JP3334072B2 - 恒温恒湿空調制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クリーンルー
ム，美術館，収蔵庫など室内環境が恒温・恒湿であるこ
とが要求される室内の恒温恒湿空調制御システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】手術室や実験用動物飼育室，生物工学研
究室などのバイオロジカルクリーンルームや、電子工業
や精密機械工業の工場などに設けられたインダストリア
ルクリーンルーム，美術館，収蔵庫などでは、その目的
上、温度・湿度などの室内環境がほゞ一定に保たれる必
要がある。そこで、この室内環境の恒温・恒湿を目的と
して、冷却用熱交換器を備えた空調機とレヒータとを組
み合わせた恒温恒湿空調制御システムが採用されてい
る。この恒温恒湿空調制御システムでは、所望の湿度
（目標湿度）までの除湿を目的とした給気温度設定値を
定め、この給気温度設定値まで取入空気を冷却した後、
湿度が不足している場合には加湿を行うものとしたう
え、レヒータを用いて室内負荷を賄うために必要な送風
温度まで再熱することによって、室内を恒温・恒湿に保
つ。

【０００３】図８は従来の恒温恒湿空調制御システムの
要部を示す図である。同図において、１は空調機、２は
レヒータ（加熱コイル）、３は加湿器、４は制御装置、
５，６は制御弁、７は空調機１からの出口温度を給気温
度として検出する給気温度センサ、８は被制御室１０に
配置された室内温度センサ、９は同じく被制御室１０に
配置された室内湿度センサである。空調機１は冷却用熱
交換器（冷却コイル）１−１と送風機１−２と加湿器３
を有している。制御弁５は冷却用熱交換器１−１への冷
水の供給通路に設けられている。制御弁６はレヒータ２
への温水の供給通路に設けられている。

【０００４】この恒温恒湿空調制御システムにおいて、
制御装置４には、室内温度設定値ｔｓｐと室内湿度設定
値ｈｓｐと室内湿度設定値ｈｓｐまでの除湿を目的とし
た給気温度設定値Ｔｓｐが予め設定されている。この場
合、制御装置４は、給気温度センサ７からの給気温度Ｔ
ｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとから、Ｔｐｖ＝Ｔｓｐと
するための冷却用熱交換器１−１への制御量を演算し
（図９（ａ）に示すステップ９０１）、この演算した制
御量に基づいて制御弁５のバルブ開度を調整する（ステ
ップ９０２）。これにより、空調機１への取入空気が冷
却され、給気温度Ｔｐｖが給気温度設定値Ｔｓｐまで下
げられる。

【０００５】ここで、室内湿度ｈｐｖが室内湿度設定値
ｈｓｐよりも高い場合には、取入空気がＴｐｖ＝Ｔｓｐ
となるまで冷却されることによって除湿され、取入空気
の湿度が室内湿度設定値ｈｓｐに合わせ込まれる（図１
０（ａ）に示すＰ１〜Ｐ２）。この場合、制御装置４
は、Ｔｐｖ＝Ｔｓｐとなるまで取入空気を冷却した後、
この冷却された取入空気（給気）をレヒータ３によって
再熱する。すなわち、制御装置４は、室内温度センサ８
からの室内温度ｔｐｖと室内温度設定値ｔｓｐとからｔ
ｐｖ＝ｔｓｐとすべき室内への目標送風温度ＴＳを演算
し（図９（ｂ）に示すステップ９０３）、この目標送風
温度ＴＳと給気温度ＴｐｖとからＴｐｖ＝ＴＳとするた
めのレヒータ２への制御量を演算し（図９（ｂ）に示す
ステップ９０４）、この演算した制御量に基づいて制御
弁６のバルブ開度を調整する（ステップ９０５）。これ
により、空調機１からの給気が再熱され、給気温度Ｔｐ
ｖが目標送風温度ＴＳに合わせ込まれる（図１０（ａ）
に示すＰ２〜Ｐ３）。

【０００６】これに対し、室内湿度ｈｐｖが室内湿度設
定値ｈｓｐよりも低い場合には、取入空気がＴｐｖ＝Ｔ
ｓｐとなるまで冷却されても除湿は行われず、取入空気
の湿度はその低いままの湿度を保つ（図１０（ｂ）に示
すＰ１’〜Ｐ２’1 ）。この場合、制御装置４は、Ｔｐ
ｖ＝Ｔｓｐとなるまで取入空気を冷却した後、加湿器３
を駆動して加湿を行う。すなわち、制御装置４は、室内
湿度センサ９からの室内湿度ｈｐｖと室内湿度設定値ｈ
ｓｐとからｈｐｖ＜ｈｓｐである場合を取入空気の湿度
が室内湿度設定値ｈｓｐよりも低いと判断し、ｈｐｖ＝
ｈｓｐとするための加湿量を演算し（図９（ｃ）に示す
ステップ９０６）、この演算した加湿量に基づいて加湿
器３を駆動する（ステップ９０７）。これにより、空調
機１からの給気が加湿され、その湿度が室内湿度設定値
ｈｓｐに合わせ込まれる（図１０（ｂ）に示すＰ２’1
〜Ｐ２’2 ）。そして、制御装置４は、この冷却・加湿
された給気を図９（ｂ）に示したレヒータ制御によって
再熱し、目標送風温度ＴＳに合わせ込む（図１０（ｂ）
に示すＰ２’2 〜Ｐ３’）。

【０００７】なお、室内湿度ｈｐｖが室内湿度設定値ｈ
ｓｐと合致している場合、制御装置４は、取入空気をＴ
ｐｖ＝Ｔｓｐとなるまで冷却した後（図１０（ｃ）に示
すＰ１”〜Ｐ２”）、目標送風温度ＴＳとなるまで再熱
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の恒温恒湿空調制御システムでは、給気温度設
定値Ｔｓｐが固定であるために、除湿負荷のない場合
（主に冬季や中間期）には図１０（ｂ）や（ｃ）に示す
ように過冷却再熱となり、不要なエネルギーを消費する
という問題があった。

【０００９】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、除湿負荷の
ない場合の過冷却再熱を抑制し、消費エネルギーの損失
を可能な限り抑えることのできる恒温恒湿空調制御シス
テムを提供することにある。

【００１０】

【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、レヒー
タの現在の発揮能力値に基づいて給気温度設定値を調整
したうえ、この調整後の給気温度設定値と給気温度の実
測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値を決定す
る第１の候補値を求めると共に、室内湿度設定値と室内
湿度の実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値
値を決定する第２の候補値を求め、この第１の候補値と
第２の候補値のうち何れか大きい方の候補値を実指令値
として冷却用熱交換器の発揮能力を制御するようにした
ものである。 この発明によれば、給気温度設定値と給気
温度の実測値との比較から求められた第１の候補値と室
内湿度設定値と室内湿度の実測値との比較から求められ
た第２の候補値のうち大きい方が実指令値とされる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】第２発明（請求項２に係る発明）は、レヒ
ータの現在の発揮能力値に基づいて給気温度設定値を調
整したうえ、この調整後の給気温度設定値と給気温度の
実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値を決定
する第１の候補値を求めると共に、給気湿度設定値と給
気湿度の実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力
値を決定する第２の候補値を求め、この第１の候補値と
第２の候補値のうち何れか大きい方の候補値を実指令値
として冷却用熱交換器の発揮能力を制御するようにした
ものである。この発明によれば、給気温度設定値と給気
温度の実測値との比較から求められた第１の候補値と給
気湿度設定値と給気湿度の実測値との比較から求められ
た第２の候補値のうち大きい方が実指令値とされる。

【００１４】第３発明（請求項３に係る発明）は、レヒ
ータの現在の発揮能力値に基づいて冷却用熱交換器の出
口温度設定値を調整したうえ、この調整後の冷却用熱交
換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器の出口温度の実
測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値を決定す
る第１の候補値を求めると共に、室内湿度設定値と室内
湿度の実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値
を決定する第２の候補値を求め、この第１の候補値と第
２の候補値のうち何れか大きい方の候補値を実指令値と
して冷却用熱交換器の発揮能力を制御するようにしたも
のである。この発明によれば、冷却用熱交換器の出口温
度設定値と冷却用熱交換器の出口温度の実測値との比較
から求められた第１の候補値と室内湿度設定値と室内湿
度の実測値との比較から求められた第２の候補値のうち
大きい方が実指令値とされる。

【００１５】第４発明（請求項４に係る発明）は、レヒ
ータの現在の発揮能力値に基づいて冷却用熱交換器の出
口温度設定値を調整したうえ、この調整後の冷却用熱交
換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器の出口温度の実
測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値を決定す
る第１の候補値を求めると共に、給気湿度設定値と給気
湿度の実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能力値
を決定する第２の候補値を求め、この第１の候補値と第
２の候補値のうち何れか大きい方の候補値を実指令値と
して冷却用熱交換器の発揮能力を制御するようにしたも
のである。この発明によれば、冷却用熱交換器の出口温
度設定値と冷却用熱交換器の出口温度の実測値との比較
から求められた第１の候補値と給気湿度設定値と給気湿
度の実測値との比較から求められた第２の候補値のうち
大きい方が実指令値とされる。

【００１６】第５発明（請求項５に係る発明）は、レヒ
ータの現在の発揮能力値に基づいて給気温度設定値又は
冷却用熱交換器の出口温度設定値を調整したうえ、この
調整後の給気温度設定値と給気温度の実測値との比較又
は冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器の
出口温度の実測値との比較から冷却用熱交換器の発揮能
力値を決定する第１の候補値を求めると共に、室内湿度
設定値と室内湿度の実測値との比較から給気湿度設定値
を定め、この給気湿度設定値と給気湿度の実測値との比
較から冷却用熱交換器の発揮能力値を決定する第２の候
補値を求め、この第１の候補値と第２の候補値のうち何
れか大きい方の候補値を実指令値として冷却用熱交換器
の発揮能力を制御するようにしたものである。この発明
によれば、給気温度設定値と給気温度の実測値との比較
又は冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器
の出口温度の実測値との比較から求められた第１の候補
値と室内湿度設定値と室内湿度の実測値との比較から定
められた室内湿度設定値と室内湿度の実測値との比較か
ら求められた第２の候補値のうち大きい方が実指令値と
される。

【００１７】第６発明（請求項６に係る発明）は、第１
発明〜第５発明において、レヒータの能力に対して予め
最大能力設定値および最小能力設定値を設定したうえ
で、レヒータの現在の発揮能力値が最小能力設定値を下
回っている場合は給気温度設定値あるいは冷却用熱交換
器の出口温度設定値を所定値下げ、レヒータの現在の発
揮能力値が最大能力設定値を上回っている場合は給気温
度設定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値を所
定値上げ、その他の場合は給気温度設定値あるいは冷却
用熱交換器の出口温度設定値は変更しないようにしたも
のである。この発明によれば、レヒータの現在の発揮能
力値が最小能力設定値を下回っている場合は給気温度設
定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値が所定値
下げられ、レヒータの現在の発揮能力値が最大能力設定
値を上回っている場合は給気温度設定値あるいは冷却用
熱交換器の出口温度設定値を所定値上げられ、給気温度
設定値がレヒータの現在の発揮能力値に基づいて最適化
されるものとなる。

【００１８】第７発明（請求項７に係る発明）は、第１
発明〜第５発明において、レヒータを複数の個別レヒー
タで構成したうえ、各個別レヒータの能力に対して予め
最大能力設定値および最小能力設定値を設定しておき、
その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
ヒータが１台でもあれば給気温度設定値あるいは冷却用
熱交換器の出口温度設定値を所定値下げ、その発揮能力
値が最小能力設定値を下回っている個別レヒータが１台
もない場合でその発揮能力値が最大能力設定値を上回っ
ている個別レヒータが１台でもあれば給気温度設定値あ
るいは冷却用熱交換器の出口温度設定値を所定値上げ、
その他の場合は給気温度設定値あるいは冷却用熱交換器
の出口温度設定値は変更しないようにしたものである。
この発明によれば、その発揮能力値が最小能力設定値を
下回っている個別レヒータが１台でもあれば給気温度設
定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値が所定値
下げられ、その発揮能力値が最小能力設定値を下回って
いる個別レヒータが１台もない場合でその発揮能力値が
最大能力設定値を上回っている個別レヒータが１台でも
あれば給気温度設定値あるいは冷却用熱交換器の出口温
度設定値が所定値上げられ、被制御室が複数ある場合に
も給気温度設定値がレヒータの現在の発揮能力値に基づ
いて最適化されるものとなる。

【００１９】第８発明（請求項８に係る発明）は、第１
発明〜第５発明において、レヒータを複数の個別レヒー
タで構成したうえ、各個別レヒータの能力に対して予め
最大能力設定値および最小能力設定値を設定しておき、
その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
ヒータが１台でもあれば給気温度設定値あるいは冷却用
熱交換器の出口温度設定値を所定値下げ、その発揮能力
値が最小能力設定値を下回っている個別レヒータが１台
もない場合でその発揮能力値が最大能力設定値を上回っ
ている個別レヒータが全体の個別レヒータの過半数を占
めていれば給気温度設定値あるいは冷却用熱交換器の出
口温度設定値を所定値上げ、その他の場合は給気温度設
定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値は変更し
ないようにしたものである。この発明によれば、その発
揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レヒータ
が１台でもあれば給気温度設定値あるいは冷却用熱交換
器の出口温度設定値が所定値下げられ、その発揮能力値
が最小能力設定値を下回っている個別レヒータが１台も
ない場合でその発揮能力値が最大能力設定値を上回って
いる個別レヒータが全体の個別レヒータの過半数を占め
ていれば給気温度設定値あるいは冷却用熱交換器の出口
温度設定値が所定値上げられ、被制御室が複数ある場合
にも給気温度設定値がレヒータの現在の発揮能力値に基
づいて最適化されるものとなる。この場合、少数の個別
レヒータにイレギュラーが生じしても全体に影響を及ぼ
さない。これにより、除湿負荷のない場合の過冷却再熱
を抑制し、消費エネルギーの損失を可能な限り抑えるこ
とが可能となる。

【００２０】第９発明（請求項９に係る発明）は、第１
発明〜第５発明において、室内湿度の実測値が室内湿度
設定値を上回っている時のみ、給気温度設定値または冷
却用熱交換器の出口温度設定値を現在の実測値にするよ
うにしたものである。第１０発明（請求項１０に係る発
明）は、第１発明〜第５発明において、給気湿度の実測
値が給気湿度設定値を上回っている時のみ、給気温度設
定値または冷却用熱交換器の出口温度設定値を現在の実
測値にするようにしたものである、この第１１および第
１２発明によれば、除湿時、給気温度設定値または冷却
用熱交換器の出口温度設定値が現在の実測値とされる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１〕この実施の形態において、そのシステ
ム構成は図８に示した従来のものと同一であるが、制御
装置４の機能が異なっている。この場合の制御装置を４
−１として制御装置４と区別して示す。制御装置４−１
は、冷却用熱交換器１−１に対する制御弁５のバルブ開
度を調整するに際し、第１の候補値と第２の候補値を算
出し、その何れか大きい方の候補値を実指令値とする。

【００２２】〔第１の候補値の算出〕第１の候補値の算
出にあたっては、先ず、給気温度最適化制御によって給
気温度設定値を決定する（図２に示すステップ２０
１）。給気温度最適化制御のフローチャートを図３に示
す。

【００２３】この給気温度最適化制御では、決められた
時間間隔に１回レヒータ２に対する制御弁６のバルブ開
度をチェックする（ステップ２０１−１）。すなわち、
レヒータ２の現在の発揮能力値をチェックする。そし
て、制御弁６のバルブ開度が最小開度設定値を下回って
いるか否かをチェックし（ステップ２０１−２）、最小
開度設定値を下回っていれば冷熱が供給不足であると判
断して給気温度設定値を給気設定値変更幅だけ下げる
（ステップ２０１−３）。

【００２４】制御弁６のバルブ開度が最小開度設定値を
下回っていなければ、最大開度設定値を上回っているか
否かをチェックし（ステップ２０１−４）、最大開度設
定値を上回っていれば冷熱が供給過剰であると判断して
給気温度設定値を給気設定値変更幅だけ上げる（ステッ
プ２０１−５）。

【００２５】制御弁６のバルブ開度が最小開度設定値と
最大開度設定値との間にある場合には、ステップ２０１
−２および２０１−４のＮＯに応じてステップ２０１−
６へ進み、給気温度設定値はそのままの状態を維持す
る。なお、最初にバルブ開度を最小開度設定値と比較
し、次に最大開度設定値と比較するのは、レヒータ２は
温度を上げることはできるが下げることはできないの
で、レヒータ２で温度を下げなければならない状況に陥
らないようにするためである。

【００２６】このようにして給気温度設定値を決定した
後、給気温度除湿補償制御（図２に示すステップ２０
２）によって、ステップ２０１で決定した給気温度設定
値をそのまま給気温度設定値Ｔｓｐとするか、ステップ
２０１で決定した給気温度設定値に代えてその時の実測
給気温度を給気温度設定値Ｔｓｐとするかを決定する。
給気温度除湿補償制御のフローチャートを図４に示す。

【００２７】この給気温度除湿補償制御では、室内湿度
ｈｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐとの比較を行い（ステッ
プ２０２−１）、ｈｐｖ≦ｈｓｐであれば、除湿の必要
がないものとしてステップ２０２−２へ進み、ステップ
２０１で決定された給気温度設定値（Ａ）をそのまま給
気温度設定値Ｔｓｐとする、これに対して、ｈｐｖ＞ｈ
ｓｐであれば、除湿の必要があるものとしてステップ２
０２−３へ進み、その時の実測給気温度を給気温度設定
値Ｔｓｐとする。ステップ２０２−３で実測給気温度を
給気温度設定値Ｔｓｐとする理由については後述する。

【００２８】そして、給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値
Ｔｓｐとから、Ｔｐｖ＝Ｔｓｐとするための冷却用熱交
換器１−１への制御量を演算し（図２に示すステップ２
０３）、この演算した制御量に基づく制御弁５へのバル
ブ開度の指令値を第１の候補値Ｓ１として出力する。こ
の第１の候補値Ｓ１は給気温度Ｔｐｖを給気温度設定値
Ｔｓｐとするための制御量である。

【００２９】〔第２の候補値の算出〕第２の候補値は室
内湿度ｈｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐとから算出する。
すなわち、室内湿度ｈｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐとを
比較し（ステップ２０４）、ｈｐｖ＞ｈｓｐであれば除
湿の必要があるものしてステップ２０５へ進む。ステッ
プ２０５では、室内湿度ｈｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐ
とから、ｈｐｖ＝ｈｓｐとするための冷却用熱交換器１
−１への制御量を演算し、この演算した制御量に基づく
制御弁５へのバルブ開度の指令値を第２の候補値Ｓ２と
して出力する。この第２の候補値Ｓ２は室内湿度ｈｐｖ
を室内湿度設定値ｈｓｐとするための制御量である。

【００３０】このようにして算出された第１の候補値Ｓ
１と第２の候補値Ｓ２とはステップ２０６で比較され
る。そして、この候補値Ｓ１，Ｓ２の内、何れか大きい
方の候補値が実指令値とされ、この実指令値によって冷
却用熱交換器１−１に対する制御弁５のバルブ開度が調
整される（ステップ２０７）。なお、ステップ２０４で
ｈｐｖ＜ｈｓｐであれば、給気温度を給気温度設定値Ｔ
ｓｐまで冷却した後、図９（ｃ）に示したと同様にして
加湿制御を行う。

【００３１】ここで、ｈｐｖ＞ｈｓｐの時に得られる第
２の候補値Ｓ２は、第１の候補値Ｓ１に対して大きくな
るのが普通である。すなわち、除湿の必要がある場合、
第２の候補値Ｓ２が実指令値とされ、給気温度Ｔｐｖは
その時の給気温度設定値Ｔｓｐに拘わらずｈｐｖ＝ｈｓ
ｐとなるまで下げられる。

【００３２】一方、ｈｐｖ≦ｈｓｐの時には、第２の候
補値Ｓ２は０とされる。したがって、湿度満足あるいは
加湿の必要がある場合、第１の候補値Ｓ１が実指令値と
され、給気温度Ｔｐｖはステップ２０１，２０２を経て
決定された給気温度設定値Ｔｓｐまで下げられる。この
場合、給気温度設定値Ｔｓｐは、その時のレヒータ２の
発揮能力値に基づいて最適化されているので、給気温度
Ｔｐｖが室内湿度設定値ｈｓｐまでの除湿を目的とした
給気温度（図１０に示すＴｓｐ）まで下げられることが
なく、過冷却再熱が抑制され、消費エネルギーの損失が
最小限に抑えられる。

【００３３】すなわち、本実施の形態では、室内湿度ｈ
ｐｖが室内湿度設定値ｈｓｐよりも高い場合には、取入
空気は室内湿度設定値ｈｓｐまでの除湿を目的とした温
度まで冷却される（図１（ａ）に示すＰ１〜Ｐ２）。こ
れに対して、室内湿度ｈｐｖが室内湿度設定値ｈｓｐよ
りも低い場合には、最適化制御によって給気温度設定値
Ｔｓｐが決定されることによって、室内湿度設定値ｈｓ
ｐまでの除湿を目的とした温度まで下げれることがない
（図１（ｂ）に示すＰ１’〜Ｐ２’1 ）。ここで、図１
（ｂ）と図１０（ｂ）を比較して分かるように、本実施
の形態では図１（ｂ）に太線で示したような過冷却再熱
がなくなり、省エネが図られる。

【００３４】また、室内湿度ｈｐｖが室内湿度設定値ｈ
ｓｐと合致している場合にも、最適化制御によって給気
温度設定値Ｔｓｐが決定されることによって、室内湿度
設定値ｈｓｐまでの除湿を目的とした温度まで下げれる
ことがなくなる（図１（ｃ）に示すＰ１”〜Ｐ２”）。
ここで、図１（ｃ）と図１０（ｃ）を比較して分かるよ
うに、本実施の形態では図１（ｃ）に太線で示したよう
な過冷却再熱がなくなり、省エネが図られる。

【００３５】〔除湿時に実測給気温度を給気温度設定値
とする理由〕ステップ２０２−３で実測給気温度を給気
温度設定値Ｔｓｐとすることによって除湿要求解除時の
温度・湿度制御の乱れを最小限に抑えることができる。
ステップ２０２−３で実測給気温度を給気温度設定値Ｔ
ｓｐとせずにステップ２０１で決定された給気温度設定
値をそのまま給気温度設定値Ｔｓｐとしたとする。する
と、除湿要求解除時、実測給気温度と給気温度設定値Ｔ
ｓｐとが大きく乖離することになり、温度・湿度制御が
乱れる。このため、第２の候補値Ｓ２による除湿要求解
除時に実測給気温度と給気温度設定値Ｔｓｐとが大きく
乖離することがないように、第２の候補値Ｓ２を用いて
の除湿中は実測給気温度を給気温度設定値Ｔｓｐとす
る。

【００３６】なお、第２の候補値Ｓ２を用いての除湿時
に給気温度設定値Ｔｓｐを除湿を考慮した給気露点温度
設定値（例えば、１２℃）と等しくする方法も考えられ
るが、この場合、給気温度が１２℃まで下がる途中で室
内湿度が満足してしまった時には給気温度設定値が１２
℃になっているため、給気温度設定値の急変が発生し制
御が乱れてしまう。これを防止するために、除湿が解除
された時点では給気温度実測値と設定値は等しくしてお
く必要があり、その時点の給気温度設定値（＝実測値）
から給気温度快適化制御を行う必要がある。

【００３７】〔実施の形態２〕 実施の形態１では、ステップ２０４において室内湿度ｈ
ｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐとを比較するようにした
が、図８に点線で示すように給気露点温度センサ１１を
設け、この給気露点温度センサ１１が検出する給気露点
温度と給気露点温度設定値とを比較することによって除
湿の必要の有無を判断するようにしてもよい。このよう
にすれば、給気湿度の実測値と給気湿度設定値との比較
によって除湿の必要の有無が判断されるものとなり、応
答性が速く、精度が高くなる。 〔実施の形態３〕 また、室内湿度ｈｐｖと室内湿度設定値ｈｓｐとからＰ
ＩＤ演算によって給気露点温度設定値を算出し、この給
気露点温度設定値と給気露点温度センサ１１が検出する
給気露点温度とを比較することによって除湿の必要の有
無を判断するようにしてもよい。

【００３８】〔実施の形態４〕また、実施の形態１で
は、空調機１からの給気温度に対して給気温度設定値を
定め、この給気温度設定値を最適化制御するようにした
が、冷却用熱交換器１−１の出口温度に対して出口温度
設定値を定め、この出口温度設定値を最適化制御するよ
うにしてもよい。この場合、図２，図３，図４に示した
各フローチャートにおいて、給気温度を出口温度に置き
換えるのみで対応できる。特に、空調機１に加熱用熱交
換器（加熱コイル）が設けられている場合、すなわち空
調機１が冷／暖兼用である場合、給気温度に代えて冷却
用熱交換器１−１の出口温度を使用するようにした方が
よい。なお、給気温度センサは給気ダクトに簡単に取り
付けられるが、冷却用熱交換器の出口温度を測定するセ
ンサは空調機内に取り付けなければならず、空調機によ
っては取り付けられない場合もある。

【００３９】〔実施の形態５〕また、実施の形態１で
は、説明を簡単とするために被制御室１０を１室として
説明したが、被制御室１０は複数とされる場合が普通で
ある。この場合、各被制御室１０に対して、図５に示す
ようにレヒータ２，加湿器３および制御弁６が各個に設
けられる。また、給気温度最適化制御は、図６に示すフ
ローチャートにしたがって行う。

【００４０】この給気温度最適化制御では、決められた
時間間隔に１回レヒータ２−１〜２−ｎに対する制御弁
６−１〜６−ｎのバルブ開度をチェックする（ステップ
６０１）。すなわち、レヒータ２−１〜２−ｎの現在の
発揮能力値をチェックする。そして、バルブ開度が最小
開度設定値を下回っているかものがあるか否かをチェッ
クし（ステップ６０２）、最小開度設定値を下回ってい
るものがあれば冷熱が供給不足であると判断して給気温
度設定値を給気設定値変更幅だけ下げる（ステップ６０
３）。

【００４１】バルブ開度が最小開度設定値を下回ってい
るものがなければ、最大開度設定値を上回っているもの
があるか否かをチェックし（ステップ６０４）、最大開
度設定値を上回っているものがあれば冷熱が供給過剰で
あると判断して給気温度設定値を給気設定値変更幅だけ
上げる（ステップ６０５）。

【００４２】制御弁６−１〜６−ｎのバルブ開度が最小
開度設定値と最大開度設定値との間にある場合には、ス
テップ６０２および６０４のＮＯに応じてステップ６０
６へ進み、給気温度設定値はそのままの状態を維持す
る。

【００４３】〔実施の形態６〕実施の形態５での給気温
度最適化制御の別の例を図７に示す。この給気温度最適
化制御では、図６に示したステップ６０４を６０４’と
し、バルブ開度が最大開度設定値を上回っているものが
全体の過半数を占めているか否かをチェックする。最大
開度設定値を上回っているものが過半数あれば、冷熱が
供給過剰であると判断して、給気温度設定値を給気設定
値変更幅だけ上げる（ステップ６０５）。

【００４４】なお、上述した各実施の形態において、レ
ヒータ（再熱器）２は基本的に加熱用交換器と同じであ
り、空調機１に加熱用熱交換器（加熱コイル）が無い場
合、このレヒータ２を使って暖房を行うこともできる。
レヒータの種類としては、電気レヒータ、温水レヒー
タ、蒸気レヒータ等各種のものがあり、いずれを用いて
もよい。また、図５において加湿器３は必ずしもレヒー
タ２の後に置かなくてもよく、空調機１内に置いてもよ
い。さらに、室内湿度および給気湿度としては、相対湿
度、絶対湿度、露点温度等が含まれる。

【００４５】恒温恒湿空調は基本的に２４時間連続運転
であるので、初期時に給気温度設定値を決めておく必要
がある。そのためには、室内湿度の設定値から給気露点
温度を求めて、これを給気温度設定値とする。運転開始
以降は本発明により給気温度設定値は変動する。

【００４６】

【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、給気温度設定値と給気温
度の実測値との比較から求められた第１の候補値と室内
湿度設定値と室内湿度の実測値との比較から求められた
第２の候補値のうち大きい方が実指令値とされ、冷却用
熱交換器の発揮能力が制御される。この場合、除湿負荷
のない場合の過冷却再熱を抑制し、消費エネルギーの損
失を可能な限り抑えることが可能となる。また、給気温
度センサは給気ダクトに取り付けられるので、取り付け
が容易となる。また、室内の潜熱負荷が変化した場合で
も室内湿度設定値に制御できる。 第２発明では、給気温
度設定値と給気温度の実測値との比較から求められた第
１の候補値と給気湿度設定値と給気湿度の実測値との比
較から求められた第２の候補値のうち大きい方が実指令
値とされ、冷却用熱交換器の発揮能力が制御される。こ
の場合、除湿負荷のない場合の過冷却再熱を抑制し、消
費エネルギーの損失を可能な限り抑えることが可能とな
る。また、給気温度センサは給気ダクトに取り付けられ
るので、取り付けが容易となる。また、冷却用熱交換器
に近い給気湿度をとっているので、応答が速く精度が高
い。

【００４７】

【００４８】第３発明では、冷却用熱交換器の出口温度
設定値と冷却用熱交換器の出口温度の実測値との比較か
ら求められた第１の候補値と室内湿度設定値と室内湿度
の実測値との比較から求められた第２の候補値のうち大
きい方が実指令値とされ、冷却用熱交換器の発揮能力が
制御される。この場合、除湿負荷のない場合の過冷却再
熱を抑制し、消費エネルギーの損失を可能な限り抑える
ことが可能となる。また、冷却用熱交換器の出口温度を
使用しているので、制御性がよい。また、室内の潜熱負
荷が変化した場合でも室内湿度設定値に制御できる。第
４発明では、冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却用
熱交換器の出口温度の実測値との比較から求められた第
１の候補値と給気湿度設定値と給気湿度の実測値との比
較から求められた第２の候補値のうち大きい方が実指令
値とされ、冷却用熱交換器の発揮能力が制御される。こ
の場合、除湿負荷のない場合の過冷却再熱を抑制し、消
費エネルギーの損失を可能な限り抑えることが可能とな
る。また、冷却用熱交換器の出口温度を使用しているの
で、制御性がよい。また、冷却用熱交換器に近い給気湿
度をとっているので、応答が速く精度が高い。

【００４９】第５発明では、給気温度設定値と給気温度
の実測値との比較又は冷却用熱交換器の出口温度設定値
と冷却用熱交換器の出口温度の実測値との比較から求め
られた第１の候補値と室内湿度設定値と室内湿度の実測
値との比較から定められた室内湿度設定値と室内湿度の
実測値との比較から求められた第２の候補値のうち大き
い方が実指令値とされ、冷却用熱交換器の発揮能力が制
御される。この場合、除湿負荷のない場合の過冷却再熱
を抑制し、消費エネルギーの損失を可能な限り抑えるこ
とが可能となる。また、給気温度設定値と給気温度の実
測値との比較から第１の候補値を求めるものとすれば、
給気温度センサは給気ダクトに取り付けられるので、取
り付けが容易となり、冷却用熱交換器の出口温度設定値
と冷却用熱交換器の出口温度の実測値との比較から第１
の候補値を求めるものとすれば、冷却用熱交換器の出口
温度を使用しているので、制御性がよくなる。また、室
内の潜熱負荷が変化した場合でも室内湿度設定値に制御
できる。また、冷却用熱交換器に近い給気湿度をとって
いるので、応答が速く精度が高い。

【００５０】第６発明では、レヒータの現在の発揮能力
値が最小能力設定値を下回っている場合は給気温度設定
値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値が所定値下
げられ、レヒータの現在の発揮能力値が最大能力設定値
を上回っている場合は給気温度設定値あるいは冷却用熱
交換器の出口温度設定値を所定値上げられ、給気温度設
定値がレヒータの現在の発揮能力値に基づいて最適化さ
れるものとなる。これにより、除湿負荷のない場合の過
冷却再熱を抑制し、消費エネルギーの損失を可能な限り
抑えることが可能となる。第７発明では、その発揮能力
値が最小能力設定値を下回っている個別レヒータが１台
でもあれば給気温度設定値あるいは冷却用熱交換器の出
口温度設定値が所定値下げられ、その発揮能力値が最小
能力設定値を下回っている個別レヒータが１台もない場
合でその発揮能力値が最大能力設定値を上回っている個
別レヒータが１台でもあれば給気温度設定値あるいは冷
却用熱交換器の出口温度設定値が所定値上げられ、被制
御室が複数ある場合にも給気温度設定値がレヒータの現
在の発揮能力値に基づいて最適化されるものとなる。こ
れにより、除湿負荷のない場合の過冷却再熱を抑制し、
消費エネルギーの損失を可能な限り抑えることが可能と
なる。

【００５１】第８発明では、その発揮能力値が最小能力
設定値を下回っている個別レヒータが１台でもあれば給
気温度設定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値
が所定値下げられ、その発揮能力値が最小能力設定値を
下回っている個別レヒータが１台もない場合でその発揮
能力値が最大能力設定値を上回っている個別レヒータが
全体の個別レヒータの過半数を占めていれば給気温度設
定値あるいは冷却用熱交換器の出口温度設定値が所定値
上げられ、被制御室が複数ある場合にも給気温度設定値
がレヒータの現在の発揮能力値に基づいて最適化される
ものとなる。この場合、少数の個別レヒータにイレギュ
ラーが生じしても全体に影響を及ぼさない。これによ
り、除湿負荷のない場合の過冷却再熱を抑制し、消費エ
ネルギーの損失を可能な限り抑えることが可能となる。
第９および第１０発明では、除湿時、給気温度設定値ま
たは冷却用熱交換器の出口温度設定値が現在の実測値と
され、除湿要求が解除された時の温度・湿度制御の乱れ
を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る恒温恒湿空調制御システムの動
作を説明するための空調線図である。

【図２】 本発明に係る恒温恒湿空調制御システムでの
除湿制御を説明するためのフローチャートである。

【図３】 本発明に係る恒温恒湿空調制御システムでの
給気温度最適化制御を説明するためのフローチャートで
ある。

【図４】 本発明に係る恒温恒湿空調制御システムでの
給気温度除湿補償制御を説明するためのフローチャート
である。

【図５】 被制御室が複数ある場合の本発明に係る恒温
恒湿空調制御システムの要部を示す図である。

【図６】 この恒温恒湿空調制御システムでの給気温度
最適化制御を説明する図である。

【図７】 この恒温恒湿空調制御システムでの給気温度
最適化制御の別の例を説明する図である。

【図８】 従来および本発明に係る恒温恒湿空調制御シ
ステムの要部を示す図である。

【図９】 従来の恒温恒湿空調制御システムの動作を説
明するためのフローチャートである。

【図１０】 従来の恒温恒湿空調制御システムの動作を
説明するための空調線図である。

【符号の説明】

１…空調機、１−１…冷却用熱交換器、１−２…送風
機、２…レヒータ（加熱コイル）、３…加湿器、４−１
…制御装置、５，６…制御弁、７…給気温度センサ、８
…室内温度センサ、９…室内湿度センサ、１０…被制御
室、１１…給気露点温度センサ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−240467（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−264588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−181537（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−159253（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5131（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−288382（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347107（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−234742（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取入空気を給気温度設定値まで冷却する
   冷却用熱交換器と、 この冷却用熱交換器によって冷却された空気を空調制御
   される室の空調負荷を賄うために必要な送風温度まで再
   熱するレヒータと、 調和空気を空調制御される室へ送る送風機と、 前記レヒータの現在の発揮能力値に基づいて前記給気温
   度設定値を調整したうえ、この調整後の給気温度設定値
   と給気温度の実測値との比較から前記冷却用熱交換器の
   発揮能力値を決定する第１の候補値を求めると共に、室
   内湿度設定値と室内湿度の実測値との比較から前記冷却
   用熱交換器の発揮能力値を決定する第２の候補値を求
   め、この第１の候補値と第２の候補値のうち何れか大き
   い方の候補値を実指令値として前記冷却用熱交換器の発
   揮能力を制御する制御装置と を備えたことを特徴とする
   恒温恒湿空調制御システム。
2. 【請求項２】 取入空気を給気温度設定値まで冷却する
   冷却用熱交換器と、 この冷却用熱交換器によって冷却された空気を空調制御
   される室の空調負荷を賄うために必要な送風温度まで再
   熱するレヒータと、 調和空気を空調制御される室へ送る送風機と、 前記レヒータの現在の発揮能力値に基づいて前記給気温
   度設定値を調整したうえ、この調整後の給気温度設定値
   と給気温度の実測値との比較から前記冷却用熱交換器の
   発揮能力値を決定する第１の候補値を求めると共に、給
   気湿度設定値と給気湿度の実測値との比較から前記冷却
   用熱交換器の発揮能力値を決定する第２の候補値を求
   め、この第１の候補値と第２の候補値のうち何れか大き
   い方の候補値を実指令値として前記冷却用熱交換器の発
   揮能力を制御する制御装置と を備えたことを特徴とする
   恒温恒湿空調制御システム。
3. 【請求項３】 取入空気を冷却用熱交換器の出口温度設
   定値まで冷却する冷却用熱交換器と、 この冷却用熱交換器によって冷却された空気を空調制御
   される室の空調負荷を賄うために必要な送風温度まで再
   熱するレヒータと、 調和空気を空調制御される室へ送る送風機と、 前記レヒータの現在の発揮能力値に基づいて前記冷却用
   熱交換器の出口温度設 定値を調整したうえ、この調整後
   の冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器の
   出口温度の実測値との比較から前記冷却用熱交換器の発
   揮能力値を決定する第１の候補値を求めると共に、室内
   湿度設定値と室内湿度の実測値との比較から前記冷却用
   熱交換器の発揮能力値を決定する第２の候補値を求め、
   この第１の候補値と第２の候補値のうち何れか大きい方
   の候補値を実指令値として前記冷却用熱交換器の発揮能
   力を制御する制御装置と を備えたことを特徴とする恒温
   恒湿空調制御システム。
4. 【請求項４】 取入空気を冷却用熱交換器の出口温度設
   定値まで冷却する冷却用熱交換器と、 この冷却用熱交換器によって冷却された空気を空調制御
   される室の空調負荷を賄うために必要な送風温度まで再
   熱するレヒータと、 調和空気を空調制御される室へ送る送風機と、 前記レヒータの現在の発揮能力値に基づいて前記冷却用
   熱交換器の出口温度設定値を調整したうえ、この調整後
   の冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却用熱交換器の
   出口温度の実測値との比較から前記冷却用熱交換器の発
   揮能力値を決定する第１の候補値を求めると共に、給気
   湿度設定値と給気湿度の実測値との比較から前記冷却用
   熱交換器の発揮能力値を決定する第２の候補値を求め、
   この第１の候補値と第２の候補値のうち何れか大きい方
   の候補値を実指令値として前記冷却用熱交換器の発揮能
   力を制御する制御装置と を備えたことを特徴とする恒温
   恒湿空調制御システム。
5. 【請求項５】 取入空気を給気温度設定値又は冷却用熱
   交換器の出口温度設定値まで冷却する冷却用熱交換器
   と、 この冷却用熱交換器によって冷却された空気を空調制御
   される室の空調負荷を賄うために必要な送風温度まで再
   熱するレヒータと、 調和空気を空調制御される室へ送る送風機と、 前記レヒータの現在の発揮能力値に基づいて前記給気温
   度設定値又は冷却用熱交換器の出口温度設定値を調整し
   たうえ、この調整後の給気温度設定値と給気温度の実測
   値との比較又は冷却用熱交換器の出口温度設定値と冷却
   用熱交換器の出口温度の実測値との比較から前記冷却用
   熱交換器の発揮能力値を決定する第１の 候補値を求める
   と共に、室内湿度設定値と室内湿度の実測値との比較か
   ら給気湿度設定値を定め、この給気湿度設定値と給気湿
   度の実測値との比較から前記冷却用熱交換器の発揮能力
   値を決定する第２の候補値を求め、この第１の候補値と
   第２の候補値のうち何れか大きい方の候補値を実指令値
   として前記冷却用熱交換器の発揮能力を制御する制御装
   置と を備えたことを特徴とする恒温恒湿空調制御システ
   ム。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記レヒータの能力に対して予め最大能力設定値および
   最小能力設定値を設定したうえで、 レヒータの現在の発揮能力値が前記最小能力設定値を下
   回っている場合は前記給気温度設定値あるいは前記冷却
   用熱交換器の出口温度設定値を所定値下げ、 レヒータの現在の発揮能力値が前記最大能力設定値を上
   回っている場合は前記給気温度設定値あるいは前記冷却
   用熱交換器の出口温度設定値を所定値上げ、 その他の場合は前記給気温度設定値あるいは前記冷却用
   熱交換器の出口温度設定値は変更しない ことを特徴とす
   る恒温恒湿空調制御システム。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記レヒータを複数の個別レヒータで構成したうえ、各
   個別レヒータの能力に対して予め最大能力設定値および
   最小能力設定値を設定しておき、 その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
   ヒータが１台でもあれば前記給気温度設定値あるいは前
   記冷却用熱交換器の出口温度設定値を所定値下げ、 その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
   ヒータが１台もない場合でその発揮能力値が最大能力設
   定値を上回っている個別レヒータが１台でもあれば前記
   給気温度設定値あるいは前記冷却用熱交換器の出口温度
   設定値を所定値上げ、 その他の場合は前記給気温度設定値あるいは前記冷却用
   熱交換器の出口温度設定値は変更しない ことを特徴とす
   る恒温恒湿空調制御システム。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記レヒータを複数の個別レヒータで構成したうえ、各
   個別レヒータの能力に対して予め最大能力設定値および
   最小能力設定値を設定しておき、 その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
   ヒータが１台でもあれば前記給気温度設定値あるいは前
   記冷却用熱交換器の出口温度設定値を所定値下げ、 その発揮能力値が最小能力設定値を下回っている個別レ
   ヒータが１台もない場合でその発揮能力値が最大能力設
   定値を上回っている個別レヒータが全体の個別レヒータ
   の過半数を占めていれば前記給気温度設定値あるいは前
   記冷却用熱交換器の出口温度設定値を所定値上げ、 その他の場合は前記給気温度設定値あるいは前記冷却用
   熱交換器の出口温度設定値は変更しない ことを特徴とす
   る恒温恒湿空調制御システム。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記室内湿度の実測値が室内湿度設定値を上回っている
   時のみ、前記給気温度設定値または冷却用熱交換器の出
   口温度設定値を現在の実測値にすることを特徴とする恒
   温恒湿空調制御システム。
10. 【請求項１０】 請求項１〜５のいずれか１項におい
    て、前記給気湿度の実測値が給気湿度設定値を上回って
    いる時のみ、前記給気温度設定値または冷却用熱交換器
    の出口温度設定値を現在の実測値にすることを特徴とす
    る恒温恒湿空調制御システム。