(57)【要約】【課題】本発明は、多大な手間およびコストを要することなく、空調のためのエネルギを節約することが可能になる空調機制御システムおよび空調機制御方法を提供する。【解決手段】本発明は、インバータ制御により空調能力を変更可能な空調機と、インバータ制御におけるインバータ周波数の変更が可能なインバータ１９と、空調機への電力供給の入り切りにより空調機の間欠運転を行うマグネットコンタクタ２１と、このマグネットコンタクタ２１が入り状態で、空調機に対し電力が供給されているときに、前記インバータ周波数を０Ｈｚにして空調機の運転を停止状態とする制御手段とを備える。【選択図】図１
2008057890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ制御により空調能力を変更可能な空調機と、
前記インバータ制御におけるインバータ周波数の変更が可能なインバータと、
空調機への電力供給の入り切りにより空調機の間欠運転を行う電磁接触器と、
この電磁接触器が入り状態で、空調機に対し電力が供給されているときに、前記インバータ周波数を０Ｈｚにして空調機の運転を停止状態とする制御手段と
を有することを特徴とする空調機制御システム。
【請求項２】
インバータ制御により空調機の空調能力を変更するときの空調機制御方法であって、
空調機への電力供給の入り切りを電磁接触器により行い空調機の間欠運転を行うときに、制御手段は、前記電磁接触器が入り状態で、空調機に対し電力が供給されていると判断したときに、インバータ制御におけるインバータ周波数の変更が可能なインバータを制御して、インバータ周波数を０Ｈｚにして空調機の運転を停止状態とすることを特徴とする空調機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル・デパートなどの建物内の空調機の省電力制御を行なう空調機制御システムおよび空調機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物内の空調制御は室内にそれぞれ設置された複数の空気調和機（以下、単に空調機という）に対してなされている。例えば、建物が大規模ビルである場合には、数十台〜数百台の空調機制御装置（ＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等）が建物内の各所に分散設置され、それぞれの空調機制御装置が、各室内に設置された空調機を自動的に制御して、室内の気温が設定温度値となるように冷房動作あるいは暖房動作を行うようにしている。
【０００３】
一方、省エネルギ対策として、空調機もまた住環境との調和の中で各種省エネルギ制御が行われている。例えば、空調機の省エネルギ対策手法として、室内環境を損なわない範囲で空調機の運転、停止を繰り返すことにより、総合的な運転時間を減らす制御、すなわちが間欠運転制御が行われている。この空調機の運転、停止には、通常は電磁接触器（いわゆるマグネットコンタクタ、以下、マグネットコンタクタという）が用いられ、マグネットコンタクタの入／切により空調機の運転、停止を行うようにしている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また省エネルギ対策の別の手法として、ファンモータにインバータを導入し、室内環境を損なわない範囲でインバータ周波数を下げ、空調機（圧縮機）の回転数を下げた運転をすることにより省エネを図る手法がある（例えば特許文献２）。
【０００５】
図４は従来の間欠運転制御装置の構成を示すブロック図である。この図４を参照するに、制御部１１１は、温度等に応じたＰＩＤ制御をＤＤＣで行うものであり、バルブ１１７に対して開度制御信号を送出してバルブ１１７の開度を制御すると共にインバータ１１９に周波数制御信号を送出してインバータ１１９の周波数制御を行う。また間欠運転制御部１１３は温度等に応じた上位側の中央監視による間欠運転制御を行うものであり、マグネットコンタクタ１２１に入／切制御信号を送出し、マグネットコンタクタ１２１の入／切制御を行う。このとき、制御部１１１による制御は、間欠運転制御部１１３が「入」制御信号を出力し、マグネットコンタクタ１２１が「入（ＯＮ）」状態のときにのみ、有効となる。
【０００６】
すなわち、従来の間欠運転制御装置にあっては、図５の従来の間欠運転制御における空調制御と室温との関係を示すグラフからも明らかなように、マグネットコンタクタ１２１が「入（ＯＮ）」状態のときにのみ、空調機が動作し、室温Ｔｂが下がりはじめる。
【特許文献１】特開２００４−０１２１０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述してきたように、空調機の間欠運転をする場合、マグネットコンタクタの入／切によって空調機の運転／停止が行われる。この入／切動作を頻繁に行うことはマグネットコンタクタの寿命が短くなることから、あまり頻繁なマグネットコンタクタの入／切動作は好ましくは無い。
【０００８】
また、インバータ制御では、省エネルギ対策としてインバータ周波数を下げ、空調機（圧縮機）の回転数を下げた状態で連続運転する手法がとられている。しかしながら、あまり低い周波数で運転し続けるとモータの加熱焼損を招く恐れがあり、また省エネ効果にも限界がある。さらに秋から冬にかけて、空調負荷が低減した場合であっても、運転周波数はそれに比例して下げ続けることが出来ないため、空調機を運転している限りはエネルギの無駄が生じる。
【０００９】
なお省エネルギ対策のために、間欠運転制御とインバータ制御とを併用して運転することは従来行われておらず、現状ではインバータ制御が可能な場合は周波数を下げる制御のみが行われ、コスト等の問題で空調機のインバータ化できないものは例えば間欠運転制御が用いられている。
【００１０】
本発明の目的は、多大な手間およびコストを要することなく、空調のためのエネルギを節約することが可能になる空調機制御システムおよび空調機制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の空調機制御システムは、インバータ制御により空調能力を変更可能な空調機と、前記インバータ制御におけるインバータ周波数の変更が可能なインバータと、空調機への電力供給の入り切りにより空調機の間欠運転を行う電磁接触器と、この電磁接触器が入り状態で、空調機に対し電力が供給されているときに、前記インバータ周波数を０Ｈｚにして空調機の運転を停止状態とする制御手段とを有することを要旨とする。
【００１２】
また請求項２の空調機制御方法は、インバータ制御により空調機の空調能力を変更するときの空調機制御方法であって、空調機への電力供給の入り切りを電磁接触器により行い空調機の間欠運転を行うときに、制御手段は、前記電磁接触器が入り状態で、空調機に対し電力が供給されていると判断したときに、インバータ制御におけるインバータ周波数の変更が可能なインバータを制御して、インバータ周波数を０Ｈｚにして空調機の運転を停止状態とすることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、間欠運転制御とインバータ制御を組み合わせることにより、特に外気温の低下等による空調機の負荷の低下に伴って消費電力を大幅に下げることが可能となり、空調のためのエネルギを節約することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明のインバータ間欠運転制御装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１に示すインバータ間欠運転制御装置を適用した空調システムの構成を示すブロック図であり、図３は同インバータ間欠運転制御における空調制御と室温との関係の一例を示すグラフである。
【００１６】
まず図１を参照するに、制御部１１は、温度等に応じたＰＩＤ制御をＤＤＣで行うものであり、制御部１１に接続されるバルブ１７に対して開度制御信号を送出してバルブ１７の開度を制御する。また同時にと共に接続されるインバータ出力選択処理部１５に周波数制御信号を送出してインバータ出力選択処理部１５を介してインバータ１９の周波数制御を行う。
【００１７】
また間欠運転制御部１３は温度等に応じた上位側の中央監視による間欠運転制御を行うものであり、接続されるマグネットコンタクタ２１に入／切制御信号を送出し、マグネットコンタクタ２１の入／切制御を行う。また同時にこの間欠運転制御部１３はインバータ出力選択処理部１５と接続され、運転／停止判断信号を出力する。これによりインバータ出力選択処理部１５はマグネットコンタクタ２１が「入（ＯＮ）」状態であるか否かを知ることができ、マグネットコンタクタ２１が「入（ＯＮ）」状態であるときにのみ、インバータ１９の周波数制御による空調機の省エネルギ運転を行うことが可能となる。
【００１８】
次に、図２を参照して、図１に示すインバータ間欠運転制御装置を適用した空調システムについて説明する。
【００１９】
この図２に示す空調システムは、ビルなどの建物内の室内に複数設置されて用いられるシステムであり、それぞれは適宜、図示しない中央監視装置等により監視制御される。
【００２０】
空調機本体３７は、冷却コイル（Ｃ／Ｃ）３７Ｃ、加熱コイル（Ｈ／Ｃ）３７Ｈおよび送風機３７Ｆを備える。冷却コイル（Ｃ／Ｃ）３７Ｃは冷水弁１７Ｃと接続され、加熱コイル（Ｈ／Ｃ）３７Ｈは温水弁１７Ｈと接続される。冷水弁１７Ｃと温水弁１７Ｈは図１に示すバルブ１７に対応する。
【００２１】
また空調機本体３７の還気ＲＡ（Ｒｅｔｕｒｎ Ａｉｒ）を取り込む還気口には還気ダクトが、外気ＯＡ（Ｏｕｔｄｏｏｒ Ａｉｒ）を取り込む外気口には外気ダクトが、さらに給気ＳＡ（Ｓｕｐｐｌｙ Ａｉｒ）を吐出する給気口には給気ダクトがそれぞれ取り付けられる。
【００２２】
また、ビル内の各室内には温度センサ３３と湿度センサ３５がそれぞれ設けられており、この温度センサ３３、湿度センサ３５、冷水弁１７Ｃ、温水弁１７Ｈ、および空調機本体内の送風機３７Ｆは、ＤＤＣ３１とそれぞれ接続される。
【００２３】
ＤＤＣ３１は、図１に示す制御部１１とインバータ出力選択処理部１５の機能を含み、各室内の空調機本体ごとに設けられ、この空調機本体を制御する。つまり、ＤＤＣ３１は、送風機３７Ｆを駆動制御するとともに、温度センサ３３により検出した現在の温度値（室温）と、予め設定された１点の設定温度値（目標温度値）との偏差に基づいて、温度センサ３３により検出した温度値が設定温度値に一致するように冷水弁１７Ｃ、温水弁１７Ｈの弁開度を制御して、冷却コイル３７Ｃへの冷水の供給量、および加熱コイル３７Ｈへの温水の供給量を調整する。例えば、温度センサ３３により検出した温度値が設定温度値より低い場合には、温水弁１７Ｈの弁開度を制御し、温度センサ３３により検出した温度値が設定温度値より高い場合には、冷水弁１７Ｃの弁開度を制御する。
【００２４】
また、前述のように複数の室内の空調機本体に対して設けられたＤＤＣ３１は中央監視装置と通信可能に接続される。中央監視装置は、例えばビルの監視室に設置されており、各室内のＤＤＣ３１に対応する温度設定をそれぞれ行ない、また、設定温度値および各室内の温度センサ３３により検出された温度値などの監視およびモニタ表示を行なう。
【００２５】
ＤＤＣ３１では、設定温度値に基づいて前述した冷水弁１７Ｃ、温水弁１７Ｈの弁開度の制御を行なう。
【００２６】
次に、ＤＤＣ３１による空調機の制御について説明する。本実施形態のＤＤＣ３１では、従来技術と同様に室内温度などの環境計測信号によってインバータ周波数制御、すなわちインバータ周波数による空調機（の送風機３７Ｆ）の空調能力の制御と、冷（温）水バルブ制御を行うと共に、室内環境を満足していることを条件に、空調機の間欠運転を行うことが可能である。その上で、間欠運転制御の運転／停止判断をもとに、インバータ制御出力に割り込んで、空調機を運転するときはそのままインバータの制御出力値を出力し、空調機の運転を停止するときは０Ｈｚ出力をインバータに対し出力しインバータは０Ｈｚ制御を空調機（の送風機３７Ｆ）に対して行う。
【００２７】
次に本実施形態における動作を説明する。
【００２８】
まず、インバータ１９へのＰＩＤ等制御出力と、間欠運転制御の出力（運転／停止判断信号）を比較し、運転判断のときにはＰＩＤ制御出力をそのままインバータ１９へ出力、停止判断のときには強制的に０Ｈｚ信号を出力する。これにより、マグネットコンタクタ２１を「入（ＯＮ）」状態にしたままで、空調機の駆動制御を行うことが可能となり、細かい室温調整を行い快適な室内環境を維持することができる。例えば、図３を参照するに、マグネットコンタクタ２１が「入」状態（Ａ−Ｂ間）の間にあって、かつ空調機の運転を停止するときには（Ｂ区間）、０Ｈｚの制御出力値が出力され空調機の運転は実質的に停止され、空調も停止される。また運転を再開するときにはインバータの制御出力値を出力し、あるいは２０Ｈｚ等の適宜の値に周波数を上げれば良い。なお、間欠運転の際の停止時間、運転時間はそれぞれ数分から長くて１時間程度である。
【００２９】
上述してきたように、本実施形態においては、空調機の間欠運転を、マグネットコンタクタ２１の寿命を気にすることなく細かい時間間隔で行えるようになり、これにより室内環境を乱すことなく、総合的に空調機の停止時間を長くすることができ、より省エネが図れる。特に秋から冬季に掛けて空調負荷が極端に少ない場合に、本実施形態の利用は特に有効となる。
【００３０】
なお、以上の説明においては、ＤＤＣによる空調制御を例にした場合を説明したが、任意の電気式、電子式調節器等により空調制御を行うようにしても良いのは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のインバータ間欠運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すインバータ間欠運転制御装置を適用した空調システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のインバータ間欠運転制御における空調制御と室温との関係を示すグラフである。
【図４】従来の間欠運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の間欠運転制御における空調制御と室温との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１１…制御部
１３…間欠運転制御部
１５…インバータ出力選択処理部
１７Ｃ…冷水弁
１７Ｈ…温水弁
１９…インバータ
２１…マグネットコンタクタ
３１…ＤＤＣ
３３…温度センサ
３５…湿度センサ
３７…空調機本体
３７Ｃ…冷却コイル
３７Ｈ…加熱コイル
３７Ｆ…送風機
ＲＡ…還気
ＯＡ…外気
ＳＡ…給気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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