JPS61208460A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各部屋の室温を独立に調節できる可に風景
制御システムを採用したダクト式空気調和機に関するも
のである。

〔従来の技術〕

エアーダクトを用いて温度調節された空気を各部屋へ分
配し空調を行なうセントラル空調システムは、加湿器や
高性能フィルターが容易に組み込め、外気処理や全熱交
換器の採用も可能で質の高い空調が行なえる。

また、空調する部屋には吹出口と吸込口しかなく、室内
スペースが有効に使え、さらに熱搬送系のトラブルも少
ないなど、ヒートポンプチラー・ファンコイル方式やパ
ッケージエアコン分散配置方式などに比べ多くのメリッ
トを有し、ビル空調などに用いられている。

その中でも、省エネルギ運転が可能な可変風量制御方式
（以下ＶＡＶ方式と呼ぶ）は熱負荷の異なる各部屋を独
立に温度制御でき、使用しない部屋の空調を停止させる
ことも可能で、必要送風量の大小に応じ送風機の動力を
可変して運転費を低減させることもでき、また同時使用
率を考慮することによυ、熱源機の能力を小さく設計す
ることができる。

ＶＡＶ方式には、風量調節用ダンパの形式に応じて二つ
の方式がある。その一つはバイパス形ＶＡｖユニット（
ダンパユニット）を用いる方式で、室内負荷に応じて室
内へ吹き出す風量と直接熱源機へ戻す（バイパスさせる
）風量の比率を調節する。

この方式は、送風量が一定のため、熱源機の能力制御が
むずかしいパッケージエアコンを用いたシステムに用い
られることが多いが、送風機制御による省エネルギ効果
はない。

また、もう一つの方式は、絞シ形ＶＡＶユニットを用い
る方式で、室内負荷に応じて室内への吹出風量を任意の
値に調節する。

この方式は、ダンパの開度に応じて変化するダクト内の
圧力を検出し、この値がある値になるよう送風機の容量
を制御するので、負荷が少なくなれば（風量が少なくな
シ、このときダクト内の空気温度は一定に制御される。

）、熱源機の所要能力が小さくなると同時に送風機の動
力も低減される。

第２図は後述するこの発明の空気調和機のシステム構成
図であるが、従来の空気調和機を説明するに際し、この
第２図を援用して説明する。この第２図は特公昭５５−
２２６９６号公報に示された集中暖冷房装置の構成図と
同一原理である。

この第２図において、８は空調される部屋で、ここでは
３部屋として描いである。９は天井内に配置されたエア
ーハンドリングユニットで、エアーフィルタ１０、熱交
換器１１、送風機２から構成されている。

また、３はこのエアーハンドリングユニット９の空気吹
出口に接続されたメインダクトである。

このメインダクト３から３本の枝ダクト１２が分岐して
いる。

この３本の枝ダクト１２の途中にそれぞれ絞シ形のＶＡ
Ｖユニット１３が挿入されている。このＶＡＶユニット
１３内に回転可能にダンパ４が取シ付けられている。

各校ダクト１２の末端は部屋８の天井面に位置しておシ
、この末端に吹出口１４が取シ付けられている。この部
屋８の下部に吸込口１５が設けられている。

また、メインダクト３内には、温度センサ１９および圧
力センサ２０が取シ付けられている。さらに、部屋８に
はルームサーモスタツ）１１（取シ付けられている。

一方、１６は廊下天井面に設けられた天井吸込口である
。この天井吸込口とエアーハンドリングユニット９の吸
込口を吸込ダクト１９で連絡している。

さらに、ヒートポンプなどの熱源機１は熱交換器１１に
接続されておシ、この熱源機１の冷暖房などの切換を運
転スイッチ５で行なうようになっている。

従来の空気調和機は、以上のように構成されておシ、各
ルームサーモスタット１８で使゛用者が設定した設定温
度と検出された現在の空気温度の温度差に応じダンパ４
の開度を任意の位置にそれぞれ調節している。

ダンパ４の開度に応じ、メインダクト３内の圧力が変化
し、これを圧力センサ２０が検出し、過剰圧力にならな
いよう送風機２の容量を変化させている。

また、送風量の変化に伴ない、熱交換器１１の出口空気
温度が変わるため、この温度を温度センサ１９で検出し
、あらかじめ設定しておいた空気温度になるように熱源
機１の能力を制御している。

はぼ、一定温度に調節された空気は吹出口１４から室内
熱負荷の大小に応じた風量で部屋８内へ吹き出す。部屋
８を空調した空気は吸込口１５から廊下などのスベーヌ
を通シ、天井吸込口１６へ流れ、吸込ダクト１７を経由
して再びエアーハンドリングユニット９へ戻る。

なお、送風機２の制御法は、一定靜圧制御法と、風量セ
ンサを併用した可変静圧制御法がよく知られている。

また、第２図ではリターンエアーを廊下などを利用して
帰す方式としているが、各部屋８からエアーハンドリン
グユニット９までリターンダクトを設け、制御性および
一層の省エネルギ性を増す方式もある。

さらに、第２図では、メインダクト３から枝ダクト１２
を分岐させていたが、メインダクト３を設けずエアーハ
ンドリングユニット９からタコ足状に枝ダクト１２を配
設する方法もある。

なお、エアーハンドリングユニット９を地下の機械室な
どへ設置した場合は床下へダクトを配設し、吹出口１４
を部屋８の床面に設けることもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の絞シ形ＶＡＶユニットを用いた空気調和機は上記
のように構成されているので、吹出口１４が天井面や壁
面上部にある場合、暖房運転によシ室温が上昇し、この
値がルームサーモスタット１８の設定値に近づくと、ダ
ンパ４が絞られ、吹出口１４からの風量が減少し、吹出
風速も小さくなる。

この結果、吹出口１４からの温風は床面近くまで到達し
なくなシ、ドラフト効果で天井面に溜９室内上下温度差
が大きくなシ、快適性が低下する。

なお、冷房時はドラフト効果がないため吹出風量が減少
しても上下温度分布は大きくならない。

また、吹出口１４が床面や壁面下部にある場合、冷房運
転のとき、吹出風量が絞られると冷風が天井面近くまで
到達しなくなり、上下温度差が大きくなる。

反対に暖房時は風量が減少しても上下温度差は小さい。

このように絞り形ｖＡｖユニットを単純に用いたシステ
ムでは、季節によシ室内の上下温度分布が悪化するとい
う問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、室内の上下温度分布を良好圧し快適性を高めた空
気調和機を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和機は、熱源機からの冷温風を送
風機とダクトで各部屋へ分配し、運転スイッチからの設
定信号に基づいてダンパの制御法をダンパ制御法選択手
段によって選択し、選択された制御法に基づきダンパの
開度を制御するダンパ制御手段を設けたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明においては、ダンパ制御法選択手段は、運転ス
イッチの暖房、冷房の運転モードと吹出口位置の設定信
号に基づいてダンパの制御法をオン／オフまたは比例制
御に選択する。

〔実施例〕

以下、この発明の空気調和機の実施例について図面に基
づき説明する。第１図はこの発明の一実施例の全体構成
図である。この実施例は第１図から明らかなように、冷
温風を発生させる熱源機１と、この熱源機１の冷温風を
搬送する送風機２と、この送風機２に接続したダクト３
と、このダクトの枝部分に配置された風量調節用のダン
パ４と、熱源機１の冷暖房などの切換を行なう運転スイ
ッチ５を設け、この運転スイッチ５の設定信号を入力と
し、ダンパ制御法選択手段６で上記ダンパ４をオン／オ
フまたは比例どちらの方法で制御するか選択し、その選
択結果に基づきダンパ４の開度をダンパ制御手段７によ
って制御するよう構成されている。

第２図は第１図の実施例に使用される空気調和機の構成
図であシ、その構成はすでに〔従来の技術〕の説明の欄
で述べている。

次に、上記実施例の動作を第３図を参照しながら説明す
る。なお、この発明に直接関係しない熱源機１の能力制
御、送風機２の風量制御については省略する。

まず、運転にあたシ、運転スイッチ５の運転スイッチを
切・暖房・冷房のいずれかにセットする（ステップ２１
）。

また、同じく運転スイッチ５の吹出口位置スイッチを天
井面、床面いずれかにセットする（ステラグ２２．２３
）。この吹出口位置のセットは空気調和機設置時に一度
セットするだけでよい。

ステップ２１〜２３でスイッチが暖房・床面または冷房
・天井面にセットされた場合は、ステップ２４のダンパ
比例制御に進む。このステップでは各部屋８のルームサ
ーモスタット１８で検出した現在の室温とルームサーモ
スタット１８に与えられた設定室温の温度差に比例した
値がダンパ４の位置の変化量として設定される。

また、運転スイッチ５が暖房・天井面または冷房・床面
にセットされた場合は、ステップ２５のダンパオン／オ
フ制御に進む。このステップでは、現在の室温が設定室
温を満足していれば、ダンパ４の位置を全閉、ある値以
上の差がおれば全開の位置に設定する。

これらのステップ２４．２５で設定された値を基にして
、次のステップ２６でダンパ４のモータへ制御出力を出
力する。ダンパ４の駆動モータには、正逆転が行なえ任
意の位置に停止することができるステッピングモータを
使うことができる。

以上の制御により、たとえば吹出口１４が天井面にあシ
、暖房を行なうときダンパ４はオン／オフ動作を繰９返
し室温を設定値に制御する。ダンパ４が全開のとき吹出
口１４からは最大風量で温風が吹き出され、その風は床
面近くまで到達する。

また、ダンパ４が全閉のとき、風量はゼロとなシ、室内
の気流は温度差を小さくする方向に自然対流を起こす。

この結果、ダンパ４が全開時、全閉時いずれでも室内の
上下温度差は小さく快適な居住空間が得られる。

さらに、冷房時、ダンパ４は比例動作を行ない熱負荷に
見合った冷風を吹出口１４よυ吹き出す。

この冷風は風速が小さい場合でも室内空気との比重の差
によυ床面近くまで降下し、その結果、室内の上下温度
差は小さくなる。

なお、第２図では吹出口１４の位置が天井面にあったが
、第４図に示すような床面に位置させることもある。こ
の場合、ダンパ４は暖房時は比例動作を、冷房時はオン
／オフ動作を行なう。暖房時に比例動作で風量を絞られ
た場合、温風は直接部屋８の上部までとどかなくなるが
自然対流によ如上下の温度分布は均一化する。

また、冷房時はオン／オフ動作によシダンパ４全開時、
最大風量で冷風を天井面近くまで吹き上げるため、足元
のみが冷えてしまうことがない。

なお、吹出口１４のルーバの方向を季節に応じて質化さ
せると、よシ一層温度分布、気流分布の均一化につなが
る。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、吹出口の設置位置と
冷暖房に応じ、ダンパをオン／オフまたは比例的に制御
するよう構成したので、各季節共室内の上下温度分布が
良好で快適な居住空間が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例の全体構成図
、第２図はその空気調和機のシステム構成図、第３図は
同上空気調和機の動作を示すフローチャート、第４図は
この発明の空気調和機の他の実施例における吹出口部分
の構成図である。 １・・・熱源機、２・・・送風機、３・・・ダクト、４
・・・ダンパ、５・・・運転スイッチ、６・・・ダンパ
制御法選択手段、７・・・ダンパ制御手段。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　理　人　　大　　岩　　増　　雄（ほか２名）第１
図 １−一 第づ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷温風を発生させる熱源機、この熱源機の冷温風
   を各部屋へ分配する送風機とダクト、このダクトの枝ダ
   クトに配置された風量調節用のダンパ、上記熱源機の冷
   暖房の切換などを行なう運転スイッチ、この運転スイッ
   チの設定信号を入力として上記ダンパの制御をオン／オ
   フ制御または比例制御どちらかに選択するダンパ制御法
   選択手段、このダンパ制御法選択手段の出力に基づき上
   記ダンパの開度を制御するダンパ制御手段を備えた空気
   調和機。
2. （２）冷温風の吹出口を部屋の天井面または壁面上部に
   配置した場合ダンパ制御法選択手段は暖房時はオン／オ
   フ制御し、冷房時には比例制御を選択するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和機
   。
3. （３）冷温風の吹出口を部屋の床面または壁面下部に配
   置した場合ダンパ制御法選択手段は暖房時は比例制御を
   選択しかつ冷房時はオン／オフ制御を選択するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調
   和機。