(57)【要約】【課題】同一の風路に接続された複数の空気調和装置からの吹出し空気が風路内で干渉し合ったり、運転する空気調和装置の組合せにより風路抵抗が複雑に変化したりするため、風路における風量制御が困難であった。【解決手段】空気調和装置３０は、空調空気を吹出す空気吹出口３１が、個別に運転される他の空気調和装置１４，１５の空気吹出口３２，３３も接続されている同一の風路１３に接続された装置であって、蒸発側送風機７の制御出力を検出する制御出力検出手段１０と、風路１３内の風路抵抗を検出する風路抵抗検出手段１１と、制御出力検出手段１０による制御出力検出値および風路抵抗検出手段１１による風路抵抗検出値に基づいて風路１３内の風量を算出する第１風量算出手段１２と、第１風量算出手段１２による風量算出値に従って蒸発側送風機７の吹出し風量を制御する第１制御手段９とを備えている。【選択図】      図１
2004353952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒圧縮機、凝縮側熱交換器、冷媒絞り弁、蒸発側熱交換器を順次環状に連結して冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、上記蒸発側熱交換器へ送風する蒸発側送風機とを有するとともに、上記蒸発側送風機から送風されて上記蒸発側熱交換器を通過した空調空気を吹出す空気吹出口が、個別に運転される他の空気調和装置の空気吹出口も接続されている同一の風路に接続されている空気調和装置において、
上記蒸発側送風機の制御出力を検出する制御出力検出手段と、上記風路に設けられて当該風路内の風路抵抗を検出する風路抵抗検出手段と、上記制御出力検出手段により検出された上記蒸発側送風機の制御出力検出値および上記風路抵抗検出手段により検出された上記風路の風路抵抗検出値に基づいて上記風路内を流通する風量を算出する第１風量算出手段と、上記第１風量算出手段により算出された風量算出値に従って上記蒸発側送風機の出力を調整し上記風路への吹出し風量を制御する第１制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
冷媒圧縮機、凝縮側熱交換器、冷媒絞り弁、蒸発側熱交換器を順次環状に連結して冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、上記蒸発側熱交換器へ送風する蒸発側送風機とを有するとともに、上記蒸発側送風機から送風されて上記蒸発側熱交換器を通過した空調空気を吹出す空気吹出口が、個別に運転される他の空気調和装置の空気吹出口も接続されている同一の風路に接続されている空気調和装置において、
上記蒸発側送風機の制御出力を検出する制御出力検出手段と、上記蒸発側送風機の実際の運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記制御出力検出手段により検出された上記蒸発側送風機の制御出力検出値および上記運転状態検出手段により検出された上記蒸発側送風機の運転状態検出値に基づいて上記風路内を流通する風量を算出する第２風量算出手段と、上記第２風量算出手段により算出された風量算出値に従って上記蒸発側送風機の出力を調整し上記風路への吹出し風量を制御する第２制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一の風路に複数台の空気調和装置の空気吹出口が接続され、各空気調和装置が個別に運転されて風路に空気を吹き出すようにしたシステムにおける空気調和装置の風量制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７の空気調和装置は例えば下記の特許文献１に示された従来装置である。この空気調和装置は、図外の冷凍サイクル部品とともに冷媒回路を構成する室内側熱交換器４と、室内側熱交換器４に通風させて空調空気を得る室内側送風機７と、室内側送風機７からの空調空気を案内するダクト状の風路２１と、風路２１から分岐して設けられた複数の枝ダクト２２，２２，２２と、各ダクト２２にそれぞれ設けられた風量調節用ダンパ１９と、室内側送風機７のファン回転速度を検出する回転速度検出手段１６と、室内側送風機７の電動機へ出力されている制御出力（インバータ周波数など）を検出する制御出力検出手段１０と、回転速度検出手段１６の検出値および制御出力検出手段１０の検出値に基づいて風路２１内の風量を算出する風量算出手段２０と、風量算出手段２０により算出された算出値に従ってそれぞれの風量調節用ダンパ１９，１９，１９を制御するダンパ制御手段１８とから成っている。
この空気調和装置では、試運転モード時に、ダンパ制御手段１８が風量調節用ダンパ１９を１台ごとに開度を変えるとともに残り全てのダンパ１９を全閉とする。そして、回転速度検出手段１６が蒸発側送風機７のファン回転速度を検出し、蒸発側送風機７へ設定されている運転周波数（制御出力）を制御出力検出手段１０が検出する。そして、風量演算手段２０は、回転速度検出手段１６および制御出力検出手段１０で検出された蒸発側送風機７のファン回転速度および運転周波数に基づいて風路２１内の風量を算出する。更に、風量演算手段２０はファン回転速度、運転周波数および風量の相関関係を演算して風路抵抗を求め、これらを通常運転モード時に使用する制御情報として蓄積する。そして、通常制御モード時に、空気調和装置は前記の蓄積情報に基づいて室内側送風機７の送風量を制御するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６３４０４号公報（第１図、第３図、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来技術において、同一の風路２１に、独立した複数の空気調和装置が接続されたとすると、各空気調和装置は個別に運転されて風路２１にそれぞれ空気を吹出すこととなる。その場合、各空気調和装置からの吹出し空気が風路２１内で干渉し合ったり、運転する空気調和装置の組合せにより風路抵抗が複雑に変化したりするため、風路２１における風量制御が困難になるという問題が生じる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、本発明に係る空気調和装置は、冷媒圧縮機、凝縮側熱交換器、冷媒絞り弁、蒸発側熱交換器を順次環状に連結して冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、蒸発側熱交換器へ送風する蒸発側送風機とを有するとともに、蒸発側送風機から送風されて蒸発側熱交換器を通過した空調空気を吹出す空気吹出口が、個別に運転される他の空気調和装置の空気吹出口も接続されている同一の風路に接続されている空気調和装置において、蒸発側送風機の制御出力を検出する制御出力検出手段と、風路に設けられて当該風路内の風路抵抗を検出する風路抵抗検出手段と、制御出力検出手段により検出された蒸発側送風機の制御出力検出値および風路抵抗検出手段により検出された風路の風路抵抗検出値に基づいて風路内を流通する風量を算出する第１風量算出手段と、第１風量算出手段により算出された風量算出値に従って蒸発側送風機の出力を調整し風路への吹出し風量を制御する第１制御手段とを備えているものである。
【０００６】
また、冷媒圧縮機、凝縮側熱交換器、冷媒絞り弁、蒸発側熱交換器を順次環状に連結して冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、蒸発側熱交換器へ送風する蒸発側送風機とを有するとともに、蒸発側送風機から送風されて蒸発側熱交換器を通過した空調空気を吹出す空気吹出口が、個別に運転される他の空気調和装置の空気吹出口も接続されている同一の風路に接続されている空気調和装置において、蒸発側送風機の制御出力を検出する制御出力検出手段と、蒸発側送風機の実際の運転状態を検出する運転状態検出手段と、制御出力検出手段により検出された蒸発側送風機の制御出力検出値および運転状態検出手段により検出された蒸発側送風機の運転状態検出値に基づいて風路内を流通する風量を算出する第２風量算出手段と、第２風量算出手段により算出された風量算出値に従って蒸発側送風機の出力を調整し風路への吹出し風量を制御する第２制御手段とを備えているものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による空気調和装置について説明する。図１に本実施の形態に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す。図において、符号３０は本実施形態の空気調和装置、１は冷媒圧縮機、２は凝縮側（室外側）熱交換器、３は冷媒絞り弁、４は蒸発側（室内側）熱交換器であり、これらが配管で順次環状に連結されることにより冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。５は凝縮側熱交換器２へ送風する凝縮側送風機、６は凝縮側送風機５を駆動する凝縮側送風機電動機、７は蒸発側熱交換器４へ送風する蒸発側送風機、８は蒸発側送風機７を駆動するインバータ式の蒸発側送風機電動機、９は蒸発側送風機電動機８をインバータ制御する第１制御手段であり、１０は蒸発側送風機電動機８の制御出力値を検出する制御出力検出手段である。そして、蒸発側送風機７から送風されて蒸発側熱交換器４を通過した空調空気を吹出す空気吹出口３１は、個別に運転される他の空気調和装置１４，１５の空気吹出口３２，３３も接続された同一の風路１３に接続されている。本実施形態において、風路１３はアクセスフリーの床面で構成してある。
【０００８】
続いて、１１は風路１３内に設置されていて風路１３内外の差圧を測定することにより風路１３内の風路抵抗を検出する風路抵抗検出手段、１２は制御出力検出手段１０により検出された蒸発側送風機電動機８の制御出力検出値および風路抵抗検出手段１１により検出された風路１３の風路抵抗検出値に基づいて風路１３内を流通する風量を算出する第１風量算出手段である。
上記した第１制御手段９、第１風量算出手段１２、後述する実施形態の第２制御手段９ａ，９ｂ、第２風量算出手段１２ａ，１２ｂは、例えばメモリ付きのマイクロコンピュータの機能の一部で実現されている。
そして、風路１３を流通する空調空気の風量Ｑと風路抵抗Ｐとの関係は、図２に示した曲線Ｓのように予め設定されていて、第１制御手段９を実現するマイクロコンピュータのメモリに格納されている。また、例えば４段階に異なる運転周波数（インバータ周波数）の出力特性Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（インバータ周波数の大きさはＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄとする）も設定されメモリに格納されている。
【０００９】
上記のように構成された空気調和装置３０の動作について説明する。
空気調和装置３０の運転中は、制御出力検出手段１０が蒸発側送風機電動機８への制御出力値を検出している。図２に示した例では制御出力値として出力特性Ａが検出される。一方、風路抵抗検出手段１１は風路１３の風路抵抗Ｐ１を検出する。すなわち、この時点における実際の運転状態は図２中の点ｈで示される。次に、第１風量算出手段１２は、制御出力検出手段１０の検出特性Ａおよび風路抵抗検出手段１１の検出値Ｐ１に基づき、曲線Ｓを参照して風路１３における風量Ｑ２を算出する。このように算出された風量Ｑ２は風路１３の目標風量Ｑ１よりも大きい。これを目標風量Ｑ１に近づけるためには点ｉの状態で運転する必要がある。そこで、第１制御手段９は点ｉの状態に従うように蒸発側送風機電動機８への出力特性を運転周波数の小さな出力特性Ｃに切り替えて出力する。これにより、蒸発側送風機７からは適正な風量の空調空気が風路１３へ吹出され、風路１３内が目標風量Ｑ１に調整されるのである。
【００１０】
上記したように、運転中に風路１３内の風路抵抗Ｐおよび蒸発側送風機電動機８の制御出力Ａ〜Ｄを検出し、これらの検出値の関係（曲線Ｓ）から風路１３内の風量Ｑを算出し、この風量算出値Ｑに従って蒸発側送風機電動機８の出力特性Ａ〜Ｄを制御するようにしたので、他の空気調和装置１４，１５の運転および停止により風路１３内の風路抵抗が変化した場合でも適正な風量の空調空気を風路１３に供給することができる。
【００１１】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２による空気調和装置について説明する。図３に本実施の形態に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す。図に示した本実施形態の空調システムは既述した実施形態１の空調システムと大部分の構成が共通するが、風路抵抗検出手段１１を省略した点および蒸発側送風機７の実際のファン回転速度を検出する回転速度検出手段１６を蒸発側送風機７に配備した点で実施形態１と異なっている。図中、１２ａは制御出力検出手段１０の検出値と回転速度検出手段１６の検出値とに基づいて風路１３内の風量を算出する第２風量算出手段である。そして、図４に示すように、風路１３を流通する空調空気の風量Ｑと蒸発側送風機７のファン回転速度Ｒとの関係（曲線Ｓ）は予め設定されていて、第２制御手段９ａを実現するマイクロコンピュータのメモリに格納されている。
【００１２】
上記のように構成された空気調和装置３０の動作について説明する。
空気調和装置３０の運転中に、蒸発側送風機電動機８に対して現時点で設定されている出力特性Ａ〜Ｄのいずれかを制御出力検出手段１０が検出する。また、回転速度検出手段１６が蒸発側送風機７の実際のファン回転速度Ｒを検出する。そして、第２風量算出手段１２ａは制御出力検出手段１０の検出値Ａ〜Ｄおよび回転速度検出手段１６の検出値Ｒに基づき曲線Ｓの関係を参照して風路１３内の風量Ｑを算出する。そこで、第２制御手段９ａは風量算出値Ｑに従い適切な出力特性Ａ〜Ｄを選択して蒸発側送風機電動機８へ出力し蒸発側送風機７の吹出し風量を制御するのである。
【００１３】
このように、本実施形態の空気調和装置３０は、蒸発側送風機７の実際の運転状態を表わすファン回転速度Ｒと制御出力Ａ〜Ｄとを検出し、これらの検出値の関係から風路１３内の風量を算出し、この風量算出値に従って蒸発側送風機７を制御するので、他の空気調和装置１４，１５の運転または停止により風路１３内の風路抵抗が変化した場合でも適正な風量の空調空気を風路１３に供給できる。加えて、風路抵抗検出装置などを別途必要としないから、この空気調和装置３０は簡素な構成により安価に提供される。
【００１４】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について説明する。図５に本実施の形態に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す。上記した実施の形態２においては、蒸発側送風機７の運転状態を検出するために回転速度検出手段１６を使用したが、この実施の形態３では、蒸発側送風機電動機８に通電されている実際の電流値を検出する電流値検出手段１７を使用して、蒸発側送風機７の運転状態を検出するようにしてある。尚、風路抵抗検出手段１１を省略した点および前記以外の構成は、実施形態１の空調システムと同じである。また、図中、１２ｂは制御出力検出手段１０の検出値と電流値検出手段１７の検出値とに基づいて風路１３内の風量を算出する第２風量算出手段である。そして、図６に示すように、風路１３を流通する空調空気の風量Ｑと蒸発側送風機電動機８の電流値Ｅとの関係（曲線Ｓ）は予め設定されていて、第２制御手段９ｂを実現するマイクロコンピュータのメモリに格納されている。
【００１５】
上記のように構成された空気調和装置３０の動作について説明する。
空気調和装置３０の運転中に、蒸発側送風機電動機８に対して現時点で設定されている出力特性Ａ〜Ｄのいずれかを制御出力検出手段１０が検出する。また、電流値検出手段１７は蒸発側送風機電動機８に通電されている実際の電流値Ｅを検出する。そして、第２風量算出手段１２ｂは制御出力検出手段１０の検出値Ａ〜Ｄおよび電流値検出手段１７の検出値Ｅに基づき曲線Ｓの関係を参照して風路１３内の風量Ｑを算出する。そこで、第２制御手段９ｂは風量算出値Ｑに従い適切な出力特性Ａ〜Ｄを選択して蒸発側送風機電動機８へ出力し蒸発側送風機７の吹出し風量を制御する。
【００１６】
このように、本実施形態の空気調和装置３０は、蒸発側送風機電動機８の電流値Ｅと制御出力Ａ〜Ｄとを検出し、これらの検出値の関係から風路１３内の風量を算出し、この風量算出値に従って蒸発側送風機７を制御するので、実施形態２と同様、風路抵抗検出装置などを別途必要とせず、簡素な構成により安価に提供される。無論、適正な風量の空調空気を風路１３に供給する。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の空気調和装置を含む複数の空気調和装置の空気吹出口を同一風路に接続しそれぞれの空気調和装置から風路へ個別に送風するシステムにおいて、本発明の空気調和装置は運転中に風路内の風路抵抗および蒸発側送風機の制御出力を検出し、これらの検出値の関係から風路内の風量を算出し、この風量算出値に従って蒸発側送風機の出力を制御するようにしたので、複数の空気調和装置同士の吹出空気の干渉による風路抵抗の変化の影響を受けることなく、適正な風量の空調空気を風路に供給することができる。また、蒸発側送風機の電動機電流値やファン回転速度で表わされる実際の運転状態と制御出力とを検出し、これらの検出値の関係から風路内の風量を算出し、この風量算出値に従って蒸発側送風機の出力を制御するようにした場合は、適正な風量の空調空気を風路に供給できることはいうまでもなく、空気調和装置の外部に風路抵抗検出装置などを別途必要とせず、本発明を簡素な構成により安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す構成図である。
【図２】風路抵抗と風路内風量の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す構成図である。
【図４】蒸発側送風機のファン回転速度と風路内風量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置を備えた空調システムを示す構成図である。
【図６】蒸発側送風機電動機の電流値と風路内風量の関係を示すグラフである。
【図７】従来例における空気調和装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  冷媒圧縮機、２  凝縮側熱交換器、３  冷媒絞り弁、４  蒸発側熱交換器、７  蒸発側送風機、８  蒸発側送風機電動機、９  第１制御手段、９ａ，９ｂ第２制御手段、１０  制御出力検出手段、１１  風路抵抗検出手段、１２  第１風量算出手段、１２ａ，１２ｂ  第２風量算出手段、１３  風路、１４  他の空気調和装置、１５  他の空気調和装置、１６  回転速度検出手段（運転状態検出手段）、１７  電流値検出手段（運転状態検出手段）、３０  空気調和装置、３１  空気吹出口、３２  空気吹出口、３３  空気吹出口、Ａ〜Ｄ  出力特性、Ｅ  電流値、Ｐ  風路抵抗、Ｑ  風量、Ｒ  ファン回転速度。
【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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【図６】
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【図７】
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