JP2005282909A - Spot air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、局所的な空間である空調対象スポットに調整された空気を供給するスポット空調システムに関する。 The present invention relates to a spot air-conditioning system that supplies adjusted air to a spot to be air-conditioned that is a local space.
地下鉄の構内や工場の作業エリア等、密閉しにくい広い空間に対して冷房や暖房などの空調を行う場合、空間全体を空調することは、大規模な空調機が必要となり、効率が悪い。このため、このような場合では、効率の良い空調を行う観点から、密閉しにくい広い空間の中に点在する、空調対象となる局所空間（スポット）に、空調機で調整された空気を吹き出し、比較的狭い空調対象スポットごとに空調を行うスポット空調システムを使用することが知られている。 When air conditioning such as cooling and heating is performed on a wide space that is difficult to seal, such as a subway yard or a factory work area, air conditioning the entire space requires a large-scale air conditioner and is inefficient. Therefore, in such a case, from the viewpoint of efficient air conditioning, air adjusted by the air conditioner is blown into local spaces (spots) to be air-conditioned that are scattered in a wide space that is difficult to seal. It is known to use a spot air conditioning system that performs air conditioning for each relatively narrow air conditioning target spot.
このようなスポット空調システムとしては、例えば複数台の空調機と、それらの空調機に接続されている送風ダクトと、それらの送風ダクト同士を連通すると共に、空調対象スポットへの吹き出し口を備えている連通ダクトとを有するスポット空調システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。 As such a spot air conditioning system, for example, a plurality of air conditioners, an air duct connected to the air conditioners, and the air ducts communicate with each other, and a blowout port to a spot to be air-conditioned is provided. A spot air-conditioning system having a communication duct is known (for example, see Patent Document 1).
このようなスポット空調システムでは、通常、空調対象スポットにおいて所望の空調環境が得られるように、一定の温度に調整され空気を一定の風量で供給する。このため、空調対象スポットにいる空調対象者が、空調対象スポットで形成される空調環境に慣れ、形成される空調環境に対する空調対象者の快感が低下し、又は空調対象者が形成される空調環境に満足できなくなって不快感を呈することがある。 In such a spot air-conditioning system, the air is usually adjusted to a constant temperature and supplied at a constant air volume so that a desired air-conditioning environment can be obtained at the spot to be air-conditioned. For this reason, the air-conditioning target person who is in the air-conditioning target spot gets used to the air-conditioning environment formed by the air-conditioning target spot, and the air-conditioning target person's pleasant feeling with respect to the air-conditioning environment formed decreases or the air-conditioning target person is formed May become unsatisfactory and may cause discomfort.
一方で、空調システムの制御については、種々の観点からの検討がなされている。例えば空調における快適性のさらなる向上を図った空調システムの制御方法としては、空調機から空調室内に供給される送風空気の温度制御に係り、温度一定制御を基本としながら、不規則な時間周期および温度変動量により局部的な温度変化をもたせる方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。 On the other hand, the control of the air conditioning system has been studied from various viewpoints. For example, an air conditioning system control method that further improves comfort in air conditioning is related to temperature control of blown air supplied from an air conditioner to an air conditioned room, and is based on constant temperature control, with an irregular time period and A method of causing a local temperature change by the amount of temperature fluctuation is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、前記空調方法は、室内全体を空調の対象としており、特に壁等によって隔てられることなく通常は設定される空調対象スポットに対する有効性等、スポット空調を対象とする検討の報告はなされていない。
本発明は、スポット空調において、空調対象者の快適感の低下を抑制するスポット空調システムを提供することを第一の課題とする。 This invention makes it a 1st subject to provide the spot air conditioning system which suppresses the fall of the feeling of comfort of the air conditioning subject in spot air conditioning.
また本発明は、スポット空調において、空調対象者の快適感の低下を抑制し、かつ空調に要するエネルギーの消費をより低減可能なスポット空調システムを提供することを第二の課題とする。 Moreover, this invention makes it a 2nd subject to provide the spot air-conditioning system which can reduce the consumption of the energy which suppresses the fall of a feeling of comfort of the air-conditioning subject in spot air-conditioning, and is required for air-conditioning.
空間全体を対象とする通常の空調システムでは、冷房時において、吹き出し温度を高くすることや吹き出し風量を低減することは、空調対象者の冷涼感を損ね、空調対象領域の
空調環境を一般に悪化させる。しかしながら、スポット空調の場合では、吹き出し温度及び吹き出し風量の少なくとも一方を周期的に変化させ、これらを適切に組み合わせることによって、空調対象スポットの空調環境を必ずしも悪化させるものではなく、また組み合わせによっては、温度及び風量が一定のスポット空調に比べてエネルギーの消費を低減できることが明らかになった。
In a normal air conditioning system that covers the entire space, increasing the blowing temperature and reducing the blowing air volume during cooling will impair the cooling feeling of the air-conditioning target person and generally worsen the air-conditioning environment in the air-conditioning target area. . However, in the case of spot air conditioning, at least one of the blowing temperature and the blowing air volume is periodically changed, and appropriately combining them does not necessarily deteriorate the air conditioning environment of the air conditioning target spot, and depending on the combination, It was found that energy consumption can be reduced compared to spot air conditioning with constant temperature and airflow.
すなわち本発明は、空気の温度を調整する温度調整手段と、温度調整手段によって温度が調整された調整空気を空調の対象となる空調対象スポットに供給するための給気ダクトと、調整空気を空調対象スポットに送風する送風機とを有するスポット空調システムにおいて、温度調整手段での空気の温度の調整、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを制御する空調制御手段をさらに有し、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度、及び前記送風機の運転出力の少なくともいずれかを周期的に変化させるスポット空調システムである。 That is, the present invention includes a temperature adjusting means for adjusting the temperature of air, an air supply duct for supplying adjusted air whose temperature is adjusted by the temperature adjusting means to an air-conditioning target spot, and air conditioning air In a spot air conditioning system having a blower that blows air to a target spot, the air conditioning control means further controls at least one of adjustment of the temperature of the air by the temperature adjusting means and the operation output of the blower. It is a spot air conditioning system that periodically changes at least one of the temperature of the air adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower.
前記構成によれば、空調対象スポットへの調整空気の風速や温度が変動し、空調対象者の温冷感覚に刺激が与えられるので、体感温度に基づく空調対象者の快適感が悪化することのない空調環境を実現することが可能となる。 According to the above-described configuration, the air speed and temperature of the adjusted air to the air-conditioning target spot fluctuate, and the air-conditioning target person's thermal sensation is stimulated. It is possible to realize an air conditioning environment that does not exist.
本発明では、給気ダクトから空調対象スポットに吹き出す調整空気の吹き出し風量について、空調対象スポットを所望の空調環境にするために必要とされる吹き出し風量を第一の風量とし、それより小さい任意の風量を第二の風量としたときに、空調制御手段は、吹き出し風量が第一の風量を上限とし、第二の風量を下限として周期的に変化するように送風機の運転出力を制御することが好ましい。 In the present invention, the blown air volume of the adjusted air blown out from the air supply duct to the air conditioning target spot is set to the first air volume, which is the air volume required to make the air conditioning target spot a desired air conditioning environment, and any smaller than that When the air volume is the second air volume, the air conditioning control means may control the operation output of the blower so that the blown air volume periodically changes with the first air volume as the upper limit and the second air volume as the lower limit. preferable.
このような構成によれば、所望の空調環境を形成するための送風機の運転出力と、これよりも小さな運転出力との周期的な変動によって空調対象者の温冷感覚に刺激が与えられるので、このような制御による運転出力の総和は所望の空調環境を形成するための送風機の運転出力よりも小さくなる。したがって、空調対象者の快適感の低下を抑制し、かつ空調に要するエネルギーの消費をより低減する観点から好ましい。 According to such a configuration, a stimulus is given to the air-cooled person's thermal sensation by periodic fluctuations between the operation output of the blower for forming a desired air-conditioning environment and the operation output smaller than this, The sum total of the operation output by such control becomes smaller than the operation output of the air blower for forming a desired air-conditioning environment. Therefore, it is preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in comfort of the air-conditioning subject and further reducing energy consumption required for air-conditioning.
また本発明では、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度及び送風機の運転出力の周期的な変化において、空気の温度変化の上限及び下限のタイミングと、送風機の運転出力の変化の上限及び下限のタイミングとが同期するように、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の両方を周期的に変化させることが好ましい。 Further, in the present invention, the air conditioning control means includes the upper and lower timings of the air temperature change and the change in the fan operating output in the periodic change in the air temperature and the fan operating output adjusted by the temperature adjusting means. It is preferable to periodically change both the temperature of the air adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower so that the upper limit and the lower limit of the timing are synchronized.
このような構成によれば、空気の温度調整で消費されるエネルギーが増加するときには、空気の送風で消費されるエネルギーが低減され、また調整空気の送風で消費されるエネルギーが増加するときには、空気の温度調整で消費されるエネルギーが低減されるので、スポット空調におけるエネルギーの消費が低減される。また冷房の場合に、吹き出し温度の上昇によって空調対象者の冷涼感が低下しても、吹き出し風量の増加によって空調対象者の冷涼感の増加するので、空調対象者の温冷感覚に刺激が与えられ、空調対象者の快適感の低下が抑制される。したがって、空調対象者の快適感の低下を抑制し、かつ空調に要するエネルギーの消費をより低減する観点から好ましい。 According to such a configuration, when the energy consumed by the air temperature adjustment increases, the energy consumed by the air blowing is reduced, and when the energy consumed by the regulated air blowing increases, the air Since the energy consumed by the temperature adjustment is reduced, the energy consumption in the spot air conditioning is reduced. In the case of air conditioning, even if the cooling feeling of the air-conditioning subject decreases due to an increase in the blowing temperature, the cooling feeling of the air-conditioning subject increases due to an increase in the amount of blowing air. Thus, a decrease in comfort of the air-conditioning subject is suppressed. Therefore, it is preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in comfort of the air-conditioning subject and further reducing energy consumption required for air-conditioning.
また本発明では、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを矩形パルス状に変化させることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that an air-conditioning control means changes at least any one of the temperature of the air adjusted with a temperature adjustment means, and the operation output of a fan in a rectangular pulse shape.
このような構成によれば、吹き出し温度や吹き出し風量が速やかに変化し、空調対象者の温冷感覚により一層明確な刺激が与えられる。また変化後の吹き出し温度や吹き出し風
量が所定の時間保たれるので、これらの変化が空調対象者の温冷感覚へ十分に反映される。したがって空調対象者の快適感の低下を抑制する観点から好ましい。
According to such a configuration, the blowout temperature and the blowout air volume change quickly, and a clearer stimulus is given to the air-conditioning target person's sense of warmth and cooling. In addition, since the blowout temperature and the blown-out air volume after the change are maintained for a predetermined time, these changes are sufficiently reflected in the thermal sensation of the air conditioning target person. Therefore, it is preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in comfort of the air-conditioning subject.
本発明のスポット空調システムは、温度調整手段と、給気ダクトと、送風機と、空調制御手段とを有する。なお、本発明において、空調対象スポットとは、ある空間に点在する一又は二以上の、空調の対象となる局所空間である。空調対象スポットには、例えば工場における作業員の作業場、厨房における調理師の作業場、研究室における実験装置周辺等の、複数の異なる作業が行われ得る同じ建屋内又は室内において所定の作業を行うための空間が挙げられる。 The spot air-conditioning system of this invention has a temperature adjustment means, an air supply duct, an air blower, and an air-conditioning control means. In the present invention, the air conditioning target spot is one or two or more local spaces that are air conditioning targets scattered in a certain space. The air-conditioning target spot is for performing a predetermined work in the same building or room where a plurality of different work can be performed, such as a worker's work place in a factory, a chef's work place in a kitchen, and the vicinity of an experimental apparatus in a laboratory. Space.
前記温度調整手段は、空調対象スポットに供給するための空気の温度を調整する手段であれば特に限定されない。このような温度調整手段には、例えば温媒や冷媒が通るコイルや、このコイルとフィンとからなる熱交換器と、コイルを通る温媒や冷媒等の熱媒の流量を調整する二方弁等の流量調整手段とを有する構成が挙げられる。 The temperature adjusting means is not particularly limited as long as it is a means for adjusting the temperature of the air to be supplied to the air conditioning target spot. Such temperature adjusting means includes, for example, a coil through which a heating medium and a refrigerant pass, a heat exchanger composed of the coil and fins, and a two-way valve that adjusts the flow rate of the heating medium and the refrigerant passing through the coil. And a flow rate adjusting means such as the above.
前記給気ダクトは、温度調整手段によって温度が調整された調整空気を空調対象スポットに供給するための手段であれば特に限定されない。このような給気ダクトには、例えば温度調整手段と空調対象スポットとを接続するダクトが挙げられる。給気ダクトは、温度調整手段と空調対象スポットとを一対一で接続するダクトであっても良いし、一体の温度調整手段と複数の空調対象スポットとを並列に接続するダクトであっても良い。 The air supply duct is not particularly limited as long as it is a means for supplying adjusted air whose temperature has been adjusted by the temperature adjusting means to the air-conditioning target spot. Examples of such an air supply duct include a duct connecting the temperature adjusting means and the air-conditioning target spot. The air supply duct may be a duct that connects the temperature adjusting means and the air-conditioning target spot on a one-to-one basis, or may be a duct that connects the integral temperature adjusting means and a plurality of air-conditioning target spots in parallel. .
前記送風機は、前記調整空気を空調スポットに送風する手段であり、例えばインバータを有する公知の送風機を用いることができる。本発明において、送風機は、調整空気を空調スポットに送風できるのであれば、その設置数や設置箇所については特に限定されない。例えば送風機は、給気ダクトの上流端に設けられても良いし、給気ダクト中に設けられても良いし、空調対象スポットに面して給気ダクトの吹き出し口に設けられても良い。 The said air blower is a means to blow the said adjustment air to an air-conditioning spot, For example, the well-known air blower which has an inverter can be used. In this invention, if the air blower can ventilate adjustment air to an air-conditioning spot, the number of installation and an installation location will not be specifically limited. For example, the blower may be provided at the upstream end of the air supply duct, may be provided in the air supply duct, or may be provided at the outlet of the air supply duct facing the air-conditioning target spot.
前記空調制御手段は、温度調整手段での空気の温度の調整、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを制御する手段であって、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の少なくともいずれか一方又は両方を周期的に変化させる手段である。温度調整手段での空気の温度の調整は、例えば前記流量調整手段の操作を制御し、コイル中の熱媒の流量を調整することによって制御することができる。送風機の運転出力は、例えば送風機における電圧や電流や周波数を電子制御により自在に制御するインバータを使用し、これを制御することによって行うことができる。また温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力は、タイマーを使用することによって周期的に変化させることができる。 The air conditioning control means is means for controlling at least one of adjustment of the temperature of the air by the temperature adjustment means and the operation output of the blower, the temperature of the air adjusted by the temperature adjustment means, and the operation output of the blower Means for periodically changing at least one or both of the above. The adjustment of the temperature of the air by the temperature adjusting means can be controlled, for example, by controlling the operation of the flow rate adjusting means and adjusting the flow rate of the heat medium in the coil. The operation output of the blower can be performed by using, for example, an inverter that freely controls the voltage, current, and frequency of the blower by electronic control. Further, the temperature of the air adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower can be periodically changed by using a timer.
空調制御手段による、温度調整手段での空気の温度の調整の制御（以下、「空気温度調整制御」ともいう）や、空調機の運転出力の制御では、周期的に変化させるために、上限と下限とが存在する。これらの制御における上限及び下限は、空調対象者の快適感の低下を抑制する観点や、スポット空調に要するエネルギーの消費を抑制する観点や、これらの両方の観点から、実測値や、空調システムのモデルや空調対象スポットの周辺環境のモデル等から算出される理論値等に基づいて設定することができる。 In the control of the air temperature adjustment by the air conditioning control means (hereinafter also referred to as “air temperature adjustment control”) and the control of the operation output of the air conditioner, the upper limit and the There is a lower limit. The upper and lower limits in these controls are based on the measured values and the air conditioning system from the viewpoint of suppressing the decrease in comfort of the air conditioning target person, the viewpoint of suppressing the consumption of energy required for spot air conditioning, and both of these viewpoints. It can be set based on a model or a theoretical value calculated from a model of the surrounding environment of the air-conditioning target spot.
空気温度調整制御における上限及び下限は、調整空気の温度で設定することができる。この設定において、調整空気の温度は、いかなる場所の調整空気であっても良い。このような調整空気の温度としては、例えば温度調整手段出口の調整空気の温度や、送風機出口の調整空気の温度や、給気ダクト出口（すなわち空調対象スポットへの吹き出し口）の調整空気の温度や、空調対象スポットにおける調整空気の温度等が挙げられる。 The upper and lower limits in the air temperature adjustment control can be set by the temperature of the adjusted air. In this setting, the temperature of the adjusted air may be adjusted air at any place. Examples of the temperature of the adjusted air include the temperature of the adjusted air at the outlet of the temperature adjusting means, the temperature of the adjusted air at the blower outlet, and the temperature of the adjusted air at the outlet of the air supply duct (that is, the outlet to the spot to be air-conditioned). And the temperature of the adjusted air at the air-conditioning target spot.
空気温度調整制御における上限及び下限の具体的な値は、冷暖房等の空調の運転モードや季節、空調対象スポットの周辺の空間の環境、空調対象スポットで行われる作業等に応じて異なるが、例えば吹き出し風量及び吹き出し空気の温度を一定として、空調対象スポットに所望の空調環境を形成する従来のスポット空調システムにおいて、空調対象スポットを所望の空調環境にするために必要とされる温度に対して±５℃程度の範囲で設定することができる。 Specific values of the upper and lower limits in the air temperature adjustment control differ depending on the operation mode and season of air conditioning such as air conditioning, the environment of the space around the spot to be air-conditioned, work performed at the spot to be air-conditioned, etc. In a conventional spot air-conditioning system in which a desired air-conditioning environment is formed in an air-conditioning target spot with the blow-out air volume and the temperature of the air-out being constant, the temperature required to make the air-conditioning target spot a desired air-conditioning environment is ± It can be set within a range of about 5 ° C.
送風機の運転出力の制御における上限及び下限は、送風機の駆動電圧、電源から送風機に供給される電流、その周波数、所定の位置における調整空気の風量や風速等によって設定することができる。設定される前記調整空気の風量や風速としては、例えば空調対象スポットへの吹き出し口における調整空気の吹き出し風量や吹き出し風速が好ましくは挙げられる。 The upper and lower limits in the control of the operation output of the blower can be set by the drive voltage of the blower, the current supplied from the power source to the blower, the frequency thereof, the air volume of the adjusted air at a predetermined position, the wind speed, and the like. As the air volume and wind speed of the adjusted air to be set, for example, the air volume and the air speed of the adjusted air at the air outlet to the air-conditioning target spot are preferably mentioned.
送風機の運転出力の制御における上限及び下限の具体的な値は、冷暖房等の空調の運転モードや季節、空調対象スポットの周辺の空間の環境、空調対象スポットで行われる作業等に応じて異なるが、例えば前述した従来のスポット空調システムにおいて、空調対象スポットを所望の空調環境とするために必要とされる吹き出し風量に対して±５０％程度の範囲の値から設定することができる。 The specific values of the upper and lower limits in controlling the operation output of the blower differ depending on the operation mode and season of air conditioning such as air conditioning and heating, the environment of the space around the spot subject to air conditioning, the work performed at the spot subject to air conditioning, etc. For example, in the above-described conventional spot air-conditioning system, the air-conditioning target spot can be set from a value in a range of about ± 50% with respect to the amount of blown air necessary for setting the desired air-conditioning environment.
送風機の運転出力の制御における上限及び下限は、好ましくは前記第一の風量及び前記第二の風量である。第一の風量は、空調対象スポットへの吹き出し温度及び吹き出し風量を一定としたときに、空調対象スポットを所望の空調環境とするのに必要とされる吹き出し風量である。第二の風量は、第一の風量よりも小さな風量であれば任意に設定することができる。第二の風量は、空調対象者の快適感の低下の抑制やスポット空調システムの消費エネルギーの低減、又はこれら両方等のそのときの目的に応じて適当な値に設定される。 The upper and lower limits in controlling the operation output of the blower are preferably the first air volume and the second air volume. The first air volume is an air volume required for making the air-conditioning target spot a desired air-conditioning environment when the temperature of the air-blowing spot and the amount of air-blowing air are constant. The second air volume can be arbitrarily set as long as it is smaller than the first air volume. The second air volume is set to an appropriate value in accordance with the purpose at that time, such as suppression of a decrease in comfort of the air-conditioning subject, reduction of energy consumption of the spot air-conditioning system, or both.
なお、空調制御手段は、前記第一及び第二の風量そのものに基づいて空調機の運転出力の周期的な変化を制御しても良いし、これらの風量を、例えば前記周波数等の他の値に換算し、この換算された値を上限及び下限として、空調機の運転出力を制御しても良い。 The air conditioning control means may control periodic changes in the operation output of the air conditioner based on the first and second airflows themselves, and these airflows may be set to other values such as the frequency, for example. The operation output of the air conditioner may be controlled with the converted values as the upper limit and the lower limit.
空調制御手段による、空気温度調整制御や空調機の運転出力の制御では、周期的に変化させるために、周期が存在する。これらの制御における周期は、空調対象者の快適感の低下を抑制する観点や、スポット空調に要するエネルギーの消費を抑制する観点や、これらの両方の観点から設定することができる。温度調整手段での空気の温度の調整の制御や、空調機の運転出力の制御の両方を行う場合では、これらの制御の周期は同じ周期とすることが、スポット空調による効果を高め、また空調対象スポットにおける空調環境や、空気温度調整制御及び空調機の運転出力の制御において、不測の現象が発生することを防止する観点から好ましい。 In the air temperature adjustment control and the control of the operation output of the air conditioner by the air conditioning control means, there is a period in order to change periodically. The period in these controls can be set from the viewpoint of suppressing a decrease in comfort of the air-conditioning subject, the viewpoint of suppressing the consumption of energy required for spot air conditioning, and both of these viewpoints. In the case where both the control of the temperature adjustment of the air by the temperature adjusting means and the control of the operation output of the air conditioner are performed, it is possible to increase the effect of spot air conditioning, and to improve the effect of the spot air conditioning. It is preferable from the viewpoint of preventing an unexpected phenomenon from occurring in the air conditioning environment at the target spot, the air temperature adjustment control, and the operation output control of the air conditioner.
前記周期的な変化における周期は、周期的な変化の形態や、冷暖房等のスポット空調の運転モードや季節、空調対象スポットの周辺の空間の環境、空調対象スポットで行われる作業等に応じて異なるが、空調対象者に対して空調による効果を十分に発揮し、かつ空調対象者の空調環境への慣れを抑制する観点から、例えば５〜１０分程度の範囲の値から設定することができる。 The period of the periodic change varies depending on the form of the periodic change, the operation mode and season of spot air conditioning such as air conditioning, the environment of the space around the air conditioning target spot, the work performed at the air conditioning target spot, etc. However, it can be set from a value in the range of about 5 to 10 minutes, for example, from the viewpoint of sufficiently exerting the effect of air conditioning on the air conditioning target person and suppressing the familiarity of the air conditioning target person with the air conditioning environment.
また前記周期的な変化における形態は、周期的な変化であれば特に限定されず、種々の周期的な変化の形態をとり得る。このような周期的な変化の形態としては、例えば正弦波形状等の波形の形態や、矩形パルス形状や三角パルス形状等のパルスの形態等が挙げられる。周期的な変化の形態としては、周期的な変化における空調対象者への変化時のインパ
クトを高める観点からパルス形状が好ましく、周期的な変化における空調対象者に対して変化後の空調効果を十分に発揮する観点から、矩形パルス形状がより好ましい。
Moreover, the form in the said periodic change will not be specifically limited if it is a periodic change, The form of various periodic changes can be taken. Examples of such a periodic change form include a waveform form such as a sine wave shape and a pulse form such as a rectangular pulse shape and a triangular pulse shape. As a form of periodic change, the pulse shape is preferable from the viewpoint of increasing the impact at the time of change to the air conditioning subject in the periodic change, and the air conditioning effect after the change is sufficient for the air conditioning subject in the periodic change. From the viewpoint of exhibiting the above, a rectangular pulse shape is more preferable.
また空調制御手段による、空気温度調整制御と空調機の運転出力の制御との両方の制御を行う場合では、前記周期的な変化の形態は、同じ形態であっても良いし、異なる形態であっても良い。 In the case where both the air temperature adjustment control and the air conditioner operation output control are performed by the air conditioning control means, the form of the periodic change may be the same or different. May be.
また空調制御手段による、空気温度調整制御と空調機の運転出力の制御との両方の制御を行う場合では、調整空気の温度の変化による効果、吹き出し風量の変化による効果、及びこれらの相乗効果等の期待される効果と達成したい目標とに基づいて、これら両方の周期の変化を、例えば四分の一周期や半周期等の適当な間隔だけずらしても良いし、同期させても、すなわち温度調整手段で調整される空気の温度変化の上限及び下限のタイミングと、空調機の運転出力の変化の上限及び下限のタイミングとを同期させても良い。 In the case of controlling both the air temperature adjustment control and the air conditioner operation output by the air conditioning control means, the effect due to the change in the temperature of the adjusted air, the effect due to the change in the blown air volume, and the synergistic effect thereof, etc. Based on the expected effect of the target and the goal to be achieved, the change in both of these periods may be shifted by an appropriate interval, such as a quarter period or a half period, or synchronized, i.e. temperature The upper and lower timings of the air temperature change adjusted by the adjusting means may be synchronized with the upper and lower timings of the change in the operation output of the air conditioner.
温度調整手段で調整される空気の温度変化と、空調機の運転出力の変化とを異なる形態で周期的に変化させ、かつこれら両方の周期の変化を同期させる場合では、それぞれの周期的な変化において、一方が上限にあるときと他方が上限にあるときが重なり、また一方が下限にあるときと他方が下限にあるときとが重なれば良く、周期的な変化におけるこれらの重なる位置については特に限定されない。 When the air temperature adjusted by the temperature adjusting means and the change in the operating output of the air conditioner are periodically changed in different forms and the changes of both of these periods are synchronized, the respective periodic changes When one is at the upper limit and the other is at the upper limit, and when one is at the lower limit and when the other is at the lower limit, the overlapping positions in a periodic change should be There is no particular limitation.
本発明のスポット空調システムは、前述した手段や機器等の構成要素に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、他の構成要素を有していても良い。このような他の構成要素としては、例えば調整空気の温度や空調対象スポットの温度を検出する温度検出器、調整される空気中に含まれる塵埃や所定の物質を除去するためのフィルタ、給気ダクトと接続され空調対象スポットに向けて所定の気流の形状で調整空気を吹き出す吹き出し口、給気ダクトや吹き出し口において調整空気を通し、又は遮断するためのダンパ等が挙げられる。 The spot air-conditioning system of the present invention may have other components in addition to the above-described components such as means and devices as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such other components include a temperature detector that detects the temperature of the regulated air and the temperature of the spot to be air-conditioned, a filter for removing dust and a predetermined substance contained in the regulated air, and an air supply Examples include a blowout port that is connected to a duct and blows out adjustment air in the form of a predetermined airflow toward an air-conditioning target spot, and a damper that allows the adjustment air to pass through or is cut off in the supply duct or the blowout port.
本発明のスポット空調システムは、空気の温度を調整する温度調整手段と、温度調整手段によって温度が調整された調整空気を空調の対象となる空調対象スポットに供給するための給気ダクトと、調整空気を前記空調対象スポットに送風する送風機とを有するスポット空調システムにおいて、温度調整手段での空気の温度の調整、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを制御する空調制御手段をさらに有し、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを周期的に変化させることから、空調対象者の温冷感覚に適度に刺激を与えることができ、空調対象者の快適感の低下を抑制することができる。 The spot air-conditioning system of the present invention includes a temperature adjusting means for adjusting the temperature of air, an air supply duct for supplying adjusted air whose temperature has been adjusted by the temperature adjusting means to an air-conditioning target spot to be air-conditioned, and adjustment In a spot air conditioning system having a blower that blows air to the air conditioning target spot, the air conditioning control unit further controls at least one of the adjustment of the temperature of the air by the temperature adjustment unit and the operation output of the blower, and the air conditioning Since the control means periodically changes at least one of the temperature of the air adjusted by the temperature adjustment means and the operation output of the blower, it can moderately stimulate the air-conditioning person's thermal sensation, It is possible to suppress a decrease in comfort of the air-conditioning subject.
本発明のスポット空調システムでは、給気ダクトから空調対象スポットに吹き出す調整空気の吹き出し風量について、空調対象スポットを所望の空調環境にするために必要とされる吹き出し風量を第一の風量とし、それより小さい任意の風量を第二の風量としたときに、空調制御手段は、吹き出し風量が第一の風量を上限とし、第二の風量を下限として周期的に変化するように送風機の運転出力を制御すると、空調対象者の快適性の低下を抑制し、かつ空調に要するエネルギーの消費をより低減する観点からより一層効果的である。 In the spot air-conditioning system of the present invention, the blown air volume of the adjusted air blown out from the air supply duct to the air-conditioning target spot is defined as the first air volume that is required to bring the air-conditioning target spot into a desired air-conditioning environment. When an arbitrary smaller air volume is set as the second air volume, the air-conditioning control means sets the operation output of the blower so that the blown air volume periodically changes with the first air volume as the upper limit and the second air volume as the lower limit. When controlled, it is more effective from the viewpoint of suppressing a decrease in comfort of the air-conditioning target person and further reducing energy consumption required for air-conditioning.
また、本発明のスポット空調システムでは、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度及び送風機の運転出力の周期的な変化において、空気の温度変化の上限及び下限のタイミングと、送風機の運転出力の変化の上限及び下限のタイミングとが同期するように、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の両方を周期的に変化させると、空調対象者の快適性の低下を抑制し、かつ空調に要するエネルギーの消費
をより低減する観点からより一層効果的である。
In the spot air-conditioning system of the present invention, the air-conditioning control means includes the upper and lower timings of the air temperature change and the blower in the periodic change of the air temperature adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower. If both the temperature of the air adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower are changed periodically so that the upper and lower timings of the change in the operation output of the fan are synchronized, It is further effective from the viewpoint of suppressing the decrease in the power consumption and further reducing the energy consumption required for air conditioning.
また、本発明のスポット空調システムは、空調制御手段は、温度調整手段で調整される空気の温度、及び送風機の運転出力の少なくともいずれかを矩形パルス状に変化させると、空調対象者の快適感の低下を抑制する観点からより一層効果的である。 In the spot air conditioning system of the present invention, when the air conditioning control means changes at least one of the temperature of the air adjusted by the temperature adjusting means and the operation output of the blower into a rectangular pulse shape, the comfort of the air conditioning target person This is even more effective from the viewpoint of suppressing the decrease in.
本発明の一実施の形態におけるスポット空調システムを図１に示す。
本実施の形態におけるスポット空調システムは、自動車工場に設けられており、作業員の作業エリアＡ、Ｂを空調対象スポットとする。このスポット空調システムは、空調機１と、空調機１で調整された空気を個々の作業エリアに供給するための給気ダクト２と、空調機１の運転を制御する空調制御手段３とを有する。
FIG. 1 shows a spot air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
The spot air-conditioning system in the present embodiment is provided in an automobile factory, and uses worker work areas A and B as air-conditioning spots. This spot air conditioning system includes an air conditioner 1, an
空調機１は、供給された外気や作業エリアからの還気等の空気から塵埃や汚染原因物質を除くフィルタ４と、塵埃や汚染原因物質が除かれた空気を冷却して空気の温度を調整する冷却コイル（温度調整手段）５と、冷却コイル５で温度調整された調整空気を給気ダクト２に向けて送風する送風機６とを有する。
The air conditioner 1 adjusts the temperature of the air by cooling the filter 4 that removes dust and contamination-causing substances from the supplied outside air and return air from the work area, and the air from which the dust and contamination-causing substances are removed. A cooling coil (temperature adjusting means) 5 and a
冷却コイル５には、冷却コイル５と冷熱供給源との間を冷水を循環させる冷水循環ライン７が接続されており、冷水循環ライン７には冷水の流量を制御する制御弁８が設けられている。
The cooling coil 5 is connected to a chilled
給気ダクト２は、空調機１と各作業エリアとを並列に接続している。給気ダクト２には、空調機１から送風された調整空気の温度を検出する温度センサ９が設けられている。また、給気ダクト２の先端には、吹き出し口の位置を調整自在なフレキシブルなダクトと吹き出し口とからなる二本のフレキノズル１０、１０が接続されており、一つの作業エリアに対して二箇所から調整空気が吹き出されるように構成されている。
The
空調制御手段３は、指示調整計１１と脈動コントローラ１２とインバータ１３とから構成されている。指示調整計１１は、制御弁８、脈動コントローラ１２、及び温度センサ９と接続されており、温度センサ９及び脈動コントローラ１２からの信号に応じて制御弁８の開度を制御し、冷却コイル５で調整される空気の温度を制御するように構成されている。
The air conditioning control means 3 includes an instruction adjuster 11, a pulsation controller 12, and an
脈動コントローラ１２は、所定の間隔（例えば５分間）で制御の切り替えを指示する信号を発信するタイマユニットである。またインバータ１３は、送風機６に供給される交流電力の周波数を自在に制御する制御器である。
The pulsation controller 12 is a timer unit that transmits a signal instructing switching of control at a predetermined interval (for example, 5 minutes). The
指示調整計１１及びインバータ１３における各目標値は、例えば作業エリアでの作業強度に応じて設定されている。例えば吹き出し風量を一定とするスポット空調システム（以下、「定風量スポット空調システム」ともいう）において、作業強度等から設定される風量をインバータ１３での周波数制御に換算したときに、６０Ｈｚであるとすると、インバータ１３には、送風機６に供給される交流電力の周波数の目標上限値（第一の風量に相当）として６０Ｈｚが設定されており、目標下限値（第二の風量に相当）として例えば４０Ｈｚが設定されている。
Each target value in the instruction adjuster 11 and the
また、例えば定風量スポット空調システムにおいて、作業強度等から設定される調整空気の作業エリアへの吹き出し温度を送風機６から送風される調整空気の温度に換算したときに、２８℃であるとすると、指示調整計１１には、調整される空気の温度の目標上限値（ＳＰ１）として例えば２８℃が設定されており、目標下限値（ＳＰ２）として例えば２
５℃が設定されている。
For example, in a constant air volume spot air conditioning system, when the temperature of the adjusted air blown to the work area set from the work intensity or the like is converted to the temperature of the adjusted air blown from the
5 ° C is set.
前述した各構成要素の他にも、本実施の形態におけるスポット空調システムには、作業エリアを含む室内の温度を検出する室温センサや、調整される空気を送風するダクトにおける風量を調整するためのダンパや、フィルタ４の状態を監視するためにフィルタ４前後における差圧を検出する差圧計や、スポット空調システムを監視し、指示調整計１１や脈動コントローラ１２に新たな設定値や命令を入力するための監視装置等（不図示）が適宜設けられる。 In addition to the above-described components, the spot air-conditioning system in the present embodiment includes a room temperature sensor that detects the temperature of the room including the work area, and an air volume in the duct that blows the air to be adjusted. In order to monitor the state of the damper and the filter 4, the differential pressure gauge that detects the differential pressure before and after the filter 4, and the spot air conditioning system are monitored, and new set values and commands are input to the indication adjuster 11 and the pulsation controller 12. A monitoring device or the like (not shown) is provided as appropriate.
本実施の形態におけるスポット空調システムでは、例えば起動時に、指示調整計１１及びインバータ１３は、所定の初期値（例えばともに目標下限値）で制御弁８の開度及び送風機への電力の周波数を制御する。以下に、矩形パルス形状の周期的な変化で、調整空気の温度変化の上限及び下限のタイミングと、作業エリアへの吹き出し風量変化の上限及び下限のタイミングとを同期させる場合を説明する。
In the spot air-conditioning system according to the present embodiment, for example, at the time of start-up, the indicator adjuster 11 and the
指示調整計１１は、温度センサ９によって検出される調整空気の温度が目標下限値となるように、制御弁８の開度を制御する。インバータ１３は、送風機６への供給電力の周波数の目標下限値にしたがって、送風機６へ供給される交流電力の周波数を制御し、送風機６の運転出力を制御する。この場合に冷熱コイル５で生成した強冷の調整空気は、供給ダクト２、フレキノズル１０を介して低風量で各作業エリアに吹き出される。
The indicator adjuster 11 controls the opening degree of the control valve 8 so that the temperature of the adjusted air detected by the temperature sensor 9 becomes the target lower limit value. The
起動時から脈動コントローラ１２に設定されている所定の間隔が経過すると、脈動コントローラ１２から指示調整計１１及びインバータ１３へ、制御の切り替えを指示する信号が送信される。
When a predetermined interval set in the pulsation controller 12 elapses from the time of activation, a signal instructing switching of control is transmitted from the pulsation controller 12 to the instruction adjuster 11 and the
指示調整計１１は、制御の切り替え信号を受信すると、温度センサ９によって検出される調整空気の温度が目標上限値となるように、例えば制御弁８を閉方向に操作する等して制御弁８の開度を制御する。インバータ１３は、送風機６への供給電力の周波数の目標上限値にしたがって、送風機６へ供給される交流電力の周波数を制御し、送風機６の運転出力を制御する。この場合に冷熱コイル５で生成した弱冷の調整空気は、供給ダクト２、フレキノズル１０を介して高風量で各作業エリアに吹き出される。
Upon receipt of the control switching signal, the instruction adjuster 11 operates the control valve 8 in the closing direction so that the temperature of the adjusted air detected by the temperature sensor 9 becomes the target upper limit value, for example. To control the opening degree. The
脈動コントローラ１２は、システムの起動時や前記切り替え信号の発信時からの経過時間を計測し、システムの起動時又は信号の発信時から所定の間隔が経過すると、制御の切り替えを指示する信号を指示調整計１１及びインバータ１３へ送信する。以下、図２に示すように、制御の切り替え指示信号の発信と、指示調整計１１による制御弁８の開度の制御及びインバータ１３による電力の周波数の制御とが繰り返される。
The pulsation controller 12 measures the elapsed time from the start of the system or the transmission of the switching signal, and indicates a signal for instructing the switching of control when a predetermined interval has elapsed from the start of the system or the transmission of the signal. It transmits to the adjustment meter 11 and the
各作業エリアでは、前記強冷の調整空気と前記弱冷の調整空気とが、脈動コントローラ１２によって計測される前記所定の間隔ごとに交互に供給される。 In each work area, the strong cooling air and the weak cooling air are alternately supplied at the predetermined intervals measured by the pulsation controller 12.
強冷の調整空気は、吹き出し風量は小さいが、吹き出し温度は低く、作業エリアにおける空調対象者である作業員に冷涼感をもたらす。また、弱冷の調整空気は、吹き出し温度はやや高いものの吹き出し風量が大きく、作業エリアにおける作業員に、気流によって体感される冷涼感をもたらす。これらの調整空気の変化は、矩形パルス形状の形態で行われるので、変化後の調整空気によって作業員にもたらされる冷涼感が、前記所定の間隔程度持続し、また所定の間隔で交互に作業員に体感される。 Strongly conditioned air has a small amount of blown air, but has a low blown temperature, and brings a cool feeling to workers who are air conditioning subjects in the work area. Moreover, although the slightly cold adjustment air has a slightly high blowing temperature, the blown air volume is large, and brings a cool feeling experienced by the air current to the worker in the work area. Since these adjustment air changes are performed in the form of a rectangular pulse shape, the cooling sensation brought to the worker by the changed adjustment air lasts for about the predetermined interval, and the worker alternately turns on at predetermined intervals. To be experienced.
制御弁８の開度と周波数の増減とが同期して周期的に変化する場合における、作業エリアに吹き出される空気の吹き出し温度及び吹き出し風量の変化を図３に、そのときにスポ
ット空調システムで消費されるエネルギーの変化を図４に示す。
FIG. 3 shows changes in the blowout temperature of the air blown into the work area and the blowout air amount when the opening degree of the control valve 8 and the increase / decrease in frequency periodically change synchronously. The change in consumed energy is shown in FIG.
制御弁８の開閉と周波数の増減とを同期させた場合では、吹き出し風量の増減と送風に要するエネルギーの消費の増減とは、インバータ１３での周波数の変化から吹き出し風量が変化するまでの応答遅れが見られるものの、ほぼ一致した挙動を示す。また吹き出し温度の増減と温度調整に要するエネルギーの増減とは、制御弁８の開閉から空気が冷却されるまでの応答遅れが見られるものの、ほぼ反対の挙動を示す。
When the opening / closing of the control valve 8 and the increase / decrease in the frequency are synchronized, the increase / decrease in the amount of blown air and the increase / decrease in the consumption of energy required for blowing are response delays from the change in frequency at the
これらの図では、図中の線の重なりを明らかにするために、正弦波形状の周期的な変化を図示したが、矩形パルス形状の周期的な変化でも同様の挙動が示される。 In these figures, in order to clarify the overlap of the lines in the figures, a periodic change in the sine wave shape is illustrated, but a similar behavior is also shown in the periodic change in the rectangular pulse shape.
定風量スポット空調システムでは、吹き出し風量が図３における上限値で一定であり、送風に要するエネルギーが図４における上限値で一定である。したがって、本実施の形態のスポット空調システムでは、定風量スポット空調システムに比べて、インバータ１３における周波数を目標上限値よりも小さい値に制御する場合に、その制御量に応じてエネルギーの消費が抑制される。
In the constant air volume spot air conditioning system, the blown air volume is constant at the upper limit value in FIG. 3, and the energy required for blowing is constant at the upper limit value in FIG. Therefore, in the spot air-conditioning system of the present embodiment, when the frequency in the
また、吹き出し温度については、本実施の形態における目標上限値と目標下限値との中間値で制御弁８の開度を制御すると、本実施の形態におけるスポット空調システムと同等のエネルギーが消費されることになる。したがって、本実施の形態のスポット空調システムでは、定風量スポット空調システムの吹き出し温度に基づく制御弁８の開度が前記中間値よりも高くなるように、本実施の形態のスポット空調システムにおいて調整される空気の目標上限値と目標下限値とを設定すると、エネルギーの消費を抑制する観点から有利であることがわかる。 As for the blowing temperature, when the opening degree of the control valve 8 is controlled by an intermediate value between the target upper limit value and the target lower limit value in the present embodiment, energy equivalent to that in the spot air conditioning system in the present embodiment is consumed. It will be. Therefore, in the spot air conditioning system of the present embodiment, the spot air conditioning system of the present embodiment is adjusted so that the opening degree of the control valve 8 based on the blowing temperature of the constant air volume spot air conditioning system is higher than the intermediate value. It can be seen that setting a target upper limit value and a target lower limit value for air to be used is advantageous from the viewpoint of suppressing energy consumption.
なお、本実施の形態では、主に矩形パルス形状の周期的な変化を同期させる形態としたが、本発明における周期的な変化はこれに限定されず、例えば一方のみが周期的に変化しても良いし、例えば図５に示すように、冷却コイル５で調整される温度を矩形パルス状に変化させる一方で、送風機６への供給電力の周波数を台形パルス状に、かつ同期させずに変化させる等、周期的な変化の形態や、周期的な変化における上限及び下限のタイミングが異なっていても良い。これらのような周期的な変化によっても、温度変化による冷涼感、又は気流の変化（増加）によって体感される冷涼感の少なくとも一方を得ることは可能であり、また前述したエネルギーの消費の優れた抑制効果を得ることは可能である。なお、周期的な変化の上限及び下限のタイミングや周期は、例えば前述した初期値の設定の変更や、前記監視装置からの指令等によって適宜変更することが可能である。
In this embodiment, the periodic change of the rectangular pulse shape is mainly synchronized. However, the periodic change in the present invention is not limited to this. For example, only one of them periodically changes. For example, as shown in FIG. 5, the temperature adjusted by the cooling coil 5 is changed in a rectangular pulse shape, while the frequency of the power supplied to the
また、各作業エリアへ個別に延出する給気ダクト２を遮断可能なダンパや、フレキノズル１０の塞ぐキャップを設けても良い。このような構成によれば、例えば作業エリアＢでの作業のみが終了した場合に、作業エリアＢへの調整空気の供給のみを停止することが可能となり、工場における作業状況に応じたスポット空調を行うことが可能となり、また空調システムの消費エネルギーを抑制する観点からも好ましい。
Moreover, you may provide the damper which can interrupt | block the
また本実施の形態では、温度調整手段として冷却コイル５を示したが、温水や蒸気等の温媒が循環する加熱コイルに代えても良いし、また冷水が循環するコイルと温媒が循環するコイルとの両方を備える加熱冷却コイルに代えても良い。 In the present embodiment, the cooling coil 5 is shown as the temperature adjusting means. However, the cooling coil 5 may be replaced with a heating coil through which a heating medium such as hot water or steam circulates. You may replace with a heating-cooling coil provided with both a coil.
また本実施の形態では、空気の温度を調整する温度調整手段としての流量調整手段には、コイル中の熱媒の流量を制御する制御弁を例示したが、この他にも、前記冷水循環ライン中における送水ポンプに設けたインバータ、冷媒循環ライン中に前記送水ポンプとは別に設けた中間ポンプに設けたインバータ、前記中間ポンプの発停を制御する中間ポンプの
運転制御手段、及び冷水の冷熱を生成する冷凍機の容量制御手段等を例示することができる。
In the present embodiment, the flow rate adjusting means as the temperature adjusting means for adjusting the temperature of the air is exemplified by the control valve for controlling the flow rate of the heat medium in the coil. An inverter provided in the water pump inside, an inverter provided in an intermediate pump provided separately from the water pump in the refrigerant circulation line, an operation control means of the intermediate pump for controlling the start and stop of the intermediate pump, and cold water The capacity control means of the refrigerator to be generated can be exemplified.
本実施の形態によれば、空気の温度を調整する冷却コイル５と、冷却コイル５によって温度が調整された調整空気を作業エリアＡ、Ｂに供給するための給気ダクト２と、調整空気を作業エリアＡ、Ｂに送風する送風機６と、冷却コイル５での空気の温度の調整を制御する指示調整計１１と、送風機６の運転出力を制御するインバータ１３と、脈動コントローラ１２とを有し、冷却コイル５で調整される空気の温度、及び送風機６の運転出力の少なくともいずれかを周期的に変化させることから、作業員の温冷感覚に適度に刺激を与えることができ、作業員の快適感の低下を抑制することができる。
According to the present embodiment, the cooling coil 5 for adjusting the temperature of the air, the
また本実施の形態では、作業エリアを所望の空調環境にするために必要とされる第一の風量に相当する、送風機６への供給電力の周波数を上限とし、第一の風量よりも小さい第二の風量に相当する、送風機６への供給電力の周波数を下限としたときに、インバータ１３は、第一の風量に相当する周波数を上限とし、第二の風量に相当する周波数を下限として周的に変化するように、送風機６への供給電力の周波数を制御して送風機６の運転出力を制御することから、作業員の快適感の低下を抑制することができ、さらに定風量スポット空調システムに比べて、空調に要するエネルギーの消費をより一層低減することができる。
Further, in the present embodiment, the upper limit is the frequency of the power supplied to the
また本実施の形態では、冷却コイル５で調整される空気の温度に相当する制御弁８の開度及び送風機６の運転出力の周期的な変化において、空気の温度変化の制御における上限及び下限のタイミングと、送風機６の運転出力の変化の制御における上限及び下限のタイミングとが同期するように、制御弁８の開度とインバータ１３における周波数との両方を周期的に変化させることから、より明確に体感できる冷涼感を作業員に与え、作業員の温冷感覚に適度に刺激を与え、作業員の快適感の低下をより一層抑制することができる。また、空気の温度調整における熱負荷が増加しても送風動力が低減するので、空調に要するエネルギーの消費をより低減することが可能である。
In the present embodiment, the upper limit and the lower limit in the control of the air temperature change in the opening degree of the control valve 8 corresponding to the air temperature adjusted by the cooling coil 5 and the periodic change in the operation output of the
また本実施の形態では、冷却コイル５で調整される空気の温度及び送風機の運転出力を矩形パルス状に変化させることから、変化時のインパクトと変化後の空調環境の所定間隔の維持とが得られ、作業員の快適感の低下をより一層抑制することができる。 In this embodiment, since the temperature of the air adjusted by the cooling coil 5 and the operation output of the blower are changed in a rectangular pulse shape, the impact at the time of change and the maintenance of the predetermined interval of the air-conditioning environment after the change can be obtained. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in the comfort of the worker.
また本実施の形態では、温度センサ９を有することから、調整空気の温度の実測値に基づいて調整される空気の温度を制御することができ、調整される空気の温度をより精密に制御することができる。なお、このような温度の実測値については、室内の温度や作業エリアの温度を採用することもできる。 In the present embodiment, since the temperature sensor 9 is provided, the temperature of the adjusted air can be controlled based on the measured value of the temperature of the adjusted air, and the temperature of the adjusted air is controlled more precisely. be able to. In addition, about the measured value of such temperature, indoor temperature and the temperature of a work area can also be employ | adopted.
先に説明した図１に示すスポット空調システムを用いて、作業エリアに吹き出す吹き出し冷風の温度や風量を様々なケースで周期的に変化させ、このようなスポット空調（以下、「脈動式スポット空調」ともいう）による、作業エリアに形成される温熱環境、作業員の快適性及び消費エネルギー量を評価した。 The above-described spot air conditioning system shown in FIG. 1 is used to periodically change the temperature and air volume of the blown cold air blown out to the work area in various cases, and this kind of spot air conditioning (hereinafter referred to as “pulsation type spot air conditioning”). The thermal environment formed in the work area, the comfort of workers, and the amount of energy consumed were also evaluated.
本実施例で評価したスポット空調システムは、作業エリアへの吹き出し口の直径が１５０ｍｍ（送風機６への供給電力の周波数が６０Ｈｚの時に吹き出し風量：３８０ｍ3／ｈ、吹き出し風速の平均：６ｍ／ｓ）であり、二つの吹き出し口で一つの吹き出しユニットと数え、各ユニットはほぼ２ｍの間隔で設置した。吹き出し空気の温度の制御については、前述したような制御弁８の制御系の設定値に基づいて行い、吹き出し風量の制御については、前述したようなインバータ１３の設定値に基づいて行った。
In the spot air conditioning system evaluated in this example, the diameter of the blowout port to the work area is 150 mm (when the frequency of the power supplied to the
このスポット空調システムを用いて、以下に示すケース１〜６にしたがって作業エリアに形成される温熱環境、作業員の快適性及び消費エネルギー量を評価する。 Using this spot air conditioning system, the thermal environment formed in the work area, the comfort of workers, and the amount of energy consumed are evaluated according to cases 1 to 6 shown below.
ケース１は、吹き出し温度を一定とし、吹き出し風量（風速）に脈動制御を負荷したケースである。 Case 1 is a case where the blowing temperature is constant and pulsation control is loaded on the blowing air volume (wind speed).
ケース２は、吹き出し風量を一定とし、吹き出し温度のみを脈動制御したケースである。
ケース３は、吹き出し温度及び吹き出し風量を一定とした従来の定風量スポット空調方式のモデルである（以下、このケースを「基準ケース」ともいう）。
ケース４は、基準ケースの温度設定値及び風量設定値を上限として給気温度と風量との両方を脈動させたケースである。 Case 4 is a case where both the supply air temperature and the air volume are pulsated with the temperature setting value and the air volume setting value of the reference case as upper limits.
ケース５は、基準ケースの温度設定値よりも高い設定値を温度設定値の上限とし、基準ケースの温度設定値よりも低い設定値を温度設定値の下限とし、また給気風量はケース４と同様に、基準ケースの風量設定値を上限とし、給気温度と風量との両方を脈動させたケースである。 Case 5 has a setting value higher than the temperature setting value of the reference case as the upper limit of the temperature setting value, a setting value lower than the temperature setting value of the reference case as the lower limit of the temperature setting value, and the supply air volume is Similarly, this is a case where both the supply air temperature and the air volume are pulsated with the air volume setting value of the reference case as the upper limit.
ケース６は、基準ケースの温度設定値よりも高い設定値を温度設定値の上限とし、基準ケースの温度設定値よりも低い設定値を温度設定値の下限として給気温度を脈動させ、給気風量については基準ケースの風量設定値で一定とし、給気温度のみを脈動させ高風量としたケースである。
各ケースとその設定値、及び周期的な変化の形態を表１に示す。なお、周期的な変化（脈動）のインターバルは一律で５分間とした。 Table 1 shows each case, its set value, and the form of periodic change. The periodic change (pulsation) interval was uniformly 5 minutes.
各ケースにおける作業エリアの温熱環境に関しては、次式で定義されるＷＢＧＴ（Wet Bulb Globe Temperature Index：湿球グローブ温度指標）を用いた。 For the thermal environment of the work area in each case, WBGT (Wet Bulb Globe Temperature Index) defined by the following equation was used.
［数１］
ＷＢＧＴ＝０．７×Ｔｎｗ＋０．３×Ｔｇ
（式中、Ｔｎｗは自然湿球温度（℃）であり、Ｔｇはグローブ温度（℃）である。）
[Equation 1]
WBGT = 0.7 × Tnw + 0.3 × Tg
(In the formula, Tnw is the natural wet bulb temperature (° C.), and Tg is the globe temperature (° C.).)
作業エリアにおいて、乾球温度、相対湿度、風速、グローブ温度の測定を行い、自然湿球温度は、Sullivan C.D. et al."A method of calculation of WBGT from environmental factors, ASHRAE Transactions 82(2), 1976に記載されているＳｕｌｌｉｖａｎの方法に基づいて算定した。各ケースにおける作業エリアの温熱環境の評価結果を表２に示す。 In the work area, dry bulb temperature, relative humidity, wind speed and glove temperature are measured, and the natural wet bulb temperature is measured by Sullivan CD et al. “A method of calculation of WBGT from environmental factors, ASHRAE Transactions 82 (2), 1976. Table 2 shows the evaluation results of the thermal environment of the work area in each case.
一方で、実測した作業エリアでの作業強度（RMR：Relative Metabolic Rate）は３〜４であった。各ケースの作業強度を、日本産業衛生学会が定めるＷＢＧＴ許容基準２７．５℃（RMR＝４）〜２９．０℃（RMR＝３）に照らし合わせると、作業エリアでは、各ケースにおいて良好な温熱環境が実現されていると判断される。 On the other hand, the actually measured work intensity (RMR: Relative Metabolic Rate) in the work area was 3-4. When the working strength of each case is compared with the WBGT acceptable standard 27.5 ° C (RMR = 4) to 29.0 ° C (RMR = 3) established by the Japan Society for Occupational Health, in the work area, each case has good heat It is judged that the environment is realized.
また、作業エリアにおける作業員の温熱感について、「快適な温熱環境のメカニズム」、社）空気調和・衛生工学会、丸善、１９９７に記載されている温熱環境評価シートに基づき、アンケートによる調査を実施した。例として、７段階評価による快適性に関する結果を表３に示す。表３に示されるように、全般的に、「４ふつう」よりも評価の低い側に偏る傾向が見られる。得られた結果から、基準ケースであるケース３（定風量スポット空調システムに相当）と、他のケース１、２、４〜６との有意差をｔ検定及び分割表法で検定した。これらの検定結果も表３に合わせて示す。快適性は、全ケースでケース３との有意差なしと判定された。
In addition, a questionnaire survey was conducted on the thermal sensation of workers in the work area based on the thermal environment evaluation sheet described in “Mechanism of comfortable thermal environment”, Inc., Air Conditioning and Sanitary Engineering Society, Maruzen, 1997. did. As an example, Table 3 shows the results regarding the comfort by the seven-step evaluation. As shown in Table 3, generally, there is a tendency to be biased toward a lower evaluation side than “4 normal”. From the obtained results, a significant difference between case 3 (corresponding to a constant air flow spot air conditioning system) which is a reference case and
また、各ケースでの実測結果に基づく空調機負荷を算定した。たとえ脈動条件が同一であっても空調機負荷は実測時の外気条件により当然異なる。したがって空調機負荷の算定では、ケース３での平均外気条件を基準とし、基準外気に対する各ケースでの外気条件との顕熱エンタルピー差分を、除湿負荷なしと仮定して加算又は減算した。なお、当該地域の標準気象データ（AMEDAS）から、給気温度の設定が２４℃以上であれば、冷房時期でも概ね除湿負荷が発生しないことを確認した。各ケースでの空調機負荷の算定結果を表４に示す。
In addition, the air conditioner load based on the actual measurement results in each case was calculated. Even if the pulsation conditions are the same, the air conditioner load naturally varies depending on the outside air conditions at the time of actual measurement. Therefore, in the calculation of the air conditioner load, based on the average outside air condition in
ケース１では、基準ケースと比べて、ファンの動力の低減に加え、空調機負荷も低減され、基準外気条件（外気温度）で２６％のエネルギー消費削減効果が得られた。 In Case 1, compared to the reference case, in addition to the reduction in fan power, the load on the air conditioner was also reduced, and an energy consumption reduction effect of 26% was obtained under the reference outside air condition (outside air temperature).
ケース２では、基準ケースと比べて、空調機負荷が低減され、９％のエネルギー消費削減効果が得られた。
In
ケース４では、基準ケースと比べたときに、空調機負荷は若干増加するが、ファンの動力が低減しており、基準ケースとほぼ同等のエネルギー消費となった。 In case 4, compared with the reference case, the load on the air conditioner increased slightly, but the power of the fan was reduced, and the energy consumption was almost the same as that of the reference case.
ケース５では、基準ケースと比べたときに、給気の平均温度は基準ケースと同等であるので、風量を削減した分、空調機負荷が低減される。高風量（高風速）時には給気温度を高めに設定し、気流感による体感の改善が意図されており、また低風量（低風速）時には、給気温度を低めに設定し、気流の混合、拡散を抑制することで、空気温度による体感の改善が意図されている。ケース５では、空調機負荷が大幅に低減した。 In case 5, when compared with the reference case, the average temperature of the supply air is equivalent to that of the reference case. Therefore, the load of the air conditioner is reduced by the amount of air flow. When the air flow is high (high air speed), the air supply temperature is set to be high, and the air flow feeling is intended to improve the sensation. When the air flow is low (low air speed), the air supply temperature is set to be low, The suppression of diffusion is intended to improve the sensation of air temperature. In Case 5, the air conditioner load was significantly reduced.
ケース６では、基準ケースと比べたときに、空調機負荷については基準ケースとほぼ同等であり、ファンの動力の差違に基づくエネルギー消費の違いが見られた。
In
なお、ケース１及びケース２での体感に関するアンケート結果では、基準ケースと同等（有意差なし）の回答結果が得られている。したがって、ケース１の結果から、空調機の処理熱量を低減しても、風速の脈動効果によって、体感は大きく変化しないことが示されたものと解される。またケース２の結果から、少々の温度の変動があっても適度の気流感を維持すれば、体感は大きく変化しないことが示されたものと解される。
In addition, in the questionnaire results regarding the sensations in case 1 and
特に、エネルギー消費削減の効果から言えば、吹き出し風量に脈動を与えるケース１は、ファンの動力及び空調機負荷の両方が低減され、効果的であると言える。またこれらのケース１及び２の結果から、一般的な空調システム、特に室内の全体を空調の対象とする全体空調システムの場合では、空調投入熱量の低減は温熱環境（空気温度環境）の悪化に
一般に直結するが、スポット空調の場合には、必ずしもそうはならない側面を有することが明らかになった。
In particular, in terms of the effect of reducing energy consumption, it can be said that Case 1 that pulsates the blown air volume is effective because both the fan power and the air conditioner load are reduced. In addition, from the results of these
ケース４では、低風量時には低温吹き出しとすることによる脈動のインパクト効果は、体感としては基準ケースと有意差が現れなかったが、これは、実際の作業エリアでの気流温度の変化が、設定値の差ほどには異ならず、有意差として現れるほどの顕著な体感の違いとして作業員に認識されなかったためと考えられる。したがって、例えば温度設定値における目標上限値と目標下限値との差を大きくすると、前記脈動のインパクト効果を高める観点から有効であると考えられる。 In case 4, the impact effect of pulsation due to low-temperature blowing at low air volume did not show a significant difference from the reference case as a bodily sensation. This is because the change in air temperature in the actual work area is the set value. This is probably because the difference was not recognized by the workers as a significant difference in bodily sensation that appeared as a significant difference. Therefore, for example, increasing the difference between the target upper limit value and the target lower limit value in the temperature set value is considered effective from the viewpoint of enhancing the impact effect of the pulsation.
ケース５では、得られた結果から、低温、低風量（低空調負荷）自体での体感効果を判定するのは困難だが、ケース２と同様に、高風速設定（６０Ｈｚ）であれば相応の温熱体感が維持されることは推定される。結果として、ケース５は、快適性等の体感については基準ケースと有意差なしとされたものの、空調機負荷は大幅に低減された。
In case 5, it is difficult to determine the sensory effect at low temperature and low airflow (low air conditioning load) from the obtained results. However, as in
ケース６では、体感に関しては基準ケースと有意差なしとされ、またケース３と同等のエネルギーの消費が見られた。
In
以上より、作業エリアへの給気温度及び給気風量の一方又は両方を周期的に変化させた作業エリアの温熱環境等を検証した結果、吹き出し温度や吹き出し風量を周期的に変化させることにより、空調エネルギーの消費量の低減が可能となり、また適度な気流感を維持することにより空調効果の快適性を損なわないことの知見が得られた。 From the above, as a result of verifying the thermal environment etc. of the work area in which one or both of the supply air temperature and the supply air volume to the work area are periodically changed, the blowing temperature and the blowing air volume are periodically changed, It was found that the consumption of air-conditioning energy can be reduced, and that the comfort of the air-conditioning effect is not impaired by maintaining an appropriate air flow feeling.
１ 空調機
２ 給気ダクト
３ 空調制御手段
４ フィルタ
５ 冷却コイル
６ 送風機
７ 冷水循環ライン
８ 制御弁
９ 温度センサ
１０ フレキノズル
１１ 指示調整計
１２ 脈動コントローラ
１３ インバータ
Ａ、Ｂ 作業エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記温度調整手段での空気の温度の調整、及び前記送風機の運転出力の少なくともいずれかを制御する空調制御手段をさらに有し、
前記空調制御手段は、前記温度調整手段で調整される空気の温度、及び前記送風機の運転出力の少なくともいずれかを周期的に変化させることを特徴とするスポット空調システム。 A temperature adjusting means for adjusting the temperature of the air; an air supply duct for supplying the adjusted air whose temperature has been adjusted by the temperature adjusting means to the air-conditioning target spot; and the adjusted air as the air-conditioning target spot. In a spot air conditioning system having a blower
Air conditioning control means for controlling at least one of the adjustment of the temperature of the air by the temperature adjusting means and the operation output of the blower,
The spot air-conditioning system, wherein the air-conditioning control means periodically changes at least one of an air temperature adjusted by the temperature adjusting means and an operation output of the blower.
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