JPS6047497B2 - 集中式空気調和設備の風量制御装置 - Google Patents

集中式空気調和設備の風量制御装置

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JPS6047497B2
JPS6047497B2 JP56078995A JP7899581A JPS6047497B2 JP S6047497 B2 JPS6047497 B2 JP S6047497B2 JP 56078995 A JP56078995 A JP 56078995A JP 7899581 A JP7899581 A JP 7899581A JP S6047497 B2 JPS6047497 B2 JP S6047497B2
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air
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blower
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圭治 鎌田
彦司郎 鈴木
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    • F24F3/048—Systems in which all treatment is given in the central station, i.e. all-air systems with temperature control at constant rate of air-flow
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S236/00—Automatic temperature and humidity regulation
    • Y10S236/09—Fan control

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は建築物の特定位置に設けた送風機から ダク
トもしくはプレナムチヤンバ等の風道を分岐 し、これ
ら分岐風道を介して各部屋に冷風や温風を送風する集中
式空気調和設備に係り、特にその風量制御装置に関する
。
この種集中式空気調和設備は、送風機から圧送された
冷風もしくは温風を、途中で分岐された各風道を介して
それぞれの部屋に分配供給するものてあるため、ある部
屋の送風量を低下もしくは停止して冷房あるいは暖房能
力を低下もしくは停止した場合、他の部屋の送風量が変
化してしまい、他の部屋の冷、暖房温度を著しく変えて
しまう不具合がある。
このような不具合を防止するため従来、たとえば特公
昭５５−２４０２訝公報、特公昭５５−２２６９６公報
等に開示された制御手段が開発されている。
これら公報に係るものは、各部屋に送風が分流される以
前の共通通路部分の温度、もしくは圧力を検知して熱交
換器あるいは送風機を制御するようにしたものである。
しカルながら、各部屋に分岐されＪた風道は、その分岐
点から各部屋までの長さが各々異なることを常とし、し
たがつて分岐点よりも下流側の風道における管路抵抗に
差異を有する。このため風道毎に圧力損失が異なるにも
拘らす、共通通路部分の温度もしくは圧力を検出すると
、この検出点よりも下流側における圧力損失を無視する
ことになり、各部屋ごとに高精度な送風制御が困難にな
る。また風道が複雑な分岐系路をもつ場合などには、予
めこの風道の圧力損失分を見越して共通通路における検
出圧力にプラスした制御信号を発するように設定するこ
とも考えられるが、しかしながら施工時等において圧力
損失分等の予測が困難であるから充分に大きな余裕をも
つて圧力設定を行なわなければならず、依然として高精
度な送風制御は期待できない欠点がある。
本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、各部屋の風量が他の部屋の風量
変化に拘らず常に高精度に必要風量に維持されるととも
に、空調設備全体で必要とする最小風量で送風機の運転
を行うようにし、高精度かつ省エネルギー運転が行える
集中式空気調和設備の風量制御装置を提供しようとする
ものである。
すなわち本発明は送風機から分岐された風道の各端末に
、風量検出器および絞り弁を備えてなる端末風量制御ユ
ニットを設置し、各端末風量制御ユニットは風量検出器
の検知信号にもとづいて設定風量を保つべく絞り弁開度
を制御するようにし、これにより風道ごとに異なる微小
な風量変動を自動的に制御して設定風量を保つようにし
、また上記各端末風量制御ユニットをそれぞれ送風機の
制御センサとして使用するようにし、この場合絞り弁が
全開姿勢に達して送風条件が最つとも劣。
性の状態にある端末風量制御ユニットが、設定風量以下
の出力を発した楊合にこの出力信号により送風機の送風
量を増大させるように制御し、送風機を常に必要最小能
力で運転するようにしたことを特徴とするものである。
以下本発明の詳細な説明図ないし第３図にもとづき説明
する。
図中１は空気調和機本体を示し、冷暖房熱交換器２、お
よびこの熱交換器２によつて冷房もしくは暖房された冷
風もしくは温風を圧送する送風機Ｚ３を有している。
送風機３は共通風道４に連通されており、この共通風道
４は各部屋に向つて分岐された分岐風道、たとえば分岐
ダクト５ａ〜５ｄに接続されている。分岐ダクト５ａ〜
５ｄの各吹出口６ａ〜６ｄは空調しようとする各部屋に
開口さ＾ている。分岐ダクト５ａ〜５ｄの吹出口６ａ〜
６ｄ近傍にはそれぞれ端末風量制御ユニット１ａ〜７ｄ
が接続されている。これら端末風量制御ユニット７ａ〜
７ｄはその１つ７ａを代表して示した第２図のごとく構
成されている。
つまり８はユニットダクトであり、上記分岐ダクト５ａ
に連通されている。ユニットダクト８の上流部位には風
量検出器としての風速セノンサ９が設けられている。風
速センサ９は風速によつて回転されるプロペラ１０と、
このプロペラ１０の回転速度を検出する回転速度検知素
子１１とで構成されている。これによりユニットダクト
８を流れる風速を直接検知するものてあるが、間・接的
には風量が検出される。またユニットダクト８の下流側
には絞り弁１２が装着されている。絞り弁１２はたとえ
ばプレートバルブであり、弁軸１３を介してウォームホ
イル１４に一体的に回動できるように連結されている。
ウォームホイル１４はウォーム軸１５に噛合されており
、このウォーム軸１５は減速機１６を介してモータ１７
に連結されている。したがつてモータ１７の回転にもと
づき絞り弁１２が回動され、このことからユニットダク
ト８の開口面積を可変する。なお１８は絞り弁１２の全
閉位置を規制するストッパである。また１９および２０
はそれぞれ絞り弁１２が全開位置および全閉位置にある
ことを検出する全開位置検知器および全閉位置検知器で
あり、リミットスイッチやリードスイッチが好適する。
なお、絞り弁１２の全開位置とは、必すしも絞り弁１２
が第２図の想像線に示されたような水平姿勢にあること
を称するものではなく、そのユニットダクトに設定され
た最大開口面積の姿勢にあることをいう。上記のごとき
端末風量制御ユニット７ａ〜７ｄにはそれぞれユニット
制御器２１ａ〜２１ｄが付設されている。
ユニット制御器２１ａ〜２１ｄは第２図に２１ａを代表
して例示するように、必要風量設定器２２、比較器２３
および判別指示器２４とを備えている。必要風量設定器
２２は空調しようとする部屋において冷風、温風をどの
程度必要とするかを設定できるものであり、使用者が任
意に選択設定できるものである。
またこの場合、たとえば室温を自動的に検知するルーム
サーモスタットの信号にもとづき設定風量を任意にかつ
自動的に調節するものであつてもよい。比較器２３は前
記風速センサ９によつて検知した風量と、必要風量設定
器２２に設定した風量とを比較するものであり、ダクト
８内の風量が設定風量に不足する場合に「絞り弁開」の
信号を発し、またダクト８内の風量が設定風量より過剰
の場合には「絞り弁閉」の信号を発生する。
判別指示器２４は上記比較器２３からの信号を受けてモ
ータ１７に正もしくは逆回転の指令を与えるものである
。
この場合判別指示器２４は、絞り弁１２が全開もしくは
全閉位置にあるか否かを、全開位置検知器１９または全
閉位置検知器２０からの信号によつて検知し、モータ１
７を正転また逆転させても良いか否かを判断してモータ
１７に回転指令を出すかもしくは回転指令を出さないか
を選択するようになつている。ところで空気調和機本体
１の送風機３は周知の通り、電動機によつて駆動される
ものてあるが、上記本体１には上記電動機の回転速度を
制御するための周波数変換器、つまりインバータ２５が
設けられている。
このインバータ２５は制御信号発生器２６からの信号に
もとづき周波数を変更する。制御信号発生器２６につい
て説明すると、この制御信号発生器２６には全てのユニ
ット制御器２１ａ〜２１ｄから、各々信号が送られてく
るようになつている。各ユニット制御器２１ａ〜２１ｄ
から制御信号発生器２６に向つて送られる信号は、第２
図に示されているように、絞り弁１２の全開位置検知器
１９による全開位置信号Ｍと、比較器２３から発信され
る信号？である。そして上記信号発生器２６はこれらＡ
，Ｂの信号にもとつきインバータ２５を制御する。この
制御手段は第３図のフローチャートに示されている。す
なわち制御信号発生器２６においては、各ユニット制御
器２１ａ〜２１ｄから送り込まれる信号Ｍ−Ａｄおよび
曳〜Ｂｄにもとづき比較判定をする。つまり、上記Ｍ−
Ａｄおよび出〜Ｂｄの信号にもとづきＳＴＥＰｌにおい
て１台以上の端末風量制御ユニット７ａ〜７ｄがその絞
り弁１２を全関しているか否かを判断する。このＳＴＥ
ＰｌにおいてＮＯの判断がなされるとインバータ２５に
向けて送風機の回転速度降下の指令信号を出す。またＳ
ＴＥＰｌにおいてＹＥＳの判断がなされると、ＳπＰ２
で１台以上の端末風量制御ユニット７ａ〜７ｄがその設
定風量に対してユニットダクト８を流れる実風量が少な
いか否かを判断する。実風量が設定風量に比べて少ない
場合には比較器２３において「絞り弁開」の信号が出さ
れるのでこれを検知すればよい。そしてＳＴＥＰ２でＹ
ＥＳの判断がなされると、インバータ２５に対して送風
機の回転速度を上昇させるべく指令信号を出す。またＳ
ＴＥＰ２でＮＯの判断がなされるとＳＴＥＰ３の判断に
移る。ＳＴＥＰ３にあつては１台以上のユニットダクト
７ａ〜７ｄで設定風量と実風量が等しいか否かの判定を
行う。そしてＳＴＥＰ３の判断がＹＥＳの場合にはイン
バータ２５に対して送風機の回転速度を現状維持するよ
うな指令信号を出す。またＳＴＥＰ３の判断がＮＯの場
合にはインバータ２５に送風機の回転速度を降下させる
べく指令信号を出すようになつている。このような構成
にもとづく実施例の作用について説明する。
たとえば４室に送風を行つている状態で、ある１つの部
屋の送風を停止または減少した場合、たとえばユニット
７ｄの絞り弁を閉じた場合には、この状態のままでは送
風を停止または減少した部屋に送られるべき風量が他の
残りのダクト５ａ〜５ｃに分配され、各ダクト５ａ〜５
ｃの送風量が増す。
このようなときには端末風量制御ユニット７ａ〜７ｃの
風速センサ９がこれを検出し、回転検知素子１１の回転
速度信号が上昇される。つまり実風量が設定風量よりも
多くなる。よつて比較器２３は判別指示器２４に「絞り
弁閉」の指令信号を送る。判別指示器２４は、絞り弁１
２が全閉でない限りにおいてモータ１７に回転指令を与
え、モータ１７の一方向の回転によつて絞り弁１２を閉
作動させる。したがつてユニットダクト８の開口面積が
減じられるので風量が絞られることになる。よつて端末
風量制御ユニット７ａ〜７ｄは設定風量を保とうとする
。また逆に、それまで送風を停止または絞つてい”た部
屋の送風を開始もしくは増大させたときには、他のダク
トの送風量が減じられる。
このようなときには、各風速センサ９によつて測定した
実風量が設定風量よりも少くなるので、比較器２３は判
別指示器２４に向つて「絞り弁開」の指示をなす。判別
指示器２４にあつては絞り弁１２が全開状態でない限り
においてモータ１７を回転させて絞り弁１２を開作動さ
せ、ユニットダクト８の５開口面積を増す。よつてこの
場合にも端末風量制御ユニット７ａ〜７ｄは設定風量を
維持するように作動する。ところて上記設定風量維持機
能は、送風機３から送出される風量が一定の場合を想定
したが、各部屋の送風の開始または停止や、送風量の増
減設定により、送風機３からの送風量が不足もしくは過
剰となることがある。
このような事態に至つたときには送風機３の回転速度を
制御する。すなわち、各ユニット制御器２１ａ〜２１ｄ
から制御信号発生器２６に向つてＭ−Ａｄおよび？〜Ｂ
ｄの信号が送られている。制御信号発生器２６はこれら
信号Ｍ−Ａｄおよび？〜Ｂｄにもとづき送風機３を制御
する。この制御に際しては第３図のフローチャートに示
されたごとく、いづれか１つの端末風量制御ユニット７
ａ〜７ｄの絞り弁１２が全開位置にあることを基準とす
る。
すなわち、いづれのユニット７ａ〜７ｄの絞り弁１２が
全開位置に達していないことは、送風機３から送られる
送風量に余剰分があるとしてＳＴＥＰｌの判断にもとづ
きインバータ２５に送風機の回転速度を降下せしめる信
号を送り、送風量を減少させる。これによつてダクト５
ａ〜５ｄに送られる送風量が少なくなるので、端末風量
制御ユニット７ａ〜７ｄにあつては設定風量を維持しよ
うとして絞り弁１２を開く。そして少なくとも１台のユ
ニットにおける絞り弁１２が全開に達すると、ＳＴＥＰ
２の判定を行う。この判定により、設定風量に比べて実
風量が少ない場合には送風機３からの送風量が不足して
いるので、インバータ２５に送風機３の回転速度を増す
べく指示が与えられ、よつて送風量は増す。またＳＴＥ
Ｐ２の判定によりＮＯの判断がなされるとＳＴＥＰ３の
判定が行われる。ＳＴＥＰ３においてＮＯの判定がなさ
れることは送風量が余剰であるため、インバータ２５に
送風量減少の指示をなす。またＳＴＥＰ３においてＹＥ
Ｓの場合には送風量が最・適であるからインバータ２５
に対して現状維持の指示をなす。このような実施例にお
いては、各端末風量制御ユニットにおいてそれぞれ風速
センサ９と絞り弁１２とで定量風量の制御を自動的に行
うので、吹出口６ａ〜６ｄから吹出される風量はそれぞ
れ設定された希望風量に合致し、よつて高精度な風量を
得ることができる。
しかも端末風量制御ユニットにおける検知は、これらユ
ニットまでに至る風道、ダクト５ａ〜５ｄの管路抵抗を
受けた後の風であるため、ダクト長さなどの影響を受け
ない。また、送風機３は各端末風量制御ユニットをセン
サとして使用し、これらユニットからの信号に・もとづ
いて制御されるから、上記途中の管路抵抗などによる損
失をすでに終えた信号で制御することができ、送風機３
の運転制御が高精度になる。この場合、送風機３は、複
数の端末風量制御ユニット７ａ〜７ｄのうち、最つとも
送風条件の悪いユニット、つまり送風量が不足し勝ちな
ユニットを優先的に選択し、このユニットを基準として
送風機３の運転を制御するので、制御信号の感度が良好
であり、送風機３の運転変更が迅速に行われる。そして
このような制御は、送風機３を常に必要最小限の送風量
で運転するから、送風機３の駆動力に無駄がなく、省エ
ネルギー運転を可能にする。さらに送風機３の運転制御
用センサとして定量風量保持機能を奏する端末風量制御
ユニットを用いているから、格別なセンサを必要としな
いものである。なお上記実施例においては、絞り弁１２
の全開状態を検知する手段として、リミットスイッチや
リードスイッチ等によつて絞り弁１２の位置を直接に検
出するようにしたが本発明はこれに限らず、たとえば第
４図の変形例のごとく実施可能である。
このものは、絞り弁１２の上流側と下流側との圧力をア
キュムレータ４０のダイアフラム４１によつて区割され
た圧力室４２ａ，４２ｂに導入するようにし、上記ダイ
アフラム４１に取着した歪ゲージ４３によつてダイアフ
ラム４１の変形を検知するようにしたものてある。この
ものは絞り弁１２が全開位置に至ると、圧力室４２ａ，
４２ｂ間の圧力差が最小となり、ダイアフラム４１の変
形も最小となるから、この状態を絞り弁１２の全開姿勢
として検知するようにしたものである。なお上記第４図
におけるダイアフラム４１に代つてピストンを使用する
ようにしてもよい。
さらに前記実施例においてはインバータを使用したが、
このインバータに代つて可変速モータ、インレットダン
パー制御器やアウトレットダンパー制御器などを用いる
ようにしても実施可能である。また、使用される各機器
は常開タイプおよび常閉タイプのいずれであつてもよく
、したがつて電気的にオンした状態を信号とするか、オ
フした場合を信号とするかのいずれであつてもよい。
以上詳述した通り本発明は、送風機から分岐された複数
の風道の端末にそれぞれ端末風量制御ユニットを設置し
、この端末風量制御ユニットは風量検出器および絞り弁
とを備え、これら各端末風量制御ユニットは各々風量検
出器の回転速度検知信号にもとづいて絞り弁開度を調整
することにより設定された風量を自動的に保持するよう
に制御されるとともに、いづれか１個の制御ユニットの
絞り弁が全開の状態において風量検出器が設定値以下を
検知したときに、この検知信号にもとづき送風機の送風
量を増大させるようにしたものである。このような本発
明によると以下に列記されたような効果を奏する。
（１）各分岐風道においては端末風量制御ユニットによ
り、所望とされる風量を選択でき、しかもこの選択設定
した風量は端末風量制御ユニット自身て自己制御するの
て、各部屋の風量が高精度に維持できる。
（ｉｌ）ある部屋の送風を変化させても、他の部屋にお
いてはそれぞれ端末風量制御ユニットが自己管理するの
で風量変化は生じない。
（Ｉｉｌ）ある端末風量制御ユニットの下流側において
風道の変更、吹出口の変更、フィルタの目詰まり等によ
る下流抵抗が変化しても当該風道のユニットの変更を必
要とせす、かつ他の風道は各々自己の端末風量制御ユニ
ットによつて自己管理されるので影響を受けない。
（Ｉｖ）送風機は各端末風量制御ユニットを運転制御の
ためのセンサとして使用するから、格別なセンサを必要
としない。
（ｖ）この場合、各端末風量制御ユニットのうちの最つ
とも送風条件の劣るユニット、つまり絞り弁が全開され
ているユニットを優先的に選択し、このユニットを基準
とするから、送風機への制御信号が取り出し易いばかり
でなく、送風機への指令が迅速に行えるので送風機運転
変更が素速く行える。
（Ｖｉ）送風機は常に必要最小量の送風量で運転される
ので無駄な動力がなく、省エネルギー運転が可能になり
、さらに騒音等を生じない。
（転）増改築などによる各部屋の間仕切り変更などにも
とづく分岐風道の増減があつても送風機の送風能力範囲
内であれば、他の風道に影響なく正確な風量制御を保つ
て変更が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は空気調和機設備の全体を概略的に示す構成図、第２図
は端末風量制御ユニットの構成図、第３図は制御信号発
生器の機能を説明するためのフローチャートである。 また第４図は端末風量制御ユニットの変形例を示す構成
図である。１・・・・・・空気調和機本体、３・・・・
・・送風機、５ａ〜５ｄ・・・・・・分岐ダクト、７ａ
〜７ｄ・・・・・・端末風量制御ユニット、９・・・・
・風速センサ（風量検出器）、１２・・・・・絞り弁、
１９・・・・・・絞り弁全開位置検知器、２２・・・・
・・必要風量設定器、２３・・・・比較器、２４・・・
・・・判別指示器、２５・・・・・・インバータ、２６
・・・・制御信号発生器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 送風機から分岐させた複数の風道の端末に、それぞ
    れ端末風量制御ユニットを設置し、これら端末風量制御
    ユニットは、該風道の通過風量を検出する風量検出器と
    、該風道の通過風量を制御する絞り弁と、この絞り弁の
    全開および全閉位置を検知する検知器と、当該空調すべ
    き部屋への必要風量を任意に選択設定する風量設定器と
    、上記風量検出器によつて検出された風量と上記設定さ
    れた風量とを比較する比較器と、この比較器からの出力
    に応じて上記絞り弁の開度を調整する駆動手段とを具備
    し、それぞれの端末風量制御ユニットを、各風量検出器
    の検出風量にもとづき絞り弁開度を制御して設定風量を
    保持するように制御するとともに、上記絞り弁全開検知
    器および比較器からの出力を導入し、いづれか１個の絞
    り弁が全開状態であることを出力している状態で上記比
    較器が設定風量以下の出力を発した場合に送風機の送風
    量を増大させるように制御する手段を備えたことを特徴
    とする集中式空気調和設備の風量制御装置。
JP56078995A 1981-05-25 1981-05-25 集中式空気調和設備の風量制御装置 Expired JPS6047497B2 (ja)

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