JP2012032104A - 変動データ演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調に利用する空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと風量データとを算出することができる変動データ演算装置を提供する。
【解決手段】変動データ演算装置５０は、給排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出し、給排気系における給排気ファンの少なくとも一方の揚圧を起電力とし、給排気系と空調室とに流れる空気の風量を電流とするとともに、算出した合成抵抗を使用して等価電気回路を生成し、生成した等価電気回路に電気理論公式定理法則を適用し、起電力と電流と合成抵抗とを使用して給排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）および電流（風量データ）を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ資源を利用し、給気系に設置された空気調和エレメントと排気系に設置された空気調和エレメントとそれら給排気系が接続された空調室と空調室に設置された空気調和エレメントとの時間的に変動する圧力データおよび風量データを演算する変動データ演算装置に関する。

自然現象において動力が最小化されるとし、流れの汎関数を導き、変分原理を用いてダクト系や配管系の圧力変化を解析する方法がある（非特許文献１参照）。非特許文献１に開示の方法は、空調室をダクト系の外部として扱い、空調室を計算に含まない。この場合、管路は開放系であり、開放端の静圧を定数として扱うから、圧力変化の計算が容易である。

また、ダクト系の圧力抵抗を風量の２次式（ΔＰ＝ａｑ^２＋ｂｑ）として扱うことで、２次方程式の解の公式を用いて圧力変動を解く方法がある（非特許文献２参照）。非特許文献２に開示の方法は、ファン等の加圧動力源や室間の漏れ空気抵抗も同様の２次式として圧力変動を計算する。

Ｅｘｃｅｌで解く配管とポンプの流れ（２００８）：工業調査会 室・ダクト系の空調シミュレーション：空気調和・衛生工学会論文集（１９９８−７），ＰＰ．９−１９

非特許文献１に開示の方法は、空調室を計算に含まず、圧力変化の計算が容易であるものの、わずかな室圧変動が問題となるクリーンルームやバイオハザード室のような気密性が高い空調室には適用し難い。なぜならば、クリーンルームやバイオハザード室は一般の室よりもきわめて気密性が高く、室内気圧の圧力変動はダクトにおける給排気風量の強い影響を受け、ダクトの給排気風量は室内気圧の圧力変動の強い影響を受けるから、ダクトの圧力変動と室内気圧の圧力変動とを別々に扱うことは好ましくないからである。また、非特許文献２に開示の方法では、特性曲線が複雑なファンを２次式として圧力変動を計算すると、算出した圧力変動の誤差が大きくなり、算出した圧力変動の信頼性が低い。

本発明の目的は、空調に利用する空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができる変動データ演算装置を提供することにある。特にクリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い室における設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる変動データ演算装置を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、コンピュータ資源を利用し、給気系に設置された空気調和エレメントと排気系に設置された空気調和エレメントとそれら給排気系が接続された空調室と空調室に設置された空気調和エレメントとの時間的に変動する圧力データと風量データとを演算する変動データ演算装置である。

前記前提における本発明の特徴は、変動データ演算装置が、給排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出する合成抵抗算出手段と、給気系における給気機構と排気系における排気機構との少なくとも一方の揚圧を起電力とし、給排気系と空調室とに流れる空気の風量を電流とするとともに、合成抵抗算出手段によって算出した合成抵抗を使用して等価電気回路を生成する等価電気回路生成手段と、等価電気回路生成手段によって生成した等価電気回路に所定の電気理論公式定理法則を適用し、起電力と電流と合成抵抗とを使用して給排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）および電流（風量データ）を算出する変動データ算出手段とを有することにある。

本発明の一例として、電気抵抗には、給気系に空気を給気するときの外気の気流による空気抵抗と、排気系から空気を排気するときの外気の気流による空気抵抗とが含まれる。

本発明の他の一例としては、合成抵抗算出手段が、給気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ、給気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第１算出手段と、空調室と空調室に設置されたエレメントとの空気抵抗を電気抵抗としつつ、空調室と空調室に設置されたエレメントとの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第２算出手段と、排気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ、排気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第３算出手段とを含む。

本発明の他の一例としては、給気系の給気機構が給気ファンであり、給気系に設置されたエレメントが、給気用ガラリと、給気ダクトと、給気用分岐ダクトと、ダクトを通る空気の流量を一定に保持する定風量ユニットと、ダクトを通る空気を浄化するフィルタとである。

本発明の他の一例としては、排気系の排気機構が排気ファンであり、排気系に設置されたエレメントが、排気用分岐ダクトと、排気ダクトと、ダクトを通る空気の流量を調節可能な圧力制御ダンパと、排気用ガラリとである。

本発明の他の一例としては、空調室が少なくとの２つの室であり、空調室に設置されたエレメントが空調室に出入りする扉である。

本発明の他の一例として、合成抵抗算出手段では、合成する電気抵抗から、外乱によって変化する電気抵抗を除くとともに、空気抵抗を可変可能なエレメントの電気抵抗を可変抵抗とする。

本発明の他の一例として、変動データ算出手段では、空調室に設置された扉の開閉による漏気風量を漏れ電流とする。

本発明の他の一例として、変動データ算出手段では、ニュートン・ラプソン法によって電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出する。

本発明の他の一例としては、変動データ演算装置が、給気系の各種エレメントと排気系の各種エレメントと空調室と空調室の各種エレメントとを組み合わせた各種複数の空調施設の系統図を生成する系統図生成手段を含み、合成抵抗算出手段では、系統図に基づいて合成抵抗を算出し、等価電気回路生成手段では、系統図に基づいて等価電気回路を生成する。

本発明の他の一例としては、電気理論公式定理法則がキルヒホッフの第１および第２法則である。

本発明にかかる変動データ演算装置によれば、等価電気回路生成手段によって生成した等価電気回路から導出される連立方程式を解くことにより、給排気系の空気調和エレメントと空調室と空調室の空気調和エレメントとにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）および電流（風量データ）を算出するから、等価電気回路を利用することで、空調に利用する空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して給排気系および空調室における設備設計や制御動作設定が正しいか、設備設計や制御動作設定の改良の必要があるか、設備設計や制御動作設定の変更が必要か等の設備設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。変動データ演算装置は、給排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。変動データ演算装置は、特にクリーンルームやバイオハザード室における空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、クリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。

電気抵抗として、給気系に空気を給気するときの外気の気流による空気抵抗と排気系から空気を排気するときの外気の気流による空気抵抗とを含む変動データ演算装置は、外に強い外気（風）が吹いていると、給気系に空気を取り入れるときや排気系から空気を排気するときに、その外気が給気や排気の空気抵抗となるが、その外気による空気抵抗を電気抵抗に含むことで、空調に利用する空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して給排気系や空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

給気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ給気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第１算出手段と、空調室と空調室に設置されたエレメントとの空気抵抗を電気抵抗としつつ空調室と空調室のエレメントとの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第２算出手段と、排気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ排気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第３算出手段とを含む変動データ演算装置は、給気系のエレメントの電気抵抗を合成して合成抵抗を算出し、排気系のエレメントの電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するとともに、空調室とそこに設置されたエレメントとの電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、給気系のエレメントの合成抵抗や排気系のエレメントの合成抵抗、空調室およびそのエレメントの合成抵抗をそれぞれ区分して把握することができる。変動データ演算装置は、給気系や排気系、空調室における時間的に変動する電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができるから、給気系や排気系、空調室の時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して給排気系や空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。変動データ演算装置は、給気系や排気系、空調室の合成抵抗を算出するから、合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

給気系の給気機構が給気ファンであり、給気系に設置された空気調和エレメントが給気用ガラリと給気ダクトと給気用分岐ダクトと定風量ユニットとフィルタとである変動データ演算装置は、給気系のそれらエレメントを起電力や電気抵抗として給気系のそれらエレメントの時間的に変動する電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出するから、給気系の空調に利用するそれらエレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して給気系における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。変動データ演算装置は、給気系のそれらエレメントにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、給気系のエレメントの合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

排気系の排気機構が排気ファンであり、排気系に設置された空気調和エレメントが排気用分岐ダクトと排気ダクトと圧力制御ダンパと排気用ガラリとである変動データ演算装置は、排気系のそれらエレメントを起電力や電気抵抗として排気系のそれらエレメントにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出するから、排気系の空調に利用するそれらエレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して排気系における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。変動データ演算装置は、排気系のそれらエレメントにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、排気系のエレメントの合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

空調室が少なくとの２つの室であり、空調室に設置された空気調和エレメントが空調室に出入りする扉である変動データ演算装置は、空調室およびそのエレメントを電気抵抗として空調室およびそのエレメントにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出するから、空調室およびそのエレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、空調室およびそのエレメントにおける空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。変動データ演算装置は、空調室およびそのエレメントにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、空調室およびそのエレメントの合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

合成抵抗算出手段において、合成する電気抵抗から、外乱によって変化する電気抵抗を除くとともに、空気抵抗を可変可能な設備の電気抵抗を可変抵抗とする変動データ演算装置は、合成する電気抵抗から、外乱によって常時変化する電気抵抗を除くことで、合成抵抗を正確に算出することができる。変動データ演算装置は、電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。変動データ演算装置は、空気抵抗を可変可能なエレメントの電気抵抗を可変抵抗とすることで、空気抵抗を可変可能なエレメントの電気抵抗の値をそのエレメントの運転状況に応じて変更することができる。変動データ演算装置は、空気抵抗を可変可能なエレメントの電気抵抗をそのエレメントの運転状況によって変更し、空調に利用する所定のエレメントの時間的に変動する圧力データと風量データとを算出するから、そのエレメントの運転状況に応じた正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、給排気系や空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

変動データ算出手段において、空調室に設置された扉の開閉による漏気風量を漏れ電流とする変動データ演算装置は、扉の開閉による空気の移動を漏れ電流とすることで、扉の開閉による空調室の空気の移動を考慮して圧力データと風量データとを算出することができ、扉の開閉に応じた正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができるとともに、給排気系や空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

変動データ算出手段において、ニュートン・ラプソン法によって電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出する変動データ演算装置は、給気風量や排気風量、室間の漏気風量が相互に関係し、空気抵抗（電気抵抗）がレイノルズ数（流量）の弱い関数であるとともに、給排気機構によって発生する圧力が流量に依存し、空気抵抗を可変可能なエレメントの空気抵抗が変わる毎に給排気機構の特性曲線を用いた繰り返し計算が必要となるが、ニュートン・ラプソン法による繰り返し計算を行うことで、正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、給排気系や空調室における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

給気系の各種エレメントと排気系の各種エレメントと空調室と空調室の各種エレメントとを組み合わせた各種複数の空調施設の系統図を生成する系統図生成手段を含む変動データ演算装置は、空調に関連する各種の空気調和エレメントを設置した各種複数の系統図を生成することで、各種複数の空調施設を表現することができる。変動データ演算装置は、給気系のエレメントと排気系のエレメントと空調室と空調室のエレメントとを生成した系統図に基づいて、合成抵抗を算出し、等価電気回路を生成するから、各種複数の空調施設における合成抵抗を算出することができるとともに、各種複数の空調施設における等価電気回路を生成することができ、それら系統図を利用して給排気系の各種エレメントと空調室と空調室の各種エレメントとにおける時間的に変動する正確な電圧（圧力データ）と正確な電流（風量データ）とを算出することができる。

電気理論公式定理法則がキルヒホッフの第１および第２法則である変動データ演算装置は、キルヒホッフの法則を適用することで、回路途中の圧力の一部を消去することができ、それによって、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

一例として示す変動データ演算装置の斜視図。 一例として示す空気調和エレメントを組み合わせた空調施設の系統図。 図２の系統図の各種エレメントを電気抵抗に置換した場合の等価電気回路図。 一例として示す扉の斜視図。 図３の等価電気回路図において直列部の抵抗を合成した場合の等価電気回路図。 図３の等価電気回路図において直列部の抵抗を合成し、回路途中の圧力を消去した等価電気回路図。 電気回路における抵抗の合成を説明する図。 給排気ダクトにおける抵抗の合成を説明する図。 ファンの静圧（ダクト摩擦抵抗）と風量との相関関係を表す図。 経過時間による室内気圧の変化の一例を示す図。

一例として示す変動データ演算装置の斜視図である図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかる変動データ演算装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、一例として示す空気調和エレメントを組み合わせた空調施設の系統図であり、図３は、図２の系統図の各種エレメントを電気抵抗に置換した場合の等価電気回路図である。図４は、一例として示す扉２３〜２５の斜視図である。図１では、ディスプレイ５３に空調施設の系統図が表示されている。図２では、変動データ演算装置５０が実行するアルゴリズムの一例を示す。図２，３では、ディスプレイ５３の図示を省略している。

変動データ演算装置５０は、図示はしていないが、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（記憶部）とを有するコンピュータであり、大容量ハードディスクを内蔵している。変動データ演算装置には、通信ポートが内蔵され、キーボード５１やマウス５２、スキャナ（図示せず）等の入力装置、ディスプレイ５３やプリンタ（図示せず）等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。変動データ演算装置５０は、給気系に設置された空気調和エレメント（空気調和設備）と排気系に設置された空気調和エレメント（空気調和設備）とそれら給排気系が接続された空調室と空調室に設置された空気調和エレメント（空気調和設備）との時間的に変動する電圧（圧力データ）および電流（風量データ）を演算する。

変動データ演算装置５０のメモリには、空調が施された空調施設の各エレメントにおける圧力データと風量データとを演算するアプリケーションが格納され、空調設計に使用される空調器具（各種空気調和エレメント）や空調装置（各種空気調和エレメント）、空調用制御機器（各種空気調和エレメント）等のひな型（模型）が格納されている。変動データ演算装置５０の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリに格納されたアプリケーションを起動し、そのアプリケーションに従って以下の各手段を実行する。

変動データ演算装置５０の中央処理部は、給気系の各種の空気調和エレメントと排気系の各種の空気調和エレメントと空調室と空調室の各種の空気調和エレメントとを組み合わせた各種複数の空調施設の系統図を生成する（系統図生成手段）。変動データ演算装置５０では、空調施設の系統図に使用される空調器具や空調装置、空調用制御機器等のひな型を利用し、変動データ算出対象の空調施設を空調設計に応じて空調施設の系統図を自由に表現することができる。具体的には、図示はしていないが、ディスプレイ５３のひな型表示エリアに表示されたひな型をマウス５２を利用して系統図表示エリアにドラッグアンドドロップし、または、キーボード５１を利用してひな型を系統図表示エリアに入力することで系統図を作ることができる。

給排気系の空調器具には給気ガラリや排気ガラリ、給気口、排気口、給気用フィルタ、排気用フィルタがあるが、空調器具に特に限定はなく、空調設計に利用されるあらゆる種類の空調器具が含まれる。給排気系の空調装置には給気ダクトや排気ダクト、給気用分岐ダクト、排気用分岐ダクト、給気ファン（給気機構）、排気ファン（排気機構）があるが、空調装置に特に限定はなく、空調設計に利用されるあらゆる種類の空調装置が含まれる。

給排気系の空調用制御機器には、ダクトを通る空気量を一定に保持する定風量ユニット、ダクトを通る空気量を調節可能な圧力制御ダンパ、風量調整ダンパがあるが、空調用制御機器に特に限定はなく、空調に使用されるあらゆる空調用制御機器が含まれる。それら空調用制御機器は、給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置される。

空調室の空調器具や空調装置、空調用制御機器には、空調室自体、室に設置された扉、室に設置された局所排気装置や局所給気装置、ルームエアコンがあるが、空調室の空調器具や空調装置、空調用制御機器に特に限定はなく、空調設計に利用されるあらゆる種類の空調器具や空調装置、空調用制御機器が含まれる。

系統図生成手段によって生成された空調施設の系統図の一例は、図２に示すように、隣り合う２つの第１空調室９および第２空調室１３と、それら室９，１３に空気を給気する給気系２６と、それら室９，１３から空気を排気する排気系２７とから形成されている。なお、空調室を図示の２つに限定するものではなく、３つ以上の室を備えた空調施設を模型化した系統図を生成することもできる。空調室９，１３の種類に特に限定はなく、クリーンルームやバイオハザード室、培養室、施術室等のきわめて高い気密性を有する特殊な空調環境を必要とする室のみならず、冷暖房機や換気装置等によって通常の空調を行う建造物の室も含まれる。また、空調施設の系統図は図２のそれに限定されず、空調を施した他のあらゆる態様の空調施設の系統図を生成することができる。

それら空調室９，１３には、目標室内気圧が設定されている。各空調室９，１３の目標室内気圧に特に限定はなく、室９，１３の用途や室の容積等によって目標室内気圧を自由に設定することができる。それら空調室９，１３の用途や容積についても特に限定はない。第１空調室９と第２空調室１３とは、側壁２８によって仕切られ、さらに、それら室９，１３の四方を囲む天井、床、周壁２９によって室外（外部）と仕切られている。

周壁２９には、第１空調室９と室外とをつなぐ第１扉２３が設置され、第２空調室１３と室外とをつなぐ第２扉２４が設置されている。側壁２８には、第１空調室９と第２空調室１３とをつなぐ第３扉２５が設置されている。第１および第２扉２３，２４は、一方の縦方向側部が蝶番（図示せず）を介して周壁２９に取り付けられている。第３扉２５は、一方の縦方向側部が蝶番（図示せず）を介して側壁２８に取り付けられている。第１〜第３扉２３〜２５は、図４に示すように、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸である。それら扉２３〜２５は、側壁２８や周壁２９に対して０〜１８０度の範囲で旋回する。

第１および第２扉２３，２４を開けると、扉２３，２４の開放空間３０（空気流通面積）を介して第１および第２空調室９，１３と室外とがつながり、開放空間３０を通ってそれら室２３，２４と室外とを行き来することができる。また、第３扉２５を開けると、扉２５の開放空間３０（空気流通面積）を介して空調室９，１３どうしがつながり、開放空間３０を通って第１空調室９と第２空調室１３とを行き来することができる。

それら扉２３〜２５には、空調室９，１３の気密性を保持するためにエアタイトのそれが使用されている。ドアノブは、グレモンハンドルであり、扉２３〜２５の閉扉後にグレモンハンドルをロック（回転）することで扉２３〜２５の気密性を高めている。なお、それら扉２３〜２５をスイング式片開き自在戸に限定するものではなく、他のあらゆる態様の扉２３〜２５を使用することができる。

給気系２６は、それら空調室９，１３の室内に空気を運ぶ第１給気ダクト３および第２給気ダクト５、給気用第１分岐ダクト６、給気用第２分岐ダクト１０、給気用ガラリ２、給気ファン４、第１定風量ユニット７、第２定風量ユニット１１、ダクト３，５，６，１０を通る空気（外気）を浄化する第１および第２フィルタ８，１２（ＨＥＰＡフィルタ）から構築されている。第１給気ダクト３は、ガラリ２とファン３との間に延びている。第２給気ダクト５は、ファン３と分岐ダクトと６，１１の間に延びている。

給気用第１分岐ダクト６と給気用第２分岐ダクト１０とは、給気ダクト５から分岐して各空調室９，１３に接続されている。それら分岐ダクト６，１０は、空調室９，１３の天井に施設された給気口（図示せず）につながり、それら室９，１３に個別に連結されている。なお、給気用分岐ダクト６，１０を図示の２本に限定するものではなく、３本以上の分岐ダクトが空調室９，１３に接続されていてもよい。

給気用ガラリ２は、第１給気ダクト３の一端部（建物の外壁）に取り付けられている。給気ファン４は、第１および第２給気ダクト３，５に取り付けられ、空調室９，１３に所定量の空気を給気する。第１定風量ユニット７は、第１分岐ダクト６に取り付けられ、第２定風量ユニット１１は、第２分岐ダクト１０に取り付けられている。第１フィルタ８は、第１分岐ダクト６の一端部（空調室９の天井）に取り付けられ、第２フィルタ１２は、第２分岐ダクト１０の一端部（空調室１３の天井）に取り付けられている。

給気系２６では、給気ファン４によって外気が吸気され、外気がガラリ２を通って給気ダクト３，５に流入した後、給気ダクト５から分岐ダクト６，１０に流入し、定風量ユニット７，１１からフィルタ８，１２を通って各空調室９，１３の室内に流入する。

給気ファン４は、空気を送気する送風機（インバータ制御部３１（ＩＮＶ）を含む）と、それを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。給気ファン４のインバータ制御部３１（ＩＮＶ）は、インターフェイスを介して制御装置（図示せず）に接続されている。第２給気ダクト５には、圧力センサ（図示せず）が設置されている。圧力センサは、インターフェイスを介して制御装置に接続され、給気ダクト５内の圧力を計測し、計測した圧力を制御装置に出力する。制御装置は、給気ファン４のインバータ制御部３１（ＩＮＶ）に制御信号を出力し、送風機の回転数をコントロールする。制御装置には、給気ファン４の送風機の目標回転数が格納されている。制御装置は、圧力センサが計測した圧力を監視しつつ、送風機の回転数が目標回転数になるように、インバータ制御部３１をコントロールし、各空調室９，１３に給気する空気量（風量）を一定に保持する。

第１および第２定風量ユニット７，１１は、モータダンパおよびコントローラと、それらを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。モータダンパは、モジュトロールモータ（回転機）と、モータの駆動力を介して旋回する旋回羽根と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている。ダンパには、平行翼ダンパまたは対向翼ダンパを使用することができる。定風量ユニット７，１１では、コントローラからの制御信号によってモジュトロールモータが回転するとともに旋回羽根が所定角度に旋回する。それら定風量ユニット７，１１は、給気ダクト３，５や分岐ダクト６，１０の内部気圧の変動に対して空気流路を通る空気通過量を調節し、空調室９，１３へ供給する空気量を一定に保持する。

それら定風量ユニット７，１１のコントローラは、モータダンパの空気流路を通過する空気通過量があらかじめ設定された値となるように、空気流路に対する旋回羽根の開度を調整する。定風量ユニット７，１１のコントローラには、給気ダクト３，５や分岐ダクト６，１０を通る空気の許容ダクト内気圧と、空気流路を通過する空気通過量との相関関係が格納され、許容ダクト内気圧に対応する空気通過量と、その空気通過量に対応するモータダンパの旋回羽根の開度（旋回角度）との相関関係が格納されている。

排気系２７は、それら空調室９，１３の室外に空気を運ぶ第１排気ダクト１８および第２排気ダクト２０、排気用第１分岐ダクト１５、排気用第２分岐ダクト１７、第１圧力制御ダンパ１４、第２圧力制御ダンパ１６、排気ファン１９、排気用ガラリ２１から構築されている。第１排気ダクト１８は、分岐ダクト１５，１７とファン１９との間に延びている。第２排気ダクト２０は、ファン１９とガラリ２１との間に延びている。排気用第１分岐ダクト１５と排気用第２分岐ダクト１７とは、排気ダクト１８から分岐して各空調室９，１３に接続されている。それら分岐ダクト１５，１７は、空調室９，１３の周壁２９に施設された排気口（図示せず）につながり、それら室９，１３に個別に連結されている。なお、排気用分岐ダクト１５，１７を図示の２本に限定するものではなく、３本以上の分岐ダクトが空調室９，１３に接続されていてもよい。

第１圧力制御ダンパ１４は、第１分岐ダクト１５に取り付けられ、第２圧力制御ダンパ１６は、第２分岐ダクト１７に取り付けられている。排気ファン１９は、排気ダクト１８，２０に取り付けられ、空調室９，１３から所定量の空気を排気する。排気用ガラリ２１は、排気ダクト２０の一端部（建物の外壁）に取り付けられている。

排気系２７では、排気ファン１９によって空調室９，１３の室内の空気が分岐ダクト１５，１７に吸気され、空気が圧力制御ダンパ１４，１６を通った後、分岐ダクト１５，１７から排気ダクト１８，２０に流入し、排気用ガラリ２１を通って外部（室外）に排気される。なお、圧力制御ダンパ１４，１６の下流側に延びる分岐ダクト１５，１７に風量調整ダンパが取り付けられていてもよい。

第１および第２圧力制御ダンパ１４，１６は、モジュトロールモータと、モータの回転をコントロールするコントローラと、モータの駆動力によって旋回する旋回羽根と、それらを収容する筐体と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている（図示せず）。それら圧力制御ダンパ１４，１６のコントローラには、室圧センサ３２がインターフェイスを介して接続されている。室圧センサ３２は、各空調室９，１３の室内に設置され、計測した空調室９，１３の室内気圧をダンパ１４，１６のコントローラに出力する。圧力制御ダンパ１４，１６では、コントローラからの制御信号によってモジュトロールモータが回転するとともに旋回羽根が所定角度に旋回する。圧力制御ダンパ１４，１６は、空調室９，１３の室内気圧の変動に対して空気流路を通る空気通過量を調節し、室９，１３を目標室内気圧に保持する。

圧力制御ダンパ１４，１６のコントローラは、室圧センサ３２が計測した室内気圧を監視しつつ、ダンパ１４，１６の空気流路を通過する空気通過量があらかじめ設定された値となるように、空気流路に対する羽根の開度を調整する。圧力制御ダンパ１４，１６のコントローラには、空調室９，１３の目標室内気圧と、空気流路を通過する空気通過量との相関関係が格納され、目標室内気圧に対応する空気通過量と、その空気通過量に対応するダンパ１４，１６の旋回羽根の開度（旋回角度）との相関関係が格納されている。

排気ファン１９は、空気を送気する送風機（インバータ制御部３１（ＩＮＶ）を含む）と、それを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。排気ファン１９のインバータ制御部３１（ＩＮＶ）は、インターフェイスを介して制御装置（図示せず）に接続されている。第２排気ダクト２０には、圧力センサ（図示せず）が設置されている。圧力センサは、インターフェイスを介して制御装置に接続され、排気ダクト２０内の圧力を計測し、計測した圧力を制御装置に出力する。制御装置は、排気ファン１９のインバータ制御部３１（ＩＮＶ）に制御信号を出力し、送風機構の回転数をコントロールする。制御装置には、排気ファン１９の送風機の目標回転数が格納されている。制御装置は、圧力センサが計測した圧力を監視しつつ、送風機の回転数が目標回転数になるように、インバータ制御部３１をコントロールし、各空調室９，１３から排気する空気量（風量）を一定に保持する。

変動データ演算装置５０の中央処理部は、系統図生成手段によって各種複数の空調施設の系統図を生成した後、各種入力データに基づいて、給排気系２６，２７における給排気ファン４，１９の揚圧を起電力とし、給排気系２６，２７と空調室９，１３とに流れる空気の風量を電流とするとともに、給排気系２６，２７の各種エレメントと空調室９，１３と空調室９，１３の各種エレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗とし、起電力（電圧）と電気抵抗とを使用して等価電気回路（直流回路）を生成する（等価電気回路生成手段）。

等価電気回路生成手段によって生成された等価電気回路において給気系２６では、外気１、給気ガラリ２、ガラリ２と給気ファン４との間に延びる第１給気ダクト３、給気ファン４と分岐ダクト６，１０との間に延びる第２給気ダクト５、給気用第１分岐ダクト６、給気用第２分岐ダクト１０、第１定風量ユニット７、第２定風量ユニット１１、第１フィルタ８、第２フィルタ１２による空気抵抗が電気抵抗に置換され、給気ファン４の揚圧が起電力（電圧）に置換されている。給気用ガラリ２の外側に吹く外気１を電気抵抗に含むのは、建物の外に強い外気１（風）が吹いていると、給気系２６に空気を取り入れるときに、その外気１が給気の際の空気抵抗になるからである。

空調室９，１３およびそのエレメントでは、第１空調室９や第２空調室１３、第１扉２３、第２扉２４、第３扉２５の空気漏れ（漏気風量）による空気抵抗が電気抵抗に置換されている。空調室９，１３およびそのエレメントでは、扉２３〜２５の開閉による室内空気の漏出（漏気風量）が漏れ電流に置換され、回路の一部をグラウンドに落とすことで漏れ電流が表されている。

排気系２７では、排気用第１分岐ダクト１５、排気用第２分岐ダクト１７、第１圧力制御ダンパ１４、第２圧力制御ダンパ１６、それら分岐ダクト１４，１６と排気ファン１９との間に延びる第１排気ダクト１８、排気ファン１９と排気用ガラリ２１との間に延びる第２排気ダクト２０、排気用ガラリ２１、外気２２による空気抵抗が電気抵抗に置換され、排気ファン１９の揚圧が起電力（電圧）に置換されている。排気用ガラリ２１の外側に吹く外気２２を電気抵抗に含むのは、建物の外に強い外気２２（風）が吹いていると、排気系２７から空気を排気するときに、その外気２２が排気の際の空気抵抗になるからである。

給気ファン４や排気ファン１９における起電力（電圧）の値（Ｖ）は、ファン４，１９の種類や機器特性データ、特性曲線、ファン４，１９をコントロールする制御装置の制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、給排気ファン４，１９の起電力の値を決定する性能データはそれらに限定されず、ファン４，１９の性能に影響する他のあらゆるデータに基づいて、ファン４，１９の起電力の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、ファン４，１９の起電力の値を決定する性能データとファン４，１９の起電力の値との相関関係が格納されている。なお、機器特性データの一例としては、風量や送風機全圧、吸い込み全圧、吐き出し全圧、送風機静圧、吸い込み静圧、吐き出し静圧、吸い込み動圧、吐き出し動圧等がある。入力装置を介してファン４，１９の種類や機器特性データ、特性曲線、ファン４，１９をコントロールする制御装置の制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係からファン４，１９の起電力の値を決定し、その起電力を等価電気回路におけるファン４，１９の起電力として採用する。

給排気系２６，１７における外気１，２２の電気抵抗の値（Ω）は、外気１，２２の風速や風量、外気１，２２の方向、ガラリ２，２１の大きさ（縦横寸法、幅寸法）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、外気１，２２の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、外気１，２２に影響する他のあらゆるデータに基づいて、外気１，２２の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、給排気系２６，２７における外気１，２２の電気抵抗の値を決定する性能データと外気１，２２の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介して外気１，２２の風速や風量、方向、ガラリ２，２１の大きさ等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係から外気１，２２による電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路における外気１，２２の電気抵抗値として採用する。

給排気系２６，２７におけるガラリ２，２１の電気抵抗の値（Ω）は、ガラリ２，２１の種類や配置、大きさ（縦横寸法、幅寸法）、ガラリ２，２１を通る空気の流速、空気密度（ρ）、空気の粘度係数（ν）、絶対祖度（ε）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、ガラリ２，２１の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、ガラリ２，２１に影響する他のあらゆるデータに基づいて、ガラリ２，２１の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、給排気系２６，２７におけるガラリ２，２１の電気抵抗の値を決定する性能データとガラリ２，２１の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介してガラリ２，２１の種類や配置、大きさ、空気の流速、空気密度、空気の粘度係数、絶対祖度等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係からガラリ２，２１における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路におけるガラリ２，２１の電気抵抗値として採用する。

給排気系２６，２７におけるダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗の値（Ω）は、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の口径や長さ、ガラリ２，２１の大きさ（縦横寸法、幅寸法）、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０を通る空気の流速、空気密度（ρ）、空気の粘度係数（ν）、絶対祖度（ε）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０に影響する他のあらゆるデータに基づいて、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、給排気系２６，２７におけるダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗の値を決定する性能データとダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介してダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の口径や長さ、ガラリ２，２１の大きさ、空気の流速、空気密度、空気の粘度係数、絶対祖度等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係からダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路におけるダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の電気抵抗値として採用する。

給気系２６におけるフィルタ８，１２の電気抵抗の値（Ω）は、フィルタ８，１２の種類や配置、大きさ（縦横寸法、幅寸法）、フィルタ８，１２を通る空気の流速、空気密度（ρ）、空気の粘度係数（ν）、絶対祖度（ε）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、フィルタ８，１２の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、フィルタ８，１２に影響する他のあらゆるデータに基づいて、フィルタ８，１２の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、給気系２６におけるフィルタ８，１２の電気抵抗の値を決定する性能データとフィルタ８，１２の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介してフィルタ８，１２の種類や配置、大きさ、空気の流速、空気密度、空気の粘度係数、絶対祖度等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係からフィルタ８，１２における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路におけるフィルタ８，１２の電気抵抗値として採用する。

給気系２６における定風量ユニット７，１１の電気抵抗の値（Ω）は、そのモータダンパの空気流路の開口径やモータダンパの空気流路を通る空気の流速、特性曲線、軸動力、羽根開度、羽根旋回速度、空気量、抵抗係数、ダンパ開度と抵抗係数との相関関係データ、モータダンパをコントロールするコントローラの制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、定風量ユニット７，１１の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、ユニット７，１１の性能に影響する他のあらゆるデータに基づいて、ユニット７，１１の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、給気系２６における定風量ユニット７，１１の電気抵抗の値を決定する性能データと定風量ユニット７，１１の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介して空気流路の開口径や空気流路を通る空気の流速、特性曲線、軸動力、羽根開度、羽根旋回速度、空気量、抵抗係数、ダンパ開度と抵抗係数との相関関係データ、コントローラの制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係から定風量ユニット７，１１における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路におけるユニット７，１１の電気抵抗値として採用する。

排気系２７における圧力制御ダンパ１４，１６（風量調整ダンパを設置する場合は、風量調整ダンパを含む）の電気抵抗の値（Ω）は、それらダンパ１４，１６の空気流路の開口径やダンパ１４，１６の空気流路を通る空気の流速、特性曲線、軸動力、羽根開度、羽根旋回速度、空気量、抵抗係数、ダンパ開度と抵抗係数との相関関係データ、ダンパ１４，１６をコントロールするコントローラの制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、圧力制御ダンパ１４，１６の電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、ダンパ１４，１６の性能に影響する他のあらゆるデータに基づいて、ダンパ１４，１６の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、排気系２７におけるダンパ１４，１６の電気抵抗の値を決定する性能データとダンパ１４，１６の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介して開口径や流速、特性曲線、軸動力、羽根開度、羽根旋回速度、空気量、抵抗係数、ダンパ開度と抵抗係数との相関関係データ、コントローラの制御時間、制御動作、論理関数、入出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係からダンパ１４，１６における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路におけるダンパ１４，１６の電気抵抗値として採用する。

空調室９，１３や扉２３〜２５の空気漏れ（漏気風量）による電気抵抗の値（Ω）は、室９，１３の種類や室９，１３の隙間面積、扉２３〜２５の隙間面積、室９，１３の目標室内気圧、隙間を通る空気の流速、空気密度（ρ）、空気の粘度係数（ν）、絶対祖度（ε）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、空調室９，１３や扉２３〜２５の空気漏れ（漏気風量）による電気抵抗の値を決定する性能データはそれらに限定されず、室９，１３や扉２３〜２５の空気漏れに影響する他のあらゆるデータに基づいて、室９，１３や扉２３〜２５の電気抵抗の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、空調室９，１３や扉２３〜２５の空気漏れによる電気抵抗の値を決定する性能データと空調室９，１３や扉２３〜２５の電気抵抗の値との相関関係が格納されている。入力装置を介して室９，１３の種類や室９，１３の隙間面積、扉２３〜２５の隙間面積、室９，１３の目標室内気圧、隙間を通る空気の流速、空気密度、空気の粘度係数、絶対祖度等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係から空調室９，１３や扉２３〜２５における電気抵抗の値を決定し、その電気抵抗値を等価電気回路における空調室９，１３や扉２３〜２５の電気抵抗値として採用する。

扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値（Ａ）は、扉２３〜２５の種類やその配置、扉２３〜２５の開閉による開口３０の面積、空調室９，１３の目標室内気圧、開口３０を通る空気の流速、空気密度（ρ）、空気の粘度係数（ν）、絶対祖度（ε）等の性能データによってあらかじめ決定されている。なお、扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値を決定する性能データはそれらに限定されず、扉２３〜２５の開閉による空気漏れに影響する他のあらゆるデータに基づいて、扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値を決定することができる。

変動データ演算装置５０のハードディスクには、扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値を決定する性能データと扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値との相関関係が格納されている。なお、扉２３〜２５の種類には、高気密スイング扉や高気密スライド扉、低気密スイング扉、低気密スライド扉等がある。入力装置を介して扉２３〜２５の種類やその配置、扉２３〜２５の開閉による開口３０の面積、空調室９，１３の目標室内気圧、開口３０を通る空気の流速、空気密度、空気の粘度係数、絶対祖度等を入力すると、変動データ演算装置５０は、前記相関関係から扉２３〜２５の開閉による漏れ電流の値を決定し、その漏れ電流値を等価電気回路における扉２３〜２５の開閉の漏れ電流値として採用する。

図５は、図３の等価電気回路図において直列部の抵抗を合成した場合の等価電気回路図であり、図６は、図３の等価電気回路図において直列部の抵抗を合成し、回路途中の圧力を消去した等価電気回路図である。図５，６では、ディスプレイ５３の図示を省略している。変動データ演算装置５０は、図３の等価電気回路を生成した後、直列部の各抵抗を合成して合成抵抗を算出し（合成抵抗算出手段）、算出した合成抵抗と起電力（電圧）とを使用して図５の等価電気回路（直流回路）を生成する（等価電気回路生成手段）。

変動データ演算装置５０は、合成抵抗算出手段において、給気系２６に設置されたエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する（合成抵抗第１算出手段）。その一例としては、図５に示すように、給気用ガラリ２、第１および第２給気ダクト３，５における電気抵抗が合成された合成抵抗が表示され、第１分岐ダクト６、第１定風量ユニット７、第１フィルタ８における電気抵抗が合成された合成抵抗（可変抵抗）が表示されている。さらに、第２分岐ダクト１０、第２定風量ユニット１１、第２フィルタ１２における電気抵抗が合成された合成抵抗（可変抵抗）が表示されている。なお、外気１は、外乱（給気用ガラリ２の外に吹く風）によって変化する空気抵抗であるから、合成する電気抵抗から除かれている。

変動データ演算装置５０は、合成抵抗算出手段において、空調室９，１３と空調室９，１３に設置されたエレメントとの空気抵抗を少なくとも１つに合成する（合成抵抗第２算出手段）。その一例として、図５に示すように、各空調室９，１３の空気漏れ（漏気風量）、扉２３〜２５の空気漏れ（漏気風量）による電気抵抗が合成された合成抵抗が表示されている。なお、各空調室９，１３の電気抵抗を合成しないのは、各空調室９，１３の空気抵抗が外乱（扉２３〜２５の開閉）によって変化する空気抵抗だからである。

変動データ演算装置５０は、合成抵抗算出手段において、排気系２７に設置されたエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する（合成抵抗第３算出手段）。その一例としては、図５に示すように、第１圧力制御ダンパ１４、第１分岐ダクト１５における電気抵抗が合成された合成抵抗（可変抵抗）が表示され、第２圧力制御ダンパ１６、第２分岐ダクト１７における電気抵抗が合成された合成抵抗（可変抵抗）が表示されている。さらに、第１および第２排気ダクト１８，２０、排気用ガラリ２１における電気抵抗が合成された合成抵抗が表示されている。なお、外気２２は、外乱（排気用ガラリ２１の外に吹く風）によって変化する空気抵抗であるから、合成する電気抵抗から除かれている。

なお、給排気系２６，２７や空調室９，１３の圧力の変化は、圧力Ｐおよび風量ｑを変数とした連立方程式として表すことができる。変動データ演算装置５０は、各エレメントを流動する空気の空気量（風量）を電流とし、給排気ファン４，１９の揚圧を起電力とするとともに、各エレメントの空気抵抗（圧力損失）を電気抵抗とした等価電気回路を生成した後、等価電気回路にキルヒホッフの第１および第２法則（所定の電気理論公式定理法則）を適用して各エレメントにおける電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出する（変動データ算出手段）。

給排気系２６，２７の各エレメントや空調室９，１３、空調室９，１３の各エレメントの接続点では、質量保存側（連続式）が成立する。これは、キルヒホッフの第１法則（任意点に流れ込む電流（風量）の総和はゼロ）に該当する。接続点における圧力損失ΔＰ（Ｐａ）は、電流に相当する風量ｑ（ｍ^３／ｈ）の関数であり、摩擦損失抵抗係数Ｋ（Ｐａ／ｍ）を用いて次式で表される。式（１）・・・ΔＰ＝Ｋｑ^ｎ、ここで、ｎは、風量に対する次数であり、定数である。この次数ｎが等しい給排気系２６，２７の各エレメントや空調室９，１３、空調室９，１３の各エレメントにおける電気抵抗は合成することができる。さらに、キルヒホッフの第２法則（任意の閉回路に沿う電圧変化（圧力損失）の総和はゼロ）に従って、図６に示すように、回路途中の圧力の一部は消去することができる。このようにすることで、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができる。

給気用ガラリ２、第１および第２給気ダクト３，５、給気用第１および第２分岐ダクト６，１０、第１および第２定風量ユニット７，１１、第１および第２フィルタ８，１２、排気用第１および第２分岐ダクト１５，１７、第１および第２圧力制御ダンパ１４，１６、第１および第２排気ダクト１８，２０、排気用ガラリ２１は、ｎ＝２（空衛学会）であるから、それらの電気抵抗を合成することができる。なお、室９，１３間の漏気抵抗は、ｎ＝１．３であり、漏気風量が異なるため、合成することはできない。また、外気１，２２（ガラリ２，２１の外に吹く外気）は、屋外の気圧や建物に風が衝突して変化する外乱の一種であるから、ｎ＝０であり、合成することはできない。

たとえば、直列部の電気抵抗を合成した図５の等価電気回路において、解くべき式は以下の風量ｑに対する連立方程式となる。この場合、以下に示す式（３）、（４）、（９）、（１０）は、空調室の数に等しい数になる。式（７）、（８）はダクトの分岐に等しい。よって、解くべき連立方程式の数NEQは、式（２）・・・NEQ＝ＮRoom×４＋ＮBranch×２−１となる。前記式（２）のうち、ＮRoomは空調室の数、ＮBranchは分岐の数を示す。分岐の数を（空調室−１）とすると、空調室の数が２の場合は、式の数が９となり、室の数が５の場合は、式の数が２７となるとともに、室の数が２０の場合は、式の数が１１７となる。

式（３）・・・Ｐ_１＋Ｐｆ_４（ｑ_４）＋Ｋ_{２，３，４}ｑ_４ ^２＋Ｋ_{６，７，８}ｑ_６ ^２＋Ｋ_{１４，１５}ｑ_１４ ^２＋Ｋ_{１８，１９２０，２１}ｑ_１９ ^２＋Ｐｆ_１９（ｑ_１９）＋Ｐ_２２＝０

式（４）・・・Ｋ_{６，７，８}ｑ_６ ^２−Ｋ_{１０，１１，１２}ｑ_１０ ^３＋Ｋ_９−１３ｑ_９−１３ ^１．３＝０

式（５）・・・Ｋ_{１４，１５}ｑ_１４ ^２−Ｋ_{１６，１７}ｑ_１６ ^３＋Ｋ_９−１３ｑ_９−１３ ^１．３＝０

式（６）・・・Ｋ_{１４，１５}ｑ_１４ ^２＋Ｋ_{１８，１９，２０，２１}ｑ_１９ ^２＋Ｐｆ_１９（ｑ_１９）＋Ｐ_２２−Ｋ_９ｑ_９ ^１．３＝０

式（７）・・・Ｋ_{１４，１５}ｑ_１４ ^２＋Ｋ_{１８，１９，２０，２１}ｑ_１９ ^２＋Ｐｆ_１９（ｑ_１９）＋Ｐ_２２−Ｋ_１３ｑ_１３ ^１．３＝０

式（８）・・・ｑ_４＝ｑ_６＋ｑ_７

式（９）・・・ｑ_１９＝ｑ_１４＋ｑ_１６

式（１０）・・・ｑ_６−ｑ_１４＝ｑ_９−１３＋ｑ_９

式（１１）・・・ｑ_１０−ｑ_１６＝ｑ_９−１３＋ｑ_１３

電気抵抗の合成を行わない場合は、風量ｑと各エレメントの接続点における圧力Ｐとに２つの変数を置き、それら接続点での質量保存則と、式（１）等の圧力損失および風量との関係式が必要となるから、式の数は、各エレメントの２倍になる。電気抵抗を合成する以前の図３の等価電気回路では、式（１２）・・・NEQ＝１１＋ＮRoom×８となる。したがって、空調室の数が２の場合は、式の数が２７となり、室の数が５の場合は、式の数が５１となるとともに、室の数が２０の場合は、式の数が１７１となる。

さらに、図６の等価電気回路では、以下に示す式（１３）、（１４）が得られる。

式（１３）・・・Ｐ_１＋Ｐｆ_４（ｑ_４）＋Ｋ^′ _５ｑ_４ ^２＋Ｐ_９＝０

式（１４）・・・Ｐ_２２＋Ｐｆ_１９（ｑ_１９）＋Ｋ^′ _１８ｑ_１９ ^２＋Ｐ_９＝０、ただし、

Ｋ^′ _５＝Ｋ_{２，３，５}＋（Ａｓ／Ση_ｓｊ）^２、

Ｋ^′ _１８＝Ｋ_{１８，１９，２０，２１}＋（Ａ_１８／Ση_ｒｊ）^２

Ｐ_９＝Ｋ_９ｑ_９ ^１．３

Ｐ_１３＝Ｋ_１３ｑ_１３ ^１．３

空調室９，１３の室内気圧を既知とみなすと、式（１３）、（１４）は変数ｑ_４、ｑ_１３に対する一変数の高次式である（後記する式（２７）に相当）。前記式（１３）、（１４）を解くことで得られる給気風量ｑ_４および排気風量ｑ_１９と、流量比例計数ηから以下に示す式（１５）、（１６）、（１７）、（１８）のように、各空調室９，１３への給気量ｑ_６，ｑ_１０および排気量ｑ_１４，ｑ_１６を求めることができる。

式（１５）・・・ｑ_６＝ηｓ_１／Σηｓ_ｉ×ｑ_４

式（１６）・・・ｑ_１４＝ηｒ_１／Σηｒ_ｉ×ｑ_１４

式（１７）・・・ｑ_１０＝ηｓ_２／Σηｓ_ｉ×ｑ_１０

式（１８）・・・ｑ_１６＝ηｒ_２／Σηｒ_ｉ×ｑ_１６

空調室９，１３における連続式に式（１５）、（１６）、（１７）、（１８）を代入し、室９，１３間の漏気風量ｑ_９，ｑ_１３，ｑ_９−１３を変数とする式（１９）、（２０）、（２１）を得ることができる。

式（１９）・・・ηｓ_１／Σηｓ_ｉ×ｑ_４−ｑ_１４＝ηｒ_１／Σηｒ_ｉ×ｑ_１９＝ｑ_９−１３＋ｑ_９

式（２０）・・・ηｓ_２／Σηｓ_ｉ×ｑ_４−ηｒ_２／Σηｒ_ｉ×ｑ_１９＝−ｑ_９−１３＋ｑ_１３

式（２１）・・・ｑ_９−１３＝｛（ｐ_１３−ｐ_９）／Ｋ_９−１３｝^{１／１．３}

なお、方程式（１３）、（１４）、（１９）、（２０）、（２１）を解くことによって全体を解くことができる。変動データ算出手段では、室数が多い場合であっても連立方程式の数を少なくすることができる。図５の場合、連立させる式の数は、NEQ＝２＋ＮRoom＋ＮDoorとなる。扉の数ＮDoorは、通常、室数−１である。室数が２，５，２０の場合、連立させる式の数は５，１１，４１となる。

ただし、給気風量や排気風量、室９，１３間の漏気風量が相互に関係し、空気抵抗（電気抵抗）がレイノルズ数（流量）の弱い関数であるとともに、給排気ファン４，１９によって発生する圧力が流量に依存し、空気抵抗を可変可能なエレメントの空気抵抗が変わる毎に給排気ファン４，１９の特性曲線を用いた繰り返し計算が必要となる。そこで、変動データ算出手段５０では、ニュートン・ラプソン法による繰り返し計算を行う。ニュートン・ラプソン法による繰り返し計算を行うことによって正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、給排気系２６，２７や空調室９，１３における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

図７は、電気回路における抵抗の合成を説明する図であり、図８は、給気系２６における抵抗の合成を説明する図である。給排気系２６，２６の直列部における電気抵抗の合成は、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の径が均一であれば、合成抵抗の係数ｋは、各エレメントの抵抗係数ｋｉの単純な合計となる。

式（２２）・・・ｋ＝Σｋｉ

給排気系２６，２７のダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の径が変わる場合、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０が基準面積Ａ_０であった場合に相当するｋ^′ｉを求め、式（６）にｋｉを代入して適用する。

式（２３）・・・ｋ^′ｉ＝（Ａ_０／Ａ_ｉ）^２・ｋｉ

実際の空調施設では、複数の空調室への給排気を同時に行うことが多いため、ダクトの分岐が発生する場合が一般的であり、樹状構造となる。端部（開放端）に圧力差がある給排気系２６，２７の並列部（各室９，１３への分岐部）での電気抵抗の合成を行うことで、給排気系２６，２７の計算を簡素化している。電気抵抗の合成は、電流Ｉが電圧Ｅの１／２乗に比例する場合、図７に示すように、並列回路の抵抗Ｒは次のように合成される。

式（２４）・・・Ｉ＝Ｅ^１／２／Ｒ

変数の添え字を各分岐に対してｉを与え、合成後の変数の添え字を０とすると、

式（２５）・・・Ｉ_０＝ΣＩ_ｉ＝Ｅ^１／２・Σ１／Ｒ_ｉ

式（２６）・・・１／Ｒ_０＝Σ１／Ｒ_ｉ

ここで、１／Ｒ_ｉをη_ｉとおくと、式（１３）、（１４）、（１５）が成立する。

式（２７）・・・１／Ｒ_０＝Ση_ｉ

ηを求めることで、各分岐部の流量（電流）の比率を計算することができる。給気系２６の電気抵抗の合成を図８に基づいて説明すると、以下のとおりである。分岐前の圧力Ｐ_０と開放端の圧力Ｐ_ｉとは、抵抗係数ｋ_ｉによって式（３０）のように表される。ここで、開放端の圧力Ｐ_ｉはたとえば室圧である。また風速ｖ_ｉと風量ｑとの関係は式（３１）で表される。

式（３０）・・・１／２ρｋ_ｉｖ_ｉ ^２＝Ｐ_０−Ｐ_ｉ

式（３１）・・・ｑｉ＝Ａ_ｉｖ_ｉ、よって

ｑ_ｉについて解くと、

ここで、風量ｑ_ｉを電流と読み替え、圧力Ｐ_０を電圧と読み替えると、式（２７）および式（３１）によって合成抵抗ｋ_０は以下の式（３４）となる。

式（３４）・・・ｋ_０＝（Ａ_０／Ση_ｊ）^２、ただし

となる。

η_ｉを流量比率係数と定義すると、枝部の風量は以下の式（３６）となる。

なお、流量比率係数η_ｉは開放端の圧力Ｐ_ｉと枝部の風速ｖ_ｉとの関数であるから、空調室の室圧変動が隣の室の風量に影響することを式（３５）、（３６）は示唆している。

この変動データ演算装置５０の中央処理部は、系統図生成手段によって空調施設を生成した後、その空調施設における給排気ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０のダクト経路データ、空調室９，１３の空気漏出データ、給排気ファン４，１９の機器特性データに基づいて、それらデータのうちのあるデータの値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他のデータの値の時間的な変化をシミュレーションすることができる（シミュレーション手段）。

シミュレーション手段の一例では、図１の系統図において、ダクト系、室圧変動系、制御機器系の３つの要素を関連付け、それら要素の時間的な変化によって室９，１３やダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の圧力変動を計算する。変動データ演算装置５０の中央処理部は、シミュレーション手段を実行した後、シミュレーションの対象となった値の時間的な変化をディスプレイ５３にグラフで表示する（グラフ表示手段）。そのグラフは、プリンタを介して出力することができる。

シミュレーションの一例において変動データ演算装置５０は、給排気ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０のダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、空調室９，１３の空気漏出データとして室９，１３の空気漏出面積（Ａ）（扉の開閉時の開口３０における空気漏出面積Ａと室９，１３自体の隙間（空気漏出面積Ａ）とを含む）を採用するとともに、給排気ファン４，１９の機器特性データとして給排気ファン４，１９の静圧（Ｐｆ）を採用する。変動データ演算装置５０は、以下に示す式（３７）、（３８）、（３９）を満たすように、それら式のうちのある値が時間的に変化した場合のそれら式のうちの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションする。なお、Ｐｒは、隣接する室どうしの圧力差である。式（３７）、（３８）、（３９）は、変動データ演算装置５０のハードディスクに格納されている。

式（３７）・・・（ダクト系）：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ^２（ΔＰはダクト摩擦抵抗（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ^３）、ｖは風速（ｍ／ｓ））

式（３８）・・・（室圧変動系）：ｄＰｒ９，１３＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）^ｎ（ｄＰｒ９，１３は隣接する室９と室１３との圧力差：Ｐｒ９−Ｐｒ１３（Ｐａ）、ζは係数（１）、Ｑleakは室９，１３間の漏れ空気量＝給気風量−排気風量、Ａは室９，１３間の空気流通面積、ｎは定数（１．３））

式（３９）・・・（ダクト系）：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆ（ｄＰopenはダクトの入口と出口との圧力差：Ｐｒ−Ｐｏ（Ｐａ）、Ｐｏは基準となる圧力）

図９は、ファン４，１９の静圧（ダクト摩擦抵抗）と風量との相関関係の一例を表す図であり、式（３９）：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの関係を示す。図９では、ディスプレイ５３の図示を省力している。図９のうち、線分Ｌ１はｄＰopenを示し、線分Ｌ２はΔＰを示すとともに、線分Ｌ３はＰｆを示す。Ａ点は、室のある箇所のある時点における適度な運転状態を示している。この変動データ演算装置５０によって行われるシミュレーションの一例を具体的に説明すると、以下のとおりである。なお、式（３７）、（３８）、（３９）の解法に図５，６に示す電気回路を利用している。

図５，６に示す電気回路を利用することで、連立させる式を少なくすることができ、前記式（３７）、（３８）、（３９）の解を短い時間で求めることができる。Ａ点では、室９のある箇所のある時点の室圧に対するファン４，１９の静圧（出力）（Ｐｆ）、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の摩擦抵抗（Ｐａ）、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の風量（ｍ３／ｈ）を表示している。ファン４，１９の静圧は、ファン４，１９の種類によって決定されることから、線分Ｌ３の変化はない。

時間の経過によってたとえば定風量ユニット７，１１のモータダンパや圧力制御ダンパ１４，１６の旋回羽根の開度が変化した場合、それによってダクトの入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化すると、ファン４，１９の静圧（Ｐｆ）が変わり、ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の風量が変わる。変動データ演算装置５０は、時間の経過とともにダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０の風量が変わり、定風量ユニット７，１１のダンパやダンパ１４，１６の旋回羽根の開度が変化した場合、式（３７）、（３８）、（３９）を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ５３に表示する。

シミュレーションの結果、定風量ユニット７，１１のモータダンパや圧力制御ダンパ１４，１６の旋回羽根の開度が変化したとしても、図９の相関関係によって室９のある箇所のある時点における適度な運転状態（ファン４，１９の静圧）が分かる。したがって、変動データ演算装置５０によるシミュレーションを利用することで、系統図として表された空調施設において使用する最適な給排気ファン４，１９を選択することができる。

図１０は、経過時間による室内気圧の変化の一例を示す図である。図１０では、経過時間による室９，１３の室圧の変化がグラフ表示されている。図１０では、ディスプレイ５３の図示を省略している。この変動データ演算装置５０によって行われるシミュレーションの他の一例は、以下のとおりである。外部から室９，１３に入るために扉２３，２４を開閉し、室９から室１３に移動するために扉２５を開閉すると、扉２３，２４を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室９，１３から外部へ流出し、扉２５を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室９から室１３へ流入する。

空調室９，１３の内部の空気が室９，１３間において移動し、または、室９，１３と外部との間で移動することで、室内気圧が変化すると、室内気圧が目標室内気圧から外れる。なお、室内気圧はセンサ３２によって計測され、圧力制御ダンパ１４，１６のコントローラに出力されている。室内気圧が目標室内気圧から外れると、ダンパ１４，１６のコントローラは、空調室９，１３の室内気圧を目標室内気圧に戻すように、旋回羽根の開度を調節（変化）する。時間の経過によってダンパ１４，１６の旋回羽根の開度が変化した場合、それによってダクトの入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化しつつ、室９，１３の室圧が目標室内気圧に復帰するまでに所定のタイムラグが発生する。

変動データ演算装置５０は、時間の経過とともに空調室９，１３の室内気圧が変わり、ダンパ１４，１６の旋回羽根の開度が変化した場合、式（３７）、（３８）、（３９）を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ５３に表示する。なお、式（３７）、（３８）、（３９）の解法に図５，６に示す電気回路を利用している。図５，６に示す電気回路を利用することで、連立させる式を少なくすることができ、前記式（３７）、（３８）、（３９）の解を短い時間で求めることができる。

図１０に示す経過時間による室内気圧の変化のグラフによって、空調室９，１３の室内気圧が目標室内気圧に復帰するまでの状態を把握することができ、室内気圧が目標室内気圧に復帰する時間が短く、その復帰動作が緩やかな場合、選択した空調器具や空調装置が最適であることが分かる。逆に、室内気圧が目標室内気圧に復帰する時間が長く、その復帰動作が緩やかではない場合、選択した空調器具や空調装置が不適であることが分かる。

変動データ演算装置５０は、図１０に示すように、シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化がグラフで表示されるから、シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を視覚を通じてビジュアルに把握することができ、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を正確に捉えることで、系統図として表された空調施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。

変動データ演算装置５０は、シミュレーションの対象となる空調施設の系統図を生成し、図５，６の等価電気回路を利用しつつ、その空調施設における給排気ダクト３，５，６，１０，１５，１７，１８，２０のダクト経路データと空調室９，１３の空気漏出データと給排気ファン４，１９の機器特性データとに基づいて、それらデータのうちのある値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションするから、ディスプレイ５３に表示された空調施設において空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のΔＰやｖ、Ｐｒの時間的な変化を把握することができ、空調施設における空調設計や制御動作設定が正しいか、空調設計や制御動作設定の改良の必要があるか、空調設計や制御動作設定の変更が必要か等の空調施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。

なお、この変動データ演算装置５０は、図９や図１０に示すシミュレーションの他に、図５，６の等価電気回路を利用して系統図に表された空調施設における空調室９，１３や各エレメントのデータのうちのある値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることができる。

変動データ演算装置５０は、等価電気回路生成手段によって生成した等価電気回路から導出される連立方程式を解くことにより、給排気系２６，２７の空気調和エレメントと空調室９，１３と空調室９，１３の空気調和エレメントとにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出するから、空調に利用する空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、それらデータを利用して給排気系２６，２７および空調室９，１３における設備設計や制御動作設定が正しいか、設備設計や制御動作設定の改良の必要があるか、設備設計や制御動作設定の変更が必要か等の設備設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。

変動データ演算装置５０は、給排気系２６，２７のエレメントと空調室９，１３と空調室９，１３のエレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出するから、合成抵抗を算出しない場合と比較し、連立させて解くべき変数を大幅に減らすことができ、連立方程式を簡素化することができるとともに、収束性が向上し、短い時間で電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出することができる。

変動データ演算装置５０は、特にクリーンルームやバイオハザード室における空気調和エレメントの時間的に変動する正確な圧力データと正確な風量データとを算出することができ、クリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い空調室９，１３における空調の設備設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。

１ 外気
２ 給気用ガラリ
３ 第１給気ダクト
４ 給気ファン（給気機構）
５ 第２給気ダクト
６ 給気用第１分岐ダクト
７ 第１定風量ユニット
８ フィルタ
９ 第１空調室
１０ 給気用第２分岐ダクト
１１ 第２定風量ユニット
１２ フィルタ
１３ 第２空調室
１４ 第１圧力制御ダンパ
１５ 排気用第１分岐ダクト
１６ 第２圧力制御ダンパ
１７ 排気用第２分岐ダクト
１８ 第１排気ダクト
１９ 排気ファン（排気機構）
２０ 第２排気ダクト
２１ 排気用ガラリ
２２ 外気
２３ 第１扉
２４ 第２扉
２５ 第３扉
２６ 給気系
２７ 排気系
５０ 変動データ演算装置

Claims (11)

1. コンピュータ資源を利用し、給気系に設置された空気調和エレメントと排気系に設置された空気調和エレメントとそれら給排気系が接続された空調室と前記空調室に設置された空気調和エレメントとの時間的に変動する圧力データと風量データとを演算する変動データ演算装置において、
   前記変動データ演算装置が、前記給排気系のエレメントと前記空調室と該空調室のエレメントとにおける各空気抵抗を電気抵抗としつつ、それら電気抵抗を合成して合成抵抗を算出する合成抵抗算出手段と、前記給気系における給気機構と前記排気系における排気機構との少なくとも一方の揚圧を起電力とし、前記給排気系と前記空調室とに流れる空気の風量を電流とするとともに、前記合成抵抗算出手段によって算出した合成抵抗を使用して等価電気回路を生成する等価電気回路生成手段と、前記等価電気回路生成手段によって生成した等価電気回路に所定の電気理論公式定理法則を適用し、前記起電力と前記電流と前記合成抵抗とを使用して前記給排気系のエレメントと前記空調室と該空調室のエレメントとにおける時間的に変動する電圧（圧力データ）および電流（風量データ）を算出する変動データ算出手段とを有することを特徴とする変動データ演算装置。
2. 前記電気抵抗には、前記給気系に空気を給気するときの外気の気流による空気抵抗と、前記排気系から空気を排気するときの外気の気流による空気抵抗とが含まれる請求項１に記載の変動データ演算装置。
3. 前記合成抵抗算出手段が、前記給気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ、前記給気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第１算出手段と、前記空調室と該空調室に設置されたエレメントとの空気抵抗を電気抵抗としつつ、前記空調室と該空調室に設置されたエレメントとの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第２算出手段と、前記排気系に設置されたエレメントの空気抵抗を電気抵抗としつつ、前記排気系のエレメントの電気抵抗を少なくとも１つに合成する合成抵抗第３算出手段とを含む請求項１または請求項２に記載の変動データ演算装置。
4. 前記給気系の給気機構が、給気ファンであり、前記給気系に設置されたエレメントが、給気用ガラリと、給気ダクトと、給気用分岐ダクトと、前記ダクトを通る空気の流量を一定に保持する定風量ユニットと、前記ダクトを通る空気を浄化するフィルタとである請求項１ないし請求項３いずれかに記載の変動データ演算装置。
5. 前記排気系の排気機構が、排気ファンであり、前記排気系に設置されたエレメントが、排気用分岐ダクトと、排気ダクトと、前記ダクトを通る空気の流量を調節可能な圧力制御ダンパと、排気用ガラリとである請求項１ないし請求項４いずれかに記載の変動データ演算装置。
6. 前記空調室が、少なくとの２つの室であり、前記空調室に設置されたエレメントが、前記空調室に出入りする扉である請求項１ないし請求項５いずれかに記載の変動データ演算装置。
7. 前記合成抵抗算出手段では、合成する電気抵抗から、外乱によって変化する電気抵抗を除くとともに、空気抵抗を可変可能なエレメントの電気抵抗を可変抵抗とする請求項１ないし請求項６いずれかに記載の変動データ演算装置。
8. 前記変動データ算出手段では、前記空調室に設置された扉の開閉による漏気風量を漏れ電流とする請求項１ないし請求項７いずれかに記載の変動データ演算装置。
9. 前記変動データ算出手段では、ニュートン・ラプソン法によって電圧（圧力データ）と電流（風量データ）とを算出する請求項１ないし請求項８いずれかに記載の変動データ演算装置。
10. 前記変動データ演算装置が、前記給気系の各種エレメントと前記排気系の各種エレメントと前記空調室と該空調室の各種エレメントとを組み合わせた各種複数の空調施設の系統図を生成する系統図生成手段を含み、前記合成抵抗算出手段では、前記系統図に基づいて合成抵抗を算出し、前記等価電気回路生成手段では、前記系統図に基づいて等価電気回路を生成する請求項１ないし請求項９いずれかに記載の変動データ演算装置。
11. 前記電気理論公式定理法則が、キルヒホッフの第１および第２法則である請求項１ないし請求項１０いずれかに記載の変動データ演算装置。

Images