JP2002535599A - 改善したエコノマイザ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 空調システム（１０）のための改善されたコントローラであって、機械的な冷却装置とエコノマイザとを内蔵しており、更に、空調のなされた空間の中に導かれた空気の温度に関して命じられた変化と、この空間内の空気の二酸化炭素濃度などの温度とは関係のないパラメータとを示す信号を生じる回路を含んでいる。これらの信号は論理回路（４０）に送られ、論理回路（４０）は、温度パラメータと非温度パラメータとのどちらがより大きな変化を要求しているのかに基づいて、換気ダンパ制御信号を生じる。凍結保護回路と最大リミット及び最小リミット・ダンパ位置回路とは、基本的なダンパ制御信号に優越して、過渡に低い空間温度を回避し、空気交換限度を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、一般的にはエア・コンディショニング（空気調節）された空間にお
いて空気パラメータを調和的に制御する装置に関し、より特定的には該空間への
外気の取り込みを調整して、機械的冷房機器による冷却を補助するとともに屋内
の空気の品質を維持するエコノマイザ制御システムに関する。

【０００２】 発明の背景 エア・コンディショニングされた空間の温度を調節するシステムにおいて、外
気の状態が目的に適しているとき、所望の気温を維持する補助として外気を使用
することは周知のことである。外気の冷却に対する適合性は、温度と湿度の両方
の関数であるエンタルピーに依存する。外気は、典型的にはエコノマイザを通し
てエア・コンディショニングされた空間に取り込まれる。

【０００３】 従来のエコノマイザ機器は、多くの冷却への用途において、重要な経済的利益
をもたらしている。しかし、ある状況では、柔軟性に欠けることがある。例えば
、冷却以外の目的で、外気の吸入を許容したり、または制限することに適応して
いない。屋内の空気品質が品質基準以下になった場合のような、いくつかの状況
では、冷却目的に最適である量よりも多くの外気を取り込むことが望ましいこと
がある。それとは逆に、外気の品質が悪い場合や、機械的冷却機器に入る空気の
温度が非常に低い場合のような、別の状況では、外気が冷却処理の助力となるで
あろう場合であっても、外気の吸入を制限することが望ましいことがある。

【０００４】 大きなビルに健康的で快適な仕事または生活状況を保証するため、通常、あら
ゆるビルに最小限の新鮮な空気量が居住期間中供給されるように、法律によって
求められている。しかし、コスト低減策のため、多くのビル建築業者は、ビルを
シェルで密閉して屋内の空気の漏出、その結果としての熱損失を低減させること
を選択した。このような建築法は、ビルが適切に換気されず、それに伴って屋内
空気の品質が低下する結果となる可能性がある。空気の品質は種々の点で低下し
うるが、劣悪な屋内空気は二酸化炭素の上昇を伴うことが多い。

【０００５】 北部地方の気候では、特に、吸入する外気の温度が氷点に近いかあるいはそれ
以下になる場合、機械的冷却は問題点に直面する。そのような設備では、多くの
機械的冷却システムは、冷却コイルから上流に予熱コイルを採用して、コイルを
凍結させてしまう温度より高い温度で空気が冷却コイルに供給されるようにして
いる。明らかなように、空気を冷却する準備中に冷却コイルに供給される予熱用
空気は、エネルギ効率の点では逆効果である。

【０００６】 本願出願人は、エコノマイザ制御の動作上の柔軟性を実質的に拡大した幾つか
の改善を考案した。その内、特に、本発明のシステムは、温度及び非温度空気パ
ラメータの調和的調節を行うとともに、敏感なそしてコストの高い機器を保護し
、動作効率を達成するものである。

【０００７】 発明の概要 本発明は、エコノマイザ装置用の制御システムであり、該エコノマイザ装置は
、機械的冷却装置、換気装置、及びエコノマイザ・ロジックを含み、エコノマイ
ザ・ロジックは、冷却が要求されたとき、外気が冷却に適している場合、機械的
冷却装置によって行われる冷却を補助するために外気を吸入する。制御システム
は、エコノマイザの動作に適切である条件が知らされた場合に、空気温度制御信
号を発生する空気温度装置と、空気品質制御信号を発生する空気品質装置と、空
気温度及び空気品質制御信号を受け、空気温度制御信号及び空気品質制御信号の
何れがより多くの量の外気を採り入れることに対応するかに基づいて、換気装置
制御信号を発生するよう動作するロジック（論理）とを含む。空気品質装置は、
屋内空気品質センサを含み、該センサは二酸化炭素濃度を感知するようにするこ
とが可能である。

【０００８】 制御システムは、また、凍結保護回路を含むことが可能であり、該回路は、機
械的冷却装置に入る空気の温度に応答し、機械的冷却装置に入る空気の温度が所
定の温度より下がった場合に、外気の吸入を減少させるようにエコノマイザに信
号を送る。また、制御システムは、エコノマイザに供給される制御信号を変更し
て、最大及び最小のエコノマイザ・ダンパ位置を提供するとともに、システムに
おける第１段冷却動作に対するエコノマイザ動作を２段の機械的冷却と置換させ
る手段を含むことが可能である。

【０００９】 好適な実施形態の説明． 以下の詳細な説明では、この詳細な説明の一部を形成している添付の図面を参
照する。これらの図面には、本発明が実現されうる特定の実施例が示してある。
これらの実施例は、本発明の技術分野における当業者が本発明を実現し利用する
のに十分な程度に詳細に説明した。しかし、これ以外の実施例を用いることもで
きるし、本発明の精神と範囲とを逸脱せずに電気的、論理的及び構造的な変更も
可能であるということは理解されるであろう。従って、以下の詳細な説明は、制
限的な意味に解釈してはならない。本発明の範囲は、冒頭の特許請求の範囲とそ
の均等物とによって定義される。

【００１０】 図１では、参照番号１０は、閉鎖空間（enclosed space、囲まれた空間）の中
での空気調節（空調、エア・コンディショニング）を行う装置を示している。こ
の装置は、調節された空気を閉鎖空間に供給し、また、閉鎖空間から空気を排気
するダクト・システム１２を含む。供給ダクト１３は、ダクト・システム１２及
び閉鎖空間を介して空気を循環させるファン又はブローワ１４と、加熱用熱交換
機１６と、第１段及び第２段の機械的冷却装置それぞれに対する冷却コイル１８
及び２０とを収納するように示されている。

【００１１】 ダクト・システム１２は、供給ダクト１３が様々な比率（割合）で帰還空気（
return air）ダクト２１からの空気を受け取るように構成されている。帰還空気
ダクト２１とは、これを介して、閉鎖空間からの空気が排出され、また、外気取
込口２２からの外気が取り込まれるものである。帰還空気ダクト２１には、閉鎖
空間とダクト・システムとから排気される汚れた空気が通過する排気口２４が取
り付けられている。供給ダクト１３に取り込まれる再循環される空気と新鮮な空
気との比率や、帰還空気ダクト２１から排気される空気の量は、取込（インテイ
ク）ダンパ２６と、再循環ダンパ２８と、排気ダンパ３０とによって制御される
。ダンパ２６及び２８の位置は、ダンパ２８が閉じるときにはダンパ２６を開放
し、ダンパ２６が閉じるときにはダンパ２８を開放するリンク機構（linkage ar
rangement）を介して、アクチュエータ３２によって制御されるように示されて
いる。

【００１２】 アクチュエータ３２は、エコノマイザ（economizer）論理モジュール４０によ
って制御される。また、エコノマイザ論理モジュール４０は、混合空気温度セン
サ４２と、室内空気品質（indoor air quality）センサ４４と、サーモスタット
４６と、室外エンタルピ・センサ４８ａと、室内エンタルピ・センサ４８ｂとか
らの信号に反映されうる様々な感知されたパラメータに応答して、第１段及び第
２段の機械的冷却の動作を制御する。更に、エコノマイザ論理モジュール４０は
、最大リミット入力装置５０と、最小リミット入力装置５１と、空気交換、パー
ジ及びシャットダウン・スイッチ５２、５３及び５４とからの入力信号を受け取
る端子を備えていることが示されている。スイッチ５２、５３及び５４の状態を
様々に組み合わせることにより、エコノマイザ論理モジュール４０は、補助装置
を制御する出力信号の様々な組み合わせを提供することができる。ここでいう補
助装置とは、室内ファン５５、排気ファン５６、そして、様々な追加的な補助ユ
ニットの任意のものを制御するのに適したユニット制御装置などをいう。

【００１３】 空調装置１０は、一般的な動作状態を４つ有すると考えられる。第１に、夜間
のシャットダウン期間の間などのように閉鎖空間における換気が必要でない場合
には、取込ダンパ２６は閉じられ、それに対応して再循環ダンパ２８は完全に開
かれる。第２に、空間が使用されるので、換気が必要であるが冷却は不要な場合
に、モジュール４０は、アクチュエータ３２に、ダンパ２６を最小限の開位置ま
で開かせる。第３に、サーモスタット４６からの冷却せよという要請（call、コ
ール）が存在し、外気が冷却という目的に適している場合には、モジュール４０
は、アクチュエータ３２に、最小開位置と最大開位置との中間にダンパ２６を変
更させる。第４に、室内空気品質センサ４４が外気を導入して室内空気の品質を
改善する必要があることを示している場合に、モジュール４０は、アクチュエー
タ３２に、冷却が要請されているかどうかとは関係なく、また、外気エンタルピ
とも関係なく、ダンパ２６の位置を変更させる。

【００１４】 次に、図２Ａ及び図２Ｂの電気回路を参照すると、参照番号６０は空気温度回
路または装置を示し、後述するようにイネーブルにされると、ダンパ２６（及び
ダンパ２８）の位置を最小位置リミットと最大位置リミットとの間に変更する制
御信号を生じる。回路６０は、入力端子６１及び６２を有しており、これらにま
たがって混合空気温度センサ４２が接続されている。図示されている実現例では
、センサ４２は、負の温度係数を有するサーミスタである。端子６１は、分圧器
の中央タップである。この分圧器は、回路の基準電位源すなわちグランドのソー
ス６５と、好ましくは交流２４ボルトの電圧を有する交流源６８から電流を受け
取る電圧調整器６７によって生じる回路供給電位のソースとの間に接続された、
抵抗６３及び６４を含む。また、電圧調整器６７は、後述するように、エコノマ
イザ論理モジュール４０の様々な他の部分に、回路供給電位で動作電流を供給す
る。

【００１５】 回路６０への入力信号は、温度に依存する電圧であり、抵抗６９を介して演算
増幅器７０の反転入力端子に供給される。演算増幅器７０の非反転入力端子は、
通常、供給源６６とグラウンド６５との間に接続された抵抗７１及び７２を備え
る分圧器の中央タップに接続されていることにより、所定の電圧に維持されてい
る。増幅器７０の非反転入力端子に分圧器７１／７２を介して供給される電圧は
、ダンパ２６の位置を制御するために温度センサ４２によって感知された温度と
比較する基準温度を表している。ただし、これには、サーモスタット４６からの
冷却の要請（コール）が存在し、外気が冷却に適した十分に低いエンタルピを有
しているものとする。

【００１６】 図解されている実施例では、外気が冷却に適しているかどうかは、外気のエン
タルピが、所定のスレショルドよりも低いか、又は、閉鎖空間及びダクト・シス
テムを介して再循環されている室内の空気のエンタルピよりも低いかのいずれか
によって判断される。室外のエンタルピ及び室内のエンタルピは、それぞれ、エ
ンタルピ・センサ４８ａ及び４８ｂによって感知される。エンタルピ・センサ４
８ａ及び４８ｂは、ハネウェル社から入手可能なモデルＣ４７００エンタルピ・
センサでよい。このセンサは、エンタルピ感知性の可変抵抗素子を含む。センサ
４８ａ及び４８ｂは、抵抗７３及び７４それぞれと直列に、供給源６６とグラウ
ンド６５との間に接続され、典型的な構成では、感知されたエンタルピと比例し
て変動する４ないし２０ミリアンペア（ｍＡ）を提供する。

【００１７】 エンタルピ・センサ４８ａ及び４８ｂの出力信号は、イネーブル回路７５に与
えられる。イネーブル回路７５は、適切な室外エンタルピ条件の下で「自由冷却
」の使用をイネーブルするという機能を有する。特に、室外エンタルピ・センサ
４８ａの出力信号は、このセンサと抵抗７３との間の接続点において生じるので
あるが、抵抗７６を介して、スイッチング動作のためにバイアスされている演算
増幅器７７の非反転入力端子に与えられる。増幅器７７の反転入力端子は、ポテ
ンショメータ７８からの信号を受け取る。自由冷却のためのエンタルピ・スレシ
ョルドは、ポテンショメータ７８を介して設定することができる。ポテンショメ
ータ７８のワイパからの信号は、抵抗７９を介して、増幅器７７の反転入力端子
に与えられる。増幅器７７は、感知された室外エンタルピがエンタルピ・スレシ
ョルドの設定点よりも低い場合には、「ハイ」である出力信号を生じる。

【００１８】 室内エンタルピ・センサ４８ｂの出力信号は、抵抗８０を通って、スイッチン
グ動作用にバイアスされている、第２演算増幅器８１の反転入力端子へ供給され
る。増幅器８１の非反転入力端子には、室外エンタルピ・センサ４８ａの出力信
号が供給されている。増幅器８１は、検出された室外エンタルピが、検出された
室内エンタルピより低いときにのみハイの出力信号を発生する。

【００１９】 増幅器７７及び８１の出力信号は、夫々ダイオード８２及び８３を通して供給
され、これらは検出された室外エンタルピがエンタルピ設定点又は検出された室
内エンタルピより低いときにハイ信号を通す。適度に低い室外エンタルピを示す
ハイ信号は、発光ダイオード（ＬＥＤ）８４を発光させ、自由冷却が利用可能な
ことを示す。増幅器７７又は８１からのハイ信号出力はまた、ＮＰＮトランジス
タ８５のベース電極にハイ信号を生じ、ＮＰＮトランジスタ８５はコレクタ電極
が抵抗８６を介して回路電源６６に接続され、エミッタ電極がグランド６５に接
続されている。トランジスタ８５のベースにおけるハイ信号は、トランジスタを
導通させ、そのコレクタをロー状態にする。トランジスタ８５のコレクタの信号
は、ＮＰＮトランジスタ８７のベース電極へ供給され、該トランジスタは、その
コレクタ及びエミッタ電極を通して、ＡＣ電源６８とグラウンド６５との間の２
極２投リレー（非動作状態で示されている）のコイル８８と直列に接続されてい
る。リレーの極８９及び９０は、サーモスタット４６の第１段及び第２段の冷却
出力に接続されている。リレーが動作すると、第１及び第２段冷却出力は、機械
的冷却装置の第１及び第２段１８及び２０へ制御信号を供給するように接続され
る。しかしながら、室外エンタルピが自由冷却を提供するのに適当なら、それに
よってリレーは消勢され、サーモスタット４６の第１段冷却出力は副回路に接続
されて空気温度回路６０からディスエーブル信号を除き、サーモスタット４６か
らの第２段冷却出力を機械的冷却の第１段１８に対する制御信号として供給させ
、機械的冷却の第２段２０を何れの制御信号からも切り離す。

【００２０】 自由冷却が利用可能であることに応じての空気温度回路６０からのディスエー
ブル化信号の除去は、以下のように実行される。サーモスタット４６の第１段冷
却出力端子のハイ信号は、リレーの極８９、ダイオード９１及び抵抗９２を通し
て、ＮＰＮトランジスタ９３のベース電極に供給される。ＮＰＮトランジスタ９
３のコレクタは、電源６６に抵抗９４を介して接続することによってハイにバイ
アスされる。トランジスタ９３のコレクタは、ＮＰＮトランジスタ９５のベース
電極に接続され、ＮＰＮトランジスタ９５のエミッタはグラウンドに接続され、
コレクタが空気温度回路６０の増幅器７０の非反転入力端子に接続される。従っ
て、検出された室外エンタルピが自由冷却をするのに十分低く、サーモスタット
４６が冷却を指令（コール）しているなら、トランジスタ９３が導通されてトラ
ンジスタ９５が非導通になり、空気温度回路６０の分圧器７１／７２によって与
えられた電圧の信号を増幅器７０の非反転入力端子へ供給することを許す。他の
全ての条件下では、トランジスタ９５は導通し、そのコレクタはロー信号レベル
であり、そのロー・レベルは増幅器７０への分圧器７１／７２によって供給され
るバイアスを低くして、増幅器７０がダンパー２６の位置を制御するために混合
空気温度信号を許容することを阻止する。

【００２１】 参照番号１００は、空調された空間の空気の品質を示すパラメータを検出する
センサ４４から室内空気品質信号を受け取る、室内空気品質回路を示す。センサ
４４は、ハネウエル社から入手可能なモデル７２４２二酸化炭素センサでよい。
センサ４４からのハイ信号は劣悪な空気品質を示す。センサ４４からの入力信号
は、まずポテンショメータ１０２によって発生される可変設定点信号と比較され
る。室内空気品質信号が設定点信号より低いと、演算増幅器１０３はローの出力
信号を発生し、ダイオード１０４を順方向バイアスし、増幅器１０３の出力をロ
ー状態にクランプする。これは室内空気品質信号が更に進行するのを阻止する。
しかしながら、室内空気品質信号が設定点信号を超えると、演算増幅器１０３は
ハイ出力信号を発生し、ダイオード１０４を逆バイアスし、信号がボルテージ・
フォロワ演算増幅器１０５を通して進行することを許す。このボルテージ・フォ
ロワ演算増幅器１０５は、その反転入力をグランド電位にバイアスされ、その負
帰還経路にそって接続されたダイオード１０６を有する。演算増幅器１０３のハ
イ出力は、ＬＥＤ１０７も発光させて室内空気品質が特定の設定点より低いこと
を示す。

【００２２】 空気温度回路６０と室内空気品質回路１００の出力信号、および後述する他の
回路の出力信号は、ダイオードのアレーと、関連する複数のバイアス及びバッフ
ァ抵抗ととして示される信号プロセッサ１１０に供給される。プロセッサ１１０
は、種々の回路からのどの信号が、或る時におけるダンパー２６の位置を制御す
るのかを確立するように機能する。特に、混合空気温度と室内空気品質に関して
、回路６０及び１００の出力信号が、ダイオード１０８及び１０９のアノードに
夫々供給される。これらのダイオードのカソードは接続点１１０に接続される。
この接続点１１０は、抵抗１１１を通してグラウンド６５に接続することによっ
てグラウンド電位にバイアスされる。

【００２３】 接続点１１０においての信号は、回路６０及び１００によって発生された信号
の大きい方により構成され、バッファ抵抗１１２及び１１３を通して演算増幅器
１１５の非反転入力端子に供給され、演算増幅器１１５の出力信号は、抵抗１１
６を通してアクチュエータ３２に対する制御装置１１７への入力信号として供給
される。

【００２４】 空気温度回路６０に関するものとして、混合空気温度センサ４２の出力信号を
受け取るように接続された凍結保護回路１２０もある。混合空気温度が予め決定
した最低レベルより下がると、凍結保護回路１２０の出力信号がローになり、バ
ッファ抵抗１１２と１１３の間の接続点１２１の信号をロー状態にクランプする
事によって、接続点１１０の信号をオーバーライドし、ダンパー２６を最小位置
に閉じて、コイル１８及び２０と他の弱い装置を低温から保護する。凍結保護回
路１２０は、空気温度回路６０に関連する種々の要素を含む。ダイオード１２３
（１０Ｖツェナー・ダイオード）は、増幅器７０の出力が高くなりすぎないよう
に制限する。ダイオード１２２は、増幅器７０のロー出力が増幅器７０の非反転
入力に影響することを阻止するように挿入されている。

【００２５】 センサ４２からの出力電圧の上昇は、演算増幅器１２４、分圧器抵抗１２５、
１２６及び正帰還抵抗１２７によって検出される。これらの抵抗は、混合空気温
度センサ４２によって検出される温度が最低設定温度まで下がったときに演算増
幅器１２４の出力がローの状態に切り替わるよう選択される。その出力は、セン
サ４２によって検出される温度が最低設定温度よりも上に上がるまでローの状態
にとどまり、最低設定温度より高くなった時点で演算増幅器１２４の出力はハイ
に切り替わる。これにより、演算増幅器１２４の出力と接合点１２１との間のダ
イオード１２８を逆バイアスにする。

【００２６】 参照番号１３０は、ダンパ２６の最大リミット位置を提供するように機能する
最大リミット回路を示し、これは、夏の暑い又は湿度の高い気候や冬の寒い気候
において外気の流入量を制限するために使用される。典型的なセッティングは約
７０％開である。この回路はポテンショメータ１３１を入力源として使用する。
前述の回路と同様に、最大リミット回路１３０は演算増幅器１３２、分圧器抵抗
１３３、１３４及び帰還抵抗１３５を含む。この回路は、低入力抵抗又はゼロ入
力抵抗においてはダンパ２６の最大位置が全開であるように構成される。それよ
りも大きい入力抵抗においては、この回路の出力信号は、アノードが接合点１２
１に接続されているダイオード１３６を通り、該接合点において現れる信号に対
して最大レベルを確立する。

【００２７】 参照数字１４０は、最小リミット回路を指す。この回路はダンパに対する最小
位置リミットを全ての時点で確立する。この制御の機能は、建物の使用に基づく
最小換気要件と一致する、閉鎖空間における適正な換気を保証することである。
最小リミット回路への入力信号はポテンショメータ１４１によって与えられる。
最小リミット回路は、分圧器抵抗１４２、１４３及び上記と同様の演算増幅器１
４４とを備える。最小リミット回路１４０は、入力抵抗が大きいときに、演算増
幅器１４４の出力信号によりダンパ２６が全閉という最小位置を取るように設計
されている。それよりも入力抵抗が小さいとき、演算増幅器１４４の出力は、カ
ソードが演算増幅器１１５の非反転入力端子に接続されるダイオード１４５を通
過し、最小レベルを確立する。回路１４０は最大リミット回路１３０を無効にす
る。

【００２８】 また、この出願の改善されたエコノマイザは、空調されている空間内で空気変
更（空気交換）が必要である場合に、無効化回路１５０の一部分が空気交換スイ
ッチ１５１によって作動されることを提供する。この特徴は、新鮮な空気を迅速
に建物内に引き込むよう室内及び排気ファン（図示せず）を始動させるときにダ
ンパ２６を全開に駆動するのに有用である。この状況は、占有率（使用度）が極
めて高いとき又は多くの煙が有るような緊急事態が生じたとき有用である。回路
１５０のこの部分は、回路１４０の最小位置を全開に設定するよう機能する。

【００２９】 スイッチ１５１の接点並びに停止（シャット・ダウン）スイッチ１５２及びパ
ージ・スイッチ１５３の接点が開かれると、トランジスタ１５４は非導通状態に
なり、トランジスタ１５５は導通状態になるので、ユニット制御リレー１５６が
付勢される。スイッチ１５１の接点が開いている間、ダイオード１５７は逆バイ
アスされるので、最小リミット回路１４０を通常に機能させる。しかし、スイッ
チ１５１の接点が閉じて空気交換を指令すると、トランジスタ１５４は導通状態
になり、トランジスタ１５５は非導通状態になる。こうして、ユニット制御リレ
ー１５６はもはや付勢されず、ダイオード１５７は最小位置演算増幅器１４４の
反転入力をローの状態へ引く。これによりダイオード１４５は順方向バイアスさ
れ、増幅器１１５から最大出力信号を生じさせるので、ダンパ２６を全開位置に
駆動する。更に、増幅器１６０、１６２からハイの出力を生じさせ、ＮＰＮトラ
ンジスタ１６４を導通状態にするので、排気ファン・リレー１６６が付勢される
。

【００３０】 ユーザーがシステム停止を希望するならば、無効化回路１５０の第２の部分が
停止スイッチ１５２によって作動される。システム停止は、全てのファンと他の
被制御装置を停止させるようハイの信号をダイオード１７４を介して１１５の反
転入力に与えることにより、ダンパ２６を完全に閉じさせる。停止機能の典型的
な使用は、閉鎖された空間内で火災が生じたときに新鮮な空気の循環を阻止する
ことである。

【００３１】 パージ・スイッチ１５３の接点と停止スイッチ１５２の接点とを開の状態にす
ると、トランジスタ１６８は非導通状態になり、トランジスタ１７０は導通状態
になり、室内ファン・リレー１７２は付勢される。ダイオード１７４は逆バイア
スされ、演算増幅器１１５への影響を阻止する。停止スイッチ１５２の接点が閉
じると、トランジスタ１６８、１７０が状態を変え、室内ファン・リレー１７２
の作動を停止させる。また、ダイオード１７６は順方向バイアスされ、空気交換
信号を無効化してユニット制御リレー１５６の作動を停止させる。

【００３２】 同様に、パージ・スイッチ１５３の接点が開くと、トランジスタ１７８が非導
通状態になり、無効化回路１５０のこの部分は回路の他の部分に影響を与えない
。パージ回路が使用されると、ダンパ２６は閉じられ、室内ファンの作動は停止
され、排気ファンは作動される。パージ・スイッチ１５３は、小さな有害な火が
存在し、新鮮な空気を閉鎖空間内に入れることなく煙を排出することが必要な状
況において共通に使用される。逆に、パージ・スイッチ１５３の接点が閉じられ
ると、トランジスタ１７８が導通し、停止スイッチ１５２の接点が閉じられたと
きと同じ効果が生じる。さらに、ダイオード１８０が順方向バイアスされ、排気
ファン・リレー１６６を付勢する。

【００３３】 スイッチ状態の種々の組み合わせから生じる上述の及び他の動作状態は、図３
の表に示される。 これまでの検討にしたがって、出願人は、空調システム制御に最大の柔軟性を
提供する独自の拡張型節約装置制御システムを提供した。出願人の改善したエコ
ノマイザ制御システムの特定の例を例示の目的で図示し記述したが、当業者には
、出願人の意図及び教示の範囲内で多くの変更及び修正が明らかであろう。発明
の範囲は開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求項の用語によっ
てのみ限定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、閉鎖空間における空調を与える本発明によるエコノマイザ・システム
を含む装置を、ブロック図形式で示す。

【図２】 図２Ａと図２Ｂとが共になり、電気回路形式で、図１の装置において用いられ
る改善された機能を有するエコノマイザ論理モジュールを示す。

【図３】 図３は、入力端子の状態の様々な組合せと、図２Ａ及び図２Ｂのエコノマイザ
論理モジュールによって提供される対応する出力状態とを示す表である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年８月２９日（２００１．８．２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気温度を示す信号および少なくとも１つの温度以外の空気
   パラメータを示す信号にそれぞれ応答し、囲まれた空間内の空気を調節するため
   の機械的冷却装置と、換気装置制御信号に応答して前記空間内の可変の割合の空
   気を該空間の外の空気と交換する換気装置とを制御するためのコントローラであ
   って、 機械的冷却装置制御信号を生成するように動作し、更に、前記空間内を冷却す
   るための前記空間の外の空気の適合性を示すエコノマイザ信号を生成するように
   動作するエコノマイザ制御装置と、 前記エコノマイザ信号を受信するように接続され、該エコノマイザ信号に少な
   くとも部分的に依存して、前記空間へ入る空気の命令された温度変化を表す空気
   温度制御信号を生成するように動作する空気温度装置と、 前記空間内の空気の非温度パラメータにおける命令された変化を表す空気品質
   制御信号を生成するように動作する空気品質装置と、 前記空気温度および空気品質制御信号を受信するように接続され、前記空間内
   の空気を該空間の外の空気とより多く交換することに対応する、前記空気温度、
   前記制御信号、および前記空気品質制御信号のうちの１つに基づいて、換気装置
   制御信号を生成するように動作する信号プロセッサと、 備えるコントローラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコントローラであって、前記非温度パラメ
   ータは空気組成である、コントローラ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のコントローラであって、前記非温度パラメ
   ータは二酸化炭素濃度である、コントローラ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のコントローラであって、 前記空気温度制御信号は、囲まれた前記空間に入る空気の検知した温度と基準
   温度との間の差を示す大きさを有し、 前記空気品質制御信号は、囲まれた前記空間内の空気の前記非温度パラメータ
   の検知した値と基準値との間の差を示す大きさを有し、 前記信号プロセッサは、前記空間内の空気を該空間の外の空気とより多く交換
   することに対応する、前記空気温度制御信号と前記空気品質制御信号との１つを
   選択するように、および選択された前記信号に少なくとも部分的に依存して、換
   気装置制御信号としての信号を生成するように動作する、 コントローラ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のコントローラであって、 前記空気温度装置は、その大きさが囲まれた前記空間へ入る空気の温度を示す
   信号を生成する空気温度センサを含み、 凍結保護回路を備え、該凍結保護回路は、前記空気温度センサにより生成され
   る前記信号を受信するように接続され、囲まれた前記空間へ入る空気の温度が所
   定値より下のときに凍結保護信号を生成するように動作し、 前記信号プロセッサの論理回路は、前記凍結保護信号を受信するように接続さ
   れ、前記空間内の空気の該空間外の空気との交換を、前記凍結保護信号に対応す
   る割合よりも大きくない割合に制限するのに有効な値に、換気装置制御信号を変
   えるように動作する、 コントローラ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のコントローラであって、 最大リミット入力デバイスを備え、該最大リミット入力デバイスは、その大き
   さが囲まれた前記空間内の空気の前記空間外の空気と交換される最大割合を示す
   最大換気信号を生成するように動作し、 前記信号プロセッサの前記論理回路は、前記最大換気信号を受信するように接
   続され、前記空間内の空気の該空間外の空気との交換を、前記最大換気信号に対
   応する割合よりも大きくない割合に制限するのに有効な値に、前記換気装置制御
   信号を変えるように動作する、 コントローラ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のコントローラであって、 最小リミット入力デバイスを備え、該最小リミット入力デバイスは、囲まれた
   前記空間内の空気の前記空間外の空気と交換される最小割合を示す最小換気信号
   を生成するように動作し、 前記信号プロセッサの前記論理回路は、前記最小換気信号を受信するように接
   続され、第３の換気装置制御信号が、前記最小換気信号に対応する割合よりも、
   前記空間内の空気の小さい割合の交換に対応する場合に、前記換気装置制御信号
   に代えて前記最小換気信号を用いるように動作する、 コントローラ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のコントローラであって、前記エコノマイザ
   制御装置は、二段サーモスタットからおよびエンタルピ・センサ装置から受信し
   た信号に応答して、機械的冷却装置の第１段および第２段に対して第１冷却段制
   御信号および第２冷却段制御信号をそれぞれ提供するように動作し、前記エコノ
   マイザ制御装置は、前記第２段の機械的冷却装置をディスエーブルにし、前記エ
   ンタルピ・センサ装置により検知されたエンタルピが、囲まれた前記空間の外の
   空気は冷却目的のために該囲まれた前記空間へ採り入れるのに適しているという
   ことを示す場合に、前記第１段の機械的冷却装置に対する制御信号として前記第
   ２冷却段制御信号を提供するように動作し、前記エコノマイザ制御装置からの前
   記信号は、前記エンタルピ・センサ装置により検知されたエンタルピが、囲まれ
   た前記空間の外の空気は冷却目的のために該囲まれた前記空間へ採り入れるのに
   適しているということを示す場合に、前記空気温度制御信号を生成するように前
   記空気温度装置をイネーブルにするように動作する、 コントローラ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のコントローラであって、 前記エンタルピ・センサ装置は、囲まれた前記空間を出る空気のエンタルピお
   よび囲まれた前記空間の外の空気のエンタルピを検知するための第１エンタルピ
   ・センサおよび第２エンタルピ・センサを含み、 前記エコノマイザ制御装置は、囲まれた前記空間の外の空気のエンタルピが、
   基準値および囲まれた前記空間を出る空気のエンタルピの両方よりも低い場合に
   、空気温度装置をイネーブルにするためのエコノマイザ信号を生成するように動
   作する、 コントローラ。
10. 【請求項１０】 囲まれた空間の空気を調節するシステムであって、 機械的冷却装置と、囲まれた前記空間内の可変の割合の空気を該空間外の空気
    と交換するように動作する換気装置と、アクチュエータ制御信号に応答して、前
    記空間外の空気と交換される前記空間内の空気の割合を決定する換気装置アクチ
    ュエータとを含む温度変化装置と、 前記空間へ入る空気の温度における命令された変化を表す空気温度制御信号を
    生成するように動作する空気温度装置と、 前記空間内の空気の非温度パラメータにおける命令された変化を表す空気品質
    制御信号を生成するように動作する空気品質装置と、 前記空気温度制御信号および空気品質制御信号を受信するように接続され、前
    記アクチュエータ制御信号を前記換気装置アクチュエータへ供給するように動作
    する信号プロセッサであって、前記空気温度制御信号および前記空気品質制御信
    号により命令された空気温度および空気品質の変化の相対的な大きさに少なくと
    も部分的に基づいて、前記アクチュエータ制御信号を生成する信号プロセッサと
    、 を備えることを特徴とするシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のシステムであって、 囲まれた前記空間内の温度が設定温度より上か否かを検知するように、および
    前記温度変化装置への冷却信号に対する対応するコールを供給するように動作す
    る空間サーモスタットと、 囲まれた前記空間の外の空気は、該空間内の冷却を行うのに適するか否かを検
    知するように、および対応する低エンタルピ信号を前記温度変化装置へ供給する
    ように動作するエンタルピ・センサ装置であって、前記温度変化装置は、前記機
    械的冷却装置の動作を制御するように、および冷却に対する前記コールおよび低
    エンタルピ信号に応答して前記アクチュエータ制御信号の生成を可能とするよう
    に動作する、エンタルピ・センサ装置と を更に含むシステム。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のシステムであって、 前記アクチュエータ制御信号の生成は、前記温度変化装置のエコノマイザ制御
    装置によりイネーブルとされ、前記アクチュエータ制御信号は、前記空間サーモ
    スタットからの冷却信号に対するコールおよび前記エンタルピ・センサ装置から
    の低エンタルピ信号に応答して、少なくとも部分的に、換気装置アクチュエータ
    に、囲まれた前記空間外の空気と交換される該空間内の空気の割合を増加させる
    ように作用する、 システム。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のシステムであって、 前記空気温度装置は、前記空間サーモスタットおよび前記エンタルピ・センサ
    装置によりそれぞれ供給さたれ冷却に対応するコールおよび低エンタルピ信号に
    応答して前記エコノマイザ制御装置により生成されたイネーブル化信号により前
    記空気温度制御信号を生成するようにイネーブルにされ、前記アクチュエータ制
    御信号は、前記空気温度制御信号および空気品質制御信号から選択的に導出され
    る、 システム。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のシステムであって、 前記空気温度装置は、囲まれた前記空間へ入る空気の温度を示す信号を生成す
    るように動作する空気温度センサを含み、 凍結保護回路を備え、該凍結保護回路は、前記空気温度センサから前記信号を
    受信するように接続され、該信号に応答して、囲まれた前記空間へ入る空気が所
    定の温度より下のときに凍結保護信号を生成するように動作し、前記アクチュエ
    ータ制御信号は、前記空間内の空気の該空間外の空気との交換を前記凍結保護信
    号に対応する割合に制限するように、前記凍結保護信号に影響される、 システム。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のシステムであって、前記空間内の空気
    の前記空間外の空気と交換される最大割合を示す最大換気信号を生成するように
    動作する最大換気入力デバイスを更に含み、前記アクチュエータ制御信号は、前
    記空間内の空気の該空間外の空気との交換を前記最大換気信号に対応する割合よ
    りも大きくない割合に制限するように、前記最大換気信号に影響される、システ
    ム。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のシステムであって、前記空間内の空気
    の前記空間外の空気と交換される最小割合を示す最小換気信号を生成するように
    動作する最小換気入力デバイスを更に含み、前記アクチュエータ制御信号は、前
    記空間内の空気の該空間外の空気との交換を前記最小換気信号に対応する割合よ
    りも小さくない割合で行うように、前記最小換気信号に影響される、システム。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のシステムであって、囲まれた前記空間
    内の空気の前記非温度パラメータは空気の組成である、システム。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載のシステムであって、囲まれた前記空間
    内の空気の前記非温度パラメータは二酸化炭素の濃度である、システム。