JPS6284252A

JPS6284252A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS6284252A
Application number: JP60225054A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Otsuka; 大塚　信夫
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-07
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1987-04-17
Also published as: JPH0480296B2

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！ＩＰ】

この発明は、各部屋の室温を独立に調整できる可変風量
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、温度調節された空気を各部屋へ
分配し、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、加湿響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、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、搬送系の
トラブルモ少すいなど、ヒートポンプチラー・ファンコ
イル方式や、直膨式のパッケージエアーコン分散配置方
式などに比べて、多（のメリットを有して、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方式という）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る。また、同時受層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、風量調節用ダンパの形式に応じて、二
つの方式がある。そのうちの一つは、バイパス形ＶＡＶ
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）風景
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ェアーコンヲ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
果は少ない。また、もう一つの方式は、絞り形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田風量を任意の
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、この値が設定値になるように送風機の容量
を制御するので、負荷が少なくなり、ダクト内の空気温
度が一定に制御されるときには風量が少なくなるので、
熱源機の所要能力が小さくなると共に、送風機の動力も
低減される。絞り形ＶＡＶユニットを用いた従来技術には、特開昭５
７−１９６０２９号公報や日本冷凍協会発行の冷凍空調
便覧（新版・第４版、応用１１）の図２．１０（ａ）が
知られている。第３図はこれら従来の空気調和機のシステム構成図であ
る。同図において、１は空調される部屋で、ここでは３
部屋の場合を示している。２は天井内に配置された室内機で、エアーフィルタ３、
熱交換Ｗｊ４、送風機５から構成されている。６はこの
室内機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部屋数に応じて分岐された３本の
枝ダクト、８はこの枝ダクトの途中に設けられた絞り形
ＶＡＶユニット、９はとのＶＡＶ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の末端の
天井面に取り付けられた吹出口、１１は部屋１のドアの
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１２と上記室内機
２の吸込口を連絡する吸込口ダクト、１４は部屋１にそ
れぞれ取付けられたルームサーモスタット、１５は上記
メインダクト６内に取付られな温度検出器、１６は同じ
くメインダクト６内に設けた圧力検出器で、１７は熱交
換器４に接続したヒートポンプなどの熱源機である。次に、以上のように構成されら従来め空気調和機の動作
について説明する。各ルームサーモスタットで使用者が
設定した設定室温と検出された現在の空気温度の温度差
に応じて、ダンパ９の開度を任意の位置にそれぞれ調節
する。乙のダンパ９のび目庇に応じ、メインダクト６内の圧力
が変化し、これを圧力検出器１６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５の容量
を変化させる。また、送風量の変化にともない、熱交換器４の出口空気
温度が変わるため、この温度を温度検出器１５で検出し
、あらかじめ設定しておいｔこ空気温度になるように、
熱源機１７の能力を制御する。このようにして、はぼ一定の温度になるように調節され
た空気は吹田口１０から室内熱風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から廊下などのスペースを通り、天井吸
込口１２へ流れ、吸込ダクト１３を経由して、再び室内
機２へ戻る。第４図は上記冷凍空調便覧の図２１４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４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９の開度と置換えることができろ。冷房運転により室温が低下し、設定温度との差が小さく
なるにしたがい、ダンパ９は徐々に閉まり、熱負荷とバ
ランスした風量を吹出口１０から部屋１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ほかの従来技術として、実公昭５６−３５６９４号
公報などが知られている。これはダンパの開度制御は手
動で行い、送風機と熱源機の制御は自動で行うＶＡＶ方
式であり、送風静圧制御部と送風温度制御部とタイマー
装置を備え、始動時に室温を設定室温に早く到達させる
ため、運転開始直後の一定時間の間、送風機または熱負
荷あるいは送風機と熱源機を最大能力にして運転するも
のでる。

【発明が解決しようとする問題点】

従来の絞り形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、各部屋の熱負荷が大き
く異なる場合でも、枝ダクト７の寸法や吹田口１０の寸
法、吹田口１０の中に設けられた風量調節用の絞り（図
示せず）などで正確な各部屋１の風量バランスを取る必
要がなく、■ＡＶユニット８のダンパ９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大きく
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、吹田空気温度と圧力の設定値のと９
方によっては、始動より運転開始直後の熱負荷が大きい
とき、ダンパ９を全開にしても能力が足らず、室温が設
定値に中々到達しない部屋１が出ろという問題があった
。また、実公昭５８−３５６９４号などに示される如くダ
ンパを手動制御し、運転開始後一定時間、送風機または
熱源機あるいは送風機と熱源機を最大能力で運転する方
式では、運転開始後の一定時間手動でダンパ９を全開状
態に設定し、その後各部屋の熱負荷に応じてダンパ９の
開度を再調節する手間がかかり、しかも、外気温や室内
熱負荷状態に関係なく一定時間最大能力で運転した場合
、部屋１によっては室温が設定室温を下回ってしまう場
合や、負荷が大きい場合は時間内に各部屋の室温が設定
室温に到達しないまま、通常の能力での運転に切り換わ
ってしまい、設定室温になるまで長い１１、’ｉｒＨ：
Ｉ４＜ｒ）４）Ｘ）１％；Ｈ！ｌｒｒ＜＊−ｈ−この発
明は、上記の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良好仏室温の立上がり特性が得
られる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、ルームサーモスタットの
検出信号をもとに各部屋の熱負荷を測定する熱負荷測定
手段と、この測定結果に基づきダクトに設けられたダン
パの開度を制御するダンパ制御手段と、運転開始直後は
上記熱負荷測定手段によって測定された熱負荷に基づき
送風機の運転圧力を最大値にもしくは送風温度を最大値
（暖房時）または最小値（冷房時）に設定し、通常運転
時は圧力と温度を設定値に設定し、かつ圧力検出器及び
温度検出器からの検出信号を入力とする運転状態測定手
段と、この出力に基づき送風機の容量と熱源機の能力の
少なくとも一方を決定しする手段と、この決定結果に基
づき送風機及び熱源機の少なくとも一方を制御する制御
手段を設けたものである。

【作　用】

この発明においては、送風量決定手段及び能力決定手段
が運転状態測定手段からの出力に基づいて運転開始後の
送風圧力及び送風温度の設定値を熱負荷測定手段により
測定された空調中の各部屋の熱負荷の内の最大の値がゼ
ロ、またはある設定値に到達するまで、即ち運転開始直
後から各部屋の室温が設定温度に達するまでその最大値
または最小値に設定し、それ以降の通常運転時の送風圧
力及び送風温度をあらかじめ定められた設定値になるよ
う設定し、室温の立上がり特性の良好な空調を可能にす
る。

【実施例】

第１図はこの発明による空気調和機の一実施例の全体構
成図である。この実施例では第１図から明らかなように、温風または
冷風を発生させるための能力可変形の熱源８１１７と、
この熱源８１１７と接続された室内機２の熱交換′ＪＩ
ｊ４で熱交換された冷温風を搬送する容量可変形の送風
機５と、この送風機５に接続したダクト６と、このダク
ト６の枝ダクト７の部分に配置された風量調節用のダン
パ９と、上記ダクト６内の圧力を検出する圧力検出器１
６と、同じくダクト６内の温度を検出する温度検出器１
５と、各部屋１に取付けられたルームサーモスタット１
４を備え、上記各ルームサーモスタット１４の検出信号
は熱負荷測定手段１８に入力され、この測定手段１８に
よって各部屋の熱負荷の大小を測定しするようになって
いる。熱負荷測定手段１８の出力はダンパ制御手段１９
に入力され、これによって各ダンパ９の開度を制御する
。また、上記圧力検出器１６と温度検出器１５からの検
出信号は運転状態測定手段２０に入力され、これにより
ダクト６内の現在の圧力と温度を測定し、この圧力と温
度が運転開始直後は空調中の各部屋の熱負荷の内の最大
の値がゼロまたは設定された値になるまで最大値に、通
常運転時は各々の通常運転用の温度設定値になるように
送風量決定手段２１と能力決定手段２３により送風機５
の送風量及び熱源機１７の能力の値を決定し、この決定
手段２１の出力に基づき送風機５の容量を送風機制御手
段２２で制御し、決定手段２３の室温に基づき熱源機１
７の能力を熱源機制御手段２４で制御するように構成さ
れている。次に、この第１図の実施例の動作について、第２図の制
御プログラムフローチャート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
ータを利用して実現されるものであるが、その回路はこ
こでは省略することにする。また、熱負荷に見合った送
風量を調節するためのダンパ９の開度制御法についての
詳細も省略する。空気調和機が暖房運転に入ると、第２図に示す制御プロ
グラムがスタートシ、ステップ３０で各部屋のルームサ
ーモスタット１４からそれぞれの設定一度Ｔｏと現在の
室温Ｔ尺の値が入力され、次のステップ３１で各ダンパ
の開度決定がなされる。ここで、室温と設定温度が等し
ければ、ダンパ９の開度変更は行われず、室温が低くけ
れば、ダンパ９を開ける方向に、高ければ閉める方向に
制御する（ステップ３２）。次のステップ３３では、ダンパ９の制御後のダクト６内
の圧力Ｐが圧力検出器１６により、同じく送風温度Ｔｓ
が温度検出器１５により検出される。次のステップ３４では、上記ステップ３０で検出された
Ｔｏと１尺の値を用い、非空調室を除く各部屋の熱負荷
の内の最大値を求める。なお、ここでは熱負荷＝設定室
温−室温と定義する。次のステップ２５において、最大熱負荷の値がＯｄｅｇ
（またはＯｄｅｇより大きいある定められた値）より大
きいかどうか判定され、大きければ次のステップ３６で
フラグＦが１かどうか判定し、１でないならばステップ
３７で設定圧力Ｐｏが最大設定圧力Ｐ　ｏ　ｗａｘに、
ＴがＴｍａχにそれぞれ設定される。また、上記ステッ
プ３５で、「ＮＯ」と判定された場合はステップ３８へ
進み、ここでフラグが１に設定され、ステップ３９へ進
み、設定圧力があらかじめ定めておいた設定値（Ａ）に
、設定値温度が設定値（Ｂ）に設定される。また、上記
ステップ７３６でｒＹＥｓＪと判定された場合は、ステ
ップ３９へ進む。次のステップ４０では、各ダンパ９がすべて全閉または
運転限界を越える全開に近い状態かどうか判定され、全
閉でなければ、次のステップ４１で現在熱源機１７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４３へ移行し、また、停止されていれば熱源機
１７と送風機５を運転して（ステップ４２）、ステップ
４３へ進む。ステップ４３ではＰとＰＯとの値が比較さ
れ、Ｐｏ＞Ｐの関係ならば送風８１５の容量（回転数）
がＰとＰｏの差に応じてアップされ（ステップ４４）、
また、ＰくＰＯの関係ならばダウンされる（ステップ４
５）。さらに、ＰがＰＯの不感帯ならば、回転数の変更を行わ
ず、次のステップ４６へ進む。このステップ４６では、
サイリスタなどのコントローラにより、送風機５の回転
数制御が行われる。次のステップ４７では、設定温度′１゛と温度Ｔｓの値
が比較され、’ｌ”　）　Ｔ　ｓの関係ならば、熱源機
１７の能力（熱源機１７がヒートポンプの場合は、図示
していないが圧縮機の回転数）がＴとＴｓの差に応じて
アップきられる（ステップ４８）。Ｔ＜Ｔｓの関係なら
ば、能力をダウンさせる（ステップ４９）。また、ＴがＴｓの不感帯ならば、回転数の変更を行わず
、次のステップ５０へ進む。このステップ５０は、イン
バータなどのコントローラにより、熱源機１７の回転数
制御が行われる。なお、ステップ４０で各ダンパ９がすべて全閉と判定さ
れた場合は、ステップ５０へ進み、ここで送風＠５と熱
源機１７を停止させる。以上の制御が一定時間間隔で繰り返される。これらの一
連の制御により、運転開始直後にわいて、ある特定の一
室あるいは複数室の室温が設定室温を下回っている場合
は、設定圧力と設定温度の値は最大値に設定され、また
ダンパ９の開度も熱負荷の大小に比例するなめ、最大熱
負荷の部屋１のダンパ９はほぼ全開状態となる。この結果、最大熱負荷の部屋へは、高温で大風量の温風
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のダンパ９ば絞ら
れ、適切な風量の温風が供給されろ。まに１各部屋の室温が全て設定室温に近づき。最大熱負荷の値が小さくなると、設定圧力と設定温度は
通常の設定値に戻される。なお、上記実施例では、運転開始Ｔｆｉｍ、能力を大き
くするために送風圧力と送風温度の両方を最大値に設定
するようにしていたが、騒音や熱源機１７の効率等を考
さして、どちらか一方のみを最大値に設定するようにし
てもよい。また送風４４５と熱源機１７の能力を最大にする方法と
して、上記実施例では送風圧力と送風温度をある定めら
れた設計上の最大値に設定するようにしていたが、これ
に限らず、送風機５または圧縮機を許容最高回転数（あ
るいは最高運転周波数）で運転するようにしてもよい。さらに上記実施例では、最大熱負荷を求める方法として
、設定室温と室温の差を用いていｔコが、７　　ｙ　１
ＩＩＩＩト＊　　ｙ　　−１、Ｊ　　Ｏ４％　＋１社！
’＃　　ＩＦ　　ｋマ　ｌ？ＩＩＩ　　４　　Ｊｑ　　
ｘ　　＋＋　　）ｋ　　　　　ｙ　　ｔｒｚ開度により
送風圧力と送風温度の設定値の変更を行うようにしても
よい。つまり各ダンパ９の内で開度１００％（この値は
８０％等、他の値であってもよい）のものが１つでもあ
る内は、最大能力で運転する。また上記実施例では、通常運転時の送風圧力と送風温度
の設定値を一定（定数Ａ、Ｂ）にする制御としていたが
、各種可変静圧＃御法、可変送風温度制御法を通常運転
時に採用してもよい。なお、最大熱負荷の求め方のタイミングには、毎制御ご
との計測、ある間隔をおいての計測、ある時間内の積算
値または平均値としての計測などいくつかの方法がある
。また上記実施例では、運転状態測定手段２０から熱源機
制御手段２４までを第１図に示した順序で順次実行する
ように構成していたが、各手段の実行時間は短く、順序
もそれほど重量ではないため、例えば各手段の順序を、
運転状態測定手段２０、送風量決定手段２１、能力決定
手段２３、送風機制御手段２２、熱源機制御手段２４の
ように入れ換えてもよい。さらに上記実施例では、送風８１５をサイリスクにより
、熱源機１７をインバータにより回転数制御することに
より送風量・能力を制御していたが、これは他の制御手
段によってもよい。また、上記実施例では熱源機１７をセパレート形のと一
トポンプとしていたが、これは一体形のと−トホンプ、
カスファーネス、ファンコイルユニットなどの他の熱源
機であってもよい。

【発明の効果】

以上のようにこの発明によれば、運転開始直後の送風圧
力の値と送風温度の値を最大熱負荷の値がゼロになるま
で最大値に設定するように構成したので、熱負荷の大き
い場合でも各室温を比較的短時間に設定室温に到達させ
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構成図
、第２図は第１図の制御動作を示すフローチャート、第
３図はこの発明の実施例および従来例の空気調和機の構
成図、第４図は従来例の空気調和機の冷房負荷と風量の
関係を示す説明線図である。２・・・熱源機、５・・送風機、６・・・メインダクト
、９・ダンパ、１４・ルームサーモスタット、１５・・
温度検出器、１６・・・圧力検出器、１８・・・熱負荷
測定手段、１９・・・ダンパ制御手段、２０−・・運転
状態測定手段、２１・・・送風量決定手段、２２・・送
風機制御手段、２３・・能力決定手段、２４　熱源機制
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（はが２名）第４図 →冷房負荷手続補正書（自発）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）温風または冷温風を発生させる能力可変形の熱源
機と、この熱源機の冷温風を各部屋へ分配する容量可変
形の送風機及びダクトと、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
サーモスタットを備えた空気調和機において、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
上記ダンパの開度を制御するダンパ制御手段と、始動に
よる運転開始直後は上記熱負荷測定手段により測定され
た空調中の各部屋の熱負荷の内の最大の値がゼロまたは
設定されたある値に到達するまで上記送風機の運転圧力
及び上記熱源機の送風温度の少なくとも一方をその最大
値（冷房時は送風温度を最小値）に設定し、それ以降の
通常運転時は運転圧力及び送風温度を通常運転用設定値
に設定し、かつ上記ダクト内に設けられた圧力検出器と
温度検出器からの検出信号を入力とする運転状態測定手
段と、この運転状態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、及びこの送風量決定手段
の出力に基づき送風機を制御する送風機制御手段と、上
記運転状態測定手段の出力に基づき熱源機の能力を決定
する能力決定手段と、この能力決定手段の出力に基づき
熱源機の能力を制御する熱源機制御手段を備えた空気調
和機。
（２）送風量決定手段は、運転開始直後の送風機の運転
圧力をその最大値に、通常運転時は運転圧力を通常運転
用設定値にそれぞれ設定し、この設定値と圧力検出器か
らの検出信号を入力とする運転状態測定手段の出力に基
づき送風機の容量を決定するようになっていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和機。
（３）能力決定手段は、運転開始直後の送風温度をその
最大値（暖房時）またはその最小値（冷房時）に、通常
運転時は送風温度をそれぞれ設定値し、この設定値と温
度検出器からの検出信号を入力とする運転状態測定手段
の出力に基づき熱源機の能力を決定するようになってい
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。