JP2016161156A - 室圧制御システムおよび室圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】室圧制御バルブの長寿命化と室圧制御の応答性とを両立させる。
【解決手段】室圧制御システムは、給気バルブＭＡＶと、排気バルブＧＥＸと、コントローラ１０３〜１０５を備える。コントローラ１０７は、室圧が室圧設定値に一致するように、バルブＭＡＶ，ＧＥＸのうち室圧制御バルブとして動作させる方を制御する室圧補正制御手段と、室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断手段と、室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断手段と、不感帯パラメータ設定手段を備える。不感帯パラメータ設定手段は、室圧が乱れ易い状況と判定された場合、室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを室圧安定性判断手段に設定し、室圧が乱れ易い状況でないと判定された場合、室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを設定する。
【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一定に保つ室圧制御システムに関するものである。

工場・研究所のクリーンルームなどでは、部屋間における交差汚染防止や有害物質の封じ込めによる安全確保のために、部屋に対して、室圧（室間差圧）を設定し、室圧を一定にすることで、任意の方向に気流が流れるように制御する。
この室圧を一定に保つために、室圧制御バルブを頻繁に動作させる必要があり、室圧制御バルブの動作回数が増え、室圧制御バルブの寿命が短くなるという問題があった。

そこで、従来は、室圧制御バルブに、室圧制御の機能に加えて、室圧安定中による制御保留機能を持たせることで、室圧を一定に保ちつつ、室圧制御バルブの動作回数を減らし、寿命を伸ばすようにしている（特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１、特許文献２に開示された技術は、室圧設定値を中心とする不感帯を設定し、計測した室圧値が不感帯の中に入っている場合には室圧制御バルブの動作を止めるものである。

室圧の定常的な短周期の変動は何もしなくとも元の室圧に落ち着き、またその変動幅は一定範囲内のことがほとんどである。そのため、不感帯のパラメータとして、室圧設定値を中心とする不感帯幅と、逸脱時間とを設け、不感帯幅の範囲内に室圧計測値が収まっている場合、あるいは室圧計測値が不感帯幅の範囲を超えても逸脱時間が経過する前に再び不感帯幅の範囲内へ室圧計測値が戻った場合は、室圧制御バルブの動作を保留することで、室圧制御バルブの寿命を延ばすようにしている。

特開２００６−１５３３２５号公報 特開２０１２−２３７５２７号公報

特許文献１、特許文献２に開示された技術では、室圧制御バルブの動作回数を減らし、室圧制御バルブの寿命を延ばすことはできるが、室圧の乱れに対する制御の応答性を低下させ、室圧の制御性を悪化させてしまう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、室圧制御バルブの長寿命化を保ちつつ、室圧の乱れに対する制御の応答性を向上させ、長寿命化と応答性とを両立させることができる室圧制御システムおよび室圧制御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、対象部屋へ吹き出す給気の風量を調節する給気バルブと、前記対象部屋から吸い出す排気の風量を調節する一般排気バルブと、前記給気バルブによって調節される給気風量と前記一般排気バルブによって調節される排気風量との差が所定のオフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブの給気風量と前記一般排気バルブの排気風量とを決定し、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御する風量制御手段と、前記対象部屋と所定の基準室との圧力差である室圧が所定の室圧設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブのうち室圧制御バルブとして動作させる方のバルブを制御する室圧補正制御手段と、前記室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断手段と、前記室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断手段と、前記室圧の安定性を判定するための不感帯パラメータを設定する不感帯パラメータ設定手段とを備え、前記不感帯パラメータ設定手段は、前記室圧が乱れ易い状況と判定された場合、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを前記室圧安定性判断手段に設定し、前記室圧が乱れ易い状況でないと判定された場合、室圧制御の応答性よりも前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを前記室圧安定性判断手段に設定し、前記室圧補正制御手段は、前記室圧が安定中と判定された場合、室圧制御のための風量の増減を保留す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、前記不感帯パラメータは、不感帯幅と逸脱時間とからなり、前記室圧安定性判断手段は、前記室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が前記不感帯幅以下である場合、室圧安定中と判定し、前記偏差の絶対値が前記不感帯幅を超える状態の継続時間が前記逸脱時間を超えた場合、室圧変動中と判定す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、前記室圧制御の応答性を重視した不感帯幅は、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯幅よりも狭く、前記室圧制御の応答性を重視した逸脱時間は、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した逸脱時間よりも短い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、前記室圧乱調容易性判断手段は、（１）前記給気風量または前記排気風量の変更中であること、（２）室圧制御の開始後、第１の所定時間が経過するまでの間であること、（３）前記室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が所定の逸脱基準値を超える逸脱が生じるか、この逸脱が収まってから第２の所定時間が経過するまでの間であること、のうち少なくとも１つの条件が成立しているとき、室圧が乱れ易い状況であると判定す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、対象部屋に設置されたヒュームフードと、このヒュームフードの排気風量を調節する局所排気バルブと、前記ヒュームフードのサッシ面の面風速が規定値となるように前記局所排気バルブを制御する局所排気風量調節手段とを備え、前記風量制御手段は、前記給気バルブによって調節される給気風量と前記局所排気バルブおよび前記一般排気バルブによって調節される排気風量との差が前記オフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御す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、前記室圧乱調容易性判断手段は、前記（１）〜（３）の条件と、（４）前記局所排気バルブによって調節される局所排気風量の変更中か、前記局所排気風量が変更されてから第３の所定時間が経過するまでの間であること、という４つの条件のうち少なくとも１つが成立しているとき、室圧が乱れ易い状況であると判定す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、対象部屋に設置された給気バルブによって調節される給気風量と前記対象部屋に設置された一般排気バルブによって調節される排気風量との差が所定のオフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブの給気風量と前記一般排気バルブの排気風量とを決定し、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御する風量制御ステップと、前記対象部屋と所定の基準室との圧力差である室圧が所定の室圧設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブのうち室圧制御バルブとして動作させる方のバルブを制御する室圧補正制御ステップと、前記室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断ステップと、前記室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断ステップと、前記室圧の安定性を判定するための不感帯パラメータを設定する不感帯パラメータ設定ステップとを含み、前記不感帯パラメータ設定ステップは、前記室圧が乱れ易い状況と判定された場合、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを設定し、前記室圧が乱れ易い状況でないと判定された場合、室圧制御の応答性よりも前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを設定するステップを含み、前記室圧補正制御ステップは、前記室圧が安定中と判定された場合、室圧制御のための風量の増減を保留するステップを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、室圧が乱れ易い状況と乱れ難い状況で不感帯パラメータを切り替えられるようにし、室圧が乱れ易い状況のときには、室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを用いて室圧の安定性を判定するようにしたので、室圧の乱れに対する制御の応答性を向上させることができる。また、室圧が乱れ易い状況でないときには、室圧制御の応答性よりも室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを用いて室圧の安定性を判定するようにしたので、室圧制御バルブの動作回数を減らすことができ、室圧制御バルブの寿命を延ばすことができる。これにより、本発明では、室圧制御バルブの長寿命化と室圧制御の応答性とを両立させることができる。

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図である。 本発明の実施の形態に係る局所排気用のコントローラの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る給気用のコントローラの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る一般排気用のコントローラの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る室圧制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る室圧制御動作の例を示す図である。

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図である。本実施の形態の室圧制御システムは、部屋１００内に設置されたヒュームフード１０１と、ヒュームフード１０１に接続された局所排気ダクト１０２と、部屋１００に給気を供給する給気ダクト１０３と、部屋１００の空気を排気する一般排気ダクト１０４と、局所排気ダクト１０２の風量を調整する局所排気バルブＥＸＶと、給気ダクト１０３の風量を調整する給気バルブＭＡＶと、一般排気ダクト１０４の風量を調整する一般排気バルブＧＥＸと、局所排気バルブＥＸＶを制御するコントローラ１０５と、給気バルブＭＡＶを制御するコントローラ１０６と、一般排気バルブＧＥＸを制御するコントローラ１０７と、各コントローラ１０５，１０６，１０７を互いに接続する通信線１０８と、部屋１００と所定の基準室（本実施の形態では部屋１００の外の空間）との圧力差である室圧を計測する差圧センサ１０９と、圧力差をチェックするための室圧モニタ１１０とから構成される。ヒュームフード１０１は、開閉可能なサッシ１１１と、サッシ１１１の開度を検出するサッシセンサ１１２とを備えている。

図２はコントローラ１０５の構成例を示すブロック図、図３はコントローラ１０６の構成例を示すブロック図、図４はコントローラ１０７の構成例を示すブロック図である。
コントローラ１０５は、局所排気バルブＥＸＶ１を制御する排気風量制御部２００を有する。
コントローラ１０６は、給気バルブＭＡＶを制御する給気風量制御部２０１を有する。

コントローラ１０７は、一般排気バルブＧＥＸを制御する排気風量制御部２０２と、室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断部２０３と、室圧の安定性を判定するための不感帯パラメータを設定する不感帯パラメータ設定部２０４と、室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断部２０５と、給気バルブＭＡＶと一般排気バルブＧＥＸのうち室圧制御バルブとして動作させる方のバルブに対する補正制御出力値を、差圧センサ１０９によって計測された室圧と所定の室圧設定値に基づいて演算する補正出力演算部２０６と、室圧制御バルブとして動作させる方のバルブに対応する制御出力値と補正制御出力値とを合算して合算値を室圧制御バルブに出力する合算部２０７と、室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータと室圧制御の応答性よりも室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータとを予め記憶する不感帯パラメータ記憶部２０８とを有する。

コントローラ１０５の排気風量制御部２００は、局所排気風量調節手段を構成している。コントローラ１０６の給気風量制御部２０１とコントローラ１０７の排気風量制御部２０２とは、風量制御手段を構成している。コントローラ１０７の補正出力演算部２０６と合算部２０７とは、室圧補正制御手段を構成している。

なお、本実施の形態では、室圧乱調容易性判断部２０３と不感帯パラメータ設定部２０４と室圧安定性判断部２０５と補正出力演算部２０６と合算部２０７と不感帯パラメータ記憶部２０８とをコントローラ１０７に設けているが、これに限るものではなく、室圧乱調容易性判断部２０３と不感帯パラメータ設定部２０４と室圧安定性判断部２０５と補正出力演算部２０６と合算部２０７と不感帯パラメータ記憶部２０８とを他のコントローラに設けてもよいし、図示しない中央監視装置に設けてもよい。

次に、室圧制御システムの通常時の風量体積制御動作について説明する。ここでは、給気ダクト１０３から吹き出す給気の風量をＶｍａｖ、一般排気ダクト１０４で吸い出す排気の風量をＶｇｅｘ、局所排気ダクト１０２で吸い出す排気の風量をＶｅｘｖとする。

コントローラ１０５の排気風量制御部２００は、ヒュームフード１０１のサッシ開口面積に基づいて、サッシ面の面風速が規定値（通常０．５ｍ／ｓ）となるように風量Ｖｅｘｖを定め、局所排気ダクト１０２の排気風量がＶｅｘｖとなるように局所排気バルブＥＸＶの開度を制御する。なお、ヒュームフード１０１のサッシ開口面積は、サッシセンサ１１２が検出するサッシ開度から求めることができるサッシ１１１の開口部高さと、既知のサッシ幅との乗算により決定することができる。

コントローラ１０７の排気風量制御部２０２は、総排気風量（Ｖｇｅｘ＋Ｖｅｘｖ）が一定となるように、サッシ開閉による排気風量Ｖｅｘｖの変動分だけ、風量Ｖｇｅｘを増減させ、一般排気ダクト１０４の排気風量がＶｇｅｘとなるように制御出力値を出して一般排気バルブＧＥＸの開度を制御する。

コントローラ１０６の給気風量制御部２０１は、部屋１００の最低換気風量を満足させるよう、少なくとも最低風量を常に吹き出すように風量Ｖｍａｖを決定し、給気ダクト１０３の給気風量がＶｍａｖとなるように制御出力値を出して給気バルブＭＡＶの開度を制御する。部屋１００の最低換気風量を確保するため、Ｖｍａｖは最低換気風量以上に設定される。

以上のような風量の設定の仕方により、ヒュームフード１０１が使用されていないとき（すなわち、サッシ１１１が全閉のとき）、式（１）が成立する。
Ｖｍａｖ＝Ｖｇｅｘ＋α ・・・（１）

定数αは、部屋１００から漏れていく風量を決定すると共に、部屋１００を正圧にするか負圧にするかを決定するためのオフセット風量設定値である。
次に、ヒュームフード１０１が使用されているときには、式（２）が成立する。
Ｖｍａｖ＝Ｖｇｅｘ＋Ｖｅｘｖ＋α ・・・（２）

なお、例えば排気風量Ｖｅｘｖが最大風量（Ｖｅｘｖ）ｍａｘになると、コントローラ１０７の排気風量制御部２０２は風量Ｖｇｅｘを減少させて風量バランスをとろうとするが、風量Ｖｇｅｘの減少動作だけで風量バランスをとろうとしても、一般排気バルブＧＥＸの開度が０％になった場合には風量Ｖｇｅｘを更に減らすことはできない。このような場合、コントローラ１０６の給気風量制御部２０１は、式（３）が成り立つように風量Ｖｍａｖを調節する。
Ｖｍａｖ＝Ｖｇｅｘ＋（Ｖｅｘｖ）ｍａｘ＋α ・・・（３）

以上の風量体積制御動作によれば、ヒュームフード１０１のサッシ１１１の開閉に伴って局所排気風量Ｖｅｘｖが変更されたときに、この変更に伴って給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘが変更されることになる。

給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘが変更される別の例としては、作業を行わない夜間や休日などの人がいない時間帯において、省エネルギーのために、室内外の圧力差を一定に保ちつつ、給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘを下げる風量切替制御動作がある。この風量変更は、平日は毎日行われる。昼から夜への切り替えの例では、給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘを共に徐々に減らし、夜から昼への切り替えの例では、給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘを共に徐々に増やす。

また、給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘが変更される別の例としては、室内の換気量変更指令などによる変更動作がある。さらに、給気風量Ｖｍａｖと排気風量Ｖｇｅｘが変更される別の例としては、他に部屋１００の燻蒸や未利用時に給排気ファンを停止する場合と給排気ファンの停止状態から通常の運動状態に切り替える場合がある。

次に、以上のような動作と並行して行われる室圧制御動作について説明する。図５は室圧制御動作を説明するフローチャートである。本実施の形態では、一般排気バルブＧＥＸを室圧制御バルブ（ＰＣＶ）として機能させるものとする。
コントローラ１０７の室圧乱調容易性判断部２０３は、室圧が乱れ易い条件が成立しているかどうかを判定することにより、室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する（図５ステップＳ１００）。

室圧が乱れ易い条件としては、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のようなものがある。
（Ａ）給気風量Ｖｍａｖまたは排気風量Ｖｇｅｘの変更中であること。
（Ｂ）室圧制御の開始後、第１の所定時間Ｔ１が経過するまでの間であること。
（Ｃ）室圧計測値が室圧設定値から逸脱するか、この逸脱が収まってから第２の所定時間Ｔ２が経過するまでの間であること。
（Ｄ）局所排気風量Ｖｅｘｖの変更中か、局所排気風量Ｖｅｘｖが変更されてから第３の所定時間Ｔ３が経過するまでの間であること。

室圧乱調容易性判断部２０３は、上記の（Ａ）〜（Ｄ）のうち少なくとも１つが成立しているとき、室圧が乱れ易い状況であると判定する。また、室圧乱調容易性判断部２０３は、上記の（Ａ）〜（Ｄ）のいずれも成立していないとき、室圧が乱れ易い状況でないと判定する。

第１の所定時間Ｔ１、第２の所定時間Ｔ２、第３の所定時間Ｔ３は個別に設定可能な値である。（Ｃ）の条件については、室圧設定値ＳＰと差圧センサ１０９によって計測された室圧計測値ｄＰＥとの偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が所定の逸脱基準値ＳＷを超えたとき、室圧計測値ｄＰＥが室圧設定値ＳＰから逸脱したと判定し、偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が逸脱基準値ＳＷ以下になったとき、この逸脱が収まったと判定すればよい。

コントローラ１０７の不感帯パラメータ設定部２０４は、室圧乱調容易性判断部２０３が室圧が乱れ易い状況であると判定した場合（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、室圧が乱れ易いときの不感帯パラメータ（不感帯幅Ｗと逸脱時間ｔ）を不感帯パラメータ記憶部２０８から読み出して室圧安定性判断部２０５に設定する（図５ステップＳ１０１）。

また、不感帯パラメータ設定部２０４は、室圧乱調容易性判断部２０３が室圧が乱れ易い状況でないと判定した場合（ステップＳ１００においてＮＯ）、通常時の不感帯パラメータを不感帯パラメータ記憶部２０８から読み出して室圧安定性判断部２０５に設定する（図５ステップＳ１０２）。ここで、室圧が乱れ易いときの不感帯パラメータについては、例えば不感帯幅Ｗが３Ｐａ、逸脱時間ｔが０ｓとする。通常時の不感帯パラメータについては、例えば不感帯幅Ｗが４．５Ｐａ、逸脱時間ｔが３０ｓとする。このように、室圧が乱れ易い状況と乱れ難い状況のそれぞれに最適な不感帯パラメータが不感帯パラメータ記憶部２０８に予め登録されている。

なお、前述の逸脱基準値ＳＷは、不感帯幅Ｗよりも大きい値であり、例えば１５Ｐａに設定される。つまり、後述のように室圧制御の保留中に、偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗを多少逸脱する程度の場合は自然に室圧の乱れは収まるため、制御を保留したままとするが、何らかの状況により、室圧が大きく乱れた場合は、逸脱時間ｔを待たずに室圧制御の保留を即座に解除して室圧制御を再開すべきである。そこで、不感帯幅Ｗよりも大きい逸脱基準値ＳＷを設定しておき、偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が逸脱基準値ＳＷを超えると、室圧が乱れ易い状況であると判定し、不感帯パラメータを切り替えるようにしている。

次に、コントローラ１０７の室圧安定性判断部２０５は、室圧が安定中かどうかを判定する（図５ステップＳ１０３）。室圧安定性判断部２０５は、所定の室圧設定値ＳＰと差圧センサ１０９によって計測された室圧計測値ｄＰＥとの偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗ以下である場合、室圧安定中と判定し、偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗを超える状態の継続時間が逸脱時間ｔを超えた場合、室圧変動中と判定する。

コントローラ１０７の補正出力演算部２０６は、室圧設定値ＳＰと室圧計測値ｄＰＥとの偏差がなくなるように風量Ｖｇｅｘの増減分を周知のＰＩＤ制御アルゴリズムにより演算し、演算した増減分だけ一般排気ダクト１０４の排気風量Ｖｇｅｘが変わるように補正制御出力値を出す（図５ステップＳ１０４）。

コントローラ１０７の合算部２０７は、排気風量制御部２０２が出力した排気用の制御出力値と、補正出力演算部２０６が出力した補正制御出力値とを合算して一般排気バルブＧＥＸに出力する（図５ステップＳ１０５）。こうして、風量体積制御動作による一般排気バルブＧＥＸの開度調整と同時に、室圧制御動作による一般排気バルブＧＥＸの開度微調整が行われ、室圧が制御される。

一方、補正出力演算部２０６は、室圧安定性判断部２０５が室圧安定中と判定した場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、上記ＰＩＤ制御アルゴリズムによって演算した補正制御出力値の出力を保留し、直前の演算周期で出力していた補正制御出力値を、現在の演算周期よりも後の演算周期で新たな補正制御出力値を出力する時になるまで継続して出力する（図５ステップＳ１０６）。

こうして、室圧安定中であれば、補正制御出力値の出力を保留し、室圧制御を保留にすることで、一般排気バルブＧＥＸの動作を止めることができ、一般排気バルブＧＥＸの動作回数を減らすことができる。室圧安定性判断部２０５が室圧変動中と判定すれば、ステップＳ１０４の処理により新たな補正制御出力値が演算されて出力されるので、保留が解除され、室圧制御が再開される。
室圧制御が終了するまで（図５ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理が演算周期ごとに繰り返し行われる。

図６は本実施の形態の室圧制御の動作例を示す図である。室圧が乱れ易い状況でないときは、通常時の不感帯パラメータとして、不感帯幅Ｗ＝４．５Ｐａ、逸脱時間ｔ＝３０ｓが設定される。この状態で室圧に乱れが生じ、時刻ｔ１において室圧設定値ＳＰと室圧計測値ｄＰＥとの偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗ＝４．５Ｐａを超えたとする。この場合、図６に示すように、偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗを超える状態の継続時間ＣＴが逸脱時間ｔ以下であれば、室圧制御は保留されたままとなり、安定時の無駄なＰＣＶ（一般排気バルブＧＥＸ）の動作を無くすことができる。

ここで、時刻ｔ２において換気量変更指令があり、給排気風量が変動し始めたとする。このとき、室圧乱調容易性判断部２０３は室圧が乱れ易い状況であると判定し、不感帯パラメータ設定部２０４は室圧が乱れ易いときの不感帯パラメータとして、不感帯幅Ｗ＝３Ｐａ、逸脱時間ｔ＝０ｓを設定する。この状態で室圧に乱れが生じ、時刻ｔ３において室圧設定値ＳＰと室圧計測値ｄＰＥとの偏差の絶対値｜ＳＰ−ｄＰＥ｜が不感帯幅Ｗ＝３Ｐａを超えたとする。この場合、逸脱時間ｔが０ｓに変更されているため、室圧制御を保留することなく、即座に室圧変動中と判定され、室圧制御が再開される。

以上のように、本実施の形態では、室圧が乱れ易い状況と乱れ難い状況で不感帯パラメータを切り替えられるようにし、室圧が乱れ易い状況のときには、一般排気バルブＧＥＸの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータ（通常時よりも不感帯幅Ｗが狭く、逸脱時間ｔが短い）を用いて室圧の安定性を判定するようにしたので、特許文献１、特許文献２に開示された技術と比較して、室圧の乱れに対する制御の応答性を向上させることができる。また、室圧が乱れ易い状況でないときには、室圧制御の応答性よりも一般排気バルブＧＥＸの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータ（不感帯幅Ｗが広く、逸脱時間ｔが長い）を用いて室圧の安定性を判定するようにしたので、一般排気バルブＧＥＸの動作回数を減らすことができ、一般排気バルブＧＥＸの寿命を延ばすことができる。こうして、本実施の形態では、ＰＣＶ（一般排気バルブＧＥＸ）の長寿命化と室圧制御の応答性とを両立させることができる。

なお、本実施の形態では、一般排気バルブＧＥＸをＰＣＶとして機能させているが、給気バルブＭＡＶをＰＣＶとして機能させるようにしてもよい。ただし、給気バルブＭＡＶをＰＣＶとして機能させる場合、合算部２０７は、コントローラ１０６の給気風量制御部２０１が出力する制御出力値と補正出力演算部２０６が出力する補正制御出力値とを合算して給気バルブＭＡＶに出力する。

本実施の形態で説明した各コントローラ１０５，１０６，１０７は、例えばＣＰＵ、記憶装置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。各コントローラ１０５，１０６，１０７のＣＰＵは、記憶装置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。
なお、本実施の形態では、局所排気装置の１つとしてフュームフードを示したが、安全キャビナットなど、フュームフードと同様の役割を果たす装置にも適用可能である。

本発明は、室圧制御システムに適用することができる。

１００…部屋、１０１…ヒュームフード、１０２…局所排気ダクト、１０３…給気ダクト、１０４…一般排気ダクト、１０５，１０６，１０７…コントローラ、１０８…通信線、１０９…差圧センサ、１１０…室圧モニタ、２００，２０２…排気風量制御部、２０１…給気風量制御部、２０３…室圧乱調容易性判断部、２０４…不感帯パラメータ設定部、２０５…室圧安定性判断部、２０６…補正出力演算部、２０７…合算部、２０８…不感帯パラメータ記憶部、ＥＸＶ…局所排気バルブ、ＭＡＶ…給気バルブ、ＧＥＸ…一般排気バルブ。

Claims (7)

1. 対象部屋へ吹き出す給気の風量を調節する給気バルブと、
   前記対象部屋から吸い出す排気の風量を調節する一般排気バルブと、
   前記給気バルブによって調節される給気風量と前記一般排気バルブによって調節される排気風量との差が所定のオフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブの給気風量と前記一般排気バルブの排気風量とを決定し、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御する風量制御手段と、
   前記対象部屋と所定の基準室との圧力差である室圧が所定の室圧設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブのうち室圧制御バルブとして動作させる方のバルブを制御する室圧補正制御手段と、
   前記室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断手段と、
   前記室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断手段と、
   前記室圧の安定性を判定するための不感帯パラメータを設定する不感帯パラメータ設定手段とを備え、
   前記不感帯パラメータ設定手段は、前記室圧が乱れ易い状況と判定された場合、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを前記室圧安定性判断手段に設定し、前記室圧が乱れ易い状況でないと判定された場合、室圧制御の応答性よりも前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを前記室圧安定性判断手段に設定し、
   前記室圧補正制御手段は、前記室圧が安定中と判定された場合、室圧制御のための風量の増減を保留することを特徴とする室圧制御システム。
2. 請求項１記載の室圧制御システムにおいて、
   前記不感帯パラメータは、不感帯幅と逸脱時間とからなり、
   前記室圧安定性判断手段は、前記室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が前記不感帯幅以下である場合、室圧安定中と判定し、前記偏差の絶対値が前記不感帯幅を超える状態の継続時間が前記逸脱時間を超えた場合、室圧変動中と判定することを特徴とする室圧制御システム。
3. 請求項２記載の室圧制御システムにおいて、
   前記室圧制御の応答性を重視した不感帯幅は、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯幅よりも狭く、前記室圧制御の応答性を重視した逸脱時間は、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した逸脱時間よりも短いことを特徴とする室圧制御システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の室圧制御システムにおいて、
   前記室圧乱調容易性判断手段は、（１）前記給気風量または前記排気風量の変更中であること、（２）室圧制御の開始後、第１の所定時間が経過するまでの間であること、（３）前記室圧設定値と室圧計測値との偏差の絶対値が所定の逸脱基準値を超える逸脱が生じるか、この逸脱が収まってから第２の所定時間が経過するまでの間であること、のうち少なくとも１つの条件が成立しているとき、室圧が乱れ易い状況であると判定することを特徴とする室圧制御システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の室圧制御システムにおいて、
   さらに、対象部屋に設置されたヒュームフードと、
   このヒュームフードの排気風量を調節する局所排気バルブと、
   前記ヒュームフードのサッシ面の面風速が規定値となるように前記局所排気バルブを制御する局所排気風量調節手段とを備え、
   前記風量制御手段は、前記給気バルブによって調節される給気風量と前記局所排気バルブおよび前記一般排気バルブによって調節される排気風量との差が前記オフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御することを特徴とする室圧制御システム。
6. 請求項５記載の室圧制御システムにおいて、
   前記室圧乱調容易性判断手段は、前記（１）〜（３）の条件と、（４）前記局所排気バルブによって調節される局所排気風量の変更中か、前記局所排気風量が変更されてから第３の所定時間が経過するまでの間であること、という４つの条件のうち少なくとも１つが成立しているとき、室圧が乱れ易い状況であると判定することを特徴とする室圧制御システム。
7. 対象部屋に設置された給気バルブによって調節される給気風量と前記対象部屋に設置された一般排気バルブによって調節される排気風量との差が所定のオフセット風量設定値に一致するように、前記給気バルブの給気風量と前記一般排気バルブの排気風量とを決定し、前記給気バルブと前記一般排気バルブとを制御する風量制御ステップと、
   前記対象部屋と所定の基準室との圧力差である室圧が所定の室圧設定値に一致するように、前記給気バルブと前記一般排気バルブのうち室圧制御バルブとして動作させる方のバルブを制御する室圧補正制御ステップと、
   前記室圧が乱れ易い状況かどうかを判定する室圧乱調容易性判断ステップと、
   前記室圧が安定中かどうかを判定する室圧安定性判断ステップと、
   前記室圧の安定性を判定するための不感帯パラメータを設定する不感帯パラメータ設定ステップとを含み、
   前記不感帯パラメータ設定ステップは、前記室圧が乱れ易い状況と判定された場合、前記室圧制御バルブの動作回数の軽減よりも室圧制御の応答性を重視した不感帯パラメータを設定し、前記室圧が乱れ易い状況でないと判定された場合、室圧制御の応答性よりも前記室圧制御バルブの動作回数の軽減を重視した不感帯パラメータを設定するステップを含み、
   前記室圧補正制御ステップは、前記室圧が安定中と判定された場合、室圧制御のための風量の増減を保留するステップを含むことを特徴とする室圧制御方法。

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