JPH10132363A - 空調システム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各空調装置に主と従の関係を持たせることな
く各空調装置を協調動作させることができ、これにより
特定の空調装置の制御負荷が増大するようなことなく、
各空調装置を標準化できる空調システム装置を提供す
る。 【解決手段】 室内機３０と室外機４０からなる空調ユ
ニット２０およびこの空調ユニット２０にダクトを介し
て接続された複数のサプライユニット５０を有し、空調
ユニット２０から吹出される空調用空気を各サプライユ
ニット５０から複数の被空調室に供給するとともに、そ
れぞれが単独に制御機能を有する複数台の空調装置と、
これら空調装置の全体を制御するセンタリモコン９０
と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調用空気をダ
クトにより被空調室に供給する空調システム装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】室内機と室外機からなる空調ユニットに
ダクトを介して複数のサプライユニットを接続し、空調
ユニットで作られる空調用空気をダクトおよび各サプラ
イユニットにより被空調室に供給する空調装置がある。
この空調装置の制御回路の例を図５に示す。

【０００３】１は空調ユニットで、室内機２と室外機６
からなる。室内機２は、室内制御器３とファンモータタ
ップ切換リレー４を有するとともに、リモートコントロ
ール式の操作器であるセンタリモコン５を付属して備え
る。室外機６は、室外制御器７とインバータ８を有す
る。

【０００４】ファンモータタップ切換リレー４は、室内
ファンの各速度タップに対する通電を切換える。この切
換により、室内ファンの風量を調節することができる。
センタリモコン５は、運転条件等を設定するためのいわ
ゆるリモコン機能のみを持ち、制御機能は持っていな
い。

【０００５】インバータ８は、圧縮機の駆動電力を出力
するもので、出力周波数が可変である。この出力周波数
の変化により、圧縮機の回転速度（容量）を変えること
ができる。

【０００６】また、予め定められた数のサプライユニッ
ト９が空調ユニット１の室内機２に接続される。各サプ
ライユニット９は、サプライ制御器１０およびＶＡＶダ
ンパ（風量可変ダンパ）１１を有するとともに、リモー
トコントロール式の操作器である個室リモコン１２を付
属して備え、空調対象の各部屋に設置される。

【０００７】ＶＡＶダンパ１１の開度変化により、各部
屋への空調用空気の供給量を調節することができる。個
室リモコン１２は、運転条件等を設定するためのいわゆ
るリモコン機能のみを持ち、制御機能は持っていない。

【０００８】上記室内制御器３は、装置全体を制御する
中央制御器として機能するもので、各部屋の温度および
設定温度を処理し、その処理結果に応じて、各サプライ
ユニット９に対しダンパ開度を指令するとともに、室外
機６に対し圧縮機の回転速度を指令する。

【０００９】このような、空調装置を家の一部の複数の
部屋（たとえば一階部分）に取付けた後、新たな空調装
置を他の複数の部屋部分（二階部分）に取付けることが
ある。このような場合、最初の空調装置と新たな空調装
置はそれぞれが個別に制御動作する。

【００１０】しかしながら、一件の家に複数台の空調装
置を取付ける場合、家全体が一つの空間であることを考
慮すれば、各空調装置が個別に動作するよりも協調動作
する方が最適な空調が可能である。

【００１１】そこで、複数台の空調装置のうち、一台を
主とし、それ以外を従として、それぞれが相互に通信
し、主の空調装置の室内機によりデータを処理し、その
結果に基づき従の空調装置に制御動作指令を送信し、す
べての空調装置の機器を一括的に制御することが考えら
れる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】複数台の空調装置のう
ち、一台を主とし、それ以外を従とする場合、主及び従
の空調装置をそれぞれ別に製造、販売、及び使用者は購
入する必要がある。このような面倒を避けるためにすべ
ての空調装置を標準化し、いずれの室内機の制御器にも
主又は従になれる制御機能を組込んでおき、設置時にそ
れぞれ主と従を適宜に設定することが考えられる。

【００１３】この場合、空調装置としてはそのすべてを
標準化できることになるが、主となった場合の大きい制
御負荷を想定して、その制御負荷を賄えるだけの能力の
制御器（高機能のＣＰＵ等）を室内機に組込んでおく必
要が生じる。

【００１４】このような大きな制御負荷に対応した制御
器を組込んでおくことは、空調装置が簡単な制御を行う
だけの従となった場合、過剰な設備となる。この発明は
上記の事情を考慮したもので、各空調装置に主と従の関
係を持たせることなく各空調装置を協調動作させること
ができ、これにより特定の空調装置の制御負荷が増大す
るようなことなく、各空調装置を標準化できることを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明の空調システ
ム装置は、室内機と室外機からなる空調ユニットにダク
トを介して複数のサプライユニットを接続し、空調ユニ
ットの空調用空気を各サプライユニットから複数の被空
調室に供給するとともに、それぞれが単独に制御機能を
有する複数台の空調装置と、これら空調装置の全体を制
御する中央制御器と、を備える。

【００１６】第２の発明の空調システム装置は、第１の
発明において、室内機は室内制御器、室外機は室外制御
器、サプライユニットはサプライ制御器を有し、室内制
御器と室外制御器とがシリアル信号ライン接続され、室
内制御器、サプライ制御器、および中央制御器が相互に
バスライン接続されている。

【００１７】第３の発明の空調システム装置は、第１ま
たは第２の発明において、中央制御器は、各被空調室の
室内温度から各被空調室の平均室内温度を求め、当該中
央制御器で設定される温度および各サプライユニットで
設定される温度に応じて各被空調室の目標室内温度を求
め、その各目標室内温度から各被空調室の平均目標室内
温度を求め、求めた各目標室内温度を各サプライユニッ
トに送って各サプライユニットの風量調節を行わせると
ともに、求めた平均室内温度および平均目標室内温度を
各空調ユニットに送って各空調ユニットの空調能力制御
および送風量制御を行わせる。

【００１８】第４の発明の空調システム装置は、第３の
発明において、各空調ユニットは、中央制御器から送ら
れる平均室内温度と平均目標室内温度との差に応じて空
調能力を制御するとともに、冷房時は、対応する各被空
調室の室内温度と目標室内温度との差の最高値が他の複
数の被空調室の室内温度と目標室内温度との差の平均値
より所定値以上高いとき、空調能力制御のための平均室
内温度と平均目標室内温度との差を補正し、暖房時は、
対応する各被空調室の目標室内温度と室内温度との差の
最高値が他の複数の被空調室の目標室内温度と室内温度
との差の平均値より高いとき、空調能力制御のための平
均室内温度と平均目標室内温度との差を補正する。

【００１９】第５の発明の空調システム装置は、第３の
発明において、各空調ユニットは、第１室内ファンおよ
び第２室内ファンを備え、中央制御器から送られる平均
室内温度と平均目標室内温度との差に応じて両室内ファ
ンの送風量を制御するとともに、両室内ファンの回転数
差が所定値以上になると、回転数の小さい側の室内ファ
ンの回転数を増加方向に補正し、回転数の大きい側の室
内ファンの回転数を減少方向に補正する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。図１において、２０は空調
ユニットで、室内機３０と室外機４０からなり、空調用
空気を作り、それを室内機３０から吹出す。室内機３０
は室内制御器３１を有し、室外機４０は室外制御器４１
を有し、両制御器３１，４１がシリアル信号ライン２１
により接続される。

【００２１】室内制御器３１には、室内ファン（２台）
３２、室内温度センサ３３、熱交換器温度センサ（２
個）３４、室内湿度センサ３５などが接続される。な
お、室内制御器３１と室内ファン３２との接続間には、
室内ファン３２の速度を切換えるためのファンモータタ
ップ切換リレー（図示しない）が介在される。

【００２２】室外制御器４１には、圧縮機４２、室外フ
ァン４３、外気温度センサ４４、熱交換器温度センサ４
５などが接続される。なお、室外制御器４１と圧縮機４
２との接続間には、圧縮機４２の回転速度（容量）を可
変するためのインバータ（図示しない）が介在される。

【００２３】この空調ユニット２０が、複数台たとえば
２台設置される。５０は被空調室に設置されるサプライ
ユニットで、通風用のダクトを介して上記室内機３０の
空気吹出口に接続されており、サプライ制御器５１およ
びリモートコントロール式の操作器である個室リモコン
５２を有する。

【００２４】サプライ制御器５１には、ＶＡＶダンパ
（風量可変ダンパ）５３、ファン５４、室内温度センサ
５５、受光部５６などが接続される。ＶＡＶダンパ５３
の開度変化により、各部屋への空調用空気の供給量を調
節することができる。

【００２５】このサプライユニット５０が、複数台たと
えば３台設置される。６０は建屋の壁の通風口などに設
置される空調換気ユニットで、空調換気制御器６１を有
する。空調換気制御器６１には、換気用ファン６２が接
続される。

【００２６】７０はトイレ、洗面所、風呂などに設置さ
れる局所換気扇ユニットで、局所換気扇通信制御器７１
を有する。局所換気扇通信制御器７１には、換気用ファ
ン７２および室内温度センサ７３が接続される。

【００２７】このように構成された各空調ユニット２
０、各サプライユニット５０、空調換気ユニット６０、
および各局所換気扇ユニット７０が、バスライン８０に
より相互に接続される。

【００２８】そして、バスライン８０に、中央制御器と
してリモートコントロール式の操作器いわゆるセンタリ
モコン９０が接続される。センタリモコン９０は、運転
条件等を設定するための本来のリモコン機能を持つほか
に、システム全体の制御を賄う。

【００２９】これら空調ユニット２０、サプライユニッ
ト５０、空調換気ユニット６０、局所換気扇ユニット７
０、バスライン８０、およびセンタリモコン９０によ
り、複数台の空調装置を組合せた形の空調システム装置
が構成される。

【００３０】センタリモコン９０を中心としてどのよう
なデータがやり取りされるかを示したのが図２である。
まず、センタリモコン９０は、空調換気ユニット連動制
御、平均室温計算、目標温度設定、平均目標温度計算、
目標温度補正制御、通信異常判定などの機能を備える。

【００３１】室内制御器３１は、室内ファン３２の制
御、室外制御器４１に対するHz制御（圧縮機の運転周波
数制御）などの機能を備える。サプライ制御器５１は、
ファン５４の制御、ＶＡＶダンパ５３の制御などの機能
を備える。

【００３２】空調換気制御器６１は、換気用ファン６２
のＰＩ制御（フィードバック制御）などの機能を備え
る。Ｔｋは室内機３０の吸込空気温度であり、室内温度
センサ３３により検知される。Ｔｃは室内機３０におけ
る熱交換器の温度で、熱交換器温度センサ３４により検
知される。Ｈｃは室内機３０の吸込空気湿度であり、室
内湿度センサ３５により検知される。Ｔｏは外気温度
で、室外機４０の外気温度センサ４４により検知され
る。

【００３３】Ｔaiは各被空調室i （i= 1〜12）の室内温
度で、サプライユニット５０の室内温度センサ５５によ
り検知される。ΔＴsiは各被空調室i （i= 1〜12）にお
ける補正室内温度で、個室リモコン５２の設定操作（高
め、標準、低め）に基づいてサプライ制御器５１により
決定される。

【００３４】Ｔsci は各被空調室i （i= 1〜12）の目標
室内温度で、センタリモコン９０で決定される。Ｔam4
は被空調室が４室の場合の平均室内温度で、センタリモ
コン９０の平均室温計算により求められる。Ｔscm4は被
空調室が４室の場合の平均目標室内温度で、センタリモ
コン９０の平均目標温度計算により求められる。

【００３５】つぎに、上記の構成の作用を説明する。セ
ンタリモコン９０と各ユニットと間のデータの流れを判
り易いように図３に示している。１台の空調ユニットと
４台のサプライユニット５０なる１台の空調装置を示
し、他の空調装置は省略した形となっている。

【００３６】各サプライユニット５０の室内温度センサ
５２により検知されるＡ〜Ｄ室の室内温度Ｔai（i= 1〜
4 ）、および各サプライユニット５０に付属の個室リモ
コン５２の操作で定められる補正温度ΔＴsi（i= 1〜4
）とがセンタリモコン９０に送信される。

【００３７】センタリモコン９０では、以下の演算が実
行され、４室の平均室内温度Ｔam4、各室の目標室内温
度Ｔsci （i= 1〜4 ）、４室の平均目標室内温度Ｔscm4
が求められる。

【００３８】 Ｔam4 ＝（Ｔa1＋Ｔa2＋Ｔa3＋Ｔa4）／４ Ｔsci ＝［センタリモコン設定温度］＋ΔＴsi＋［総補
正温度］ Ｔscm4＝（Ｔsc1 ＋Ｔsc2 ＋Ｔsc3 ＋Ｔsc4 ）／４ 総補正温度は、冷暖補正、外気温度補正、湿度補正等の
総和であり、室内制御器３１からのデータに基づくセン
タリモコン９０の演算により求められる。

【００３９】求められた各室の目標室内温度Ｔsci は、
各サプライユニット５０に送信される。各サプライユニ
ット５０では、室内温度Ｔaiと目標室内温度Ｔsci との
差に基づいてＶＡＶダンパ５３の開度を調節する。

【００４０】また、求められた４室の平均室内温度Ｔam
4 および平均目標室内温度Ｔscm4は、室内機３０に送信
される。室内機３０では、平均室内温度Ｔam4 と平均目
標室内温度Ｔscm4との差Ｅに基づき、室外機４０におけ
る圧縮機４２の運転周波数が決定されるとともに、室内
ファン３２のファンモータタップ切換制御が行われる。

【００４１】冷房時はＥ＝Ｔam4 −Ｔscm4、暖房時はＥ
＝Ｔscm4−Ｔam4 である。決定された運転周波数は、Hz
指令として室外機４０に送信される。室外機４０では、
Hz指令に応じて圧縮機４２の運転周波数つまり空調能力
（冷房能力または暖房能力）が制御される。

【００４２】実際には、空調ユニット２０が２台あっ
て、それぞれの空調ユニット２０ごとに、センタリモコ
ン９０からの送信データに基づき、サプライユニット５
０の対応台数に応じた同様の空調能力制御が実行され
る。

【００４３】なお、運転開始時、各室の室内温度Ｔaiの
立上がり変化が監視され、立上がりが悪い場合は室内機
３０において目標温度補正制御が実行される。すなわ
ち、平均室内温度Ｔam4 と平均目標室内温度Ｔscm4との
差Ｅに基づいて圧縮機４２の運転周波数が決定される
が、冷房開始時であれば下記の［数１］に示す条件が満
足されるとき、暖房開始時であれば下記の［数２］に示
す条件が満足されるとき、それぞれ室内温度Ｔaiの立上
がりが悪いとの判断の下に、平均室内温度Ｔam4 と平均
目標室内温度Ｔscm4との差ＥがΔＴｅだけ補正される。

【００４４】

【数１】

【００４５】

【数２】

【００４６】具体的には、冷房時は、各室の室内温度Ｔ
aiと目標室内温度Ｔsci との差（＝Ｔai−Ｔsci ）の最
高値が他の複数室の室内温度Ｔaiと目標室内温度Ｔsci
との差の平均値より所定値（３度）以上高いとき、差Ｅ
がΔＴｅだけ補正される。

【００４７】なお、［数１］において、室内温度Ｔaiと
目標室内温度Ｔsci との差（＝Ｔai−Ｔsci ）の合計値
が零より小さいという条件は、ほとんどの室の室内温度
Ｔaiは目標室内温度Ｔsci にほぼ到達したものの、残り
一つの室の室内温度Ｔaiだけまだ目標室内温度Ｔsci に
到達していないような状態に相当する。

【００４８】暖房時は、各室の目標室内温度Ｔsci と室
内温度Ｔaiとの差（＝Ｔsci −Ｔai）の最高値が他の複
数室の目標室内温度Ｔsci と室内温度Ｔaiとの差の平均
値より所定値（３度）以上高いとき、差ＥがΔＴｅだけ
補正される。

【００４９】なお、［数２］において、目標室内温度Ｔ
sci と室内温度Ｔaiとの差（＝Ｔsci −Ｔai）の合計値
が零より小さいという条件は、ほとんどの室の室内温度
Ｔaiは目標室内温度Ｔsci にほぼ到達したものの、残り
一つの室の室内温度Ｔaiだけまだ目標室内温度Ｔsci に
到達していないような状態に相当する。

【００５０】一方、室内機３０には室内ファン３２が２
台ある。Ａ，Ｂ室（第１ゾーン）への送風が第１室内フ
ァンによりなされ、Ｃ，Ｄ室（第２ゾーン）への送風が
第２室内ファンによりなされるとすると、センタリモコ
ン９０の下記の演算により、第１室内ファンが賄うＡ室
とＢ室の平均室内温度Ｔam21、第２室内ファンが賄うＣ
室とＤ室の平均室内温度Ｔam22、Ａ室とＢ室の平均目標
室内温度Ｔscm21 、Ｃ室とＤ室の平均目標室内温度Ｔsc
m22 が求められる。

【００５１】Ｔam21＝（Ｔa1＋Ｔa2）／２ Ｔam22＝（Ｔa3＋Ｔa4）／２ Ｔscm21 ＝（Ｔsc1 ＋Ｔsc2 ）／２ Ｔscm22 ＝（Ｔsc3 ＋Ｔsc4 ）／２ 求められた平均室内温度Ｔam21，Ｔam22および平均目標
室内温度Ｔscm21 ，Ｔscm22 は、センタリモコン９０か
ら室内機３０に送信される。

【００５２】室内機３０では、平均室内温度Ｔam21と平
均目標室内温度Ｔscm21 との差が求められ、その温度差
と図４の風量設定条件との対照により第１室内ファンの
送風量が設定される。さらに、平均室内温度Ｔam22と平
均目標室内温度Ｔscm22 との差が求められ、その温度差
と図４の風量設定条件との対照により第２室内ファンの
送風量が設定される。

【００５３】風量設定条件において、Ｌは風量小、Ｍ⁺
は風量中、Ｈは風量大を表わしている。こうして、２台
の室内ファン３２の送風量がそれぞれの空調負荷に対応
する最適な状態に個別に制御される。なお、２台の室内
ファン３２の回転数差が大きいときの風量変化を低減す
るため、下記の［表１］に示す条件の風量補正が加えら
れる。

【００５４】

【表１】

【００５５】たとえば、２台の室内ファン３２の回転数
差ΔＦanが所定値以上、 200回転未満の範囲では、回転
数の小さい側の室内ファン３２の回転数が増加方向に10
回転補正され、回転数の大きい側の室内ファン３２の回
転数が減少方向に10回転補正される。

【００５６】回転数差ΔＦanが 200回転以上、 400回転
未満の範囲では、回転数の小さい側の室内ファン３２の
回転数が増加方向に20回転補正され、回転数の大きい側
の室内ファン３２の回転数が減少方向に20回転補正され
る。

【００５７】このように、センタリモコン９０でシステ
ム装置全体を制御する構成としたので、各空調装置に主
と従の関係を持たせることなく各空調装置を協調動作さ
せることができ、これにより特定の空調装置の制御負荷
が増大するようなことなく、各空調装置を標準化でき
る。

【００５８】なお、上記実施例において、空調ユニット
２０の台数およびサプライユニット５０の台数などに限
定はなく、設置する建屋の部屋数や大きさなどに応じて
適宜に設定可能である。その他、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、複
数台の空調装置の全体を制御する中央制御器を設けたの
で、各空調装置に主と従の関係を持たせることなく各空
調装置を協調動作させることができ、これにより特定の
空調装置の制御負荷が増大するようなことなく、各空調
装置を標準化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の制御回路を示すブロック図。

【図２】同実施例におけるセンタリモコンを中心とした
データのやり取りを説明するための図。

【図３】同実施例におけるセンタリモコンと各ユニット
と間のデータの流れを判り易いように示した図。

【図４】同実施例における室内ファンの風量設定条件を
示す図。

【図５】従来装置の制御回路を示すブロック図。

【符号の説明】

２０…空調ユニット ３０…室内機 ４０…室外機 ５０…サプライユニット ６０…空調換気ユニット ７０…局所換気扇ユニット ９０…センタリモコン（中央制御器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中津川 憲彦 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 佐々木 雅彦 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 今村 正樹 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内機と室外機からなる空調ユニットに
   ダクトを介して複数のサプライユニットを接続し、空調
   ユニットの空調用空気を各サプライユニットから複数の
   被空調室に供給するとともに、それぞれが単独に制御機
   能を有する複数台の空調装置と、 これら空調装置の全体を制御する中央制御器と、 を具備したことを特徴とする空調システム装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の空調システム装置にお
   いて、 室内機は室内制御器、室外機は室外制御器、サプライユ
   ニットはサプライ制御器を有し、室内制御器と室外制御
   器とがシリアル信号ライン接続され、室内制御器、サプ
   ライ制御器、および中央制御器が相互にバスライン接続
   されていることを特徴とする空調システム装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の空調シ
   ステム装置において、 中央制御器は、各被空調室の室内温度から各被空調室の
   平均室内温度を求め、当該中央制御器で設定される温度
   および各サプライユニットで設定される温度に応じて各
   被空調室の目標室内温度を求め、その各目標室内温度か
   ら各被空調室の平均目標室内温度を求め、求めた各目標
   室内温度を各サプライユニットに送って各サプライユニ
   ットの風量調節を行わせるとともに、求めた平均室内温
   度および平均目標室内温度を各空調ユニットに送って各
   空調ユニットの空調能力制御および送風量制御を行わせ
   ることを特徴とする空調システム装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の空調システム装置にお
   いて、 各空調ユニットは、中央制御器から送られる平均室内温
   度と平均目標室内温度との差に応じて空調能力を制御す
   るとともに、冷房時は、対応する各被空調室の室内温度
   と目標室内温度との差の最高値が他の複数の被空調室の
   室内温度と目標室内温度との差の平均値より所定値以上
   高いとき、空調能力制御のための平均室内温度と平均目
   標室内温度との差を補正し、暖房時は、対応する各被空
   調室の目標室内温度と室内温度との差の最高値が他の複
   数の被空調室の目標室内温度と室内温度との差の平均値
   より高いとき、空調能力制御のための平均室内温度と平
   均目標室内温度との差を補正することを特徴とする空調
   システム装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の空調システム装置にお
   いて、 各空調ユニットは、第１室内ファンおよび第２室内ファ
   ンを備え、中央制御器から送られる平均室内温度と平均
   目標室内温度との差に応じて両室内ファンの送風量を制
   御するとともに、両室内ファンの回転数差が所定値以上
   になると、回転数の小さい側の室内ファンの回転数を増
   加方向に補正し、回転数の大きい側の室内ファンの回転
   数を減少方向に補正することを特徴とする空調システム
   装置。