JP6866277B2 - 空気調和システム及び空気調和システムの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和システム及び空気調和システムの制御方法に関する。

熱交換器により空気に任意の熱量を供給又は除去し、熱量を供給又は除去された空気を送風機により任意の送風量で送風する空気調和機と、空気調和機からダクトを介して送風された空気を対象区域の測定温度と設定温度との差等の状況に応じてダンパを開閉することにより任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニット（ＶＡＶ（variable air volume）ユニット）とを備えた空気調和システムが知られている。このような空気調和システムでは、例えば、特許文献１に開示されているように、可変風量の閾値に対する可変風量ユニットが対象区域に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機の熱交換器が空気に対して供給又は除去する熱量が制御され、可変風量ユニットが対象区域に給気する可変風量に応じて空気調和機の送風機が空気を送風する送風量が制御される。

特開平８‐２８９４０号公報

ところで、上記のような空気調和システムでは、暖房期又は冷房期において、可変風量の上限値と下限値との間の可変風量の閾値は経験的に固定の値で設定されており、空気調和システムの運転状態に応じて変更されることはない。そのため、効率の点では不適切な制御が行われることがあり、改善の余地がある。

そこで本発明は、効率の点でより適切な制御が可能な空気調和システム及び空気調和システムの制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、空気調和機と、空気調和機から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニットと、空気調和機の給気温度と送風量とを制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットは、空調状態量に基づいて、可変風量の閾値を設定し、可変風量の閾値に対する可変風量ユニットが対象区域に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機の給気温度を制御する空気調和システムである。

この構成によれば、空気調和機と、空気調和機から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニットと、空気調和機の給気温度と送風量とを制御する制御ユニットとを備えた空気調和システムにおいて、制御ユニットにより、空調状態量に基づいて、可変風量の閾値が設定され、可変風量の閾値に対する可変風量ユニットが対象区域に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機の給気温度が制御されるため、空調状態量に基づいて給気温度を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができるため、効率の点でより適切な制御が可能となる。

この場合、複数の可変風量ユニットを備え、制御ユニットは、複数の可変風量ユニットのそれぞれに共通の可変風量の閾値を設定してもよい。

この構成によれば、空気調和システムは複数の可変風量ユニットを備え、制御ユニットにより、複数の可変風量ユニットのそれぞれに共通の可変風量の閾値が設定されるため、少ない演算量により可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

あるいは、本発明の空気調和システムでは、複数の可変風量ユニットを備え、制御ユニットは、複数の可変風量ユニットごとに可変風量の閾値を設定してもよい。

この構成によれば、空気調和システムは複数の可変風量ユニットを備え、制御ユニットにより、複数の可変風量ユニットごとに可変風量の閾値が設定されるため、複数の可変風量ユニットごとの個別性をより反映しつつ、可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

一方、本発明は、空気調和機と、空気調和機から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニットと、空気調和機の給気温度と送風量とを制御する制御ユニットとを備えた空気調和システムの制御方法であって、空調状態量に基づいて、可変風量の閾値を設定する閾値設定工程と、可変風量の閾値に対する可変風量ユニットが対象区域に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機の給気温度を制御する給気温度制御工程とを備えた空気調和システムの制御方法である。

この場合、空気調和システムは複数の可変風量ユニットを備え、閾値設定工程では、複数の可変風量ユニットのそれぞれに共通の可変風量の閾値を設定してもよい。

あるいは、空気調和システムは複数の可変風量ユニットを備え、閾値設定工程では、複数の可変風量ユニットごとに可変風量の閾値を設定してもよい。

本発明の空気調和システム及び空気調和システムの制御方法によれば、効率の点でより適切な制御が可能となる。

第１実施形態の空気調和システムを示す図である。 図１の空気調和システムの制御方法の工程を示すフローチャートである。 図１の空気調和システムの制御方法の送風量制御工程を示すフローチャートである。 対象区域の設定温度、対象区域の検出温度、可変風量及び可変風量の閾値との関係を示すグラフである。 可変風量ユニットそれぞれの可変風量の可変風量の閾値に対するパターンに対して熱交換器が空気に対して除去する熱量の関係を示す表である。 任意に設定された空気搬送効率に対して、熱交換器が空気に対して除去する熱量と、可変風量の閾値との予め定められた関係を示すグラフである。 任意に設定された空気搬送効率に対して、給気側と排気側との温度差と、定格可変風量に対する可変風量の比との予め定められた関係を示すグラフである。 第３実施形態の空気調和システムにおける消費電力及び可変風量の閾値の変化を示すグラフである。 第４実施形態の空気調和システムにおける空気搬送効率及び可変風量の閾値の変化を示すグラフである。 実験例のシミュレーションの条件を示す表である。 １年間のシミュレーションにおける実験例及び比較例の送風機の消費電力量と空気搬送効率との年間集計値を示すグラフである。 代表日における実験例及び比較例の定格可変風量に対する可変風量の閾値の比を示すグラフである。 代表日における実験例及び比較例の給気温度を示すグラフである。 代表日における実験例及び比較例の送風機の送風量を示すグラフである。 代表日における実験例及び比較例の空気搬送効率を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る空気調和システム及び空気調和システムの制御方法について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態の空気調和システム１は、空気調和機２、可変風量ユニット３及び制御ユニット４を備えている。空気調和機２は、空気に任意の熱量を供給又は除去する熱交換器５と、熱交換器５により熱量を供給又は除去された空気を任意の送風量で送風する送風機６とを有する。

熱交換器５は、熱交換器５（冷温水コイル）を循環する水によりダクト１３を介して外気から導入された空気に任意の熱量を供給又は除去する。熱交換器５は、流量を制御するための制御弁８を有する往き管７から水を供給され、熱交換器５の内部を循環した水を還り管９に返送する。往き管７は、熱交換器５の内部を循環する水の流量を計測する流量計１０をさらに有する。

往き管７は、往き管７から供給される水の温度を計測する入口温度センサ１１を有する。還り管９は、還り管９に返送される水の温度を計測する出口温度センサ１２を有する。流量計１０、入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２の計測値は制御ユニット４に送信される。流量計１０、入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２の計測値により、制御ユニット４は、熱交換器５が空気に対して供給又は除去した熱量を演算する。

送風機６は、ダクト１３を介して外気から導入され、熱交換器５により熱量を供給又は除去された空気を電動機により回転させられたファンにより任意の送風量で送風する。また、送風機６は、送風機６の送風に要した消費電力を計測する電力計１４を有する。なお、送風機６の送風に要した消費電力を計測しない場合は、電力計１４は省略されてもよい。また、送風機６は、送風機６が送風する空気の送風量を計測する送風量センサを有していてもよい。

可変風量ユニット３は、空気調和機２からダクト１５を介して送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域１７に給気する。ダクト１５は、ダクト１５を介して送風される空気の温度を計測する給気側温度センサ１６を有する。給気側温度センサ１６の計測値は制御ユニット４に送信される。可変風量ユニット３は、単数又は複数備えられている。本実施形態では可変風量ユニット３は対象区域１７に対して複数備えられている。なお、可変風量ユニット３が複数備えられている場合、複数の可変風量ユニット３のそれぞれは、可変風量ユニット３ごとに区画された対象区域１７に空気を給気してもよいし、可変風量ユニット３のそれぞれに共通の対象区域１７に空気を給気してもよい。

可変風量ユニット３は、ダンパの開度を変更することにより、可変風量を制御する。可変風量ユニット３には、可変風量の最小風量及び最大風量（例えば、定格可変風量）が設けられており、可変風量ユニット３は、最小風量及び最大風量の間で可変風量を制御する。可変風量ユニット３のそれぞれは、可変風量ユニット３が給気する空気の可変風量を計測する可変風量計１８を有する。可変風量計１８の計測値及び可変風量ユニット３のダンパの開度は制御ユニット４に送信される。

対象区域１７の可変風量ユニット３のそれぞれが空気を給気する給気口の近傍には、対象区域１７の温度を設定する温度設定機１９と、対象区域の温度を計測する対象区域温度センサ２０とが備えられている。可変風量ユニット３は、温度設定機１９に設定された温度と対象区域温度センサ２０により計測された温度との差に基づいて、ダンパの開度を変更することにより、可変風量を自律的に制御する。温度設定機１９に設定された温度と対象区域温度センサ２０により計測された温度とは制御ユニット４に送信される。

対象区域１７には、可変風量ユニット３により給気された空気を還気するダクト２１が接続されている。ダクト２１は、ダクト２１を介して還気される空気の温度を計測する還気側温度センサ２２を有する。還気側温度センサ２２の計測値は制御ユニット４に送信される。空気調和機２が外気を導入するためのダクト１３には外気の導入量を制御するダンパ２３が備えられている。可変風量ユニット３により給気された空気を対象区域１７から還気するダクト２１には排気量を制御するダンパ２４が備えられている。ダクト１３とダクト２１とはダクト２５により接続されている。ダクト２５には、ダクト２５を流通する空気の量を制御するダンパ２６が備えられている。

制御ユニット４は、空気調和機２の給気温度と送風量とを制御する。制御ユニット４は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御装置である。制御ユニットでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＲＡＭにロードされ、ＣＰＵで実行されることで、後述する空気調和システムの制御方法の各工程が実行される。なお、制御ユニット４は、図１に示すように、空気調和機２の内部に格納されていてもよく、空気調和機２の外部に配置され、空気調和機２の外部から空気調和機２の給気温度と送風量とを制御してもよい。

以下、本実施形態の空気調和システム１の制御方法について説明する。図２に示すように、制御ユニット４により、空調状態量に基づいて、可変風量の閾値を設定する閾値設定工程が行われる（Ｓ１）。可変風量の閾値とは、後述するように、空気調和機２の給気温度を制御するために可変風量ユニット３の可変風量（計測値）に対して設定された可変風量の値である。可変風量の閾値が扱われる場合における可変風量とは、可変風量ユニット３の可変風量の絶対値、可変風量ユニット３のダンパの開度の絶対値、可変風量ユニット３の定格可変風量に対する可変風量ユニット３の可変風量（計測値）の割合及び可変風量ユニット３のダンパの最大開度に対する可変風量ユニット３のダンパの開度の割合が含まれる。

空調状態量とは、空気調和システム１における定量化された状態量を意味する。空調状態量には、空気調和システム１における計測され定量化された状態量が含まれる。空調状態量には、例えば、空気調和システム１における熱量、消費電力、空気搬送効率、風量、温度差、エンタルピ差、圧力、電流値及びファン回転数が含まれる。

空調状態量に含まれる熱量とは、例えば、空気調和システム１が処理すべき負荷又は空気調和システム１に要求される熱量を意味する。また、空調状態量に含まれる熱量とは、例えば、熱交換器５が処理する熱量（計測値）を意味する。熱交換器５が処理する熱量は、例えば、水側の熱交換器５の出入口温度差×熱交換器５の水量により演算される。また、熱交換器５が処理する熱量は、例えば、空気側の熱交換器５の出入口温度差×送風機６の送風量により演算される。また、熱交換器５が処理する熱量は、例えば、空気側の熱交換器５の出入口エンタルピ差×送風機６の送風量により演算される。

また、空調状態量に含まれる熱量とは、例えば、空気調和システム１が対象区域１７に対して供給する熱量（計測値）を意味する。空気調和システム１が対象区域１７に対して供給する熱量は、例えば、還気（ダクト２１）と給気（ダクト１５）との温度差×送風機６の送風量により演算される。また、空気調和システム１が対象区域１７に対して供給する熱量は、例えば、還気（ダクト２１）と給気（ダクト１５）との温度差×可変風量ユニット３の可変風量の合計値（可変風量計１８の計測値の合計値）により演算される。また、空気調和システム１が対象区域１７に対して供給する熱量は、例えば、対象区域１７の温度（対象区域温度センサ２０）と給気温度との温度差×可変風量ユニット３の可変風量の合計値（可変風量計１８の計測値の合計値）により演算される。

なお、上記の空気の温度差は空気のエンタルピ差に置き換えてもよい。また、上記の水の温度差から熱量を演算する場合、正確には水の比熱をさらに乗じる必要がある。また、上記の空気の温度差から熱量を演算する場合、正確には空気の比熱をさらに乗じる必要がある。

空調状態量に含まれる消費電力とは、例えば、送風機６の消費電力（計測値）を意味する。空気状態量に含まれる空気搬送効率（ＡＴＦ：Air TransportFactor）とは、空気調和機２が送風に要する消費電力（計測値）に対する空気調和機２が空気に対して付与又は除去する熱量（計測値）の比を意味する。

空調状態量に含まれる風量とは、例えば、送風機６の送風量を意味する。また、空調状態量に含まれる風量とは、例えば、ダクト２１の還気風量（計測値）を意味する。また、空気状態量に含まれる風量とは、例えば、可変風量ユニット３のそれぞれの可変風量（可変風量計１８の計測値）を意味する。また、空気状態量に含まれる風量とは、例えば、可変風量ユニット３の可変風量の合計値（可変風量計１８の計測値の合計値）を意味する。なお、可変風量ユニット３の可変風量は、可変風量ユニット３の要求可変風量（可変風量の制御上の演算値）に置き換えてもよい。

空調状態量に含まれる温度差とは、例えば、空気側の熱交換器５の出入口温度差（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれる温度差とは、例えば、還気（ダクト２１）と給気（ダクト１５）との温度差を意味する。また、空調状態量に含まれる温度差とは、例えば、対象区域１７の温度（対象区域温度センサ２０）と給気温度との温度差を意味する。

空調状態量に含まれるエンタルピ差とは、例えば、空気側の熱交換器５の出入口エンタルピ差（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれるエンタルピ差とは、例えば、還気（ダクト２１）と給気（ダクト１５）とのエンタルピ差（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれるエンタルピ差とは、例えば、対象区域１７のエンタルピと給気（ダクト１５）のエンタルピとの差（計測値）を意味する。

空調状態量に含まれる圧力とは、例えば、送風機６のファンの吐出圧（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれる圧力とは、例えば、送風機６のファンの前後差圧（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれる圧力とは、例えば、空気調和機２の前後差圧（計測値）を意味する。また、空調状態量に含まれる圧力とは、例えば、送風機６のファンの吐出圧と対象区域１７の圧力との差（計測値）を意味する。

空気状態量に含まれる電流値とは、例えば、送風機６のファンを回転させる電動機の電流値（計測値）を意味する。空気状態量に含まれるファン回転数とは、送風機６のファンの回転数を意味する。なお、空気状態量に含まれるファン回転数は、送風機６のファンを回転させる電動機に印加される電圧の周波数により表されてもよい。

本実施形態の閾値設定工程では、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量と、熱量に応じて決められる空気調和機２の送風に要する消費電力とに基づいて、可変風量の閾値が設定される。より具体的には、本実施形態の閾値設定工程では、空気調和機２が送風に要する消費電力に対する空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量の比である空気搬送効率に基づいて、可変風量の閾値が設定される。本実施形態の閾値設定工程では、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値が設定される。

また、制御ユニット４により、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度を制御する給気温度制御工程が行われる（Ｓ２）。閾値設定工程及び給気温度制御工程は、例えば、数十秒〜数分程度の制御周期で繰り返し実行される。

また、図３に示すように、制御ユニット４により、可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量に応じて送風機６が空気を送風する送風量を制御する送風量制御工程が行われる（Ｓ１１）。送風量制御工程では、可変風量ユニット３のそれぞれが対象区域１７に給気する可変風量に応じて送風機６が空気を送風する送風量が制御される。送風量制御工程は、例えば、数秒〜数十秒程度の制御周期で繰り返し実行される。

以下、給気温度制御工程において、制御ユニット４により、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御される態様の一例について説明する。上述したように、可変風量ユニット３は、温度設定機１９に設定された温度と対象区域温度センサ２０により計測された温度との差に基づいて、可変風量を自律的に制御する。図４に示すように、可変風量の閾値は、最小風量を下限とし、最大風量を上限とする任意の値に設定される。以下、冷房モードでの動作を例として説明する。

上述したように本実施形態の空気調和システム１では、制御ユニット４により、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値が設定される。制御ユニット４は、複数の可変風量ユニット３ごとに、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小の状態が最小ゾーン、目標ゾーン、中間ゾーン及び最大ゾーンのいずれかであるかを決定する。

制御ユニット４は、例えば、図５に示すようなテーブルに従って、空気調和機２の給気温度を制御する。なお、図５のテーブルはあくまでも一例であり、図５以外の規則に従って、制御ユニット４は、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度を制御してもよい。このように、給気設定温度を変更し、対象区域１７への熱量供給能力を変化させることを給気温度最適化制御と呼ぶ。また、制御ユニット４は、例えば、可変風量ユニット３が給気する空気の可変風量を計測する可変風量計１８の計測値の合計値に基づいて、送風機６が空気を送風する送風量を制御する。あるいは制御ユニット４は、可変風量ユニット３のダンパの開度から推定される可変風量ユニット３の可変風量の合計値に基づいて、送風機６が空気を送風する送風量を制御してもよい。

しかし、従来の空気調和システム１では、図５のテーブルを用いる場合、可変風量が最小風量に達すると、制御ユニット４はその可変風量ユニット３が給気している対象区域１７の区域が冷え過ぎ状態であると判断し、給気温度を引き上げる。その後、全ての可変風量ユニット３の可変風量が目標ゾーンあるいは中間ゾーンに達してその状態で安定すると、空気調和機２の給気温度及び送風量は一定となる。

従来の空気調和システム１では、中間ゾーンと目標ゾーンとの境界を定めるための可変風量の閾値は経験的に固定の値で設定されており、空気調和システム１の運転状態に応じて変更されることはない。可変風量の閾値が比較的大きい値で設定されている場合、目標ゾーンの範囲が拡大し、空気調和機２の給気温度の制御の状態は図５におけるパターンV又はパターンVIに該当しやすい状態となり、給気温度が安定し易くなる。結果、省エネルギーの観点から、送風機６が空気を送風する送風量を減少させることにより送風機６の消費電力を減少させ、給気温度を下げた方が好ましい場合であっても給気温度が高止まりし、可変風量ユニット３の可変風量は最小風量に対して余裕のある値で運用され、送風機６の送風量の増加による送風機６の消費電力の増加を招いている。

反対に可変風量の閾値が比較的小さい値で設定されている場合、空気調和機２の給気温度の制御の状態は図５におけるパターンII又はパターンIVに該当しやすい状態となり、給気温度は短い時間周期で上昇と低下を繰り返し、適切な制御がなされなくなってしまうことがある。そのため、従来の空気調和システム１では、可変風量の閾値は、通常は、大きめの値で設定されることが多く、送風機６の消費電力の削減が課題となっている。また、給気温度が高い状態で運用される場合が多いため、潜熱負荷を処理（除湿）できず、対象区域１７の湿度が高い状態となっている。

そこで、本実施形態の空気調和システム１では、図２に示すように、空気調和機２が空気に対して除去する熱量と、熱量に応じて決められる空気調和機２の送風に要する消費電力とに基づいて、可変風量の閾値を設定する閾値設定工程が行われる（Ｓ１）。閾値設定工程では、ある熱量（負荷状態）に対して送風に要する消費電力が算出され、その消費電力に相当する風量に基づいて可変風量の閾値が設定される。より具体的には、例えば、閾値設定工程では、空気調和機２が送風に要する消費電力に対する空気調和機２が空気に対して除去する熱量の比である空気搬送効率に基づいて、可変風量の閾値が設定される。つまり、消費電力は空気搬送効率の観点から求められてもよい。さらに具体的には、閾値設定工程では、制御ユニット４により、送風機６の消費電力に対する熱交換器５が空気に対して除去する熱量の比である空気搬送効率について、熱交換器５が空気に対して除去する熱量に対して、任意に設定された空気搬送効率を達成可能な送風量で送風機６が空気を送風するように、可変風量の閾値が設定される。閾値設定工程では、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値が設定される。

閾値設定工程では、送風機６が空気を送風する送風量を変数とする送風機６の消費電力の関数について、任意に設定された空気搬送効率に対する熱交換器５が空気に対して除去する熱量の比を関数の逆関数に代入することにより送風機６が空気を送風する送風量が演算される。ここで、空気搬送効率は以下の式（１）により演算される。
空気搬送効率＝熱交換器５が空気に対して除去する熱量÷送風機６の消費電力 …（１）

また、送風機６の消費電力は、送風機６の送風量を用いて以下の式（２）のように近似することができる。ここで、関数Ｆ（ｘ）はｘの多項式等で表現できる。また、送風機６の送風量は、例えば、可変風量計１８の計測値の合計値を適用することができる。
送風機６の消費電力≒Ｆ（送風機６の送風量） …（２）

空気搬送効率向上のために空気搬送効率をある値以上で空気調和システム１を運転したい場合、目標とする送風機６の送風量は以下の式（３）で演算できる。ここで、関数Ｆ^−１（ｘ）は関数Ｆ（ｘ）の逆関数である。よって、関数Ｆ（ｘ）が既知であり、熱交換器５が空気に対して除去する熱量を計測すれば、目標とする空気搬送効率に基づく目標とする送風機６の送風量を演算することができる。
目標とする送風機６の送風量＝Ｆ^−１（熱交換器５が空気に対して除去する熱量÷目標とする空気搬送効率） …（３）

なお、熱交換器５が空気に対して除去する熱量は以下の式（４）で演算できる。還気温度は、例えば、還気側温度センサ２２の計測値を適用することができる。給気温度は、例えば、給気側温度センサ１６の計測値を適用することができる。また、熱交換器５が空気に対して除去する熱量は、例えば、外気負荷を含めずに、還気側温度センサ２２の計測値と給気側温度センサ１６の計測値との差と、可変風量計１８の計測値の合計値との積により算出されてもよい。また、熱交換器５が空気に対して除去する熱量は、例えば、外気負荷を含めずに、可変風量ユニット３の給気口の近傍の温度設定機１９の温度設定値と対象区域温度センサ２０の計測値との差と、可変風量計１８の計測値又は可変風量ユニット３のダンパの開度から推定される可変風量ユニット３の可変風量との積の全ての可変風量ユニット３についての合計値とにより算出されてもよい。あるいは、熱交換器５が空気に対して除去する熱量は、例えば、外気負荷を含めて、入口温度センサ１１の計測値と出口温度センサ１２の計測値との差と、往き管７及び還り管９の流量との積により算出されてもよい。熱交換器５が空気に対して除去する熱量、空気搬送効率及び可変風量の閾値は、外気負荷を含めずに演算しても、外気負荷を含めて演算してもよい。
熱交換器５が空気に対して除去する熱量＝（還気温度−給気温度）×送風機６の送風量 …（４）

この目標とする送風機６の送風量を即時的に演算し、この送風量に基づいて可変風量の閾値を設定すれば、目標とする空気搬送効率に近い状態で空気調和システム１を運転することが可能となる。閾値設定工程では、以下の式（５）のように、送風機６の定格送風量（例えば、送風機６の最大の送風量）に対する送風機６が空気を送風する送風量の比と、可変風量ユニット３の定格可変風量（例えば、最大風量）に対する可変風量の閾値の比とが等しくなるように、可変風量の閾値が設定される。送風機６の定格送風量に対する送風機６が空気を送風する送風量の比は例えばパーセンテージで表現され、可変風量ユニット３の状態の判断に用いられる。なお、式（５）は送風機６の定格風量と可変風量ユニット３の定格可変風量の合計値とが等しいとの前提によるものであるが、もし、送風機６の定格風量と可変風量ユニット３の定格可変風量の合計値との差異が大きい場合は、実際の風量に合わせた以下の式（５）′を適用してもよい。
可変風量の閾値＝可変風量ユニット３の定格可変風量×目標とする送風機６の送風量÷送風機６の定格送風量 …（５）
可変風量の閾値＝可変風量ユニット３の定格可変風量×目標とする送風機６の送風量÷可変風量ユニット３の定格可変風量の合計値 …（５）′

なお、制御ユニット４は、上記の式（１）〜（５）の演算を必ずしも即時的に行わなくともよい。閾値設定工程では、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量と、熱量に応じて任意に決められる空気調和機２の送風に要する消費電力と、可変風量の閾値との予め定められた関係に基づいて、可変風量の閾値が設定されてもよい。あるいは、閾値設定工程では、任意に設定された空気搬送効率に対して、熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量と、可変風量の閾値との予め定められた関係に基づいて、可変風量の閾値が設定されてもよい。例えば、図６に示すように、任意に設定された空気搬送効率に対して、熱交換器５が空気に対して除去する熱量と可変風量の閾値との関係を簡単な一次式等で近似しておいてもよい。なお、この場合も、最小風量と最大風量との間の区間の範囲内で可変風量の閾値の下限値及び上限値が設けられる。

あるいは、図７に示すように、任意に設定された空気搬送効率に対して、熱交換器５が空気に対して除去する熱量に対応した給気側と排気側との温度差と、定格可変風量に対する可変風量の比との予め定められた関係を示すグラフ（線図、チャート）を用いてもよい。これにより、時々刻々の温度差と可変風量とをモニタリングしながら目標とする空気搬送効率に応じた可変風量の閾値を算出することができる。温度差と可変風量との現在値から現在の状態を検知し、図７のグラフ上で等熱量ラインと目標とする空気搬送効率の交点を見出し、その交点の定格可変風量に対する可変風量の比をそのまま可変風量の閾値として設定することができる。図７のグラフを作成するための演算式は式（１）〜（５）と同様である。図７のグラフは数式または表の形式に置き換えて使用されても良い。暖房モードにおいても、熱交換器５が空気に対して供給する熱量について、上記と同様の制御が行われる。

本実施形態では、空気調和機２と、空気調和機２から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域１７に給気する可変風量ユニット３と、空気調和機２の給気温度と送風量とを制御する制御ユニット４とを備えた空気調和システム１において、制御ユニット４により、空調状態量に基づいて、可変風量の閾値が設定され、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御されるため、空調状態量に基づいて給気温度を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができるため、効率の点でより適切な制御が可能となる。

より詳細には、本実施形態では、空気調和システム１において、制御ユニット４により、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量と、熱量に応じて決められる空気調和機２の送風に要する消費電力とに基づいて、可変風量の閾値が設定され、可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御されるため、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量に応じて任意に設定された空気調和機２の送風に要する消費電力に基づいて給気温度を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができ、設定された消費電力に近い状態で空気調和システム１を運転することが可能になるため、効率の点でより適切な制御が可能となる。

つまり、本実施形態では、可変風量ユニット３の可変風量の状態を判断するために用いる可変風量の閾値を、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量に応じて任意に設定された空気調和機２の送風に要する消費電力、例えば、空気搬送効率に応じて即時的に変化させることで、空気搬送効率を向上させ送風機６の消費電力を削減することができる。実際の負荷状態に応じて可変風量の閾値を変化させるため、対象区域１７の温度の制御性に悪影響を与える可能性も小さい。関数Ｆ（ｘ）は単調増加関数であるため、冷却負荷が大きい場合には、可変風量の閾値も大きくなり、制御範囲を広く取ることができる。更に、送風機６の送風量をより小さい送風量で運転できる時間が増えるため、給気設定温度が低下し除湿量も確保することができる。

また、本実施形態では、空気調和システム１は複数の可変風量ユニット３を備え、制御ユニット４により、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値が設定されるため、少ない演算量により任意に設定された空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

また、本実施形態では、送風機６が空気を送風する送風量を変数とする送風機６の消費電力の関数Ｆ（ｘ）により送風機６の消費電力を近似し、制御ユニット４により、当該関数Ｆ（ｘ）について、任意に設定された空気搬送効率に対する熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量の比を当該関数の逆関数Ｆ^−１（ｘ）に代入することにより送風機６が空気を送風する送風量が演算される。また、制御ユニット４により、送風機６の定格送風量に対する送風機６が空気を送風する送風量の比と、可変風量ユニット３の定格可変風量に対する可変風量の閾値の比とが等しくなるように、可変風量の閾値が設定される。これにより、任意に設定された空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

あるいは、本実施形態では、制御ユニット４により、空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量と、熱量に応じて任意に決められる空気調和機２の送風に要する消費電力と、可変風量の閾値との予め定められた関係、例えば、任意に設定された空気搬送効率に対して、熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量と、可変風量の閾値との予め定められた関係に基づいて、可変風量の閾値が設定される。これにより、任意に設定された消費電力や空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、空気調和システム１は複数の可変風量ユニット３を備え、閾値設定工程では、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定される。熱量制御工程では、複数の可変風量ユニット３ごとに設定された可変風量の閾値に対する可変風量ユニットのそれぞれが対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御される。

より具体的には、閾値設定工程では、複数の可変風量ユニット３ごとの送風機６の消費電力に対する複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量の比である空気搬送効率について、複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量に対して、複数の可変風量ユニット３ごとに任意に設定された空気搬送効率を達成可能な複数の可変風量ユニット３ごとの送風量で送風機６が空気を送風するように、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定される。

複数の可変風量ユニット３ごとの送風機６の消費電力は、例えば、可変風量計１８それぞれの計測値や、可変風量ユニット３のそれぞれのダンパの開度から算出することができる。複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量は、例えば、可変風量ユニット３の給気口の近傍の温度設定機１９の温度設定値と対象区域温度センサ２０の計測値との差と、可変風量計１８の計測値又は可変風量ユニット３のダンパの開度から推定される可変風量ユニット３の可変風量との積から算出することができる。

閾値設定工程では、送風機６が空気を送風する複数の可変風量ユニット３ごとの送風量を変数とする送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要する搬送動力（理論上の消費電力）の関数について、複数の可変風量ユニット３ごとに任意に設定された空気搬送効率に対する複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量の比を関数の逆関数に代入し、送風機６が空気を送風する複数の可変風量ユニットごとの送風量を演算することにより、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定される。

例えば、上記の式（１）〜式（３）は以下の式（６）〜式（８）のように置き換えられる。なお、ΔＰは送風機６の前後差圧である。前後差圧とは、送風機６のファンの前後差圧を意味する。
空気搬送効率＝可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量÷送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要する搬送動力 …（６）
送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要する搬送動力≒ΔＰ×可変風量ユニット３ごとの可変風量÷効率 …（７）
可変風量の閾値＝可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量×効率÷目標とする空気搬送効率÷ΔＰ …（８）

ここで、以下の式（９）〜式（１１）が適用される。式（９）は比エンタルピを用いて熱量を演算しているが、温度を用いても良い。また、式（９）は外気負荷を含めずに熱量を演算しているが、可能であれば外気負荷を含めて熱量を演算してもよい。式（１０）の関数Ｇ（ｘ）はｘの多項式等で表現できる。式（１１）のＨ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの多項式等で表現できる。
可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量＝（排気の比エンタルピ−給気の比エンタルピ）×可変風量ユニット３ごとの可変風量 …（９）
ΔＰ＝Ｇ（送風機６の送風量） …（１０）
効率＝Ｈ（ΔＰ，送風機６の送風量） …（１１）

また、上記第１実施形態と同様に、閾値設定工程では、複数の可変風量ユニット３ごとに任意に設定された空気搬送効率に対して、複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量と、複数の可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値との予め定められた関係に基づいて、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定されてもよい。つまり、複数の可変風量ユニット３ごとに、図６又は図７に示すようなグラフが作成されてもよい。

本実施形態では、複数の可変風量ユニット３を備え、制御ユニット４により、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定されるため、複数の可変風量ユニット３ごとの個別性をより反映しつつ、任意に設定された空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

また、本実施形態では、制御ユニット４により、送風機６が空気を送風する複数の可変風量ユニット３ごとの送風量を変数とする送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要する搬送動力の関数について、複数の可変風量ユニット３ごとに任意に設定された空気搬送効率に対する複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量の比を関数の逆関数に代入し、送風機６が空気を送風する複数の可変風量ユニット３ごとの送風量を演算することにより、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定される。これにより、複数の可変風量ユニット３ごとの個別性をより反映しつつ、任意に設定された空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

あるいは、本実施形態では、制御ユニット４により、複数の可変風量ユニット３ごとに任意に設定された空気搬送効率に対して、複数の可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量と、複数の可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値との予め定められた関係に基づいて、複数の可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値が設定される。これにより、複数の可変風量ユニット３ごとの個別性をより反映しつつ、任意に設定された空気搬送効率に応じて熱量を制御するための可変風量の閾値を即時的に変化させつつ設定することができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、閾値設定工程では、制御ユニット４は、任意に設定された目標消費電力（予定消費電力）と空気調和機２の送風に要した消費電力（計測値）との差に基づいて、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値を段階的に変更しつつ設定（修正）する。例として、上記第１実施形態のように、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値を設定し、当該閾値を修正する態様について説明する。

本実施形態では、まず、早朝時等の空気調和システム１の立ち上がり時に、可変風量ユニット３の可変風量の閾値が初期値に設定される。例えば、可変風量ユニット３の定格可変風量である１００ｍ^３／ｈから、可変風量の閾値の初期値は従来と同様に定格可変風量の５０％である５０ｍ^３／ｈに設定される。なお、上記第１実施形態と同様に空気調和機２が空気に対して供給又は除去する熱量と、熱量に応じて任意に決められる空気調和機２の送風に要する消費電力とに基づいて、可変風量の閾値の初期値が設定されてもよい。

制御ユニット４は、電力計１４により空気調和機２の送風機６の送風に要した消費電力（計測値）を取得する。また、上記第１実施形態と同様に、制御ユニット４により、給気温度制御工程が行われる。また、上記第１実施形態と同様に、制御ユニット４により、送風量制御工程が行われる。

以下、本実施形態の閾値設定工程の例について説明する。図８に示すように、時刻ｔ１において、目標消費電力に対して消費電力が大きいときは、制御ユニット４は、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。時刻ｔ２においても、目標消費電力に対して消費電力が大きいため、制御ユニット４は、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。

時刻ｔ３において、目標消費電力に対して消費電力が小さくなったため、制御ユニット４は、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により増大させる修正を行う。時刻ｔ４において、目標消費電力に対して消費電力が再び大きくなったため、制御ユニット４は、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。時刻ｔ５においても同様の制御が行われる。

可変風量の閾値の修正量は、例えば、以下の式（１２）、式（１３）及び式（１３‐１）のような方法で求められる。また、可変風量の閾値の修正量は、例えば、以下の式（１２）、式（１３）及び式（１３‐２）のような方法で求められる。
修正後の閾値＝現在の閾値＋閾値の修正量 …式（１２）
偏差＝消費電力（計測値）−目標消費電力 …式（１３）
（i）偏差＞０の場合、閾値の修正量＝−ΔＶ
偏差＜０の場合、閾値の修正量＝ΔＶ …式（１３‐１）
（ΔＶは予め定めておいた固定値。修正量は偏差の大きさによらずに決まる。）
（ii）閾値の修正量＝偏差×Ｋ …式（１３‐２）
（Ｋは負の実数を設定値として与える。修正量は偏差の大きさに応じて決まる。）

上記の空気調和機２の送風機６の送風に要した消費電力の取得及び可変風量の閾値の修正は、例えば数十秒から数分程度の制御周期で繰り返し実行される。併せて送風量制御工程も、数秒〜数十秒程度の制御周期で繰り返し実行される。

本実施形態では、閾値設定工程では、制御ユニット４により、目標消費電力と空気調和機２の送風に要した消費電力（計測値）との差に基づいて、消費電力が目標消費電力に近づくように、可変風量の閾値が段階的に変更されつつ修正されるため、空気調和機２の送風に要した消費電力は目標消費電力に収束することになり、効率の点でより適切な制御が可能となる。

なお、上記第２実施形態のように、複数の可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値を設定し、当該閾値を修正してもよい。この場合、上記と同様にして、空気調和システム１の立ち上がり時に、可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値が初期値に設定され、閾値設定工程において、制御ユニット４は、電力計１４の計測値と可変風量ユニット３のそれぞれの可変風量計１８の計測値とから、比例計算等により、空気調和機２の送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要した搬送動力（消費電力）を取得する。また、制御ユニット４は、上記と同様にして、空気調和機２の送風機６の可変風量ユニット３ごとに要する目標搬送動力と空気調和機２が可変風量ユニットごとに送風に要した搬送動力との差に基づいて、空気調和機２が複数の可変風量ユニット３ごとに送風に要した搬送動力が、空気調和機２が可変風量ユニット３ごとに送風に要する目標搬送動力に近づくように、可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値を段階的に変更しつつ修正することができる。

以下、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、閾値設定工程では、制御ユニット４は、任意に設定された目標空気搬送効率（予定空気搬送効率）と空気搬送効率（計測値）との差に基づいて、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値を段階的に変更しつつ設定（修正）する。例として、上記第１実施形態のように、複数の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値を設定し、当該閾値を修正する態様について説明する。

本実施形態では、まず、上記第３実施形態と同様に、可変風量ユニット３の可変風量の閾値が初期値に設定される。制御ユニット４は、上記第１実施形態と同様に、還気側温度センサ２２及び給気側温度センサ１６等により熱交換器５が空気に対して除去する熱量を取得し、電力計１４により空気調和機２の送風機６の送風に要した消費電力を取得することにより、空気搬送効率（計測値）を演算する。また、上記第１実施形態と同様に、制御ユニット４により、給気温度制御工程が行われる。また、上記第１実施形態と同様に、制御ユニット４により、送風量制御工程が行われる。

以下、本実施形態の閾値設定工程の例について説明する。図９に示すように、時刻ｔ１において、目標空気搬送効率に対して空気搬送効率が小さいときは、制御ユニット４は、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。時刻ｔ２においても、目標空気搬送効率に対して空気搬送効率が小さいため、制御ユニット４は、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。

時刻ｔ３において、目標空気搬送効率に対して空気搬送効率が大きくなったため、制御ユニット４は、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により増大させる修正を行う。時刻ｔ４において、目標空気搬送効率に対して空気搬送効率が再び小さくなったため、制御ユニット４は、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値を予め設定された値により減少させる修正を行う。時刻ｔ５においても同様の制御が行われる。

可変風量の閾値の修正量は、例えば、以下の式（１４）、式（１５）及び式（１５‐１）のような方法で求められる。また、可変風量の閾値の修正量は、例えば、以下の式（１４）、式（１５）及び式（１５‐２）のような方法で求められる。
修正後の閾値＝現在の閾値＋閾値の修正量 …式（１４）
偏差＝空気搬送効率（計測値）−目標空気搬送効率 …式（１５）
（i）偏差＞０の場合、閾値の修正量＝ΔＶ
偏差＜０の場合、閾値の修正量＝−ΔＶ …式（１５‐１）
（ΔＶは予め定めておいた固定値。修正量は偏差の大きさによらずに決まる。）
（ii）閾値の修正量＝偏差×Ｋ …式（１５‐２）
（Ｋは正の実数を設定値として与える。修正量は偏差の大きさに応じて決まる。）

上記の空気搬送効率の演算及び可変風量の閾値の修正は、例えば数十秒から数分程度の制御周期で繰り返し実行される。併せて送風量制御工程も、数秒〜数十秒程度の制御周期で繰り返し実行される。

本実施形態では、閾値設定工程では、制御ユニット４により、目標空気搬送効率と空気搬送効率（計測値）との差に基づいて、空気搬送効率が目標空気搬送効率に近づくように、可変風量の閾値が段階的に変更されつつ修正されるため、空気搬送効率は目標空気搬送効率に収束することになり、効率の点でより適切な制御が可能となる。

なお、上記第２実施形態のように、複数の可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値を設定し、当該閾値を修正してもよい。この場合、上記と同様にして、空気調和システム１の立ち上がり時に、可変風量ユニット３ごとの可変風量の閾値が初期値に設定される。また、閾値設定工程において、制御ユニット４は、上記第２実施形態と同様にして、可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量を取得する。また、閾値設定工程において、制御ユニット４は、電力計１４の計測値と可変風量ユニット３のそれぞれの可変風量計１８の計測値とから、比例計算等により、空気調和機２の送風機６の複数の可変風量ユニット３ごとに要した搬送動力（消費電力）を取得する。また、制御ユニット４は、可変風量ユニット３ごとに熱交換器５が空気に対して供給又は除去する熱量と、可変風量ユニット３ごとに要した搬送動力（消費電力）とから、可変風量ユニット３ごとの空気搬送効率を演算する。

また、制御ユニット４は、上記と同様にして、可変風量ユニット３ごとの目標空気搬送効率と可変風量ユニット３ごとの空気搬送効率との差に基づいて、可変風量ユニット３ごとの目標空気搬送効率が可変風量ユニット３ごとの目標空気搬送効率に近づくように、可変風量ユニット３ごとに可変風量の閾値を段階的に変更しつつ修正することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、閾値設定工程では、制御ユニット４により、可変風量の２つの閾値が設定されてもよい。例えば、閾値設定工程では、制御ユニット４により、可変風量の２つの閾値が上限値及び下限値として設定され、給気温度制御工程では、制御ユニット４により、可変風量の閾値である上限値及び下限値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御されてもよい。また、閾値設定工程では、制御ユニット４により、可変風量の３つ以上の閾値が段階的に設定され、給気温度制御工程では、制御ユニット４により、段階的に設定された可変風量の閾値に対する可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じて空気調和機２の給気温度が制御されてもよい。

閾値設定工程では、制御ユニット４による空気搬送効率等に基づいた可変風量の閾値の設定の方法及び演算の方法は、技術的常識の範囲内で上記実施形態以外にも様々な手法を取り得る。例えば、可変風量の閾値は、結果的に何らかの空調状態量に基づいて設定されればよく、上記の演算の中途で用いられたパラメータは実際に使用されなくともよい。

また、空気調和システム１が処理すべき熱量又は計測された熱量等の空気状態量の熱量に応じて、シミュレーション等により、目標消費電力、目標空気搬送効率及び目標とする送風機６の送風量が演算されてもよい。例えば、熱量として還気と給気の温度差×送風機６の送風量×空気の比熱を用いる場合、空気調和システム１に要求される熱量を満たし且つ送風機６の消費電力が最小となる目標とする送風機６の送風量は、以下の式（１６）〜式（１９）の全ての制約条件を満たす最小の風量として算出することができる（冷房モードの場合）。
目標風量≧送風機６の最小風量＝風量ａ …式（１６）
目標風量≧可変風量ユニット３の最小風量の合計値＝風量ｂ …式（１７）
目標風量≧必要とされる導入すべき外気の風量＝風量ｃ …式（１８）
目標風量≧熱量÷（還気温度−給気温度下限値）÷空気の比熱＝風量ｄ …式（１９）

つまり、目標とする送風機６の送風量は、以下の式（２０）により算出することができる。なお、暖房モードの場合は吹出口から出る暖房気流の到達距離確保の観点からの制約等も考慮する必要があるが、同様の方法で算出することができる。
目標とする送風機６の送風量＝ｍａｘ｛風量ａ，風量ｂ，風量ｃ，風量ｄ｝ …式（２０）

目標とする送風機６の送風量を算出すれば、関数Ｆを用いて式（２１）、式（２２）から目標消費電力または目標空気搬送効率を算出することもできる。
目標消費電力＝Ｆ（目標とする送風機６の送風量） …式（２１）
目標空気搬送効率＝熱量÷目標消費電力＝熱量÷Ｆ（目標とする目標とする送風機６の送風量） …式（２２）

なお、上記の条件に関する補足を以下に示す。送風機の最小風量は、送風機６のファンを下限の回転数で回転させるときに電動機に印加される電圧の周波数又は必要とされる導入すべき外気の風量の観点で決められる。また、可変風量ユニット３の最小風量は、可変風量ユニット３のダンパの制御範囲、可変風量計１８の計測範囲、送風機６の最小風量又は必要とされる導入すべき外気の風量の観点で決められる。また、必要とされる導入すべき外気の風量は対象区域１７内のＣＯ_２濃度等の空気の質の維持の観点から決められる。給気温度下限値は一般的にコールドドラフト（対象区域１７内における冷房気流の下降）防止等の観点から１４〜１５℃とされることが多い。また、可変風量ユニット３のそれぞれが制御する区域の過剰冷却防止の観点からは以下の制約条件を満たす必要がある。
可変風量ユニット３のそれぞれの要求熱量＝対象区域１７の温度（可変風量ユニット３のそれぞれの計測温度）と給気温度との温度差×可変風量×空気の比熱 …式（２３）
給気温度≧ｍａｘ｛可変風量ユニット３のそれぞれの計測温度−可変風量ユニット３のそれぞれに要求される熱量÷可変風量ユニット３の最小風量÷空気の比熱｝ …式（２４）

また、給気温度制御工程では、図５に示した態様以外にも、制御ユニット４により、単数又は複数の可変風量の閾値に対する単数又は複数の可変風量ユニット３が対象区域１７に給気する可変風量の大小に応じた種々の空気調和機２の給気温度の制御が行われてもよい。

（実験例）
実験例として、シミュレーションにより上記第１実施形態の空気調和システム１の省エネルギーの効果を検討した。図１０の計算条件にて１年間のシミュレーションを行った。実験例では、制御ユニット４は、目標とする空気搬送効率＝６．０に基づいて、９個の可変風量ユニット３のそれぞれに共通の可変風量の閾値を設定した。また、比較例として、従来の可変風量の閾値が固定値である空気調和システムについて、実験例と同一の計算条件にて１年間のシミュレーションを行った。

図１１に１年間のシミュレーションにおける実験例及び比較例の送風機の消費電力量と空気搬送効率との年間集計値を示す。図１１に示すように、比較例の従来の空気調和システムに対して実験例の実施形態の空気調和システム１では、１年間で送風機の消費電力量は１１％の削減効果が得られた。また、比較例に対して実験例では、空気搬送効率は５．２から５．９へ向上した。実験例では、空気搬送効率は６．０に設定しており、概ね目標通りの効率が得られた。

図１２〜図１５に代表日とした８月２日の運転状況を示す。図１２に示すように、比較例では、定格可変風量に対する可変風量の閾値の比は０．７に固定されているのに対し、実験例では、目標とする空気搬送効率＝６．０に基づいて即時的に可変風量の閾値が変更されていることが判る。これにより、図１３に示すように、比較例に対して実験例では給気温度が低下し、図１４に示すように、比較例に対して実験例では送風機の送風量も減少していることが判る。また、図１５に示すように、比較例に対して実験例では高い空気搬送効率を実現することができた。

以上より、実験例の実施形態の空気調和システム１では、比較例の従来の空気調和システムと比べて適切な運転状態を作り出すことにより、送風機の消費電力量の削減を図ることができる。

１…空気調和システム、２…空気調和機、３…可変風量ユニット、４…制御ユニット、５…熱交換器、６…送風機、７…往き管、８…制御弁、９…還り管、１０…流量計、１１…入口温度センサ、１２…出口温度センサ、１３…ダクト、１４…電力計、１５…ダクト、１６…給気側温度センサ、１７…対象区域、１８…可変風量計、１９…温度設定機、２０…対象区域温度センサ、２１…ダクト、２２…還気側温度センサ、２３…ダンパ、２４…ダンパ、２５…ダクト、２６…ダンパ。

Claims (6)

1. 空気調和機と、
   前記空気調和機から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニットと、
   前記空気調和機の給気温度と送風量とを制御する制御ユニットと、
   を備え、
   前記制御ユニットは、
   空調状態量に基づいて、前記可変風量の閾値を設定し、
   前記可変風量の前記閾値に対する前記可変風量ユニットが前記対象区域に給気する前記可変風量の大小に応じて前記空気調和機の前記給気温度を制御する、空気調和システム。
2. 複数の前記可変風量ユニットを備え、
   前記制御ユニットは、複数の前記可変風量ユニットのそれぞれに共通の前記可変風量の前記閾値を設定する、請求項１に記載の空気調和システム。
3. 複数の前記可変風量ユニットを備え、
   前記制御ユニットは、複数の前記可変風量ユニットごとに前記可変風量の前記閾値を設定する、請求項１に記載の空気調和システム。
4. 空気調和機と、
   前記空気調和機から送風された空気を任意に変更される可変風量で対象区域に給気する可変風量ユニットと、
   前記空気調和機の給気温度と送風量とを制御する制御ユニットと、
   を備えた空気調和システムの制御方法であって、
   空調状態量に基づいて、前記可変風量の閾値を設定する閾値設定工程と、
   前記可変風量の前記閾値に対する前記可変風量ユニットが前記対象区域に給気する前記可変風量の大小に応じて前記空気調和機の前記給気温度を制御する給気温度制御工程と、
   を備えた空気調和システムの制御方法。
5. 前記空気調和システムは複数の前記可変風量ユニットを備え、
   前記閾値設定工程では、複数の前記可変風量ユニットのそれぞれに共通の前記可変風量の前記閾値を設定する、請求項４に記載の空気調和システムの制御方法。
6. 前記空気調和システムは複数の前記可変風量ユニットを備え、
   前記閾値設定工程では、複数の前記可変風量ユニットごとに前記可変風量の前記閾値を設定する、請求項４に記載の空気調和システムの制御方法。

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