JPH067018B2 - 空調装置 - Google Patents

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、
換気対象室に対して給排気作用する換気装置を設け、前
記換気対象室に対して前記換気装置とは別に給気又は排
気作用する送気装置を設け、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
気装置を自動制御する室圧制御手段を設けた空調装置に
関する。

〔従来の技術〕

上記の如き空調装置における送気装置は、換気対象室内
に設置した機器に対する局所排気や局所給気等のために
換気装置とは別に換気対象室に対して必要時にのみ排気
又は給気作用させるものであるが、従来、この種の空調
装置において、換気装置及び室圧制御装置が定常作用し
ている状況下で送気装置を始動したり停止したりする場
合、換気対象室における送気装置の発停前の全体給排気
量の収支バランスと送気装置の発停後の全体給排気量の
収支バランスとが同等となるように、その送気装置の始
動・停止に先立って送気装置の送気量分だけ換気装置に
よる給気量ないし排気量を予め補正制御し、これによ
り、この補正制御を実施しない場合に送気装置の始動・
停止完了後に生じる室圧制御手段の室圧調整上の過度動
作（オーバシュートやアンダーシュート）を防止して、
送気装置の始動・停止完了後における室圧の安定化を図
るようにしたものが考えられている（例えば、特願昭60
−58850号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の補正制御を実施するにしても、送気装置
の始動・停止時に、その始動・停止おける送気装置送気
量の急激な立ち上がり変化や立ち下がり変化が原因で、
で換気対象室における全体給排気量の収支バランスが瞬
時的に変化することは回避できず、そして、この収支バ
ランスの瞬時的変化に対して室圧制御手段による室圧制
御が追従できないために、送気装置の始動・停止時に換
気対象室の室圧が大きく変動し、このため、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期待漏洩を招いたり
する等の問題があった。

本発明の目的は、室圧検出に基づいて室圧制御手段によ
り自動制御される換気装置とは別に換気対象室に対して
給気又は排気作用する送気装置の送気量変更（始動や停
止を含む）に伴う換気対象室の室圧変動を抑制する点に
ある。

〔問題点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、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換気装置を自動制
御する室圧制御手段が設けられていることを前提とし
て、前記換気装置とは別に換気対象室に対して給気又は
排気作用する送気装置の、前記換気装置及び前記室圧制
御手段が定常作用している状態での送気量変更の際に、
その送気量の単位時間当りにおける変化量を、前記送気
装置の送気量変更に伴う室圧の変化が前記室圧制御手段
の作用により設定許容変化巾内に抑制される値に規制す
るように、前記送気装置の送気量を自動調整する室圧安
定化制御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、送気装置の送気量変更（始動や停止を含む）に
あたって、その送気量の単位時間当りにおける変化量を
室圧安定化制御手段で規制することにより、送気量を緩
やかに変化させて、その送気量変更に伴う換気対象室の
全体給排気量収支の瞬時的バランス変化を緩和し、もっ
て、室圧検出に基づいて室圧制御手段による、換気装置
を自動制御しての本来の室圧制御が、応答速度面で余裕
のある状態で、送気装置の送気量変更に起因した全体給
排気量収支の変化に対して追従できるようにして、その
本来の室圧制御により、送気装置の送気量変更に起因し
た室圧変化を設定許容変化巾内に抑制するのである。

〔発明の効果〕

その結果、換気装置とは別に換気対象室に対して給気又
は排気作用する送気装置を室内機器に対する局所給気や
局所排気等のために始動・停止等送気量変更しても室圧
を安定的に維持できるようになり、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洩等を一層確実に防止で
きるようになった。

〔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
を空調機(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用
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を維持するように
排気ファン(6)を能力制御する排気圧制御器(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)から指示するための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(11)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
を排気圧制御路(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)を開き側に逸脱している
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(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、上述の如き給気圧制御、並びに、排気圧制御
により、各クリーンルーム(3)に対する給気風量を確保
し、かつ、各クリーンルーム(3)の室圧を適切に維持し
ながら、給気ファン(4)及び排気ファン(6)の消費動力を
節減するようにしてある。

クリーンルーム(3)には、室内に設置した機器(A)等に対
して局所的に給気又は排気作用する局所送気装置を装備
してあり、その構成としては、一端側を室内設置機器
(A)等に対して接続ないし近接させた局所送気路(23)を
クリーンルーム(3)内から外部へ延設し、その局所送気
路(23)に対して局所排気ファン(24)ないし局所給気ファ
ン(25)を介装してある。

局所送気装置には、必要に応じて人為操作により始動・
停止操作される型式のものと、設定タイムスケジュール
に基づいてシステムコントローラ(12)により自動的に始
動・停止操作される型式のものとがある。

局所送気装置の夫々には、それらの始動・停止の際の送
気量の単位時間当りにおける変化量を、それら始動・停
止に伴うクリーンルーム(3)全体給排量収支の変化に起
因した室圧の変化が前述の室圧制御器(18)による室圧制
御をもって設定許容変化巾内に抑制される値に規制する
ように、局所送気装置の送風量を自動調整する室圧安定
化制御手段を設けてあり、それによって、局所送気装置
の始動・停止にかかわらず室圧を安定的に維持できるよ
うにしてある。

室圧安定化制御手段の具体構成としては、局所送気路(2
3)の夫々に対して送気量調整用ダンパー(26)を介装する
と共に、制御器として、局所送気装置が始動操作された
ときに、局所排気ファン(24)ないし局所給気ファン(25)
をＯＮ操作すると共に、送気量(Q)を第４図に示す如き
設定上り変化勾配(α)に沿って定格送気量(Q_x)まで増大
させるように送気量調整用ダンパー(26)を自動開き操作
し、一方、局所送気装置が停止操作されたときに、送気
量(Q)を同第４図に示す如き設定下り変化勾配(β)に沿
って減少させるように送気量調整用ダンパー(26)を自動
閉じ操作すると共に、送気量が０近くまで減少した時点
で局所排気ファン(24)ないし局所給気ファン(25)をＯＦ
Ｆ操作する局所送気量制御器(27)を設けてある。

つまり、局所送気装置の始動及び停止にあたって、局所
送気装置の送気量(Q)を緩やかな設定変化勾配(α)，
(β)に沿って変化させることにより、送気量(Q)の単位
時間当りにおける変化量を規制して、局所送気装置の送
気量変更に伴うクリーンルーム全体給排気量収支の変化
を緩和し、もって、室圧検出に基づいた前記の室圧制御
器(18)による室圧制御が、局所送気装置の始動及び停止
に起因したクリーンルーム全体給排気量収支の変化に対
して、応答速度面で余裕のある状態で追従できるように
して、局所送気装置の始動及び停止に伴う室圧変動を抑
制するようにしてある。

尚、第４図において図中破線は、送気量調整用ダンパー
(26)を全開状態に維持したままで局所排気ファン(24)な
いし局所給気ファン(25)をＯＮ・ＯＦＦ操作したとき
の、送気量(Q)の成り行き変化状態を示す。

送気量調整用ダンパー(26)を局所送気量制御器(27)によ
り自動開閉操作する具体的制御システムとしては、局所
送気装置が始動ないし停止操作された時点から、送気量
調整用ダンパー(26)の駆動モータ(28)を第５図に示すよ
うにタイマー制御により設定作動時間(t_ON)ずつ設定休
止時間(t_OFF)の経過ごとに間欠駆動させて、送気量調整
用ダンパー(26)を徐々に開閉するようにしてあり、その
タイマー制御による送気量調整用ダンパー(26)の緩速開
閉により、局所送気装置の送気量(Q)を設定変化勾配
(α)，(β)に沿って変化させるようにしてある。

又、局所送気装置の始動操作後、送気量(Q)が定格送気
量(Q_(X))に至った時点で送気量調整用ダンパー(26)の開
動を停止する制御システム、並びに、局所送気装置の停
止操作後、送気量(Q)が０近くとなった時点で局所排気
ファン(24)ないし局所給気ファン(25)をＯＦＦ操作する
と共にそれに続いて送気量調整用ダンパー(26)の閉動を
停止する制御システムとしては、送気量調整用ダンパー
(26)の自動操作時間(T)を規定するようなタイマー制御
や、送気量調整用ダンパー(26)の開度検出に基づいた制
御を採用するにしてある。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を説明する。

送気装置の送気量変更にあたって、その送気量の単位時
間当りにおける変化量を、送気装置の送気量変更に伴う
室圧の変化が室圧制御手段の作用により設定許容変化巾
内に抑制されるような値に規制するに、前述実施例の如
く、送気装置の送気量を設定変化勾配(α)，(β)に沿っ
て変化させるように、室圧安定化制御手段により送気装
置の送気量を自動調整させるに代えて、検出室圧の変化
率が設定変化率よりも大となったときに送気量の単位時
間あたりにおける変化量を設定量だけ減少させるよう
に、室圧安定化制御手段により送気装置の送気量を自動
調整させても良く、送気量の単位時間当りにおける変化
量を規制するための具体的制御形態は種々の変更が可能
である。

又、室圧安定化制御手段による送気量調整については、
前述実施例の如く送気量(Q)をダンパー制御により調整
するように構成するに代えて、送気装置における排気フ
ァン(24)ないし給気ファン(25)の能力制御により送気量
(Q)を調整するように構成しても良い。

ダンパー制御により送気量(Q)を調整する場合、前述実
施例の如くダンパー駆動装置(28)を間欠駆動させて送気
量調整用のダンパー(26)を緩速開閉するに代えて、ダン
パー(26)の開閉動作速度を規制した状態でダンパー(26)
を連続的に緩速開閉動作させるようにしても良い。

送気装置は、その送気目的が室内設置機器(A)に対する
局所排気や局所給気に限定されるものでは無く、例え
ば、室内の体積塵埃を吸引除去するための排気やスポッ
トクリーニングのための給気等、種々の用途に適用でき
る。

送気装置の始動及び停止の両方において送気量の単位時
間当りにおける変化量を規制するに代えて、始動及び停
止のうち特に室圧制御に悪影響のあるいずれか一方のみ
において送気量の単位時間当りにおける変化量を規制す
るようにしても良く、又、始動及び停止以外で送気装置
の送気量を変更する際にも、送気量の単位時間当りにお
ける変化量を規制するようにしても良い。

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、室圧検出に基づいて検出室圧を設定値に
維持するように前記換気装置を自動制御する室圧制御手
段の具体構成は夫々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、
各種用途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、第４図は、送気装置の送気量制御を説明する図、
第５図は、送気量調整用ダンパーの制御を説明する図で
ある。 (3)……換気対象室、(Q)……送気量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】換気対象室(3)に対して給排気作用する換
   気装置を設け、前記換気対象室(3)に対して前記換気装
   置とは別に給気又は排気作用する送気装置を設け、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装置を自動制御する室圧制
   御手段を設けた空調装置であって、前記換気装置及び前
   記室圧制御手段が定常作用している状態での前記送気装
   置の送気量変更の際に、その送気量(Q)の単位時間あた
   りにおける変化量を、前記送気装置の送気量変更に伴う
   室圧の変化が前記室圧制御手段の作用により設定許容変
   化巾内に抑制される値に規制するように、前記送気装置
   の送気量を自動調整する室圧安定化制御手段を設けた空
   調装置。
2. 【請求項２】前記室圧安定化制御手段が、前記送気装置
   の送気量(Q)を設定変化勾配に沿って変化させるように
   送気量(Q)を自動調整するものである特許請求の範囲第
   項に記載の空調装置。