CN116075672B - 风机单元及包括该风机单元的空气处理系统 - Google Patents

风机单元及包括该风机单元的空气处理系统 Download PDF

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Abstract

本公开要解决的技术问题是提高喘振的产生、未产生的判定的可靠性。喘振是否产生依赖于前后压差，因此，第二单元(30)中，通过根据前后压差判断喘振的产生、未产生，与通过第二风机(31)的出口侧的压力来判断相比，能够高精度地检测喘振、避免喘振。

Description

风机单元及包括该风机单元的空气处理系统
技术领域
涉及包括对热交换后的空气进行送风的风机的风机单元。
背景技术
风机单元即使在连接有阻力不同的各种管道的情况下，也与需要的风量对应，且以不产生喘振的方式被调节。例如，专利文献1(日本特开2016-166698号公报)中，按规定时间检测送风机的出口侧的压力，在其变动量为规定以上的情况下，判定为送风机处于喘振区域。
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，由于使喘振产生的压力变动量因风机的转速而大幅变化，因此，即便压力变动量为规定以上，也不一定能说是送风机处于喘振状态，喘振的产生、未产生的判定的可靠性不高。
因此，存在提高喘振的产生、未产生的判定的可靠性这一技术问题。
解决技术问题所采用的技术方案
第一观点的风机单元是经由管道与规定的单元连接的风机单元，包括转速可变的风机、外壳、第一获取部、第二获取部和控制部。外壳具有吸入口和吹出口，且收纳风机。第一获取部获取外壳的吸入口和吹出口的空气的压力差即前后压差。第二获取部获取风机的风量或风速。控制部基于风量或风速以及前后压差，对是否产生风机引起的喘振进行判断。
在风机单元经由管道与其他风机单元连接的情况下，前后压差因其他风机单元的风量变更等而变化，正常动作的风机单元可能变成喘振状态。或者，由于变更风量，管道阻力变化，因此，也可能变成喘振状态。
是否产生喘振依赖于前后压差。因此，该风机单元中，通过根据前后压差对喘振的产生、未产生进行判断，与通过送风机的出口侧的压力来判断相比，能够高精度地检测喘振、避免喘振。
第二观点的风机单元在第一观点的风机单元的基础上，控制部预先存储有将相对于风机的风量的前后压差的允许上限值导出的第一关系式。并且，控制部对基于第二获取部获取的风量以及第一关系式计算出的前后压差的允许上限值和第一获取部获取的前后压差进行比较，对是否产生风机引起的喘振进行判断。
该风机单元中，控制部能够在不新设置专用的传感器的情况下，通过比较获取的前后压差和前后压差的允许上限值这样简单的手段来对喘振的产生、未产生进行判断。
第三观点的风机单元在第二观点的风机单元的基础上，第一关系式由曲线表示，该曲线经过表示下述关系的曲线的极值：针对风机的每个转速测定的风机的风量与前后压差的关系。
该风机单元中，仅通过至少测定三点表示针对风机的每个转速测定的风机的风量与前后压差的关系的曲线的极值，就能获得第一关系式，每个机种的应对容易。
第四观点的风机单元在第一观点至第三观点的任一个风机单元的基础上，控制部在判断为产生了风机引起的喘振时，使风机的转速增加。
第五观点的空气处理系统包括空气处理单元和权利要求1至权利要求4中任一项所述的风机单元。空气处理单元对空气进行规定的处理。风机单元经由管道与空气处理单元连接。控制部包括设置于空气处理单元的第一控制部以及设置于风机单元的第二控制部。第二控制部在判断为产生了喘振时，将第一信号送至第一控制部。第一控制部在接收到第一信号时，确定消除喘振的风机单元的风量，并将其作为风量目标值发送至第二控制部。第二控制部基于风量目标值对风机单元的转速进行控制。
即便通过以风机单元单体使转速上升等来避免喘振，由于经由管道连接的其他风机单元的前后压差变化，因此，有可能由此导致其他风机单元产生喘振。此外，无法与空气处理对象空间所需的总风量无关地进行设定。
该空气处理系统中，空气处理单元能够确定考虑了空气处理对象空间所需的总风量、且避免喘振的风机单元的风量目标值，因此，消除喘振的可靠性高。
附图说明
图1是示出装设有本公开的一实施方式的风机单元的空气处理系统的结构的概念图。
图2是用于说明控制器的结构的框图。
图3是以管道长度为参数示出风量与管道阻力的关系的图表。
图4是示出改变第二单元的前后压差地测定使风机马达的转速变更1[r/m]时的风量变化量的结果的图表。
图5是以前后压差为参数示出风量与风机马达的转速的关系的图表。
图6是以前后压差为参数示出风量与风机马达的转速的关系的图表。
图7是以前后压差为参数示出风速与风机马达转速的关系的图表。
图8是示出从图7导出的前后压差与系数及常数项的关系的图表。
图9是以前后压差为参数示出风量与风机马达的转速的关系的图表。
图10是示出风速与风机马达的转速的关系的图表。
图11是风量控制的流程图。
图12是示出以第二风机的风机马达的转速为参数的、流量与前后压差的关系的图表。
图13是绘制了经过图12所示的各转速下的极值点的曲线的图表。
图14是第二控制器判定喘振的产生并消除喘振的喘振判定控制的流程图。
图15是变形例的喘振判定控制的流程图。
图16是装设有另一实施方式的风机单元的空气处理系统的结构图。
图17是装设有又一实施方式的风机单元的空气处理系统的结构图。
具体实施方式
(1)整体结构
图1是装设有本公开的一实施方式的风机单元的空气处理系统10的结构图。图1中，空气处理系统10包括第一单元20、多个第二单元30、管道40及控制器50。本申请中，为了便于说明，将风机单元称为第二单元。
第一单元20具有第一风机21。各第二单元30具有第二风机31。各第二风机31将空气从第二单元30供给至对象空间100。
对象空间100例如是建筑物内的房间。房间例如是空气的移动受到地板、天花板以及墙壁限制的空间。对于一个或多个对象空间100，配设多个第二单元30。
作为包括多个第二单元30的空气处理系统10的代表例，图1中示出了针对一个对象空间100配设包括两个第二单元30的空气处理系统10的例子。
第二单元30的个数也可以是三个以上，可以适当设定。配设第二单元30的对象空间100也可以是两个以上。
管道40将从第一单元20通过第一风机21送出的第一空气SA分配至多个第二单元30。管道40包括主管41以及从主管41分岔的分支管42。
图1中示出了主管41配置于第一单元20之外的情况，不过，主管41也可配置于第一单元20之中，此外，也可配置成从第一单元20中延伸至第一单元20外。
主管41配置于第一单元20中的情况也包括第一单元20的外壳26的一部分作为主管41起作用的情况。图1中示出了主管41的入口41a与第一单元20连接的例子。
第一风机21配置于第一单元20内。此处，构成为从第一风机21吹出的空气全部流入管道40。
管道40的主管41的出口41b与分支管42的入口42a连接。作为从主管41分岔到分支管42的结构，也可以是使用分岔腔室的结构。
第二单元30的外壳33具有吸入口33a和吹出口33b，分支管42的多个出口42b与多个第二单元30的吸入口33a连接。
各第二单元30与对象空间100通过通风路81相连。通风路81的入口81a与第二单元30的吹出口33b连接。各第二风机31使从管道40的出口42b朝向通风路81的入口81a的气流在第二单元30中产生。因此，各第二风机31从分支管42的出口42b吸引第一空气SA。
各第二风机31可通过变更马达的转速来变更各第二单元30的吸入口33a和吹出口33b的空气的压力差即前后压差。各第二风机31可在管道40的静压固定时通过使转速变大来增大各第二单元30的前后压差。
若第二单元30的前后压差变大，则在通风路81中流动的第一空气SA的空气量变多。通过如此改变流动的空气量，从各通风路81的出口81b吹出至对象空间100的进气风量变化。
控制器50包括第一控制器51及多个第二控制器52。第一控制器51和多个第二控制器52彼此连接。
第一控制器51对第一风机21的风机马达21b的转速进行控制。当第一风机21的转速增加时，第一风机21的送风量变多。
针对一个第二单元30，设有一个第二控制器52。各第二控制器52控制对应的第二风机31的风量。各第二控制器52存储从第一控制器51接收的风量目标值。
各第二控制器52在进气风量相对于风量目标值不足时使第二风机31的转速增加。相反，第二控制器52在进气风量相对于风量目标值过剩时使第二风机31的转速减少。
控制器50获取通过多个第二风机31供给至对象空间100的空气的空气量的信息。空气量的信息例如是每秒或每分钟应供给至对象空间100的必要进气风量。
各第二控制器52将空气量的信息输出至第一控制器51。第一控制器51基于获得的空气量的信息来确定应对第一风机21要求的输出。
(2)详细结构
(2-1)第一单元20
第一单元20具有第一风机21、热交换器22、第一风量检测单元23、温度传感器24以及水量调节阀25。
(2-1-1)热交换器22
作为热介质，例如冷水或温水从热源单元60被供给至热交换器22。被供给至热交换器22的热介质也可以是冷水或温水以外的热介质，例如，可以是盐水。
(2-1-2)第一风量检测单元23
对于第一风量检测单元23而言，例如，能够使用风量传感器、风速传感器或压力差传感器。本实施方式中，第一风量检测单元23检测第一风机21送风的风量。
第一风量检测单元23与第一控制器51连接。第一风量检测单元23检测的风量值从第一风量检测单元23发送至第一控制器51。
第一风量检测单元23检测的风量是在管道40的主管41中流动的风量，也是从多个第二单元30供给至对象空间100的进气风量的总量。
(2-1-3)温度传感器24
温度传感器24对从第一风机21送至管道40的第一空气SA的温度进行检测。温度传感器24与第一控制器51连接。温度传感器24检测的值输入至第一控制器51。
(2-1-4)水量调节阀25
第一单元20通过通风路82与对象空间100相连。流过通风路82从对象空间100返回的第二空气RA在第一风机21的作用下经过热交换器22而被送出至管道40。
从对象空间100返回的上述第二空气RA是曾经存在于对象空间100中的空气。当经过热交换器22时，返回后的第二空气RA与在热交换器22中流动的冷水或温水进行热交换而变成调节空气。
向在热交换器22中进行热交换而被送出至管道40的第一空气SA赋予的热量通过水量调节阀25进行调节。水量调节阀25的开度通过第一控制器51控制。若水量调节阀25的开度变大，则在热交换器22中流动的水量变多，在热交换器22与第一空气SA之间每单位时间进行交换的热量变多。相反地，若水量调节阀25的开度变小，则在热交换器22中流动的水量变少，在热交换器22与第一空气SA之间的每单位时间的热交换量变少。
(2-2)第二单元30
第二单元30具有第二风机31、使第二风机31旋转的风机马达31b及第二风量检测单元32。
各风机马达31b与对应的一个第二控制器52连接，转速从风机马达31b发送至第二控制器52。各第二风量检测单元32与对应的一个第二控制器52连接。
对于第二风量检测单元32而言，例如，能够使用风量传感器、风速传感器或压力差传感器。本实施方式中，第二风量检测单元32检测第二风机31送风的风量。
第二风量检测单元32检测的风量值输入至第二控制器52。第二风量检测单元32检测的风量是在通风路81中流动的风量，也是从各第二单元30供给至对象空间100的进气风量。
(2-3)远程传感器70
多个远程传感器70具有温度传感器的功能。各远程传感器70构成为能够向对应的第二控制器52发送表示对象空间100的第二空气RA的温度的数据。
(2-4)控制器50
图2是用于说明控制器50的结构的框图。图2中，控制器50包括第一控制器51及多个第二控制器52。第一控制器51和多个第二控制器52彼此连接。
(2-4-1)第一控制器51
第一控制器51包括处理器51a及存储器51b。处理器51a读取存储于存储器51b的第一风机21的风量控制程序，对第一风机21、各第二控制器52输出必要的指令。
存储器51b除了第一风机21的风量控制程序以外，还对第一风量检测单元23及温度传感器24的检测值进行随时存储。
处理器51a读取存储于存储器51b的第一风量检测单元23及温度传感器24的检测值，计算第一风机21的风量目标值(应供给至对象空间100的目标风量的总量)。
上述记载是一例，并非限定于上述记载内容。
(2-4-2)第二控制器52
第二控制器52包括处理器52a及存储器52b。处理器52a读取存储于存储器52b的第二风机31的风量控制程序，对第二风机31输出必要的指令。
存储器52b除了第二风机31的风量控制程序以外，还对从第一控制器51输出的风量目标值、第二风量检测单元32的检测值进行随时存储。
处理器52a读取存储于存储器52b的风量目标值、第二风量检测单元32的检测值，计算第二风机31的转速目标值。
上述记载是一例，并非限定于上述记载内容。
(3)空气处理系统10的动作的概要
各第二控制器52从各自连接的远程传感器70接收对象空间100的温度测定值。各第二控制器52将表示设定温度的数据保持为温度设定值。
各第二控制器52将温度设定值和温度测定值发送至第一控制器51。第一控制器51基于温度设定值和温度测定值确定各第二单元30的风量目标值。第一控制器51将风量目标值的值发送至各第二控制器52。
第一控制器51根据应供给至对象空间100的目标风量的总量，确定各第二风机31的风量目标值并发送至各第二控制器52。各第二单元30中，通过对应的第二控制器52调节第二风机31的转速。多个第二风机31的转速的调节是彼此独立进行的。
各第二控制器52控制各第二风机31的转速以使进气风量与风量目标值一致。多个第二控制器52彼此独立地控制多个第二风机31的转速。若第二风量检测单元32检测到的风量小于风量目标值，则各第二控制器52使各第二风机31的转速增加。若第二风量检测单元32检测到的风量大于风量目标值，则各第二控制器52使各第二风机31的转速减少。
具体的风量控制在“(5)风量控制”的部分描述。
(4)关于管道阻力
(4-1)管道阻力的特性
将第一单元20与第二单元30连接的管道40的长度根据第二单元30的吹出口的位置而不同，此外，根据安装第一单元20和第二单元30的物件而不同。
在管道40内流动的空气与管道40的内表面之间存在阻力(以下，称为管道阻力)，在管道40内流动的空气的静压因摩擦而减少。管道40越长，管道阻力越大。
图3是以管道长度为参数示出风量与管道阻力的关系的图表。图3中，管道阻力相对于在管道40内流动的空气的风量非线性变化。因此，风量不与风机的转速成比例。因此，不能以比例的方式计算实现目标风量值的转速。
(4-2)第二单元30的送风特性
将第二单元30的吹出口处的静压与吸入口处的静压的差称为第二单元30的前后压差。
图4是示出改变第二单元30的前后压差地测定使风机马达31b的转速变更1[r/m]时的风量变化量的结果的图表。变更前的风机马达31b的转速为100[r/m]。
在图3和图4中，当为了温度调节而改变风量时，管道阻力变动，因此，第二单元30的前后压差变化。使风机转速变动1[r/m]时变化的风量因该时刻的状况(前后压差)而不同，因此，难以调节。因此，若不考虑管道阻力的变化部分地调节风机转速，则有可能达不到目标风量。
例如，如图5所示，在将风量从10[m3/分钟]变更为15[m3/分钟]的情况下，若管道阻力不同，则即便是相同的风量变化量，需要的风机马达31b的转速变更量也不同。这是因为风量变化使得管道阻力也变化。因此，需要考虑了管道阻力的变化的风量调节功能。
此外，如图1所示，在从主管41分岔的分支管42分别与第二单元30连接的情况下，第二单元30的前后压差受到其他第二单元30的风量变化和第一单元20的空气排出压的影响。
此外，如图6所示，当其他第二单元30的风量和来自第一单元20的空气排出压变化，从而前后压差增加至图6的虚线时，仅维持风机马达31b的转速的话，风量会从10[m3/分钟]降低至5[m3/分钟]，因此，为了维持起初的风量10[m3/分钟]，不得不使风机马达31b的转速增加。
另一方面，当前后压差降低至图6的双点划线时，若继续维持风机马达31b的转速，则风量会从10[m3/分钟]增加至15[m3/分钟]，因此，为了维持起初的风量10[m3/分钟]，不得不使风机马达31b的转速减少。
因此，第二单元30也需要考虑了前后压差的变化的风量维持功能。
(5)风量控制
如上所述，可知第二单元30的风量控制需要考虑了管道阻力、其他第二单元30的风量和第一单元20的空气排出压的风量维持功能。然而，管道长度根据安装第一单元20和第二单元30的物件、或是第二单元30的安装位置而改变，该管道阻力也根据管道长度、在该管道内流动的空气的风量而变动。因此，难以通过现有的试运转调节将风机马达31b的转速与风量的关系数据化。
因此，申请人着眼于管道阻力的变化表现为前后压差，发现：获取第二单元30的风量、风速或前后压差的信息，借助使用加上风机马达31b的转速及目标风量值后的变量的函数，计算风机马达31b的转速目标值或风机马达31b的转速变更量。
由此，事先的试验工时降低，且无需管道连接时的试运转。以下，对风量控制逻辑进行说明。
(5-1)前后压差ΔP的导出
图7是以前后压差ΔP为参数，示出风速V与风机马达31b的转速N的关系的图表。图7中，在前后压差ΔP相同的情况下，风机马达31b的转速N能够使用系数a和常数项b地用风速V的一次函数表示。
N＝a×V+b[1]
如图7所示，能够在前后压差固定的情况下，通过实施至少获得三点的值的试验，导出[1]式。
此外，图8是示出从图7导出的前后压差ΔP与系数a及常数项b的关系的图表。图8中，前后压差ΔP与系数a及常数项b的关系能够用以下式子表示。
a＝m×ΔP+n [2]
b＝p×ΔP+q [3]
根据上式[1]、[2]和[3]式，转速N、风速V、前后压差ΔP的关系由下式表示。
N＝(m×ΔP+n)×V+(p×△P+q)[4]
根据[4]式，进一步导出下式。
ΔP＝(N－n×V－q)/(m×V+p)[5]
[5]式表示若测量第二风机31的风机马达31b以转速N运转时的风速V，则能计算前后压差ΔP。
因此，风机马达31b的转速N、第二风机31的风速V或风量Q以及前后压差ΔP是具有根据其中两个值可导出剩余一个值的关系的参数。
(5-2)考虑了管道阻力变化的风量调节功能
根据上式[5]式和风机的理论式，能够导出计算转速目标值Ny的计算式。根据风机的理论式，当前的前后压差ΔPx、当前的风量Qx、前后压差目标值ΔPy以及风量目标值Qy的关系为：
ΔPy/ΔPx＝(Qy/Qx)2[6]
根据上述[5]式和[6]式，成为：
(Ny－n×Vy－q)/(m×Vy+p)＝(Qy/Qx)2×ΔPx[7]
。此外，Vy＝(Qy/Qx)×Vx，因此，成为：
Ny＝(Qy/Qx)2×ΔPx×{m×(Qy/Qx)×Vx+p}+n×(Qy/Qx)×
Vx+q[8]
。以下，将上述[8]式称为第一函数。
参照图9对第一函数的技术意义进行说明。图9是以前后压差ΔP为参数，示出风量与风机马达31b的转速的关系的图表。图9中，管道阻力的变化表现为前后压差ΔP的变化。
例如，用于以前后压差50[Pa]维持风量10[m3/分钟]的风机马达31b的转速为920[r/m]。假设管道阻力与风量无关而是固定的，则在将风量变更为15[m3/分钟]的情况下，只要仅将转速设为1100[r/m]即可。
然而，管道阻力会因风量变化而变化。根据图9，通过将风量变更为15[m3/分钟]，因管道阻力的变化而引起前后压差增加至109.9[Pa]。为了在前后压差为109.9[Pa]时维持风量15[m3/分钟]，需要将风机马达31b的转速维持在1348[r/m]。
因此，考虑了管道阻力的变化的风量调节功能是必要的，第一函数(上述[8]式)的转速Ny是考虑了管道阻力的变化的转速。
第二控制器52在作为来自第一控制器51的风量指示值的风量目标值Qy变更时，使用第一函数，计算第二风机31的风机马达31b的转速目标值。
(5-3)考虑了前后压差的变化的风量调节功能
若在风机马达31b的转速到达转速目标值后，前后压差ΔP也不变动，则可维持该转速，但在其他第二单元30的风量和第一单元20的空气排出压变化的情况下，前后压差ΔP会变动。
图10是示出风速与风机马达31b的转速的关系的图表。图10中，例如，为了以前后压差50[Pa]维持风速目标值Vy所需的风机马达31b的转速为980[r/m]。
这里，在前后压差ΔP增加至图10的虚线的情况下，仅维持风机马达31b的转速980[r/m]的话，风速会下降至Vx，因此，风量不足。
为了维持风量目标值，需要使风速从Vx回到Vy，需要使风机马达31b的转速增加200r/m而成为1180[r/m]。
根据[2]式和[4]式，上述风机马达31b的转速变更量ΔN为：
ΔN＝a×(Vy－Vx)[9]
。以下，将上述[9]式称为第二函数。
使用第二函数的情况为：对风量目标值Qy没有变更但因前后压差ΔP的变动而需要变更风机马达31b的转速时的转速变更量进行计算之时。
图11是风量控制的流程图。以下，参照图11对风量控制进行说明。
(步骤S1)
首先，第二控制器52在步骤S1中对是否从第一控制器51接收了风量目标值Qy进行判定。第二控制器52在接收了风量目标值Qy时向步骤S2前进。此外，第二控制器52在未接收风量目标值Qy时向步骤S6前进。
(步骤S2)
接着，第二控制器52在步骤S2中计算实现风量目标值Qy的风速目标值Vy。
(步骤S3)
接着，第二控制器52在步骤S3中将风速目标值Vy更新为步骤S2中计算出的值。
(步骤S4)
接着，第二控制器52在步骤S4中使用第一函数计算实现步骤S3中更新的风速目标值Vy的风机马达31b的转速目标值Ny。
(步骤S5)
接着，第二控制器52在步骤S5中将风机马达31b的转速目标值更新为步骤S4中计算出的值Ny。第二控制器52在将转速目标值更新为Ny之后，以风机马达31b的转速成为目标值的方式进行控制。
(步骤S6)
接着，第二控制器52在步骤S6中获取第二风量检测单元32的检测值作为当前的风速Vx。
(步骤S7)
接着，第二控制器52在步骤S7中计算风速目标值Vy与当前的风速Vx的差。
(步骤S8)
接着，第二控制器52在步骤S8中计算前后压差ΔP。
(步骤S9)
接着，第二控制器52在步骤S9中计算作为控制参数的系数a。
(步骤S10)
接着，第二控制器52在步骤S10中将步骤S7中计算出的风速目标值Vy与当前的风速Vx的差以及步骤S9中计算出的系数a应用于第二函数，计算转速变更量ΔN。
(步骤S11)
接着，第二控制器52在步骤S11中根据步骤S10中计算出的转速变更量ΔN计算转速目标值Ny。
(步骤S12)
接着，第二控制器52在步骤S12中将转速更新为步骤S11中计算出的转速目标值Ny。接着，第二控制器52返回步骤S1。
如上所述，当有来自第一控制器51的风量目标值的指示时，执行步骤S1至步骤S5的第一程序，当没有来自第一控制器51的风量目标值的指示时，执行步骤S6至步骤S12的第二程序。
第一程序是使用第一函数计算转速目标值的程序，第二程序是使用第二函数计算转速变更量的程序。
此外，由于既能够使用第二函数计算转速目标值Ny，而且第二控制器52能切换第一程序和第二程序，因此，第二单元30中，在获取了新的风量目标值Qy或风速目标值Vy的情况下，也能不使用第一函数而是一边通过第二函数计算转速变更量ΔN一边控制转速。
(5-4)喘振检测功能
(5-4-1)喘振的产生要因
图12是示出以第二风机31的风机马达31b的转速N为参数的、风量Q与前后压差ΔP的关系的图表。图12中，横轴表示风量Q，纵轴表示前后压差ΔP。
如图12所示，可知在第二单元30中，在将第二风机31的风机马达31b的转速N维持为固定的状态下，若风量Q变化，则前后压差ΔP具有从上升转为下降的一个极值。以下，将表示极值的点称为极值点。
该极值点处的风量对抗与第二单元30连接的管道40的阻力，因此，当风量从该处起下降时，管道40的阻力下降。因此，下次风量偏向比极值点靠右侧处，风量增加。其结果是，管道40的阻力增加，将空气推回。如此，将空气的行为反复的状态称为喘振。
由于喘振，引起周期性压力变动，对设备产生不良影响，招致振动。通常，风机执行避开该种风量及该风量附近的使用方法，但本实施方式的空气处理系统10中，由于前后压差因第一单元20的排出压、其他第二单元30的风量的增减而变动，因此第二单元30有可能意外到达图12所示的极值。
(5-4-2)喘振的判定方法
图13是绘制了经过图12所示的各转速下的极值点的曲线的图表。在图12中，在风量偏向比极值点靠左侧处时产生喘振。因此，若风量和前后压差的组合处于由图13的纵轴和曲线包围的区域(以下，称为喘振产生区域)的外侧，则不产生喘振。若用式子表示图13所记载的曲线，则
f(Q)＝r×Q 2+s×Q[10]
。r和s能通过实验数据确定。
(5-4-2-1)根据当前的风量Qx判定喘振
因此，将当前的风量Qx代入上述[10]式而计算出的f(Qx)相当于在风量为Qx时可能引起喘振的前后压差。
假设当前的前后压差ΔPx处于喘振产生区域，则ΔPx－f(Qx)≥0。相反地，若当前的前后压差ΔPx处于喘振产生区域的外侧，则ΔPx－f(Qx)＜0。
(5-4-2-2)根据风量目标值Qy预测喘振
例如，当第二控制器52从第一控制器51接收风量目标值Qy的指示信号后，第二控制器52将风量目标值Qy、当前的前后压差ΔPx以及风量Qx代入[6]式：ΔPy/ΔPx＝(Qy/Qx)2，计算前后压差目标值ΔPy。并且，将风量目标值Qy代入上述[10]式，计算f(Qy)。
假设前后压差目标值ΔPy处于喘振产生区域，则ΔPy－f(Qy)≥0。相反地，若前后压差目标值ΔPy处于喘振产生区域的外侧，则ΔPy－f(Qy)＜0。
因此，风量目标值Qy是否招致喘振能够通过ΔPy－f(Qy)是否≥0来判断。
(5-4-3)喘振判定控制
图14是第二控制器52判定喘振的产生并消除喘振的喘振判定控制的流程图。图14中，第二控制器52以与图11的步骤S1至步骤S12的控制流程并行的方式进行步骤S21至步骤S28的控制流程。
(步骤S21)
第二控制器52在步骤S21中获取当前的风机马达31b的转速Nx。
(步骤S22)
接着，第二控制器52在步骤S22中获取第二风量检测单元32的检测值作为当前的风速Vx。
(步骤S23)
接着，第二控制器52在步骤S23中计算当前的风量Qx。风量Qx能够根据风速Vx计算出。
(步骤S24)
接着，第二控制器52在步骤S24中计算当前的前后压差ΔPx。前后压差ΔPx可通过将当前的转速Nx和风速Vx代入[5]式中而计算出。
(步骤S25)
接着，第二控制器52在步骤S25中计算f(Qx)。f(Qx)能够通过将风量Qx代入[10]式中而计算出。
(步骤S26)
接着，第二控制器52在步骤S26中判断是否ΔPx－f(Qx)≥0。第二控制器52在判断为ΔPx－f(Qx)≥0时向步骤S27前进。
这里，判断为“ΔPx－f(Qx)≥0”的情况与确定了喘振的产生的情况相同。
另一方面，第二控制器52在判断为ΔPx－f(Qx)＜0时时，返回步骤S21，继续进行有无喘振产生的判定。
(步骤S27)
接着，第二控制器52在步骤S27中，使风机马达31b的转速上升至将规定比率C乘以当前的转速Nx后的C×Nx。比率C的初始的设定值是1.05，但可在用户侧进行设定变更。
这里，由于在上述步骤S26中判断为ΔPx－f(Qx)≥0，确定出了喘振的产生，因此，使风机马达31b的转速渐近地上升，谋求消除喘振。
(步骤S28)
接着，第二控制器52在步骤S28中待机规定时间并返回步骤S21。待机规定时间的目的是为了确保使风机马达31b的转速上升后至风速变化为止的响应时间。规定时间的初始的设定值是1秒，但可在用户侧进行设定变更。
如上所述，空气处理系统10工作的期间，重复图14记载的步骤S21至步骤S28的例行程序。由此，对是否变成ΔPx－f(Qx)≥0进行监视，在变成ΔPx－f(Qx)≥0时，判断为产生了喘振，使风机马达31b的转速上升。
上述喘振判定控制的优点是能够单独通过第二控制器52消除喘振。
此外，由于使风机马达31b的转速渐近地上升，因此能够避免只是为了消除喘振而使转速过度富余的情况。
(6)喘振判定控制的变形例
图14记载的控制中，第二控制器52在确定喘振的产生后，单独通过第二控制器52消除喘振，但在以下的变形例中，与第一控制器51协作来消除喘振。
图15是变形例的喘振判定控制的流程图。图15中，与图14的区别是步骤S27～步骤S28替换为步骤S27x～步骤S32x这点。
第二控制器52以与图11的步骤S1至步骤S12的控制流程并行的方式进行图15的步骤S21至步骤S32x的控制流程。
步骤S21至步骤S26已说明，因此，这里对步骤S27x之后进行说明。
(步骤S27x)
第二控制器52在步骤S27x中将ΔPx－f(Qx)≥0的情况通知给第一控制器51。具体而言，将预先设定的表示“ΔPx－f(Qx)≥0”的信号Sig1发送至第一控制器51。
(步骤S28x)
接着，从第二控制器52接收到信号的第一控制器51判断为产生了喘振、或可能产生喘振，为了消除喘振，新设定风量目标值Qy并指示给第二控制器52。
也可以是，在第一控制器51新设定风量目标值Qy的情况下，考虑其他风机单元的风量及空气处理的对象空间100所需的总风量地设定风量目标值Qy。
(步骤S29x)
第二控制器52在步骤S29x中对是否从第一控制器51接收了风量目标值Qy进行判定。第二控制器52在接收了风量目标值Qy时向步骤S30x前进。
(步骤S30x)
接着，第二控制器52在步骤S30x中计算前后压差目标值ΔPy。前后压差目标值ΔPy能够通过将风量目标值Qy、当前的前后压差ΔPx和风量Qx代入[6]式中而计算出。
(步骤S31x)
接着，第二控制器52在步骤S31x中计算f(Qy)。f(Qy)能够通过将风量目标值Qy代入[10]式中而计算出。
(步骤S32x)
接着，第二控制器52在步骤S32x中判断是否ΔPy－f(Qy)≥0。
在判断为ΔPy－f(Qy)≥0时，第二控制器52判断为无法消除喘振，返回步骤S27x，将ΔPy－f(Qy)≥0的情况通知给第一控制器51。
具体而言，将预先设定的表示“ΔPy－f(Qy)≥0”的信号Sig2发送至第一控制器51。这里，判断为“ΔPy－f(Qy)≥0”的情况与可能产生喘振的情况相同。
另一方面，第二控制器52在判断为ΔPy－f(Qy)＜0时，返回步骤S21，继续进行有无喘振产生的判定。
若风量目标值Qy被再次设定，并发送至第二控制器52，则进行图11的步骤S1至步骤S12的控制。
之后，第二控制器52重复图15记载的步骤S21至步骤S32x的例行程序，对有没有产生喘振进行监视。
(7)特征
(7-1)
喘振是否产生依赖于前后压差，因此，第二单元30中，通过根据前后压差判断喘振的产生、未产生，与通过第二风机31的出口侧的压力来判断相比，能够高精度地检测喘振、避免喘振。
(7-2)
第二单元30中，第二控制器52能够通过比较当前的前后压差ΔPx和当前的转速Nx下的前后压差的允许上限值这样简单的手段来对喘振的产生、未产生进行判断，因此，无需新设置专用的传感器。
(7-3)
第二单元30中，仅通过至少测定三点表示针对第二风机31的每个转速测定的第二风机的风量和前后压差的关系的曲线的极值，就能获得关系式：f(Q)＝r×Q 2+s×Q，每个机种的应对容易。
(7-4)
第二单元30中，在判断为产生了第二风机31引起的喘振时，第二控制器52使第二风机31的转速增加。转速的增加能够单独通过第二单元应对，因此，容易避免喘振。
(7-5)
即便通过以第二单元30单体使转速上升等来避免喘振，由于经由管道40连接的其他风机单元的前后压差变化，因此，有可能由此导致其他风机单元产生喘振。此外，无法与空气处理的对象空间100所需的总风量无关地进行设定。因此，空气处理系统10中，第一控制器51确定考虑了空气处理的对象空间100所需的总风量、且避免喘振的第二单元30的风量目标值Qy。其结果是，消除喘振的可靠性高。
(8)其它实施方式
上述实施方式中，第一单元20具有第一风机21，但第一单元20不一定需要第一风机21。本公开的风量控制也能应用于经由管道与不具有风机的第一单元连接的第二单元。
以下，举具体例进行说明。
(8-1)
图16是装设有另一实施方式的风机单元的空气处理系统110的结构图。图16中，空气处理系统110配置于建筑物BL的一层的天花板背面，进行房间的换气。空气处理系统110包括：作为空气处理单元的第一单元120；作为进气风机单元的第二单元130；以及作为排气风机单元的第三单元135。
空气处理系统110还包括外部空气管道150、进气管道160、回风管道170及排气管道180。外部空气管道150、进气管道160、回风管道170以及排气管道180与第一单元120连接。
外部空气管道150构成从通向建筑物BL之外的开口部104连至第一单元120的空气流路。进气管道160构成从第一单元120连至设置于房间的吹出口102的空气流路。
回风管道170构成从设置于房间的吸入口103连至第一单元120的空气流路。排气管道180构成从第一单元120连至通向建筑物BL之外的开口部105的空气流路。
进气管道160通过分支腔室191从一个主管道161分岔成多个分支管道162。
回风管道170通过分支腔室192从一个主管道171分岔成多个分支管道172。
第一单元120对经过单元内的空气进行空气中的尘埃的去除、空气的温度的变更、空气的湿度的变更、空气中的规定化学成分及规定病原体的去除。
第二单元130与各进气管道160连接。第三单元135与各回风管道170连接。
空气处理系统110中，第一单元120没有风机，因此，由第二单元130和第三单元135使第一单元120内的空气的流动产生。
因此，第二单元130的前后压差的变化主要因其他第二单元130的风机的风量变化而产生。此外，第三单元135的前后压差的变化主要因其他第三单元135的风机的风量变化而产生。
空气处理系统110中，与上述实施方式相同地，导入“前后压差”作为转速目标值的运算式的变量，因此，能够将时刻发生变化的管道阻力的变化反映在风量目标值的运算中，能够谋求缩短输出值(风量)相对于输入值(转速)的响应时间。
此外，该空气处理系统110中，是否产生喘振依赖于前后压差。第二单元130中第二控制器152、或是第三单元135中第三控制器153能够通过比较当前的前后压差和当前的转速下的前后压差的允许上限值这样简单的手段来对喘振的产生、未产生进行判断。因此，该空气处理系统110中，无需仅为了检测喘振的产生而新设置专用的传感器。
(8-2)
图17是装设有又一实施方式的风机单元的空气处理系统210的结构图。图17中，空气处理系统210配置于建筑物的一层的天花板背面。
空气处理系统210与图1的空气处理系统10的区别是第一单元不具有第一风机，除此以外的结构与图1的空气处理系统10相同。因此，对与图1的空气处理系统10相同的结构标注同一符号并省略说明。
第一单元220的利用侧热交换器22的热交换所需的热能从热源单元60供给。第一单元220通过利用侧热交换器22中的热交换来生成调节空气。
第一单元220与管道40连接。管道40包括主管41和分支管42。主管41的一端与第一单元220连接。主管41的另一端分岔并与多个分支管42连接。一个分支管42的终端连接一个第二单元30。
各第二单元30具有第二风机31。通过第二风机31旋转，第一单元20中生成的调节空气经由管道40被吸引至第二单元30内，然后，供给至对象空间100。
各第二风机31的风机马达31a构成为能够单独地变更转速。通过单独地变更各风机马达31a的转速，单独变更各第二单元30的供给空气量。
空气处理系统210中，第一单元220没有风机，因此，由第二单元30使第一单元220内的空气的流动产生。
因此，第二单元30的前后压差的变化主要因其他第二单元30的第二风机31的风量变化而产生，但由于导入“前后压差”作为转速目标值的运算式的变量，因此，能够将时刻发生变化的管道阻力的变化反映在风量目标值的运算中，能够谋求缩短输出值(风量)相对于输入值(转速)的响应时间。
此外，该空气处理系统210中，是否产生喘振依赖于前后压差。第二单元30中，第二控制器52能够通过比较当前的前后压差和当前的转速下的前后压差的允许上限值这样简单的手段来对喘振的产生、未产生进行判断。因此，该空气处理系统210中，无需仅为了检测喘振的产生而新设置专用的传感器。
(9)其他
(9-1)
上述实施方式以及变形例中，基于从第二风量检测单元32获取的风速或风量，计算前后压差。不过，也可以是，分别在第二单元的吸入口和吹出口配置压力传感器，根据传感器值计算前后压差值，根据前后压差和转速求出风速值。
(9-2)
图7中，五个前后压差中，观察使风机马达的转速变化时的风机的风速变化。这用作用于导出转速、风速、前后压差的关系式的数据，但不一定需要五个前后压差的情况下的数据，只要至少有三个前后压差的情况下的数据，就能导出该关系式。
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但应当理解的是，能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨以及范围的情况下进行形态、细节的多种变更。
(符号说明)
10空气处理系统
20第一单元(空气处理单元)
30第二单元(风机单元)
31第二风机(风机)
31b风机马达
32第二风量检测单元(第二获取部)
33外壳
33a吸入口
33b吹出口
40管道
50控制器(控制部)
51第一控制器(第一控制部、第三获取部)
52第二控制器(第二控制部、第一获取部)
110空气处理系统
120第一单元
130第二单元(风机单元)
135第三单元(风机单元)
160进气管道(管道)
170换气管道(管道)
210空气处理系统
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-166698号公报。

Claims (5)

1.一种风机单元(30)，其特征在于，包括：
转速可变的第二风机(31)；
外壳(33)，所述外壳(33)具有吸入口和吹出口，且收纳所述第二风机，所述吸入口经由管道与设有第一风机(21)且进行空气的加热及冷却的空气加热及冷却单元连接；
第一获取部，所述第一获取部获取所述外壳(33)的所述吸入口和所述吹出口的空气的压力差即前后压差(ΔPx)；
第二获取部(32)，所述第二获取部(32)获取所述第二风机(31)的风量(Qx)或风速(Vx)；以及
控制部(50)，所述控制部(50)基于所述风量(Qx)或所述风速(Vx)以及所述前后压差(ΔPx)，对是否产生所述第二风机(31)引起的喘振进行判断，
所述控制部(50)在判断为产生了喘振时，确定消除喘振的所述风机单元(30)的风量目标值，基于所述风量目标值对所述风机单元(30)的所述第二风机(31)的风机马达(31b)的转速进行控制。
2.根据权利要求1所述的风机单元(30)，其特征在于，
所述控制部(50)预先存储有将相对于所述第二风机(31)的风量的所述前后压差的允许上限值导出的第一关系式，
并且，所述控制部(50)对基于所述第二获取部(32)获取的所述风量(Qx)以及所述第一关系式计算出的所述前后压差的允许上限值和所述第一获取部获取的所述前后压差(ΔPx)进行比较，对是否产生所述第二风机(31)引起的喘振进行判断。
3.根据权利要求2所述的风机单元(30)，其特征在于，
所述第一关系式由曲线表示，该曲线经过表示下述关系的曲线的极值：针对所述第二风机(31)的风机马达(31b)的每个转速测定的所述第二风机(31)的风量与所述前后压差的关系。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风机单元(30)，其特征在于，
所述控制部(50)在判断为产生了所述第二风机(31)引起的喘振时，使所述第二风机(31)的风机马达(31b)的转速增加。
5.一种空气处理系统(10)，其特征在于，包括：
空气处理单元(20)，所述空气处理单元(20)对空气进行规定的处理；以及
经由所述管道与所述空气处理单元(20)连接的权利要求1至4中任一项所述的风机单元，
所述控制部(50)包括设置于所述空气处理单元(20)的第一控制部(51)以及设置于所述风机单元(30)的第二控制部(52)，
所述第二控制部(52)在判断为产生了喘振时，将第一信号送至所述第一控制部(51)，
所述第一控制部(51)在接收到所述第一信号时，确定消除喘振的所述风机单元(30)的风量，并将其作为风量目标值发送至所述第二控制部(52)，
所述第二控制部(52)基于所述风量目标值对所述风机单元(30)的风机马达(31b)的转速进行控制。
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