JPH02502565A - 空調における空気流及び圧力の制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空調における空気流及び圧力の制御方法及び装置本発明の目的は空調システムに おける新鮮な空気、入力空気、排気空気、廃棄空気、及び戻り空気の制御方法及 び装置、並びに入力空気ダクト内の空気圧及び排気ダクト内の空気圧の制御方法 及び装置を提供することにあり、ここにおいて該空調システムは、新鮮な空気の 閉成及び制ａｌ１機構さ熱再生交換機に関する新鮮な空気のバイパスとが空気流 入機構として結合されると共に、排気空気の閉成及び制御機構と排気空気と戻り 空気の制御機構とが空気流出機構として結合されている。

空調システムとして２種類の基本的な形式がある。定流システムと、流れレート 制御可能なシステムとである。定流システムは普通１個又は２個の異なる動作レ ート、代表的には１／ル−ト及び１／２レートを有する。

定流システムでは、成る基本的なセツティングの後は空気流は全く調整されない 、このため、空気の流れは使用経過と共に、例えば、空調システムのフィルタの 汚れ、冷却ラジエタ上に堆積した油に起因する加熱ラジエタの汚れ、熱再生交換 器の凍結等の原因で変化する。空気流はまた、例えば空調ダクト内の新鮮な空気 と内部空気との温度差に起因する熱的な力や風等によっても変化する。また、定 流システムでの空気流はダクト系内の圧力変化により調整されない、このように 、空調プラントの空気流は、季節、フィルタの状態並びにファン及びダクト系の 特性曲線の形状に依存して変わる。新鮮な空気流及び廃棄空気流は互いに独立に 変化する。

流れレート制御可能システムは今日では通常流れレート制御可能空調システムと 結びついている。制御の目的はダクト内を一定圧力に保つことである。ダクト系 内の圧力が測定され、この測定に基づいて空調プラント内の空気流が必要に応じ て調整される。

空調システム内の新鮮な空気の流れ及び汚れた空気の流れの変化は互いに独立で ある。

今日の空調システム内の空気流は、例えば、フィルタが汚れたり又は熱再生装置 が凍結した場合ただちに変化する。ビルの異なる部分間の圧力関係が変わる時新 鮮な空気の流れと廃棄空気の流れは互いに独立に変わる。最大の欠点は疑いもな く新鮮な空気の流れと汚れた空気の流れが互いに独立に変わることである。この 結果、ビルの室内に存在する湿気は窓や構造物上にたまり、構造を損傷する可能 性がある。更に、ビル及び通気口の周りに臭気が拡がることもある。

本発明方法によれば、上述した欠点に対し、奇蹟的な救いが得られる。これを達 成するために、本発明方法は請求の範囲第１項の特徴部に開示されていることを 特徴とし、装置は請求の範囲第１Ｏ項に開示されていることを特徴とする。

本発明の最も重要な利点は、新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れが連続して且つ 互に独立して制御し得る（調整又は一定に保つ）ことであることである、加えて 、本発明に係る空調システム内では、入力空気ダクト内の圧力及び排気ダクト内 の圧力の制御は、相互に依存し、また新鮮な空気の流れ及び廃棄空気の流れに依 存する。システムが構造上シンプルであることももう一つの利点である。

添付図面につき本発明を以下に詳細に説明する０本発明システムが設置される空 調プラントを略式図示したものである。

空気の流れの記号は以下のようである。Ａは、新鮮な空気の流れ、Ｂは入力空気 の流れ、Ｃは排気の流れ、Ｄは廃棄空気の流れ、Ｅは戻りの空気の流れ、Ｆは熱 再生交換器の新鮮な空気のバイパス流、Ａ′は熱再生交換器に入る新鮮な空気の 流れである。

空調システムの入力空気側は、例えば、下記の部品を含む、新鮮な空気のダクト ２１内の新鮮な空気のフィルタ２：互に結合されて吸入空気機構３となる新鮮な 空気のバイパスの閉成及び制御ｌ！構：熱再生交換器４；入力空気ダクト１内の 入力空気ファン５、入力空気流れメータ６、入力空気圧力メータ１２；新鮮な空 気の流れメータ１５及び種々の空気取扱デバイス、例えば、加熱ラジェータ、冷 却ラジェータ、空気加湿器、空気フィルタ７．８等。

これらは空調システムの入力空気側の種々の点に置（ことができる、一般に、ダ クト１内の入力空気流Ｂはダクト２１内の新鮮な空気の流れＡに等しい。

空調システムの排気側はしばしば、例えば、排気ダクト９内の排気フィルタ１６ 及び排気圧力メータ１９、互に結合されて出口空気機構１０となる排気及び戻り の空気の閉成及び制ｍｉ横並びに排気ダクト２２内の排気ファン１１及び排気フ ローメータ２０を含む、一般にダクト９内の排気流Ｃはダクト２２内の廃棄流り に等しい。

入力空気ファン５、吸入空気機構３及び出口空気機構１０は制御装置１３により 調整され、排気ファン１８は制御装置１４により調整される。入力空気フローメ ータ６、入力空気圧力メータ１２及び新鮮な空気の７０−メータ１５は制御装置 １３に接続され、排気圧力メータ１９及び排気フローメータ２０は制御装置１４ に接続される。加えて、制御装置１３及び１４は互に接続される。吸入空気機構 ３及び出口空気機構１０は、熱再生交換器４とリンクされ、本願出願のフィンラ ンド特許廂第８７４００８号に開示されている構造にすると好適である。

空調システムの入力空気側１の流れ抵抗が何等かの理由で、例えば、空気フィル タが汚れたりして上昇した場合には、入力空気ファン５の制御が適当にされなか ったり又は入力空気側の流れ抵抗が他の理由で対応して下がらないと空気流は減 少する。入力空気ファン５及び入力空気流制御手段１７は空気流測定器６又は圧 力測定器１２のいずれかに基づいて制御装置１３により制御される。この測定と 制御とは、入力空気ファン５又は入力空気制御手段１７の調製が混乱因子により 生ずる誤差を正確に補正するようにアレンジされる。制御技術的に言えば、この 補正の基礎は新鮮な空気の流れと廃棄空気との間の差Ａ−Ｄ又はそれらの比Ａ／ Ｄであり、これらのいづれか一つ若しくは両方又はこれらの間のどこかの値が、 制御装置１３により一定、即ち予め定められたレベルに保たれる。

上述の調整作用下で空気流がある限界値に達すると、フィルターが汚れ続けるに 従って入力空気流の低下が継続する０本発明によれば、この時入力空気ファンの 制御装置１３は廃気ファン及び廃気流制御手段１８又はそのいずれか一方の制御 装２１４を制御して、入力空気流Ｂと排気流Ｃの予め定められた差又は比率が一 定（これは空調された室内空間につき本質的に重要なことである。）に留まるよ うに保つ、戻り空気流Ｅが閉じられた場合でも、入力空気流Ｂは常に正確に新鮮 な空気の流れＡと等しくなり、これはまた新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れの 間の差Ａ−Ｄ又はそれらの比率Ａ／Ｄを予め定められたレベルに保つことに相当 する。

空調システムの排気側９で流れ抵抗が何等かの理由、例えば、排気フィルタ１６ が汚れたり、熱再生交換器４が凍ったり、空気ダクトシステムの火災ダンパがト リガされる等して増大した場合も動作は類似している。このような場合排気ファ ンの制御装置１４及び排気流の制御手段１８又はそのいずれか一方が入力空気フ ァンの制御装置１３又は入力空気流の制御手段１７を新鮮な空気の流れＡと廃棄 空気の流れＤとの間の差若しくはそれらの比率Ａ／Ｄ又はそれらの間の何等かの 値が一定、即ち、予め定められた値にとどまるように制御する。

廃棄空気の流れＤが予め定められた価より小さい値迄低下し、室外の温度が同時 に予じめられた値より低くなる場合は、吸入空気機構３が入口の新鮮な空気の流 れＡが新鮮な空気のバイパス流れＦとなる位置、即ち、熱再生交換器を通る新鮮 な空気の流れＡ′が遮断される位置に合わされる。この結果、熱再生交換器４が 凍ってしまりでいる場合は、廃棄空気の流れがそれを溶かし始める。

廃棄空気の流れがその予め定められた値に戻り終わり且つ空気流Ａ′の遮断から 予め定められた時間が経過し又はそのいずれか一方が生じた時、吸入空気機構３ はその初期位置に復帰する。この場合新鮮な空気のバイパス流れはＦは存在しな くなる。この一連のステップは予め定められた回数、普通は２〜３回繰り返すこ とができる。廃棄空気の流れがこれによりその予め定められた値迄戻らない場合 は、誤動作の警報信号が生じる。

新鮮な空気の流れＡを入力空気流Ｂより小さくし、比率Ａ／Ｂを所望の値にした い場合は、出口空気機構１０により排気流Ｃの一部を入力空気流Ｂを補うように 振向ける。この場合、出口空気機構１０の位置の切替が終了した後に、入力空気 流Ｂ又は入力空気ダクト１内の圧力が予め定められた値に調整される。その後排 気ファン１１又は廃棄空気の制御手段１８が新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れ の測定値間の差Ａ−Ｄ又はそれらの比率Ａ／Ｄが予め定められた一定値になる迄 調整される。その後で入力空気流Ｂ又は入力空気タクトエ内の圧力が予め定めら れた値より大きく前記所定値からずれない場合は、新鮮な空気の流れの入力空気 流に対する比Ａ／Ｂを予め定められた比と比較する。この一連のステップは示さ れた順序で、又は一部だけ、入力空気流Ｂ、新鮮な空気流の入力空気流に対する 比Ａ／Ｂ及び同時に新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差Ａ−Ｄ又はそ れらの比Ａ／Ｄがそれらの予め定められた値に達する迄繰り返される。斯くして 出口空気機構１０及びそれより戻り空気流Ｅは制御段階毎に他の基準に従って最 初にセットされていた出発点になり又は代りに出口空気機構が所望の新鮮な空気 の入力空気に対する比Ａ／Ｂが達成される為の制御手段として用いられる。

戻り空気流Ｅを用いる可能性がなく、排気流Ｃが何時も廃棄空気の流れＤに等し いように装置が構造上一層シンプルな場合は、制御方法は単に入力空気ガクト１ 及び廃棄空気のダクト２２内の流れを直接制御し、新鮮な空気の流れと廃棄空気 の流れの間の差Ａ−Ｄ又はそれらの比Ａ／Ｄを基準として保ちつ一人力空気流Ｂ 及び廃棄空気の流れＤ又はそのいずれか一方を直接制御する簡単なものとなる。

原理上は上述した方法は任意のタイプの部品を用いて適用できるが、吸入空気機 構３及び出口空気機ｌ１１０の両方を熱再生交換器４に固定するのが好適である 。これらの機構ではレバー又は類僚の手段による閉成及び制御手段を、出口空気 機構１０では排気流りの序々の閉成が対応する速度で戻り空気の流れＥを同時に 序々に拡大し又はその逆が行なわれ、吸入空気機構３では、新鮮な空気の流れＡ ′が熱再生交換器４に入るのを閉止することが同時に新鮮な空気のバイパス流れ Ｆを開き又はその逆を行なうように結合するのが好ましい、また、入力空気と廃 棄空気の流れＡ、　Ｄをファン５．１８の圧力開口又は開口の連続で本願人のフ ィンランド特許願第８７４００９号に記載されているように測定することは信鯨 できる測定結果を得るために有利である。更に、空調システムの新鮮な空気ダク トへの結合点又は空調システム内の空気の流れ方向でフィルタの前若しくは後で 新鮮な空気の流れを測定し、且つ入力空気及び排気Ｂ、Ｃの圧力を空調システム 内又は空調システムのシステム内での入力空気及び排気ダクト１．９への結合点 で測定すると好適である。

く　　　　　　　　。

国際調査報告 −一一−１峠両−−１１６，ＰＣＴ　／　ｒ：εε１００：９９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．新鮮な空気、入力空気、排気、廃棄空気及び戻り空気の流れ並びに熱再生交 換器についての新鮮な空気並びに新鮮な空気のバイパスに対する開成及び制御機 構が吸入空気機構（３）として互に結合され且つ、排気並びに戻り空気の閉成及 び制御機構が出口空気機構（１０）として互に結合される空調システムの入力空 気ダクト（１）内での空気圧力及び排気ダクト（９）内での空気圧力の制御方法 において、新鮮な空気、入力空気排気空気、廃棄空気及び戻りの空気の流れ（Ａ 、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）並びに入力空気ダクト内の圧力及び排気ダクト内の圧力の制 御手負がこれらの一つで予め定められた値からのずれが他の予め定められた値の 変化を惹起し、新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れの間の差（Ａ−Ｄ）又はそれ らの比（Ａ／Ｄ）が予め定められたように調整することを特徴とする制御方法。 ２．新鮮な空気の流れ（Ａ）が戻りの空気の流れ（Ｅ）の変化に基づいて入力空 気ダクト（１）内の流れを制御することにより調整され、新鮮な空気の流れと廃 棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）又はそれらの比（Ａ／Ｄ）が一定であること を特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．入力空気流（Ｂ）、廃棄空気の法れ（Ｄ）及び出口空気機構（１０）又はそ れらのいずれか一つが、先ず、新鮮な空気の流れの入力空気流に対する比（Ａ／ Ｂ）及び、次に、新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）又は それらの比（Ａ／Ｄ）が予め定められた値になるように制御されることを特徴と する請求の範囲第１項記載の方法。 ４．出口空気機構（１０）の位置の変化后、入力空気流（Ｂ）又は入力空気ダク ト（１）内の圧力を予め定められた値に調整し、その後で廃棄空気の流れを、新 鮮な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）又はそれらの比（Ａ／Ｄ ）が予め定められた一定の値になるように制御し、その後で、入力空気流（Ｂ） 又は入力空気ダクト（１）内の圧力がセットされたずれよりも大きく予め定めら れた値からずれない場合は、新鮮な空気の流れの入力空気流に対する比（Ａ／Ｂ ）を予め定められた比と比較し、比（Ａ／Ｂ）及び同時に差（Ａ−Ｄ）又は比（ Ａ／Ｄ）が予め定められた値になる迄この上記一連のステップを上記の順序で又 は一部だけ繰り返すことを特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。 ５．排気流（Ｃ）が廃棄空気の流れ（Ｄ）と等しい場合に、入力空気流（Ｂ）を 入力空気ダクト（１）内の圧力の変化に基づいて制御し、新鮮な空気の流れと廃 棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）又はそれらの比（Ａ／Ｄ）を一定に保つこと を特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ６．排気流（Ｃ）が廃棄空気の流れ（Ｄ）に等しい場合に、排気流（Ｃ）を排気 ダクト（９）内の圧力変化に基づいて廃棄空気のダクト（２２）内の流れを新鮮 な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）又はそれらの比（Ａ／Ｄ） が一定にとどまるように調整することにより補正することを特徴とする請求の範 囲第１項記載の方法。 ７．排気流（Ｃ）が廃棄空気の流れ（Ｄ）に等しい場合に、排気流（Ｃ）内の変 化に基づいて入力空気流（Ｂ）を調整し、新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れと の間の差（Ａ−Ｄ）又はそれらの比が一定になるようにし、又は、排気流（Ｃ） を入力空気流（Ｂ）内の変化に基づいて廃棄空気のダクト（２２）内の流れを調 整することにより補正し、新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ− Ｄ）又はそれらの比（Ａ／Ｄ）が一定になるようにし、又は、これらの２種の上 記調整を交互に行なうことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ９．廃棄空気の流れ（Ｄ）が予め定められた値より低い値迄下がり、同時に外部 温度が予め定められた値より低く下がる時、吸入空気機構（３）を新鮮な空気の 流れ（Ａ）がその入口の新鮮な空気のバイパス流（Ｆ）内にある位置迄調整し、 その後で、廃棄空気の流れ（Ｄ）が予め定められた値迄上昇し、且つ吸入空気機 構（３）の上記調整からそのバイパス位置（Ａ＝Ｆ）迄予め定められた時間経過 したか又はそのいずれか一方が生じた時、吸入空気機構がその初期位置に復帰し 、そこでは新鮮な空気のバイパス（Ｆ）が生じないことを特徴とする請求の範囲 前記各項のいずれかに記載の方法。 ９．新鮮な空気の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）及びそれらの比（ Ａ／Ｄ）が制御中時間的に交互に調整ステップの制御基準として使用されること を特徴とする請求の範囲前記各項のいずれかに記載の方法。 １０．少なくとも入力空気及び廃棄空気のフロー・メータ（６、２０）、入力空 気及び排気の圧力メータ（１２、１９）、空気流制御手段（１３）付きの入力空 気ファン（５）、空気流制御手段（１４）付きの廃棄空気及び排気ファン（１８ ）、新鮮な空気のフロー・メータ（１５）、熱再生交換器（４）、結合されて出 口空気機構（１０）を形成する排気及び戻りの空気の閉成及び制御のための機構 並びに結合されて吸入空気機構（３）を形成する新鮮な空気及び新鮮な空気のバ イパスのための閉成及び制御機構を具える請求の範囲第１項記載の方法を実施す るための装置において、新鮮な空気及び入力空気のフロー・メータ（１５、６） 並びに入力空気ダクトの空気圧力メータ（１２）を入力空気流制御装置（１３） に接続し、廃棄空気のフロー・メータ（２０）及び排気ダクトの空気圧力メータ （１９）を廃棄空気流の制御装置（１４）に接続し、これらの制御装置（１３、 １４）を協働させ且つファン（５、１８）及び機構（３、１０）に作用するのに フィットさせ、測定された量の一つの変化が入力空気流（Ｂ）、廃棄空気の流れ （Ｄ）、出口空気機構（１０）及び吸入空気機構（３）又はそのいずれか一方を 調整し、新鮮な空気の流れの入力空気流に対する比（Ａ／Ｂ）並びに新鮮な空気 の流れと廃棄空気の流れとの間の差（Ａ−Ｄ）若しくはそれらの比（Ａ／Ｄ）又 はそのいずれか一方を予め定められた値にし、且つ新鮮な空気の流れのバイパス 波（Ｆ）を解放若しくは閉成し又はそのいずれか一方を行なうことを特徴とする 装置。 １１．入力空気及び廃棄空気の流れ（Ｂ、Ｄ）をファンの圧力開口（５、１８） 又は開口の連続で測定することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 １２．新鮮な空気の流れ（Ａ）を空調システムを新鮮な空気ダクトに連結する点 又は空調システム内の流れ方向でのフィルタの前若しくは後の点で測定すること を特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 １３．入力空気及び排気（Ｂ、Ｃ）の圧力を空調システム内又は空調システム内 のその入力空気及び排気ダクト（１、９）への連結点で測定することを特徴とす る請求の範囲第１０項記載の装置 １４．吸入空気機構（３）及び出口空気機構（１０）を熱再生交換器（４）に対 して固定し、これらにおいて、閉成及び制御機構を互に連結し、出口空気機構（ １０）では廃棄空気の流れ（Ｄ）の閉成が戻り空気の流れ（Ｅ）を同時に解放し 又その逆も行ない、吸入空気機構（３）では、新鮮な空気の法れ（Ａ′）の閉成 が新鮮な空気のバイパス流（Ｆ）を解放し、又その逆も行なうことを特徴とする 請求の範囲第１０〜１３項のいずれかに記載の装置。