JPH067017B2

JPH067017B2 - 空調装置

Info

Publication number: JPH067017B2
Application number: JP61043831A
Authority: JP
Inventors: 賢治助宮
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS62200122A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、クリーンルーム等、室圧制御を要する各種用
途の換気対象室に対して装備する空調装置に関し、詳し
くは、吸気用の風路口から取入れた外部空気を換気対象
室に供給し、かつ、前記換気対象室の室内空気を排気用
の風路口から外部へ排出する換気装置を設け、前記換気
対象室の室圧検出に基づいて検出室圧を設定値に維持す
るように前記換気対象室に対する給排気量収支を自動調
整する室圧制御手段を設けた室調装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、室圧検出に基づいた給排気量収支の調整により換
気対象室の室圧を設定値に維持するようには構成（例え
ば、特開昭59-95327号において室圧検出に基づき外気取
入量と還気量を調整）してあるものの、吸気用の風路口
や排気用の風路口に対して作用する外風圧の脈動が室圧
制御に与える影響を抑制するような制御手段は全く装備
されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、吸気用の風路口や排気用の風路口に作用する外
風圧が脈動（いわゆる風の息）すると、その脈動に伴
い、換気装置における給気風路系の給気圧や排気風路系
の排気圧も変化して換気対象室に対する給排気量収支の
バランスが崩れ、そして、外風圧の脈動における変化が
急激で大きいため、この外風圧脈動に起因する給排気量
収支の崩れに対し、室圧検出に基づいた給排気量収支の
自動調整による室圧制御が追従できず、このため、外風
圧の脈動により換気対象室の室圧が不安定に変動するこ
ととなって、この室圧変動のために、例えば、クリーン
ルームに対する不測の汚染空気侵入を招いたり、また、
実験ルームからの不測の有害気体漏出を招いたりする等
の問題があった。

本発明の目的は、吸気用の風路口や排気用の風路口に対
して作用する外風圧の脈動に起因した室圧変動を、給気
や排気に要する動力の節減を図りながら抑制する点にあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による空調装置の特徴構成は、吸気用の風路口か
ら取入れた外部空気を換気対象室に供給し、かつ、前記
換気対象室の室内空気を排気用の風路口から外部へ排出
する換気装置を設け、前記換気対象室の室圧検出に基づ
いて検出室圧を設定値に維持するように前記換気対象室
に対する給排気量収支を自動調整する室圧制御手段を設
けた構成において、前記換気装置における風路系のうち、前記吸気用の風路
口側の給気風路系と前記排気用の風路口の側の排気風路
系との両方又は一方において、前記風路口に作用する外
風圧を検出する風圧センサ、及び、風路を絞り調整する
ダンパー装置を設け、前記風圧センサの検出風圧が大き
く脈動するときほど風路の絞り量を大きくするように、
前記ダンパー装置を自動操作する脈動緩衝式の室圧安定
化手段を設けたことにあり、その作用・効果は次の通り
である。

〔作用〕

つまり、給気風路系や排気風路系における風路の絞り量
を大きくして風路の抵抗を大きくすれば、外風圧の脈動
に伴う給気圧や排気圧の変化は、その抵抗による緩衝作
用で緩和され、これにより、外風圧の脈動が大きくて
も、その脈動に起因した給排気量収支の変化、及び、そ
の収支変化が原因の室圧の変化は、変化量及び変化速度
の両面で抑制される。

したがって、風路の絞り量を大きくすれば、外風圧の脈
動に起因する室圧変動に対して、室圧検出に基づいた室
圧制御手段による室圧制御が応答速度面で余裕のある状
態で追従できるようになり、その結果、外風圧の脈動に
起因する室圧変動は効果的に抑止される。

ところで、外風圧の脈動に起因する室圧変動を抑制する
ためには、上記の理由から風路に大きい固定抵抗を設け
るといったことも考えられるが、その場合、その大きな
固定抵抗に対して常時抗する状態で、換気装置における
送風機を駆動しなければならず、消費動力が大巾に増大
する。

この点、本発明の特徴構成によれば、検出外風圧が大き
く脈動するときほど風路絞り量を大きくするから、風路
に大きな固定抵抗を設けるものに比して給気や排気に要
する動力を低減できる。

〔発明の効果〕

以上の結果、風が強くて風路口に作用する外風圧が大き
く脈動するような日にも室圧を安定的に維持できて、外
風圧脈動による室圧変動に起因した、クリーンルームに
対する不測の汚染空気侵入や実験ルームからの不測の有
害気体漏出等を効果的に防止できるようになった。

又、改善に伴う必要動力の増大を抑制できることで、運
転経費の面においても有利にできる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、吸気ガラリ(1)から取入れた外気
を温湿度調整する空調器(2)、及び、その空調器(2)によ
り調整された空気を複数のクリーンルーム(3)に給送す
る給気ファン(4)を設け、他方、クリーンルーム(3)夫々
の室内空気を排気ガラリ(5)から外部へ排出する排気フ
ァン(6)、及び、その排気ファン(6)からの給送風の一部
を空調器(2)に戻す還気風路(7)を設け、もって、換気対
象室としての複数のクリーンルーム(3)に対する換気装
置を構成してある。

給気ファン(4)からの給気風路(8)を各クリーンルーム
(3)に接続する分岐給気路(9)の夫々には、風量センサー
(10)及び風量調整用ダンパー(11)を装備すると共に、風
量センサー(10)による検出風量をシステムコントローラ
(12)により指示された風量に維持するように風量調整ダ
ンパー(11)を自動操作する風量制御器(13)を装備してあ
る。

又、排気ファン(6)に接続した排気風路(14)に対して各
クリーンルーム(3)を接続する分岐排気路(15)の夫々に
は、各クリーンルーム(3)に対する室圧制御手段とし
て、室圧調整用ダンパー装置(16)を介装すると共に、各
クリーンルーム(3)に付設した室圧センサー(17)による
検出室圧をシステムコントローラ(12)により指示された
室圧に維持するように、室圧調整用ダンパー装置(16)を
自動操作して各クリーンルーム(3)の給排気量収支を調
整する室圧制御器(18)を装備してある。

つまり、システムコントローラ(12)に対するプログラム
設定により、各クリーンルーム(3)に対する給気風量、
並びに、各クリーンルーム(3)の室圧を、クリーンルー
ム(3)夫々の使用条件に応じて自動制御するように構成
してある。

給気ファン(4)に対しては、給気風路(8)に付設した給気
圧センサー(19)による検出給気圧をシステムコントロー
ラ(12)により指示された給気圧に維持するように給気フ
ァン(4)を能力制御する給気圧制御器(20)を付設してあ
り、排気ファン(6)に対しては、排気風路(14)に付設し
た排気圧センサー(21)による検出排気圧をシステムコン
トローラ(12)により指示された排気圧に維持するように
排気ファン(6)を能力抑制する排気圧制御器(22)を付設
してある。

そして、給気圧制御器(20)及び排気圧制御器(22)に対し
て制御目標とする給気圧及び排気圧をシステムコントロ
ーラ(12)から指示する制御システムとしては、各風量制
御器(13)による風量制御の結果としてシステムコントロ
ーラ(12)にフィードバックされる風量調整用ダンパー(1
1)夫々のダンパー開度のうち最大のものが全開開度近く
に設定してある適正開度範囲に入るような給気圧を給気
圧制御器(20)に対し指示する制御構成となっており、一
方、排気圧については、各室圧制御器(18)による室圧制
御の結果としてシステムコントローラ(12)にフィードバ
ックされる室圧調整用ダンパー装置(16)夫々のダンパー
開度の全てが全開開度付近及び全閉開度付近を除いて設
定してある適正中間開度範囲に入るような排気圧を排気
圧制御器(22)に対し指示する制御構成となっている。

つまり、給気圧については、フィードバックされた風量
調整用ダンパー(11)夫々のダンパー開度(a₁)，(a₂)，(a
₃)，(a₄)のうち最大のものが第２図(イ)に示すように設
定適正開度範囲(ax)を開き側に逸脱しているときには給
気圧を徐々に上昇させて、又、フィードバックされた風
量調整用ダンパー(11)夫々のダンパー開度(a₁)，(a₂)，
(a₃)，(a₄)のうち最大のものが第２図(ハ)に示すように
設定適正開度範囲(ax)を閉じ側に逸脱しているときには
給気圧を徐々に低下させて、結果的に、第２図(ロ)に示
すように、風量調整用ダンパー(11)夫々のダンパー開度
(a₁)，(a₂)，(a₃)，(a₄)のうち最大のものが全開開度近
くに設定された適正開度範囲(ax)内に維持されるように
給気圧制御が実行される。

他方、排気圧については、フィードバックされた室圧調
整用ダンパー装置(16)夫々のダンパー開度(b₁)，(b₂)，
(b₃)，(b₄)のうち少なくとも１つが第３図(イ)に示すよ
うに設定適正中間開度範囲(bx)を開じ側に逸脱している
ときには排気圧を徐々に上昇させて、又、フィードバッ
クされた室圧調整用ダンパー装置(16)夫々のダンパー開
度(b₁)，(b₂)，(b₃)，(b₄)のうち少なくとも１つが第３
図(ハ)に示すように設定適正中間開度範囲(bx)を閉じ側
に逸脱しているときには排気圧を徐々に低下させて、結
果的に、第３図(ロ)に示すように、室圧調整用ダンパー
装置(11)夫々のダンパー開度(b₁)，(b₂)，(b₃)，(b₄)の
全てが全開開度付近及び全閉開度付近を除いて設定され
た適正中間開度範囲(bx)内に維持されるように排気圧制
御が実行される。

すなわち、給気圧制御については、風量調整用ダンパー
(11)夫々のダンパー開度(a₁)，(a₂)，(a₃)，(a₄)のうち
最大のものが全開開度付近の設定適正開度範囲(ax)内と
なるようにすることで、その最大開度ダンパ(11)が全開
状態となって風量増大側への風量調整機能が無くなるこ
とは回避しながらも、各風量調整ダンパー(11)を極力大
きな開度状態で風量調整機能させ、これにより、これら
風量調整ダンパ(11)による抵抗を極力小さいものとして
給気ファン(4)の消費動力を極力節減する。

また、排気圧制御については、室圧調整用ダンパー装置
(16)夫々のダンパー開度(b₁)，(b₂)，(b₃)，(b₄)の全て
が全開開度付近及び全閉開度付近を除いた設定適正中間
開度範囲(bx)内となるようにすることで、室圧調整用ダ
ンパー装置(16)の各々について、全開側に偏り過ぎて室
圧の上昇側への変動に対し室圧低下側への室圧調整機能
が不十分になったり、逆に全閉側に偏り過ぎて室圧の低
下側への変動に対し室圧上昇側への室圧調整機能が不十
分になったりすることを回避し、室圧低下側への室圧調
整機能及び室圧上昇側への室圧調整機能の両方を安定し
て確保する。

この換気装置には、給気用風路口としての吸気ガラリ
(1)や排気用風路口としての排気ガラリ(5)に対して作用
する外風圧の大きな脈動に起因した室圧の変動を抑制す
るための付帯設備を施してあり、その具体構成として
は、給気ガラリ(1)及び排気ガラリ(5)を設けた外壁(W)
に、それらガラリ(1)，(5)のガラリ面に対して作用する
外風圧を検出する風圧センサー(23)を設けると共に、吸
気ガラリ(1)側の給気風路系のうち吸気ガラリ(1)と空調
器(2)と接続する外気取入用の吸気ガラリ接続風路(2
4)、及び、排気ガラリ(5)側の排気風路系のうち排気ガ
ラリ(5)と排気ファン(6)とを接続する排気ガラリ接続風
路(25)の夫々に対して、風路を絞り調整する風路抵抗調
整用ダンパー装置(26)を介装し、更に、脈動緩衝式の室
圧安定化手段として、上記の風圧センサ(23)による外風
圧検出で、設定計測速時間中における検出風圧の最大値
と最小値との差に基づき風圧脈動の大小を判定して、検
出風圧が大きく脈動するときほど風路の絞り量を大きく
するように風路抵抗調整用のダンパー装置(26)を自動操
作する室圧安定化制御器(27)をシステムコントローラ(1
2)に組み込み装備してある。

つまり、風が強くてガラリ面に作用する外風圧が大きく
脈動するときには、ガラリ接続風路(24)，(25)の抵抗を
上記の風路絞り量制御で大きくすることにより、外風圧
の脈動に伴う給気圧や排気圧の変化を風路抵抗の緩衝作
用で緩和して、外風圧脈動に起因するクリーンルーム給
排気量収支の変化、及び、その収支変化が原因となる室
圧の変化を抑制し、もって、外風圧の脈動に起因する室
圧変動に対し、室圧制御器(18)による室圧制御が応答速
度面で余裕のある状態で追従できるようにして、ガラリ
(1)，(5)に対し作用する外風圧の大きな脈動に起因した
室圧の変動を抑止するようにしてある。

尚、室圧安定化制御器(27)には、検出風圧の脈動の大き
さ（つまり、上記の最大値と最小値との差の大きさ、ま
た換言すれば脈動における風圧変化巾の大きさ）と、そ
れに対する適切な風路絞り量を得るためのダンパー開度
との相関関係を予め記憶させてあり、その記憶相関関係
に対して検出風圧の脈動の大きさを照合することによ
り、風路抵抗調整用ダンパー装置(26)に対する制御目標
開度を得るようにしてある。

又、風路抵抗調整用ダンパー装置(26)の開度制御におい
ては、ダンパー開度変更に伴う給排気圧変化に対して、
給気圧制御器(20)による給気圧制御、排気圧制御器(22)
による排気圧制御、並びに、室圧制御器(18)による室圧
制御の夫々が応答速度面で十分に余裕のある状態で追従
できるような緩い設定変化勾配に沿ってダンパー開度を
変化させるようにしてあり、それによって、風路抵抗調
整用ダンパー装置(26)による風路の絞り調整そのものが
室圧変動の要因となることを回避するようにしてある。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を図面に基づいて説明する。

吸気用風路口(1)と排気用風路口(5)とが異なる向きで配
置される場合には、吸気用風路口(1)に対して作用する
外風圧を検出する風圧センサー(23)と排気用風路口(5)
に対して作用する外風圧を検出する風圧センサー(23)と
を各別に設け、吸気用風路口(1)側の風圧センサー(23)
による検出風圧に基づいて吸気風路系の風路を絞り調整
し、他方、排気用風路口(5)側の風圧センサー(23)によ
る検出風圧に基づいて排気風路系の風路を絞り調整すれ
ば良い。

吸気用風路口(1)及び排気用風路口(5)のうちの一方が外
風圧作用をあまり受けないような設置状態にある場合に
は、外風圧作用を受け安い側の風路口についての風路系
にのみ、風圧センサー(23)、風路絞り調整用のダンパー
装置(26)、及び、風圧センサー(23)による検出風圧に基
づいてダンパー装置(26)を自動操作する室圧安定化手段
(27)の夫々を設けるようにしても良い。

風路口に作用する外風圧を検出する風圧センサー(23)と
しては、風圧を直接的に検知する型式のものに代えて、
風圧を算出するための情報、あるいは、風圧の代用情報
として風速を検出する型式のものであっても良く、又、
風向が風路口に直交する方向に近づくほど風路口に対す
る外風圧作用が大きくなるという観点から、風圧センサ
ー(23)として風向計を代用し、風向計による検出風向が
風路口に直交する方向に近づくほど風路の絞り量を大き
くするようにすることも考えられる。

風路を絞り調整するダンパー装置(26)は、給気風路系な
いし排気風路系においていずれの位置に介装しても良い
が、好ましくは、給気ファン(4)ないし排気ファン(6)と
風路口(1)，(5)との間に介装するのが良い。

又、ダンパー装置(26)の具体的構造は種々の構成変更が
可能であり、例えば、風路口としてのガラリの開口面積
を変更するシャッター装置のようなものであっても良
い。

風圧センサー(23)による検出外風圧が大きく脈動すると
きほど風路の絞り量を大きくするようにダンパー装置(2
6)を自動操作する室圧安定化手段(27)の具体的制御構成
は種々の構成変更が可能であり、検出脈動の大きさに対
して風路絞り量をどの程度に調整するかは適宜設定すれ
ばよい。

又、室圧安定化手段(27)において検出風圧の脈動を判定
するに、前述の実施例の如く設定計測時間中における検
出風圧の最大値と最小値との差に基づいて脈動を見るに
代え、設定基準風圧と検出風圧との差に基づいて脈動を
見たり、また、検出風圧の平均値を連続的に演算し、そ
の演算平均値と検出風圧との差に基づいて脈動を見るよ
うにしてもよい。

吸気用風路口(1)及び排気用風路口(5)の具体構造は不問
であり、又、換気対象室(3)に対して給排気作用する換
気装置の具体構成、並びに、室圧検出に基づいた給排気
量収支の調整により室圧を設定値に維持する室圧制御手
段の具体的構成の夫々は種々の構成変更が可能である。

本発明による空調装置は、クリーンルームや実験室等の
種々の換気対象室に対して適用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体構成を示す
系統図、第２図(イ),(ロ),(ハ)は、給気圧制御を説明する
図、第３図(イ),(ロ),(ハ)は、排気圧制御を説明する図で
ある。 (1)……吸気用風路口、(3)……換気対象室、(5)……排
気用風路口、(23)……風圧センサー、(26)……ダンパー
装置、(27)……室圧安定化手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気用の風路口(1)から取入れた外部空気
を換気対象室(3)に供給し、かつ、前記換気対象室(3)の
室内空気を排気用の風路口(5)から外部へ排出する換気
装置を設け、前記換気対象室(3)の室圧検出に基づいて
検出室圧を設定値に維持するように前記換気対象室(3)
に対する給排気量収支を自動調整する室圧制御手段(1
6)，(18)を設けた空調装置であって、前記換気装置における風路系のうち、前記吸気用の風路
口(1)側の給気風路系と前記排気用の風路口(5)の側の排
気風路系との両方又は一方において、前記風路口(1)，
(5)に作用する外風圧を検出する風圧センサ(23)、及
び、風路を絞り調整するダンパー装置(26)を設け、前記
風圧センサ(23)の検出風圧が大きく脈動するときほど風
路の絞り量を大きくするように、前記ダンパー装置(26)
を自動操作する脈動緩衝式の室圧安定化手段(27)を設け
た空調装置。
【請求項２】前記室圧安定化手段(27)が、前記風圧セン
サ(23)による検出風圧と設定基準風圧との差に基づいて
検出風圧の脈動を見るものである特許請求の範囲第１項
に記載の空調装置。
【請求項３】前記室圧安定化手段(27)が、前記風圧セン
サ(23)による検出風圧の設定計測時間中における最大値
と最小値の差に基づいて検出風圧の脈動を見るものであ
る特許請求の範囲第１項に記載の空調装置。
【請求項４】前記室圧安定化手段(27)が、前記風圧セン
サ(23)による検出風圧を連続的に平均化した平均風圧と
検出風圧との差に基づいて検出風圧の脈動を見るもので
ある特許請求の範囲第１項に記載の空調装置。