JPH04292738A - 空調機制御方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の空調機をローテ
ーションにより運転する空調システムの制御方式に関す
る。

【０００２】空調設備機器（以下、空調機と記す）はビ
ル設備機器の一部として、所謂ビル管理システムにより
監視制御される場合と、空調機だけからなる空調システ
ムとして監視制御される場合とがあるが、本発明はその
何れにも関わる。

【０００３】複数の空調機を運転して一つの空調エリア
、例えば電算機室などの空調環境を維持する空調システ
ムでは、複数の空調機をローテーションしながら運転す
る方法が多く用いられている。ローテーションにより運
転を行う場合、それまで停止していた空調機が運転され
たときに空調エリアの温度及び湿度が急激に変化するこ
とが多い。このような一時的な温湿度の変化により空調
環境が規定範囲を逸脱することは電算機等に対して好ま
しくない影響を及ぼすことがあるため、電算機室等では
ローテーションの際に空調環境が規定範囲を逸脱しない
よう調節を行っている。しかし、現在ではこの調節は人
手操作に頼っているのが実情である。

【０００４】このため、このようなローテーション運転
において停止中の空調機を運転開始する際に温湿度の急
激な変化を自動的に防止することができる空調機の制御
方式が必要となっている。

【０００５】

【従来の技術】図４は空調システムの機器配置例を示す
図、図５は従来技術におけるローテーションによる空調
機運転開始時の温度及び湿度の変化例を示す図である。

【０００６】図４中、１７−１〜１７−１０　は一つの
空調エリア、例えば電算機室の空調条件を維持するため
に設備された複数（図４の例では１０台）の空調機（以
下、空調機Ａ〜Ｊと記す）、１８−１〜１８−８は前記
空調エリア内に設けられて空調状態を監視する複数（図
４の例では８個）の温湿度計測センサ（以下、センサＳ
１〜Ｓ８と記す）で、それぞれ温度計測センサと湿度計
測センサからなる。

【０００７】また、ＴＡ　〜ＴＪ　はそれぞれ空調機Ａ
〜Ｊの温度設定値、ＨＡ　〜ＨＪ　はそれぞれ空調機Ａ
〜Ｊの湿度設定値、Ｔ１　〜Ｔ８　はそれぞれセンサＳ
１〜Ｓ８の温度計測値、Ｈ１　〜Ｈ８　はそれぞれセン
サＳ１〜Ｓ８のの湿度計測値を示す。

【０００８】上記の空調機Ａ〜Ｊは空調条件として規定
された温度湿度の範囲を逸脱しないよう必要な運転台数
を決定し、温湿度の監視を行いながら運転される。なお
、以下においては空調機１７−１〜１７−１０　が空調
エリアの温度及び湿度を特定の値以下に調整する場合を
前提として説明する。

【０００９】図４は空調エリアの負荷容量から必要な空
調機の台数が８台であるが、機器故障時のバックアップ
のため２台の予備機が設置されている例を示している。 この例では、全負荷時でも２台の空調機は運転が停止さ
れるが、図４は空調機Ａと空調機Ｈが運転を停止してい
る状態を示している。運転を停止する空調機はローテー
ションにより順次切替えられる以上のようなローテーシ
ョン運転では運転を停止していた空調機の運転を開始し
たときに、運転開始した空調機の吹き出し空気が室内の
温度及び湿度と異なるため、一時的に室内の温度及び湿
度が変化する。

【００１０】図５は図４の空調機Ａの運転開始時におけ
るセンサＳ２及びＳ３の温度計測値Ｔ２　及びＴ３　と
湿度計測値Ｈ２　及びＨ３　の変化の例を示している。 図５に示すように、運転を停止していた空調機Ａが運転
を開始すると温度計測値Ｔ２　及びＴ３　、湿度計測値
Ｈ２　及びＨ３　は何れも上昇を始める。この場合、空
調機Ａに近いセンサＳ２の方が温湿度の変化が早くて変
化値が大きく、空調機Ａより遠い位置のセンサほど変化
が遅く、変化値が小さくなる傾向があるが、図示の例の
ように一時的に温度調整範囲の上限を超えることが多い
。

【００１１】以上のように、従来技術においては、ロー
テーションによって停止中の空調機を運転開始したとき
に、一時的に空調条件の範囲を超えるという問題が生じ
ている。電算機室等の場合、温湿度が規定の範囲を逸脱
すると電算機等に影響を及ぼすため、運転中の空調機の
温度と湿度を調整して温度上昇などを防いでいるが、こ
の人手による調整は操作者の経験と感に頼らざるを得な
いため、効率的な調整を行うことが困難となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】複数の空調機をローテ
ーションにより運転する従来技術の空調システムにおい
ては、ローテーションによって停止中の空調機の運転を
開始したときに、温度湿度が一時的に空調条件の範囲を
超え、電算機に影響を及ぼすおそれがあった。また、こ
れを防止するためには、運転を開始した空調機の周辺の
空調機の温度と湿度を人手により調整して対処する必要
があるが、操作が複雑であり、効率的に調整することが
困難であった。

【００１３】本発明は、空調機の運転開始時に温湿度設
定値を自動的に補正することにより温湿度の急激な変化
を防止することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図中、７−１〜７−ｎは一つの空調エリアの
温湿度を調整する複数の空調機、８−１〜８−ｍは前記
複数の空調機７−１〜７−ｎにより空調されるエリアに
設けられて温度及び湿度の計測を行う１または複数の温
湿度センサ、１は前記複数の空調機７−１〜７−ｎの一
部を待機状態としてローテーションにより運転する空調
システムの制御部である。

【００１５】２乃至６は前記制御部１内に設けられ、２
は前記複数の空調機７−１〜７−ｎをローテーションに
より運転する制御を行い、かつ停止中の空調機の運転開
始の一定時間前に運転予告信号を送出する空調機運転管
理手段、３は前記１または複数の温湿度センサ８−１〜
８−ｍより温湿度計測値を定期的に入力し、最新の温湿
度計測値を記憶する温湿度計測値収集手段、４は前記複
数の空調機７−１〜７−ｎの１台が運転開始したときに
前記各温湿度センサ８−１〜８−ｍに生ずる温湿度計測
値の変化の最大値を予め計測し、温湿度変化予測値とし
て記憶する起動時温湿度特性記憶手段、５は前記空調機
運転管理手段２より前記運転予告信号を受信したとき、
運転開始する空調機に対応する前記温湿度変化予測値を
前記起動時温湿度特性記憶手段４より入力するとともに
、前記温湿度計測値収集手段３より現在の温湿度計測値
を入力し、空調機ごとに近接する温湿度センサ８−１〜
８−ｍの現在の温湿度計測値に前記温湿度変化予測値を
加減して補正温湿度設定値を決定する温湿度設定値決定
手段、６は前記温湿度設定値決定手段５より前記補正温
湿度設定値を入力し、運転中の各空調機７−１〜７−ｎ
に設定されている温湿度設定値を該補正温湿度設定値に
変え、前記温湿度設定値と補正温湿度設定値の差が一定
値以上であるときは前記温湿度設定値を補正温湿度設定
値に到達するまで一定温湿度づつ一定時間間隔で変化さ
せる制御を行う温湿度制御手段である。

【００１６】

【作用】図１において、空調システムの制御部１内の起
動時温湿度特性記憶手段４には複数の空調機７−１〜７
−ｎの１台が運転開始したときに各温湿度センサ８−１
〜８−ｍの温湿度計測値に生ずる変化の最大値が温湿度
変化予測値として記憶されており、また、温湿度計測値
収集手段３には前記温湿度センサ８−１〜８−ｍより定
期的に入力される温湿度計測値の最新値が記憶されてい
る。

【００１７】ローテーションにより運転を停止していた
何れか１台、例えば空調機７−１が運転を開始する場合
、運転開始に先立って空調機運転管理手段２は運転予告
信号を温湿度設定値決定手段５に送る。温湿度設定値決
定手段５は空調機７−１の運転予告信号を受信すると、
空調機７−１が運転を開始したときの各温湿度センサ８
−１〜８−ｍの温湿度変化予測値を前記起動時温湿度特
性記憶手段４より入力し、また温湿度計測値収集手段３
より現在の温湿度計測値を入力する。

【００１８】次いで温湿度設定値決定手段５は現在の温
湿度計測値より前記温湿度変化予測値を減じて（空調が
暖房か冷房かによって加算する場合と減算する場合があ
るが、以下においては、温湿度を一定値以下に維持する
場合を想定し、温湿度を低下させる補正を行う例で説明
する）補正温湿度設定値を計算する。この補正温湿度設
定値は温湿度センサ８−１〜８−ｍごとに得られるが、
上記補正温湿度設定値により温湿度を補正する空調機を
予め温湿度センサごとに対応づけておき、対応づけられ
た空調機に対して予め設定されている温湿度設定値を前
記補正温湿度設定値に変えて温湿度を低下させる。

【００１９】温湿度設定値決定手段５は前記計算によっ
て得られた補正温湿度設定値を直接空調機に出力せずに
温湿度制御部６に出力する。温湿度制御部６は前記補正
温湿度設定値を入力すると、運転中の各空調機７−１〜
７−ｎに設定されている温湿度設定値を該補正温湿度設
定値に変えるが、このとき、前記温湿度設定値と補正温
湿度設定値の差が一定値以上であるときは前記温湿度設
定値を補正温湿度設定値に到達するまで一定温湿度づつ
一定時間間隔で変化させるよう制御し、急激に温湿度が
低下しないようにする。

【００２０】以上により、ローテーションにより停止し
ていた空調機が運転開始されるときに、運転開始により
予測される温湿度の変化分が空調機の温湿度設定値の変
更によって予め自動的に補正されることとなり、運転開
始後に温湿度が空調条件の範囲を逸脱することが防止で
きる。

【００２１】

【実施例】図２は本発明の実施例構成と処理内容を示す
図、図３は本発明の実施例の温度調整のタイムチャート
である。

【００２２】図中、図４と同一対象物は同一記号を用い
て示し、１１は空調システムの制御部、１２〜１６は制
御部１１内に設けられ、１２は空調機運転管理部、１３
は温湿度計測値収集部、１４は起動時温湿度特性記憶部
、１５は温湿度設定値決定部、１６は温湿度制御部であ
る。また、１７−１〜１７−１０　は空調機　（以下、
空調機Ａ〜Ｊと記す）、１８−１〜１８−８は温湿度セ
ンサ（以下、センサＳ１〜Ｓ８と記す）である。

【００２３】図２は図４の配置を前提とする空調システ
ムの制御部の構成を示しており、以下、図４を併用して
説明する。なお、図４中、各空調機Ａ〜Ｊ内のＴＡ　〜
ＴＪ　は空調機Ａ〜Ｊが定常状態で設定される温度設定
値、ＨＡ　〜ＨＪ　は同じく湿度設定値である。また、
温湿度計測値収集部１３内のＴ１　〜Ｔ８　はそれぞれ
センサＳ１〜Ｓ８より収集されて記憶されている最新の
温度計測値、Ｈ１　〜Ｈ８　は同じく湿度計測値である
。

【００２４】今、図４の空調システムは１０台の空調機
Ａ〜Ｊのうち空調機Ａと空調機Ｈが運転を停止しており
、この状態から空調機Ａが運転を開始するものとし、運
転開始時に温度湿度がともに上昇して温湿度調整範囲の
上限を超える可能性がある場合を前提として説明する。 この場合、温湿度調整範囲の下限については特に設定さ
れていないものとする。

【００２５】図２の起動時温湿度特性記憶部１４には運
転停止していた空調機が運転開始されたときに生ずる温
湿度の変化値の最大値が温湿度変化予測値として記憶さ
れている。この温湿度変化予測値は図２の１４ａ　〜１
４ｊ　に示すように運転開始する空調機ごとに記憶され
ている。例えば、空調機Ａが運転開始されると、空調機
Ａ運転開始時温湿度変化予測値１４ａ　に記憶されてい
るように、センサＳ１の温度計測値はＴ１Ａ、湿度計測
値はＨ１Ａだけ上昇し、センサＳ２の温湿度計測値はそ
れぞれＴ２Ａ及びＨ２Ａだけ上昇することなどが予め予
測されている。

【００２６】空調機Ａの運転を開始する場合、図２の空
調機運転管理部１２は運転開始の一定時間前に温湿度設
定値決定部１５に対して運転予告信号を送出する。温湿
度設定値決定部１５内には図２の１５ａ　〜１５ｊ　に
示すように運転開始する空調機ごとに補正温湿度設定値
が求められるような算出方法が記憶されている（湿度に
ついては図示省略）。上記の前提では空調機Ａが運転開
始されるため、図２の空調機Ａ運転開始時補正温湿度設
定値１５ａ　が使用される。なお、空調機Ａが運転開始
される場合は運転開始前に停止している空調機Ａ自身が
温湿度設定の補正を行うことがないため、空調機Ａの欄
は空欄となっている。

【００２７】以下、空調機Ａ運転開始時補正温湿度設定
値１５ａ　による空調機Ｂの温度補正値の算出方法と温
湿度制御部１６による温湿度制御方法を図３を併用して
説明する。図３に示すように空調機Ａは時刻ｔ３　にお
いて運転開始されるものとし、時刻ｔ０　に運転予告信
号が送出されるものとする。時刻ｔ０　におけるセンサ
Ｓ２の温度計測値Ｔ２　が図３に示す値であるとすると
、時刻ｔ３　に空調機Ａが運転開始されると図２の空調
機Ａ運転開始時温湿度変化予測値１４ａ　に記憶されて
いるセンサＳ２の温度変化予測値Ｔ２Ａ分だけ温度が上
昇し、図３の例では調整範囲の上限を超えると予想され
ている。

【００２８】この場合、温度変化予測値Ｔ２Ａは現在温
度Ｔ２　に対する変化予測値であるが、現在温度は空調
機の設定温度、特にそのセンサの周辺の空調機の設定温
度を中心に細かく変化しているので、センサＳ２の場合
は現在温度計測値Ｔ２　の代わりにセンサＳ２に近い位
置に設置されている空調機Ｂの設定温度ＴＢ　（図３参
照）に対する変化を示すとしても大差がない。従って、
空調機Ｂの現在の温度設定値ＴＢ　を予め温度変化予測
値Ｔ２Ａだけ低下させた温度ＴＢＡに設定変更しておけ
ば、空調機Ａが運転されたのちに最大の温度上昇があっ
てもその温度は空調機Ｂの定常設定温度ＴＢ　までしか
上昇しないこととなる。

【００２９】以上の根拠から、温湿度設定値決定部１５
の空調機Ａ運転開始時補正温湿度設定値１５ａ　では温
湿度計測値収集部１３よりセンサＳ２の現在温度計測値
Ｔ２　、起動時温湿度特性記憶部１４より空調機Ａ運転
開始時のセンサＳ２の温度変化予測値Ｔ２Ａを入力し、
空調機Ｂの補正温度設定値ＴＢＡを、〔ＴＢＡ＝Ｔ２　
−Ｔ２Ａ〕として求め、温湿度制御部１６に送出する。

【００３０】温湿度制御部１６は上記補正温度設定値Ｔ
ＢＡを入力すると、空調機Ｂの現在の設定温度ＴＢ　と
補正温度設定値ＴＢＡの差を予め設定した一定温度と比
較する。 この一定温度は図２の例では０．５度としているが、〔
ＴＢ　−ＴＢＡ＜０．５〕であれば時刻ｔ０　において
一挙に補正温度設定値ＴＢＡを空調機Ｂに送出して空調
機Ｂの設定温度をＴＢＡとして補正温度設定を終了する
。

【００３１】〔ＴＢ　−ＴＢＡ≧０．５〕であれば、時
刻ｔ０　においては現在の温度設定値ＴＢ　を０．５度
下げた〔ＴＢ　−０．５〕に設定し、一定時間後の時刻
ｔ１　において〔ＴＢ　−ＴＢＡ−０．５＜０．５〕を
確認する。このとき、〔ＴＢ　−ＴＢＡ−０．５＜０．
５〕であれば先に設定した温度〔ＴＢ　−０．５〕をＴ
ＢＡに変更して補正温度設定を終了し、〔ＴＢ　−ＴＢ
Ａ−０．５≧０．５〕であれば先に設定した温度〔ＴＢ
　−０．５〕から更に０．５度下げた温度〔ＴＢ−１．
０〕に設定し直す。以下同様にして最終的には空調機Ｂ
は補正温度設定値ＴＢＡに設定されるが、図３のセンサ
Ｓ２については時刻ｔ２において最終設定が行われた例
が示されている。上記例のように、一定時間間隔で一定
温度づつ空調機の温度設定値を変化させてゆくため、運
転開始前における急激な温湿度の変化が避けられる。

【００３２】図３にはセンサＳ３の例が示されているが
、センサＳ３の場合は温度変化予測値Ｔ３Ａが小さいた
め、時刻ｔ１　において最終設定が行われている。また
温度設定の補正を空調機Ｃに対して行っているが、その
他についてはセンサＳ２の場合と同じである。

【００３３】なお、以上においては湿度についての説明
を省略したが、湿度についても温度と全く同様にして補
正する。また補正温湿度設定値を定常の状態に戻す動作
は運転開始後の適当な時期に行えばよいことが明らかで
あるため、説明を省略する。

【００３４】以上のように、本発明では運転を停止して
いた空調機が運転開始されたときに生ずる温湿度の変化
（例えば上昇）分を予め時間をかけて補正（例えば低下
）しておくので、停止空調機が運転開始したときに温湿
度調整範囲の限度は勿論、定常状態の温湿度設定値を超
えないようにすることができる。

【００３５】以上、図２乃至図４により本発明の実施例
を説明したが、図２乃至図４はあくまで本発明の一実施
例を示したものに過ぎず、本発明が対象とする空調シス
テムの配置が図４に限定されるものではないことは当然
である。また、上記においては説明の便のため、センサ
Ｓ２と空調機Ｂなど、センサと空調機を１対１で結合し
て説明したが、１台の空調機が運転開始するときの任意
のセンサの温湿度変化予測値をカバーする空調機は特定
の１台に限定せず、補正の程度を予め複数の空調機に配
分しておくことによって前記の説明と同様な効果が得ら
れることは明らかである。また、温湿度制御部１６にお
いては設定温度の補正を０．５度単位で行っているが、
補正単位が０．５度に限定されないことは言うまでもな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つの空調エリアの温湿度を調整する複数の空調機をロ
ーテーションにより運転する空調システムにおいて、運
転停止中の空調機の運転開始時に生ずる温湿度の変化分
を予め時間をかけて自動的に補正しておくことにより、
運転開始後に温湿度が温湿度調整範囲の限度を超えるこ
とがなく、空調エリア内の電子機器などに対する温湿度
変化の影響を防止することができる。また、温度変化を
避けるために人手による操作を行う必要もないため温湿
度調整を確実、かつ効率的に行うことができる。

【００３７】以上のように、本発明は、空調システムに
おける温湿度調整の安定化と効率化に資するところが極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の原理説明図

【図２】　　本発明の実施例構成及び処理図

【図３】　
　本発明の実施例温度調整タイムチャート

【図４】　　
空調システム機器配置例図

【図５】　　実施例の温湿度
変化図

【符号の説明】

１　　制御部 ２　　空調機運転管理手段 ３　　温湿度計測値収集手段 ４　　起動時温湿度特性記憶手段 ５　　温湿度設定値決定手段 ６　　温湿度制御手段 ７−１〜７−ｎ　　空調機 ８−１〜８−ｍ　　温湿度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一つの空調エリアの温湿度を調整する
   複数の空調機（７−１〜　７−ｎ）　の一部を停止させ
   てローテーションにより運転する空調システムにおいて
   、前記空調システムの制御部（１）　内に、前記複数の
   空調機（７−１〜　７−ｎ）　をローテーションにより
   運転する制御を行い、かつ停止中の空調機の運転開始の
   一定時間前に運転予告信号を送出する空調機運転管理手
   段（２）　と、前記複数の空調機（７−１〜　７−ｎ）
   　により空調されるエリアに設けられた１または複数の
   温湿度センサ（８−１〜　８−ｍ）　より温湿度計測値
   を定期的に入力し、最新の温湿度計測値を記憶する温湿
   度計測値収集手段（３）　と、前記複数の空調機（７−
   １〜　７−ｎ）　の１台が運転開始したときに前記各温
   湿度センサ（８−１〜　８−ｍ）　の温湿度計測値に生
   ずる変化の最大値を予め計測し、温湿度変化予測値とし
   て記憶する起動時温湿度特性記憶手段（４）　と、前記
   空調機運転管理手段（２）　より前記運転予告信号を受
   信したとき、運転開始する空調機に対応する前記温湿度
   変化予測値を前記起動時温湿度特性記憶手段（４）　よ
   り入力するとともに、前記温湿度計測値収集手段（３）
   　より現在の温湿度計測値を入力し、空調機ごとに近接
   する温湿度センサ（８−１〜　８−ｍ）　の現在の温湿
   度計測値に前記温湿度変化予測値を加減して補正温湿度
   設定値を決定する温湿度設定値決定手段（５）　と、前
   記温湿度設定値決定手段（５）　より前記補正温湿度設
   定値を入力し、運転中の各空調機（７−１〜　７−ｎ）
   　に設定されている温湿度設定値を該補正温湿度設定値
   に変え、前記温湿度設定値と補正温湿度設定値の差が一
   定値以上であるときは前記温湿度設定値を補正温湿度設
   定値に到達するまで一定温湿度づつ一定時間間隔で変化
   させる制御を行う温湿度制御手段（６）　を備え、ロー
   テーションによる空調機の運転開始時における温湿度の
   急激な変化を防止することを特徴とする空調機制御方式
   。