(57)【要約】【課題】従来に比して外気冷房を部屋単位で行うのに適合した構成の空調制御システムを提供する。【解決手段】建物１内に外気を取り入れる給気ファン３と、外気を建物１内の各部屋２まで送り込むための給気ダクト５と、各部屋２に対応して設置され、給気ダクト５を開閉する外気導入個別ダンパ７と、外気冷房制御を行うコントローラ２０と、を有する。コントローラ２０は、外気冷房の実施条件を満たしている部屋２に対応して配設された外気導入個別ダンパ７を開状態にすることで、外気を当該部屋２に送り込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内に外気を取り入れる外気取入手段と、
前記外気取入手段から建物内の各部屋まで敷設された外気の流路と、
前記流路の部屋それぞれに対応した部分に配設され、前記流路の当該部分を開状態又は閉状態にする開閉機構と、
予め設定された外気冷房の実施条件を満たしている部屋に対応して配設された前記開閉機構を開状態にすることで、前記外気取入手段により取り入れられた外気を当該部屋に送り込むよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、外気を送り込んでいる部屋の数に応じて前記外気取入手段の外気の取入能力を制御することを特徴とする請求項１に記載の空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御システム、特に外気冷房を行うためのシステム構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
春秋の中間期から冬季の期間にかけて冷房を必要とする場合、 冷熱源として外気を全面的に利用して冷房を行う方法として外気冷房がある。近年では、セントラル方式により建物全体に対してだけでなく、個別分散方式により部屋単位で外気冷房を行う設備も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７６２２０４号明細書
【特許文献２】特許第４５７９８１０号明細書
【特許文献３】特開平１０−３１８５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来に比して外気冷房を部屋単位で行うのに適合した構成の空調制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る空調制御システムは、建物内に外気を取り入れる外気取入手段と、前記外気取入手段から建物内の各部屋まで敷設された外気の流路と、前記流路の部屋それぞれに対応した部分に配設され、前記流路の当該部分を開状態又は閉状態にする開閉機構と、予め設定された外気冷房の実施条件を満たしている部屋に対応して配設された前記開閉機構を開状態にすることで、前記外気取入手段により取り入れられた外気を当該部屋に送り込むよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記制御手段は、外気を送り込んでいる部屋の数に応じて前記外気取入手段の外気の取入能力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来に比して外気冷房を部屋単位で行うのに適合した構成を提供することができる。
【０００８】
また、各部屋に送り込む外気の風量を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る空調制御システムの一実施の形態を示した概略構成図である。
【図２】本実施の形態におけるコントローラ２０のブロック構成図である。
【図３】本実施の形態における外気冷房制御処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る空調制御システムの一実施の形態を示した概略構成図である。図１には、本実施の形態において外気冷房を行うために必要な構成を示しており、建物全体に対して通常の空調制御を行うための構成は省略している。
【００１２】
図１に示した建物１には、個別に空調制御が施される部屋２ａ，２ｂ，２ｃが示されている。なお、各部屋２ａ〜２ｃに対応して設けられる設備等の構成要素は同等でよいので、それぞれに共通した説明に対しては、符号に含まれる添え字“ａ”，“ｂ”，“ｃ”を適宜省略して数字のみで示すことにする。
【００１３】
建物１には、建物１の内部に外気を取り入れる外気取入手段として外気冷房用の給気ファン３及び給気ダンパ４が設けられている。外気取入手段を給気ファン３のみで構成してもよい。外気冷房用の給気ダクト５は、外気取入手段から建物１内の各部屋２まで敷設された外気の流路を形成する。詳細には、給気ダクト５は、取り入れられた外気を、各部屋２の天井裏６に設置された外気導入個別ダンパ７及び個別空調ユニット８を介して天井の給気口９から建物１内の各部屋２に送り込む経路を形成している。外気導入個別ダンパ７は、開閉機構として設けられ、給気ダクト５の部屋２それぞれに対応した部分を開状態又は閉状態にする。本実施の形態において、部屋２それぞれに対応した部分というのは、給気ダクト５の天井裏６に配設されている箇所である。個別空調ユニット８は、図示しないコントローラからの指示に従い対応する部屋の空調を行う。個別空調ユニット８には、室内に設置されたリモコン１０が接続されている。リモコン１０は、温度センサ（図示せず）により計測された室温や設定温度等の表示や、在室者による運転モードの設定、サーモスタットのオンオフの切替え等に用いられる。
【００１４】
また、建物１には、建物１の内部の空気を外部に排出する排気手段として外気冷房用の排気ファン１１及び排気ダンパ１２が設けられている。排気手段を排気ファン１１のみで構成してもよい。外気冷房用の排気ダクト１３は、各部屋２の天井裏６の空気を、排気手段を介して外部に排出するための流路を形成する。図１では、判別しやすいように、相対的に太い実線で給気ダクト５を、相対的に細い実線で排気ダクト１３を、それぞれ示した。天井裏６には、各部屋２の天井に設けられた還気口１４を介して部屋２の内部の空気が流入される。なお、天井裏６の空気は、排気ダクト１３を介して外部に排気されるか、あるいは、個別空調吸込チャンバ１５に吸い込まれ、再度室内に送り込まれる。静圧センサ３１は、給気ダクト５内の静圧を計測する。
【００１５】
そして、コントローラ２０は、外気冷房の制御を行うための空調制御装置である。本実施の形態におけるコントローラ２０は、制御手段として設けられ、予め設定された外気冷房の実施条件を満たしている部屋２に対応して配設された外気導入個別ダンパ７を開状態にすることで、給気ファン３により取り入れられた外気を当該部屋２に送り込むよう制御する。コントローラ２０は、各ダンパ４，７，１２の開閉動作を制御するために、短破線で示した制御信号線１６で各ダンパ４，７，１２と接続される。また、コントローラ２０は、ファン３，１１の駆動制御を行うために、二点鎖線で示した制御信号線１７で各ファン３，１１と接続される。更に、コントローラ２０は、個別空調ユニット８から個別空調ユニット８への設定内容を取得するために、一点鎖線で示したデータ信号線１８で各個別空調ユニット８と接続され、また、静圧センサ３１から静圧を取得するために、長破線で示したデータ信号線１９で静圧センサ３１と接続される。
【００１６】
図２は、本実施の形態におけるコントローラ２０のブロック構成図である。コントローラ２０は、外気冷房の制御を行うための空調制御装置であり、ハードウェア構成としては従前からある装置をそのまま用いてもよい。すなわち、コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、空調システムに含まれる他のコントローラ等と通信を行うネットワークインタフェース及び各個別空調ユニット８と通信を行う通信インタフェース等を有している。また、必要に応じてマウスやキーボード等の入力手段、ディスプレイ等の表示手段を接続してもよい。
【００１７】
本実施の形態におけるコントローラ２０は、給気ファン制御部２１、排気ファン制御部２２、給気ダンパ制御部２３、排気ダンパ制御部２４、個別ダンパ制御部２５、ユニット情報取得部２６、外気冷房状態情報取得部２７、静圧取得部２８及び制御部２９を有している。給気ファン制御部２１及び排気ファン制御部２２はそれぞれ、給気ファン３及び排気ファン１１の動作を制御する。給気ダンパ制御部２３及び排気ダンパ制御部２４はそれぞれ、給気ダンパ４及び排気ダンパ１２の動作を制御する。個別ダンパ制御部２５は、各部屋２に対応して設置された外気導入個別ダンパ７の動作を制御する。ユニット情報取得部２６は、各部屋２に対応して設置された個別空調ユニット８から送られてくるユニット情報を取得する。外気冷房状態情報取得部２７は、空調システムに含まれている図示しない他のコントローラから送られてくる外気冷房状態情報を取得する。外気冷房状態情報には、上記他のコントローラは、外気の温度及び湿度と各部屋２の室温及び湿度とを比較することによって、現在、外気冷房が有効かどうかということを判断するので、外気冷房状態情報取得部２７は、その判断した結果を外気冷房状態情報として取得する。なお、有効か無効かの判断に必要な温度及び湿度等の情報を取得し、コントローラ２０が行うようにしてもよい。静圧取得部２８は、静圧センサ３１により計測された静圧を取得する。制御部２９は、コントローラ２０に含まれる構成要素２１〜２８と連携動作してコントローラ２０における処理全体を制御する。
【００１８】
コントローラ２０における各構成要素２１〜２９は、コントローラ２０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵで動作するプログラムとの協調動作により実現される。
【００１９】
また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。
【００２０】
次に、本実施の形態におけるコントローラ２０が行う外気冷房の制御処理について図３に示したフローチャートを用いて説明する。コントローラ２０は、起動されると後述する外気冷房の制御処理を終了することなく常時実行する。なお、図３には含まれていないが、ステップ１０１〜１０７を、例えば１分周期など定期的に繰り返し行うようにしてもよい。
【００２１】
まず、現在、全ての部屋２において外気冷房が行われていない状態とする。この状態のとき、各ファン制御部２１，２２は、それぞれ給気ファン３及び排気ファン１１をオフの状態にすることで動作を停止させる。また、各ダンパ制御部２３〜２５は、それぞれ対応する、給気側の給気ダンパ４、排気側の排気ダンパ１２、及び部屋２個々に対応して設置された外気導入個別ダンパ７を閉状態にする。なお、個別空調ユニット８が運転状態のときには、設定されている運転モードに従って空調が行われる。
【００２２】
この状態においては、外気冷房状態情報取得部２７が他のコントローラか送られてくる外気冷房状態情報を取得すると、制御部２９は、外気冷房状態情報を参照して外気冷房を行うのが有効かどうかを判断する。外気冷房が有効でなければ（ステップ１０１でＮ）、部屋２ａを引き続き外気冷房を停止した状態にする（ステップ１０６）。具体的には、各ファン制御部２１，２２は、それぞれ給気ファン３及び排気ファン１１をオフの状態にすることで動作を停止させる。すでに停止状態の場合は、その停止状態を維持する。また、各ダンパ制御部２３〜２５は、それぞれ対応する、給気側の給気ダンパ４、排気側の排気ダンパ１２、及び全ての外気導入個別ダンパ７を閉状態にする。すでに閉状態であった場合、その閉状態を維持する。
【００２３】
一方、外気冷房が有効である場合（ステップ１０１でＹ）、各ファン制御部２１，２２は、それぞれ給気ファン３及び排気ファン１１をオンの状態にすることで動作を開始させる。また、各ダンパ制御部２３，２４は、それぞれ給気ダンパ４及び排気ダンパ１２を開状態にする（ステップ１０２）。
【００２４】
続いて、ユニット情報取得部２６は、各個別空調ユニット８から当該現在個別空調ユニット８に設定されている運転モードを取得し、その運転モードが冷房に設定されているかを確認する。現在、個別空調ユニット８における運転モードが冷房でない場合（ステップ１０３でＮ）、個別ダンパ制御部２５は、当該個別空調ユニット８に対応する外気導入個別ダンパ７を閉状態にすることによって、当該部屋２への外気の供給を停止する。すなわち、当該部屋２の外気冷房での運転を停止する（ステップ１０７）。外気導入個別ダンパ７がすでに閉状態であった場合、その閉状態を維持する。
【００２５】
個別空調ユニット８における運転モードが冷房である場合（ステップ１０３でＹ）、続いて、制御部２９は、各個別空調ユニット８から当該現在個別空調ユニット８に設定されているサーモスタットのオンオフ状態を取得する。サーモスタットがオフの場合（ステップ１０４でＮ）、個別ダンパ制御部２５は、当該個別空調ユニット８における運転モードが冷房でない場合と同様に、当該個別空調ユニット８に対応する外気導入個別ダンパ７を閉状態にすることによって、当該部屋２の外気冷房での運転を停止する（ステップ１０７）。
【００２６】
一方、サーモスタットがオンの場合（ステップ１０４でＹ）、個別ダンパ制御部２５は、当該個別空調ユニット８に対応する外気導入個別ダンパ７を開状態にすることによって、当該部屋２に外気を供給する。すなわち、当該部屋２に対して外気冷房の運転を開始する（ステップ１０５）。外気導入個別ダンパ７がすでに開状態であった場合、その開状態を維持する。
【００２７】
本実施の形態においては、以上の処理を繰り返すことによって外気冷房の運転を部屋単位に制御する。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態では、ステップ１０１，１０３，１０４に示したように外気冷房の実施条件を予め設定しておき、全ての条件を満たした部屋２に対してのみ外気冷房で運転するようにした。これらの実施条件のうち、ステップ１０１における外気冷房が有効であるという条件は、全ての部屋２に対する実施条件であり、ステップ１０３における運転モードの設定及びステップ１０４におけるサーモスタットの運転状態は、部屋２毎に満たすかどうかが判断される実施条件である。なお、本実施の形態では、上記３つの実施条件を設定したが、他の条件をこれらの実施条件に代えて、あるいは加えて設定してもよい。
【００２９】
ところで、建物１に取り込まれる外気の量が一定だとすると、外気冷房が実施される部屋の数によって各部屋２に送り込まれる外気の量は変化する。すなわち、外気の量が一定なので、外気導入個別ダンパ７を開状態にし、外気を送り込む部屋２の数が増えると静圧が低下し、各部屋２に送り込まれる外気の量は減少する。これにより、各部屋２における外気冷房による冷房効果は軽減してしまう。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、外気を送り込んでいる部屋の数に応じて外気の取入能力を制御するようにした。例えば、１つの部屋２のみが外気冷房を行っているときの給気ダクト５内の静圧を静圧センサ３１から取得しておき、制御部２９は、静圧取得部２８により取得される給気ダクト５内の静圧が、その取得した静圧と同等な値となるように給気ファン３を駆動制御する。具体的には、１つの部屋２のみが外気冷房を行っているときの給気ダクト５内の静圧ＣＰとすると、いずれかの部屋２が外気冷房の運転を開始したことにより現在の静圧が静圧ＣＰより下回ると、これを検知した制御部２９は、給気ファン３に対するインバータ制御を行い、給気ファン３の回転数を上げる。また、その逆に、いずれかの部屋２が外気冷房の運転を停止したことにより現在の静圧が静圧ＣＰより上回ると、これを検知した制御部２９は、給気ファン３に対するインバータ制御を行い、給気ファン３の回転数を下げる。このようにして、各部屋２に送り込む外気の風量を一定に保つことができる。なお、給気ファン３に対するインバータ制御と連携させて排気ファン１１に対するインバータ制御を行うようにしてもよい。
【００３１】
上記例では、給気ファン３に対する駆動制御により給気ダクト５内の静圧を一定に保つようにしたが、これに限らず他の手法も用いてもよい。例えば、開状態の外気導入個別ダンパ７の数、すなわち外気冷房を行っている部屋２の数に応じた回転数となるよう給気ファン３をインバータ制御してもよい。換言すると、開状態の外気導入個別ダンパ７の数が１つ増えると、給気ファン３の回転数を所定率向上させる。また、給気ファン３を複数台設置しておき、外気冷房を行っている部屋２の数に応じて、運転させる給気ファン３の台数を決めるようにしてもよい。また、給気ファン３に対する駆動制御のみならず、給気ダンパ４の開度調整を組み合わせてもよい。
【００３２】
本実施の形態では、図１に示したように、建物１に外気を取り入れる構成とは別に、各部屋２に対応させて、各部屋２に外気を送り込む構成を設けるようにした。具体的には、各部屋２に対応させて外気導入個別ダンパ７を設置し、各外気導入個別ダンパ７を給気ファン３により取り込まれた外気の流路となる給気ダクト５に接続する構成とした。これにより、外気冷房を行いたい部屋２を増やしたい場合、その部屋２に対応させて外気導入個別ダンパ７を設置し、給気ダクト５及び排気ダクト１３をその部屋２まで延長し、給気ダクト５に外気導入個別ダンパ７を取り付ければよい。本実施の形態では、このように部屋単位で個別に外気冷房を行うことができると共に、外気冷房の部屋単位での拡張にも容易かつ柔軟に対応することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  建物、２ａ，２ｂ，２ｃ  部屋、３  給気ファン、４  給気ダンパ、５  給気ダクト、６ａ，６ｂ，６ｃ  天井裏、７ａ，７ｂ，７ｃ  外気導入個別ダンパ、８ａ，８ｂ，８ｃ  個別空調ユニット、９ａ，９ｂ，９ｃ  給気口、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  リモコン、１１  排気ファン、１２  排気ダンパ、１３  排気ダクト、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  還気口、１５  個別空調吸込チャンバ、１６，１７  制御信号線、１８，１９  データ信号線、２０  コントローラ、２１  給気ファン制御部、２２  排気ファン制御部、２３  給気ダンパ制御部、２４  排気ダンパ制御部、２５  個別ダンパ制御部、２６  ユニット情報取得部、２７  外気冷房状態情報取得部、２８  静圧取得部、２９  制御部、３１  静圧センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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