(57)【要約】【課題】省エネルギー運転をおこなうために、フィルタの圧力損失低減から給気ファンの軸動力の低減をおこなう空気調和制御装置を提供する。【解決手段】室内の塵埃を検出する塵埃センサを設け、室内の塵埃量を監視しながらフィルタのバイパスダンパーを開閉して、フィルタを通過する風量の一部をバイパスし、空気調和機の機内静圧を低減し、インバータによる風量制御をおこないファンの軸動力を低減するものである。【選択図】　図１
2004132639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる冷却コイルおよび過熱コイルと、その上流に配置した室内空気の除塵をおこなう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、その還気通風経路に室内空気の浮遊粉じん量を検知する粉じんセンサと、前記粉じんセンサの出力値の大きさから浮遊粉じん量を計測する粉じん計測手段と、前記１次側フィルタでろ過する空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、前記粉じん計測手段で検出した粉じん検出値が、予め浮遊粉じん量の大きさに基づき上限値と下限値とにレベル設定され、粉じん検出値が下限設定値以下のときは前記バイパスダンパーを開き、前記粉じん検出値が上限設定値以上のときは前記バイパスダンパーを閉じるダンパー開閉手段を設けたことを特徴とする空気調和制御装置。
【請求項２】
室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、その上流に配置した室内空気の除塵を行なう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、前記１次側フィルタでろ過する過空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、ウォーミングアップ時間帯にバイパスダンパーを開くウォーミングアップ開閉手段を設けたことを特徴とする空気調和制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機のフィルタの損失を低減するダンパー制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和機について図４および図５を参照しながら説明する。図４は従来の標準的な空気調和機（例えば、非特許文献１）であり、室内から発生する浮遊粉じん量を除塵するために空気調和機にフィルタ１０１を内蔵し、荒い浮遊粉じんは１次側フィルタ１０２で集塵し、微細な浮遊粉じんは２次側フィルタ１０３で集塵している。ここで、空調機の運転時間経過によりフィルタの目詰まりが生じると、空気調和機の機内静圧が大きくなり、給気ファン１０４の給気風量の低下が生じるので、インバータ１０５の回転数を上げて必要風量を確保するため、給気ファン１０４の軸動力はフィルタ１０１が詰まるにつれ大きくなっていた。そして、フィルタ１０１に浮遊粉じん量が増えて、フィルタ１０１の前後差圧を検出する差圧スイッチ１０６の信号が出力した時点で、１次フィルタ１０２の洗浄および２次フィルタの交換をおこないフィルタ目詰まりを解消していた。
【０００３】
一方、エネルギーの低減方法として、従来から用いられているダンパーを使用した方法を参考として説明する。図５は従来の標準的な全熱交換器の空気調和機であり、冷房モードおよび暖房モードでは、全熱交換器２０１のフェースダンパー２０２を開き、バイパスダンパー２０３を閉じて、排気２０４および外気２０５を全熱交換器２０１を通して行なっているが、中間期等で外気冷房を行なう場合には、全熱交換器２０１のフェースダンパー２０２を閉じ、バイパスダンパー２０３を開いて、排気２０４および外気２０５をバイパス風路を通して換気している。これにより、冷房モードおよび暖房モードの運転時に比べ、外気冷房モードでは、冷却コイル２０６のエネルギー低減は勿論であるが、全熱交換器２０１の抵抗損失分が軽減され、空気調和機の機内静圧が下がり給気ファン２０７の給気風量は増加して必要風量をオーバーする。しかし、オーバーした分はインバータ２０８で回転数を下げて軸動力の低減をおこなっている。
【０００４】
【非特許文献１】
空気調和・衛生工学便覧　第１２版３　空気調和設備設計編（第１１３頁、図３・１３変風量単一ダクト方式
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の室内の浮遊粉じんを１次側フィルタおよび２次側フィルタで除塵する方法では、空調機の運転時間経過によりフィルタに浮遊粉じんを集塵してきた場合、フィルタに浮遊粉じんが詰まるにつれフィルタの圧力損失が生じ、給気ファンの風量が低下する。そのため、室内の必要風量を確保しようとしてインバータで給気ファンの回転数を上げるので、給気ファンの軸動力が増加し、フィルタの圧力損失が高い場合の運転は給気ファンのエネルギーロスが大きいという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、室内の浮遊粉じんの発生が少ない状況の時には、フィルタと並列してバイパス風路を設け、圧力損失の高いフィルタにすべての空気を通さずにバイパス風路に分岐することにより、空気調和機の機内静圧の低減を図る空気調和制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の空気調和制御装置は、室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる冷却コイルおよび過熱コイルと、その上流に配置した室内空気の除塵をおこなう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、その還気通風経路に室内空気の浮遊粉じん量を検知する粉じんセンサと、前記粉じんセンサの出力値の大きさから浮遊粉じん量を計測する粉じん計測手段と、前記１次側フィルタでろ過する過空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、前記粉じん計測手段で検出した粉じん検出値が、予め浮遊粉じん量の大きさに基づき上限値と下限値とにレベル設定され、粉じん検出値が下限設定値以下のときは前記バイパスダンパーを開き、前記粉じん検出値が上限設定値以上のときは前記バイパスダンパーを閉じるダンパー開閉手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、その上流に配置した室内空気の除塵を行なう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、前記１次側フィルタでろ過する過空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、ウォーミングアップ時間帯にバイパスダンパーを開くウォーミングアップ開閉手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による空気調和制御装置は、室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる冷却コイルおよび過熱コイルと、その上流に配置した室内空気の除塵をおこなう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、その還気通風経路に室内空気の浮遊粉じん量を検知する粉じんセンサと、前記粉じんセンサの出力値の大きさから浮遊粉じん量を計測する粉じん計測手段と、前記１次側フィルタでろ過する過空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、前記粉じん計測手段で検出した粉じん検出値が、予め浮遊粉じん量の大きさに基づき上限値と下限値とにレベル設定され、粉じん検出値が下限設定値以下のときは前記バイパスダンパーを開き、前記粉じん検出値が上限設定値以上のときは前記バイパスダンパーを閉じるダンパー開閉手段を設けているものである。このように、室内の浮遊粉じん状況を計測により把握し、処理空気の一部をバイパス風路に分岐することにより、ファンの吸い込み圧を少なくすることができ、エネルギーの低減を可能としている。
【００１０】
本発明の第２の実施の形態による空気調和制御装置は、室内に送風する給気ファンと、前記給気ファンの回転数を可変するインバータと、熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、その上流に配置した室内空気の除塵を行なう１次側フィルタと２次側フィルタとを備えた空気調和機において、前記１次側フィルタでろ過する過空気の一部を前記２次側フィルタでは通風ろ過しなく、直接熱交換器に導入するバイパス風路を設け、そのバイパス風路を開閉するバイパスダンパーを備え、ウォーミングアップ時間帯にバイパスダンパーを開くウォーミングアップ開閉手段を設けたものである。このように、浮遊粉じんの発生しない時間帯には、バイパスダンパーを活用して省エネルギ−を図るものである。
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例による空気調和制御装置の概略図、図２は同発明の空気調和制御装置のバイパスダンパーを開閉制御するブロック図である。図１に示すように、室内からの戻り空気を通す還気ダンパー１と粉じんセンサ２を配置し、その下流側には、還気と外気との混合空気の荒い浮遊粉じんを除塵する１次側フィルタ４と、微細な浮遊粉じんを除塵する２次側フィルタ５とを順次配置している。ここで言う１次側フィルタ４はプレフィルタ、２次側フィルタ５は中性能フィルタの役割を果たすものである。そして、冷却コイル６・過熱コイル７・加湿器８を配置し、回転数制御運転をおこなうインバータ９を搭載した給気ファン１０を備え、給気ダクト１１にはダクト静圧を計測する静圧センサ１２を設け、各室内の入り口には変風量ユニット１３を配置している。また、２次側フィルタ５の上部にバイパス風路であるバイパスダンパー１４を設けている。また、１次側フィルタ４の前と２次側フィルタ５の後の圧力損失を検出する差圧スイッチ１５を設けている。
【００１３】
ここで、空気調和機を運転すると、室内で発生した浮遊粉じんおよび外気空気と混合した空気に含まれる浮遊粉じんが１次側フィルタ４および２次側フィルタ５で日々集塵され、各フィルタには浮遊粉じんが蓄積されていく。そして、室内の浮遊粉じん状況を把握する粉じんセンサ２の出力信号を受け、粉じんセンサ計測手段２１で浮遊粉じん量を計測する。その計測した浮遊粉じん量と、予め設定した粉じん検出値の下限設定値２３とを比較し、計測した浮遊粉じん量が、予め設定した粉じん検出値の下限設定値２３以下の場合には、ダンパー開閉手段２４にてダンパーモータ２５に開の出力信号を出力してバイパスダンパー１４を開き、２次側フィルタ５を通過する空気の一部をバイパスする。それにより、空気調和機の機内静圧が小さくなり給気ファン１０の風量が増加し、給気ダクト１１の静圧が上がる。すると、静圧センサ１２で計測したダクト静圧値がダクト静圧設定値を超え、インバータ９で給気ファン１０の回転数を下げるため、バイパスダンパー１４を開く前に比べ、インバータ９の運転周波数が下がり、給気ファン１０の回転数を下げて運転できることから、給気ファン１０の軸動力の低減を図ることができる。また、室内等の浮遊粉じんの発生量が多くなった場合には、予め設定した粉じん検出値の上限設定値２２を超えると、ダンパー開閉手段２４でダンパーモータ２５に閉信号を出力し、バイパスダンパー１４を閉じ、すべての空気を２次側フィルタ５を通過させるようにする。これにより、室内の浮遊粉じん量を常に監視し、浮遊粉じん量が少ないときには、バイパスダンパー１４を開け、２次側フィルタ５を通過する風量を少なくして空気調和機の機内静圧を減らし、給気ファン１０の軸動力の低減をおこなうことが可能となる。
【００１４】
尚、室内の浮遊粉じん量を検出するために、粉じんセンサを用いているが、塵埃センサ等であってもよく、ビル衛生管理法に設定されている浮遊粉じん量を検出するものであればよい。
【００１５】
（実施例２）
次に他の実施例について図１および図３に基づいて説明する。図１は空気調和制御装置の概略図であるが、ここでは、粉じんセンサ２は不要のため、粉じんセンサ２を除去したもので説明する。図３は本発明の空気調和制御装置のウォーミングアップ運転時のバイパスダンパー制御のブロック図である。オフィスビル等では空気調和機の運転時間の前に、室内を適温にするために、ウォーミングアップ運転がおこなわれている。図３に示すように、ウォーミングアップ開閉手段３３で、ウォーミングアップ開始時間３１の信号を受け、ダンパーモータ２５に開の指令を出力しバイパスダンパー１４を開にする。一方、ウォーミングアップ終了時間３２の信号を受けると、ダンパーモータ２５に閉の指令を出力してバイパスダンパー１４を閉にする。
【００１６】
これにより、日替わりスケジュールで空気調和機の起動をおこなうと、空気調和機はウォーミングアップモードになるが、その際にウォーミングアップ開始時間３１の信号を受けたウォーミングアップ開閉手段３３により強制的にバイパスダンパー１４を開にして、２次側フィルタ６を通過する風量を少なくすることにより給気ファン１０の機内静圧を減らす。そのため、給気ファン１０の風量が増加し、給気ダクト１１の静圧センサ１２で計測したダクト静圧を一定にするようにインバータ９で回転数を下げるため、給気ファン１０の軸動力を低減できるようになる。また、ウォーミングアップ終了の際は、ウォーミングアップ終了時間３２の信号を受けたウォーミングアップ開閉手段３３によりバイパスダンパーを閉にする。このように、ウォーミングアップ時間開始３１からウォーミングアップ終了時間３２であるウォーミングアップ時間帯３４には、室内に浮遊粉じん発生源がなく、フィルタを通過させる必要が乏しいことから、バイパスダンパー１４を開にして風量を分岐させても室内に悪影響をまったく生じなく空調をおこなうことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の発明から明らかなように、本発明によれば室内の浮遊粉じん量の状況を粉じんセンサで常に監視しながら運転をおこなうことにより、室内の浮遊粉じんの発生量がビル衛生管理法の値より小さい状況の時には、バイパスダンパーを活用してフィルタを通過する風量を少なくして機内静圧を減らし、給気ファンの軸動力を低減する省エネルギー運転を図ることができる空調制御装置を提供するものである。
【００１８】
また、本発明によれば、粉じんセンサを活用しない場合にでも、ウォーミングアップ時間帯は浮遊粉じんの発生がないため、バイパスダンパーを活用し、フィルタを通過する風量を少なくして機内静圧を減らし、給気ファンの軸動力を低減する省エネルギー運転を図ることができる空調制御装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による空気調和制御装置の概略図
【図２】同発明の空気調和制御装置のバイパスダンパーを開閉制御するブロック図
【図３】本発明の空気調和制御装置のウォーミングアップ運転時のバイパスダンパー制御のブロック図
【図４】従来の空気調和制御装置の変風量方式の概略図
【図５】従来の空気調和機の全熱交換器のバイパスダンパーおよびフェースダンパーの概略図
【符号の説明】
１　　　還気ダンパー
２　　　粉じんセンサ
３　　　外気ダンパー
４　　　１次側フィルタ
５　　　２次側フィルタ
６　　　冷却コイル
７　　　加熱コイル
８　　　加湿器
９　　　インバータ
１０　　給気ファン
１１　　給気ダクト
１２　　静圧センサ
１３　　変風量ユニット
１４　　バイパスダンパー
１５　　差圧スイッチ
２１　　粉じんセンサ計測手段
２２　　粉じん検出値の上限設定値
２３　　粉じん検出値の下限設定値
２４　　ダンパー開閉手段
２５　　ダンパーモータ
３１　　ウォーミングアップ開始時間
３２　　ウォーミングアップ終了時間
３３　　ウォーミングアップ開閉手段
３４　　ウォーミングアップ時間帯
１０１　フィルタ
１０２　１次側フィルタ
１０３　２次側フィルタ
１０４　給気ファン
１０５　インバータ
１０６　静圧センサ
２０１　全熱交換器
２０２　フェースダンパー
２０３　バイパスダンパー
２０４　排気
２０５　外気
２０６　冷却コイル
２０７　給気ファン
２０８　インバータ
【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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