を
３０〜４０％としている限り、定風量機構が特に必要な
いことが伺える。
つ順に全開の状態から最小開度（４０％）に変化させた
場合の風量変化を示したものである。同グラフより、風
量は全体的にスムーズに制御されており、一つの可変風
量装置が絞られても、他のダクトの風量にほとんど影響
していないことが判明している。これより、最小開度を
３０〜４０％としている限り、定風量機構が特に必要な
いことが伺える。
【００２５】同様に、図７は、１台づつ順に全開の状態
から最小開度に変化させた場合のメインダクトの静圧変
化および各分岐ダクト２Ａ〜２Ｄの静圧変化をグラフ化
したものである。同グラフより、２台のモーターダンパ
が絞られた時点でメインダクトの静圧が１２mmAq〜８mm
Aqへとスムーズにシフトしており、それ以外の個所で
は、メインダクトの静圧が一定に保たれていることが判
明している。
から最小開度に変化させた場合のメインダクトの静圧変
化および各分岐ダクト２Ａ〜２Ｄの静圧変化をグラフ化
したものである。同グラフより、２台のモーターダンパ
が絞られた時点でメインダクトの静圧が１２mmAq〜８mm
Aqへとスムーズにシフトしており、それ以外の個所で
は、メインダクトの静圧が一定に保たれていることが判
明している。
【００２６】さらに、図８および図９は、共に全て最小
開度の状態から順に１台づつ全開にした場合の風量およ
び静圧の経時変化を表したもので、これらのグラフから
も風量および回転数がスムーズに制御され、実用上十分
な制御特性が得られることが判明している。
開度の状態から順に１台づつ全開にした場合の風量およ
び静圧の経時変化を表したもので、これらのグラフから
も風量および回転数がスムーズに制御され、実用上十分
な制御特性が得られることが判明している。
【００２７】〔実験例３〕次いで、図１０に示されるグ
ラフは、送風機７の機外静圧曲線上に、前記１台づつ順
に全開の状態から最小開度に変化させた場合の送風機運
転状態をプロットしたものである。本実験例において
は、設定静圧を１２mmAqと８mmAqとの二段階として送風
機７の回転数を制御した結果、装置抵抗曲線に近づいた
段状のラインが描かれ、高い省エネルギー性が得られて
いることが判明している。
ラフは、送風機７の機外静圧曲線上に、前記１台づつ順
に全開の状態から最小開度に変化させた場合の送風機運
転状態をプロットしたものである。本実験例において
は、設定静圧を１２mmAqと８mmAqとの二段階として送風
機７の回転数を制御した結果、装置抵抗曲線に近づいた
段状のラインが描かれ、高い省エネルギー性が得られて
いることが判明している。
【００２８】さらに、図１１は、前記１台づつ順に全開
の状態から最小開度に変化させた場合と全閉の状態から
１台づつ最小開度に変化させた場合の送風機の消費電力
値をプロットしたものである。同グラフより、ほぼ風量
の２乗に比例するように動力値が変化することが判明し
た。この事は、動力の省力化の点から、非常に良好な結
果が出たものと判断できる。なお、理論上は消費電力は
風量の３乗で変化するのであるが、モーターを使用した
場合、軽負荷時においては効率と力率の低下が大きいた
め、実際はほぼ風量の２乗に比例している。
の状態から最小開度に変化させた場合と全閉の状態から
１台づつ最小開度に変化させた場合の送風機の消費電力
値をプロットしたものである。同グラフより、ほぼ風量
の２乗に比例するように動力値が変化することが判明し
た。この事は、動力の省力化の点から、非常に良好な結
果が出たものと判断できる。なお、理論上は消費電力は
風量の３乗で変化するのであるが、モーターを使用した
場合、軽負荷時においては効率と力率の低下が大きいた
め、実際はほぼ風量の２乗に比例している。
【００２９】〔実験例４〕6.2m×6.2mの試験室内におい
て、本発明に係る可変風量調整システムにより、具体的
には、200 mmφの吹出口を２つ設け、これらの吹出口に
連通するダクト中間に、最大開度１００％、最小開度４
０％、風量換算で1200m3/hと480m3/h との２位置制御の
可変風量装置を設け、送風機より１６℃の空調空気を送
って、室内を２６℃に維持するようにした。また、送風
機はダクト内が設定静圧となるようにインバータ制御し
た。
て、本発明に係る可変風量調整システムにより、具体的
には、200 mmφの吹出口を２つ設け、これらの吹出口に
連通するダクト中間に、最大開度１００％、最小開度４
０％、風量換算で1200m3/hと480m3/h との２位置制御の
可変風量装置を設け、送風機より１６℃の空調空気を送
って、室内を２６℃に維持するようにした。また、送風
機はダクト内が設定静圧となるようにインバータ制御し
た。
【００３０】試験は、逐次可変風量装置の動作すきまＤ
Ｆを０．２〜０．８℃から１．０℃の間で変化させると
ともに、室内の熱負荷について逐次変化させた。その結
果を図１２に示す。なお、図中、○は壁側床上１．５ｍ
の温度、△は室内略中央の床上０．５ｍの温度、●は室
内略中央の床上１．５ｍの温度、×は室内略中央の床上
３．０ｍの温度である。
Ｆを０．２〜０．８℃から１．０℃の間で変化させると
ともに、室内の熱負荷について逐次変化させた。その結
果を図１２に示す。なお、図中、○は壁側床上１．５ｍ
の温度、△は室内略中央の床上０．５ｍの温度、●は室
内略中央の床上１．５ｍの温度、×は室内略中央の床上
３．０ｍの温度である。
【００３１】同図から明らかなように、本発明に係る可
変風量空調システムによっても、約±１℃か、ややこれ
を超える程度の範囲で温度管理できることが判明され
る。また、特に動作すきまＤＦを０．２〜０．８℃とし
た場合には、ほぼ室温を±１℃以内に制御できることが
判明される。
変風量空調システムによっても、約±１℃か、ややこれ
を超える程度の範囲で温度管理できることが判明され
る。また、特に動作すきまＤＦを０．２〜０．８℃とし
た場合には、ほぼ室温を±１℃以内に制御できることが
判明される。
【００３２】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、シ
ステムの簡素化およびコスト低減が図れ、かつ動力の省
力化が図れるとともに、実用上十分な室温調節機能を有
する可変風量空調システムとすることができる。
ステムの簡素化およびコスト低減が図れ、かつ動力の省
力化が図れるとともに、実用上十分な室温調節機能を有
する可変風量空調システムとすることができる。
【図１】本願発明に係るＶＡＶシステムの概略系統図で
ある。
ある。
【図２】実験例１における試験結果グラフである。
【図３】実験例２における試験結果グラフである。
【図４】実験例２における試験結果グラフである。
【図５】実験例２における試験結果グラフである。
【図６】実験例２における試験結果グラフである。
【図７】実験例２における試験結果グラフである。
【図８】実験例２における試験結果グラフである。
【図９】実験例２における試験結果グラフである。
【図１０】実験例３における試験結果グラフである。
【図１１】実験例３における試験結果グラフである。
【図１２】実験例４における試験結果グラフである。
１…メインダクト、２Ａ〜２Ｄ…分岐ダクト、３Ａ〜３
Ｄ…可変風量装置、４ａ・４ｂ…圧力センサー、５・６
…空電変換器、７…送風機、８…ＤＤＣ、１０…空気調
和器、１１…エアフィルタ、１２…熱変換器、１３…加
湿器、１４…給気用送風機、１７…可変風量装置、１８
…モーター、１９…室内温度スイッチ、２０…送風ダク
ト、２１…インバータ、２２…吹出口、２３Ａ〜２３Ｃ
…分岐ダクト
Ｄ…可変風量装置、４ａ・４ｂ…圧力センサー、５・６
…空電変換器、７…送風機、８…ＤＤＣ、１０…空気調
和器、１１…エアフィルタ、１２…熱変換器、１３…加
湿器、１４…給気用送風機、１７…可変風量装置、１８
…モーター、１９…室内温度スイッチ、２０…送風ダク
ト、２１…インバータ、２２…吹出口、２３Ａ〜２３Ｃ
…分岐ダクト
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】Ａ．可変静圧制御方式 ＶＡＶユニットの制御は、ユニット自体の制御機能によ
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御もＶＡＶ自体の機能により検出した開度と通過風量
に基づいてファンの回転数などを制御する方法。
り室温に応じて風量を比例制御するとともに、ファンの
制御もＶＡＶ自体の機能により検出した開度と通過風量
に基づいてファンの回転数などを制御する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】Ｃ．ＤＤＣ制御方式 ＶＡＶの制御は、ＶＡＶユニットの機能によるのでな
く、先ず室温をＤＤＣ（Direct Digital Control) ユニ
ットに入力してＤＤＣユニット内で必要風量を決め、Ｄ
ＤＣユニットからの風量信号に応じて各ＶＡＶユニット
をＰＩＤ制御する。また、ファンの制御もＤＤＣユニッ
ト内において算出した各ＶＡＶユニットの風量合計に応
じて回転数などの制御を行う方法。
く、先ず室温をＤＤＣ（Direct Digital Control) ユニ
ットに入力してＤＤＣユニット内で必要風量を決め、Ｄ
ＤＣユニットからの風量信号に応じて各ＶＡＶユニット
をＰＩＤ制御する。また、ファンの制御もＤＤＣユニッ
ト内において算出した各ＶＡＶユニットの風量合計に応
じて回転数などの制御を行う方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１において、空気調和器１０は、たとえば順にエアフ
ィルタ１１、熱交換器１２、加湿器１３、給気用送風機
１４により構成され、外気ＯＡと環気ＲＡとが前記空気
調和器１０を通り空気調和された後、メインダクト２０
を通じて各吹出口２２、２２…より室内に吹き出され
る。前記吹出口２２、２２…に通ずる各分岐ダクト２３
Ａ〜２３Ｃの中間には、それぞれ可変風量装置１７、…
が設けられている。この可変風量装置１７は、単純にモ
ータ１８によりオンオフ駆動されるダンパであり、室内
温度スイッチ１９、１９…の検出温度に基づいて、任意
に設定された最大開度と最小開度との２位置制御とされ
る。前記最小開度は、後述実施例に示されるように、定
風量機構を不要とするために、好ましくは最大開度の３
０％〜４０％に設定される。また、この場合、前記室内
温度スイッチ１９の動作すきまＤＦは、好ましくは０．
２〜０．８℃とされる。前記動作すきまは、接点の過度
の開閉を防止するためのもので、前記室内温度スイッチ
１９が開から閉になる時の値と、閉から開になる時の値
との差を言う。具体的には、動作すきまＤＦをたとえば
０．５℃と設定し、室温設定値を２６℃とした場合、室
温が２６．２５℃以上となるとモーター１８が駆動し前
記可変風量装置１７が最大開度となり、逆に２５．７５
℃以下になるとモーター１８が駆動し最小開度に制御さ
れる。動作すきまＤＦを大きくすると、可変風量装置１
７の動作頻度が減る代わりに室温の変化幅が大きくな
り、動作すきまＤＦを小さくすると室温の変化幅は小さ
くなる代わりに可変風量装置１７の動作頻度が多くな
る。本発明者等の知見によれば、特に前記動作すきまＤ
Ｆを０．２〜０．８℃以内とすることにより、可変風量
装置１７の動作は安定したものとなり、かつほぼ室内温
度変化を±１℃以内に制御することが可能となる。
図１において、空気調和器１０は、たとえば順にエアフ
ィルタ１１、熱交換器１２、加湿器１３、給気用送風機
１４により構成され、外気ＯＡと環気ＲＡとが前記空気
調和器１０を通り空気調和された後、メインダクト２０
を通じて各吹出口２２、２２…より室内に吹き出され
る。前記吹出口２２、２２…に通ずる各分岐ダクト２３
Ａ〜２３Ｃの中間には、それぞれ可変風量装置１７、…
が設けられている。この可変風量装置１７は、単純にモ
ータ１８によりオンオフ駆動されるダンパであり、室内
温度スイッチ１９、１９…の検出温度に基づいて、任意
に設定された最大開度と最小開度との２位置制御とされ
る。前記最小開度は、後述実施例に示されるように、定
風量機構を不要とするために、好ましくは最大開度の３
０％〜４０％に設定される。また、この場合、前記室内
温度スイッチ１９の動作すきまＤＦは、好ましくは０．
２〜０．８℃とされる。前記動作すきまは、接点の過度
の開閉を防止するためのもので、前記室内温度スイッチ
１９が開から閉になる時の値と、閉から開になる時の値
との差を言う。具体的には、動作すきまＤＦをたとえば
０．５℃と設定し、室温設定値を２６℃とした場合、室
温が２６．２５℃以上となるとモーター１８が駆動し前
記可変風量装置１７が最大開度となり、逆に２５．７５
℃以下になるとモーター１８が駆動し最小開度に制御さ
れる。動作すきまＤＦを大きくすると、可変風量装置１
７の動作頻度が減る代わりに室温の変化幅が大きくな
り、動作すきまＤＦを小さくすると室温の変化幅は小さ
くなる代わりに可変風量装置１７の動作頻度が多くな
る。本発明者等の知見によれば、特に前記動作すきまＤ
Ｆを０．２〜０．８℃以内とすることにより、可変風量
装置１７の動作は安定したものとなり、かつほぼ室内温
度変化を±１℃以内に制御することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香山 一樹 東京都中央区日本橋本石町４丁目４番20号 三井第二別館 新日本空調株式会社内 (72)発明者 仲村 光史 東京都中央区日本橋本石町４丁目４番20号 三井第二別館 新日本空調株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】空気調和器で調和された空気を送風機によ
りダクトを通じて送り、末端の各吹出口から吹き出すと
ともに、各吹出口からの吹出量を可変風量装置により調
整可能とした可変風量空調方式において、 前記可変風量装置における風量制御を、室内温度に基づ
き、任意に設定された最大開度と最小開度との２位置制
御としたことを特徴とする可変風量空調方式。 - 【請求項２】前記最小開度を最大開度の３０〜４０％と
する請求項１記載の可変風量空調方式。 - 【請求項３】前記可変風量装置における２位置制御の動
作すきまを０．２〜０．８℃とする請求項１、２記載の
可変風量空調方式。 - 【請求項４】ダクトの設定静圧を風量毎に多段階に設定
し、風量毎に設定静圧になるように送風機の回転数を制
御する請求項１〜３記載の可変空調方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6212259A JPH0875231A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 可変風量空調方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6212259A JPH0875231A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 可変風量空調方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875231A true JPH0875231A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16619619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6212259A Pending JPH0875231A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 可変風量空調方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875231A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292279A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Sanki Eng Co Ltd | 空調システムの表示装置 |
| JP2007309534A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Eisai R & D Management Co Ltd | クリーンルーム用給排気管理制御装置 |
| CN112682883A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调及空调恒风量静压自适应控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63286646A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Diesel Kiki Co Ltd | ダクト式空調装置の制御方法 |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP6212259A patent/JPH0875231A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63286646A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Diesel Kiki Co Ltd | ダクト式空調装置の制御方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292279A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Sanki Eng Co Ltd | 空調システムの表示装置 |
| JP4498196B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2010-07-07 | 三機工業株式会社 | 空調システムの表示装置 |
| JP2007309534A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Eisai R & D Management Co Ltd | クリーンルーム用給排気管理制御装置 |
| CN112682883A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调及空调恒风量静压自适应控制方法 |
| CN112682883B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-11-28 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调及空调恒风量静压自适应控制方法 |
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