JPS6020657B2 - 冷房機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の利用分野 本発明は冷房機の制御装置に関するものである。

発明の背景 従来の冷房機の運転に際しては、快適条件として室内温
度のみを考慮し、室内温度が一定になるように制御され
ており、室内温度についてはなんら考慮されていなかっ
た。

発明の目的 本発明の目的は、冷房機を使用する居住者により多くの
快適感を与える冷房機の制御装置を提供することを日的
とする。

発明の概要 発明者らが実験したところ、居住者が快適と感じる室内
温度は、着衣条件、居住者の活動状態等によって変化す
るが、室内湿度が低下するとともに居住者に温度に対す
る許容性が増すことがわかった。

換言すると、着衣条件あるいは活動、状態の異なる居住
者が共存している部屋を一定温度に制御した場合室内湿
度を低くしておくことによりトより多くの居住者に快適
感を与えることが明らかになつた。そこで本発明は、圧
縮器回転数を制御することによる蒸発器温度の制御と、
蒸発器を通過する空気（以下冷却空気と称する）と蒸発
器を通らないＺ空気（以下バイパス空気と称する）の混
合比の制御との組合わせを常に室内湿度を最も低くする
ような組合わせに選びながら冷房機を運転することによ
り多くの居住者に快適感を与えようとするものである。

発明の実施例 第１図は本発明の冷房機制御装置のブロック図である。

１‘ま室内温度を検出する計測器、１２は室内湿度を検
出する計測器、１０は室内温度の目標値を設定するため
の設定器、３は計測器１からの室内温度と設定器１０か
らの目標値から冷房機の吹出空気の温度の目標値を発生
する吹出温度目標値発生器、４は計測器１からの室内温
度と計測器２からの室内湿度と吹出溢度目標値発生器３
からの吹出温度目標値とを入力し、蒸発器温度と混合比
を演算する計算器である。６は圧縮器で、計算器４から
の蒸発器温度に塞き圧縮器モータの回転数を制御する。

圧縮器５で圧縮され液化した袷蝶は蒸発器（図示せず）
で気化し、このときの気化熱により空気を冷却するもの
である。したがって、圧縮器モータの回転数を制御する
ことにより、蒸発器で気化すべき冷煤が制御でき、蒸発
器温度を制御できる。６はバイパス空気流量制御装置で
、バイパス空気送風ファンあるいはバイパス空気入口に
設けられた流回制御ダンパにより、バイパス空気の流量
を計算器４により求められた混合比に基き制御する。

これによって、蒸発器を通過して冷却された冷却空気と
、バイパス空気との混合が制御されることになる。本構
成において、室内温度を一定に保つためには、計測器１
からの室内温度と設定器１０からの室内温度目標値を吹
出温度目標発生器３にフィードバツクしてやればよい。

計算器４の動作を説明する。

今蒸発器温度を室内温度に比べて充分低くしておくと、
冷却空気の絶対湿度は蒸発器温度における飽和絶対湿度
とみなすことができる。

したがって、冷却空気とバイパス空気を混合した吹出空
気の絶対湿度ＪはＪこＱＸｅ十（１−Ｑ）ＸＩ と表わされる。

ここでＱ‘ま全吹出空気中に占める冷却器空気の割合を
表わし、Ｘｅは蒸発器温度における飽和絶対湿度、ＸＩ
は室内空気の絶対湿度をそれぞれ表わす。同様に冷却空
気とバイパス空気の混合空気の吹出温度Ｋは蒸発器温度
Ｔｅ及び室内温度ＴＩを用いてＫ＝ＱＴｅ十（１一Ｑ）
ＴＩ と表わされる。

この吹出温度Ｋを一定にして吹出空気の絶対湿度Ｊを最
小にするには蒸発器温度Ｔｅを（Ｔｅ−ＴＩ）鰐‐Ｘｅ
＋ＸＩ＝。

となるよ化繊池川。

比し洋隣発器温度の関数ＸｅのＴｅに関する微分を表わ
す。

このことを以下に詳細に説明する。本発明の制御装置で
は、全吹出空気中の冷却空気の混合比ばを操作して吹出
空気の温度Ｈｏ及び湿度Ｘｏを制御する。

今混合比ばを一つ固定して考えると、吹出空気の状態（
Ｔｏ，Ｘｏ）は、入口空気の状態（Ｔ，，Ｘ，）と蒸発
器の状態（Ｔｅ，Ｘｅ）の内分点として定まることによ
る。すなわち、 Ｔｏ＝ＱＴｅ＋（１−Ｑ）Ｔ， Ｘｏ＝ＱＴｅ＋（１−ｑ）Ｔ， ここで、Ｔｏ申Ｋ（＝一定）とすると、 Ｔ，−Ｋ Ｑ＝でご市 となるから、吹出空気の湿度Ｘｏはつぎのように表現さ
れることになる。

Ｘ。

ｉ丸十王三馬（Ｘｅ−Ｘ，）＝×１−８・（Ｔ，一Ｋ） ただし、８≦（Ｘ，一Ｘｅ）／（Ｔ，一Ｔｅ）である。

ここで、冷房、すなわち、Ｔ，＞Ｋに注意すると、Ｘｏ
の最小値は（Ｔｅ，Ｘｅ）を比８が最大となるように選
択することにより達成されることになる。さて、通常の
温度範囲では、蒸発器温度Ｔｅとそれに対応する飽和湿
度Ｘｅ；Ｘｅ（Ｔｅ）の関係は、第３図に示したように
、下に凸な形をとる。

したがって、比６を最大化する蒸発器温度Ｔｅでは洋＝
柳成立するこ靴物る。すなゎち、Ｔｏ＝Ｋ（一定）かつ
Ｘｏ＝Ｊ（最小）となるＴｅは方程式ｄＸｅ Ｘ，一Ｘ
ｅ ｄＴｅ−Ｔ，一ｒｅ を満足するものとなる。

この式を変形すると、Ｔｅの最適を与える条件として（
Ｔｅ−Ｔ，）洋‐Ｘｅ＋ＸＩ＝。

が得られる。

このように蒸発器温度Ｔｅを定めたときには、混合比Ｑ
をＴ，一Ｋ Ｑ＝下ごＲ と定めてやればよい。

第２図は計算器４のアナログ回路による実施例掛る。

川欄数洋の発生器１２’１５’１６は減算器、１４は加
算器、１３は乗算器、１７は除算器、１８は関数−Ｘｅ
の発生器、５１は室内温度入力、５２は室内湿度入力、
５３は吹出温度指示入力、１０１は蒸発器温度指示出力
、１０２は混合比指示出力である。

そして、蒸発器温度指示出力１０１により第１図に示す
圧縮器５のモータの回転数を変化させることによって蒸
発器温度を制御する。

それとともに、混合比指示出力１０２により第１図に示
すバィパス空気流量制御装置６を制御することにより冷
却空気とバイパス空気の混合比を制御する。これにより
、湿度を最小にした状態で、冷房機の吹出空気の温度目
標値となるように冷房機を制御できる。本発明は、圧縮
機及びバイパス空気送風ファンの回転数を例えば直流モ
ータ等を用いて、連続的に制御しうる冷房機に適用した
時最も大きな効果を発揮するが、それのみならず、圧縮
機及びバイパス空気送風ファンの回転数を断続あるいは
多段階制御する冷房機に適用しても大きな効果を発揮す
ることはいうまでもない。

実施例では、冷房機の効率を高く維持するため冷却空気
風量は一定に保ち、バイパス空気風量を制御したが、場
合によっては、冷却空気風量をも制御して同じ効果をあ
げることができる。

発明の効果 本発明の結果、同一室内におけるより多くの居住者に快
適感を与えることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷房機の制御装置のブロック図、第２
図は本発明の計算器の回路図、第３図は温度と絶対温度
の関係を示す図である。 図中、１は室内温度計側器、２は室内湿度計側器、３は
吹出温度目標値発生器、４は計算器、５は圧縮機モータ
、６はバイパス空気送風ファンのモータ、１０は室内温
度目標値設定器、１１，１８は関数発生器、１２，１５
，１６は減算器、１３は乗算器、１７は除算器、１４は
加算器、５１は室内温度信号入力、６２は室内湿度信号
入力、５３は吹出温度入力、１０１は蒸発器温度出力、
１０２は全吹出空気量に対する冷却空気の割合を指示す
る出力である。 第ｌ図 繁２図 簾Ｊ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 室内温度を計測する第１のセンサと、室内湿度を計
   測する第２のセンサと、 室内温度の目標値を設定する設定手段と、室内第１のセ
   ンサで計測した室内温度と上記設定手段に設定された室
   内温度の目標値とに基づいて吹出温度の目標を発生する
   発生手段と、上記第１，第２のセンサ上記発生手段とに
   接続された演算手段と、上記演算手段に接続され、該演
   算手段の第１の出力信号に応じて空気を冷却する冷却手
   段と、上記演算手段に接続され、該演算手段の第２の出
   力信号に応じて、該冷却手段により冷却された空気と、
   冷却されない空気とを混合する混合手段とを有し、上記
   演算手段は、上記第１のセンサで計測された室内温度と
   、上記第２のセンサで計測された室内湿度と、上記発生
   手段で発生された吹出温度の目標値を入力し、上記入力
   した室内温度と室内湿度とに基づいて、上記混合手段に
   より混合された空気の湿度が最小となるように、冷却温
   度を演算し、上記演算した冷却温度と上記入力した室内
   温度と吹出温度の目標とに基づいて、上記混合手段によ
   り混合された空気の混合比を演算し、上記演算した冷却
   温度を上記第１の出力信号とし、上記演算した混合比を
   上記第２の出力信号として夫々出力するものであること
   を特徴とする冷房機の制御装置。