JPH08254349A - 暖房、換気及び空調用配分系における原動機の制御方法 - Google Patents

暖房、換気及び空調用配分系における原動機の制御方法

Info

Publication number
JPH08254349A
JPH08254349A JP7337397A JP33739795A JPH08254349A JP H08254349 A JPH08254349 A JP H08254349A JP 7337397 A JP7337397 A JP 7337397A JP 33739795 A JP33739795 A JP 33739795A JP H08254349 A JPH08254349 A JP H08254349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
branch
prime mover
pressure loss
fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7337397A
Other languages
English (en)
Inventor
Osman Ahmed
オズマン・アームド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landis and Gyr AG
Original Assignee
Landis and Gyr Powers Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr Powers Inc filed Critical Landis and Gyr Powers Inc
Publication of JPH08254349A publication Critical patent/JPH08254349A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0688—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by combined action on throttling means and flow sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/30—Velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/40—Pressure, e.g. wind pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Ventilation (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）用配分系に
おいて用いられる原動機を制御する改良された制御方法
の提供を課題とする。 【解決手段】 本発明に関わる制御方法は、ＨＶＡＣ用
配分系内の対応した複数のブランチに関する第１の複数
の圧力損を求めるステップと、ＨＶＡＣ用配分系の複数
のブランチ内に配置された対応する複数の構成部品に関
する第２の複数の圧力損を求めるステップと、前記第１
の複数の圧力損と前記第２の複数の圧力損との間の関係
に基づき前記原動機を制御するステップとを含んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、暖房、換気及び
空調（ＨＶＡＣ）用流体配分系における制御系に関し、
特にＨＶＡＣ用配分系で用いられる原動機の制御方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】流体配分系は、当該分野でよく知られて
いる。流体配分系の一例は、暖房、換気及び空調（ＨＶ
ＡＣ）用配分系に関わるものである。ＨＶＡＣ用配分系
は商業的な応用分野、すなわち居住住宅、集合住宅、オ
フィスビルディングなどで広く使われている。また、Ｈ
ＶＡＣ用配分系は、ラボ型の設備でも広く使われてい
る。この実施形態におけるＨＶＡＣ用配分系は主に、ク
リーンルームとしての使用、潜在的に存在する可能性の
ある有毒蒸発気の排気などを意図している。ＨＶＡＣ用
配分系の大部分の実施形態において、主な目標は、特定
の設備の冷却及び加熱需要をまかなうため、熱エネルギ
ーを発生し配分することである。
【０００３】解析の目的上、配分系はグローバル（全体
的）サブ系、およびローカル（局部的）サブ系の２つの
サブ系に分けられる。グローバルサブ系は、空気配分系
におけるファンあるいは水配分系におけるポンプといっ
た原動機（すなわちソース）で構成されている。グロー
バルサブ系には、グローバルサブ系をローカルサブ系へ
接続するのに必要なダクトワークも含まれている。ロー
カルサブ系は主に、ダンパー、弁または蒸発気フードな
どで構成されている。
【０００４】現在の制御方式では、商業的およびラボ型
どちらのＨＶＡＣ用配分系においても、グローバルサブ
系をローカルサブ系から分離し、従って個々のサブ系を
それぞれ独立に扱っている。この分離の結果、（１）制
御性が劣り、（２）系全体を通じたエネルギー浪費が増
し、（３）運転（設置及び維持）処理のコストが割高と
なっている。
【０００５】暖房及び冷却の需要に対する現在の技術水
準における制御方式は、空間の熱負荷の変化につれ、空
気流の量を変化させることに基づいている。従って、可
変空気量（ＶＡＶ）系がＨＶＡＣ用配分系で非常に一般
的になってきた。ＶＡＶ系の基礎原理は、熱負荷の減少
につれてコストを減らすことにある。空気量の減少にと
もない、空気を移動させるコスト、すなわちファンエネ
ルギーと空調のための熱エネルギーコストが共に減少す
る。空気流量の変調が必要なので、空気配分ファンは、
ファンが送出する空気量を変化させる何等かの手段を備
えている。この空気量の変化は一般的に、ファンの速度
を変えることによって行われる。
【０００６】図１は、従来技術のＨＶＡＣ用配分系を概
略的に示す。図１に示すように、ファンコントローラ１
０３がファン１０６の速度を制御することによって、任
意のダクト位置（例えば位置１１４）で一定の静圧が維
持されるように可変空気量を制御する。
【０００７】ダンパー１１８はダンパーコントローラ１
２４によって制御される。ダンパー１１８の流量要求が
変わるにつれ、位置１１４における静圧は変動する。し
かしファンコントローラ１０３は、ダンパー１１８の流
量要求が満たされるように、系全体における静圧の要求
を無視する。
【０００８】この構成においてファンコントローラ１０
３は、最大の動作設計条件に基づいて設定されることが
多い任意に選ばれた圧力設定（目標）値を維持するよう
に試みる。しかしながら、通常の動作状態時、系の静圧
要求は設計条件よりもかなり低い。この場合、ファンは
最大の静圧設定点を満たすように動作し続けるので、か
なりの量のエネルギーが浪費される。
【０００９】一方、設定点が系の要求より遥かに低い
と、系は流量要求を満たせなくなり非効果的な系とな
る。また、ダクト１１５内における静圧センサ１１２の
最良（最適）位置を決めるための科学的な方法が存在し
ていない。言い替えれば、静圧センサ１１２の位置決め
は科学より芸的手腕の問題となっている。さらに、ＶＡ
Ｖファン制御のチューニングは、選ばれた静圧設定点及
び静圧センサ１１２の位置が正しく選定されていない
と、時間を要し、割高なものとなってしまう。
【００１０】図１の実施形態にともなう別の問題は、静
圧センサ１１２の設定値が固定されていることである。
ＶＡＶボックス１０９、１１８が開閉すると、系全体の
圧力はそれに従って低下／上昇する。圧力が変動するの
に設定値を固定することにより、ＶＡＶボックス１０
９、１１８が大きい流量を要求しないときでも静圧は低
下しないので、エネルギーが浪費される。
【００１１】単純化のため、空気系を閉ループにし得る
と仮定すれば、配分系は並列の電気回路としてモデル化
可能である。そして回路の各ブランチを、あるゾーンに
空気を供給するＶＡＶボックスと付属のブランチダクト
／取付具とによって表すことができる。
【００１２】ＶＡＶ系において、（センサ１２のよう
な）静圧センサは一般的に、最も遠い（もしくは空気ダ
クト内で２／３下流側の）ブランチに配置される。この
位置への設置は、ブランチとファンを接続するダクトの
長さを考慮すると、そのブランチ内の圧力が最大になる
ということを前提としている。
【００１３】しかし実際には、最大のブランチ圧力損が
別のブランチで起きることもある。例えば、ファンにも
っと近いブランチが高い圧力損の構成部品を有していれ
ば、ファンの圧力Ｐf は必要な圧力より少なくなる。そ
の結果、ファンに近いそのブランチは必要な空気流量を
受け取らなくなる。
【００１４】ＶＡＶファン制御の１つの方式は、ブラン
チの流量を測定し、ファン速度を変調して、ファンから
出る所望の流量Ｑf を達成することに基づいている。こ
の方式は、 Warren, M. らの「ＶＡＮゾーン要求の供給
ファン動作への組み入れ」、ＡＳＨＲＡＥ Journal、１
９９３年４月号及び Hartman, T.B.の「ＴＲＡＶ−新概
念」、Heating/Piping/Air Conditioning 、１９８９年
７月号に記載されている。
【００１５】この方式の欠点は、ファンエネルギーの出
力が２つの変数、つまり静圧と流量に基づいていること
である。測定流量をプロセス変数として用いることは、
別のフィードバックループを必要とする。この場合ファ
ンコントローラは、すべてのブランチ流量要求が満たさ
れるように正しい静圧をサーチする。
【００１６】しかし、フィードバックループはネットワ
ーク全体にわたる流量情報を測定し交換するのにきびし
い制限を有することがある。つまり、ファンコントロー
ラは発生する正しい静圧をサーチし続けているので、応
答が遅いと、制御性が同様に影響を受ける。
【００１７】ＶＡＶファン制御の別の方式は、各ブラン
チにおけるダンパー位置を測定し、ダンパーの１つがほ
ぼ１００％開のままとなるまでファン速度を変調するこ
とにある。この方式は、Hartman, T.B. の「ＨＶＡＣ系
用直接的デジタル制御装置」McGraw-Hill, Inc., １９
９３年に記載されている。
【００１８】この方式は、少なくとも１つのダンパーが
ほぼ１００％開のとき、ファン静圧の最小限度が達成さ
れるという仮定に基づいている。この方式はファンエネ
ルギーのコストを減少させるが、ダンパー位置ではファ
ンの制御点を充分に確立できないので、最適な解決に到
達し得ないことがある。さらに、データフローの交信問
題及びセンサを位置決めするための追加コストが問題と
して残っている。
【００１９】Okada, T. らの「家庭用ＶＡＶ空調システ
ムの研究及び開発」、ＡＳＨＲＡＥTransactions, V.9
8, Pt.2、１９９２年、は１回に１つのダンパーを開い
て、住居用ＨＶＡＣ配分系のブランチ抵抗を計算する方
法を記載している。しかしこの方法は、多数のＶＡＶボ
ックスが存在する住居以外の応用分野においては実用的
でない。
【００２０】Goswami, D. の「ＤＤＣによるＶＡＶファ
ン静圧制御」、Heating/Piping/AirConditioning 、１
９８６年１２月号は、ファン静圧をオンライン決定する
方法を記載している。この方法は、ある与えられた系の
流量要求に対する系の圧力損を制御ソフトウェアでリア
ルタイムに計算できるという仮定に基づいている。
【００２１】しかし、ファン静圧の要求を計算するため
に制御ソフトウェアが詳細なダクト情報、系のレイアウ
ト及び圧力損のデータを含んでいなければならないの
で、この方法は割高である。また配分系に変化が生じる
と、データベースを更新しなければならないため、この
方法の実施はより一層割高となる。さらに、既設設備へ
改造適用する場合には、ダクト系へアクセスできないの
で、そのようなデータを得るのは不可能である。
【００２２】従って、ＨＶＡＣ用配分系で実施された
際、従来技術で避けられなかったエネルギー浪費及びコ
ストを生じることなく、原動機を効率的に制御できる制
御系が必要とされている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】このため本発明の目的
は、暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）用配分系において
用いられる原動機を制御する改良された制御方法を提供
することにある。
【００２４】別の目的は、各ブランチの圧力損及び各ブ
ランチ内に用いられている構成部品前後での圧力損に基
づいて原動機を制御する改良された制御方法を提供する
ことにある。
【００２５】関連の目的は、ブランチ及び構成部品両方
の圧力損の組合せに基づいて原動機を制御する改良され
た制御方法を提供することにある。
【００２６】別の目的は、原動機の出口端で測定される
静圧設定値の要求を、特に予め求められるダクト情報、
系のレイアウト／構成あるいは圧力損のデータと係わり
なく各ブランチ及び各構成部品による圧力損から求める
ことによって原動機を制御する改良された制御方法を提
供することにある。
【００２７】関連の目的は、新設の構造物での実施及び
既設構造物への改造適用が容易且つコスト効率的に可能
な原動機を制御する改良された制御方法を提供すること
にある。
【００２８】上記及びその他の目的は、添付の図面を参
照しながら、本発明の好ましい実施例に関する以下の詳
細な説明を読むことで明かとなろう。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる、暖房、
換気及び空調（ＨＶＡＣ）用配分系における原動機を制
御する方法では、ＨＶＡＣ用配分系が圧力損を発生する
構成部品を有し、これら構成部品がＨＶＡＣ配分系の各
ブランチ内に配置されているものにおいて、ＨＶＡＣ用
配分系内の対応した複数のブランチに関する第１の複数
の圧力損を求めるステップ、ＨＶＡＣ用配分系の複数の
ブランチ内に配置された対応する複数の構成部品に関す
る第２の複数の圧力損を求めるステップ、及び前記第１
の複数の圧力損と前記第２の複数の圧力損との間の関係
に基づき前記原動機を制御するステップを備えて成る。
【００３０】
【発明の実施の形態】概略的に言えば、暖房、換気及び
空調（ＨＶＡＣ）用配分系の各ブランチ内に配置された
各構成部品を有するＨＶＡＣ用配分系の原動機は、まず
ＨＶＡＣ用配分系内の対応した複数のブランチに関する
第１の複数の圧力損を求めることによって制御される。
【００３１】次に、ＨＶＡＣ用配分系の複数のブランチ
内に配置された対応する複数の構成部品に関する第２の
複数の圧力損が求められる。次いで、第１の複数の圧力
損と第２の複数の圧力損との間の関係に基づき原動機が
制御される。
【００３２】好ましい実施例において、ＨＶＡＣ用流体
配分系の構成部品はファンとダンパーである。ファンの
認識特性はファン出口における空気の圧力設定値（Ｐ
fsp ）と流量設定値（Ｑfsp ）およびファン制御信号
（Ｙ′f ）である。ダンパーの認識特性は、ダンパーの
オーソリティ（Ａ）と流量の百分率（％フルフロー）、
及びダンパー制御信号（Ｙ′d ）である。
【００３３】別の実施例において、小規模の配分系の場
合オーソリティ（Ａ）はダンパーの入口における静圧
（Ｐi1）で置き換えることもできる。この場合、ダンパ
ーオーソリティ（Ａ）は著しく変化しないからである。
【００３４】また好ましい実施例において、コントロー
ラは、構成部品の認識特性と計算された系の変数とに基
づいてフィードフォワード制御信号を発生するフィード
フォワード手段、及び測定された系の変数に基づいてフ
ィードバック制御信号を発生するフィードバック手段を
含む。そしてコントローラは、フィードフォワード制御
信号とフィードバック制御信号の組合せに基づいて構成
部品を制御する。
【００３５】本発明の基づく制御系は、流体配分系内で
図２に示すように実施される。上述したように、好まし
い実施例の流体配分系はＨＶＡＣ系である。しかし当業
者にとって明らかなように、以下説明する制御系はいず
れの流体配分系に対しても、ＨＶＡＣ系の場合と同様の
質で有利に適用できる。
【００３６】図２のブロック図は主に商業的な設備にお
ける使用を意図したＨＶＡＣ系を示しているが、ラボ型
の設備にも容易に変更可能である。また、全ての流体流
量は毎分当りの立方フィート（cfm ）を単位として測定
され、全ての圧力は水ゲージ（w.g.）のインチを単位と
して測定される。
【００３７】図２の実施例は商業的な設備における空気
配分系に関するが、この装置をラボ型の設備でも有利に
実施可能なことは当業者にとって明らかであろう。商業
的な建物における目標がエネルギーコストを下げながら
熱的快適さを提供することにある一方、ラボ型建物の場
合には、安全という第３の目標が付け加えられる。
【００３８】図２の説明を続けると、ソース構成部品２
０３はファン２０３として実施されており、ローカル構
成部品２２１はダンパー２２１として実施される。同じ
く当業者にとって明らかなように、ソース構成部品２０
３は選択される系に応じて任意の原動機（ポンプなど）
としても実施できる一方、ローカル構成部品２２１は任
意の制御可能な空気流量可変装置（蒸発気フード、供給
ボックス、一般的な排気ボックスなど）としても実施で
きる。
【００３９】図２に示した実施例において、静圧センサ
２０９は任意に配置されるものではなく、ファン２０３
の出口に配置される。このように配置するのは、系の構
成がどうであるかに関係なく、ファン静圧Ｐf がソース
コントローラ２３６で同じように使われるようにするた
めである。言い替えれば、ファン静圧Ｐf は系の構成と
独立に特定の系と相互に関連付け可能である。
【００４０】また図２の実施例に示してあるように、静
圧センサ２０９の設定値は、ダンパー２２１の開／閉に
ともなう主ダクト２１５内の圧力変化に順応するように
変化することが許容されている。
【００４１】静圧センサ２０９の設定値（従ってファン
２０３の出口における静圧Ｐf と流量Ｑf ）が変化する
のを許容することは、ファン２０３のエネルギー（馬
力）が静圧Ｐf と流量Ｑf の積に比例しているので重要
である。
【００４２】つまり例えば、静圧Ｐf の５０％節約はフ
ァン２０３の動作における５０％のエネルギー節約につ
ながる。そして、ファン２０３の出口における静圧Ｐf
と流量Ｑf 及びダンパー２２１に関する静圧Ｐilと流量
Ｑilとの間の新たな関係のため、ローカルコントローラ
２２４とソースコントローラ２３６間でのデータ交換が
必要である。
【００４３】ソースコントローラ２３６とローカルコン
トローラ２２４との間でのデータ交換は、図２に示すよ
うにライン２３０−２３３を介して行われる。ライン２
３０がダンパーの流量設定値Ｑi1spをローカルコントロ
ーラ２２４からソースコントローラ２３６へ転送する一
方、ライン２３１はダンパー２２１の入口で測定された
静圧Ｐi1と流量Ｑi1を転送する。
【００４４】これらの転送される静圧Ｐi1と流量Ｑ
i1は、ダンパー２２１の入口に各々配置された静圧セン
サ２１９と流量センサ２１８によってそれぞれ測定され
たものである。ライン２３１は系の流量対圧力損の関係
の認識を更新するため、周期的にデータを交換する。
【００４５】当業者にとって明らかなように、図２に示
した位置における静圧Ｐf とＰi1及び流量Ｑf とＱi1を
測定するには、多くのよく知られた方式が存在する。一
つの方式では、測定を手助けするように構成されたソレ
ノイドを利用する。ここで重要なのは、入口静圧Ｐi1だ
けを知って、ダンパー２２１前後間の圧力損を計算でき
るということで、この場合、１つのソレノイドだけが必
要となる。
【００４６】商業的建物においては、差圧範囲が既知の
流量センサと適合するので、静圧を測定するのにソレノ
イドを用いて実施できる。しかしながらラボ用途の場合
には小範囲の差圧を測定する必要があるため、ソレノイ
ドの代わりに追加の静圧センサが必要となる。ラボ用途
においては、静圧の測定がダンパー２２１を制御するた
めでなく、ダンパー２２１の特徴付けのために行われる
ので、静圧センサで充分であろう。
【００４７】単純化のため、１つのローカルコントロー
ラ２２４だけからの入力が図２に示してある。実用的な
実施に際しては、ソースコントローラ２３６が複数のネ
ットワーク化されたローカルコントローラ（図示せず）
から各々入力を受け取り、複数のローカルコントローラ
の各々が各々自身のローカル構成部品を制御する。
【００４８】そして、ネットワーク化されたローカルコ
ントローラがソースコントローラ２３６に接続されてい
る。従って、ソースコントローラ２３６が特定の実施に
おけるローカルコントローラのすべてから入力を受け取
ったとき、ソースコントローラ２３６は系の流量対圧力
損の関係から、空気流量設定値Ｑfsp の要求をまず求
め、次いでファン圧力設定値Ｐfsp の要求を求める。
【００４９】さらに図２には、ライン２３２と２３３を
介したソースコントローラ２３６からローカルコントロ
ーラ２２４へのデータ交換が示してある。ライン２３２
がソースコントローラ２３６によって求められたファン
２０３の圧力設定値Ｐfsp 要求を転送する一方、ライン
２３３はファン２０３の出口で測定された静圧Ｐf と流
量Ｑf を転送する。
【００５０】ライン２３３はダンパー２２１の認識を更
新するため、周期的にデータを交換する。圧力設定値Ｐ
fsp 要求に基づいて、ローカルコントローラ２２４が静
圧Ｐi1を計算し、ダンパー２２１の静圧Ｐi1及び流量設
定値Ｑi1spが既知になると、ローカルコントローラ２２
４が必要な制御信号２２７を発生し、制御信号２２７に
基づく制御下で、ダンパー２２１は必要な制御に応じて
開成あるいは閉成することとなる。
【００５１】本発明に基づき図２のローカルコントロー
ラ２２４とソースコントローラ２３６で実施されるグロ
ーバル制御方式が、図３に示してある。図３に示すよう
に、コントローラ２２４と２３６は各々別個のプロセ
ス、つまり認識プロセス３０６と制御プロセス３０３に
分割される。認識プロセス３０６の制御プロセス３０３
からの分離により、制御プロセス３０３を連続的に実行
可能としながら、認識プロセス３０６はリアルタイムで
周期的且つ適応的に実行可能となる。このように２つの
プロセスを分離した結果、認識プロセス３０６をリアル
タイムで適応的に実行可能とすることにより、制御プロ
セス３０３の性能が犠牲にならないという利点が得られ
る。
【００５２】認識プロセス３０６は、ダンパー２２１ま
たはファン２０３のいくつかの特性を認識する。これら
の認識特性はライン３０７を介して、制御プロセス３０
３に出力される。制御プロセス３０３は、図３に示した
別の信号と共に認識特性を受け取り、本発明に基づきＨ
ＶＡＣ系３０９のグローバル制御を行うように（ダンパ
ー２２１へはライン２２７を介して、またファン２０３
へはライン２０６を介して）制御信号を出力する。
【００５３】好ましい実施例において、認識プロセス３
０６はダンパー２２１またはファン２０３の特性を記憶
するのに探索テーブル（図示せず）を用いる。ダンパー
２２１の場合これらの特性は、ダンパー２２１が全開し
たときのダンパー２２１前後間の圧力降下対ブランチの
圧力降下の比（オーソリティＡ）、ダンパー２２１を通
過する最大流量に対して規格化されたダンパー２２１を
通過する流量の百分率（％フルフロー）、及びダンパー
制御信号（Ｙ′d ）である。前述したように、小規模な
系の場合、オーソリティＡは入口静圧Ｐi1で置き換える
ことができる。ファン２０３の場合それらの特性は、圧
力設定値（Ｐfsp ）、各ローカルコントローラからの流
量設定値（Ｑfsp ）の和、及びファン制御信号
（Ｙ′f ）である。これらの認識された特性が、認識プ
ロセス３０６からライン３０７を介し認識特性として出
力される。ライン３０７を介して認識し出力するのに、
記憶された特性のうちどれを選択するかは、測定された
系変数の値及び認識プロセス３０６に入力される制御信
号とに依存する。
【００５４】本発明に基づきローカル構成部品２２１を
制御するためローカルコントローラ２２４で実行される
制御プロセス３０３が、図４に示してある。図４に示す
ように、制御プロセス３０３で実行されるプロセスはフ
ィードフォワードプロセス４０３とフィードバックプロ
セス４２０に分けられる。
【００５５】ＨＶＡＣ系用の従来技術のコントローラ
（例えば図１のコントローラ１２４）においては、フィ
ードバックプロセス４２０だけが実行されていた。そし
て従来技術のＨＶＡＣ系では、フィードバックプロセス
４２０が当該分野でよく知られた方式である比例−積分
−微分（ＰＩＤ）制御ループとして動作する。このよう
に、測定された値（コントローラ１２４の例ではＱil）
だけが用いられていた。しかし、測定された系の変数Ｑ
i1に固有なノイズのため、発生される制御信号の精度が
損なわれていた。
【００５６】図４に示すように、フィードバックプロセ
ス４２０は入力として、計算されたＱi1spとさらにライ
ン４１９を介してフィードフォワード制御信号（Ｙ）と
を受け取る。これらの信号はフィードバックプロセス４
２０により、制御信号２２７を高い精度で発生するのに
使われる。
【００５７】フィードフォワードプロセス４０３の出力
は計算された信号であり、従ってこれらの信号はどんな
測定値にも依存しない。計算されたＱi1spが理想的であ
ればそれは測定されたＱi1と同等のはずであり、ノード
４２３から出力される誤差はゼロとなる。
【００５８】ゼロ誤差が各ブロック４２６、４２９及び
４３２に入力した場合は、前回最後に使われた制御信号
が再びフィードバック制御信号４３６として出力され
る。そして、ライン４１９上のフィードフォワード制御
信号Ｙがライン４３６上のフィードバック制御信号と同
じと計算されると、ノード４３８からライン２２７上に
出力される制御信号は前回の反復時と同じになる。
【００５９】測定された信号と比べ計算された信号が制
御の大部分を支配することになれば制御信号２２７の発
生に及ぼすノイズの影響が大幅に減少される。このよう
に本発明によれば、フィードフォワードプロセス４０３
はフィードバックプロセス４２０と協働して、より正確
な制御信号をライン２２７上に発生する。
【００６０】ローカルコントローラ２２４で実行される
場合、フィードフォワードプロセス４０３の動作はまず
ライン２３２上のファン静圧設定値Ｐfsp を受け取るこ
とによって始まる。この受信は図４のブロック４０６で
行われる。
【００６１】ファン静圧設定値Ｐfsp はブロック４０９
に送られ、そこでファンの出口と個々のローカルダンパ
ーとを接続しているｉブランチのそれぞれについて、圧
力損Ｐlossi が計算される。好ましい実施例において、
ｉブランチの各々毎の圧力損Ｐlossi はリアルタイムで
適応的に求められる。ブランチ１の圧力損、つまりＰ
loss1 を計算するには、以下のステップに従う。
【００６２】ブランチ１の圧力損Ｐloss1 の計算は、フ
ァン２０３の出口からダンパー２２１の入口までに相当
するブランチ１の第１区分に関する圧力損を計算するこ
とから始まる。圧力損Ｐlossを計算するための一般式は
次式で与えられる： 但しＰloss＝圧力損、Ｋ＝摩擦係数、及びＱ＝流量。
【００６３】この例では簡単化のため、ブランチ１の圧
力損Ｐloss1 だけが計算される。図２を参照すれば、ブ
ランチ１を通るファン２０３からの空気流はもっと小さ
い経路に区分できる。図２に示した各圧力Ｐf 、Ｐ1 、
Ｐi1、Ｐo1及びＰx1は、それぞれ以下の位置に対応す
る： Ｐf ＝ファン２０３の出口での静圧、 Ｐ1 ＝ブランチ１への入口での静圧、 Ｐi1＝ブランチ１内のダンパー２２１への入口での静
圧、 Ｐo1＝ブランチ１内のダンパー２２１の出口での静圧、 Ｐx1＝ブランチ１から供給を受けるローカル域への入口
での静圧。
【００６４】ブランチ１を通るファン２０３からの空気
流のブランチ１での圧力損Ｐloss1はＰf −Ｐx1で与え
られ、次のように書ける： 但し
【００６５】式（３）は、ファン２０３の出口からダン
パー２２１の入口までの圧力損を表している。式（３）
の定数Ｋf1、Ｋ1i1 が求まれば、ファン２０３の出口か
らブランチ１内のダンパー２２１の入口までの圧力損を
計算できる。
【００６６】式（３）の摩擦係数Ｋf1とＫ1x1 を求める
には、第１区分うちの２つのサブ区分、つまりＰf から
Ｐ1 及びＰ1 からＰi1を考慮する必要がある。Ｐf 、Ｐ
i1、Ｑf 及びＱi1が測定されるとすれば、Ｋf1とＫ1x1
だけが未知量である。
【００６７】Ｐf 、Ｐi1、Ｑf 及びＱi1のｎ組の値を測
定し、これら各組の値を式（３）へｎ回代入することに
より、得られた式を簡単な回帰法で未知の摩擦係数Ｋf1
とＫ1x1 について解くことができる。
【００６８】系を実際に運転するときには、もっと多く
の組のＰf 、Ｐi1、Ｑf 及びＱi1を集めて用い、Ｋf1と
Ｋ1x1 の値を絶えず更新し精密にすることができる。こ
のステップは追加の各ブランチ毎に繰り返されるが、Ｋ
f1は前回求められているので既知である。
【００６９】次のステップは、ダンパー２２１への入口
からブランチ１から供給を受けるローカル域の入口まで
の第２区分における圧力損を計算することである。第２
区分での圧力損は次式を用いて求められる：
【００７０】式（４）の第１項（摩擦係数としてＣo を
有する）がダンパー２２１前後間の圧力損である一方、
式（４）の第２項（摩擦係数としてＫo1x1を有する）
は、ダンパー２２１の出口からブランチ１から供給を受
けるローカル域の入口までの圧力損である。摩擦係数Ｃ
o は次のような一般的性質を有する： 但しｍ1 、ｍ2 及びＫo1x1は求めるべき定数である。
【００７１】％オープンはダンパー２２１からのフィー
ドバック信号で、ダンパー２２１が全開のとき（dfo ）
と比較したダンパー２２１の開度百分率を示すことによ
りダンパー２２１の位置を示している。式（５）を式
（４）に代入して、次式が得られる：
【００７２】％オープンが得られるときは、ダンパー位
置をｎ回調整し（％オープンについて対応した異なる値
を与える）、Ｐi1とＱi1がｎ回測定される。圧力Ｐx1は
水ゲージ（w.g.）当り 0.05 インチと推定される。
【００７３】測定されたデータ及び対応する％オープン
値から、定数ｍ1 、ｍ2 及びＫo1x1を簡単な回帰法で求
めることができ、そして式（６）を、第２区分での圧力
損を計算するのに使うことができる。この圧力損が第１
区分での圧力損に加えられ、ブランチ１の圧力損Ｐ
loss1 を与える。
【００７４】式（６）は、％オープンが得られないとき
も使える。この場合の計算においては、ＡＳＨＲＡＥか
ら入手可能なテーブルに基づいて得られるｍ1 とｍ2 の
値が式（６）に代入される。
【００７５】そして、ダンパーを全開し（すなわち％オ
ープン＝１００）、Ｐi1とＱi1がｎ回測定される。ダン
パーが全開の状態で、ファン２０３の速度を変調（ｎ
回）してＰi1とＱi1が再び測定される。
【００７６】ｍ1 、ｍ2 、Ｐi1及びＱi1の値を式（６）
に代入し、式（６）を反復法で解いて定数Ｋo1x1の値を
求める。ここまでくれば同じく式（６）を用いて、第２
区分の圧力損を計算することができる。この圧力損が第
１区分の圧力損に加えられ、ブランチ１の圧力損Ｐ
loss1 を与える。
【００７７】ここで重要なのは、圧力損Ｐlossi を計算
する上記の方法が主ダクト２１５に接続されたｉ個の追
加ブランチに対して適用されることである。この場合、
ファン２０３と主ダクト２１５からのブランチ分岐口と
の間の距離が大きくなるにつれ、ダクト区分の数は増え
る。系で使われている各ダンパー毎に流量センサの摩擦
係数を求めるのに、上記の手順を順次使用し、ダクトの
各区分の「Ｋ」値を計算することができる。
【００７８】ブランチ１の圧力損Ｐloss1 が計算された
後、フィードフォワードプロセス４０３はこの計算され
た圧力損Ｐloss1 を用い、ダンパー２２１の入口におけ
る入口静圧Ｐi1を計算する。この計算はブロック４１５
において、計算された圧力損Ｐloss1 をブロック４０６
への入力として受け取られた静圧設定値Ｐfsp から引く
ことによって行われる。
【００７９】ブロック４０９及び４１５と並列に、フィ
ードフォワードプロセス４０３はブロック４１２で、コ
ントローラ内の温度制御ループ（図示せず）からダンパ
ーの流量設定値Ｑi1spを得る。
【００８０】ブロック４１２からの流量設定値Ｑi1spは
フィードバックプロセス４２０に入力され、計算された
流量設定値Ｑi1spを表す。またブロック４１２からの流
量設定値Ｑi1spは、ブロック４１５で計算された入口静
圧Ｐi1と共にブロック４１８にも入力される。
【００８１】ブロック４１８は入力として、ライン３０
７から入力される認識特性も受け取る。認識特性は、図
３の認識プロセス３０６で求められたものである。図４
に示した実施例において、ライン３０７から入力される
認識特性はダンパー２２１に関するものである。
【００８２】ブロック４１８は上記の認識特性（オーソ
リティＡ、％フルフロー及びＹ′dの記憶値）と共に、
流量設定値Ｑi1sp及び計算された入口静圧Ｐi1を用い、
ライン４１９に出力されるべきフィードフォワード制御
信号Ｙを発生する。
【００８３】フィードフォワード制御信号Ｙを効率的に
計算するため、本発明の好ましい実施例では一般的回帰
神経ネットワーク（ＧＲＮＮ）が用いられる。ＧＲＮＮ
の議論については、一般的回帰神経ネットワーク、Dona
ld F. Specht、神経ネットワークに関するＩＥＥＥ会
報、vol.2, no. 6、１９９１年１１月を参照のこと。な
おこの参考文献は、参照によって特にここに包含される
ものとする。
【００８４】与えられたＡ及び％フルフローの値に関す
るフィードフォワード制御信号Ｙ４１９を発生するのに
ＧＲＮＮを選んだのは、その単純さ、堅固さ、及び系の
認識における優れた能力によるもので、通常の神経ネッ
トワークと異なり、少数のデータセットについてほとん
どあるいはまったくトレーニングを必要とせず、過去の
経歴から系の特性を有効に捕らえられる。
【００８５】ＧＲＮＮは、確率密度関数を予測すること
によって前方経路の予測を行う、高度にパラレルな構造
を有するワンパス学習アルゴリズムである。多次元測定
スペースにおけるデータが疎らでも、このアルゴリズム
は１つの観測値から別の観測値への滑らかな遷移を与え
る。
【００８６】またそのアルゴリズムの形態は、リニアリ
ティの仮定が成立しないどんな回帰問題にも用いること
ができる。（一例として）同時確率密度関数ＸとＹが既
知であれば、条件付き確率密度関数と予測値を計算でき
る。この場合、同時確率密度関数は非パラメータ予測を
用いた例から予測される。
【００８７】こうして得られた回帰式は、並列の神経ネ
ットワーク様の構造で実行可能である。データの構造は
過去のデータから直接決められ、その構造がフィードバ
ックせずに整えられ一般化される。またネットワーク
は、神経ネットワークの４層を通過する伝播時間によっ
て決まる短い時間の間に、任意の新しいＸの値に関する
ＸとＹの値を予測する。
【００８８】ＧＲＮＮは集積回路（図示せず）で実行す
るのが好ましく、そうれすればソフトウェアの開発プロ
セスを大幅に省ける。またこの実行により、現場設置時
におけるソフトウェアのコード化も省ける。好ましい実
施例において、ＧＲＮＮはブロック４１８で実行され
る。
【００８９】ＧＲＮＮに関する基本式は次の通りであ
る： 但しＥ［ｙ｜Ｘ］＝Ｘに関するｙの条件付き平均、 ｆ（Ｘ，ｙ）＝既知の同時連続確率密度関数、 ｙ＝スカラーのランダム変数、 ｘ＝ベクトルのランダム変数、 Ｘ＝ランダム変数ｘの特定測定値。
【００９０】確率予測は前記 Specht の文献に記載され
ているように、パーゼン・エスティメータ（parzen est
imator）に基づいている。確率予測は、各サンプル毎に
幅σのサンプル確率を割り当てるものと物理的に解釈さ
れる。確率予測ｆは、これらサンプル確率の和である。
同時確率予測ｆを条件付き平均に代入することによっ
て、Ｘ（Y(X)）に関するｙの所望の条件付き平均が与え
られる： 但しＹ（Ｘ）＝Ｘの関数であるフィードフォワード制御
信号Ｙ、 Ｄi2＝（Ｘ−Ｘi ）T （Ｘ−Ｘi ）、 Ｘ ＝Ａと％フルフローの所望（フォワード）値、 Ｘi ＝Ａと％フルフローの記憶（過去）値、 Ｙ′＝制御信号Ｙの記憶（過去）値Ｙ′d 、 σ ＝同一確率に関する幅。
【００９１】ブロック４１８においては、オーソリティ
Ａの所望値がまず求められる。オーソリティＡは一般
に、次のように表せる： 但し dfoは、ダンパー２２１が全開していることを意味
する。
【００９２】式（４）から、ダンパー２２１前後間の圧
力損は（摩擦係数としてＣo を有する）第１項によって
与えられる。従って、ダンパー２２１が全開していると
きのダンパー２２１前後間の圧力損（Ｐi1−Ｐo1）｜
dfo は、次式を用いて計算できる： 但しＱ2 dmaxはダンパー２２１を通じた最大許容流量で
ある。
【００９３】Ｑdmaxは全流量でのＰi1を測定し、％オー
プン＝１００とｍ1 、ｍ2 およびＫo1x1の求めた値に関
する式（６）を用いることによって求めることができ
る。定数Ｃo %オープン=100 は、％オープン値が得られる
ときは上述したように求められ、あるいは％オープン値
が得られないときは、最大の制御信号をダンパー２２１
へ送り、最大流量が達せられるかどうかを確かめること
によって分かる。
【００９４】ダンパー２２１が全開しているときの経路
の圧力損（Ｐf −Ｐx1）｜dfo は、全流量におけるダン
パーの圧力損が分かっていれば、一般に式（１）と
（３）で表される流量対圧力損の関係を用いて、次式で
計算できる：
【００９５】ここまでくれば、式（１０）と式（１１）
を用いてオーソリティＡを解くことができる。％フルフ
ローの所望値も、次式を用いて計算できる：
【００９６】最大流量Ｑdmaxは上記から既知である。流
量設定値Ｑi1spは、ブロック４１２からブロック４１８
に与えられる。オーソリティＡと％フルフローの所望値
を求めた後、ＧＲＮＮを用いて、フィードフォアワード
制御信号Ｙ（Ｘ）を予測することができる。
【００９７】オーソリティＡ、％フルフロー及びＹ′d
の記憶値が、ライン３０７を介し認識特性としてブロッ
ク４１８により受け取られる。これらすべての値を式
（８）に代入してフィードフォアワード制御信号Ｙ
（Ｘ）を発生させることができ、発生された制御信号は
ライン４１９を介してブロック４１８から出力される。
【００９８】図５は、本発明に基づきソース構成部品を
制御するソースコントローラ２３６で実行される図３の
制御プロセス３０３を、ブロック図として概略的に示し
ている。フィードバックプロセス５２０の機能は図４の
フィードバックプロセス４２０と実質上同じなので、フ
ィードバックプロセス５２０とフィードバックプロセス
４２０とにおいて同じ参照番号は同じ動作を示す。
【００９９】フィードフォワードプロセス５０３はブロ
ック５０６から始まり、そこで流量設定値Ｑi1sp２３０
がＨＶＡＣ系３０９に設けられた各ローカルコントロー
ラから受け取られる。前記と同じく、図２は１つのブラ
ンチ（ブランチ１）しか示していないが、フィードフォ
ワードプロセス５０３はＨＶＡＣ系３０９内に設けられ
たどのブランチにもすべて適用される。
【０１００】図５の説明を続ければ、ローカルコントロ
ーラ２２４から受け取られた流量設定値Ｑi1spはブロッ
ク５０９に送られ、そこで各ブランチ毎に圧力損Ｐ
lossi が計算される（上記の例ではブランチ１に関する
Ｐloss1 だけが計算される）。
【０１０１】ブロック５０９における計算では、ブロッ
ク４０９に関連して前述したようにライン２３１を介し
て受け取ったダンパー２２１の静圧Ｐi1と流量Ｑi1を用
いて圧力損Ｐloss1 を計算する。ブランチ圧力損Ｐ
loss1 が（その他すべてのブランチに関する圧力損Ｐ
lossi と共に）計算されると、計算された各圧力損の値
がブロック５１５に入力され、そこでファン静圧Ｐfsp
が計算される。
【０１０２】ファン静圧Ｐfsp は、各ブランチ毎に受け
取られたすべての圧力損Ｐlossi 中の最大圧力損とダン
パーによって生じるすべての圧力損Ｐlossdi中の最大圧
力損との和に等しい。ダンパーによって生じる圧力損Ｐ
lossdiは、式（４）に示したように、第２区分による圧
力損の一部である。
【０１０３】ここで重要なのは、最大の圧力損Ｐlossdi
を与えるダンパーは最大の圧力損Ｐlossi を有するブラ
ンチに付属していなくてもよいということである。一例
として、ブランチ２（図示せず）が最大の圧力損（この
場合Ｐloss2 ）を与える一方、ブランチ１のダンパー２
２１が最大の圧力損（この場合Ｐlossd1）を与えてもよ
い。これら２つの圧力損が加えられて、ファン設定値Ｐ
fsp となる。計算後、ファン設定値Ｐfsp はフィードバ
ックプロセス５２０に入力され、計算されたファン設定
値Ｐfsp を表す。
【０１０４】ブロック５０９及び５１５と並列に、ファ
ン流量設定値Ｑfsp がブロック５１２で、ブロック５０
６から受け取られたすべての流量設定値Ｑisp を加算す
ることによって計算される。
【０１０５】ブロック５１２からのファン流量設定値Ｑ
fsp は、ブロック５１５からのファン静圧Ｐfsp と一緒
にブロック５１８に入力される。またブロック５１８に
は、ライン３０７を介してファン２０３の認識特性も入
力される。好ましい実施例において、ファン２０３の認
識特性はファン２０３の出口における空気の圧力設定値
（Ｐfsp ）と流量設定値（Ｑfsp ）およびファン制御信
号（Ｙ′f ）の記憶値である。
【０１０６】ブロック５１８はファン２０３の出口にお
ける空気の圧力設定値（Ｐfsp ）と流量設定値
（Ｑfsp ）及びファン制御信号（Ｙ′f ）の記憶値と共
に、ブロック５１２からの計算されたファン流量設定値
Ｑfsp とブロック５１５からの計算されたファン静圧Ｐ
fsp とを用いて、ファン流量設定値Ｑfsp とファン静圧
設定値Ｐfsp について必要なフィードフォワード制御信
号５１９を発生する。
【０１０７】この場合にも、前記したＧＲＮＮモデルの
式（８）が用いられるが、式（８）中の変数は次の通り
である： Ｙ（Ｘ）＝Ｘの関数であるフィードフォワード制御信号
Ｙ、 Ｄi2＝（Ｘ−Ｘi ）T （Ｘ−Ｘi ）、 Ｘ ＝Ｐfsp とＱfsp の所望（フォワード）値、 Ｘi ＝Ｐfsp とＱfsp の記憶（過去）値、 Ｙ′＝制御信号Ｙの記憶（過去）値Ｙ′f 、 σ ＝同一確率に関する幅。 これら全ての値を式（８）に代入してフィードフォアワ
ード制御信号Ｙが発生され、その制御信号はライン５１
９を介してブロック５１８から出力される。
【０１０８】好ましい実施例において、ローカルコント
ローラ２２４は、 Landis & GryPowers製のシステム６
００コントローラファミリに属する改造ターミナル・エ
クイップメント・コントローラ（ＴＥＣ）である。
【０１０９】システム６００コントローラファミリのＴ
ＥＣは市販されており、幅広く文書化されている。シス
テム６００コントローラファミリのＴＥＣに関するユー
ザ・レファレンス・マニュアル、パーツNo.125-1940
が、参照によって特にここに包含されるものとする。
【０１１０】また好ましい実施例において、ソースコン
トローラ２３６はシステム６００コントローラファミリ
に属する改造モジュラー・ビルディング・コントローラ
（ＭＢＣ）である。システム６００コントローラファミ
リのＭＢＣは市販されており、幅広く文書化されてい
る。システム６００コントローラファミリのＭＢＣに関
するユーザ・レファレンス・マニュアル、パーツNo.125
-1992 が、参照によって特にここに包含されるものとす
る。
【０１１１】システム６００コントローラファミリのＴ
ＥＣ及びＭＢＣを実施するのに必要な改造は、上述した
認識プロセス３０６、フィードフォワードプロセス４０
３または５０３、及びローカルコントローラ２２４とソ
ースコントローラ２３６の間でのデータ交換を追加する
ことである。
【０１１２】以上本発明の各種実施例を図示し説明した
が、その他さまざまな代替物、代用物及び等価物も使用
可能なことが理解されるべきである。例えば、計算され
た変数と測定された変数との間に適切な相関関係が存在
する一代替実施例では、フィードバックプロセス４２０
と５２０を完全に省いてもよい。この実施例において
は、所望の構成部品を制御するための制御信号を発生す
るのに、制御プロセス３０３とフィードフォワードプロ
セス４０３または５０３だけが必要である。
【０１１３】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に関わる制御
方法において、コントローラは暖房、換気及び空調（Ｈ
ＶＡＣ）用配分系における原動機（ソース構成部品）を
制御する。コントローラは、まず系全体の各ブランチの
圧力損を求めることによって、ソース構成部品の静圧設
定値を求める。次にコントローラは、系の各ブランチ内
に配置されたローカル構成部品によって生じる圧力損を
求める。ブランチ圧力損の最大値と構成部品圧力損の最
大値とを加算して、ソース構成部品の静圧設定値が得ら
れる。本発明は系の構成から独立した原動機の改良制御
を提供するもので、エネルギー消費およびコストを生じ
ることなく、原動機を効率的に制御することを可能とし
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＶＡＣ系で実施されている従来技術の制御系
を概略的に示すブロック図。
【図２】本発明による制御下にあるＨＶＡＣ系を示すブ
ロック図。
【図３】本発明に基づき図２のローカルコントローラ及
びソースコントローラで実施されるグローバル制御方式
を示す概略図。
【図４】本発明に基づきローカル構成部品を制御するた
めローカルコントローラで実施される図３の制御プロセ
スを概略的に示すブロック図。
【図５】本発明に基づきソース構成部品を制御するため
ソースコントローラで実施される図３の制御プロセスを
概略的に示すブロック図。
【符号の説明】
２０３…原動機（ソース構成部品、ファン）、 ２２１…ローカル構成部品（ダンパー）、 ２２４…ローカル（ダンパー）コントローラ、 ２３０…流量設定値、 ２３６…ソース（ファン）コントローラ、 ３０３…制御プロセス、 ３０６…認識プロセス、 ３０９…ＨＶＡＣ系、 ４０３、５０３…フィードフォワードプロセス、 ４２０、５２０…フィードバックプロセス。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）用配分
    系における原動機を制御する方法で、ＨＶＡＣ用配分系
    が圧力損を発生する構成部品を有し、これら構成部品が
    ＨＶＡＣ用配分系の各ブランチ内に配置されているもの
    において、 ＨＶＡＣ用配分系内の対応した複数のブランチに関する
    第１の複数の圧力損を求めるステップ、 ＨＶＡＣ用配分系の複数のブランチ内に配置された対応
    する複数の構成部品に関する第２の複数の圧力損を求め
    るステップ、及び前記第１の複数の圧力損と前記第２の
    複数の圧力損との間の関係に基づき前記原動機を制御す
    るステップ、を備えて成る制御方法。
  2. 【請求項２】 前記構成部品がダンパー、蒸発気フー
    ド、供給ボックス、あるいは一般的排気ボックスの群の
    中の一つからなる請求項１記載の制御方法。
  3. 【請求項３】 前記原動機がファンあるいはポンプの群
    の中の一つからなる請求項１記載の制御方法。
  4. 【請求項４】 対応した複数のブランチに関する第１の
    複数の圧力損を求める前記ステップがさらに、各ブラン
    チ毎に、 前記ブランチの第１区分で、前記原動機の出口から前記
    特定のブランチ内に配置された前記構成部品の入口に至
    る第１区分に関する圧力損を求めるステップ、 前記ブランチの第２区分で、前記特定のブランチ内に配
    置された前記構成部品の入口から前記特定のブランチか
    ら供給を受けるローカル域の入力に至る第２区分に関す
    る圧力損を求めるステップ、及び前記第１及び第２区分
    に関する各圧力損を加算し、前記特定のブランチに関す
    る前記圧力損を得るステップ、を備えている請求項１記
    載の制御方法。
  5. 【請求項５】 対応した複数のブランチに関する第１の
    複数の圧力損を求める前記ステップがさらに、各ブラン
    チ毎に特定のブランチ内に配置された構成部品に関する
    流量設定値を用いて圧力損を求めるステップを備えてい
    る請求項１記載の制御方法。
  6. 【請求項６】 各ブランチ毎に特定のブランチ内に配置
    された構成部品に関する流量設定値を用いて圧力損を求
    めるステップがさらに、特定のブランチ内に配置された
    構成部品を制御するコントローラから流量設定値を受け
    取るステップを備えている請求項５記載の制御方法。
  7. 【請求項７】 原動機を制御する前記ステップがさら
    に、原動機に関する設定値要求を設定するステップを備
    えている請求項１記載の制御方法。
  8. 【請求項８】 原動機に関する設定値要求を設定する前
    記ステップがさらに、原動機の出口での静圧に関する静
    圧設定値要求を設定するステップを備えている請求項７
    記載の制御方法。
  9. 【請求項９】 静圧設定値要求を設定する前記ステップ
    がさらに、第１の複数の圧力損中の最大圧力損と第２の
    複数の圧力損中の最大圧力損との和に基づいて静圧設定
    値要求を設定するステップを備えている請求項８記載の
    制御方法。
JP7337397A 1995-01-06 1995-12-25 暖房、換気及び空調用配分系における原動機の制御方法 Pending JPH08254349A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/369,342 US5540619A (en) 1995-01-06 1995-01-06 Control of prime mover in HVAC distribution system
US08/369342 1995-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08254349A true JPH08254349A (ja) 1996-10-01

Family

ID=23455066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7337397A Pending JPH08254349A (ja) 1995-01-06 1995-12-25 暖房、換気及び空調用配分系における原動機の制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5540619A (ja)
EP (1) EP0721089B1 (ja)
JP (1) JPH08254349A (ja)
AU (1) AU690319B2 (ja)
CA (1) CA2159790C (ja)
DE (1) DE69518499T2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032104A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Dai-Dan Co Ltd 変動データ演算装置
JP2012507807A (ja) * 2008-10-31 2012-03-29 オプティマム・エナジー，エルエルシー エネルギ消費効率を制御するシステム及び方法
JP2015186999A (ja) * 2011-03-29 2015-10-29 デンソー インターナショナル アメリカ インコーポレーテッド マルチブロワユニットのためのｈｖａｃ制御

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5705734A (en) * 1996-07-17 1998-01-06 Landis & Staefa, Inc. Automated branch flow calibration in a HVAC distribution system
US5988860A (en) * 1996-07-18 1999-11-23 Innovex Technologies, Inc. System and method for directing air flow having a sash
US5931227A (en) * 1997-11-24 1999-08-03 Graco Mechanical, Inc. Conversion of constant volume heating/air conditioning systems
US6227961B1 (en) 1998-05-21 2001-05-08 General Electric Company HVAC custom control system
SE517000C2 (sv) * 2000-03-17 2002-04-02 Stifab Farex Ab Anordning vid och förfarande för styrning av ventilationssystem
US6719625B2 (en) 2001-09-26 2004-04-13 Clifford Conrad Federspiel Method and apparatus for controlling variable air volume supply fans in heating, ventilating, and air-conditioning systems
US20060276833A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Keith Balgobin Stretch resistant embolic coil delivery system with spring assisted release mechanism
EP1843106B1 (en) * 2006-04-03 2011-05-11 Wilhelmsen Callenberg Fläkt AB Airflow regulation device and method
US20070288207A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-13 Autodesk, Inc. Displaying characteristics of a system of interconnected components at different system locations
US7716939B1 (en) 2006-09-26 2010-05-18 Amazon Technologies, Inc. Method and apparatus for cooling electronic components
US20080311842A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Glacier Bay, Inc. HVAC air distribution system
FR2930017B1 (fr) * 2008-04-15 2010-05-21 Atlantic Climatisation & Venti Procede de regulation d'un groupe de ventilation par sauts de debit d'air
US8190273B1 (en) * 2008-04-18 2012-05-29 Federspiel Corporation Method and apparatus for controlling fans in heating, ventilating, and air-conditioning systems
FR2932394B1 (fr) * 2008-06-17 2010-07-30 Atlantic Climatisation & Venti Procede de determination du niveau de colmatage de filtres a air
US8483883B1 (en) * 2009-06-16 2013-07-09 David Stanley Watson System and method for controlling supply fan speed within a variable air volume system
DE102010006147B4 (de) * 2010-01-29 2013-05-23 Airbus Operations Gmbh Luftverteilungssystem, Drosselblende und Regelsystem
JP5093378B2 (ja) * 2011-05-12 2012-12-12 ダイキン工業株式会社 換気システム
US9400116B2 (en) * 2011-08-04 2016-07-26 Elica S.P.A. Device for extractor hood
WO2013031597A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 三洋電機株式会社 空気調和装置及び空気調和装置の制御方法
US10684025B2 (en) 2013-07-01 2020-06-16 Trane Air Conditioning Systems (China) Co., Ltd. Method of controlling a fluid circulation system
DE102013224615A1 (de) 2013-11-29 2015-06-03 Sms Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zum energieeffizienten Betrieb von sekundären Entstaubungsanlagen
FR3017448B1 (fr) * 2014-02-10 2016-02-05 Aldes Aeraulique Procede de diagnostic d’un ensemble de ventilation a simple flux ou double flux et ensemble de ventilation associe
US10915669B2 (en) 2014-06-20 2021-02-09 Ademco Inc. HVAC zoning devices, systems, and methods
FR3028635A1 (fr) * 2014-11-13 2016-05-20 Atlantic Climatisation & Ventilation Outil informatique d'aide a l'equilibrage d'un reseau de ventilation sur site
CN104914735B (zh) * 2015-05-08 2017-09-22 华北电力科学研究院有限责任公司 风机解耦控制方法及装置
RU2607883C1 (ru) * 2015-08-24 2017-01-20 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий" (АО "ЦНИИПромзданий") Механическая регулируемая система вентиляции
WO2019040067A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Siemens Industry, Inc. SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING FLUID DISTRIBUTION IN A BUILDING

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4186655A (en) * 1978-05-22 1980-02-05 Dean Bob W Method and apparatus for controlling forced air heating and/or cooling
US4549601A (en) * 1982-06-21 1985-10-29 Carrier Corporation Variable volume multizone system
KR900006505B1 (ko) * 1985-08-22 1990-09-03 미쓰비시전기 주식회사 공기조화기(空氣調和機)
US4811897A (en) * 1986-02-20 1989-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Duct type air conditioning system
FI88432C (fi) * 1989-01-13 1993-05-10 Halton Oy Foerfarande foer reglering och uppraetthaollande av luftstroemmar och motsvarande i ventilationsanlaeggningar och ett ventilationssystem i enlighet med foerfarandet
GB2238885B (en) * 1989-12-07 1993-09-08 Mitsubishi Electric Corp Air conditioning system
FR2664024B1 (fr) * 1990-07-02 1993-07-09 Cogema Procede et installation de reglage du debit d'air dans un reseau de conduites.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012507807A (ja) * 2008-10-31 2012-03-29 オプティマム・エナジー，エルエルシー エネルギ消費効率を制御するシステム及び方法
JP2012032104A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Dai-Dan Co Ltd 変動データ演算装置
JP2015186999A (ja) * 2011-03-29 2015-10-29 デンソー インターナショナル アメリカ インコーポレーテッド マルチブロワユニットのためのｈｖａｃ制御

Also Published As

Publication number Publication date
EP0721089B1 (en) 2000-08-23
EP0721089A1 (en) 1996-07-10
AU3304395A (en) 1996-07-18
CA2159790A1 (en) 1996-07-07
AU690319B2 (en) 1998-04-23
DE69518499D1 (de) 2000-09-28
US5540619A (en) 1996-07-30
DE69518499T2 (de) 2001-02-22
CA2159790C (en) 1999-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08254349A (ja) 暖房、換気及び空調用配分系における原動機の制御方法
JPH08254347A (ja) 暖房、換気及び空調用配分系のグローバル制御系
JPH08254348A (ja) 暖房、換気及び空調用配分系の制御装置
AU742722B2 (en) Room temperature control apparatus having feedforward and feedback control and method
CA2237236C (en) Room pressure control apparatus having feedforward and feedback control and method
US6296193B1 (en) Controller for operating a dual duct variable air volume terminal unit of an environmental control system
US5862982A (en) Optimal ventilation control strategy
US7024258B2 (en) System and method for model-based control of a building fluid distribution system
JPH1063341A (ja) Ｈｖａｃ分配システムにおけるブランチ流量の自動較正装置および方法
CN111684161B (zh) 最小化空气分配或抽取中的风扇电力
JPH08123556A (ja) 温湿度制御装置
FI110280B (fi) Ilmastointimenetelmä ja ilmastointijärjestelmä
US20230019149A1 (en) Air conditioning system
JP4390164B2 (ja) 空調システム解析方法
US20230184456A1 (en) Fan unit
Franco et al. Comparison of thermal-hydraulic network control strategies
CN116956520A (zh) 基于非充分发展流动的按需通风智能灰箱方法
JPH0921574A (ja) 多室空気調和機
CN117146344A (zh) 用于对室内空气进行调节的终端单元
Ahmed et al. Feedforward-feedback HVAC Controller using General Regression Neural Network (GRNN)
Naligama et al. A MODEL BASED ENERGY OPTIMIZATION APPROACH FOR HVAC SYSTEM THROUGH BUILDING AUTOMATION SYSTEMS
Zhao et al. Modeling and simulation of variable air volume air-conditioning system and its control strategy
JPH04111101A (ja) プロセス制御装置