(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被空調空間への空調機からの給気の温度および湿度を制御する空調制御装置において、
前記空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、温熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあるのかを判断する給気供給モード判断手段と、
前記被空調空間に対して定められる基準の湿度設定値に対して、高めの湿度値を冷却時湿度設定値、低めの湿度値を加熱時湿度設定値として定める湿度設定値決定手段と、
前記給気供給モード判断手段によって前記空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、前記冷却時湿度設定値を実際の湿度設定値として、前記給気供給モード判断手段によって前記空調機が温熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合および前記冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、前記加熱時湿度設定値を実際の湿度設定値として、前記空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、前記空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量を調整する湿度制御手段と
を備えることを特徴とする空調制御装置。                  
【請求項２】
請求項１に記載された空調制御装置において、
前記給気供給モード判断手段は、
前記空調機への冷水の供給通路および温水の供給通路に設けられている冷水弁および温水弁の開度に基づいて前記給気の供給モードを判断する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項３】
被空調空間への空調機からの給気の温度および湿度を制御する空調制御方法において、
前記空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、温熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあるのかを判断する給気供給モード判断ステップと、
前記被空調空間に対して定められる基準の湿度設定値に対して、高めの湿度値を冷却時湿度設定値、低めの湿度値を加熱時湿度設定値として定める湿度設定値決定ステップと、
前記給気供給モード判断ステップによって前記空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、前記冷却時湿度設定値を実際の湿度設定値として、前記給気供給モード判断ステップによって前記空調機が温熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合および前記冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、前記加熱時湿度設定値を実際の湿度設定値として、前記空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、前記空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量を調整する湿度制御ステップと
を備えることを特徴とする空調制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載された空調制御方法において、
前記給気供給モード判断ステップは、
前記空調機への冷水の供給通路および温水の供給通路に設けられている冷水弁および温水弁の開度に基づいて前記給気の供給モードを判断する
ことを特徴とする空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被空調空間への空調機からの給気の温度および湿度を制御する空調制御装置および空調制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被空調空間への空調機からの給気の温度だけではなく、給気の湿度を制御することが行われている。この場合、給気の湿度制御として、加湿制御と除湿制御とがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に示された空調制御システムでは、除湿制御や加湿制御のハンチングを防止するために、相対湿度設定上限値かつ温度設定下限値であるときの露点温度を除湿許可用室内露点温度設定値とし、相対湿度設定下限値かつ温度設定上限値であるときの露点温度を加湿許可用室内露点温度設定値としたうえ、室内露点温度実測値が除湿許可用室内露点温度設定値を上回った場合に除湿する一方、室内露点温度実測値が加湿許可用室内露点温度設定値を下回った場合に加湿するようにしている。
【０００４】
加湿制御を行う場合、加湿弁を開いて、通過する空気に水蒸気を加え、室内への給気に含まれる水分量を増加させる。この水蒸気を加えての加湿を水加湿と呼んでいる。水は蒸発する時、廻りの空気から熱を奪う。したがって、水加湿には、通過する空気を冷却する効果（加湿冷却効果）がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１１１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水加湿には、上述したように加湿冷却効果があり、空調機が冷却を行っている場合（冷熱を使用しての給気の供給モードにある場合）には、空調機のエネルギーを削減する方向に働く。しかしながら、空調機が加熱を行っている場合（温熱を使用しての給気の供給モードにある場合）には、空調機のエネルギーを増加させる方向に働く。すなわち、空調機が加熱を行っている場合には、せっかく暖めた空気を冷却してしまい、その分、エネルギーを余計に必要とする。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空調機が冷却を行っている場合のエネルギーの削減を促進するとともに、空調機が加熱を行っている場合のエネルギーの増加を抑制することができる空調制御装置および空調制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、被空調空間への空調機からの給気の温度および湿度を制御する空調制御装置において、空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、温熱を使用しての給気の供給モードにあるのか、冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあるのかを判断する給気供給モード判断手段と、被空調空間に対して定められる基準の湿度設定値に対して、高めの湿度値を冷却時湿度設定値、低めの湿度を加熱時湿度設定値として定める湿度設定値決定手段と、給気供給モード判断手段によって空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、冷却時湿度設定値を実際の湿度設定値として、給気供給モード判断手段によって空調機が温熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合および冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、加熱時湿度設定値を実際の湿度設定値として、空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量を調整する湿度制御手段とを設けたものである。なお、本発明は、空調制御装置としてではなく、空調制御方法としても実現することができる。
【０００９】
この発明によれば、空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにある場合、すなわち空調機が冷却を行っている場合には、基準の湿度設定値に対して高めの湿度値として定められる冷却時湿度設定値を実際の湿度設定値として、空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量が調整される。これにより、加湿冷却効果が高められ、空調機が冷却を行っている場合のエネルギーの削減が促進される。
【００１０】
また、この発明によれば、空調機が温熱を使用しての給気の供給モードにある場合、すなわち空調機が加熱を行っている場合には、基準の湿度設定値に対して低めの湿度値として定められる加熱時湿度設定値を実際の湿度設定値として、空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量が調整される。これにより、加湿冷却効果が低められ、空調機が加熱を行っている場合のエネルギーの増加が抑制される。
【００１１】
本発明において、空調機の給気の供給モードの判断（冷却か、加熱か、冷却／加熱以外かの判断）は、空調機への冷水の供給通路および温水の供給通路に設けられている冷水弁および温水弁の開度に基づいて行うことが可能である。例えば、冷水弁の開度が０％以上であれば、空調機が冷却を行っているものと判断し、温水弁の開度が０％以上であれば、空調機が加熱を行っているものと判断し、冷水弁および温水弁の開度が何れも０％であれば、冷却／加熱以外の状態であると判断する。空調機の冷却か加熱かそれ以外かの判断は、このような冷水弁や温水弁の開度に基づくものに限られるものではなく、例えば冷房／暖房を示すモード信号から判断するようにしたりするなどとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、空調機が冷熱を使用しての給気の供給モードにある場合（空調機が冷却を行っている場合）、基準の湿度設定値に対して高めの湿度値として定められる冷却時湿度設定値を実際の湿度設定値として、空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量を調整するようにし、空調機が温熱を使用しての給気の供給モードにある場合（空調機が加熱を行っている場合）、基準の湿度設定値に対して低めの湿度値として定められる加熱時湿度設定値を実際の湿度設定値として、空調機からの給気の湿度と実際の湿度設定値とが一致するように、空調機を通過する空気に水蒸気として含ませる加湿水の量を調整するようにしたので、空調機が冷却を行っている場合のエネルギーの削減を促進するとともに、空調機が加熱を行っている場合のエネルギーの増加を抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る空調制御装置を用いた空調制御システムの一実施の形態を示す計装図である。
【００１４】
同図において、１は空調機、２は空調機１からの給気の供給を受ける被空調空間（室内）、３は本発明に係る空調制御装置、４は被空調空間２への給気の温度を検出する給気温度センサ、５は冷水弁、６は温水弁、７は加湿弁である。被空調空間２には、湿度設定器８と、温度設定器９と、湿度センサ１０と、温度センサ１１が設けられている。
【００１５】
空調機１は、冷却コイル（冷却用熱交換器）１−１と、加熱コイル（加熱用熱交換器）１−２と、加湿器１−３と、送風機１−４とを有している。冷水弁５は冷却コイル１−１への冷水の供給通路に設けられている。温水弁６は加熱コイル１−２への温水の供給通路に設けられている。加湿弁７は加湿器１−３への加湿水の供給通路に設けられている。
【００１６】
加湿器１−３は、気化式の加湿器であり、水を蒸発させることによって、すなわち水蒸気とすることによって、通過空気に含まれる水分量を増加させる。このとき、廻りの空気から熱を奪うので、蒸発した水分に応じて、通過空気の温度が低下する。
【００１７】
この空調制御システムにおいて、空調制御装置３には、湿度設定器８からの被空調空間２に対する湿度設定値が室内湿度の設定値（基準の湿度設定値）Ｈｓｐとして設定され、温度設定器９からの被空調空間２に対する温度設定値が室内温度の設定値ｔｓｐとして設定される。また、空調制御装置３には、湿度センサ１０によって検出される被空調空間２における湿度（室内湿度）の実測値Ｈｐｖと、温度センサ１１によって検出される被空調空間２における温度（室内温度）の実測値ｔｐｖと、給気温度センサ４によって検出される被空調空間２への給気の温度（給気温度）の実測値ｔＳｐｖが与えられる。
【００１８】
図２に空調制御装置３のハードウェア構成の概略を示す。同図において、３−１はＣＰＵ、３−２はＲＡＭ、３−３はＲＯＭ、３−４はハードディスクなどの記憶装置、３−５〜３−７はインターフェイスである。ＣＰＵ３−１は、ＲＡＭ３−２にアクセスしながら、ＲＯＭ３−３や記憶装置３−４に格納されたプログラムに従って動作する。
【００１９】
記憶装置３−４には、本実施の形態特有のプログラムとして、給気の温度と湿度を制御する給気温度湿度制御プログラムが格納されている。この給気温度湿度制御プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された状態で提供され、この記録媒体から読み出されて記憶装置３−４にインストールされている。
【００２０】
図３に空調制御装置３の要部の機能ブロック図を示す。空調制御装置３は、冷水弁５の開度θ１および温水弁６の開度θ２に基づいて空調機１が冷熱を使用しての給気の供給モードにあるのか温熱を使用しての給気の供給モードにあるのかを判断する給気供給モード判断部３Ａと、被空調空間２に対して定められる基準の湿度設定値Ｈｓｐに対して、高めの湿度値を冷却時湿度設定値ＣＨｓｐ、低めの湿度値を加熱時湿度設定値ＨＨｓｐとして定める湿度設定値決定部３Ｂと、給気供給モード判断部３Ａによって空調機１が冷熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、冷却時湿度設定値ＣＨｓｐを実際の湿度設定値として、給気供給モード判断部３Ａによって空調機１が温熱を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合および冷熱／温熱以外を使用しての給気の供給モードにあると判断された場合、加熱時湿度設定値ＨＨｓｐを実際の湿度設定値として、加湿弁７の開度θ３を制御する湿度制御部３Ｃとを備えている。この空調制御装置３において、給気供給モード判断部３Ａ、湿度設定値決定部３Ｂおよび湿度制御部３ＣはＣＰＵ３−１（図２）の処理機能として実現される。
【００２１】
以下、記憶装置３−４に格納されている給気温度湿度制御プログラムに従ってＣＰＵ３−１が実行する処理動作について、給気温度制御と給気湿度制御とに分けて説明する  
【００２２】
〔給気温度制御〕
ＣＰＵ３−１は、冷房を行う場合、温度センサ１１からの室内温度の実測値ｔｐｖと温度設定器９からの室内温度の設定値ｔｓｐとを取得し、室内温度の実測値ｔｐｖと室内温度の設定値ｔｓｐとが一致するように、冷水弁５の開度θ１を制御する。これにより、空調機１の冷却コイル１−１への冷水の量（冷熱の量）が調整され、被空調空間２への給気の温度が制御される。この空調機１に冷水を供給して冷房を行っている状態、すなわち冷熱を使用しての給気の供給モードにある状態が、空調機１が冷却を行っている状態である。
【００２３】
ＣＰＵ３−１は、暖房を行う場合、温度センサ１１からの室内温度の実測値ｔｐｖと温度設定器９からの室内温度の設定値ｔｓｐとを取得し、室内温度の実測値ｔｐｖと室内温度の設定値ｔｓｐとが一致するように、温水弁６の開度θ２を制御する。これにより、空調機１の加熱コイル１−２への温水の量（温熱の量）が調整され、被空調空間２への給気の温度が制御される。この空調機１に温水を供給して暖房を行っている状態、すなわち温熱を使用しての給気の供給モードにある状態が、空調機１が加熱を行っている状態である。
【００２４】
〔給気湿度制御〕
ＣＰＵ３−１は、湿度設定器８からの室内湿度の設定値（基準の湿度設定値）Ｈｓｐを取得し（図４：ステップＳ１０１）、この基準の湿度設定値Ｈｓｐよりも高めの湿度値を冷却時湿度設定値ＣＨｓｐとして定め（ステップＳ１０２）、低めの湿度値を加熱時湿度設定値ＨＨｓｐとして定める（ステップＳ１０３）。例えば、基準の湿度設定値Ｈｓｐを４５％ＲＨとした場合、冷却時湿度設定値ＣＨｓｐを５０％ＲＨとして定め、加熱時湿度設定値ＨＨｓｐを４０％ＲＨとして定める。
【００２５】
そして、湿度センサ１０からの室内湿度の実測値Ｈｐｖを取得し（ステップＳ１０４）、現在の空調機１の制御状況から空調機１が冷却を行っているのか、加熱を行っているのかを判断する（ステップＳ１０５）。この実施の形態では、冷水弁５の開度θ１が０％以上であれば、空調機１が冷却を行っている状態であると判断し、温水弁６の開度θ２が０％以上であれば、空調機１が加熱を行っている状態であると判断する。なお、冷水弁５の開度θ１、温水弁６の開度θ２が何れも０％である場合には、冷却／加熱以外の状態であると判断する。
【００２６】
ＣＰＵ３−１は、ステップＳ１０５において、空調機１が冷却を行っている状態であると判断すると、ステップＳ１０２で定めた冷却時湿度設定値ＣＨｓｐを実際の湿度設定値とし（ステップＳ１０６）、室内湿度の実測値Ｈｐｖと冷却時湿度設定値ＣＨｓｐとが一致するように、加湿弁７の開度θ３を制御する（ステップＳ１０９）。これにより、空調機１の加湿器１−３への加湿水の量が調整され、被空調空間２への給気に含まれる水分の量が制御される。
【００２７】
この際、冷却時湿度設定値ＣＨｓｐは基準の湿度設定値Ｈｓｐに対して高めとされているので、水加湿による加湿冷却効果が高められ、空調機１が冷却を行っている場合のエネルギーの削減が促進される。なお、人は、湿度に関する感覚が鈍いため、実際の湿度設定値が基準の湿度設定値Ｈｓｐに対して少々高めに設定されても、さほど不快感は感じない。
【００２８】
ＣＰＵ３−１は、ステップＳ１０５において、空調機１が加熱を行っている状態であると判断すると、ステップＳ１０３で定めた加熱時湿度設定値ＨＨｓｐを実際の湿度設定値とし（ステップＳ１０７）、室内湿度の実測値Ｈｐｖと加熱時湿度設定値ＨＨｓｐとが一致するように、加湿弁７の開度θ３を制御する（ステップＳ１０９）。これにより、空調機１の加湿器１−３への加湿水の量が調整され、被空調空間２への給気に含まれる水分の量が制御される。
【００２９】
この際、加熱時湿度設定値ＨＨｓｐは基準の湿度設定値Ｈｓｐに対して低めとされているので、水加湿による加湿冷却効果が低められ、空調機１が加熱を行っている場合のエネルギーの増加が抑制される。なお、人は、湿度に関する感覚が鈍いため、湿度設定値が基準の湿度設定値Ｈｓｐに対して少々低めに設定されても、さほど不快感は感じない。
【００３０】
ＣＰＵ３−１は、ステップＳ１０５において、空調機１が冷却／加熱以外の状態であると判断すると、ステップＳ１０３で定めた加熱時湿度設定値ＨＨｓｐを実際の湿度設定値とし（ステップＳ１０８）、室内湿度の実測値Ｈｐｖと実際の湿度設定値（加熱時湿度設定値ＨＨｓｐ）とが一致するように、加湿弁７の開度θ３を制御する。これにより、空調機１の加湿器１−３への加湿水の量が調整され、被空調空間２への給気に含まれる水分の量が制御される。この場合、被空調空間２の湿度は加熱時湿度設定値ＨＨｓｐに合わせ込まれるので、加湿水が少なくなり、水道料金を削減することが可能となる。
【００３２】
なお、ステップＳ１０５において、冷水弁５や温水弁６の開度から空調機１の現在の制御状況を判断する場合、継続時間を条件に入れるようにしてもよい。例えば、１０分以上、冷水弁５の開度θ１が０％以上であった場合に、空調機１が冷却を行っている状態であると判断する。
【００３４】
また、ステップＳ１０５において、空調機１の冷房／暖房を示すモード信号から、冷房の時は冷却、暖房の時は加熱と判断するようにしたり、制御装置３の冷却ＰＩＤ出力が＞０で冷却、加熱ＰＩＤ出力が＞０で加熱と判断するようにしたり、空調機混合点温度＜給気温度で冷却、空調機混合点温度＞給気温度で加熱と判断するなどとしてもよい。
【００３５】
また、図１に示した実施の形態では、空調機１として冷却コイル１−１と加熱コイル１−２の２つのコイルを有するタイプ（ダブルコイル空調機）で説明したが、冷却コイルと加熱コイルとを共用するタイプの空調機（シングルコイル空調機）を用いる場合には、その空調機への送水温度を検出するようにし、送水温度＜１２℃でかつ冷温水弁＞０％の場合を冷却、送水温度＞３０℃でかつ冷温水弁＞０％の場合を加熱と判断するようにしてもよい。
【００３６】
また、図１に示した実施の形態では、空調機１に付設された空調制御装置３への適用例として説明したが、この空調制御装置３の上位に位置する装置で給気の供給モードの判断を行い、空調制御装置３（既存の空調制御装置）で使用する湿度設定値を書き換えるようにしてもよい。この場合、上位に位置する装置と既存の空調制御装置とで、本願発明の空調制御装置が構成されることになる。このようにすることによって、既存の空調制御装置の変更をまったく必要とせずに、省エネルギー運転を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る空調制御装置を用いた空調制御システムの一実施の形態を示す計装図である。
【図２】この空調制御システムにおける空調制御装置のハードウェア構成の概略を示す図である。
【図３】この空調制御装置の要部の機能ブロック図である。
【図４】この空調制御装置のＣＰＵが実行する給気湿度制御に際する処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１…空調機、２…被空調空間（室内）、１−１…冷却コイル、１−２…加熱コイル、１−３…加湿器、１−４…送風機、３…空調制御装置、３−１…ＣＰＵ、３−２…ＲＡＭ、３−３…ＲＯＭ、３−４…記憶装置、３−５〜３−７…インターフェイス、３Ａ…給気供給モード判断部、３Ｂ…湿度設定値決定部、３Ｃ…湿度制御部、４…給気温度センサ、５…冷水弁、６…温水弁、７…加湿弁、８…湿度設定器、９…温度設定器、１０…湿度センサ、１１…温度センサ。
【図１】
0005371282.tif 000002
【図２】
0005371282.tif 000003
【図３】
0005371282.tif 000004
【図４】
0005371282.tif 000005