JPH05157327A - ユニットベンチレータのカスケード式制御方法及び装置 - Google Patents

ユニットベンチレータのカスケード式制御方法及び装置

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JPH05157327A JP4152319A JP15231992A JPH05157327A JP H05157327 A JPH05157327 A JP H05157327A JP 4152319 A JP4152319 A JP 4152319A JP 15231992 A JP15231992 A JP 15231992A JP H05157327 A JPH05157327 A JP H05157327A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室温調整のためのより高度で効果的なカスケ
ード式制御を用いたユニットベンチレータの制御装置を
提供する。 【構成】 加熱コイル、ファン、及び外気導入用のダン
パー等を有するユニットベンチレータ１０を制御する制
御装置１４は、２つのカスケード接続されたＰＩＤ制御
ループを具備して構成される。この制御装置１４は、室
温センサ３８により検知された室温と室温設定点とを用
いてユニットベンチレータ１０から放出される空気の温
度に関する設定点を発生し、また、放出温度設定点と検
知された放出温度を用いながら、出力ラインの空圧圧力
を決定する空圧弁２２の開閉、あるいはダンパー２８の
位置及び加熱コイル２０の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に暖房及び換気機
器を制御する装置に関し、特に学校などの個々の部屋で
よく使われ、当該分野ではユニットベンチレータと称さ
れることが多い暖房及び換気ユニットとその関連機器を
制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】建物などに用いる暖房、換気及び空調シ
ステム（ＨＶＡＣ）の分野では、システムを正確に制御
し、空間内を所望の温度に維持するという点でより正確
な制御を与えると共に、暖房又は空調を行うのに必要な
エネルギーを最小限とするためにより正確且つ高度な制
御装置を開発すること、並びにより高い安全性を確保す
ることを目指して、絶えず努力が成されてきた。
【０００３】コンピュータの利用増大に伴い、今日、か
かるシステムにおいては、従来非常に高価で高度な監視
及び制御システムだけで使われていた複雑な制御方式と
見なされるものによって制御可能となりつつある。
【０００４】こうしたシステムの多くは、システムの動
作を制御するため、空圧制御ラインがシステムの各構成
部分間に延びている。このような空圧制御ラインは数十
年来使用されており、それを用いたシステムも設置され
続けてきた。
【０００５】かかる空圧制御ラインの長期に及ぶ使用の
結果、暖房又は空調用のエネルギーコストが上昇し続け
ていくと思われるのに比べ、制御システムの方は、相対
的に安価で確かな技術的可能性があるならば、コスト収
益面の解析からより高度な制御装置とする方が望まし
く、その観点から改善が望まれるシステムが今では数多
く存在する。
【０００６】こうした一般的な考え方とは別に、冬には
よく暖房されるが、夏やその他の季節には殆ど使われな
いために、正規の空調能力は設けてない多くの建物が存
在する。主な例は学校で、ユニットベンチレータとして
通常知られる個々の暖房ユニットによって多くのクラス
別の部屋が暖房されている。電気的な加熱要素が使われ
る場合もあるが、かかるユニットベンチレータは一般に
暖房設備に接続され、温水や蒸気ラインなどの加熱流体
を介して暖房設備からベンチレータに熱が伝えられる。
【０００７】ユニットベンチレータは各部屋内に配置さ
れているが、多くの古いユニットベンチレータは、空圧
制御ラインを昼間または夜間運転用の異なる設定点を反
映した公称圧力値間で切り換え可能とし、また空圧ライ
ンを共通の圧力源から制御可能とする程度の構成に留ま
り、単一の監視及び制御システムによって制御されるよ
うな構成とはなっていない。
【０００８】この種のユニットベンチレータでは、各ユ
ニットベンチレータ内の圧力検出器が昼間または夜間用
の公称圧力間の差を検知し、それほど高度でないがある
程度の制御を行う機能構成となっている。
【０００９】各部屋の温度制御はユニットベンチレータ
から離して部屋内に配置された空圧サーモスタットによ
って実現され、ユニットベンチレータから流出する空気
の放出温度から正しい部屋温度の読取値を与えるように
なっている。
【００１０】ユニットベンチレータは、一般に部屋の外
側からの空気の導入を制御するダンパーを有すると共
に、加熱コイルを具備したベンチレータを通じて空気を
強制的に流すファンを用いているものが通例である。
【００１１】こうしたユニットベンチレータは、一般に
高度な制御方式を用いておらず、制御装置は、主に、ユ
ニットベンチレータの加熱コイルを通る熱の流れを変調
するための室内サーモスタットを用いて構成されてい
る。かかる構成は、特に、ある期間だけ設置されるユニ
ットベンチレータの制御に当てはまることを前提に構築
されたものに過ぎない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
したような型のユニットベンチレータで使われる高度で
効果的なカスケード式制御方法を適用した改良型の制御
装置を提供することにある。
【００１３】また、本発明の関連する目的は、処理手段
が組み込まれているため、制御装置の動作において比較
的複雑で高度なカスケード式制御方法を用いるのに適し
た改良型の制御装置を提供することにある。
【００１４】また、本発明の別の目的は、カスケード式
制御装置を有し、空圧出力ラインの制御圧、室温、加熱
コイルのすぐ下流側の空気温度、すなわちユニットの放
出温度をそれぞれ示す発生信号を含む入力パラメータを
用いたユニットベンチレータを提供することにある。
【００１５】本発明の別の目的は、検知された室温と室
温設定点とを用いてユニットベンチレータから放出され
る空気の温度に関する設定点を発生し、また放出温度設
定点と検知された放出温度を用いてユニットベンチレー
タのダンパー位置と加熱コイルの動作を制御するような
改良型の制御装置を提供することにある。
【００１６】本発明の更に別の目的は、比例ゲインファ
クタ、積分ゲインファクタ及び微分ゲインファクタ（つ
まりＰＩＤ制御ループ）をその動作において用いるよう
な改良型のユニットベンチレータ制御装置を提供するこ
とにある。
【００１７】本発明の別の目的は、ユニットベンチレー
タ自体の制御において２つのカスケード接続されたＰＩ
Ｄ制御ループを用いるような改良型のユニットベンチレ
ータ制御装置を提供することにある。
【００１８】本発明の別の目的は、補助放熱手段が用い
られる場合、その補助放熱手段の制御においてカスケー
ド接続されたＰＩＤ制御ループを用いるような改良型の
ユニットベンチレータ制御装置を提供することにある。
【００１９】本発明の更に別の目的は、ユニットベンチ
レータのダンパー位置の制御と加熱コイルの動作の制御
が独立に行われる ASHRAE サイクル３型の動作において
カスケード接続されたＰＩＤ制御ループを用いるような
改良型のユニットベンチレータ制御装置の代替の実施例
を提供することにある。
【００２０】以上の目的及びその他の目的は、添付の図
面を参照した本発明の以下に述べる詳細な説明から明か
となる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、屋内領域の温度を制御するための
暖房及び換気ユニットの動作を制御する装置であって、
前記ユニットが少なくとも主加熱手段、ダンパー、及び
空気を該ユニットから閉じられた領域内へ移動させるフ
ァンを含み、各加熱手段が空圧制御ライン内の圧力レベ
ルの関数として発生熱量を制御するように変調可能なユ
ニットベンチレータの制御装置において、前記制御装置
の動作に関する命令及びデータを記憶するメモリ手段を
含む処理手段であって、温度と圧力を示す電気信号を受
け取る手段と、前記空圧制御ラインに接続された少なく
とも１つの弁手段を制御する電気的な制御信号を発生す
る手段とを有する処理手段と、空圧供給ラインと排気ラ
インへ接続され、前記空圧制御ラインを有する少なくと
も１つの弁手段であって、与えられる電気的な弁制御信
号に応じて前記空圧制御ライン内の圧力を制御し、該制
御された圧力が前記供給ライン及び前記排気ライン内に
存在する圧力によって決まる範囲内に保持される弁手段
と、前記屋内領域の温度設定点を発生するとともに、該
温度設定点を示す信号を発生し、かつ当該信号を前記処
理手段に与える手段と、前記屋内領域の温度を検知する
とともに、該検知温度を示す信号を発生し、かつ当該信
号を前記処理手段に与える手段と、前記ユニットからの
放出空気の温度を検知するとともに、該検知温度を示す
信号を発生し、かつ当該信号を前記処理手段に与える手
段とを具備し、前記処理手段が連続するサイクル中動作
して前記屋内領域の温度設定点と前記検知された屋内領
域温度との間の差を求め、該差の関数として放出温度設
定点を与えるとともに、前記処理手段が前記放出温度設
定点と前記検知された放出温度との間の差を求め、該判
定差の関数として制御信号を発生し、当該制御信号が前
記弁手段に与えられて前記空圧制御ライン内の圧力を制
御するようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
【作用】本発明の制御装置によれば、加熱コイル、ファ
ン、及びユニットベンチレータが配置された部屋の内部
へ外気を導入するダンパーを有するようなユニットベン
チレータを制御する際に、２つのカスケード接続された
ＰＩＤ制御ループが使われる。
【００２３】このカスケード式の制御装置では、検知さ
れた室温と室温設定点とを用いてユニットベンチレータ
から放出される空気の温度に関する設定点を発生し、ま
た放出温度設定点と検知された放出温度を用いてユニッ
トベンチレータのダンパー位置と加熱コイルの動作を制
御することによって、室温を調整する。
【００２４】
【実施例】本発明は、広く言えば、加熱コイル、ファ
ン、及びユニットベンチレータが配置された部屋の内部
へ外気を導入するダンパーを有するようなユニットベン
チレータを制御するのに適した制御装置に係わるもので
ある。
【００２５】本発明を実施した制御装置は、新規なユニ
ットベンチレータに設置されるのに適し、ユニットベン
チレータが設置されているのと同じ部屋内に配置された
ベースボード放熱ユニットなどの補助放熱手段を有する
ものを含む既存の各種ユニットベンチレータ、及び蒸
気、温水、更には電気加熱によって動作するユニットベ
ンチレータへ設置するのに特に適したものである。更
に、その代替用途の１つ、すなわち ASHRAE サイクル３
型の設備では、熱が蒸気、温水あるいは電気加熱要素の
いずれによって供給されるものであれ、制御装置が加熱
コイルの動作を制御する弁と独立に、外気（ＯＡ）ダン
パーを制御するものである。
【００２６】添付した図面の図１には、外側密閉容器１
０を有するユニットベンチレータの概略図が示されてお
り、密閉容器１０は適当な開口部として格子窓１２を有
し、ユニットベンチレータの動作時にそこを通じて加熱
された空気が通過可能な構造となっている。
【００２７】全体を１４で示す本発明を実施したユニッ
トベンチレータ制御装置は、ベンチレータ１０の密閉容
器内に配置して図示してあるが、これは必ずしも必要で
なく、ベンチレータが配置された部屋の天井上の空間
（プレナム）内に制御装置１４を配置し、制御装置１４
からユニットベンチレータ１０自体へ各種の接続を延ば
すようにする構成も考えられる。
【００２８】１１０ボルトの交流電力を供給するため、
一般にソケット１６がユニットベンチレータ内に配置さ
れ、これにユニットベンチレータ制御装置１４が接続さ
れるが、制御装置１４を前記天井上の空間内に配置する
場合、この種のソケットも同空間内に配置してもよいこ
とは明かである。
【００２９】ユニットベンチレータは、ファン１８と、
蒸気または温水が流れる加熱コイル２０も具備してお
り、この加熱コイル２０は実体設備の暖房システムの一
部である蒸気または温水ラインに接続された空圧制御式
弁２２によって制御される。
【００３０】加熱コイル２０のすぐ下流側に、低温検出
サーモスタット２４と平均化温度センサ２６が位置し、
温度センサ２６はファン１８によって送られ加熱コイル
２０を通過する空気の放出温度を測定する。格子窓１２
を通って室内へ流入するのは、この空気である。
【００３１】外気または部屋からの戻り空気を導き、こ
れによって空気をファンへと供給するため、２８の符号
により概略的に図示したダンパーも設けられている。こ
のダンパー２８は戻り空気と外気の混合気をファン１８
へ供給するように動作可能で、ダンパー２８の位置がダ
ンパー作動器３０によって制御される。
【００３２】弁２２とダンパー作動器３０は、電気−空
圧（ＥＰ）弁３２によって空圧的に制御され、ＥＰ弁３
２はユニットベンチレータ制御装置１４の一部である空
圧アナログ出力モジュール３６の調整出力に接続された
ライン３４を介して制御される。
【００３３】ライン３４内の所定圧力レベルがＥＰ弁３
２からの出力を制御してダンパー２８を位置決めし、ま
た弁２２を通じて加熱コイル２０に至る蒸気または温水
の流れを制御する。
【００３４】図１の概略図から、弁２２とダンパー作動
器３０は独立に制御されるのでなく、事実上一緒に制御
され、より少ない加熱流体が加熱コイル２０を通過する
ほど、より多い外気がファン１８へ導入されるようにな
っていることが理解されるべきである。
【００３５】部屋の温度は室温設定点機能を有するサー
モスタットからなるのが好ましい室温センサ３８によっ
て検知され、部屋の温度を示す信頼できる温度が検知さ
れるように、室温センサ３８はユニットベンチレータの
出口から離れた部屋内のある箇所に位置するのが好まし
い。
【００３６】空圧アナログ出力（ＡＯＰ）モジュール３
６の出力は、調整された圧力である一方、同モジュール
３６はライン４０を介して供給圧に接続され、供給圧は
建物などの暖房及び換気システムの多くの構成部分に接
続された主供給源から与えられる。ライン４０は高また
は低圧、通常１８または２５ p.s.i. を検知する２重空
圧−電気（ＰＥ）スイッチ４２にも接続され、この指示
が制御装置１４へと延びたライン４４に与えられる。
【００３７】昼間／夜間の動作モードは高圧及び低圧間
の切り換えによって制御されるのが通常であり、電子的
通信機能を持たない種類のシステムでは、スイッチ４２
から得られる信号がそのようなモード指示をユニットベ
ンチレータ制御装置１４に与える。
【００３８】尚、ユニットベンチレータ制御装置１４
は、所望であれば、遠隔の主制御ステーションと相互接
続可能なように、地域内のネットワーク通信機能を持た
せるのにも適しており、その場合スイッチ４２は省くこ
とができる。
【００３９】図１に示した実施例において、弁５０へと
延びたライン４８内に制御された空圧出力圧を与えるた
めに第２の空圧アナログ出力（ＡＯＰ）モジュール４６
が設けられており、弁５０はユニットベンチレータ自体
によって与えられる暖房に加え、室内に補助の暖房を与
えることができるベースボード放熱器などの外部放熱装
置５２を通る加熱流体の流れを制御する。尚、補助の放
熱暖房を必要としない場合、第２のモジュール４６は必
要なくなるのは言うまでもない。
【００４０】次に図２に示した実施例に移ると、図１に
示されたもので実質上同等な構成部品は同じ参照番号で
表してあり、ここでは説明を繰り返さない。この実施例
のユニットベンチレータ１０′と図１に示したユニット
ベンチレータ１０との主な相違は、前者が電気加熱コイ
ルである加熱コイル２０′を有することである。
【００４１】電気加熱コイル２０′が存在するので、当
該加熱コイル２０′への通電を制御するための接触スイ
ッチ５４が設けられており、また空圧出力弁５８に基づ
いて変調器の動作を制御するパルス幅変調器５６が設け
られており、空圧出力弁５８はパルス幅変調器５６を制
御する空圧出力ライン６０を有する。
【００４２】弁５８自体はライン６４を介して空圧制御
されるリレー６２によって制御され、ライン６４は弁３
２及びユニットベンチレータ制御装置１４に付設のＡＯ
Ｐモジュール３６へと延びている。供給ライン４０も、
戻り空気リレー６２へと延びている。
【００４３】図３に示したユニットベンチレータについ
て見れば、ASHRAE サイクル３型の動作に基づいて接続
されており、このユニットベンチレータでも、図１の各
部に相当する構成部品が使われているものには図１に示
したのと同等な参照番号が付してあり、それらについて
は説明を繰り返さない。
【００４４】このユニットベンチレータでは、２つのア
ナログ出力圧モジュール３６と４６が使われているが、
第２のモジュール４６は外部の放熱装置にではなく、ダ
ンパー作動器３０に接続されており、また第１のモジュ
ール３６は加熱コイル２０への加熱流体を制御する弁２
２に接続された調整後の出力を有する。
【００４５】図１のユニットベンチレータと異なり、平
均化温度センサ２６は加熱コイル２０の下流側でなく、
加熱コイル２０とファン１８との間に配置される。この
型の動作では、ユニットベンチレータ制御装置１４がダ
ンパー２８の位置と弁２２を通る加熱流体の流れを独立
に制御する。
【００４６】本発明のユニットベンチレータ制御装置１
４の電気回路が図４、図５及び図６に示してあり、図４
と図５はそれぞれ１つの図面の左側と右側部分である。
制御装置１４はモトローラ MC68HC11 であるのが好まし
いマイクロプロセッサ４８（図５参照）を含み、マイク
ロプロセッサ４８は２つのラインで、図６に詳しく示し
た、温度検知サーミスタ(TH)及び室内サーモスタット(S
TAT)へ接続するためのアナログ回路調整回路である集積
回路５０に接続されている。集積回路５０のピン番号
は、図５及び図６の両方に示してある。
【００４７】集積回路５０は室内サーモスタット３８に
接続される２つのライン５２を有し、室内温度設定点を
与えると共に、夜間無効コマンドを与えるデジタル入力
値も与える。また集積回路５０は、サーミスタであるの
が好ましいセンサ２６からの放出空気の温度を示すアナ
ログ信号を受け取る入力も有する。
【００４８】前述したように制御装置１４は２つのユニ
ットベンチレータを制御するので、集積回路５０はマイ
クロプロセッサ４８と交信されるべき２つのサーモスタ
ットの一方を選択するマルチプレクサ５４を有する。
【００４９】制御装置１４は、２つの空気速度センサと
付属の回路５６に関連した回路も含んでいるが、これら
の回路はユニットベンチレータには適用できない空気量
の可変及び一定制御に関連した別の用途で使われる。
【００５０】制御装置１４は、設定点などを含む動作特
性を変えるために手持ち式のコンピュータに接続され、
この目的上、図示の如く２つのラインによってマイクロ
プロセッサ４８に接続された RS232/TTL接続回路６０が
設けられている。また、制御装置１４は、多数の同様な
ユニットベンチレータを制御可能な遠隔ステーションに
よってユニットベンチレータを制御する場合、地域ネッ
トワークにも接続される。この機能は、光アイソレータ
回路６４とその付属回路を介してマイクロプロセッサ４
８に接続される TTL/RS45 変換回路６２によって与えら
れる。
【００５１】マイクロプロセッサ４８からの各出力はバ
ッファ回路６６へと延び、そのうちの一出力がファン制
御用のオン／オフ出力を与えるリレー６８を動作し、別
の出力が暖房及び冷房の動作モードを選択するデジタル
出力を与えるリレー７０を動作し、第３の出力がダンパ
ー２８の動作を制御するデジタル出力を与えるリレー７
２を動作する。
【００５２】第３の出力に関しては、出力がオンのと
き、ダンパー２８の位置を制御するように制御装置１４
が動作可能であり、出力がオフのとき、ダンパー２８は
閉状態に保たれる。
【００５３】他に、４つの制御ラインがマイクロプロセ
ッサ４８からバッファ回路６６、更にＡＯＰモジュール
３６と４６へと延び、前述したように各モジュールに付
設されたソレノイドをそれぞれ制御するように動作可能
である。
【００５４】また、制御装置１４は、マイクロプロセッ
サ４８をリセットする停電検出回路７４、及びマイクロ
プロセッサ４８の基本健全テストを行う動作中に点滅す
るＬＥＤ７６も有する。
【００５５】次に、図７には制御装置１４の動作方法を
機能的に説明したフローチャートを図７に示しており、
これによれば、まず、室温設定点（ブロック１００）が
部屋内あるいは監視制御ステーションに配置されたサー
モスタットまたは制御手段によって求められる。
【００５６】次いで、室温設定点はライン１０４を介し
てブロック１０２に与えられ、ブロック１０２は室温設
定点とライン１０６を介する検知された室温との間の差
つまり誤差を求める。
【００５７】検知温度は、部屋の温度を正しく表す温度
を測定するように、暖房及び換気ユニットの放出口から
ある程度離して部屋内に配置されるのが好ましいサーモ
スタットによって与えられる。
【００５８】室温設定温度と検知室温との差は、ライン
１０８によって、後述する比例／積分／微分（以下、Ｐ
ＩＤと称す）制御ループブロック１１０に与えられる。
ブロック１１０は暖房及び換気ユニット用の放出温度設
定点である出力をライン１１２上に生じる。この点に関
連して、暖房及び換気ユニットの近く、好ましくは暖房
及び換気ユニットの加熱コイルのすぐ上流側に温度検知
装置が配置され、暖房及び換気ユニットから放出される
空気の温度を示す信号をライン１１４上に与える。
【００５９】放出温度設定点はライン１１４からの放出
温度と共にブロック１１６に与えられ、２つの値の差つ
まり誤差が別のＰＩＤ制御ループブロック１１８に与え
られ、このブロック１１８がライン１２４を介して暖房
及び換気ユニットの動作を制御するアナログ出力空圧モ
ジュール１２２（以下、ＡＯＰと称す）を制御する出力
信号をライン１２０上に生じる。
【００６０】暖房及び換気ユニット自体と別の補助暖房
を行う暖房ユニットが部屋内に設置されている場合に
は、別の制御ループが設けられ、これが図７の上部に示
されている。フローチャートのこの部分はブロック１２
６に与えられる室温設定点を含み、ライン１１２上の放
出温度設定点もブロック１２６に与えられる。
【００６１】２つの値の差つまり誤差がライン１２８を
介して別のＰＩＤ制御ループブロック１３０に与えら
れ、別のＡＯＰ１３４を制御する出力がライン１３２上
に生じる。ＡＯＰ１３４が、ライン１３６を介して加熱
コイル１３８を制御する。尚、この点に関連して、加熱
コイル１３８の制御は実際上、蒸気または温水システム
の場合には弁の制御として、あるいは電気加熱コイルの
場合にはスイッチの制御として行われる。
【００６２】図７の概略的なフローチャートが図８と図
９のフローチャートに詳しく示してあり、これら両図は
合わせてフローチャート全体を形成している。尚、この
詳しいフローチャート内には上記以外の制御の特徴も存
在するが、図７及び図８、図９の各フローチャートに共
通なブロックには同じ参照番号が付してある。また、差
つまり誤差の演算を行うブロック１０２、１１６及び１
２６は図８及び図９のフローチャートには特に示されて
おらず、これらの機能はそれぞれＰＩＤブロック１１
０、１１８及び１３０によって行われることも理解され
るべきである。更に、好ましい実施例が図７に示され、
図８及び図９のフローチャートがそれを一層詳しく示し
ているが、詳細なフローチャートは全ての用途で必ずし
も具備されない低温検出モジュール（参照番号１５６、
１５８及び１６０）を含んでおり、この意味において詳
細なフローチャートは別の実施例も包含している。低温
検出モジュールは、便宜上図８及び図９に含めたもので
ある。
【００６３】図８を参照すると、昼間／夜間無効（夜間
無効／復帰）モジュール１４０が存在する。このモジュ
ール１４０は、暖房及び換気ユニットを昼間または夜間
の動作モードのいずれかに設定すると共に、暖房及び換
気ユニットを夜間モードにない時には昼間の動作モード
に設定する。
【００６４】前述したように、夜間モードは人々がいな
い夜間に使われ、熱を発生するのに必要なエネルギーを
節約するため温度が下げられる。モジュール１４０は昼
間モードへ切り換える機能を有し（ブロック１４２）、
これによって夜間無効コマンドを与え、かかる動作が無
効タイマーをトリガーする。
【００６５】モジュール１４０は無効が継続する期間
（デフォルト期間）を設定する機能も有する。このデフ
ォルト期間は例えば１時間であるが、他の期間も指定す
ることができる。期間が切れると、暖房及び換気ユニッ
トが夜間の動作モードで動作すべき場合、モジュール１
４０が暖房及び換気ユニットを夜間モードに切り換え復
帰させる。
【００６６】昼間モードから夜間モードへあるいはその
逆の通常の切り換えは、２つの方法のいずれかで行われ
る。システムが空圧式で、空圧圧力の発生源が一般に１
８と２５psi の間で変わる場合、かかる圧力の変化が空
圧／電気スイッチによって検出され、その状態がモジュ
ール１４０に与えられる。あるいは、中央の監視及び制
御システムと交信する地域ネットワーク（ＬＡＮ）を有
するシステムの場合には、昼間または夜間への切り換え
の指令がＬＡＮを通じてモジュール１４０に与えられ
る。このモジュール１４０の動作に関する詳細なフロー
チャートは図１０に示してあり、その内容は当業者にと
って自明であると思われる。
【００６７】昼間または夜間の状態はライン１４２を経
て、設定点（設定室温）判別モジュール１４４と動作判
別モジュール１４６に与えられ、両モジュールとも多重
化機能を行う。モジュール１４４は、室内サーモスタッ
トダイヤルが動作状態かあるいは非動作状態どちらであ
るかを示す入力に加え、所定の昼間及び夜間デフォルト
設定点を受け取る能力を有し、動作状態であれば、ダイ
ヤル設定点もモジュールへの入力となる。また、モジュ
ール１４４は最小温度デフォルト値も有し、一部の暖房
及び換気ユニットでは、これがユニットを低温の動作モ
ードとする。更に、モジュール１４４は、サーモスタッ
トダイヤル上の最大値より低いこともある最大温度デフ
ォルト値も有し、達成可能な室温に制限を課すこともで
きる。
【００６８】モジュール１４４の出力はライン１０４に
与えられ、この出力は任意の特定時点における室温設定
点となる。上記各モジュール（１４４，１４６）の動作
に関する詳しいフローチャートがそれぞれ図１５と１６
に示してあり、その内容は当業者にとって自明であると
思われる。
【００６９】ライン１４２上の昼間／夜間信号は動作判
別モジュール１４６にも与えられ、このモジュール１４
６がライン１５０を介して昼間モジュール１４８を、あ
るいはライン１５４を介して夜間モジュール１５２を作
動する。低温制限が検出されると、ライン１５６上の信
号がライン１５８上に動作信号をもたらし、低温検出
（ＬＴＤＴ）モジュール１６０をトリガーする。３つの
モジュール１４８、１５２、１６０のうちどれが使われ
ているかに応じて、選ばれたモジュールからの出力がＡ
ＯＰ１２２を制御し、更にＡＯＰ１２２が暖房及び換気
ユニットの動作を制御する。
【００７０】モジュール１４８、１５２及び１６０は各
々４つの出力ラインを有し、これらがＡＯＰ１２２を制
御すると共に、暖房及び換気ユニットのファンと外気ダ
ンパーの動作を制御する。４つの出力ラインのうち２つ
が逃がし弁と供給弁の動作を制御し、この制御によって
これら両弁がユニットの加熱コイルを通る蒸気または温
水の流れを制御する弁の位置を制御する制御空圧ライン
内の出力圧を変調するように動作する。
【００７１】モジュール１５２と１６０、すなわち夜間
及び低温検出モジュールによる動作中、ＰＩＤループ制
御は使われない。なぜなら、部屋が使用されておらず、
温度は大部分の人々にとって快適と見なされないレベル
に維持されるため、正確な制御が必要ないからである。
【００７２】上記両モジュール１５２，１６０による動
作中、ファンはオフされる。低温検出モジュール１６０
にとって重要な考慮すべき点は、温水システムのパイプ
が凍結しないように動作させることである。モジュール
１６０はファンを動作せず、コイルを通じて最大の熱を
与えることによって、凍結が生じないように最大の温水
流を促進させる。この低温検出モジュール１６０の動作
に関する詳しいフローチャートが図１７に示してあり、
その内容は当業者にとって自明であろう。
【００７３】夜間モジュール１５２は、検知された室温
に加えて夜間設定点と不感帯値を受け取り、これらの入
力を用いて夜間温度を夜間温度設定点に維持する。この
夜間モジュール１５２の動作に関する詳しいフローチャ
ートが図１４に示してあり、その内容は当業者にとって
自明であろう。
【００７４】昼間モジュール１４８は昼間の動作モード
中、ＡＯＰ１２２と暖房及び換気ユニット１０の動作を
制御し、室温設定点、検知室温、ループ計算がやり直さ
れる所定時間（好ましくは１２秒であるが）、可変及び
カスケード接続された後述するＰＩＤ制御ループの出力
を受け取る。
【００７５】この昼間モジュール１４８はファンと外気
ダンパーの動作を利用し、またＰＩＤ制御ループ１１８
の出力を用いて逃がし及び供給弁の動作を制御して、加
熱コイルを通る蒸気または温水の流れを制御する弁の動
作を変調する。この昼間モジュール１４８の動作に関す
る詳しいフローチャートが図１２に示してあり、その内
容は当業者にとって自明であると思われる。
【００７６】図８及び図９のフローチャート中には３つ
のＰＩＤ制御ループモジュールが存在し、これらのモジ
ュールは機能動作において同等であるが、いくつか異な
る入力を有する。すなわち、ライン１０４上の室温設定
点はモジュール１１０と１３０への入力であり、ライン
１１２上の放出温度設定点はモジュール１３０と１１８
への入力である。同じく、ライン１１４上の検知された
放出温度はモジュール１１８への入力である。
【００７７】各モジュールについて更に追加のパラメー
タが存在し、これらのパラメータはモジュール１１８と
１３０では同等だが、モジュール１１０では異なる。大
まかに言えば、ＰＩＤ制御ループモジュール１１０は他
のＰＩＤ制御ループモジュール１１８と１３０よりもリ
ッチ、つまり堅固である。別の言い方をすれば、ＰＩＤ
制御ループモジュール１１０の方が、システム内の変動
に対してよりパワフルつまりより応答性が高く、その度
合はほぼ２のファクタである。
【００７８】ＰＩＤ制御ループモジュール１１０につい
て見ると、このモジュールは、ライン１０４上の室温設
定点とライン１０６上の検知された室温に加え、暖房及
び換気ユニット及び部屋自体の特性に基づいて求められ
たいくつかのパラメータを入力として受け取る。これら
のパラメータには、制御装置による連続的なサンプリン
グ及び再演算の時間間隔であるループ時間の判定が含ま
れる。この値は可変であるが、デフォルト設定はほぼ１
２秒であるのが好ましい。すなわち、１２秒毎に、モジ
ュール１１０を含む全てのＰＩＤ制御ループモジュール
は放出温度設定点の現在値を与えるための演算をやり直
す。
【００７９】ＰＩＤ制御ループは３つの成分またはファ
クタ、すなわち比例制御ファクタ、積分制御ファクタ及
び微分制御ファクタを有しているので、これら各ファク
タのゲイン値が求められねばならない。
【００８０】比例ゲインファクタ（Ｐゲイン）は［゜Ｆ
／゜Ｆ］の値を有し、微分ゲインファクタ（Ｄゲイン）
は［゜Ｆ］−［sec ／゜Ｆ］の値を有し、積分ゲインフ
ァクタ（Ｉゲイン）も［゜Ｆ］−［sec ／゜Ｆ］の値を
有する。
【００８１】指定される別のパラメータは、Ｄゲインの
影響を求められた誤差の関数として減少させるように動
作する室温Ｄゲイン減少（ＤＧ）ファクタである。モジ
ュール１１０では、室温設定点と検知室温との間に差が
存在すると、Ｄゲインがその全Ｄゲインファクタで演算
し直される。再演算の間、すなわち例えば１２秒の各ル
ープ時間中に誤差が存在しないと、続く再演算に対する
Ｄゲインの影響がほぼ４０％のファクタだけ継続的に減
少される。所望なら、この減少ファクタを４０％以外の
値にしてもよいことは明かである。
【００８２】指定される別のパラメータは、誤差が測定
されない場合におけるモジュールの指定出力である室温
バイアス値で、この値は７４゜Ｆであるのが好ましい
が、別の値も使うことができる。更に、最大及び最小放
出温度設定点も指定されねばならず、これらのデフォル
ト設定はそれぞれ６５゜Ｆと１２０゜Ｆであるのが好ま
しい。
【００８３】このＰＩＤモジュール１１０及び他のＰＩ
Ｄモジュール１１８と１３０の動作に関する詳しいフロ
ーチャートが、図１１に示してある。フローチャートに
示してあるように制御変数は、（１）サンプリングｅ
（ｎ）中に求められた誤差である比例成分にＰゲインフ
ァクタを掛けた積、プラス（２）積分成分ISUM(n)、プ
ラス（３）微分成分 DTERM(n) 、プラス（４）バイアス
成分の和として定義される。
【００８４】積分成分は次式で求められる。
【００８５】ISUM(n) = （Ｉゲイン）×（ループ時間）
× e(n) ＋ ISUM(n-1) 微分成分は次式によって求められる。但し、ＤＧファク
タは、ほぼ０．４であるのが好ましいＤゲイン減少ファ
クタである。この減少ファクタの役割は、差つまり誤差
が求められない場合に、連続する各再演算毎、ループ毎
すなわちサイクル時間毎にそのファクタづつ微分成分を
減らしていくことにある。式は、次のように表される。
【００８６】DTERM(n) = （Ｄゲイン）×（ＤＧファク
タ）／（ループ時間）×［e(n) - e(n-1) ］＋ DTERM(n
-1) ×（１−ＤＧファクタ） 図１１から明らかなように、各ＰＩＤモジュールからの
制御変数は、Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン及びバイア
ス成分を加算したものである。フローチャートの残りに
ついては、当業者にとって自明であるため説明は省くも
のとする。
【００８７】他のＰＩＤモジュール１１８と１３０につ
いて見れば、指定されるパラメータは相互に同等だが、
前述の如く異なる入力が用いられる。これらパラメータ
がモジュール１１０と異なるのは、いくぶん異なる動作
を反映したものである。
【００８８】停電検出回路７４のデフォルトバイアス値
がモジュール１１０によって求められ、モジュール１１
８と１３０がモジュール１１０の出力に基づいて動作す
るため、モジュール１１８と１３０のバイアスファクタ
は、これらのモジュールから可能な所定の最大及び最小
ループ出力値である２０００の最大範囲、すなわち＋１
０００から−１０００の中間である０に設定される。
【００８９】モジュール１１８と１３０からの出力はモ
ジュール１１０と異なり、温度でなく、ＡＯＰモジュー
ル自体を動作するのに使われる制御された変数である。
ループを整調するのに使われるＰゲイン、Ｉゲイン及び
Ｄゲインの各パラメータは、モジュール１１８と１３０
で異なるスケーリングを有する。これは、検出された誤
差の変化の結果として、出力の変化を制御するという効
果を有する。
【００９０】Ｐ及びＩゲインの両ファクタは［％−１０
百ミリ秒］／［゜Ｆ−秒］｛［％−10 hundred millise
conds ］／［゜Ｆ−seconds ］｝で、Ｄゲインファクタ
は［％］−［１０百ミリ秒／゜Ｆ］｛［％］−［10 hun
dred milliseconds ／゜Ｆ｝である。
【００９１】モジュールの出力が正の値であれば、ＡＯ
Ｐモジュールは供給空圧圧力を制御空圧出力ラインへ高
めるよう動作するように制御され、また負の出力値はＡ
ＯＰモジュールを、制御空圧出力ラインから圧力を逃が
しその圧力を減少させるように制御する。
【００９２】パーセンテージ値は、上記動作のいずれか
が行われるループ時間のパーセンテージを意味する。具
体的な数値例を挙げると、モジュールの１つの出力が＋
５００で、ループ時間が１２秒であれば、ＡＯＰモジュ
ールは供給圧を制御空圧出力ラインへ６秒間高めるよう
に制御される。
【００９３】制御装置の動作に関する以上の説明は好ま
しい実施例に関するものであるが、別の実施例によれ
ば、暖房及び換気ユニットと場合によっては補助放熱装
置を通る加熱流体の流れを左右するＡＯＰ装置を制御す
るだけでなく、外気ダンパーの位置をそれを単に開閉す
るよりもっと正確な方法で制御するＡＯＰ装置も制御す
る。
【００９４】制御装置を動作して上記の制御を行うため
の概略的なフローチャートが図１９に示してあり、これ
は ASHRAE サイクル３型の応用である図３に示した実施
例を意図している。この実施例では、温度センサがファ
ンの出口に位置し、加熱コイルの上流側に配置されるの
が好ましい。つまり、温度センサは混合空気（ＭＡ）の
温度を検知し、暖房及び換気ユニットの制御において外
気ダンパーの位置を制御するのが混合空気の温度であ
る。
【００９５】再び図１９を参照すれば、室温設定点がブ
ロック２００で与えられ、ライン２０４を経て加算合流
点２０２に与えられる。一方、検知された室温がライン
２０６によって加算合流点２０２に与えられ、これら２
つの値の差がＰＩＤ制御モジュール２０８に与えられ、
該モジュール２０８が、暖房及び換気ユニットの加熱コ
イル弁（温水弁）を制御する出力をライン２１０を経て
ＡＯＰ装置２１２に与える。
【００９６】混合空気温度設定点がブロック２１４に与
えられ、ライン２１８を介して加算合流点２１６に与え
られる。加算合流点２１６への他方の入力は、ライン２
２０を介し、検知された混合空気温度として供給され
る。これら２つの値の差つまり誤差がＰＩＤ制御モジュ
ール２２２に与えられ、該モジュール２２２が、暖房及
び換気ユニットの外気ダンパーの位置を制御する変調さ
れた出力をＡＯＰ装置２２４に生じる。
【００９７】図１９の概略的なフローチャートが、図２
０と図２１のフローチャートに詳しく示してあり、これ
ら両図は合わせてフローチャート全体を形成している。
尚、この詳しいフローチャート内には上記以外の制御特
徴も存在するが、図２２及び図２３、図２４の各フロー
チャートに共通なブロックには同じ参照番号が付してあ
る。また、差つまり誤差の演算を行うブロック２０２と
２１６は図２０及び図２１のフローチャートには特に示
されておらず、これらの機能はそれぞれＰＩＤブロック
２０８と２２２によって行われることも理解されるべき
である。更に、好ましい実施例が図１９に示され、図２
０及び図２１のフローチャートがそれを一層詳しく示し
ているが、詳細なフローチャートは全ての用途で必ずし
も具備されない停電モジュールを含んでおり、この意味
において詳細なフローチャートは別の実施例も包含して
いる。停電モジュールは、便宜上図２０及び図２１に含
めたものである。
【００９８】図２０及び図２１のいくつかのモジュール
の詳しいフローチャートが、図１０、図１１、図１４及
び図２２から図２５に与えてある。これらのフローチャ
ートはそれらの機能を既に説明したものであるか、ある
いは先に説明したフローチャートとよく似ているので、
ここではこれ以上の説明はしないものとする。また、そ
れら詳しいフローチャートの内容は、当業者にとって自
明であると考える。
【００９９】以上、本発明の各種実施例を図示し説明し
たが、その他各種の代替、代用及び等価物も使用可能で
あり、本発明は特許請求の範囲及びそれの等価物によっ
てのみ制限されることが理解されるべきである。本発明
の各種の特徴は、特許請求の範囲の各項に記述されてい
る。
【０１００】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理手段が組み込まれているため、制御装置の動作にお
いて比較的複雑で高度なカスケード式制御方法を用いる
のに適した改良型の制御装置を得ることができる。ま
た、本発明によれば、ユニットベンチレータの制御装置
を遠隔制御手段に相互接続することで、建物内などにお
ける多数のユニットベンチレータの集中動作が実施可能
であり、更に、モジュラー式で、コンパクトな構造を採
ることから、既存のユニットベンチレータに容易に設置
して運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸気または温水を用いた熱源を有する型式で、
ユニット本体部とは別の領域にベースボードヒータから
成る補助放熱手段を配置したユニットベンチレータ及び
その制御装置に係る本発明の一実施例を示す概略図。
【図２】電気加熱コイルを用いた型式のユニットベンチ
レータ及びその制御装置に係る本発明の他の実施例を示
す概略図。
【図３】ASHRAE サイクル３型の動作に基づいて接続さ
れ、外気ダンパーが加熱コイルの制御と独立に制御され
る型式のユニットベンチレータ及びその制御装置に係る
本発明の更に別の実施例を示す概略図。
【図４】本発明の実施例に係るユニットベンチレータ制
御装置の要部の詳細な構成を示す回路図。
【図５】本発明の実施例に係るユニットベンチレータ制
御装置の図４に示した部分以外の詳細な構成を示す回路
図。
【図６】図５に示した回路図における集積回路の詳細な
構成を示す回路図。
【図７】本発明に係るユニットベンチレータ制御装置の
動作の概略を示すフローチャート。
【図８】図７のフローチャートで示した概略動作の要部
に関する更に詳細な動作を示すフローチャート。
【図９】図７のフローチャートで示した概略動作の図８
に示した部分以外に関する更に詳細な動作を示すフロー
チャート。
【図１０】図８のフローチャートで示した夜間無効／復
帰モジュールの動作を示すフローチャート。
【図１１】図８のフローチャートで示した比例−積分−
微分（ＰＩＤ）制御モジュールの動作を示すフローチャ
ート。
【図１２】図９のフローチャートで示した昼間モジュー
ルの動作の一例を示すフローチャート。
【図１３】図８のフローチャートで示した夜間／昼間復
帰モジュールの動作の一例を示すフローチャート。
【図１４】図９のフローチャートで示した夜間モジュー
ルの動作の一例を示すフローチャート。
【図１５】図８のフローチャートで示した設定室温判別
モジュールの動作を示すフローチャート。
【図１６】図８のフローチャートで示した動作判別モジ
ュールの動作を示すフローチャート。
【図１７】図９のフローチャートで示した低温検出モジ
ュールの動作を示すフローチャート。
【図１８】図９のフローチャートで示した補助ＡＯＰモ
ジュールの動作を示すフローチャート。
【図１９】図３に示したユニットベンチレータを制御す
べく構成された制御装置の動作の概略を示すフローチャ
ート。
【図２０】図１９のフローチャートで示した概略動作の
要部に関する更に詳細な動作を示すフローチャート。
【図２１】図１９のフローチャートで示した概略動作の
図２０に示した部分以外に関する更に詳細な動作を示す
フローチャート。
【図２２】図２０のフローチャートで示した動作判別モ
ジュールの動作を示すフローチャート。
【図２３】図２１のフローチャートで示した昼間モジュ
ールの動作の詳細を示すフローチャート。
【図２４】図２１のフローチャートで示した夜間モジュ
ールの動作の詳細を示すフローチャート。
【図２５】図２１のフローチャートで示した停電モジュ
ールの動作の詳細を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０、１０′ ユニットベンチレータの密閉容器 １２ 格子窓 １４ ユニットベンチレータ制御装置 １６ ソケット １８ ファン ２０ 加熱コイル ２０′ 電気加熱コイル ２２ 空圧制御式弁 ２４ 低温検出サーモスタット ２６ 平均化温度センサ（サーミスタ） ２８ ダンパー ３０ ダンパー作動器 ３２ 電気−空圧（ＥＰ）弁 ３６，４６ 空圧アナログ出力モジュール ３８ 室温センサ（サーモスタット） ４２ ２重空圧−電気（ＰＥ）スイッチ ５２ 外部放熱装置 ４８ マイクロプロセッサ ５０ 集積回路 ５４ マルチプレクサ ６０ RS232/TTL 接続回路 ６４ 光アイソレータ回路 ６２ TTL/RS45 変換回路 ６６ バッファ回路 ６８，７０，７２ リレー ７４ 停電検出回路 ７６ ＬＥＤ １１０ 第１のＰＩＤ制御ループモジュール １１８ 第２のＰＩＤ制御ループモジュール １３０ 第３のＰＩＤ制御ループモジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール、ジー、ボントレイガー アメリカ合衆国、イリノイ州 60098、ウ ッドストック、ウエストジャド 491 (72)発明者 エイミー、エル、アイケン アメリカ合衆国、イリノイ州 60047、レ ークチューリッヒ、ガーランドコート 549

Claims (94)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 屋内領域の温度を制御するための暖房及
    び換気ユニットの動作を制御する装置であって、前記ユ
    ニットが少なくとも主加熱手段、ダンパー、及び空気を
    該ユニットから閉じられた領域内へ移動させるファンを
    含み、各加熱手段が空圧制御ライン内の圧力レベルの関
    数として発生熱量を制御するように変調可能なユニット
    ベンチレータの制御装置において、 前記制御装置の動作に関する命令及びデータを記憶する
    メモリ手段を含む処理手段であって、温度と圧力を示す
    電気信号を受け取る手段と、前記空圧制御ラインに接続
    された少なくとも１つの弁手段を制御する電気的な制御
    信号を発生する手段とを有する処理手段と、 空圧供給ラインと排気ラインへ接続され、前記空圧制御
    ラインを有する少なくとも１つの弁手段であって、与え
    られる電気的な弁制御信号に応じて前記空圧制御ライン
    内の圧力を制御し、該制御された圧力が前記供給ライン
    及び前記排気ライン内に存在する圧力によって決まる範
    囲内に保持される弁手段と、 前記屋内領域の温度設定点を発生するとともに、該温度
    設定点を示す信号を発生し、かつ当該信号を前記処理手
    段に与える手段と、 前記屋内領域の温度を検知するとともに、該検知温度を
    示す信号を発生し、かつ当該信号を前記処理手段に与え
    る手段と、 前記ユニットからの放出空気の温度を検知するととも
    に、該検知温度を示す信号を発生し、かつ当該信号を前
    記処理手段に与える手段とを具備し、前記処理手段が連
    続するサイクル中動作して前記屋内領域の温度設定点と
    前記検知された屋内領域温度との間の差を求め、該差の
    関数として放出温度設定点を与えるとともに、前記処理
    手段が前記放出温度設定点と前記検知された放出温度と
    の間の差を求め、該判定差の関数として制御信号を発生
    し、当該制御信号が前記弁手段に与えられて前記空圧制
    御ライン内の圧力を制御するようにしたことを特徴とす
    るユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  2. 【請求項２】 前記加熱手段は、熱の発生源によって加
    熱される加熱コイル手段と、該加熱コイル手段に与えら
    れる熱の発生源を制御する手段とから構成されることを
    特徴とする請求項１記載のユニットベンチレータのカス
    ケード式制御装置。
  3. 【請求項３】 前記加熱コイル手段は、当該手段を通じ
    て加熱流体を循環可能な加熱コイルから成り、前記熱の
    発生源を制御する手段は通過する流体の流れを制御する
    ように調整可能な空圧制御弁から成ることを特徴とする
    請求項２記載のユニットベンチレータのカスケード式制
    御装置。
  4. 【請求項４】 前記加熱コイル手段は、電気的加熱要素
    から成り、前記熱の発生源を制御する手段は電気スイッ
    チ手段から成ることを特徴とする請求項３記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  5. 【請求項５】 前記流体は蒸気であることを特徴とする
    請求項３記載のユニットベンチレータのカスケード式制
    御装置。
  6. 【請求項６】 前記流体は水であることを特徴とする請
    求項３記載のユニットベンチレータのカスケード式制御
    装置。
  7. 【請求項７】 前記屋内領域の温度設定点を発生する手
    段は、該設定点を所定の上限及び下限間の値に制限する
    手段を含むことを特徴とする請求項１記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  8. 【請求項８】 前記屋内領域の温度設定点を発生する手
    段と前記室内領域の温度を検知する手段は、設定点制御
    能力を有するサーモスタットから成ることを特徴とする
    請求項１記載のユニットベンチレータのカスケード式制
    御装置。
  9. 【請求項９】 前記処理手段において、前記サイクルは
    調整可能であって、所定のサイクル速度で繰り返される
    ことを特徴とする請求項１記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記サイクル速度は毎分ほぼ５サイク
    ルであることを特徴とする請求項９記載のユニットベン
    チレータのカスケード式制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記処理手段は、連続するサイクル中
    の前記複数の判定差を使用し、連続する判定差を用い特
    定の判定差と連続する判定差の変化との関数として前記
    放出温度設定点を与える第１の制御ループに前記複数の
    判定差を与えることによって前記放出温度設定点を求め
    ることを特徴とする請求項１記載のユニットベンチレー
    タのカスケード式制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１の制御ループは、特定の判定
    差に与えられ、バイアス成分に算術加算されて前記放出
    温度設定点を与える補正成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項１１記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記バイアス成分は、何等の判定差も
    存在しない時に与えられる調整可能な所定の放出設定点
    温度から成ることを特徴とする請求項１２記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記補正成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項１２記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記比例ゲインサブ成分は、第１のゲ
    イン定数に判定差を乗じた積からなることを特徴とする
    請求項１４記載のユニットベンチレータのカスケード式
    制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項１４記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御装置。
  17. 【請求項１７】 前記微分ゲインサブ成分は、下記の
    式： DTERM(n) = （Ｄゲイン）×（ＤＧファクタ）／（ルー
    プ時間）×［e(n) - e(n-1) ］＋ DTERM(n-1) ×（１−
    ＤＧファクタ） に従って計算されることを特徴とする請求項１４記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  18. 【請求項１８】 特定のサイクル中に求められたゼロよ
    り大きい判定差から得られた前記サブ成分の値は、以後
    の連続するサイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に
    減少されることを特徴とする請求項１４記載のユニット
    ベンチレータのカスケード式制御装置。
  19. 【請求項１９】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項１８記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  20. 【請求項２０】 前記ファクタは、ほぼ０．４であるこ
    とを特徴とする請求項１９記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御装置。
  21. 【請求項２１】 前記積分ゲインサブ成分は、積分ゲイ
    ン定数にサイクル時間を乗じ、更に前記判定差を乗じた
    積に、前のサイクルで得られた積分ゲインサブ成分の値
    を加算した値から成ることを特徴とする請求項１４記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  22. 【請求項２２】 前記積分ゲインサブ成分は、下記の
    式： ISUM(n) = （Ｉゲイン）×（ループ時間）× e(n) ＋ I
    SUM(n-1) に従って計算されることを特徴とする請求項１４記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  23. 【請求項２３】 前記処理手段は、前記連続するサイク
    ル中に前記放出温度設定点と前記検知された放出温度と
    の間の差を求め、連続する判定差を用いて特定の判定差
    と連続する判定差の変化との関数として前記制御信号を
    与える第２の制御ループに前記差を与えることによって
    前記制御信号を発生することを特徴とする請求項１記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  24. 【請求項２４】 前記第２の制御ループは、前記放出温
    度設定点と前記検知された放出温度との間の特定の判定
    差に与えられ、前記放出温度設定点に算術加算されて前
    記制御信号を与える誤差成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項２３記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  25. 【請求項２５】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項２４記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  26. 【請求項２６】 前記比例ゲインサブ成分は、第１のゲ
    イン定数に判定差を乗じた積から成ることを特徴とする
    請求項２４記載のユニットベンチレータのカスケード式
    制御装置。
  27. 【請求項２７】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項２４記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御装置。
  28. 【請求項２８】 求められたゼロより大きい判定差から
    得られた前記サブ成分の値は、以後の連続するサイクル
    でその後の判定差がほぼゼロの時に減少される請求項２
    ７記載のユニットベンチレータのカスケード式制御装
    置。
  29. 【請求項２９】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項２８記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  30. 【請求項３０】 前記ファクタは、ほぼ０．４であるこ
    とを特徴とする請求項２９記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御装置。
  31. 【請求項３１】 前記処理手段は、前記室温設定点と前
    記検知された室温との間に何等の判定差も存在しない
    時、調整可能である所定の放出温度設定点を与えるデー
    タ及び命令を含むことを特徴とする請求項１記載のユニ
    ットベンチレータのカスケード式制御装置。
  32. 【請求項３２】 前記処理手段は、前記放出温度設定点
    を調整可能な所定の最大温度内に制限するデータ及び命
    令を含むことを特徴とする請求項１記載のユニットベン
    チレータのカスケード式制御装置。
  33. 【請求項３３】 前記処理手段は、前記放出温度設定点
    を調整可能な所定の最小温度内に制限するデータ及び命
    令を含むことを特徴とする請求項１記載のユニットベン
    チレータのカスケード式制御装置。
  34. 【請求項３４】 前記加熱手段は、加熱コイルと該加熱
    コイルに供給される加熱エネルギーを制御する手段とを
    含み、該加熱エネルギーを制御する手段は、該手段に動
    作接続された空圧制御ラインの圧力の関数として該手段
    に供給される加熱エネルギーを変調可能であることを特
    徴とする請求項１記載のユニットベンチレータのカスケ
    ード式制御装置。
  35. 【請求項３５】 前記加熱及び換気ユニットは、前記主
    加熱手段から離間して位置すると共に、制御を行う付属
    の弁手段を有する補助加熱手段を含み、前記処理手段
    は、前記連続するサイクル中に前記室温設定点と前記検
    知された室温との間の差を求め、連続する判定差を用い
    て特定の判定差と連続する判定差の変化との関数として
    補助制御信号を与える第３の制御ループに前記差を与え
    ることによって、前記付属の弁手段を制御する補助制御
    信号を発生することを特徴とする請求項１記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  36. 【請求項３６】 前記第３の制御ループは、前記室温設
    定点と前記検知された放出温度との間の特定の判定差に
    与えられ、前記放出温度設定点に算術加算されて前記補
    助制御信号を与える誤差成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項３５記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  37. 【請求項３７】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項３６記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  38. 【請求項３８】 前記比例ゲインサブ成分は、第１のゲ
    イン定数に判定差を乗じた積から成ることを特徴とする
    請求項３７記載のユニットベンチレータのカスケード式
    制御装置。
  39. 【請求項３９】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項３７記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御装置。
  40. 【請求項４０】 求められたゼロより大きい判定差から
    得られた前記サブ成分の値は、以後の連続するサイクル
    でその後の判定差がほぼゼロの時に減少されることを特
    徴とする請求項３９記載のユニットベンチレータのカス
    ケード式制御装置。
  41. 【請求項４１】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項４０記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  42. 【請求項４２】 前記ファクタは、ほぼ０．４であるこ
    とを特徴とする請求項４１記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御装置。
  43. 【請求項４３】 前記制御装置を動作するためのデータ
    と命令を与える遠隔制御手段と、前記処理手段との通信
    手段とを更に具備することを特徴とする請求項１記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  44. 【請求項４４】 前記屋内領域の温度設定点を発生する
    手段は、前記設定点を所定の時間に変化させる手段を含
    むことを特徴とする請求項１記載のユニットベンチレー
    タのカスケード式制御装置。
  45. 【請求項４５】 前記加熱及び換気ユニットは、更に、
    前記ダンパーの位置を制御してダンパーを通る空気の流
    れを制御する付属の弁手段と、前記ダンパーの下流側で
    前記加熱手段の上流側の混合空気温度を検知するととも
    に、該混合空気温度を示す信号を発生し、かつ当該信号
    を前記処理手段に発生する手段とを備え、前記処理手段
    は、前記連続するサイクル中に前記混合空気温度設定点
    と前記検知された混合空気温度の差を求め、連続する判
    定差を用い特定の判定差と連続する判定差の変化との関
    数としてダンパー制御信号を与えるダンパー制御ループ
    に前記差を与えることによって、前記付属の弁手段を制
    御するダンパー制御信号を発生することを特徴とする請
    求項１記載のユニットベンチレータのカスケード式制御
    装置。
  46. 【請求項４６】 前記ダンパー制御ループは、前記室温
    設定点と前記検知された室温との間の特定の判定差に与
    えられ、前記放出温度設定点に算術加算されて前記ダン
    パー制御信号を与える誤差成分を与える少なくとも１つ
    のゲインファクタを含むことを特徴とする請求項４５記
    載のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  47. 【請求項４７】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項４６記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  48. 【請求項４８】 屋内領域の温度を制御するための暖房
    及び換気ユニットの動作を制御する装置であって、前記
    ユニットが少なくとも主加熱手段、ダンパー、及び空気
    を該ユニットから閉じられた領域内へ移動させるファン
    を含み、各加熱手段が発生熱量を制御するように変調可
    能なユニットベンチレータの制御装置において、 前記制御装置の動作に関する命令及びデータを記憶する
    メモリ手段を含む処理手段であって、温度を示す受信し
    た電気信号を周期的に処理する手段と、少なくとも１つ
    の弁手段を制御する電気的な制御信号を周期的に発生す
    る手段とを有する処理手段と、 前記加熱手段に付設された弁手段であって、与えられる
    電気的な弁制御信号に応じて前記加熱手段を変調する弁
    手段と、 前記屋内領域の温度設定点を示す信号を発生するととも
    に、該信号を前記処理手段に通信する手段と、 前記屋内領域の温度を検知するとともに、該検知温度を
    示す信号を発生し、かつ当該信号を前記処理手段に通信
    する手段と、 前記ユニットからの放出空気の温度を検知するととも
    に、該検知温度を示す信号を発生し、かつ当該信号を前
    記処理手段に通信する手段とを具備し、前記処理手段が
    連続するサイクル中動作して、前記屋内領域の温度設定
    点と前記検知された屋内領域温度との間の差を求め、該
    差の関数として放出温度設定点を発生し、更に前記処理
    手段が該放出温度設定点と前記検知された放出温度との
    間の差を求め、該判定差の関数として制御信号を発生
    し、該制御信号が前記弁手段に与えられて弁手段を制御
    することを特徴とするユニットベンチレータのカスケー
    ド式制御装置。
  49. 【請求項４９】 前記処理手段は、連続するサイクル中
    の前記複数の判定差を使用し、連続する判定差を用い特
    定の判定差と連続する判定差の変化との関数として前記
    放出温度設定点を与える第１の制御ループに前記複数の
    判定差を与えることによって前記放出温度設定点を求め
    ることを特徴とする請求項４８記載のユニットベンチレ
    ータのカスケード式制御装置。
  50. 【請求項５０】 前記第１の制御ループは、特定の判定
    差に与えられ、バイアス成分に算術加算されて前記放出
    温度設定点を与える補正成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項４９記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  51. 【請求項５１】 前記バイアス成分は、何等の判定差も
    存在しない時に与えられる調整可能な所定の放出設定点
    温度から成ることを特徴とする請求項５０記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  52. 【請求項５２】 前記補正成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項５０記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  53. 【請求項５３】 前記比例ゲインサブ成分は第１のゲイ
    ン定数に判定差を乗じた積から成ることを特徴とする請
    求項５２記載のユニットベンチレータのカスケード式制
    御装置。
  54. 【請求項５４】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項５２記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御装置。
  55. 【請求項５５】 前記微分ゲインサブ成分は、下記の
    式： DTERM(n) = （Ｄゲイン）×（ＤＧファクタ）／（ルー
    プ時間）×［e(n) - e(n-1) ］＋ DTERM(n-1) ×（１−
    ＤＧファクタ） に従って計算されることを特徴とする請求項５４記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  56. 【請求項５６】 特定のサイクル中に求められたゼロよ
    り大きい判定差から得られた前記サブ成分の値は、以後
    の連続するサイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に
    減少されることを特徴とする請求項５４記載のユニット
    ベンチレータのカスケード式制御装置。
  57. 【請求項５７】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項５６記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  58. 【請求項５８】 前記ファクタは、ほぼ０．４であるこ
    とを特徴とする請求項５７記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御装置。
  59. 【請求項５９】 前記積分ゲインサブ成分は、積分ゲイ
    ン定数にサイクル時間を乗じ、更に前記判定差を乗じた
    積に、前のサイクルで得られた積分ゲインサブ成分の値
    を加算した値から成ることを特徴とする請求項５２記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  60. 【請求項６０】 前記積分ゲインサブ成分は、下記の
    式： ISUM(n) = （Ｉゲイン）×（ループ時間）× e(n) ＋ I
    SUM(n-1) に従って計算されることを特徴とする請求項５２記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  61. 【請求項６１】 前記処理手段は、前記連続するサイク
    ル中に前記放出温度設定点と前記検知された放出温度と
    の間の差を求め、連続する判定差を用い特定の判定差と
    連続する判定差の変化との関数として前記制御信号を与
    える第２の制御ループに前記差を与えることによって前
    記制御信号を発生することを特徴とする請求項４８記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  62. 【請求項６２】 前記第２の制御ループは、前記放出温
    度設定点と前記検知された放出温度との間の特定の判定
    差に与えられ、前記放出温度設定点に算術加算されて前
    記制御信号を与える誤差成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項６１記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  63. 【請求項６３】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項６２記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  64. 【請求項６４】 前記比例ゲインサブ成分は、第１のゲ
    イン定数に判定差を乗じた積から成ることを特徴とする
    請求項６２記載のユニットベンチレータのカスケード式
    制御装置。
  65. 【請求項６５】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項６２記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御装置。
  66. 【請求項６６】 求められたゼロより大きい判定差から
    得られた前記サブ成分の値は、以後の連続するサイクル
    でその後の判定差がほぼゼロの時に減少されることを特
    徴とする請求項６５記載のユニットベンチレータのカス
    ケード式制御装置。
  67. 【請求項６７】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項６６記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  68. 【請求項６８】 前記処理手段は、前記室温設定点と前
    記検知された室温との間に何等の判定差も存在しない
    時、調整可能な所定の放出温度設定点を与えるデータ及
    び命令を含むことを特徴とする請求項４８記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  69. 【請求項６９】 前記処理手段は、前記放出温度設定点
    を調整可能な所定の最大温度内に制限するデータ及び命
    令を含むことを特徴とする請求項４８記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  70. 【請求項７０】 前記処理手段は、前記放出温度設定点
    を調整可能な所定の最小温度内に制限するデータ及び命
    令を含むことを特徴とする請求項４８記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  71. 【請求項７１】 前記加熱手段は、加熱コイルと該加熱
    コイルに供給される加熱エネルギーを制御する手段とを
    含み、該加熱エネルギーを制御する手段は、該手段に接
    続された空圧制御ラインの圧力の関数として該手段に供
    給される加熱エネルギーを変調可能であることを特徴と
    する請求項４８記載のユニットベンチレータのカスケー
    ド式制御装置。
  72. 【請求項７２】 前記加熱及び換気ユニットは、前記主
    加熱手段から離間して位置すると共に、制御を行う付属
    の弁手段を有する補助加熱手段を含み、前記処理手段
    は、前記連続するサイクル中に前記室温設定点と前記検
    知された室温との間の差を求め、連続する判定差を用い
    特定の判定差と連続する判定差の変化との関数として補
    助制御信号を与える第３の制御ループに前記差を与える
    ことによって、前記付属の弁手段を制御する補助制御信
    号を発生することを特徴とする請求項４８記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御装置。
  73. 【請求項７３】 前記第３の制御ループは、前記室温設
    定点と前記検知された放出温度との間の特定の判定差に
    与えられ、前記放出温度設定点に算術加算されて前記補
    助制御信号を与える誤差成分を与える少なくとも１つの
    ゲインファクタを含むことを特徴とする請求項７２記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御装置。
  74. 【請求項７４】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項７３記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御装置。
  75. 【請求項７５】 屋内領域の温度を制御するための暖房
    及び換気ユニットの動作を制御する方法であって、前記
    ユニットが少なくとも主加熱手段、ダンパー、及び空気
    を該ユニットから閉じられた領域内へ移動させるファン
    を含み、各加熱手段が発生熱量を制御するように変調可
    能であるユニットベンチレータの制御方法において、 前記屋内領域の温度設定点を決めるステップと、 前記屋内領域の温度を検知するステップと、 前記ユニットからの放出空気の温度を検知するステップ
    と、 前記屋内領域の温度設定点と前記検知された屋内領域の
    温度との差を周期的に求め、該差の関数として放出温度
    設定点を求めるステップと、 前記放出温度設定点と前記検知された放出温度との差を
    求め、該判定差の関数として変化する制御信号を発生す
    るステップと、 与えられる制御信号の関数として前記加熱手段を変調す
    るステップとを有することを特徴とするユニットベンチ
    レータのカスケード式制御方法。
  76. 【請求項７６】 前記放出温度設定点は、連続するサイ
    クル中の前記複数の判定差を使用し、連続する判定差を
    用い特定の判定差と連続する判定差の変化との関数とし
    て前記放出温度設定点を与えることを特徴とする請求項
    ７５記載のユニットベンチレータのカスケード式制御方
    法。
  77. 【請求項７７】 少なくとも１つのゲインファクタは、
    特定の判定差に与えられ、バイアス成分に算術加算され
    て前記放出温度設定点を与える補正成分を与えることを
    特徴とする請求項７６記載のユニットベンチレータのカ
    スケード式制御方法。
  78. 【請求項７８】 前記バイアス成分は、何等の判定差も
    存在しない時に与えられる調整可能な所定の放出設定点
    温度から成ることを特徴とする請求項７６記載のユニッ
    トベンチレータのカスケード式制御方法。
  79. 【請求項７９】 前記補正成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項７７記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御方法。
  80. 【請求項８０】 前記比例ゲインサブ成分は第１のゲイ
    ン定数に判定差を乗じ、これを室温設定点で割った値か
    ら成ることを特徴とする請求項７９記載のユニットベン
    チレータのカスケード式制御方法。
  81. 【請求項８１】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項７８記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御方法。
  82. 【請求項８２】 前記微分ゲインサブ成分は、下記の
    式： DTERM(n) = （Ｄゲイン）×（ＤＧファクタ）／（ルー
    プ時間）×［e(n) - e(n-1) ］＋ DTERM(n-1) ×（１−
    ＤＧファクタ） に従って計算されることを特徴とする請求項８１記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御方法。
  83. 【請求項８３】 特定のサイクル中に求められたゼロよ
    り大きい判定差から得られた前記サブ成分の値は、以後
    の連続するサイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に
    減少されることを特徴とする請求項８１記載のユニット
    ベンチレータのカスケード式制御方法。
  84. 【請求項８４】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項８３記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御方法。
  85. 【請求項８５】 前記ファクタは、ほぼ０．４であるこ
    とを特徴とする請求項８４記載のユニットベンチレータ
    のカスケード式制御方法。
  86. 【請求項８６】 前記積分ゲインサブ成分は、積分ゲイ
    ン定数にサイクル時間を乗じ、更に前記判定差を乗じた
    積に、前のサイクルで得られた積分ゲインサブ成分の値
    を加算した値から成ることを特徴とする請求項７９記載
    のユニットベンチレータのカスケード式制御方法。
  87. 【請求項８７】 前記積分ゲインサブ成分は、下記の
    式： ISUM(n) = （Ｉゲイン）×（ループ時間）× e(n) ＋ I
    SUM(n-1) に従って計算されることを特徴とする請求項７９記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御方法。
  88. 【請求項８８】 前記制御信号を発生するステップで
    は、前記放出温度設定点と前記検知された放出温度との
    間の差を連続的に求め、連続する判定差を用い特定の判
    定差と連続する判定差の変化との関数として前記制御信
    号を与えることで前記制御信号を発生することを特徴と
    する請求項７５記載のユニットベンチレータのカスケー
    ド式制御方法。
  89. 【請求項８９】 少なくとも１つのゲインファクタは、
    前記放出温度設定点と前記検知された放出温度との間の
    特定の判定差に与えられ、前記放出温度設定点に算術加
    算されて前記制御信号を与える誤差成分を与えることを
    特徴とする請求項８８記載のユニットベンチレータのカ
    スケード式制御方法。
  90. 【請求項９０】 前記誤差成分は比例ゲインサブ成分、
    微分ゲインサブ成分及び積分ゲインサブ成分の算術加算
    から成ることを特徴とする請求項８８記載のユニットベ
    ンチレータのカスケード式制御方法。
  91. 【請求項９１】 前記比例ゲインサブ成分は第１のゲイ
    ン定数に判定差を乗じた積から成ることを特徴とする請
    求項８９記載のユニットベンチレータのカスケード式制
    御方法。
  92. 【請求項９２】 前記微分ゲインサブ成分は、微分ゲイ
    ン定数に減少ファクタを乗じた積を、サイクル時間にサ
    イクル中の前記判定差の前の判定差に対する変化の差を
    乗じた積で割り、これに前の微分ゲインサブ成分に１か
    ら減少ファクタを減じた量を乗じた積を加算した値から
    成ることを特徴とする請求項８９記載のユニットベンチ
    レータのカスケード式制御方法。
  93. 【請求項９３】 求められたゼロより大きい判定差から
    得られた前記サブ成分の値は、以後の連続するサイクル
    でその後の判定差がほぼゼロの時に減少される請求項９
    ２記載のユニットベンチレータのカスケード式制御方
    法。
  94. 【請求項９４】 前記サブ成分の値は、以後の連続する
    サイクルでその後の判定差がほぼゼロの時に所定のファ
    クタづつ減少されることを特徴とする請求項９３記載の
    ユニットベンチレータのカスケード式制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534302A (zh) * 2018-06-12 2018-09-14 广州市天园科技有限公司 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264111B1 (en) * 1993-06-16 2001-07-24 Siemens Building Technologies, Inc. Proportional-integral-derivative controller having adaptive control capability
US5732563A (en) * 1993-09-22 1998-03-31 Imi Cornelius Inc. Electronically controlled beverage dispenser
US5399926A (en) * 1993-12-30 1995-03-21 Honeywell Inc. Connected processing systems including mutual power off and signal path disconnect detection
CH689738A5 (de) * 1994-11-07 1999-09-30 Luwa Ag Verfahren und Vorrichtung zur Klimaregelung eines zum klimatisierten Betrieb von Textilmaschinen ausgestatteten Raumes.
DE4441494A1 (de) * 1994-11-22 1996-05-23 Hoval Interliz Ag Verfahren zur Regelung der Raumtemperatur unter Verwendung eines Klimagerätes mit stufenweise geschaltetem Ventilator
US5697436A (en) * 1995-04-19 1997-12-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Proportional with variable bias batch reactor temperature control system
US6665492B1 (en) 1997-03-19 2003-12-16 Northrop Grumman High-velocity electrically heated air impingement apparatus with heater control responsive to two temperature sensors
US7668623B2 (en) * 2006-08-01 2010-02-23 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Steam temperature control using integrated function block
US8108075B2 (en) * 2009-05-22 2012-01-31 R.W. Beckett Corporation Failsafe HVAC control upgrades
US9658629B2 (en) 2012-03-22 2017-05-23 Seagate Technology Llc Method and apparatus for controlling the temperature of components
CN105042799A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 青岛海尔空调器有限总公司 空调器控制方法、控制装置及空调器
CN105157169A (zh) * 2015-08-31 2015-12-16 青岛海尔空调器有限总公司 空调器及其控制方法和控制装置
EP3566101B1 (en) * 2017-01-05 2024-04-17 Johnson Controls Technology Company Integrated smart actuator and valve device
US9746199B1 (en) 2017-01-05 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Integrated smart actuator and valve device
US11566805B2 (en) 2017-02-22 2023-01-31 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Integrated smart actuator and valve device applications
IT201800006486A1 (it) 2018-06-20 2018-09-20 Scafo planante ad insufflazione del gas del motore in acqua

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0210041A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Matsushita Seiko Co Ltd 空気調和機の制御装置
JPH0229533A (ja) * 1988-07-20 1990-01-31 Yamatake Honeywell Co Ltd Ｖａｖ制御システムにおける外気取入制御方法
JPH03170742A (ja) * 1989-11-30 1991-07-24 Matsushita Seiko Co Ltd 空気調和機
JP3042949U (ja) * 1997-04-28 1997-11-04 池田電機株式会社 センサヘッド

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540525A (en) * 1968-12-23 1970-11-17 Honeywell Inc Pneumatic control apparatus
US3754125A (en) * 1971-01-06 1973-08-21 Du Pont Vent gas control system
US3753184A (en) * 1972-03-23 1973-08-14 Johnson Service Co Temperature control system
US4187543A (en) * 1977-10-25 1980-02-05 United Technologies Corporation Temperature control of chill water and steam in heating, ventilation, air conditioning (HVAC) systems
JPS5777214A (en) * 1980-11-04 1982-05-14 Nissan Motor Co Ltd Air conditioner for vehicle
JPH06457B2 (ja) * 1984-04-13 1994-01-05 株式会社日立製作所 空気調和装置の温度制御方法
US4684409A (en) * 1986-01-17 1987-08-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solvent system comprising N-alkyl substituted amide and quaternary ammonium compound
US4882526A (en) * 1986-08-12 1989-11-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Adaptive process control system
DE3733853A1 (de) * 1987-10-07 1989-04-27 Spectrospin Ag Verfahren zum einbringen von ionen in die ionenfalle eines ionen-zyklotron-resonanz-spektrometers und zur durchfuehrung des verfahrens ausgebildetes ionen-zyklotron-resonanz-spektrometers
US4925089A (en) * 1989-06-30 1990-05-15 Jc Systems, Inc. Environmental response control apparatus and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0210041A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Matsushita Seiko Co Ltd 空気調和機の制御装置
JPH0229533A (ja) * 1988-07-20 1990-01-31 Yamatake Honeywell Co Ltd Ｖａｖ制御システムにおける外気取入制御方法
JPH03170742A (ja) * 1989-11-30 1991-07-24 Matsushita Seiko Co Ltd 空気調和機
JP3042949U (ja) * 1997-04-28 1997-11-04 池田電機株式会社 センサヘッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534302A (zh) * 2018-06-12 2018-09-14 广州市天园科技有限公司 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

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Publication number Publication date
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EP0518322A3 (en) 1993-09-22
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AU1720292A (en) 1992-12-17
EP0518322A2 (en) 1992-12-16
US5207379A (en) 1993-05-04
JP2780069B2 (ja) 1998-07-23

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