JP2004138270A - 室圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被空調室の内部圧力を精度よく制御することのできる室圧制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の室圧制御装置を用いた空調システム10は、給気ダクト14が分岐して被空調室12の給気口20、20に接続されている。給気ダクト14の分岐した部分には、送風量が固定されるCAV22と、送風量が調節されるVAV24が配設されている。VAV24は、被空調室12の内部圧力に応じて送風量が制御される。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明の室圧制御装置を用いた空調システム10は、給気ダクト14が分岐して被空調室12の給気口20、20に接続されている。給気ダクト14の分岐した部分には、送風量が固定されるCAV22と、送風量が調節されるVAV24が配設されている。VAV24は、被空調室12の内部圧力に応じて送風量が制御される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は室圧制御装置に係り、特にバイオセーフティールームや半導体などを扱うクリーンルームの室圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
クリーンルームの空調システムでは、VAV(Variable Air Volume) と呼ばれる変風量ユニットが一般的に使用される(例えば、特許文献1参照)。図5に示す従来の空調システムは、被空調室1に接続される給気ダクト2に変風量ユニット(以下、VAVと称する)3が配設されており、排気ダクト4には、CAV(Constant Air Volume) と呼ばれる定風量ユニット(以下、CAVと称する)5が配設されている。VAV3は、被空調室1の内部圧力などに応じて、送風量を変える装置であり、CAV5は、被空調室1に対して風量一定のまま送風する装置である。また、図6に示す空調システムは、排気ダクト4にVAV3が配設されており、給気ダクト2にCAV5が配設されている。
【0003】
バイオセーフティールームの空調システムの場合には、被空調室1内の微生物が外部に流出することを防止するため、被空調室1の内部が負圧になるように制御する必要がある。そこで、被空調室1の内部圧力を圧力発信器6で測定し、この測定値に基づいて調節計7はVAV3を制御している。これにより、VAV3の送風量が調節されるので、被空調室1の内部圧力を所望の値に制御することができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−229464号公報(第2頁)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被空調室1の給気と排気は空調と換気を主な目的として行われており、その風量は換気回数5〜20回/hに相当する。これに対し、被空調室1の内部圧力を制御する際に調節する風量は、その数分の一程度である。したがって、図5や図6の空調システムでは、VAV3で扱う送風量が大きいため、被空調室1の内部圧力を細かく調節することができないという問題があった。また、VAV3やCAV5には数%の不感帯があるため、追従性の良い制御を行うことができないという問題があった。このため、図8に示すように、室圧の目標値に対して室圧が大きく変動し、不安定になるという問題があった。
【0006】
さらに従来の空調システムは、入退室のために被空調室1の扉を開閉するなどにより外乱の影響を受けると、図9に示すように、ハンチングという制御不能の状態に陥ることがあった。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、被空調室の内部圧力を精度良く制御することのできる室圧制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、前記排気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記給気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴としている。
【0009】
請求項2に記載の発明は前記目的を達成するために、送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、前記給気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記排気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴としている。
【0010】
請求項1及び2に記載の発明によれば、給気側または排気側の一方において、変風量ユニットと定風量ユニットを設けて並列に接続するようにした。このため、変風量ユニットで扱う送風量が、変風量ユニットを単独で用いた場合よりも減少するので、送風量を細かく調節することができる。これにより、被空調室の内部圧力を細かく制御することができる。
【0011】
また、変風量ユニットと定風量ユニットとを併用することによって、不感帯となる範囲が小さくなるので、追従性の良い制御を行うことができる。さらに、変風量ユニットと定風量ユニットを併用することによって、両者のヒステリス特性が打ち消され、被空調室の内部圧力が非常に安定する。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、前記並列に設けた定風量ユニットと変風量ユニットの併用運転と、前記変風量ユニットのみの単独運転とを切り替える切替手段を備え、前記制御ユニットは、前記被空調室への送風量に応じて前記切替手段を操作することを特徴としている。本発明によれば、例えば被空調室への送風量が著しく少ない場合でも、変風量ユニットのみの単独運転に切り替えることにより、内部圧力をきめ細かく制御することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る室圧制御装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0014】
図1は、本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システム10の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、空調システム10の被空調室12には、給気ダクト14と排気ダクト16が接続されている。
【0015】
排気ダクト16は被空調室12の排気口18に接続されるとともに、途中にCAV22が配設されている。CAV22は通過風量を一定に制御する装置である。したがって、被空調室12のエアは排気ダクト16を介して一定風量で排気される。
【0016】
一方、給気ダクト14は途中で分岐して、その先端がそれぞれ給気口20、20に接続される。分岐した部分の給気ダクト14にはそれぞれCAV22、VAV24が配設されている。
【0017】
VAV24は、被空調室12の送風量を弁の開閉度を変えて調節する装置である。VAV24を流れる送風量は、調節計26によって調節される。調節計26は、被空調室12の内部圧力を測定する圧力発信器28に接続されており、この圧力発信器28の測定値に基づいてVAV24の送風量が調節計26によって調節される。VAV24を流れる送風量は、給気ダクト14を流れる全送風量の20%〜80%が好ましく、40〜60%がより好ましい。
【0018】
上記の如く構成した給気側では、給気エアは分岐されてCAV22とVAV24を通過した後に被空調室12に給気される。このとき、CAV22を通過する給気エアの送風量は一定なので、VAV24を通過する給気エアの送風量を調節することによって、給気エアの全送風量が調節される。一方で、排気側では、排気ダクト16に設けたCAV22によって一定の送風量で排気される。したがって、給気側のVAV24の送風量を調節することによって、被空調室12の内部圧力が調節される。
【0019】
被空調室12の内部圧力は、圧力発信器28の測定値に基づいて行われ、この測定値が所定の目標値になるように制御される。例えば、圧力発信器28による測定値が目標値よりも大きい場合には、VAV24の送風量を小さくし、給気エアの全送風量を減少させる。これにより、被空調室12の内部圧力を減少させることができる。逆に、圧力発信器28による測定値が目標値よりも小さい場合には、VAV24の送風量を大きくし、給気エアの全送風量を増加させる。これにより、被空調室12の内部圧力を増加させることができる。このように、空調システム10は、調節計26と圧力発振器28からなる制御ユニットによって、被空調室12の内部圧力を制御することができる。
【0020】
次に上記の如く構成された空調システム10の作用について説明する。
【0021】
給気ダクト14には、VAV24とCAV22が並列に設けられている。したがって、VAV24で扱う送風量は、給気ダクト14にVAV24を単独で設けた場合(図5参照)よりも非常に小さくなる。このため、VAV24として小型で容量の小さなものを採用できるので、被空調室12に給気される給気エアの送風量を細かく調節することができる。例えば給気エアの全送風量を1000m3/hとし、制御する送風量を50m3/hとするとともに、ヒステリシスを送風量の3%とした場合、従来は、VAVで1000m3/hを扱うために、50(m3/h)/1000(m3/h)×100=5%が制御代であり、また、誤差要因は30m3/hになる。しかし、本実施形態の場合、VAV24が全送風量の半分の500m3/h程度を扱えばよいので、誤差要因が15m3/hと半分になるとともに、50(m3/h)/500(m3/h)×100=10%が制御代であるので、細かい制御が可能になる。
【0022】
ところで、被空調室12の内部圧力は、被空調室12の空調と換気を目的とした送風量の数分の一の風量を調節すれば十分に制御することができる。したがって、上述のように給気エアの送風量を細かく調節することによって、被空調室12の内部圧力を精度良く制御することができる。
【0023】
このように本実施の形態によれば、給気ダクト14にCAV22とVAV24とを並列に設けたので、被空調室12の内部圧力を細かく制御することができる。
【0024】
また、被空調室12の給気側でCAV22とVAV24とを併用するようにしたので、CAV22とVAV24の両方において不感帯となる範囲が小さくなる。これにより、被空調室12の内部圧力の変動に対する追従性が向上するので、被空調室12の内部圧力を精度良く制御することができる。その結果、図8に示すように、室圧の目標値に対して室圧の変動量が小さい、安定した制御を行うことができる。
【0025】
さらに、CAV22とVAV24とを組み合わせて使用することによって、互いのヒステリシス特性を打ち消す作用が発生し、被空調室12の内部圧力が非常に安定する。これにより、被空調室12の扉(不図示)の開閉などの外乱に対処可能となり、ハンチングすることを防止できる。
【0026】
以下にヒステリシス特性を打ち消す作用について詳しく説明する。
【0027】
図1に示した構成において被空調室12の内部圧力が急激に低下して給気エアの全送風量を増加させる場合を想定する。この状況下では、VAV24は内部圧力の低下に応じて弁開度を大きくする方向に制御される。しかし、ヒステリシス特性により、図7(a)に示すように当初の送風量V1 の時刻T1 からΔt1 までは、制御信号が出ても風量が変化しない不感時間帯Δt1 が存在する。したがって、VAV24はこのΔt1 経過後のΔt2 の間に制御信号に基づき、所定の送風量V2 に到達するように弁開度が制御される。
【0028】
一方、この状況下でCAV22は、内部圧力の低下によっても一定の送風量を確保するように作動する。しかし、図7(b)に示すように、ヒステリシス特性によって当初の不感時間帯Δt1 ´(≒Δt1 )では送風量が増加するように作動し、その後、Δt2 ´(≒Δt2 )の経過後に元の定送風量V3 となるように作動する。
【0029】
被空調室12への送風量は、VAV24とCAV22からの合計送風量であり、図7(c)に示すように、互いのヒステリシス特性を打ち消して、滑らかな送風量の増加傾向を示す。この結果、内部圧力の変動に対する追従性と、外乱に対するハンチング防止に寄与する。
【0030】
上記の作用は、被空調室12の内部圧力が急激に上昇して、給気エアの全送風量を減少させる場合にも当てはまる。また、後述の第2実施形態においても当てはまる。
【0031】
図2に示すように、第2実施形態の空調システムは、給気ダクト32が分岐せずに給気口20に接続され、この給気ダクト32にはCAV22のみが配設される。また、排気ダクト34は分岐して排気口18、18に接続されるとともに、排気ダクト34の分岐部分にはCAV22とVAV24が配設される。VAV24の送風量は、圧力発信器28で測定した被空調室12の内部圧力に基づいて、調節計26によって調節される。
【0032】
上記の如く構成された第2実施形態の空調システムによれば、排気ダクト34にCAV22とVAV24が並列に設けられているので、VAV24で扱う排気エアの送風量が減少し、被空調室12の内部圧力を細かく制御することができる。また、CAV22とVAV24を排気側で併用しているので、被空調室12の内部圧力を安定させることができる。
【0033】
図3に示す空調システムは、図1の空調システムと比較して、給気ダクト14が一つの給気口20に接続される点で異なっている。すなわち、分岐した給気ダクト14が合流して給気口20に接続されている。この空調システムによれば、従来の空調システム(図5参照)に対して、分岐用の給気ダクトとCAV22を増設するだけでよく、非常に低コストである。
【0034】
同様に、図4に示す空調システムは、図2の空調システムと比較して、排気ダクト34が一つの排気口18に接続される点で異なっている。したがって、従来の空調システムに対して、分岐用の排気ダクトとCAV22を配設するだけでよいので、非常に低コストである。
【0035】
上述した様々な実施の形態において、並列に設置したVAV24とCAV22を併用する併用運転と、VAV24のみの単独運転とを切り替えられるようにすることが好ましい。例えば、給気ダクト14のCAV22設置側の分岐部分(図1、図3)、或いは排気ダクト34のCAV22設置側の分岐部分(図2、図4)に開閉弁を配設し、この開閉弁を被空調室12の必要換気回数に応じて開閉制御するとよい。この場合、被空調室12が夜間などで空調負荷が小さく、換気回数が少ない時に、開閉弁を閉じるように制御する。これにより、換気回数が少なく、送風量が少ない時でも、VAV24による被空調室12の内部圧力をきめ細かく制御することができる。なお、昼間の定常時は、開閉弁を開くように制御する。これにより、VAV24とCAV22の両方にエアが流れて併用運転が行われ、上述したように精度のよい制御を行うことができる。
【0036】
また、上述した実施の形態において、VAV24は内部に風速計を備えており、被空調室12の内部圧力が一定になるようにその風量を調節するものであるが、この代わりにバルブを設置し、被空調室12の内部圧力が一定となるようにバルブを開閉し、間接的に風量を調節するようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る室圧制御装置によれば、変風量ユニットと定風量ユニットを並列に設けるようにしたので、変風量ユニットで扱う送風量が減少し、被空調室の内部圧力を細かく制御することができる。
【0038】
また、変風量ユニットと定風量ユニットとを併用することによって、不感帯となる範囲が小さくなるので、追従性の良い制御を行うことができる。さらに、変風量ユニットと定風量ユニットを併用によって、両者のヒステリス特性が打ち消され、被空調室の内部圧力が非常に安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システムの第1実施形態を示す構成図
【図2】本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システムの第2実施形態を示す構成図
【図3】図1と異なる構成の空調システムを示す構成図
【図4】図2と異なる構成の空調システムを示す構成図
【図5】従来の室圧制御装置を用いた空調システムを示す構成図
【図6】従来の室圧制御装置を用いた空調システムを示す構成図
【図7】本発明の作用を説明する図
【図8】本実施例と従来例との比較を示す図
【図9】従来の室内圧力の制御例を示す図
【符号の説明】
10…空調システム、12…被空調室、14…給気ダクト、16…排気ダクト、18…排気口、20…給気口、22…CAV、24…VAV、26…調節計、28…圧力発信器、32…給気ダクト、34…排気ダクト
【発明の属する技術分野】
本発明は室圧制御装置に係り、特にバイオセーフティールームや半導体などを扱うクリーンルームの室圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
クリーンルームの空調システムでは、VAV(Variable Air Volume) と呼ばれる変風量ユニットが一般的に使用される(例えば、特許文献1参照)。図5に示す従来の空調システムは、被空調室1に接続される給気ダクト2に変風量ユニット(以下、VAVと称する)3が配設されており、排気ダクト4には、CAV(Constant Air Volume) と呼ばれる定風量ユニット(以下、CAVと称する)5が配設されている。VAV3は、被空調室1の内部圧力などに応じて、送風量を変える装置であり、CAV5は、被空調室1に対して風量一定のまま送風する装置である。また、図6に示す空調システムは、排気ダクト4にVAV3が配設されており、給気ダクト2にCAV5が配設されている。
【0003】
バイオセーフティールームの空調システムの場合には、被空調室1内の微生物が外部に流出することを防止するため、被空調室1の内部が負圧になるように制御する必要がある。そこで、被空調室1の内部圧力を圧力発信器6で測定し、この測定値に基づいて調節計7はVAV3を制御している。これにより、VAV3の送風量が調節されるので、被空調室1の内部圧力を所望の値に制御することができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−229464号公報(第2頁)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被空調室1の給気と排気は空調と換気を主な目的として行われており、その風量は換気回数5〜20回/hに相当する。これに対し、被空調室1の内部圧力を制御する際に調節する風量は、その数分の一程度である。したがって、図5や図6の空調システムでは、VAV3で扱う送風量が大きいため、被空調室1の内部圧力を細かく調節することができないという問題があった。また、VAV3やCAV5には数%の不感帯があるため、追従性の良い制御を行うことができないという問題があった。このため、図8に示すように、室圧の目標値に対して室圧が大きく変動し、不安定になるという問題があった。
【0006】
さらに従来の空調システムは、入退室のために被空調室1の扉を開閉するなどにより外乱の影響を受けると、図9に示すように、ハンチングという制御不能の状態に陥ることがあった。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、被空調室の内部圧力を精度良く制御することのできる室圧制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、前記排気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記給気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴としている。
【0009】
請求項2に記載の発明は前記目的を達成するために、送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、前記給気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記排気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴としている。
【0010】
請求項1及び2に記載の発明によれば、給気側または排気側の一方において、変風量ユニットと定風量ユニットを設けて並列に接続するようにした。このため、変風量ユニットで扱う送風量が、変風量ユニットを単独で用いた場合よりも減少するので、送風量を細かく調節することができる。これにより、被空調室の内部圧力を細かく制御することができる。
【0011】
また、変風量ユニットと定風量ユニットとを併用することによって、不感帯となる範囲が小さくなるので、追従性の良い制御を行うことができる。さらに、変風量ユニットと定風量ユニットを併用することによって、両者のヒステリス特性が打ち消され、被空調室の内部圧力が非常に安定する。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、前記並列に設けた定風量ユニットと変風量ユニットの併用運転と、前記変風量ユニットのみの単独運転とを切り替える切替手段を備え、前記制御ユニットは、前記被空調室への送風量に応じて前記切替手段を操作することを特徴としている。本発明によれば、例えば被空調室への送風量が著しく少ない場合でも、変風量ユニットのみの単独運転に切り替えることにより、内部圧力をきめ細かく制御することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る室圧制御装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0014】
図1は、本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システム10の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、空調システム10の被空調室12には、給気ダクト14と排気ダクト16が接続されている。
【0015】
排気ダクト16は被空調室12の排気口18に接続されるとともに、途中にCAV22が配設されている。CAV22は通過風量を一定に制御する装置である。したがって、被空調室12のエアは排気ダクト16を介して一定風量で排気される。
【0016】
一方、給気ダクト14は途中で分岐して、その先端がそれぞれ給気口20、20に接続される。分岐した部分の給気ダクト14にはそれぞれCAV22、VAV24が配設されている。
【0017】
VAV24は、被空調室12の送風量を弁の開閉度を変えて調節する装置である。VAV24を流れる送風量は、調節計26によって調節される。調節計26は、被空調室12の内部圧力を測定する圧力発信器28に接続されており、この圧力発信器28の測定値に基づいてVAV24の送風量が調節計26によって調節される。VAV24を流れる送風量は、給気ダクト14を流れる全送風量の20%〜80%が好ましく、40〜60%がより好ましい。
【0018】
上記の如く構成した給気側では、給気エアは分岐されてCAV22とVAV24を通過した後に被空調室12に給気される。このとき、CAV22を通過する給気エアの送風量は一定なので、VAV24を通過する給気エアの送風量を調節することによって、給気エアの全送風量が調節される。一方で、排気側では、排気ダクト16に設けたCAV22によって一定の送風量で排気される。したがって、給気側のVAV24の送風量を調節することによって、被空調室12の内部圧力が調節される。
【0019】
被空調室12の内部圧力は、圧力発信器28の測定値に基づいて行われ、この測定値が所定の目標値になるように制御される。例えば、圧力発信器28による測定値が目標値よりも大きい場合には、VAV24の送風量を小さくし、給気エアの全送風量を減少させる。これにより、被空調室12の内部圧力を減少させることができる。逆に、圧力発信器28による測定値が目標値よりも小さい場合には、VAV24の送風量を大きくし、給気エアの全送風量を増加させる。これにより、被空調室12の内部圧力を増加させることができる。このように、空調システム10は、調節計26と圧力発振器28からなる制御ユニットによって、被空調室12の内部圧力を制御することができる。
【0020】
次に上記の如く構成された空調システム10の作用について説明する。
【0021】
給気ダクト14には、VAV24とCAV22が並列に設けられている。したがって、VAV24で扱う送風量は、給気ダクト14にVAV24を単独で設けた場合(図5参照)よりも非常に小さくなる。このため、VAV24として小型で容量の小さなものを採用できるので、被空調室12に給気される給気エアの送風量を細かく調節することができる。例えば給気エアの全送風量を1000m3/hとし、制御する送風量を50m3/hとするとともに、ヒステリシスを送風量の3%とした場合、従来は、VAVで1000m3/hを扱うために、50(m3/h)/1000(m3/h)×100=5%が制御代であり、また、誤差要因は30m3/hになる。しかし、本実施形態の場合、VAV24が全送風量の半分の500m3/h程度を扱えばよいので、誤差要因が15m3/hと半分になるとともに、50(m3/h)/500(m3/h)×100=10%が制御代であるので、細かい制御が可能になる。
【0022】
ところで、被空調室12の内部圧力は、被空調室12の空調と換気を目的とした送風量の数分の一の風量を調節すれば十分に制御することができる。したがって、上述のように給気エアの送風量を細かく調節することによって、被空調室12の内部圧力を精度良く制御することができる。
【0023】
このように本実施の形態によれば、給気ダクト14にCAV22とVAV24とを並列に設けたので、被空調室12の内部圧力を細かく制御することができる。
【0024】
また、被空調室12の給気側でCAV22とVAV24とを併用するようにしたので、CAV22とVAV24の両方において不感帯となる範囲が小さくなる。これにより、被空調室12の内部圧力の変動に対する追従性が向上するので、被空調室12の内部圧力を精度良く制御することができる。その結果、図8に示すように、室圧の目標値に対して室圧の変動量が小さい、安定した制御を行うことができる。
【0025】
さらに、CAV22とVAV24とを組み合わせて使用することによって、互いのヒステリシス特性を打ち消す作用が発生し、被空調室12の内部圧力が非常に安定する。これにより、被空調室12の扉(不図示)の開閉などの外乱に対処可能となり、ハンチングすることを防止できる。
【0026】
以下にヒステリシス特性を打ち消す作用について詳しく説明する。
【0027】
図1に示した構成において被空調室12の内部圧力が急激に低下して給気エアの全送風量を増加させる場合を想定する。この状況下では、VAV24は内部圧力の低下に応じて弁開度を大きくする方向に制御される。しかし、ヒステリシス特性により、図7(a)に示すように当初の送風量V1 の時刻T1 からΔt1 までは、制御信号が出ても風量が変化しない不感時間帯Δt1 が存在する。したがって、VAV24はこのΔt1 経過後のΔt2 の間に制御信号に基づき、所定の送風量V2 に到達するように弁開度が制御される。
【0028】
一方、この状況下でCAV22は、内部圧力の低下によっても一定の送風量を確保するように作動する。しかし、図7(b)に示すように、ヒステリシス特性によって当初の不感時間帯Δt1 ´(≒Δt1 )では送風量が増加するように作動し、その後、Δt2 ´(≒Δt2 )の経過後に元の定送風量V3 となるように作動する。
【0029】
被空調室12への送風量は、VAV24とCAV22からの合計送風量であり、図7(c)に示すように、互いのヒステリシス特性を打ち消して、滑らかな送風量の増加傾向を示す。この結果、内部圧力の変動に対する追従性と、外乱に対するハンチング防止に寄与する。
【0030】
上記の作用は、被空調室12の内部圧力が急激に上昇して、給気エアの全送風量を減少させる場合にも当てはまる。また、後述の第2実施形態においても当てはまる。
【0031】
図2に示すように、第2実施形態の空調システムは、給気ダクト32が分岐せずに給気口20に接続され、この給気ダクト32にはCAV22のみが配設される。また、排気ダクト34は分岐して排気口18、18に接続されるとともに、排気ダクト34の分岐部分にはCAV22とVAV24が配設される。VAV24の送風量は、圧力発信器28で測定した被空調室12の内部圧力に基づいて、調節計26によって調節される。
【0032】
上記の如く構成された第2実施形態の空調システムによれば、排気ダクト34にCAV22とVAV24が並列に設けられているので、VAV24で扱う排気エアの送風量が減少し、被空調室12の内部圧力を細かく制御することができる。また、CAV22とVAV24を排気側で併用しているので、被空調室12の内部圧力を安定させることができる。
【0033】
図3に示す空調システムは、図1の空調システムと比較して、給気ダクト14が一つの給気口20に接続される点で異なっている。すなわち、分岐した給気ダクト14が合流して給気口20に接続されている。この空調システムによれば、従来の空調システム(図5参照)に対して、分岐用の給気ダクトとCAV22を増設するだけでよく、非常に低コストである。
【0034】
同様に、図4に示す空調システムは、図2の空調システムと比較して、排気ダクト34が一つの排気口18に接続される点で異なっている。したがって、従来の空調システムに対して、分岐用の排気ダクトとCAV22を配設するだけでよいので、非常に低コストである。
【0035】
上述した様々な実施の形態において、並列に設置したVAV24とCAV22を併用する併用運転と、VAV24のみの単独運転とを切り替えられるようにすることが好ましい。例えば、給気ダクト14のCAV22設置側の分岐部分(図1、図3)、或いは排気ダクト34のCAV22設置側の分岐部分(図2、図4)に開閉弁を配設し、この開閉弁を被空調室12の必要換気回数に応じて開閉制御するとよい。この場合、被空調室12が夜間などで空調負荷が小さく、換気回数が少ない時に、開閉弁を閉じるように制御する。これにより、換気回数が少なく、送風量が少ない時でも、VAV24による被空調室12の内部圧力をきめ細かく制御することができる。なお、昼間の定常時は、開閉弁を開くように制御する。これにより、VAV24とCAV22の両方にエアが流れて併用運転が行われ、上述したように精度のよい制御を行うことができる。
【0036】
また、上述した実施の形態において、VAV24は内部に風速計を備えており、被空調室12の内部圧力が一定になるようにその風量を調節するものであるが、この代わりにバルブを設置し、被空調室12の内部圧力が一定となるようにバルブを開閉し、間接的に風量を調節するようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る室圧制御装置によれば、変風量ユニットと定風量ユニットを並列に設けるようにしたので、変風量ユニットで扱う送風量が減少し、被空調室の内部圧力を細かく制御することができる。
【0038】
また、変風量ユニットと定風量ユニットとを併用することによって、不感帯となる範囲が小さくなるので、追従性の良い制御を行うことができる。さらに、変風量ユニットと定風量ユニットを併用によって、両者のヒステリス特性が打ち消され、被空調室の内部圧力が非常に安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システムの第1実施形態を示す構成図
【図2】本発明に係る室圧制御装置を用いた空調システムの第2実施形態を示す構成図
【図3】図1と異なる構成の空調システムを示す構成図
【図4】図2と異なる構成の空調システムを示す構成図
【図5】従来の室圧制御装置を用いた空調システムを示す構成図
【図6】従来の室圧制御装置を用いた空調システムを示す構成図
【図7】本発明の作用を説明する図
【図8】本実施例と従来例との比較を示す図
【図9】従来の室内圧力の制御例を示す図
【符号の説明】
10…空調システム、12…被空調室、14…給気ダクト、16…排気ダクト、18…排気口、20…給気口、22…CAV、24…VAV、26…調節計、28…圧力発信器、32…給気ダクト、34…排気ダクト
Claims (3)
- 送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、
前記排気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記給気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴とする室圧制御装置。 - 送風量を調節可能な変風量ユニットと、送風量が一定の定風量ユニットとを用いて被空調室の給気と排気を行うとともに、前記変風量ユニットの送風量を調節して前記被空調室の内部圧力を制御する制御ユニットを備えた室圧制御装置において、
前記給気側に前記定風量ユニットを設けるとともに、前記排気側に前記定風量ユニットと前記変風量ユニットとを並列に設けたことを特徴とする室圧制御装置。 - 前記並列に設けた定風量ユニットと変風量ユニットの併用運転と、前記変風量ユニットのみの単独運転とを切り替える切替手段を備え、前記制御ユニットは、前記被空調室への送風量に応じて前記切替手段を操作することを特徴とする請求項1または2に記載の室圧制御装置。
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- 2002-10-16 JP JP2002301227A patent/JP2004138270A/ja active Pending
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