JP4904014B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、扉を介して隣接する室の室内気圧を目標室内気圧に保持するとともに、扉の開扉中に、目標室内気圧が高い高圧室から目標室内気圧が低い低圧室に向かって空気を流動させる空調システムに関する。

扉を介して隣接する複数の室の室内気圧を測定する気圧測定手段と、それら室どうしをつなぐ扉の開閉を識別する扉開閉識別手段とを有し、気圧測定手段を介して測定したそれら室の室内気圧に基づいて、それら室に連結された給気ダクトまたは排気ダクトに設置した室圧調整用ダンパを調節し、室の室内気圧をそれら室に個別に設定された初期目標室内気圧に保持する空調システムがある（特許文献１参照）。

このシステムは、扉開閉識別手段を介して扉が開扉されたと判断したときに、あらかじめ設定されたそれら室の初期目標室内気圧を変更し、開扉された扉を介してつながる室どうしを一室とみなしてそれら室の目標室内気圧を互いに一致させ、扉開閉識別手段を介して扉が閉扉されたと判断したときに、変更した目標室内気圧を初期目標室内気圧に戻し、室の室内気圧をそれら室に個別に設定された初期目標室内気圧に復帰させる。システムは、開扉された扉を閉めた後において、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することはなく、室圧調整用ダンパの定常状態（十分に時間が経過して一定になっているはずの状態）に対する振れ（ハンチング）を防止することができる。このシステムは、扉の開閉にともなって室の室内気圧が変動したとしても、扉を閉めた後にそれら室の室内気圧をあらかじめ設定された初期目標室内気圧に速やかに復帰させることができる。
特開平１０−８３２２１号公報

前記公報に開示の空調システムでは、開扉された扉を介してつながる室どうしの初期目標室内気圧を変更してそれら室の目標室内気圧を互いに一致させるから、扉を開けたときに、扉の開放域を介してつながる室どうしのうちの初期目標室内気圧が低い低圧室から初期目標室内気圧が高い高圧室に向かって空気が流動する場合があり、扉の開扉中に空気を高圧室から低圧室に向かって常時一方向へ流動させることができない。このシステムは、たとえば、低圧室において空気汚染の危険が高い作業を行い、高圧室においてその他の作業を行う場合、扉の開扉中に汚染された空気が低圧室から高圧室に流れ込み、高圧室が汚染されてしまう場合があり、汚染された空気を所定の経路で安全に排気することができない。

本発明の目的は、扉を介して隣接する室の室内気圧を目標室内気圧に保持することができ、扉の開扉中に、目標室内気圧が高い高圧室から目標室内気圧が低い低圧室に向かって空気を確実に流動させることができる空調システムを提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、扉を介して隣接する少なくとも２つの室と、それら各室に個別に連結されて該各室に所定量の空気を供給する給気管と、それら各室に個別に連結されて該各室から所定量の空気を排出する排気管と、前記給気管および前記排気管のいずれか一方に取り付けられ、回転機の駆動力を介して旋回する旋回羽根および前記羽根の旋回によって開閉される空気流路を有するモータダンパを備えた可変風量ユニットとから形成され、前記旋回羽根の旋回角度を変化させることで前記可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、前記各室の室内気圧を目標室内気圧に保持する室内気圧調節手段を有する空調システムである。

前記前提における本発明の特徴は、空調システムが、扉の開閉を識別する扉開閉識別手段と、開扉された扉の開放域を介してつながる室どうしのうちの目標室内気圧が高い高圧室から高圧室よりも目標室内気圧が低い低圧室に向かって空気を流動させる気流方向規制手段とを有し、扉開閉識別手段を介して各室に施設されている扉の全てが閉扉状態にあると判断すると、各室に対して室内気圧調節手段を継続して実行し、扉開閉識別手段を介して各室に施設されている扉の少なくとも１つが開扉されたと判断すると、扉の開放域を介してつながるそれら室に対する室内気圧調節手段を一時中断してそれら室に気流方向規制手段を実行するとともに、扉開閉識別手段を介して気流方向規制手段を実行中のそれら室の扉の全てが閉扉されたと判断すると、それら室に対する気流方向規制手段を中断してそれら室に再び室内気圧調節手段を実行し、気流方向規制手段が、開放域の開口面積を時系列かつ連続的に算出するとともに、扉の開扉中における高圧室から低圧室に向かって開放域を通過する空気の平均流速を一定速度に保持し得るように、開放域を通過するあらかじめ一定速度に設定された空気の平均流速に開口面積を乗じて開放域を通過する算定空気量を時系列かつ連続的に算出し、算出した算定空気量に等しい空気量が開放域を通過し得るように、モータダンパの旋回羽根の旋回角度を時系列かつ連続的に変化させることで、高圧室につながる可変風量ユニットおよび低圧室につながる可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、空調システムでは、前記気流方向規制手段における前記モータダンパの旋回羽根の旋回速度が前記室内気圧調節手段における該モータダンパの旋回羽根のそれよりも高速に設定され、前記気流方向規制手段では、前記モータダンパの旋回羽根を前記室内気圧調節手段よりも高速で旋回させて前記可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、前記室内気圧調節手段では、前記モータダンパの旋回羽根を前記気流方向規制手段よりも低速で旋回させて前記各室の室内気圧を目標室内気圧に戻す。

本発明の実施態様の一例としては、室内気圧調節手段におけるモータダンパの旋回羽根の旋回速度が０．０３〜０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にあり、気流方向規制手段におけるモータダンパの旋回羽根の旋回速度が０．３０〜１．００［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にある。

本発明の実施態様の他の一例として、前記空調システムでは、前記各室に個別に連結された給気管と排気管とのいずれか一方に前記可変風量ユニットが一つだけ取り付けられ、前記一つの可変風量ユニットを介して前記各室に前記室内気圧調節手段と前記気流方向規制手段とが実行される。

本発明に係る空調システムによれば、算出した算定空気量に等しい空気量が扉の開放域を通過し得るように、気流方向規制手段が高低圧室につながる可変風量ユニットの空気通過量を調節するから、扉の開扉中に空気を高圧室から低圧室に向かって確実に流動させることができる。システムは、扉の開扉中に空気を高圧室から低圧室に向かって常時一方向へ流動させることができるから、低圧室における空気が汚染されていたとしても、汚染された空気が低圧室から高圧室に向かって流れ込むことはなく、汚染された空気を所定の経路で安全に排気することができ、空気汚染の全室への拡大を防ぐことができる。システムは、気流方向規制手段が扉の開放域を通過する空気の平均流速を一定速度に設定しつつ、高圧室から低圧室に向かって開放域を通過する算定空気量を算出するから、開放域を通過する空気の平均流速を常時一定に保持することができ、扉が開け難くなることや扉が閉め難くなることはなく、扉の開閉を円滑に行うことができる。

空調システムは、気流方向規制手段が開放域を通過する一定速度に設定された空気の平均流速に開放域の開口面積を乗じて算定空気量を算出するから、扉の開放域を通過する算定空気量を正確に算出することができ、算定空気量に等しい空気量が扉の開放域を通過し得るように、気流方向規制手段が高低圧室につながる可変風量ユニットの空気通過量を調節するから、扉の開扉中に空気を高圧室から低圧室に向かって確実に流動させることができる。

空調システムは、扉開閉識別手段を介して扉が閉扉状態にあると判断すると、各室に対して室内気圧調節手段を継続して実行し、扉開閉識別手段を介して扉が開扉されたと判断すると、開放域を介してつながるそれら室に対する室内気圧調節手段を一時中断してそれら室に気流方向規制手段を実行するから、扉の閉扉中に各室の室内気圧が目標室内気圧に保持され、扉の開扉中に開放域を介してつながるそれら室の空気を高圧室から低圧室に向かって確実に流動させることができる。システムは、気流方向規制手段を実行中のそれら室の扉の全てが閉扉されると、気流方向規制手段を中断してそれら室に室内気圧調節手段を再び実行するから、開扉された扉を閉めた後において、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することがなく、可変風量ユニットの定常状態（十分に時間が経過して一定になっているはずの状態）に対する振れ（ハンチング）を防ぐことができ、扉の開閉にともなって室の室内気圧が変動したとしても、扉を閉めた後にそれら室の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧に速やかに復帰させることができる。

空調システムは、各室に個別に連結された給気管と排気管とのいずれか一方に可変風量ユニットが一つだけ取り付けられ、一つの可変風量ユニットを介して室に室内気圧調節手段と気流方向規制手段とが実行されるから、それら手段の実行に複数の可変風量ユニットを必要とせず、システムの簡略化や低コスト化、省スペース化を図ることができる。

空調システムは、可変風量ユニットが旋回羽根および空気流路を有するモータダンパと制御器とから形成され、気流方向規制手段における旋回羽根の旋回速度が室内気圧調節手段における旋回羽根のそれよりも速く、扉の開扉中にモータダンパの羽根を高速で旋回させて空気流路を通過する空気通過量を速やかに調節するから、空気を高圧室から低圧室に向かって確実かつ迅速に流動させることができる。このシステムは、気流方向規制手段を実行中の室の扉の全てが閉扉されると、モータダンパの羽根を低速で旋回させて室内気圧を目標室内気圧に戻すから、室内気圧調節手段において羽根を高速で旋回させる場合と比較し、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することはなく、扉を閉めた後にそれら室の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧に確実かつ迅速に復帰させることができる。

添付の図面を参照し、本発明に係る空調システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。

図１，２は、一例として示す空調システムの概念図であり、図３，４は、第１および第２室１０，１１を側方から示すシステムの概念図と、開扉された状態で示す扉２４の斜視図とである。図５は、このシステムが実行するプロセスの一例を示すフローチャートである。図１，２は、第１および第２室１０，１１を上方から示している。図１，３では、扉２４，２５が閉じた状態（閉扉状態）にある。図２では、扉２５が閉じた状態にあり、扉２４が開いた状態（開扉状態）にある。システムは、扉２４を介して隣り合う２つの室１０，１１と、それら室１０，１１に所定量の空気を供給する給気ダクト１２（給気管）と、それら室１０，１１から所定量の空気を排出する排気ダクト１３（排気管）と、給気ダクト１２に取り付けられた定風量ユニット１４ａ，１４ｂと、排気ダクト１３に取り付けられた可変風量ユニット１５，１６と、コントローラ１７とから形成されている。

室１０，１１は、目標室内気圧が高い第１室１０（高圧室）と、第１室１０よりも目標室内気圧が低い第２室１１（低圧室）とから形成されている。第１および第２室１０，１１の目標室内気圧は、室外の気圧よりも高い。第１室１０と第２室１１とは、側壁１８によって仕切られ、さらに、それら室１０，１１の四方を囲む天井１９、床２０、周壁２１によって室外と仕切られている。第１室１０と第２室１１とには、それら室１０，１１の室内気圧を時系列で連続的に測定する圧力センサ２２が設置されている。圧力センサ２２は、ユニット１５，１６を経由し、インターフェイス２３（無線または有線）を介してコントローラ１７に接続されている。なお、室１０，１１の目標室内気圧に特に限定はなく、室１０，１１の用途や室１０，１１の容積等によって目標室内気圧を適宜設定することができる。それら室１０，１１の用途や容積についても特に限定はない。また、第２室１１の目標室内気圧が第１室１０のそれより高くてもよく、第１および第２室１０，１１の目標室内気圧が室外の気圧より低くてもよい。

側壁１８には、第１室１０と第２室１１とをつなぐ扉２４が取り付けられている。周壁２１には、第２室１１と室外とをつなぐ扉２５が取り付けられている。扉２４は、一方の縦方向側部が蝶番を介して側壁１８に取り付けられている。扉２４は、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸である（図４参照）。扉２４は、第１室１０から第２室１１に向かって旋回させることはできるが、第２室１１から第１室１０に向かって旋回させることはできない。扉２４の近傍には、扉２４の開閉を識別するとともに、扉２４の開度を測定する開閉角度センサ２６が取り付けられている。センサ２６は、インターフェイス２７を介してコントローラ１７に接続されている。扉２４の開度とは、図４に示すように、扉２４を開けたときの扉２４と側壁１８とのなす角度θ（扉旋回角度）をいう。扉２５は、一方の縦方向側部が蝶番を介して周壁２１に取り付けられている（図示せず）。扉２５は、扉２４と同様に、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸である。それら扉２４，２５は、側壁１８や周壁２１に対して０〜１８０度の範囲で旋回可能である。扉２４を開けると、扉２４の開放域Ｋを介して室１０，１１どうしが通じ、開放域Ｋを通って第１室１０と第２室１１とを行き来することができる。また、扉２５を開けると、扉２５の開放域Ｋを介して第２室１１と室外とが通じ、開放域Ｋを通って第２室１１と室外とを行き来することができる。なお、ユニット１４ａ，１４ｂ，１５，１６やコントローラ１７、センサ２２，２６には、図示はしていないが、配線を介して所定の電力が供給されている。

給気ダクト１２は、天井１９の上方に延びる基幹ダクト２８と、基幹ダクト２８から分岐して室１０，１１に向かって延びる２本の分岐ダクト２９，３０とから形成されている。基幹ダクト２８には、室１０，１１に所定量の空気を給気する給気用送風機３１が取り付けられている。それら分岐ダクト２９，３０は、室１０，１１の天井１９に施設された給気口（図示せず）につながり、それら室１０，１１に個別に連結されている。定風量ユニット１４ａ，１４ｂは、ダクト１２の内部気圧の変動に対してユニット１４ａ，１４ｂ内を通る空気通過量を調節し、室１０，１１へ供給する空気量を常時一定に保持する。定風量ユニット１４ａ，１４ｂは、各分岐ダクト２９，３０毎に一つだけ設置されている。

排気ダクト１３は、基幹ダクト３２と、基幹ダクト３２から分岐して室１０，１１に向かって延びる２本の分岐ダクト３３，３４とから形成されている。基幹ダクト３２には、室１０，１１から所定量の空気を排気する排気用送風機３５が取り付けられている。それら分岐ダクト３３，３４は、室１０，１１の周壁２１に施設された排気口３６につながり、それら室１０，１１に個別に連結されている。可変風量ユニット１５，１６は、各分岐ダクト３３，３４毎に１つだけ設置されている。可変風量ユニット１５，１６は、モータダンパ３７と制御器３８とから形成されている。ダンパ３７は、図示はしていないが、モジュトロールモータ（回転機）と、モータの駆動力を介して旋回する旋回羽根と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている。制御器３８は、インターフェイス２３を介してコントローラ１７に接続されている。ユニット１５，１６では、制御器３８からの制御信号によってモジュトロールモータが回転するとともに旋回羽根が所定角度に旋回し、空気流路に対する羽根の開度を調整して空気流路を通過する空気通過量を調節する。なお、モータダンパ３７には、平行翼ダンパまたは対向翼ダンパを使用することができる。

システムでは、図３に矢印Ｘ１で示すように、給気用送風機３１を介して給気ダクト１２から室１０，１１へ所定量の空気が給気され、排気用送風機３５を介して室１０，１１から排気ダクト１３へ所定量の空気が排気されている。システムでは、給気用ダクト１２の内部を流れる空気に圧力変動が生じたとしても、定風量ユニット１４ａ，１４ｂによって分岐ダクト３０，３１の空気通過量が一定に保持され、常時一定量の空気が室１０，１１に供給されている。室１０，１１から排気ダクト１３に排出される空気量は、可変風量ユニット１５，１６によって調節されている。扉２４，２５の閉扉中は、ユニット１５，１６を介して第１および第２室１０，１１の室内気圧が目標室内気圧に保持されており、第１および第２室１０，１１の室内気圧が室外のそれよりも高く、第１室１０の室内気圧が第２室１１のそれよりも高くなっている。

コントローラ１７は、所定の演算を行う中央処理装置と所定の条件を記憶可能な主記憶装置とを有するマイクロプロセッサ（図示せず）である。コントローラ１７には、図示はしていないが、キーボードやテンキーユニット等の入力装置、プリンタやＸ−Ｙプロッタ等の出力装置、液晶ディスプレイやＣＲＴ等の表示装置がインターフェイスを介して接続されている。コントローラ１７は、主記憶装置に格納されたアプリケーションプログラムを起動し、所定のオペレーティングシステムに従い、扉２４の開閉を識別する扉開閉識別手段と、室１０，１１の室内気圧を目標室内気圧に保持する室内気圧調節手段と、扉２４の開扉中に空気を第１室１０から第２室１１に向かって流動させる気流方向規制手段とを実行する。コントローラ１７は、室１１の内部に設置されているが、室１０または室外に設置される場合もある。

システムの起動中、コントローラ１７には、圧力センサ２２から第１および第２室１０，１１の実測室内気圧が常時入力され、可変風量ユニット１５，１６の制御器３８から羽根の旋回角度が常時入力されている。コントローラ１７には、開閉角度センサ２６から扉２４の開閉情報が常時入力されている。開閉情報には、扉２４が開扉状態にあるか閉扉状態にあるかの他に、開扉された扉２４の開度（角度θ）が含まれる。コントローラ１７は、扉２４が閉扉状態にあると判断すると、室１０，１１に対して室内気圧調節手段を継続して実行し、扉２４が開扉されたと判断すると、開放域Ｋを介してつながる第１および第２室１０，１１に対する室内気圧調節手段を一時中断してそれら室１０，１１に気流方向規制手段を実行する。また、コントローラ１７は、開扉状態にある扉２４が閉扉されたと判断すると、それら室１０，１１に対する気流方向規制手段を中断してそれら室１０，１１に再び室内気圧調節手段を実行する。

図５のフローチャートに基づき、コントローラ１７によって実行されるこのシステムのプロセスの詳細を説明すると、以下のとおりである。室１０，１１の使用者は、扉２５を開けて室１１に入り、扉２５を閉めた後、コントローラ１７のスイッチ（図示せず）をＯＮにしてシステムを起動させる。システムを起動させた後、コントローラ１７には、入力装置を介してこのシステムのプロセスを実行するために必要な諸条件が入力される（Ｓ−１）。条件には、扉２４の種類、扉２４の縦寸法と横寸法、目標室内気圧、開放域Ｋを通過する空気の平均流速が含まれる。扉２４の種類には、スイング式片開き自在戸、スイング式両開き自在戸、スライド式片開き戸、スライド式引き込み戸、スライド式引き分け戸等がある。入力されたそれら条件は、コントローラ１７の主記憶装置に格納される。コントローラ１７は、条件変更の有無を表示装置を介して表示する（Ｓ−２）。それら条件に変更がある場合は、入力装置によって条件変更を行う（Ｓ−３）。

条件に変更がない場合、コントローラ１７は、扉開閉識別手段を介して扉２４が閉扉状態にあるかを判断する（Ｓ−４）。コントローラ１７は、開閉角度センサ２６からの開閉情報に基づき、扉２４が閉扉状態にあると判断すると、室１０，１１に対して室内気圧調節手段を継続して実行し（Ｓ−５）、室１０，１１の室内気圧が目標室内気圧の範囲内にあるかを判断する（Ｓ−６）。なお、システムの起動中、扉２５の開閉はないものとする。

室内気圧調節手段においてコントローラ１７は、室１０，１１の目標室内気圧（目標値）を基準入力信号に変換し（設定）、偏差をもとに制御対象が所定の動作をするように制御信号を作る（調節）。さらに、制御信号を操作に必要な操作信号（操作量）に変換するとともに（操作）、外乱が加えられたときの制御量を検出してそれを基準入力信号と同種の物理量（主フィードバック量）に変換し（検出）、その物理量をフィードバックして基準入力信号と比較する。室内気圧調節手段においてコントローラ１７は、設定、調節、操作、検出の各要素が閉ループを形成するフィードバック制御を行う。ここで、操作量はモジュトロールモータの回転を制御する電圧や電流、周波数であり、制御対象は可変風量ユニット１５，１６のモータダンパ３７であり、制御量はモータダンパ３７の羽根の旋回角度（羽根の開度によるモータダンパ３７の空気流路を通過する空気通過量）である。偏差とは、目標室内気圧と主フィードバック量との差で制御量を訂正動作させる動作信号である。なお、フィードバック制御の制御動作は、ＰＩＤ制御である。

室内気圧調節手段では、圧力センサ２２が測定した室１０，１１の実測室内気圧がコントローラ１７に入力され、中央処理装置が入力された実測室内気圧とあらかじめ設定された室１０，１１の目標室内気圧とを常時比較して所定の第１角度制御量を作る。第１角度制御量は、コントローラ１７からユニット１５，１６の制御器３８に入力される。制御器３８は、コントローラ１７から入力された第１角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ３７の空気流路を狭めたり広げたりすることで、ユニット１５，１６を通過する空気通過量を調節する。コントローラ１７は、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲に入ると、制御器３８を介してその時点における羽根の旋回角度を保持する。

室１０，１１に外乱が加わって室内気圧が変動したり、室１０，１１の目標室内気圧を変更する必要が生じると、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲から外れ、基準入力信号（目標室内気圧）と主フィードバック量との間に誤差が生じる。コントローラ１７は、ステップ６において室１０，１１の室内気圧が目標室内気圧の範囲内にないと判断すると、室１０，１１の室内気圧が目標室内気圧の範囲に入るように修正する（Ｓ−７）。具体的には、基準入力信号と主フィードバック量との間の誤差がゼロとなるように、中央処理装置が新第１角度制御量を作り、新第１角度制御量をユニット１５，１６の制御器３８に出力する。制御器３８は、コントローラ１７から入力された新第１角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ３７の空気流路を狭めたり広げたりすることで、ユニット１５，１６を通過する空気通過量を調節する。コントローラ１７は、新第１角度制御量によって基準入力信号と主フィードバック量との間の誤差がゼロとなり、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲に入ると、制御器３８を介してその時点における羽根の旋回角度を保持する。

コントローラ１７は、システムの中止の有無を表示装置を介して表示する（Ｓ−１０）。ステップ１０においてシステムの中止を選択すると、コントローラ１７のスイッチがＯＦＦとなり、起動中のシステムが停止する。ステップ１０においてシステムの続行を選択すると、コントローラ１７は、ステップ４に戻り、扉開閉識別手段を介して扉２４が閉扉状態にあるかを再び判断する（Ｓ−４）。

図２に示すように扉２４が開けられると、ステップ４においてコントローラ１７は、開閉角度センサ２６からの開閉情報に基づき、扉２４が開扉されたと判断し、開扉された扉２４を特定するとともに（Ｓ−８）、開扉された扉２４の開放域Ｋを介してつながる第１および第２室１０，１１に対して室内気圧調節手段を一時中断し、それら室１０，１１に気流方向規制手段を実行する（Ｓ−９）。ここで、扉２４が開扉されたとは、扉２４が全開または半開である場合のみならず、扉２４がわずかに開いた状態を含む。気流方向規制手段では、扉２４の開扉にともなう開放域Ｋの開口面積Ｓ［ｍ２］を時系列で連続的に算出するとともに、開放域Ｋを通過するあらかじめ一定速度に設定された空気の平均流速Ｖ［ｍ／ｓ］に開口面積Ｓを乗じ、扉２４の開扉中に第１室１０から第２室１１に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を時系列で連続的に算出する。空気の平均流速Ｖが一定とは、扉２４の全開状態、扉２４の半開状態、扉２４がわずかに開いた状態等のいずれの開扉状態でも扉２４の開放域Ｋを通過する空気の平均流速が一定であることをいう。扉２４の開口面積Ｓは、図４に斜線で示すように、扉２４の上方に形成される開放域Ｋの上部表面積Ｓ１［ｍ２］と扉２４の側方に形成される開放域Ｋの側部表面積Ｓ２［ｍ２］とを加え合わせた値である。なお、扉２４の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤは、扉２４の全開時が最も多く、扉２４がわずかに開いた時が最も少ない。扉２４の開口面積Ｓは、以下の数１に基づいて算出される。

（数１）
Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２［ｍ２］
Ｓ１＝（Ｌ２／２）＊ｓｉｎθ［ｍ２］
Ｓ２＝２Ｌ＊Ｈ＊ｓｉｎ（θ／２）［ｍ２］
ただし、Ｓ≦Ｌ＊Ｈ

ここで、Ｈは扉２４の縦寸法［ｍ］、Ｌは扉２４の横寸法［ｍ］であり、θは扉２４の開度（扉２４と側壁１８とのなす角度θ）である。なお、扉２４が引き戸の場合では、センサ２６を介して開放域Ｋの横寸法を測定し、引き戸の縦寸法Ｈに開放域Ｋの横寸法を乗じて開放域Ｋの開口面積Ｓ［ｍ２］を時系列で連続的に算出する。開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤは、以下の数２に基づいて算出される。

（数２）
ＶＤ＝３６００Ｓ＊Ｖ［ｍ３／ｈ］

気流方向規制手段では、算出した前記算定空気量ＶＤに等しい空気量が扉２４の開放域Ｋを通過し得るように、ユニット１５，１６（モータダンパ３７の空気流路）を通過する空気通過量ＶＭＤ１５，ＶＭＤ１６［ｍ３／ｈ］を算出するとともに、空気通過量ＶＭＤ１５，ＶＭＤ１６がユニット１５，１６を通過し得るように、中央処理装置がモータダンパ３７の羽根の旋回角度に対する第２角度制御量を作り、第２角度制御量をユニット１５，１６の制御器３８に出力する。なお、ユニット１５，１６を通過する空気通過量ＶＭＤ１５，ＶＭＤ１６は、以下の数３に基づいて算出される。

（数３）
ＶＭＤ１５＝ＶＭＤＳ１５−ＶＤ［ｍ３／ｈ］
ＶＭＤ１６＝ＶＭＤＳ１６＋ＶＤ［ｍ３／ｈ］

ここで、ＶＭＤＳ１５は、可変風量ユニット１５の標準空気通過量［ｍ３／ｈ］（＝定風量ユニット１４ａの空気通過量）であり、ＶＭＤＳ１６は、可変風量ユニット１６の標準空気通過量［ｍ３／ｈ］（＝定風量ユニット１４ｂの空気通過量）である。なお、前記数１〜数３は、コントローラ１７の主記憶装置に格納されている。

可変風量ユニット１５，１６の制御器３８は、コントローラ１７から入力された第２角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ３７の空気流路を時系列で連続的に狭めたり広げたりすることで、ユニット１５，１６を通過する空気量を空気通過量ＶＭＤ１５，ＶＭＤ１６に一致させる。たとえば、扉２４が開閉いずれの状態でも、分岐ダクト３０から第１室１０に１２００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ１５が供給され、分岐ダクト３１から第２室１１に８００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ１６が供給されていると仮定し、扉２４が開扉状態にあるときに、コントローラ１７が第１室１０から第２室１１に向かって扉２４の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤを２００［ｍ３／ｈ］と算出したとする。この場合、第１室１０につながるユニット１５を通過する空気通過量がＶＭＤ１５＝１２００−２００＝１０００［ｍ３／ｈ］に変更され、第２室１１につながるユニット１６を通過する空気通過量がＶＭＤ１６＝８００＋２００＝１０００［ｍ３／ｈ］に変更される。ユニット１５，１６の制御器３８は、コントローラ１７からの指令に基づいて、それらダクト３４，３５を各々１０００［ｍ３／ｈ］の空気量が通過するように、モータダンパ３７の羽根の旋回角度を変更する。気流方向規制手段では、扉２４を開けた直後から扉２４の全開に向かってモータダンパ３７の空気通路を徐々に広げるように室１１につながるユニット１６のモータダンパ３７の羽根を旋回させ、同時に、モータダンパ３７の空気通路を徐々に狭めるように室１０につながるユニット１５のモータダンパ３７の羽根を旋回させる。逆に、扉２４の全開から全閉に向かってモータダンパ３７の空気通路を徐々に狭めるように室１１につながるユニット１６のモータダンパ３７の羽根を旋回させ、同時に、モータダンパ３７の空気通路を徐々に広げるように室１０につながるユニット１５のモータダンパ３７の羽根を旋回させる。

システムでは、気流方向規制手段におけるモータダンパ３７の旋回羽根の旋回速度が室内気圧調節手段におけるモータダンパ３７の旋回羽根のそれよりも高速に設定されている。ここで、室内気圧調節手段における羽根の旋回速度は０．０３〜０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にあり、気流方向規制手段における羽根の旋回速度は０．３０〜１．００［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にある。室内気圧調節手段における羽根の旋回速度が０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］を超過すると、開扉された扉２４を閉めた後において、室内気圧が目標室内気圧を挟んでプラスとマイナスとに大きく振れて安定せず、実際の室内気圧が目標室内気圧に復帰しない。気流方向規制手段における羽根の旋回速度が０．３０［ｒａｄ／ｓｅｃ］未満では、可変風量ユニット１５，１６を介して開放域Ｋを通過する空気量に等しい空気量を速やかに排気することができず、扉２４の開扉中に空気が開放域Ｋを一方向へ通過することができない場合があり、空気が第２室１１から第１室１０に向かって流入する場合がある。システムは、扉２４の開扉中に羽根を高速で旋回させてユニット１５，１６を通過する空気通過量を速やかに調節するから、空気を第１室１０から第２室１１に向かって確実かつ迅速に流動させることができる。システムは、扉２４の閉扉後に羽根を低速で旋回させて室内気圧を目標室内気圧の範囲内に戻すから、室内気圧調節手段において羽根を高速で旋回させる場合と比較し、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することはなく、扉２４を閉めた後に室１０，１１の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧に確実かつ迅速に復帰させることができる。

このシステムでは、開放域Ｋを通過する一定速度に設定された空気の平均流速Ｖ［ｍ／ｓ］に開放域Ｋの開口面積Ｓ［ｍ２］を乗じて算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を算出し、算出した算定空気量ＶＤに等しい空気量が扉２４の開放域Ｋを通過し得るように、それら室１０，１１につながる可変風量ユニット１５，１６の空気通過量ＶＭＤ１５，ＶＭＤ１６［ｍ３／ｈ］を調節するから、扉２４の開扉中に空気を第１室１０から第２室１１に向かって確実に流動させることができる。システムは、扉２４の開扉中に空気を第１室１０から第２室１１に向かって常時一方向へ流動させることができるから、第２室１１における空気が汚染されていたとしても、汚染された空気が第２室１１から第１室１０に向かって流動することはなく、汚染された空気を所定の経路で安全に排気することができ、空気汚染の全室への拡大を防ぐことができる。このシステムは、気流方向規制手段が扉２４の開放域Ｋを通過する空気の平均流速を一定速度に設定しつつ、第１室１０から第２室１１に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤを算出するから、開放域Ｋを通過する空気の平均流速を常時一定に保持することができ、扉２４が開け難くなることや扉２４が閉め難くなることはなく、扉２４の開閉を円滑に行うことができる。

システムは、扉開閉識別手段を介して扉２４が閉扉状態にあると判断すると、室１０，１１に対して室内気圧調節手段を継続して実行するから、扉２４の閉扉中に室１０，１１の室内気圧が目標室内気圧に保持され、扉開閉識別手段を介して扉２４が開扉されたと判断すると、室１０，１１に対する室内気圧調節手段を一時中断してそれら室１０，１１に気流方向規制手段を実行するから、扉２４の開扉中に空気を第１室１０から第２室１１に向かって円滑に流動させることができる。システムは、開扉されていた扉２４が閉扉されると、気流方向規制手段を中断して室１０，１１に再び室内気圧調節手段を実行するから、開扉された扉２４を閉めた後において、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することがなく、ユニット１５，１６の定常状態（十分に時間が経過して一定になっているはずの状態）に対する振れ（ハンチング）を防ぐことができ、扉２４の開閉にともなって室１０，１１の室内気圧が変動したとしても、扉２４を閉めた後にそれら室１０，１１の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧の範囲内に速やかに復帰させることができる。システムは、１つのユニット１５を介して室１０に室内気圧調節手段と気流方向規制手段とが実行され、１つのユニット１６を介して室１１に室内気圧調節手段と気流方向規制手段とが実行されるから、それら手段の実行に複数の可変風量ユニットを必要とせず、システムの簡略化や低コスト化、省スペース化を図ることができる。

図６，７は、他の一例として示す空調システムの概念図であり、図８は、室５１，５２，５３を側方から示す空調システムの概念図である。図６，７は、それら室５０，５１，５２，５３，５４を上方から示している。図６，８では、扉７４，７５，７６，７７，７８が閉扉状態にある。図７では、扉７５，７８が閉扉状態にあり、扉７４，７６，７７が開扉状態にある。システムは、扉７４，７５，７６，７７を介して隣り合う５つの室５０，５１，５２，５３，５４と、それら室５０，５１，５２，５３，５４に所定量の空気を供給する給気ダクト５５（給気管）と、それら室５０，５１，５２，５３，５４から所定量の空気を排出する排気ダクト５６（排気管）と、給気ダクト５５に取り付けられた定風量ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅと、排気ダクト５６に取り付けられた可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２と、コントローラ６３とから形成されている。

それら室５０，５１，５２，５３，５４は、目標室内気圧が最も高い第１室５０と、第１室５０よりも目標室内気圧が低い第２〜第５室５１，５２，５３，５４とから形成されている。第１〜第５室５０，５１，５２，５３，５４の目標室内気圧は、室外の気圧よりも高い。第２〜第５室５１，５２，５３，５４の目標室内気圧は、第２室５１から第５室５４に向かって順に低くなっている。したがって、第１室５０と第２〜第５室５１，５２，５３，５４との関係では、第１室５０が高圧室となり、第２〜第５室５１，５２，５３，５４が低圧室となる。第２室５１と第３〜第５室５２，５３，５４との関係では、第２室５１が高圧室となり、第３〜第５室５２，５３，５４が低圧室となる。また、第３室５２と第４〜第５室５３，５４との関係では、第３室５２が高圧室となり、第４〜第５室が５３，５４低圧室となる。第４室５３と第５室５４との関係では、第４室５３が高圧室となり、第５室５４が低圧室となる。それら室５０，５１，５２，５３，５４は、側壁６４，６５，６６，６７，６８によって仕切られ、さらに、室５０，５１，５２，５３，５４の四方を囲む天井６９、床７０、周壁７１によって室外と仕切られている。室５０，５１，５２，５３，５４には、室内気圧を時系列で連続的に測定する圧力センサ７２が設置されている。圧力センサ７２は、ユニット５８，５９，６０，６１，６２を経由し、インターフェイス７３を介してコントローラ６３に接続されている。

側壁６４，６５，６６，６８には、第１室５０と第３室５２とをつなぐ扉７４、第２室５１と第３室５２とをつなぐ扉７５、第３室５２と第４室５３とをつなぐ扉７６、第４室５３と第５室５４とをつなぐ扉７７が取り付けられている。周壁７１には、第４室５３と室外とをつなぐ扉７８が取り付けられている。それら扉７４，７５，７６，７７，７８は、一方の縦方向側部が蝶番を介して側壁６４，６５，６６，６８や周壁７１に取り付けられている（図示せず）。扉７４，７５，７６，７７，７８は、図４の扉２４と同様に、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸である。扉７４，７５，７６，７７，７８の近傍には、扉７４，７５，７６，７７，７８の開閉を識別するとともに、扉７４，７５，７６，７７，７８の開度を測定する開閉角度センサ７９，８０，８１，８２，８３が取り付けられている。センサ７９，８０，８１，８２，８３は、インターフェイス８４を介してコントローラ６３に接続されている。扉７４，７５，７６，７７の開度とは、扉７４，７５，７６，７７を開けたときの扉７４，７５，７６，７７と側壁６４，６５，６６，６８とのなす角度θ（扉旋回角度）をいう。扉７８の開度とは、扉７８を開けたときの扉７８と周壁７１とのなす角度θ（扉旋回角度）をいう（図４参照）。

扉７４，７５，７６，７７，７８は、目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって旋回させることはできるが、目標室内気圧の低い室から目標室内気圧の高い室に向かって旋回させることはできない。すなわち、扉７４は第１室５０から第３室５２に向かって旋回し、扉７５は第２室５１から第３室５２に向かって旋回し、扉７６は第３室５２から第４室５３に向かって旋回するとともに、扉７７は第４室５３から第５室５４に向かって旋回する。扉７８は、第４室５３から室外に向かって旋回する。それら扉７４，７５，７６，７７，７８は、側壁６４，６５，６６，６８や周壁７１に対して０〜１８０度の範囲で旋回可能である。扉７４，７５，７６，７７を開けると、扉７４，７５，７６，７７の開放域Ｋ（図４参照）を介して室５０，５１，５２，５３，５４どうしが通じ、開放域Ｋを通ってそれら室５０，５１，５２，５３，５４を行き来することができる。また、扉７８を開けると、扉７８の開放域Ｋを介して第４室５３と室外とが通じ、開放域Ｋを通って第４室５３と室外とを行き来することができる。なお、ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅ，５８，５９，６０，６１，６２やコントローラ６３、センサ７２，７９，８０，８１，８２，８３には、図示はしていないが、配線を介して所定の電力が供給されている。

給気ダクト５５は、天井６９の上方に延びる基幹ダクト８５と、基幹ダクト８５から分岐して室５０，５１，５２，５３，５４に向かって延びる５本の分岐ダクト８６，８７，８８，８９，９０とから形成されている。基幹ダクト８５には、室５０，５１，５２，５３，５４に所定量の空気を供給する給気用送風機９１が取り付けられている。それら分岐ダクト８６，８７，８８，８９，９０は、室５０，５１，５２，５３，５４の天井６９に施設された給気口（図示せず）につながり、それら室５０，５１，５２，５３，５４に個別に連結されている。定風量ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅは、ダクト５５の内部気圧の変動に対してユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅ内を通過する空気通過量を調節し、室５０，５１，５２，５３，５４へ供給する空気量を常時一定に保持する。定風量ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅは、各分岐ダクト８６，８７，８８，８９，９０毎に１つだけ設置されている。

排気ダクト５６は、基幹ダクト９２と、基幹ダクト９２から分岐して室５０，５１，５２，５３，５４に向かって延びる５本の分岐ダクト９３，９４，９５，９６，９７とから形成されている。基幹ダクト９２には、室５０，５１，５２，５３，５４から所定量の空気を排気する排気用送風機９８が取り付けられている。それら分岐ダクト９３，９４，９５，９６，９７は、室５０，５１，５２，５３，５４の周壁７１に施設された排気口９９につながり、それら室５０，５１，５２，５３，５４に個別に連結されている。可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２は、各分岐ダクト９３，９４，９５，９６，９７毎に１つだけ設置されている。定風量ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅや可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２は、図１のシステムに使用されたそれらと同一である。可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２は、モータダンパ１００と制御器１０１とから形成されている。

システムでは、図８に矢印Ｘ１で示すように、給気用送風機９１を介して給気ダクト５５から室５０，５１，５２，５３，５４へ所定量の空気が給気され、排気用送風機９８を介して室５０，５１，５２，５３，５４から排気ダクト５６へ所定量の空気が排出されている。システムでは、給気用ダクト５５の内部を流れる空気に圧力変動が生じたとしても、定風量ユニット５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅによって分岐ダクト８６，８７，８８，８９，９０の空気通過量が一定に保持され、常時一定量の空気が室５０，５１，５２，５３，５４に供給されている。室５０，５１，５２，５３，５４から排気ダクト５６に排気される空気量は、可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２によって調節されている。扉７４，７５，７６，７７，７８の閉扉中は、第１室５０の室内気圧が最も高く、第２室５１から第５室５４に向かって室内気圧が順に低くなるように、ユニット５８，５９，６０，６１，６２を介して室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧が目標室内気圧に保持されている。

コントローラ６３は、図１のシステムのそれと同様に、中央処理装置と主記憶装置とを有するマイクロプロセッサであり、扉７４，７５，７６，７７，７８の開閉を識別する扉開閉識別手段と、室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧を目標室内気圧に保持する室内気圧調節手段と、扉７４，７５，７６，７７，７８の開扉中に目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって空気を流動させる気流方向規制手段とを実行する。コントローラ６３には、入力装置や出力装置、表示装置がインターフェイスを介して接続されている。コントローラ６３は、室５３の内部に設置されているが、他の室５０，５１，５２，５４のいずれかまたは室外に設置される場合もある。

システムの起動中、コントローラ６３には、圧力センサ７２から第１〜第５室５０，５１，５２，５３，５４の実測室内気圧が常時入力され、可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２の制御器１０１から羽根の旋回角度が常時入力されている。コントローラ６３には、開閉角度センサ７９，８０，８１，８２，８３から扉７４，７５，７６，７７，７８の開閉情報が常時入力されている。開閉情報には、扉７４，７５，７６，７７，７８が開扉状態にあるか閉扉状態にあるかの他に、開扉された扉７４，７５，７６，７７，７８の開度（角度θ）が含まれる。コントローラ６３は、扉７４，７５，７６，７７，７８の全てが閉扉状態にあると判断すると、室５０，５１，５２，５３，５４に対して室内気圧調節手段を継続して実行し、扉７４，７５，７６，７７，７８のいずれかが開扉されたと判断すると、開放域Ｋを介してつながる室に対する室内気圧調節手段を一時中断して該室に気流方向規制手段を実行する。また、コントローラ６３は、開扉状態にある扉が閉扉されたと判断すると、気流方向規制手段を実行中の室に対し、気流方向規制手段を中断して該室に再び室内気圧調節手段を実行する。

図５のフローチャートを援用し、このシステムのプロセスの詳細を説明すると、以下のとおりである。室５０，５１，５２，５３，５４の使用者は、扉７８を開けて室５３に入り、扉７８を閉めた後、コントローラ６３のスイッチ（図示せず）をＯＮにしてシステムを起動させる。システムを起動させた後、コントローラ６３には、このシステムのプロセスを実行するために必要な諸条件が入力される（Ｓ−１）。条件は、図１のシステムのそれと同一である。入力された条件は、コントローラ６３の主記憶装置に格納される。コントローラ６３は、条件変更の有無を表示装置を介して表示する（Ｓ−２）。それら条件に変更がある場合は、入力装置によって条件変更を行う（Ｓ−３）。

条件に変更がない場合、コントローラ６３は、扉開閉識別手段を介して扉７４，７５，７６，７７，７８の全てが閉扉状態にあるかを判断する（Ｓ−４）。コントローラ６３は、開閉角度センサ７９，８０，８１，８２，８３からの開閉情報に基づき、扉７４，７５，７６，７７，７８の全てが閉扉状態にあると判断すると、それら室５０，５１，５２，５３，５４に対して室内気圧調節手段を実行し（Ｓ−５）、室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧が目標室内気圧の範囲内にあるかを判断する（Ｓ−６）。室内気圧調節手段においてコントローラ６３は、図１のシステムと同様に、設定、調節、操作、検出の各要素が閉ループを形成するフィードバック制御を行う。

室内気圧調節手段では、圧力センサ７２が測定した室５０，５１，５２，５３，５４の実測室内気圧がコントローラ６３に入力され、中央処理装置が入力された実測室内気圧とあらかじめ設定された室５０，５１，５２，５３，５４の目標室内気圧とを常時比較して所定の第１角度制御量を作る。第１角度制御量は、コントローラ６３からユニット５８，５９，６０，６１，６２の制御器１０１に入力される。制御器１０１は、コントローラ６３から入力された第１角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ１００の空気流路を狭めたり広げたりすることで、ユニット５８，５９，６０，６１，６２を通過する空気通過量を調節する。コントローラ６３は、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲に入ると、制御器１０１を介してその時点における羽根の旋回角度を保持する。

扉７４，７５，７６，７７，７８の閉扉中に室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧が変動すると、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲から外れ、基準入力信号と主フィードバック量との間に誤差が生じる。コントローラ６３は、室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧が目標室内気圧の範囲内にないと判断すると、室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧が目標室内気圧の範囲に入るように修正する（Ｓ−７）。具体的には、基準入力信号と主フィードバック量との間の誤差がゼロとなるように、中央処理装置が新第１角度制御量を作り、新第１角度制御量をユニット５８，５９，６０，６１，６２の制御器１０１に出力する。制御器１０１は、コントローラ６３から入力された新第１角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ１００の空気流路を狭めたり広げたりすることで、ユニット５８，５９，６０，６１，６２を通過する空気通過量を調節する。コントローラ６３は、新第１角度制御量によって基準入力信号とフィードバック量との間の誤差がゼロとなり、実測室内気圧が目標室内気圧の範囲に入ると、制御器１０１を介してその時点における羽根の旋回角度を保持する。

コントローラ６３は、システムの中止の有無を表示装置を介して表示する（Ｓ−１０）。ステップ１０においてシステムの中止を選択すると、コントローラ６３のスイッチがＯＦＦとなり、起動中のシステムが停止する。ステップ１０においてシステムの続行を選択すると、コントローラ６３は、ステップ４に戻り、扉開閉識別手段を介して扉７４，７５，７６，７７，７８が閉扉状態にあるかを再び判断する（Ｓ−４）。

図７に示すように扉７４，７６，７７が開けられると、ステップ４においてコントローラ６３は、開閉角度センサ７９，８１，８２からの開閉情報に基づき、扉７４，７６，７７が開扉されたと判断し、開扉された扉７４，７６，７７を特定するとともに（Ｓ−８）、開扉された扉７４，７６，７７の開放域Ｋを介してつながる室５０，５２，５３，５４に対して室内気圧調節手段を一時中断し、それら室５０，５２，５３，５４に気流方向規制手段を実行する（Ｓ−９）。扉７４，７６，７７が開けられると、矢印Ｘ２で示すように、空気が第１室５０から第３室５２を通って第４室５３に流入し、さらに、第４室５３から第５室５４に流入する。気流方向規制手段では、扉７４，７６，７７の開扉にともなう開放域Ｋの開口面積Ｓ［ｍ２］を時系列で連続的に算出する。

気流方向規制手段では、開放域Ｋを通過するあらかじめ一定速度に設定された空気の平均流速Ｖ［ｍ／ｓ］に算出した開口面積Ｓを乗じ、扉７４の開扉中に第１室５０から第３室５２に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を時系列で算出し、第３室５２から第４室５３に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を時系列で算出するとともに、第４室５３から第５室５４に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を時系列で算出する。扉７４，７６，７７の開口面積Ｓは、扉７４，７６，７７の上方に形成される開放域Ｋの上部表面積Ｓ１［ｍ２］と扉７４，７６，７７の側方に形成される開放域Ｋの側部表面積Ｓ２［ｍ２］とを加え合わせた値であり（図４参照）、図１のシステムと同様に、前記数１に基づいて算出される。また、開放域Ｋを通過する空気通過量ＶＤは、図１のシステムと同様に、前記数２に基づいて算出される。他の扉７５，７８の開口面積Ｓやそれら扉７５，７８の開放域Ｋを通過する空気通過量ＶＤも同様に数１と数２とに基づいて算出される。

気流方向規制手段においてコントローラ６３では、算出した前記算定空気量ＶＤに等しい空気量が扉７４，７６，７７の開放域Ｋを通過し得るように、ユニット５８，６０，６１，６２を通過する空気通過量ＶＭＤを算出するとともに、空気通過量ＶＭＤがユニット５８，６０，６１，６２を通過し得るように、中央処理装置がモータダンパ１００の羽根の旋回角度に対する第２角度制御量を作り、第２角度制御量をユニット５８，６０，６１，６２の制御器１０１に出力する。なお、ユニット５８，６０，６１，６２を通過する空気通過量ＶＭＤは、行列式で表す以下の数４に基づいて算出される。

（数４）
ＶＭＤ＝ＶＭＤＳ−Ａ＊ＶＤ

ここで、ＶＭＤ，ＶＭＤＳ，ＶＤ，Ａは、以下の表１に示す行列である。数１〜数４は、コントローラ６３の主記憶装置に格納されている。ＶＭＤＳ，Ａは、コントローラ６３の主記憶装置にあらかじめ格納されている。Ａは、表２に示すように、扉７４，７５，７６，７７，７８と可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２との関係を表す対応テーブルを行列として表示したものである。表２における１は扉に隣接する陽圧側の室を表し、−１は扉に隣接する陰圧側の室を表すとともに、０は扉に隣接しない室を表す。なお、システムでは、数４に基づいてユニット５９を通過する空気通過量ＶＭＤ５９も同時に算出されているが、制御には用いない。

可変風量ユニット５８，６０，６１，６２の制御器１０１は、コントローラ６３から入力された第２角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、モータダンパ１００の空気流路を時系列で連続的に狭めたり広げたりすることで、ユニット５８，６０，６１，６２を通過する空気量を空気通過量ＶＭＤ５８，ＶＭＤ６０，ＶＭＤ６１，ＶＭＤ６２に一致させる。たとえば、扉７４，７５，７６，７７，７８が開閉いずれの状態でも、分岐ダクト８６から第１室５０に１５００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ５８が供給され、分岐ダクト８７から第２室５１に１２００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ５９が供給され、さらに、分岐ダクト８８から第３室５２に１０００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ６０が供給され、分岐ダクト８９から第４室５３に８００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ６１が供給され、分岐ダクト９０から第５室５４に６００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ６２が供給されていると仮定する。また、図７に示すように扉７４，７６，７７が開扉状態にあるときに、中央処理装置が第１室５０から第３室５２に向かって扉７４の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ７４を３００［ｍ３／ｈ］と算出し、第３室５２から第４室５３に向かって扉７６の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ７６を５００［ｍ３／ｈ］と算出するとともに、第４室５３から第５室５４に向かって扉７７の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ７７を８００［ｍ３／ｈ］と算出したとする。この場合、第５室５４につながるユニット６２を通過する空気通過流量がＶＭＤ６２＝６００＋８００＝１４００［ｍ３／ｈ］に変更され、第４室５３につながるユニット６１を通過する空気通過流量がＶＭＤ６１＝８００−８００＋５００＝５００［ｍ３／ｈ］に変更されるとともに、第３室５２につながるユニット６０を通過する空気通過流量がＶＭＤ６０＝１０００−５００＋３００＝８００［ｍ３／ｈ］に変更され、第１室５０につながるユニット５８を通過する空気通過流量がＶＭＤ５８＝１５００−３００＝１２００［ｍ３／ｈ］に変更される。ユニット５８，６０，６１，６２の制御器１０１は、コントローラ６３からの指令に基づいて、ダクト９３を１２００［ｍ３／ｈ］、ダクト９５を８００［ｍ３／ｈ］、ダクト９６を５００［ｍ３／ｈ］、ダクト９７を１４００［ｍ３／ｈ］の空気が通過するように、モータダンパ１００の羽根の旋回角度を変更する。扉７５が閉扉状態にある第２室５１には、室内気圧調節手段が継続して実行され、室内気圧が目標室内気圧に保持されている。

コントローラ６３は、扉７４，７５，７６，７７が閉扉された状態で扉７８のみが開扉された場合、室外の空気が第４室５３に進入することを防止するため、空気が室５３から扉７８を通って室外に流出するようにユニット６１を形成するモータダンパ１００の羽根の旋回角度を変更し、空気流路を狭める。具体的には、扉７８の開口面積Ｓ［ｍ２］を前記数１に基づいて算出し、扉７８の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ７８［ｍ３／ｈ］を前記数２に基づいて算出するとともに、ユニット６１を通過する空気通過量ＶＭＤ６１［ｍ３／ｈ］を前記数４に基づいて算出した後、モータダンパ１００の羽根の旋回角度に対する第２角度制御量を作り、第２角度制御量をユニット６１の制御器１０１に出力する。制御器１０１は、コントローラ６３から入力された第２角度制御量に基づき、モータによって羽根を旋回させて旋回角度を変更し、ユニット６１を通過する空気量を空気通過量ＶＭＤ６１に一致させる。たとえば、扉７４，７５，７６，７７，７８が開閉いずれの状態でも、分岐ダクト８９から第４室５３に８００［ｍ３／ｈ］の空気量ＶＭＤＳ６１が供給されていると仮定し、扉７８が開扉状態にあるときに、中央処理装置が第４室５３から室外に向かって扉７８の開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ７８を３００［ｍ３／ｈ］と算出したとする。この場合、第４室５３につながるユニット６１を通過する空気通過量がＶＭＤ６１＝８００−３００＝５００［ｍ３／ｈ］に変更される。ユニット６１の制御器１０１は、コントローラ６３からの指令に基づいて、ダクト９６を５００［ｍ３／ｈ］の空気量が通過するように、モータダンパ１００の羽根の旋回角度を変更する。

システムでは、気流方向規制手段における旋回羽根の旋回速度が室内気圧調節手段における羽根のそれよりも高速に設定されている。ここで、室内気圧調節手段における羽根の旋回速度は０．０３〜０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にあり、気流方向規制手段における羽根の旋回速度は０．３０〜１．００［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にある。室内気圧調節手段における羽根の旋回速度が０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］を超過すると、開扉された扉７４，７５，７６，７７，７８を閉めた後において、室内気圧が目標室内気圧を挟んでプラスとマイナスとに大きく振れて安定せず、実際の室内気圧が目標室内気圧に復帰しない。気流方向規制手段における羽根の旋回速度が０．３０［ｒａｄ／ｓｅｃ］未満では、可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２を介して開放域Ｋを通過する空気量に等しい空気量を速やかに排気することができず、扉７４，７５，７６，７７，７８の開扉中に空気が開放域Ｋを一方向へ通過することができない場合があり、目標室内気圧が低い室から目標室内気圧が高い室に向かって空気が流入したり、空気が室外から第４室５３に向かって流入する場合がある。

システムは、扉７４，７５，７６，７７，７８の開扉中に羽根を高速で旋回させてユニット５８，５９，６０，６１，６２を通過する空気通過量を速やかに調節するから、目標室内気圧が高い室から目標室内気圧が低い室に向かって空気を確実かつ迅速に流動させることができ、空気を第４室５３から室外に向かって確実かつ迅速に流動させることができる。システムは、扉７４，７５，７６，７７，７８の閉扉後にユニット５８，５９，６０，６１，６２の羽根を低速で旋回させて室内気圧を目標室内気圧の範囲内に戻すから、室内気圧調節手段において羽根を高速で旋回させる場合と比較し、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することはなく、扉７４，７５，７６，７７，７８を閉めた後にそれら室５０，５１，５２，５３，５４の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧に確実かつ迅速に復帰させることができる。

このシステムでは、開放域Ｋを通過する一定速度に設定された空気の平均流速Ｖ［ｍ／ｓ］に開放域Ｋの開口面積Ｓ［ｍ２］を乗じて算定空気量ＶＤ［ｍ３／ｈ］を算出し、算出した算定空気量ＶＤに等しい空気量が扉７４，７５，７６，７７，７８の開放域Ｋを通過し得るように、それら室５０，５１，５２，５３，５４につながる可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２の空気通過量ＶＭＤ［ｍ３／ｈ］を調節するから、扉７４，７５，７６，７７の開扉中に目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって空気を確実に流動させることができる。システムは、扉７４，７５，７６，７７，７８の開扉中に目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって空気を常時一方向へ流動させることができ、目標室内気圧の低い室における空気が汚染されていたとしても、汚染された空気が目標室内気圧の低い室から目標室内気圧の高い室に向かって流動することはなく、汚染された空気を所定の経路で安全に室外へ排気することができ、空気汚染の全室への拡大を防ぐことができる。このシステムは、気流方向規制手段が扉７４，７５，７６，７７，７８の開放域Ｋを通過する空気の平均流速を一定速度に設定しつつ、目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤを算出するから、開放域Ｋを通過する空気の平均流速を常時一定に保持することができ、扉７４，７５，７６，７７，７８が開け難くなることや扉７４，７５，７６，７７，７８が閉め難くなることはなく、扉７４，７５，７６，７７，７８の開閉を円滑に行うことができる。

システムは、扉開閉識別手段を介して室５０，５１，５２，５３，５４毎に扉７４，７５，７６，７７，７８の全てが閉扉状態にあると判断すると、該室に対して室内気圧調節手段を継続して実行するから、扉７４，７５，７６，７７，７８の閉扉中に該室の室内気圧が目標室内気圧に保持され、扉開閉識別手段を介して扉７４，７５，７６，７７，７８のいずれかが開扉されたと判断すると、開扉された扉の開放域Ｋを介してつながる室に対する室内気圧調節手段を一時中断して気流方向規制手段を実行するから、扉の開扉中に目標室内気圧の高い室から目標室内気圧の低い室に向かって空気を円滑に流動させることができる。システムは、開扉されていた扉７４，７６，７７が閉扉されると、気流方向規制手段を中断して室５０，５２，５３，５４に室内気圧調節手段を再び実行するから、開扉された扉７４，７６，７７を閉めた後において、室内気圧の制御量が周期的に大きく変動することがなく、ユニット５８，６０，６１，６２の定常状態（十分に時間が経過して一定になっているはずの状態）に対する振れ（ハンチング）を防ぐことができ、扉７４，７６，７７の開閉にともなって室５０，５２，５３，５４の室内気圧が変動したとしても、扉７４，７６，７７を閉めた後にそれら室５０，５２，５３，５４の室内気圧をあらかじめ設定された目標室内気圧に速やかに復帰させることができる。システムは、１つの可変風量ユニット５８，５９，６０，６１，６２を介してそれら室５０，５１，５２，５３，５４に室内気圧調節手段と気流方向規制手段とが実行されるから、それら手段の実行に複数の可変風量ユニットを必要とせず、システムの簡略化や低コスト化、省スペース化を図ることができる。

それら図示のシステムにおいて、コントローラ１７，６３の主記憶装置は、室１０，１１，５０，５１，５２，５３，５４の目標室内気圧やセンサ２２，７２が測定した室１０，１１，５０，５１，５２，５３，５４の実測気圧、開放域Ｋを通過する算定空気量ＶＤ、可変風量ユニット１５，１６，５８，５９，６０，６１，６２を通過する通過空気量ＶＭＤ等の数値を記憶することができる。また、それら数値を表示装置を介して画面に表示したり、出力装置を介して印字することもできる。

それらシステムでは、定風量ユニット１４ａ，１４ｂ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅが給気ダクト１２，５５から分岐するダクト３０，３１，８６，８７，８８，８９，９０に取り付けられ、可変風量ユニット１５，１６，５８，５９，６０，６１，６２が排気ダクト１３，５６から分岐するダクト３４，３５，９３，９４，９５，９６，９７に取り付けられているが、定風量ユニット１４ａ，１４ｂ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅが排気ダクト１３，５６から分岐するダクト３４，３５，９３，９４，９５，９６，９７に取り付けられていてもよく、可変風量ユニット１５，１６，５８，５９，６０，６１，６２が給気ダクト１２，５５から分岐するダクト３０，３１，８６，８７，８８，８９，９０に取り付けられていてもよい。それらシステムでは、コントローラ１７，６３が室内気圧調整手段を実行するが、制御器３８，１０１を介して可変風量ユニット１５，１６，５８，５９，６０，６１，６２が単独で室内気圧調整手段を実行することもできる。

一例として示す空調システムの概念図。 一例として示す空調システムの概念図。 第１および第２室を側方から示す空調システムの概念図。 開扉された状態で示す扉の斜視図。 システムが実行するプロセスの一例を示すフローチャート。 他の一例として示す空調システムの概念図。 他の一例として示す空調システムの概念図。 室を側方から示す空調システムの概念図。

１０ 第１室
１１ 第２室
１２ 給気ダクト（吸気管）
１３ 排気ダクト（排気管）
１４ａ〜ｂ 定風量ユニット
１５ 可変風量ユニット
１６ 可変風量ユニット
１７ コントローラ
２２ 圧力センサ
２４ 扉
２５ 扉
２６ 開閉角度センサ
３７ モータダンパ
３８ 制御器
５０ 第１室
５１ 第２室
５２ 第３室
５３ 第４室
５４ 第５室
５５ 給気ダクト（吸気管）
５６ 排気ダクト（排気管）
５７ａ〜ｅ 定風量ユニット
５８ 可変風量ユニット
５９ 可変風量ユニット
６０ 可変風量ユニット
６１ 可変風量ユニット
６２ 可変風量ユニット
６３ コントローラ
７２ 圧力センサ
７４ 扉
７５ 扉
７６ 扉
７７ 扉
７８ 扉
７９ 開閉角度センサ
８０ 開閉角度センサ
８１ 開閉角度センサ
８２ 開閉角度センサ
８３ 開閉角度センサ
１００ モータダンパ
１０１ 制御器
Ｋ 開放域

Claims (3)

1. 扉を介して隣接する少なくとも２つの室と、それら各室に個別に連結されて該各室に所定量の空気を供給する給気管と、それら各室に個別に連結されて該各室から所定量の空気を排出する排気管と、前記給気管および前記排気管のいずれか一方に取り付けられ、回転機の駆動力を介して旋回する旋回羽根および前記羽根の旋回によって開閉される空気流路を有するモータダンパを備えた可変風量ユニットとから形成され、前記旋回羽根の旋回角度を変化させることで前記可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、前記各室の室内気圧を目標室内気圧に保持する室内気圧調節手段を有する空調システムにおいて、
   前記空調システムが、前記扉の開閉を識別する扉開閉識別手段と、開扉された前記扉の開放域を介してつながる前記室どうしのうちの前記目標室内気圧が高い高圧室から前記高圧室よりも前記目標室内気圧が低い低圧室に向かって空気を流動させる気流方向規制手段とを有し、前記扉開閉識別手段を介して前記各室に施設されている扉の全てが閉扉状態にあると判断すると、該各室に対して前記室内気圧調節手段を継続して実行し、前記扉開閉識別手段を介して前記各室に施設されている扉の少なくとも１つが開扉されたと判断すると、前記扉の開放域を介してつながるそれら室に対する前記室内気圧調節手段を一時中断してそれら室に前記気流方向規制手段を実行するとともに、前記扉開閉識別手段を介して前記気流方向規制手段を実行中のそれら室の扉の全てが閉扉されたと判断すると、それら室に対する前記気流方向規制手段を中断してそれら室に再び前記室内気圧調節手段を実行し、
   前記気流方向規制手段が、前記開放域の開口面積を時系列かつ連続的に算出するとともに、前記扉の開扉中における前記高圧室から前記低圧室に向かって前記開放域を通過する空気の平均流速を一定速度に保持し得るように、前記開放域を通過するあらかじめ一定速度に設定された空気の平均流速に前記開口面積を乗じて該開放域を通過する算定空気量を時系列かつ連続的に算出し、算出した前記算定空気量に等しい空気量が前記開放域を通過し得るように、前記モータダンパの旋回羽根の旋回角度を時系列かつ連続的に変化させることで、前記高圧室につながる前記可変風量ユニットおよび前記低圧室につながる前記可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、
   前記空調システムでは、前記気流方向規制手段における前記モータダンパの旋回羽根の旋回速度が前記室内気圧調節手段における該モータダンパの旋回羽根のそれよりも高速に設定され、前記気流方向規制手段では、前記モータダンパの旋回羽根を前記室内気圧調節手段よりも高速で旋回させて前記可変風量ユニットの空気流路を通過する空気通過量を調節し、前記室内気圧調節手段では、前記モータダンパの旋回羽根を前記気流方向規制手段よりも低速で旋回させて前記各室の室内気圧を目標室内気圧に戻すことを特徴とする空調システム。
2. 前記室内気圧調節手段における前記モータダンパの旋回羽根の旋回速度が、０．０３〜０．１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にあり、前記気流方向規制手段における前記モータダンパの旋回羽根の旋回速度が、０．３０〜１．００［ｒａｄ／ｓｅｃ］の範囲にある請求項１記載の空調システム。
3. 前記空調システムでは、前記各室に個別に連結された給気管と排気管とのいずれか一方に前記可変風量ユニットが一つだけ取り付けられ、前記一つの可変風量ユニットを介して前記各室に前記室内気圧調節手段と前記気流方向規制手段とが実行される請求項１または請求項２に記載の空調システム。

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