JP2006078010A - 室圧制御方法および室圧制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】安定した室圧制御を行う。
【解決手段】差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰをノイズ除去フィルタ１３Ａを通して制御部１２Ａへ与える。これにより、室圧の乱れによる計測値ｄＰの変動が和らげられ、制御部１２Ａで補正される風量オフセット値ΔＱofst(ΔＱofst’)の変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われる。給気ＶＡＶ７への設定風量Ｑsup_spの変更速度を変更速度制限フィルタ１４Ａを用いて制限する。これにより、給気ＶＡＶ７の設定風量値の変更に対するフィードバック値Ｑsup_fbの遅れが小さくなり、室圧変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われる。なお、変更速度制限フィルタ１４Ａの代わりに逆フィルタを設け、この逆フィルタを通して給気ＶＡＶ７からの給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbを制御部１２Ａへ与えるようにしてもよい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、室内への給気風量や排気風量の制御により室圧を目標室圧に保つ室圧制御方法および室圧制御システムに関するものである。

従来より、この種の室圧制御方法として、室圧シングルループ制御（以下、室圧ループ制御）と呼ばれる制御方式や風量オフセット固定制御と呼ばれる制御方式がある。これらの制御方式について、図１０および図１１を用いて、簡単に説明する。

〔室圧ループ制御〕
図１０において、１は気密性の高い部屋（例えば、実験室）、２は部屋１の室内、３は給気ダクト、４は排気ダクト、５は給気ダクト３を介して室内２への給気を行う給気ファン、６は排気ダクト４を介して室内２からの排気を行う排気ファン、７は給気ダクト３の途中に設けられ室内２への給気風量を調整する給気ＶＡＶ（給気ＶＡＶとしての可変風量制御バルブ）、８は排気ダクト４の途中に設けられ室内２からの排気風量を調整する排気ＶＡＶ（排気ＶＡＶとしての可変風量制御バルブ）、９は部屋１の内と外との圧力差を室圧として計測する差圧センサ、１０は制御部である。

図１０（ａ）の室圧制御システムにおいて、制御部１０は、差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰを入力とし、この計測値ｄＰと目標室圧ｄＰspとが一致するように、給気ＶＡＶ７における室内２への給気風量を制御する。
図１０（ｂ）の室圧制御システムにおいて、制御部１０は、差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰを入力とし、この計測値ｄＰと目標室圧ｄＰspとが一致するように、排気ＶＡＶ８における室内２からの排気風量を制御する。

〔風量オフセット固定制御〕
図１１において、図１０と同一符号は図１０を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。この室圧制御システムでは、室内２への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、目標室圧に応じた風量オフセット値Ｑofstを制御部１１内に定めている。

図１１（ａ）の室圧制御システムにおいて、制御部１１は、給気ＶＡＶ７からの給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbを入力とし、この給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbに風量オフセット値Ｑofstを加算して排気ＶＡＶ８に対する排気風量の設定値Ｑex_sp を求め、この設定値Ｑex_sp を排気ＶＡＶ８に送る。これにより、風量オフセット（給気風量と排気風量との差）が風量オフセット値Ｑofstに保たれるように、室内２への給気風量の変化に追随して室内２からの排気風量が制御され、室圧が目標室圧に合わせ込まれる。

図１１（ｂ）の室圧制御システムにおいて、制御部１１は、排気ＶＡＶ８からの排気風量のフィードバック値Ｑex_fb を入力とし、この排気風量のフィードバック値Ｑex_fb から風量オフセット値Ｑofstを差し引いて給気ＶＡＶ７に対する給気風量の設定値Ｑsup_spを求め、この設定値Ｑsup_spを給気ＶＡＶ７に送る。これにより、風量オフセット（給気風量と排気風量との差）が風量オフセット値Ｑofstに保たれるように、室内２からの排気風量の変化に追随して室内２への給気風量が制御され、室圧が目標室圧に合わせ込まれる。

〔風量オフセットを一定に保つことにより室圧を一定に保つことができる理由〕
部屋の圧力（室間の差圧ΔＰ）と部屋から漏れて行く風量（リーク風量Ｑlk）は１対１の関係が成り立つ。数式で表せば、Ｑlk＝α×ΔＰ＾β、というように表すことが可能である。定常状態において、部屋から漏れて行く風量は、オフセット風量（給気風量と排気風量との差Ｑofst）と等しくなる（部屋に給気された風量と排気された風量との差分は部屋のどこかから漏れて行くため）。そのため、Ｑofst＝α×ΔＰ＾βという関係が成り立ち、もし、Ｑofstを一定に保つことができれば、室圧は一定に保つことが可能となる。すなわち、室圧と風量オフセットとは１対１の関係が成り立つため、風量オフセットを一定に保つことができれば、室圧を一定に保つことが可能となる。

上述した室圧ループ制御（図１０）では、給気風量や排気風量の設定値の変更やドアの開閉など外乱の影響を受け易く、室圧が大きく乱れるという問題がある。例えば、室内で扱う病原体の危険度に応じて、要求される物理的封じ込めレベル（Ｐ１〜Ｐ４）が異なり、Ｐ３，Ｐ４の部屋では、厳密にシールされた部屋（高気密）が要求される。半導体などを扱う部屋においても高気密性が要求される。高気密な部屋においては、給気風量と排気風量とのバランスが少し崩れただけで、室圧が大きく変動する。上述した風量オフセット固定制御（図１１）では、給気風量や排気風量の設定値の変更やドアの開閉など外乱の影響を受け難いが、設定風量に対する給気ＶＡＶ７や排気ＶＡＶ８のの実風量の誤差により、高気密になるほど室圧制御の精度が悪くなるという問題がある。

〔風量オフセット値の室圧補正〕
上述した室圧ループ制御と風量オフセット固定制御の問題点を解決するために、図１２に示すように、制御部１１に差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰを与え、室圧の計測値ｄＰに応じて風量オフセット値Ｑofstを補正することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

図１２（ａ）の室圧制御システムでは、室圧の計測値ｄＰと目標室圧ｄＰspとの差に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正することによって、設定風量Ｑsup_spに対する給気ＶＡＶ７の実風量の誤差による室圧制御の精度を改善している。
図１２（ｂ）の室圧制御システムでは、室圧の計測値ｄＰと目標室圧ｄＰspとの差に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正することによって、設定風量Ｑex_sp に対する排気ＶＡＶ８の実風量の誤差による室圧制御の精度を改善している。

米国特許第５３８５５０５号 「実用アドバンス制御とその応用」（工業技術者）、２０００。

しかしながら、図１２に示した室圧制御システムでは、設定風量に対する給気ＶＡＶ７や排気ＶＡＶ８の実風量の誤差による室圧制御の精度は改善されるが、室圧の乱れによって、制御自体が不安定になるという問題がある。
例えば、給気ＶＡＶ７や排気ＶＡＶ８の操作端の変位の動作や給気ダクト３や排気ダクト４に接続された他の系統の風量運転状況に伴う風量変動などの原因により、室圧が乱れることがある。室圧が乱れると、室圧の計測値ｄＰが変動し、補正される風量オフセット値Ｑofst（Ｑofst’）が変動するため、室圧制御が不安定になる。

なお、室圧が乱れる原因は、上述した操作端の変位の動作や風量変動以外にも種々考えられる。例えば、図１２（ａ）の室圧制御システムでは、換気回数の変更などにより、給気ＶＡＶ７に対する設定風量Ｑsup_spが大きく変更されることがある。この場合、給気ＶＡＶ７の設定風量値の変更に対するフィードバック値Ｑsup_fbの遅れによって、室圧が乱れる。また、図１２（ｂ）の室圧制御システムでは、機器の発停などにより、排気ＶＡＶ８に対する設定風量Ｑex_sp が大きく変更されることがある。この場合、排気ＶＡＶ８の設定風量値の変更に対するフィードバック値Ｑex_fb の遅れによって、室圧が乱れる。

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、安定した室圧制御を行うことが可能な室圧制御方法および室圧制御システムを提供することにある。

このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、給気風量および排気風量の何れか一方を第１の風量（制御対象風量）、他方を第２の風量とし、風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、第２の風量の変化に追随して第１の風量を制御するステップと、室圧を計測するステップと、室圧の計測値の変動を和らげるステップと、変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正するステップとを設けたものである。
この発明によれば、室圧の計測値の変動が１次遅れフィルタなどによって和らげられ、この変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値が補正される。これにより、室圧の乱れに対し、風量オフセット値の変動が抑えられる。

第２発明（請求項２に係る発明）は、室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、給気風量および排気風量の何れか一方を第１の風量（制御対象風量）、他方を第２の風量とし、風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、第２の風量の変化に追随して第１の風量を制御するステップと、室圧を計測するステップと、室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正するステップと、第２の風量に対する設定値の変更速度を制限するステップとを設けたものである。
この発明によれば、第２の風量に対する設定値の変更に際し、その設定値の変更速度が変化率リミッタや１次遅れフィルタなどによって制限される。これにより、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが小さくなり、室圧変動が抑えられる。

第３発明（請求項３に係る発明）は、室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、給気風量および排気風量の何れか一方を第１の風量（制御対象風量）、他方を第２の風量とし、風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、第２の風量の変化に追随して第１の風量を制御するステップと、室圧を計測するステップと、室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正するステップと、第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償するステップとを設けたものである。
この発明によれば、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の変化特性を考慮した微分特性をもつ逆フィルタなどによって、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが補償され、室圧変動が抑えられる。

第４発明（請求項４に係る発明）は、室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、給気風量および排気風量の何れか一方を第１の風量（制御対象風量）、他方を第２の風量とし、風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、第２の風量の変化に追随して第１の風量を制御するステップと、室圧を計測するステップと、室圧の計測値の変動を和らげるステップと、変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正するステップと、第２の風量に対する設定値の変更速度を制限するステップとを設けたものである。
この発明によれば、室圧の計測値の変動が１次遅れフィルタなどによって和らげられ、この変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値が補正される。これにより、室圧の乱れに対し、風量オフセット値の変動が抑えられる。また、第２の風量に対する設定値の変更に際し、その設定値の変更速度が変化率リミッタや１次遅れフィルタなどによって制限される。これにより、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが小さくなり、室圧変動が抑えられる。

第５発明（請求項５に係る発明）は、室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、給気風量および排気風量の何れか一方を第１の風量（制御対象風量）、他方を第２の風量とし、風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、第２の風量の変化に追随して第１の風量を制御するステップと、室圧を計測するステップと、室圧の計測値の変動を和らげるステップと、変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正するステップと、第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償するステップとを設けたものである。
この発明によれば、室圧の計測値の変動が１次遅れフィルタなどによって和らげられ、この変動が和らげられた室圧の計測値に応じて風量オフセット値が補正される。これにより、室圧の乱れに対し、風量オフセット値の変動が抑えられる。また、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の変化特性を考慮した微分特性をもつ逆フィルタなどによって、第２の風量の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが補償され、室圧変動が抑えられる。

第６発明（請求項６に係る発明）は、第１〜第５発明において、目標室圧と室圧の計測値との所定幅を超える偏差に応じて風量オフセット値を補正するようにしたものである。この発明によれば、目標室圧と室圧の計測値との偏差が所定幅を超える場合にのみ、その偏差に応じて風量オフセット値の補正が行われる。すなわち、目標室圧と室圧の計測値との偏差が小さく、所定幅を超えない場合には、風量オフセット値の補正は行われない。
第７発明（請求項７に係る発明）は、第１〜第５発明において、風量オフセット値の補正に際して制御系の遅れを補償するようにしたものである。この発明によれば、風量オフセット値の補正に際し、内部モデル制御（ＩＭＣ）やＰＩＤ制御などによって制御系の遅れが補償される。
なお、本発明は、室圧制御方法としてではなく、室圧制御システムとしても実現することが可能である（請求項８〜１４）。

本発明によれば、一時遅れフィルタなどにより室圧の計測値の変動を和らげ、この変動を和らげた室圧の計測値に応じて風量オフセット値を補正することにより、室圧の乱れに対する風量オフセット値の変動を抑え、室圧制御を安定して行うことが可能となる。
また、第２の風量に対する設定値の変更速度を制限したり、第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償したりすることにより、室圧変動を抑え、室圧制御を安定して行うことが可能となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１：給気風量を第２の風量、排気風量を第１の風量（制御対象風量）としたシステム〕
図１は本発明の実施に用いる室圧制御システムの一例を示すシステム構成図である。同図において、図１２（ａ）と同一符号は図１２（ａ）を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態では、差圧センサ９と制御部１２Ａとの間に脈動除去フィルタ１３Ａを設け、この脈動除去フィルタ１３Ａを通して差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰ(ｄＰ’)を制御部１２Ａへ送るようにしている。また、変更速度制限フィルタ１４Ａを設け、この変更速度制限フィルタ１４Ａを通して給気ＶＡＶ７へ設定風量Ｑsup_sp（Ｑsup_sp’）を送るようにしている。なお、この例では、脈動除去フィルタ１３Ａとして１次遅れフィルタを使用し、変更速度制限フィルタ１４Ａとして変化率リミッタを使用している。

制御部１２Ａは、その内部構成の概略を図２に示すように、減算部１２Ａ１と、偏差許容部（ＧＡＰ）１２Ａ２と、オフセット値補正部１２Ａ３と、加算部１２Ａ４とを有し、こられによって本発明でいう風量オフセット値を補正する手段が構成されている。

減算部１２Ａ１は、目標室圧ｄＰspと脈動除去フィルタ１３Ａからの室圧の計測値ｄＰ’を入力とし、目標室圧ｄＰspから計測値ｄＰ’を差し引き、偏差ΔｄＰとして偏差許容部１２Ａ２へ送る。
偏差許容部１２Ａ２は、減算部１２Ａ１からの偏差ΔｄＰを入力とし、この偏差ΔｄＰが予め定められている所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰの絶対値からΔＷ（＞０）を引いた値をΔｄＰの符号をつけてΔｄＰ’とし、このΔｄＰ’を風量オフセット値補正部１２Ａ３へ送る。

風量オフセット値補正部１２Ａ３は、偏差許容部１２Ａ２からの偏差ΔｄＰ’を入力とし、この偏差ΔｄＰ’に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正する。すなわち、目標室圧ｄＰspに応じて定められる風量オフセット値Ｑofstを偏差ΔｄＰ’に応じて補正し、風量オフセット値Ｑofst’とする。この風量オフセット値Ｑofstの補正に際し、オフセット値補正部１２Ａ３は、内部モデル制御（ＩＭＣ：非特許文献１参照）によって制御系の遅れを補償する。風量オフセット値補正部１２Ａ３における内部モデル制御の概略を図３に示す。

図３は内部モデル制御の伝達関数表現である。ここで用いる内部モデル制御では、オフセット風量を入力、室圧センサの計測値を出力とした１入力１出力システムを１つの系（実プラント）としてみる。風量オフセット補正部１２Ａ３は、実プラントを１次遅れ系＋無駄時間系でモデル化した内部モデルと、内部モデルの１次遅れ系の逆伝達関数と１次遅れ系を含む制御部によって構成されている。Ｋｍは内部モデルのゲイン、Ｔｍは内部モデルの時定数、Ｌｍは内部モデルの無駄時間、Ｔｆはコントローラの時定数である。このような制御系を組むことによって、実プラントの遅れを補償した制御を行うことが可能となる。定常状態においては、ΔｄＰ′＝０となり、風量オフセット補正部１２Ａ３内の閉ループのゲインは１となるため、出力も常に一定となり、実プラントを安定させることができる。

加算部１２Ａ４は、オフセット値補正部１２Ａ３からの風量オフセット値Ｑofst’と給気ＶＡＶ７からの給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbを入力とし、給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbに風量オフセット値Ｑofst’を加算して排気ＶＡＶ８への排気風量の設定値Ｑex_sp とする。

図４にこの室圧制御システムの制御ブロック図を示す。この室圧制御システムにおいて、差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰは、脈動除去フィルタ１３Ａへ与えられる。脈動除去フィルタ１３Ａは、室圧の計測値ｄＰに含まれる脈動を除去し、この脈動を除去した計測値ｄＰをｄＰ’として制御部１２Ａへ送る。すなわち、脈動除去フィルタ１３Ａは、室圧の計測値ｄＰに含まれる脈動を除去することによって計測値ｄＰの変動を和らげ、ｄＰ’として制御部１２Ａへ送る。

制御部１２Ａは、目標室圧ｄＰspと変動が和らげられた計測値ｄＰ’との偏差ΔｄＰを求め、この偏差ΔｄＰが所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰ（ΔｄＰ’）に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正し、給気ＶＡＶ７からの給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbにこの補正した風量オフセット値Ｑofst（Ｑofst’）を加算し、排気ＶＡＶ８への排気風量の設定値Ｑex_sp とする。

この室圧制御システムでは、例えば、給気ＶＡＶ７や排気ＶＡＶ８の操作端の変位の動作や給気ダクト３や排気ダクト４に接続された他の系統の風量運転状況に伴う風量変動などの原因により、室圧が乱れ、計測値ｄＰが変動することがある。この室圧の乱れによる計測値ｄＰの変動は、脈動除去フィルタ１３Ａによって和らげられる。これにより、制御部１２Ａでの風量オフセット値Ｑofst’の変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

また、この実施の形態では、偏差ΔｄＰが所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰに応じて風量オフセット値Ｑofstが補正されるので、室圧の変動に敏感に反応しての風量オフセット値Ｑofstの補正が避けられ、上述した計測値ｄＰからの脈動の除去と相俟って、さらに安定した室圧制御が行われるものとなる。

また、この室圧制御システムでは、換気回数の変更などにより、給気ＶＡＶ７に対する設定風量Ｑsup_spが大きく変更されることがある。この場合、給気ＶＡＶ７への設定風量Ｑsup_spの変更速度は、変更速度制限フィルタ１４Ａによって制限される。すなわち、変更速度制限フィルタ１４Ａによって、給気ＶＡＶ７への設定風量Ｑsup_sp（Ｑsup_sp’）がゆっくりとした速度で変更されて行く。これにより、給気ＶＡＶ７の設定風量値の変更に対するフィードバック値Ｑsup_fbの遅れが小さくなり、室圧変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

なお、この実施の形態では、給気ＶＡＶ７への設定風量Ｑsup_spの変更速度を変更速度制限フィルタ１４Ａを用いて制限するようにしたが、図５に示すように、給気ＶＡＶ７の設定風量値の変更に対するフィードバック値の変化特性を考慮した微分特性をもつ逆フィルタ１５Ａを設け、この逆フィルタ１５Ａを通して給気ＶＡＶ７からの給気風量のフィードバック値Ｑsup_fbを制御部１２Ａへ与えるようにしてもよい。このようにすることにより、給気ＶＡＶ７の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが補償され、室圧変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

〔実施の形態２：排気風量を第２の風量、給気風量を第１の風量（制御対象風量）としたシステム〕
図６は本発明の実施に用いる室圧制御システムの他の例を示すシステム構成図である。同図において、図１２（ｂ）と同一符号は図１２（ｂ）を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態では、差圧センサ９と制御部１２Ｂとの間に脈動除去フィルタ（１次遅れフィルタ）１３Ｂを設け、この脈動除去フィルタ１３Ｂを通して差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰ（ｄＰ’）を制御部１２Ｂへ送るようにしている。また、変更速度制限フィルタ（変化率リミッタ）１４Ｂを設け、この変更速度制限フィルタ１４Ｂを通して排気ＶＡＶ８へ設定風量Ｑex_sp （Ｑex_sp ’）を送るようにしている。

なお、この実施の形態では、室内２に局所排気装置１６を設け、この局所排気装置１６において機器の発停などに基づいて排気風量を決定するものとし、この局所排気装置１６で決定される排気風量を排気ＶＡＶ８への設定風量Ｑex_sp として変更速度制限フィルタ１４Ｂへ送るようにしている。

制御部１２Ｂは、図７にその内部構成の概略を示すように、減算部１２Ｂ１と、偏差許容部（ＧＡＰ）１２Ｂ２と、オフセット値補正部１２Ｂ３と、減算部１２Ｂ４とを有し、これらによって本発明でいう風量オフセット値を補正する手段が構成されている。

減算部１２Ｂ１は、目標室圧ｄＰspと脈動除去フィルタ１３Ｂからの室圧の計測値ｄＰ’を入力とし、目標室圧ｄＰspから計測値ｄＰ’を差し引き、偏差ΔｄＰとして偏差許容部１２Ｂ２へ送る。
偏差許容部１２Ｂ２は、減算部１２Ｂ１からの偏差ΔｄＰを入力とし、この偏差ΔｄＰが予め定められている所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰの絶対値からΔＷ（＞０）を引いた値をΔｄＰの符号をつけてΔｄＰ’とし、このΔｄＰ’を風量オフセット値補正部１２Ｂ３へ送る。

風量オフセット値補正部１２Ｂ３は、偏差許容部１２Ｂ２からの偏差ΔｄＰ’を入力とし、この偏差ΔｄＰ’に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正し、風量オフセット値Ｑofst’とする。
減算部１２Ｂ４は、オフセット値補正部１２Ｂ３からの風量オフセット値Ｑofst’と排気ＶＡＶ８からの排気風量のフィードバック値Ｑex_fb を入力とし、排気風量のフィードバック値Ｑsup_fbから風量オフセット値Ｑofst’を差し引き、給気ＶＡＶ７への給気風量の設定値Ｑsup_spとする。

図８にこの室圧制御システムの制御ブロック図を示す。この室圧制御システムにおいて、差圧センサ９からの室圧の計測値ｄＰは、脈動除去フィルタ１３Ｂへ与えられる。脈動除去フィルタ１３Ｂは、室圧の計測値ｄＰに含まれる脈動を除去することによって室圧の計測値ｄＰの変動を和らげ、ｄＰ’として制御部１２Ｂへ送る。

制御部１２Ｂは、目標室圧ｄＰspと変動が和らげられた計測値ｄＰ’との偏差ΔｄＰを求め、この偏差ΔｄＰが所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰ（ΔｄＰ’）に応じて風量オフセット値Ｑofstを補正し、排気ＶＡＶ８からの排気風量のフィードバック値Ｑex_fb からこの補正した風量オフセット値Ｑofst（Ｑofst’）を差し引き、給気ＶＡＶ７への給気風量の設定値Ｑsup_spとする。

この室圧制御システムでは、例えば、給気ＶＡＶ７や排気ＶＡＶ８の操作端の変位の動作や給気ダクト３や排気ダクト４に接続された他の系統の風量運転状況に伴う風量変動などの原因により、室圧が乱れ、計測値ｄＰが変動することがある。この室圧の乱れによる計測値ｄＰの変動は、脈動除去フィルタ１３Ｂによって和らげられる。これにより、制御部１２Ｂでの風量オフセット値Ｑofst’の変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

また、この実施の形態では、偏差ΔｄＰが所定幅ΔＷを超える場合にのみ、その偏差ΔｄＰに応じて風量オフセット値Ｑofstが補正されるので、室圧の変動に敏感に反応しての風量オフセット値Ｑofstの補正が避けられ、上述した計測値ｄＰからの脈動の除去と相俟って、さらに安定した室圧制御が行われるものとなる。

また、この室圧制御システムでは、局所排気装置１６での排気風量の決定により、排気ＶＡＶ８に対する設定風量Ｑex_sp が大きく変更されることがある。この場合、排気ＶＡＶ８への設定風量Ｑex_sp の変更速度は、変更速度制限フィルタ１４Ｂによって制限される。すなわち、変更速度制限フィルタ１４Ｂによって、排気ＶＡＶ８への設定風量Ｑex_sp （Ｑex_sp ’）がゆっくりとした速度で変更されて行く。これにより、排気ＶＡＶ８の設定風量値の変更に対するフィードバック値Ｑex_fb の遅れが小さくなり、室圧変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

なお、この実施の形態では、排気ＶＡＶ８への設定風量Ｑex_sp の変更速度を変更速度制限フィルタ１４Ｂを用いて制限するようにしたが、図９に示すように、排気ＶＡＶ８の設定風量値の変更に対するフィードバック値の変化特性を考慮した微分特性をもつ逆フィルタ１５Ｂを設け、この逆フィルタ１５Ｂを通して排気ＶＡＶ８からの排気風量のフィードバック値Ｑex_fb を制御部１２Ｂへ与えるようにしてもよい。このようにすることにより、排気ＶＡＶ８の設定風量値の変更に対するフィードバック値の遅れが補償され、室圧変動が抑えられ、安定した室圧制御が行われるものとなる。

また、図４や図８に示したシステム構成では、脈動除去フィルタ１３（１３Ａ，１３Ｂ）と変更速度制限フィルタ１４（１４Ａ，１４Ｂ）とを対として設けたが、脈動除去フィルタ１３だけを設ける構成としてもよく、変更速度制限フィルタ１４だけを設ける構成としてもよい。

また、図５や図９に示したシステム構成では、脈動除去フィルタ１３（１３Ａ，１３Ｂ）と逆フィルタ１５（１５Ａ，１５Ｂ）とを対として設けたが、脈動除去フィルタ１３だけを設ける構成としてもよく、逆フィルタ１５だけを設ける構成としてもよい。

また、制御部１２Ａや制御部１２Ｂにおいて、偏差許容部１２Ａ２や１２Ｂ２を省略するようにしてもよい。また、変更速度制限フィルタ１４（１４Ａ，１４Ｂ）は、変化率リミッタではなく、１次遅れフィルタとしてもよい。

本発明の実施に用いる室圧制御システムの一例（実施の形態１）を示すシステム構成図である。 この室圧制御システムにおける制御部の内部構成の概略を示す図である。 風量オフセット値補正部における内部モデル制御の概略を示す図である。 この室圧制御システムの制御ブロック図である。 変更速度制限フィルタに代えて逆フィルタを設けた実施の形態１の室圧制御システムの制御ブロック図である。 本発明の実施に用いる室圧制御システムの他の例（実施の形態２）を示すシステム構成図である。 この室圧制御システムにおける制御部の内部構成の概略を示す図である。 この室圧制御システムの制御ブロック図である。 変更速度制限フィルタに代えて逆フィルタを設けた実施の形態２の室圧制御システムの制御ブロック図である。 室圧ループ制御方式を採用した従来の室圧制御システムのシステム構成図である。 風量オフセット固定制御方式を採用した従来の室圧制御システムのシステム構成図である。 風量オフセット値を室圧によって補正するようにした従来の室圧制御システムのシステム構成図である。

符号の説明

１…部屋、２…室内、３…給気ダクト、４…排気ダクト、５…給気ファン、６…排気ファン、７…給気ＶＡＶ、８…排気ＶＡＶ、９…差圧センサ、１２Ａ，１２Ｂ…制御部、１２Ａ１…減算部、１２Ａ２，１２Ｂ２…偏差許容部、１２Ａ３，１２Ｂ３…風量オフセット値補正部、１２Ａ４…加算部、１２Ｂ４…減算部、１３Ａ，１３Ｂ…脈動除去フィルタ、１４Ａ，１４Ｂ…変更速度制限フィルタ、１５Ａ，１５Ｂ…逆フィルタ、１６…局所排気装置。

Claims (14)

1. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御するステップと、
   室圧を計測するステップと、
   前記室圧の計測値の変動を和らげるステップと、
   前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正するステップと
   を備えたことを特徴とする室圧制御方法。
2. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御するステップと、
   室圧を計測するステップと、
   前記室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正するステップと、
   前記第２の風量に対する設定値の変更速度を制限するステップと
   を備えたことを特徴とする室圧制御方法。
3. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御するステップと、
   室圧を計測するステップと、
   前記室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正するステップと、
   前記第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償するステップと
   を備えたことを特徴とする室圧制御方法。
4. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御するステップと、
   室圧を計測するステップと、
   前記室圧の計測値の変動を和らげるステップと、
   前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正するステップと、
   前記第２の風量に対する設定値の変更速度を制限するステップと
   を備えたことを特徴とする室圧制御方法。
5. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御するステップと、
   室圧を計測するステップと、
   前記室圧の計測値の変動を和らげるステップと、
   前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正するステップと、
   前記第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償するステップと
   を備えたことを特徴とする室圧制御方法。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載された室圧制御方法において、
   前記風量オフセット値を補正するステップは、前記目標室圧と前記室圧の計測値との所定幅を超える偏差に応じて前記風量オフセット値を補正する
   ことを特徴とする室圧制御方法。
7. 請求項１〜５の何れか１項に記載された室圧制御方法において、
   前記風量オフセット値を補正するステップは、前記風量オフセット値の補正に際して制御系の遅れを補償する
   ことを特徴とする室圧制御方法。
8. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御する手段と、
   室圧を計測する手段と、
   前記室圧の計測値の変動を和らげる手段と、
   前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正する手段と
   を備えたことを特徴とする室圧制御システム。
9. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御する手段と、
   室圧を計測する手段と、
   前記室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正する手段と、
   前記第２の風量に対する設定値の変更速度を制限する手段と
   を備えたことを特徴とする室圧制御システム。
10. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御する手段と、
    室圧を計測する手段と、
    前記室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正する手段と、
    前記第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償する手段と
    を備えたことを特徴とする室圧制御システム。
11. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御する手段と、
    室圧を計測する手段と、
    前記室圧の計測値の変動を和らげる手段と、
    前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正する手段と、
    前記第２の風量に対する実風量の変化に対する設定値の変更速度を制限する手段と
    を備えたことを特徴とする室圧制御システム。
12. 室内への給気風量と排気風量との差を風量オフセットとし、前記給気風量および前記排気風量の何れか一方を第１の風量、他方を第２の風量とし、前記風量オフセットを目標室圧に応じて定められる風量オフセット値に保つように、前記第２の風量の変化に追随して前記第１の風量を制御する手段と、
    室圧を計測する手段と、
    前記室圧の計測値の変動を和らげる手段と、
    前記変動が和らげられた室圧の計測値に応じて前記風量オフセット値を補正する手段と、
    前記第２の風量の設定風量値に対するフィードバック値の遅れを補償する手段と
    を備えたことを特徴とする室圧制御システム。
13. 請求項８〜１２の何れか１項に記載された室圧制御システムにおいて、
    前記風量オフセット値を補正する手段は、
    前記目標室圧と前記室圧の計測値との所定幅を超える偏差に応じて前記風量オフセット値を補正する
    ことを特徴とする室圧制御システム。
14. 請求項８〜１２の何れか１項に記載された室圧制御システムにおいて、
    前記風量オフセット値を補正する手段は、前記風量オフセット値の補正に際して制御系の遅れを補償することを特徴とする室圧制御システム。

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