(57)【要約】【課題】空調装置における風量制御において、高価なハードウェアやソフトウェアあるいは情報処理の専門人員を必要とせず、簡単な装置又は方法にて十分な効果を得られる制御装置あるいは制御方法を開発し、該制御装置あるいは制御方法を用いた空調装置あるいは空調方法を実現する。【解決手段】外気温度情報により送風能力を制御する風量制御部を備えた空調装置あるいは外気温度情報により送風能力を制御する風量制御手段を備えた空調方法あるいは外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量設定器を備えた風量制御装置あるいは外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を有する風量制御方法を提供する。【選択図】        図１
2006322618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御部を備えたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調方法において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を備えたことを特徴とする空調方法。
【請求項３】
対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の、送風機に付加する風量制御装置であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器と、該外気温度検知器からの外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量設定器を備えたことを特徴とする空調装置の風量制御装置。
【請求項４】
対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の送風機に、風量制御手段を付加する風量制御方法であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を有することを特徴とする空調装置の風量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御部を備えたことを特徴とする空調装置、あるいは、空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調方法において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を備えたことを特徴とする空調方法、あるいは、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の、送風機に付加する風量制御装置であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器と、該外気温度検知器からの外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量設定器を備えたことを特徴とする空調装置の風量制御装置、あるいは、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の送風機に、風量制御手段を付加する風量制御方法であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を有することを特徴とする空調装置の風量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空調機を構成する送風機の送風量をインバータによって可変流量制御する方法は、その消費電力量の削減率の大きさにより幅広く検討され、且つ採用されつつある。しかし、現時点での送風機のインバータの周波数可変制御にかかわる制御方法及び制御装置は、いずれも大規模な設備投資が必要であり、設備投資のための費用も巨額に上るので、新築の大型ビルや高精度の空調が要求されるビル等に採用されるに留まっているのが現状である。
【０００３】
すなわち、現状での送風機の送風量をインバータによって可変流量制御する方法においては、コンピュータを使った中央監視装置や特化した制御技術の開発によってのみ得られる特殊な制御機器と高価な制御用ソフトウェアが必須不可欠のものであるとの考え方が定着しつつある。
【０００４】
したがって、上記のような新築の大型ビルや高精度の空調が要求されるビル以外の、ごく一般的な事業所、大規模小売店舗等の現場においては、送風機の送風量をインバータによって可変流量制御する方法はある程度の省エネルギー効果を有するものであることがわかっていても、大規模な設備投資に要する多額の費用が足枷となり、広く普及するには至っていない。特に既存建物の既存空調装置への付加的導入は、その効果はみとめられていながらも、殆ど実現していないのが現状である。
【０００５】
すなわち、現在の送風機の送風量をインバータによって可変流量制御する方法では、既存建物に追加導入しようとすると、既設空調機制御回路の大幅な改造が必須条件となり、自動制御専門業者による設計、施工の体制をとらざるを得ない。すなわち、コンピュータ技術に精通した人員が設計、施工し、操作、保守を行うということが必須不可欠で、多額の設備投資費用が嵩む原因の大部分はこの点にあるといっても過言ではないのである。
【０００６】
この点をさらに具体的に説明すれば、以下のとおりである。図６は、送風機の送風量をインバータによって可変流量制御する従来の方法による空調装置Ａの回路図である。空調装置Ａの中心部である空調部Ｂは、空調コイルＢ１、送風機Ｂ２、加湿機Ｂ３から構成されていて、空調コイルＢ１にて温度調整された空気は加湿機Ｂ３により湿度調整され、送風機Ｂ２から送風口ＦＡを介して対象室Ｒ内に送風される。
【０００７】
一方、対象室Ｒの還気口ＲＡの後段には室内温度検知器Ｔと室内湿度検知器Ｈが設置されていて、還気口ＲＡから還流される空気の温度と湿度をモニターしている。室内温度検知器Ｔにて検知された室内温度情報は室内温度設定器ＴＣに送られる。室内温度設定器ＴＣは例えばＰＩＤ方式の温度設定器で、この室内温度設定器ＴＣからの制御信号がモーターＭ１に送られて、バルブＶ１の開度を制御する。
【０００８】
バルブＶ１の開度により、冷温水送水管ＣＨから空調コイルＢ１に送水される冷水又は温水の量が調節されて、空調コイルＢ１を通過する空気の温度が制御される。なお、冷温水送水管ＣＨには、図示しない冷凍機あるいはボイラーから冷水あるいは温水が供給されるものである。空調コイルＢ１を通った冷水あるいは温水は、冷温水排水管ＲＣＨを通じて図示しない冷凍機あるいはボイラーに還流される。
【０００９】
また、室内湿度検知器Ｈにて検知された室内湿度情報は室内湿度設定器ＨＣに送られる。室内湿度設定器ＨＣも、例えばＰＩＤ方式の湿度設定器で、この室内湿度設定器ＨＣからの制御信号がモーターＭ２に送られて、バルブＶ２の開度を制御する。これにより、図示しない蒸気発生器（ボイラー）から蒸気送気管Ｓを通じて供給される蒸気はバルブＶ２の開度により制御されて加湿機Ｂ３から放出され、空調コイルＢ１にて温度調整された空気の湿度を調整する。
【００１０】
このようにして、温度と湿度を調整された空気が、送風機Ｂ２により送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送風される。なお、通常の空調装置Ａにおいては、空調コイルＢ１に送られる空気は、対象室Ｒから還気口ＲＡを通じて取り込まれる対象室Ｒ内の空気と、外気取入口ＯＡを通じて取り込まれる外気との混合気である。送風機Ｂ２の風量は対象室Ｒ内にて発生する顕熱負荷の年間を通して最大となる値に対応できる量が選定採用される。
【００１１】
従来からの空調装置は上記のような回路構成で、送風機Ｂ２の送風量を制御する仕組み、すなわち図６に示す風量制御部Ｃを欠いており、送風機Ｂ２は常に初期設定の回転数で回転していた。しかも、送風機Ｂ２の送風量は、前記顕熱負荷の最大値に対して設計上、１０〜２０％の余裕をもって設定されるのが普通であり、季節変動によって外気の顕熱負荷が低下した場合でも、送風機Ｂ２の回転数は変化しないので、この部分で多大な電力が浪費されることとなっていた。
【００１２】
図２は、送風機の設計上の顕熱負荷の割合の１例を示したものである。これによると、外気による顕熱負荷は約３分の１の割合を占めていて、全体の顕熱負荷を決定する大きな要因となっており、しかも季節ごとに大きな変動を見せる。すなわち、夏期は大きくプラスに傾き、冬期は大きくマイナスに傾く。なお、外気による顕熱負荷とは、対象室Ｒ内の空気が外気によって変動を受ける分の顕熱負荷のことをいう。
【００１３】
室内消費電力による顕熱負荷というのは、室内照明や室内で使用される電気器具等の顕熱負荷であって、これは全体の４割と大きいが、通常の現場、例えば一般的な事務所や大規模小売店等では、殆ど変動しないものとみなせる。また、室内人員による顕熱負荷も、あまり変動しないものとみなせる。さらに、その他の顕熱負荷とは例えば隙間風や人員の出入りに伴う外気の侵入等による顕熱負荷で、これもあまり変動しない。すなわち、通常の現場に用いる空調装置の送風機の設計においては、大きく変動するのは外気による顕熱負荷のみとみなしてよく、外気による顕熱負荷の最大値と室内消費電力や人員その他の顕熱負荷の合計値にさらに余裕を持たせて設計を行うのが一般的な方法である。
【００１４】
この状況をさらに詳しく説明したのが図３である。図３では、送風機の設計上の顕熱負荷と、実際の運転上の月別の平均顕熱負荷を対比したものであるが、これによれば、顕熱負荷の合計値が高くなるのは５月から９月にかけての５ヶ月間で、特に７月と８月は突出する。したがって、夏期のこの２ヶ月における顕熱負荷の合計値を凡そ２割近く上回るように送風機の回転数の設計値を決定するのが通常の方法である。
【００１５】
すなわち、送風機の設計回転数は、通常、外気温度が３３℃〜３５℃程度という条件に対応できる能力を有するように設計されるのであるが、このような設計回転数を実際に必要とする時間は、年間総運転時間の１割にも満たない。ということは、送風機は、年間を通じて９割以上の時間を、過剰な回転数で運転されているということになる。
【００１６】
しかるに、送風機の消費電力は、送風量の３乗に比例して増減するので、空調装置において、消費電力の無駄の最大要因となっているのが実は送風機であることが近年強く認識されるようになってきた。そして、省エネルギーの風潮とともに、送風機の消費電力をいかにして低減させることができるかという点が、現今の省エネルギー型の空調装置の設計の主眼となりつつある。
【００１７】
すなわち、図６に示すように、送風機Ｂ２の回転数を可変とするインバータＣ１と、インバータＣ１に制御情報を送る制御装置Ｃ２を主体とする風量制御部Ｃを設けて、各種条件に合わせて送風機Ｂ２の回転数を調整することにより送風機Ｂ２の消費電力を抑えて省エネルギー化を図ろうとするものである。
【００１８】
このような空調装置Ａにおいては、制御装置Ｃ２は各種情報ＩＮを入力とし、各種情報ＩＮを演算して必要最小限の風量で送風機Ｂ２を稼動させるように制御信号をインバータＣ１に送るという回路構成となるのが普通であり、各種情報ＩＮとしては、室内温度、送気温度、ダクト内静圧、ダンパー開度等があげられるが、これらの各種情報ＩＮを受けてインバータＣ１に制御信号を送る制御装置Ｃ２には、高度な演算処理能力を有するＣＰＵが搭載され、特別に組まれたプログラムによって稼動されるのが普通である。以下その例を、特許文献により示す。なお、以下に示す特許文献１は、変風量制御（ＶＡＶ）方式と呼ばれる制御方式の１例である。
【００１９】
特許文献１は、被制御エリアの各部屋に給気吹出口を設けて可変給気量調節ユニットから空調した給気を送風して前記各部屋内の空調を行うシステムにおいて、前記可変給気量調節ユニットに依存しないパラメータであって、前記各部屋の設定温度と計測温度との偏差並びに運転モードによって定まるパラメータを利用して、空調機の給気温度設定値を算出可能にしたことを特徴とする空調機の給気温度制御装置である。
【００２０】
確かに、特許文献１の制御装置によれば、特許文献１に謳われているように、熱負荷状態を評価できる共通のパラメータを導入して、その値によってシステム全体のロードリセットを行ったので、有効な制御が常に可能となり、また、単純で明快な制御方法の採用が可能になるという効果が得られるのも確かである。
【００２１】
しかしながら、上記構成にて上記の効果を得るためには、複雑な演算を自動的に行うシステムが必要で、前述のようにハードウェア面においてはＣＰＵを内蔵した特殊な構成の制御装置が必要であり、ソフトウェア面でも特別なプログラムを組むことが必要となってくる。そして、設計及び施工においても、また運転操作や保守においても、高度なコンピュータプログラムを扱える専門の人員が必要となる。
【００２２】
すなわち、特許文献１の制御装置を備えた空調装置を導入するためには、大規模な設備投資と専門的人員の確保及びそれに要する多額の費用を覚悟しなければならない。また、既設の空調システムに少し手を加えて特許文献１の制御装置を付加するということも不可能で、この場合も大幅な改造を見込まねばならず、やはり多額の費用を要することとなってしまう。
【００２３】
このように、例えば特許文献１の制御装置のようなシステムが、大きな省エネルギー効果を有することは判ってはいても、大規模な設備投資と専門的人員の確保及びそれに要する多額の費用を考えると中々導入に踏み切ることができないのが現状である。特に、さほど厳密な恒温恒湿を要求されないごく一般的な事業所や大規模小売店等の現場にとってみては、いくら省エネルギーとなっても初期投資と保守と人員確保に多額の費用を要する上記のようなシステムでは収支が合わず、送風機の制御による省エネルギー対策はさながら絵に描いた餅のように縁遠いものであった。
【００２４】
しかも、実際の現場においては、さほど厳密な恒温恒湿を要求せず、ある程度の温度制御が保持されれば良いというところが圧倒的多数である。したがって、このような現場においては、高度な制御システムの齎す省エネルギー効果は充分に認めつつも、現実には年中送風機を設計回転数で回し続ける旧態以前とした空調システムから脱却し得ないところが多く、高度な制御システムを備えた空調システムは、新築の大規模ビルか、厳密な恒温恒湿を要求する現場にて僅かに採用されるに留まるというのが現状である。
【００２５】
さらに、本願出願人の出願による下記特許文献２の発明も、やはり風量制御の一種であるが、この特許文献２の発明と本願発明が目的とするところとの相違点は、以下に述べるとおりである。
【００２６】
すなわち、下記特許文献２の発明は、空調機（空調コイル）の作る空気の温度を送気温度設定器により一定に定め、送風機の送風能力を室内温度設定器とインバータにより室内負荷に見合った値に制御することによって対象室内を一定の温度に保持することにより、簡単な構成で大幅な消費電力の削減が実現できる空調装置及び空調方法を提供するものである。
【００２７】
この下記特許文献２の発明が意図するところは、従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式が、送風機の風量制御に関してあまりにも複雑な制御方式を採るゆえに、高価なハードウェアやソフトウェアが不可欠となっていた点を反省し、高度な情報処理装置を一切用いない送風機の風量制御方式を実現したもので、この点においては、本願発明の意図するところをある程度まで達成したものと言い得る。
【００２８】
しかしながら、下記特許文献２の発明においては、例えばこれを既存の空調装置に付加しようと思う場合、既存の空調装置は普通、室内温度情報によって空調コイルの作る空気の温度を制御する方式であるため、これを室内温度情報によって送風機の風量制御を行うように改造しなければならない。そして、このような改造は、従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式の導入に較べればはるかに簡便で投資費用も僅かであるが、それでも、既存のシステムの構成を変えるということは、ある程度の手間がかかることになる。
【００２９】
したがって、本発明においては、既存の空調装置の構成は完全にそのまま保持して、単純にこれに送風機の風量制御を行う簡単な構成を付加するだけで、従来の変風量制御（ＶＡＶ）方式と略同様の効果を上げ得る制御装置あるいは制御方法の開発を目指したものである。
【００３０】
そして、この背景には、やはり「現場の要望」というものがある。すなわち、高価な変風量制御（ＶＡＶ）方式が導入できない多くの現場において強く望まれているのは、既存の空調装置の構成をできるかぎりそのままに保って、ただ送風機に簡単な構成の制御装置を付加するだけで送風機の風量制御が行え、省エネルギーの空調装置が実現するという、そのような制御装置あるいは制御方法の開発である。
【００３１】
さらにいうなら、空調コイルの制御を室内温度情報によって行い、加湿機の制御を室内湿度情報によって行うという今までの空調装置の制御方法の中心部分はそのまま温存して、これまで常に最大風量で回転し続けていた送風機を、簡単な制御方式をもって風量制御することにより省エネルギーを実現できないだろうかということである。
【００３２】
本発明は、このような実際の現場の多くの要望に応えて、できるだけ低コストで簡単に付加導入できる送風機の制御装置あるいは制御方法を開発し、これをもって省エネルギーの空調装置あるいは空調方法を実現するという目的をもって開発されたものである。
【特許文献１】特開２００４‐１２５２９６号公報
【特許文献２】特願２００４−２８０９２９号
【非特許文献１】株式会社山武、“やさしい自動制御のお話 第４章PID制御について”、[online]，平成１６年９月１日、株式会社山武、[平成１６年９月１６日検索]、インターネット<URL:http//www.compoclub.com/jidou-seigyo/jidou-seigyo4.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
叙上のような技術背景から、本発明の課題を次のとおりに設定した。
＜課題１＞
空調装置における送風機の回転数制御、すなわち風量制御において、高価なハードウェアあるいはソフトウェアを一切用いることなく、また情報処理の専門的な人員も必要とせず、簡単な装置あるいは方法にて十分な効果を得ることのできる制御装置あるいは制御方法を開発し、該制御装置あるいは制御方法を用いた空調装置あるいは空調方法を実現する。
【００３４】
＜課題２＞
その際に、これまで全く注目されてこなかった外気温度のみを制御情報として用いることを課題とする。すなわち、これまでは、室内温度、送気温度、ダクト内静圧、ダンパー開度等が制御情報として当然のように用いられた結果、高価なハードウェアあるいはソフトウェアを要するシステムとなっていた点を反省し、外気の温度のみに着目した。前述のように、外気温度以外の要因による対象室の空気の顕熱負荷は実は余り変動が大きくないが、外気の温度による顕熱負荷は変動が大きく、空調装置における顕熱負荷として最も重大な要素となっている。したがって、この外気の温度の変動のみを制御情報として用いることにすれば、非常に簡単なシステムで最大の効果を上げ得るものではないかと考えた。
【００３５】
＜課題３＞
そして、さらに、実際の現場にては、既存の空調装置の構成をできるだけ改変することなく、送風機の風量制御装置を付加するだけで省エネルギーの空調装置を実現したいという声が多いことに鑑みて、既存の空調装置の構成の中核となる室内温度情報によって空調コイルを制御し、室内湿度情報によって加湿機を制御するという構成には全く手を加えることなくこれを保持し、送風機の風量制御をできるだけ簡単な構成にて行うという点に、開発の的を絞ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、以下に示す解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞
空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御部を備えたことを特徴とする空調装置。
＜解決手段２＞
空調コイルと送風機を主体として構成され、対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調方法において、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を備えたことを特徴とする空調方法。
＜解決手段３＞
対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の、送風機に付加する風量制御装置であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知器と、該外気温度検知器からの外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量設定器を備えたことを特徴とする空調装置の風量制御装置。
＜解決手段４＞
対象室の温度を一定の範囲内に保持する空調装置の送風機に、風量制御手段を付加する風量制御方法であって、外気取入口から取り入れられる外気温度を検知する外気温度検知手段から送られる外気温度情報により送風機の送風能力を制御する風量制御手段を有することを特徴とする空調装置の風量制御方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、空調装置の送風機の送風能力を制御するための高価なハードウェアやソフトウェアの類を一切必要とせず、また、情報処理の専門の人員も必要なく、簡素かつ単純な装置あるいは方法にて、送風機の省エネルギー化、すなわち送風機の使用電力の大幅な削減を実現できるものである。
【００３８】
すなわち、送風機の送風能力を制御する要素となるのは外気の温度のみであるので、送風機のインバータを制御するためには、外気温度を検知する検知器と単純な構造の温度設定器のみで事足りる。この温度設定器としては、市販のＰＩＤオートチューニング方式のデジタル指示調節計のような簡単な構成のもので充分である。なお、ＰＩＤオートチューニング方式のデジタル指示調節計については、前期非特許文献１を参照されたい。
【００３９】
高価なハードウェアやソフトウェアの類を一切必要としないので、高価なハードウェアやソフトウェアを取り扱う専門的な人員も一切必要としない。すなわち、本発明は通常の空調設備の知識を持った人員で充分に設計、施工、操作、保守が可能である。したがって、設備投資費用はごくわずかで済み、コストパフォーマンスの極めて高い空調装置を実現することができる。
【００４０】
また既存の空調設備に制御装置部分のみを追加して構成することがごく簡単にできるという点も、本発明の大きな効果の一つである。すなわち、既存の空調装置の中核である室内温度情報により空調コイルを制御し、室内湿度情報により加湿機を制御するという構成には一切手を触れることなく、ただ送風機に簡単な構成の制御装置を付加するだけで高度な省エネルギー効果を有する空調装置が実現できるので、既存の空調装置にできるだけ改変を加えないで省エネルギー効果を達成したいと考えている多くの現場の声に、充分に応えることができるものである。
【００４１】
したがって、本発明は、厳密な恒温恒湿を必要としない多くの現場、すなわち、中小規模の工場や事業所、大規模小売店等において、簡単で効率の良い送風機の回転数制御装置あるいは制御方法、または、送風機の回転数制御装置あるいは制御方法を組み込んだ空調装置あるいは空調方法として、広く用いられることが可能である。特に、前述のように既存の空調装置に対しても簡単に付加できるところから、その応用範囲は極めて広範囲になるものと期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例１は本発明の解決手段１の発明の１実施例であるが、実施例１の風量制御部のみを取り上げれば、解決手段３の発明の１実施例となるものである。
【実施例１】
【００４３】
図１は、実施例１の空調装置１の回路図である。空調装置１の中心部である空調部２は、空調コイル２１、送風機２２、加湿機２３から構成されていて、空調機２１にて温度調整された空気は加湿機２３により湿度調整され、送風機２２から送風口ＦＡを介して対象室Ｒ内に送風される。
【００４４】
一方、対象室Ｒの還気口ＲＡの後段には室内温度検知器Ｔ１と室内湿度検知器Ｈが設置されていて、還気口ＲＡから還流される空気の温度と湿度をモニターしている。室内温度検知器Ｔ１にて検知された室内温度情報は室内温度設定器ＴＣに送られる。室内温度設定器ＴＣは例えばＰＩＤ方式の温度設定器で、この室内温度設定器ＴＣからの制御信号がモーターＭ１に送られて、バルブＶ１の開度を制御する。
【００４５】
バルブＶ１の開度により、冷温水送水管ＣＨから空調コイル２１に送水される冷水又は温水の量が調節されて、空調コイル２１を通過する空気の温度が制御される。なお、冷温水送水管ＣＨには、図示しない冷凍機あるいはボイラーから冷水あるいは温水が供給されるものである。空調コイル２１を通った冷水あるいは温水は、冷温水排水管ＲＣＨを通じて図示しない冷凍機あるいはボイラーに還流される。
【００４６】
また、室内湿度検知器Ｈにて検知された室内湿度情報は室内湿度設定器ＨＣに送られる。室内湿度設定器ＨＣも、例えばＰＩＤ方式の湿度設定器で、この室内湿度設定器ＨＣからの制御信号がモーターＭ２に送られて、バルブＶ２の開度を制御する。これにより、図示しない蒸気発生器（ボイラー）から蒸気送気管Ｓを通じて供給される蒸気はバルブＶ２の開度により制御されて加湿機２３から放出され、空調コイル２１にて温度調整された空気の湿度を調整する。このようにして、温度と湿度を調整された空気が、送風機２２により送風口ＦＡから対象室Ｒ内に送風される。
【００４７】
一方、外気取入口ＯＡの後段には外気温度検知器Ｔ２が設けられていて、外気取入口ＯＡから取り入れられた外気の温度をモニターしている。外気温度検知器Ｔ２にて検知された外気温度情報は、風量設定器３１に送られる。風量設定器３１は例えばＰＩＤ方式の風量設定器で、この風量設定器３１からの制御信号がインバータ３２に送られて、送風機２２の回転数を制御する。外気温度検知器Ｔ２、風量設定器３１、インバータ３２は風量制御部３を構成する。
【００４８】
したがって、実施例１の空調装置１においては、空調コイル２１に送水される冷温水量の制御は従来どおり対象室Ｒの室内温度情報により行い、加湿機２３に送られる蒸気量の制御も従来どおり対象室Ｒの室内湿度情報により行うものであるが、送風機２２の回転数制御を外気温度情報のみによって行うという点が、従来の風量制御方式と決定的に異なる点であり、これにより、従来の風量制御方式における高価なハードウェアとソフトウェア及び情報処理専門人員が不要となり、簡単な構成の風量設定器３１でインバータ３２を制御するのみで、厳密な恒温恒湿制御を必要としない現場には十分な送風機２２の風量制御が実現できることとなったのである。
【００４９】
実施例１の空調装置における風量制御方法をさらに詳しく述べるならば以下のとおりである。図４は、外気温度と送風機２２の送風量の相関関係を表示したグラフであり、外気温度がｔ１℃（図４では約２４℃）以下では送風機２２は最大送風量の６０％で運転されるように設定されている。これは、外気温度が低下して外気による顕熱負荷が下がった場合でも、室内最低換気量の確保や室内圧力の保持等の要因から、通常、送風機２２の最小送風量として最大送風量の５０〜７０％を保持する必要があるところから、このように設定したものである。
【００５０】
外気温度がｔ１℃を越えると送風機２２の送風量は図４に見るように略直線状に上昇し、外気温度がｔ２℃（図４では約３１．５℃）に達したところで最大送風量となり、ｔ２℃以上の温度では最大送風量のままで運転される。外気温度がｔ２℃を越える時間は、１年を通じた全運転時間のせいぜい１〜２割程度であると考えられるので、実施例１の空調装置１は、年間稼働時間の８〜９割を送風機に関して省エネルギー運転ができるということになる。なお、実施例１では通常の空調装置よりやや余裕を見てｔ２℃を約３１．５℃と設定してあるが、このｔ２℃を通常の空調装置のように３３〜３５℃にすれば、前述のように年間稼働時間の９割を越える時間において、送風機に関して省エネルギー運転ができるということになる。
【００５１】
送風機においての省エネルギーというのは、実際には送風機を回転させるのに消費される送風機消費電力量の削減ということになるので、この送風機消費電力量と外気温度の関係を図５のグラフにて表した。前述のように、送風機消費電力量の増減は、送風量の３乗に比例するため、最大送風量時の消費電力を１００％とすれば、外気温度がｔ１℃以下の場合に、送風機消費電力量は３０％を切る値となり、大幅な電力量の削減が実現されていることが明白である。外気温度がｔ１℃から上昇するに従い、送風機消費電力量は図５に示すような曲線（略３次曲線）を描いて上昇し、外気温度がｔ２℃になる時点で１００％となる。
【００５２】
このように、図４の状態では、余り省エネルギーになっているように見えなくても、図５のように実際の送風機消費電力量においては大幅な削減が実現されているのであり、厳密な恒温恒湿を要求されない現場においては、これだけの消費電力量の削減が実現されていれば、初期投資が僅かですむだけに、導入のメリットは非常に大きなものがあると言い得るのである。
【００５３】
このように、実施例１の空調装置１においては、送風機２２を外気温度情報のみで制御するだけで、大幅な省エネルギーが達成できるが、実施例１の空調装置１における風量制御部３は、これだけを独立させて既存の殆どの空調装置に簡単に付加することが可能であるのも大きな特徴である。すなわち、風量制御部３はそのまま本発明の解決手段３の発明の１実施例となっていて、今まで送風機を常に最大出力で回転させていたいわば旧式の空調装置も、風量制御部３を付加するだけで大幅な省エネルギーが可能となる。しかも、付加工事は簡単で、空調技術者であれば情報処理に関する特別な知識のない者でも何の問題もなく実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、簡単な構成で大きな省エネルギーを達成できるものとして、非常に応用範囲の広いものであるといえる。すなわち、本発明は、冷暖房における顕熱負荷が外気の温度に大きく左右されるホテルや病院等の建物、あるいは地下街、さらには、営業時間内においては室内消費電力負荷の変動が少ないデパートやスーパー等の大規模小売店、さらに、厳密な恒温恒湿を要求されない工場や事業所等の現場において、空調装置のごく簡単な可変風量制御方式として、低コストにて大きな省エネルギー効果を生むものとして、幅広い応用展開が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１の空調装置の回路図である。
【図２】従来の空調装置の送風機の設計上の顕熱負荷の割合を示すグラフである。
【図３】従来の空調装置の送風機の年間顕熱負荷の変動を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例１の空調装置の送風機の送風量と外気温度の相関関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例１の空調装置の送風機の送風機消費電力量と外気温度の相関関係を示すグラフである。
【図６】従来の空調装置の１例の回路図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      空調装置
２      空調部
２１    空調コイル
２２    送風機
２３    加湿機
３      風量制御部
３１    風量設定器
３２    インバータ
Ａ      空調装置
Ｂ      空調部
Ｂ１    空調コイル
Ｂ２    送風機
Ｂ３    加湿機
Ｃ      風量制御部
ＣＨ    冷温水送水管
Ｃ１    インバータ
Ｃ２    制御装置
ＦＡ    送風口
Ｈ      室内湿度検知器
ＨＣ    室内湿度設定器
ＩＮ    各種情報
Ｍ１    モーター
Ｍ２    モーター
ＯＡ    外気取入口
Ｒ      対象室
ＲＡ    還気口
ＲＣＨ  冷温水排水管
Ｓ      蒸気送気管
Ｔ      室内温度検知器
Ｔ１    室内温度検知器
Ｔ２    外気温度検知器
ＴＣ    室内温度設定器
Ｖ１    バルブ
Ｖ２    バルブ
ｔ１    外気温度
ｔ２    外気温度
【図１】
2006322618.tif 000003
【図２】
2006322618.tif 000004
【図３】
2006322618.tif 000005
【図４】
2006322618.tif 000006
【図５】
2006322618.tif 000007
【図６】
2006322618.tif 000008