JP3955056B2 - Air conditioning apparatus, air conditioning method, and air conditioning control apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、空調装置及び空調方法及び空調用制御装置に関するものであり、さらに詳しくは、空調コイルの作る空気の温度を送気温度設定器（送気温度設定手段）により一定に定め、送風機の送風能力を室内温度設定器（室内温度設定手段）とインバーターにより室内負荷に見合った値に制御することによって対象室内を一定の温度に保持することにより、簡単な構成で大幅な消費電力の削減が実現できる空調装置及び空調方法及び空調用制御装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner, an air conditioning method, and an air conditioning control device. More specifically, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is fixed by an air supply temperature setting device (air supply temperature setting means), and Maintaining the target room at a constant temperature by controlling the air blowing capacity to a value commensurate with the indoor load using an indoor temperature setting device (indoor temperature setting means) and an inverter, greatly reducing power consumption with a simple configuration. The present invention relates to an air conditioning apparatus, an air conditioning method, and a control apparatus for air conditioning that can be realized.
なお、変風量制御（ＶＡＶ）と呼ばれる従来の方法と本発明の最大の相違点は、変風量制御（ＶＡＶ）における複雑な制御方式を廃して、送気温度設定器（送気温度設定手段）により送気温度を一定とし、送風能力の制御をインバーターと室内温度設定器（室内温度設定手段）のみにより行うという非常に簡単な制御方式を取っている点であり、このような簡単な制御方式で、従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式と同等か、それ以上の省エネルギー効果を達成でき、夏期の冷房時における除湿効果の点でも優れているという点が、本発明の空調装置及び空調方法及び空調用制御装置の最大の特徴である。 The biggest difference between the conventional method called variable air volume control (VAV) and the present invention is that the complicated control system in the variable air volume control (VAV) is eliminated, and the air supply temperature setting device (air supply temperature setting means). This is a very simple control method in which the air supply temperature is made constant and the air blowing capacity is controlled only by the inverter and the room temperature setting device (room temperature setting means). Therefore, it is possible to achieve an energy saving effect equivalent to or higher than that of the conventional variable air volume control (VAV) method, and is excellent in the dehumidifying effect at the time of cooling in summer. This is the greatest feature of the air-conditioning control device.
すなわち、制御系統を徹底して簡素化して、厳密な恒温恒湿制御を要求されない現場に、コストパフォーマンス性の極めて高い空調装置及び空調方法及び空調用制御装置を提供するものである。したがって、本発明の技術分野は、厳密な恒温恒湿空調を要求されない工場や事業所、大規模小売店等を対象として、これらの現場の空調における必要充分な構成を備えた高い省エネルギー効果を有する空調装置及び空調方法及び空調用制御装置に関するものである。 That is, the control system is thoroughly simplified to provide an air conditioning apparatus, an air conditioning method, and an air conditioning control apparatus with extremely high cost performance at a site where strict temperature and humidity control is not required. Therefore, the technical field of the present invention has a high energy-saving effect with a necessary and sufficient configuration for air-conditioning of these sites for factories, business establishments, large-scale retail stores, etc. that do not require strict constant temperature and humidity air conditioning. The present invention relates to an air conditioning device, an air conditioning method, and an air conditioning control device.
従来、対象室内の温度を一定の範囲内に保持する方法として広く行われてきたのは、空調コイルの作る空気の温度を制御して、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に見合った状態点の空気を作り、これを一定の風量で対象室内に送風するという方法であった。しかし、この方法では、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷が低下した場合に、送風機の風量が過大となる。そこで、送風機の風量をダンパーにて絞るということが行われた。しかしながら、送風機の回転数は一定であるため、この方法では余り省エネルギー効果はない。しかも、ダンパーで絞るので、その部分にて風切音が発生し、この風切音に対する騒音対策が大きな課題の一つとなってきた。 Conventionally, as a method of keeping the temperature in the target room within a certain range, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is controlled to adjust the state point corresponding to the cooling load or heating load in the target room. It was a method of creating air and blowing it into the target room with a constant air volume. However, with this method, when the cooling load or the heating load in the target room decreases, the air volume of the blower becomes excessive. Therefore, the air volume of the blower was squeezed with a damper. However, since the rotation speed of the blower is constant, this method has not much energy saving effect. Moreover, since it is squeezed by a damper, wind noise is generated at that portion, and noise countermeasures against this wind noise have become one of the major issues.
１台の送風機から複数の対象室に送風する場合を考えてみると、一番簡素な方法は、各対象室の送風口にダンパーを装着し、このダンパーを、各対象室の中の人が個別に操作して、各対象室の中を適正温度にするという方法である。しかし、この方法の場合には、上述のように送風機の回転数が一定で省エネルギー効果は少なく、しかもダンパーを絞った対象室にては風切音がひどくなってしまう。そこで考えられたのが、変風量制御（ＶＡＶ）方式である。 Considering the case where air is blown from a single blower to multiple target rooms, the simplest method is to install a damper at the air outlet of each target room, and this damper is installed by a person in each target room. This is a method in which each target room is set to an appropriate temperature by operating individually. However, in the case of this method, as described above, the rotational speed of the blower is constant, the energy saving effect is small, and the wind noise is severe in the target room where the damper is throttled. Therefore, the variable air volume control (VAV) method was considered.
すなわち、送風機にインバーターを装着して、各対象室のダンパー開度をモニターして送風機の風量を制御させるという方法である。これにより、ある程度の省エネルギーと風切音の減少が実現できた。この方法はさらに発展し、各対象室に室内温度検知器を装備し、各対象室の室内温度情報からダンパー開度を自動的に制御し、またコントロールユニットにて演算を行って送風機の風量を制御するという方法が考えられた。このような方法の１例として、下記特許文献１に示す「空調システム」が挙げられる。
In other words, an inverter is attached to the blower, and the damper opening degree of each target chamber is monitored to control the air volume of the blower. As a result, energy saving and reduction of wind noise were achieved. This method is further developed, and each target room is equipped with an indoor temperature detector, the damper opening is automatically controlled from the indoor temperature information of each target room, and the control unit performs calculations to control the air volume of the blower. The method of controlling was considered. One example of such a method is an “air conditioning system” shown in
下記特許文献１に示す「空調システム」は空調コイルの冷温水量と送風機の送風量を両方ともインバーター制御とし、コントロールユニット（コントローラー）にて演算を行って空調コイルと送風機の総合動力を常に最小にするという方法である。確かに、このような方法において、消費電力の節減はかなりの程度達成することが可能となったが、しかし、このような方法は、現実には広く普及するに至っていない。
The “air conditioning system” shown in
その一番の問題点は、このような方法においては、コントロールユニットの部分にＣＰＵが用いられているので、特殊な制御機器と高価な制御用ソフトウェアが必要となるという点である。すなわち、コンピューター技術に精通した人間が製作する特殊な制御機器と高価な制御用ソフトウェアを、やはりコンピューター技術に精通した人間が操作するということが必要で、この点に多額の設備投資費用が嵩むものとならざるを得ないという欠点があった。 The biggest problem is that in such a method, since a CPU is used for the control unit, special control equipment and expensive control software are required. In other words, it is necessary for humans who are familiar with computer technology to operate special control equipment and expensive control software produced by humans who are familiar with computer technology. There was a drawback that it had to be.
また、各対象室には室内温度検知器と室内温度設定器とダンパーを開閉させるモーターとダンパーを組合わせたユニットが夫々必要となり、この部分にても多くの設備投資費用が必要となる。しかし、現実の工場や事業所、大規模小売店等の現場においては、ある程度の省エネルギー効果があることはわかっていても、多額の設備投資費用をかけてまで上記のような変風量（ＶＡＶ）方式を導入しようというところは少なく、結局この方式の効果は多くの人に認められていながら、広く普及するには至っていないのが現状である。 In addition, each target room requires a room temperature detector, a room temperature setter, a unit that combines a motor that opens and closes the damper, and a damper, and this part also requires a large amount of capital investment. However, in actual factories, offices, large-scale retail stores, etc., even if it is known that there is a certain level of energy saving effect, the amount of variable airflow (VAV) as described above can be spent up to a large amount of capital investment. There are few places to introduce the method, and after all the effect of this method has been recognized by many people, but it has not spread widely.
また、この変風量（ＶＡＶ）方式は、既存の空調装置に改良を施すという簡単な形で導入するのが難しいという点も、多くの工場や事業所、大規模小売店等が導入に踏み切れない大きな要因となっている。そこで、特殊な制御機器や高価なソフトウェアを用いることなく省エネルギーを実現する方法として考えられたのが、次に述べるタイマー方式である。 In addition, it is difficult to introduce this variable air volume (VAV) system in the simple form of improving existing air conditioners, and many factories, offices, large-scale retailers, etc. cannot complete the introduction. It is a big factor. Therefore, the timer method described below was considered as a method for realizing energy saving without using special control equipment or expensive software.
一般に、送風機は設計上の安全率や将来のシステム改変等を考慮して、必要な送風能力の２５％〜４０％もの過大な送風能力を有するものが選択される。したがって、無駄に消費される電力を削減させるために、この送風機の送風能力（回転数）を制御することがまず考えられる。すなわち、送風機の送風能力（回転数）をインバーターによって適宜低減させることにより、全体の消費電力を大幅に節減することを目指すものであり、この方法によって削減される電力量は、２０％〜３０％に達する。 In general, an air blower having an excessive air blowing capacity of 25% to 40% of a necessary air blowing capacity is selected in consideration of a design safety factor and future system modification. Therefore, in order to reduce the power consumed in vain, it is first considered to control the blowing capacity (rotation speed) of the blower. In other words, it aims to significantly reduce the overall power consumption by appropriately reducing the blowing capacity (rotation speed) of the blower with an inverter, and the amount of power reduced by this method is 20% to 30%. To reach.
従来は、送風機の風量制御は叙上のようにダンパーの開閉により行われていたが、これでは送風機の回転数が変わらないので消費電力の削減にはつながらない。送風機の消費電力の削減のためには、送風機の回転数を落とさねばならないので、その設定をインバーターに担わせるものであり、これによって、ダンパーに頼らずに風量の制御ができるので、ダンパーの風切音の問題も解決することとなる。 Conventionally, the air volume control of the blower has been performed by opening and closing the damper as described above. However, this does not change the rotational speed of the blower, and does not lead to a reduction in power consumption. In order to reduce the power consumption of the blower, the rotation speed of the blower must be reduced, so that the setting is handled by the inverter, which allows the air volume to be controlled without relying on the damper, so the wind of the damper The problem of noise will be solved.
図５ａ〜図５ｃは実際にある工場において、空調装置を改良していった経緯を示すが、図５ａにおいて、ラインＭで示す送風機の消費電力は１２．３１ｋｗ／ｈであり（この状態を１００％とする）、対象室内の冷房負荷が最も大となる夏場の最高温期の冷房負荷の最高値を遥かに越える送風能力で送風していたことが明らかである（ラインＦは負荷変動を示す）。そこで、送風機にインバーターを付加して（図５ｂ）送風機の消費電力を９．２７ｋｗ／ｈ（ラインＩＮＶ、約７５％）に押えることにより、約２５％の電力削減を実現した。 5a to 5c show the process of improving the air conditioner in an actual factory. In FIG. 5a, the power consumption of the blower indicated by the line M is 12.31 kw / h (this state is 100). It is clear that the air was blown with a blowing capacity far exceeding the maximum value of the cooling load in the highest temperature period in summer when the cooling load in the target room was the largest (line F shows load fluctuation) ). Therefore, by adding an inverter to the blower (FIG. 5b), the power consumption of the blower was suppressed to 9.27 kw / h (line INV, about 75%), thereby realizing a power reduction of about 25%.
しかしながら、図５ｂにて、夏場の最高温期の冷房負荷の最高値と送風機の能力は接近したが、冷房負荷の低い夜間においては送風能力がまだまだ過大であることが明らかである。したがって、対象室内の冷房負荷の変動に合わせて送風機の送風能力を制御する方法として、送風機に付加されたインバーターをタイマー制御することにより、送風能力の無駄をできるだけ低減させる方法が考えられた。 However, in FIG. 5b, although the maximum value of the cooling load in the hottest season in summer is close to the capacity of the blower, it is clear that the blowing capacity is still excessive at night when the cooling load is low. Therefore, as a method of controlling the blower capacity of the blower in accordance with the change in the cooling load in the target room, a method of reducing waste of the blower capacity as much as possible by controlling the inverter added to the blower as much as possible has been considered.
図５ｃはこの考え方によって組み上げたシステムにおける送風機の消費電力（ラインＴＭ）を表しており、送風機の能力は平均して３．７ｋｗ／ｈ（約３０％）で済み、図５ａの状態（ラインＭ）と較べると実に約７０％の電力節約となっており、図５ｂの状態（ラインＩＮＶ）と較べても約６０％の電力節約が実現されているのがわかる。 FIG. 5c shows the power consumption (line TM) of the blower in the system assembled according to this concept, and the average capacity of the blower is 3.7 kw / h (about 30%), and the state of FIG. ) Is about 70% power saving, and it can be seen that about 60% power saving is realized compared to the state of FIG. 5b (line INV).
図６は、図５ｃの状態を実現するための空調装置のシステム構成の１例である。図６にて、Ａは空調装置であり、Ｂは空調装置Ａの中心をなす空調部、Ｃは制御部、Ｒは対象室である。また、ＯＡは空調装置Ａに外気を取り入れる外気取入口、ＲＡは対象室Ｒ内の空気を空調装置Ａに還流させる還気口、ＦＡは空調装置Ａにて作られた空気を対象室Ｒ内に送風する送風口である。 FIG. 6 is an example of a system configuration of an air conditioner for realizing the state of FIG. 5c. In FIG. 6, A is an air conditioner, B is an air conditioner that forms the center of the air conditioner A, C is a controller, and R is a target room. Further, OA is an outside air inlet for taking outside air into the air conditioner A, RA is a return air outlet for returning the air in the target room R to the air conditioner A, and FA is the air created by the air conditioner A in the target room R. It is a ventilation opening which ventilates.
Ｔは還気口ＲＡの後段に設置された室内温度検知器で、還気口ＲＡから還流される空気の温度（乾球温度）、すなわち対象室Ｒ内の空気の温度（乾球温度）を検知する。また、Ｈもやはり還気口ＲＡの後段に設置された室内湿度検知器で、還気口ＲＡから還流される空気の湿度、すなわち対象室Ｒ内の空気の湿度を検知する。室内温度検知器Ｔと室内湿度検知器Ｈは、図６にては還気口ＲＡの後段に設置されているが、これらは対象室Ｒ内に設置しても同じことである。 T is an indoor temperature detector installed at the rear stage of the return air port RA. The temperature of the air recirculated from the return air port RA (dry bulb temperature), that is, the temperature of the air in the target room R (dry bulb temperature). Detect. H is also an indoor humidity detector installed at the rear stage of the return air port RA, and detects the humidity of the air recirculated from the return air port RA, that is, the humidity of the air in the target room R. Although the indoor temperature detector T and the indoor humidity detector H are installed in the rear stage of the return air port RA in FIG. 6, these are the same even if installed in the target room R.
空調部Ｂは空調コイルＢ１と送風機Ｂ２、それに、空調コイルＢ１と送風機Ｂ２の中間に置かれた加湿機Ｂ３から構成されており、空調コイルＢ１は冷水あるいは温水が内部を循環する空調コイルで、ＣＨは冷温水往管、ＲＣＨは冷温水環管である。なお、冷水あるいは温水の供給源についてはシステム外として図示していないが、冷水は図示しない冷却装置から、温水は図示しない加熱装置から供給されるものである。 The air conditioning section B is composed of an air conditioning coil B1 and a blower B2, and a humidifier B3 placed between the air conditioning coil B1 and the blower B2, and the air conditioning coil B1 is an air conditioning coil in which cold water or hot water circulates. CH is a cold / hot water outgoing pipe, and RCH is a cold / hot water ring pipe. Although the supply source of cold water or hot water is not shown outside the system, the cold water is supplied from a cooling device (not shown) and the hot water is supplied from a heating device (not shown).
冷温水環管ＲＣＨにはモーターＭ１にて駆動されるバルブＶ１が設置されており、モーターＭ１は加熱制御器ＴＣを介して室内温度検知器Ｔが検出した室内温度情報により駆動されるようになっている。また、加湿機Ｂ３は蒸気送気管Ｓから供給される蒸気を噴射するが、蒸気送気管ＳにはモーターＭ２に連結されたバルブＶ２が設置されており、モーターＭ２は加湿制御気ＨＣを介して室内湿度検知器Ｈに連結されていて、室内湿度検知器Ｈからの室内湿度情報により加湿機Ｂ３に送られる蒸気の量が制御されるという構成である。また、制御部ＣはインバーターＣ１とタイマーＣ２から構成され、インバーターＣ１は送風機Ｂ２に、タイマーＣ２はインバーターＣ１に連結されている。 A valve V1 driven by a motor M1 is installed in the cold / hot water ring RCH, and the motor M1 is driven by room temperature information detected by the room temperature detector T via a heating controller TC. ing. The humidifier B3 injects steam supplied from the steam supply pipe S. The steam supply pipe S is provided with a valve V2 connected to the motor M2, and the motor M2 is connected to the humidification control air HC. It is connected to the indoor humidity detector H, and the amount of steam sent to the humidifier B3 is controlled by the indoor humidity information from the indoor humidity detector H. Moreover, the control part C is comprised from the inverter C1 and the timer C2, the inverter C1 is connected with the air blower B2, and the timer C2 is connected with the inverter C1.
図６の空調装置Ａの作用は以下のとおりである。すなわち、外気取入口ＯＡから取入れられた外気と還気口ＲＡから流入する対象室Ｒ内の空気は混合され、空調コイルＢ１に導かれる。ここで、空調コイルＢ１内に冷水が循環している場合（夏場や中間期）には空調コイルＢ１の働きにより混合空気は冷却される。 The effect | action of the air conditioner A of FIG. 6 is as follows. That is, the outside air taken in from the outside air inlet OA and the air in the target room R flowing in from the return air port RA are mixed and guided to the air conditioning coil B1. Here, when cold water circulates in the air conditioning coil B1 (summer or intermediate period), the mixed air is cooled by the action of the air conditioning coil B1.
空調コイルＢ１で作られる空気の温度は、室内温度検知器Ｔからの温度情報によって加熱制御器ＴＣとモーターＭ１を介してバルブＶ１が制御されることにより、対象室Ｒ内の冷房負荷に応じて変動し、送風機Ｂ２によって送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送風される。送風機Ｂ２にはインバーターＣ１を介してタイマーＣ２が連結されており、送風機Ｂ２の送風能力（回転数）はインバーターＣ１とタイマーＣ２によって時間経過により変化するように設定されている。この状態を示すのが図５ｃである。 The temperature of the air produced by the air conditioning coil B1 depends on the cooling load in the target room R by controlling the valve V1 via the heating controller TC and the motor M1 according to the temperature information from the room temperature detector T. It fluctuates and is blown into the target room R from the blower opening FA by the blower B2. A timer C2 is connected to the blower B2 via an inverter C1, and the blowing capacity (rotation speed) of the blower B2 is set so as to change over time by the inverter C1 and the timer C2. This state is shown in FIG. 5c.
図３ａ〜図３ｃには対象室Ｒ内が稼動時の送風機の消費電力状態を示す。ラインＦ１〜Ｆ３は対象室Ｒ内の負荷変動を示す。稼動時とは、例えば対象室Ｒが工場等の場合には対象室Ｒ内にてなんらかの作業が行われている状態であり、対象室Ｒが大規模小売店等の場合には当該小売店の営業時間内で、対象室Ｒ内に購買客や販売スタッフが入室しており、営業が行われている状態を指す。 3a to 3c show the power consumption state of the blower when the target room R is in operation. Lines F1 to F3 indicate load fluctuations in the target room R. In operation, for example, when the target room R is a factory or the like, some work is being performed in the target room R. When the target room R is a large-scale retail store or the like, This refers to a state in which a customer or a sales staff has entered the target room R during business hours and the business is being conducted.
図３ａは夏期の状態で、対象室Ｒ内の負荷変動はラインＦ１にて示す状態となっているので、タイマーＣ２を、送風機Ｂ２の消費電力がラインＴＭ１に示す状態になるように設定する。これによりインバーターを導入しただけの送風機Ｂ２の消費電力のラインＩＮＶ１に比較して相当量の消費電力の節減となっているのが明白である（ラインＩＮＶ１を１００％とする）。同様に、図３ｂは中間期の、図３ｃは冬期の、それぞれ稼動時の消費電力状態を示すが、図３ｂにてはラインＴＭ２とラインＩＮＶ２（１００％）の比較により、図３ｂにてはラインＴＭ３とラインＩＮＶ３（１００％）の比較により、夫々相当量の消費電力の削減が実現されているのがわかる。 FIG. 3A shows a summer state, and the load fluctuation in the target room R is in the state indicated by the line F1, so the timer C2 is set so that the power consumption of the blower B2 is in the state indicated by the line TM1. As a result, it is clear that a considerable amount of power consumption is saved compared to the power consumption line INV1 of the blower B2 in which only the inverter is introduced (the line INV1 is assumed to be 100%). Similarly, FIG. 3b shows the power consumption state during operation in the intermediate period and FIG. 3c in the winter period. In FIG. 3b, the line TM2 and the line INV2 (100%) are compared. A comparison between the line TM3 and the line INV3 (100%) shows that a considerable amount of power consumption has been reduced.
また、図４ａ〜図４ｃには休業時の送風機の消費電力状態を示す。図４ａは夏期の休業日、図４ｂは中間期の休業日、図４ｃは冬期の休業日の状態である。休業時には対象室Ｒ内の負荷変動（ラインＦ４、Ｆ５、Ｆ６）が低レベルで推移するので、タイマーＣ２を、送風機Ｂ２の消費電力がラインＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６に示す状態になるように設定する。これにより、やはりインバーターを導入しただけの送風機Ｂ２の消費電力のラインＩＮＶ４（１００％）、ＩＮＶ５（１００％）、ＩＮＶ６（１００％）に比較して一定量の消費電力の節減となっているのが明白である。なお、加湿機Ｂ３は冬期にのみ用いる。 4a to 4c show the power consumption state of the blower during a holiday. FIG. 4a shows a summer holiday, FIG. 4b shows an intermediate holiday, and FIG. 4c shows a winter holiday. Since the load fluctuation (lines F4, F5, F6) in the target room R changes at a low level during the holiday, the timer C2 is set so that the power consumption of the blower B2 is as shown in the lines TM4, TM5, TM6. . As a result, the power consumption of the blower B2 that only introduces an inverter is reduced by a certain amount of power compared to the lines INV4 (100%), INV5 (100%), and INV6 (100%). Is obvious. The humidifier B3 is used only in winter.
しかしながら、図３ａ〜図３ｃ、あるいは図４ａ〜図４ｃに見るように、タイマーＣ２の設定による送風機Ｂ２の消費電力量のラインＴＭ１〜ＴＭ６は、対象室Ｒ内の負荷変動のラインＦ１〜Ｆ６と比較するとまだ乖離しており、さらなる消費電力の削減が可能である。したがって、本発明においては、送風機Ｂ２の消費電力を対象室Ｒ内の負荷変動に常時連動させた、いわば究極の節電効果を奏することのできる空調装置及び空調方法及び空調用制御装置を実現することを目的とした。 However, as seen in FIG. 3a to FIG. 3c or FIG. 4a to FIG. 4c, the lines TM1 to TM6 of the power consumption amount of the blower B2 set by the timer C2 are the load fluctuation lines F1 to F6 in the target room R. Compared to this, there is still a gap and further reduction of power consumption is possible. Therefore, in the present invention, an air conditioning apparatus, an air conditioning method, and an air conditioning control apparatus that can achieve the ultimate power saving effect by constantly linking the power consumption of the blower B2 with the load fluctuation in the target room R are realized. Aimed.
ただし、本発明が対象とするのは、さほど厳密な恒温恒湿状態を要求されない工場や事業所、大規模小売店等における空調装置及び空調方法の開発である。したがって、システム全体の構成はできる限りシンプルなものとし、特に制御機構においては特殊な制御機器や高価な制御用ソフトウェアを用いず、制御機構を可能な限り単純化して所謂コストパフォーマンス性の高い空調装置及び空調方法の開発を目指した。 However, the object of the present invention is the development of an air-conditioning apparatus and an air-conditioning method in factories, offices, large-scale retail stores, etc. that do not require a strict constant temperature and humidity condition. Therefore, the configuration of the entire system should be as simple as possible, and in particular, the control mechanism should be simplified as much as possible without using special control equipment or expensive control software. And we aimed to develop an air conditioning method.
さらに、実際に対象となる工場や事業所、大規模小売店等においては、従来の空調設備を全て廃棄して新たな空調設備を導入するということは予算の点から大きな無理がある所が多いので、既存の空調設備をできる限り生かし、既存の空調設備に最小限の改良を加えることによって最大限の消費電力の節減が可能な空調用制御装置の開発を考えたものである。すなわち、従来の空調装置の中心となる空調コイルと加湿機と送風機はそのまま生かし、これに空調用制御装置を付加して本発明の空調装置及び空調方法を実現するという考え方である。 Furthermore, in actual factories, offices, and large-scale retail stores, it is often impossible to abandon all existing air conditioning equipment and install new air conditioning equipment from the viewpoint of budget. Therefore, the development of an air-conditioning control device capable of maximizing power consumption reduction by utilizing the existing air-conditioning equipment as much as possible and adding the minimum improvement to the existing air-conditioning equipment was considered. That is, the idea is that the air conditioning coil, the humidifier, and the air blower that are the center of the conventional air conditioner are utilized as they are, and the air conditioning control device is added to the air conditioning coil and the air conditioning method of the present invention.
要するに、現在の技術水準においては、変風量制御（ＶＡＶ）方式、あるいはそれを改良した様々な方式（下記特許文献１、２にその例を示す）において、消費電力の大幅な削減を実現している例は数多い。それらは、確かに技術内容的には高度なものであるが、しかし制御機構が複雑になりすぎて、多くの工場や事業所、大規模小売店等にて実際に要求されている水準に合わなくなっているものが多いのも事実である。
In short, at the current technical level, the variable air volume control (VAV) method or various improved methods (examples of which are shown in
現実の多くの工場や事業所、大規模小売店等にては、変風量制御（ＶＡＶ）方式の利点は承知していながら、設備投資費用がかさむという点から二の足を踏んでいる所が多い。しかしながら、このような事業所が望んでいた、既存の空調設備に少々の改変を加えるだけで省エネルギーが実現できる、すなわち最小の設備投資にて望む結果を得ることのできるコストパフォーマンス性の高い空調装置あるいは空調方法は存在しなかった。従って、本発明は、そのような多くの事業所の望む空調装置及び空調方法及び空調用制御装置を実現せんとしてなされたものである。 Many actual factories, offices, large-scale retail stores, etc. are aware of the advantages of variable air volume control (VAV), but often take a second step because of the high capital investment costs. However, this kind of business has desired cost-effective air conditioners that can achieve energy savings by making a few modifications to existing air conditioning equipment, that is, achieving the desired results with minimal equipment investment. Or there was no air conditioning method. Therefore, the present invention has been made in order to realize an air conditioning apparatus, an air conditioning method, and an air conditioning control apparatus desired by many business establishments.
また、上記変風量制御（ＶＡＶ）方式や上記タイマー方式においては、夏期の空調がどうしても湿度過多になりやすく、この点を補おうとすれば、一旦冷却した空気を再熱するという余計なプロセスが必要となり、この点において大きなエネルギーロスが生ずるという欠陥が指摘される。すなわち、さほど厳密な恒温恒湿が必要とされない工場や事業所、大規模小売店等にても、従来技術においては、夏期の空調が湿度過多になるのを避けるために、結局再熱機を設けた恒温恒湿空調システムに近い空調装置が必要となるという欠陥である。 Further, in the variable air volume control (VAV) method and the timer method, the air conditioning in summer tends to be excessively humid, and if this point is to be compensated, an extra process of reheating the cooled air is necessary. Thus, a defect that a large energy loss occurs at this point is pointed out. In other words, even in factories, offices, and large-scale retail stores where strict constant temperature and humidity are not required, the conventional technology will eventually install a reheater in order to avoid excessive air conditioning in summer. It is a defect that an air conditioner close to a constant temperature and humidity air conditioning system is required.
この点を、図７ａの空気線図にて説明する。図７ａは、上記変風量制御（ＶＡＶ）方式や上記タイマー方式等の従来の方法における夏期の冷房の状態の空気線図の１例である。図７ａにて、α１は目標とする対象室内の空気の状態点であり、これはすなわち対象室から還流する空気の状態点でもある。また、α２は外気の状態点、α３はα１とα２の空気の混合気の状態点である。状態点α３の空気は空調コイルによって冷却されて飽和線に至り状態点α４の空気となる。 This point will be described with reference to the air diagram of FIG. FIG. 7a is an example of an air diagram of a cooling state in summer in a conventional method such as the variable air volume control (VAV) method and the timer method. In FIG. 7a, α1 is a target state point of air in the target room, that is, a state point of air returning from the target room. Α2 is a state point of the outside air, and α3 is a state point of the air-fuel mixture of α1 and α2. The air at the state point α3 is cooled by the air conditioning coil, reaches the saturation line, and becomes the air at the state point α4.
状態点α４の空気はさらに冷却されて状態点α５あるいはα７の空気となり、この状態点α５あるいはα７の空気が送風機から対象室内に送気される。この際、状態点α７の空気は対象室内の冷房負荷が最大の場合を示し、状態点α５の空気は対象室内の冷房負荷が最小の場合を示すとすると、実際に送気される空気は、状態点α５から状態点α７の間のいずれかの位置を占めることとなる。 The air at the state point α4 is further cooled to become air at the state point α5 or α7, and the air at the state point α5 or α7 is sent from the blower into the target room. At this time, the air at the state point α7 indicates a case where the cooling load in the target room is the maximum, and the air at the state point α5 indicates a case where the cooling load in the target room is the minimum. It occupies any position between the state point α5 and the state point α7.
状態点α１の空気の温度はτ１であり、これが即ち目標とする温度である。これに対し、対象室内の冷房負荷に応じて送気の状態点はα５からα７の範囲内となるが、これを送気温度でいうならτ２からτ３の範囲内となる。ところが、送気された空気はＳＨＦライン上を移動して目標温度τ１の空気となるので、このとき、状態点α５の空気は状態点α６となり、状態点α７の空気は状態点α８となる。この状態点α６、α８の空気は、いずれも温度はτ１で目標温度となっているものの、湿度は目標とする空気の状態点α１に比較するといずれも高めとなっている。 The temperature of the air at the state point α1 is τ1, which is the target temperature. On the other hand, the state point of the air supply is in the range of α5 to α7 according to the cooling load in the target room, but this is in the range of τ2 to τ3 in terms of the air supply temperature. However, since the supplied air moves on the SHF line and becomes air of the target temperature τ1, the air at the state point α5 becomes the state point α6 and the air at the state point α7 becomes the state point α8. The air at the state points α6 and α8 has a temperature of τ1 and a target temperature, but the humidity is higher than the target air state point α1.
したがって、上記変風量制御（ＶＡＶ）方式や上記タイマー方式等の従来の方法においては、夏期の冷房時に、温度一定にした場合どうしても湿度が高めとなる。特に、梅雨時のような高温多湿の時期にはこの傾向が著しく、図７ａにて、状態点α５〜α６の流れのようになってしまう。実際には、外気の状態点α２がさらに高湿度となるので、α６の位置は図７ａよりさらに高い位置にくる。 Therefore, in the conventional methods such as the variable air volume control (VAV) method and the timer method, the humidity is inevitably increased when the temperature is kept constant during the cooling in summer. In particular, this tendency is remarkable at the time of high temperature and high humidity such as during the rainy season, and it becomes like the flow of the state points α5 to α6 in FIG. Actually, since the outside air state point α2 becomes higher in humidity, the position of α6 is higher than that in FIG. 7a.
このような、湿度が高めになる状態を避けようとすると、結局、冷却コイルによって図７ａの状態点α９か、さらに低い状態にまで空気を過冷却させ（温度τ４）、その空気を再熱機によって温度τ２〜τ３の間にまで再熱して（場合によっては加湿も行って）送気する以外に方法がない。しかしこれでは厳密な高温恒湿状態が要求される空調方法（代表として下記特許文献３の方法を挙げる）と同様の空調方法となり、システム構成が大掛かりになり、再熱機に要する余分な電力が増加して、省エネルギーとは逆の方向にいかざるを得ない。
When trying to avoid such a high humidity state, the cooling coil eventually subcools the air to the state point α9 in FIG. 7a or lower (temperature τ4), and the air is reheated by the reheater. There is no method other than reheating to a temperature between τ2 and τ3 (in some cases, humidification is performed) and supplying air. However, this is an air conditioning method similar to the air conditioning method that requires a strict high temperature and humidity condition (typically, the method described in
したがって、上記変風量制御（ＶＡＶ）方式や上記タイマー方式等の従来の方法においては、夏期の冷房時に、温度一定にした場合どうしても湿度が高目となるのをある程度我慢するか、それとも省エネルギーを犠牲にしても厳密な恒温恒湿空調方法のように再熱機を入れて湿度を調整するか、どちらかの方法しかなかった。したがって、夏期の冷房時、特に高温多湿となる梅雨時においても再熱機を必要とせず、省エネルギーで、しかも湿度が高目にならない空調装置あるいは空調方法が希求されていたのである。 Therefore, in the conventional methods such as the variable air volume control (VAV) method and the timer method, the temperature can be tolerated to some extent if the temperature is kept constant during the cooling in summer, or energy saving is sacrificed. However, there was only one method of adjusting the humidity by putting a reheater like a strict constant temperature and humidity air conditioning method. Therefore, there has been a demand for an air-conditioning apparatus or air-conditioning method that does not require a reheater during summer cooling, especially during the rainy season when it is hot and humid, and that saves energy and does not increase humidity.
ちなみに、図７ｂは冬期における上記変風量制御（ＶＡＶ）方式や上記タイマー方式等の従来の方法の空気線図を示す。図７ｂにて、β１（温度τ５）は目標とする対象室内の空気の状態点（対象室から還流する空気の状態点）であり、β２は外気の状態点、β３はβ１とβ２の空気の混合気の状態点である。状態点β３の空気は温水を循環させる空調コイルによって加熱されて状態点β４（温度τ６）の空気、あるいは状態点β６（温度τ７）の空気となる。この際、状態点β６の空気は対象室内の暖房負荷が最大の場合を示し、状態点β４の空気は対象室内の暖房負荷が最小の場合を示すとすると、実際に加熱された後の空気は、状態点β６から状態点β４の間のいずれかの位置を占めることとなる。 Incidentally, FIG. 7b shows an air diagram of a conventional method such as the variable air volume control (VAV) method and the timer method in winter. In FIG. 7b, β1 (temperature τ5) is a target state point of air in the target chamber (state point of air recirculated from the target chamber), β2 is a state point of outside air, β3 is a state point of β1 and β2 This is the state point of the mixture. The air at the state point β3 is heated by an air-conditioning coil that circulates hot water to become air at the state point β4 (temperature τ6) or air at the state point β6 (temperature τ7). At this time, the air at the state point β6 indicates a case where the heating load in the target room is the maximum, and the air at the state point β4 indicates a case where the heating load in the target room is the minimum. Occupy any position between the state point β6 and the state point β4.
状態点β４の空気は、このままでは状態点β１の空気に較べて減湿された状態にあるので、加湿機により加湿して状態点β１の空気のＳＨＦライン上に乗せる。この空気の状態点がβ５で、このβ５の状態点の空気が対象室内に送風される。同様に、状態点β６の空気の場合は加湿されてβ７の状態点の空気となって対象室内に送風される。状態点β６から状態点β４の間に位置する空気もすべて同様である。この場合においても、送風される空気の状態点を対象室内の暖房負荷の変化に合わせて変化させるという点が、従来の方法の最大の特徴となっている。 Since the air at the state point β4 is still dehumidified as compared with the air at the state point β1, it is humidified by the humidifier and placed on the SHF line of the air at the state point β1. The air state point is β5, and the air at the β5 state point is blown into the target room. Similarly, in the case of air at the state point β6, the air is humidified and becomes air at the state point of β7 and is blown into the target room. The same applies to the air positioned between the state point β6 and the state point β4. Even in this case, the greatest feature of the conventional method is that the state point of the blown air is changed in accordance with the change in the heating load in the target room.
なお、本発明にては、対象室が複数の場合にも、室内温度検知器を複数の部屋の夫々に配置するということはせず、室内温度検知器をどこか１箇所の代表的な場所に設置するということで対応する。代表的な場所というのは、複数の対象室の中で最も稼働率の良い部屋等、現場によって異なるので、その都度現場の状況を判断して決めることとなる。従って、代表的な部屋以外は室内負荷の差によって厳密には恒温制御できない部屋も出てくるが、現実の使用に際しては殆ど問題にならない場合が大多数である。従って、本発明においては、些細な制御精度にこだわるよりも、システム全体の構成が簡素化され、各対象室に変風量ユニット等の高度な制御機器を配置するための設備投資費が削減されるメリットの方を選択したものである。
叙上より、本発明の課題を次のように設定した。
＜課題１＞
送風機の消費電力を対象室内の負荷変動に完全に連動させた、いわば究極の節電効果を奏することのできる空調装置及び空調方法を実現する。
＜課題２＞
本発明が対象とするのは、さほど厳密な恒温恒湿状態を要求されない工場や事業所、大規模小売店等における空調装置及び空調方法の開発である。したがって、システム全体の構成はできる限りシンプルなものとし、特に制御機構においては特殊な制御機器や高価なソフトウェアを用いず、制御機構を可能な限り単純化して所謂コストパフォーマンス性の高い空調装置及び空調方法の開発を目指すものとする。
＜課題３＞
実際に導入の対象となる工場や事業所、大規模小売店等においては、従来の空調設備を全て廃棄して新たな空調設備を導入するということは予算の点から大きな無理がある所が多いので、既存の空調設備の中心部である空調コイルと加湿機と送風機をできる限り生かし、最小限の改良を加えることによって最大限の消費電力の節減が可能な空調装置及び空調方法を実現できる、空調用制御装置を開発する。
＜課題４＞
従来、さほど厳密な恒温恒湿状態を要求されない工場や事業所、大規模小売店等における空調装置及び空調方法にては、夏期の冷房時に再熱機を用いないので、対象室内に送気される空気の温度は目標温度にできても、湿度が高めとなる傾向があり、特に梅雨時にはこの傾向がひどく、この傾向を改善するには再熱機を用いるしか方法がなかった。したがって、本発明においては、再熱機を用いることなく夏期の冷房時でも梅雨時でも送気される空気の湿度が高めにならないような空調装置及び空調方法及び空調用制御装置を開発する。
From the above, the subject of the present invention was set as follows.
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An air-conditioning apparatus and an air-conditioning method that can achieve the ultimate power-saving effect, in which the power consumption of the blower is completely linked to the load fluctuation in the target room.
<
The object of the present invention is the development of an air-conditioning apparatus and an air-conditioning method in factories, business offices, large-scale retail stores, etc. that do not require a strict constant temperature and humidity condition. Therefore, the configuration of the entire system should be as simple as possible. In particular, the control mechanism is simplified as much as possible without using special control equipment or expensive software, and the so-called cost-effective air conditioner and air conditioner are simplified. The development of the method shall be aimed at.
<
In factories, offices, and large-scale retail stores that are actually introduced, there are many places where it is difficult to budget all existing air-conditioning equipment and discard new air-conditioning equipment. Therefore, it is possible to realize an air conditioning apparatus and an air conditioning method capable of reducing the maximum power consumption by making the best use of the air conditioning coil, the humidifier, and the blower that are the center of the existing air conditioning equipment as much as possible. Develop control equipment for air conditioning.
<Problem 4>
Conventionally, in air conditioners and air conditioning methods in factories, offices, large-scale retail stores, etc. that do not require a strict constant temperature and humidity, air is sent into the target room because a reheater is not used during cooling in summer. Even if the air temperature can be set to the target temperature, the humidity tends to be high, and this tendency is particularly severe during the rainy season. The only way to improve this tendency is to use a reheater. Therefore, the present invention develops an air conditioning apparatus, an air conditioning method, and an air conditioning control apparatus that do not increase the humidity of the air that is sent during the cooling season or the rainy season without using a reheater.
本発明は、上記課題を解決するために、下記の解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞
対象室の温度を一定の範囲内に保持するための空調装置であって、
空調コイルと送風機から構成される空調部と、
空調コイルの能力を制御する送気温度設定器と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定器から構成される制御部と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定器に伝達する送気温度検知器と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定器に伝達する室内温度検知器と、
を備え、
送気温度設定器により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定器とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調装置。
＜解決手段２＞
対象室の温度を一定の範囲内に保持するための空調方法であって、
空調コイルと送風機から構成される空調手段と、
空調コイルの能力を制御する送気温度設定手段と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定手段から構成される制御手段と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定手段に伝達する送気温度検知手段と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定手段に伝達する室内温度検知手段と、
を備え、
送気温度設定手段により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定手段とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調方法。
＜解決手段３＞
対象室の温度を一定の範囲内に保持するための空調装置の、空調コイルと加湿機と送風機からなる空調部、に付加する空調用制御装置であって、
空調コイルの能力を制御する送気温度設定器と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定器から構成される制御部と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定器に伝達する送気温度検知器と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定器に伝達する室内温度検知器と、
を備え、
送気温度設定器により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定器とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調用制御装置。
The present invention provides the following means for solving the above-mentioned problems.
<
An air conditioner for maintaining the temperature of the target room within a certain range,
An air conditioning unit composed of an air conditioning coil and a blower;
A control unit composed of an air supply temperature setting device that controls the capacity of the air conditioning coil, and an indoor temperature setting device that controls the capacity of the blower via an inverter;
An air supply temperature detector that detects the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmits it to the air supply temperature setting device;
An indoor temperature detector that detects the temperature of the air in the target room and transmits it to the indoor temperature setter;
With
With the air supply temperature setting device, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setter and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setter via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air conditioner that maintains the temperature of a target room within a certain range.
<
An air conditioning method for keeping the temperature of a target room within a certain range,
Air conditioning means comprising an air conditioning coil and a blower;
Control means comprising air supply temperature setting means for controlling the capacity of the air conditioning coil, and room temperature setting means for controlling the capacity of the blower via the inverter;
An air supply temperature detecting means for detecting the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmitting it to the air supply temperature setting means;
An indoor temperature detecting means for detecting the temperature of the air in the target room and transmitting it to the indoor temperature setting means;
With
By the air supply temperature setting means, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setting means and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setting device via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air conditioning method characterized by holding the temperature of a target room within a certain range.
<
An air-conditioning control device that is added to an air-conditioning unit including an air-conditioning coil, a humidifier, and a blower of an air-conditioning device for keeping the temperature of a target room within a certain range,
A control unit composed of an air supply temperature setting device that controls the capacity of the air conditioning coil, and an indoor temperature setting device that controls the capacity of the blower via an inverter;
An air supply temperature detector that detects the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmits it to the air supply temperature setting device;
An indoor temperature detector that detects the temperature of the air in the target room and transmits it to the indoor temperature setter;
With
With the air supply temperature setting device, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setter and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setter via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air-conditioning control apparatus that maintains the temperature of a target room within a certain range.
本発明の解決手段１の空調装置の作用を空気線図にて示したのが図２ａ、図２ｂであるが、このうち、まず図２ａの夏期の冷房の状態の空気線図（状態点ａ１〜ａ６）を説明する。この場合、目標とする空気の状態点ａ１を、温度ｔ１とする。すると、ａ１はすなわち対象室から還流する空気の状態点ともなる。また、ａ２は外気の状態点、ａ３はａ１とａ２の空気の混合気の状態点である。
FIG. 2a and FIG. 2b show the action of the air conditioner of the
この状態で、送気温度ｔ２を決める。この送気温度ｔ２は、対象室のＳＨＦを決めれば一義的に決定される。すなわち、目標とする空気の状態点ａ１を通るＳＨＦのラインが飽和線と交わる点の温度が送気温度ｔ２となる（ＳＨＦは通常０．９〜０．９５程度に設定される）。この送気温度ｔ２は、図７ａに示すような従来の方法に比較すると、２℃〜３℃程度低めの温度となる。従って、仮に温度ｔ1を２５℃とした場合、従来は、室内の冷房負荷が大の場合でも送気温度は１６℃程度であるが、本発明における送気温度ｔ２の適正値は、上記のような理由から、夏期にては通常１４℃くらいとなる。 In this state, the air supply temperature t2 is determined. The air supply temperature t2 is uniquely determined by determining the SHF of the target room. That is, the temperature at the point where the SHF line passing through the target air state point a1 intersects the saturation line is the air supply temperature t2 (the SHF is normally set to about 0.9 to 0.95). The air supply temperature t2 is lower by about 2 ° C. to 3 ° C. than the conventional method as shown in FIG. 7a. Therefore, if the temperature t1 is 25 ° C., the air supply temperature is conventionally about 16 ° C. even when the indoor cooling load is large, but the appropriate value of the air supply temperature t2 in the present invention is as described above. For normal reasons, it is usually around 14 ℃ in summer.
状態点ａ３の混合気は空調コイルによって露点まで冷却されて状態点ａ４の空気となる。空調コイルは、送気温度設定器により温度ｔ２の空気を作るように設定されているので、この状態点ａ４の空気はさらに冷却され、温度が送気温度ｔ２となったところで状態点ａ５の空気となり、送風機に送られて対象室内に送風される。この際、送風機の送風能力は、室内温度検知器に接続された室内温度設定器（温度ｔ１に設定）とインバーターにより常に対象室内の冷房負荷に見合った風量の状態点ａ５の空気を送気するように設定されているので、対象室内には常に冷房負荷に見合った風量の状態点ａ５の空気が送気され、結果として対象室内の空気の状態点はａ１の状態、すなわち温度ｔ１の状態に保持されるものである。 The air-fuel mixture at the state point a3 is cooled to the dew point by the air conditioning coil and becomes air at the state point a4. Since the air conditioning coil is set so as to produce air at the temperature t2 by the air supply temperature setting device, the air at the state point a4 is further cooled, and the air at the state point a5 when the temperature reaches the air supply temperature t2. Then, it is sent to the blower and blown into the target room. At this time, the blowing capacity of the blower is such that the air at the state point a5 of the air volume always matching the cooling load in the target room is sent by the indoor temperature setter (set to the temperature t1) connected to the indoor temperature detector and the inverter. Therefore, the air at the airflow state point a5 corresponding to the cooling load is always supplied to the target room, and as a result, the air state point in the target room is in the state of a1, that is, the state of the temperature t1. It will be retained.
このように、本発明においては送気温度を常に一定とするので、従来の方法の空気線図（図７ａ）に比較して非常に単純な空気線図となる。また、湿度の制御は行っていないにもかかわらず、上記のようにＳＨＦにより送気温度ｔ２を決定するという方法で、除湿も同時に行われることとなり、夏期、特に梅雨時のような高温多湿の時期にも送気される空気の湿度が高めとならない。すなわち、厳密な恒温恒湿制御を行っていないにもかかわらずある程度の恒温恒湿状態が保持でき、厳密な恒温恒湿制御を要求する対象室以外のごく一般的な工場や事業所や大規模小売店等の空調装置あるいは空調方法として充分に対応できるものである。 Thus, in the present invention, since the air supply temperature is always constant, the air diagram is much simpler than that of the conventional method (FIG. 7a). In addition, although humidity control is not performed, dehumidification is also performed at the same time by the method of determining the air supply temperature t2 by SHF as described above. The humidity of the air that is sent even during the season does not increase. In other words, it is possible to maintain a certain constant temperature and humidity state even though strict temperature and humidity control is not performed, and it is a very general factory or office other than the target room that requires strict temperature and humidity control, or a large scale. It can be sufficiently used as an air conditioner or air conditioning method for retail stores.
また、本発明において、夏期の冷房時に送気温度が従来の方法より２℃〜３℃程度低めに設定されるのは、以下のような理由もある。すなわち、本発明においては、送風機の送風能力を対象室内の冷房負荷に連動させるという点から、送風機の最低出力をできるだけ下げたい。現実には、送風機の最低出力を最高出力の１５％〜３０％にまで下げたいが、この際に、送気温度が高いと、対象室内の冷房負荷の変動に対応しきれない場合もあるが、送気温度が従来の方法より２℃〜３℃程度低めにすることにより、送風機の送風能力が１５％〜３０％程度に低下しても、対象室内を恒温に維持することができる。 In the present invention, the air supply temperature is set to be lower by about 2 ° C. to 3 ° C. than that of the conventional method during cooling in summer, for the following reason. That is, in the present invention, it is desired to reduce the minimum output of the blower as much as possible from the point that the blower capacity of the blower is linked to the cooling load in the target room. In reality, the minimum output of the blower is desired to be reduced to 15% to 30% of the maximum output. At this time, if the air supply temperature is high, there may be a case where it cannot cope with the fluctuation of the cooling load in the target room. By setting the air supply temperature to be lower by about 2 ° C. to 3 ° C. than the conventional method, the target room can be maintained at a constant temperature even if the blowing capacity of the blower is reduced to about 15% to 30%.
図７ｂは冬期における暖房の際の空気線図の１例であるが、暖房の際にも基本的な考え方は同じである。目標とする空気の状態点ｂ１を、温度ｔ３とする。すると、ｂ１はすなわち対象室から還流する空気の状態点ともなる。また、ｂ２は外気の状態点、ｂ３はｂ１とｂ２の空気の混合気の状態点である。 FIG. 7b is an example of an air line diagram for heating in winter, but the basic idea is the same for heating. The target air state point b1 is defined as a temperature t3. Then, b1 is also a state point of air returning from the target chamber. Further, b2 is a state point of the outside air, and b3 is a state point of an air-fuel mixture of b1 and b2.
この状態で、送気温度ｔ４を決める。この送気温度ｔ４は、夏期の場合と異なり、ＳＨＦラインに関係なく決定されるが、本発明においては、送風機の送風能力の最低出力を冷房時と同様最高出力の１５％〜３０％としたいので、通常の空調装置の送気温度設定より２〜３℃程度高めに設定する。このようにすることにより、送風機の送風能力が１５％〜３０％程度に低下しても、対象室内を恒温に維持することができる。仮に温度ｔ３を２５℃とした場合、ｔ２の適正値は、上記のような理由から、冬期にては通常２８℃くらいとなる。 In this state, the air supply temperature t4 is determined. Unlike the summer season, this air supply temperature t4 is determined regardless of the SHF line, but in the present invention, the minimum output of the blowing capacity of the blower is set to 15% to 30% of the maximum output as in cooling. Therefore, it is set to about 2 to 3 ° C. higher than the air supply temperature setting of a normal air conditioner. By doing in this way, even if the ventilation capacity of a blower falls to about 15%-30%, a target room can be maintained at constant temperature. If the temperature t3 is 25 ° C., the appropriate value of t2 is usually about 28 ° C. in winter for the reasons described above.
状態点ｂ３の混合気は空調コイルによって加熱される。空調コイルは、送気温度設定器により温度ｔ４の空気を作るように設定されているので、空気の温度が送気温度ｔ４となったところで状態点ｂ４の空気となり、加湿機にて加湿されて状態点ｂ５の空気となって送風機から対象室内に送風される。この際、送風機の送風能力は、室内温度検知器に接続された室内温度設定器（温度ｔ３に設定）とインバーターにより常に対象室内の暖房負荷に見合った風量の状態点ｂ５の空気を送気するように設定されているので、対象室内には常に暖房負荷に見合った風量の状態点ｂ５の空気が送気され、結果として対象室内の空気の状態点はｂ１の状態、すなわち温度ｔ３の状態に保持されるものである。 The air-fuel mixture at the state point b3 is heated by the air conditioning coil. The air conditioning coil is set to produce air at a temperature t4 by the air supply temperature setting device, so when the air temperature reaches the air supply temperature t4, it becomes air at the state point b4 and is humidified by the humidifier. It becomes air of state point b5 and is blown into the target room from the blower. At this time, the air blowing capacity of the blower is such that the air at the state point b5 of the air volume always matching the heating load in the target room is sent by the indoor temperature setter (set to the temperature t3) connected to the indoor temperature detector and the inverter. Therefore, the air at the state point b5 of the air volume corresponding to the heating load is always supplied to the target room, and as a result, the air state point in the target room is in the state of b1, that is, the state of the temperature t3. It will be retained.
このように、暖房の場合には、従来の方法の空気線図（図７ｂ）に似てくるが、しかし大きな違いは、対象室内に送風される送気の温度ｔ４が常に一定であるという点である。したがって、送気温度が対象室内の暖房負荷に連動して変動する図７ｂの空気線図に比較すればごく単純な空気線図となる。 Thus, in the case of heating, it resembles the air diagram of the conventional method (FIG. 7b), but the major difference is that the temperature t4 of the air sent into the target room is always constant. It is. Therefore, it becomes a very simple air diagram as compared with the air diagram of FIG. 7b in which the air supply temperature fluctuates in conjunction with the heating load in the target room.
本発明の最大の特徴は、空調コイルの送気温度を、送気温度設定器によって一定とし、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変としたところにある。したがって、空調コイルの送気温度に関する複雑な制御が一切不要となり、運転者は、送気温度設定器に適切な数字（設定温度）を打ち込むだけで、その後の操作は一切不要である。設定温度は、夏期、中間期、冬期の３通りの設定で略年中の送気温度をカバーできるので、シーズンの変わり目ごとに適切な数字を打ち込むだけで良いという非常に簡単な操作ですむ。これで、後は室内温度設定器に希望の数字（対象室の目標温度）を打ち込めば、インバーターが送風機を制御して対象室内の冷房（暖房）負荷に見合った運転状態を実現してくれるという極めてシンプルな構成で、目的とする恒温状態の保持が可能である。 The greatest feature of the present invention is that the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device, and only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setting device via the inverter. Therefore, no complicated control regarding the air supply temperature of the air conditioning coil is required, and the driver simply inputs an appropriate number (set temperature) into the air supply temperature setting device, and no subsequent operation is required. The set temperature can be set in three ways, summer, mid-term, and winter, to cover the air supply temperature throughout the year, so you only need to input an appropriate number at each turn of the season. After that, if the desired number (target temperature of the target room) is entered into the room temperature setter, the inverter will control the blower and realize an operating state commensurate with the cooling (heating) load in the target room. With a very simple configuration, the desired constant temperature can be maintained.
このように、構成は極めてシンプルであるが、さほど厳密な恒温恒湿状態を要求しない対象室にとっては充分な空調機能を有しており、対象室内の冷房（暖房）負荷が要求する送風機の電力量に略等しい電力量で常に送風機が運転されるので、送風機の消費電力の削減は略究極的な状態にまで達しているといって良い。しかも、再熱のための加熱機がなく、さらに加湿機も冬期に用いるだけなので、この面での消費電力の削減効果も非常に大きなものがある。 In this way, the structure is very simple, but it has sufficient air conditioning function for the target room that does not require a strict constant temperature and humidity condition, and the power of the blower required by the cooling (heating) load in the target room Since the blower is always operated with the amount of electric power substantially equal to the amount, it can be said that the reduction of the power consumption of the blower has reached a substantially ultimate state. In addition, since there is no heater for reheating and the humidifier is only used in the winter, the effect of reducing power consumption in this aspect is very large.
本発明においては、対象室内の冷房（暖房）負荷が低下する中間期、あるいは夏期や中間期の夜間、冬期の日中、工場や事業所や大規模小売店等の休日において、特に著しい消費電力の削減を実現することができる。また、対象室内の作業者等の人員が減って人体負荷（人体が発する熱量）が低下したときや対象室内の照明が落とされて照明負荷（照明が発する熱量）が低下したときにも、これらの負荷の低下を即時に反映する消費電力の削減が実現される。 In the present invention, power consumption is particularly significant during the intermediate period when the cooling (heating) load in the target room is reduced, during the summer or intermediate nights, during the winter day, and during holidays such as factories, offices and large-scale retail stores. Can be realized. Also, when the number of workers such as workers in the target room decreases and the human load (the amount of heat generated by the human body) decreases, or when the lighting in the target room is reduced and the lighting load (the amount of heat generated by the light) decreases A reduction in power consumption that immediately reflects a decrease in the load on the device is realized.
本発明においては、一般的に冷房時の空調コイルからの送気温度を従来の方法に比較して２〜３℃程度低く設定する。このため、送風機の送風量を減らして送風機が使用する電力を最大使用電力の１５〜３０％程度に抑えても冷房に支障をきたすことがない。また、暖房時には逆に空調コイルからの送気温度を従来の方法に比較して２〜３℃程度高く設定する。このため、送風機の送風量を減らして送風機が使用する電力を最大使用電力の１５〜３０％程度に抑えても暖房に支障をきたすことがない。 In the present invention, the air supply temperature from the air-conditioning coil during cooling is generally set lower by about 2 to 3 ° C. than the conventional method. For this reason, even if it reduces the ventilation volume of an air blower and suppresses the electric power which an air blower uses to about 15 to 30% of the maximum electric power used, it does not cause trouble in cooling. On the contrary, during heating, the air supply temperature from the air conditioning coil is set higher by about 2 to 3 ° C. than the conventional method. For this reason, even if it reduces the ventilation volume of a fan and suppresses the electric power which a fan uses to about 15 to 30% of the maximum electric power used, it does not cause trouble in heating.
冷房時には、空気線図の飽和線と目標とする空気の状態点を通るＳＨＦのラインの交点にまで冷却した空気を送気する。このため、従来の方法のように夏期において、湿度が高めになることなく、梅雨時等高温多湿の時期においても除湿が自動的に可能となる。すなわち、再熱機を用いずとも夏期や梅雨時に除湿された空気を送気できるので、従来の装置及び方法よりはるかに簡単な装置及び方法でありながら、従来の装置及び方法ではできなかった恒温恒湿に近い制御ができる、極めて優れた装置及び方法である。 During cooling, the cooled air is sent to the intersection of the SHF line passing through the saturation line of the air diagram and the target air state point. For this reason, dehumidification can be automatically performed even in a hot and humid period such as a rainy season without increasing the humidity in summer as in the conventional method. In other words, since the dehumidified air can be sent without using a reheater in the summer or rainy season, it is much simpler than the conventional apparatus and method, but the constant temperature and constant that was not possible with the conventional apparatus and method. It is an extremely excellent apparatus and method capable of controlling near moisture.
常に対象室内の冷房（暖房）負荷に見合った適正な風量を送気するため、空調コイルにおいても消費電力の無駄が極限まで省かれる。すなわち、冷熱源においても大幅な省エネルギー化が達成できるものである。 Since an appropriate amount of air corresponding to the cooling (heating) load in the target room is always supplied, waste of power consumption can be minimized even in the air conditioning coil. That is, significant energy saving can be achieved even in a cold heat source.
制御部においては、空調コイルを送気温度設定器で制御し、送風機をインバーターを介した室内温度設定器にて制御するというだけの簡単な構成で、特殊なソフトウェアも必要としないので、制御系統にかかる経費が非常に安価となり、コストパフォーマンス性は大変に高い。すなわち、本発明によって、従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式においては不可欠とされていた特殊な制御機器と高価な制御用ソフトウェアあるいは変風量ユニット等が不要となった。しかも、既存の空調設備の必要箇所のみを改変すれば実現できる構成であるので、設備投資の費用は最小で、最大の効果を得られる構成である。 In the control unit, the air conditioning coil is controlled by the air supply temperature setting device, and the blower is controlled by the indoor temperature setting device via the inverter, and no special software is required. The cost required for this is very low, and the cost performance is very high. That is, the present invention eliminates the need for special control equipment, expensive control software, or a variable air volume unit, which are indispensable in the conventional variable air volume control (VAV) system. And since it is the structure which can be implement | achieved if only the required location of the existing air-conditioning equipment is changed, the cost of capital investment is the structure which can obtain the maximum effect.
本発明の空調装置あるいは空調方法あるいは空調用制御装置の具体的な設計は、ごく一般的な能力を有する空調制御業者にて充分対応が可能であり、特殊な制御技術に関する知識や制御ソフトウェアの設計に関する知識等を必要としない。また、制御部における制御機器、すなわち、送気温度設定器や室内温度設定器は、例えばＰＩＤオートチューニング方式のデジタル指示調節計のような簡単な構成のもので充分なので、通常の制御盤製造業者による製作が可能であり、市販のデジタル指示調節計を用いることもできる。 The specific design of the air-conditioning apparatus, air-conditioning method or air-conditioning control apparatus of the present invention can be sufficiently handled by an air-conditioning control company having a very general capacity, and knowledge on special control technology and control software design Does not require knowledge about In addition, the control device in the control unit, that is, the air supply temperature setter and the room temperature setter is sufficient to have a simple configuration such as a PID auto-tuning digital indicating controller. And a commercially available digital indicating controller can be used.
本発明の解決手段３の空調用制御装置においては、既存の空調装置の心臓部である空調コイルと加湿機と送風機はそのまま活かして、これに本発明の上記空調用制御装置を付加するだけで本発明の解決手段１の空調装置を実現することができる。したがって、新たな設備投資費用が最小限にて済み、極めて効率的である。また、本発明の上記空調用制御装置の取付工事も極めて簡単で、コンピューターに関する知識や技術等高度な技術は必要なく、通常の技術を有する空調機業者であれば誰でも取付工事を行うことが可能である。
In the air conditioning control device of
本発明においては、風量制御にダンパーを用いないので、ダンパーの風切音の問題が発生しない。 In the present invention, since a damper is not used for air volume control, the problem of wind noise of the damper does not occur.
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施例１は、本発明の解決手段１に記載の空調装置の１実施例であり、また本発明の解決手段２に記載の空調方法を実施するための１実施例である。また、実施例１から空調部を除けば、本発明の解決手段３に記載の空調用制御装置の１実施例となる。なお、当然のことながら、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, Example 1 shown below is 1 Example of the air conditioning apparatus as described in the solution means 1 of this invention, and is 1 Example for implementing the air-conditioning method as described in the solution means 2 of this invention. . Moreover, if an air conditioning part is excluded from Example 1, it will become 1 Example of the control apparatus for an air conditioning as described in the solution means 3 of this invention. Of course, the present invention is not limited to the following examples.
＜実施例１の構成＞
図１に本発明の実施例１の構成を示す。図１にて、１は実施例１の空調装置であり、２は空調装置１の中心をなす空調部、３は制御部、Ｒは対象室である。また、ＯＡは空調装置１に外気を取り入れる外気取入口、ＲＡは対象室Ｒ内の空気を空調装置１に還流させる還気口、ＦＡは空調装置１にて作られた空気を対象室Ｒ内に送風する送風口である。
<Configuration of Example 1>
FIG. 1 shows the configuration of
Ｔ１は還気口ＲＡの後段に設置された室内温度検知器で、還気口ＲＡから還流される空気の温度（乾球温度）、すなわち対象室Ｒ内の空気の温度（乾球温度）を検知する。また、Ｈもやはり還気口ＲＡの後段に設置された室内湿度検知器で、還気口ＲＡから還流される空気の湿度、すなわち対象室Ｒ内の空気の湿度を検知する。室内温度検知器Ｔ１と室内湿度検知器Ｈは、図１にては還気口ＲＡの後段に設置されているが、これらは対象室Ｒ内に設置しても同じことである。また、Ｔ２は送風口ＦＡの前段に設置された送気温度検知器で、送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送気される空気の温度（乾球温度）を検知する。 T1 is an indoor temperature detector installed at the rear stage of the return air port RA. The temperature of the air recirculated from the return air port RA (dry bulb temperature), that is, the temperature of the air in the target room R (dry bulb temperature). Detect. H is also an indoor humidity detector installed at the rear stage of the return air port RA, and detects the humidity of the air recirculated from the return air port RA, that is, the humidity of the air in the target room R. Although the room temperature detector T1 and the room humidity detector H are installed at the rear stage of the return air port RA in FIG. 1, they are the same even if installed in the target room R. T2 is an air supply temperature detector installed in front of the air outlet FA, and detects the temperature (dry bulb temperature) of air supplied from the air outlet FA into the target chamber R.
空調部２は空調コイル２１と送風機２２、それに、空調コイル２１と送風機２２の中間に置かれた加湿機２３から構成されており、空調コイル２１は冷水あるいは温水が内部を循環する空調コイルで、ＣＨは冷温水往管、ＲＣＨは冷温水環管である。なお、冷水あるいは温水の供給源についてはシステム外として図示していないが、冷水は図示しない冷却装置から、温水は図示しない加熱装置から供給されるものである。
The
冷温水環管ＲＣＨにはモーターＭ１にて駆動されるバルブＶ１が設置されており、モーターＭ１は送気温度検知器Ｔ２が検出した送気温度情報により駆動されるようになっている。また、加湿機２３は蒸気送気管Ｓから供給される蒸気を噴射するが、蒸気送気管ＳにはモーターＭ２に連結されたバルブＶ２が設置されており、モーターＭ２は加湿制御気ＨＣを介して室内湿度検知器Ｈに連結されていて、室内湿度検知器Ｈからの室内湿度情報により加湿機２３に送られる蒸気の量が制御されるという構成である。
A valve V1 driven by a motor M1 is installed in the cold / hot water ring tube RCH, and the motor M1 is driven by air supply temperature information detected by an air supply temperature detector T2. The
また、制御部３は室内温度設定器３１、送気温度設定器３２、インバーター３３から構成され、室内温度設定器３１は室内温度検知器Ｔ１とインバーター３３に連結され、インバーター３３は送風機２２に連結され、送気温度設定器３２は送気温度検知器Ｔ２とモーターＭ１に連結されている。
The
室内温度設定器３１、送気温度設定器３２は、例えば、ＰＩＤオートチューニング方式の小形デジタル指示調節計等を用いることができる。ＰＩＤとは「微積分比例」の略（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）で、ＰＩＤ制御とは、現在値と設定値の偏差に比例した出力を出すＰ動作（Proportional Action）と、偏差の積分に比例する出力を出すＩ動作（Integral Action）と、偏差の微分に比例した出力を出すＤ動作（DerivativeAction）の和を出力し、目標値に向かって制御することをいう（詳細は、前記非特許文献１を参照されたい）。
As the room
また、加湿制御機ＨＣは室内湿度検知器Ｈが出す湿度情報を、モーターＭ２を駆動させるための電気信号に変換する装置で、対象室Ｒ内の空気の湿度を一定の値に設定する機能を有しており、やはりＰＩＤオートチューニング方式の小形デジタル指示調節計等を用いることができる。さらに、送風機２２のモーター（図示せず）がインバーター対応モーターである場合には、インバーター出力の下限を１５Ｈｚまで下げることが可能となる。送風機２２のモーター（図示せず）が汎用モーターである場合には、該汎用モーターの保護、送気の静圧確保、対象室内の換気回数の確保のため、インバーター出力の下限の目安を３０Ｈｚとする。
Further, the humidification controller HC is a device that converts humidity information output from the indoor humidity detector H into an electrical signal for driving the motor M2, and has a function of setting the humidity of the air in the target room R to a constant value. It is possible to use a PID auto-tuning type small digital indicating controller or the like. Furthermore, when the motor (not shown) of the
また、この場合に、回路にインバーター出力の下限設定値（上記では１５Ｈｚあるいは３０Ｈｚ）以下の風量の送風の要求が来たときに対応する方法としては、回路に「下限切換装置」（図示せず）を設置しておき、上記下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに自動的に従来の「吹出し温度変動方式」、すなわち、空調コイル２１から送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換えるという手段が考えられる。無論、この場合には、室内温度検知器Ｔ１で検知した室内温度情報は、室内温度設定器３１からモーターＭ１に送られるように切り換えられるものである（図１の２点鎖線の経路）。
In this case, as a method to cope with a request for blowing air with an air flow rate below the inverter output lower limit set value (15 Hz or 30 Hz in the above case), a “lower limit switching device” (not shown) is provided in the circuit. ) Is installed, and when the air flow of the air volume below the lower limit set value is requested, the conventional “blowing temperature fluctuation method”, that is, the temperature of the air supplied from the air-
また、対象室Ｒの性格によっては、一定の換気必要量を要求される場合もある。この場合には、送風機２２の下限回転周波数を設定しておき、該下限回転周波数以下にはならないようにインバーターに保護回路を設定しておくという方法にて対応が可能である。そして、この場合に、送風機２２の回転が上記下限回転周波数に達した場合には、上記のように自動的に従来の「吹出し温度変動方式」、すなわち、空調コイル２１から送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換わり、運転が継続されるものである。
In addition, depending on the nature of the target room R, a certain amount of ventilation may be required. In this case, it is possible to cope with this by setting a lower limit rotation frequency of the
＜実施例１の作用＞
図１の空調装置１の作用は以下のとおりである。すなわち、外気取入口ＯＡから取入れられた外気と還気口ＲＡから流入する対象室Ｒ内の空気は混合され、空調コイル２１に導かれる。ここで、空調コイル２１内に冷水が循環している場合（夏期や中間期）には空調コイル２１の働きにより混合空気は冷却される。空調コイル２１で作られる空気の温度は、送気温度検知器Ｔ２からの送気温度情報によって送気温度設定器３２とモーターＭ１を介してバルブＶ１が制御されることにより、一定の温度に保持され、送風機２２によって送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送風される。
<Operation of Example 1>
The operation of the
送風機２２にはインバーター３３を介して室内温度設定器３１が連結されており、送風機２２の送風能力は室内温度検知器Ｔ１の室内温度情報を受ける室内温度設定器３１とインバーター３３により、対象室Ｒ内の冷房負荷に見合った量の空気を送気するように設定されている。すなわち、空調コイル２１から送気される空気の温度は一定であるので、対象室Ｒ内の冷房負荷が大になれば送風機２２から送風される空気の量も大となり、対象室Ｒ内の冷房負荷が小となれば送風機２２から送風される空気の量も小となる。この場合の空気線図は、１例として図２ａに示すようなものとなるが、図２ａの説明は前述のとおりであるので省略する。
An indoor
空調コイル２１内に温水が循環している場合（冬期）には空調コイル２１の働きにより混合空気は加熱される。空調コイル２１で作られる空気の温度は、送気温度検知器Ｔ２からの送気温度情報によって送気温度設定器３２とモーターＭ１を介してバルブＶ１が制御されることにより、一定の温度に保持され、空調コイル２１の後段に置かれた加湿機２３により加湿されて、送風機２２によって送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送風される。加湿機２３の蒸気送気管Ｓから供給される蒸気の量はモーターＭ２により駆動されるバルブＶ２により調節されるが、モーターＭ２は加湿制御器ＨＣを介して設置された室内湿度検知器Ｈの検知する室内湿度情報により制御されるので、加湿機２３は結局対象室Ｒ内の湿度情報により制御され、対象室Ｒ内の空気を目標とする湿度に維持するように働くものである。
When hot water is circulating in the air conditioning coil 21 (in winter), the mixed air is heated by the action of the
送風機２２にはインバーター３３を介して室内温度設定器３１が連結されており、送風機２２の送風能力は室内温度検知器Ｔ１の室内温度情報を受ける室内温度設定器３１とインバーター３３により、対象室Ｒ内の暖房負荷に見合った量の空気を送気するように設定されている。すなわち、空調コイル２１から送気される空気の温度は一定であるので、対象室Ｒ内の暖房負荷が大になれば送風機２２から送風される空気の量も大となり、対象室Ｒ内の暖房負荷が小となれば送風機２２から送風される空気の量も小となる。この場合の空気線図は、１例として図２ｂに示すようなものとなるが、図２ｂの説明は前述のとおりであるので省略する。
An indoor
図３ａ〜図３ｃには対象室Ｒ内が稼動時の送風機２２の消費電力状態を示す。稼動時とは、前述のように、対象室Ｒが工場等の場合には対象室Ｒ内にてなんらかの作業が行われている状態であり、対象室Ｒが大規模小売店等の場合には当該小売店の営業時間内で、対象室Ｒ内に購買客や販売スタッフが入室しており、営業が行われている状態を指す。
3a to 3c show the power consumption state of the
図３ａは夏期の状態で、対象室Ｒ内の負荷変動はラインＦ１にて示す状態となっているが、送風機２２は常に対象室Ｒ内の負荷変動に見合うだけの量の空気を送気するので、送風機２２の消費電力はラインＫ１に示すように、ラインＦ１と一致する。これにより、インバーターを導入しただけの消費電力のラインＩＮＶ１に比較して相当量の消費電力の節減となっているのは勿論、タイマーＣ２（図６参照）を導入した場合の消費電力のラインＴＭ１に比較しても消費電力の節減になっていることがわかる。
FIG. 3A shows a state in the summer, and the load fluctuation in the target room R is in the state indicated by the line F1, but the
同様に、図３ｂは中間期の、図３ｃは冬期の、それぞれ稼動時の消費電力状態を示すが、図３ｂにてはラインＴＭ２とラインＫ２の比較により、図３ａの状態よりさらに消費電力の節減量が大きいことがわかる。同様、図３ｃにてもラインＴＭ３とラインＫ３の比較により、消費電力の削減が実現されているのが明らかである。このように、実施例１にては、年間を通じてタイマーＣ２（図６参照）を導入した場合に較べてもさらなる消費電力の削減が実現されているが、特に対象室Ｒ内の冷房負荷が小となる中間期において、大幅な消費電力の削減がなされていることがわかる。送風機２２のモーター（図示せず）の消費電力は、変化分の風量の３乗に比例して増減するので、冷房負荷が小となる時期には、実施例１の装置及び方法の実施により、飛躍的な消費電力の削減が実現されるものである。
Similarly, FIG. 3b shows the power consumption state during operation in the intermediate period and FIG. 3c in the winter period. In FIG. 3b, the power consumption is further increased from the state in FIG. 3a by comparing the lines TM2 and K2. It can be seen that the amount of savings is large. Similarly, in FIG. 3c, it is clear that the power consumption is reduced by comparing the line TM3 and the line K3. As described above, in the first embodiment, the power consumption is further reduced as compared with the case where the timer C2 (see FIG. 6) is introduced throughout the year, but the cooling load in the target room R is particularly small. It can be seen that power consumption has been significantly reduced during the interim period. Since the power consumption of the motor (not shown) of the
また、図４ａ〜図４ｃには休業時の送風機の消費電力状態を示す。図４ａは夏期の休業日、図４ｂは中間期の休業日、図４ｃは冬期の休業日の状態である。休業時においても、送風機２２の消費電力のラインＫ４、Ｋ５、Ｋ６は、負荷変動のラインＦ４、Ｆ５、Ｆ６と夫々一致するので、消費電力の削減は究極まで行われていることとなる。特に、夜間や中間期など、室内の冷房負荷が小となる場合に消費電力の削減幅が著しい。また、冬期（図４ｃ）においては、夏期（図４ａ）や中間期（図４ｂ）とは逆に、日中の時間帯において消費電力の削減幅が大となる。
4a to 4c show the power consumption state of the blower during a holiday. FIG. 4a shows a summer holiday, FIG. 4b shows an intermediate holiday, and FIG. 4c shows a winter holiday. Even during a holiday, the power consumption lines K4, K5, and K6 of the
本発明の空調装置及び空調方法及び空調用制御装置は、厳密な恒温恒湿を要求されない工場や事業所、大規模小売店等において、簡単で大幅な消費電力の削減が可能な、所謂コストパフォーマンス性の非常に高い空調装置及び空調方法及び空調用制御装置として、幅広く利用される可能性を充分に有するものである。 The air-conditioning apparatus, air-conditioning method, and air-conditioning control apparatus of the present invention are so-called cost performance that can easily and drastically reduce power consumption in factories, offices, large-scale retail stores, etc. that do not require strict constant temperature and humidity. As an air conditioner, an air conditioning method, and an air conditioning control apparatus having a very high performance, the air conditioner has a possibility of being widely used.
従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式やその改良方式においては、特殊な制御機器や高価なソフトウェアが必要で、設備投資費用が嵩むため、工場や事業所、大規模小売店等での導入が一向に進展していないのが現状である。このような現場においては、簡単で設備投資費が安く、現状の空調装置に多少の改良を施すだけで充分な恒温空調ができ、しかも大幅な消費電力の削減が実現できる空調装置あるいは空調方法が真剣に希求されていたわけであるが、本発明の空調装置及び空調方法及び空調用制御装置は、そのような現場の声に充分に応え得るものとして、今後の大幅な産業寄与が大いに期待できるものである。 The conventional variable air volume control (VAV) method and its improved methods require special control equipment and expensive software, and capital investment costs increase, making it easier to introduce in factories, offices, large-scale retail stores, etc. The current situation is not progressing. In such a field, there is an air conditioner or air conditioning method that is simple and cheap in capital investment, can be used for constant temperature air conditioning by simply making some improvements to the current air conditioner, and can achieve a significant reduction in power consumption. Although seriously sought after, the air-conditioning apparatus, air-conditioning method, and air-conditioning control apparatus according to the present invention can fully meet the demands of the field, and can greatly contribute to the future of industry. It is.
１ 空調装置
２ 空調部
２１ 空調コイル
２２ 送風機
２３ 加湿機
３ 制御部
３１ 室内温度設定器
３２ 送気温度設定器
３３ インバーター
Ａ 空調装置
Ｂ 空調部
Ｂ１ 空調コイル
Ｂ２ 送風機
Ｂ３ 加湿機
Ｃ 制御部
Ｃ１ インバーター
Ｃ２ タイマー
ＣＨ 冷温水往管
Ｆ ライン
Ｆ１ ライン
Ｆ２ ライン
Ｆ３ ライン
Ｆ４ ライン
Ｆ５ ライン
Ｆ６ ライン
ＦＡ 送風口
Ｈ 室内湿度検知器
ＨＣ 加湿制御器
ＩＮＶ ライン
ＩＮＶ１ ライン
ＩＮＶ２ ライン
ＩＮＶ３ ライン
ＩＮＶ４ ライン
ＩＮＶ５ ライン
ＩＮＶ６ ライン
Ｋ１ ライン
Ｋ２ ライン
Ｋ３ ライン
Ｋ４ ライン
Ｋ５ ライン
Ｋ６ ライン
Ｍ ライン
Ｍ１ モーター
Ｍ２ モーター
ＯＡ 外気取入口
ＲＣＨ 冷温水環管
Ｒ 対象室
ＲＡ 還気口
Ｓ 蒸気送気管
Ｔ 室内温度検知器
Ｔ１ 室内温度検知器
Ｔ２ 送気温度検知器
ＴＣ 加熱制御器
ＴＭ ライン
ＴＭ１ ライン
ＴＭ２ ライン
ＴＭ３ ライン
ＴＭ４ ライン
ＴＭ５ ライン
ＴＭ６ ライン
Ｖ１ バルブ
Ｖ２ バルブ
ａ１ 状態点
ａ２ 状態点
ａ３ 状態点
ａ４ 状態点
ａ５ 状態点
ｂ１ 状態点
ｂ２ 状態点
ｂ３ 状態点
ｂ４ 状態点
ｂ５ 状態点
ｔ１ 温度
ｔ２ 温度
ｔ３ 温度
ｔ４ 温度
α１ 状態点
α２ 状態点
α３ 状態点
α４ 状態点
α５ 状態点
α６ 状態点
α７ 状態点
α８ 状態点
α９ 状態点
β１ 状態点
β２ 状態点
β３ 状態点
β４ 状態点
β５ 状態点
β６ 状態点
β７ 状態点
τ１ 温度
τ２ 温度
τ３ 温度
τ４ 温度
τ５ 温度
τ６ 温度
τ７ 温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioner 2 Air conditioning part 21 Air conditioning coil 22 Blower 23 Humidifier 3 Control part 31 Indoor temperature setter 32 Air supply temperature setter 33 Inverter A Air conditioner B Air conditioning part B1 Air conditioning coil B2 Blower B3 Humidifier C Control part C1 Inverter C2 Timer CH Cold / Hot Water Outlet F Line F1 Line F2 Line F3 Line F4 Line F5 Line F6 Line FA Blower H Indoor Humidity Detector HC Humidification Controller INV Line INV1 Line INV2 Line INV3 Line INV4 Line INV5 Line INV6 Line K1 Line K2 Line K3 line K4 line K5 line K6 line M line M1 motor M2 motor OA outside air inlet RCH cold / hot water ring R target room RA return air outlet S steam supply pipe T indoor temperature detector T1 indoor temperature Intelligent device T2 Air supply temperature detector TC Heating controller TM line TM1 line TM2 line TM3 line TM4 line TM5 line TM6 line V1 valve V2 valve a1 state point a2 state point a3 state point a4 state point a5 state point b1 state point b2 state Point b3 State point b4 State point b5 State point t1 Temperature t2 Temperature t3 Temperature t4 Temperature α1 State point α2 State point α3 State point α4 State point α5 State point α6 State point α7 State point α8 State point α9 State point β1 State point β2 State Point β3 state point β4 state point β5 state point β6 state point β7 state point τ1 temperature τ2 temperature τ3 temperature τ4 temperature τ5 temperature τ6 temperature τ7 temperature
Claims (3)
空調コイルと送風機から構成される空調部と、
空調コイルの能力を制御する送気温度設定器と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定器から構成される制御部と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定器に伝達する送気温度検知器と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定器に伝達する室内温度検知器と、
を備え、
送気温度設定器により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定器とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調装置。 An air conditioner for maintaining the temperature of the target room within a certain range,
An air conditioning unit composed of an air conditioning coil and a blower;
A control unit composed of an air supply temperature setting device that controls the capacity of the air conditioning coil, and an indoor temperature setting device that controls the capacity of the blower via an inverter;
An air supply temperature detector that detects the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmits it to the air supply temperature setting device;
An indoor temperature detector that detects the temperature of the air in the target room and transmits it to the indoor temperature setter;
With
With the air supply temperature setting device, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setter and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setter via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air conditioner that maintains the temperature of a target room within a certain range.
空調コイルと送風機から構成される空調手段と、
空調コイルの能力を制御する送気温度設定手段と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定手段から構成される制御手段と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定手段に伝達する送気温度検知手段と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定手段に伝達する室内温度検知手段と、
を備え、
送気温度設定手段により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定手段とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調方法。 An air conditioning method for keeping the temperature of a target room within a certain range,
Air conditioning means comprising an air conditioning coil and a blower;
Control means comprising air supply temperature setting means for controlling the capacity of the air conditioning coil, and room temperature setting means for controlling the capacity of the blower via the inverter;
An air supply temperature detecting means for detecting the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmitting it to the air supply temperature setting means;
An indoor temperature detecting means for detecting the temperature of the air in the target room and transmitting it to the indoor temperature setting means;
With
By the air supply temperature setting means, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setting means and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setting device via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air conditioning method characterized by holding the temperature of a target room within a certain range.
空調コイルの能力を制御する送気温度設定器と、インバーターを介して送風機の能力を制御する室内温度設定器から構成される制御部と、
送風機から対象室内に送風される空気の温度を検知して送気温度設定器に伝達する送気温度検知器と、
対象室内の空気の温度を検知して室内温度設定器に伝達する室内温度検知器と、
を備え、
送気温度設定器により、空調コイルで作られる空気の温度を一定に保持し、すなわち、空調コイルの送気温度を送気温度設定器によって一定とし、
送気温度を、送風機の最低出力が最高出力の１５％〜３０％に低下しても対象室内を恒温に維持することができるように設定し、
室内温度設定器とインバーターにより、対象室内の冷房負荷あるいは暖房負荷に合わせて送風機の送風能力を変化させて、送風機の風量だけを、インバーターを介した室内温度設定器によって可変とし、
回路にインバーター出力の下限設定値以下の風量の送風の要求が来たときに空調コイルから送気される空気の温度を室内負荷に対応させて変化させる方式に切り換える下限切換装置を設置し、
対象室の温度を一定の範囲内に保持することを特徴とする空調用制御装置。 An air-conditioning control device that is added to an air-conditioning unit including an air-conditioning coil, a humidifier, and a blower of an air-conditioning device for keeping the temperature of a target room within a certain range,
A control unit composed of an air supply temperature setting device that controls the capacity of the air conditioning coil, and an indoor temperature setting device that controls the capacity of the blower via an inverter;
An air supply temperature detector that detects the temperature of the air blown from the blower into the target room and transmits it to the air supply temperature setting device;
An indoor temperature detector that detects the temperature of the air in the target room and transmits it to the indoor temperature setter;
With
With the air supply temperature setting device, the temperature of the air produced by the air conditioning coil is kept constant, that is, the air supply temperature of the air conditioning coil is made constant by the air supply temperature setting device,
Set the air supply temperature so that the target room can be maintained at a constant temperature even if the minimum output of the blower drops to 15% to 30% of the maximum output,
By changing the air blowing capacity of the blower according to the cooling load or heating load in the target room by the indoor temperature setter and the inverter, only the air volume of the blower is made variable by the indoor temperature setter via the inverter,
Installed a lower limit switching device that switches to a system that changes the temperature of the air sent from the air conditioning coil according to the indoor load when a request for air flow below the lower limit set value of the inverter output is received in the circuit,
An air-conditioning control apparatus that maintains the temperature of a target room within a certain range.
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