(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ資源を利用し、空調が施された施設における空調状態の変化をシミュレーションする空調シミュレーターにおいて、
前記施設が、扉を有する室と、前記室に連結されて室内に空気を運ぶ給気ダクトと、前記室に連結されて室外に空気を運ぶ排気ダクトと、前記給気ダクトを利用して前記室に空気を給気する給気ファンと、前記排気ダクトを利用して前記室から空気を排気する排気ファンと、前記給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置された空調用制御機器とを含み、
前記空調シミュレーターが、前記シミュレーションの対象となる施設を模型化し、模型化した施設における前記給排気ダクトのダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、模型化した施設における前記室の空気漏出データとして室の空気漏出面積（Ａ）を採用するとともに、模型化した施設における前記給排気ファンの機器特性データとして給排気ファンの静圧（Ｐｆ）を採用し、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２（ΔＰはダクト摩擦抵抗（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ３）、ｖは風速（ｍ／ｓ））、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ（ｄＰｒｉ，ｊは隣接する室ｉと室ｊとの圧力差：Ｐｒｉ−Ｐｒｊ（Ｐａ）、ζは係数（１）、Ｑleakは室間の漏れ空気量＝給気風量−排気風量、Ａは室間の空気流通面積、ｎは定数（１．３））、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆ（ｄＰopenはダクトの入口と出口との圧力差：Ｐｒ−Ｐｏ（Ｐａ）、Ｐｏは基準となる圧力）の３つの式を満たすとともに、時間的に変化する前記扉の開度データによって影響を受ける室の前記空気流通面積（Ａ）の時間的な変化に対応させて、それら式のΔＰとｖとＰｒとのうちのある値が時間的に変化した場合の前記ΔＰと前記ｖと前記Ｐｒとのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることを特徴とする空調シミュレーター。
【請求項２】
前記空調用制御機器が、前記給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置されてダクトを通る空気量を一定に保持する定風量ユニットと、前記給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置されてダクトを通る空気量を調節可能な圧力制御ダンパとを含み、前記ダクト経路データが、前記給排気ダクトの空気通過性能を決定するダクト部材データと、前記空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第１特性データと、前記圧力制御ダンパの性能を決定するダンパ第１特性データとを含む請求項１に記載の空調シミュレーター。
【請求項３】
前記空調用制御機器が、前記給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置された風量調整ダンパを含み、前記ダクト経路データが、前記風量調整ダンパの性能を決定するダンパ第２特性データを含む請求項２に記載の空調シミュレーター。
【請求項４】
前記ダクト経路データが、前記給排気ファンの回転数をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第２特性データを含む請求項２または請求項３に記載の空調シミュレーター。
【請求項５】
前記空調シミュレーターが、前記３つの式のうちの時間的な変化があらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データに対応させて、それら式のうちの前記ΔＰと前記ｖと前記Ｐｒとの時間的な変化をシミュレーションする請求項１ないし請求項４いずれかに記載の空調シミュレーター。
【請求項６】
前記経時変化データが、時間的に変化する前記空調用制御機器の目標値データを含み、前記空調シミュレーターが、前記空調用制御機器の目標値データによって影響を受けるダクト抵抗係数（Ｋ）の時間的な変化に対応させて、前記ΔＰと前記ｖと前記Ｐｒとの時間的な変化をシミュレーションする請求項５に記載の空調シミュレーター。
【請求項７】
前記経時変化データが、時間的に変化する前記給排気ファンの回転数データを含み、前記空調シミュレーターが、前記給排気ファンの回転数データによって影響を受ける給排気ファンの静圧（Ｐｆ）の時間的な変化に対応させて、前記ΔＰと前記ｖと前記Ｐｒとの時間的な変化をシミュレーションする請求項５または請求項６に記載の空調シミュレーター。
【請求項８】
前記経時変化データが、時間的に変化する前記室外の空気圧データを含み、前記空調シミュレーターが、前記室外の空気圧データによって影響を受けるダクトの入口と出口との圧力差（ｄＰopen）の時間的な変化に対応させて、前記ΔＰと前記ｖと前記Ｐｒとの時間的な変化をシミュレーションする請求項５ないし請求項７いずれかに記載の空調シミュレーター。
【請求項９】
前記空調シミュレーターが、シミュレーションの対象となる値の時間的な変化をグラフで表示する請求項１ないし請求項８いずれかに記載の空調シミュレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ資源を利用し、空調が施された空調施設における経時的な空調状態の変化をシミュレーションする空調シミュレーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
指示・操作を入力するための入力部と、シミュレーション対象の空調システムを構成するためのコンポーネントを格納したコンポーネント格納部と、入力部から入力された指示によってコンポーネント格納部から所望のコンポーネントを取り出すコンポーネント取り出し部と、コンポーネント取り出し部によって取り出されたコンポーネントを入力部から入力された指示の位置に配置された状態で格納するコンポーネント配置メモリと、入力部から入力された指示により、コンポーネント配置メモリへのコンポーネントの配置とその状態の変更を行うコンポーネント配置編集部と、入力部から入力された指示により、コンポーネント配置メモリに配置されたコンポーネント間を接続するコンポーネント接続部と、コンポーネント格納部に格納されている各コンポーネントに対応するブロック情報を格納したコンポーネントブロック情報格納部と、コンポーネントブロック情報格納部の情報に基づき、入力部から入力された指示によって行うコンポーネント配置メモリに配置されて接続された各コンポーネントのブロック化を行うブロック階層化部と、コンポーネント配置メモリに格納され、コンポーネントが配置接続されてブロック化されたシミュレーション対象の空調設備の状態をシミュレーターに用いることが可能なデータとするシミュレーションデータ生成部と、コンポーネントが配置接続されてブロック化された状態を表示する表示部と、表示部の表示を制御する表示制御部とを有する空調シミュレーション支援システムがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この空調シミュレーション支援システムは、空調が施されたシミュレーション対象のコンポーネントの空調シミュレーションをする際において、シミュレーション対象のデータをこのシミュレーターで扱える形式に表示する場合、シミュレーション対象を形成するコンポーネントのブロック化や階層化をそれらの関係を熟知していなくても間違えることなく行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６１７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記公報に開示の空調シミュレーション支援システムは、シミュレーション対象のコンポーネントの模型化やその修正作業をコンポーネントの関係を熟知していなくても行うことができる。しかし、模型化したシミュレーション対象のコンポーネントにおいて、空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のそのデータの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることはできず、シミュレーション対象のコンポーネントの空調設計が正しいか、空調設計の改良の必要があるか、空調設計の改変が必要か等の空調設計の妥当性を判断をすることができない。
【０００６】
なお、管路網解析法を利用するシミュレーション手法が存在するが、従来の管路網解析法によるシミュレーション手法では、ダクト系内または配管系内の圧力変化の計算や室間の熱的動特性の計算は行われるが、クリーンルームやバイオハザード室のように気密性が高くわずかな室圧変動が問題となる室を含めた計算はなされてはいない。
【０００７】
本発明の目的は、空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のそのデータの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることができ、空調が施された施設におけるその空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる空調シミュレーターを提供することにある。特にクリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い室における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる空調シミュレーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の前提は、コンピュータ資源を利用し、空調が施された施設における空調状態の変化をシミュレーションする空調シミュレーターである。
【０００９】
施設が、扉を有する室と、室に連結されて室内に空気を運ぶ給気ダクトと、室に連結されて室外に空気を運ぶ排気ダクトと、給気ダクトを利用して室に空気を給気する給気ファンと、排気ダクトを利用して室から空気を排気する排気ファンと、給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置された空調用制御機器とを含み、空調シミュレーターが、シミュレーションの対象となる施設を模型化し、模型化した施設における給排気ダクトのダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、模型化した施設における室の空気漏出データとして室の空気漏出面積（Ａ）を採用するとともに、模型化した施設における給排気ファンの機器特性データとして給排気ファンの静圧（Ｐｆ）を採用し、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２（ΔＰはダクト摩擦抵抗（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ３）、ｖは風速（ｍ／ｓ））、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ（ｄＰｒｉ，ｊは隣接する室ｉと室ｊとの圧力差：Ｐｒｉ−Ｐｒｊ（Ｐａ）、ζは係数（１）、Ｑleakは室間の漏れ空気量＝給気風量−排気風量、Ａは室間の空気流通面積、ｎは定数（１．３））、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆ（ｄＰopenはダクトの入口と出口との圧力差：Ｐｒ−Ｐｏ（Ｐａ）、Ｐｏは基準となる圧力）の３つの式を満たすとともに、時間的に変化する扉の開度データによって影響を受ける室の空気流通面積（Ａ）の時間的な変化に対応させて、それら式のΔＰとｖとＰｒとのうちのある値が時間的に変化した場合のΔＰとｖとＰｒとのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることにある。
【００１０】
本発明の一例としては、空調用制御機器が、給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置されてダクトを通る空気量を一定に保持する定風量ユニットと、給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置されてダクトを通る空気量を調節可能な圧力制御ダンパとを含み、ダクト経路データが、給排気ダクトの空気通過性能を決定するダクト部材データと、空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第１特性データと、圧力制御ダンパの性能を決定するダンパ第１特性データとを含む。
【００１１】
本発明の他の一例としては、空調用制御機器が給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置された風量調整ダンパを含み、ダクト経路データが風量調整ダンパの性能を決定するダンパ第２特性データを含む。
【００１２】
本発明の他の一例としては、ダクト経路データが給排気ファンの回転数をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第２特性データを含む。
【００１３】
本発明の他の一例としては、空調シミュレーターが３つの式のうちの時間的な変化があらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データに対応させてそれら式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする。
【００１４】
本発明の他の一例としては、経時変化データが時間的に変化する空調用制御機器の目標値データを含み、空調シミュレーターが空調用制御機器の目標値データによって影響を受けるダクト抵抗係数（Ｋ）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする。
【００１５】
本発明の他の一例としては、経時変化データが時間的に変化する給排気ファンの回転数データを含み、空調シミュレーターが給排気ファンの回転数データによって影響を受ける給排気ファンの静圧（Ｐｆ）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする。
【００１６】
本発明の他の一例としては、経時変化データが時間的に変化する室外の空気圧データを含み、空調シミュレーターが室外の空気圧データによって影響を受けるダクトの入口と出口との圧力差（ｄＰopen）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする。
【００１７】
本発明の他の一例としては、空調シミュレーターがシミュレーションの対象となる値の時間的な変化をグラフで表示する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る空調シミュレーターによれば、シミュレーションの対象となる施設を模型化し、模型化した施設における給排気ダクトのダクト経路データと室の空気漏出データと給排気ファンの機器特性データとに基づいて、それらデータのうちのある値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションするから、模型化した施設において空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のそのデータの他の値の時間的な変化を把握することができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定が正しいか、空調設計や制御動作設定の改良の必要があるか、空調設計や制御動作設定の変更が必要か等の模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。空調シミュレーターは、模型化した施設における空調設計や制御動作設定を改良または変更した場合、あらたにその施設において空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のそのデータの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることで、空調設計や制御動作設定を改良または変更した施設におけるその空調設計や制御動作設定の妥当性を何度でも判断することができ、模型化した施設において最良な空調状態を構築することができる。空調シミュレーターは、特にクリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い室において各データのうちのある値が時間的に変化した場合の各データのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることができ、きわめて気密性が高い室における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。
【００１９】
空調シミュレーターは、給排気ダクトのダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、室の空気漏出データとして室の空気漏出面積（Ａ）を採用するとともに、給排気ファンの機器特性データとして給排気ファンの静圧（Ｐｆ）を採用し、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２（ΔＰはダクト摩擦抵抗（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ３）、ｖは風速（ｍ／ｓ））、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ（ｄＰｒｉ，ｊは隣接する室ｉと室ｊとの圧力差：Ｐｒｉ−Ｐｒｊ（Ｐａ）、ζは係数（１）、Ｑleakは室間の漏れ空気量＝給気風量−排気風量、Ａは室間の空気流通面積、ｎは定数（１．３））、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆ（ｄＰopenはダクトの入口と出口との圧力差：Ｐｒ−Ｐｏ（Ｐａ）、Ｐｏは基準となる圧力）の３つの式を満たすように、それら式のうちのある値が時間的に変化した場合のそれら式のうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションするから、空調に影響するデータの値の時間的な変化のシミュレーションがそれら式の条件から外れた場合、そのシミュレーションが正確性を欠くものと判断することができる。空調シミュレーターは、それら式の条件を満たすように、空調に影響するデータの値の時間的な変化をシミュレーションすることで、そのデータの値の時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２０】
空調シミュレーターにおいて前記３つの式（式１，式２，式３）のうちのシミュレーションの対象となる値がΔＰとｖとＰｒとである場合では、ダクト摩擦抵抗であるΔＰをシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設におけるダクト摩擦抵抗の時間的な変化を確認することができ、給排気ファンの能力やダクトの経路が適当か、給排気ファンの能力やダクトの経路の改良または給排気ファンの能力やダクトの経路の変更が必要か等を判断することができるのみならず、ダクトに連接された空調用制御機器の制御動作が適当か、空調用制御機器の制御動作の変更が必要か等を判断することができる。空調シミュレーターは、風速であるｖをシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設における風速の時間的な変化を確認することができ、空調用制御機器の目標値や出力等が適当か、空調用制御機器の目標値や出力等の変更が必要か等を判断することができる。空調シミュレーターは、圧力差であるＰｒをシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設における圧力の時間的な変化を確認することができ、室圧の目標値やダンパの旋回羽根の開度等が適当か、空調用制御機器の目標値や出力等が適当か、室圧の目標値やダンパの旋回羽根の開度等の変更が必要か、空調用制御機器の目標値や出力等の変更が必要か等を判断することができる。
【００２１】
空調シミュレーターにおいて前記３つの式（式１，式２，式３）のうちの時間的な変化があらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データに対応させて、それら式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする場合では、あらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２２】
空調シミュレーターにおいて経時変化データが時間的に変化する扉の開度データを含み、開度データによって影響を受ける室間の空気流通面積（Ａ）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする場合では、時間的な変化があらかじめ確定している扉の開度データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、扉の開度データによって影響を受ける室間の空気流通面積（Ａ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している扉の開度データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２３】
空調用制御機器として、ダクトを通る空気量を一定に保持する定風量ユニットとダクトを通る空気量を調節可能な圧力制御ダンパとを含み、ダクト経路データとして、給排気ダクトの空気通過性能を決定するダクト部材データと空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第１特性データと圧力制御ダンパの性能を決定するダンパ第１特性データとを含む空調シミュレーターは、ダクト部材データによって給排気ダクトの空気通過性能を具体化かつ明確化し、コントローラ第１特性データによって空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を具体化かつ明確化するとともに、ダンパ第１特性データによって圧力制御ダンパの性能を具体化かつ明確化することで、空調に影響するデータの値の時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。空調シミュレーターは、施設に設置される定風量ユニットや圧力制御ダンパの性能を含めた状態で空調に影響するデータの値の時間的な変化をシミュレーションすることで、定風量ユニットや圧力制御ダンパの制御動作が適当か、定風量ユニットや圧力制御ダンパの制御動作の変更が必要か等の施設に設置する定風量ユニットや圧力制御ダンパの妥当性を判断することができる。この空調シミュレーターは、きわめて気密性が高い室の空調設備として使用される定風量ユニットや圧力制御ダンパの微妙な制御動作の妥当性を判断することができる。
【００２４】
空調用制御機器として、風量調整ダンパを含み、ダクト経路データとして、風量調整ダンパの性能を決定するダンパ第２特性データを含む空調シミュレーターは、ダンパ第２特性データによって風量調整ダンパの性能を具体化かつ明確化することで、空調に影響するデータの値の時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。この空調シミュレーターは、施設に設置される風量調整ダンパの性能を含めた状態で空調に影響するデータの値の時間的な変化をシミュレーションすることで、風量調整ダンパの制御動作が適当か、風量調整ダンパの制御動作の変更が必要か等の施設に設置する風量調整ダンパの妥当性を判断することができる。この空調シミュレーターは、きわめて気密性が高い室の空調設備として使用される風量調整ダンパの微妙な制御動作の妥当性を判断することができる。
【００２５】
ダクト経路データとして、給排気ファンの回転数をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第２特性データを含む空調シミュレーターは、コントローラ第２特性データによって給排気ファンの回転数をコントロールするコントローラの制御性能を具体化かつ明確化することで、空調に影響するデータの値の時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。この空調シミュレーターは、施設に設置される給排気ファンの性能を含めた状態で空調に影響するデータの値の時間的な変化をシミュレーションすることで、給排気ファンの能力が適当か、給排気ファンの変更が必要か等の施設に設置する給排気ファンの妥当性を判断することができる。この空調シミュレーターは、きわめて気密性が高い室の空調設備として使用される給排気ファンの能力の妥当性を判断することができる。
【００２６】
経時変化データが時間的に変化する空調用制御機器の目標値データを含み、目標値データによって影響を受けるダクト抵抗係数（Ｋ）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している空調用制御機器の目標値データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、空調用制御機器の目標値データによって影響を受けるダクト抵抗係数（Ｋ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している空調用制御機器の目標値データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２７】
経時変化データが時間的に変化する給排気ファンの回転数データを含み、回転数データによって影響を受ける給排気ファンの静圧（Ｐｆ）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している給排気ファンの回転数データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、給排気ファンの回転数データによって影響を受ける給排気ファンの静圧（Ｐｆ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している給排気ファンの回転数データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２８】
経時変化データが時間的に変化する室外の空気圧データを含み、空気圧データによって影響を受けるダクトの入口と出口との圧力差（ｄＰopen）の時間的な変化に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している室外の空気圧データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、室外の空気圧データによって影響を受けるダクトの入口と出口との圧力差（ｄＰopen）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーターは、時間的な変化があらかじめ確定している室外の空気圧データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００２９】
シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をグラフで表示する空調シミュレーターは、シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を視覚を通じてビジュアルに把握することができ、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を正確に捉えることで、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一例として示す空調シミュレーターの斜視図。
【図２】模型化された施設の一例を示す平面図。
【図３】施設に設置された給気系の平面図。
【図４】施設に設置された排気系の平面図。
【図５】一例として示す開扉状態の扉の斜視図。
【図６】ファンの静圧（ダクト摩擦抵抗）と風量との相関関係を表す図。
【図７】経過時間による室圧の変化の一例を表す図。
【図８】あらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データに対応させてシミュレーションする場合のアルゴリズムの一例を示す図。
【図９】時間的に変化する扉の開度データの一例を示す図。
【図１０】時間的に変化する空調用制御機器の目標値データの一例を示す図。
【図１１】給排気ファンの発停に伴い時間的に変化するそれらファンの回転数変化データの一例を示す図。
【図１２】時間的に変化する室外の空気圧データの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
一例として示す空調シミュレーター１０の斜視図である図１等の添付の図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態を説明すると、以下のとおりである。図１では、外乱を考慮することなく行われるシミュレーションのアルゴリズムの一例を示す。なお、図２は、空調シミュレーター１０において模型化された施設１４の一例を示す平面図であり、図３は、施設１４に設置された給気系１５の平面図である。図４は、施設１４に設置された排気系１６の平面図であり、図５は、一例として示す扉の斜視図である。図３，４では、給排気系１５，１６におけるファンの静圧やダクトの摩擦抵抗、ダクトの摩擦抵抗係数、開放端圧力等の空調設計の要素を図示している。
【００３２】
空調シミュレーター１０は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（記憶部）とを有するコンピュータであり、大容量ハードディスクを内蔵している。空調シミュレーター１０には、通信ポートが内蔵され、キーボード１１やマウス１２、スキャナ（図示せず）等の入力装置、ディスプレイ１３やプリンタ（図示せず）等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。
【００３３】
空調シミュレーター１０は、各種のサーバ機能を有し、それらサーバ機能を使用してインターネットに接続可能であり、各種ネットワーク間において各種データを送受信可能である。空調シミュレーター１０のメモリには、空調が施された施設における空調状態の変化をシミュレーションするアプリケーションが格納されている。空調シミュレーター１０の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリに格納されたアプリケーションを起動し、そのアプリケーションに従って以下の各手段を実行する。
【００３４】
空調シミュレーター１０の中央処理部は、シミュレーションの対象となる施設１４を模型化する模型化手段を実行する。空調シミュレーター１０は、空調設計に使用される空調器具や空調装置等のひな型を利用し、シミュレーション対象の施設を空調設計に応じて自由に模型化することができる。空調器具にはガラリや給排気口、フィルタ等があるが、空調器具に特に限定はなく、空調設計に利用されるあらゆる種類の空調器具が含まれる。空調装置には給排気ダクトや給排気ファン、空調用制御機器等があるが、空調装置に特に限定はなく、空調設計に利用されるあらゆる種類の空調装置が含まれる。空調設計のデータには、ガラリやダクト、空調用制御機器の種類やその配置、ガラリの大きさ、ダクトの開口径や長さ、ドアの種類やその配置、空調用制御機器の目標値や静圧（出力）、室の目標室内気圧、室の空気漏出面積等の空調に影響するあらゆるデータが含まれる。
【００３５】
空調用制御機器には、ダクトを通る空気量を一定に保持する定風量ユニット、ダクトを通る空気量を調節可能な圧力制御ダンパ、風量調整ダンパを例示することができるが、空調用制御機器に特に限定はなく、空調に使用されるあらゆる空調用制御機器が含まれる。それら空調用制御機器は、給排気ダクトのうちの少なくとも一方に設置される。
【００３６】
模型化手段によって模型化された施設１４の一例は、図２に示すように、隣り合う２つの第１および第２室ｉ，ｊと、それら室ｉ，ｊに空気を給気する給気系１５と、それら室ｉ，ｊから空気を排気する排気系１６とから形成されている。なお、室を図示の２つに限定するものではなく、３つ以上の室を備えた施設を模型化することもできる。室ｉ，ｊの種類に特に限定はなく、クリーンルームやバイオハザード室、培養室、施術室等の特殊な空調環境を必要とする室のみならず、冷暖房機や換気装置等によって通常の空調を行う建造物の室も含まれる。また、模型化された施設１４は図２のそれに限定されず、空調を施した他の態様の施設を模型化することができる。
【００３７】
それら室ｉ，ｊには、目標室内気圧が設定されている。それら室ｉ，ｊの目標室内気圧に特に限定はなく、室ｉ，ｊの用途や室ｉ，ｊの容積等によって目標室内気圧を自由に設定することができる。それら室ｉ，ｊの用途や容積についても特に限定はない。第１室ｉと第２室ｊとは、側壁１７によって仕切られ、さらに、それら室ｉ，ｊの四方を囲む天井１８、床１９、周壁２０によって室外（外部）と仕切られている。
【００３８】
側壁１７には、第１室ｉと第２室ｊとをつなぐ扉２１が設置されている。周壁２０には、第１および第２室ｉ，ｊと室外とをつなぐ扉２２が設置されている。扉２１は、一方の縦方向側部が蝶番（図示せず）を介して側壁１７に取り付けられている。扉２１は、図５に示すように、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸である。扉２１は、側壁１７に対して０〜１８０度の範囲で旋回する。扉２２は、一方の縦方向側部が蝶番を介して周壁２０に取り付けられている。扉２２は、扉２１と同様に、縦方向側部を軸として旋回するスイング式片開き自在戸であり、周壁２０に対して０〜１８０度の範囲で旋回する。扉２１を開けると、扉２１の開放空間Ａ（空気流通面積Ａ）を介して室ｉ，ｊどうしがつながり、開放空間Ａを通って第１室ｉと第２室ｊとを行き来することができる。
【００３９】
また、扉２２を開けると、扉２２の開放空間Ａ（空気流通面積Ａ）を介して第１および第２室ｉ，ｊと室外とがつながり、開放空間Ａを通ってそれら室ｉ，ｊと室外とを行き来することができる。扉２１，２２には、室ｉ，ｊの気密を保持するためにエアタイトのそれが使用されている。ドアノブは、グレモンハンドルであり、扉２１，２２の閉扉後にグレモンハンドルをロック（回転）することで扉２１，２２の気密性を高めている。
【００４０】
給気系１５は、それら室ｉ，ｊの室内に空気を運ぶ給気ダクト２３、ガラリ２４、給気ファン２５、定風量ユニット２６、ＨＥＰＡフィルタ２７から構築されている。給気ダクト２３は、主ダクト２３Ａと、主ダクト２３Ａから分岐して各室ｉ，ｊに向かって延びる２本の分岐ダクト２３Ｂとから形成されている。それら分岐ダクト２３Ｂは、室ｉ，ｊの天井１８に施設された給気口（図示せず）につながり、それら室ｉ，ｊに個別に連結されている。
【００４１】
ガラリ２４は、主ダクト２３Ａの吸気端部（建物の外壁）に取り付けられている。給気ファン２５は、主ダクト２３Ａに取り付けられ、室ｉ，ｊに所定量の空気を給気する。定風量ユニット２６は、分岐ダクト２３Ｂに取り付けられている。ＨＥＰＡフィルタ２７は、分岐ダクト２３Ｂの送気端部（室ｉ，ｊの天井１８）に取り付けられ、空気（外気）を浄化する。給気系１５では、給気ファン２５によって外気が給気ダクト２３に吸気され、外気がガラリ２４を通って給気ダクト２３に進入し、定風量ユニット２６からＨＥＰＡフィルタ２７を通って各室ｉ，ｊの室内に進入する。
【００４２】
給気ファン２５は、空気を送気する送風機構（インバータ制御部（ＩＮＶ）を含む）と、それを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。給気ファン２５のインバータ制御部（ＩＮＶ）は、インターフェイスを介してコントローラ３４に接続されている。コントローラ３４は、給気ファン２５のインバータ制御部（ＩＮＶ）に制御信号を出力し、送風機構の回転数をコントロールする。給気ファン２５では、コントローラ３４からの制御信号によって送風機構の回転数が変化する。コントローラ３４は、演算処理を行う中央処理部と各種条件を記憶可能なメモリとを有するコンピュータである。コントローラ３４には、各種条件を入力するための入力装置、入力確認のための表示装置がインターフェイスを介して接続されている（図示せず）。コントローラ３４のメモリには、給気ファン２５の送風機構の回転数の目標値が格納されている。コントローラ３４は、給気ファン２５送風機構の回転数が目標値になるように、送風機構のインバータ制御部をコントロールし、室ｉ，ｊから排気する空気量を一定に保持する。
【００４３】
定風量ユニット２６は、モータダンパおよびコントローラと、それらを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。モータダンパは、モジュトロールモータ（回転機）と、モータの駆動力を介して旋回する旋回羽根と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている。ダンパには、平行翼ダンパまたは対向翼ダンパを使用することができる。定風量ユニット２６では、コントローラからの制御信号によってモジュトロールモータが回転するとともに旋回羽根が所定角度に旋回する。それら定風量ユニット２６は、給気ダクト２３の内部気圧の変動に対して空気流路を通る空気通過量を調節し、室ｉ，ｊへ供給する空気量を一定に保持する。
【００４４】
定風量ユニット２６のコントローラは、演算処理を行う中央処理部と各種条件を記憶可能なメモリとを有するマイクロプロセッサである。コントローラには、各種条件を入力するための入力装置、入力確認のための表示装置がインターフェイスを介して接続されている（図示せず）。コントローラは、ダンパの空気流路を通過する空気通過量があらかじめ設定された値となるように、空気流路に対する羽根の開度を調整する。定風量ユニット２６のコントローラのメモリには、給気ダクトを通る空気の許容ダクト内気圧と、空気流路を通過する空気通過量との相関関係が格納され、許容ダクト内気圧に対応する空気通過量と、その空気通過量に対応するダンパの旋回羽根の開度（旋回角度）との相関関係が格納されている。給気ファン２５と定風量ユニット２６との間に延びる主ダクト２３Ａには、圧力センサ３５Ａが設置されている。圧力センサ３５Ａは、インターフェイスを介してコントローラ３４に接続され、主ダクト２３Ａ内の圧力を計測する。計測された圧力値は、コントローラ３４に入力される。
【００４５】
排気系１６は、それら室ｉ，ｊの室外に空気を運ぶ排気ダクト２８、圧力制御ダンパ２９、風量調整ダンパ３０、それら室ｉ，ｊの室内気圧を計測する室圧センサ３１、排気ファン３２、ガラリ３３から構築されている。排気ダクト２８は、主ダクト２８Ａと、主ダクト２８Ａから分岐して各室ｉ，ｊに向かって延びる２本の分岐ダクト２８Ｂとから形成されている。それら分岐ダクト２８Ｂは、室ｉ，ｊの周壁２０に施設された排気口（図示せず）につながり、それら室ｉ，ｊに個別に連結されている。
【００４６】
圧力制御ダンパ２９および風量調整ダンパ３０は、分岐ダクト２８Ｂに取り付けられている。排気ファン３２は、主ダクト２８Ａに取り付けられ、室ｉ，ｊから所定量の空気を排気する。ガラリ３３は、主ダクト２８Ａの排気端部（建物の外壁）に取り付けられている。排気系１６では、排気ファン３２によって室ｉ，ｊの室内の空気が排気ダクト２８に吸気され、空気が排気ダクト２８に進入し、圧力制御ダンパ２９および風量調整ダンパ３０を通った後、ガラリ３３を通って外部（室外）に排気される。
【００４７】
圧力制御ダンパ２９は、モジュトロールモータと、モータの回転をコントロールするコントローラと、モータの駆動力によって旋回する旋回羽根と、それらを収容する筐体と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている（図示せず）。圧力制御ダンパ２９では、コントローラからの制御信号によってモジュトロールモータが回転するとともに旋回羽根が所定角度に旋回する。室圧センサ３１は、インターフェイスを介してダンパ２９のコントローラに接続され、計測した室ｉ，ｊの室内気圧をコントローラに出力する。それら圧力制御ダンパ２９は、室ｉ，ｊの室内気圧の変動に対して空気流路を通る空気通過量を調節し、室ｉ，ｊを目標室内気圧に保持する。
【００４８】
圧力制御ダンパ２９のコントローラは、演算処理を行う中央処理部と各種条件を記憶可能なメモリとを有するマイクロプロセッサである。コントローラには、各種条件を入力するための入力装置、入力確認のための表示装置がインターフェイスを介して接続されている（図示せず）。コントローラは、ダンパの空気流路を通過する空気通過量があらかじめ設定された値となるように、空気流路に対する羽根の開度を調整する。圧力制御ダンパ２９のコントローラのメモリには、室ｉ，ｊの目標室内気圧と、空気流路を通過する空気通過量との相関関係が格納され、目標室内気圧に対応する空気通過量と、その空気通過量に対応するダンパの旋回羽根の開度（旋回角度）との相関関係が格納されている。
【００４９】
風量調整ダンパ３０は、旋回羽根と、それらを収容する筐体と、旋回羽根の旋回によって開閉される空気流路とから形成されている（図示せず）。それら風量調整ダンパ３０は、旋回羽根の開度を一定に維持することで、室ｉ，ｊから排気する空気量を一定に保持する。風量調整ダンパでは、空気流路を通過する空気通過量が一定となるように、空気流路に対する羽根の開度を事前に調整する。
【００５０】
排気ファン３２は、空気を送気する送風機構（インバータ制御部（ＩＮＶ）を含む）と、それを収容する筐体とから形成されている（図示せず）。排気ファン３２のインバータ制御部（ＩＮＶ）は、インターフェイスを介してコントローラ３４に接続されている。コントローラ３４は、排気ファン３２のインバータ制御部（ＩＮＶ）に制御信号を出力し、送風機構の回転数をコントロールする。排気ファン３２では、コントローラ３４からの制御信号によって送風機構の回転数が変化する。コントローラ３４のメモリには、排気ファン３２の送風機構の回転数の目標値が格納されている。コントローラ３４は、排気ファン３２の送風機構の回転数が目標値になるように、送風機構のインバータ制御部をコントロールし、室ｉ，ｊから排気する空気量を一定に保持する。風量調整ダンパ３０と排気ファン３２との間に延びる主ダクト２８Ａには、圧力センサ３５Ｂが設置されている。圧力センサ３５Ｂは、インターフェイスを介してコントローラ３４に接続され、主ダクト２８Ａ内の圧力を計測する。計測された圧力値は、コントローラ３４に入力される。
【００５１】
空調シミュレーター１０の中央処理部は、模型化手段によって施設１４を模型化した後、各種データに基づいて、それらデータのうちのある値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他の値（後記するΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションするシミュレーション手段を実行する。シミュレーション手段では、図１に示すように、ダクト系、室圧変動系、制御機器系の３つの要素を関連付け、それら要素の時間的な変化によって室ｉ，ｊやダクト２３，２８の圧力変動を計算する。空調シミュレーター１０の中央処理部は、シミュレーション手段を実行した後、シミュレーションの対象となった値の時間的な変化をディスプレイにグラフで表示するグラフ表示手段を実行する。そのグラフは、プリンタを介して出力することができる。
【００５２】
各種データには、模型化した施設１４における給排気ダクト２３，２８のダクト経路データ、室ｉ，ｊの空気漏出データ、給排気ファン２５，３２の機器特性データが含まれる。ダクト経路データには、給排気ダクト２３，２８の空気通過性能を決定するダクト部材データ、空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第１特性データ、給排気ファン２５，３２の回転数をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第２特性データ、圧力制御ダンパ２９の性能を決定するダンパ第１特性データ、風量調整ダンパ３０の性能を決定するダンパ第２特性データが含まれる。空調シミュレーター１０のメモリには、それら各種データが格納されている。
【００５３】
給排気ダクト２３，２８の空気通過性能を決定するダクト部材データの一例としては、空気密度（ρ）や空気の粘性係数（ν）、絶対粗度（ε）、ガラリ２４，３３の大きさ（縦寸法、横寸法、幅寸法）等がある。ダクト部材データには、空気通過性能を決定する他のあらゆるデータが含まれる。空調用制御機器をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第１特性データや給排気ファン２５，３２の回転数をコントロールするコントローラの制御性能を決定するコントローラ第２特性データの一例としては、制御時間や制御動作、論理関数、入力値、出力値、目標値、積分時間、微分時間、時定数、ＰＩＤ係数、不感帯等がある。コントローラ第１特性データやコントローラ第２特性データには、制御性能を決定する他のあらゆるデータが含まれる。圧力制御ダンパ２９の性能を決定するダンパ第１特性データや風量調整ダンパ３０の性能を決定するダンパ第２特性データの一例としては、軸動力や羽根開度、羽根旋回速度、空気量、抵抗係数、ダンパ開度と抵抗係数との相関関係データ等がある。ダンパ第１特性データやダンパ第２特性データには、ダンパ２９，３０の性能を決定する他のあらゆるデータが含まれる。
【００５４】
室ｉ，ｊの空気漏出データの一例としては、扉２１，２２の開閉時の空気漏出量（空気漏出面積Ａ）や室ｉ，ｊ自体の隙間からの空気漏出量（隙間の空気漏出面積Ａ）等がある。扉２１，２２は、その種類によって気密性が異なり、たとえば高気密スイング扉や高気密スライド扉、低気密スイング扉、低気密スライド扉等がある。給排気ファン２５，３２の機器特性データの一例としては、風量や送風機全圧、吸い込み全圧、吐き出し全圧、送風機静圧、吸い込み静圧、吐き出し静圧、吸い込み動圧、吐き出し動圧等があり、給排気ファン２５，３２の機器特性を決定するあらゆるデータが含まれる。
【００５５】
空調シミュレーター１０の中央処理部は、給排気ダクト２３，２８のダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、室ｉ，ｊの空気漏出データとして室ｉ，ｊの空気漏出面積（Ａ）（扉２１，２２の開閉時の空気漏出面積Ａと室ｉ，ｊ自体の隙間（空気漏出面積Ａ）とを含む）を採用するとともに、給排気ファン２５，３２の機器特性データとして給排気ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）を採用する。空調シミュレーター１０の中央処理部は、以下の３つの式を満たすように、それら式のうちのある値が時間的に変化した場合のそれら式のうちの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションする。
【００５６】
式１（ダクト系）：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２（ΔＰはダクト摩擦抵抗（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ３）、ｖは風速（ｍ／ｓ））、式２（室圧変動系）：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ（ｄＰｒｉ，ｊは隣接する室ｉと室ｊとの圧力差：Ｐｒｉ−Ｐｒｊ（Ｐａ）、ζは係数（１）、Ｑleakは室ｉ，ｊ間の漏れ空気量＝給気風量−排気風量、Ａは室ｉ，ｊ間の空気流通面積、ｎは定数（１．３））、式３（ダクト系）：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆ（ｄＰopenはダクトの入口と出口との圧力差：Ｐｒ−Ｐｏ（Ｐａ）、Ｐｏは基準となる圧力）。それら式は、空調シミュレーター１０のメモリに格納されている。
【００５７】
図６は、ファン２５，３２の静圧（ダクト摩擦抵抗）と風量との相関関係の一例を表す図であり、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの関係を示す。図６のうち、線分Ｌ１はｄＰopenを示し、線分Ｌ２はΔＰを示すとともに、線分Ｌ３はＰｆを示す。Ａ点は、室ｉ，ｊのある箇所のある時点における適度な運転状態を示している。この空調シミュレーター１０によって行われるシミュレーションの一例は、以下のとおりである。Ａ点では、室ｉ，ｊのある箇所のある時点の室圧に対するファン２５，３２の静圧（出力）（Ｐｆ）、ダクト２３，２８の摩擦抵抗（Ｐａ）、ダクト２３，２８の風量（ｍ３／ｈ）を表示している。ファン２５，３２の静圧は、ファン２５，３２の種類によって決定されることから、線分Ｌ３の変化はない。
【００５８】
時間の経過によってたとえば定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化すると、ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）が変わり、ダクト２３，２８の風量が変わる。
【００５９】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともにダクト２３，２８の風量が変わり、定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示する。
【００６０】
シミュレーションの結果、定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化したとしても、図６の相関関係によって室ｉ，ｊのある箇所のある時点における適度な運転状態（ファン２５，３２の静圧）が分かる。したがって、空調シミュレーター１０によるシミュレーションを利用することで、模型化した施設１４において使用する最適な給排気ファン２５，３２を選択することができる。
【００６１】
図７は、経過時間による室圧の変化の一例を表す図である。図７では、経過時間による室ｉ，ｊの室圧の変化がグラフ表示されている。この空調シミュレーター１０によって行われるシミュレーションの他の一例は、以下のとおりである。外部から室ｉ，ｊに入るために扉２２を開閉し、室ｉから室ｊに移動するために扉２１を開閉すると、扉２２を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室ｉ，ｊから外部へ流出し、扉２１を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室ｉから室ｊへ流入する。
【００６２】
室ｉ，ｊの内部の空気が室ｉ，ｊ間において移動し、または、室ｉ，ｊと外部との間で移動することで、室内気圧が変化すると、室内気圧が目標室内気圧から外れる。なお、室内気圧はセンサ３１によって計測され、ダンパ２９のコントローラに出力されている。室内気圧が目標室内気圧から外れると、ダンパ２９のコントローラは、室ｉ，ｊの室内気圧を目標室内気圧に戻すように、旋回羽根の開度を調節（変化）する。時間の経過によってダンパ２９の旋回羽根の開度が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化しつつ、室ｉ，ｊの室圧が目標室内気圧に復帰するまでに所定のタイムラグが発生する。
【００６３】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともに室ｉ，ｊの室内気圧が変わり、ダンパ２９の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示する。
【００６４】
図７に示す経過時間による室内気圧の変化のグラフによって、室ｉ，ｊの室内気圧が目標室内気圧に復帰するまでの状態を把握することができ、室内気圧が目標室内気圧に復帰する時間が短く、その復帰動作が緩やかな場合、選択した空調器具や空調装置が最適であることが分かる。逆に、室内気圧が目標室内気圧に復帰する時間が長く、その復帰動作が緩やかではない場合、選択した空調器具や空調装置が不適であることが分かる。図７のように、シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化がグラフで表示されるから、シミュレーションの対象となる値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を視覚を通じてビジュアルに把握することができ、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化を正確に捉えることで、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００６５】
空調シミュレーター１０は、シミュレーションの対象となる施設１４を模型化し、模型化した施設１４における給排気ダクト２３，２８のダクト経路データと室ｉ，ｊの空気漏出データと給排気ファン２５，３２の機器特性データとに基づいて、それらデータのうちのある値が時間的に変化した場合のそれらデータのうちの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションするから、模型化した施設１４において空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のΔＰやｖ、Ｐｒの時間的な変化を把握することができ、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定が正しいか、空調設計や制御動作設定の改良の必要があるか、空調設計や制御動作設定の変更が必要か等の模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。
【００６６】
空調シミュレーター１０は、シミュレーション結果を検討することにより、給排気ダクト２３，２８、給排気ファン２５，３２、定風量ユニット２６、圧力制御ダンパ２９、風量調整ダンパ３０、ガラリ２４，３３、フィルタ２７の使用が適当か、給排気ダクト２３，２８、給排気ファン２５，３２、定風量ユニット２６、圧力制御ダンパ２９、風量調整ダンパ３０、ガラリ２４，３３、フィルタ２７の見直しが必要か等の施設１４に設置するそれら空調器具や空調装置の妥当性を判断することができる。また、空調シミュレーター１０は、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定を改良または変更した場合、あらたにその施設１４において空調に影響するデータのある値が時間的に変化した場合のそのデータの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションすることで、空調設計や制御動作設定を改良または変更した後のΔＰやｖ、Ｐｒの時間的な変化を把握することができ、空調設計や制御動作設定を改良または変更した施設１４におけるその空調設計や制御動作設定の妥当性を何度でも判断することができ、模型化した施設１４において最良な空調設計や制御動作設定を構築することができる。
【００６７】
空調シミュレーター１０は、給排気ダクト２３，２８のダクト経路データとしてダクト抵抗係数（Ｋ）を採用し、室ｉ，ｊの空気漏出データとして室ｉ，ｊの空気漏出面積（Ａ）を採用するとともに、給排気ファン２５，３２の機器特性データとして給排気ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）を採用し、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、それら式のうちのある値が時間的に変化した場合のそれら式のうちの他の値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションするから、空調に影響するデータの値の時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００６８】
空調シミュレーター１０は、ダクト摩擦抵抗である（ΔＰ）をシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設１４におけるダクト摩擦抵抗の時間的な変化を確認することができ、ダクト２３，２８の配置や設置箇所が正しいか、ダクト２３，２８の配置や設置箇所の改良や改変が必要か等を判断することができるのみならず、ダクト２３，２８に連接された空調器具や空調装置が適当か、空調器具や空調装置の変更が必要か等を判断することができる。空調シミュレーター１０は、風速である（ｖ）をシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設１４における風速の時間的な変化を確認することができ、空調用制御機器の目標値や出力等が適当か、空調用制御機器の目標値や出力等の改変が必要か等を判断することができる。空調シミュレーター１０は、圧力差である（Ｐｒ）をシミュレーションの対象とすることで、模型化した施設１４における圧力の時間的な変化を確認することができ、室圧の目標値や定風量ユニット２６のダンパ、ダンパ２９，３０の旋回羽根の開度等が適当か、空調用制御機器の目標値や出力等が適当か、室圧の目標値や定風量ユニット２６のダンパ、ダンパ２９，３０の旋回羽根の開度等の改変が必要か、空調用制御機器の目標値や出力等の変更が必要か等を判断することができる。
【００６９】
この空調シミュレーターは、特にクリーンルームやバイオハザード室のようなきわめて気密性が高い室において各データのうちのある値が時間的に変化した場合の各データのうちの他の値の時間的な変化をシミュレーションすることができ、きわめて気密性が高い室における空調設計や制御動作設定の妥当性を判断することができる。
【００７０】
図８は、あらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データに対応させてシミュレーションする場合のアルゴリズムの一例を示す図であり、図９は、時間的に変化する扉２１，２２の開度データの一例を示す図である。図８の態様において空調シミュレーター１０は、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式のうちの時間的な変化があらかじめ確定している値の経時変化を表す経時変化データ（外乱）に対応させて、それら式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする。
【００７１】
空調シミュレーター１０のメモリには、時間的に変化する扉２１，２２の開度データ（扉２１，２２の開閉によって変化する空気漏出面積Ａから漏出する空気量と時間との相関関係）が格納されている。なお、図９の態様では、扉２１，２２が定期的に開閉される場合を想定し、扉２１，２２の開閉を外乱としている。扉２１，２２が定期的に開閉されると、扉２２を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室ｉ，ｊから外部へ流出し、扉２１を通って所定量（Ａ：空気漏出面積から漏出する空気量）の空気が室ｉから室ｊへ流入する。
【００７２】
空気の移動によって室内気圧が変化すると、室内気圧が目標室内気圧から外れる。室内気圧が目標室内気圧から外れると、ダンパ２９のコントローラは、室ｉ，ｊの室内気圧を目標室内気圧に戻すように、旋回羽根の開度を調節（変化）する。時間の経過によってダンパ２９の旋回羽根の開度が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化しつつ、室ｉ，ｊの室圧が目標室内気圧に復帰するまでに所定のタイムラグが発生する。
【００７３】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともに室ｉ，ｊの室内気圧が変わり、ダンパ２９の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果（たとえば、図７に示す経過時間による室圧の変化のグラフ）をディスプレイ１３に表示する。
【００７４】
この空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している扉２１，２２の開度データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、扉２１，２２の開閉によって影響を受ける室ｉ，ｊ間の空気流通面積（Ａ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している扉２１，２２の開度データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設１４における空調設計の妥当性を正確に判断することができる。
【００７５】
図１０は、時間的に変化する空調用制御機器の制御目標値データの一例を示す図である。空調シミュレーター１０のメモリには、夜間の省エネ運転モードへの切替に対応して時間的に変化する空調用制御機器の制御目標値データ（給排気ファン２５，３２の目標出力値と時間との相関関係）が格納されている。なお、図１０の態様では、空調用制御機器の制御目標値が定期的に変更される場合を想定し、空調用制御機器の制御目標値の変更を人工的外乱としている。図１０の態様において空調シミュレーター１０は、時間的に変化する空調用制御機器の目標値（人工的外乱）に対応させて、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする（図８援用）。
【００７６】
時間の経過によって給排気ファン２５，３２の目標出力値やダンパ２９の旋回羽根の開度（目標室圧に対する開度）が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化すると、ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）が変わり、ダクト２３，２８の風量が変わる。
【００７７】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともにダクト２３，２８の風量が変わり、定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示する。
【００７８】
この空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している空調用制御機器の目標値データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、空調用制御機器の制御目標値によって影響を受けるダクト抵抗係数（Ｋ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している空調用制御機器の制御目標値データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００７９】
図１１は、給排気ファン２５，３２の発停に伴い時間的に変化するそれらファン２５，３２の回転数変化データの一例を示す図である。空調シミュレーター１０のメモリには、時間的に変化する給排気ファン２５，３２の回転数変化データ（給排気ファン２５，３２の回転数変化と時間との相関関係）が格納されている。なお、図１１の態様では、給排気ファン２５，３２の回転数が定期的に変更される場合を想定し、給排気ファン２５，３２の回転数の変更を人工的外乱としている。図１１の態様において空調シミュレーター１０は、時間的に変化する給排気ファン２５，３２の回転数に対応させて、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする（図８援用）。
【００８０】
時間の経過によって給排気ファン２５，３２の回転数が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化すると、ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）が変わり、ダクト２３，２８の風量が変わる。
【００８１】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともにダクト２３，２８の風量が変わり、定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示する。
【００８２】
この空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している給排気ファン２５，３２の回転数データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、給排気ファン２５，３２の回転数によって影響を受ける給排気ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している給排気ファン２５，３２の回転数データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設１４における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００８３】
図１２は、時間的に変化する室外（外部）の空気圧データの一例を示す図である。空調シミュレーター１０のメモリには、時間的に変化する室外の空気圧データ（室外の空気圧と時間との相関関係）が格納されている。なお、図１２の態様では、室外の空気圧が周期的に変化する場合を想定し、室外の空気圧の変化を外乱としている。図１２の態様において空調シミュレーター１０は、時間的に変化する室外の空気圧（外乱）に対応させて、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式のうちのΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションする（図８援用）。
【００８４】
時間の経過によって室外（ガラリ２４，３３の外側）の空気圧が変化した場合、それによってダクト２３，２８の入口と出口との圧力差ｄＰopenが変化し、ΔＰ（ｖ：風速や風量、室圧）が変化する。ｄＰopenとΔＰとのうちの少なくとも一方が変化すると、ファン２５，３２の静圧（Ｐｆ）が変わり、ダクト２３，２８の風量が変わる。
【００８５】
空調シミュレーター１０は、時間の経過とともにダクト２３，２８の風量が変わり、定風量ユニット２６のダンパやダンパ２９、ダンパ３０の旋回羽根の開度が変化した場合、式１：ΔＰ＝１／２・Ｋ・ρ・ｖ２、式２：ｄＰｒｉ，ｊ＝１／２・ζ・ρ・（Ｑleak／Ａ）ｎ、式３：ｄＰopen＋ΔＰ＝Ｐｆの３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示する。
【００８６】
この空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している室外の空気圧データをΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化のシミュレーションに組み入れることで、室外の空気圧によって影響を受けるダクト２３，２８の入口と出口との圧力差（ｄＰopen）に対応させてΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることができる。空調シミュレーター１０は、時間的な変化があらかじめ確定している室外の空気圧データを考慮してΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化をシミュレーションすることで、ΔＰとｖとＰｒとの時間的な変化を正確にシミュレーションすることができ、模型化した施設における空調設計や制御動作設定の妥当性を正確に判断することができる。
【００８７】
なお、空調シミュレーター１０は、図９〜図１２に示すすべての外乱（扉２１，２２の開閉、空調用制御機器の目標値（給排気ファン２５，３２の目標出力値やダンパ２９の旋回羽根の目標室圧に対する開度）の変更、給排気ファン２５，３２の回転数の変更、室外の空気圧の変化）を考慮し、前記３つの式を満たすように、値（ΔＰ、ｖ、Ｐｒ）の時間的な変化をシミュレーションし、その結果をディスプレイ１３に表示することもできる。
【符号の説明】
【００８８】
１０    空調シミュレーター
１４    施設
１５    給気系
１６    排気系
２１    扉
２２    扉
２３    給気ダクト
２４    ガラリ
２５    給気ファン
２６    定風量ユニット
２７    ＨＥＰＡフィルタ
２８    排気ダクト
２９    圧力制御ダンパ
３０    風量調整ダンパ
３１    室圧センサ
３２    排気ファン
３３    ガラリ
ｉ    第１室
ｊ    第２室
【図１】
0005502513.tif 000002
【図２】
0005502513.tif 000003
【図３】
0005502513.tif 000004
【図４】
0005502513.tif 000005
【図５】
0005502513.tif 000006
【図６】
0005502513.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005502513.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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