JP3227510B2 - 空調制御システムにおける調節弁制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、調節弁の開度を調整
することによって空調機の熱交換器への熱媒体の供給量
を制御する空調制御システムにおける調節弁制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は空調制御システムの一例を示す計
装図である。同図において、１は温熱源、２は冷熱源、
Ｐ１，Ｐ２はポンプ、３−１，３−２は温熱源側のヘッ
ダ、４−１，４−２は冷熱源側のヘッダ、５−１〜５−
ｎ，６−１〜６−ｎ，７−１〜７−ｎは熱交換器、８−
１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎは調
節弁、１１−１，１１−２は三方弁、１２−１，１２−
２はバイパス弁である。なお、熱交換器５−１〜５−ｎ
は冷熱用の熱交換器、熱交換器６−１〜６−ｎは暖熱用
の熱交換器、７−１〜７−ｎは冷暖兼用の熱交換器であ
る。冷熱用の交換器５−１（５−ｎ）と暖熱用の交換器
６−１（６−ｎ）とをペアとして各々１つの空調機が構
成されている。また、冷暖兼用の熱交換器７−１〜７−
ｎによって、各々１つの空調機が構成されている。

【０００３】この空調制御システムでは、温熱源１から
の温水がヘッダ３−１→熱交換器６−１〜６−ｎ→調節
弁９−１〜９−ｎ→ヘッダ３−２→ポンプＰ１の経路で
循環する。また、冷熱源２からの冷水がヘッダ４−１→
熱交換器５−１〜５−ｎ→調節弁８−１〜８−ｎ→ヘッ
ダ４−２→ポンプＰ２の経路で循環する。また、三方弁
１１−１，１１−２の切替状況に応じ、温熱源１からの
温水がヘッダ３−１→三方弁１１−１→熱交換器７−１
〜７−ｎ→調節弁１０−１〜１０−ｎ→三方弁１１−２
→ヘッダ３−２→ポンプＰ１の経路、あるいは冷熱源２
からの冷水がヘッダ４−１→三方弁１１−１→熱交換器
７−１〜７−ｎ→調節弁１０−１〜１０−ｎ→三方弁１
１−２→ヘッダ４−２→ポンプＰ２の経路で循環する。

【０００４】すなわち、この空調制御システムでは、
２つの熱源系統（温熱源と冷熱源）と、３つの配管系統
（冷房配管系統＃１，暖房配管系統＃２，冷暖房配管系
統＃３）を備えている。そして、調節弁８−１〜８−
ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎの開度が、冷
房配管系統＃１，暖房配管系統＃２，冷暖房配管系統＃
３に対して設けられた各空調機コントローラ（図示せ
ず）によって調整され、熱交換器５−１〜５−ｎ，６−
１〜６−ｎ，７−１〜７−ｎへの熱媒体の供給量が制御
される。

【０００５】〔配管フラッシング〕このような空調制御
システムでは、通常、配管工事後に配管フラッシングが
行われる。すなわち、冷房配管系統＃１，暖房配管系統
＃２，冷暖房配管系統＃３毎に、調節弁８−１〜８−
ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎを全開状態と
して圧水を流し、配管内の掃除をする。

【０００６】〔冬季の管内凍結防止〕また、このような
空調制御システムでは、空調運転終了後、熱交換器に付
設された調節弁が全て全閉状態となる。すなわち、熱交
換器５−１〜５−ｎ，６−１〜６−ｎ，７−１〜７−ｎ
の運転終了後、調節弁８−１〜８−ｎ，９−１〜９−
ｎ，１０−１〜１０−ｎが全閉状態となる。冬季におい
て、このままの状態で放置すれば、管内凍結が起こり、
配管破裂等、システムが破壊される可能性がある。そこ
で、従来では、その対策として、空調運転終了後、凍結
の虞れのある管路に付設された調節弁を全開状態として
いる。これにより、管内の滞留水が抜かれ、管内凍結が
防止される。

【０００７】〔熱源起動時のウォーミングアップ〕ま
た、このような空調制御システムでは、熱源起動時にウ
ォーミングアップを行う。すなわち、例えば、空調機を
動かす前に、先に温熱源１を動かす。この場合、空調機
がまだ動いていないので、調節弁９−１〜９−ｎは閉じ
たままである。このため、温熱源１からの温水は、ヘッ
ダ３−１→バイパス弁１２−１→ヘッダ３−２→ポンプ
Ｐ１の経路で循環される。なお、バイパス弁１２−１
は、ヘッダ３−１での送水圧とヘッダ３−２での還水圧
との差圧が一定となるように、その開度が調整される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空調制御システムによると、配管フラッシン
グ、冬季の管内凍結防止、熱源起動時のウォーミングア
ップの各場合について、次のような問題が生じていた。

【０００９】〔配管フラッシング〕調節弁８−１〜８−
ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎは工場出荷時
は全開状態とされている。調節弁８−１〜８−ｎ，９−
１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎを配管にセットした
後、自動モードから手動モードへ切り替え、通電して正
常に動作する（全閉／全開になる）ことを確かめる。正
常に動作すれば自動モードへ戻す。ここで、調節弁８−
１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎに
は、自動モードへ戻した時の状態によって、開状態と全
閉状態とが混在する。このような状態では配管フラッシ
ングを行うことはできない。

【００１０】そこで、配管フラッシングに際し、調節弁
８−１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎ
をチェックし、全開状態となっていない調節弁について
は自動モードから手動モードへ切り替えて全開状態と
し、調節弁８−１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ，１０−１
〜１０−ｎの全てを全開状態とする。そして、配管系統
毎に、配管フラッシングを終えた後、手動モードにされ
ている調節弁を自動モードへ戻す。このように、従来に
おいては、配管フラッシングに際し、一々、調節弁をチ
ェックし、自動モードから手動モードへ切り替えて全開
状態としなければならず、非常に面倒で手間がかかって
いた。また、配管フラッシングを終えた後、調節弁を手
動モードから自動モードへ戻し忘れることも度々あっ
た。

【００１１】〔冬季の管内凍結防止〕管内凍結防止のた
めに、空調運転終了後、凍結の虞れのある管路に付設さ
れた調節弁を全開状態としているが、この判断および作
業はあくまでも人間が行っている。すなわち、凍結の虞
れのある管路を判断し、この凍結の虞れのある管路に付
設された調節弁を自動モードから手動モードへ切り替え
て全開状態としている。このように、従来においては、
冬季の管内凍結防止に際し、一々、凍結の虞れのある管
路を判断し、この凍結の虞れのある管路に付設された調
節弁を自動モードから手動モードへ切り替えて全開状態
としなければならず、非常に面倒で手間がかかってい
た。また、空調運転開始時、調節弁を手動モードから自
動モードへ戻し忘れることも度々あった。なお、凍結の
虞れのある管路に付設された調節弁を全開状態とする代
わりに、空調運転終了後、凍結の虞れのある管路に付設
された調節弁をポンプを動かしながら開閉制御し、管路
中の水を循環させる方法もとられているが、このような
方法ではエネルギーの無駄となる。

【００１２】〔熱源起動時のウォーミングアップ〕熱源
起動時のウォーミングアップとして、例えば、空調機を
動かす前に温熱源１を動かすと、温熱源１からの温水は
ヘッダ３−１→バイパス弁１２−１→ヘッダ３−２→ポ
ンプＰ１の経路で循環される。この場合、温熱源１へ
は、送水した時の温度で還水が戻ってくる。このような
状況において、空調機がタイムスケジュールどおりに動
き始めないと、温熱源１の保護機能が働いて止まってし
まうことがある。温熱源１が止まると、再起動をかけな
ければならず、エネルギーのロスとなり、時間もかか
る。

【００１３】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、熱源起動時
のウォーミングアップを無駄なく行うことの可能な空調
制御システムにおける調節弁制御方法を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、熱源起
動時にその熱源系統の調節弁を１グループとして一括し
て同一所定開度に制御するようにしたものである。 第２
発明（請求項２に係る発明）は、熱源起動時にその熱源
系統の調節弁を１グループとして一括してその時の各種
条件より算出された同一所定開度に制御するようにした
ものである。

【００１５】

【００１６】

【作用】したがってこの発明によれば、第１発明では、
熱源起動時に、その熱源系統の調節弁が１グループとし
て一括して同一所定開度に制御される。 第２発明では、
熱源起動時に、その熱源系統の調節弁が１グループとし
て一括して、その時の各種条件より算出された同一所定
開度に制御される。

【００１７】

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図２はこの発明を適用してなる空調制御システムの
システム構成図である。同図において、１００は上位装
置、１０１，１０２，１０３は冷房配管系統＃１，暖房
配管系統＃２，冷暖房配管系統＃３に対して設けられた
空調機コントローラ、１０４は配管系統＃１，＃２，＃
３の配管温度や外気温度を収集するデータ収集装置、Ｔ
１〜Ｔｎは温度センサ、１０５は温熱源１およびポンプ
Ｐ１に対して設けられた温熱源・ポンプコントローラ、
１０６は冷熱源２およびポンプＰ２に対して設けられた
冷熱源・ポンプコントローラである。

【００１９】〔配管フラッシング〕この空調制御システ
ムにおいて、上位装置１００は、配管フラッシングの開
始時（図１（ａ）に示すステップ２０１）、配管フラッ
シングすべき配管系統をセットし（ステップ２０２）、
そのセット情報を含むグローバル信号を空調機コントロ
ーラ１０１〜１０３へ送る。空調機コントローラ１０１
〜１０３は、上位装置１００からのグローバル信号を受
けて、配管フラッシングが開始される配管系統が自己の
管理する配管系統であるか否かを判断する。

【００２０】例えば、冷房配管系統＃１について配管フ
ラッシングを行うものとした場合、上位装置１００から
のグローバル信号を受けて、空調機コントローラ１０１
が自己の管理する配管系統に対して配管フラッシングが
開始されると判断する。これにより、空調機コントロー
ラ１０１は、自動モードとされている調節弁８−１〜８
−ｎに対し一括して全開指令を送る（ステップ２０
３）。これにより、冷房配管系統＃１の調節弁８−１〜
８−ｎが一斉に全開となり、配管フラッシングに備え
る。

【００２１】冷房配管系統＃１に対する配管フラッシン
グを終了すれば（ステップ２０４）、上位装置１００
は、配管フラッシングを終了した配管系統をセットし
（ステップ２０５）、そのセット情報を含むグローバル
信号を空調機コントローラ１０１〜１０３へ送る。この
上位装置１００からのグローバル信号を受けて、空調機
コントローラ１０１が自己の管理する配管系統に対する
配管フラッシングの終了を確認し、調節弁８−１〜８−
ｎに対して一括し自動モードへの復帰指令を送る（ステ
ップ２０６）。暖房配管系統＃２や冷暖房配管系統＃３
についても同様にして配管フラッシングが行われる。

【００２２】したがって、本実施例によれば、配管フラ
ッシングに際し、一々、調節弁をチェックし、自動モー
ドから手動モードへ切り替えて全開状態としなくてもよ
く、配管フラッシングを簡単に行うことができる。ま
た、配管フラッシングを終えた後、全開状態とされてい
る調節弁が自動モードへ一斉に復帰されるので、従来の
ような手動モードから自動モードへの戻し忘れなどの問
題も生じない。

【００２３】なお、本実施例においては、上位装置１０
０から配管系統のセット情報を含むグローバル信号を空
調機コントローラ１０１〜１０３へ送るものとしたが、
宛先を指定して配管フラッシングする旨の情報を所要の
空調機コントローラのみへ送るものとしてもよい。

【００２４】〔冬季の管内凍結防止〕この空調制御シス
テムにおいて、上位装置１００は、凍結防止処理を開始
するか否かを判断する（図１（ｂ）に示すステップ３０
１）。この凍結防止処理の開始の判断は、データ収集装
置１０４からの配管系統＃１，＃２，＃３の配管温度や
外気温度に基づいて行い、配管温度や外気温度が所定温
度以下になった場合に凍結防止処理が必要であると判断
する。凍結防止処理が必要であると判断すれば、凍結の
虞れのあるバルブとして予め定められている調節弁を、
すなわち調節弁８−１〜８−ｎ，９−１〜９−ｎ，１０
−１〜１０−ｎ中の所定の１グループを、一括して全開
とする（ステップ３０２）。配管温度や外気温度が上昇
して凍結防止処理の必要がなくなれば、凍結防止終了と
判断して（ステップ３０３）ステップ３０２で全開とし
た調整弁を一括して自動モードへ戻す（ステップ３０
４）。

【００２５】したがって、本実施例によれば、冬季の管
内凍結防止に際し、一々、凍結の虞れのある管路を判断
し、この凍結の虞れのある管路に付設された調節弁を自
動モードから手動モードへ切り替えて全開状態としなく
てもよく、管内凍結防止を簡単に行うことができる。ま
た、凍結防止処理の必要がなくなれば、全開状態とされ
ている調節弁が自動モードへ一斉に復帰されるので、従
来のような手動モードから自動モードへの戻し忘れなど
の問題も生じない。

【００２６】なお、本実施例においては、凍結防止処理
の開始の判断を配管系統＃１，＃２，＃３の配管温度や
外気温度に基づいて行うものとしたが、オペレータから
の指令として与えるものとしてもよい。また、配管系統
＃１，＃２，＃３の配管温度や外気温度のレベルによっ
て、全開状態とする調節弁のグループ分けを行うように
してもよい。

【００２７】〔熱源起動時のウォーミングアップ〕この
空調制御システムにおいて、上位装置１００は、熱源の
ウォーミングアップを行うか否かを判断する（図１
（ｃ）に示すステップ４０１）。ウォーミングアップを
行うと判断すれば、ウォーミングアップする熱源系統を
セットする（ステップ４０２）。また、データ収集装置
１０４からの配管系統＃１，＃２，＃３の配管温度や外
気温度，配管の長さ等の各種条件に基づいて、バルブ開
度を計算する（ステップ４０３）。そして、セットされ
た熱源系統の調節弁の開度を、ステップ４０３で計算し
たバルブ開度に一括して合わせ込む（ステップ４０
４）。

【００２８】例えば、温熱源１のウォーミングアップを
行うものとした場合、温熱源系統の調節弁９−１〜９−
ｎを１グループとし、ステップ４０３で計算したバルブ
開度に一括して合わせ込む。そして、タイムスケジュー
ルに従い空調機が動き出せば、ウォーミングアップ終了
と判断し（ステップ４０５）、ウォーミングアップを終
了した熱源系統として温熱源系統をセットし（ステップ
４０６）、調節弁８−１〜８−ｎを一括して自動モード
へ戻す（ステップ４０７）。

【００２９】したがって、本実施例によれば、熱源のウ
ォーミングアップに際し、その熱源系統の調節弁の付設
された管路を負荷として利用して、熱源の保護機能によ
る停止を防止することが可能となり、熱源起動時のウォ
ーミングアップを無駄なく行うことが可能となる。な
お、本実施例においては、ステップ４０３にて必要最小
限の負荷とすべくバルブ開度を計算するようにしたが、
所定の開度として予め定めておくようにしてもよい。ま
た、季節や外気温度によって異ならせるようにしてもよ
い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、熱源起動時にその熱源系
統の調節弁が１グループとして一括して同一所定開度に
制御され、調節弁の付設された管路を負荷として利用し
て、熱源の保護機能による停止を防止することが可能と
なり、熱源起動時のウォーミングアップを無駄なく行う
ことが可能となる。 第２発明では、熱源起動時にその熱
源系統の調節弁が１グループとして一括してその時の各
種条件より算出された同一所定開度に制御され、調節弁
の付設された管路をバルブ開度の計算により必要最小限
の負荷として利用して、熱源の保護機能による停止を防
止することが可能となり、熱源起動時のウォーミングア
ップを無駄なく行うことが可能となる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】 図２に示した空調制御システムにおける配管
フラッシング時、凍結防止時、熱源のウォーミングアッ
プ時の処理動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２】 本発明を適用してなる空調制御システムのシ
ステム構成図である。

【図３】 空調制御システムの一例を示す計装図であ
る。

【符号の説明】

１…温熱源、２…冷熱源、５−１〜５−ｎ，６−１〜６
−ｎ，７−１〜７−ｎ…熱交換器、８−１〜８−ｎ，９
−１〜９−ｎ，１０−１〜１０−ｎ…調節弁、＃１…冷
房配管系統、＃２…暖房配管系統、＃３…冷暖房配管系
統、１００…上位装置、１０１，１０２，１０３…空調
機コントローラ、１０４…データ収集装置、Ｔ１〜Ｔｎ
…温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１〜第Ｎの調節弁の開度を調整するこ
   とによって第１〜第Ｎの空調機の熱交換器への熱媒体の
   供給量を制御する空調制御システムにおいて、熱源起動時にその熱源系統の前記調節弁を１グループと
   して一括して同一所定開度に制御 するようにしたことを
   特徴とする空調制御システムにおける調節弁制御方法。
2. 【請求項２】 第１〜第Ｎの調節弁の開度を調整するこ
   とによって第１〜第Ｎの空調機の熱交換器への熱媒体の
   供給量を制御する空調制御システムにおいて、 熱源起動時にその熱源系統の前記調節弁を１グループと
   して一括してその時の各種条件より算出された同一所定
   開度に制御するようにしたことを特徴とする空調制御シ
   ステムにおける調節弁制御方法。