JP3230894B2 - 空気調和設備の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変風量装置を用いた
空気調和設備の制御方法に係り、特に可変風量装置の状
態信号によって送風温度と給気風量を制御する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】可変風量装置を用いた空気調和設備は、
送風機と熱交換器を備えた空気調和装置から複数の分岐
ダクトと可変風量装置を介して複数の空調ゾーンに給気
を行うようにしている。このような空気調和設備におい
ては、各空調ゾーンに設けられたサーモスタット等の温
度設定器からの信号に基いて、設定温度が得られるよう
に可変風量装置のダンパの開度をアクチュエータによっ
て自動調整することにより、各空調ゾーンの空調負荷に
応じて、空調ゾーンへの給気風量を変化させている。

【０００３】上記可変風量装置は、各空調ゾーンの広さ
や空調負荷あるいは空気吹出し口の位置や大きさなどに
応じて、送風機の能力との兼ね合いなどから、一般に設
定最大風量以下の風量で運転するように設計されてい
る。従って各可変風量装置は、多様な空調ゾーンに応じ
た設定最大風量に対処できるようにするために、ダンパ
の最大開度を規制することで各空調ゾーンに応じた設定
最大風量を得るようにしている。その場合、設定最大風
量は、可変風量装置自体の最大能力風量Ｑ_s よりも小さ
くなるから、設定最大風量に関しては、潜在的にある程
度の余裕をもって個々の可変風量装置が使われることに
なる。

【０００４】一方、空調ゾーンの空気の質を維持するた
めには、常に必要最少限の外気を導入する必要があるか
ら、この必要換気量を確保するためには可変風量装置の
ダンパを全閉にせず、設定最小風量を越える給気風量が
得られるように可変風量装置を運転することが望まれ
る。従ってこの場合、前述の設定最大風量と設定最小風
量との間でダンパの開度が制御されることになる。

【０００５】ところで空調ゾーンの多様化が進みつつあ
る現在では、同一ビル内での空調負荷のばらつきが拡大
する傾向にあることから、可変風量装置の風量可変領域
では多様な空調負荷に対応できないことがある。例えば
冷房中のビルにおいて、空調負荷が極端に異なる複数の
ゾーンが存在する場合に、空調負荷が小さいゾーンでダ
ンパの開口量を極力小さくしたくても、必要換気量を確
保するために設定最小風量以上で運転されかつ冷却され
た空気が送り込まれてくるため、空調負荷の小さいゾー
ンで冷え過ぎ（過冷）の状態が出現することがある。そ
の一方で、空調負荷の大きいゾーンでは、冷却能力を高
めるためにダンパの開度を設定最大風量状態にして運転
されている場合に、それ以上冷房能力を高めることがで
きないため、冷房のききが悪いといった状況（過暖）が
同時に出現することがある。

【０００６】上記の問題に対処するために、給気風量だ
けでなく送風温度を制御することが必要になっている。
例えば、複数の可変風量装置のうち、設定最小風量（最
小換気量）で運転されている可変風量装置が１台でも生
じた場合には、例えば冷房時に送風温度を１段階上げる
ことによって冷え過ぎの状態を緩和させるとか、設定最
小風量で運転されている可変風量装置が一定の台数に達
した時点で送風温度を１段階上げるなどの方法も提案さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の送風温
度制御方法では、一部の空調ゾーンにおいて過冷、ある
いは過暖が生じたことによってのみ送風温度を変更しよ
うとするものであるが、空調負荷の少ないゾーンと空調
負荷の多いゾーンが混在する場合に、単純に過冷や過暖
が生じたからといって送風温度を変更する訳にはいかな
い。別の言い方をすれば、一部のゾーンの過冷や過暖を
改善するために送風温度を変更すると、それまで適正な
温度状態にあったゾーンの空調負荷に対応できない給気
条件にしてしまって空調の不快ゾーンが増加する可能性
が大きいため、単純に送風温度を変えることはできな
い。

【０００８】例えば、空調負荷が小さいゾーンの換気を
より効果的に行うには送風温度を室温に近付けることに
よって、なるべく給気風量を多くすることが望まれるの
に対し、空調負荷が大きいゾーンでは、室温に近い送風
温度で給気したのでは空調負荷に対応できないから、送
風温度と室温の差を大きくしなければならない。しか
も、空調負荷のばらつきが大きくなる傾向が強い中で、
従来の制御方法では、過冷と過暖が同時に生じた場合
に、より望ましい状態に空調ゾーンを改善するような自
動制御が実現できなかった。

【０００９】従って本発明の目的は、過冷のゾーンと過
暖のゾーンが同時に生じた場合に、双方のゾーンを改善
することが可能な制御方法を提供することにある。また
本発明の他の目的は、過冷のゾーンと過暖のゾーンが混
在した場合に、全てのゾーンの空調負荷に対応できなく
ても、適正に制御されたゾーンの数を少しでも増やすこ
とができるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された第１の本発明の制御方法は、複数の空調ゾ
ーンのうち設定最大風量で運転されている可変風量装置
が有るか否かを判断するステップ(S2)(S16) と、上記ス
テップ(S2)(S16) において設定最大風量の可変風量装置
が有ると判断された場合に、設定最小風量で運転されて
いる可変風量装置が有るか否かを判断するステップ(S3)
(S17) と、上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風
量の可変風量装置が無いと判断された時、冷房時には送
風温度を下げ、暖房時には送風温度を上げるステップ
と、上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量の可
変風量装置が有ると判断された時に、設定最小風量で運
転されている空調ゾーンが冷房時に過冷か否かを、暖房
時には過暖か否かを判断するステップ(S4)(S18) と、上
記ステップ(S4)(S18) において過冷あるいは過暖である
と判断された場合に設定最大風量で運転されている空調
ゾーンが冷房時に過暖か否かを、暖房時には過冷か否か
を判断するステップ(S9)(S23) と、上記ステップ(S9)(S
23) において過冷あるいは過暖であると判断された場合
に予備ダンパが開いているか否かを判断するステップ(S
31)(S33)と、上記ステップ(S31)(S33)において予備ダン
パが開いていないと判断された時に予備ダンパを開ける
とともに、冷房時には送風温度を上げ、暖房時には送風
温度を下げるステップとを具備している。

【００１１】この第１の発明において、好ましくは、予
備ダンパの開閉状態を判断する上記ステップ(S31)(S33)
において予備ダンパが開いていると判断された時に、過
冷の空調ゾーンと過暖の空調ゾーンの優先度を判断する
ステップ(S12,S13)(S26,S27)と、上記ステップ(S12,S1
3)(S26,S27)において過冷の空調ゾーンの優先度の方が
過暖の空調ゾーンの優先度よりも高いと判断された場合
に送風温度を上昇させ、過暖の空調ゾーンの優先度の方
が過冷の空調ゾーンの優先度よりも高いと判断された場
合に送風温度を下げるステップとを具備している。

【００１２】また、第２の本発明の制御方法は、複数の
空調ゾーンのうち設定最大風量で運転されている可変風
量装置が有るか否かを判断するステップ(S2)(S16) と、
上記ステップ(S2)(S16) において設定最大風量の可変風
量装置が有ると判断された場合に、設定最小風量で運転
されている可変風量装置が有るか否かを判断するステッ
プ(S3)(S17) と、上記ステップ(S3)(S17) において設定
最小風量の可変風量装置が無いと判断された時、冷房時
には送風温度を下げ、暖房時には送風温度を上げるステ
ップと、上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量
の可変風量装置が有ると判断された時に、設定最小風量
で運転されている空調ゾーンが冷房時に過冷か否かを、
暖房時には過暖か否かを判断するステップ(S4)(S18)
と、上記ステップ(S4)(S18) において過冷あるいは過暖
であると判断された場合に設定最大風量で運転されてい
る空調ゾーンが冷房時に過暖か否かを、暖房時には過冷
か否かを判断するステップ(S9)(S23) と、上記ステップ
(S9)(S23) において過冷あるいは過暖であると判断され
た場合にダンパが設定最大風量を越えて開度を更に大き
くすることが可能か否かを判断するステップ(S10,S11)
(S24,S25)と、上記ステップ(S10,S11)(S24,S25)におい
てダンパの開度を更に大きくすることができると判断さ
れた時に、このダンパの開度を上記設定最大風量を越え
て増加させる方向に動かすとともに、冷房時には送風温
度を上げ、暖房時には送風温度を下げるステップとを具
備している。

【００１３】この第２の発明においても、より好ましい
付加的制御として、上記ステップ(S10,S11)(S24,S25)に
おいてダンパが設定最大風量を越えることができないと
判断された時に、過冷の空調ゾーンと過暖の空調ゾーン
の優先度を判断するステップ(S12,S13)(S26,S27)と、上
記ステップ(S12,S13)(S26,S27)において過冷の空調ゾー
ンの優先度の方が過暖の空調ゾーンの優先度よりも高い
と判断された場合に送風温度を上昇させ、過暖の空調ゾ
ーンの優先度の方が過冷の空調ゾーンの優先度よりも高
いと判断された場合に送風温度を下げるステップとを具
備している。

【００１４】

【作用】本発明では、単に送風温度だけでなく、給気風
量も変化要素に加えて最適な制御が実施される。すなわ
ち、Ｑ_max （設定最大風量）で運転されている可変風量
装置が存在し、しかもＱ_min （設定最小風量）で運転さ
れている可変風量装置が同時に存在する場合に、Ｑ_min
の空調ゾーンが冷房時に過冷で暖房時には過暖でありか
つＱ_max の空調ゾーンが冷房時に過暖で暖房時には過冷
である場合に、予備ダンパを開動させるなどして給気風
量を通常の設定最大風量よりも１段階増加させる制御が
行われるとともに、冷房時には送風温度を１段階上昇さ
せ、暖房時には送風温度を１段階降下させることによ
り、Ｑ_min の空調ゾーンとＱ_max の空調ゾーンの双方が
改善される。

【００１５】また、上述のように過冷と過暖のゾーンが
共存している時に給気風量を通常の設定最大風量よりも
１段階増加させることが不可能な場合には、過冷のゾー
ンと過暖のゾーンの重要度を判断するような制御プログ
ラムを追加することで、重要度の高いゾーンを改善する
方向に制御するため、空調が適正でないゾーンの発生が
極力回避され、適正に制御されたゾーンの数が増加する
ようになる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図２に、本実施例の空気調和設備１０
の全体構成の概略を示す。この空気調和設備１０は、シ
ステムコントローラ１１によって運転が制御される１台
の空気調和装置１２を備えている。空気調和装置１２
は、図示しないモータによって回転駆動される送風機１
５と、冷温水等の熱交換媒体を通す熱交換器１６と、送
風温度検出器１７と、送風機１５のインバータや熱交換
器１６の流量調整弁などを制御する制御手段１８を有し
ており、温度検出器１７による検出温度に基いて、熱交
換器１６に流す熱交換媒体の流量を調整することによ
り、送風温度を可変設定できるように構成されている。

【００１７】この空気調和装置１２は、送風ダクト２０
と複数の分岐ダクト２０ａを介して建物の室内等の複数
の空調ゾーン２１に給気できるように接続されている。
各空調ゾーン２１には、風量設定器の一例として、室温
検出と室温設定のためのルームサーモスタット２２が配
設されている。

【００１８】各分岐ダクト２０ａに、それぞれ可変風量
装置２５が設けられている。可変風量装置２５の概略構
成は図１に示すように、通過風量を検出する風量検出器
２６と、後述する設定最大風量と設定最小風量（必要換
気量）の間で通過風量を制御する主ダンパ２７と、主ダ
ンパ２７を駆動するアクチュエータ２８と、主ダンパ２
７の開度検出手段の一例としての全開検出器３０および
全閉検出器３１と、制御をつかさどる制御部３２などを
備えて構成されている。主ダンパ２７は主通風路３５に
設けられている。

【００１９】この可変風量装置２５は、空調ゾーン２１
に配設されたルームサーモスタット２２からの電気信号
をうけて個別に当該空調ゾーン２１の空調負荷に対応し
た必要風量を決定し、主ダンパ２７の開度を無段階的に
調整することにより、空調ゾーン２１への給気風量を制
御するものである。ルームサーモスタット２２は、検出
温度と室温設定値を可変風量装置２５に伝送する。

【００２０】本実施例の可変風量装置２５は、主ダンパ
２７以外に、予備通風路３９と予備ダンパ４０を備えて
いる。予備ダンパ４０は、制御部３２からの指令に基い
て、アクチュエータ４１によって全閉あるいは全開のい
ずれかの位置に動作させられる。予備ダンパ４０の全閉
あるいは全開を検出するために全閉検出器４２と全開検
出器４３が設けられている。予備ダンパ４０は常時は閉
じているが、後述するように、過冷と過暖が同時に生じ
た時などに必要に応じて開動させられる。

【００２１】各可変風量装置２５の制御部３２は、シス
テムコントロ−ラ１１に、当該可変風量装置２５の設定
最大風量Ｑ_max 、設定最小風量Ｑ_min 、最大能力風量Ｑ
_s 、検出温度等の状態信号を伝送する。このシステムコ
ントロ−ラ１１は、各可変風量装置２５の状態信号を受
け、送風温度と給気風量を制御するのに必要な制御信号
を空気調和装置１２の制御手段１８に伝送する。制御手
段１８は、送風機１５を駆動するモータの回転数を制御
するインバータ等により、空気調和装置１２の風量制御
を実施する。

【００２２】なお、各空調ゾーン２１は、その広さや空
調負荷がそれぞれ異なるのが一般的であり、そのため各
可変風量装置２５は各空調ゾーン２１ごとに設計上の空
調負荷に合わせて、各種大きさ（容量）の異なるものが
設置されている。言い換えると、これらの可変風量装置
２５は、空調ゾーン２１の広さや空調負荷、あるいは吹
出し口の位置や大きさなどに応じて、空気調和装置１２
の能力との兼ね合いから、主ダンパ２７の作動範囲では
設定最大風量を越えないような設計がなされている。従
ってこれらの可変風量装置２５は、各空調ゾーン２１に
応じた設定最大風量が得られるように、主ダンパ２７の
最大開度が各空調ゾーン２１ごとに予め決められてい
る。

【００２３】上記可変風量装置２５の風量制御範囲は、
制御部３２に設定される最大風量Ｑ_max から設定最小風
量Ｑ_min までの範囲であり、Ｑ_max は可変風量装置２５
の最大能力風量Ｑ_s と等しいか、それ以下に設定され
る。この設定最大風量Ｑ_maxは、システムコントローラ
１１からの信号により、設定最小風量Ｑ_min を越え、最
大能力風量Ｑ_s 以下の範囲内で変化させることが可能で
ある。また、システムコントローラ１１には可変風量装
置２５のアドレス番号ごとに各空調ゾーン２１の重要度
（空調の優先順位）を設定できるようになっている。

【００２４】可変風量装置２５の制御部３２では、ルー
ムサーモスタット２２の検出温度と室温設定値を比較す
るとともに、このルームサーモスタット２２が設置され
ている空調ゾーン２１への給気風量（要求風量）を決定
する。そしてこの要求風量と風量検出器２６が検出した
実通過風量（検出風量）とを比較し、検出風量が要求風
量よりも多い場合は給気風量を減じるように主ダンパ２
７を閉動し、検出風量が要求風量よりも少ない場合には
給気風量を増加するように主ダンパ２７を開動すること
により、最終的に検出風量と要求風量が等しくなるよう
に制御する。

【００２５】なお、これらの要求風量や検出風量および
ダンパ２７の全開あるいは全閉信号は、全ての可変風量
装置２５の制御部３２からシステムコントローラ１１に
伝送される。そしてシステムコントローラ１１は、各可
変風量装置２５の要求風量の総和と各可変風量装置２５
の検出風量の総和を演算し、空気調和装置１２の制御手
段１８を介して送風機１５の送風容量制御を実行する。

【００２６】また上記システムコントローラ１１は、各
可変風量装置２５から伝送された各状態信号に基き、図
３〜図５に示すフローチャートの手順で以下の判定をし
ながら、ダンパ２７，４０の開閉制御および空気調和装
置１２の送風温度制御等を実行する。

【００２７】以下に、図３〜図５を参照しながら、シス
テムコントローラ１１の制御内容について説明する。図
３に示した第１ステップＳ１では、冷房運転か暖房運転
かを判定するが、この冷暖房運転モード信号は、空気調
和装置１２の制御手段１８から受け取るようにしてい
る。 ［冷房運転の場合］上記第１ステップＳ１での判定が
“冷房”の場合は、図４に示した処理手順に基いて送風
温度と給気風量の制御がなされる。冷房運転の場合、ま
ず第２ステップＳ２において、設定最大風量の可変風量
装置があるかどうかが判定される。第２ステップＳ２で
の判定が“ＹＥＳ”の場合は、設定最大風量の可変風量
装置が存在する状態であり、次の第３ステップＳ３にお
いて設定最小風量の可変風量装置があるかどうかを判定
する。

【００２８】第３ステップＳ３での判定が“ＮＯ”の場
合は、設定最小風量のゾーンが存在しないことを意味
し、送風温度を低下させてもよいから、設定最大風量の
ゾーンを改善するために送風温度を１段階（例えば１
℃）降下させる。第３ステップＳ３での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最小風量のゾーンが存在しているた
め、次の第４ステップＳ４にて設定最小風量のゾーンが
過冷かどうかを判定する。この実施例で過冷とは、室温
が設定室温よりも１℃以上低い状態である。

【００２９】第４ステップＳ４での判定が“ＮＯ”の場
合は、過冷ではないことから、第５ステップＳ５にて最
大最大風量のゾーンが過暖かどうかを判定する。この実
施例で過暖とは、室温が設定室温よりも１℃以上高い状
態である。

【００３０】第５ステップＳ５での判定が“ＮＯ”の場
合、設定最小風量のゾーンと設定最大風量のゾーンが混
在するが、各ゾーンの温度は所定の範囲内にあるため、
送風温度は現状を維持する。第５ステップＳ５での判定
が“ＹＥＳ”の場合は、設定最大風量のゾーンが過暖で
あるから、それを改善するために送風温度を下げること
ができるかどうかを第６ステップＳ６で判定する。

【００３１】第６ステップＳ６では、送風温度が下限に
達しているか否かが判定され、判定結果が“ＮＯ”の場
合は、送風温度を下げる余地があるから、設定最大風量
で過暖のゾーンを改善するため送風温度を１段階（例え
ば１℃）降下させる。第６ステップＳ６での判定が“Ｙ
ＥＳ”の場合、第３０ステップＳ３０において、予備ダ
ンパ４０が開いているかどうかを判定し、“ＹＥＳ”な
らばそれ以上風量の増加ができず、送風温度も下限に達
しているため、送風温度を現状のまま維持する。

【００３２】第３０ステップＳ３０における判定が“Ｎ
Ｏ”ならば予備ダンパ４０を開動させることによって、
それまで設定最大風量で運転されていたゾーンの給気量
を更に１段階増加させて過暖を改善する。第４ステップ
Ｓ４での判定が“ＹＥＳ”の場合は、設定最小風量のゾ
ーンが過冷状態であり、次の第９ステップＳ９において
設定最大風量のゾーンが過暖かどうかを判定する。

【００３３】第９ステップＳ９での判定が“ＮＯ”の場
合は、過暖ではないから、設定最小風量のゾーンの過冷
を改善するために、第１５ステップＳ１５で送風温度を
上昇できるかどうかを判定する。第１５ステップＳ１５
では、送風温度が上限に達しているか否かが判定され、
判定結果が“ＮＯ”の場合は、送風温度を上げることが
できるため、送風温度を１℃上昇させる。第１５ステッ
プＳ１５での判定が“ＹＥＳ”の場合は、送風温度を上
げることができないため、送風温度を現状のまま維持す
る。

【００３４】第９ステップＳ９での判定が“ＹＥＳ”の
場合、第３１ステップＳ３１で予備ダンパ４０が開いて
いるかどうかが判定される。第３１ステップＳ３１での
判定結果が“ＹＥＳ”ならば、それ以上風量の増加がで
きず、その場合は過冷のゾーンと過暖のゾーンの双方を
同時に改善することができないから、重要度の高いゾー
ンを優先的に改善するために、第１２ステップＳ１２に
おいて、設定最小風量で過冷のゾーンと設定最大風量で
過暖のゾーンの重要度が等しいかどうかを調べる。

【００３５】第１２ステップＳ１２での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、過冷のゾーンと過暖のゾーンの双方が同
等の重要さであり、優先的にどちらかを改善することは
できないから、送風温度をそのまま維持する。第１２ス
テップＳ１２において“ＮＯ”の場合は、重要度に差が
あるため、第１３ステップＳ１３において、設定最小風
量で過冷のゾーンが設定最大風量で過暖のゾーンより重
要度が高いかどうかを調べる。

【００３６】第１３ステップＳ１３での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最小風量で過冷のゾーンがより重要
ということを意味するため、送風温度を１℃上昇させ、
過暖のゾーンを犠牲にして過冷のゾーンを改善する。第
１３ステップＳ１３での判定が“ＮＯ”の場合は、設定
最大風量で過暖のゾーンがより重要ということを意味す
るため、送風温度を１℃降下させ、過暖のゾーンを改善
する。第３１ステップＳ３１が“ＮＯ”ならば、予備ダ
ンパ４０を開動して給気量を増加させて過暖を改善する
とともに、送風温度を１段階（例えば１℃）上昇させ
る。

【００３７】第２ステップＳ２における判定が“ＮＯ”
の場合は、設定最大風量のゾーンはないから、予備ダン
パ４０を閉じた状態にし、更に第１４ステップＳ１４に
て設定最小風量の可変風量装置があるかどうかを判定す
る。第１４ステップＳ１４での判定が“ＮＯ”の場合
は、全てのゾーンが可変風量装置の制御可能範囲にあ
り、送風温度を変更する必要がないため送風温度を現状
のまま維持する。

【００３８】第１４ステップＳ１４での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最小風量のゾーンが存在するから、
塵埃や臭気の減少、ＣＯ₂ 濃度の改善等を図るために、
送風温度を上昇させることによる給気量の増加が望まれ
る。このため、第１５ステップＳ１５で送風温度が上限
か否かを判定する。第１５ステップＳ１５での判定が
“ＮＯ”の場合は、送風温度を上げることができるた
め、送風温度を１℃上昇させる。第１５ステップＳ１５
での判定が“ＹＥＳ”の場合は、送風温度を上げること
ができないため、送風温度を現状のまま維持する。 ［暖房運転の場合］第１ステップＳ１での判定が“暖
房”の場合は、図５に示した処理手順に基いて送風温度
と給気風量の制御がなされる。暖房運転の場合、まず第
１６ステップＳ１６において、設定最大風量の可変風量
装置があるかどうかが判定される。

【００３９】第１６ステップＳ１６での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最大風量の可変風量装置が存在する
状態であり、次の第１７ステップＳ１７において、設定
最小風量の可変風量装置があるかどうかを判定する。第
１７ステップＳ１７での判定が“ＮＯ”の場合は、送風
温度を上昇させてもよいから、設定最大風量のゾーンを
改善するために送風温度を１段階（例えば１℃）上昇さ
せる。

【００４０】第１７ステップＳ１７での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最小風量のゾーンと設定最大風量の
ゾーンが混在していることを意味しているから、第１８
ステップＳ１８にて、設定最小風量のゾーンが過暖かど
うかを判定する。第１８ステップＳ１８での判定が“Ｎ
Ｏ”の場合は、最小換気量状態のゾーンが過暖ではない
ため、第１９ステップＳ１９にて設定最大風量のゾーン
が過冷かどうかを判定する。

【００４１】第１９ステップＳ１９での判定が“ＮＯ”
の場合、設定最小風量のゾーンと設定最大風量のゾーン
が混在するが、過暖や過冷が発生していないため送風温
度はそのまま維持する。第１９ステップＳ１９での判定
が“ＹＥＳ”の場合は、設定最大風量のゾーンで過冷が
発生しているので、それを改善するために送風温度を１
段階上げることができるかどうかを、第２０ステップＳ
２０で判定する。

【００４２】第２０ステップＳ２０では送風温度が下限
に達しているか否かが判定され、判定結果が“ＮＯ”の
場合は、送風温度を上げる余地があるから、過冷のゾー
ンを改善するために、送風温度を１段階（例えば１℃）
上昇させる。第２０ステップＳ２０での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、送風温度を上げることができないため、
第３２ステップＳ３２で予備ダンパ４０が開いているか
どうかを判定する。第３２ステップＳ３２での判定が
“ＹＥＳ”ならば風量の増加ができず、送風温度も上限
に達しているため、送風温度を現状のまま維持する。

【００４３】第３２ステップＳ３２での判定が“ＮＯ”
ならば、予備ダンパ４０を開動することによって、それ
まで設定最大風量で運転されていたゾーンの給気量を更
に１段階増加させて過冷を改善する。

【００４４】第１８ステップＳ１８での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最小風量のゾーンに過暖が発生して
いる。この場合、設定最大風量のゾーンに過冷が発生し
ているかどうかを確認するため、第２３ステップＳ２３
にて設定最大風量のゾーンが過冷かどうかを判定する。
第２３ステップＳ２３での判定が“ＮＯ”の場合は、過
冷ではないから、設定最小風量のゾーンの過暖を改善す
るために、第２９ステップＳ２９において送風温度を下
げることができるかどうかを判定する。

【００４５】第２９ステップＳ２９では送風温度が下限
に達しているか否かが判定され、判定結果が“ＹＥＳ”
の場合は、送風温度を下げることができないため、送風
温度を現状のまま維持する。第２９ステップＳ２９の判
定が“ＮＯ”の場合は、送風温度を下げる余地があるた
め、送風温度を１℃降下させて給気量の増加を図る。

【００４６】第２３ステップＳ２３での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合、設定最大風量のゾーンで過冷が、設定最小
風量のゾーンでは過暖が発生しているから、第３３ステ
ップＳ３３で予備ダンパ４０が開いているかどうかを判
定する。第３３ステップＳ３３の判定が“ＮＯ”なら
ば、予備ダンパ４０を開動させることにより給気量を増
加させて過暖を改善するとともに、送風温度を１段階
（例えば１℃）下げる。

【００４７】第３３ステップＳ３３の判定が“ＹＥＳ”
ならば風量の増加ができないため、第２６ステップＳ２
６と第２７ステップＳ２７とによって、空調ゾーンの重
要度に関する制御を行う。すなわち、第２６ステップＳ
２６での判定が“ＮＯ”の場合、過冷状態のゾーンと過
暖状態のゾーンの重要度に差があるため、第２７ステッ
プＳ２７において、過冷状態のゾーンの重要度が過暖状
態のゾーンより重要度が高いかどうかを判定する。

【００４８】第２７ステップＳ２７での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、過冷状態のゾーンの重要度が高いことを
意味するため、過暖状態のゾーンを犠牲にし、過冷状態
のゾーンの改善のために送風温度を１℃上昇させる。第
２７ステップＳ２７での判定が“ＮＯ”の場合は、過暖
状態のゾーンの重要度が高いことを意味するため、過冷
状態のゾーンを犠牲にし、過暖状態のゾーンの改善のた
めに送風温度を１℃降下させる。第２６ステップＳ２６
での判定が“ＹＥＳ”の場合は、過冷状態のゾーンと過
暖状態のゾーンの重要度に差がないため、どちらも犠牲
にできず、送風温度をそのまま維持する。

【００４９】第１６ステップＳ１６における判定が“Ｎ
Ｏ”の場合は、設定最大風量のゾーンがないため、予備
ダンパ４０を閉じた状態にし、更に第２８ステップＳ２
８にて設定最小風量の可変風量装置があるかどうかを判
定する。第２８ステップＳ２８での判定が“ＮＯ”の場
合は、全てのゾーンが可変風量装置の制御可能範囲にあ
るため、送風温度を現状のまま維持する。

【００５０】第２８ステップＳ２８での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、最小換気量状態の可変風量装置が存在
し、しかも設定最大風量の可変風量装置が存在しないこ
とから、塵埃、臭気、ＣＯ₂ 等のガス濃度を減少させる
ために、送風温度を下げることによる風量増加が望まれ
る。このため、第２９ステップＳ２９において、送風温
度が下限に達しているか否かが判定される。

【００５１】第２９ステップＳ２９での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、送風温度を下げることができないため、
送風温度を現状のまま維持する。第２９ステップＳ２９
の判定が“ＮＯ”の場合は、送風温度を下げる余地があ
るため、送風温度を１℃降下させて給気量の増加を図
る。

【００５２】上記実施例によれば、空調負荷が大きい時
に、冷房運転では第３ステップＳ３以降の処理が行わ
れ、暖房運転では第１７ステップＳ１７以降の処理が行
われることによって、送風温度と室内温度との差を大き
くする方向の制御がなされて給気量の減少が図られるた
め、送風動力を削減できる。また、空調負荷が小さい場
合に、冷房運転では第１４ステップ１４以降の処理、暖
房運転では第２８ステップ２８以降の処理によって、送
風温度と室内温度との差を小さくして給気量の増加が図
られるため、塵埃、臭気、ＣＯ₂ 濃度等が減少すること
により、好ましい換気状態が得られる。

【００５３】すなわち本実施例は、従来の可変風量制御
のように最小換気量状態の有無を基準にして送風温度制
御を行うものとは異なり、最小風量状態、最大風量状
態、過冷、過暖の４要素を基準として、送風温度と給気
量の双方を制御することで、塵埃、臭気、ガス濃度を減
少させるような環境制御を実現できるとともに、送風動
力の削減と温度制御を同時に実現できる。

【００５４】そして同一ビル内で過暖と過冷が生じてい
る時に、冷房運転では第３１ステップＳ３１以降の処理
を行い、暖房運転では第３３ステップＳ３３以降の処理
を行うことにより、過暖と過冷の双方のゾーンを改善す
ることが可能である。また、どうしても双方のゾーンを
同時に改善できない場合でも、ステップＳ１２，１３あ
るいはステップＳ２６，２７によって重要度の高いゾー
ンを優先して改善できるため、全体としてより好ましい
空気調和管理を実現できる。

【００５５】上記のように、空調負荷が大きい場合には
室温と送風温度の差を大きくし、空調負荷が小さい場合
には室温と送風温度の差を小さくし、過冷や過暖の一方
が生じた場合は送風温度を過冷や過暖を解消する方向に
変更し、過冷と過暖の両方が発生した場合で可変風量装
置の設定最大風量を増加できる場合は給気風量を増加し
て最大風量状態のゾーンを改善するとともに、最小換気
量状態のゾーンが改善されるように送風温度を変更する
ことによって双方の改善をし、更に設定最大風量を増加
できない場合は、重要度の高いゾーンを改善するように
送風温度を変更することなどによって、全体的にバラン
スのとれた制御が実現される。

【００５６】なお本発明は、図６に示された可変風量装
置５０を用い、図７，図８に示すフローチャートに従っ
て制御を行っても、前述の第１実施例と同様な効果が得
られる。以下に、本発明の第２実施例について説明する
が、第１実施例と共通する点は同一の符号を付して説明
を省略し、異なる点について説明する。

【００５７】第２実施例で使われる可変風量装置５０
は、１つのダンパ５１を用いて、空調ゾーン２１への給
気量の制御をなすようにしている。このダンパ５１は、
空調ゾーン２１の広さや空調負荷に応じて、予め決めら
れた設定最小風量から通常の設定最大風量の範囲内で開
度がシステムコントローラ１１によって制御される。

【００５８】この可変風量装置５０の風量制御範囲は、
制御部３２に設定される最大風量Ｑ_max から最小風量Ｑ
_min までの間であり、後述するように、設定最大風量は
この可変風量装置５０の最大能力風量Ｑ_s 以下に設定さ
れるが、過冷と過暖が同時に生じた場合などに一定の条
件が満足された時に、システムコントローラ１１からの
信号により、この可変風量装置５０の最大能力風量Ｑ_s
までの範囲で、設定最大風量を例えば１０％程度増加さ
せることができるようになっている。

【００５９】この第２実施例の制御では、図７に示す冷
房運転において、第６ステップＳ６での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合、送風温度が下限に達していて送風温度を下
げることができないため、可変風量装置５０の設定最大
風量を増加する余地があるかどうかを第７ステップＳ７
で判定する。

【００６０】第７ステップＳ７での判定が“ＮＯ”の場
合は、設定最大風量を増加させる余地がなく、また送風
温度も下限に達しているから、送風温度を現状のまま維
持する。第７ステップＳ７での判定が“ＹＥＳ”の場合
は、設定最大風量を増加させる余地があるから、次の第
８ステップＳ８において設定最大風量を変更してよいか
どうかを判定する。

【００６１】第８ステップＳ８での判定は、可変風量装
置５０の性能等の条件だけでなく、例えば空気吹出し口
の大きさや、空調設備の設計者の意向などにより、給気
量の増加をしてはいけない場合もあるから、設定最大風
量を変更可能かどうかを予めシステムコントローラ１１
に設定するようにしている。

【００６２】第８ステップＳ８での判定が“ＹＥＳ”の
場合は、設定最大風量の変更が可能な場合であるから、
それまでの設定最大風量で運転されていた可変風量装置
５０の設定最大風量を１０％増加させ、冷房能力を増し
て過暖のゾーンを改善する。この場合、設定最大風量を
１０％増加させた値が、可変風量装置５０の最大能力風
量Ｑ_s を越えるようであれば、Ｑ_s を設定最大風量に代
入する。

【００６３】第８ステップＳ８での判定が“ＮＯ”の場
合は、第７ステップＳ７での判定が“ＮＯ”の場合と同
じであり、設定最大風量を増加させることができない。
つまり空調負荷のばらつきが大きく、送風温度や給気量
の調整では全体バランスが取れないことを意味してお
り、過暖のゾーンを改善する方法がないので送風温度を
現状のまま維持する。

【００６４】第９ステップＳ９での判定が“ＹＥＳ”の
場合は、過冷のゾーンと過暖のゾーンが混在しており、
その双方を改善したいため、第１０ステップＳ１０にて
可変風量装置５０の設定最大風量を増加させる余地があ
るかどうかを判定する。第１０ステップＳ１０での判定
が“ＹＥＳ”の場合は、設定最大風量を増加させる余地
があるから、次の第１１ステップＳ１１において、設定
最大風量を変更してよいかどうかを判定する。

【００６５】第１１ステップＳ１１での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最大風量の変更が可能な場合である
から、それまでの設定最大風量で運転されていた可変風
量装置５０の設定最大風量を１０％増加させ、過暖のゾ
ーンを改善する。この場合、設定最大風量を１０％増加
させた値が、可変風量装置５０の最大能力風量Ｑ_s を越
えるようであれば、Ｑ_s を設定最大風量とする。そして
送風温度を１℃上昇させ過冷のゾーンを改善する。

【００６６】第１０ステップＳ１０と第１１ステップＳ
１１において“ＮＯ”の場合は、設定最大風量の増加が
できず、双方を同時に改善することができないから、第
１実施例の場合と同様に、重要度の高いゾーンを優先的
に改善するために、第１２ステップＳ１２と第１３ステ
ップＳ１３において、設定最小風量で過冷のゾーンと設
定最大風量で過暖のゾーンの重要度を比較し、重要度の
高いゾーンが改善されるように送風温度を変化させる。

【００６７】この第２実施例で暖房運転を行う場合に
は、図８に示されるフローチャートによる制御が実行さ
れる。図８において、第２０ステップＳ２０での判定が
“ＹＥＳ”の場合には、送風温度が上限に達していて送
風温度を上げることができないため、第２１ステップＳ
２１にて、可変風量装置５０の設定最大風量を増加させ
る余地があるかどうかを判定する。

【００６８】第２１ステップＳ２１での判定が“ＮＯ”
の場合は、設定最大風量を増加させる余地がないことを
意味するため送風温度を現状のまま維持する。第２１ス
テップＳ２１での判定が“ＹＥＳ”の場合は、可変風量
装置５０の設定最大風量を増加させる余地があるから、
次の第２２ステップＳ２２において、設定最大風量を変
更してよいかどうかを判定する。

【００６９】第２２ステップＳ２２での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合は、設定最大風量の変更が可能な場合である
から、それまでの設定最大風量で運転されていた可変風
量装置５０の設定最大風量を１０％増加させ、過暖のゾ
ーンを改善する。この場合、設定最大風量を１０％増加
させた値が、可変風量装置５０の最大能力風量Ｑ_s を越
えるようであれば、Ｑ_s を設定最大風量とする。

【００７０】第２２ステップＳ２２での判定が“ＮＯ”
の場合は、第２１ステップＳ２１での判定が“ＮＯ”の
場合と同様に、設定最大風量を増加させることができな
いため、送風温度を現状のまま維持する。第２３ステッ
プＳ２３での判定が“ＹＥＳ”の場合は、過冷のゾーン
と過暖のゾーンが混在しており、その双方を改善したい
ために、第２４ステップＳ２４にて可変風量装置５０の
設定最大風量を増加させる余地があるかどうかの判定を
行う。

【００７１】第２４ステップＳ２４での判定が“ＹＥ
Ｓ”の場合、この可変風量装置５０には設定最大風量を
増加する余地があるから、次の第２５ステップＳ２５に
て、設定最大風量を変更してよいかどうかを判定する。
第２５ステップＳ２５での判定が“ＹＥＳ”の場合は、
設定最大風量を１０％上昇させ、過冷状態のゾーンの改
善を行うとともに、送風温度を１℃降下させ過暖状態の
ゾーンの改善を行う。この場合、設定最大風量を１０％
増加させた値が可変風量装置５０の最大能力風量Ｑ_s を
越えるようであれば、Ｑ_s を設定最大風量とする。そし
て送風温度を１℃下げる。

【００７２】第２４ステップＳ２４の判定が“ＮＯ”の
場合と、第２５ステップＳ２５の判定が“ＮＯ”の場合
は、設定最大風量を増加させることができないから、第
１実施例の場合と同様に、重要度の高いゾーンを優先的
に改善するために、第２６ステップＳ２６と第２７ステ
ップＳ２７において、設定最小風量で過冷のゾーンと設
定最大風量で過暖のゾーンの重要度を比較し、重要度の
高いゾーンが改善されるように送風温度を変化させる。

【００７３】なお本発明は、前記各実施例に限定される
ものではなく、例えば第２ステップ２および第１６ステ
ップＳ１６において、それぞれ、“２台以上の可変風量
装置がＱ_max であるか？”といった複数、あるいはグル
ープを判断基準にしても何ら問題がない。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、過冷の空調ゾーンと過
暖の空調ゾーンが混在する場合に、双方のゾーンを望ま
しい状態に改善することが可能である。また、過冷のゾ
ーンと過暖のゾーンをどうしても同時に改善することが
できない場合であっても、重要度の高いゾーンを優先的
に改善するように送風温度を変更するため、快適な空調
ゾーンを最大限確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す空気調和設備における
可変風量装置の概略断面図。

【図２】図１に示された可変風量装置が使われる空気調
和設備全体の概略構成図。

【図３】本発明の一実施例を示す空気調和設備の制御の
概要を示すフローチャート。

【図４】図３に示されたフローチャートにおける冷房用
制御のフローチャート。

【図５】図３に示されたフローチャートにおける暖房用
制御のフローチャート。

【図６】本発明の他の実施例に使われる可変風量装置の
概略断面図。

【図７】本発明の他の実施例を示す冷房用制御のフロー
チャート。

【図８】本発明の他の実施例を示す暖房用制御のフロー
チャート。

【符号の説明】

１０…空気調和設備、１１…システムコントローラ、１
２…空気調和装置、２０…送風ダクト、２０ａ…分岐ダ
クト、２１…空調ゾーン、２５…可変風量装置、２７…
主ダンパ、４０…予備ダンパ、５０…可変風量装置、５
１…ダンパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−93529（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26473（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−270852（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−281149（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 3/00 F24F 13/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送風温度を変えることのできる空気調和装
   置から複数の分岐ダクトと可変風量装置を介して複数の
   空調ゾーンに給気を行う空気調和設備の制御方法であっ
   て、 上記可変風量装置は、各空調ゾーンに応じて予め決めら
   れた設定最小風量から設定最大風量までの範囲で開度が
   システムコントローラによって制御される主ダンパと、
   この主ダンパに並設された予備ダンパとを備えており、 上記システムコントローラによる制御は、 上記複数の空調ゾーンのうち設定最大風量で運転されて
   いる可変風量装置が有るか否かを判断するステップ(S2)
   (S16) と、 上記ステップ(S2)(S16) において設定最大風量の可変風
   量装置が有ると判断された場合に、設定最小風量で運転
   されている可変風量装置が有るか否かを判断するステッ
   プ(S3)(S17) と、 上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量の可変風
   量装置が無いと判断された時、冷房時には送風温度を下
   げ、暖房時には送風温度を上げるステップと、 上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量の可変風
   量装置が有ると判断された時に、設定最小風量で運転さ
   れている空調ゾーンが冷房時に過冷か否かを、暖房時に
   は過暖か否かを判断するステップ(S4)(S18) と、 上記ステップ(S4)(S18) において過冷あるいは過暖であ
   ると判断された場合に設定最大風量で運転されている空
   調ゾーンが冷房時に過暖か否かを、暖房時には過冷か否
   かを判断するステップ(S9)(S23) と、 上記ステップ(S9)(S23) において過冷あるいは過暖であ
   ると判断された場合に前記予備ダンパが開いているか否
   かを判断するステップ(S31)(S33)と、 上記ステップ(S31)(S33)において予備ダンパが開いてい
   ないと判断された時に予備ダンパを開けるとともに、冷
   房時には送風温度を上げ、暖房時には送風温度を下げる
   ステップとを具備したことを特徴とする空気調和設備の
   制御方法。
2. 【請求項２】予備ダンパの開閉状態を判断する上記ステ
   ップ(S31)(S33)において予備ダンパが開いていると判断
   された時に、過冷の空調ゾーンと過暖の空調ゾーンの優
   先度を判断するステップ(S12,S13)(S26,S27)と、上記ス
   テップ(S12,S13)(S26,S27)において過冷の空調ゾーンの
   優先度の方が過暖の空調ゾーンの優先度よりも高いと判
   断された場合に送風温度を上昇させ、過暖の空調ゾーン
   の優先度の方が過冷の空調ゾーンの優先度よりも高いと
   判断された場合に送風温度を下げるステップとを具備し
   ている請求項１記載の空気調和設備の制御方法。
3. 【請求項３】送風温度を変えることのできる空気調和装
   置から複数の分岐ダクトと可変風量装置を介して複数の
   空調ゾーンに給気を行う空気調和設備の制御方法であっ
   て、 上記可変風量装置は、各空調ゾーンに応じて予め決めら
   れた設定最小風量から設定最大風量までの範囲で開度が
   システムコントローラによって制御されるダンパを備え
   ており、 上記システムコントローラによる制御は、 上記複数の空調ゾーンのうち設定最大風量で運転されて
   いる可変風量装置が有るか否かを判断するステップ(S2)
   (S16) と、 上記ステップ(S2)(S16) において設定最大風量の可変風
   量装置が有ると判断された場合に、設定最小風量で運転
   されている可変風量装置が有るか否かを判断するステッ
   プ(S3)(S17) と、 上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量の可変風
   量装置が無いと判断された時、冷房時には送風温度を下
   げ、暖房時には送風温度を上げるステップと、 上記ステップ(S3)(S17) において設定最小風量の可変風
   量装置が有ると判断された時に、設定最小風量で運転さ
   れている空調ゾーンが冷房時に過冷か否かを、暖房時に
   は過暖か否かを判断するステップ(S4)(S18) と、 上記ステップ(S4)(S18) において過冷あるいは過暖であ
   ると判断された場合に設定最大風量で運転されている空
   調ゾーンが冷房時に過暖か否かを、暖房時には過冷か否
   かを判断するステップ(S9)(S23) と、 上記ステップ(S9)(S23) において過冷あるいは過暖であ
   ると判断された場合に前記ダンパが設定最大風量を越え
   て開度を更に大きくすることが可能か否かを判断するス
   テップ(S10,S11)(S24,S25)と、 上記ステップ(S10,S11)(S24,S25)においてダンパの開度
   を更に大きくすることができると判断された時に、この
   ダンパの開度を上記設定最大風量を越えて増加させる方
   向に動かすとともに、冷房時には送風温度を上げ、暖房
   時には送風温度を下げるステップとを具備したことを特
   徴とする空気調和設備の制御方法。
4. 【請求項４】上記ステップ(S10,S11)(S24,S25)において
   ダンパが設定最大風量を越えることができないと判断さ
   れた時に、過冷の空調ゾーンと過暖の空調ゾーンの優先
   度を判断するステップ(S12,S13)(S26,S27)と、上記ステ
   ップ(S12,S13)(S26,S27)において過冷の空調ゾーンの優
   先度の方が過暖の空調ゾーンの優先度よりも高いと判断
   された場合に送風温度を上昇させ、過暖の空調ゾーンの
   優先度の方が過冷の空調ゾーンの優先度よりも高いと判
   断された場合に送風温度を下げるステップとを具備して
   いる請求項３記載の空気調和設備の制御方法。