WO2016079825A1 - ダクト式空気調和システム - Google Patents

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WO2016079825A1
WO2016079825A1 PCT/JP2014/080647 JP2014080647W WO2016079825A1 WO 2016079825 A1 WO2016079825 A1 WO 2016079825A1 JP 2014080647 W JP2014080647 W JP 2014080647W WO 2016079825 A1 WO2016079825 A1 WO 2016079825A1
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air
air volume
control
conditioned
duct
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佳久 小島
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三菱電機株式会社
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    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature

Definitions

  • the present invention relates to a duct-type air conditioning system that supplies conditioned air to a plurality of air-conditioned spaces by a duct connected to an air conditioner.
  • the total required air volume of the entire system is determined by a variable air volume (VAV) control unit. Then, the damper opening degree control and the blower rotation speed control are performed. In Patent Document 1, the air volume is finely adjusted based on the amount of change in the damper opening and the total required air volume.
  • VAV variable air volume
  • Patent Document 1 since the VAV control unit used in Patent Document 1 has a complicated configuration in which information for air conditioning control such as static pressure excess / deficiency information and damper opening information is acquired and fed back to the control of the air conditioner, There was a problem that the system as a whole became expensive and difficult to spread in ordinary houses. Moreover, in the prior art shown in Patent Document 1, the air volume is adjusted by the opening degree of the damper, and the damper to be used must be able to finely control the opening degree, so that the cost of the entire system increases. was there.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a duct-type air conditioning system capable of realizing air volume control corresponding to the environment in a plurality of air-conditioned spaces with an inexpensive configuration.
  • a duct type air conditioning system corresponds to an air conditioner and a plurality of air-conditioned spaces to which conditioned air of the air conditioner is supplied.
  • a plurality of dampers that are respectively provided in a plurality of arranged ducts and that open or close the air passages in the individual ducts; a plurality of air outlets that are respectively disposed at ends of the plurality of ducts;
  • a control device that controls the air conditioner and the plurality of dampers, and the control device includes the plurality of air conditioners that are respectively provided in the plurality of air-conditioned spaces when the air conditioner automatically adjusts the air volume.
  • the opening ratio is the ratio of the number or area of the total number of opening outlets provided in the duct having the damper in the open state to the total number or area of the outlets Temperature and before And the temperature difference between the target temperature of the conditioned space, based on, and having a control air volume calculation unit that calculates a control air volume of the indoor units constituting the air conditioner.
  • the duct type air conditioning system according to the present invention has an effect that air volume control corresponding to the environment in a plurality of air-conditioned spaces can be realized with an inexpensive configuration.
  • Configuration diagram of a duct-type air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention The figure which shows the example which changed the number of blower outlets in the duct type air conditioning system shown in FIG.
  • the figure showing the structural example of the control air volume calculation part of the control apparatus shown in FIG. The figure which shows the example of the control air volume table shown in FIG.
  • movement of the control apparatus shown in FIG. The block diagram of the duct type air conditioning system which concerns on Embodiment 2 of this invention
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a duct-type air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the duct type air conditioning system 1 includes an indoor unit 2 constituting an air conditioner, an outdoor unit 3 constituting the air conditioner and connected to the indoor unit 2, a control device 4 for controlling the air conditioner, and an air-conditioned unit A controller 6 that is arranged in the space 10-1 and transmits various information to the control device 4 through the control line 5, and a conditioned air from the indoor unit 2 connected to the indoor unit 2 is supplied to the plurality of air-conditioned spaces 10-1, 10 -2... 10-n and a plurality of duct branch portions 7-branched from the duct 7 and arranged corresponding to the air-conditioned spaces 10-1, 10-2. 1, 7-2...
  • the duct-type air conditioning system 1 includes a plurality of ducts connected to the indoor unit 2. The conditioned air may be supplied to a plurality of air-conditioned spaces through a plurality of ducts.
  • the control device 4, the indoor unit 2, the outdoor unit 3, the controller 6, and the plurality of dampers 9-1, 9-2... 9-n are connected by a control line 5, and the plurality of dampers 9-1, 9-2 are connected.
  • ... 9-n are individually controlled by the control device 4 to be in an open state or a closed state.
  • the dampers 9-1, 9-2,... 9-n are in the open state, conditioned air is supplied to the air-conditioned spaces 10-1, 10-2,.
  • 2... 9-n is in the closed state, the supply of conditioned air to the air-conditioned spaces 10-1, 10-2.
  • the controller 6 has a thermistor 11 that measures the room temperature of the air-conditioned space 10-1, and the measured room temperature information is transmitted to the control device 4 via the control line 5.
  • various settings for controlling air conditioning in the air-conditioned spaces 10-1, 10-2, include, for example, the setting of the quantity of the outlets 8-1, 8-2,..., 8-n respectively provided in the plurality of air-conditioned spaces 10-1, 10-2,.
  • the air temperature automatic manual setting represents the setting of the target temperature of the air-conditioned space and whether the indoor unit 2 automatically adjusts the air volume or manually adjusts the air volume of the indoor unit 2.
  • the outlet number information a indicating the quantity of the outlets 8-1, 8-2,..., 8-n, the target temperature information b, and the result of the automatic air volume manual setting
  • the air volume automatic manual setting information c representing is generated, and these pieces of information are transmitted from the controller 6 to the control device 4 together with the room temperature information d detected by the thermistor 11.
  • these pieces of information are referred to as controller output information 6a.
  • the contents set by the controller 6 are not limited to the above setting contents.
  • the indoor unit 2 has a function of changing the exhaust amount of conditioned air stepwise by changing the rotational speed of an indoor unit fan (not shown) stepwise.
  • the air amount step number information indicating the shift step number of the exhaust air amount e is managed.
  • the airflow stage number information e is information set in the indoor unit 2 in advance when the indoor unit 2 is shipped from the factory.
  • the indoor unit output information 2a including the airflow stage number information e is sent from the indoor unit 2 to the control device 4. It is assumed that the airflow stage number information e is managed in the control device 4 by being transmitted to. A specific example of the air volume stage number information e will be described later.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example in which the number of outlets is changed in the duct type air conditioning system shown in FIG.
  • the air-conditioned space 10-1 three air outlets 8-1 are arranged at the end of the duct branch 7-1, and in the air-conditioned space 10-2, 2 at the end of the duct branch 7-2.
  • One air outlet 8-2 is arranged, and one air outlet 8-3 is arranged at the end of the duct branching portion 7-3 in the air-conditioned space 10-3.
  • FIG. 2 it is assumed that the damper 9-1 is in an open state and the dampers 9-2 and 9-3 are in a closed state.
  • the conditioned air supplied from the indoor unit 2 flows through the duct branch portion 7-1 and is supplied from the three outlets 8-1 to the air-conditioned space 10-1, but the air-conditioned space 10-2. , 10-3 is not supplied.
  • the opening ratio representing the degree of conditioned air supplied to the air-conditioned spaces 10-1, 10-2, 10-3 is, for example, the outlets of the plurality of outlets 8-1, 8-2, 8-3. It is obtained by using the sum of the numbers and the sum of the number of the opening outlets of the three outlets 8-1 which are the opening outlets provided in the duct branching portion 7-1 having the damper 9-1 in the open state. That is, in the example of FIG.
  • the opening ratio which is the ratio of the total number of opening outlets to the total number of outlets, is 50%.
  • the room temperature detected by the thermistor 11 is 29 ° C.
  • the target temperature is 27 ° C.
  • the indoor unit 2 is in cooling operation
  • the number of airflow stages is five.
  • the function of calculating the control air volume of the indoor unit 2 will be described in detail using the example of the duct type air conditioning system 1 shown in FIG.
  • the controller 6 is installed in the air-conditioned space 10-1, but the controller 6 may be installed in an air-conditioned space other than the air-conditioned space 10-1.
  • the thermistor 11 detects the room temperature of the air-conditioned space 10-1.
  • the detection of the room temperature is not limited to the thermistor 11, and temperature detecting means other than the thermistor may be used.
  • the thermistor 11 is not limited to the one built in the controller 6, and may be arranged at any location in the air-conditioned space.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a control air volume calculation unit in the control device illustrated in FIG.
  • FIG. 3 shows only the control air volume calculation unit 400 which is a function for calculating the control air volume 48a of the indoor unit 2 among the functions of the control device 4, but the control apparatus 4 is shown in FIG. It is assumed that a function other than the control air volume calculation function such as a damper control function for controlling the opening / closing of the dampers 9-1, 9-2, and 9-3 shown in FIG.
  • a function other than the control air volume calculation function such as a damper control function for controlling the opening / closing of the dampers 9-1, 9-2, and 9-3 shown in FIG.
  • the control device 4 includes an information receiving unit 40 that receives the controller output information 6a from the controller 6 and the indoor unit output information 2a from the indoor unit 2, and the outlet number information a and target temperature information included in the controller output information 6a.
  • b automatic air volume manual setting information c, and room temperature information d are stored, and air volume stage number information e included in the indoor unit output information 2a is managed by a damper control function (not shown) and dampers 9-1, 9-2, 9 -3, which stores damper open / close state information f representing the open / close state of -3, and a blower for calculating the sum of the plurality of blowout ports 8-1, 8-2, and 8-3 based on the blower outlet number information a Provided in a duct having an open damper among the plurality of outlets 8-1, 8-2, and 8-3 based on the outlet number sum calculation unit 43, the outlet number information a, and the damper open / close state information f.
  • the temperature difference calculated by the temperature difference calculating unit 46, the opening ratio calculated by the opening ratio calculating unit 45, and the storage unit 41 are stored.
  • a control air volume determination unit 48 that collates the air volume stage number with the control air volume table 47 to determine and output the control air volume 48a.
  • the opening ratio calculating unit 45 uses the total number of outlets calculated by the total number of outlets calculating unit 43 and the total number of opening outlets calculated by the total number of opening outlets 44 to calculate the air-conditioned space 10-
  • the degree of conditioned air supplied to 1, 10-2, 10-3, that is, the opening ratio, which is the ratio of the total number of open outlets to the total number of outlets, is calculated.
  • the aperture ratio is 50%.
  • the temperature difference calculation unit 46 calculates the temperature difference in consideration of whether the indoor unit 2 is in a cooling operation or a heating operation. For example, when the cooling operation is being performed, the temperature difference calculation unit 46 calculates the temperature difference using Equation (1), and when the heating operation is being performed, the temperature difference calculation unit 46 calculates the temperature difference using Equation (2).
  • Temperature difference room temperature-target temperature (2)
  • Temperature difference target temperature-room temperature
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the control air volume table shown in FIG.
  • the air flow stage number from 1 to 5 and the opening ratio stages R11 to R55 representing one or more opening ratios associated with the air flow stage value and the temperature difference value are associated.
  • the plurality of temperature difference stages S ⁇ b> 1 to S ⁇ b> 7 and the plurality of control airflows for controlling the exhaust airflow of the conditioned air of the indoor unit 2 are associated with each other.
  • the control air volume is a control quantity that tends to increase the air volume as the aperture ratio is high, or a control quantity that tends to increase the air volume as the temperature difference increases.
  • control air volume is represented by letters for the sake of simplicity, but it is assumed that a value corresponding to the control air volume is actually set. It is assumed that the contents of the control air volume table 47 can partially change the intensity of the air volume according to the environment in which the controller 6 is installed, for example.
  • the airflow stage number obtained from the airflow stage number information e is 5, the opening ratio calculated by the opening ratio calculation unit 45 is 40% or more and less than 60%, and the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit 46 is 6 ° C. or more. If so, the control air volume determining unit 48 determines the control air volume 48a corresponding to “super strong” indicated by (1) in the figure. Similarly, when the number of air flow stages is 5, the opening ratio is less than 20%, and the temperature difference is less than 1 ° C., the control air volume determining unit 48 sets the control air volume 48a corresponding to “super-quiet” shown in FIG. decide.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control device shown in FIG.
  • the air outlet number total calculation unit 43 calculates the air outlet number total
  • the total outlet number calculating unit 44 calculates the total number of open outlets
  • the temperature difference calculating unit 46 determines whether the indoor unit 2 is in cooling operation or heating operation, and calculates the temperature difference (step) S2).
  • the total number of outlets is 6
  • the total number of open outlets is 3
  • the temperature difference is 2 ° C.
  • the aperture ratio calculation unit 45 calculates the aperture ratio (step S3), and the aperture ratio is 50% in the example of FIG.
  • the control air volume determination unit 48 refers to the control air volume table 47 and determines the control air volume 48a (step S4). Specifically, since the number of airflow stages is 5, the opening ratio is 50%, and the temperature difference is 2 ° C., the control airflow determination unit 48 sets the opening ratio stage R53 of the control airflow table 47 and the temperature difference stage S3. The corresponding “weak” control air volume 48a is determined. The determined control air volume 48a is transmitted to the indoor unit 2 (step S5).
  • step S1 When it is determined that the air volume adjustment is not automatically performed (step S1, No), the air volume set by the user in the controller 6 is transmitted to the indoor unit 2 (step S6).
  • the numerical aperture of the outlet is reduced while using the damper controlled to be in the open state or the closed state.
  • the damper capable of finely controlling the opening degree and a VAV control unit for acquiring the static pressure excess / deficiency information and the damper opening degree, and the user can construct a duct type air conditioning system at a low cost. It becomes possible.
  • FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of a duct-type air conditioning system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the difference from the duct type air conditioning system 1 of Embodiment 1 is as follows.
  • the thermistor 11-1 is provided in the controller 6, and the air-conditioned space 10-2 among the plural air-conditioned spaces 10-2... 10-n other than the air-conditioned space 10-1.
  • Is provided with a thermistor 11-2, and the to-be-conditioned space 10-n is provided with a thermistor 11-n.
  • n is an integer of 1 or more.
  • Room temperature information 11a detected by the thermistors 11-2... 11-n is transmitted to the control device 4 through the control line 12.
  • the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted, and only different parts will be described here.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a first configuration example of the control air volume calculation unit in the control device shown in FIG.
  • the control air volume calculation unit 410 includes an information reception unit 40A that receives the controller output information 6a, the indoor unit output information 2a, and the room temperature information 11a detected by the thermistors 11-1, 11-2,.
  • a storage unit 41A for storing outlet number information a, target temperature information b, air volume automatic manual setting information c, room temperature information d, air volume stage number information e, damper open / close state information f, and room temperature information 11a, and air volume setting determination unit 42
  • An average temperature calculation unit 49 that calculates a temperature obtained by averaging the temperatures of a plurality of air-conditioned spaces in which the air outlets are arranged, and a temperature that calculates a temperature difference between the average temperature calculated by the average temperature calculation unit 49 and the target temperature It has a calculating unit 46A, and the opening ratio calculation unit 45, a control air volume table 47, and a control air amount determining unit 48.
  • the control air volume 48a is determined using the room temperature information d from the thermistor 11, but in the duct type air conditioning system 1A, a plurality of dampers are open.
  • the control air volume 48a is determined using a plurality of temperatures detected in the air-conditioned space. For example, when only the dampers 9-1 and 9-2 of the air-conditioned spaces 10-1 and 10-2 shown in FIG. 6 are in the open state, the average temperature calculation unit 49 determines whether the damper is in the open state based on the damper open / close state information f.
  • the air-conditioned spaces 10-1 and 10-2 in which the air outlets are arranged are specified, the room temperature detected by the thermistor 11-1 arranged in the air-conditioned space 10-1 and the thermistor 11- in the air-conditioned space 10-2.
  • the average value with the room temperature detected by 2 is calculated.
  • the temperature difference calculation unit 46A uses the average value calculated by the average temperature calculation unit 49 as the room temperature for calculating the temperature difference. Thereby, the temperature unevenness of the air-conditioned space 10-1 and the air-conditioned space 10-2 can be reduced.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second configuration example of the control air volume calculation unit in the control device shown in FIG.
  • the control air volume calculation unit 420 includes an information reception unit 40A, a storage unit 41A, an air volume setting determination unit 42, an outlet number total calculation unit 43, an opening outlet number total calculation unit 44, and an opening ratio calculation unit 45. Based on the air outlet number information a, the room temperature information d, the damper open / close state information f, and the room temperature information 11a, a temperature obtained by weighted averaging the temperatures of the plurality of air-conditioned spaces in which the air outlets with the dampers opened is calculated.
  • a weighted average temperature calculating unit 50 a temperature difference calculating unit 46B for calculating a temperature difference between the weighted average temperature calculated by the weighted average temperature calculating unit 50 and the target temperature, an opening ratio calculating unit 45, and a control air volume table 47. And a control air volume determination unit 48.
  • the air-conditioned space with a large number of outlets has a large area and is difficult to be air-conditioned.
  • a temperature is weighted based on the number of outlets in the plurality of air-conditioned spaces.
  • a weighting method a weighted average of the number of outlets and room temperature is used. For example, in the duct type air conditioning system 1A of FIG. 6, the dampers 9-1 and 9-2 of the air-conditioned spaces 10-1 and 10-2 are in the open state, and the room temperature of the air-conditioned space 10-1 is blown at 30 ° C.
  • the weighted average temperature calculation unit 50 uses the damper number information a and the damper open / close state information f to determine the damper.
  • the number of open air outlets in the air-conditioned spaces 10-1 and 10-2 where the air outlets in the open state are arranged is obtained, and the weighted average temperature is obtained by the equation (3).
  • the control air volume determining unit 48 determines the “weak” control air volume 48a shown in FIG.
  • the control air volume determining unit 48 when the temperature difference is 4.2 ° C., the control air volume determining unit 48 is. Then, the “strong” control air volume 48a shown in FIG. 4 is determined.
  • the air volume can be determined in consideration of the air-conditioned space 10-1 that is difficult to be air-conditioned, and the room temperature of the air-conditioned space 10-1 can be brought closer to the target temperature sooner.
  • the opening ratio is calculated using the total number of outlets and the total number of opening outlets has been described.
  • the opening ratio may be obtained using the total outlet area and the total opening area.
  • the duct-type air conditioning systems 1 and 1A are arranged corresponding to the air conditioner and a plurality of air-conditioned spaces to which the conditioned air of the air conditioner is supplied.
  • a plurality of dampers provided in each of the plurality of ducts to open or close the air passages in the individual ducts, a plurality of air outlets respectively disposed at ends of the plurality of ducts, and the air
  • a control device that controls the conditioner and the plurality of dampers, and the control device, when the air conditioner automatically adjusts the air flow, the plurality of blowers respectively provided in the plurality of air-conditioned spaces.
  • the opening ratio which is the ratio of the number or area of the total number of opening outlets provided in the duct having the damper in the open state to the total number or area of outlets, and the opening outlet Temperature and air to be conditioned
  • the control air quantity calculation section 400 which determines the control air volume for controlling the air volume of the indoor units constituting the air conditioner.
  • the duct type air conditioning systems 1 and 1A it is not necessary to use a VAV control unit, so that the volume of components can be reduced. Further, the damper may only perform an opening or closing operation, and the apparatus configuration is simplified, so that the life can be extended.
  • control air volume calculation unit 410 uses a temperature difference between an average value of a plurality of temperatures measured in a plurality of air-conditioned spaces where the open air outlets exist and the target temperature. With this configuration, temperature unevenness in a plurality of air-conditioned spaces can be reduced.
  • control air volume calculation unit 420 includes a weighted average temperature obtained by weighted averaging a plurality of temperatures measured in a plurality of air-conditioned spaces in which the opening air outlets exist, and the target temperature. The difference in temperature is used. With this configuration, the room temperature of the air-conditioned space that is difficult to be air-conditioned can be brought closer to the target temperature sooner.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1,1A Duct type air conditioning system 2 indoor unit, 2a indoor unit output information, 3 outdoor unit, 4 control device, 5 control line, 6 controller, 6a controller output information, 7 duct, 7-1, 7-2 , 7-3, 7-n Duct branch, 8-1, 8-2, 8-3, 8-n Outlet, 9-1, 9-2, 9-3, 9-n damper, 10-1 , 10-2, 10-3, 10-n Air-conditioned space, 11, 11-1, 11-2, 11-n thermistor, 11a room temperature information, 12 control lines, 40, 40A information receiver, 41, 41A memory Section, 42 air volume setting determination section, 43 air outlet number total calculation section, 44 opening air outlet number total calculation section, 45 opening ratio calculation section, 46, 46A, 46B temperature difference calculation section, 47 control air volume table, 48 control air volume determination Part, 48a control The amount, 49 mean temperature calculation unit, 50 the weighted average temperature calculation section, 400, 410, 420 control air quantity calculation section.

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Abstract

　空気調和機の調和空気が供給される複数の被空調空間１０－１，１０－２，１０－３に対応して配置された複数のダクト分岐部７－１，７－２，７－３内に各々設けられ、個々のダクト分岐部７－１，７－２，７－３内の風路を開または閉の状態にする複数のダンパ９－１，９－２，９－３と、複数の吹出口８－１，８－２，８－３と、制御装置４と、を備え、制御装置４は、空気調和機が自動で風量調整を行うとき、複数の被空調空間１０－１，１０－２，１０－３に各々設けられた複数の吹出口８－１，８－２，８－３の数または面積の総和に対する開状態のダンパ９－１，９－２を有するダクト７－１，７－２に設けられた開口吹出口の数または面積の総和の比率である開口比と、開口吹出口が存在する被空調空間１０－１，１０－２で測定された温度と目標温度との温度差とに基づいて室内機２の風量を制御する制御風量４８ａを算出する制御風量算出部を有する。

Description

ダクト式空気調和システム
　本発明は、空気調和機に繋がるダクトにより複数の被空調空間へ調和空気を供給するダクト式空気調和システムに関する。
　特許文献１に示す従来のダクト式空気調和システムでは、複数の被空調空間内の室温を設定温度に保つため、可変風量（ＶＡＶ：Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ａｉｒ　Ｖｏｌｕｍｅ）コンロールユニットでシステム全体の総要求風量が決定され、ダンパ開度の制御および送風機の回転数の制御が実施される。また特許文献１では、ダンパ開度および総要求風量の変化量に基づいて風量が微調整される。
特開平８－２８９４１号公報
　しかしながら、特許文献１で使用されるＶＡＶコンロールユニットは、静圧過不足情報およびダンパ開度情報といった空調制御用の情報を取得し、空気調和機の制御にフィードバックするという複雑な構成であるため、システム全体として高価なものになり一般の住宅には普及し難いという課題があった。また特許文献１に示す従来技術では、ダンパの開度により風量の調整が行われ、使用されるダンパは開度を細かく制御できるものでなくてはならないため、システム全体のコストが増加するという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の被空調空間内の環境に対応した風量制御を安価な構成で実現可能なダクト式空気調和システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るダクト式空気調和システムは、空気調和機と、前記空気調和機の調和空気が供給される複数の被空調空間に対応して配置された複数のダクト内に各々設けられ、個々のダクト内の風路を開または閉の状態にする複数のダンパと、前記複数のダクトの端部に各々配置される複数の吹出口と、前記空気調和機および前記複数のダンパを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記空気調和機が自動で風量調整を行うとき、前記複数の被空調空間に各々設けられた前記複数の吹出口の数または面積の総和に対する開状態のダンパを有するダクトに設けられた開口吹出口の数または面積の総和の比率である開口比と、前記開口吹出口が存在する被空調空間で測定された温度と前記被空調空間の目標温度との温度差と、に基づいて、前記空気調和機を構成する室内機の制御風量を算出する制御風量算出部を有することを特徴とする。
　本発明に係るダクト式空気調和システムは、複数の被空調空間内の環境に対応した風量制御を安価な構成で実現することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係るダクト式空気調和システムの構成図 図１に示すダクト式空気調和システムにおいて吹出口数を変更した例を示す図 図１に示す制御装置の制御風量算出部の構成例を表す図 図３に示す制御風量テーブルの例を示す図 図１に示す制御装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係るダクト式空気調和システムの構成図 図６に示す制御装置内の制御風量算出部の第１の構成例を表す図 図６に示す制御装置内の制御風量算出部の第２の構成例を表す図
　以下に、本発明の実施の形態に係るダクト式空気調和システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は本発明の実施の形態１に係るダクト式空気調和システムの構成図である。ダクト式空気調和システム１は、空気調和機を構成する室内機２と、空気調和機を構成し室内機２に接続された室外機３と、空気調和機を制御する制御装置４と、被空調空間１０－１に配置され制御線５を介して各種情報を制御装置４へ伝達するコントローラ６と、室内機２に接続され室内機２からの調和空気を複数の被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎへ供給するダクト７と、ダクト７から分岐し被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎに対応して配置される複数のダクト分岐部７－１，７－２・・・７－ｎと、複数のダクト分岐部７－１，７－２・・・７－ｎ内に各々配置され制御装置４からの制御によりダクト内の風路を開閉する複数のダンパ９－１，９－２・・・９－ｎと、複数のダクト分岐部７－１，７－２・・・７－ｎの端部に各々配置され調和空気を複数の被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎに排気する複数の吹出口８－１，８－２・・・８－ｎとを有する。ｎは１以上の整数である。なおダクト式空気調和システム１では１本のダクトと複数のダクト分岐部とが用いられているが、例えば、ダクト式空気調和システム１は、室内機２に複数のダクトの繋げ、室内機２からの調和空気を複数のダクトで複数の被空調空間へ供給する構成でもよい。
　制御装置４、室内機２、室外機３、コントローラ６、および複数のダンパ９－１，９－２・・・９－ｎは制御線５で接続され、複数のダンパ９－１，９－２・・・９－ｎは、制御装置４により個々に開状態または閉状態に制御される。ダンパ９－１，９－２・・・９－ｎが開状態の場合、被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎへ調和空気が供給され、ダンパ９－１，９－２・・・９－ｎが閉状態の場合、被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎへの調和空気の供給が停止される。
　コントローラ６は、被空調空間１０－１の室温を計測するサーミスタ１１を有し、計測された室温の情報が制御線５を介して制御装置４に送信される。またコントローラ６では、被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎにおける空調を制御するための各種設定が行われる。各種設定の内容は、例えば複数の被空調空間１０－１，１０－２・・・１０－ｎに各々設けられた吹出口８－１，８－２・・・８－ｎの数量の設定と、被空調空間の目標温度の設定と、室内機２が自動で風量調整を行うか、手動で室内機２の風量調整が行われるかを表す風量自動手動設定である。コントローラ６においてこれらの設定が行われた場合、吹出口８－１，８－２・・・８－ｎの数量を表す吹出口数情報ａと、目標温度情報ｂと、風量自動手動設定の結果を表す風量自動手動設定情報ｃとが生成され、これらの情報はサーミスタ１１で検出された室温情報ｄと共にコントローラ６から制御装置４に送信される。以下の説明ではこれらの情報をコントローラ出力情報６ａと称する。なお、コントローラ６で設定される内容は上記設定内容に限定されるものではない。
　室内機２は、図示しない室内機ファンの回転数を段階的に変えることで調和空気の排出量を段階的に変化させる機能を有し、室内機２では排出風量の変速段数を表す風量段数情報ｅが管理されている。風量段数情報ｅは例えば室内機２の工場出荷時に予め室内機２に設定された情報であり、本実施の形態では、風量段数情報ｅを含む室内機出力情報２ａが室内機２から制御装置４に送信されることで、制御装置４において風量段数情報ｅが管理されているものとする。風量段数情報ｅの具体例は後述する。
　図２は図１に示すダクト式空気調和システムにおいて吹出口数を変更した例を示す図である。被空調空間１０－１には、ダクト分岐部７－１の端部に３つの吹出口８－１が配置され、被空調空間１０－２には、ダクト分岐部７－２の端部に２つの吹出口８－２が配置され、被空調空間１０－３には、ダクト分岐部７－３の端部に１つの吹出口８－３が配置されている。図２ではダンパ９－１が開状態であり、ダンパ９－２，９－３が閉状態であると仮定する。この場合、室内機２から供給される調和空気は、ダクト分岐部７－１を通流して３つの吹出口８－１から被空調空間１０－１に供給されるが、被空調空間１０－２，１０－３には供給されない。このとき、被空調空間１０－１，１０－２，１０－３に供給される調和空気の度合を表す開口比は、例えば複数の吹出口８－１，８－２，８－３の吹出口数総和と、開状態のダンパ９－１を有するダクト分岐部７－１に設けられた開口吹出口である３つの吹出口８－１の開口吹出口数総和とを用いて求められる。すなわち、図２の例では、吹出口数総和に対する開口吹出口数総和の比率である開口比が５０％となる。また図２の例では、サーミスタ１１で検出される室温が２９℃であり、目標温度が２７℃であり、室内機２が冷房運転中であり、風量段数が５段であると仮定する。以下、図２に示すダクト式空気調和システム１の例を用いて室内機２の制御風量を算出する機能を具体的に説明する。
　図１，２の例ではコントローラ６が被空調空間１０－１に設置されているが、コントローラ６は被空調空間１０－１以外の被空調空間に設置されるものでもよい。また図１，２の例ではサーミスタ１１で被空調空間１０－１の室温が検出されるが、室温の検出はサーミスタ１１に限定されものではなくサーミスタ以外の温度検出手段を利用してもよい。またサーミスタ１１はコントローラ６に内蔵されたものに限定されず、被空調空間内の何れかの場所に配置されたものでもよい。
　図３は図１に示す制御装置内の制御風量算出部の構成例を表す図である。図３には、制御装置４が有する機能の内、室内機２の制御風量４８ａを算出するための機能である制御風量算出部４００のみ示されているが、制御装置４は、例えば図２に示すダンパ９－１，９－２，９－３の開閉を制御するダンパ制御機能といった制御風量算出機能以外の機能も有するものとする。
　制御装置４は、コントローラ６からのコントローラ出力情報６ａと室内機２からの室内機出力情報２ａとを受信する情報受信部４０と、コントローラ出力情報６ａに含まれる吹出口数情報ａ、目標温度情報ｂ、風量自動手動設定情報ｃ、および室温情報ｄを記憶すると共に、室内機出力情報２ａに含まれる風量段数情報ｅと、図示しないダンパ制御機能で管理されダンパ９－１，９－２，９－３の開閉状態を表すダンパ開閉状態情報ｆとを記憶する記憶部４１と、吹出口数情報ａに基づいて複数の吹出口８－１，８－２，８－３の総和を算出する吹出口数総和算出部４３と、吹出口数情報ａとダンパ開閉状態情報ｆに基づいて複数の吹出口８－１，８－２，８－３の内、開状態のダンパを有するダクトに設けられた開口吹出口の総和を算出する開口吹出口数総和算出部４４と、開口比算出部４５と、目標温度情報ｂと室温情報ｄとに基づいて目標温度と室温との温度差を算出する温度差算出部４６と、風量自動手動設定情報ｃに基づいて風量調整が自動で行われる設定であるか手動で行われる設定であるかを判定する風量設定判定部４２と、風量段数と開口比と温度差と制御風量とが対応付けられた制御風量テーブル４７と、風量調整が自動と判断された場合、温度差算出部４６で算出された温度差と開口比算出部４５で算出された開口比と記憶部４１に記憶された風量段数とを、制御風量テーブル４７に照合して制御風量４８ａを決定して出力する制御風量決定部４８とを有する。
　開口比算出部４５は、吹出口数総和算出部４３で算出された吹出口数総和と開口吹出口数総和算出部４４で算出された開口吹出口数総和とを用いて、被空調空間１０－１，１０－２，１０－３に供給される調和空気の度合い、すなわち吹出口数総和に対する開口吹出口数総和の比率である開口比を算出する。図２の例では開口比が５０％である。
　温度差算出部４６では、室内機２が冷房運転中であるか暖房運転中であるかを考慮して温度差が算出される。例えば冷房運転中の場合、温度差算出部４６は（１）式で温度差を算出し、暖房運転中の場合、温度差算出部４６は（２）式で温度差を算出する。
（１）温度差＝室温－目標温度
（２）温度差＝目標温度－室温
　図４は図３に示す制御風量テーブルの例を示す図である。制御風量テーブル４７には、１段から５段までの風量段数と、風量段数の値に対応付けられた１または複数の開口比を表す開口比ステージＲ１１からＲ５５と、温度差の値に対応付けられた複数の温度差ステージＳ１からＳ７と、室内機２の調和空気の排出風量を制御するための複数の制御風量とが対応付けられている。制御風量は、開口比が高いほど風量を強める傾向の制御量、または温度差が大きいほど風量を強める傾向の制御量である。「超強」、「強」、「弱」、「静」、「超静」、および「前回維持」で示されるものが制御風量の度合いを表す。図４では説明を簡単化するために制御風量を文字で表しているが、実際には制御風量に対応した値が設定されているものとする。制御風量テーブル４７の内容は、例えばコントローラ６が設置される環境に合わせて風量の強弱を部分的に変更することができるものとする。
　例えば、風量段数情報ｅで得られた風量段数が５段、開口比算出部４５で算出された開口比が４０％以上６０％未満、温度差算出部４６で算出された温度差が６℃以上である場合、制御風量決定部４８では、図中（１）で示す「超強」に対応する制御風量４８ａを決定する。同様にして風量段数が５段、開口比が２０％未満、温度差が１℃未満の場合、制御風量決定部４８では、図中（２）で示す「超静」に対応する制御風量４８ａを決定する。
　以下動作を説明する。図５は図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。制御装置４の風量設定判定部４２において風量調整が自動で行われる設定であると判定された場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、吹出口数総和算出部４３では吹出口数総和が算出され、開口吹出口数総和算出部４４では開口吹出口数総和が算出され、温度差算出部４６では室内機２が冷房運転中であるか暖房運転中であるかを判断して温度差が算出される（ステップＳ２）。図２の例では吹出口数総和が６であり、開口吹出口数総和が３であり、温度差が２℃である。開口比算出部４５では開口比が算出され（ステップＳ３）、図２の例では開口比が５０％となる。制御風量決定部４８では、制御風量テーブル４７が参照され、制御風量４８ａが決定される（ステップＳ４）。具体的には、風量段数が５段、開口比が５０％、および温度差が２℃であるため、制御風量決定部４８では、制御風量テーブル４７の開口比ステージＲ５３と温度差ステージＳ３とに対応する「弱」の制御風量４８ａが決定される。決定された制御風量４８ａは室内機２へ送信される（ステップＳ５）。
　風量調整が自動で行われる設定ではないと判定された場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、コントローラ６においてユーザが設定した風量を室内機２に送信する（ステップＳ６）。
　実施の形態１のダクト式空気調和システム１では、ダンパの開閉状態および吹出口の数に着目することで、開状態または閉状態に制御されるダンパを使用しながらも、吹出口の開口数が多いときまたは温度差が大きい場合、風量を強め、吹出口の開口数が少なくまたは温度差が小さい場合、風量を弱めるという制御を実現することができる。従って、開度を細かく制御可能なダンパと静圧過不足情報およびダンパ開度を取得するためのＶＡＶコンロールユニットとを用いる必要がなく、ユーザはダクト式空気調和システムを低コストで構築することが可能となる。
実施の形態２．
　図６は本発明の実施の形態２に係るダクト式空気調和システムの構成図である。実施の形態１のダクト式空気調和システム１との違いは以下の通りである。ダクト式空気調和システム１Ａでは、コントローラ６にサーミスタ１１－１が設けられ、被空調空間１０－１以外の複数の被空調空間１０－２・・・１０－ｎの内、被空調空間１０－２にはサーミスタ１１－２が設けられ、被空調空間１０－ｎにはサーミスタ１１－ｎが設けられている。ｎは１以上の整数である。サーミスタ１１－２・・・１１－ｎで各々検出された室温情報１１ａは、制御線１２で制御装置４へ送信される。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
　図７は図６に示す制御装置内の制御風量算出部の第１の構成例を表す図である。制御風量算出部４１０は、コントローラ出力情報６ａと室内機出力情報２ａとサーミスタ１１－１，１１－２・・・１１－ｎで各々検出された室温情報１１ａとを受信する情報受信部４０Ａと、吹出口数情報ａ、目標温度情報ｂ、風量自動手動設定情報ｃ、室温情報ｄ、風量段数情報ｅ、ダンパ開閉状態情報ｆ、および室温情報１１ａを記憶する記憶部４１Ａと、風量設定判定部４２と、吹出口数総和算出部４３と、開口吹出口数総和算出部４４と、開口比算出部４５と、室温情報ｄ、ダンパ開閉状態情報ｆ、および室温情報１１ａに基づいてダンパが開口状態の吹出口が配置された複数の被空調空間の温度を平均化した温度を算出する平均温度算出部４９と、平均温度算出部４９で算出された平均温度と目標温度との温度差を算出する温度差算出部４６Ａと、開口比算出部４５と、制御風量テーブル４７と、制御風量決定部４８とを有する。
　実施の形態１のダクト式空気調和システム１では、サーミスタ１１からの室温情報ｄを用いて制御風量４８ａが決定されたが、ダクト式空気調和システム１Ａでは、ダンパの状態が開になっている複数の被空調空間で検出された複数の温度を用いて制御風量４８ａが決定される。例えば図６に示す被空調空間１０－１，１０－２のダンパ９－１，９－２のみが開状態である場合、平均温度算出部４９は、ダンパ開閉状態情報ｆによりダンパが開口状態の吹出口が配置された被空調空間１０－１，１０－２を特定し、被空調空間１０－１に配置されたサーミスタ１１－１で検出された室温と被空調空間１０－２のサーミスタ１１－２で検出された室温との平均値を算出する。温度差算出部４６Ａは、平均温度算出部４９で算出された平均値を、温度差を算出するための室温として使用する。これにより被空調空間１０－１と被空調空間１０－２の温度むらを軽減することができる。
　図８は図６に示す制御装置内の制御風量算出部の第２の構成例を表す図である。制御風量算出部４２０は、情報受信部４０Ａと、記憶部４１Ａと、風量設定判定部４２と、吹出口数総和算出部４３と、開口吹出口数総和算出部４４と、開口比算出部４５と、吹出口数情報ａ、室温情報ｄ、ダンパ開閉状態情報ｆ、および室温情報１１ａに基づいてダンパが開口状態の吹出口が配置された複数の被空調空間の温度を加重平均化した温度を算出する加重平均温度算出部５０と、加重平均温度算出部５０で算出された加重平均温度と目標温度との温度差を算出する温度差算出部４６Ｂと、開口比算出部４５と、制御風量テーブル４７と、制御風量決定部４８とを有する。
　吹出口数が多い被空調空間は面積が広く、空調され難いことが想定される。ダクト式空気調和システム１Ｂでは、ダンパの状態が開になっている複数の被空調空間で検出された複数の温度を用いて、複数の被空調空間の吹出口数に基づく温度の重みづけを行う。重みづけの方法としては吹出口数と室温の加重平均を用いる。例えば図６のダクト式空気調和システム１Ａにおいて、被空調空間１０－１，１０－２のダンパ９－１，９－２が開状態であり、被空調空間１０－１の室温が３０℃で吹出口が５つであり、被空調空間１０－２の室温が２５℃で吹出口が１つである場合、加重平均温度算出部５０は、吹出口数情報ａとダンパ開閉状態情報ｆにより、ダンパが開口状態の吹出口が配置された被空調空間１０－１，１０－２の開口吹出口の数を求め、（３）式で加重平均温度を求める。
（３）加重平均温度＝（３０×５＋２５×１）／６＝２９．２℃
　例えば風量段数が５段、開口比が５０％、目標温度が２５℃、また室内機２が冷房運転中であると仮定した場合、図７に示す制御風量算出部４１０の平均温度算出部４９で算出される温度は２７．５であり、温度差算出部４６Ａで算出される温度差は２．５℃となる。これに対して図８に示す制御風量算出部４２０の加重平均温度算出部５０で算出される温度は２９．２℃であるため、温度差算出部４６Ｂで算出される温度差は４．２℃になる。温度差が２．５℃である場合、制御風量決定部４８では図４に示す「弱」の制御風量４８ａが決定されるが、温度差が４．２℃である場合、制御風量決定部４８では図４に示す「強」の制御風量４８ａが決定される。このように空調され難い被空調空間１０－１を考慮した風量の決定を行うことができ、被空調空間１０－１の室温を目標温度へより早く近づけることができる。
　なお実施の形態１，２では、吹出口数総和と開口吹出口数総和とを用いて開口比を算出する例を説明したが、複数の吹出口の各々の断面積が異なる場合を考慮して開口比は吹出口面積総和と開口吹出口面積総和とを用いて求めてもよい。
　以上に説明したように実施の形態１，２のダクト式空気調和システム１，１Ａは、空気調和機と、前記空気調和機の調和空気が供給される複数の被空調空間に対応して配置された複数のダクト内に各々設けられ、個々のダクト内の風路を開または閉の状態にする複数のダンパと、前記複数のダクトの端部に各々配置される複数の吹出口と、前記空気調和機および前記複数のダンパを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記空気調和機が自動で風量調整を行うとき、前記複数の被空調空間に各々設けられた前記複数の吹出口の数または面積の総和に対する開状態のダンパを有するダクトに設けられた開口吹出口の数または面積の総和の比率である開口比と、前記開口吹出口が存在する被空調空間で測定された温度と前記被空調空間の目標温度との温度差と、に基づいて、前記空気調和機を構成する室内機の風量を制御する制御風量を決定する制御風量算出部４００を有する。この構成により、開度を細かく制御可能なダンパと、静圧過不足情報およびダンパ開度を取得するためのＶＡＶコンロールユニットとを用いることなく風量制御を行うことができ、ユーザはダクト式空気調和システムを低コストで構築することができる。またダクト式空気調和システム１，１ＡによればＶＡＶコンロールユニットを用いる必要がないため構成部品の減容化を図ることができる。またダンパは開または閉の動作のみ行うものでよく装置構成が簡素化されることから長寿命化を図ることができる。
　また実施の形態２の制御風量算出部４１０は、前記開口吹出口が存在する複数の被空調空間で測定された複数の温度の平均値と前記目標温度との温度差を用いる。この構成により、複数の被空調空間の温度むらを軽減することができる。
　また実施の形態２の制御風量算出部４２０は、前記開口吹出口が存在する複数の被空調空間で測定された複数の温度を前記開口吹出口の数で加重平均した加重平均温度と前記目標温度との温度差を用いる。この構成により、空調され難い被空調空間の室温を目標温度へより早く近づけることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１Ａ　ダクト式空気調和システム、２　室内機、２ａ　室内機出力情報、３　室外機、４　制御装置、５　制御線、６　コントローラ、６ａ　コントロータ出力情報、７　ダクト、７－１，７－２，７－３，７－ｎ　ダクト分岐部、８－１，８－２，８－３，８－ｎ　吹出口、９－１，９－２，９－３，９－ｎ　ダンパ、１０－１，１０－２，１０－３，１０－ｎ　被空調空間、１１，１１－１，１１－２，１１－ｎ　サーミスタ、１１ａ　室温情報、１２　制御線、４０，４０Ａ　情報受信部、４１，４１Ａ　記憶部、４２　風量設定判定部、４３　吹出口数総和算出部、４４　開口吹出口数総和算出部、４５　開口比算出部、４６，４６Ａ，４６Ｂ　温度差算出部、４７　制御風量テーブル、４８　制御風量決定部、４８ａ　制御風量、４９　平均温度算出部、５０　加重平均温度算出部、４００，４１０，４２０　制御風量算出部。

Claims (5)

  1. 　空気調和機と、
    　前記空気調和機の調和空気が供給される複数の被空調空間に対応して配置された複数のダクト内に各々設けられ、個々のダクト内の風路を開または閉の状態にする複数のダンパと、
    　前記複数のダクトの端部に各々配置される複数の吹出口と、
    　前記空気調和機および前記複数のダンパを制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記空気調和機が自動で風量調整を行うとき、前記複数の被空調空間に各々設けられた前記複数の吹出口の数または面積の総和に対する開状態のダンパを有するダクトに設けられた開口吹出口の数または面積の総和の比率である開口比と、前記開口吹出口が存在する被空調空間で測定された温度と前記被空調空間の目標温度との温度差と、に基づいて、前記空気調和機を構成する室内機の制御風量を算出する制御風量算出部を有する
    　ことを特徴とするダクト式空気調和システム。
  2. 　前記制御風量算出部は、前記室内機の風量の変速段数を表す風量段数と、前記開口比と、前記温度差と、前記開口比が高いほど風量を強める傾向の制御風量と、が設定された制御風量テーブルを用いて、前記制御風量を算出することを特徴とする請求項１に記載のダクト式空気調和システム。
  3. 　前記制御風量算出部は、前記室内機の風量の変速段数を表す風量段数と、前記開口比と、前記温度差と、前記温度差が大きいほど風量を強める傾向の制御風量と、が設定された制御風量テーブルを用いて、前記制御風量を算出することを特徴とする請求項１に記載のダクト式空気調和システム。
  4. 　前記制御風量算出部は、前記開口吹出口が存在する複数の被空調空間で測定された複数の温度の平均値と、前記目標温度との温度差を用いることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のダクト式空気調和システム。
  5. 　前記制御風量算出部は、前記開口吹出口が存在する複数の被空調空間で測定された複数の温度を前記開口吹出口の数で加重平均した加重平均温度と、前記目標温度との温度差を用いることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のダクト式空気調和システム。
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