JPS6246156A

JPS6246156A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS6246156A
Application number: JP60186242A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Otsuka; 大塚　信夫; Hideo Igarashi; 英雄五十嵐; Tonpuson Piita; ピータ・トンプソン
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-08-22
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1987-02-28

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変風量制
御システムを採用したダクト式の空気調和機に関する。

【従来の技術】

エアーダクトを用いて、室温調節された空気を各部屋へ
分配して空気調和（以下、空調という）を行うセントラ
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景制御方式（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
も可能である。さらに、必要送風量の大小に応じて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ｆｉｋ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
ットを用いる方式であや、室内負荷に応にで室内へ吹き
出す、風量とｉｉＩ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
れていることが多いが、送風機制御による省エネルギ効
果はない。もう一つの方式は、紋り形ＶＡＶユニットを用いろ方式
で、室内負荷に応じ°Ｃ室内への吹出風量を任意の値に
調節する。この方式（よ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、この値が設定値になるように、送風機の
容＃、？！制御するので、負荷が少なくなれば（風量が
少なくなり、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
風機の動きも低減される。絞り形ＶＡＶユニッ１〜を用いた従来技術には、特開昭
５７−１９６０２９号公報や日本冷凍協会発行の冷凍室
７Ａ便覧（新版・第４版、応用編）の図２．１０（ａ）
が知られている。第４図はこれら従来ならびに後述する乙の発明の基礎と
なる空気調和機のシステム構成図である。この第４図において、２９は空調される部屋であり、こ
こでは３部屋として描いである。また、３０は天井内に配置された室内機で、エアーフィ
ルタ３１、熱交換器３２、送風機２から構成されている
。この室内機３０の空気吹出口にはメインダクト３が連結
されており、このメインダクト３から３本の枝ダクト３
３が分岐している。この分岐ダクト３３の途中に絞り形
ＶＡＶユニット３４が形成されておし、乙の各ＶＡＶユ
ニット３４内に回転可能にダンパ４が取付けられている
。各校ダクト３３の末端の天井面に吹出口３５が取付け
られている。また、上記部屋２９のドアの下部に吸込口３６が設けら
れており、廊下天井面に天井吸込口３７が設けられてい
る。この天井吸込口３７と室内機さらに、上記メインダ
クト３内に圧力検出器５が設けられている。この圧力検
出器５には検出部が設けられている。そして、メインダ
クト３内には、温度検出器３９も設けられている。なお、６ば部屋２９にそれぞれ取付けられたルームサー
モスタット、１は熱交換器３２に接続したヒートポンプ
などの熱交換器である。従来の空気調和機は以上のように構成されており、各ル
ームサーモスタット６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た。このダンパ４の開度に応じ、メインダクト３内の圧力が
変化し、これを圧力検出器５が検出し、あらかじめ設定
しておいた設定圧力になるように、送風機２の容量を変
化させていた。また、送風量の変化にともない、熱交換器３２の出口空
気温度が変わるため、この温度を温度検出器３９で検出
し、あらかじめ設定したおいた空棺但昨ＬＰ　？Ｐ　Ｘ
　）　Ａけ　蝕基捗１小峠七ム牙Ｖｌ畑１プいた。このようにして、ほぼ一定温度に調節された空気は吹出
口３５から室内熱負荷の大小に応じた風量で部屋２９内
へ吹ぎ出す。この部屋２９を空調した空気は吸込口３６
から廊下などのスペースを通り、天井吸込口３７へ流れ
、吸込ダクト３８を経由して再び室内機３０へ戻る。第５図は上記冷凍空調便覧の図２．１４に示された冷房
負荷に対するＶＡＶユニットの通過風量の制御の様子を
表す線図である。この第５図において、横軸は冷房負荷、縦軸は風量を表
しているが、冷房負荷は現在の室温と設定温度の差、風
量はダンパ４の開度と置き換えることができる。冷房運転により、室温が低下し、設定室温との差が小さ
くなるにしたがい、ダンパ４は徐々に閉まり、熱負荷と
バランスした風量を吹出口３５より部屋２９内へ吹き出
す。なお、暖房時も暖房負荷と風量との関係は同様である。また、他の従来技術として、特公昭５５−１４９７９号
公報や特公昭５５−４４８５３号公報、特公昭５５−４
４８５４号公報などが知られている。これらはダンパ４の開度調節を手動で行い、送風機と熱
源の制御は自動で行うＶＡＶ方式であり、常時使用され
るような代表の部屋またはリターン空気の通路にただ一
つの室温検出部を設け、この部屋の室温が下がると、送
風圧を高くして送風量を増し、上がると、送風圧を低く
して、送風１ｔを減少させる可変静圧制御方式であった
。

【発明が解決しようとする問題点】

先に示した従来の絞り形ＶＡＶユニッ）・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、各部屋の熱
負荷が大きく、異なる場合でも、枝ダクト３３の寸法や
吹出口３５の寸法、吹田口３５の中に設けられた風ｆｆ
ｌＦｌ節用の絞り（図示せず）などで正確な各部屋の風
量バランスを取る必要がなく、■ＡＶユニット３４のダ
ンパ４が各部屋の熱負荷に応じた風量を自動調節してい
た。しかし、熱負荷は外気温や室内発生熱などにより太き（
異なり、吹田空気温度とダクト内圧力がいつも一定に制
御される場合には、吹出空気温度と圧力の設定値のとり
方によっては、熱負荷が大きいとき、ダンパ４を全開に
しても風量が足らず、室温が設定値に到達しない部屋が
出来る場合や、熱負荷が小さいときは風量を下げるため
、各ダンパ４をすべて絞り込んで圧力損失の大きい状態
で運転するという問題点があった。また、ダンパ４を手動制御する空気調和機では、代表室
などの室温検出部の温度により送風圧を変化させ、送風
量を増減させると、熱負荷の異なる他の部屋の供給熱量
と熱損失のバランスがくずれ、室温が変化してしまい、
手動でダンパ４の開度を変更し直さなければならない。これは室温検出部がリターン空気通路に置かれた場合で
も同じであり、外気温が変化した場合、室内発生熱との
関係で各部屋の熱負荷は一律に変化せず、リターン空気
の温度のみにより送風圧を変化させ、各部屋への送風量
を変えろとバランスがくずれ、ダンパ４の開度変更を必
要とする部屋が出てくる。また、代表室に使用頻度の高い部屋を選定しても熱負荷
が最大とは限らず、この部屋に合わせて、送風圧を決定
す・ろと、ダンパ４を全開にしても能力の不足する部屋
ができることもある。さらに、代表室を利用しない（ダンパ全開）場合、適切
な送風圧制御が行われなくなる問題点があった。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、熱負荷が大きいときでも、室温を正確に設定値に制
御することができ、熱負荷が小さいときは送風機の動力
をより一層低減することができる空気調和機を得ろこと
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、ルームサーモスタットの
検出信号を入力として各部屋の熱負荷を測定する熱負荷
測定手段によって測定された各部屋の熱負荷のうちの最
大値に基づきダクト内の設定圧力を決定する設定圧力決
定手段を設けたものである。

【作　用】

この発明においては、設定圧力決定手段により、ダクト
内の設定圧力を最大の熱負荷がゼロ以下のときは設計上
の下限圧力にし、最大の熱負荷が設定値以上のときは設
計上の上限圧力にし、最大の熱負荷がゼロから設定値の
間は熱負荷に比例させた圧力に決定するように作用する
。

【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図はその一実施例の全体の構成を示
す図である。この第１図の実施例では、温風または冷温
風を発生させる熱源機１と、この熱源機１の冷温風を搬
送する容量可変形の送風機２と、この送風機２に接続し
たダクト３と、このダクト３の枝部分に配置された風量
調節用のダンパ４と、ダクト３内の圧力を検出する圧力
検出器５と、各部屋に取り付けられたルームサーモスタ
ット６を備え、このルームサーモスタット６の検出信号
を入力とする熱負荷測定手段７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制細手段８によって各
ダンパ４の開度を制翻し、次いで各部屋の熱負荷の最大
の値に基づきダクト３内の圧力をいくらにするかを設定
圧力決定手段９によって決定し、この設定圧力決定手段
９の決定結果と圧力検出器５からの検出信号を入力とす
る圧力測定手段１０の圧力に基づき送風機２の能力を送
風機能力決定手段１１によって決定し、この決定手段１
１の出力に基づいて送風機２の容量を送風機制御手段１
２で制御するように構成されている。次に、この第１図の実施例の動作を第２図の送風機制御
プログラムのフローチャートと第３図の設定圧力の説明
線図を参照しながら暖房時について説明する。なお、これらの制御はマイクロコンピュータを利用して
実施させることが望ましいが、その回路は省略しである
。また、送風温度を一定にするための熱源機１の能力制
御法と、熱負荷に見合った送風量を調節するためのダン
パ４の開度制御についての詳細は省略した。まず、第２図に示すように、ステップ１３で各部屋２９
のルームサーモスタット６からそれぞれの設定温度Ｔｏ
と実際の室温Ｔ［の値が入力される。室温が設定温度と等しければ、ダンパ４の［１１変更は
行われず、室温が低ければ、ダンパ４を開ける方向に制
御され、また逆に室温が高ければ、ダンパ４を閉める方
向に制御される。次のステップ１４では、各部屋の室温と設定室温の差か
ら求められた熱負荷のうちの最大値を求めろ。なお、こ
こでは、熱負荷＝（設定温度）−（室温）と定義する。次のステップ１５において、Ｐｏ＝Ｐｏｍｉｎ＋Ａ（Ｔ
ｏ−Ｔ尺）の計算を行い、Ｐｏを求める。なお、Ｐｏ、
は設定圧力、Ｐｏｍ１ｎは送風機２が安定して運転でき
る範囲内で定めた下限設定圧力（定数）、Ａば定数であ
る。設定圧力の値は、ステップ１６とステップ１７で下限設
定圧力（Ｐ　ｏ　　ｍ１ｎｉを下回っていないかどうか
が判定され、下回っていればＰｏ＝Ｐｏｍｉｎと設定す
る。同じく、ステップ１８とステップ１９で設定圧力が上限
設定圧力（Ｐｏｍａχ）を上回っていれば・Ｐｏ＝Ｐｏ
ｍａｘと設定する。ステップ２０では、圧力検出器５から信号が入力され、
現在のダクト３内の圧力Ｐが測定される。次のステップ２１では各ダンパ４がすべて全閉または運
転限界を越える全閉に近い状態かどうかが判定され、全
閉でないならば次のステップ２２で現在送風機２が運転
されているかどうか判定され、運転されていれば次のス
テップ２３へ移行し、停止していればこれを運転してス
テップ２４、ステップ２３へ進む。ステップ２３では、設定圧力Ｐｏと実際の圧力Ｐとの値
が比較され、Ｐｏ）Ｐの関係ならば、送風機２の回転数
がＰｏＰの差に応じて上げられる（ステップ２５）。ま
た、Ｐｏ＜Ｐの関係ならば、下げられる（ステップ２６
）。さらに、実際の圧力Ｐが設定圧力ＰＯの不感帯ならば回
転数の変更を行わず、次のステップ２７へ進む。上記ステップ２１で、各ダンパ４がすべて全閉の場合は
、送風機２を停止して（ステップ２８）、ステップ２７
へ進む。このステップ２７では、サイリスタなどのコントローラ
により、送風機２の回転数制御が行われ、以上の制御が
一定時間間隔で繰り返されろ。これらの一連の制御により、ある特定の一定あるいは複
数室の室温が設定室温を大幅に下回っている場合は、設
定圧力の値は高目に設定され、また、ダンパ４の開度も
熱負荷の大小に比例するため、最大熱負荷の部屋２９の
ダンパ４はほぼ全開状態となる。その結果、最大熱負荷
の部屋へは大風量の温風が供給され、室温を急速に高め
る。一方、室温がほぼ満足されている部屋２９のダンパ４は
絞られ、適切な風量の温風が供給される。また、各部屋２９の室温がすべて設定室温に近づき、最
大熱負荷の値が小さくなると、設定圧力の値は下げられ
、風量が減少する。この風量の減少にともない、室温が低下すると、各ダン
パ４は開く方向に動作し、最終的には、低い設定圧力で
ダンパ４は全開に近い状態で運転される。したがって、
少ない圧力損失で送風機２が運転されることになり、送
風機２の入力は低減する。なお、上記実施例では、設定圧力ＰＯの値を最大熱負荷
、つまり　（Ｔｏ−Ｔ尺）の値がゼロのときからＰｏｍ
１ｎに固定するようにしていたが、これは必ずしもゼロ
のときからでなくてもよい。また、上記実施例では、圧力測定手段１０を設定圧力決
定手段１１の次に位置させて＋またが、両手段を入れ換
えても同じことである。さらに、上記実施例では、送風機２をサイリスタにより
回転数制御することにより、送風機能力を制御；７てい
たが、これは他の制御手段によって行ってもよい。加えて、上記実施例では、最大熱負荷（各空調中の部屋
の設定室温−室温の値の最大値）の値に基づいて設定圧
力の値を決定するようにしていたが、最大熱負荷の求め
方は毎制御タイミングごとの計測、ある間隔をおいての
計測、ある時間内の積算値あるいは平均値としての計測
値として求めろことができる。また、最大熱負荷の定義を非空調室を険＜各部屋の室温
の内の最小値（冷房時は最大値）とし、この値に基づい
て設定圧力の値を決定するようにしてもよい。（発明の効果）この発明以上説明したとおり、ダクト内の設定圧力を最
大熱負荷の大小に応じて決定する手段を設け、この決定
に基づいて適切な送風量を各部屋へ与え得るように構成
したので、熱負荷が大きいときでも室温を設定値に正確
に制御でき、熱負荷の小さいときは少ない搬送動力で送
風機を運転することができる。

【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の構成
を示す図、第２図は同上空気調和機の制御動作を示すフ
ローチャート、第３図は熱負荷と設定圧力の関係を示す
説明線図、第４図は従来の空気調和機の構成を示す図、
第５図は従来の冷房負荷と風量の関係を示す図である。１　熱源機、２・送風機、３・・グクト、４パダンバ、
５　圧力検出器、６　ルームサーモスタット、７　熱負
荷測定手段、８　ダンノズ制御手段、９　設定圧力決定
手段、１０　圧力測定手段・１１　送風機能力決定手段
、１２．送風機−制御手段。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（ばか２名）１ｓ２図第　３　図最大熱負荷［ｍａｘ（Ｔ　ｏ　　ＴＲ）　１第５図 →冷房負荷１．４ｆ件の表示　　　特願昭　６０−１８６２４２号
２０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１主　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐
　守　哉４、代理人住　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）明細書の特許請求の範囲の欄（２）明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１１明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正する
。（２）明細書第２頁２０行目に「室温調節１とあるのを
「温間調節」と補正する。（３）同第４頁１６行目に１送風機の動き」とあるのを
１−送風機の動力」と補正する。（４）同第５頁２０行目に「ダクト３８」とあるのを「
吸込ダクＩ−３ｇ　Ｊと補正する。（５）同第６頁１行目「メインダクト３内に圧力検出器
５」とあるのを１−メインダクト３内に検出部を設置し
た圧力検出器５」と補正する。（６）同第８頁８行目に１室渇が下がると、送風圧」と
あるのを［室温が下がると（暖房時）、送風圧」と補正
する。（７１同第８頁１４行目に「大きく、異なる」とあるの
を「−５きく異なるＪと補正する。（８）同第９区５行目に「部屋が出来る場合や、」とあ
るのを１部屋がでる場合や、」と補正する。（９）同第１０頁６行目に「（ダンパ全閉）」とあるの
を「（ダンパ全閉）」と補正する。００）同第１３百９行目に「１４ては、各部屋の」とあ
るのを「１４ては、空調中の各部屋」と補正する。（１１）同第１４頁１６行目にｒＰｏＰの差」とあるの
をｒＰｏとＰの差」と補正する。（］２）同第１４頁１９行目〜２０行目に［不感帯なら
ばＪとあるのを「不感帯内ならばＪと補正する。（１３）同第１５頁８行目に［ある特定の一定）とある
のを「ある特定の一室」と補正する。（１４）同第１７頁９行目に「この発明」とあるのを「
この発明は」と補正する。７、添付書類Ｆｌ）補正後の特許請求の範囲の全文を記載した書面　　　　　１通補正後の特許請求の範囲２、特許請求の範囲（１）ほぼ一定を門度のＪＭＬ風または冷ン易風を発生
させろ熱源機と、この熱源機の冷温風を各部屋へ分配ず
ろ容量可変形の送風機を有するダク！−と、とのダクト
の稜部分に配置された風１を調節用のダンノ（と、各部
屋に設置されたルームサーモスタ・）Ｉ・と、このルー
ムサーモスタットで設定された室温お１び検出さスまた
室温の信号を人力としてその差Ｊ：り各部屋の熱負荷を
測定する熱負荷測定手段と、この熱負荷測定手段の出力
に基づきダンパ旦皿ユ土上星工玉ダンパ制御手段上工上
記熱負荷測定−Ｊ′１段によって測定された各部屋の熱
負荷の内の最大の値に基づきダクト内の設定圧力を決定
する設定圧力決定手段と、この設定圧力決定手段の出力
とダクト内圧力検出器からの検出信号を入力とする圧力
測定手段の出力に基づき送風機の能力を決定する送風機
能力決定手段と、この送風機能力法定手段の出力に基づ
き送風量を制御する送風機側部手段とを備えた空気調和
機。（２）設定圧力決定手段はダクト内の設定圧力を最大の
設定室温と実際室温の温度差による熱負荷が二ロ以下の
ときは送風機の運転が可能の設計」二の下限圧力に決定
し、最大の熱負荷が工（１から設定値の間は熱負荷に比
例させた圧力に値を決定する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）送風機制御手段は送風機の回転数を調節するよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
または第３項のいずれかに記載した空気調和機。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ほぼ一定温度の冷風または冷温風を発生させる熱
源機と、この熱源機の冷温風を各部屋へ分配する容量可
変形の送風機を有するダクトと、このダクトの枝部分に
配置された風量調節用のダンパと、各部屋に設置された
ルームサーモスタットと、このルームサーモスタットで
設定された室温および検出された室温の信号を入力とし
てその差より各部屋の熱負荷を測定する熱負荷測定手段
と、この熱負荷測定手段の出力に基づきダンパ制御手段
と、このダンパ制御手段および上記熱負荷測定手段によ
って測定された各部屋の熱負荷の内の最大の値に基づき
ダクト内の設定圧力を決定する設定圧力決定手段と、こ
の設定圧力決定手段の出力とダクト内圧力検出器からの
検出信号を入力とする圧力測定手段の出力に基づき送風
機の能力を決定する送風機能力決定手段と、この送風機
能力決定手段の出力に基づき送風量を制御する送風機制
御手段とを備えた空気調和機。
（２）設定圧力決定手段はダクト内の設定圧力を最大の
設定室温と実際室温の温度差による熱負荷がゼロ以下の
ときは送風機の運転が可能の設計上の下限圧力に決定し
、最大の熱負荷がゼロから設定値の間は熱負荷に比例さ
せた圧力に値を決定する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）送風機制御手段は送風機の回転数を調節するよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
または第３項のいずれかに記載した空気調和機。