JP2012021663A

JP2012021663A - 室圧制御システムおよび方法

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Publication number: JP2012021663A
Application number: JP2010157867A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Takahashi; 徳夫高橋
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-12
Also published as: JP5552387B2

Abstract

【課題】ユーザが制御の状態を把握できるようにする。
【解決手段】室圧制御システムは、室内からの排気風量と室内への給気風量との差が室圧設定値に応じて定められる風量オフセット値と一致するように、給気風量と排気風量とを制御する室圧制御装置１０と、室圧を計測する差圧センサ８と、室圧設定値と差圧センサ８によって計測された室圧計測値とを表示器２０に表示させると共に、給気風量設定値と排気風量設定値のうち少なくとも一方を表示器２０に表示させる表示制御部１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内への給気風量や排気風量の制御により室圧を室圧設定値に保つ室圧制御システムおよび方法に係り、特にユーザに対する情報表示の技術に関するものである。

従来、化学実験設備等の排気制御を行う室圧制御システムにおいては、室内からの排気風量と室内への給気風量との差を風量オフセットとし、この風量オフセットが一定となるように給排気風量を制御していた（特許文献１参照）。この室圧制御システムでは、差圧センサからの室圧の計測値と室圧設定値との差に応じて風量オフセット値を補正することで、給排気風量制御バルブの実風量の誤差による室圧制御の精度を改善し、室圧が室圧設定値に追従するようにしていた。また、ドアの開閉等により室圧が乱れる場合があり、室圧が乱れると、補正される風量オフセット値が変動するため、室圧制御が不安定になる。そこで、特許文献１に開示された室圧制御システムでは、例えば一次遅れフィルタなどにより室圧の計測値の変動を和らげることで、外乱を除いた状態で風量オフセット値を補正して室圧を制御するようにしていた。そして、このような室圧制御システムにおいては、室外に設けられた表示器（室内モニタ）で室圧の設定値と計測値とを表示し、室圧に問題がないかどうかを室外の人に通知するようにしていた。

特開２００６−７８０１０号公報

従来の室圧制御システムでは、給排気風量を制御しているにもかかわらず、表示器で表示する情報は室圧の設定値と計測値のみとなっている。しかし、圧力の表示のみでは実際の制御の状態（空気の量）を把握することができず、負荷状態、制御余裕度、省エネルギーの度合いなどを判断することができないという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ユーザが制御の状態を把握できるようにした室圧制御システムおよび方法を提供することを目的とする。

本発明の室圧制御システムは、室内からの排気風量と室内への給気風量との差が所定の室圧設定値に応じて定められる風量オフセット値と一致するように、前記給気風量と前記排気風量とを制御する室圧制御手段と、室圧を計測する室圧計測手段と、前記室圧設定値と前記室圧計測手段によって計測された室圧計測値とを表示器に表示させると共に、前記室圧制御手段が決定した給気風量設定値と排気風量設定値のうち少なくとも一方を前記表示器に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の室圧制御システムの１構成例において、前記表示制御手段は、現在の制御モードを前記表示器に表示させることを特徴とするものである。
また、本発明の室圧制御システムの１構成例は、さらに、前記室圧設定値と前記室圧計測値との偏差が所定値を超える場合のみ、前記偏差に応じて前記風量オフセット値を補正する風量オフセット補正手段を備え、前記表示制御手段は、前記偏差が所定値以下で前記風量オフセット値を補正しない場合に、前記風量オフセット値を補正しない制御モードであることを前記表示器に表示させることを特徴とするものである。
また、本発明の室圧制御システムの１構成例において、前記表示制御手段は、室圧制御を一時的に停止している場合に、風量を優先した制御モードであることを前記表示器に表示させることを特徴とするものである。

また、本発明の室圧制御方法は、室内からの排気風量と室内への給気風量との差が所定の室圧設定値に応じて定められる風量オフセット値と一致するように、前記給気風量と前記排気風量とを制御する室圧制御ステップと、室圧を計測する室圧計測ステップと、前記室圧設定値と前記室圧計測ステップで計測した室圧計測値とを表示器に表示させると共に、前記室圧制御ステップで決定した給気風量設定値と排気風量設定値のうち少なくとも一方を前記表示器に表示させる表示制御ステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、室圧設定値および室圧計測値と共に風量設定値を表示器に表示させることで、ユーザに室圧制御の状態を通知することができる。その結果、ユーザは、負荷状態、制御余裕度、省エネルギーの度合いなどを判断することができる。また、室間ドアや室内の安全キャビネットの開けっ放しの可能性をユーザに伝えることができ、エネルギーの無駄遣いをユーザに認識させることができる。また、本発明では、風量設定値を表示器に表示させるので、長期間で徐々に風量が変化した場合に、ユーザが装置に何らかの問題（故障や劣化）があることを認識することができ、装置の寿命や交換時期などを認識することができる。

また、本発明では、制御モードを表示器に表示させることにより、室圧計測値と室圧設定値とが一致しない場合にユーザが疑問を感じる可能性を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る室圧制御システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態における表示器の外観を示す図である。本発明の実施の形態における表示器の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る室圧制御システムの構成を示すブロック図である。室圧制御システムは、気密性の高い部屋１（例えば実験室）への給気の風量を制御する給気風量制御バルブ２と、給気ダクト３と、給気口４と、部屋１からの排気の風量を制御する排気風量制御バルブ５と、排気ダクト６と、排気口７と、部屋１の内と外の圧力差を室圧として計測する差圧センサ８と、室圧が室圧設定値に追従するように給気風量制御バルブ２と排気風量制御バルブ５とを制御する室圧制御装置１０と、部屋１の外に設置された情報表示のための表示器２０とから構成される。

室圧制御装置１０は、給気風量設定値を決定する給気風量設定部１１と、風量オフセット値を決定する風量オフセット決定部１２と、給気風量設定値と風量オフセット値とから排気風量設定値を決定する排気風量設定部１３と、給気風量制御バルブ２を制御する給気風量制御部１４と、排気風量制御バルブ５を制御する排気風量制御部１５と、室圧設定値と室圧計測値との偏差に応じて風量オフセット値を補正する風量オフセット補正部１６と、表示器２０を制御する表示制御部１７とを有する。

次に、本実施の形態の室圧制御システムの動作を説明する。給気風量設定部１１は、例えば１時間当たりの必要換気回数から給気風量設定値を決定する。
風量オフセット決定部１２は、例えばシステムの試運転時に風量オフセット値を決定する。風量オフセット決定部１２は、部屋１のドアの開閉による室圧の変動、給排気口が受ける風圧、外気圧の変動、他の部屋からの干渉などを考慮した試運転時の結果から、給気風量と排気風量のバランスを調整する。そして、風量オフセット決定部１２は、この給気風量と排気風量との差を風量オフセット値として決定する。このとき、風量オフセット決定部１２は、室圧設定値に応じて風量オフセット値を決定する。気密性の高い部屋１においては、室圧が外乱の影響を受けて乱れ易いため、予め試運転で室圧環境を確認して風量オフセット値を決定する。

排気風量設定部１３は、給気風量設定部１１が決定した給気風量設定値に風量オフセット値を加算した値を排気風量設定値として決定する。
給気風量制御部１４は、部屋１への給気の風量が給気風量設定値と一致するように給気風量制御バルブ２の開度を制御する。
排気風量制御部１５は、部屋１からの排気の風量が排気風量設定値と一致するように排気風量制御バルブ５の開度を制御する。

給気風量制御バルブ２を通過した給気は、給気ダクト３を経由して給気口４から部屋１内に送り出される。一方、部屋１の空気（排気）は、排気口７、排気ダクト６および排気風量制御バルブ５を経由して吸い出される。差圧センサ８は、室圧を計測する。

風量オフセット補正部１６は、予め定められた室圧設定値と差圧センサ８から得られた室圧計測値とを入力とし、室圧設定値から室圧計測値を減算した値を偏差とし、この偏差の絶対値が所定値を超える場合のみ、風量オフセット決定部１２が決定した風量オフセット値を偏差に応じて補正する。この風量オフセット値の補正は、偏差が０になるように（あるいは偏差の絶対値が所定値以下になるように）、風量オフセット値を補正すればよい。例えば室圧計測値が室圧設定値よりも高くなって、偏差の絶対値が所定値を超えた場合には、風量オフセット決定部１２が決定した値よりも風量オフセット値を高くして、排気風量を増し、室圧が下がるようにすればよい。風量オフセット補正部１６は、以上のような風量オフセット値の補正を例えば一定時間毎に行う。

表示制御部１７は、現在の室圧設定値と現在の室圧計測値とを表示器２０に表示させると共に、現在の給気風量設定値と現在の排気風量設定値のうち少なくとも一方を表示器２０に表示させる。
図２は表示器２０の外観を示す図、図３は表示器２０の構成を示すブロック図である。表示器２０は、液晶パネルなどの表示部２１と、表示の切り替えなどを行うための操作キー２２と、表示器全体を制御するための制御部２３と、室圧制御装置１０と通信を行うための通信部２４とを有する。

表示部２０の制御部２３は、室圧制御装置１０から通信部２４を介して室圧設定値と室圧計測値の情報を受信し、室圧設定値を表示部２１の表示領域２５に表示し、室圧計測値を表示部２１の表示領域２６に表示する。また、制御部２３は、室圧制御装置１０から給気風量設定値の情報を受信し、給気風量設定値を表示部２１の表示領域２７に５段階表示する。あるいは、制御部２３は、室圧制御装置１０から排気風量設定値の情報を受信し、排気風量設定値を表示部２１の表示領域２７に５段階表示する。

図２の例では、給気風量設定値と排気風量設定値のうちどちらか一方を表示するようにしているが、給気風量設定値と排気風量設定値を同時に表示するようにしてもよい。また、給気風量設定値と排気風量設定値のうち、表示器２０を操作するユーザが選択した方の設定値を表示するようにしてもよい。また、図２の例では、風量を５段階表示しているが、数値で表示するようにしてもよい。

また、風量オフセット補正部１６は、室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が所定値を超える場合のみ、風量オフセット値を補正する。偏差の絶対値が所定値以下の場合に風量オフセット値を補正しない理由は、室圧の変動に敏感に反応して風量オフセット値を補正することを避け、安定した室圧制御を行うためである。したがって、表示器２０に表示される室圧計測値は室圧設定値から一時的にずれることがあるので、表示器２０の室圧表示を見たユーザが疑問を感じる可能性がある。

そこで、室圧制御装置１０の表示制御部１７は、偏差の絶対値が所定値以下で風量オフセット値を補正しない場合、風量オフセット値を補正しない制御モードであることを示す補正未実行モード情報を表示器２０に送信する。表示器２０の制御部２３は、補正未実行モード情報を受信した場合、補正未実行モードであることを表示部２１に表示する。また、室圧制御装置１０の表示制御部１７は、室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が所定値を超えたために風量オフセット値を補正した場合、風量オフセット値を補正する制御モードであることを示す補正実行モード情報を表示器２０に送信する。表示器２０の制御部２３は、補正実行モード情報を受信した場合、補正実行モードであることを表示部２１に表示する。

また、室圧制御システムにおいては、風量の収支を維持できている（すなわち、部屋１の安全性を確保できている）ことが重要であり、風量の収支を維持できている状態で、外乱や何らかの問題により圧力制御を一時的にキャンセルもしくは抑制する場合がある。このような場合にも、表示器２０に表示される室圧計測値は室圧設定値から一時的にずれるので、表示器２０の室圧表示を見たユーザが疑問を感じる可能性がある。

そこで、室圧制御装置１０の表示制御部１７は、室圧制御を一時的に停止している場合、風量を優先した制御モードであることを示す風量優先モード情報を表示器２０に送信する。表示器２０の制御部２３は、風量優先モード情報を受信した場合、風量優先モードであることを表示部２１に表示する。

また、夜間など長時間状態が変化しない場合、外乱は非常に少なくなるので、室圧も設定を下げることができる。この場合、表示制御部１７は、セーブモード情報を表示器２０に送信する。表示器２０の制御部２３は、セーブモード情報を受信した場合、セーブモードであることを表示部２１に表示する。

以上のように、本実施の形態では、高気密性を要求する部屋の室圧制御において、給排気量の差（オフセット）を一定に制御するようにし、外乱や風量変化時の出力の変動を防ぐために、風量オフセット値を補正することにより、安定して室圧制御を行うことができる。また、本実施の形態では、室圧設定値および室圧計測値と共に風量を表示器２０に表示させることで、ユーザに室圧制御の状態を通知することができる。その結果、ユーザは、負荷状態、制御余裕度、省エネルギーの度合いなどを判断することができる。また、例えば排気風量が大きい場合には、室間ドアや室内の安全キャビネットの開けっ放しの可能性をユーザに伝えることになるので、エネルギーの無駄遣いをユーザに認識させることができる。

また、本実施の形態では、風量を表示器２０に表示させるので、長期間で徐々に風量が変化した場合に、ユーザが装置に何らかの問題（故障や劣化）があることを認識することができ、装置の寿命や交換時期などを認識することができる。特に、風量を数値で表示すると、通常使用時の空気量に対しての風量の変動が分かり易くなるので、システムの調整時や施工時の制御余裕度の確認や、システムの点検時の劣化判断に役立てることができる。

また、本実施の形態では、制御モードを表示器２０に表示させることにより、室圧計測値と室圧設定値とが一致しない場合にユーザが疑問を感じる可能性を低減することができる。

なお、本実施の形態では、必要換気回数から給気風量設定値を決定し、給気風量設定値に風量オフセット値を加算した値を排気風量設定値として決定しているが、これに限るものではなく、室内の局所排気装置（例えばヒュームフードなど）の発停などに基づいて排気風量設定値を決定し、排気風量設定値から風量オフセット値を減算した値を給気風量設定値として決定するようにしてもよい。

本実施の形態における室圧制御装置１０は、例えばＣＰＵ、メモリおよびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、室圧制御システムに適用することができる。

１…部屋、２…給気風量制御バルブ、３…給気ダクト、４…給気口、５…排気風量制御バルブ、６…排気ダクト、７…排気口、８…差圧センサ、１０…室圧制御装置、１１…給気風量設定部、１２…風量オフセット決定部、１３…排気風量設定部、１４…給気風量制御部、１５…排気風量制御部、１６…風量オフセット補正部、１７…表示制御部、２０…表示器、２１…表示部、２２…操作キー、２３…制御部、２４…通信部。

Claims

室内からの排気風量と室内への給気風量との差が所定の室圧設定値に応じて定められる風量オフセット値と一致するように、前記給気風量と前記排気風量とを制御する室圧制御手段と、
室圧を計測する室圧計測手段と、
前記室圧設定値と前記室圧計測手段によって計測された室圧計測値とを表示器に表示させると共に、前記室圧制御手段が決定した給気風量設定値と排気風量設定値のうち少なくとも一方を前記表示器に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする室圧制御システム。
請求項１記載の室圧制御システムにおいて、
前記表示制御手段は、現在の制御モードを前記表示器に表示させることを特徴とする室圧制御システム。
請求項２記載の室圧制御システムにおいて、
さらに、前記室圧設定値と前記室圧計測値との偏差が所定値を超える場合のみ、前記偏差に応じて前記風量オフセット値を補正する風量オフセット補正手段を備え、
前記表示制御手段は、前記偏差が所定値以下で前記風量オフセット値を補正しない場合に、前記風量オフセット値を補正しない制御モードであることを前記表示器に表示させることを特徴とする室圧制御システム。
請求項２記載の室圧制御システムにおいて、
前記表示制御手段は、室圧制御を一時的に停止している場合に、風量を優先した制御モードであることを前記表示器に表示させることを特徴とする室圧制御システム。
室内からの排気風量と室内への給気風量との差が所定の室圧設定値に応じて定められる風量オフセット値と一致するように、前記給気風量と前記排気風量とを制御する室圧制御ステップと、
室圧を計測する室圧計測ステップと、
前記室圧設定値と前記室圧計測ステップで計測した室圧計測値とを表示器に表示させると共に、前記室圧制御ステップで決定した給気風量設定値と排気風量設定値のうち少なくとも一方を前記表示器に表示させる表示制御ステップとを備えることを特徴とする室圧制御方法。