(57)【要約】 【課題】  複数の空調対象空間の空気を個別に調和することができ、消費電力を削減することができる空気調和装置を提供する。【解決手段】  空気調和装置１０を構成する状態調節手段１２から吐出される空気が、空気供給手段１３によって各空調対象空間１１に供給される。空気供給手段１３は、負荷検出手段１５によって検出される各空調対象空間１１の空調負荷に基づいて、各空調対象空間１１への供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、制御手段１６によって制御される。これによって各空調対象空間１１の空気の状態は、所望の状態、たとえば設定された温度となるように個別に制御される。このように各空調対象空間１１に供給される供給流量は、各空調対象空間１１の空調負荷に応じて制御されるので、無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。【選択図】      図１
2006078066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空調対象空間の空気を調和するための空気調和装置であって、
空気の状態を予め設定される設定状態に調節する状態調節手段と、
状態調節手段から吐出される空気を、各空調対象空間への供給流量を個別に制御可能に、各空調対象空間に供給する空気供給手段と、
各空調対象空間の空調負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間への供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、空気供給手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
各空調対象空間からの排出流量を個別に制御可能に、各空調対象空間の空気を排出させて状態調節手段に導く空気排出手段と、
制御手段は、負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、空気排出手段を制御することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
制御手段は、各空調対象空間における供給流量と排出流量とが一致するように、空気供給手段および空気排出手段を制御することを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
【請求項４】
複数の空調対象空間の空気を調和するための空気調和装置であって、
空気の状態を予め設定される設定状態に調節する状態調節手段と、
状態調節手段から吐出される空気を各空調対象空間に供給する空気供給手段と、
各空調対象空間からの排出流量を個別に制御可能に、各空調対象空間の空気を排出させて状態調節手段に導く空気排出手段と、
各空調対象空間の空調負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、空気排出手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の室内などの空調対象空間の空気を調和する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、第１の従来の技術の空気調和装置１の構成を模式的に示す平面図である。空気調和装置１が備える空調機２は、３つの空調対象空間３ａ〜３ｃ、たとえば室内の空気の温度を調節する。空調機２から空調対象空間３ａ〜３ｃへの空気の供給は、空調機２が備える送風機によって行われ、この送風機は電動機によって駆動される。
【０００３】
送風機は、空調機２から３つの空調対象空間３ａ〜３ｃへ供給される空気の供給流量が常に一定の流量となるように構成され、送風機の電動機は、常に定格出力で駆動されている。各空調対象空間３ａ〜３ｃには温度センサがそれぞれ設けられ、温度センサが検出した温度に基づいて、空調機２の空気の温度を制御している。これによって各空調対象空間３ａ〜３ｃの空気の温度が、所望の温度となるように調節される。
【０００４】
第２の従来の技術は、第１の従来の技術と類似しており、各空調対象空間への供給流量を各空調対象空間毎に個別に調整するために、空調機から各空調対象空間へ空気を導く給気ダクトに、各空調対象空間毎に個別にモーターダンパーが設けられる。このモーターダンパーの開閉状態を各空調対象空間にて検出される温度に基づいて制御して、各空調対象空間毎に個別に供給流量を調節し、温度を制御している。
【０００５】
第３の従来の技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される技術では、空調機、排風機、送風機および冷温水ポンプの各電動機の回転を、電圧型ＰＷＭ（
Pulse Width Modulation）インバータによって制御している。インバータを用いて、空気調和機、排風機、送風機および冷温水ポンプの各電動機の回転を、各電動機の負荷容量に基づいて個別に制御し、消費電力の削減を達成している。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５８３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の店舗および事務所などが入居するオフィスビルなどとも呼ばれる建物は、高度情報化、機能の重装備化および室内環境の向上によって、エネルギ消費が増加している。省エネルギーセンターの統計値によれば、建物に設けられる空調システムの消費電力は、建物全体で消費される電力の約４０〜５０％を占めている。したがって空調システムの消費電力を削減することによって、建物全体の省エネルギ化を図る上で大きく寄与することができるため、空調システムの消費電力を削減するための技術の開発が求められている。
【０００８】
前述の第１および第２の従来の技術では、空調システムが稼働中は、送風機の電動機が定格出力で駆動される。このように電動機が定格出力で駆動されるので、空調システムの電力の消費が大きくなっている。また前述の第２の従来の技術では、空調機から各空調対象空間に空気を導く給気ダクトに、個別にモーターダンパーが設けられるので給気ダクトにおける空気の流れには、モーターダンパーによって常に流動抵抗が発生し、この流動抵抗は送風機を駆動する電動機の動力負荷となり、無駄に電力が消費されてしまうという問題がある。
【０００９】
前述の第３の従来の技術では、送風機を駆動する電動機の回転を、インバータによって、送風機の負荷に応じて制御するように構成されるが、複数の空調対象空間の各空調負荷に応じて、送風機によって送られる空気を各空調対象空間毎に個別に調整することができない。これによって送風機の電動機の電力を大きく削減することができない。
【００１０】
したがって本発明の目的は、複数の空調対象空間の空気を個別に調和することができ、消費電力を削減することができる空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の空調対象空間の空気を調和するための空気調和装置であって、
空気の状態を予め設定される設定状態に調節する状態調節手段と、
状態調節手段から吐出される空気を、各空調対象空間への供給流量を個別に制御可能に、各空調対象空間に供給する空気供給手段と、
各空調対象空間の空調負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間への供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、空気供給手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする空気調和装置である。
【００１２】
本発明に従えば、状態調節手段から吐出される空気が、空気供給手段によって各空調対象空間に供給される。空気供給手段は、負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間への供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、制御手段によって制御される。これによって各空調対象空間の空気の状態は、所望の状態となるように個別に制御される。このように各空調対象空間に供給される供給流量は、各空調対象空間の空調負荷に応じて制御されるので、前述の従来の技術のように、各空調対象空間の空調負荷に関係なく、各空調対象空間に互いに等しい供給流量の空気を供給する装置に比べて無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。
【００１３】
また本発明は、各空調対象空間からの排出流量を個別に制御可能に、各空調対象空間の空気を排出させて状態調節手段に導く空気排出手段と、
制御手段は、負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、空気排出手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、各空調対象空間の空気が、空気排出手段によって排出されて状態調節手段に導かれる。空気排出手段は、負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、制御手段によって制御される。これによって各空調対象空間の空気の状態がより高精度に所望の状態となるように、個別に制御することができる。このように各空調対象空間から排出される排出流量は、各空調対象空間の空調負荷に応じて制御されるので、さらに無駄な電力の消費を少なくすることができる。
【００１５】
さらに本発明は、制御手段は、各空調対象空間における供給流量と排出流量とが一致するように、空気供給手段および空気排出手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、空気供給手段および空気排出手段は、各空調対象空間における供給流量と排出流量とが一致するように制御される。これによって各空調対象空間における空気は、滞ることなく円滑に循環することができるので、各空調対象空間の空気の状態を効率的に所望の状態にすることができる。
【００１７】
さらに本発明は、複数の空調対象空間の空気を調和するための空気調和装置であって、
空気の状態を予め設定される設定状態に調節する状態調節手段と、
状態調節手段から吐出される空気を各空調対象空間に供給する空気供給手段と、
各空調対象空間からの排出流量を個別に制御可能に、各空調対象空間の空気を排出させて状態調節手段に導く空気排出手段と、
各空調対象空間の空調負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、空気排出手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする空気調和装置である。
【００１８】
本発明に従えば、状態調節手段から吐出される空気が、空気供給手段によって各空調対象空間に供給される。空気排出手段は、負荷検出手段によって検出される各空調対象空間の空調負荷に基づいて、各空調対象空間からの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、制御手段によって制御される。空気排出手段によって各空調対象空間における空気の排出流量を制御すると、空気供給手段からの空気の供給流量を制御することができる。これによって各空調対象空間の空気の状態は、所望の状態となるように個別に制御される。このように各空調対象空間に供給される供給流量は、各空調対象空間の空調負荷に応じて制御されるので、前述の従来の技術のように、各空調対象空間の空調負荷に関係なく、各空調対象空間に互いに等しい供給流量の空気を供給する装置に比べて無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、各空調対象空間の空気の状態は、所望の状態となるように個別に制御される。これによって前述の従来の技術のように、各空調対象空間の空調負荷に関係なく、各空調対象空間に互いに等しい供給流量の空気を供給する装置に比べて無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。
【００２０】
また本発明によれば、空調対象空間の空気の状態がより高精度に所望の状態となるように、個別に制御することができる。このように各空調対象空間から排出される排出流量は、各空調対象空間の空調負荷に応じて制御されるので、さらに無駄な電力の消費を少なくすることができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、各空調対象空間における空気は、滞ることなく円滑に循環することができるので、各空調対象空間の空気を効率的に所望の状態にすることができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、各空調対象空間の空気の状態は、所望の状態となるように個別に制御される。このように各空調対象空間に供給される供給流量は、各空調対象空間の空調負荷に応じて制御されるので、前述の従来の技術のように、各空調対象空間の空調負荷に関係なく、各空調対象空間に互いに等しい供給流量の空気を供給する装置に比べて無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態の空気調和装置１０の構成を簡略化して示すブロック図である。図１では、理解を容易にするために、空気の流路を実線で示し、各構成要素の制御に用いられる信号の通信線を破線で示す。空気調和装置１０は、複数、本実施の形態では３つの空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気を調和するための装置であって、空気の状態を予め設定される設定状態に調節する状態調節手段１２と、状態調節手段１２から吐出される空気を各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに供給する空気供給手段１３と、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気を排出させて状態調節手段１２に導く空気排出手段１４と、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷を検出する負荷検出手段１５と、空気供給手段１３および空気排出手段１４を制御する制御手段１６とを含んで構成される。空気供給手段１３は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへの供給流量を個別に制御可能に構成され、空気排出手段１４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃからの排出流量を個別に制御可能に構成される。空調対象空間１１ａ〜１１ｃは、たとえば室内、ロビーまたは廊下である。
【００２４】
図２は、空気調和装置１０の構成を模式的に示す平面図である。状態調節手段１２は、供給される空気を加熱または冷却する冷温水コイル１７と、温熱および冷熱の少なくとも一方を発生する熱源を備え、冷温水コイル１７からの熱媒である温水または冷水を所定の温度に加熱または冷却する熱源機１８と、熱源機１８からの熱媒を冷温水コイル１７へ導く供給管路１９と、冷温水コイル１７からの熱媒を熱源機１８へ導く戻り管路２０と、戻り管路２０に介在され、電動機によって駆動される可変ポンプ２１と、可変ポンプ２１に設けられ、後述の空調制御手段２２から出力される流量指令に応答して、電動機の回転速度を制御するインバータ２３と、冷温水コイル１７の吹出し温度Ｔｓを検出する温度検出器２４と、温度検出器２４によって検出された冷温水コイル１７の吹出し温度Ｔｓと冷温水コイル１７の設定温度Ｔｂとの差ΔＴ１（＝Ｔｂ−Ｔｓ）を求め、この温度差ΔＴ１に応じた前記流量指令をインバータ２３に出力する空調制御手段２２とを含んで構成される。
【００２５】
状態調節手段１２は、空気の状態を予め定める設定状態、たとえば予め定める温度に冷却する場合、熱源機８は、たとえば冷凍機、チラー、または氷蓄熱槽によって実現される。熱源機８は、たとえば設定温度Ｔｂが７℃の冷水を冷温水コイル１７に可変ポンプ２１によって供給する。また冷温水コイル１７の吹出し温度Ｔｓが１６℃となるように設定される。
【００２６】
各空調対象空間１１ａ〜１１ｃから排出された空気は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に温度が異なるが、混合されて冷温水コイル１７に導かれる。冷温水コイル１７には７℃の冷水が供給されており、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎の空調負荷変動によって冷温水コイル１７に導かれる空気温度は変化するが、冷温水コイル１７の吹出し温度を１６℃に設定しているので、１６℃の空気温度になるように、可変ポンプ２１からの７℃の冷水の流量がインバータ２３によって制御される。
【００２７】
前記冷温水コイル１７における熱収支式は、Ｔｂを冷温水コイル１７の入り口の冷水温度、Ｔｂ２を冷温水コイル１７の出口の冷水温度、Ｔｓを冷温水コイル１７の吹出し温度、Ｔｓ２を冷温水コイル１７に導かれる空気の温度、Ｇｂを冷水流量、Ｇｓを冷風流量、を冷水の比熱、Ｃｓを冷風の比熱とするとき、
（Ｔｂ２−Ｔｂ）ＧｂＣｂ＝（Ｔｓ２−Ｔｓ）ＧｓＣｓ              …（１）
によって表される。冷水流量Ｇｂおよび冷風流量Ｇｓを制御することによって、冷温水コイル１７の吹出し温度Ｔｓを一定にすることができる。
【００２８】
状態調節手段１２は、空気の状態を予め定める設定状態、たとえば予め定める温度に加熱する場合、熱源機８は、たとえばボイラー、冷温水発生機、または温水蓄熱槽によって実現される。熱源機は、たとえば設定温度Ｔｂが４５℃の温水を冷温水コイル１７に可変ポンプ２１によって供給する。また冷温水コイルの吹出し温度Ｔｓが３５℃となるように設定される。
【００２９】
空気供給手段１３は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへの供給流量を個別に制御可能に構成される。空気供給手段１３は、状態調節手段１２から吐出される空気を導く給気ダクト３６と、給気ダクト３６によって導かれた空気を、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへ個別に導く複数、本実施の形態では３個の吹出しダクト２５ａ〜２５ｃと、各吹出しダクト２５ａ〜２５ｃ毎に設けられ、電動機によって駆動される複数、本実施の形態では３個の吹出しファン２６ａ〜２６ｃと、各吹出しファン２６ａ〜２６ｃに設けられ、制御手段１６から出力される供給流量指令に応答して、各電動機の回転速度をそれぞれ制御する吹出し用インバータ２７ａ〜２７ｃとを含んで構成される。
【００３０】
吹出しダクト２５ａ〜２５ｃの各吹出しファン２６ａ〜２６ｃの空気の移動方向上流側には、それぞれ逆流防止ダンパー３５が設けられる。逆流防止ダンパー３５は、空気の移動方向が予め定める一方向となるように構成される。換言すると、空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気が吹出しダクト２５ａ〜２５ｃへ逆流しないように構成される。このような逆流防止ダンパー３５を設けることによって、各吹出しファン２６ａ〜２６ｃが回転を停止している状態であっても、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気が不所望に吹出しダクト２５ａ〜２５ｃに流入することを防ぐことができる。これによって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態が不所望に変化することを防ぐことができる。
【００３１】
空気排出手段１４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃからの排出流量を個別に制御可能に構成される。空気排出手段１４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に設けられ、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気を個別に導く複数、本実施の形態では３個の吸出しダクト２８ａ〜２８ｃと、各吸出しダクト２８ａ〜２８ｃ毎に設けられ、電動機によって駆動される複数、本実施の形態では３個の吸出しファン２９ａ〜２９ｃと、各吸出しダクト２８ａ〜２８ｃから導かれた空気を、冷温水コイル１７へ導く還気ダクト３７と、各吹出しファン２６ａ〜２６ｃに設けられ、制御手段１６から出力される排出流量指令に応答して、各電動機の回転速度をそれぞれ制御する吸出し用インバータ３０ａ〜３０ｃとを含んで構成される。
【００３２】
吸出しダクト２８ａ〜２８ｃの各吸出しファン２９ａ〜２９ｃの空気の移動方向下流側にも、給気ダクトと同様に、それぞれ逆流防止ダンパー３５が設けられる。逆流防止ダンパー３５は、空気の移動方向が予め定める一方向となるように構成される。換言すると、吹出しダクト２５ａ〜２５ｃの空気が空調対象空間１１ａ〜１１ｃへ逆流しないように構成される。このような逆流防止ダンパー３５を設けることによって、各吸出しファン２９ａ〜２９ｃが回転を停止している状態であっても、吸出しダクト２８ａ〜２８ｃの空気が各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへ不所望に流入することを防ぐことができる。これによって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態が不所望に変化することを防ぐことができる。
【００３３】
各ダクト２５，２８，３６，３７は、好ましくは断熱材料によって構成され、各ダクト２５，２８，３６，３７によって導かれる空気の熱量が各ダクト２５，２８，３６，３７を構成する材料によって大きく増減しないように構成される。これによって各ダクト２５，２８，３６，３７によって導かれる空気の温度を一定に保つことができる。
【００３４】
負荷検出手段１５は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に設けられ、空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷、たとえば温度を検出する。負荷検出手段１５は、たとえば温度検出器よって実現される。負荷検出手段１５は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに複数設けられても良く、各吹出しダクト２５ａ〜２５ｃが各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに臨む開口部付近、または各吸出しダクト２８ａ〜２８ｃが各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに臨む開口部付近に設けても良い。
【００３５】
空気調和装置１０は、さらに各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に全熱交換器３４が設けられる。各全熱交換器３４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに換気のための外気を取入れるとともに、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃから空気を排気する。各全熱交換器３４は、取入れ外気と排気との間で熱交換を行い、取入れ外気の温度をできるだけ各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の温度に近づける機能を有する。各全熱交換器３４は、制御手段１６によって制御される。
【００３６】
制御手段１６は、負荷検出手段１５によって検出される各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に基づいて、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへの供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、空気供給手段１３を制御する。負荷検出手段１５によって検出された各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の温度Ｔｍａ〜Ｔｍｃと各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎の設定温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃとの差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃ（＝Ｔｎ−Ｔｍ）を求め、この温度差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃに応じた供給流量指令を各吹出し用インバータ２７ａ〜２７ｃにそれぞれ出力する。
【００３７】
また制御手段１６は、負荷検出手段１５によって検出される各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に基づいて、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃからの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、空気排出手段１４を制御する。制御手段１６は、負荷検出手段１５によって検出された各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の温度Ｔｍａ〜Ｔｍｃと各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎の設定温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃとの差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃ（＝Ｔｎ−Ｔｍ）を求め、この温度差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃに応じた排出流量指令を各吸出し用インバータ３０ａ〜３０ｃにそれぞれ出力する。
【００３８】
各インバータ２７，３０は、出力直流電圧を一定にし、出力の基本周波数の間に多数のパルスを発生させ、それらのパルス幅を変えることによって出力電圧を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）インバータによって実現される。このような各インバータ２７，３０によって回転が可変速制御される各電動機は、三相誘導電動機によって実現される。この三相誘導電動機は、固定子が発生する電源周波数の回転磁界によって回転子に誘起された電流がフレミングの法則にしたがって固定子の回転磁界と同一周波数でかつ同一方向の回転力を回転子に発生させる電動機である。
【００３９】
前記回転磁界の速度ｎｓ［Ｈｚ］は、ｐを磁極数、ｆを電源周波数とするとき、
ｎｓ＝２ｆ／ｐ                                                  …（２）
によって表される。すなわち、回転子の回転が停止したとき、回転速度は電源周波数にのみ依存するため、半導体スイッチを用いて電源周波数ｆを変化すれば、回転速度を変化させることができるように構成される。
【００４０】
制御手段１６は、中央演算処理装置（略称ＣＰＵ：Central Processing Unit)によって実現される装置制御部と、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの設定温度Ｔｎなどを操作入力する入力手段３１と、ランダムアクセスメモリ（略称ＲＡＭ：Random Access Memory)によって実現され、入力手段３１によって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に入力された各設定温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃが記憶されるメモリとを有する。
【００４１】
装置制御部は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に温度差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃに比例した供給流量指令および排出流量指令を吹出し用インバータ２７ａ〜２７ｃおよび吸出し用インバータ３０ａ〜３０ｃにそれぞれ出力する。装置制御部から流量指令を受けた各インバータ２６，２７は、電動機の回転速度を、各吹出しファン２６ａ〜２６ｃの供給流量および各吸出しファン２９ａ〜２９ｃの排出流量が前記温度差ΔＴ２ａ〜ΔＴ２ｃに比例した流量となるように、各電動機への電源周波数をパルス幅変調し、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに供給される空気の流量および各空調対象空間１１ａ〜１１ｃから排出される空気の流量を制御する。
【００４２】
各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに設けられる吹出しファン２６ａ〜２６ｃおよび吸出しファン２９ａ〜２９ｃは、それぞれ個別に駆動されてもよいし、連動するように構成されてもよい。本実施の形態では、３個の吹出しファン２６ａ〜２６ｃよる供給流量の合計量と、３個の吸出しファン２９ａ〜２９ｃによる排出流量の合計量とが一致するように駆動される。
【００４３】
装置制御部は、各インバータ２７，３０に与える流量指令に基づいて、各全熱交換器３４が取入れる外気の流量指令と、各全熱交換器３４が排出する排気の流量指令を、全熱交換器３の駆動を制御する制御部に与える。各全熱交換器３の取入れ量と排気量とは一致するように駆動される。
【００４４】
前述のように本実施の形態では、従来の技術のように冷温水コイル１７に送風機を設けず、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に吹出しファン２６ａ〜２６ｃおよび吸出しファン２９ａ〜２９ｃを設け、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃにおける空調負荷に応じて供給流量および排出流量を制御する。したがって従来の技術のように、冷温水コイルに隣接して設けられる一定回転の大形送風機が不要となり、省電力化を図ることができる。
【００４５】
また本実施の形態では、状態調節手段１２から吐出される空気が、空気供給手段１３によって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに供給される。空気供給手段１３は、負荷検出手段１５によって検出される各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に基づいて、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃへの供給流量が検出される空調負荷に応じた供給流量となるように、制御手段１６によって制御される。これによって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態は、所望の状態、たとえば設定された温度となるように個別に制御される。このように各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに供給される供給流量は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に応じて制御されるので、従来の技術のように、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に関係なく、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに互いに等しい供給流量の空気を供給する装置に比べて無駄な電力の消費を格段に少なくすることができる。本実施の形態は、タスク・アンビエント空調である個別分散方式の空気調和装置にも対応することができる。
【００４６】
また本実施の形態では、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気が、空気排出手段１４によって排出されて状態調節手段１２に導かれる。空気排出手段１４は、負荷検出手段１５によって検出される各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に基づいて、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃからの排出流量が検出される空調負荷に応じた排出流量となるように、制御手段１６によって制御される。これによって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態がより高精度に所望の状態となるように、個別に制御することができる。このように各空調対象空間１１ａ〜１１ｃから排出される排出流量は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に応じて制御されるので、さらに無駄な電力の消費を少なくすることができる。
【００４７】
各ファン２６，２９による供給流量および排出流量は、電動機の回転数に比例し、その消費電力は回転数の３乗に比例する。したがって本実施の形態のように、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に応じて、各ファン２６，２９毎に個別に回転数が制御されるので、無駄に回転することを防ぐことができる。これによって消費電力を大幅に削減することができる。
【００４８】
前述の実施の形態では、空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の調和は、空気の温度を調節するように構成されているが、これに限ることはない。空気の温度、湿度、清浄度および気流分布のうちの少なくともいずれか１つを調節して、空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態を予め定め設定される状態、たとえば温度、湿度、清浄度または気流分布に調節するように構成してもよい。
【００４９】
本実施の形態のように、吹出しファン２６ａ〜２６ｃと吸出しファン２９ａ〜２９ｃとを連動させることによって、吸出しファン２９ａ〜２９ｃと吹出しファン２６ａ〜２６ｃとの構成が大略等しければ、供給流量と排出流量とを一致させることができる。このように空気供給手段１３および空気排出手段１４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃにおける供給流量と排出流量とが一致するように制御されることによって、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃにおける空気は、滞ることなく円滑に循環することができるので、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の状態を効率的に所望の状態にすることができる。
【００５０】
各ファン２６，２９の大きさおよび電動機の定格出力は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷に基づいて変更することが好ましい。空調負荷は、たとえば壁全面がガラス張りのような空調対象空間あれば、同様の室内容積であっても、壁全面が遮光性を有する材質から成る空調対象空間より大きくなる。
【００５１】
また空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空調負荷は、空調対象空間を細かく区画した場合、たとえば、建物の１フロアーを幾つかにゾーン分けすれば小さくなり、１フロアーを１つの区画とすれば大きくる。このようなゾーン分けは、日射による熱負荷が大きく影響するので、一般的には建物外周部のゾーンと建物内部のゾーンとに区画する。また各空調対象空間は、たとえば事務室、会議室、店舗または厨房など用途別に区画する。
【００５２】
空調負荷が大きくなると、供給流量が多く必要になるので、空調対象空間の空調負荷が大きくなるに従って、各ファン２６，２９の大きさまたは電動機の定格出力を大きくし、供給流量および排出流量が大きくなるように構成する方が好ましい。これによって各空調対象空間１１ａ〜１１ｃを所望の空気の状態にしつつ、消費電力を低減することができる。
【００５３】
空気調和装置１０は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎に全熱交換器３４が設けられる。全熱交換器３４を設けることによって、空気供給手段１３および空気排出手段１４とは別の流路を用いて、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに外気を取入れることできる、これによって全熱交換器３４は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃに新鮮な外気をそれぞれ確保することができる。
【００５４】
また空調負荷は、室内で発生する負荷、外壁や窓からの日射による負荷と、および外気負荷に分けることができるが、本実施の形態のように、外気負荷は全熱交換器３４によって小さくすることができる。したがって状態調節手段１２によって処理する空調負荷を減少させることができ、消費電力を低減することができる。
【００５５】
また前述の実施の形態の空気調和装置１０では、空気供給手段１３と空気排出手段１４との両方を備えるが、これに限ることはない。空気調和装置１０は、空気排出手段１４および空気排出手段１４の少なくともいずれか一方を備える構成であればよい。このような空気調和装置１０であっても、前述の実施の形態と同様の効果を達成することができる。
【００５６】
また前述の実施の形態の空気調和装置１０は、冷房の場合と、暖房の場合とで、状態調節手段１２から吐出される空気の温度は一定になるように、制御されているがこれに限ることはない。装置制御部は、状態調節手段１２を制御して、負荷検出手段１５によって検出される空調負荷に基づいて、状態調節手段１２から吐出される空気の温度を変更するようにしてもよい。
【００５７】
装置制御部は、冷房動作している場合、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎の設定温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃを比較し、最も小さい最小温度Ｔｍｉｎを求め、求められた最小温度Ｔｍｉｎに基づいて、冷温水コイル１７の設定温度Ｔｂを変更する。この場合、冷水コイル１７の設定温度Ｔｂは、たとえば最小温度Ｔｍｉｎ以下となるように変更される。
【００５８】
また装置制御部は、暖房動作している場合、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃ毎の空気の温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃを比較し、最も大きい最大温度Ｔｍａｘを求め、求められた最大温度Ｔｍａｘに基づいて、冷温水コイル１７の設定温度Ｔｂを変更する。この場合、冷水コイル１７の設定温度Ｔｂは、たとえば最大温度Ｔｍａｘ以上となるように変更される。
【００５９】
このように設定温度Ｔｂを変更することによって、状態調節手段１２によって消費される電力を削減することができる。また装置制御部は、各空調対象空間１１ａ〜１１ｃの空気の温度Ｔｍａ〜Ｔｍｃがすべて設定温度Ｔｎａ〜Ｔｎｃになると、可変ポンプ２１の駆動を停止するようにインバータ２２に停止指令を与える。これによって可変ポンプ２１が無駄に動作することを防ぐことができる。
【００６０】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の一形態の空気調和装置１０の構成を簡略化して示すブロック図である。
【図２】空気調和装置１０の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】第１の従来の技術の空気調和装置１の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  空気調和装置
１１  空調対象空間
１２  状態調節手段
１３  空気供給手段
１４  空気排出手段
１５  負荷検出手段
１６  制御手段
２５  吹出しダクト
２６  吹出しファン
２７  吸出し用インバータ
２８  吸出しダクト
２９  吸出しファン
３０  吹出し用インバータ
３６  給気ダクト
３７  還気ダクト
【図１】
2006078066.tif 000003
【図２】
2006078066.tif 000004
【図３】
2006078066.tif 000005