JPS5844507A - 複数の条件制御器を含む条件制御装置 - 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】 ある場所における温度を所定の希望値すなわち設定点に
近く維持するために複数の加熱器または冷却器を利用す
る１ｌｉ１度制御装置が古くから広く用いられている。

１９８０年１１月３日附の未決の米国特許出願第２０２
９８５号にはそのような装置が開示されている。そのよ
うな装置においては何段かの加熱段階と冷却段階を有し
、設定点からの所定の温度変化で各段階がｒオンＪＫさ
れたシ、「オフ」にされたりするのが普通である。たと
えばチラー装置においては、温度が設定点から第１の量
だけ変化した時に第１の冷却段階が「オン」状ｗＡＫさ
れ、温度が設定点に対して第２の値に達した時に第２の
チラーが「オン」状態にされ、温度が設定点から更に離
れたある点まで上昇した時に第３のチラーがＥオン」状
態にされ、以下、設けられているだけの冷却段階全体に
わたって順次Ｅオン」にされる。同様に、温度が低下し
はじめると、設定点から第１の温度で最後の冷却段階が
１−オフＪ状態にされ、以後、適切な温度に再び達する
まで、引き続く各冷却段階が異なる温度でｒオフ」状態
にされる。しかし、負荷がかなり急速に変化して温度を
急速に変化させた時にはそのような装置に問題が生ずる
。そのような急速な温度変化が生ずると、各種の段階を
順次かなシ急速に「オンＪと１オフ」にじなければなら
ず、その結果として多段周期動作が行われることになる
が、そのような多段動作は望ましいことではなく、圧縮
機に損傷を与える可能性がある。本発明はそのような急
速な多段周期的動作の問題を解決し、しかも、温度制御
を正確に行って、装置の「オン」、「オフ」動作タイミ
ングを最小にするという要求に応えようとするものであ
る。これは、制御作用のための限界を定めるために２つ
の温度デッドゾーンがその中において定められるような
デッドバンドを二重に用いることによって行われる。第
１のデッドバンドは、他の加熱装置と他の冷却装置１ｆ
ｔ「オン」状態またＦｉｒオフ」状態のいずれかにして
いる間に、冷却装置と加熱装置のうちの１台が現在周期
的動作をしている「オン」状−態と［オフＪ状態を制御
するために用いられる。温度を第１のデッドゾーンの限
界をこえて第２のデッドゾーンに入るまで上昇または下
降させるものとすると、別の圧縮機または加熱器が「オ
ン」状Ｉｌまたは「オフ」状態にされて周期的動作段階
になり、その後でその圧縮機または加熱器は再び第１の
デッドバンドにより制御される。更に詳しくいえば、チ
ラ一応用の場合において、ある温度の設定点が装置に指
令され、第１のデッドバンドがたとえばその設定点の両
側の３度として定められ、第２のデッドバンドがたとえ
ばその設定点の両側に５１ｊＬとして定められると仮定
する。そうすると、温度が第１のデッドバンドの中にあ
り、かつ４段装置のうちの第１と第２の段階が［オン、
１状態にあるものとすると、第３の段階は周期的動作段
階にあるものと考えられる。この時に、鉱産が設定点よ
り３度以上高くなったりすると、第３の段階が「オン」
状態になって温ｗＬを設定点へ戻し、温度が設定点より
３度以上低くなったりすると、第３の段階が１オフ」状
態にされる。一方、第３の段階を「オン」状態にした後
も温度が上昇を続けて設定点より５度以上高くなったと
すると、第４の段階が作動させられてそれ以後その纂４
の段階は周期的動作段階に入る。その−艙で温度が設定
点より５度以上低くなったとすると、第３の段階が「オ
フ」状態にされ、以後は周期的動作段階に入る。

現在は第１のデッドバンドより高い温度にあっても温度
が十分に高い速度で低下しているものとすると、付加冷
却段階が導入されないように、本発明は装置の各段階ご
とに最も短い「オン」時間と「オフ」時間を定めて温度
の変化率を決定する装置も含むものである。

本発明は各種の条件制御装置に有用なものであるが、と
くに温度制御装置において有用である。

説明のために以下にはチラーすなわち空調装置に関連し
て本発明を説明することにするが、本発明の原理は制御
装置を加熱すること、および湿度などを調節する他の条
件制御装置にも同様に適用できることがわかるであろう
。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、冷凍装置がブロック図で示されている第・　１図
を参照する。ブロック１０には建物負荷１２を冷却する
丸めに用いられる各種のチラ一段階すなわち空調用圧縮
機が含まれる。ブロック１ｏには任意の数の空調装置を
含ませることができるが、簡単にするために４台の冷煉
゛装置すなわち〜凍段階が含まれるもの′として不発ｌ
！ｊ１を説明することにする。チラ一段階はその中を通
る冷媒を冷却して、その冷媒を導管１４を通じてチラー
コイル１６へ送るように動作する。チラーコイル１６を
出た冷媒は導管１８を伝ってチラ一段階１０へ戻る。チ
ラーコイル１６はその中を通る水のような流体を冷却す
る。冷却された流体は導管２２によりファンコイルボッ
クス２０へ送られる。ファンコイルボックスを出た流体
は導管２４を通ってチラーコイル１６へ戻される。

ファンコイルボックスはその中を通る第２の流体を冷却
するように動作する。その＃！２の流体は導管２６を通
って建物負荷１２へ送られ、そこから導管２８を通って
ファンコイルボックス２０へ戻される。使用される流体
は空気、塩水またはその他の流体あるいはそれらの組合
せとすることができる。

導管２４の中、の流体ＦｉＪＩＩの温度Ｔｏでチラーボ
ックス１６に入シ温度Ｔｏよシ低い温度Ｔ１でチ〉−コ
イルボックス１６を出て導管２２に入る。導管２２の中
の流体は第１の温度Ｔ２でファンコイルボックス２０に
入５、Ｔ２　より高い第２の温度Ｔ３でファンコイルボ
ックス２０を出る。温度制御を維持するために、温度セ
ンサ３゜がチラーコイルボックス１６を出る流体の中に
置かれる。そして、本発明の装置の動作を説明するため
に用いられるのはこの温度Ｔである。しかし、温度を維
持するためには温度センサは装置内のほぼ任意の場所に
置くことができ、チラーコイル１６から出た流体の中に
温度センサを置くことは単なる例示であることを理解す
べきである。

第２図には本発明の装置のブロック図が示されている。

この図は、詳しい回路と不必要な部品が省かれているこ
とを除いて前記未決の米！ｉ４Ｉ許出願第２０２９８５
号に示されている図面に類似する。

この第２図には、リセット入力４２と、Ｔセンサ入力４
４と、設定点入力４Ｂと、リセット点入力４８と、スロ
ットル範囲入力５ｏとの５つの入力を受けているマルチ
プレクサが示されている。リセット人力４２は、外部温
度変化のような状態が生じた時に設定温度を変えさせた
いような場合に用いられる。Ｔセンサ入力は第１図の温
度センナｓＯからの入力であって、制御すべき温度を勇
す。

設定点入力はこの装置が維持すべきものとされている希
望温度を定める入力である。リセット入力は、リセット
入力が入力端子４２に与えられ喪時にリセット値を定め
る入力である。スロットル範囲入力は、その中では制御
動作は行われないが、その範囲外では冷却ま曳は加熱の
周期的動作段階が［オンＪ状態壕九は「オフ」状態にさ
れゐような限界を設定点の上と下の関に定める。

マルチプレクサへの入力性アナレグ形式であるからそれ
らの入力ｔ−マイク薗プロセツ＋６０で使用するデジタ
ル形式にしたい。そのために、！イク窒プ冒セツｔ６０
は電源６２に接続され、マルチプレクサ４０がその入力
端子４２〜ＳＯＫ受けている入力を直列に読取って、そ
れらの入力を出力端子１０からアナログ−デジタル（Ａ
−Ｄ）変換部１２へ与えることをマルチプレクｔ４Ｇに
指令する。マイク冑プロセッサ５ｏｔｔｓｙｏ上の信号
によりＡ−Ｄ変換を行うことをム一り変換ｓｙｚに指令
し、それによｊ）Ａ−Ｄ変換器は種々の入力の値をデジ
タル形式で線７６によりマイクログ＃セツｔ６０へ与え
る。マイクロプロセラ？６０は使用できる冷却装置と加
熱装置の数を需要リミットボックス７８から知らせられ
る。ここで説明している実施例では、４つのチラ一段階
を使用できることを示すデジタル信号が需要リミットボ
ックスＴ８からマイクロプロセッサ６０へ与、ｔられる
。

マイクロプロセッサ６０は通常のものであって、たとえ
ば米国カリホルニア州所在のインテル社（Ｉｎｔｅｌ　
Ｃｏｒｐ、　）のＩＤ８０，４．８型を使用できる。

マイクロプロセッサは本発明で用いられる多くの機能を
実行する内部機能を有する。たとえば、マルチプレク？
４−Ｏへの入力５０として現われるスロットル範囲は、
最初は設定点の周囲で詐されている変化の量を設定する
が、本発明は、スロットル範囲により定められているデ
ッドバンドより大きな第２のデッドバンドを用いる。入
力点５０におけるスロットル範囲よりたとえば２度大き
くできるこのｌＩ／ｃ２のスロットル範囲を、どのよう
なスロットル範囲が入力５０により設定されているとし
ても、マイクロプロセッサ６Ｄが２度大きい第２のスロ
ットル範囲を定めるように、マイクロプロセッサ６０に
組込むことができる。同様に、チラー動作の種々の段階
の「オン」と「オフ」と時間を定めることができるよう
に、Ｔセンサ温度の変化率の決定と時間の計算をマイク
ロプロセッサ８０は行うことができる。マイクロプロセ
ッサ６０はＴセンサ温度を装置により使用されるＴセ／
す温度に変換することもできる。それらの動作について
はあとで詳しく説明する。

マイクロプロセッサ６０の出力は線８０，８２．８４．
８６を介してソレノイド巻線９０．９２．９４．９６・
′＼与えられる。それらの巻線の他端は線９Ｂにより電
源Ｖに接続される。それらのソレノイドは機械的な連結
機構１００，１０２，１０４゜１０６　をそれぞれ介し
てスイッチ１１０，１１２　。

１１４．１１６　をそれぞれ「オン」状態と［オフ］状
態にする。スイッチ１１０〜１１６　が操作されるとチ
ラ一段１２０内の種々の冷却段がｒオン」状態と「オフ
」状態にされる。チラ一段１２０は第１図のチラ一段１
０と同じものとすることができる。いいかえると、マイ
クロプロセッサ１１０から＊＊＊へ与えられた信号がソ
レノイド巻線ＩＯを介してＥｉＷｌｌｏ　を「オン」状
態にすることによりチラー動作の第１の段階を１オンＪ
状態にする。同様に、線８４．８＠上の信号がソレノイ
ド巻１ｉｉ１４１１６ｔｌ−それぞれ介してｇＷ１１４
，１１６を作動させ、チラー動作の嬉３と鮪４の段階を
それぞれ１−オン」状態にする。

次に＄３　、４　、５図を参照して本発明の動作理論と
、本発明と先行技術との比較を説明する。

第３図には仮定された温度カーブ１５Ｇが示されている
。この温度カーブは第１図の温度センナ３０の出力を大
＃′ｉＴセンサ１の修正された値とすることができる。

カー１５０　ｄ第３図の左上部分のＡ点から種々の点を
通って第３の最も右側の部分の最後の点ＰＰ、で変化す
る。この温度変化はある期間にわ九って起る。点Ａ、Ｂ
、Ｃなどの間の時間はチラ一段に対する量も短い１オン
」時間機能と「オフ」時間機能の動作を避けるのに十分
に長いものと仮定しており、温度カーブの全体にわたる
傾きはとの装置の速度関数を動作させないようなもので
ある。

第３図において、実線１５２Ｆｉ、それを中心として検
出温度を維持すべきＴ設定点すなわち希望温度を示すも
のである。第１の絞シ範囲すなわちデッドバンドΔＴが
、Ｔ設定点の両側で１点鎖線１５４から１点鎖線１５６
ｔで延びていることが示されている。１点鎖線１５４は
、その上では付加冷却段を指令すべき線であって記号Ｔ
ＭＩ　として示きれている。これＦｉｌｌのメーク点で
ある。

１点鎖線１５６は、それ以下では周期的動作段を遮断す
べき線であって、記号ＴＢＩ　　として示されている。

これは第１のブレーク点である。第２のデッドバンドす
なわち絞り範囲ΔＴ２がＴ設定点の両側で、破線１５Ｂ
から破ａｔｓｏ　まで延びているのが示されている。こ
のデッドバンドΔＴ２はデッドバンドΔＴ１　　より所
定量だけ大きい。破線１５８は、それ以上では付加冷却
段を付加すべき点であって記号ＴＭ２　として示されて
いる。この点ＴＭ２は第２のメーク点である。破線１６
０は、それ以下では冷却の付加「オン」段を「オフ」状
態にすべき温度であって記号ＴＢ２　として示されてい
る。この点Ｔｌ２１ｊ第２のブレーク点である。正常運
転においては、たとえば、温度がＴＭＩである限り、「
オン」状態にある２つの段と「オフ」状態にある第３の
段すなわち周期的動作段があることがあることを理解す
べきである。温度がＴＭＩ以上に上昇したとすると、周
期的動作段は「オン」状態にされて更に冷却を行う。ま
た、温度がＴＢＩ以下に低下したとすると、周期的動作
段は「オフ」状１１にされろ。温度がＴＭＩ以上に上昇
して第３の段が「オン」状態にされ友後で温度が点ＴＭ
Ｚを通って上昇を続けるものとすると、第４の冷却段が
「オン」状態にされて周期的動作段となる。その後で温
度がＴＢＩ　レベル以下に低下したとすると、゛周期的
動作段である新しい第４の段が［オフＪ状趨にされて、
温度がＴＭＩ　　レベル以上まで再び上昇する壕では再
び「オン」状態にはならない。一方、第４の段が作動さ
せられた後で温度がまずＴｌ１ｌ以下に低下して第４の
段を「オフＪ状態にし、それからＴｌ２以下に低下した
とすると、第３の段が１オフ」状態にされて再び周期的
動作段となる。第３の段が「オン」状態にされる前に温
度がＴｌ２　レベル以下に下ったとすると第２の段が１
オフ」状態されて周期的動作段となる。従来の装置にお
いては、各機械的冷却段は個々のメーク温度レベルと個
々のブレーク温度レベルにより制御される。増加する各
冷却段に対してブレーク「オフ」指令のための温度レベ
ルは前の段のブレークレベルより高い。同様に、メーク
「オン」温度レベルはより高い各冷却段ごとに次第に高
くなる。用途に応じて、メーク温度レベルとブレーク温
度レベルは重なり合わせることもできれば、全く別々に
することもできる。放出水温度を制御するために、先行
技術のメークレベルとブレークレベルは第４ｒＩＡＫ示
されているように典型的に構成される。第１の段のメー
クレベルとブレークレベルはそれぞれＴＭＩ、ＴＢＩで
ある。

同様に７Ｍ２．Ｔｌ２は第２の段に対するオン指令とオ
フ指令を決定し、７Ｍ３　とＴＢ３ｔ［３０段に対する
オン指令とオフ指令を決定し、７Ｍ４　　とＴｌ４　Ｆ
ｉ＠４の段に対するオン指令とオフ指令を決定する。し
九がって、温度がＴＭＩ　に達した時に第１の段＃ｉｒ
オン」状態にされ、温度が７Ｍ２に達した時に第２段は
１オン」状態にされる等である。温度がブレークレベル
以下に低下し死時にそれらの段は「オフ」状態にされ、
温度がＴＢ１以下の時は全ての段が「オフｊ状膣にされ
る。

先行技術のいくつかの特徴にょシ装置の性能が不安定に
なったり、不満足なものとなることがある。第１に、先
行技術では、第１の段だけが周期的動作をしている時Ｋ
Ｒ界ＴＢＩ　　とＴＭＩの間て温度を制御する。第２の
段が求められた時は、全ての段が「オン」状態にされ、
最後の段がＴｌ４と７Ｍ４０間で周期的動作をす石まで
は、温度はＴｌ２　と７Ｍ２の間、ＴＢＳ　とＴＭ３０
間で変化する。したがって、段の数が変ると温度制御の
範囲も変化する。第５図は、本発明に従って第３図に示
されている温度変化とともに種々の段が「オフＪ状態と
「オフｊ状諌を行う時の種々の段の変化を示すものであ
る。

動作の開始時には検出温度ＦｉＴＭ２　レベルより十分
に高いＡ点であると仮定する。したがって第５図に示さ
れている本発明にお諭ては、ｆＩＸｌの段け「オン」状
態になるが、「オン」状態となっている時間を最短時間
とする本発明の要求の丸めに、本発明でＬその最短時間
が経過するまでは付加段は「オン」状態にはならない。

最短時間が経過した稜のＢＡにおいては温度は依然とし
てＴＭ２レベル以上であるから、本発明においては嬉２
の冷却段＃′ｉ「オン」状態となる。ｉた、Ｃ点はＴＭ
２レベルより十分に高いから、本発明ｔ［３の冷却段を
「オ／」状態にし、７Ｍ２　　より依然として高い０点
で本発明は第４の冷却段をＦオン」状態にする。Ｅ点に
おいては、本発明ｔｌｉ４つの段の全てを「オン」状態
にする。その理由はｒオン」状態にできる第５の段がな
いからである。Ｆ点では温、） 度はＴＭ２レベル以下に低下するがそれでもＴＭＬレヘ
ルより高く、温度がＴＢＩ　　レベル以下になりていな
いから、「オフ」状態にされる段はない。

したがって第５図でｔｉ４つの全ての段は「オン」状態
の１壕である。また、Ｇ点においては温度はＴＭＩ　レ
ベル以下に低下しているが、本発明においては、温度は
ＴＲＩレベルに達していないから４つの段の全ては「オ
ン」状態の壕まである。Ｅ点においては、温度はＴＢｌ
　　レベル以下に下っているから纂４の冷却Ｒは「オフ
」状態にされる。

１点においては、温度はＴ８２レベル以下に低下してい
るから、第３の段が１オフ」状態にされて周期的動作段
となる。Ｋ点では、温度ｔｉＴＢ２　レベル以上に上昇
しているが、本発明においては周期的動作段がＥオン」
状態にされる前にＴＭルベル以上に上昇していなければ
ならないから、第６図において２つの段が「オン」状態
の１まである。Ｌ点では、ＴＢＩ　レベル以上に温度が
上昇しているが、温度はＴＭＩ　レベルに達していない
から２つの段が「オン」状態の１まである。Ｍ点では温
度はＴＭＩレベル以上に上昇しているから第３の段が「
オン」状態にされる。Ｎ点では、温度は７Ｍ２　レベル
以上であるから第４の段が「オン」状態にされる。本発
明では第４の段はいまは周期的動作段であるから、温度
がＴＢルベル以下に下る壕では第４の段は「オフ」状態
にされない。

０点では、温度はＢ２レベル以下に下っているが４つの
段の全てｉ［５図で「オン」状態のままとなっている。

Ｐ点では温度はＴＭＩ　レベル以下まで下っているが、
第５図に示されているように、４つの段の全ては「オン
」状態のままである。９点では、温度はＴＢＩ　　レベ
ル以下に下っている２＞−ら第４ＯＲは「オフ」状態に
される（第５図）。

第４の段は依然として周期的動作・段であり（８５図）
、温度がＴＭＩ　レベルまで上昇するまでは再び「オン
」状態にされることはない。Ｒ点では、温度はＴＢｌ　
　レベル以上に上昇しているから現在「オン」状態であ
る３つの段は「オン」状ｌｌｌを保つ（第５図）。８点
では、温度はＴＭルベル以上に再び上昇しているから第
４の段は再び「オス状態にされる。Ｔ点では、温度はＴ
ＭＩ　レベル以下に再び低下、しているから４つの段の
全てはＥオン」状態の１まである（第５図）。Ｕ点では
、温度はＴＢルベル以下に下っているから第４の段は「
オフ」状態にされる（第５図）。７点では、温度はＴＢ
ＩＢ２レベル以下び上昇するが、周期的動作段（第４段
）が本発明において「オン」状態にされる前にＴＭＩレ
ベル以上に上昇していなければならないから、３つの段
の全ては「オン」状態のままである。Ｗ点では、温度は
再びＴＢＩＢ２レベル以下り、本発明の３つの段は再び
「オン」状態を保つ。ＸＡでは、温度はＴＢＩ　レベル
とＴＭＩレベルをこえて急速に上昇し、第４の段は依然
として周期的動作段であるから第４の段は「オン」状態
にされる。Ｆ点では、温度Ｆ′ｉＴＭ２レベル以上に上
昇しており、４つの段しかなくてそれらの全ては以前に
「オン」状態されているからそれ以上なにも起らない。

２点では、温度は７Ｍ２　レベルとＴＭルベル以下に下
っており、周期的動作段が依然として第４の段であるか
らそれ以上はなにも起らない。ＡＡ点では、温度はＴＢ
Ｉレベルと　ＴＢ２レベル以下に下ってお９、温度がＴ
Ｂｌ　レベル以下に下っているという事実のために第４
の段Ｆｉｒオフ」状態にされる。ＢＢ点では、温ＲはＴ
Ｂ２以下であるから、前に［オン−１状態であった第３
の段はいまは「オフ」状態にされて周期的動作段となる
。ＣＣ点では、温度は依然としてＴＢ２以下で鮪２の段
Ｆｉｌ−オフー１状態にされて周期的動作段となる。Ｄ
Ｄ点では、温度Ｆｉ、ＴＭ１　レベル以上に急速に上昇
し、第２の段は再び１オン」状態にされて周期的動作段
のままとなる。ＥＥ点では、温度はＴＭｌ　レベル以上
のままであるから第５図ではそれ以上の動作は起らない
。ＦＦ点では、温度はＴＭ２レベル以上に上昇し、第５
図においては、第３の冷却段は１オン」状態となり周期
的動作段となる。００点では、温度はＴＭ２レベル以下
に下っているが、温度がＴＢＩレベル以下になるまでに
周期的動作段Ｆｉ「オフ」状態にならないから、それ以
上はなにも起らない。ＨＨ点では、ｉ１度はＴＭ２レベ
ル以上に上昇しているから、第４の段は「オン」状態に
されて周期的動作段になる（第５図）。ＪＪ点において
は、温度ｉｆ　ＴＭ２レベル以上の１まであるが、「オ
ン」状態にすべき段はそれ以上ないからそれ以上なにも
起らない。ＫＫ点においては、温度はＴＢ２以下に下っ
ているから、第４の段だけが「オフ」状態にされる。Ｌ
Ｌ点においては、温度はＴＢ２　以上に上昇しているが
、付加冷却が「オン」状態にされる前に温度をＴＭＩレ
ベルに上昇させなければならないから、第３の段は１オ
ン」状態の壕まである。ＭＭ点では、温度はＴＢ２　以
下に再び下り、しかも温度はＴＢＩ　レベル以下である
から第３の段は「オフ」状態にされる。ＮＮ点では、温
度はＴＢ２　より以上に再び上昇するが、付加冷却段を
行わせる前に温ｔをＴＭＩレベル以上に上昇させねばな
らないからそれ以上なにも起らない。００点では、温度
はＴＭ２レベル以上に上昇しており、かつＴＭＩレベル
以上に上昇しているから第３０段は１オン」状態にされ
る。ＰＰ点においては、温度はＴＭ２レベル以下に下っ
ているが、周期的動作が再び「オン」状態にされるまで
は温度ｔｉＴＢ１　レベル以下まで低下せねばならない
から、それ以上はなにも起らない。

本発明による温度制御は、先行技術における種々の冷却
段のターンオンとターンオフの数よりはるかに少いター
ンオンとターンオフを含むことが第３図、＃！４図、第
５図かられかる。またその他の温度制御も可能である。

以上説明した動作においては、第３図の温度カーブは第
１のサーモスタット３０により検出された温度であると
仮定した。実際には、センナ温度を制御温度として用い
ると困離が生ずることがある。たとえば、センサからの
温度を長時間にわたって一定値（たとえばＴＭＩ　レベ
ルのすぐ下）に僚友ねばならないとすると、本発明にお
いては全体の時間中はそれ以上の冷却段は「オン」状態
にされない。しかし、ある用途においては、Ｔ設定値が
ｊｌｌ！１のデッドバンドΔＴ１の中に留っていたとし
ても冷却段を「オン」状態にして温度をＴ設定レベルま
で低下させることが望ましいことがある。この問題を解
決するために第６図に示す回路を用いることができる。

この回路においては点１７０　に現われるＴセンサ温度
が点１７２に現われるＴｖｌ、定温度と比較され、新し
い温度信号Ｔセンサ６を作るように差をある時間にわた
って積分する。その新しい温度信号ＴセンチはＴセンサ
温度とＴ設定温度との差のある時間にわたって積分され
た値との和である。更に評しくいえば、Ｔセンサ温ｆＦ
ｉ線１７４から回路点１７Ｂ　　と線１７８を介して和
回路１１１０へ与えられる。回路点１７６におけるＴセ
ンサ値は線１８２を介して差回路−−４へも与えられる
。この差回路１８４　の他の入力端子へはＴ設定温度が
ｆｉ！１Ｈを介して与えられる。Ｔセンサ値とＴ設定値
の間の差は線１１１０に現われる値ｅｌであって、この
値ｅ１はリンツタ１８２へ与えられ、そのリミッタ１９
２で値ｅＩは値ｄ１　　となり、この値ｅ′１　は１１
９４　を介して積分＠１８６へ与えられる。この積分器
１９６の出力は積分値Ｉｔ’ｓ　　であって、この積分
値Ｆｉ線１１８から第２のりンツタ２００　へ与えられ
る。

このり建ツタ２０１ｍの出力は線２０２　を介して和回
路１８０の他の入力端子へ与えられる。リミッタ１１２
の目的は、検出される温度がＴ設定値に対して非常に大
きい始動手続中に生ずることがある非常に大きい差信号
を積分しないように、Ｔセンサ値とＴ設定値の差信号の
大きさを制限することである。したがって、リミッタ１
９２は６１の値を、たとえば７Ｍ２　　とＴ設定値の差
としてよシ有用な大きさに制限する。したがって、サイ
クルの開始時に温度が非常に高いものとすると、＠１は
大きいこともあるが、ｅ’ｌＦｉより小さい値に制限さ
れる。この値は積分器１９６により積分されて、時間と
と４に絶えず増大する信号Ｉｅ’＋　　を生ずる。リミ
ッタ２００の目的は、たとえばＴセンサからの検出温度
をかなり長い時間にわたって７Ｍ２　レベルのすぐ下の
レベルに保とうとする場合に起ることがある、Ｉｅ’ｓ
　　が大きくなりすぎることを阻止することである。そ
の場合にはＩｅ’ｓの値は７Ｍ２レベルの値よ４り大き
くなることがあり、その後で温度がＴ設定値またはそれ
以下に低下するものとすると、積分器の出力は、必要と
しない時にも、付加冷却サイクルを要求するほど十分に
大きくなる。りンツタ２００　ＩＩｉ、その後でＴ設定
値またはそれ以下に低下した時に周期的動作段が希望通
りに「オン」状態を保つように、７Ｍ２より低いある妥
轟な量を得ることができる。積分されて制限された出力
は線２０２を介して和回路１１１０　に与えられ、その
和回路１８０に＠ＩＴＢを介して与えられるＴセンサ値
に加え合わされる。

その結果は線２０４に現われるＴセンサ′信号である。

この信号は種々の段の１′オン」サイクルと１−オフ」
サイクルを制御するために装置によシ使用される。した
がって、第３図において、カーブ１５Ｇ　の温度は実際
には本発明におけるＴセンサ′信号である。

次に、１ｇ３図乃至第５図を参照して説明した種々の段
のＥオン」機能と「オフ」機能を行うために、第２図の
マイクロプロセッサ６０をプログラムするために用いら
れる流れ図が示されて込る。

第２Ｈにおいて、この流れ図は指令ブロック３００から
始まる。指令ブロック３０Ｑからスタート信号を受けた
装置は、それに与えられた種々の信号を読取る（ブロッ
ク３０２）。それらの入力Ｆｉ、Ｔ設定温度、絞り範凹
温度、およびＴセンサ温度すなわちサーモスタットによ
り検出された温度である。

入力を読取ってから、装置は、第３図に示されているレ
ベルＴＭ１．ＴＭ２．ＴＢＩ、ＴＢ２　　を定めるよう
に、手続ブロック３０４　に示されているようにメーク
レベルとブレークレベルを計算する。それからマイクロ
プロセッサが修正されたセンサ温度を計算し、そのＴセ
ンサ温度からＴセンサ値を決定する（ブロック３０６）
。　それから、マイクロプロセッサは最後のスイッチ事
象からの時間を更新し、または最後に周期的動作段が「
オフ」または「オン」にされ、または付加段が加え合わ
されもしくは差し引かれた時からの時間を決定する（ブ
ロック３０８）。

次に装置は、Ｔセンサ′が第１のメークレベルより上か
どうかについて質問する（判定ブロック３１０）。この
質問に対する回答が否定の時は装置は第７図で左へ分岐
し、Ｔセンサ値が第１のブレークレベルＴＢＩ　　より
下の値かどうかについての質問が行われる（ブロック３
１２）。オた、これに対する回答が否定であれば装置ば
戻りブロックｓ１４へ分岐する。仁の場合には温度はレ
ベルＴＢＩ　　とＴＭＩの間であり、動作は求められず
、手ＪＩ社指令ブロック３００で再び開始される。

Ｔセンサルレベルが第１のメークレベルより上の場合Ｋ
Ｆｉ、判定ブロック３１０　からの回答は肯定であり、
その場合にはマイクロプロセッサは温度センナの変化率
を式Ｒ＝　ｄ　ＣＴｓｅｎｓｏｒ）／ｄ　ｔを計算する
（ブロック３１６）。　この計算の後でマイクロプロセ
ッサは温度は十分高速で低下しているか、という質問を
行う（ブロック３１８）。温度上昇速度または温度下降
速度がある所定値以下の時には、スイッチの操作を阻止
するようにマイクロプロセッサはセットされる。判定ブ
ロック３１８における回答が肯定であって、温度が既に
十分急速に降下しており、冷却量を増大するためＫそれ
以上の動作をとる必要がないことを示すとすると、装置
は戻りブロック３２０へ戻る。そして手ｍｕ指令ブロッ
ク３００において再び開始される。温度が自然に十分速
く低下せず、別に冷却段を必要とする場合には、判定ブ
ロック３１８における回答は否定であり、次の判定ブロ
ック３２２へ進む。この判定ブロックでは周期的動作段
が行われているか（ＩＳＷ＝１）否かについての判定が
行われる。このステップでは、周期的動作段が現在勤作
しているか、いいか見れば第２図の周期的動作段スイッ
チ１１０，１１２，１１４，１１６が閉じられているか
否かの判定が行われる。このステップが必要である理由
は、周期的動作段が「オン」状ｎＫなっていないとする
と、七の動作段をターンオンせねばならないが、既に「
オン」状態になっておれば装置は付加冷却段をターンオ
ンするか否かを考えねばならないからである。したがっ
て回答が肯定であれば、装置は第７図の右側の一連の判
定ブロックへ進む。また回答すなわち判定が否定であれ
ば、装置は次の判定ブロック３２４へ進む。このブロッ
クでは、最短「オフ」時間が過ぎたか否かの判定が行わ
れる。前記したように、種々の段の「オン」と「オフ」
の迅速な周期動作を制限したいことがあり、し九がって
本発明においては、最後のスイッチ動作が行われてから
所定のある最短時間が経過する壕で待って、ある段をＥ
オン」またＦｉｒオフ」の状態にするか否かを決定する
ことが望ましい。マイクロプロセッサは所定の最短Ｕオ
ン」時間および「オフ−１時間でプログラムされ、この
機能を実行するためにタイマを利用する。この場合には
、周期的動作段はオフ状態にされているから、ブロック
３２４ではその段を再び動作できるようにするためにそ
の段が十分に長くオフ状態になっていたかどうかを決定
し丸い。この質問に対する回答が否定であれば装置は指
令ブロック「戻す」へ進む。この場合にはプ目セスは再
びスタートさせられる。一方、ｌ！に短時間が経過して
おれば、装置はブロック３２８へ進む。

このブロックでは装置が周期的動作段′ｔ−「オン」状
態にする、すなわち、ｌ５Ｗ＝１　　にする。これが起
きてから装置はブロック３３０へ進む。スイッチング動
作が行われているから、こむではタイマは零リセットさ
れ、その後で装置は処理ブロック３３２で動作している
（冷却）Ｒの数を更新する。このブロックでは現在勤作
している枳の数を式Ｎ＝ＮＳＣ＋　工８Ｗ−１から決定
する。ここにＮ５Ｃｉｊ現在周期的動作を行っている段
の数、ＩＳＷは周期的動作段が「オン」ｔたは「オフ」
のいずれの状態にあるかを示し、１は「オン」、０は「
オフ」である。この場合には、＠１の段が周期的動作段
であって、以前からずっと「オフ」状態であつ友が、処
理ブロック３２８　のためにい１扛「オン」状態である
とすると、ＮＳＣＦｉｌに等しく、ｌ５ＷＩ／ｉＩに等
しく、周期的動作をしている段の数は１＋１−１＝１と
なる。第２図のマイクロプロ噸ツサ６０が、第１のスイ
ッチ１１０を閉じてチラ一段１２０内の１つの段が冷却
モードで動作することを指令するのは、処理のこの段階
においてである。処理ブロック３２３はそれ自身ではス
イッチをターンオンせず、ＩＳＷを１にセットすること
を指令するだけである。第７図において処理ブロックに
より段の数が更新された後で、装置は指令ブロック３３
４　「戻り」へ進む。

このブロックは装置をスタートブロック３００　ヘ戻ら
せる。

ここで判定ブロック３２２へ戻る。このプルツタでは周
期的動作段が「オンＪ状１１にあるか否がｔ−判定する
。その判定結果が肯定だとすると、装置は判定ブロック
３４０へ進む。こｏｙａッ／−ｔ’は、Ｔ−に：／ｆ’
が１Ｉｉ２のメークレベルＴＭ２　より高いか否かＫつ
いての判定が行われる。この時点では、周期的動作段は
既に「オン」状態となっているから、付加段を付加すべ
きか否かを装置は決定せねばならない。第３〜５ｇを参
照して説明しえように、温度がＴＭ２レベル以上に上昇
していなければ次の段は付加されず、したがって、この
ブーツクにおける判定の結果が否定だとすると、装置は
指令ブロック１４２「戻９」へ進み、コノ装置は再びス
タートする。しかし、温度がＴＭ２レベル以上であると
すると、装置は判定プ霧ツク３４４　へ進む。仁０プａ
ツクでは「最短オン時間が経過し九か否かＪＫついて０
４Ｉｌｌ定が行われる。

そ０４１定が否定であれば、會オれる周期的動作の量を
制限する九めＫそれ以上動作を行ゎなりことが望ましい
。したがって、判定が否定の時は装置はブロック３４６
「戻シ」へ進み、装置は再びスタートする。一方、判定
が肯定的であれば装置は判定ブロック３４８へ進む。こ
のブロックでは、いま周期的動作をしている段が最後の
段か否かＫついての判定が行われる。この判定が必要な
理由は、装置は有限な冷却段を有しており、最後の段が
周期的動作段だとすると、それ以上の段をターンオンで
きないからそれ以上の動作を行わせられないからである
。したがって、この判定の結果が肯定であるとすると、
装置Ｉｋは指令ブロック３５０「戻り」へ進んで再びス
タートする。一方、判定結果が否定であると装置は処理
ブロック３５２へ進む。このブロックでは冷却段の数を
１つだけ増加することを装置に指示する。し九がって、
第１の段が周期的動作をしている段であって既Ｋ「オン
」状態圧されているものとすると、判定ブロック３５２
は第２の段を周期的動作段にし、値ＮＳＣは２となる。

それから装置は再び処理ブロック３３０へ進み、付加ス
イッチング動作が行われている九めにタイマが零リセッ
トされるようにする。

その後で装置は処理ブロック３３２へ進んで弐ＮＳＣ＋
　ｌ５Ｗ−１を解いて「オン］状態となっている段の数
を決定する。いまの例では、ＮＳＣ＝２、ｌ５Ｗ＝１　
　であるから上の式の結果は２となるから、第２図のマ
イク四プロ竜ツサは、チラー９１２０　内の２つの冷却
段が「オン」状態テ動作するようにスイッチ１１０，１
１２が「オン」状態にされる。その後で、装置は指令ブ
ロック３３４「戻り」へ再び進んで装置は再びスタート
する。

次に、１８７図の上１ＩＩｌｌ１分にある判定ブロック
３１２を参照する。Ｔセンサルレベルが第１０メークレ
ベルより高くないことが判定ブロック１１０で判定され
虎後で、第１のメークレベルよｌ’七ンナ１が低いこと
が見出され九とすると、周期的動作段をターンオフする
こと、および既に「オフ」状態になっておれば、次に低
い段をターンオフすることが可能である。し九がって、
この判定の結果が肯定であれば装置は処理ブロック３６
ｏへ進み、ξのブロックにおいて処理ブロック３１６と
同様Ｋ１１ｔ変化速度を決定する。その後で、判定ブロ
ック３＠２において「温度上昇は十分に速いか否か」に
ついての判定が行われる。この場合に温度が許容できる
と考えられる速さで既に上昇していればどの段もターン
オフする必要はないから、その場合には装置は指令ブロ
ック３６４「戻ｐ」へ進み、再びスタートする。一方、
判定結果が否定であれば、装置は判定ブロック３６６へ
進んで１周期的動作段はオフ状態か否か」の判定を行う
。

この判定が必要な理由は、周期的動作段がいｔ「オフ」
状態だとすると、第３図乃至第５図を参照して説−した
ように１温度がＴＢ２　レベル以下になっていなければ
それ以上の動作を行わせる必要がないからである。した
がって、判定結果が肯定であれば装置は第７図の左側の
一連の判定ブロックへ進む。一方、周期的動作段が現在
「オン」状態であればそれをターンオフすることが望ｔ
Ｌ、＜、したがってこの判定結果が否定であれば装置は
判定ブロック３６８　へ進む。この判定ブロックでは［
最短オン時間が経過したか否か」についての判定が行わ
れる。ここで、「オン」と「オフ」の周期的動作が非常
に多く行われることを避けるために、既にｒオン」状態
になっている段を「オフ」状態にすることができるよう
にする前に、最短の時間が！イクロプｐセッサにおいて
セットされる。

したがって、この判定の結果が否定であれば装置は指令
ブロック３７０「戻り」へ進んで再びスタートする。一
方、この最短時間が経過したとすると、この判定結果は
肯定であるから装置は旭理ブロックス３７２へ進む。こ
の処理ブロックでは周期的動作段をターンオフすること
、すなわち、ｌ８Ｗｔ−零に勢しくすることが行われる
。こうしても実際には周期的動作段がこの点でターンオ
フさせられるもので社なく、単に、全ての条件にかなっ
ているから周期的動作段を「オフ」状態にすべきである
ことを装置に知らせるだけである。

ｌ８Ｗが零にセットされてから装置は処理ブロック３１
０へ進む。このブロックでは、スイッチング動作が起き
ているからタイマは再び零にセットされ、それから装置
は処理ブロック３３２へ進む。

このブロックでは指令に応じて式ＮＳＣ＋ｌ５Ｗ−１が
解かれて、周期的動作段を実際にターンオフする。いま
の場合には、周期的動作段が２であるとすると、ＩＳＷ
が零にセットされれば式は２十〇−１＝１　　となり、
チラ一段１２０が「オン」状態で動作する１つの段を有
するように、第２図の（ロ）路中のただ１個のスイッチ
すなわちスイッチ１１０　を閉じることをｉイクロプロ
セッサは指令する。

ここで、判定ブロック３６６の判定結果が肯定であると
すると、装置は判定ブロック３８０へ進む。このブロッ
クではＴセンサ１が第２のブレークレベルＴＢ２　より
低いか否かの判定が行われる。

ここで、周期的動作段が「オフ」状態になっているもの
とすると、第３．４．５図を参照して説明したように、
１度がＴＢ２　レベル以下に下った時だけ次に低い段を
ターンオフすることが望ましい。

したがって、判定結果が否定であれば、装置は指令ブロ
ック３８２「戻り」へ１み、再びスタートする。一方、
判定結果が肯定で温度がＴＢ２レベル以下の時は装置Ｆ
ｉ判定ブロック３０　へ進む。

このブロックにおいては「最短オン時間が経過したか否
か」の判定が再び行われる。この判定事項は、判定ブロ
ック３６８の目的が、装置が固有の遅れをとシ戻すこと
ができるようにするために十分な時間が経過したか否か
を決定することである点が、判定ボックス３６８で行わ
れる判定事項に類似する。し喪がって、Ｕオフｊ状ＩＩ
ｌまたは「オンＪ状態である任意の段が遅れをとシ戻す
ことができるようにするための最短時間が設定される６
最短「オン」時間が経過していなければ、装置は固有の
遅れをとり戻すのに十分な時間を持っていなかったこと
になり、温度を適切な領域へ希望通り戻すために別の段
をターンオフする必畏はない。

したがって、この判定結果が否定であれば、装置は指令
プ覧ツク３８０「戻り」へ進んでスタートする。一方、
最短ｒオン」時間が経過して装置が遅れをとり戻す機会
を有していたとすると、判定結果は肯定であって装置は
判定ブロック３８８へ進む。このブロックでは［現在周
期動作している段が最初の段であるか否か」についての
判定が行われる。第７図の右側にある判定ブロック３４
８のように、その周期動作している段が最初の段で現在
は「オフＪ状態であるとすると、他のどの段も更にター
ンオフできず、これ＃′ｉ装置が動作できる限界である
。し九がって、この判定の結果が肯定であれば装置は指
令ブロック３９０「戻シＪへ進んでスタートする。一方
、周期動作をしている段が最初の段でなくて判定結果が
否定であれば、装置は処理ブロック３９２へ進む。この
ブロックでは周期的動作段の数を１だけ減少させること
を指示する。したがって、周期的動作段が２誉の段であ
ったとすると、処理ブロック３９２は周期的動作段を変
える、すなわち、Ｎ５Ｃ１−１にする。

その後で、装置は処理ブロック３３０へ進み、そこでタ
イマが再び零にセットされる。その理由はスイッチング
動作が行われたからである。そのブロックの後で装置は
処理ブロック３３２へ進ム。

このブロックでは式ＮＳＣ＋ｒＳＷ−１が解かれる。

この場合には、ＮＳＣが１でＩＳＷが０であるから、そ
の式ｔｉｌ＋０−１＝Ｏとなる。この場合には第２図の
！イクロプロセッサ６ｏが、現在１オンＪ状態のチラ一
段がないように、全てのスイッチ１１０〜１１６　をタ
ーンオフすることを指令する。その後で、装置は指令ブ
ロック３３４「戻り」へ再び戻って再びスタートする。

以上説明したように、二重のデッドバンドを利用する本
発明によシ、加熱装置または冷却装置のような条件制御
装置を、種々の段を不必要にターンオフおよびターンオ
ンすることなしに、動作させて装置を保護するとともに
、温度を希望のＴ設定点近くに保つことができることが
わかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチラー装置の一般化したプ四ツク図、第２図は
チラー装置用の制御装置のブロック図、第３図は本発明
の装置で用いられる温度変化の一例とデッドバンドを示
すグラフ、第４図は従来の制御装置の設定点とデッドバ
ンドを示すグラフ、第５図は本発明のチラーのオン段階
とオフ段階を示し、第６図は検出した実際の温度を本発
明の装置で用いられる温度に変換する回路図、第７図は
本発明に用いる流れ図である。 ４０・・Φ・マルチプレクサ、６０・・φ・マイクロプ
ロセッサ、６２・・・・電源、７２・・・・Ａ／Ｄ変換
器、７８・・・・ｔＭ要クリミツト１１０．１１２，１
１４，１１６　−＠＠・　スイッチ、１７４　・・・・
センサ、１８４　・・・Φ　和回路、１９２．２００　
　・・・・リミッタ、１９６　・・串・積分器。 特許出願人　　ハネウェル舎インコーボレーテツド復代
理人　山川政樹（ほか１名） 図１１１１の（、゛・１°ｔ７ｒ１．、古に変更なし）
ＦＩＧ、１ １、事件の表示 昭和ツ■年特　　許願第ｒｏｓ；ｚ＊ｑ号２、発ヰの名
称 キ釦救の廓イ＋中１徹ｆ茅Ｆと倫１シく乍ト中１伽Ｈ町
置３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名称（氏名）へネシニ１し・インコーホ０レーテ゛／ド
５、Ｗの日付　　昭和５’７年　９　月ど８日−こ 乙補正の対象 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の場所における条件を所定の値に近く維持す
   るように、第１の状態から第２の状態へ変化して十の条
   件を変えるようにそれぞれ動作する複数の条件制御器を
   含む条件制御装置において、前記所定の場所に位置させ
   られる条件センサを含み、この条件セ／すにより検出さ
   れた条件の変化とともに変化する第１の信号を発生する
   ように動作する条件応答器と、 この条件応答器に接続されてｊｇｌの信号を受け、制御
   信号を発生するように動作する制御器と、この制御器を
   複数の条件制御器に接続してその条件制御器に制御信号
   を与える要素と、を備え、制御信号は、条件センナによ
   り検出された条件が第１の所定量より所定の値以上に大
   きい時に第１の特徴を有し、条件センナにより検出され
   た条件が第２の所定量より所定の値以上に太きい時に第
   ２の特徴を有し、条件センサにより検出され九条件が第
   ３の所定量より所定値以下だけ小さい時に第３の特徴を
   有し、条件センサにより検出された条件が＃Ｉ４の所定
   量よ＃）所定値以下だけ小さい時に第４の％像含有し、 第１の条件制御器は、第１の特徴の制御信号を受は良時
   に第１の状態から第２の状態へ変えられ、かつ、他の条
   件制御器が第２の状態になっていない時にのみ第３の％
   徴の制御信号により第２の状態から第１の状態へ変えら
   れ、第２の条件制御器は、第２の％徴の制御信号を受け
   た時に、第１の条件制御器が第２の状態にある時のみ、
   第１の状態から第２の状態へ変えられ、その後で、第２
   の条件制御器は、第１の条件制御器が第２の状態に留っ
   ている限りは、Ｍ３の！徴の出力信号を受けた時に第１
   の状態から第２の状態へ変えられ、第１のＩｆＩｇｌｌ
   の出力信号を受けた時に第２の状態から第１の状態へ変
   えられることを％徴とする複数の条件制御器゛を含む条
   件制御装置。
2. （２）信号を受けた時に条件の値を変えるように第１の
   状態から第２の状態へ変るように動作する第１とｗＪ２
   の条件制御器および条件の値を示す出力を有する検出器
   とともに使用する装置であって、出力を受けるために検
   出器に接続し、条件の変化とともに大きさが変化する条
   件信号を発生するように動作する要素と、 条件を希望値近くに維持するために出力信号が変ること
   を許される範囲を示す耐１と第２の基準値を定める要素
   と、 ｊ１！１０基準値よυ大きいＭ３の基準値と＃Ｉ２の基
   準値より小さい第４の基準値を定める要素と、条件信号
   を館１　、ｇ２　、紺３　、鯖４０基準値と比較して、
   その条件信号が露１の基準値より大きい時に第１の出力
   信号を発生し、条件信号が第２の基準値より／トさい時
   に嬉２の出力信号を発生し、条件信号が第３の基準値よ
   り大きい時に第３の出力信号を発生し、条件信号が鎖４
   の基準値よシ小さい時に第４の出力信号ｆ発生する比較
   器と、第１の条件制御器が第１の状態にある限りは第２
   の条件制御器は第１の状態にあり、第１の条件制御器は
   第１の出力信号を受けた時に第１の状態から第２の状態
   へ変えられ、かつ第１の出力信号を受けた時に第２の状
   態から第１の状態へ変えられ、更に、第１の条件制御４
   第２の状態にある限りは、薦２の条件制御器は、第２の
   出方信号を受けた時に第１の状態から第２の状態へ変え
   られ、七の後で第２の出力信号を受けた時に諮２の状態
   から１８１の状態へ変えられ、第１の出力信号を受は死
   時に第１の状態から第２の状態へ変えられるように、比
   ＩＩＲ器を第１とｊ８２の条件制御器に接続する９！素
   と を備えることを特徴とする第１と第２の条件制御器およ
   び検出器とともに用いる装置。