JP7169051B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、外気を導入する外気導入部と、その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置とが備えられた空調システムに関する。

上記のような空調システムでは、空調装置が、外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給することで、空調対象空間を外気冷房している（例えば、特許文献１、２参照。）。外気冷房は、常時行われるのではなく、空調対象空間の温湿度や外気の温湿度等の関係から外気冷房許可条件が設定されており、外気冷房許可条件が満たされると、外気冷房を行うようにしている。

特許文献１に記載のシステムでは、外気導入部にて導入される外気を複数の部屋（空調対象空間）に供給可能としており、複数の部屋の夫々に空調装置が備えられている。外気導入部にて導入される外気導入量を調整するために、給気ファンが備えられている。複数の部屋のうち、外気冷房を行う部屋の数に応じて、給気ファンの回転速度を制御することで、複数の部屋の負荷状態に応じて外気導入量を調整している。

特許文献２に記載のシステムでは、外気導入部にて導入される外気を複数の部屋（空調対象空間）に供給可能としており、複数の部屋の夫々に供給する外気供給量を調整自在なＶＡＶユニットが備えられている。外気導入部にて導入される外気導入量を調整するために、外気取入れ用のＶＡＶユニットが備えられている。複数の部屋での要求風量を合計した総要求風量等に基づいて、外気取入れ用のＶＡＶユニットを制御することで、複数の部屋の負荷状態に応じて外気導入量を調整している。

特開２０１４－１１５０５６号公報 特許第４３４６２９５号公報

特許文献１に記載のシステムでは、給気ファンの回転速度を制御することで、外気導入量を調整している。しかしながら、給気ファンにて調整可能な最小風量が規定されており、その最小風量が比較的大きな風量であることから、外気導入量を小さな範囲まで調整することができない。これにより、例えば、空調対象空間の負荷の低下によって外気導入量を小さな範囲まで調整する必要がある場合には、外気冷房を行うことができない。よって、外気冷房許可条件を狭い範囲に設定する必要があり、外気冷房を十分に活用できず、省エネ性の向上を図ることが難しかった。

ちなみに、特許文献１には、外気導入量を調整するに当たり、給気ファンの回転速度の制御に加えて、給気ダンパの開度制御を組み合わせてもよい点が記載されている。しかしながら、具体的に給気ダンパの開度制御をどのように組み合わせるのかについては記載されていない。

特許文献２に記載のシステムでは、外気取入れ用のＶＡＶユニットを制御することで、外気導入量を調整している。しかしながら、外気取入れ用のＶＡＶユニットは、ダンパ等の開度を絞って抵抗を与えることで、外気導入量を調整するものであるので、外気の導入に対して外気取入れ用のＶＡＶユニットにて抵抗を与えることになり、外気を効率よく導入し難く、消費エネルギーの増大等を招く可能性がある。

ちなみに、特許文献２には、外気取入れ用のＶＡＶユニットに加えて、必要であれば外気ファンを設ける点が記載されている。しかしながら、外気ファンを設けた場合に、外気ファンをどのように制御するのかについては記載されていない。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、外気の導入を効率よく行いながら、外気導入量を小さな範囲まで調整可能な状態で外気冷房を行うことができ、省エネ性の向上を図ることができる空調システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、外気を導入する外気導入部と、
その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置と、
前記外気導入部にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部と、
外気導入量が前記空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御する風量制御部とが備えられ、
前記外気導入量調整部は、可変風量ファンと、その可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部とが備えられ、
外気冷房許可条件が、外気冷房を許可する外気の上限温度を含む条件であり、
前記風量制御部は、前記外気冷房許可条件が満たされて外気冷房制御を行い、
この外気冷房制御において、前記風量制御部は、
空調対象空間の温度及び空調対象空間の目標温度に基づいて、外気要求風量を求め、
その求めた外気要求風量が設定値以上である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御し、
その求めた外気要求風量が設定値未満である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度とし且つ前記小風量調整部を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御するように構成され、
外気冷房制御では、前記風量制御部が前記小風量調整部を制御して前記可変風量ファンでは調整できない小さな範囲まで外気導入量を調整することで、空調対象空間の負荷の低下に伴って前記風量制御部にて求める外気要求風量が前記可変風量ファンにて調整できない小さな範囲になるときの外気の温度を含むように、前記可変風量ファンにて外気導入量を調整する場合と比べて、前記風量制御部が、外気冷房許可条件を外気冷房を許可し易いより広い範囲の条件に設定している点にある。

本構成によれば、風量制御部は、外気要求風量が設定値以上であると、外気要求風量に応じて、可変風量ファンの回転速度を制御するので、導入される外気に抵抗を与えることなく、空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量に外気導入量を調整することができる。しかも、空調対象空間の負荷の低下等により、外気要求風量が設定値未満となり、可変風量ファンでは調整できない小風量となっても、風量制御部が、可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度としておき、外気要求風量に応じて、小風量調整部を制御することで、外気要求風量に外気導入量を調整することができる。よって、外気導入量を小さな範囲まで調整することができるので、例えば、外気冷房許可条件を広い範囲に設定することができる。

以上のことから、外気の導入を効率よく行いながら、外気導入量を小さな範囲まで調整可能な状態で外気冷房を行うことができるので、外気冷房を十分に活用して、省エネ性の向上を図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記小風量調整部は、前記外気導入部において、前記可変風量ファンと前記空調装置との間の風量を可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整する点にある。
本発明の第３特徴構成は、前記空調対象空間が複数のエリアに分けられ、
前記空調装置は、複数のエリアの夫々に備えられ、外気に加えて、エリアからの還気を空調処理部にて空調処理した空気を空調空気としてエリアに供給自在に構成され、
前記外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、複数の前記空調装置の夫々に供給自在に構成され、
複数のエリアの夫々には、前記空調装置に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部が備えられ、
前記風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、前記エリア風量調整部を制御自在に構成されている点にある。

本構成によれば、外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、各エリアに備えられた複数の空調装置の夫々に供給するので、各空調装置が、外気を空調空気として各エリアに供給して、各エリアの外気冷房を行うことができる。外気導入部は、複数のエリアに対する外気を集中して導入するので、各エリアに対する外気を別々に導入するよりも構成の兼用化を図ることができ、構成の簡素化を図ることができる。しかも、風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、外気導入量調整部を制御するだけでなく、エリア個別の負荷状態に応じて、エリア風量調整部を制御するので、各エリアに対してエリア個別の負荷状態に応じた外気供給量を確保しつつ、全体の外気導入量も全体の負荷状態に応じた外気要求風量に調整することができる。そして、全体の外気導入量については、上記第１特徴構成にて述べた如く、全体の外気導入量を小さな範囲まで調整することができるので、例えば、外気冷房許可条件を広い範囲に設定して、複数のエリアに対する外気冷房を十分に活用して、省エネ性の向上を図ることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記風量制御部は、前記エリア風量調整部を外気供給量の最小側に制御しても空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリアが存在する場合に、そのエリアへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、複数のエリアにおける全体の外気導入量を低下側に調整するように、前記外気導入量調整部を制御するエリア優先制御を実行可能に構成されている点にある。

エリア風量調整部を外気供給量の最小側に制御しても空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリアが存在すると、そのエリアでは、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態となる。そこで、本構成によれば、このような場合には、風量制御部が、エリア個別負荷よりも過大となるエリアへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、複数のエリアにおける全体の外気導入量を低下側に調整するように、外気導入量調整部を制御するエリア優先制御を実行している。これにより、全体の外気導入量が低下側に調整されて、エリアへの外気供給量がエリア個別負荷に応じた風量となるので、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態が解消される。よって、冷え過ぎ等、過剰に外気冷房が行われている状態を解消しながら、複数のエリアに対する外気冷房を行うことができる。

本発明の第５特徴構成は、前記風量制御部が前記エリア優先制御を実行しているときにエリア個別負荷を賄えないエリアが存在する場合には、そのエリアの前記空調装置が、前記エリア個別負荷を賄うように、前記空調処理部を制御するように構成されている点にある。

エリア優先制御を実行している場合に、全体の外気導入量を低下側に調整することで、外気冷房だけではエリア個別負荷を賄えないエリアが発生する可能性がある。そこで、本構成によれば、エリア優先制御を実行しているときにエリア個別負荷を賄えないエリアが存在する場合には、そのエリアに備えられた空調装置が、外気導入部にて導入される外気を空調処理部にて空調処理するように、空調処理部を制御するので、エリア個別負荷を賄うことができる。これにより、エリア優先制御を実行している場合でも、複数のエリアの全てにおいて、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。

本発明の第６特徴構成は、前記外気導入量調整部は、前記可変風量ファンの下流側の外気を前記可変風量ファンの上流側に戻すバイパス路が備えられ、
前記小風量調整部は、前記バイパス路における風量を調整自在に構成されている点にある。

例えば、小風量調整部が、可変風量ファンの下流側にて風量を調整する場合には、可変風量ファンにて風量が調整された外気に対して抵抗を与えることで、風量を調整することになる。よって、可変風量ファンの消費エネルギーが増大する等、省エネ性の観点で不利がある。そこで、本構成によれば、小風量調整部は、バイパス路における風量を調整することで、可変風量ファンにて風量が調整された外気に対して抵抗を与えることなく、外気を導入することができる。よって、可変風量ファンの消費エネルギーの低減を図ることができ、省エネ性の向上を図ることができる。

第１実施形態における空調システムの概略構成を示す図 空調対象空間を冷房するときの動作を示すフローチャート 外気冷房制御における動作を示すフローチャート 第２実施形態における空調システムの概略構成を示す図 外気冷房を行うときの動作を示すフローチャート 別実施形態における空調システムの概略構成を示す図 別実施形態における空調システムの概略構成を示す図

本発明に係る空調システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
この空調システムは、図１に示すように、外気を導入する外気導入部１と、その外気導入部１にて導入された外気を空調空気として空調対象空間２に供給自在な空調装置３と、外気導入部１にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部４と、外気導入量調整部４を制御する風量制御部５とが備えられている。

外気導入部１は、一端部が外気に開放され、他端部が空調装置３に接続されたダクト等の通路にて構成されている。外気導入部１は、室外の外気（図１中、実線矢印）を取り入れて、空調装置３に導くように構成されている。

空調装置３は、例えば、空調対象空間２に隣接する空間等に配置されている。空調装置３は、外気に加えて、空調対象空間２からの還気（図１中、点線矢印）を空調処理部１０にて空調処理した空気を空調空気（図１中、黒塗り矢印）として空調対象空間２に供給自在に構成されている。これにより、外気冷房を行う場合には、空調装置３が、外気導入部１にて導入される外気をそのまま空調空気として空調対象空間２に供給したり、外気導入部１にて導入される外気を空調処理し、その空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間２に供給している。外気冷房を行わない場合には、空調装置３が、空調対象空間２からの還気を空調処理し、その空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間２に供給している。ちなみに、外気冷房を行う場合に、必要であれば、外気導入部１にて導入される外気に、空調対象空間２からの還気を混合させて、その混合気を空調処理し、空調処理後の空気を空調空気として空調対象空間２に供給することも可能である。

空調装置３には、外気導入部１に加えて、空調対象空間２からの還気（図１中、点線矢印）を空調装置３に供給する還気路６と、空調空気（図１中、黒塗り矢印）を空調対象空間２に供給する給気路７とが接続されている。還気路６は、空調対象空間２の天井空間８に開放されており、空調対象空間２からの還気を、天井空間８を通して空調装置３に供給するように構成されている。給気路７は、空調対象空間２の床下空間９に開放されており、空調空気を、床下空間９を通して空調対象空間２に供給するように構成されている。

空調装置３は、供給される空気（外気のみ、空調対象空間２からの還気のみ、外気と還気の混合気）を空調処理する空調処理部１０と、空調対象空間２に空調空気を供給する給気ファン１１とが備えられている。空調処理部１０は、図外の熱源機から循環供給される熱媒体（例えば、冷水）と供給される空気とを熱交換させて、供給される空気を冷却処理する冷水コイルにて構成されている。ちなみに、空調処理部１０は、供給される空気を冷却処理するだけでなく、熱源機から供給される熱媒体（例えば、温水）にて供給される空気を加熱処理する冷温水コイルとすることもでき、どのような構成とするかは適宜変更が可能である。

空調装置３には、図示は省略するが、空調処理部１０及び給気ファン１１の回転速度の制御を行う空調装置用制御部が備えられている。空調処理部１０については、例えば、空調装置用制御部が、空調処理部１０に対して供給される熱媒体の供給量を制御することで、空調処理部１０を制御している。空調装置用制御部は、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部１０及び給気ファン１１の回転速度を制御するように構成されている。

目標の給気温度について説明すると、空調対象空間２の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を使用者等が設定可能としている。そこで、使用者等により設定される目標温湿度と空調対象空間２の温湿度との偏差、及び、予め設定されている偏差と給気温度との関係等を用いて、空調装置用制御部が目標の給気温度を求めるようにしている。空調対象空間２の温湿度については、空調装置用制御部が、空調対象空間２に配置された温湿度センサ１６の検出情報を取得することで、空調対象空間２の温湿度情報を取得している。偏差と給気温度との関係は、例えば、偏差の大きさに応じて、給気温度をどれぐらいにすべきかを示す関係であり、実験やその他各種の条件に基づいて予め設定されている。ちなみに、空調対象空間２の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を設定しているが、温度のみの目標温度を設定する場合もある。この場合には、目標温度と空調対象空間２の温度との偏差を用いて、目標の給気温度を求めることができる。

外気導入量調整部４は、可変風量ファン１２と、その可変風量ファン１２の風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部１３とが備えられている。可変風量ファン１２は、外気導入部１の途中部位に配置されており、可変風量ファン１２の下流側の外気を可変風量ファン１２の上流側に戻すバイパス路１４が備えられている。小風量調整部１３は、例えば、ダンパ等にて構成されており、バイパス路１４の途中部位に配置され、バイパス路１４における風量を調整自在に構成されている。

風量制御部５による制御について説明する。
風量制御部５は、外気導入量が空調対象空間２の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、外気導入量調整部４を制御するように構成されている。風量制御部５は、空調対象空間２に配置された温湿度センサ１６の検出情報に基づいて、空調対象空間２の温湿度情報を取得している。風量制御部５は、空調対象空間２の温湿度情報、及び、使用者等により設定される目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求めるように構成されている。例えば、風量制御部５は、空調対象空間２の温湿度と目標温湿度との偏差が大きいほど、外気要求風量が大きくなるように、外気要求風量を求めている。

風量制御部５は、外気要求風量が設定値以上である場合に、可変風量ファン１２の回転速度を制御する形態で、外気導入量調整部４を制御するように構成されている。風量制御部５は、外気要求風量が大きいほど、可変風量ファン１２の回転速度を大きくするように、可変風量ファン１２の回転速度を制御している。このとき、風量制御部５は、バイパス路１４における風量がゼロとなるように、小風量調整部１３を制御している。

設定値は、例えば、可変風量ファン１２にて調整可能な最小風量や、その最小風量よりも所定風量だけ大きい風量に設定値を設定することができる。このように、可変風量ファン１２にて調整可能な最小風量を基準として、設定値を設定することができる。

風量制御部５は、外気要求風量が設定値未満である場合に、可変風量ファン１２の回転速度を一定の設定回転速度とし且つ小風量調整部１３を制御する形態で、外気導入量調整部４を制御するように構成されている。風量制御部５は、可変風量ファン１２の回転速度を一定の設定回転速度としておき、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部１３を制御している。小風量調整部１３の制御については、風量制御部５が、外気要求風量が小さいほど、バイパス路１４における風量が大きくなるように、小風量調整部１３を制御している。

設定回転速度は、可変風量ファン１２の最小回転速度や、その最小回転速度よりも所定量だけ大きい回転速度に設定することができる。このように、設定回転速度は、可変風量ファン１２の最小回転速度を基準として設定することができる。

以下、図２及び図３のフローチャートに基づいて、空調対象空間２の冷房を行うときの動作について説明する。

まず、外気冷房を許可するための外気冷房許可条件を設定する（ステップ＃１）。この外気冷房許可条件の設定については、使用者等の人為操作に基づいて設定する、又は、風量制御部５等が自動的に設定することができる。外気冷房許可条件は、例えば、外気冷房を許可する外気の上限温度、及び、外気の上下限湿度を含む条件とすることができる。

次に、空調対象空間２の目標空調状態として、使用者等の人為操作に基づいて目標温湿度を設定する（ステップ＃２）。ちなみに、上述の如く、空調対象空間２の目標空調状態として、温度と湿度の目標温湿度を設定しているが、温度のみの目標温度を設定する場合もある。

次に、空調対象空間２に配置された温湿度センサ１６にて空調対象空間２の温湿度（室内温湿度）を計測すると、空調装置用制御部は、温湿度センサ１６による空調対象空間２の温湿度を用いて、目標の給気温度を求めて、目標の給気温度を設定する（ステップ＃３、＃４）。

風量制御部５や空調装置用制御部は、外気の温湿度を計測するセンサ（図示省略）の検出情報に基づいて、外気冷房許可条件を満たしているか否かを判別している。外気冷房許可条件が満たされていない場合には、外気冷房が許可されていないとして、通常制御を行う（ステップ＃５のＮｏの場合、ステップ＃７）。この通常制御では、空調装置用制御部が、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部１０及び給気ファン１１の回転速度を制御している。これにより、空調対象空間２からの換気が空調処理部１０にて空調処理（冷却処理）され、空調処理後の空気が空調空気として空調対象空間２に供給されている。

外気冷房許可条件が満たされている場合には、外気冷房が許可されているとして、外気冷房制御を行う（ステップ＃５のＹｅｓの場合、ステップ＃６）。図３のフローチャートに基づいて、外気冷房制御について説明する。

風量制御部５は、温湿度センサ１６による空調対象空間２の温湿度、及び、目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求め、その求めた外気要求風量の大きさに応じて、可変風量ファン１２の回転速度を制御することで、ファンの風量制御を行う（ステップ＃１１）。風量制御部５は、外気要求風量が設定値以上であり、且つ、外気要求風量が最大値以下であると、ファンの風量制御を継続する（ステップ＃１２のＮｏの場合、ステップ＃１３のＹｅｓの場合）。このように、外気要求風量が設定値以上であり、且つ、外気要求風量が最大値以下である場合には、風量制御部５が、ファンの風量制御を継続することで、外気導入量を外気要求風量に調整することができる。

外気要求風量が設定値未満である場合には、風量制御部５が、可変風量ファン１２の回転速度を一定の設定回転速度とし、且つ、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部１３を制御することで、小風量調整部１３の制御を行う（ステップ＃１２のＹｅｓの場合、ステップ＃１５）。風量制御部５は、小風量調整部１３の制御を行った後、所定時間を経過するまでその制御した状態に保持する（ステップ＃１６）。

風量制御部５は、温湿度センサ１６による空調対象空間２の温湿度、及び、目標温湿度に基づいて、外気要求風量を求め、その求めた外気要求風量が設定値未満であれば、小風量調整部１３の制御を継続する（ステップ＃１７のＮｏの場合、ステップ＃１５）。一方、風量制御部５は、求めた外気要求風量が設定値以上となると、ファンの風量制御に戻る（ステップ＃１７のＹｅｓの場合、ステップ＃１１）。

このように、風量制御部５は、外気要求風量が設定値以上であると、ファンの風量制御を行うのに対して、外気要求風量が設定値未満であると、小風量調整部１３の制御を行う。これにより、外気要求風量が設定値以上である場合には、風量制御部５が、外気要求風量の大きさに応じて、可変風量ファン１２の回転速度を制御することで、導入される外気に抵抗を与えることなく、空調対象空間２の負荷状態に応じた外気導入量に調整することができる。しかも、外気要求風量が設定値未満となり、可変風量ファン１２では調整できない小風量となっても、風量制御部５が、外気要求風量の大きさに応じて、小風量調整部１３を制御することで、外気要求風量に外気導入量を調整することができる。

ここで、外気要求風量が小さくなっても、その外気要求風量に外気導入量を調整できることから、図２のステップ＃１において、外気冷房許可条件として、外気の上限温度や上下限湿度を設定するに当たり、上限温度をより高い温度に設定したり、上限湿度をより高い湿度に設定することができる。

上限温度をより高い温度に設定したり、上限湿度をより高い湿度に設定すると、上限温度と目標温度との偏差や上限湿度と目標湿度との偏差が小さくなることから、風量制御部５が求める外気要求風量が小さくなる。そこで、この実施形態では、風量制御部５が、小風量調整部１３の制御を行うことで、外気要求風量が小さくなっても、その外気要求風量に外気導入量を調整するようにしている。これにより、外気冷房許可条件の上限温度及び上限湿度をより高いものに設定しても、外気導入量を適切に調整しながら、外気冷房を行うことができるので、外気冷房許可条件として、外気冷房を許可し易い条件に設定することができる。よって、外気冷房を十分に活用することができ、省エネ性の向上を図ることができる。

図３に戻り、風量制御部５が、ファンの風量制御を行っているときに、求めた外気要求風量が最大値を超えると、空調装置用制御部が、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部１０の制御を行う（ステップ＃１３のＮｏの場合、ステップ＃１４）。

最大値は、可変風量ファン１２にて調整可能な最大風量に設定したり、その最大風量よりも所定量だけ小さい風量を最大値に設定することができる。このように、可変風量ファン１２にて調整可能な最大風量を基準として、最大値を設定することができる。

図３におけるステップ＃１３のＮｏの場合には、求めた外気要求風量が最大値を超えるので、外気導入部１にて導入される外気をそのまま空調対象空間２に供給しても、空調対象空間２の負荷を賄えない状態となる。そこで、空調装置用制御部が、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部１０の制御を行う。これにより、空調対象空間２には、空調処理部１０にて目標の給気温度に空調処理された外気が空調空気として供給されるので、空調対象空間２の負荷を賄うことができる。

ちなみに、外気冷房を行う場合に、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度よりも高くなるときには、空調装置用制御部が、給気路７にて給気する空調空気（図１中、黒塗り矢印）の温度が目標の給気温度となるように、空調処理部１０の制御を行うことができる。これにより、外気をそのまま空調空気として空調対象空間２に供給しても負荷を賄えない場合でも、外気を空調処理部１０にて空調処理（冷房処理）することで、目標の給気温度の空調空気を空調対象空間２に供給することができ、空調対象空間２の負荷を適切に賄うことができる。

〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、図１に示すように、空調対象空間２を１つのエリアにて構成された例を示しているが、この第２実施形態は、図４に示すように、空調対象空間２が複数のエリア２ａ～２ｄに分けられた例を示している。図１は、縦断面図を示しているが、図４は、横断平面図を示している。以下、図４に基づいて、第２実施形態における空調システムについて説明するが、上記第１実施形態と同様の構成については、同符号を記す等により、その説明は省略する。ちなみに、図４においても、図１と同様に、外気を実線矢印にて示し、空調対象空間２からの還気を点線矢印にて示し、空調空気を黒塗り矢印にて示している。

空調対象空間２は、複数のエリア２ａ～２ｄに分けられており、複数のエリア２ａ～２ｄの夫々に空調装置３が備えられている。空調対象空間２を、いくつのエリアに分けるか、どのような面積のエリアに分けるか等は適宜変更が可能である。

外気導入部１は、複数のエリア２ａ～２ｄに対する外気を導入して、複数の空調装置３の夫々に供給自在に構成されている。外気導入部１は、その一端側が外気に開放されており、複数のエリア２ａ～２ｄに対する外気を集中して導入するように構成されている。外気導入部１は、バイパス路１４との下流側の接続箇所よりも下流側部位が複数のエリア２ａ～２ｄの夫々に対応して分岐されており、その分岐された部位の夫々が各エリア２ａ～２ｄに備えられた空調装置３に接続されている。

複数のエリア２ａ～２ｄの夫々には、空調装置３に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部１７が備えられている。エリア風量調整部１７は、外気導入部１において複数の空調装置３の夫々に分岐接続される部位に配置されており、例えば、ＶＡＶユニット等にて構成されている。

この第２実施形態における空調システムは、複数のエリア２ａ～２ｄのうち、空調運転が要求されているエリア２ａ～２ｄの空調装置３を空調運転させ、空調運転が要求されていないエリア２ａ～２ｄの空調装置３を運転停止させている。空調運転を行うに当たり、外気冷房許可条件が満たされている場合には、空調運転が要求されているエリア２ａ～２ｄに対して外気冷房を行う。外気冷房許可条件が満たされていない場合には、空調運転が要求されているエリア２ａ～２ｄに対して、各空調装置３が、各エリア２ａ～２ｄからの還気を空調処理部１０にて空調処理し、空調処理後の空気を空調空気として各エリア２ａ～２ｄに供給する。つまり、外気冷房許可条件が満たされていない場合には、空調運転が要求されているエリア２ａ～２ｄに対して、各空調装置３が、上記第１実施形態における通常制御を行う（図２のステップ＃７参照）。

外気冷房を行うときの風量制御部５による制御について説明する。
風量制御部５は、複数のエリア２ａ～２ｄにおける全体の外気導入量が複数のエリア２ａ～２ｄの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、エリア風量調整部１７を制御している。

風量制御部５は、複数のエリア風量調整部１７の夫々を制御することで、複数のエリア２ａ～２ｄの夫々に対する個別の外気導入量（空調装置３への外気供給量）を調整している。そして、風量制御部５は、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御することで、複数のエリア２ａ～２ｄにおける全体の外気導入量を調整している。

複数のエリア２ａ～２ｄの夫々において、目標空調状態として、目標温湿度が設定可能となっている。風量制御部５は、各エリア２ａ～２ｄに配置された温湿度センサ１６の検出情報から各エリア２ａ～２ｄの温湿度情報を取得しており、各エリア２ａ～２ｄの温湿度情報と各エリア２ａ～２ｄで設定された目標温湿度に基づいて、各エリア２ａ～２ｄのエリア個別負荷がどのような負荷となっているかを把握している。

風量制御部５は、複数のエリア２ａ～２ｄの夫々に対する外気導入量（空調装置３への外気供給量）が各エリア２ａ～２ｄのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量となるように、複数のエリア風量調整部１７の夫々を制御している。例えば、エリア２ａとエリア２ｂに対して外気冷房する場合には、風量制御部５が、エリア２ａのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量を求め、エリア２ａに対する外気導入量（空調装置３への外気供給量）が求めたエリア個別の外気導入量となるように、エリア２ａに対応するエリア風量調整部１７を制御するとともに、エリア２ｂのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量を求め、エリア２ｂに対する外気導入量（空調装置３への外気供給量）が求めたエリア個別の外気導入量となるように、エリア２ｂに対応するエリア風量調整部１７を制御している。

そして、風量制御部５は、各エリア２ａ～２ｄのエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量の合計値を全体の目標外気導入量として求め、全体の外気導入量が全体の目標外気導入量となるように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３（外気導入量調整部４）を制御している。

この可変風量ファン１２及び小風量調整部１３の制御については、目標となる外気要求風量が全体の目標外気導入量となるだけで、上記第１実施形態と同様の制御を行う。全体の目標外気導入量が設定値以上である場合には、風量制御部５が、全体の目標外気導入量が大きいほど、可変風量ファン１２の回転速度を大きくするように、可変風量ファン１２の回転速度を制御するとともに、バイパス路１４における風量がゼロとなるように、小風量調整部１３を制御している。全体の目標外気導入量が設定値未満である場合には、風量制御部５が、可変風量ファン１２の回転速度を一定の設定回転速度としておき、全体の目標外気導入量の大きさに応じて、小風量調整部１３を制御している。

以下、図５のフローチャートに基づいて、外気冷房を行う場合の動作について説明する。
風量制御部５は、全体の外気導入量が全体の目標外気導入量となるように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御することで、外気導入量調整部４の制御を行うとともに、各エリア２ａ～２ｄに対する外気導入量（空調装置３への外気供給量）がエリア個別負荷に対応するエリア個別の外気導入量となるように、エリア風量調整部１７を制御している（ステップ＃２１）。

これにより、各エリア２ａ～２ｄでは、風量制御部５が、エリア個別負荷の大きさに応じて、各エリア２ａ～２ｄにおける外気導入量（空調装置３への外気供給量）が調整されている。そして、エリア個別負荷が小さくなると、それに伴ってエリア２ａ～２ｄにおける外気導入量（空調装置３への外気供給量）を小さくさせることになる。このとき、風量制御部５が、エリア風量調整部１７を外気導入量（空調装置３への外気供給量）の最小側に制御しても、空調状態がエリア個別負荷よりも過大（冷え過ぎ）となる場合がある。

この場合には、風量制御部５が、空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア２ａ～２ｄがあるとして、エリア優先制御を行う（ステップ＃２２のＹｅｓの場合、ステップ＃２３）。エリア優先制御では、風量制御部５が、空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア２ａ～２ｄへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、全体の外気導入量を低下側に調整するように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御している。例えば、エリア２ａにおいて空調状態がエリア個別負荷よりも過大（冷え過ぎ）となると、風量制御部５がエリア優先制御を行うことで、風量制御部５は、各エリア２ａ～２ｄの個別負荷に対応する外気導入量の合計値である全体の目標外気導入量よりも低下側に調整するように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御している。風量制御部５は、エリア２ａの温湿度と目標温湿度との偏差に基づいて、エリア個別負荷に対して過大となる過大量を求め、その過大量に応じて予め設定されている低下量だけ、全体の目標外気導入量から低下側に調整するように、可変風量ファン１２及び小風量調整部１３を制御している。これにより、エリア２ａでは、外気導入量（空調装置３への外気供給量）が低下されて、空調状態がエリア個別負荷よりも過大（冷え過ぎ）となる状況が解消されて、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。

上述の如く、エリア優先制御では、全体の目標外気導入量よりも低下側に調整しているので、各空調装置３が、外気導入部１にて導入される外気をそのまま空調空気として、各エリア２ａ～２ｄに供給していると、エリア個別負荷を賄えないエリア２ａ～２ｄが存在する可能性がある。

そこで、風量制御部５がエリア優先制御を実行しているときに、エリア個別負荷を賄えないエリア２ａ～２ｄが存在する場合には、そのエリア２ａ～２ｄの空調装置３が、エリア個別負荷を賄うように、空調処理部１０を制御している（ステップ＃２４のＹｅｓの場合、ステップ＃２５）。例えば、エリア２ｂにおいてエリア個別負荷を賄えないとすると、空調処理部１０の制御として、エリア２ｂの空調装置３が、エリア２ｂに供給する空調空気が目標の給気温度になるように、空調処理部１０を制御している。これにより、外気を空調処理部１０にて空調処理（冷房処理）することで、目標の給気温度の空調空気をエリア２ｂに供給することができ、エリア個別負荷を適切に賄うことができる。

風量制御部５がエリア優先制御を実行しているときに、エリア風量調整部１７を個別の外気導入量（空調装置３への外気供給量）の最小側に制御した状態で空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリア２ａ～２ｄが存在しなくなる、又は、エリア優先制御の実行開始から所定時間が経過している等、エリア優先制御の終了条件が満たされると、風量制御部５が、エリア優先制御を終了する。風量制御部５は、エリア優先制御が終了されると、外気導入量調整部４の制御を行うとともに、エリア風量調整部１７の制御を行う状態に戻る（ステップ＃２６のＹｅｓの場合、ステップ＃２１）。ちなみに、エリア優先制御の終了条件は、各種の条件を設定可能である。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、空調装置３が、床下空間９を通して空調対象空間２に空調空気を供給しているが、例えば、空調装置３が、天井空間８を通して空調対象空間２に空調空気を供給することもでき、空調対象空間２に対してどのようにして空調空気を供給するかは適宜変更が可能である。

（２）上記実施形態では、可変風量ファン１２の下流側の外気を可変風量ファン１２の上流側に戻すバイパス路１４が備えられ、小風量調整部１３を、バイパス路１４における風量を調整自在としている。これに代えて、外気導入部１において、可変風量ファン１２の下流側に小風量調整部１３を配置して、小風量調整部１３を、外気導入部１において可変風量ファン１２の下流側部位における風量を調整自在とすることもできる。

（３）上記実施形態では、可変風量ファン１２を１つ備えた例を示したが、可変風量ファン１２の数は適宜変更することができ、複数の可変風量ファン１２を並列状態で備えることができる。

例えば、図６に示すように、２つの可変風量ファン１２を並列状態で備えることができる。この場合には、風量制御部５が、外気要求風量が複数台用設定値以上であれば、２つの可変風量ファン１２の両方を作動させて、１つの可変風量ファン１２を最大能力とし、外気要求風量の大きさに応じて、もう１つの可変風量ファン１２を制御することができる。風量制御部５は、外気要求風量が複数台用設定値未満であれば、１つの可変風量ファン１２のみを作動させて、外気要求風量の大きさに応じて、その１つの可変風量ファン１２を制御することができる。

（４）上記実施形態では、バイパス路１４に小風量調整部１３を配置して、小風量調整部１３にてバイパス路１４における風量を調整することで、空調装置３に供給する外気供給量（外気導入量）を調整している。これに代えて、図７に示すように、バイパス路１４の小風量調整部１３に加えて、外気導入路１において可変風量ファン１２の配置箇所よりも下流側部位に、可変風量ファン１２の風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な追加用小風量調整部１８（例えば、ダンパー）を備えることができる。この場合には、バイパス路１４における小風量調整部１３と外気導入路１における追加用小風量調整部１８とから本発明における小風量調整部を構成することができる。バイパス路１４における小風量調整部１３と、外気導入路１における追加用小風量調整部１８とにより、空調装置３に供給する外気供給量（外気導入量）を調整することができるので、空調装置３に供給する外気供給量（外気導入量）をより細かく調整することができる。

１ 外気導入部
２ 空調対象空間
２ａ～２ｄ エリア
３ 空調装置
４ 外気導入量調整部
５ 風量制御部
１０ 空調処理部
１２ 可変風量ファン
１３ 小風量調整部
１４ バイパス路
１７ エリア風量調整部

Claims (6)

1. 外気を導入する外気導入部と、
   その外気導入部にて導入された外気を空調空気として空調対象空間に供給自在な空調装置と、
   前記外気導入部にて導入される外気導入量を調整自在な外気導入量調整部と、
   外気導入量が前記空調対象空間の負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御する風量制御部とが備えられ、
   前記外気導入量調整部は、可変風量ファンと、その可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整自在な小風量調整部とが備えられ、
   外気冷房許可条件が、外気冷房を許可する外気の上限温度を含む条件であり、
   前記風量制御部は、前記外気冷房許可条件が満たされて外気冷房制御を行い、
   この外気冷房制御において、前記風量制御部は、
   空調対象空間の温度及び空調対象空間の目標温度に基づいて、外気要求風量を求め、
   その求めた外気要求風量が設定値以上である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御し、
   その求めた外気要求風量が設定値未満である場合に、前記可変風量ファンの回転速度を一定の設定回転速度とし且つ前記小風量調整部を制御する形態で、前記外気導入量調整部を制御するように構成され、
   外気冷房制御では、前記風量制御部が前記小風量調整部を制御して前記可変風量ファンでは調整できない小さな範囲まで外気導入量を調整することで、空調対象空間の負荷の低下に伴って前記風量制御部にて求める外気要求風量が前記可変風量ファンにて調整できない小さな範囲になるときの外気の温度を含むように、前記可変風量ファンにて外気導入量を調整する場合と比べて、前記風量制御部が、外気冷房許可条件を外気冷房を許可し易いより広い範囲の条件に設定している空調システム。
2. 前記小風量調整部は、前記外気導入部において、前記可変風量ファンと前記空調装置との間の風量を可変風量ファンの風量調整範囲よりも小さい風量に調整する請求項１に記載の空調システム。
3. 前記空調対象空間が複数のエリアに分けられ、
   前記空調装置は、複数のエリアの夫々に備えられ、外気に加えて、エリアからの還気を空調処理部にて空調処理した空気を空調空気としてエリアに供給自在に構成され、
   前記外気導入部は、複数のエリアに対する外気を導入して、複数の前記空調装置の夫々に供給自在に構成され、
   複数のエリアの夫々には、前記空調装置に供給される外気供給量を調整自在なエリア風量調整部が備えられ、
   前記風量制御部は、複数のエリアにおける全体の外気導入量が複数のエリアの全体における負荷状態に応じた外気要求風量となるように、前記外気導入量調整部を制御し、且つ、エリア個別の負荷状態に応じて、前記エリア風量調整部を制御自在に構成されている請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 前記風量制御部は、前記エリア風量調整部を外気供給量の最小側に制御しても空調状態がエリア個別負荷よりも過大となるエリアが存在する場合に、そのエリアへの外気供給量をエリア個別負荷に応じた風量とするために、複数のエリアにおける全体の外気導入量を低下側に調整するように、前記外気導入量調整部を制御するエリア優先制御を実行可能に構成されている請求項３に記載の空調システム。
5. 前記風量制御部が前記エリア優先制御を実行しているときにエリア個別負荷を賄えないエリアが存在する場合には、そのエリアの前記空調装置が、前記エリア個別負荷を賄うように、前記空調処理部を制御するように構成されている請求項４に記載の空調システム。
6. 前記外気導入量調整部は、前記可変風量ファンの下流側の外気を前記可変風量ファンの上流側に戻すバイパス路が備えられ、
   前記小風量調整部は、前記バイパス路における風量を調整自在に構成されている請求項１～５の何れか１項に記載の空調システム。

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