(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機のファンからの給気の供給を受ける第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）のダンパと、この第１〜第Ｎのダンパを介して給気の供給を受ける第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷状況に応じて各被制御エリアへの要求風量を算出し前記第１〜第Ｎのダンパの開度を制御する第１〜第Ｎのダンパ制御手段とを備えた空調制御システムにおいて、
前記第１〜第Ｎのダンパ制御手段から送られてくる前記１〜第Ｎの被制御エリアへの要求風量を合計し、この要求風量の合計値から予め定められている合計要求風量−ファン回転数テーブルに従って前記空調機のファンの回転数を決定するファン回転数決定手段と、
運用中に収集した所定の蓄積データに基づいて前記合計要求風量−ファン回転数テーブルを定期的に修正・更新する自動更新手段と
を備えたことを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記ファン回転数決定手段によって決定された回転数を前記第１〜第Ｎのダンパ制御手段から送られてくる前記１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量および前記第１〜第Ｎのダンパの実開度に基づいて調整するファン回転数調整手段を備えたことを特徴とする空調制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記自動更新手段は、前記第１〜第Ｎのダンパ制御手段から送られてくる前記１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量の合計値とその時の前記空調機の実際のファン回転数とを運用中に収集した所定の蓄積データとし、この１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量の合計値とその時の空調機の実際のファン回転数との相関をプロットした散布図に基づいて、前記合計要求風量−ファン回転数テーブルを定期的に修正・更新することを特徴とする空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調機のファンからの給気を第１〜第Ｎのダンパを介して第１〜第Ｎの被制御エリアに供給する空調制御システムに関し、特に第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷状況に応じて第１〜第Ｎのダンパの開度を制御する第１〜第Ｎのダンパ制御手段を備えた空調制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、大規模な構築物において、空調機より給気ダクトを介して各部へ給気の供給を行う場合、各空調対象部位（被制御エリア）の給気吹出口毎にＶＡＶダンパ（可変給気量調節ダンパ）を設け、このＶＡＶダンパからの給気の吹出量（ダンパ開度）をＶＡＶ制御装置により被制御エリアの負荷状況に応じて制御するようにしている。
【０００３】
〔従来例１〕
図３にＶＡＶダンパを使用した従来の空調制御システムの一例を示す。同図において、１は空調機であり、冷水ＣＷが供給される冷却コイル１Ａ，温水ＨＷが供給される加熱コイル１Ｂ，スチームを発生する加湿器１Ｃおよび送風機１Ｄにより構成されている。なお、送風機１Ｄにおいて、Ｆはファン、ＩＮＶはインバータである。
【０００４】
空調機１における冷却コイル１Ａへの冷水ＣＷ、加熱コイル１Ｂへの温水ＨＷ、加湿器１Ｃのスチーム発生量およびファンＦの回転数は制御装置２により制御されるものとなっており、空調機１においてそのファンＦより吹き出される給気がＶＡＶダンパ３−１〜３−ｎを介し被制御エリア４−１〜４−ｎへ供給されるようになっている。
【０００５】
被制御エリア４−１〜４−ｎには、各エリア毎にＶＡＶダンパ３−１〜３−ｎからの給気の吹出量（実風量）を検出する風量検出器５−１〜５−ｎと、室温を検出する温度検出器６−１〜６−ｎと、室温を設定する温度設定器７−１〜７−ｎと、ＶＡＶダンパ３−１〜３−ｎのダンパ開度を検出するダンパ開度検出器８−１〜８−ｎと、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎとが設けられている。
【０００６】
ＶＡＶ制御装置９（９−１〜９−ｎ）は、温度検出器６（６−１〜６−ｎ）からの検出室温ｔｐｖ（ｔｐｖ１〜ｔｐｖｎ）と温度設定器７（７−１〜７−ｎ）からの設定室温ｔｓｐ（ｔｓｐ１〜ｔｓｐｎ）とに基づき、ｔｐｖ＝ｔｓｐとなるような被制御エリア４（４−１〜４−ｎ）への要求風量Ｖｓｐ（Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎ）を演算し、この要求風量Ｖｓｐと風量検出器５（５−１〜５−ｎ）からの実風量Ｖｐｖ（Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎ）との差からダンパ開度の設定値θｓｐ（θｓｐ１〜θｓｐｎ）を求め、この設定値θｓｐとダンパ開度検出器８（８−１〜８−ｎ）からのダンパ開度の実測値θｐｖ（θｐｖ１〜θｐｖｎ）とが一致するように、ＶＡＶダンパ３（３−１〜３−ｎ）のダンパ開度を制御する。
【０００７】
また、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎは、ダンパ開度検出器８−１〜８−ｎからのダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎと、風量検出器５−１〜５−ｎからの実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎを制御装置２へ送る。制御装置２は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎを合計し、空調機１からの送風量に余裕がなければ、ファンＦに対する設定回転数Ｎをアップする。また、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからのダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎのうち１００％に達したものがあれば、ファンＦに対する設定回転数Ｎをアップする。
【０００８】
〔従来例２〕
図４にＶＡＶダンパを使用した従来の空調制御システムの別の例を示す。同図において、図３と同一符号は同一あるいは同等構成要素を示し、その説明は省略する。このシステムでは、制御装置２にファン回転数決定部２−１と微調整部２−２を設け、ファン回転数決定部２−１へＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎにおいて演算した要求風量Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎを送り、微調整部２−２へＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎが取り込んだダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎおよび実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎを送るようにしている。ファン回転数決定部２−１には合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡが予め設定されている。図５に合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡの一例を示す。
【０００９】
制御装置２において、ファン回転数決定部２−１は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの要求風量Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎを合計し、この合計要求風量ＶＴｓｐから合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡに従ってファン回転数Ｎを決定し、微調整部２−２へ送る。微調整部２−２は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからのダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎおよび実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎに基づいてファン回転数決定部２−１からのファン回転数Ｎを調整し、ファンＦに対する設定回転数Ｎ′とする。
【００１０】
なお、この従来例２においても、従来例１と同様、ＶＡＶ制御装置９（９−１〜９−ｎ）が被制御エリア４（４−１〜４−ｎ）への要求風量Ｖｓｐ（Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎ）を演算し、この要求風量Ｖｓｐに基づいてＶＡＶダンパ３（３−１〜３−ｎ）のダンパ開度を制御することは言うまでもない。すなわち、制御装置２におけるファン回転数Ｎ′の算出と並行して、ＶＡＶ制御装置９によるダンパ開度の制御が行われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１のシステム（図３）では、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎやダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎを制御装置２にフィードバックしてファンＦに対する設定回転数Ｎを決定するようにしているので、確実にファンＦを最適な回転数に制御することができる。しかし、フィードバック制御であるがために、応答速度が遅いという問題があった。
【００１２】
従来例２のシステム（図４）では、制御装置２にファン回転数決定部２−１を設け、このファン回転数決定部２−１へＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの要求風量Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎを与え、予め設定されている合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡに従ってファン回転数Ｎを決定するようにしているので、すなわちフィードフォワード制御であるために応答速度が速く、従来例１の問題は改善される。また、合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡに従って決定したファン回転数Ｎを微調整部２−２において現在値（θｐｖ，Ｖｐｖ）に基づいて調整しているため、より確実に最適なファン回転数制御を行うことができる。
【００１３】
しかし、従来例２のシステムにおいて、合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡは試運転時の短期間のデータに基づいて決定され、この決定された合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡがそのまま長く使用される。このため、長期間の使用によるフィルタの目詰まりやベルト・ダクトの汚れなどによる経年変化などにより、合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡが適切でなくなり、最適なファン回転数制御が行えなくなる。また、微調整部２−２での回転数Ｎに対する調整幅（補正幅）が大きくなってしまい、応答速度の改善効果が薄れる。
【００１４】
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、応答速度が速く、かつフィルタの目詰まりやベルト・ダクトの汚れなどによる経年変化などに拘わらず、常に最適なファン回転数制御を行うことの可能な空調制御システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、第１〜第Ｎのダンパ制御手段（ＶＡＶ制御装置）から送られてくる１〜第Ｎの被制御エリアへの要求風量を合計し、この要求風量の合計値から予め定められている合計要求風量−ファン回転数テーブルに従って空調機のファンの回転数を決定する一方、運用中に収集した所定の蓄積データに基づいて合計要求風量−ファン回転数テーブルを定期的に修正・更新するようにしたものである。
この発明によれば、運用中に収集した所定の蓄積データに基づいて、合計要求風量−ファン回転数テーブルが定期的に修正・更新される。すなわち、合計要求風量−ファン回転数テーブルは、最初に設定されたものがそのまま使用されるのではなく、運用中に収集した所定の蓄積データに基づいて定期的に修正・更新される。この修正・更新された合計要求風量−ファン回転数テーブルに従って空調機のファンの回転数が決定される。
【００１６】
合計要求風量−ファン回転数テーブルに従って決定された回転数は、そのまま空調機のファンに対する設定回転数としてもよいが、１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量および第１〜第Ｎのダンパの実開度に基づいて調整するようにすれば、現在値をフィードバックしながら、より確実に最適なファン回転数制御を行うことができる。
【００１７】
また、合計要求風量−ファン回転数テーブルの定期的な修正・更新は、例えば、第１〜第Ｎのダンパ制御手段から送られてくる１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量の合計値とその時の空調機の実際のファン回転数とを運用中に収集した所定の蓄積データとし、この１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量の合計値とその時の空調機の実際のファン回転数との相関を所定のサンプリング間隔でプロットした散布図に基づき、この散布図から近似曲線を算出するなどして行う。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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システムの一実施の形態を示す図である。同図において、図４と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００１９】
なお、この実施の形態においても、従来例２と同様、ＶＡＶ制御装置９（９−１〜９−ｎ）が被制御エリア４（４−１〜４−ｎ）への要求風量Ｖｓｐ（Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎ）を演算し、ＶＡＶダンパ３（３−１〜３−ｎ）のダンパ開度を制御することは言うまでもない。すなわち、制御装置２における後述するファン回転数Ｎ′の算出と並行して、ＶＡＶ制御装置９によるダンパ開度の制御が行われる。
【００２０】
この実施の形態では、制御装置２に散布図作成部２−３と近似曲線算出部２−４とテーブル修正・更新部２−５とを設け、散布図作成部２−３へＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎおよびファン回転数検出器１０からの空調機１のファンＦの実回転数Ｎｐｖを与えるようにしている。なお、本実施の形態において、制御装置２におけるファン回転数決定部２−１，微調整部２−２，散布図作成部２−３，近似曲線算出部２−４およびテーブル修正・更新部２−５の機能は、ＣＰＵの処理動作として実現される。
【００２１】
散布図作成部２−３は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎを所定周期で合計し、その合計実風量ＶＴｐｖを次々に記憶して行く。また、この合計実風量ＶＴｐｖのサンプリングと同期して、ファンＦの実回転数Ｎｐｖも次々に記憶して行く。この合計実風量ＶＴｐｖおよび実回転数Ｎｐｖのサンプリングを一定期間Ｔ（例えば、１ヶ月、６ヶ月、１年、３年など）続ける。一定期間Ｔ経過後は古いものから順にサイクリックに上書きして行く。
【００２２】
また、散布図作成部２−３は、記憶した合計実風量ＶＴｐｖおよび実回転数Ｎｐｖに基づき、合計実風量ＶＴｐｖとこの合計実風量ＶＴｐｖが得られた時の実回転数Ｎｐｖとの相関をプロットした散布図を作成する。図２（ａ）に運用開始から一定期間Ｔ経過後の散布図を示す。この散布図では、合計実風量ＶＴｐｖを横軸、実回転数Ｎｐｖを縦軸としている。
【００２３】
近似曲線算出部２−４は、運用開始から一定期間Ｔ経過後、例えば１日に１回、散布図作成部２−３の作成する散布図から近似曲線（散布図中にプロットされた点の平均値を結んだ曲線）を算出し、この近似曲線を座標軸とともにテーブル修正・更新部２−５へ送る。図２（ｂ）に実線で示した線Ｌがこのときの近似曲線である。
【００２４】
テーブル修正・更新部２−５は、近似曲線算出部２−４から送られてくる近似曲線Ｌの縦軸をファン回転数Ｎとし、横軸を合計要求風量ＶＴｓｐとする（図２（ｃ）参照）。そして、この近似曲線Ｌによって示されるファン回転数Ｎと合計要求風量ＶＴｓｐとの関係を合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′とし、ファン回転数決定部２−１における合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡと入れ替える。
【００２５】
この場合、ファン回転数決定部２−１には図５に示した試運転時の短期間のデータに基づいて決定された合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡが設定されており、この合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡが図２（ｃ）に示される合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′に置き換えられる。合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′は、フィルタの目詰まりやベルト・ダクトの汚れなどによる経年変化などによって変化した合計実風量ＶＴｐｖと実回転数Ｎｐｖとの相関から得られたものであり、現在の合計要求風量とファン回転数との関係をより的確に表している。
【００２６】
ファン回転数決定部２−１は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからの要求風量Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐｎを合計し、この合計要求風量から置き換えられた合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′（新たな合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ）に従ってファン回転数Ｎを決定し、微調整部２−２へ送る。
【００２７】
微調整部２−２は、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからのダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎおよび実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎに基づいてファン回転数決定部２−１からのファン回転数Ｎを調整し、さらに、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎにおいて、Ｖｓｐ＝Ｖｐｖであり、１台以上のＶＡＶ制御装置のθｐｖが１００％に近づくように調整し、ファンＦに対する設定回転数Ｎ′とする。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、運用開始から一定期間Ｔが経過すると、例えば１日に１回、ファン回転数決定部２−１における合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡがより適切な合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′に置き換えられるので、すなわち合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡが修正・更新されるので、フィルタの目詰まりやベルト・ダクトの汚れなどによる経年変化など（外気温湿度の変化や季節の変化なども含む）に拘わらず、常に最適なファン回転数制御を行うことが可能となる。また、フィードフォワード制御であるために応答速度が速く、微調整部２−２での回転数Ｎに対する現在値（θｐｖ，Ｖｐｖ）に基づく調整幅（補正幅）は小さく、応答速度の改善効果が薄れることもない。
【００２９】
本実施の形態では、常に最適なファン回転数制御を行うことができることにより、室内の温湿度も快適に制御され、暑すぎたり、寒すぎるといったことがなくなり、より快適な室内環境を提供することができる。また、省エネルギーを図ることができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、ファン回転数決定部２−１における合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡの修正・更新を１日に１回としたが、２日１回、１週間に１回とするなど、その修正・更新間隔は自由である。外気温度湿度の変化、フィルタの目詰まりによる差圧（ファン吸い込み抵抗の変化）などはある日突発的に変化するものではなく、徐々に変化するため、合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡの修正・更新は、それほど頻繁に行わなくてもよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、微調整部２−２を設け、ＶＡＶ制御装置９−１〜９−ｎからのダンパ開度の実測値θｐｖ１〜θｐｖｎおよび実風量Ｖｐｖ１〜Ｖｐｖｎに基づいてファン回転数決定部２−１からのファン回転数Ｎを調整するようにしたが、微調整部２−２は必ずしも設けなくてもよい。
【００３２】
また、上述した実施の形態では、合計実風量ＶＴｐｖとこの合計実風量ＶＴｐｖが得られた時の実回転数Ｎｐｖとの相関をプロットした散布図を作成し、この散布図から算出した近似曲線Ｌによって示されるファン回転数Ｎと合計要求風量ＶＴｓｐとの関係を合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′としたが、他の方法で合計要求風量−ファン回転数テーブルＴＡ′を求めるようにしてもよい。例えば、散布図を作成せずに、収集した蓄積データから計算によって求めるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、運用中に収集した所定の蓄積データに基づいて合計要求風量−ファン回転数テーブルを定期的に修正・更新する自動更新手段を設けたので、定期的に修正・更新される合計要求風量−ファン回転数テーブルに従って空調機のファンの回転数が決定されるものとなり、応答速度が速く、かつフィルタの目詰まりやベルト・ダクトの汚れなどによる経年変化などに拘わらず、常に最適なファン回転数制御を行うことが可能となる。
【００３４】
また、本発明によれば、ファン回転数決定手段によって決定された回転数を第１〜第Ｎのダンパ制御手段から送られてくる１〜第Ｎの被制御エリアへの実風量および第１〜第Ｎのダンパの実開度に基づいて調整することにより、現在値をフィードバックしながら、より確実に最適なファン回転数制御を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【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す図である。
【図２】  運用開始から一定期間Ｔ経過後の散布図、この散布図から算出される近似曲線およびこの近似曲線によって示される合計要求風量−ファン回転数テーブルを示す図である。
【図３】  ＶＡＶダンパを使用した従来の空調制御システムの一例（従来例１）を示す図である。
【図４】  ＶＡＶダンパを使用した従来の空調制御システムの別の例（従来例２）を示す図である。
【図５】  運用開始時にファン回転数決定部に設定される合計要求風量−ファン回転数テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…空調機、１Ａ…冷却コイル、１Ｂ…加熱コイル、１Ｃ…加湿器、１Ｄ…送風機、ＩＮＶ…インバータ、Ｆ…ファン、２…制御装置、２−１…ファン回転数決定部、２−２…微調整部、２−３…散布図作成部、２−４…近似曲線算出部、２−５…テーブル修正・更新部、ＴＡ，ＴＡ′…合計要求風量−ファン回転数テーブル、３−１〜３−ｎ…ＶＡＶダンパ、４−１〜４−ｎ…被制御エリア、５−１〜５−ｎ…風量検出器、６−１〜６−ｎ…温度検出器、７−１〜７−ｎ…温度設定器、９−１〜９−ｎ…ＶＡＶ制御装置、１０…ファン回転数検出器、Ｌ…近似曲線。
【図１】
0003805965.tif 000002
【図２】
0003805965.tif 000003
【図３】
0003805965.tif 000004
【図４】
0003805965.tif 000005
【図５】
0003805965.tif 000006