JPH0894151A - ファンコイル装置の制御方法及びファンコイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分に熱交換の行われていない冷温水が戻さ
れる不経済な運転を防止し、冷暖房システムの省エネル
ギー化を図る。 【構成】 熱交換器３の出口における冷温水温度を検知
し、この出口における冷温水温度が熱交換器３の入口に
おける冷温水温度に対して所定の温度差を有するものと
なるまで、冷温水の循環を停止させ、未だ使い切ってい
ない冷暖房能力を有した冷温水を熱交換器３に貯留させ
た状態で、冷暖房能力を引き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水方式セントラル冷暖
房システムの放熱端末機であるファンコイル装置の制御
方法及びそのファンコイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放熱端末機であるファンコイルユニット
は、水方式セントラル冷暖房システムから循環された冷
温水により室内空気に対して吸熱・放熱を行う。即ち、
ファンコイルユニットには熱交換器（冷温水コイル）が
内蔵され、冷温水コイルは水方式セントラル冷暖房シス
テムからの冷温水往管及び還管と接続される。冷温水コ
イルには送風ファンにより室内空気が循環供給され、冷
温水コイルを通過した室内空気は熱交換されることによ
り暖気又は冷気となって室内に再び戻される。

【０００３】従来、この種のファンコイルユニットの制
御は、簡易温度調節器により行われていた。この機能で
は、室温の検出、室温の設定と表示、ファンコイルユニ
ットの発停、ファンコイルユニットの風量設定（強／中
／弱／自動）、ファンコイルユニット発停時及び室温に
よる冷温水二方弁の開閉、配管温度検出による冷暖房自
動切換えが行えるようになっていた。

【０００４】従って、例えば、ファンコイルユニットが
冷房運転されると、先ず、運転と同時に冷温水二方弁が
開かれ、冷水が冷温水コイルに循環供給されるととも
に、設定温度と室内の検出温度との温度差により風量の
自動制御の場合では、風量が冷温水量の自動制御の場合
では水量が夫々制御された。そして、冷気吹き出しによ
り室温が所望温度近傍まで低下すれば、その温度が検出
されることによって、設定温度との温度差が小さくなっ
たことが把握され、風量が自動的に減少され、あるいは
冷温水量が閉鎖されることで、冷房能力が弱められ、所
望の設定温度へ室温が近づけられた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、水方式セントラ
ル冷暖房システムは、安価な深夜電力を有効に利用でき
る蓄熱システム（例えば、水を利用した温度成層蓄熱槽
等）と併用される傾向にある。このような蓄熱システム
では、蓄熱した冷温水を確実に使い切る（熱交換率を高
める）ことにより、効率的な運転が実現できる。ところ
が、従来のファンコイルユニットの制御方法では、設定
温度と検出温度との温度差により、風量又は水量が制御
されていたとしても、熱交換器では必ずしも冷温水が保
持している有効な熱量を完全に消費していなかった。例
えば冷房時において、室内負荷が多い時には冷水の返り
温度は設計値まで高められて、水方式セントラル冷暖房
システム及び蓄熱システムへ戻されるが、早朝等の室内
負荷が少ない時では、冷水の返り温度が設計値まで高め
られたものとならず、十分な冷却能力を有するにもかか
わらず使用済み冷温水として戻されていた。また、空調
システムでは、最大負荷時で、各装置の能力を決定して
いるため、春、秋等の中間期では、特に上述したような
不経済な運転状態となることが多かった。本発明は上記
状況に鑑みてなされたもので、十分に熱交換の行われて
いない冷温水が、水方式セントラル冷暖房システム或い
は蓄熱システムへ戻される不経済な運転を防止できるフ
ァンコイルユニット及び小型空調材（以下ファンコイル
装置という）の制御方法及びファンコイル装置を提供
し、冷暖房システムの省エネルギー化を図ることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るファンコイル装置の制御方法は、熱交換
器に冷温水を循環供給させるとともに、この熱交換器に
室内空気を通過させることにより、冷温水と室内空気と
を熱交換させるファンコイル装置の制御方法において、
熱交換器の出口における冷温水温度を検知し、この出口
における冷温水温度が熱交換器の入口における冷温水温
度に対して所定の温度差を有するものとなるまで、冷温
水の循環を停止させることを特徴とするものである。フ
ァンコイル装置の構成は、冷温水を循環供給する冷温水
往管及び冷温水還管が熱交換器に接続され、冷温水の循
環を停止可能な二方弁が冷温水還管に設けられ、熱交換
器の出口における冷温水温度を検知する出口温度検知用
センサーが冷温水還管に取り付けられ、この出口温度検
知用センサーにより検知される冷温水温度が熱交換によ
って所定温度となるまで、二方弁を閉鎖制御するコント
ローラが二方弁及び出口温度検知用センサーに接続され
たことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】設定温度と室内の検出温度との温度差により、
風量又は水量が制御されていることから、十分に熱交換
されていない冷温水が熱交換器から戻されようとする。
この際、冷温水還管に取り付けられた出口温度検知用セ
ンサーが熱交換器から戻される冷温水の温度を検知し、
入口温度との温度差が少ない場合には、コントローラに
より二方弁を閉じ、未だ使いきっていない冷暖房能力を
有した冷温水が、熱交換器に貯留され、送風空気と十分
に熱交換されることになる。ファンコイル装置では、出
口温度検知用センサーによって熱交換器から戻される冷
温水の温度が検知され、検知された温度から、冷温水が
未だ使いきっていない冷暖房能力を有するものであると
判断されたときには、コントローラが二方弁を閉じ、熱
交換器から戻される筈であった冷温水が熱交換器に貯留
されることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係るファンコイル装置の制御
方法及びファンコイル装置の好適な実施例を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明に係るファンコイル
装置の制御システムを示す構成概略図である。本例では
ファンコイル装置としてファンコイルユニット１を用い
たものであって、この天井内埋め込み型のファンコイル
ユニット１には冷温水コイル３が内蔵され、冷温水コイ
ル３は図示しない水方式セントラル冷暖房システム或い
は蓄熱システムからの冷温水往管５及び冷温水還管７と
接続されている。また、ファンコイルユニット１には送
風ファン９が内蔵され、送風ファン９は室内側から吸い
込んだ室内空気を冷温水コイル３に通過させることで熱
交換させ、冷温風となった室内空気を再び室内へ吹き出
す。また、この送風ファン９は、例えば、ステップコン
トロール等により、「強」、「中」、「弱」に送風量が
可変されるようになっている。

【０００９】このファンコイルユニット１にはコントロ
ーラ１１が取り付けられ、コントローラ１１は室内に設
けられたルームサーモ１３により操作できるようになっ
ている。ルームサーモ１３には風量自動切換用の室温検
知センサー１５、室温表示部１７、室温設定部１９、運
転スイッチ２１が設けられている。ルームサーモ１３
は、これらのスイッチ等からの信号を、ファンコイルユ
ニット１の運転モード設定のための情報として、コント
ローラ１１へ送る。

【００１０】一方、コントローラ１１には冷温水往管５
に取り付けられた冷暖判定用センサー（例えば、バイメ
タルセンサー）２３が接続され、冷暖判定用センサー２
３は冷温水往管５の温度を検出する。また、コントロー
ラ１１には冷温水還管７に取り付けられた二方弁２５の
開閉制御回路が接続され、二方弁２５は冷温水還管７を
開閉することにより冷温水コイル３への冷温水の供給・
停止を行う。更に、コントローラ１１には冷温水還管７
に取り付けられた出口温度検知用センサー（例えば、サ
ーミスター）２７が接続され、出口温度検知用センサー
２７は冷温水還管７を通過する冷温水の温度を検知す
る。

【００１１】このように構成された制御システムを有す
るファンコイルユニット１の作用を説明する。図２はフ
ァンコイルユニット１の動作状態を表すタイムチャート
である。立ち上がり時など、室内負荷の多い間は、送風
ファン９がコントローラ１１により「強」で運転され、
この際、二方弁２５は強制的に開となり、設定温度にな
るまでこの状態での運転が続行される（ｓｔ．Ａ参
照）。なお、室内負荷の大小は、例えばそのときの室内
検知温度と設定温度との温度差によりコントローラ１１
によって把握され、コントローラ１１はその温度差に基
づき送風ファン９へ制御信号を送出する。室内温度が設
定温度に達すると、送風ファン９は、コントローラ１１
からの制御信号により、「中」或いは「弱」での運転信
号を自動で行う。

【００１２】室内温度が設定温度に達した後、送風ファ
ン９の送風量が減少されると、冷温水コイル３を通過す
る空気量が減少する。一方、冷温水コイル３に供給され
る冷温水量は一定であるため、熱交換率が低下し、冷温
水コイル３からは十分に熱交換されていない冷温水が戻
されることになる。

【００１３】この際、本実施例による制御システムで
は、冷温水還管７に取り付けられた出口温度検知用セン
サー２７が冷温水コイル３から戻される冷温水の温度を
検知し、この結果、入口温度との温度差が少ない場合に
は、未だ十分な熱交換がなされてないことを判断し、コ
ントローラ１１により二方弁２５を閉じる制御が行われ
る。これにより、未だ使いきっていない冷暖房能力を有
した冷温水は、冷温水コイル３に貯留することによって
送風空気と十分に熱交換されることになる。コントロー
ラ１１は、出口温度が所定温度に達した際に、再び二方
弁２５を開放し、新たな冷温水を冷温水コイル３へ供給
した後、再び出口温度を検出し、上述の動作を繰り返す
のである（ｓｔ．Ｂ参照）。

【００１４】このように、上述したファンコイルユニッ
ト１の制御方法によれば、冷温水還管７に取り付けられ
た出口温度検知用センサー２７で冷温水コイル３から戻
される冷温水の温度を検知し、入口温度との温度差が少
ない場合には、未だ十分な熱交換がなされてないことを
コントローラ１１が判断し、二方弁２５を閉じることに
より使いきっていない冷暖房能力を有した冷温水が十分
に熱交換されることになるので、循環冷温水の冷暖房能
力が十分に引き出せ、単位循環量における熱交換率を高
めることができる。これにより、冷温水コイル３の入口
・出口の温度差を大きくとることが可能となり、蓄熱シ
ステムによる場合では、蓄熱容量を小さいものにするこ
とができるとともに、冷温水系統の循環水量も減少させ
ることができ、ポンプ容量、配管サイズのサイズダウン
に伴うイニシャルコスト、及び、運転動力の削減による
ランニングコストを削減することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るファンコイル装置の制御方法によれば、熱交換器出口
の冷温水温度を検知し、この出口温度が入口温度に対し
て所定の温度差を有するものとなるまで、冷温水の循環
を停止させることとしたので、未だ使いきっていない冷
暖房能力を有した冷温水が、熱交換器に貯留され、送風
空気と十分に熱交換されることになる。この結果、循環
冷温水の冷暖房能力を十分に引き出すことができるよう
になる。ファンコイル装置によれば、熱交換器の出口温
度を検知する出口温度検知用センサーが冷温水還管に取
り付けられ、これにより検知される冷温水温度が熱交換
によって所定温度となるまで、二方弁を閉鎖制御するコ
ントローラが設けられているので、熱交換器から戻され
る冷温水が、未だ使いきっていない冷暖房能力を有する
ものであると判断されたときには、この冷温水を熱交換
器に貯留し、冷暖房能力を十分に引き出すまで熱交換を
行わせることができる。この結果、冷温水系統の循環水
量を減少させることができ、イニシャルコスト、及びラ
ンニングコストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるファンコイル装置の制御システム
を示す構成概略図である。

【図２】ファンコイル装置の動作状態を表すタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１ ファンコイルユニット ３ 冷温水コイル（熱交換器） ５ 冷温水往管 ７ 冷温水還管 １１ コントローラ ２５ 二方弁 ２７ 出口温度検知用センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 彰 神奈川県横浜市中区太田町四丁目51番地 鹿島建設株式会社横浜支店内 (72)発明者 保坂 武彦 神奈川県横浜市中区太田町四丁目51番地 鹿島建設株式会社横浜支店内 (72)発明者 中村 征紀 神奈川県横浜市中区太田町四丁目51番地 鹿島建設株式会社横浜支店内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器に冷温水を循環供給させるとと
   もに、該熱交換器に室内空気を通過させることにより、
   前記冷温水と該室内空気とを熱交換させるファンコイル
   装置の制御方法において、 前記熱交換器の出口における冷温水温度を検知し、該出
   口における冷温水温度が熱交換器の入口における冷温水
   温度に対して所定の温度差を有するものとなるまで、前
   記冷温水の循環を停止させることを特徴とするファンコ
   イル装置の制御方法。
2. 【請求項２】 冷温水を循環供給する冷温水往管及び冷
   温水還管が熱交換器に接続され、冷温水の循環を停止可
   能な二方弁が前記冷温水還管に設けられ、前記熱交換器
   の出口における冷温水温度を検知する出口温度検知用セ
   ンサーが前記冷温水還管に取り付けられ、該出口温度検
   知用センサーにより検知される冷温水温度が熱交換によ
   って所定温度となるまで、前記二方弁を閉鎖制御するコ
   ントローラが前記二方弁及び前記出口温度検知用センサ
   ーに接続されたことを特徴とするファンコイル装置。