JPH04283343A - エアハンドリングユニットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビル等の空気調和に用い
られるエアハンドリングユニットの制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビル等の空気調和にはエアハンド
リングユニットが多く用いられており、その制御装置に
対しても空調における快適性の向上や、運転動力の低減
に向けた試みが求められている。

【０００３】従来のエアハンドリングユニットの制御装
置は、特開昭６１−２２０６１１号公報に示すような構
成が一般的であった。以下、図１１〜図１３を参照しな
がら従来のエアハンドリングユニットの制御装置につい
て説明する。

【０００４】図に示すようにエアハンドリングユニット
の筺体１内には冷温水コイル２と、冷温水コイル２によ
り熱交換された空気を室内に送る送風機３とフィルタ４
を有しており、給気ダクト５を介して被空調室６へ送風
する。エアハンドリングユニットの筺体１と被空調室６
は、還気ダクト７により接続されている。還気ダクト７
内には制御装置８の還気温度検出部９と電気的に接続さ
れた還気温度センサ１０が設置され、給気ダクト５内に
は、制御装置８の給気温度検出部１１と電気的に接続さ
れた給気温度センサ１２が設置されている。

【０００５】そして、制御装置８は、還気温度検出部９
，還気温度設定手段１３，還気温度と還気温度設定値の
信号を比較する還気温度比較手段１４，前記還気温度比
較手段１３から信号を受けて給気風量を決定しインバー
ター１５を介して送風機３を制御する給気風量演算手段
１６または給気温度検出部１１，給気温度設定手段１７
，給気温度と給気温度設定値の信号を比較する給気温度
比較手段１８，前記給気温度比較手段１８から信号を受
けて冷温水コイルの水量調節用の弁１９の開度を決定し
、弁１９の制御を弁駆動装置２０を介して行う流量演算
手段２１から構成される。

【０００６】上記構成において、次にその動作を説明す
る。送風機３により被空調室６の室内に空気が供給され
る。被空調室６の室内の空気は、還気ダクト７を通って
エアハンドリングユニットの筺体１に返される。その空
気は、フィルタ４，冷温水コイル２を通り再び送風機３
により室内へ供給される。還気温度センサ１０，給気温
度センサ１２は、それぞれの温度信号を制御装置８内の
還気温度検出部９および給気温度検出部１１へ送りエア
ハンドリングユニットの制御をしている。

【０００７】次に制御装置８の動作，作用を説明する。 制御装置８の動作は、還気温度によって送風機３を制御
する部分と給気温度によって弁１９を制御する部分に分
かれる。

【０００８】図１２において、還気温度設定手段１３で
は、操作者が還気温度の設定を行う。（還気温度設定値
をＴＲとする還気温度検出部９は還気温度センサ１０か
らの信号により還気温度ｔＲを検出する。還気温度比較
手段１４では

【０００９】

【数１】

【００１０】により還気温度偏差ｅＲが求められる。給
気風量演算手段１６では、求められた還気温度偏差ｅＲ

【００１１】

【数２】

【００１２】に示すＰＩ演算を行い送風機３の回転数Ｖ
Ｒを決定し、インバーター１５に指令信号を送る。以降
還気温度検出部９に戻り同様の動作が繰り返される。こ
こで、ＫＣＲは比例ゲイン、ＴＩＲは積分時間で操作者
によって一定値が与えられるパラメータである。

【００１３】図１３において、給気温度設定手段１７で
は操作者によって設定値ＴＳが設定される。給気温度検
出部１１では給気温度センサ１２からの信号により給気
温度ｔＳを検出する。給気温度比較手段１８では

【００
１４】

【数３】

【００１５】により給気温度の偏差ｅＳが求められる。 その給気温度の偏差ｅＳを入力し流量演算手段２１は

【
００１６】

【数４】

【００１７】によるＰＩ演算を行い、弁開度ＵＶを決定
し、弁駆動装置２０に指令信号を送る。以降給気温度検
出部１１に戻り同様の動作が繰り返される。ここで、Ｋ
ＣＳは比例ゲイン、ＴＩＳは積分時間で操作者によって
一定値が与えられるパラメーターである。

【００１８】以上の２つの動作によって室内温度を一定
に保とうとしている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のエア
ハンドリングユニットの制御装置では、給気温度が設定
値に対して一定に制御されても、例えば以下のような不
具合が起こる。

【００２０】給気温度一定では、室内負荷が大きいため
に給気風量が大きい値のまま長時間運転し、騒音がひど
く、電力に無駄がある。また、暖房の場合を例にとると
、室内の負荷が小さいとき、送風機の回転数が最小であ
るにも関わらず、給気温度が高いために室温が設定値よ
り上昇したり、送風機の回転数が最大であるにも関わら
ず、給気温度が低いために室温が設定値に近づかないこ
とがある。このように、給気温度を一定にしたままでは
快適な室内空間が得られないばかりか、空調機の運転に
無駄が生じることがある。給気温度設定値は操作者は決
定するものであり、室内負荷等を考慮し、室内温度を一
定に保つことのできる給気温度を設定することは、非常
に困難であるという課題があった。また、給気温度設置
値が還気温度や室内温度が定常になった場合に対して最
適な値に設定されていても還気温度や室内温度が過渡的
な状態に対しては最適な設定値ではなく、還気温度や室
内温度の立ち上がりが遅くなるという課題があった。

【００２１】本発明は上記課題を解決するもので、還気
温度をもとに給気温度制御を行うことによって室内温度
を快適に保つことができるエアハンドリングユニットの
制御装置を提供することを第１の目的とするものである
。

【００２２】第２の目的は、送風機の回転数によって還
気温度の制御が不可能な場合に給気温度設定値によって
還気温度の制御を行うことのできるエアハンドリングユ
ニットの制御装置を提供することにある。

【００２３】第３の目的は、還気温度を迅速に設定値に
近付けることのできるエアハンドリングユニットの制御
装置を提供することにある。

【００２４】第４の目的は、還気温度をもとに給気温度
制御を行うことによって還気温度を迅速に設定値に近づ
け、室内を快適な環境に保つことができ、給気風量の大
小によって如何なる場合にも還気温度制御のできるエア
ハンドリングユニットの制御装置を提供することにある
。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するために第１の手段は、室内への給気風量を調整す
る風量調整手段と、冷温水コイルに流れる温水または冷
水を流量を調整する流量調整手段と、室内からのかえり
空気の温度を測定する還気温度検出手段と、室内への給
気空気の温度を測定する給気温度検出手段と、かえり空
気の温度を設定する還気温度設定手段と、前記還気温度
設定手段の信号と前記還気温度検出手段の信号を取り込
み所望の給気風量を演算し、前記風量調整手段に信号を
送る給気風量演算手段と、給気空気の温度を設定する給
気気温度設定手段と、前記給気温度設定手段の信号と前
記給気温度検出手段の信号を取り込み、所望の冷温水の
流量を演算し前記流量調整手段に信号を送る流量演算手
段と、前記還気温度検出手段の信号と前記還気温度設定
手段の信号を取り込み給気温度設定値を演算し前記給気
温度設定手段に信号を送る給気温度設定値演算手段から
構成されるものである。

【００２６】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、給気風量演算手段により演算された給気風量の
値を取り込み、給気温度設定値演算手段に対して信号を
送る演算制御手段を第１の手段に付加して構成される。

【００２７】また、第３の目的を達成するための第３の
手段は、還気温度設定手段の信号と還気温度検出手段の
信号を取り込み、給気温度設定値演算手段に対して信号
を送る演算制御手段を第１の手段に付加して構成される
。

【００２８】また、第４の目的を達成するための第４の
手段は、第２の手段の演算制御手段と第３の手段の演算
制御手段の両方を第１の手段に付加して構成される。

【００２９】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、還
気温度と還気温度設定値の偏差から給気温度設定値を演
算し、給気温度の制御を行うことによって還気温度を一
定値に保つことができるものである。

【００３０】また、第２の手段の構成により、給気風量
の大小から給気温度設定値の演算を制御することにより
、給気風量により還気温度を制御できないときにも還気
温度の制御を可能とするものである。

【００３１】また、第３の手段の構成により、還気温度
と還気温度設定値の偏差から給気温度設定値の演算を制
御することにより、還気温度を還気温度設定値に近づけ
る応答を速め、還気温度を一定値に保つことができるも
のである。

【００３２】また、第４の手段の構成により、還気温度
をもとにした還気温度を迅速に設定値に近づける判断と
給気風量で還気温度の制御のできない場合の判断をとも
ない、還気温度をもとに給気温度設定値の演算を行うこ
とによって、迅速に還気温度を一定値に近づけ、かつ一
定値に保つものである。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１〜図
４を参照しながら説明する。

【００３４】図１において、従来例と同様の部分は同一
番号を付して説明を省略する。すなわち、本発明は制御
装置に特徴を有するものであり、その制御装置８につい
て説明する。

【００３５】（実施例１）図に示すように、還気ダクト
７内の温度を検知する還気温度センア１０に電気的に接
続された還気温度検出部９から検出室内温度，還気温度
を設定する還気温度設定手段１３から還気温度設定値、
以上２つの信号を還気温度比較手段１４に入力してそれ
らの差を算出する。給気風量演算手段１６は、還気温度
比較手段１４で算出された温度差を入力し、設定した還
気温度になるように送風機３の回転数を変更する演算と
回転数変更の指令信号を送る。さらに、給気温度設定値
演算手段２２は、還気温度比較手段１４で算出された温
度差を入力して、設定した還気温度になるように給気温
度を変更する演算を行う。算出された給気温度設定値信
号を給気温度設定手段１７が受け取る。給気ダクト５内
の温度を検出する給気温度センサ１２と電気的に接続さ
れた給気温度検出部１１から検出給気温度，給気温度設
定手段１７から給気温度設定値、以上２つの信号を給気
温度比較手段１８に入力してそれらの差を算出する。流
量演算手段２１は、設定した給気温度になるように弁１
９の開度を変更する演算と弁開度変更の指令を弁駆動装
置２０に送る。ここで、風量調整手段はインバーター１
５，流量調整手段は弁２０と弁駆動装置１９で構成され
る。また、還気温度検出手段２３は還気温度センサ１０
と還気温度検出部９、給気温度検出手段２４は給気温度
センサ１２と給気温度検出部１１で構成される。

【００３６】上記構成において動作を説明する。図４に
おいて、還気温度設定手段１３では操作者によって還気
温度設定値ＴＲが与えられる。還気温度検出部９には還
気温度センサ１０から還気温度ｔＲが検出される。還気
温度比較手段１３では（数１）で示すように還気温度偏
差ｅＲが求められる。給気風量演算手段１６では、求め
られた還気温度偏差ｅＲから（数２）に示すＰＩ演算を
行い送風機３の回転数ＶＲを決定しインバーター１５へ
指令を送る。ここで、ＫＣＲは比例ゲイン，ＴＩＲは積
分時間で操作者によって一定値が与えらるパラメーター
である。

【００３７】さらに、還気温度比較手段１４で算出され
た還気温度偏差ｅＲは給気温度設定値演算手段２２にも
入力される。給気温度設定値演算手段２２では、還気温
度偏差ｅＲから

【００３８】

【数５】

【００３９】に示すＰＩ演算を行い給気温度設定値ＴＳ
を決定し給気温度設定手段１７に送る。ここで、ＫＣＳ
は比例ゲイン、ＴＩＳは積分時間で操作者によって一定
値が与えられるパラメーターである。給気温度検出部１
１では給気温度センサ１２から給気温度ｔＳが検出され
る。 給気温度設定値ＴＳと検出給気温度ｔＳを入力として給
気温度比較手段１８では（数３）により給気温度の偏差
ｅＳが求められる。流量演算手段２１では、求められた
給気温度偏差ｅＳから（数４）に示すＰＩ演算を行い冷
温水コイルの弁１９の開度ＵＵを決定し弁駆動装置２０
へ信号を送る。以降給気温度検出部１１の戻り同様の動
作が繰り返される。ここで、ＫＣＳは比例ゲイン、ＴＩ
Ｓは積分時間で操作者によって一定値が与えられるパラ
メーターである。

【００４０】以上のように、本発明の第１実施例のエア
ハンドリングユニットの制御装置によれば、給気温度設
定値を還気温度をもとにＰＩ演算することで、還気温度
を一定に保つために最適な給気温度の設定値が得られ、
室内を快適な温度に保ち、かつ、空調機の運転を無駄な
く行うことができる。また、送風機３にインバーター１
５を備えていない場合に、給気温度設定値演算を行うこ
とによって還気温度の制御が可能となる。

【００４１】なお、給気温度設定値演算手段２２内で行
っている給気温度設定演算には、この実施例ではＰＩ演
算を用いているが、還気温度の偏差ｅＲを小さくするよ
うに給気温度設定演算を行う演算方法は種々考えられ、
ＰＩ演算に限られるわけではない。

【００４２】（実施例２）次に、本発明の第２実施例に
ついて図５およびず６を用いて説明する。第２実施例は
、第１実施例に第１演算制御手段２５を付加して構成さ
れるものである。第１演算制御手段２５は給気風量演算
手段１６から給気風量信号を受け、給気温度設定値演算
手段２２に対して制御信号を送る。

【００４３】送風機回転数ＶＲは第１実施例と同様にし
て給気風量演算手段１６で求められる。第１演算制御手
段２５は送風機回転数ＶＲを入力し、その回転数の大小
によって給気温度設定値演算手段２２に対して制御信号
を送る。以下その動作，作用について説明する。

【００４４】送風機３の回転数ＶＲは任意の値を取るこ
とができるわけではなく、ある決められた最大値，最小
値を持っている。回転数ＶＲが最大または最小値の近傍
の値をとったことを第１演算制御手段２５で判断し、そ
の結果により給気温度設定値演算手段２２に設定値演算
制御信号を送る。信号を受けた給気温度設定値演算手段
２２は第１実施例と同様の演算を行い、給気温度設定値
を算出し、給気温度設定手段１７に送る。

【００４５】このように本発明の第２実施例のエアハン
ドリングユニットの制御装置は、給気風量による還気温
度の制御が困難な場合にも、給気風量の大小により給気
温度設定値を演算し給気温度をかえることによって還気
温度を一定に制御することができる。

【００４６】（実施例３）次に、本発明の第３実施例に
ついて図７および図８を用いて説明する。第３実施例は
第１実施例の制御装置１０に第２演算制御手段２６を付
加して構成されるものである。第２演算制御手段２６は
還気温度比較手段１４から還気温度の偏差信号を受け、
給気温度設定値演算手段２２に対して演算制御信号を送
る。以下その動作，作用について説明する。

【００４７】還気温度の偏差ｅＲは、第１実施例と同様
にして還気温度比較手段１４で算出される。還気温度の
偏差ｅＲを第２演算制御手段２４は入力する。空調機た
ち上げ初期には、還気温度と還気温度設定値の偏差が大
きい。この偏差を早く小さくするために給気温度は、暖
房の場合には大きい値である方が、冷房の場合には小さ
い値である方がよいことは容易にわかることである。そ
こで空調機たち上げ初期には、第２演算制御手段２６は
、暖房の場合であれば、還気温度の偏差ｅＲが負になる
まで給気温度設定値演算手段２２に対して演算を行わな
いように演算制御指令を出す。給気温度設定値演算手段
２２が給気温度設定値の演算を行わない間の給気温度設
定値は、操作者によってあらかじめ給気温度設定手段２
２に与えられる。冷房の場合は逆に偏差ｅＲが正になる
まで演算を行わないように演算制御指令を出す。一旦、
前記のような条件を満たして給気温度設定値演算手段２
２が演算を行うようになれば、その後は給気温度設定値
演算手段２２によって給気温度設定値が決定される。

【００４８】このように本発明の第３実施例のエアハン
ドリングユニットの制御装置によれば、空調機たち上げ
初期、つまり、還気温度と還気温度設定値の偏差が大き
いときに給気温度設定値演算を行わないようにすること
によって還気温度の立ち上がりを速くし、快適な室内を
迅速に作り出すことができる。

【００４９】なお、この演算制御指令を出す条件は負（
または正）になるまでという条件にこだわる必要はなく
、ある適当な数値でかまわない。つまり、ｅＲの絶対値
がある程度小さくなった状態でよい。

【００５０】（実施例４）本発明の第４実施例について
図９および図１０を用いて説明する。第４実施例は、還
気温度比較手段１４より還気温度の偏差ｅＲの信号を受
けて給気温度設定値演算手段２２の演算制御を行う第２
演算制御手段２６と給気風量演算手段１６より、給気風
量の信号を受けて給気温度設定値演算手段２２の演算制
御を行う第１演算制御手段２５とを第１実施例の手段に
付加した構成を有している。

【００５１】次に第４実施例の動作，作用を説明する。 第１実施例と同様に給気風量の演算を行い送風機３の回
転数ＶＲを決定する。第２演算制御手段２６は第３実施
例と同様の判断を行い給気温度設定値演算手段２２に演
算制御信号を送る。第１演算制御手段２５は第２実施例
と同様の判断を行い、給気温度設定値演算手段２２に演
算制御信号を送る。給気温度設定演算手段２２は、これ
らの演算制御信号の両方が演算開始の指令を出したとき
、給気温度設定値の演算を第１実施例と同様の方法で行
う。

【００５２】このように本発明の第４実施例のエアハン
ドリングユニットの制御装置は本発明の第１実施例の給
気温度設定値の演算を、還気温度の偏差から判断して開
始することにより、より迅速に快適な室内温度に達する
ことができ、また、給気風量の大小から還気温度制御が
できるかできないかを判断することによって如何なる場
合でも還気温度制御が可能となる。さらには、給気温度
設定値を変更することが第１実施例により少なくなるた
めに、弁１９のハンチング防止に効果がある。

【００５３】なお、こられの実施例では、還気ダクト１
７内に還気温度センサ１０を設置し、給気温度設定値を
演算しているが、被空調室６内に室内温度センサを設置
し、室内温度と室内温度設定値との偏差をもとに給気温
度設定値演算を行うことでも同様の効果が得られる。

【００５４】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、還気温度を還気温度設定値に近づけるよう
に給気温度の設定値を演算し給気温度制御するため、快
適な室内温度を保ち、かつ、空調機の運転を無駄なく行
うことができる効果のあるエアハンドリングユニットの
制御装置を提供できる。

【００５５】また、還気温度を設定値にすばやく近づけ
る効果があり、かつ、快適な室内温度に保ち、空調機の
運転を無駄なく行うことのできるエアハンドリングユニ
ットの制御装置が提供できる。

【００５６】また、如何なる場合にも還気温度制御ので
きるエアハンドリングユニットの制御装置が提供できる
。

【００５７】さらに、如何なる場合にも快適な室内温度
に保ち、迅速に還気温度を還気温度設定値に近づけるこ
とのできるエアハンドリングユニットの制御訴追が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のエアハンドリングユニッ
トの概略構成と制御装置を示すブロック図である。

【図２】同還気温度検出手段の構成を示す概略図である
。

【図３】同給気温度検出手段の構成を示す概略図である
。

【図４】同制御装置の動作の概略を示すフローチャート
である。

【図５】本発明の第２実施例のエアハンドリングユニッ
トの概略構成と制御装置を示すブロック図である。

【図６】同制御装置の動作の概略を示すフローチャート
である。

【図７】本発明の第３実施例のエアハンドリングユニッ
トの概略構成と制御装置を示すブロック図である。

【図８】同制御装置の動作の概略をフローチャートであ
る。

【図９】本発明の第４実施例のエアハンドリングユニッ
トの概略構成と制御装置を示すブロック図である。

【図１０】同制御装置の動作の概略を示すフローチャー
トである。

【図１１】従来のエアハンドリングユニットの概略構成
と制御装置を示すブロック図である。

【図１２】同制御装置の送風機回転数制御の動作の概略
を示すフローチャートである。

【図１３】同制御装置の冷温水コイルの弁の制御動作の
概略を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２　　　　冷温水コイル ３　　　　送風機 ８　　　　制御装置 １３　　還気温度設定手段 １５　　インバーター １６　　給気風量演算手段 １７　　給気温度設定手段 １９　　流量調整手段 ２１　　流量演算手段 ２２　　給気温度設定値演算手段 ２３　　還気温度検出手段 ２４　　給気温度検出手段 ２５　　第１演算制御手段 ２６　　第２演算制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　室内への給気風量を調整する風量調整
   手段と、冷温水コイルに流れる温水または冷水の流量を
   調整する流量調整手段と、室内からのかえり空気の温度
   を測定する還気温度検出手段と、室内への給気空気の温
   度を測定する給気温度検出手段と、かえり空気の温度を
   設定する還気温度設定手段と、前記還気温度設定手段の
   信号と前記還気温度検出手段の信号を取り込み所望の給
   気を風量を演算し、前記風量調節手段に信号を送る給気
   風量演算手段と、給気空気の温度を設定する給気温度設
   定手段と、前記給気温度設定手段の信号と前記給気温度
   検出手段の信号を取り込み、所のの冷温水の流量を演算
   し前記流量調整手段に信号を送る流量演算手段と、前記
   還気温度検出手段の信号と前記還気温度設定手段の信号
   を取り込み給気温度設定値を演算し前記給気温度設定手
   段に信号を送る給気温度設定値演算手段から構成された
   エアハンドリングユニットの制御装置。
2. 【請求項２】　　給気風量演算手段により演算された給
   気風量の値を取り込み、給気温度設定値演算手段に対し
   て信号を送る第１演算制御手段を付加した請求項１記載
   のエアハンドリングユニットの制御装置。
3. 【請求項３】　　還気温度設定手段の信号と還気温度検
   出手段の信号を取り込み、給気温度設定値演算手段に対
   して信号を送る第２演算制御手段を付加した請求項１記
   載のエアハンドリングユニットの制御装置。
4. 【請求項４】　　第１演算制御手段と第２演算制御手段
   の両方を付加し、それらの信号を給気温度設定値演算手
   段に送る請求項１記載のエアハンドリングユニットの制
   御装置。