(57)【要約】この発明に係る空調システムは、建屋の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記建屋の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置と、前記建屋の屋外及び屋内の温度をモニタするとともに、前記モニタされた屋外及び屋内の温度を収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置で収集された屋外及び屋内の温度に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバと、を備えたことを特徴とする。この構成によって、冷気給気系装置によって給気される冷気が排気系装置によって過剰に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
2017094158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度を検出するとともに、前記検出された屋外及び屋内の温度を収集するデータ収集装置と、
前記データ収集装置で収集された屋外及び屋内の温度に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバと、
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記データ収集装置は、前記建屋内にある熱源の温度を検出するとともに、前記検出された熱源の温度を収集し、
前記空調制御サーバは前記データ収集装置で収集された熱源の温度を用いて、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調制御サーバは前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働及び停止を決定するしきい値を設定し、前記しきい値に基づき前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記空調制御サーバは前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働時の駆動強度を決定する複数の強度しきい値を設定し、前記複数の強度しきい値に基づき前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働時の駆動強度を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
【請求項５】
前記データ収集装置は、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記データ収集装置は、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは、前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の総消費電力が低くなるように前記しきい値を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
【請求項７】
建屋の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度を検出するとともに、前記検出された屋外及び屋内の温度を収集するデータ収集装置とを備え、
前記データ収集装置で収集された屋外の温度があらかじめ設定されたしきい値より高い場合に前記冷気給気系装置を稼働するとともに、前記データ収集装置で収集された屋内の温度があらかじめ定められた基準を満たす場合に前記排気系装置を稼働する
ことを特徴とする空調システム。
【請求項８】
温度検出器により検出された建屋の屋外及び屋内の温度に基づき、前記建屋の屋外から屋内に前記屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と前記建屋の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、屋内の空調を制御する空調システム及び空調制御サーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発熱機器のような熱源を有する建屋内に代表される閉鎖系の空間の空調を管理する空調システムでは、冷房のみによる冷却、又は発熱機器が発生する熱の強制排気、又は冷房と排気の組み合わせを用いた手法が用いられている。発生する熱による閉鎖系内の温度上昇への対策として、冷房のみによって空調管理する場合よりも、排気用ファンを用いて熱を閉鎖系の外へ排気する方が、一般的に消費電力を低くできる。そのため、例えば、特許文献１では熱源の温度状態を検出し、サーバに入力した検出値により排気を稼働させる構成が記載されている。このような熱源を内包する閉鎖系空間の空調を排気および冷房設備を利用して制御する従来の空調システムでは、恒常的に排気ファンを稼働させたり、熱源の動作状況や温度を検出し、排気ファンの稼働と停止を制御することで、省エネルギー効果を得る手法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５３１７５号公報．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の空調システムでは、発生熱の排除を排気により可能にしているものの、排気を行う際に冷房が給気する冷気も過剰に排気し、エネルギーロスが発生する課題があった。冷房の給気には多大な電力が必要であり、空調に活用されるべき冷気を閉鎖系の外へ捨ててしまうことはエネルギーロスとなる。従って、冷気を排気することなく不要な熱のみを排気することが課題であった。
また、建屋内の熱源が発生する熱量が一定でない場合もある。例えば、炉のような生産設備では、生産負荷により発生する熱量が時々刻々と変化し、稼働開始時は発生熱量が少ないが、稼働停止後しばらくは熱を発生し続ける。このような環境では、排気と給気を両立して稼働させる空調管理が複雑となり、冷気の排気が弱すぎる状態や冷気を過剰に排気する状態を把握することが困難となる課題がある。
また、排気を行う場合、外気の給気が同時に行われるが、従来の空調システムでは、季節や時間により変化する外気温度の影響が考慮されていない。従って、外気温度の影響を考慮した排気及び給気制御の向上が課題である。
また、工場のように設備レイアウトの変更が発生する環境では、排気設備の変更が容易な空調システムを得ることが課題となる。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷房が給気する冷気が過剰に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる空調システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る空調システムは、建屋の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記建屋の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置と、前記建屋の屋外及び屋内の温度を検出するとともに、前記検出された屋外及び屋内の温度を収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置で収集された屋外及び屋内の温度に基づき、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の空調システムによれば、冷気給気系装置によって給気される冷気が排気系装置によって過剰に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る排気給気連携空調システム１００のシステム構成図。
【図２】実施の形態１に係る排気給気装置２００の構成図。
【図３】実施の形態１に係る空調制御サーバ４００のハードウエア構成図。
【図４】実施の形態１に係る排気給気連携空調システム１００を工場で適用した例。
【図５】実施の形態１に係る排気給気連携空調システム１００の動作を示すフローチャート。
【図６】実施の形態１に係る排気系装置２２０及び冷気給気系装置２１０のしきい値の初期設定例。
【図７】実施の形態２に係る排気系装置２２０及び冷気給気系装置２１０のしきい値の初期設定例。
【図８】実施の形態３に係る冷気給気系装置２１０の消費電力と排気系装置２２０の排気強度の関係及び、排気系装置２２０の消費電力と排気量の関係。
【図９】実施の形態３に係る排気給気連携空調システム１００のシステム構成図。
【図１０】実施の形態３に係る電力モニタＩ／Ｆ２０１の構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る空調システムについて説明する。
【００１０】
図１はこの発明の空調システムである排気給気連携空調システム１００のシステム構成図である。建屋などの閉鎖系の空間で用いられる排気給気連携空調システム１００は、排気給気装置２００、データ収集装置３００、および空調制御サーバ４００を備える。一般的な温度モニタ３１０は設置が容易で、温度を電気信号に変換して空調制御サーバ４００にデータを送信するためのものである。温度を検出する検出器である温度モニタ３１０は、後に説明するが、熱源温度モニタ３１１、外気温度モニタ３１２、および閉鎖系内温度モニタ３１３に分類される。また、空調制御サーバ４００は給気排気制御装置４１０とデータベース４２０を備える。
【００１１】
図２は排気給気装置２００の構成を示す。排気給気装置２００には、データ収集装置３００、および空調制御サーバ４００と接続されるインターフェース（以後は、Ｉ／Ｆと略す）である排気給気制御Ｉ／Ｆ２０２が含まれる。排気給気制御Ｉ／Ｆ２０２は、空調制御サーバ４００と冷気給気系装置２１０、排気系装置２２０、外気給気系装置２３０を仲介し、冷気給気系装置２１０、排気系装置２２０、外気給気系装置２３０の制御に用いるＩ／Ｆである。冷気給気系装置２１０は、冷気を供給するものであり、一般的な冷房機器に相当する機能を有し、排気給気制御Ｉ／Ｆ２０２により空調制御サーバ４００から制御が可能となっている。排気系装置２２０は、それぞれ外部からの稼働制御が可能な排気ファン２２１、および排気弁駆動装置２２２を有し、排気ファン２２１の駆動と閉鎖系の空間と外気との境界に設置する一般的な排気弁の開閉とにより熱排気を行う。排気ファン２２１により排気弁の駆動が可能な場合は、排気弁駆動装置２２２を省略することも可能である。外気給気系装置２３０は、排気系装置２２０と同じく閉鎖系の空間と外気との境界に設置する給気弁駆動装置２３１の開閉により、排気系装置２２０が排気する体積に相当する外気の給気を行う装置である。なお、外気温が高い場合には、排気弁駆動装置２２２および給気弁駆動装置２３１を制御することにより、外気混入を回避することもできる。なお、外気給気系装置２３０は、排気系装置２２０の稼働に連動して稼働するものとする。
【００１２】
図３は空調制御サーバ４００のハードウエア構成を示すものであり、空調制御サーバ４００は給気排気制御装置４１０とデータベース４２０を備える。また、給気排気制御装置４１０は、プロセッサ４０１、メモリ４０２、制御Ｉ／Ｆ４０３、センサＩ／Ｆ４０４、入力Ｉ／Ｆ４０５、表示部Ｉ／Ｆ４０６を備える。プロセッサ４０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）である。
【００１３】
プロセッサ４０１はバス等を介して他のハードウェアデバイスと接続され、それらのハードウェアデバイスを制御する。プロセッサ４０１は、データベース４２０からプログラム４２１を読み出し、メモリ４０２に展開したプログラム４２１を実行する。制御Ｉ／Ｆ４０３は、排気給気制御Ｉ／Ｆ２０２を介して冷気給気系装置２１０、排気系装置２２０、外気給気系装置２３０を制御するためのＩ／Ｆである。センサＩ／Ｆ４０４は、データ収集装置３００のデータを収集するためのＩ／Ｆである。入力Ｉ／Ｆ４０５は、キーボードやマウス等の入力装置のＩ／Ｆである。表示部Ｉ／Ｆ４０６は、ディスプレイ等の表示装置とのＩ／Ｆである。データベース４２０は、制御に必要なデータや制御のための設定値をファイル４２２として格納する装置である。
【００１４】
図４に本発明による排気給気連携空調システム１００を工場の環境で適用した例を示す。工場には、建屋５０１と空調制御サーバ４００を設置する制御室５０２がある。建屋５０１と制御室５０２は同じ場所にあってもよい。冷気給気系装置２１０は建屋５０１内部を冷却する。排気系装置２２０は、製造装置５０３直上に設置された排気フードで高温空気を排気する。ここで、製造装置５０３は、建屋５０１を温める目的ではなく、製造目的に設置された装置であり、稼働時には熱を発生する。なお、製造装置５０３が熱を側面等から出す場合は、製造装置５０３を覆う覆いを設置してもよい。外気系給気装置２３０は、排気系装置２２０が排気する体積に相当する外気を建屋５０１に取り込む。温度モニタ３１０は、熱源温度モニタ３１１、外気温度モニタ３１２、および閉鎖系内温度モニタ３１３に分類される。熱源温度モニタ３１１は監視対象機器近傍、たとえば熱源直上に設置する排気フードと熱源間の任意の場所に設置する。外気温度モニタ３１２は、例えば外気給気系装置２３０近傍の外気と接する場所に設置され、建屋５０１の屋外の温度をモニタする。閉鎖系内温度モニタ３１３は、建屋５０１内の作業員が居る場所近傍に設置され、建屋５０１の屋内の温度をモニタする。空調制御サーバ４００は、収集したデータをもとに、高温空気を排気し、冷気を排気しないように給気排気の空調装置の制御を行うためのものである。
【００１５】
次に、排気給気連携空調システム１００の動作について説明する。図５に排気給気連携空調システム１００の動作を示すフローチャートを示す。この動作は、データ収集装置３００で収集された温度データを用いて空調制御サーバ４００内で行われ、排気給気制御Ｉ／Ｆ２０２を介して、冷気給気系装置２１０、排気系装置２２０、外気給気系装置２３０で実行される。まず、管理者は空調制御サーバ４００に初期温度設定を入力する（Ｓ１０１）。例えば、作業員が居る工場内の場合、２５度といった値を入力することとなる。空調管理サーバ４００は、あらかじめ初期設定に従ったしきい値算出方法が決められており、しきい値の算出にはこの初期温度設定値を用いる。排気給気連携空調システム１００に用いるしきい値とは即ち、排気系機器２２０を稼働させるしきい値、排気系機器２２０を停止させるしきい値、冷気給気系装置２１０を稼働させるしきい値、冷気給気系装置２１０を停止させるしきい値である。このようにして、初期温度設定値を用いて、しきい値算出方法に基づき各しきい値を自動的に設定する（Ｓ２００）。次に、温度モニタ３１０が収集する外気温の情報に基づき、Ｓ１０１の設定値と外気温を比較する（Ｓ１０２）。外気温の方がＳ１０１の設定値よりも高い場合は、冷気給気系装置２１０を稼働させる（Ｓ１０３）。外気温の方がＳ１０１の設定値よりも低い場合は、閉鎖系温度がＳ１０１の設定値よりも低いか否かを判定し（Ｓ２５０）、閉鎖系温度がＳ１０１の設定値よりも低い場合には、排気給気装置２００の停止状態を維持する（Ｓ２５１）。作業者にとって閉鎖系の温度が低すぎる場合には、暖房を導入してもよい。閉鎖系温度がＳ１０１の設定値よりも高い場合は（Ｓ２５０）、排気系装置２２０を稼働させる（Ｓ３００）。この時、外気給気系装置２３０も連動して稼働する。つまり、冷たい外気を利用した冷却が可能となる。さらに、熱源温度モニタ３１１を用いた熱源の温度が冷気給気系装置２１０の稼働しきい値より低い場合は（Ｓ３０１）、排気系装置２２０の稼働を継続する（Ｓ３０３）。熱源温度モニタ３１１を用いた熱源の温度が冷気給気系装置２１０の稼働しきい値より高い場合は（Ｓ３０１）、冷気給気系装置２１０を稼働させる（Ｓ３０２）。次に、熱源温度モニタ３１１を用いた熱源の温度が冷気給気系装置２１０の停止しきい値より高い場合は（Ｓ３０４）、冷気給気系装置２１０の稼働を維持する（Ｓ３０６）。熱源の温度が停止しきい値より低い場合は（Ｓ３０４）、冷気を過剰に排気しているため、冷気給気系装置２１０を停止させる（Ｓ３０５）。以後は、Ｓ１０２の判定に戻る。
【００１６】
なお、温度モニタ３１０が収集する外気温の情報に基づき、外気温の方がＳ１０１の設定値よりも高い場合（Ｓ１０２）は、冷気給気系装置２１０を稼働させたが（Ｓ１０３）、さらに、熱源温度モニタ３１１は収集する熱源近傍の温度と稼働しきい値の比較を行い（Ｓ１０４）、収集する熱源近傍の温度が稼働しきい値よりも低い場合は排気系装置２２０を停止の状態に維持する（Ｓ１０６）。収集する熱源近傍の温度が稼働しきい値よりも高い場合は、排気系装置２２０を稼働させる（Ｓ１０５）。熱源温度のモニタを継続し、排気系装置２２０停止しきい値より高い状態が続く場合は（Ｓ１０７）、排気系装置２２０の稼働を維持する（Ｓ１０９）。排気系装置２２０停止しきい値より低い状態が続く場合は、冷気まで排気している状態となるため、排気系装置２２０を停止させる（Ｓ１０８）。以後は、Ｓ１０２に戻り判定を繰り返す。
【００１７】
この制御では、冷気給気系装置２１０と排気系装置２２０がともに稼働するのは、外気温がＳ１０１の設定値より高く（Ｓ１０２）収集する熱源近傍の温度が稼働しきい値よりも高い場合（Ｓ１０５）、又は、外気温がＳ１０１の設定値より低く（Ｓ１０２）閉鎖系温度がＳ１０１の設定値より高く（Ｓ２５０）熱源温度モニタ３１１を用いた熱源の温度が冷気給気系装置２１０の稼働しきい値より高い場合（Ｓ３０１）に限られる。すなわち、
外気温度モニタ３１２でモニタされた外気温がＳ１０１の設定値より高く（Ｓ１０２）熱源温度モニタ３１１でモニタされた熱源近傍の温度が稼働しきい値より低い場合（Ｓ１０６）、排気系装置２２０は動作せずに冷気給気系装置２１０のみが動作する。その結果、冷気給気系装置２１０からの冷気を排気系装置２２０がそのまま排気してしまう状態を回避することができる。このように、建屋５０１の屋外の温度及び建屋５０１内にある熱源の温度をモニタし、モニタされた温度を収集するデータ収集装置３００で収集された温度に基づき、空調制御サーバ４００が冷気給気系装置２１０と排気系装置２２０の稼働と停止を連携して制御することにより、冷気給気系装置２１０からの冷気を排気系装置２２０がそのまま排気してしまう状態を回避することができる。
【００１８】
図６に排気系装置２２０の稼働しきい値、停止しきい値、冷気給気系装置２１０の稼働しきい値、停止しきい値の初期設定例を示す。初期しきい値設定（Ｓ２００）について、初期設定の一例を用いて説明する。外気温の方がＳ１０１の設定値よりも高い場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、例えば夏季で外気温が３０度でありＳ１０２の入力値が２５度の場合、冷気給気系装置２１０は稼働状態となる。また、排気系装置２２０は熱源温度が２６度を超える場合に稼働し、２４度を下回る場合に停止する。外気温の方がＳ１０１の設定値よりも高い場合（Ｓ１０２においてＮＯ）、例えば冬季で外気温が１０度、Ｓ１０２の入力値が２５度、閉鎖系の温度が３０度の場合は、Ｓ３００に従い排気系装置２２０は稼働状態にある。次に、Ｓ３０１において、熱源温度が冷気給気系装置２１０の稼働しきい値２６度より高い場合、冷気給気系装置２１０が稼働する（Ｓ３０２）。熱源温度が２４度を下回った場合は、冷気給気系装置２１０を停止させる。ここでは、稼働しきい値、停止しきい値をそれぞれＳ１０１設定温度＋１、Ｓ１０１設定温度−１として設定したが、＋１および−１は任意設定可能であり、空調管理者が最適化するものとする。
【００１９】
このように、実施の形態１では、センサ情報としきい値を利用して空調制御サーバ４００が制御することにより、冷気給気系装置２１０と排気系装置２２０の稼働と停止を連携して制御することができる。その結果、冷気給気系装置２１０からの冷気が排気系装置２２０によってそのまま排気される状態を低減することができ、冷気の過剰な排気を回避することで高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００２０】
また、実施の形態１では、空調制御サーバ４００で常に空調の管理が行われるため、排気給気装置２００の設備に変更が生じた場合にも、空調システムのサーバを変更する必要はなく、工場のように設備レイアウトの変更が発生する環境において、排気設備の変更を容易に行うことのできる空調システムを得ることができる。
【００２１】
これまでに示したように、実施の形態１に記載の空調システムである排気給気連携空調システム１００は、建屋５０１の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置２１０と、建屋５０１の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置２２０と、建屋５０１の屋外の温度及び前記建屋内にある熱源の温度をモニタするとともに、前記モニタされた屋外及び熱源の温度を収集するデータ収集装置３００と、データ収集装置３００で収集された屋外及び熱源の温度に基づき、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバ４００と、を備えたことを特徴とする。この構成により、冷気給気系装置２１０からの冷気が排気系装置２２０によって過剰に排気される状態を回避でき、本実施の形態に記載の空調システムによって、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。また、排気と給気を両立して稼働させる空調管理を適切に行うことができ、冷気の排気が弱すぎる状態や冷気を過剰に排気する状態を防ぐことができる。加えて、外気温度の影響を考慮した排気及び給気制御の向上が可能となる。
【００２２】
また、実施の形態１に記載の空調システムにおいて、データ収集装置３００は、建屋５０１の屋内の温度をモニタするとともに、このモニタされた屋内の温度を収集し、空調制御サーバ４００はデータ収集装置３００で収集された屋内の温度を用いて、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御することを特徴とする。この構成によって、建屋５０１の屋内の温度によって、必要な時に排気系装置２２０を稼働することができ、本実施の形態に記載の空調システムの省エネルギー効果をさらに高めることが可能となる。
【００２３】
また、実施の形態１に記載の空調システムでは、空調制御サーバ４００は冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の稼働及び停止を決定するしきい値を設定し、このしきい値に基づき冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御することを特徴とする。また、データ収集装置３００で収集された屋外の温度があらかじめ設定されたしきい値より高い場合に冷気給気系装置２１０を稼働するとともに、データ収集装置３００で収集された屋内の温度があらかじめ定められた基準を満たす場合に排気系装置２２０を稼働することを特徴とする。この構成により、適切なしきい値を設定することで、本実施の形態に記載の空調システムの省エネルギー効果を高めることが可能となる。
【００２４】
また、実施の形態１に記載の空調制御サーバ４００は、温度検出器である温度モニタ３１０により検出された建屋５０１の屋外及び屋内の温度に基づき、建屋５０１の屋外から屋内に屋内５０１の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置２１０と建屋５０１の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御することを特徴とする。この構成により、冷気給気系装置２１０からの冷気が排気系装置２２０によって過剰に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態１では、排気系装置２２０の運転を、稼働と停止の２つの状態としたのに対し、本実施の形態では排気強度を可変とできる排気系装置２２０を備えた形態を説明する。
【００２６】
排気強度は、排気ファン２２１を強・中・弱・停止のようにレベルの設定が可能なものでもよいし、あるいはリニアに強度を変更できるものでもよい。図７に排気系装置２２０、および冷気給気系装置２１０の強度を強・中・弱・停止の４段階で設定可能な場合のしきい値設定例を示す。この場合、図５の動作において、モニタする温度としきい値との判定により稼働時の強度が変化するが、フローチャートに変更はない。実施の形態２によれば、より温度変動が少なく、つまり快適性や省エネ効果の高い制御や、排気ファインがインバーター機器の場合はより省エネルギー効果の高い弱駆動が可能となる。
【００２７】
このように、実施の形態２では、空調制御サーバ４００は冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の稼働時の駆動強度を決定する駆動時の強度のしきい値を表す強度しきい値を複数設定し、この複数の強度しきい値に基づき冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の稼働時の駆動強度を制御することを特徴とする。この構成により、温度変動が少なく、つまり快適性や省エネ効果の高い制御や、排気ファインがインバーター機器の場合はより省エネルギー効果の高い弱駆動が可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態２では排気系装置２２０の強度を可変としたのに対し、本実施の形態ではどの程度の排気強度が最も省エネルギー効果が高いのかを空調制御サーバ４００が学習し、空調制御サーバ４００が各しきい値を自動設定する形態を説明する。
【００２９】
図８に夏季のような外気温が高い場合における冷気給気系装置２１０の消費電力と排気系装置２２０の排気強度の関係（実線）及び、排気系装置２２０の消費電力と排気量の関係（破線）を示す。排気強度Bで冷気給気系装置２１０の消費電力は最小となるが、排気給気装置２００全体の消費電力は、冷気給気系装置２１０の消費電力(Ｗａ)と排気系装置２２０の消費電力(Ｗｖ)の総和で決まるため、ＷａとＷｖの和が最小となる排気強度Aが最適となる。実施の形態３では、図９に示す電力モニタ、および図１０に示す電力モニタＩ／Ｆ ２０１を有する。電力モニタは、一般的な電力モニタ装置であり、監視対象機器もしくは監視対象機器に電力を供給する配電盤等に設置し電力量を収集するものである。電力モニタＩ／Ｆ ２０１の目的は、監視機器の消費電力量データ収集を行う電力モニタと監視機器を仲介するもとを目的とするものであり、監視対象機器に設置してもよいし、監視対象機器に電力を供給する配電盤に類するものに設置してもよい。実施の形態３により、各装置の電力量の総和が最小となる各しきい値を空調制御サーバ４００が自動設定し、高い省エネルギー効果が得られる。
【００３０】
このように、実施の形態３に記載の空調システムでは、データ収集装置３００は、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の消費電力をモニタするとともに、このモニタされた消費電力を収集し、空調制御サーバ４００はデータ収集装置３００で収集された消費電力に基づき、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御することを特徴とする。この構成によって、消費電力が小さくなる動作環境を設定することができ、省電力効果の高い空調システムを実現することができる。
【００３１】
また、実施の形態３に記載の空調システムでは、データ収集装置３００は、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の消費電力をモニタするとともに、このモニタされた消費電力を収集し、空調制御サーバ４００は、データ収集装置３００で収集された消費電力に基づき、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の総消費電力が低くなるようにしきい値を設定することを特徴とする。この構成により、総消費電力が小さくなるしきい値を設定することができ、省電力効果の高い空調システムを実現することができる。
【００３２】
実施の形態４．
実施の形態１、２および３では、排気系装置２２０のしきい値を、熱源温度モニタ３１１の温度を用いて設定していたが、例えば工場における作業者の環境を優先させる場合は、閉鎖系で作業者近傍に設置する閉鎖系温度モニタ３１３を用いる。実施の形態４では、作業者の温度環境の快適性確保と、排気給気装置２００の省エネルギー運転の両立が可能となる。
【００３３】
従って、実施の形態４に記載の空調システムである排気給気連携空調システム１００は、建屋５０１の屋外から屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置２１０と、建屋５０１の屋内の空気を屋外に排気する排気系装置２２０と、建屋５０１の屋外及び屋内の温度をモニタするとともに、前記モニタされた屋外及び屋内の温度を収集するデータ収集装置３００と、データ収集装置３００で収集された屋外及び屋内の温度に基づき、冷気給気系装置２１０及び排気系装置２２０の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバ４００と、を備えたことを特徴とする。この構成により、冷気給気系装置２１０からの冷気が排気系装置２２０によって過剰に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。なお、建屋５０１内にある熱源も屋内の温度であることには変わりはないので、上記の「建屋５０１の屋内の温度」には閉鎖系温度モニタ３１３でモニタされる温度の他に、建屋５０１内にある熱源の温度も含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１００：排気給気連携空調システム、２００：排気給気装置、２０２：排気給気制御Ｉ／Ｆ、２１０：冷気給気系装置、２２０：排気系装置、２２１：排気ファン、２２２：排気弁駆動装置、２３０：外気給気系装置、２３１：給気弁駆動装置、３００：データ収集装置、３１０：温度モニタ、３１１：熱源温度モニタ、３１２：外気温度モニタ、３１３：閉鎖系内温度モニタ、３２０：電力モニタ、４００：空調制御サーバ、４０１：プロセッサ、４０２：メモリ、４０３：制御Ｉ／Ｆ、４０４：センサＩ／Ｆ 、４０５：入力Ｉ／Ｆ、４０６：表示部Ｉ／Ｆ、４１０：給気排気制御装置、４２０：データベース、４２１：プログラム、４２２：ファイル、５０１：建屋、５０２：制御室、５０３：製造機器
【図１】
2017094158.tif 000003
【図２】
2017094158.tif 000004
【図３】
2017094158.tif 000005
【図４】
2017094158.tif 000006
【図５】
2017094158.tif 000007
【図６】
2017094158.tif 000008
【図７】
2017094158.tif 000009
【図８】
2017094158.tif 000010
【図９】
2017094158.tif 000011
【図１０】
2017094158.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る空調システムは、建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、前記冷気給気系装置により前記屋内に給気された冷たい空気よりも、前記高温の空気を優先的に屋外に排気することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の空調システムによれば、建屋屋内の熱源により生じた高温の空気を屋外に排気するとともに冷気給気系装置によって給気された冷気を排気しないことにより、冷気給気系装置によって給気される冷気が過剰に屋外に排気される状態を回避でき、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、
前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、
前記冷気給気系装置により前記屋内に給気された冷たい空気よりも、前記高温の空気を優先的に屋外に排気する
ことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記空調制御サーバは前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働及び停止を決定するしきい値を設定し、前記しきい値に基づき前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調制御サーバは前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働時の駆動強度を決定する複数の強度しきい値を設定し、前記複数の強度しきい値に基づき前記冷気給気装置及び前記排気系装置の稼働時の駆動強度を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記データ収集装置は、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記データ収集装置は、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは、前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気装置及び前記排気系装置の総消費電力が低くなるように前記しきい値を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項６】
建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外の温度と前記熱源の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置とを備え、
前記データ収集装置で収集された屋外の温度があらかじめ設定されたしきい値より高い場合に前記冷気給気系装置を稼働するとともに、前記データ収集装置で収集された前記熱源の温度があらかじめ定められた基準を満たす場合に前記排気系装置を稼働することにより、前記冷気給気系装置により前記屋内に給気された冷たい空気よりも前記高温の空気を優先的に屋外に排気することを特徴とする空調システム。
【請求項７】
温度検出器により検出された建屋の屋外及び屋内の温度と温度検出器により検出された前記建屋の屋内にある熱源の温度に基づき、前記建屋の屋内に前記屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記熱源の近傍に排気フードを備えるとともに前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置、の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御することにより、前記冷気給気系装置により前記屋内に給気された冷たい空気よりも、前記高温の空気を優先的に屋外に排気する空調制御サーバ。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月1日(2016.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る空調システムは、建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源近傍の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度を用いて前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源近傍の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、
前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、
前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度を用いて前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御する
ことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度があらかじめ設定されたしきい値より低い場合に前記排気系装置を停止することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調制御サーバが前記排気系装置を稼働するか停止するかの制御は、前記冷気給気系装置が稼働する環境と前記冷気給気系装置が停止する環境とで異なる運用基準に基づき行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記データ収集装置は、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記データ収集装置は、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは、前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の総消費電力が低くなるように前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の稼働及び停止を決定するしきい値を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項６】
建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記熱源近傍の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、
前記排気系装置が稼働している環境において、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度に基づき、前記冷気給気系装置を稼働するか停止するかを制御する空調制御サーバと、
を備えたことを特徴とする空調システム。
【請求項７】
温度検出器により検出された建屋の屋外及び屋内の温度と温度検出器により検出された前記建屋の屋内にある熱源近傍の温度に基づき、前記建屋の屋内に前記屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記熱源の近傍に排気フードを備えるとともに前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置、の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御するとともに、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記熱源近傍の温度があらかじめ設定されたしきい値より低い場合に前記排気系装置を停止する空調制御サーバ。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月10日(2016.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る空調システムは、建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源近傍の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度を用いて前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御するとともに、前記冷気給気系装置が稼働する環境と停止する環境とで異なる運用基準に基づき前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の空調システムによれば、冷気給気系装置によって給気される冷気が排気系装置によって過剰に排気される状態を回避でき、冷気給気系装置の稼働状態及び停止状態それぞれに適した排気系装置の運用を行うことで、従来技術よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の屋内に該屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、
前記建屋の屋内にある熱源の近傍に排気フードを備えるとともに、前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置と、
前記建屋の屋外及び屋内の温度と前記熱源近傍の温度を温度データとして検出するとともに、前記検出された温度データを収集するデータ収集装置と、
前記データ収集装置で収集された温度データに基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する空調制御サーバとを備え、
前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度を用いて前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御するとともに、前記冷気給気系装置が稼働する環境と停止する環境とで異なる運用基準に基づき前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御する
ことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記空調制御サーバは、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記データ収集装置で収集された前記熱源近傍の温度があらかじめ設定されたしきい値より低い場合に前記排気系装置を停止することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記データ収集装置は、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記データ収集装置は、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の消費電力を検出するとともに、前記検出された消費電力を収集し、
前記空調制御サーバは、前記データ収集装置で収集された消費電力に基づき、前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の総消費電力が低くなるように前記冷気給気系装置及び前記排気系装置の稼働及び停止を決定するしきい値を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
温度検出器により検出された建屋の屋外及び屋内の温度と温度検出器により検出された前記建屋の屋内にある熱源近傍の温度に基づき、前記建屋の屋内に前記屋内の空気より冷たい空気を給気する冷気給気系装置と、前記熱源の近傍に排気フードを備えるとともに前記熱源により生じた前記屋内の空気よりも高温の空気を屋外に排気する排気系装置、の双方を稼働するか、一方のみを稼働するか、双方を停止するか、を制御するとともに、前記冷気給気系装置が稼働する環境において、前記冷気給気系装置から給気された冷気が前記排気系装置から排気されないように、前記熱源近傍の温度を用いて前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御し、前記冷気給気系装置が稼働する環境と停止する環境とで異なる運用基準に基づき前記排気系装置を稼働するか停止するかを制御する空調制御サーバ。
【国際調査報告】
2017094158.tif 000013
2017094158.tif 000014
2017094158.tif 000015
2017094158.tif 000016