JPS61243243A - 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、各室の室温を独立に調節できる可変風量制
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】

温度調節された空気をエアーダクトを用いて各室へ分配
して空調を行なうセントラル空調システムは、加湿器や
高性能フィルタが容易に組込め、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うことができ、しか
も空調する室にば吹出口と吸込口しかなく室内スペース
が有効に使え、また熱搬送系のトラブルも少ないなどヒ
ートポンプチラー°ファイ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、
ビル空調等に多く利用されている。その中でも省エネル
ギー運転が可能な可変風量制御方式（以下ＶＡＮ方式と
呼ぶ）は熱負荷の異なる各室を独立に温度制御でき、使
用しない室の空調を停止させる事も可能で、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
る事もでき、また同時使用率を考慮することにより熱源
機の能力を小さくすることができる。 ＶＡＮ方式には風量調節用のダンパの形式に応じて２つ
の方式がある。１つはバイパ、Ｘ　形Ｖ　Ａ　Ｎ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ものである。この方式は送風
量が一定のための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、送風量制御による省エネルギー効果はない。 もう１つの方式は絞り形ＶＡＮユニットを用いる方式で
、室内負荷に応じて室内への吹田風量を任意の値に調節
するものである。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小さくなれば（風
量が少なくなり、この時の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図は従来並びにこの発明の基礎となる空気調和機の
システム構成図であって、特公昭５５−２２６９６号公
報に示されてた集中暖冷房装置と同様のものである。同
図において、１は空調される室で、ここでは３つの室を
空調する場合を示している。 ２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３、熱交換Ｗｉ４、送風機５から構成
されている。６ば上記エアーハンドリングユニット２の
空気吹出口に接続されたメインダクト、７はこのメイン
ダクトから分岐した３本の枝ダクト、８ば乙の枝ダクト
７の途中に挿入された絞り形ＶＡＮユニット、９はこの
ＶＡＮユニット内に回転可能に取付けられたダンパ、１
０は上記技ダクト７の末端に取付けられら吹出口、１１
は上記室１のドアー下部に設けられた吸込口、１２は廊
下天井面に設けられた天井吸込口、１３はこの天井吸込
口と上記エアーハンドリングユニット２の吸込口を連絡
する吸込ダクト、１４は上記室１に各々取付けられたル
ームサーモスタット、１５は上記主ダクト６内に取付け
られた温度センサ、１６は同じく主ダクト６内に検出部
を設けた圧力センサであり、１７は上記熱交換器４に接
続したヒートポンプ等の熱源機、１８は熱源機１７等を
制御する制御装置である。 従来の空気調和機では各ルームサーモスタット１４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９の開度を任意の位置に各々調節し
ていた。また、メインダクト６内の圧力がダンパ９の開
度に応じて変化し、これを圧力センサ１６が検出し、過
剰圧力にならないよう送風機５の容量を変化させていた
。さらに、送風量の変化に伴ない熱交換器４の出口空気
温度が変わるため、この温度を温度センサ１５で検出し
、予め設定しておいた空気温度になるよう熱源機１７の
能力を制御していた。従って、略一定温度に調節された
空気は吹田口１０から室内熱負荷の大小に応じた風量で
室１内へ吹き出す。そして、室１を空調した空気は吸込
口１１から廊下等のスペースを通り天井吸込口１２へ流
れ、吸込ダクト１３を経由して再びエアーハンドリング
ユニット２へ戻る。 なお、送風量５の制御法は、一定静圧制御法と、風量セ
ンサを併用しｒ；可変静圧制御法がよ（知られている。 また第２図ではリターンエアーを廊下等を利用して戻す
方式としているが、各室１からエアーハンドリングユニ
ット２までリターンダクトを設けて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６から枝ダクト７を分岐させていたが、メイン
ダクトを設けずにエアーハンドリングユニット２からタ
コｙ状に枝ダクト７を配設する方法もある。 なお、ファインコイルユニット２の形式には第２図の形
式理外にも天吊り形、床置き形などがあゆ、さらにガス
ファーネスを組込んだ形式のものもある。 以上の空気調和機におけるｌｌ１ｍをマイクロコンピュ
ータを利用して行なう場合は、一般に次の順序がとられ
ていた。第１はルームサーモスタット１４、温度センサ
１５及び圧力センサ１６からの各信号をマイクロコンピ
ュータに入力して、この信号に基づきダンパ９、送風機
５及び熱源機１７の制御を行ない、これを一定時間間隔
で繰り返す方法、第２はルームサーモスタット１４の信
号に基づきダンパ９を制御し、次いで圧力センサ１６、
温度センサ１５の信号を入力し送風機５、熱源機１７を
制御する方法、第３はルームサーモスタット１４の信号
に基づきダンパ９を制御し、次いで圧力センサ１６の信
号に基づき送風機を制御し、さらに温度センサ１５の信
号に基づき熱源機１７を制御する方法である。。なお、
ダクト６内の圧力はダンパ９の開度変化に対し短時間で
変化するが、ダクト６内の空気温度の変化は風量変化に
対し熱交換器４の熱容量のため時間遅れが生じる。 また熱源機１７の能力変化指定に対し実際に能力が変化
するには配管系や熱交換ｖｓ４の熱容量等のために時間
がかかる。したがって制御間隔をいたずらに短くしても
制御の良好な安定性は得られない。

【発明が解決しようとする問題点］ 従来の空気調和機は上記のように構成されているため、
メインダクト６の風量が熱源機１７を安定して運転でき
る範囲であれば、いずれの制御方法を採用しても問題な
いが、例えば住宅用等で室数が３〜６室程度と小規模で
かつ同時に空調する室数が少ない場合、すべてのダンパ
９が全閉または全閉に近い状態になることが多く、この
時の熱源機１７の安定した制御がむずかしく、特に熱源
機１７に直膨形のパッケージエアコンを用いた場合には
冷凍回路の高圧、低圧が過渡的に異常な値になるという
問題があった。 この発明は上述した問題点を解消したもので、熱源機に
ヒートポンプを利用したシステムにおいて、ダンパがす
べて全閉になるような低負荷時にヒートポンプの適切な
制御を行なうことにより安定した冷凍サイクルの運転が
できる空気調和機を得ることを目的とするものである。 【問題を解決するための手段】 この発明にかかる空気調和機は各室の設定温度と現在の
室温をルームサーモスタットで検出し、この検出信号に
基づいて熱負荷を測定する熱負荷測定手段と、その測定
結果に従ってダクトに設けられたダンパの開度を決定す
るダンパ開度決定手段と、その決定結果に基づきダンパ
を制御するダンパ制御手段と、ダクト内の圧力を検出し
、その検出信号に基づいて圧力を測定する圧力測定手段
と、その測定結果に従ってダクト系の送風機の容量を決
定する送風量決定手段と、その決定結果に基づき送風機
を親制御する送風機制御手段と、ダクト内の空気温度を
検出し、その検出信号に基づいて温度を測定する温度測
定手段と、その測定結果に従って熱源機の能力を決定す
る能力決定手段と、その決定結果に基づき熱源機を制御
する能力制御手段とから構成したものである。

【作　　用】

この発明においては、ダンパ開度決定手段は熱負荷測定
手段で測定された設定室温と現在の室温の温度差に比例
してダンパ開度を全閉か全閉、または任意の位置に比例
制御し、そして送風量決定手段は圧力測定手段で測定さ
れたダクト内圧力の値と設定圧力の圧力差に比例して送
風量を制御し、さらに能力決定手段は温度測定手段で測
定されたダクト内空気温度の値と設定温度との温度差に
比例してヒートポンプの能力を制御することになり、こ
れにより通常は各制御の間に時間間隔をおいてダンパ制
御、送風機制御、能力制御の順で制御を行なうようにし
、ダンパ全閉時のすみやかに能力制御と送風機制御を適
切に行なう。

【実施例】

第１図はこの発明による空気調和機の全体の原理構成図
である。第１図から明らかなように、熱源機、即ちヒー
トポンプ１７と、このヒートポンプ１７からの冷温風を
各室１ヘダク）６を介して送風する送風機５と、ダクト
６の枝ダクト部分に配置された風量調節用のダンパ９と
、各室に取付けられルームサーモスタット１４と、ダク
ト６内に取付けられた圧力センサ１６と温度センサ１５
を備え、ルームサーモスタット１４の検出信号を入力と
する熱負荷測定手段１９によって熱負荷の大小を測定し
、その出力に基づきダンパ開度決定手段２０でダンパの
開度を決定し、その決定結果に基づきダンパ制御手段２
１によってダンパ９の開度制御を行ない、次いで圧力セ
ンサ１６の検出信号を入力とする圧力測定手段２２によ
りダクト６内の圧力を測定し、その出力信号に基づき送
風量決定手段２３で送風機５の最適送風量を決定し、こ
の出力に基づき送風機５を送風機制御手段２４により制
御し、送風量変化後のダクト６内の空気温度を温度セン
サ１５で検出して、その検出信号を入力とする温度測定
手段２５により測定し、その出力に基づき能力決定手段
２６でヒートポンプ１７の能力を決定し、この出力に基
づきヒートポンプ１７を能力制御手段１６により制御す
る。そして、すべてのダンパ９が全閉もしくは全閉に近
い状態になるようダンパ開度決定手段２０により決定さ
れた場合は、ダンパ制御に引き続いてすみやかに能力制
御と送風機制御を行なうよう構成する。 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
図であり、その構成は従来例のところで述べた通ゆであ
る。 第３図は第１図の原理構成図に対応するこの発明の具体
例を示す回路図で、図中、２８は制御装置１８内のマイ
クロコンピュータであり、ＣＰＵ２９、制御プログラム
及びＣＰＵ２９での演算結果等を格納するメモリー３０
、タイマー３１、入力回路３２、出力回路３３から構成
されている。 ３４は各ルームサーモスタット１４と、圧力センサ１６
・温度センサ１５の検出信号が入力されるアナログマル
チプレクサ−１３５はその出力をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器であり、その出力は入力回路３２に与
えられる。３６ａ〜３６Ｃば出力回路３３に各制御機器
ごとに接続されたホトカプラ・ＳＳＲで、このホトカプ
ラ・５ＳＲ３６ａとヒートポンプ１７の間にはこれを制
御するインバータ３７が接続され、ホトカプラ・５ＳＲ
３６ｂと送風機５間にはサイルスタコントローラ３８が
接続され、さらにホトカプラ・５ＳＲ３６ｃとダンパモ
ータ９ａｌｌｌにはダンパコントローラ３９が接続され
ている。また、４０は各機器を駆動する交流および直流
の電源である。 なお、第３図ではヒートポンプ１７の運転スイッチ、四
方弁等の補助機器の回路は省略しである。 次に上記実施例の動作を第４図のフローチャートを参照
しながら説明する。 まず各ルームサーモスタット１４から設定室温と現在の
室温の信号がアナログマルチプレクサ−３４を通してＡ
／Ｄ変換器３５に入力され、ここでディジタル信号に変
換された後、入力回路３２を経由してＣＰＵ２９へ取り
込まれ、そして設定温度と現在の室温間の温度差から各
室１の熱負荷が測定される（ステップ４１）。この熱負
荷の大小により次のステップ４２でダンパ９の開度の変
化量が演算決定される。温度差の大きさに比例した開度
変化量の信号がＣＰＵ２９から出力回路３３を通してホ
トカブラ・５ＳＲ３６ａに出力され、これを動作させる
ことにより、ダンパコントローラ３９を作動させて、ダ
ンパ９の開度を調節する（ステップ４３）。なお、ダン
パ９の制御の方法には、ダンパ９を全閉と全閉の２位置
に制御し室温を設定値に制御する方法（ＯＮ１０ＦＦ制
御）と、ダンパ９を熱負荷とバランスした任意の開度に
設定する方法（比例制御）とがある。次にステップ４４
ですべてのダンパ９が全閉あるいは全閉に近い状態可動
か判定され、全閉でないならば次のステップ４５へ進む
。このステップ４５では、圧力センサ１６からの信号が
マルチプレクサ３４、Ａ、　／　Ｄ変換語３５及び入力
回路３２を通してＣＰＵ２９へ取り込まれ、ダクト６内
圧力の設定値との差が測定される。この圧力差の大小に
より次のステップ４６で送風８！Ｉ５のモータ回転数の
変化量が演算され、回転数が決定されろ。この演算結果
による信号はＣＰｔＪ２９からホトカプラ・５ＳＲ３６
ｂ全通してサイルスタコントローラ３８へ入力され、サ
イルスタのゲートを制御することで電圧波形を調節して
送風機５を制御する（ステップ４７）。次にステップ４
８でタイマー３１により若干の時間間隔をおいてステッ
プ４９へ移る。このステップ４９ではすべてのダンパ９
が全閉がどうか判定され、全閉でないならば、次のステ
ップ５０へ進む。ステップ５０では温度センサ１５から
の信号がＣＰＵ２９へ取り込まれ、ダクト６内温度（吹
出空気温度）の設定値との差が測定される。この温度差
の大小により次のステップ５１でヒートポンプ１７の圧
縮機（図示せず）の回転数の変化量が演算され、回転数
が決定される、この演算結果による回転数データはＣＰ
Ｕ２９からインバータ３７へ伝えられ、インバータ出力
の電圧と周波数を調節することで圧縮機を制御する（ス
テップ５２）。次にステップ５３でダンパ９が全閉かど
うか判定され、全閉でないならばステップ５４でタイマ
ー３１により若干の期間間隔をおいて再びステップ４１
へ戻る。なお、ステップ４４゜４９．５３でダンパ９が
全閉あるいは全閉に近い状態と判定された場合は、ステ
ップ４４から５１へ、ステップ５３から４６へ、ステッ
プ４９から４１へと制御の順序が変わる。ステップ４３
で各ダンパ９が全閉状態に操作された後、すぐにステッ
プ５２で圧縮機が停止され、次いでステップ４７で送風
機５が停止される。なお、ダンパ９が全閉に近い状態（
ダンパ制御が比例制御の場合）で圧縮機を停止した場合
は、ダクト６内にまだ風が流れているので、ステップ５
３と４６の間に若干の時間遅れを設けてもよい。 なお、上記実施例ではダンパ９が全て全閉の場合、ダン
パ制御に引き続いて圧縮機制御、次いで送風機制御を行
なうよう制御フローを構成していたが、送風機制御と圧
縮機制御を短時間の内に行なうならば、制御フローは通
常時と同じように構成してもよい。

【発明の効果】

以上のようにこの発明によれば、ダンパがすべて全閉に
なるような低負荷時に、ダンパＭ御にすぐ続き、ヒート
ポンプを適切に制御することにより冷凍回路の圧力や温
度が異常に変化するのを防止でき、通常の運転時はダン
パ制御、送風機制御、ヒートポンプの能力制御を順に行
なうことで安定した冷凍サイクルの運転ができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による空気調和機の原理構成図、第２
図はこの発明の実施例及び従来例の空気調和機を用いた
システムの全体構成図、第３図はこの発明の原理構成図
に対応する具体例を示す制御回路図、第４図は第１図か
ら第３図に示したものの動作を説明するためのフローチ
ャートである。 図中、１は室、５は送風機、６はダクト、９（よダンパ
、１４はルームサーモスタット、１５は温度センサ、１
６ば圧力センサ、１９は熱負荷測定手段、２０はダンパ
開度決定手段、２１はダンパ制御手段、２２は圧力測定
手段、２３ば送風量決定手段、２４は送風機制御手段、
２５は温度測定手段、２６は能力決定手段、２７は能力
制御手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す、。 代理人　　大　岩　　増　雄（ほか２名）手続補正書（
自発） 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　特願昭６０−８４９６２号２、発
明の名称　　　空気調和機 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社住　所　　　　東
京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正の対象 （１）明細書全文 （２）補正図面 ６、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り補正する。 （２）図面第１図、第４図を別紙の通り補正する。 ７、添付書類 （１）全文補正明細書　　　　　　１通（２）補正図面
　　　　　　　　　１通明　　　細　　　書 １、発明の名称 空気調和機 ２、特許請求の範囲 （１）　　ヒートポンプ、乙のヒートポンプで加熱また
は冷却された空気を各ＩＪｉへ分配する送風機及びダク
ト、このダクトの枝部分に缶蓋ｌごとに配置された風量
調節用のダンパ、各Ｕごとに設置されたルームサーモヌ
タットの設定及び検出信号に基づいて熱負荷を測定する
熱負荷測定手段、この熱負荷測定手段の出力に基づき前
記ダンパの開度を決定するダンパ開度決定手段、乙のダ
ンパ開度決定手段の出力に基づきダンパの開度を制御す
るダンパ制御手段、上記ダクト内の圧力を検出する圧力
センサの検出信号を入力とする圧力測定手段、乙の圧力
測定手段の出力に基づき送風機の容量を決定する送風量
決定手段、乙の送風量決定手段の出力に基づき送風量を
制御する送風機制御手段、上記ダクト内の空気温度を検
出する温度センサの検出信号を入力とする温度測定手段
、この温度測定手段の出力に基づきヒートポンプの能力
を決定する能力決定手段、この能力決定手段の出力に基
づき能力を制御する能力制御手段を備え、通常は各制御
の間に適当な時間間隔をおいてダンパ制御、送風量制御
、能力制御の順で制御を行ない、ダンパ制御決定手段で
各ダンパがすべて全閉もしくは全閉に近い状態になった
時のみダンパ制御に次いですみやかに能力制御と送風量
制御を行なうことを特徴とする空気調和機。 （２）　　ダンパの開度はダンパ開度決定手段によって
開度０％か１００％いずれかに決定されるようにした特
許請求の範囲第（１）項記載の空気調和機。 （３）　　ダンパの開度はダンパ開度決定手段によって
任意の開度°になるよう決定されるようにした特許請求
の範囲第（１）項記載の空気調和機。 （４）送風量決定手段はダクト内の圧力があらかじめ定
められた圧力に略一定になるように送風量を決定するよ
うにした特許請求の範囲第（１）項記載乃至第（３）項
の何へかに記載の空気調和機。 （５）能力決定手段はダクト内の空気温度があらかじめ
定められた温度に略一定になるようヒートポンプの能力
を決定するようにした特許請求の範囲第（１）項記載乃
至第（４）項の何れかに記載の空気調和機。 （６）熱負荷測定手段、ダンパ開度決定手段、圧力測定
手段、送風量決定手段、温度測定手段、能力決定手段が
マイクロコンピュータで実現されている特許請求の範囲
第（１）項記載乃至第（５）項の何れかに記載の空気調
和機。 ３、発明の詳細な説明

【産業上の利用分針】

この発明は、各部屋の室温を独立に調節できる可変風量
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】

温度調節された空気をエアーダクトを用いて各部屋へ分
配して空調を行なうセントラル空調システムは、加湿器
や高性能フィルタが容易に組込め、外気処理や全熱交換
器の採用も可能で質の高い空ｍ　ｔｊＦ〒ｈ　　＾　７
　シ　幇γ　与　　　ン、偽、甑　ヅｙ１リナ　ス☆に
自１ｒ　１４吹出口と吸込口しかなく室内スペースが有
効に使え、また熱搬送系のトラブルも少ないなどビート
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（のメリットを有し、ピル空
調等に多く利用されている。その中でも省エネルギー運
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事も可能で、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
事もでき、また同時使用率を考慮することにより熱源機
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のダンパの形式に応じて２つ
の方式がある。１つはバイパス形ＶＡＶユニット（ダン
パユニット）を用いろ方式で、室内負荷に応じて室内へ
吹出す風量と直接熱源機へ戻す（バイパスさせる）風量
の比率を調節するものである。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、送風量
制御による省エネルギー効果はない。 もう１つの方式は絞り形ＶＡＶユニットを用０る方式で
、室内負荷に応じて室内への吹田風量を任意の値に調節
するものである。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小さくなれば（風
量が少なくなり、この時の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図は従来並びにこの発明の基礎となる空気調和機の
システム構成図であって、特公昭５５−２２６９６号公
報に示された集中暖冷房装置と同様のものである。同図
において、１は空調される部屋で、ここでは３つの部屋
を空調する場合を示している。 ２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３、熱交換＠４、送風機５から構成さ
れている。６は上記エアーハンドリングユニット２の空
気吹出口に接続されたメインダクト、７はこのメインダ
クトから分岐した３本の枝ダクト、８は乙の枝ダクト７
の途中に挿入された絞り形ＶＡＶユニット、９はこのＶ
ＡＶユニット内に回転可能に取付けられたダンパ、１０
は上記技ダクト７の末端に取付けられら吹出口、１１は
上記部屋１のドアー下部に設けられた吸込口、１２は廊
下天井面に設けられた天井吸込口、１３はこの天井吸込
口と上記エアーハンドリングユニット２の吸込口を連絡
する吸込ダクト、１４は上記部屋１に各々取付けられた
ルームサーモスタット、１５は上記主ダクト６内に取付
けられた温度センサ、１６は同じく主ダクト６内に検出
部を設けた圧力センサであり、１７は上記熱交換器４に
接続したヒートポンプ等の熱源機、１８は熱源機１７等
を制御する制御装置である。 従来の空気調和機では各ルームサーモスタット１４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９の開度を任意の位置に各々調節し
ていた。また、メインダクト６内の圧力がダンパ９の開
度に応じて変化し、これを圧力センサ１６が検出し、過
剰圧力にならないよう送風機５の容量を変化させていた
。さらに、送風量の変化に伴ない熱交換器４の出口空気
温度が変わるため、この温度を温度センサ１５で検出し
、予め設定しておいて空気温度になるよう熱源機１７の
能力を制御していた。従って、略一定温度に調節された
空気は吹田口１０から室内熱負荷の大小に応じた風量で
部屋１内へ吹き出す。 そして、部屋１を空調した空気は吸込口１１から廊下等
のスペースを通り天井吸込口１２へ流れ、吸込ダクト１
３を経由して再びエアーハンドリングユニット２へ戻る
。 なお、送風量５の制御法は、一定静圧制御法と、風量セ
ンサを併用して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等を利用して戻す
方式としているが、各部屋１からエアーハンドリングユ
ニット２までリターンダクトを設けて制御性および一層
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６から枝ダクト７を分岐させていたが、メイ
ンダクトを設けずに工１−八ンドリングユニット２から
タコ足状に枝ダクト７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２の形式には第２図
の形式以外にも天吊り形、床置き形などがあり、さらに
ガスファーネスを組込んだ形式のものもある。 以上の空気調和機における制御をマイクロコンピュータ
を利用して行なう場合は、一般に次の順序がとられてい
た。第１はルームサーモスタット１４、温度センサ１５
及び圧力センサ１６からの各信号をマイクロコンピュー
タに入力して、この信号に基づきダンパ９、送風機５及
び熱源機１７の制御を行ない、これを一定時間間隔で繰
り返す方法、第２はルームサーモスタット１４の信号に
基づきダンパ９を制御し、次いで圧力センサ１６、温度
センサ１５の信号を入力し送風機５、熱源機１７を制御
する方法、第３はルームサーモスタット１４の信号に基
づきダンパ９を制御し、次いで圧力センサ１６の信号に
基づき送風機を制御し、さらに温度センサ１５の信号に
基づき熱源機１７を制御する方法τ′ある。。なお、タ
クト６内の圧力はダンパ９の開度変化に対し短時間で変
化するが、ダクト６内の空気温度の変化は風量変化に対
し熱交換器４の熱容量のため時間遅れが生じる。 また熱源機１７の能力変化指定に対し実際に能力が変化
するには配管系や熱交換Ｗ１４の熱容量等のために時間
がかかる。したがって制御間隔をいたずらに短くしても
制御の良好な安定性は得られない。

【発明が解決しようとする問題点】

従来の空気調和機は上記のように構成されているため、
メインダクト６の風量が熱源機１７を安定して運転でき
る範囲であれば、いずれの制御方法を採用しても問題な
いが、例えば住宅用等で部屋勘が３〜６室程度と小規模
でかつ同時に空調する部屋数が少ない場合、すべてのダ
ンパ９が全閉またば全閉に近い状態になることが多く、
この時の熱源８１１７の安定した制御がむずかしく、特
に熱源機１７に直膨形のパッケージエアコンを用いた場
合には冷凍回路の高圧、低圧が過渡的に異常な値になる
という問題があっｔこ。 この発明は上述した問題点を解消したもので、熱源機に
ヒートポンプを利用したシステムにおいて、ダンパがす
べて全閉になるような低負荷時にヒートポンプの遡切な
制御を行なうことにより安定した冷凍サイクルの運転が
できる空気調和機を得ることを目的とするものである。

【問題を解決するための手段】

この発明にかかる空気調和機は各部屋の設定温度と現在
の室温をルームサーモスタットで検出し、この検出信号
に基づいて熱負荷を測定する熱負荷測定手段と、その測
定結果に従ってダクトに設けられたダンパの開度を決定
するダンパ開度決定手段と、その決定結果に基づきダン
パを制御するダンパ制御手段と、ダクト内の圧力を検出
し、その、検出信号に基づいて圧力を測定する圧力測定
手段と、その測定結果に従ってダクト系の送風機の容量
を決定する送風量決定手段と、その決定結果に基づき送
風機を制御する送風機制御手段と、ダクト内の空気温度
を検出し、その検出信号に基づいて温度を測定する温度
測定手段と、その測定結果に従って熱源機の能力を決定
する能力決定手段と、その決定結果に基づき熱源機を制
御する能力制御手段とから構成したものである。

【作　　用】

この発明においては、ダンパ開度決定手段は熱負荷測定
手段で測定された設定室温と現在の室温の温度差に比例
してダンパ開度を全閉か全閉、または任意の位置に比例
制御し、そして送風量決定手段は圧力測定手段で測定さ
れたダクト内圧力の値と設定圧力の圧力差に比例して送
風量を制御し、さらに能力決定手段は温度測定手段で測
定されたダクト内空気温度の値と設定温度との温度差に
比例してヒートポンプの能力を制御することになり、こ
れにより通常は各制御の間に時間間隔をおいてダンパ制
御、送風機制御、能力制御の順で制御を行なうようにし
、ダンパ全閉時はすみやかに能力制御と送風機制御を適
切に行なう。

【実施例】

第１図はこの発明による空気調和機の全体の原理構成図
である。第１図から明らかなように、熱源機、即ちヒー
トポンプ１７と、このヒートポンプ１７からの冷温風を
各部屋１ヘダクト６を介して送風する送風機５と、ダク
ト６の枝ダクト部分に配置された風量調節用のダンパ９
と、各部屋に取付けられルームサーモスタット１４と、
ダクト６内に取付けられた圧力センサ１６と温度センサ
１５を備え、ルームサーモスタット１４の検出信号を入
力とする熱負荷測定手段１９によって熱負荷の大小を測
定し、その出力に基づきダンパ開度決定手段２０でダン
パの開度を決定し、その決定結果に基づきダンパ制御手
段２１によってダンパ９の開度制御を行ない、次いで圧
力センサ１６の検出信号を入力とする圧力測定手段２２
によりダクト６内の圧力を測定し、その出力信号に基づ
き送風量決定手段２３で送風機５の最適送風量を決定し
、この出力に基づき送風機５を送風機制御手段２４によ
り制御し、送風量変化後のダクト６内の空気温度を温度
センサ１５で検出して、その検出信号を入力とする温度
測定手段２５により測定し、その出力に基づき能力決定
子］又２６でヒートポンプ１７の能力を決定し、この出
力に基づきヒートポンプ１７を能力制御手段１６により
制御する。そして、すべてのダンパ９が全閉もしくは全
閉に近い状態になるようダンパ開度決定手段２０により
決定された場合は、ダンパ制御に引き続いてすみやかに
能力制御と送風機制御を行なうよう構成する。 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
図であり、その構成は従来例のところで述べた通りであ
る。 第３図は第１図の原理構成図に対応する乙の発明の具体
例を示す回路図で、図中、２８は制御装置１８内のマイ
クロコンピュータであり、ＣＰＵ２９、制御プログラム
及びＣＰＵ２９での演算結果等を格納するメモリー３０
、タイマー３１、入力回路３２、出力口ｖ＃Ｉ３３から
構成されている。 ３４は各ルームサーモスタット１４と、圧力センサ１６
・温度センサ１５の検出信号が入力されるアナログマル
チプレクサ−１３５はその出力をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器であり、その出力は入−力回路３２に
与えられる。３６ａ〜３６ｃは出力回路３３に各制御機
器ごとに接続されたホトカプラ・ＳＳＲで、このホトカ
ブラ・５３Ｒ３６ａとヒートポンプ１７の間にはこれを
制御するインバータ３７が接続され、ホトカブラ・５Ｓ
Ｒ３６ｂと送風機５間にはサイリスタコントローラ３８
が接続され、さらにホトカブラ・５ＳＲ３６ｃとダンパ
モータ９ａｌｌｌにはダンパコントローラ３９が接続さ
れている。また、４０は各機器を駆動する交流および直
流の電源である。 なお、第３図ではヒートポンプ１７の運転スイッチ、四
方弁等の補助機器の回路は省略しである。 次に上記実施例の動作を第４図のフローチャートを参照
しながら説明する。 まず各ルームサーモスタット１４から設定室温と現在の
室温の信号がアナ胃グマルチプレクサー３４を通してＡ
／Ｄ変換器３５に入力され、ここでディジタル信号に変
換された後、入力回路３２を経由してＣＰＵ２９へ取り
込まれ、そして設定温度と現在の室温間の温度差から各
部屋】の熱負荷が測定される（ステップ４１）。この熱
負荷の大小により次のステップ４２でダンパ９の開度の
変化量が演算決定される。温度差の大きさに比例した開
度変化量の信号がＣＰＵ２９から出力回路３３を通して
ホトカプラ・５ＳＲ３６ａに出力され、これを動作させ
ることにより、ダンパコントローラ３９を作動させて、
ダンパ９の開度を調節する（ステップ４３）。なお、ダ
ンパ９の制御の方法には、ダンパ９を全閉と全閉の２位
置に制御し室温を設定値に制御する方法（ＯＮ１０ＦＦ
制御）と、ダンパ９を熱負荷とバランスした任意の開度
に設定する方法（比例制御）とがある。次にステ・γブ
４４ですべてのダンパ９が全閉あるいは全閉に近い状態
かどうか判定され、全閉でないならば次のステップ４５
へ進む。このステップ４５では、圧力センサ１６からの
信号がマルチプレクサ３４、Ａ／Ｄ変換器３５及び入力
回路３２を通してＣＰＵ２９へ取り込まれ、ダクト６内
圧力の設定値との差が測定される１、乙の圧力差の大小
によ給次のステップ４６で送風機５のモータ回転数の変
化量が演算され、回転数が決定される。この演算結果に
よる信号はＣＰＵ２９からホトカプラ・５ＳＲ３６ｂを
通してサイリスタコントローラ３８へ入力され、サイリ
スタのゲートを制御することで電圧波形を調節して送風
機５を′制御する（ステップ４７）。次にステップ４８
でタイマー３１により若干の時間間隔をおいてステップ
４９へ移る。このステップ４９ではすべてのダンパ９が
全閉かどうか判定され、全閉でないならば、次のステッ
プ５０へ進む。ステップ５０では温度センサ１５がらの
信号がＣＰＵ２９へ取抄込まれ、ダクト６内温度（吹田
空気温度）の設定値との差が測定される。この温度差の
大小により次のステップ５１でヒートポンプ１７の圧縮
機（図示せず）の回転数の変化量が演算され、回転数が
決定される、この演算結果による回転数データはＣＰＵ
２９からインバータ３７へ伝えられ、インバータ出力の
電圧と周波数を調節することで圧縮機を制御する（ステ
ップ５２）。次にステップ５３でダンパ９が全閉かどう
か判定され、全閉でないならばステップ５４でタイマー
３１により若干の期間間隔をおいて再びステップ４１へ
戻る。なお、ステップ４４゜４９．５３でダンパ９が全
閉あるいは全閉に近い状態と判定された場合は、ステッ
プ４４から５１へ、ステップ５３から４６へ、ステップ
４９から４１へと制御の順序が変わる。ステップ４３で
各ダンパ９が全閉状態に操作された後、すぐにステップ
５２で圧縮機が停止され、次いでステップ４７で送風機
５が停止される。なお、ダンパ９が全閉に近い状態（ダ
ンパ制御が比例制御の場合）で圧縮機を停止した場合は
、ダクト６内にまだ風が流れているので、ステップ５３
と４６の間に若干の時間遅れを設けてもよい。 なお、上記実施例ではダンパ９が全て全閉の場合、ダン
パ制御に引き続いて圧縮機制御、次いで送風機制御を行
なうよう制御フローを構成していたが、送風機制御と圧
縮機制御を短時間の内に行なうならば、制御フローは通
常時と同じように構成してもよい。

【発明の効果】

以上のようにこの発明によれば、ダンパがすべて全閉に
なるような低負荷時に、ダンパ制御にすぐ続き、ヒート
ポンプを適切に制御することにより冷凍回路の圧力や温
度が異常に変化するのを防止でき、通常の運転時はダン
パ制御、送風機制御、ヒートポンプの能力制御を順に行
なうことで安定した冷凍サイクルの運転ができる効果が
ある。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明による空気調和機の原理構成図、第２
図はこの発明の実施例及び従来例の空気調和機を用いた
システムの全体構成図、第３図はこの発明の原理構成図
に対応する具体例を示す制御回路図、第４図は第１図か
ら第３図に示したものの動作を説明するためのフローチ
ャートである。 図中、１は部屋、５は送風機、６はダクト、９はダンパ
、１４はルームサーモスタット、１５は温度センサ、１
６は圧力センサ、１９は熱負荷測定手段、２０はダンパ
開度決定手段、２１はダンパ制御手段、２２は圧力測定
手段、２３は送風量決定手段、２４は送風機制御手段、
２５は温度測定手段、２６は能力決定手段、２７は能力
制御手段である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒートポンプ、このヒートポンプで加熱または冷
   却された空気を各室へ分配する送風機及びダクト、この
   ダクトの枝部分に各室ごとに配置された風量調節用のダ
   ンパ、各室ごとに設置されたルームサーモスタットの設
   定及び検出信号に基づいて熱負荷を測定する熱負荷測定
   手段、この熱負荷測定手段の出力に基づき前記ダンパの
   開度を決定するダンパ開度決定手段、このダンパ開度決
   定手段の出力に基づきダンパの開度を制御するダンパ制
   御手段、上記ダクト内の圧力を検出する圧力センサの検
   出信号を入力とする圧力測定手段、この圧力測定手段の
   出力に基づき送風機の容量を決定する送風量決定手段、
   この送風量決定手段の出力に基づき送風量を制御する送
   風機制御手段、上記ダクト内の空気温度を検出する温度
   センサの検出信号を入力とする温度測定手段、この温度
   測定手段の出力に基づきヒートポンプの能力を決定する
   能力決定手段、この能力決定手段の出力に基づき能力を
   制御する能力制御手段を備え、通常は各制御の間に適当
   な時間間隔をおいてダンパ制御、送風量制御、能力制御
   の順で制御を行ない、ダンパ制御決定手段で各ダンパが
   すべて全閉もしくは全閉に近い状態になった時のみダン
   パ制御に次いですみやかに能力制御と送風量制御を行な
   うことを特徴とする空気調和機。
2. （２）ダンパの開度はダンパ開度決定手段によって開度
   ０％か１００％いずれかに決定されるようにした特許請
   求の範囲第（１）項記載の空気調和機。
3. （３）ダンパの開度はダンパ開度決定手段によって任意
   の開度になるよう決定されるようにした特許請求の範囲
   第（１）項記載の空気調和機。
4. （４）送風量決定手段はダクト内の圧力があらかじめ定
   められた圧力に略一定になるように送風量を決定するよ
   うにした特許請求の範囲第（１）項記載乃至第（３）項
   の何れかに記載の空気調和機。
5. （５）能力決定手段はダクト内の空気温度があらかじめ
   定められた温度に略一定になるようヒートポンプの能力
   を決定するようにした特許請求の範囲第（１）項記載乃
   至第（４）項の何れかに記載の空気調和機。
6. （６）熱負荷測定手段、ダンパ開度決定手段、圧力測定
   手段、送風量決定手段、温度測定手段、能力決定手段が
   マイクロコンピュータで実現されている特許請求の範囲
   第（１）項記載乃至第（５）項の何れかに記載の空気調
   和機。