JP2015132396A - 空調システムおよび空調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房要求側から冷房要求側に切り換わる際に暖房が過剰な状態が発生することを低減する。【解決手段】空調システムは、空調機１と、空調機１から被制御エリア９−１，９−２に供給される給気の風量を被制御エリア９−１，９−２の負荷状況に応じて制御するＶＡＶユニット８−１，８−２と、給気の温度と給気温度設定値とが一致するように給気の温度を制御し、被制御エリア９−１，９−２の負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断し、切換タイミングで給気温度設定値を所定の再設定値に設定する空調機コントローラ１２とを備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、空調機と変風量ユニットとを備えた空調システムに係り、特に暖房要求から冷房要求に切り換わった時のロードリセット制御の遅れに対応する空調システムおよび空調制御方法に関するものである。

従来より、各部屋の室内温度を計測して、部屋に流れる給気風量を調整する変風量空調システム（ＶＡＶ（Variable Air Volume）空調システム）が採用されている（特許文献１参照）。ＶＡＶ空調システムでは、給気風量の調整可能範囲で、室内温度を調整できるように給気温度を決定している。給気温度設定値は、各ＶＡＶユニットの給気風量や室内温度偏差によりフィードバック的に決定される。また、給気温度設定値は、空調制御の安定性を保つために徐々に変更される。

ある室内負荷が与えられたときに決定した給気温度設定のもとでＶＡＶユニットがダンパによる風量制御で室内温度制御できる範囲のことを「可制御範囲」と定義する。図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）を使って室内負荷と給気温度と可制御範囲の関係を説明する。図１３（Ａ）は暖房の場合、図１３（Ｂ）は冷房の場合を表し、それぞれの横軸は時刻を表し、縦軸は室内負荷を表している。室内負荷は図中の正の方向（上方向）にいくほど暖房負荷が大きくなり、図中の負の方向（下方向）にいくほど冷房負荷が大きくなる。暖房負荷は室内温度制御をするために室内温度より高い給気温度が必要であることを意味し、冷房負荷は室内温度制御をするために室内温度より低い給気温度が必要であることを意味している。

室内負荷が正方向に推移するときは「暖房要求がある」と定義し、室内負荷が負方向に推移している場合は「冷房要求がある」と定義する。図１３（Ａ）の例ではＲＬｈが暖房負荷を表し、図１３（Ｂ）の例ではＲＬｃが冷房負荷を表している。給気温度が決まると、各部屋の温度を調節する各ＶＡＶユニットは室内負荷を処理するのに必要な給気風量を、ダンパ開度で調整して対応している。

図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）のＣＲｈ，ＣＲｃで示す上下範囲はＶＡＶユニットのダンパによる可制御範囲を示しており、ＦｍａｘはＶＡＶユニットの最大風量に対応する室内負荷を表し、ＦｍｉｎはＶＡＶユニットの最小風量に対応する室内負荷を表している。暖房負荷ＲＬｈが可制御範囲ＣＲｈの中にあれば、ＶＡＶ空調システムは温度制御できていることになる。同様に、冷房負荷ＲＬｃが可制御範囲ＣＲｃの中にあれば、ＶＡＶ空調システムは温度制御できていることになる。

特開平９−１７８２４９号公報

冬期の午前は蓄熱負荷を処理するために、暖房要求がある。一方、冬期の午後になると、室内の内部発熱が増加して逆に冷房要求となる。暖房要求側から冷房要求側に切り換わる際に、結果的に暖房が過剰な状態が発生することがあり、実質的に可制御な状態から大きく逸脱していると言える。室内温度が高くなり過ぎて環境悪化が起こっていることになるので、改善が求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、暖房要求側から冷房要求側に切り換わる際に、暖房が過剰な状態が発生することを低減できる空調システムおよび空調制御方法を提供することを目的とする。

本発明の空調システムは、空調機と、この空調機から被制御エリアに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御手段と、前記空調機から被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する変風量ユニットと、前記被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断するタイミング判断手段と、前記切換タイミングで前記給気温度設定値を所定の再設定値に設定する給気温度再設定手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の空調システムの１構成例は、さらに、空調能力が不足状態のときに空調能力が増える方向に前記給気温度設定値を設定する、ロードリセット制御のための給気温度設定手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の空調システムの１構成例において、前記タイミング判断手段は、空調開始から一定時間が経過する時点を前記切換タイミングとして決定するか、空調開始時の前記被制御エリアの室内温度から前記切換タイミングを決定するか、あるいは現在の給気温度および室内温度に基づいて前記切換タイミングかどうかを判断することを特徴とするものである。
また、本発明の空調システムの１構成例において、前記再設定値は、複数の前記被制御エリアの既知の平均室内温度設定値に基づいて定められる値、または前記給気温度設定値を再設定する時点の前記複数の被制御エリアの平均室内温度に基づいて定められる値である。

また、本発明の空調制御方法は、空調機から被制御エリアに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御ステップと、前記空調機から被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて変風量ユニットで制御する風量制御ステップと、前記被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断するタイミング判断ステップと、前記切換タイミングで前記給気温度設定値を所定の再設定値に設定する給気温度再設定ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断し、切換タイミングで給気温度設定値を所定の再設定値に設定することにより、暖房が過剰な状態が発生することを低減でき、室内温度が高くなり過ぎて環境悪化が起こることを緩和できる。

また、本発明では、空調開始から一定時間が経過する時点を切換タイミングとして決定するか、空調開始時の被制御エリアの室内温度から切換タイミングを決定するか、あるいは現在の給気温度および室内温度に基づいて切換タイミングかどうかを判断することにより、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを適切に判断することができる。

また、本発明では、複数の被制御エリアの既知の平均室内温度設定値に基づいて定められる値、または給気温度設定値を再設定する時点の複数の被制御エリアの平均室内温度に基づいて定められる値を給気温度設定値の再設定値とすることにより、給気温度設定値を適切に再設定することができる。

従来のＶＡＶ空調システムの問題点を説明する図である。 本発明の原理を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの空調機コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムのＶＡＶコントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの空調機コントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムのロードリセット制御の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムのＶＡＶコントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの給気温度設定値の再設定の１例を示す図である。 空調開始時の室内温度から再設定時間を予測する方法を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの空調機コントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムのタイミング判断部の動作を説明する図である。 従来のＶＡＶ空調システムにおける室内負荷と給気温度と可制御範囲の関係を説明する図である。

［発明の原理］
可制御範囲を通常の状態に維持することが、暖房要求から冷房要求へ切り換わった時の問題発生の原因であることを、発明者は突き止めた。すなわち、冬期の午前に暖房要求があり、午後になって冷房要求に変わったときに、可制御範囲の変更が追いつかなくなり、室内温度が高くなりすぎて環境が悪化する。そして、暖房要求から冷房要求に切り換わることが分かっている状態では、可制御範囲を冷房要求に対応できる所定の位置に再設定することで、暖房要求から冷房要求に切り換わった時の室内温度設定値への追従を早くできることに想到した。

上記問題発生の原因について突き止めた内容の詳細を、以下に説明する。冬期の空調は１日の空調時間帯中に暖房要求から冷房要求に切り換わることがあるという特徴がある。冬期の午前、特に空調立ち上がり時は前日の空調停止以降の蓄熱負荷を処理するために、暖房負荷となる。暖房負荷を処理するためには、室内温度より高い給気温度が必要となる。空調立ち上がり時の蓄熱負荷を処理すると、特にインテリアゾーンにおいて人や照明、ＯＡ（Office Automation）機器などにより内部発熱が増加して暖房負荷が減少する。暖房負荷減少に伴い給気温度設定値を下げる必要がある。給気温度設定値は、空調制御の安定性を保つために徐々に変更される。給気温度設定値の変更速度よりも暖房負荷減少の速度が速いと、可制御範囲の逸脱が起こってしまう。

図１は冬期における室内負荷と給気温度と可制御範囲の関係を説明する図であり、従来のＶＡＶ空調システムの問題点を説明する図である。図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）と同様に、ＲＬは室内負荷を表している。室内負荷ＲＬが正側にあれば暖房負荷であり、負側にあれば冷房負荷である。ＣＲで示す上下範囲はＶＡＶユニットのダンパによる可制御範囲を表している。

従来のＶＡＶ空調システムでは、冷房要求側、暖房要求側どちらの負荷変動にも対応できるように可制御範囲ＣＲに余裕をもたせている。そのため、冬期の午前中の期間（図１のＴ１）で空調負荷を処理するために可制御範囲ＣＲを暖房側に移動し過ぎてしまう。すなわち、冷房要求に切り換わる直前という状況を考慮するならば、結果的に給気温度設定値を高くし過ぎている状態にある。

したがって、暖房負荷が減少すると、図１の期間Ｔ２から明らかなように暖房負荷の減少速度に可制御範囲ＣＲの変更速度が追いつかず、室内温度制御不能の状態が継続する。この場合、必要以上に暖房することから、室内温度が設定値よりも高くなり、環境悪化が起こる可能性がある。

そこで、本発明では、暖房要求から冷房要求に切り換わった時のロードリセット制御の遅れに対応する。ロードリセット制御の遅れに対応するために、暖房負荷が減り始め、暖房負荷が可制御範囲から逸脱した時点で給気温度設定値を再設定し、通常の制御を再開する。暖房時には、暖房要求から冷房要求に切り換わることが分かっている。要求に応じて常に後追いで給気温度設定値を設定していたのでは、負荷の変動に追いつくことができない。

本発明では、暖房要求から冷房要求に切り換わるタイミングかどうかを既知の情報または現在の空調状態から判断し、暖房要求から冷房要求に切り換わると判断した時点で給気温度設定値を再設定する。すなわち、図２に示すように時刻tで可制御範囲ＣＲを再設定する。暖房要求から冷房要求に切り換わるタイミングで給気温度設定値を再設定することで、図２に示すように室内温度制御不能の状態が継続する時間をＴ３に短縮することができ、室内温度が上昇し過ぎることを抑制することができる。

本発明では、給気温度設定値を再設定するタイミングが重要である。タイミングが遅いと、再設定の効果を失う。タイミングが早過ぎると、給気温度が急に変化し、環境悪化を招く。給気温度設定値を再設定するタイミングとしては、空調開始後一定時間経過した時点や、空調開始後始めて室内温度が室内温度設定値に近づいた時点などが考えられる。

［第１の実施の形態］
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３は本発明の第１の実施の形態に係るＶＡＶ空調システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態のＶＡＶ空調システムは、空調機１と、空調機１への冷水の量を制御する冷水バルブ２と、空調機１への温水の量を制御する温水バルブ３と、空調機１からの給気を被制御エリア９−１，９−２へ供給する給気ダクト７と、被制御エリア９−１，９−２へ供給する給気の量を被制御エリア毎に制御する変風量ユニットであるＶＡＶユニット８−１，８−２と、ＶＡＶユニット８−１，８−２を制御する装置であるＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２と、空調機１を制御する空調機コントローラ１２と、被制御エリア９−１，９−２の室内温度Ｘを計測する温度センサ１３−１，１３−２と、還気ダクト１４と、外部に排出される空気の量を調整する排気調整用ダンパ１５と、空調機１に戻る還気の量を調整する還気調整用ダンパ１６と、空調機１に取り入れる外気の量を調整する外気調整用ダンパ１７と、給気の温度を計測する温度センサ１８と、還気の温度を計測する温度センサ１９とを備えている。

空調機１は、冷却コイル４と、加熱コイル５と、ファン６とから構成される。ＶＡＶユニット８−１，８−２とＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２とは、被制御エリア毎に設けられる。ＶＡＶユニット８−１，８−２内には図示しないダンパが設けられており、ＶＡＶユニット８−１，８−２を通過する給気の量を調整できるようになっている。図１において、１０−１，１０−２は空調機１からの給気の吹出口、２０は外気の取入口、２１−１，２１−２は被制御エリア９−１，９−２に設けられたリモコン端末である。

空調機１におけるファン６の回転数と、冷水バルブ２および温水バルブ３の開度は空調機コントローラ１２により制御される。冷房運転の場合、空調機１の冷却コイル４に供給される冷水の量が冷水バルブ２によって制御される。一方、暖房運転の場合、空調機１の加熱コイル５に供給される温水の量が温水バルブ３によって制御される。

冷却コイル４によって冷却された空気または加熱コイル５によって加熱された空気は、ファン６によって送り出される。ファン６によって送り出された空気（給気）は、給気ダクト７を介して各被制御エリア９−１，９−２のＶＡＶユニット８−１，８−２へ供給され、ＶＡＶユニット８−１，８−２を通過して各被制御エリア９−１，９−２へ供給されるようになっている。

ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２は、被制御エリア９−１，９−２の温度センサ１３−１，１３−２によって計測された室内温度Ｘと室内温度設定値ＲＳＰとの偏差に基づいて被制御エリア９−１，９−２の要求風量を演算して要求風量値を空調機コントローラ１２へ送る一方、その要求風量を確保するように、ＶＡＶユニット８−１，８−２内のダンパ（不図示）の開度を制御する。

空調機コントローラ１２は、各ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から送られてくる要求風量値からシステム全体の総要求風量値を演算し、この総要求風量値に応じたファン回転数を求め、この求めたファン回転数となるように空調機１を制御する。

ＶＡＶユニット８−１，８−２を通過し、吹出口１０−１，１０−２を介して被制御エリア９−１，９−２へ吹き出される給気は、被制御エリア９−１，９−２における空調制御に貢献した後、還気ダクト１４を経て排気調整用ダンパ１５を介して排出されるが、その一部は還気調整用ダンパ１６を介し還気として空調機１へ戻される。そして、この空調機１へ戻される還気に対し、外気が外気調整用ダンパ１７を介して所定の割合で取り込まれる。排気調整用ダンパ１５、還気調整用ダンパ１６、および外気調整用ダンパ１７のそれぞれの開度は空調機コントローラ１２からの指令によって調整される。

空調機コントローラ１２は、空調機１が冷却動作時の場合、温水バルブ３の開度を０％にし、温度センサ１８によって計測された給気温度計測値ＴＳＡが給気温度設定値ＳＰと一致するように冷水バルブ２の開度を制御する。また、空調機コントローラ１２は、空調機１が加熱動作時の場合、冷水バルブ２の開度を０％にし、温度センサ１８によって計測された給気温度計測値ＴＳＡが給気温度設定値ＳＰと一致するように温水バルブ３の開度を制御する。以上の動作は、従来のＶＡＶ空調システムと同様である。

次に、本実施の形態の特徴について説明する。図４は空調機コントローラ１２の構成を示すブロック図、図５はＶＡＶコントローラ１１−１の構成を示すブロック図、図６、図７は空調機コントローラ１２の動作を示すフローチャート、図８はＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の動作を示すフローチャートである。

空調機コントローラ１２は、温度センサ１８によって計測された給気温度計測値ＴＳＡを取得する給気温度計測値取得部１２０と、冷水バルブ２および温水バルブ３の開度を示す操作量を算出する操作量演算部１２１と、操作量を冷水バルブ２および温水バルブ３に出力する操作量出力部１２２と、空調機１のファン６を制御する風量制御部１２３と、従来のロードリセット制御により給気温度設定値ＳＰを設定する給気温度設定部１２４と、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断するタイミング判断部１２５と、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングで給気温度設定値ＳＰを所定の再設定値に設定する給気温度再設定部１２６とを有する。操作量演算部１２１と操作量出力部１２２とは、給気温度制御手段を構成している。

ＶＡＶコントローラ１１−１は、対応する被制御エリア９−１の温度センサ１３−１によって計測された室内温度Ｘの値を取得する室内温度計測値取得部１１０と、室内温度Ｘと室内温度設定値ＲＳＰとの偏差に基づいて対応する被制御エリア９−１の要求風量を演算する風量演算部１１１と、被制御エリア９−１の要求風量値を空調機コントローラ１２に通知する要求風量値通知部１１２と、要求風量を確保するようにＶＡＶユニット８−１内のダンパの開度を制御する制御部１１３と、空調能力が不足しているかどうかを判断し、空調能力が不足状態のときに空調機コントローラ１２に対して空調能力増の要求ステータスを送出する要求ステータス通知部１１４と、対応する被制御エリア９−１のリモコン端末２１−１からの環境変更要求を受け付ける要求受付部１１５と、空調機コントローラ１２に対して室内温度Ｘの値を通知する室内温度通知部１１６とを有する。なお、ＶＡＶコントローラ１１−２も、ＶＡＶコントローラ１１−１と同様の構成を有している。

まず、空調開始時点では、空調機コントローラ１２のタイミング判断部１２５は、空調開始後時間Ｔを０とする。また、空調開始時点では、給気温度設定部１２４は、給気温度設定値ＳＰを初期値ＳＰ０とする。
タイミング判断部１２５は、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミング、すなわち給気温度設定値ＳＰを再設定するタイミング（再設定時間Ｔ０）を予測する（図６ステップＳ１００）。再設定時間Ｔ０の予測方法については後述する。

空調機コントローラ１２は、空調開始後時間Ｔが再設定時間Ｔ０に到達していない場合（図６ステップＳ１０１においてＮｏ）、通常のロードリセット制御を行う（図６ステップＳ１０２）。図７はこのロードリセット制御の動作を示すフローチャートである。

空調機コントローラ１２の給気温度設定部１２４は、各ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から冷房能力増要求ステータスや暖房能力増要求ステータスが送られてきた場合（図７ステップＳ２００においてＹｅｓ）、この冷房能力増要求ステータスや暖房能力増要求ステータスに応じて給気温度設定値ＳＰを設定する（図７ステップＳ２０１）。給気温度設定部１２４は、ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から冷房能力増要求ステータスが送られてきた場合、給気温度設定値ＳＰを例えば所定幅だけ下げ、ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から暖房能力増要求ステータスが送られてきた場合、給気温度設定値ＳＰを所定幅だけ上げる。

空調機コントローラ１２の給気温度計測値取得部１２０は、温度センサ１８によって計測された給気温度計測値ＴＳＡを取得する（図７ステップＳ２０２）。
空調機コントローラ１２の操作量演算部１２１は、所定の制御演算アルゴリズムに従って、給気温度計測値ＴＳＡと給気温度設定値ＳＰとが一致するように操作量を算出し、操作量出力部１２２は、操作量演算部１２１が算出した操作量を冷水バルブ２および温水バルブ３に出力する（図７ステップＳ２０３）。こうして、冷水バルブ２および温水バルブ３の開度が制御され、空調機１に供給される熱媒（冷水または温水）の量が制御される。なお、前述のとおり、空調機１が冷却動作時の場合には温水バルブ３の開度は０％に固定され、空調機１が加熱動作時の場合には冷水バルブ２の開度は０％に固定される。制御演算アルゴリズムとしては、例えばＰＩＤがある。

空調機コントローラ１２の風量制御部１２３は、各ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から送られてくる要求風量値からシステム全体の総要求風量値を演算し、この総要求風量値に応じたファン回転数を求め、この求めたファン回転数となるように空調機１のファン６を制御する（図７ステップＳ２０４）。
以上がロードリセット制御の処理である。

次に、タイミング判断部１２５は、空調開始後時間Ｔを制御周期ΔＴ（例えば５分）だけ増加させる（図６ステップＳ１０３）。
以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理が、空調が停止するまで（図６ステップＳ１０４においてＹｅｓ）、制御周期ΔＴ毎に繰り返し実行される。

一方、ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の室内温度計測値取得部１１０は、それぞれ対応する被制御エリア９−１，９−２の室内温度Ｘの値を取得する（図８ステップＳ３００）。ここでは、被制御エリア９−１の室内温度をＸ１、被制御エリア９−２の室内温度をＸ２とする。

ＶＡＶコントローラ１１−１の風量演算部１１１は、室内温度Ｘ１と室内温度設定値ＲＳＰとの偏差に基づいて、対応する被制御エリア９−１の要求風量を算出する。同様に、ＶＡＶコントローラ１１−２の風量演算部１１１は、室内温度Ｘ２と室内温度設定値ＲＳＰとの偏差に基づいて、対応する被制御エリア９−２の要求風量を算出する（図８ステップＳ３０１）。なお、ここでは各被制御エリア９−１，９−２の室内温度設定値ＲＳＰを同一の値としているが、被制御エリア９−１，９−２毎に室内温度設定値ＲＳＰが設定されていてもよい。

次に、ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の要求風量値通知部１１２は、それぞれＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の風量演算部１１１が決定した被制御エリア９−１，９−２の要求風量値を空調機コントローラ１２に通知する（図８ステップＳ３０２）。上記のとおり、空調機コントローラ１２の風量制御部１２３は、各ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２から送られてくる要求風量値に応じて空調機１のファン６を制御する。

ＶＡＶコントローラ１１−１の制御部１１３は、被制御エリア９−１の要求風量を確保するように、ＶＡＶユニット８−１内のダンパ（不図示）の開度を制御する。同様に、ＶＡＶコントローラ１１−２の制御部１１３は、被制御エリア９−２の要求風量を確保するように、ＶＡＶユニット８−２内のダンパ（不図示）の開度を制御する（図８ステップＳ３０３）。

ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の要求ステータス通知部１１４は、室内温度計測値取得部１１０が取得した現在の室内温度Ｘと現在の室内温度設定値ＲＳＰと現在の要求風量とに基づいて空調能力が不足しているかどうかを判断し、暖房時に暖房能力が不足していると判断した場合には空調機コントローラ１２に対して暖房能力増要求ステータスを送出し、冷房時に冷房能力が不足していると判断した場合には空調機コントローラ１２に対して冷房能力増要求ステータスを送出する（図８ステップＳ３０４）。このような要求ステータスの決定処理については例えば特開平８−２８９４０号公報、特開平８−４２９０２号公報に開示されている。

ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２は、以上のようなステップＳ３００〜Ｓ３０４の処理を空調が停止するまで（図８ステップＳ３０５においてＹｅｓ）、一定時間毎に行う。

次に、空調機コントローラ１２の給気温度再設定部１２６は、空調開始後時間Ｔが再設定時間Ｔ０に到達した場合（図６ステップＳ１０１においてＹｅｓ）、給気温度設定値ＳＰを所定の再設定値ＳＰｉｎｉｔに設定する（図６ステップＳ１０５）。ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理は上記のとおりである。こうして、本実施の形態では、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングを予測し、この切換タイミングで給気温度設定値ＳＰを再設定する。

図９は給気温度設定値ＳＰの再設定の１例を示す図である。図９の例では、空調開始後時間Ｔが再設定時間Ｔ０に到達するまで、給気温度再設定部１２６による再設定処理は無効となっており、通常のロードリセット制御が行われる。ここでは、ロードリセット制御により給気温度設定値ＳＰが初期値ＳＰ０＝２５℃からＳＰ１＝３０℃に変更されている。

空調開始後時間Ｔが再設定時間Ｔ０に到達すると、給気温度再設定部１２６による再設定処理が有効となり、給気温度再設定部１２６は、給気温度設定値ＳＰを再設定値ＳＰｉｎｉｔ＝２２℃に変更する。空調開始後時間Ｔが再設定時間Ｔ０を超えると、再び給気温度再設定部１２６による再設定処理が無効となり、以後、通常のロードリセット制御が行われる。

タイミング判断部１２５による再設定時間Ｔ０の予測方法としては、ＶＡＶ空調システムの既知の一定時間であるウォーミングアップ時間を再設定時間Ｔ０とする方法、過去の空調運転実績から得られる既知の一定時間を再設定時間Ｔ０とする方法、空調開始時の室内温度Ｘから再設定時間Ｔ０を予測する方法がある。空調開始時の室内温度Ｘから再設定時間Ｔ０を予測する方法を図１０を用いて説明する。

タイミング判断部１２５には、図１０に示すように空調開始時の室内温度Ｘと再設定時間Ｔ０との関係が予め設定されている。図１０の関係は過去の空調運転実績から求めることができる。タイミング判断部１２５は、図１０のような関係に基づき、空調開始時の室内温度Ｘから再設定時間Ｔ０を決定する。例えば空調開始時の室内温度ＸがＸｍｉｎ＝１５℃の場合、再設定時間Ｔ０はＴ０ｍａｘ＝３ｈとなり、空調開始時の室内温度ＸがＸｍａｘ＝２０℃の場合、再設定時間Ｔ０はＴ０ｍｉｎ＝１ｈとなる。

給気温度設定値ＳＰの再設定値ＳＰｉｎｉｔについては、既知の平均室内温度設定値ＴＲＳＰ（例えば冬期の場合で２２℃）から所定値Δｔ３（例えば−０．５℃）を引いた値（ＴＲＳＰ−Δｔ３）をＳＰｉｎｉｔとしてもよいし、給気温度設定値ＳＰを再設定する時点の複数の被制御エリアの平均室内温度ＴＲをＳＰｉｎｉｔとしてもよい。

平均室内温度ＴＲを再設定値ＳＰｉｎｉｔとする場合には、複数の被制御エリアのうち特定の１つの被制御エリアの室内温度Ｘの平均値をＴＲとしてもよいし、全ての被制御エリアの室内温度Ｘの平均値をＴＲとしてもよい。なお、各被制御エリア９−１，９−２の室内温度Ｘは、各ＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２の室内温度通知部１１６を通じて通知される。

以上のように、本実施の形態では、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングを予測し、この切換タイミングで給気温度設定値ＳＰを再設定することにより、暖房が過剰な状態が発生することを低減でき、室内温度が高くなり過ぎて環境悪化が起こることを緩和できる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、既知の情報（ウォーミングアップ時間、過去の空調運転実績から得られる既知の時間、空調開始時の室内温度Ｘと再設定時間Ｔ０との関係）に基づいて被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングを予測したが、現在の空調状態に基づいて切換タイミングかどうかを判断するようにしてもよい。本実施の形態においても、ＶＡＶ空調システムの構成は第１の実施の形態と同様であるので、図３〜図５の符号を用いて説明する。

図１１は本実施の形態の空調機コントローラ１２の動作を示すフローチャートである。空調の開始後、空調機コントローラ１２のタイミング判断部１２５は、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミング、すなわち給気温度設定値ＳＰを再設定するタイミングかどうかを制御周期ΔＴ毎に判断する（図１１ステップＳ４００）。

図１２は本実施の形態のタイミング判断部１２５の動作を説明する図である。タイミング判断部１２５は、既知の平均室内温度設定値ＴＲＳＰ（例えば冬期の場合で２２℃）に所定値Δｔ１（例えば１℃）を足した値（ＴＲＳＰ＋Δｔ１）よりも給気温度計測値ＴＳＡが大きいという給気条件と、平均室内温度設定値ＴＲＳＰから所定値Δｔ２（例えば１℃）を引いた値（ＴＲＳＰ−Δｔ２）よりも現時点の複数の被制御エリアの平均室内温度ＴＲが大きいという室内温度追従条件の２つを共に満たす場合、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミング（再設定時間Ｔ０）であると判断する。つまり、空調機１から供給される給気が温風で、かつ空調開始後始めて室内温度が室内温度設定値に近づいたときに、切換タイミングであると判断する。

ステップＳ４００において判定Ｎｏとなった場合は、通常のロードリセット制御が行われる（図１１ステップＳ４０１）。ロードリセット制御については第１の実施の形態で説明したとおりである。
以上のようなステップＳ４００，Ｓ４０１の処理が、空調が停止するまで（図１１ステップＳ４０２においてＹｅｓ）、制御周期ΔＴ毎に繰り返し実行される。

また、タイミング判断部１２５が暖房要求から冷房要求に切り換わるタイミングであると判断した場合（ステップＳ４００においてＹｅｓ）、空調機コントローラ１２の給気温度再設定部１２６は、給気温度設定値ＳＰを予め定められた値ＳＰｉｎｉｔに変更する（図１１ステップＳ４０３）。このステップＳ４０３の処理については第１の実施の形態のステップＳ１０５で説明したとおりである。

こうして、本実施の形態では、被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断し、切換タイミングであると判断した時点で給気温度設定値ＳＰを再設定することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１、第２の実施の形態のＶＡＶコントローラ１１−１，１１−２と空調機コントローラ１２の各々は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および外部との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。各装置のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、空調機と変風量ユニットとを備えた空調システムにおいて、暖房要求から冷房要求に切り換わった時のロードリセット制御の遅れに対応する技術に適用することができる。

１…空調機、２…冷水バルブ、３…温水バルブ、４…冷却コイル、５…加熱コイル、６…ファン、８−１，８−２…ＶＡＶユニット、９−１，９−２…被制御エリア、１１−１，１１−２…ＶＡＶコントローラ、１２…空調機コントローラ、１３−１，１３−２…温度センサ、２１−１，２１−２…リモコン端末、１１０…室内温度計測値取得部、１１１…風量演算部、１１２…要求風量値通知部、１１３…制御部、１１４…要求ステータス通知部、１１５…要求受付部、１１６…室内温度通知部、１２０…給気温度計測値取得部、１２１…操作量演算部、１２２…操作量出力部、１２３…風量制御部、１２４…給気温度設定部、１２５…タイミング判断部、１２６…給気温度再設定部。

Claims (8)

1. 空調機と、
   この空調機から被制御エリアに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御手段と、
   前記空調機から被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する変風量ユニットと、
   前記被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断するタイミング判断手段と、
   前記切換タイミングで前記給気温度設定値を所定の再設定値に設定する給気温度再設定手段とを備えることを特徴とする空調システム。
2. 請求項１記載の空調システムにおいて、
   さらに、空調能力が不足状態のときに空調能力が増える方向に前記給気温度設定値を設定する、ロードリセット制御のための給気温度設定手段を備えることを特徴とする空調システム。
3. 請求項１または２記載の空調システムにおいて、
   前記タイミング判断手段は、空調開始から一定時間が経過する時点を前記切換タイミングとして決定するか、空調開始時の前記被制御エリアの室内温度から前記切換タイミングを決定するか、あるいは現在の給気温度および室内温度に基づいて前記切換タイミングかどうかを判断することを特徴とする空調システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システムにおいて、
   前記再設定値は、複数の前記被制御エリアの既知の平均室内温度設定値に基づいて定められる値、または前記給気温度設定値を再設定する時点の前記複数の被制御エリアの平均室内温度に基づいて定められる値であることを特徴とする空調システム。
5. 空調機から被制御エリアに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御ステップと、
   前記空調機から被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて変風量ユニットで制御する風量制御ステップと、
   前記被制御エリアの負荷が暖房要求の状況から冷房要求の状況に切り換わる切換タイミングかどうかを判断するタイミング判断ステップと、
   前記切換タイミングで前記給気温度設定値を所定の再設定値に設定する給気温度再設定ステップとを含むことを特徴とする空調制御方法。
6. 請求項５記載の空調制御方法において、
   さらに、空調能力が不足状態のときに空調能力が増える方向に前記給気温度設定値を設定する、ロードリセット制御のための給気温度設定ステップを含むことを特徴とする空調制御方法。
7. 請求項５または６記載の空調制御方法において、
   前記タイミング判断ステップは、空調開始から一定時間が経過する時点を前記切換タイミングとして決定するか、空調開始時の前記被制御エリアの室内温度から前記切換タイミングを決定するか、あるいは現在の給気温度および室内温度に基づいて前記切換タイミングかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする空調制御方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の空調制御方法において、
   前記再設定値は、複数の前記被制御エリアの既知の平均室内温度設定値に基づいて定められる値、または前記給気温度設定値を再設定する時点の前記複数の被制御エリアの平均室内温度に基づいて定められる値であることを特徴とする空調制御方法。

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