JP2000512408A - 快適温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 気候制御システムの制御装置は、囲われた空間内に相対湿度センサおよび乾球温度センサを有する。湿度値を乾球温度とともに使用して、乾球温度および相対湿度の両方の値の関数となる見かけ温度の誤差信号を生成する。これにより、気候制御システムの異常なサイクリングを起こすことなく、囲われた空間の温度および囲われた空間の含水量をともにロバストに制御することが可能となる。見かけ温度を直接測定するセンサを使用するのではなく、囲われた空間内の相対湿度および乾球温度から見かけ温度を合成することができる。別法として、囲われた空間内の湿った空気の任意の２つの熱力学特性から、感知された見かけ温度値および見かけ温度の設定値を合成することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 快適温度制御装置 発明の背景 本発明は一般に、囲われた空間の占有者にとっての快適温度を維持する空調装 置など、室内の気候を修正する機器の制御を対象とする。より重要な適用業務は 、冷却モードで動作する空調装置や熱ポンプなど、機械的冷却装置の動作の制御 であり、したがって以下の考察および開示は主として空調の場合に基づいている 。本発明は通常、空調制御モジュールへの動作電流の流れを制御する固体スイッ チの開閉を制御する温度センサや相対湿度センサとともにマイクロ制御装置を使 用する、電子サーモスタット中に実装されることになる 現在使用されている空調装置の動作を管理するサーモスタットは、制御量とし て乾球温度を使用する。「乾球温度」という用語は通常の温度センサで測定され た空気の実際の温度を意味し、以下で「温度」または「空気温度」という用語を 使用するときは、文脈が明らかにそれ以外のものを指していない限り乾球温度を 指すものとする。空気温度の測定は容易であり、この測定は既にほとんどのサー モスタットで利用可能である。空調モードにある通常のサーモスタットは、温度 が上昇して設定値を超えたときに空調装置の動作を開始させる。空調装置は、囲 われた空間の温度が設定値以下の点に低下するまで囲われた空間中に冷気を注入 して応答する。通常のサーモスタットは予測エレメントを使用し、実際の設定値 に達する前に空調装置をオンにするようになっている。多くの状況では、このタ イプの制御によって囲われた空間の占有者にとって快適な空気が生み出される。 空調装置が空気を冷却するだけでなく空気から水分を除去することは周知であ る。水分が除去される機構は、空気を囲われた空間および／または外部から空調 装置を通し、７０°〜７４°Ｆの快適範囲を下回るまでこの空気の温度を低下さ せる。空気から水分を除去するためには、空気の少なくとも一部の温度を、水分 が空気から凝結するその露点温度より下まで低下させなければならない。調整空 気中の水分の一部は、このプロセスで空調装置の冷却コイル（蒸発器）上に凝結 し、コイルからその下の皿に落下して排出される。空気は相対湿度１００％すな わちその露点温度に達するまで水分を解放しないので、少なくとも熱交換器の冷 却表面に隣接する空気がこの温度に達することが必要である。しかし、全ての空 気がその露点温度まで冷却されるわけではないので、冷却コイルを通る全空気流 が相対湿度１００％に達することはできない。比較的冷たく乾燥した調整空気（ ほぼ１００％の相対湿度であっても比較的乾燥している）は、囲われた空間内の 不快に暖かく湿った空気と混合され、サーモスタットにも制御されて、７０°〜 ７４°Ｆの快適温度で許容可能な４０から６０％の相対湿度を達成する。 通常はこの手続きにより、囲われた空間の空気の温度と湿度が快適温度範囲内 となる。（「湿度」という用語は空気の実際の含水量を意味するために使用し、 以下で「湿度」という用語を使用するときには、文脈が明らかにそれ以外のもの を指していない限り空気の実際の含水量を指すものとする。）しかし、温度の要 件が満たされても空気の湿度が依然として高すぎる場合がある状況もある。温度 および湿度が両方とも快適なレベルにある空気を得るためには、空調装置は囲わ れた空間が与えるであろう予想負荷に適合させ、設定値温度に達したときに湿度 が許容可能となるようにする。しかし、異常な高湿度の場合、または設定値温度 に達したときに現在の環境条件に対する空調装置の能力では十分な除湿を生じな い場合には、囲われた空間中の空気が過度な湿度を有する可能性がある。 相対湿度センサをサーモスタットに単に付加し、次いで選択した設定値範囲内 に相対湿度を維持するように空調装置を制御することによって囲われた空間中の 相対湿度を制御することは、簡単な解決策であると思われる。この手法の問題点 は、囲われた空間内で空気が冷却および除湿されるにつれて、囲われた空間の空 気の相対湿度が実際には上昇することになる点である。相対湿度は、所与の体積 または質量中の水蒸気の量およびその乾球温度の両方の関数であるので、この可 能性が生じる。任意体積の空気についての相対湿度は、その温度での飽和水蒸気 の蒸気圧に対する空気中の水蒸気の分圧の比で定義される。飽和水蒸気の蒸気圧 は温度とともに急激に低下するので、低い温度ではある量の空気中の水蒸気が比 較的少量でも、相対湿度を１００％にすることができる。したがって、サーモス タット中の相対湿度制御機能がそれ以上の除湿を要求し続け、囲われた空間の温 度が低下するにつれて相対湿度が上昇し、空調装置をオン状態にロックする暴走 状態となる可能性がある。 米国特許第４１０５０６３号（Ｂｅｒｇｔ）は、囲われた空間の空気の露点温 度を乾球温度から独立して制御する空調システムを開示する関連技術である。Ｂ ｅｒｇｔは、通常の乾球温度制御と並行して動作する、絶対含水量に反応するセ ンサを提案している。２つの制御機能が並行して動作するので、望ましくないシ ョートサイクルが起こる可能性がある。このオーバサイクリング問題は、本発明 によって解決される。Ｂｅｒｇｔの発明はプロセスの効率を低下させる再熱が必 要となることもある。 米国特許第４８８９２８０号（ＧｒａｌｄおよびＭａｃＡｒｔｈｕｒ）は、所 定の乾球温度の設定値が絶対湿度の誤差信号に応じて修正されるオークショニア リング制御装置（auctioneering controller）を開示する関連技術である。その 結果生じる囲われた空間の温度は常に快適となるわけではなく、やはりオーバサ イクリングが生じる可能性がある。 本発明者に発行された、この記述により参照によって本明細書に組み込まれる 米国特許第５３４６１２９号は、囲われた空間内に相対湿度センサおよび乾球温 度センサを有する気候制御システム用の制御装置を開示する。相対湿度および乾 球温度を使用して、湿度（露点または湿球）温度を決定する。湿度温度値を乾球 温度とともに使用して、乾球および湿度温度値の両方の関数である単一の誤差信 号を生成する。これにより、気候制御システムの異常なサイクリングを起こさず に囲われた空間の温度および囲われた空間の湿度を両方とも制御することが可能 になる。米国特許第５３４６１２９号に開示のシステムでは、誤差値（ε_H）は 湿度温度の誤差および乾球温度の誤差の関数に基づいている。本発明は、誤差値 （ε_ap）が見かけ温度の関数となる、この以前の発明を改良したものである。 発明の簡単な説明 参照した特許の以上その他の欠点は、見かけ温度の関数として誤差値を計算す る本発明によって解消される。次いでこの誤差値を気候制御システムの制御装置 で使用される制御アルゴリズムへの入力として使用して、気候制御システムを活 動化して囲われた空間内の空気の温度および湿度を修正する時間を決定する。 このような制御装置は、相対湿度値をエンコードした相対湿度信号を与える相 対湿度センサと、乾球温度値をエンコードした空気温度信号を与える温度センサ とを含む。これらの値は見かけ温度値に変換される。メモリは乾球温度の設定値 と相対湿度の設定値を記録している。乾球の設定値および相対湿度の設定値は見 かけ温度の設定値に変換される。本発明の代替の実施態様では、見かけ温度の設 定値は、調整空間の占有者が直接入力することもできる。比較手段は見かけ温度 値と見かけ温度の設定値を受信し、誤差値を計算し、所定範囲の誤差値に応答し て要求信号を発行する。通常の配列では、要求信号は気候制御システムに供給さ れる。要求信号が存在している間に、気候制御システムは、囲われた空間の空気 を冷却し、その温度および湿度を低下または上昇させて、囲われた空間の見かけ 温度を設定値に近づくように変化させることにより、誤差値を小さくするように 動作する。 「見かけ温度」という用語はより一般的には「熱指数」と呼ばれ、空気の乾球 温度とその空気の含水量の両方の影響を組み合わせることによって生じる有効温 度、すなわち見かけ温度であることに留意されたい。本発明では、「見かけ温度 」という用語は、「熱指数」および「見かけ温度」の両方を含むものとする。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明を利用する空調設備全体を示すブロック図である。 第２図は、気候制御システムの制御装置が実施するアルゴリズムの好ましい実 施形態を詳細に示す計算図である。 第３図は、気候制御システムの制御装置が実施するアルゴリズムの第２の実施 形態を詳細に示す計算図である。 第４図は、２段階冷却手段を有する気候制御システムの制御装置が実施するア ルゴリズムの好ましい実施形態を詳細に示す計算図である。 第５図は、一般的な熱ストレス指数を示すグラフである。 好ましい実施形態の説明 第１図に、空調設備の制御装置２５中に実装された本発明を示す。囲われた空 間１２は従来の空調装置１９から冷却および除湿された空気を受ける。装置１９ は導線４２に与えられる外部から供給される交流電源で動作する。制御エレメン ト２３は、それぞれ導線３８に接続された圧縮機１７と導線３９に接続された送 風機２０に電力を切り替え、それらの動作に必要なシーケンシングを実現させる 。圧縮機１７は、送風機２０一緒に熱交換器プレナム２１中にあるエキスパンダ ・コイル１８に液体冷却剤を供給する。空調装置１９は、要求信号がパス２６に 存在する間に動作する。パス２６の要求信号はスイッチ２９を閉じ、パス４０の ２４Ｖ交流電源から供給された制御電流がパス４１に接続された空調装置制御装 置２３に流れるようにする。空調装置１９の動作中に、ファン２０はコイル１８ を横切って空気を押し出し、この空気を冷却および除湿する。この調整空気はダ クト２２を通って囲われた空間１２中に流入し、囲われた空間１２内の空気の温 度および湿度を両方とも低下させる。パス２６の要求信号は、その機能が電子回 路内に存在する制御装置２５に供給される。制御装置２５は、通常は従来のサー モスタットと同様にして囲われた空間１２の壁面に取り付けられることになるで あろう。 制御装置２５は、デジタル・データを記憶することができるメモリ・ユニット ２７と、メモリ２７および外部ソースの両方から供給されたデータについて計算 および比較動作を実行することができるとともに、命令メモリ・エレメントを含 むプロセッサ・ユニット２８とを含む。メモリ２７およびプロセッサ２８として 働くように従来のマイクロ制御装置を使用することができる。制御装置２５は、 囲われた空間１２内に配置され、囲われた空間１２内の空気の相対湿度をエンコ ードしたものとして示す相対湿度信号をパス３０に供給する相対湿度センサ１４ をさらに含む。温度センサ１５が同様に囲われた空間１２内に配置され、乾球温 度値を空気温度信号にエンコードし、パス３１に供給する。プロセッサ２８はこ れらの温度信号を受信し、これらを内部で操作するためのデジタル値に変換する 。 パス３３〜３５は、本発明を実施するための様々な設定値をエンコードした信 号をメモリ２７に搬送する。通常は、パス３３〜３５上の信号は、囲われた空間 １２の気候を制御する責任者によって与えられる。この人が囲われた空間１２の 占有者である場合には、設定値は、制御装置２５の外部に設けられた制御レバー またはダイヤルを単にシフトさせることによって選択することができる。値は、 パス３３〜３５上の信号で設定値に対するデジタル値を供給するキーパッドによ って選択することもできる。代替の設計では、囲われた空間１２の占有者は、所 望の見かけ温度を入力することができる。この場合には、メモリ２７はこの設定 値を記録することになる。見かけ温度はより一般的には「熱指数」と呼ばれ、本 発明では、見かけ温度はそれらの差違がどの程度であっても両方の定義を含むも のとすることに留意されたい。パス３３は、囲われた空間１２内の所望の相対湿 度を表す相対湿度設定値をエンコードした相対湿度信号を搬送する。パス３４は 好ましい実施形態では任意選択的であり、乾球温度の限度値として働く外部から 与えられた空気（乾球）温度の最低設定値をエンコードした信号をメモリ２７ま で搬送する。パス３５は空気（乾球）温度の設定値をエンコードした信号を搬送 する。メモリ２７はこれら３つの設定値を記録し、これらをパス３６上でプロセ ッサ２８まで搬送された設定値信号中にエンコードする。メモリ２７およびプロ セッサ２８が従来のマイクロ制御装置から形成される場合には、必要なときにこ れらの設定値をプロセッサ２８に与える手続きは、このようなマイクロ制御装置 の全体的な動作のための従来の制御機能を与える、図示していないさらに別の回 路中に含まれる。 第１図に示す制御装置２５の構造は完全に妥当であるが、本発明を実施する際 にマイクロ制御装置が実行する動作についての説明がないので、これでは不完全 である。プロセッサ・ユニット２８はその内部に、プロセッサ・ユニット２８が 実行する命令のシーケンスがその中に事前に記憶された、読取り専用メモリ（Ｒ ＯＭ）を有する。これらの命令を実行すると、プロセッサ・ユニット２８は、第 ２図の機能ブロック図に詳細に示す機能を実行する。第２図は、本発明自体およ び好ましい実施形態が有する構造を両方とも理解するためには、読者にとって第 １図よりはるかに有効である。第２図は、第１図に大まかに示したハードウェア への、プロセッサ・ユニット２８が本発明を実施することができるようにする修 正を図示および説明するものであることを読者は理解するであろう。第２図の各 エレメントはプロセッサ・ユニット２８内で実際に物理的に具体化されることを 強調しておく。このように物理的に具体化されるのは、第２図に示す様々なエレ メントおよびデータ・パスの機能を与える構造が、プロセッサ・ユニット２８内 に実際に物理的に存在することによる。各命令を実行すると、命令が実行されて いる間、プロセッサ・ユニット２８は物理的に第２図に示すエレメントの一部分 となる。プロセッサ・ユニット２８内のＲＯＭも、機能ブロックの作成を引き起 こす命令を記憶および供給することにより、第２図の各機能ブロックの一部分と なる。プロセッサ・ユニット２８内には、計算の結果を一時的に記憶する算術演 算レジスタも存在する。これらは、おそらくは物理的にはマイクロ制御装置のプ ロセッサ・ユニット部分内に位置するが、メモリ２７の一部分となるものと見る ことができる。 第２図には、１つの機能ブロックから出て別の機能ブロックで終端する矢印で 示す線によって信号の伝送を表す。これは１つの機能エレメントで生み出された 信号が別のエレメントに供給されて使用されることを意味する。マイクロ制御装 置内では、これは、実行されるとマイクロ制御装置が１つの機能エレメントを含 むことになる一連の命令が、後にその信号パス上でマイクロ制御装置内を伝送さ れ、別の機能エレメントについての命令を実行するときに回路によって使用され るデジタル値を実際に生み出すときに起こる。マイクロ制御装置内の同一の物理 的信号パスが、そのそれぞれのパスが第２図では別個に示される異なる多くの信 号を搬送する可能性は十分にある。実際に、単一のこのような物理的パスは、様 々な機能ブロックによって時分割されていると考えることができる。すなわちマ イクロ制御装置のこのような内部パスは、異なる時間、おそらくはわずかマイク ロ秒ごとに、第２図に示す様々なパスのいずれか１つとして働くことができる。 ここで、第２図に示す信号にエンコードされた各値を表にして規定する凡例を 与えると役に立つ。 Ｔ_av＝囲われた空間１２の加重平均温度 Φ＝囲われた空間１２の相対湿度 Ｔ_dbsn＝センサから得られた、遅れ補正した囲われた空間１２中の空気の乾球 温度 Ｔ_apsp＝Ｔ_dbspおよびΦ_spから得られた、または代替の実施態様で占有者によ って指定された、囲われた空間１２の見かけ温度の設定値 Ｔ_apsn＝Ｔ_dbsnおよびΦ_snに基づいて得られた、囲われた空間１２中の空気の 見かけ温度 Ｔ_dbsp＝囲われた空間１２の乾球温度の設定値 Φ_sp＝囲われた空間１２の相対湿度の設定値 Φ_sn＝センサから得られた、遅れ補正した囲われた空間１２中の相対湿度 ε_ap＝見かけ温度の誤差 Ｔ_dbmn＝Ｔ_dbsnの最低許容値 ε_f＝Ｐ−Ｉ−Ｄ関数によって与えられる最終的な誤差値 第２図では、各機能ブロックは、それぞれが表す個々の機能を記述する内部ラ ベルを有する。第２図では確立された規則に従って、本発明を含む様々な機能を 表す。各長方形ブロック、例えばブロック６１は、そのブロックに供給された信 号にエンコードされた値についての何らかのタイプの数学または計算演算を表す 。したがって、平均室温Ｔ_avをエンコードしたパス５８の信号は、機能ブロック ６１に供給されるように示され、Ｔ_avについてのラプラス演算子変換を形成する 装置を集合的に表す。その他の機能ブロックは、決定演算、乗算などその他の数 学的関数の計算、およびその他様々なタイプのラプラス変換演算を表す。２つ以 上の信号が供給される円は、隣接するプラスまたはマイナスの記号によって示さ れるように合計または差分の計算を意味する。したがってパス８４および８１の 合計エレメント７１への接合部に隣接するプラスおよびマイナスの記号は、パス ８４にエンコードされている値からパス８１に信号にエンコードされている値を 減算することを意味する。 第２図に表される様々な計算、演算、および決定は、通常は毎分ごとまたは連 続的となる規則的な間隔で示されるシーケンスで実行される。計算が連続的に進 行する場合には、それが演算に重要となる場合に様々な値の変化率を決定するた めに、１回完了してからその次に完了するまでに経過する時間を決定する必要が ある。囲われた空間１２内の温度および湿度は通常は非常にゆっくりと変化する ので、毎分１回の計算で通常は十分な確度の制御が実現される。 ブロック６７は、囲われた空間１２の乾球温度の設定値Ｔ_dbapをエンコードし た信号をパス３５から受信し、囲われた空間１２の相対湿度の設定値Φ_spをエン コードした信号をパス３３から受信する。パス３５上のＴ_dbsp値およびパス３３ 上のΦ_spは計算ブロック６７で、囲われた空間１２の見かけ温度の設定値Ｔ_apsp を計算するために利用される。別法として、囲われた空間１２の占有者が所望の 見かけ温度を入力する場合には、ブロック６７は除去することができ、所望の見 かけ温度値をパス８４に供給することができる。 ブロック６１は、囲われた空間１２中の壁面温度および空気温度の加重平均Ｔ_av を表す値をエンコードしたパス５８上の信号を受信する。ブロック６１は、セ ンサの応答の遅れを補償するためのＴ_avについてのラプラス変換演算を表し、Ｔ_dbsn をエンコードした信号をパス６４上に生成する。Ｔ_dbsnの計算は従来通りで ある。本発明が実現する改良点は、相対湿度および乾球温度を使用して、第１図 に示す空調装置１９の動作を制御するために使用する誤差を計算するためのさら に別の変数として見かけ温度を計算する点である。これを実施するために、好ま しい装置では、センサ１４からパス３０に供給された信号にエンコードされた相 対湿度値Φを使用する。Φの値は、センサ１４の遅れおよび不安定性を補償して 変換した相対湿度値Φ_snをパス５１上に提供するラプラス変換演算ブロック５０ に供給される。パス６４上のＴ_dbsnの値およびパス５１上のΦ_snは、囲われた空 間１２の感知された見かけ温度Ｔ_apsnを計算するために計算ブロック７４で利用 される。 計算ブロック６７および７４は、表１を利用して見かけ温度を計算する。表１ は、乾球温度および相対湿度の各組合せに見かけ温度（℃）を対応させた温度／ 湿度の換算表である。括弧内の値は９０％を越える皮膚湿度に対応し、概算であ る。この表に表したデータは、見かけ温度の設定値Ｔ_apspおよび感知された見か け温度Ｔ_apsnをそれぞれ計算するために、計算ブロック６７および７４で利用さ れる。乾球温度および相対湿度の値が表にリストした値の間となる場合には、周 知の任意の補間技術（例えば線形や２次など）を使用して、対になった乾球温度 および相対湿度に対応する見かけ温度を決定することができる。両計算ブロック ６７および７４について、温度および相対湿度は、計算ブロック６７の場合には 設定値としてオペレータから与えられ、計算ブロック７４の場合にはセンサ１４ および１５から与えられる。「計算」という用語は、ここではデータの操作も含 めた広い意味で使用している。 見かけ温度を決定するための表１の別法として、第５図を代替として使用する こともできる。さらに、表１または第５図のいずれかのデータ、およびこのデー タを乾球温度および相対湿度の両方の関数として見かけ温度を計算するのに適合 させる曲線を使用して、簡略な数学的関係を生み出すことができる。第５図の出 典は、「Ｈｅａｔ Ｓｔｒｅｓｓ−Ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｉｎｄｉ ｃｅｓ」；Ｑｕａｙｌｅ、Ｒｏｂｅｒｔ ａｎｄ Ｄｏｅｈｒｉｎｇ、Ｆｒｅｄ ；Ｗｅａｔｈｅｒｗｉｓｅ、Ｖｏｌ．３４、Ｊｕｎｅ １９８１、ｐａｇｅｓ１ ２０−１２４である。 好ましい実施形態では見かけ温度を計算するために相対湿度センサおよび温度 センサの使用を組み込むが、これは本発明で企図される見かけ温度を決定するた めの唯一の手段ではない。広範な意味で、見かけ温度をそこから導出することが できる任意の２つの熱力学特性を利用することができる。例としては、湿球温度 や露点温度などがある。表２は、乾球温度および露点温度の両方の関数として見 かけ温度を示す表である。この場合には、感知された露点温度は直接測定される か、あるいは測定した乾球温度および導体湿度の値から導出され、露点温度の設 定値はユーザによって指定されるか、あるいはユーザが指定した乾球温度および 相対湿度の設定値から計算される。表１および表２はともに、「Ｔｈｅ Ａｓｓ ｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｕｌｔｒｉｎｅｓｓ．Ｐａｒｔ １：Ａ Ｔｅｍｐｅ ｒａｔｕｒｅ−Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ Ｈｕｍａｎ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ」；Ｓｔ ｅａｄｍａｎ、Ｒ．Ｇ．；Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｅｔｅｏ ｒｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．７、１９７９、ｐａｇｅｓ８６１−８７３ からとったものである。 見かけ温度の設定値Ｔ_apspは、占有者によって指定されたときに、計算ブロッ ク６７またはメモリ２７からパス８４を介して合計エレメント７１に供給される 。感知された見かけ温度値Ｔ_apsnは、計算ブロック７４からパス８１を介して合 計エレメント７１に与えられ、Ｔ_apspから減算される。その結果が見かけ温度の 誤差ε_apである。 見かけ温度の誤差値ε_apを直接使用して要求信号を導出することは好ましくな い。その代わりにε_apを、その出力値がその後合計ブロック９６（やはりＰＩＤ 制御関数の一部分である）で合計され、最終的な誤差信号にエンコードされた最 終的な誤差値ε_fをパス９８上に生み出すＧ_p、Ｇ_f／ｓ、およびＧ_dｓブロック９ １〜９３を含む従来のＰＩＤ（比例、積分、微分）制御関数に与える。 パス９８上で搬送される最終的な誤差値ε_fは、パス２６上の要求信号に変換 される。ε_fは、パス２６上の最終的な要求信号の導出に予測機能を挿入するた めに、既知の実施法によるいくつかの計算段階を経て修正されることが好ましい 。 要求信号を計算する各段階は、空調装置１９のＯＮ状態に対応すると見ることが できる論理１を有する信号を生み出す。パス２６の信号電圧は、要求信号が存在 しないときには論理０に対応するレベルを有する。論理１がパス２６に存在する ときには、スイッチ２９（第１図参照）が閉じ、空調装置１９に電流が流れる。 パス２６が論理０の値を搬送するときには、スイッチ２９は開き、装置１９は動 作しない。 予測機能は、合計ブロック１０１ならびに機能ブロック１０３および１１３に よって従来の方法で実施される。ブロック１１３は、パス２６を搬送される信号 に既知の方法でラプラス変換演算を適用し、時間を合わせてその論理０および１ の値をシフトさせる。試験ブロック１０３中のヒステリシスは、第１段階の要求 信号をパス２６に与える。ラプラス変換ブロック１１３がパス１１５を介して合 計ブロック１０１に値０を戻した場合には、パス９８の最終的な誤差値ε_fは、 パス２６上の第１段階の要求信号の時間および長さを決定するためにヒステリシ ス試験ブロック１０３で使用される。ブロック１１３がゼロとは異なる値を合計 ブロック１０１に戻した場合には、試験ブロック１０３に供給されるパス９８の 誤差値ε_fは合計ブロック１０１によって小さくなり、これが要求信号の開始を 遅らせ、そのインターバルの長さを短縮させることになり、それにより空調装置 １９の始動を遅らせ、停止時間を早める。 第３図に示す任意選択の機構は、パス１０５の第１段階の要求信号を受信する 試験ブロック１０８である。極端に湿度が高い、または空調装置の適合が不十分 である、あるいはΦ_spについて比較的低い値が選択されているなど、特定のまれ な状況では、感知された乾球温度Ｔ_dpsnが望ましくない低い値となる可能性もあ る。この起こりうる問題に対処するために、試験ブロック１０８はパス６４から Ｔ_dbsnの値を受信し、パス３４からＴ_dbmnの値を受信する。Ｔ_dbmnは空調装置の 動作を中止するための乾球温度の限度として使用される。Ｔ_dbmn＞Ｔ_dbsnの条件 が生じた場合には、囲われた空間１２中の実際の見かけ温度に関わらず、パス２ ６の最後の要求信号が除去され、通常シャットオフを引き起こすε_apの値が生じ るレベルに見かけ温度の誤差ε_apが低下する前に、空調装置１９のシャットオフ を引き起こすようになっている。 本発明の第３の実施形態は、空調装置または熱ポンプ中で可変速度（能力）圧 縮機を使用して、サーモスタットなどの制御装置からの適当な信号に応答して圧 縮機が動作する速さの関数として、様々な程度の冷却を囲われた空間に提供する ことを組み込む。可変速度制御は、ともにこの記述により参照によって本明細書 に組み込まれる米国特許第５３１４００４号および米国特許第５３０９７３０号 に開示されている。第４図に開示の実施形態は、１つ追加を加えた第２図のそれ と同様である。パス９８上のε_fは可変速度制御装置１２０にも与えられる。可 変速度制御装置１２０は、パス１２５から可変速度圧縮機の制御装置に制御信号 を与える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．見かけ温度の誤差信号中にエンコードされている見かけ温度の誤差値に応 答して気候制御システムを活動化する気候制御システム用の制御装置と協働して 、囲われた空間内の空気の温度および含水量を修正する装置であって、 ａ）相対湿度値をエンコードした相対湿度信号を与える相対湿度センサと、 ｂ）乾球温度値をエンコードした空気温度信号を与える温度センサと、 ｃ）見かけ温度の設定値をエンコードした設定値信号を記録するメモリと、 ｄ）湿度および空気温度の信号ならびに設定値信号を受信して、湿度および空 気温度の信号ならびに設定値信号にエンコードされた値の関数として見かけ温度 の誤差値を計算し、見かけ温度の誤差値を見かけ温度の誤差信号にエンコードす る誤差計算手段と を含む装置。 ２．誤差計算手段が、相対湿度値および乾球温度値に基づいて見かけ温度値を 形成し、見かけ温度の設定値と見かけ温度値との間の差に等しい見かけ温度の誤 差値を計算する計算手段をさらに含む請求項１に記載の装置。 ３．見かけ温度の誤差信号を受信し、見かけ温度の誤差値の関数として決定さ れたインターバルの間に要求信号を与える誤差処理手段をさらに含む請求項２に 記載の装置。 ４．メモリが、乾球温度値の限度を記憶し、かつ乾球温度値の限度を限界温度 信号にエンコードした信号を与える手段をさらに含み、誤差処理手段が、限界温 度信号および空気温度信号を受信し、かつ限界温度信号と空気温度信号をエンコ ードした信号とを比較し、乾球温度値の限度と乾球温度値の間の所定の関係に応 答して要求信号を抑制する比較手段をさらに含む請求項３に記載の装置。 ５．機械的冷却機能を有する気候制御システムの動作を制御する請求項４に記 載の装置。 ６．可変能力冷却手段をさらに含む請求項５に記載の装置。 ７．多段階冷却手段をさらに含む請求項５に記載の装置。 ８．ファン・コイル冷却手段をさらに含む請求項５に記載の装置。 ９．見かけ温度の誤差信号中にエンコードされている見かけ温度の誤差値に応 答して気候制御システムを活動化する気候制御システム用の制御装置と協働して 、囲われた空間内の空気の温度および含水量を修正する装置であって、 ａ）感知された見かけ温度値をエンコードした感知見かけ温度信号を与える見 かけ温度センサと、 ｂ）見かけ温度の設定値を記録し、見かけ温度の設定値をエンコードした見か け温度の設定値信号を与えるメモリと、 ｃ）感知見かけ温度信号および見かけ温度の設定値信号を受信して、感知見か け温度信号および見かけ温度の設定値信号にエンコードされた値の関数として見 かけ温度の誤差値を計算し、見かけ温度の誤差値を見かけ温度の誤差信号にエン コードする誤差計算手段と を含む装置。 １０．前記メモリ手段が、乾球温度の設定値および相対湿度の設定値を記憶す る手段をさらに含み、計算手段が、見かけ温度の設定値をエンコードした見かけ 温度の設定値信号を、乾球温度の設定値および相対湿度の設定値の関数として計 算する請求項９に記載の装置。 １１．誤差計算手段が、囲われた空間の乾球温度および相対湿度を感知する手 段と、感知した見かけ温度値をエンコードした感知見かけ温度を、感知した乾球 温度および相対湿度の値の関数として計算する手段とをさらに含む請求項１０に 記載の装置。 １２．見かけ温度の誤差信号中にエンコードされている見かけ温度の誤差値に 応答して気候制御システムを活動化する気候制御システム用の制御装置と協働し て、囲われた空間内の空気の温度および含水量を修正する装置であって、 ａ）囲われた空間内の湿った空気の任意の２つの熱力学特性を感知し、感知し た見かけ温度値をエンコードした感知見かけ温度信号を与えることによって、空 間の見かけ温度を決定する手段と、 ｂ）見かけ温度の設定値を導出することができる湿った空気の任意の２つの熱 力学特性についての設定値を記録し、見かけ温度の設定値をエンコードした見か け温度の設定値信号を与えるメモリと、 ｃ）感知見かけ温度信号および見かけ温度の設定値信号を受信して、感知見か け温度信号および見かけ温度の設定値信号にエンコードされた値の関数として見 かけ温度の誤差値を計算し、見かけ温度の誤差値を見かけ温度の誤差信号にエン コードする誤差計算手段と を含む装置。 １３．誤差計算手段が、見かけ温度の設定値と見かけ温度値の間の差に等しい 見かけ温度の誤差値を計算する計算手段をさらに含む請求項１２に記載の装置。 １４．見かけ温度の誤差信号を受信し、見かけ温度の誤差値の関数として決定 されたインターバルの間に要求信号を与える誤差処理手段をさらに含む請求項１ ３に記載の装置。 １５．機械的冷却機能を有する気候制御システムの動作を制御する請求項１４ に記載の装置。 １６．可変能力冷却手段をさらに含む請求項１５に記載の装置。 １７．多段階冷却手段をさらに含む請求項１５に記載の装置。 １８．ファン・コイル冷却手段をさらに含む請求項１５に記載の装置。 １９．見かけ温度の誤差信号中にエンコードされている見かけ温度の誤差値に 応答して気候制御システムを活動化する気候制御システム用の制御装置と協働し て、囲われた空間内の空気の温度および含水量を修正する装置であって、 ａ）囲われた空間内の湿った空気の任意の２つの熱力学特性を感知し、感知し た見かけ温度値をエンコードした感知見かけ温度信号を与えることによって、空 間の見かけ温度を決定する手段と、 ｂ）見かけ温度の設定値を記録し、見かけ温度の設定値をエンコードした見か け温度の設定値信号を与えるメモリと、 ｃ）感知見かけ温度信号および見かけ温度の設定値信号を受信して、感知見か け温度信号および見かけ温度の設定値信号にエンコードされた値の関数として見 かけ温度の誤差値を計算し、見かけ温度の誤差値を見かけ温度の誤差信号にエン コードする誤差計算手段と を含む装置。 ２０．誤差計算手段が、見かけ温度の設定値と見かけ温度値の間の差に等しい 見かけ温度の誤差値を計算する計算手段をさらに含む請求項１９に記載の装置。 ２１．見かけ温度の誤差信号を受信し、見かけ温度の誤差値の関数として決定 されたインターバルの間に要求信号を与える誤差処理手段をさらに含む請求項２ ０に記載の装置。 ２２．機械的冷却機能を有する気候制御システムの動作を制御するための請求 項２１に記載の装置。 ２３．可変能力冷却手段をさらに含む請求項２２に記載の装置。 ２４．多段階冷却手段をさらに含む請求項２２に記載の装置。 ２５．ファン・コイル冷却手段をさらに含む請求項２２に記載の装置。