JP3471627B2 - Ｖａｖ制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調機からの送
風を受け第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷状況に応じて
そこへの送風量を各個に制御する第１〜第Ｎの可変送風
量調整手段を備えたＶＡＶ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
調機より送風ダクトを介して各部へ送風を行う場合、各
空調対象部位（被制御エリア）への吹出口毎に可変送風
量調整ユニット（ＶＡＶユニット）を設け、このＶＡＶ
ユニットからの被制御エリアへの送風量を被制御エリア
の負荷状況に応じて制御するようにしている。

【０００３】すなわち、被制御エリア毎に室内温度と設
定温度とを比較し、室内温度を設定温度とするための必
要送風量を求め、この必要送風量を確保すべく各ＶＡＶ
ユニットのダンパ開度を制御するようにしている。ま
た、各ＶＡＶユニットに対する必要送風量を加算するこ
とによってシステム全体の総要求風量を演算し、この総
要求風量を確保するように空調機からの送風量を制御す
るようにしている。また、被制御エリアからの還気の一
部を空調機に戻すと共に、外気を取り入れるようにして
いる。

【０００４】図６にこのＶＡＶ制御システムの基本構成
を示す。同図において、１は空調機、２−１〜２−３は
ＶＡＶユニット、３−１〜３−３は被制御エリア、４は
還風機、５は外気ダンパ、６は排気ダンパ、７は還気ダ
ンパである。空調機１は冷却コイル１−１および送風機
１−２を備えている。このＶＡＶ制御システムでは、負
荷が少ない被制御エリアに対してはＶＡＶユニットのダ
ンパ開度の調整によって送風量が減らされるので、空調
機送風動力の削減が可能となる。

【０００５】ＶＡＶユニットの送風量可変幅は温度制御
の観点から見た場合には０〜１００％であることが望ま
しい。しかし、実際には新鮮空気の供給を行う必要があ
り、最大風量の４０〜５０％に相当する最小風量が予め
設定されている。このため、ＶＡＶユニットの制御可能
範囲は、４０，５０〜１００％となる。ＶＡＶユニット
に対して設定される最小風量は、理論的な裏付けはな
く、経験的に決められていたり、安全策をみて決められ
たりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のＶＡＶ制御シス
テムでは、ＶＡＶユニットの最小風量が最大風量の４０
〜５０％として固定的に設定されていたので、次のよう
な問題が生じていた。

【０００７】〔温度制御上の問題〕図７において、ＶＡ
Ｖユニット２（２−１，２−２，２−３）の最大風量が
８００ＣＭＨ、最小風量が４００ＣＭＨに固定されてい
るものとする。また、被制御エリア３（３−１，３−
２，３−３）への必要外気量は、人がいる場合は２００
ＣＭＨ、人がいない場合は５０ＣＭＨとする。また、空
調機１からの送風温度は１６．０℃に調整されているも
のとする。

【０００８】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負荷
を２．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調負
荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、現在の負荷状態に応じ、
被制御エリア３−１への必要送風量が４００ＣＭＨ、被
制御エリア３−２への必要送風量が８００ＣＭＨ、被制
御エリア３−３への必要送風量が２００ＣＭＨとして求
められたとする。この場合、ＶＡＶユニット２−１，２
−２については、そのダンパ開度の調整によって実際の
送風量を求められた必要送風量とすることができる。し
かし、ＶＡＶユニット２−３については、その最小風量
が４００ＣＭＨであるので、実際の送風量を必要送風量
とすることはできない。この場合、ＶＡＶユニット２−
３については、最小風量である４００ＣＭＨが実際の送
風量とされる。

【０００９】ここで、空調機１からの送風量は被制御エ
リア３−１，３−２，３−３への実際の送風量を加算し
た１６００ＣＭＨとされ、この送風量に含まれる外気量
を８００ＣＭＨ、還気量を８００ＣＭＨとすれば、被制
御エリア３に供給される外気量は実際の送風量×空調機
外気量／空調機送風量として求められるので、被制御エ
リア３−１については４００×８００／１６００＝２０
０ＣＭＨとされ、被制御エリア３−２については８００
×８００／１６００＝４００ＣＭＨとされ、被制御エリ
ア３−３については４００×８００／１６００＝２００
ＣＭＨとされる。この場合、被制御エリア３−１の必要
外気量は人がいるので２００ＣＭＨ、被制御エリア３−
２，３−３の必要外気量は人がいないので５０ＣＭＨで
あり、いずれも必要外気量は確保されている。

【００１０】しかし、被制御エリア３−３への実際の送
風量は必要送風量よりも大きいので、冷房が過剰に行わ
れ、室内温度が低くなってしまい、エネルギー損失も大
きい。すなわち、被制御エリア３間で空調負荷に大きな
バラツキがある場合、全ての被制御エリア３の室内温度
を設定温度に保つことができないことがあり、過剰な送
風量を供給することによってエネルギーが無駄に消費さ
れてしまうことがある。

【００１１】〔ロードリセット制御上の問題〕図８にお
いて、ＶＡＶユニット２（２−１，２−２，２−３）の
最大風量が８００ＣＭＨ、最小風量が４００ＣＭＨに固
定されているものとする。また、被制御エリア３（３−
１，３−２，３−３）への必要外気量は、人が１人いる
場合は１００ＣＭＨ、人がいない場合は５０ＣＭＨとす
る。また、空調機１からの送風温度は、ロードリセット
制御により１６．０℃から２０．０℃に変えられたとす
る。

【００１２】なお、ロードリセット制御とは、被制御エ
リア３の１つでもその負荷状況が予め定められるロード
リセット偏差を越える不満足状態に陥った場合、空調機
１からの送風温度を変更して、その負荷状況の不満足状
態を解消するＶＡＶ制御システム特有の制御方式であ
る。

【００１３】図８では、被制御エリア３−３の室内温度
が低くなり過ぎたことによってロードリセット制御がか
かり、空調機１からの送風温度が１６℃から２０℃に上
げられた場合を示している。

【００１４】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
０．７５Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負
荷を１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調
負荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、現在の負荷状態に応
じ、被制御エリア３−１への必要送風量が６００ＣＭ
Ｈ、被制御エリア３−２への必要送風量が８００ＣＭ
Ｈ、被制御エリア３−３への必要送風量が４００ＣＭＨ
として求められたとする。この場合、ＶＡＶユニット２
−１，２−２，２−３の全てについて、そのダンパ開度
の調整によって実際の送風量を求められた必要送風量と
することができる。

【００１５】ここで、空調機１からの送風量は被制御エ
リア３−１，３−２，３−３への実際の送風量を加算し
た１８００ＣＭＨとされ、この送風量に含まれる外気量
を６００ＣＭＨ、還気量を１２００ＣＭＨとすれば、被
制御エリア３に供給される外気量は実際の送風量×空調
機外気量／空調機送風量として求められるので、被制御
エリア３−１については６００×６００／１８００＝２
００ＣＭＨとされ、被制御エリア３−２については８０
０×６００／１８００≒２６７ＣＭＨとされ、被制御エ
リア３−３については４００×６００／１８００≒１３
３ＣＭＨとされる。

【００１６】この場合、被制御エリア３−１の必要外気
量は人が１人いるので１００ＣＭＨ、被制御エリア３−
２，３−３の必要外気量は人がいないので５０ＣＭＨで
あり、いずれも必要外気量は確保されている。また、被
制御エリア３−１，３−２，３−３の室内温度は、全て
設定温度と合致している。

【００１７】しかし、この場合、空調機１からの送風温
度を高くした分、被制御エリア３−１，３−２への実際
の送風量を上げなければならず、空調機１からの送風量
が大きくなり（ファンの搬送動力が大きくなり）、省エ
ネルギー的に不利となる。

【００１８】〔ＣＯ₂ 制御上の問題点〕図９において、
ＶＡＶユニット２（２−１，２−２，２−３）の最大風
量が８００ＣＭＨ、最小風量が４００ＣＭＨに固定され
ているものとする。また、被制御エリア３（３−１，３
−２，３−３）への必要外気量は、人がいる場合は２０
０ＣＭＨ、人がいない場合は５０ＣＭＨとする。また、
空調機１からの送風温度は１６．０℃に調整されている
ものとする。

【００１９】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負荷
を２．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調負
荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、現在の負荷状態に応じ、
被制御エリア３−１への必要送風量が４００ＣＭＨ、被
制御エリア３−２への必要送風量が８００ＣＭＨ、被制
御エリア３−３への必要送風量が２００ＣＭＨとして求
められたとする。この場合、ＶＡＶユニット２−１，２
−２については、そのダンパ開度の調整によって実際の
送風量を求められた必要送風量とすることができる。し
かし、ＶＡＶユニット２−３については、その最小風量
が４００ＣＭＨであるので、実際の送風量を必要送風量
とすることはできない。この場合、ＶＡＶユニット２−
３については、最小風量である４００ＣＭＨが実際の送
風量とされる。

【００２０】ここで、空調機１からの送風量は被制御エ
リア３−１，３−２，３−３への実際の送風量を加算し
た１６００ＣＭＨとされ、この送風量に含まれる外気量
を６００ＣＭＨ（被制御エリア３−１，３−２，３−３
の全てに人がいることを想定して、２００×３＝６００
ＣＭＨの外気量があればよいとして設定される）、還気
量を１０００ＣＭＨとすれば、被制御エリア３に供給さ
れる外気量は実際の送風量×空調機外気量／空調機送風
量として求められるので、被制御エリア３−１について
は４００×６００／１６００＝１５０ＣＭＨとされ、被
制御エリア３−２については８００×６００／１６００
＝３００ＣＭＨとされ、被制御エリア３−３については
４００×６００／１６００＝１５０ＣＭＨとされる。

【００２１】この場合、被制御エリア３−１の必要外気
量は人がいるので２００ＣＭＨ、被制御エリア３−２，
３−３の必要外気量は人がいないので５０ＣＭＨであ
り、被制御エリア３−２，３−３については必要外気量
が確保されているが、被制御エリア３−１については必
要外気量が確保されていない。これにより、被制御エリ
ア３−１では、外気の供給が不足し、ＣＯ₂ 濃度が上昇
する。

【００２２】このようなＣＯ₂ 濃度の上昇に対し、被制
御エリア３−１，３−２，３−３からの還気を合流した
後の還気ダクト内のＣＯ₂ 濃度を測定し、このＣＯ₂ 濃
度の測定値に応じて外気ダンパ５の開度を比例制御し、
外気の取り入れ比率を増やすというＣＯ₂ 制御が試みら
れている。

【００２３】しかしながら、このＣＯ₂ 制御でのＣＯ₂
濃度の測定点は被制御エリア３−１，３−２，３−３か
らの還気が合流した点であり、全体としての空気質は把
握できるが、被制御エリア３−１，３−２，３−３毎の
空気質は把握することができない。このため、図９に示
されるような、被制御エリア３−２，３−３でのＣＯ₂
発生量が少なく、被制御エリア３−１でのＣＯ₂ 発生量
が多いような場合、被制御エリア３−１での空気質の悪
化を検知することができず、被制御エリア３−１，３−
２，３−３の全てについてＣＯ₂ 濃度を補償することが
できない。

【００２４】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、被制御エリ
アの必要外気量を確保したうえで省エネルギー制御を実
現することができ、上述した温度制御上の問題やロード
リセット制御上の問題，ＣＯ₂ 制御上の問題を解決する
ことの可能なＶＡＶ制御システムをを提供することにあ
る。

【００２５】

【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、第１発明（請求項１に係る発明）は、空調機
からの送風を受け第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷状況
に応じてそこへの送風量を各個に制御する第１〜第Ｎの
可変送風量調整手段を備えたＶＡＶ制御システムにおい
て、第１〜第Ｎの被制御エリアの空気質の状態に基づい
てこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要外気量を求め
る必要外気量演算手段と、第１〜第Ｎの被制御エリアの
負荷状況に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの
必要送風量を求める必要送風量演算手段と、必要外気量
演算手段によって求められた第１〜第Ｎの被制御エリア
への必要外気量と必要送風量演算手段によって求められ
た第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要送風量とを各個に
比較し何れか大きい方を最適送風量として第１〜第Ｎの
可変給気量調整手段へ与えるハイセレクト手段と、この
ハイセレクト手段によって第１〜第Ｎの可変給気量調整
手段へ与えられる最適送風量の総和を空調機送風量とし
て空調機からの送風量を制御する空調機送風量制御手段
と、第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる最適
送風量と必要外気量演算手段によって求められた第１〜
第Ｎの被制御エリアへの必要外気量との比率を各個に求
める外気比率演算手段と、この外気比率演算手段によっ
て求められた比率の中で最も大きな比率を選択し、この
比率を空調機からの送風量とこの送風量に取り入れる外
気量との比率として外気の取り入れ量を制御する外気取
入量制御手段と設けたものである。

【００２６】この発明によれば、第１〜第Ｎの被制御エ
リアの空気質の状態に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御
エリアへの必要外気量が求められ、第１〜第Ｎの被制御
エリアの負荷状況に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エ
リアへの必要送風量が求められ、この求められた第１〜
第Ｎの被制御エリアへの必要外気量と必要送風量とが各
個に比較され、何れか大きい方が最適送風量として第１
〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる一方、この第
１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる最適送風量
の総和を空調機送風量として空調機からの送風量が制御
されると共に、第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与え
られる最適送風量と第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要
外気量との比率が各個に求められ、この求められた比率
の中で最も大きな比率を空調機からの送風量とこの送風
量に取り入れる外気量との比率として外気の取り入れ量
が制御される。

【００２７】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明において、第１〜第Ｎの被制御エリアの炭酸ガス濃
度の実測値に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリアへ
の必要外気量を求めるようにしたものである。この発明
によれば、第１〜第Ｎの被制御エリアの炭酸ガス濃度の
実測値に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの必
要外気量が求められ、第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷
状況に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要
送風量が求められ、この求められた第１〜第Ｎの被制御
エリアへの必要外気量と必要送風量とが各個に比較さ
れ、何れか大きい方が最適送風量として第１〜第Ｎの可
変給気量調整手段へ与えられる一方、この第１〜第Ｎの
可変給気量調整手段へ与えられる最適送風量の総和を空
調機送風量として空調機からの送風量が制御されると共
に、第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる最適
送風量と第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要外気量との
比率が各個に求められ、この求められた比率の中で最も
大きな比率を空調機からの送風量とこの送風量に取り入
れる外気量との比率として外気の取り入れ量が制御され
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示
すＶＡＶ制御システムの要部を示す図である。同図にお
いて、図６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。

【００２９】この実施の形態では、被制御エリア３−
１，３−２，３−３にＣＯ₂ 濃度検出器８−１，８−
２，８−３を設け、この濃度検出器８−１，８−２，８
−３によって検出される被制御エリア３−１，３−２，
３−３でのＣＯ₂ 濃度をＶＡＶ風量制御装置９−１，９
−２，９−３へ与えている。

【００３０】ＶＡＶ風量制御装置９−３はＣＯ₂ 制御演
算部９−３１と温度制御演算部９−３２とハイセレクト
部９−３３とを備えている。ＶＡＶ風量制御装置９−
１，９−２もＶＡＶ風量制御装置９−３と同じ構成とさ
れている。

【００３１】ＶＡＶ風量制御装置９−３において、ＣＯ
₂ 制御演算部９−３１は、ＣＯ₂ 濃度検出器８−３から
のＣＯ₂ 濃度の検出値に基づき、図２に示したＣＯ₂ 濃
度と必要外気量との関係を示すグラフ（テーブル）から
被制御エリア３−３への必要外気量Ｑ３１を求める。図
２に示したグラフは７人収容の部屋の例を示しており、
部屋に人がいない場合には必要外気量は５０ＣＭＨとさ
れ、部屋に人がいる場合には必要外気量はそのＣＯ₂ 濃
度値に応じて５０ＣＭＨ〜２００ＣＭＨとされる。

【００３２】なお、図２に示したグラフでは部屋に人が
いる場合の必要外気量の最大値（設計外気量）を２００
ＣＭＨとしているが、この設計外気量をｙとした場合、
人数ｘと１人当たりの必要外気量ａと無人のときの必要
外気量ｂからｙ＝ａｘ＋ｂとして求めてもよい。

【００３３】また、ＶＡＶ風量制御装置９−３におい
て、温度制御演算部９−３２は、被制御エリア３−３に
設けられている温度検出器１０−３からの室内温度と設
定温度とを比較し、室内温度を設定温度とするための被
制御エリア３−３への必要送風量Ｑ３２を求める。

【００３４】また、ＶＡＶ風量制御装置９−３におい
て、ハイセレクト部９−３３は、ＣＯ2 制御演算部９−
３１で求められた必要外気量Ｑ３１と温度制御演算部９
−３２で求められた必要送風量Ｑ３２とを比較し、何れ
か大きい方を最適風量Ｑ３とする。

【００３５】このＶＡＶ風量制御装置９−３で求められ
た最適風量Ｑ３はＶＡＶユニット２−３へ与えられる一
方、空調機送風量制御装置１１へ送られる。また、ＶＡ
Ｖ風量制御装置９−３で求められた必要外気量Ｑ３１も
空調機送風量制御装置１１へ送られる。

【００３６】ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−２につい
てもＶＡＶ風量制御装置９−３と同様にして被制御エリ
ア３−１，３−２への必要外気量Ｑ１１，Ｑ２１、必要
送風量Ｑ１２，Ｑ２２、最適風量Ｑ１，Ｑ２が求めら
れ、最適風量Ｑ１，Ｑ２がＶＡＶユニット２−１，２−
２へ与えられる一方、最適風量Ｑ１，Ｑ２および必要外
気量Ｑ１１，Ｑ２１が空調機送風量制御装置１１へ送ら
れる。

【００３７】空調機送風量制御装置１１は、ＶＡＶ風量
制御装置９−１，９−２，９−３からの最適風量Ｑ１，
Ｑ２，Ｑ３の総和を空調機１への送風量（空調機送風
量）Ｑとして求める合計部１１−１と、ＶＡＶ風量制御
装置９−１からの必要外気量Ｑ１１と最適風量Ｑ１との
比率ｋ１を求める外気比率演算部１１−２１と、ＶＡＶ
風量制御装置９−２からの必要外気量Ｑ２１と最適風量
Ｑ２との比率ｋ２を求める外気比率演算部１１−２２
と、ＶＡＶ風量制御装置９−３からの必要外気量Ｑ３１
と最適風量Ｑ３との比率ｋ３を求める外気比率演算部１
１−２３とを備えている。

【００３８】また、空調機送風量制御装置１１は、外気
比率演算部１１−２１〜１１−２３で求められた比率の
中で最も大きな比率を最大比率ｋｍａｘとして選択する
ハイセレクト部１１−３と、ハイセレクト部１１−３で
選択された最大比率ｋｍａｘを空調機送風量Ｑとこの空
調機送風量Ｑに取り入れる外気量との比率として取入外
気量Ｑｏｕｔを演算する取入外気量演算部１１−４と、
この取入外気量演算部１１−４で求められた取入外気量
Ｑｏｕｔが空調機１からの送風量Ｑに含まれるように外
気ダンパ５，排気ダンパ６および還気ダンパ７の開度を
制御する外気ダンパ出力演算部１１−５とを備えてい
る。

【００３９】このＶＡＶ制御システムでは次のようにし
て温度制御上の問題やロードリセット制御上の問題，Ｃ
Ｏ₂ 制御上の問題が改善される。

【００４０】〔温度制御上の問題の改善〕図３におい
て、ＶＡＶユニット２（２−１，２−２，２−３）の最
大風量が８００ＣＭＨに固定されており、最小風量は固
定されていないものとする。また、空調機１からの送風
温度は１６．０℃に調整されているものとする。

【００４１】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負荷
を２．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調負
荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、ＶＡＶ風量制御装置９−
１，９−２の図示せぬ温度制御演算部９−１２，９−２
２およびＶＡＶ風量制御装置９−３の温度制御演算部９
−３２において、被制御エリア３−１への必要送風量Ｑ
１２が４００ＣＭＨ、被制御エリア３−２への必要送風
量Ｑ２２が８００ＣＭＨ、被制御エリア３−３への必要
送風量Ｑ３２が２００ＣＭＨとして求められたとする。
また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−２の図示せぬＣ
Ｏ₂ 制御演算部９−１１，９−２１およびＶＡＶ風量制
御装置９−３のＣＯ₂ 制御演算部９−３１において、被
制御エリア３−１への必要外気量Ｑ１１が２００ＣＭ
Ｈ、被制御エリア３−２への必要外気量Ｑ２１が５０Ｃ
ＭＨ、被制御エリア３−３への必要外気量Ｑ３１が５０
ＣＭＨとして求められたとする。

【００４２】この場合、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９
−２の図示せぬハイセレクト部９−１３，９−２３およ
びＶＡＶ風量制御装置９−３のハイセレクト部９−３３
は、被制御エリア３−１，３−２，３−３への最適風量
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として、Ｑ１＝Ｑ１２＝４００ＣＭ
Ｈ、Ｑ２＝Ｑ２２＝８００ＣＭＨ、Ｑ３＝Ｑ３２＝２０
０ＣＭＨとして選択する。この最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３はＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３へ送られ、
これによってＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３の
ダンパ開度が制御され、被制御エリア３−１，３−２，
３−３への実際の風量が４００ＣＭＨ，８００ＣＭＨ，
２００ＣＭＨとされる。ＶＡＶユニット２−３では最小
風量が設定されていないので２００ＣＭＨとすることが
できる。

【００４３】一方、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は空
調機送風量制御装置１１へ送られ、合計部１１−１にお
いて最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の総和が空調機送風量Ｑ
（Ｑ＝４００ＣＭＨ＋８００ＣＭＨ＋２００ＣＭＨ＝１
４００ＣＭＨ）として求められる。この空調機送風量Ｑ
は空調機１へ与えられる。これによって、空調機１から
の実際の送風量は、空調機送風量Ｑ＝１４００ＣＭＨに
調整される。

【００４４】また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた必要外気量Ｑ１１，Ｑ２１，Ｑ
３１も空調機送風量制御装置１１へ送られれる。空調機
送風量制御装置１１では、その外気比率演算部１１−２
１，１１−２２，１１−２３において、必要外気量Ｑ１
１と最適風量Ｑ１との比率ｋ１（ｋ１＝２００ＣＭＨ／
４００ＣＭＨ＝１／２）、必要外気量Ｑ２１と最適風量
Ｑ２との比率ｋ２（ｋ２＝５０ＣＭＨ／８００ＣＭＨ＝
１／１６）、必要外気量Ｑ３１と最適風量Ｑ３との比率
ｋ３（ｋ３＝５０ＣＭＨ／２００ＣＭＨ＝１／４）を求
める。

【００４５】外気比率演算部１１−２１，１１−２２，
１１−２３で求められた比率ｋ１，ｋ２，ｋ３はハイセ
レクト部１１−３へ与えられる。ハイセレクト部１１−
３は比率ｋ１，ｋ２，ｋ３の中で最も大きな比率を最大
比率ｋｍａｘとして選択する。この場合、ｋ１＝１／２
を最大比率ｋｍａｘとして選択する。この最大比率ｋｍ
ａｘ＝１／２は取入外気量演算部１１−４へ与えられ
る。取入外気量演算部１１−４は最大比率ｋｍａｘ＝１
／２を空調機送風量Ｑとこの空調機送風量Ｑに取り入れ
る外気量との比率として取入外気量Ｑｏｕｔを演算す
る。

【００４６】この場合、空調機送風量Ｑが１４００ＣＭ
Ｈなので、取入外気量Ｑｏｕｔは７００ＣＭＨとして求
められる。これにより、外気ダンパ出力演算部１１−４
は、取入外気量演算部１１−４で求められた取入外気量
Ｑｏｕｔ＝７００ＣＭＨが空調機１からの送風量Ｑに含
まれるように、外気ダンパ５，排気ダンパ６および還気
ダンパ７の開度を制御する。

【００４７】被制御エリア３に供給される実際の外気量
は実際の送風量×空調機外気量／空調機送風量として求
められるので、被制御エリア３−１については４００×
７００／１４００＝２００ＣＭＨとされ、被制御エリア
３−２については８００×７００／１４００＝４００Ｃ
ＭＨとされ、被制御エリア３−３については２００×７
００／１４００＝１００ＣＭＨとされる。この場合、被
制御エリア３−１の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検出器８−
１からの検出値から求められるように２００ＣＭＨ、被
制御エリア３−２，３−３の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検
出器８−２，８−３からの検出値から求められるように
５０ＣＭＨであり、いずれも必要外気量は確保されてい
る。

【００４８】ここで、図３と図７とを比較して分かるよ
うに、図７では被制御エリア３−３への実際の送風量が
必要送風量よりも大きかったのに対し、図３では実際の
送風量と必要送風量とが一致しており、適切に冷房が行
われ、冷房が過剰に行われることにより発生するエネル
ギー損失はなくなる。すなわち、被制御エリア３間で空
調負荷に大きなバラツキがあっても、全ての被制御エリ
ア３の室内温度を設定温度に保つことができ、過剰な送
風量を供給することによってエネルギーが無駄に消費さ
れてしまうことがない。

【００４９】〔ロードリセット制御上の問題の改善〕図
４において、ＶＡＶユニット２（２−１，２−２，２−
３）の最大風量が８００ＣＭＨに固定されており、最小
風量は固定されていないものとする。また、空調機１か
らの送風温度は１６．０℃に調整されているものとす
る。

【００５０】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
０．７５Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負
荷を１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調
負荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、ＶＡＶ風量制御装置９
−１，９−２の図示せぬ温度制御演算部９−１２，９−
２２およびＶＡＶ風量制御装置９−３の温度制御演算部
９−３２において、被制御エリア３−１への必要送風量
Ｑ１２が３００ＣＭＨ、被制御エリア３−２への必要送
風量Ｑ２２が４００ＣＭＨ、被制御エリア３−３への必
要送風量Ｑ３２が２００ＣＭＨとして求められたとす
る。また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−２の図示せ
ぬＣＯ₂ 制御演算部９−１１，９−２１およびＶＡＶ風
量制御装置９−３のＣＯ₂ 制御演算部９−３１におい
て、被制御エリア３−１への必要外気量Ｑ１１が１００
ＣＭＨ、被制御エリア３−２への必要外気量Ｑ２１が５
０ＣＭＨ、被制御エリア３−３への必要外気量Ｑ３１が
５０ＣＭＨとして求められたとする。

【００５１】この場合、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９
−２の図示せぬハイセレクト部９−１３，９−２３およ
びＶＡＶ風量制御装置９−３のハイセレクト部９−３３
は、被制御エリア３−１，３−２，３−３への最適風量
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として、必Ｑ１＝Ｑ１２＝３００ＣＭ
Ｈ、Ｑ２＝Ｑ２２＝４００ＣＭＨ、Ｑ３＝Ｑ３２＝２０
０ＣＭＨとして選択する。この最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３はＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３へ送られ、
これによってＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３の
ダンパ開度が制御され、被制御エリア３−１，３−２，
３−３への実際の風量が３００ＣＭＨ，４００ＣＭＨ，
２００ＣＭＨとされる。ＶＡＶユニット２−３では最小
風量が設定されていないので２００ＣＭＨとすることが
できる。

【００５２】一方、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は空
調機送風量制御装置１１へ送られ、合計部１１−１にお
いて最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の総和が空調機送風量Ｑ
（Ｑ＝３００ＣＭＨ＋４００ＣＭＨ＋２００ＣＭＨ＝９
００ＣＭＨ）として求められる。この空調機送風量Ｑは
空調機１へ与えられる。これによって、空調機１からの
実際の送風量は、空調機送風量Ｑ＝９００ＣＭＨに調整
される。

【００５３】また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた必要外気量Ｑ１１，Ｑ２１，Ｑ
３１も空調機送風量制御装置１１へ送られれる。空調機
送風量制御装置１１では、その外気比率演算部１１−２
１，１１−２２，１１−２３において、必要外気量Ｑ１
１と最適風量Ｑ１との比率ｋ１（ｋ１＝１００ＣＭＨ／
３００ＣＭＨ＝１／３）、必要外気量Ｑ２１と最適風量
Ｑ２との比率ｋ２（ｋ２＝５０ＣＭＨ／４００ＣＭＨ＝
１／８）、必要外気量Ｑ３１と最適風量Ｑ３との比率ｋ
３（ｋ３＝５０ＣＭＨ／２００ＣＭＨ＝１／４）を求め
る。

【００５４】外気比率演算部１１−２１，１１−２２，
１１−２３で求められた比率ｋ１，ｋ２，ｋ３はハイセ
レクト部１１−３へ与えられる。ハイセレクト部１１−
３は比率ｋ１，ｋ２，ｋ３の中で最も大きな比率を最大
比率ｋｍａｘとして選択する。この場合、ｋ１＝１／３
を最大比率ｋｍａｘとして選択する。この最大比率ｋｍ
ａｘ＝１／３は取入外気量演算部１１−４へ与えられ
る。取入外気量演算部１１−４は最大比率ｋｍａｘ＝１
／３を空調機送風量Ｑとこの空調機送風量Ｑに取り入れ
る外気量との比率として取入外気量Ｑｏｕｔを演算す
る。

【００５５】この場合、空調機送風量Ｑが９００ＣＭＨ
なので、取入外気量Ｑｏｕｔは３００ＣＭＨとして求め
られる。これにより、外気ダンパ出力演算部１１−４
は、取入外気量演算部１１−４で求められた取入外気量
Ｑｏｕｔ＝３００ＣＭＨが空調機１からの送風量Ｑに含
まれるように、外気ダンパ５，排気ダンパ６および還気
ダンパ７の開度を制御する。

【００５６】被制御エリア３に供給される実際の外気量
は実際の送風量×空調機外気量／空調機送風量として求
められるので、被制御エリア３−１については３００×
３００／９００＝１００ＣＭＨとされ、被制御エリア３
−２については４００×３００／９００≒１３３ＣＭＨ
とされ、被制御エリア３−３については２００×３００
／９００≒６６ＣＭＨとされる。この場合、被制御エリ
ア３−１の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検出器８−１からの
検出値から求められるように１００ＣＭＨ、被制御エリ
ア３−２，３−３の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検出器８−
２，８−３からの検出値から求められるように５０ＣＭ
Ｈであり、いずれも必要外気量は確保されている。

【００５７】ここで、図４と図８とを比較して分かるよ
うに、図８では被制御エリア３−３への実際の送風量を
必要送風量と等しくするために空調機１からの送風温度
を高くするロードリセット制御が行われたの対し、図４
では実際の送風量と必要送風量とが一致している。これ
により、ロードリセット制御を行うことなく適切に冷房
が行われ、被制御エリア３−１，３−２，３−３への送
風量が増大することがないので、図８と比較すると同一
の環境を保ちながら、空調機１からの送風量を半減で
き、ファンの搬送動力を軽減し、省エネルギー的に有利
となる。

【００５８】〔ＣＯ₂ 制御上の問題の改善〕図５におい
て、ＶＡＶユニット２（２−１，２−２，２−３）の最
大風量が８００ＣＭＨに固定されており、最小風量は固
定されていないものとする。また、空調機１からの送風
温度は１６．０℃に調整されているものとする。

【００５９】今、被制御エリア３−１での空調負荷を
１．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−２での空調負荷
を２．０Ｍｃａｌ／ｈ、被制御エリア３−３での空調負
荷を０．５Ｍｃａｌ／ｈとし、ＶＡＶ風量制御装置９−
１，９−２の図示せぬ温度制御演算部９−１２，９−２
２およびＶＡＶ風量制御装置９−３の温度制御演算部９
−３２において、被制御エリア３−１への必要送風量Ｑ
１２が４００ＣＭＨ、被制御エリア３−２への必要送風
量Ｑ２２が８００ＣＭＨ、被制御エリア３−３への必要
送風量Ｑ３２が２００ＣＭＨとして求められたとする。
また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−２の図示せぬＣ
Ｏ₂ 制御演算部９−１１，９−２１およびＶＡＶ風量制
御装置９−３のＣＯ₂ 制御演算部９−３１において、被
制御エリア３−１への必要外気量Ｑ１１が２００ＣＭ
Ｈ、被制御エリア３−２への必要外気量Ｑ２１が５０Ｃ
ＭＨ、被制御エリア３−３への必要外気量Ｑ３１が５０
ＣＭＨとして求められたとする。

【００６０】この場合、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９
−２の図示せぬハイセレクト部９−１３，９−２３およ
びＶＡＶ風量制御装置９−３のハイセレクト部９−３３
は、被制御エリア３−１，３−２，３−３への最適風量
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として、Ｑ１＝Ｑ１２＝４００ＣＭ
Ｈ、Ｑ２＝Ｑ２２＝８００ＣＭＨ、Ｑ３＝Ｑ３２＝２０
０ＣＭＨとして選択する。この最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３はＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３へ送られ、
これによってＶＡＶユニット２−１，２−２，２−３の
ダンパ開度が制御され、被制御エリア３−１，３−２，
３−３への実際の風量が４００ＣＭＨ，８００ＣＭＨ，
２００ＣＭＨとされる。ＶＡＶユニット２−３では最小
風量が設定されていないので２００ＣＭＨとすることが
できる。

【００６１】一方、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は空
調機送風量制御装置１１へ送られ、合計部１１−１にお
いて最適風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の総和が空調機送風量Ｑ
（Ｑ＝４００ＣＭＨ＋８００ＣＭＨ＋２００ＣＭＨ＝１
４００ＣＭＨ）として求められる。この空調機送風量Ｑ
は空調機１へ与えられる。これによって、空調機１から
の実際の送風量は、空調機送風量Ｑ＝１４００ＣＭＨに
調整される。

【００６２】また、ＶＡＶ風量制御装置９−１，９−
２，９−３で求められた必要外気量Ｑ１１，Ｑ２１，Ｑ
３１も空調機送風量制御装置１１へ送られれる。空調機
送風量制御装置１１では、その外気比率演算部１１−２
１，１１−２２，１１−２３において、必要外気量Ｑ１
１と最適風量Ｑ１との比率ｋ１（ｋ１＝２００ＣＭＨ／
４００ＣＭＨ＝１／２）、必要外気量Ｑ２１と最適風量
Ｑ２との比率ｋ２（ｋ２＝５０ＣＭＨ／８００ＣＭＨ＝
１／１６）、必要外気量Ｑ３１と最適風量Ｑ３との比率
ｋ３（ｋ３＝５０ＣＭＨ／２００ＣＭＨ＝１／４）を求
める。

【００６３】外気比率演算部１１−２１，１１−２２，
１１−２３で求められた比率ｋ１，ｋ２，ｋ３はハイセ
レクト部１１−３へ与えられる。ハイセレクト部１１−
３は比率ｋ１，ｋ２，ｋ３の中で最も大きな比率を最大
比率ｋｍａｘとして選択する。この場合、ｋ１＝１／２
を最大比率ｋｍａｘとして選択する。この最大比率ｋｍ
ａｘ＝１／２は取入外気量演算部１１−４へ与えられ
る。取入外気量演算部１１−４は最大比率ｋｍａｘ＝１
／２を空調機送風量Ｑとこの空調機送風量Ｑに取り入れ
る外気量との比率として取入外気量Ｑｏｕｔを演算す
る。

【００６４】この場合、空調機送風量Ｑが１４００ＣＭ
Ｈなので、取入外気量Ｑｏｕｔは７００ＣＭＨとして求
められる。これにより、外気ダンパ出力演算部１１−４
は、取入外気量演算部１１−４で求められた取入外気量
Ｑｏｕｔ＝７００ＣＭＨが空調機１からの送風量Ｑに含
まれるように、外気ダンパ５，排気ダンパ６および還気
ダンパ７の開度を制御する。

【００６５】被制御エリア３に供給される実際の外気量
は実際の送風量×空調機外気量／空調機送風量として求
められるので、被制御エリア３−１については４００×
７００／１４００＝２００ＣＭＨとされ、被制御エリア
３−２については８００×７００／１４００＝４００Ｃ
ＭＨとされ、被制御エリア３−３については２００×７
００／１４００＝１００ＣＭＨとされる。この場合、被
制御エリア３−１の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検出器８−
１からの検出値から求められるように２００ＣＭＨ、被
制御エリア３−２，３−３の必要外気量はＣＯ₂ 濃度検
出器８−２，８−３からの検出値から求められるように
５０ＣＭＨであり、いずれも必要外気量は確保されてい
る。

【００６６】ここで、図５と図９とを比較して分かるよ
うに、図９では被制御エリア３−１への実際の外気量が
必要外気量よりも小さかったのに対し、図５では実際の
外気量と必要外気量とが一致しており、被制御エリア３
−１での外気の不足が生じず、被制御エリア３−１，３
−２，３−３の全てについて必要外気量が確保される。

【００６７】また、この実施の形態では、被制御エリア
３−１，３−２，３−３のそれぞれについてＣＯ₂ 濃度
を測定しているので、被制御エリア３−１，３−２，３
−３毎の空気質を把握することができる。これにより、
図５に示されるような、被制御エリア３−２，３−３で
のＣＯ₂ 発生量が少なく、被制御エリア３−１でのＣＯ
₂ 発生量が多いような場合であっても、確実に被制御エ
リア３−１での空気質の悪化を検知することができ、被
制御エリア３−１，３−２，３−３の全てについてＣＯ
₂ 濃度を補償することができる。

【００６８】なお、この実施の形態では、被制御エリア
３−１，３−２，３−３にＣＯ₂ 濃度検出器８−１，８
−２，８−３を設けたが、ＣＯ₂ 濃度検出器に代えて空
気中の粉塵量等を検出する粉塵センサや空気中のＣＯの
濃度を検出するＣＯセンサなどを用いるようにしてもよ
い。粉塵センサには、その測定原理として、ディジタル
粉塵計（光学的）、テープエアサンプラー（光学的）、
ハイボリウムサンプラー（ろ過式）、ローボリウムサン
プラー（ろ過式）等がある。また、ＣＯセンサには、そ
の測定原理として非分散赤外法（ＮＤＩＲ）やガスクロ
法（ＦＩＤ）がある。

【００６９】

【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、第１発明では、第１〜第Ｎの被制御エリ
アの空気質の状態に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エ
リアへの必要外気量が求められ、第１〜第Ｎの被制御エ
リアの負荷状況に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリ
アへの必要送風量が求められ、この求められた第１〜第
Ｎの被制御エリアへの必要外気量と必要送風量とが各個
に比較され、何れか大きい方が最適送風量として第１〜
第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる一方、この第１
〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる最適送風量の
総和を空調機送風量として空調機からの送風量が制御さ
れると共に、第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えら
れる最適送風量と第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要外
気量との比率が各個に求められ、この求められた比率の
中で最も大きな比率を空調機からの送風量とこの送風量
に取り入れる外気量との比率として外気の取り入れ量が
制御されるものとなり、被制御エリアの必要外気量を確
保したうえで省エネルギー制御を実現することができ、
温度制御上の問題やロードリセット制御上の問題，ＣＯ
₂ 制御上の問題を解決することが可能となる。第２発明
では、第１発明において、第１〜第Ｎの被制御エリアの
炭酸ガス濃度の実測値に基づいてこの第１〜第Ｎの被制
御エリアへの必要外気量を求めるようにしたので、第１
発明の効果に加えて、炭酸ガス濃度の実測値より被制御
エリアに存在する人数の多少を判断し、その人数に応じ
た必要外気量を求めるようにすることが可能となり、合
理的に必要外気量の設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示すＶＡＶ制御シス
テムの要部を示す図である。

【図２】 ＣＯ₂ 濃度の検出値から必要外気量を求める
際に用いるグラフ（テーブル）を示す図である。

【図３】 図１のシステムにおける温度制御上の問題の
改善を説明する図である。

【図４】 このシステムにおけるロードリセット制御上
の問題の改善を説明する図である。

【図５】 このシステムにおけるＣＯ₂ 制御上の問題の
改善を説明する図である。

【図６】 ＶＡＶ制御システムの基本構成を例示する図
である。

【図７】 従来のシステムにおける温度制御上の問題を
説明する図である。

【図８】 従来のシステムにおけるロードリセット制御
上の問題を説明する図である。

【図９】 従来のシステムにおけるＣＯ₂ 制御上の問題
を説明する図である。

【符号の説明】

１…空調機、１−１…冷却コイル、２（２−１，２−
２，２−３）…ＶＡＶユニット、３（３−１，３−２，
３−３）…被制御エリア、４…還風機、５…外気ダン
パ、６…排気ダンパ、７…還気ダンパ、８（８−１，８
−２，８−３）…ＣＯ₂ 濃度検出器、９（９−１，９−
２，９−３）…ＶＡＶ制御装置、１０（１０−１，１０
−２，１０−３）…温度検出器、１１（１１−１，１１
−２，１１−３）…空調機送風量制御装置、９−３１…
ＣＯ₂ 制御演算部、９−３２…温度制御演算部、９−３
３…ハイセレクト部、１１−１…合計部、１１−２（１
１−２１，１１−２２，１１−２３）…外気比率演算
部、１１−３…ハイセレクト部、１１−４…取入外気量
演算部、１１−５…外気ダンパ出力演算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−64853（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−109313（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−164381（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93529（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/04 F24F 11/02 102

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調機からの送風を受け第１〜第Ｎの被
   制御エリアの負荷状況に応じてそこへの送風量を各個に
   制御する第１〜第Ｎの可変送風量調整手段を備えたＶＡ
   Ｖ制御システムにおいて、 前記第１〜第Ｎの被制御エリアの空気質の状態に基づい
   てこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要外気量を求め
   る必要外気量演算手段と、 前記第１〜第Ｎの被制御エリアの負荷状況に基づいてこ
   の第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要送風量を求める必
   要送風量演算手段と、 前記必要外気量演算手段によって求められた前記第１〜
   第Ｎの被制御エリアへの必要外気量と前記必要送風量演
   算手段によって求められた前記第１〜第Ｎの被制御エリ
   アへの必要送風量とを各個に比較し何れか大きい方を最
   適送風量として前記第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ
   与えるハイセレクト手段と、 このハイセレクト手段によって前記第１〜第Ｎの可変給
   気量調整手段へ与えられる最適送風量の総和を空調機送
   風量として前記空調機からの送風量を制御する空調機送
   風量制御手段と、 前記第１〜第Ｎの可変給気量調整手段へ与えられる最適
   送風量と前記必要外気量演算手段によって求められた前
   記第１〜第Ｎの被制御エリアへの必要外気量との比率を
   各個に求める外気比率演算手段と、 この外気比率演算手段によって求められた比率の中で最
   も大きな比率を選択し、この比率を前記空調機からの送
   風量とこの送風量に取り入れる外気量との比率として外
   気の取り入れ量を制御する外気取入量制御手段とを備え
   たことを特徴とするＶＡＶ制御システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記必要外気量演算
   手段は、前記第１〜第Ｎの被制御エリアの炭酸ガス濃度
   の実測値に基づいてこの第１〜第Ｎの被制御エリアへの
   必要外気量を求めることを特徴とするＶＡＶ制御システ
   ム。