JP2523203B2

JP2523203B2 - 空調システム

Info

Publication number: JP2523203B2
Application number: JP2063876A
Authority: JP
Inventors: 朗森川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH03267649A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は温調気を複数の温調対象域に供給するファン
を設け、前記温調対象域の実際温と目標温との正負ある
偏差に応じて風路開度の調整により前記温調対象域への
温調気供給量を調整する変風量装置を前記温調対象域の
夫々に対して設け、前記ファンの送風量を調整するファ
ン制御手段を設けた空調システムに関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き空調システムにおけるファン制御手
段は、温調対象域の夫々に対する変風量装置のうち少な
くとも一つの調整風路開度が設定上限開度（例えば100
％開度）以上になると、ファンの送風量（Ｖ）を、一定
の単位時間あたり変更量（dV/dT）で増大側に調整し、
又、変風量装置の全ての調整風路開度が設定中間開度
（例えば85％開度）未満になると、ファンの送風量
（Ｖ）を、上記と同等の一定の単位時間あたり変更量
（dV/dT）で減少側に調整する構成となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の従来システムでは、例えば、温調対象
域のうちの１つのみならず複数において夫々の温調負荷
が大きく増大して、それら温調対象域に対する変風量装
置夫々の調整風路開度が設定上限開度以上になった場合
（イ）についても、又、１つの温調対象域の温調負荷の
みが増大して、その温調対象域に対する変風量装置の調
整風路開度のみが設定上限開度以上になった場合（ロ）
についても、ファン送風量（Ｖ）の増大側への調整は、
一定の単位時間あたり変更量（dV/dT）（換言すれば、
一定の調整速度）をもって一律に実施される。

すなわち、温調対象域のうちの１つのみならず複数で
温調負荷が大きく増大して、温調対象域の全部について
の全体としての温調負荷（以下、全体温調負荷と称す）
がかなり大きく増大したと認められる場合（イ）（例え
ば立上げ時）も、又、１つの温調対象域における温調負
荷の増大のみであって、全体温調負荷としてはさほど大
きな増大とは認められない場合（ロ）（例えば１つの温
調対象域において人員変動があったとき）も、それら全
体温調負荷の増大幅の大小にかかわらず、一律の単位時
間あたり変更量（dV/dT）をもってファン送風量（Ｖ）
の増大調整が行われるために、その単位時間あたり変更
量（dV/dT）の設定値によっては、前者の場合（イ）に
おいて、全体温調負荷の増大幅がかなり大きいことに対
しファン送風量（Ｖ）の増大調整が遅くて、各温調対象
域の温調状態を目標温での平衡状態に近づけるのに長時
間を要するといった応答性低下の問題を招いたり、後者
の場合（ロ）において、全体温調負荷の増大幅がさほど
大きいものではないにもかかわらずファン送風量（Ｖ）
の増大調整が過度に行われて、所謂オーバーシュート的
な現象を招き、そのために、温調対象域に対する温調制
御が不安定になるといった問題を招いたりしていた。

本発明の目的は、制御を常に安定的なものとしなが
ら、全体温調負荷の大きな変動に対しても迅速に対処で
きるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による空調システムの特徴構成は、温調気を複
数の温調対象域に供給するファンを設け、前記温調対象
域の実際温と目標温との正負ある偏差に応じて風路開度
の調整により前記温調対象域への温調気供給量を調整す
る変風量装置を前記温調対象域の夫々に対して設け、前
記ファンの送風量を調整するファン制御手段を設ける構
成において、前記ファン制御手段は、前記温調対象域の全てについ
ての前記正負ある偏差の和と設定平衡値との差値に基づ
き、その差値を減少させる方向に、かつ、前記差値が大
きいほど、ファン送風量の単位時間あたり変更量を大き
くして、前記ファンの送風量を調整する構成としてある
ことにあり、その作用・効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、各温調対象域における実際温（tr）と目標温
（ts）との正負のある偏差（Δｔ＝tr−ts）を温調対象
域の全てについて加算した和（ΣΔｔ）と、設定平衡値
（Ｓ）との差値（ΔＳ＝｜（ΣΔｔ）−S|）は、その和
（ΣΔｔ）が設定平衡値（Ｓ）と等しい（ΣΔｔ＝S,Δ
Ｓ＝０）とき（システム全体としての所望平衡状態）を
基準とした全体温調負荷の具体的変動幅を定量的に示す
値となる。

したがって、この差値（ΔＳ）に基づき、差値（Δ
Ｓ）を減少させる方向でファン制御手段にファン送風量
（Ｖ）を調整させることにより、システム全体を上記の
平衡状態（すなわち、システム全体としての温調能力と
全体温調負荷とが平衡しているとする状態）へ移行させ
ることができ、そして、温調対象域の夫々については、
実際温（tr）と目標温（ts）との正負のある偏差（Δ
ｔ）に応じて実行される各変風量装置による温調気供給
量の調整をもって個々に平衡状態へ移行させることがで
きる。

又、上記の差値（ΔＳ）に基づくファン送風量（Ｖ）
の調整において、差値（ΔＳ）が大きいほど、ファン送
風量（Ｖ）の単位時間あたり変更量（dV/dT）（すなわ
ち、調整速度）を大きくして、ファン制御手段にファン
送風量（Ｖ）を調整させることにより、全体温調負荷の
変動幅が大きいときには、それに応じファン送風量
（Ｖ）の単位時間あたり変更量（dV/dT）を大きくし
て、又、全体温調負荷の変動幅が小さいときには、それ
に応じファン送風量（Ｖ）の単位時間あたり変更量（dV
/dT）を小さくして、ファンの送風量（Ｖ）を差値減少
側へ調整することとなる。

〔発明の効果〕

以上の作用の結果、全体温調負荷の変動幅が小さいと
きに、ファン送風量の単位時間あたり変更量が大き過ぎ
るために制御上でオーバーシュート的な現象を招いて温
調制御が不安定となったり、又、全体温調負荷の変動幅
が大きいときに、ファン送風量の単位時間あたり変更量
が小さいために平衡状態への移行に長時間を要したりす
るといった従来の問題を解消でき、これにより、温調制
御を常に安定的なものとしながら、全体温調負荷の大き
な変動に対しても迅速に対処できる温調制御性に極めて
優れた温調システムとし得る。

ちなみに、温調制御性の上述の如き向上を図るに、別
法として（第５図参照）、変風量装置夫々の調整風路開
度（a₁），（a₂），（a₃）を調整範囲内で比例的に検出
すると共に、その検出結果に基づき全体温調負荷の変動
幅（ΔＱ）を定量的に把握させ、そして、ファンの送風
量調整において、ファン送風量（Ｖ）の単位時間あたり
変更量（dV/dT）を全体温調負荷の変動幅（ΔＱ）が大
きいほど大きくして、ファン送風量（Ｖ）を調整させる
ことも考えられる。

しかしながら、この別法では、例えば、１台ないし複
数台の変風量装置の調整風路開度が調整範囲の上限に達
してしまうと、その調整範囲を超える分については全体
温調負荷の変動幅を定量的に把握できないことから、フ
ァン送風量の調整において、ファン送風量（Ｖ）の単位
時間あたり変更量（dV/dT）を、全体温調負荷の変動幅
に対し正確に対応させることができず、結局は全体温調
負荷の大きな変動に対してファン送風量（Ｖ）の調整が
遅くなるといったことを生じる。

その点、本発明によれば、実際温と目標温との正負あ
る偏差の和に基づき全体温調負荷の変動幅を定量的に把
握させる形態であるから、上述の如き問題を生じること
は無く、上記別法に比して一層優れた温調制御性を得る
ことができる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図において、（１）は温調対象の室（特許請求の
範囲における温調対象域に相当）、（２）は空調器、
（３）は空調器（２）による温調気を各室（１）に供給
するファンである。

（４）は、各室（１）について、検出器（５）により
検出される室（１）の実際温（tr）と、設定器（６）に
より設定された目標温（ts）との正負を有する偏差（Δ
ｔ＝tr−ts）に応じ、給気風路（７）に対する風路開度
調整により、各室（１）への温調気供給量を調整する変
風量装置である。

各変風量装置（４）は、冷房運転では第２図に示す如
く、偏差（Δｔ）が正の設定値（Δta）（例えば＋0.05
℃）以上になると、次に偏差（Δｔ）が負の設定値（Δ
tb）（例えば−0.05℃）以下になるまでの間、所定の速
度で漸次的に風路開度を増大させ、一方、偏差（Δｔ）
が負の設定値（Δtb）以下になると、次に偏差（Δｔ）
が正の設定値（Δta）以上になるまでの間、上記の所定
速度で漸次的に風路開度を減少させる構成となっている
（尚、暖房運転の場合は逆の動作をする）。

ファン（３）は、その送風量（Ｖ）を全体温調負荷
（全部の室（１）についての全体としての温調負荷）の
変動に応じ、インバータ制御をもってファン制御手段
（８）により調整するようにしてあり、このファン送風
量（Ｖ）の調整により、システム全体としての温調能力
を全体温調負荷と平衡する状態に調整すると共に、ファ
ン動力の不必要な消費を回避して省エネを図るようにし
てある。

ファン制御手段（８）には、各室（１）の正負ある偏
差（Δt₁＝tr₁−ts₁），（Δt₂＝tr₂−ts₂），（Δt₃＝
tr₃−ts₃）の和（ΣΔｔ）を算出する加算器（8A）、設
定れた平衡値（Ｓ）（本例においてはＳ＝０）と加算器
（8A）による算出和（ΣΔｔ）とを比較する比較器（8
B）、並びに、比較器（8B）による比較結果として与え
られる、算出和（ΣΔｔ）と設定平衡値（Ｓ）との大小
関係（ΣΔｔ＞Ｓか、あるいはΣΔｔ＜Ｓか）、及び、
算出和（ΣΔｔ）と設定平衡値（Ｓ）との差値（ΔＳ＝
｜（ΣΔｔ）−S|）に基づき、ファン駆動手段（8D）に
調整指令を与える調整器（8C）を備えさせてあり、この
調整器（8C）は、具体的調整形態として、（ｉ）上記の差値（ΔＳ）を減少させる方向（すなわ
ち、冷房運転では（ΣΔｔ＞Ｓ）のときファン送風量増
大方向で、（ΣΔｔ＜Ｓ）のときファン送風量減少方
向、又、暖房運転では（ΣΔｔ＞Ｓ）のときファン送風
量減少方向で、（ΣΔｔ＜Ｓ）のときファン送風量増大
方向）で、かつ、（ii）第３図に示すように、上記の差値（ΔＳ）（絶対
値）が大きいほど、ファン送風量（Ｖ）の単位時間あた
り変更量（dV/dT）（すなわち、ファン送風量（Ｖ）の
調整速度）を大きくして、ファン駆動手段（8D）にファン送風量（Ｖ）を調整さ
せる構成としてある。

つまり、算出和（ΣΔｔ）と設定平衡値（Ｓ）とが等
しい（ΔＳ＝０）ときをシステム全体としての平衡状態
として、その平衡状態を基準とした全体温調負荷の変動
幅を上記の差値（ΔＳ）により把握し、そして、その差
値（ΔＳ）を減少させる方向でファン（３）の送風量
（Ｖ）を調整することにより、システム全体をその平衡
状態（ΔＳ＝０）へ移行させると共に、実際温（t
r₁），（tr₂），（tr₃）と目標温（ts₁），（ts₂），
（ts₃）との正負を有する偏差（Δt₁），（Δt₂），
（Δt₃）に応じた各変風量装置（４）による温調気供給
量の調整により、各室（１）の温調状態を個々に平衡状
態（Δt₁＝０），（Δt₂＝０），（Δt₃＝０）に移行さ
せるようにしてある。

又、システム全体としての平衡状態（ΔＳ＝０）への
移行については、上記差値（ΔＳ）が大きいほど、ファ
ン送風量（Ｖ）の単位時間あたり変更量（dV/dT）を大
きくして、上記のファン送風量調整を行わせることによ
り、全体温調負荷の変動幅の大小にかかわらず温調制御
を常に安定的なものとしながら、全体温調負荷の大きな
変動に対しても迅速に対処できるようにしてある。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

（ａ）変風量装置（４）には種々の型式のものを適用
でき、例えば、第４図に示すように、実際温（tr）と目
標温（ts）との正負を有する偏差（Δｔ＝tr−ts）が正
の設定値（Δtc）（例えば＋１℃）と負の設定値（Δt
d）（例えば−１℃）との間にあるときは、温調対象域
（１）への温調気供給量（ｆ）を偏差（Δｔ）に応じて
実線のグラフに沿わせ（暖房運転では破線のグラフに沿
わせ）比例的に変化させるように、又、偏差（Δｔ）が
正の設定値（Δtc）以上のときには温調気供給量（ｆ）
を設定上限値（f₂）（暖房運転では設定下限量（f₁））
に維持し、一方、偏差（Δｔ）が負の設定値（Δtd）以
下のときには温調気供給量（ｆ）を設定下限量（f₁）
（暖房運転では設定上限量（f₂））に維持するように、
温調気供給量（ｆ）のフィードバックを伴いながら風路
開度を調整する風量比例型式の変風量装置（４）を適用
しても良い。

（ｂ）上記の風量比例型式の変風量装置（４）は、そ
の動作として、温調気供給量（ｆ）が設定上限値（f₂）
となれば調整風路開度がその調整範囲の上限に達してい
なくても増大側への風路開度調整を停止するようになっ
ているが、本発明の実施において、この風量比例型式の
変風量装置（４）を適用する場合、変風量装置（４）の
うち調整風路開度が上限開度未満でありながら温調気供
給量（ｆ）の調整値が設定上限値（f₂）に達している変
風量装置（４）に対して、その風路開度を強制的に上限
開度に調整するように制御機能する手段を付加しても良
い（尚、前述実施例の如きファン送風量（Ｖ）の調整に
よりシステム全体が平衡状態（ΔＳ＝０）に調整され、
又、上記の強制的風路開度調整を施した変風量装置
（４）以外の変風量装置（４）が偏差（Δｔ）に応じた
温調気供給量（ｆ）の調整を実行する限り、上記の強制
的風路開度調整を実施しても、その実施対象となった変
風量装置（４）が調整対象とする温調対象域（１）の平
衡化の上で特に問題を生じることはない）。

（ｃ）設定平衡値（Ｓ）は０に限定されるものではな
く、種々の状況に応じて適宜決定すれば良い。特に、上
記の風量比例型式の変風量装置（４）を適用する場合
（第４図参照）、設定平衡値ＳとしてΔtd×ｎからΔtc
×ｎの間（Δtd×ｎ≦Ｓ≦Δtc×ｎ、但し、ｎは温調対
象域の域数）の適当量を採用するようにしても良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
システム構成図、第２図は変風量装置の動作を説明する
グラフ、第３図はファン送風量の単位時間あたり変更量
の調整を説明するグラフである。第４図は本発明の別実
施例における変風量装置の動作を説明するグラフであ
る。第５図は比較例を示すフローチャートである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】温調気を複数の温調対象域（１）に供給す
るファン（３）を設け、前記温調対象域（１）の実際温
（tr）と目標温（ts）との正負ある偏差（Δｔ）に応じ
て風路開度の調整により前記温調対象域（１）への温調
気供給量を調整する変風量装置（４）を前記温調対象域
（１）の夫々に対して設け、前記ファン（３）の送風量
（Ｖ）を調整するファン制御手段（８）を設けた空調シ
ステムであって、前記ファン制御手段（８）は、前記温調対象域（１）の
全てについての前記正負ある偏差（Δｔ）の和（ΣΔ
ｔ）と設定平衡値（Ｓ）との差値（ΔＳ）に基づき、そ
の差値（ΔＳ）を減少させる方向に、かつ、前記差値
（ΔＳ）が大きいほど、ファン送風量（Ｖ）の単位時間
あたり変更量（dV/dT）を大きくして、前記ファン
（３）の送風量（Ｖ）を調整する構成としてある空調シ
ステム。