JP5793359B2 - 空調制御システムおよび空調制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、空調機から複数の被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する一方、空調機からの給気の温度を給気温度設定値に一致するように制御する空調制御システムおよび空調制御方法に関するものである。

従来より、例えばＶＡＶ制御システムでは、空調機からの被制御エリアへの給気の供給通路に風量調節ユニット（ＶＡＶユニット）を設け、このＶＡＶユニットのダンパの開度を被制御エリアの室内温度と室内温度の設定値（室内温度設定値）との温度偏差に応じて制御し、被制御エリアへの給気の風量を調節するようにしている。この場合、ＶＡＶユニットに対してはＶＡＶコントローラが付設され、ＶＡＶユニットのダンパの開度の制御がＶＡＶコントローラを用いて行われる。このＶＡＶユニットとＶＡＶコントローラとは、変風量ユニットとして、被制御エリア毎に設けられる。

一方、空調機に対しては空調機コントローラが設けられ、空調機コントローラには各ＶＡＶコントローラからＶＡＶユニットの現在の制御状態（被制御エリアの現在の負荷状況を示す制御ステータス）が送られ、空調機コントローラは各ＶＡＶユニットの制御状態と空調機の制御状態とから被制御エリア全体としての負荷状況を判断し、これに基づいて空調機からの給気の温度（給気温度設定値）を決定する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３０４３３３号公報

しかしながら、上述した従来のＶＡＶ制御システムでは、全てのＶＡＶユニットで給気温度が同じ温度となるため、冷房と暖房の同時要求に対応することができない。すなわち、空調機コントローラで決定される給気温度設定値が１つであるため、例えば、冷房を要求する被制御エリアに対しては対応することができるが、暖房を要求する被制御エリアに対しては対応することができず、暖房を要求する被制御エリアに冷風を供給することになってしまう。このため、暖房を要求する被制御エリアの室内温度は室内温度設定値に対して低くなってしまう。

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、冷房と暖房の同時要求に対応することが可能な空調制御システムおよび空調制御方法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本発明は、空調機から複数の被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する複数の給気風量制御手段と、空調機からの複数の被制御エリアへの給気の温度を給気温度設定値に一致するように制御する給気温度制御手段とを備えた空調制御システムにおいて、各給気風量制御手段は、自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が冷房を要求しているのか暖房を要求しているのかを示す冷暖房の要求情報を給気温度制御手段へ送る要求情報送出手段を備え、給気温度制御手段は、各給気風量制御手段から送られてくる冷暖房の要求情報を受け、この受けた冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求に対応可能な冷風温度設定値および温風温度設定値を定め、その定めた冷風温度設定値と温風温度設定値とに給気温度設定値を交互に切り替える冷風温風切替手段を備え、冷風温風切替手段は、受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて、冷風温度設定値、温風温度設定値、および冷風温度設定値と温風温度設定値とを交互に切り替える際の時間幅を定めることを特徴とする。

この発明において、給気温度制御手段は、各給気風量制御手段から送られてくる冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求に対応可能な冷風温度設定値と温風温度設定値とを定め、その定めた冷風温度設定値と温風温度設定値とに給気温度設定値を交互に切り替える。この場合、冷風温度設定値、温風温度設定値、および冷風温度設定値と温風温度設定値とを交互に切り替える際の時間幅は、その時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて定められる。これにより、空調機からの給気の温度がその時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて定められる冷風温度設定値と温風温度設定値との間でゆらぎ、冷風の給気と温風の給気とが繰り返される。

ここで、例えば、冷風の給気の時に、暖房要求の被制御エリアへの給気を遮断するようにし（冷房要求の被制御エリアへの給気は吹き出すようにする）、温風の給気の時に、冷房要求の被制御エリアへの給気を遮断する（暖房要求の被制御エリアへ給気は吹き出すようにする）ようにすれば、冷房と暖房の同時要求に対応することが可能となる。

本発明によれば、各給気風量制御手段から送られてくる冷暖房の要求情報を受け、この受けた冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求に対応可能な冷風温度設定値および温風温度設定値を定め、その定めた冷風温度設定値と温風温度設定値とに給気温度設定値を交互に切り替えるようにしたので、空調機からの給気の温度がその時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて定められる冷風温度設定値と温風温度設定値との間でゆらぎ、冷風の給気と温風の給気とが繰り返されるものとなり、冷風の給気の時に、暖房要求の被制御エリアへの給気は遮断するようにし、温風の給気の時に、冷房要求の被制御エリアへの給気は遮断するなどして、冷房と暖房の同時要求に対応することが可能となる。

本発明の一実施の形態を示すＶＡＶ制御システムの計装図である。 このＶＡＶ制御システムにおけるＶＡＶコントローラが有する給気遮断機能を説明する図である。 このＶＡＶ制御システムにおける空調機コントローラが有する冷風温風切替機能を説明するためのフローチャート（実施の形態１）である。 この空調機コントローラにおいて給気が冷風の時に温風温度設定値および冷温風の切替時間幅を決定する際に用いられるテーブルを示す図である。 この空調機コントローラにおいて給気が温風の時に冷風温度設定値および冷温風の切替時間幅を決定する際に用いられるテーブルを示す図である。 この空調機コントローラによって実施される冷風温風切替制御を説明するためのタイムチャートである。 給気温度設定値が冷風温度設定値に切り替えられた場合のＶＡＶ制御システムの制御状態を例示する図である。 給気温度設定値が温風温度設定値に切り替えられた場合のＶＡＶ制御システムの制御状態を例示する図である。 冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統の環境が室内温度設定値≒室内温度となった場合に冷風温風切替制御を終了するようにした場合のフローチャート（実施の形態２）である。 冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統以外の環境が大きく設定から逸脱した場合に冷風温風切替制御を終了するようにした場合のフローチャートである。 被制御エリアの室内温度の変化状態（暖房負荷の発生が予測される場合）を例示する図である。 空調機コントローラの要部の機能ブロック図である。 ＶＡＶコントローラの要部の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示すＶＡＶ制御システムの計装図である。

同図において、１は空調機であり、冷水弁２を介して冷水ＣＷが供給される冷水コイル３と、温水弁４を介して温水ＨＷが供給される温水コイル５と、インバータ６を介してその回転数が制御される給気ファン７とを備えている。８は空調機１の動作を制御する空調機コントローラである。

このＶＡＶ制御システムでは、冷水コイル３，温水コイル５を通り給気ファン７より吹き出される空調機１からの給気ＳＡが、給気ダクト９を介して被制御エリア１０−１〜１０−４に供給される。給気ダクト９には空調機１からの給気ＳＡの温度を検出する給気温度センサ１１が設けられている。給気温度センサ１１が検出する給気温度ｔＳpvは空調機コントローラ８へ送られる。

被制御エリア１０−１〜１０−４には、各エリア毎に室内温度を検出する温度センサ１２−１〜１２−４が設けられており、温度センサ１２−１〜１２−４が検出する室内温度ｔpv１〜ｔpv４が局部的に設けられたＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４へ各個に与えられる。

ＶＡＶコントローラ１３（１３−１〜１３−４）は、室内温度ｔpv（ｔpv１〜ｔpv４）と室内温度設定値ｔsp（ｔsp１〜ｔsp４）との温度偏差Δｔ（Δｔ１〜Δｔ４）および空調機コントローラ８より送られてくる給気温度ｔＳpvとに基づいて被制御エリア１０（１０−１〜１０−４）への要求風量を演算し、これを空調機コントローラ８へ送信する一方、その要求風量を確保するように、ＶＡＶユニット１４（１４−１〜１４−４）のダンパの開度θ（θ１〜θ４）を、実風量Ｑ（Ｑ１〜Ｑ４）を見ながら制御する。

このＶＡＶ制御システムでは、ＶＡＶコントローラ１３−１とＶＡＶユニット１４−１とで変風量ユニット２０−１が構成され、ＶＡＶコントローラ１３−２とＶＡＶユニット１４−２とで変風量ユニット２０−２が構成され、ＶＡＶコントローラ１３−３とＶＡＶユニット１４−３とで変風量ユニット２０−３が構成され、ＶＡＶコントローラ１３−４とＶＡＶユニット１４−４とで変風量ユニット２０−４が構成されてれている。

空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの要求風量を受信し、この受信した要求風量からシステム全体の総要求風量を求め、この総要求風量を確保するように空調機１の給気ファン７の回転数を制御する。また、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４に現在の給気温度ｔＳpvを送る。

一方、ＶＡＶコントローラ１３（１３−１〜１３−４）は、定期的に、ＶＡＶユニット１４（１４−１〜１４−４）の制御状態や室内温度ｔpv（ｔpv１〜ｔpv４）、室内温度設定値ｔsp（ｔsp１〜ｔsp４）、給気温度ｔＳpvなどの情報を使って、被制御エリア１０（１０−１〜１０−４）の現在の負荷状況が冷房を要求しているのか暖房を要求しているのかを判断し、冷房を要求していると判断した場合には冷暖房の要求情報として「冷房要求」を、暖房を要求していると判断した場合には冷暖房の要求情報として「暖房要求」を、空調機コントローラ８に送信する。

空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷暖房の要求情報を受信し、この受信した冷暖房の要求情報に基づいて給気温度設定値ｔＳspを決定し、給気温度センサ１１によって検出される給気温度ｔＳpvを給気温度設定値ｔＳspに一致させるように、冷水弁２や温水弁４の開度を制御する。すなわち、冷水コイル３や温水コイル５への冷温水の供給量を制御する。

このＶＡＶ制御システムにおいて、ＶＡＶユニット１４−１〜１４−４を通過し、被制御エリア１０−１〜１０−４に供給される給気ＳＡは、被制御エリア１０−１〜１０−４における空調制御に貢献した後、還気ダクト１５を経て排気調整用ダンパ１６を介して排出されるが、その一部は還気調整用ダンパ１７を介し還気ＲＡとして空調機１へ戻される。そして、この空調機１へ戻される還気ＲＡに対し、外気調整用ダンパ１８を介して外気ＯＡが取り込まれる。

なお、排気調整用ダンパ１６，還気調整用ダンパ１７，外気調整用ダンパ１８の開度は空調機コントローラ８からの指令によって調整される。また、空調機１へ戻される還気ＲＡの通路には還気温度センサ１９が設けられている。還気温度センサ１９が検出する還気温度ｔＲpvは空調機コントローラ８へ送られる。

空調機コントローラ８は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として冷風温風切替機能を有している。また、ＶＡＶコントローラ１３も、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として給気遮断機能と冷暖要求の大小を演算する機能とを有している。

先ず、ＶＡＶコントローラ１３が有する給気遮断機能について説明する。
ＶＡＶコントローラ１３は、給気遮断機能として、第１の給気遮断機能と第２の給気遮断機能とを有している。第１の給気遮断機能では、被制御エリア１０の現在の負荷状況が暖房を要求しており、給気温度ｔＳpvが室内温度ｔpvよりも低い場合（ｔＳpv＜ｔpv）、給気として冷風が供給されていると判断し、被制御エリア１０への給気を遮断する。第２の遮断機能では、被制御エリア１０の現在の負荷状況が冷房を要求しており、給気温度ｔＳpvが室内温度ｔpvよりも高い場合（ｔpv＜ｔＳpv）、給気として温風が供給されていると判断し、被制御エリア１０への給気を遮断する（図２参照）。

次に、ＶＡＶコントローラ１３が有する冷暖要求の大小を演算する機能について説明する。
ＶＡＶコントローラ１３は、給気が冷風の時（ｔＳpv＜ｔpv）、冷房要求の大きさを下記の（１）式により求め、暖房要求の大きさを下記の（２）式により求め、冷暖房の要求情報として空調機コントローラ８に送信する。
冷房要求＝（ｔpv（室内温度）−ｔＳpv（給気温度））×Ｑ（計測風量） ・・・・（１）
暖房要求＝（ｔsp（室内温度設定値）−ｔpv（室内温度）） ・・・・(２)

ＶＡＶコントローラ１３は、給気が温風の時（ｔpv＜ｔＳpv））、冷房要求の大きさを下記の（３）式により求め、暖房要求の大きさを下記の（４）式により求め、冷暖房の要求情報として空調機コントローラ８に送信する。
冷房要求＝（ｔpv（室内温度）−ｔsp（室内温度設定値）） ・・・・(３)
暖房要求＝（ｔＳpv（給気温度）−ｔpv（室内温度））×Ｑ（計測風量） ・・・・（４）

なお、ＶＡＶコントローラ１３に還気温度ｔpvを送り、還気温度ｔＲpvと給気温度ｔＳpvとの比較により、給気が冷風であるのか、温風であるのかを判断するようにし、上記(１)〜(４)式において、室内温度ｔpvに代えて還気温度ｔＲpvを用いるようにしてもよい。また、この冷暖要求の大小を演算する機能を、空調機コントローラ８側に設けるようにしてもよい。

〔実施の形態１〕
次に、図３に示すフローチャートに従って、空調機コントローラ８が有する冷風温風切替機能について、実施の形態１として説明する。

空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷暖房の要求情報および要求風量を受け取り（ステップＳ１０１）、冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

空調機コントローラ８は、冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していなければ（ステップＳ１０２のＮＯ）、通常の給気温度制御を行う（ステップＳ１０３）。この通常の給気温度制御ではロードリセット制御などを行う。

ロードリセット制御では、例えば、給気ファン７の回転数を最大としても、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷暖房の要求を満足させることができない場合、空調機１からの給気温度の能力アップを図って、その不満足状態を解消させる。すなわち、冷房要求を満足させることができない場合には、給気温度設定値ｔＳspを下げて、その不満足状態を解消させる。暖房要求を満足させることができない場合には、給気温度設定値ｔＳspを上げて、その不満足状態を解消させる。

空調機コントローラ８は、冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していれば（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、冷風温風切替制御のための制御パラメータを定める（ステップＳ１０４）。この場合、制御パラメータとして、冷風温度設定値ｔＳspＣ、温風温度設定値ｔＳspＨ、冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとを交互に切り替える際の時間幅（冷温風の切替時間幅）Ｔ、および冷風温風切替制御を実施する時間（冷風温風切替制御実施時間）ＴＣを定める。この例において、冷風温度設定値ｔＳspＣ、温風温度設定値ｔＳspＨおよび冷温風の切替時間幅Ｔは、その時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて定め、冷風温風切替制御実施時間ＴＣはあらかじめ設定された時間とする。

〔冷風温度設定値ｔＳspＣ、温風温度設定値ｔＳspＨおよび冷温風の切替時間幅Ｔの決定〕
空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４から受け取った冷暖房の要求情報より、次のようにして冷風温度設定値ｔＳspＣ、温風温度設定値ｔＳspＨおよび冷温風の切替時間幅Ｔを決定する。

先ず、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷房要求および暖房要求をそれぞれ合計する。また、給気温度ｔＳpvと還気温度ｔＲpvとを比較し、給気温度ｔＳpvが還気温度ｔＲpvよりも低い場合（ｔＳpv＜ｔＲpv）、給気として冷風を供給していると判断し、給気温度ｔＳpvが還気温度ｔＲpvよりも高い場合（ｔＳpv＞ｔＲpv）、給気として温風を供給していると判断する。

そして、給気が冷風の時は、図４（ａ）に示すテーブルＴＢ１より温風温度設定値ｔＳspＨを決定し、図４（ｂ）に示すテーブルＴＢ２より冷温風の切替時間幅Ｔを決定する。すなわち、給気が冷風の時は、暖房要求合計より、暖房要求合計が多くなるほど高くなる温風温度設定値ｔＳspＨを決定し、冷房要求合計より、冷房要求合計が少なくなるほど長くなる冷温風の切替時間幅Ｔを決定する。なお、冷風温度設定値ｔＳspＣについては、その時の給気温度設定値ｔＳspを冷風温度設定値ｔＳspＣとする。

給気が温風の時は、図５（ａ）に示すテーブルＴＢ３より冷風温度設定値ｔＳspＣを決定し、図５（ｂ）に示すテーブルＴＢ４より冷温風の切替時間幅Ｔを決定する。すなわち、給気が温風の時は、冷房要求合計より、冷房要求合計が多くなるほど低くなる冷風温度設定値ｔＳspＣを決定し、暖房要求合計より、暖房要求合計が少なくなるほど長くなる冷温風の切替時間幅Ｔを決定する。なお、温風温度設定値ｔＳspＨについては、その時の給気温度設定値ｔＳspを温風温度設定値ｔＳspＨとする。

〔冷風温風切替制御〕
そして、空調機コントローラ８は、冷風温風切替制御実施時間ＴＣの計時を開始すると同時に（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０４で定めた冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨと冷温風の切替時間幅Ｔを用いての冷風温風切替制御を開始する（ステップＳ１０６）。すなわち、図６（ａ）に示すように、冷温風の切替時間幅Ｔで、給気温度設定値ｔＳspを冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとに交互に切り替える制御を開始する。

この冷風温風切替制御では、空調機１からの給気の温度が冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとの間でゆらぎ、冷風の給気と温風の給気とが繰り返される。この冷風温風切替制御は、ステップＳ１０５でスタートした冷風温風切替制御実施時間ＴＣの計時が終了した時点で終了する（ステップＳ１０７のＹＥＳ）。冷風温風切替制御の終了後は、ステップＳ１０１へ戻り、上述した動作を繰り返す。

図６（ｂ）は冷風温風切替制御において冷風温度設定値ｔＳspＣが１８℃、温風温度設定値ｔＳspＨが３０℃とされた場合の給気温度ｔＳpvの変化を示している。この場合、冷風温度設定値ｔＳspＣが１８℃の時は、例えば図７に示すように、温水コイル５への温水ＨＷの量を減らし、冷風の給気を行う。温風温度設定値ｔＳspＨが３０℃の時は、例えば図８に示すように、温水コイル５への温水ＨＷの量を増やし、温風の給気を行う。

ここで、例えば、ＶＡＶコントローラ１３−１と１３−２が冷房要求を行っており、ＶＡＶコントローラ１３−３と１３−４が暖房要求を行っているとする。

この場合、冷房要求を行っているＶＡＶコントローラ１３−１および１３−２は、自己の給気遮断機能（第２の給気遮断機能）によって、給気として温風が供給されていると判断した場合（ｔpv＜ｔＳpv）、被制御エリア１０−１および１０−２への給気を遮断する（図６（ｃ）、図８参照）。これにより、給気として冷風が供給されている場合にのみ、被制御エリア１０−１および１０−２への風量Ｑを調節しての給気が行われる（図６（ｃ）、図７参照）。

また、暖房要求を行っているＶＡＶコントローラ１３−３および１３−４は、自己の給気遮断機能（第１の給気遮断機能）によって、給気として冷風が供給されていると判断した場合（ｔＳpv＜ｔpv）、被制御エリア１０−３および１０−４への給気を遮断する（図６（ｄ）、図７参照）。これにより、給気として温風が供給されている場合にのみ、被制御エリア１０−３および１０−４への風量Ｑを調節しての給気が行われる（図６（ｄ）、図８参照）。

この場合、被制御エリア１０−１および１０−２では冷風が繰り返し吹き出される間欠運転となり、被制御エリア１０−３および１０−４では温風が繰り返し吹き出される間欠運転となるが、このような間欠運転は空調制御では一般的な制御であるので、居住者が違和感を感じることは少なく、特に大きな問題とはならない。また、空調機１にとってみても、小加熱と、大加熱の切り替えなので、特に混合ロスは起こらない。

これにより、ＶＡＶコントローラ１３−１および１３−２からの冷房要求と、ＶＡＶコントローラ１３−３および１３−４からの暖房要求とに対し、すなわちＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷房と暖房の同時要求に対し、時間軸で冷風と温風とをうまく配分して対応することができるようになる。このようにして、本実施の形態では、時間切替型の冷暖フリーのＶＡＶ制御システムが実現される。

なお、この実施の形態では、空調機コントローラ８において、給気が冷風の時、暖房要求合計より温風温度設定値ｔＳspＨを求め（図４（ａ）参照）、冷房要求合計より冷温風の切替時間幅Ｔを求める（図４（ｂ）参照）ようにしたが、冷房要求合計より温風温度設定値ｔＳspＨを求め、暖房要求合計より冷温風の切替時間幅Ｔを求めるようにしてもよい。また、どちらか一方の要求の合計より、冷温風の切替時間幅Ｔと温風温度設定値ｔＳspＨを求めるようにしてもよい。給気が温風の時も同様である。

また、この実施の形態では、冷風温風切替制御をあらかじめ設定された冷風温風切替制御実施時間ＴＣだけ実施するようにしたが、冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統の環境が室内温度設定値≒室内温度となった場合に冷風温風切替制御を終了するようにしたり、冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統以外の環境が大きく設定から逸脱した場合に冷風温風切替制御を終了するようにしたりしてもよい。

〔実施の形態２〕
図９に冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統の環境が室内温度設定値≒室内温度となった場合に冷風温風切替制御を終了するようにした場合のフローチャートを実施の形態２として示す。

この場合、空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４から冷暖房の要求情報を受信し（ステップＳ２０１）、冷房要求と暖房要求との混在が確認されれば（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、制御パラメータとして冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨと冷温風の切替時間幅Ｔを定め（ステップＳ２０４）、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統を記憶する（ステップＳ２０５）。

例えば、図１において、それまでＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４が冷房要求を送信しており、ＶＡＶコントローラ１３−４が暖房要求を送信し始めれば、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統としてＶＡＶコントローラ１３−４の系統を記憶する。

そして、図３に示したステップＳ１０６と同様にして、ステップ２０４で定めた冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨと冷温風の切替時間幅Ｔを用いての冷風温風切替制御を開始する（ステップＳ２０６）。そして、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統の環境が室内温度設定値≒室内温度となった時点で（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、冷風温風切替制御を終了する。

例えば、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統がＶＡＶコントローラ１３−４の系統であれば、被制御エリア１０−４の室内温度ｔpv４が室内温度設定値ｔsp４とほゞ等しくなった時点で、冷風温風切替制御を終了する。

〔実施の形態３〕
図１０に冷風温風切替制御のトリガとなったＶＡＶ系統以外の環境が大きく設定から逸脱した場合に冷風温風切替制御を終了するようにした場合のフローチャートを実施の形態３として示す。

この場合、空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４から冷暖房の要求情報を受信し（ステップＳ３０１）、冷房要求と暖房要求との混在が確認されれば（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、制御パラメータとして冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨと冷温風の切替時間幅Ｔを定め（ステップＳ３０４）、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統以外のＶＡＶ系統を記憶する（ステップＳ３０５）。

例えば、図１において、それまでＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４が冷房要求を送信しており、ＶＡＶコントローラ１３−４が暖房要求を送信し始めれば、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統以外のＶＡＶ系統としてＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−３の系統を記憶する。

そして、図３に示したステップＳ１０６と同様にして、ステップ３０４で定めた冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨと冷温風の切替時間幅Ｔを用いての冷風温風切替制御を開始する（ステップＳ３０６）。そして、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統以外のＶＡＶ系統の環境が大きく設定を逸脱した時点で（ステップＳ３０７のＹＥＳ）、冷風温風切替制御を終了する。

例えば、制御開始のトリガとなったＶＡＶ系統以外のＶＡＶ系統がＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−３の系統であれば、被制御エリア１０−１〜１０−３の室内温度ｔpv１〜ｔpv３が１つでも室内温度設定値ｔsp１〜ｔsp３から大きく逸脱した時点で、冷風温風切替制御を終了する。

〔実施の形態４〕
実施の形態４では、空調機コントローラ８に、受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していない場合、被制御エリア１０−１〜１０−４の現在の負荷状況から冷房要求と暖房要求との混在を予測し、冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとの交互切り替えを行う前に、混在すると予測される冷暖房の要求源を除く被制御エリアの室内温度設定値を過負荷となる方向へ修正する機能を設けるようにする。

例えば、受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していない場合、空調機コントローラ８において、被制御エリア１０−１〜１０−４における室内温度ｔpvの温度微分値などの変化予想から（図１１参照）、一定時間後に、暖房負荷や冷房負荷が発生するかを予測する。

ここで、例えば、被制御エリア１０−１〜１０−４からの冷暖房の要求情報が全て冷房要求であり、被制御エリア１０−４に暖房負荷が発生すると予測されれば、冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとの交互切り替えを行う前に、混在すると予測される冷暖房の要求源（現在の冷暖房の要求情報とはその冷暖房の要求情報が逆状態となると予測される冷暖房の要求源）として被制御エリア１０−４を除く被制御エリア１０−１〜１０−３の室内温度設定値ｔsp１〜ｔsp３を、現在の室内温度設定値からより低い室内温度設定値（１〜３℃程度低い値）に修正する。

これにより、被制御エリア１０−１〜１０−３では、冷風温風切替制御が行われる前に、過冷却制御が行われるものとなり、実際の冷風温風切替制御時に、環境をさほど悪化させることがなくなる。

なお、この実施の形態４において、被制御エリア１０−１〜１０−３の過冷却制御は、冷風温風切替制御時に継続して行わせるようにしてもよく、冷風温風切替制御時に通常の制御に戻すようにしてもよい。

また、この実施の形態４では、室内温度ｔpvの温度微分値の変化予想から暖房負荷や冷房負荷の発生を予測するようにしたが、受信した冷暖要求の大小の関係から暖房負荷や冷房負荷の発生を予測するようにしてもよい。

図１２に上述した空調機コントローラ８の要部の機能ブロック図を示す。空調機コントローラ８は、ＶＡＶコントローラ１３−１〜１３−４からの冷暖房の要求情報を受信する冷暖房要求情報受信部８−１と、冷暖房要求情報受信部８−１によって受信された冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在しているか否かを判定する冷房要求／暖房要求混在判定部８−２と、冷房要求／暖房要求混在判定部８−２によって冷房要求と暖房要求との混在が確認された場合、冷風温度設定値ｔＳspＣや温風温度設定値ｔＳspＨなどの制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部８−３と、制御パラメータ決定部８−３によって決定された制御パラメータに基づいて冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとの交互切替を行う給気温度設定値交互切替部８−４と、給気温度設定値交互切替部８−４によって交互に切り替えらる冷風温度設定値ｔＳspＣと温風温度設定値ｔＳspＨとを給気温度設定値ｔＳspとし、この給気温度設定値ｔＳspに給気温度ｔＳpvを一致させるように給気温度を制御する給気温度制御部８−５とを備えている。

図１３に上述したＶＡＶコントローラ１３の要部の機能ブロック図を示す。ＶＡＶコントローラ１３は、給気温度ｔＳpvと室内温度ｔpvとを比較し、給気温度ｔＳpvが室内温度ｔpvよりも低い場合（ｔＳpv＜ｔpv）、給気として冷風が供給されていると判断し、給気温度ｔＳpvが室内温度ｔpvよりも高い場合（ｔpv＜ｔＳpv）、給気として温風が供給されていると判断する冷風／温風判断部１３Ａと、自己が制御する被制御エリア１０の現在の負荷状況が冷房を要求しているのか暖房を要求しているのかを判断する冷暖房要求判断部１３Ｂと、冷暖房要求判断部１３Ｂが暖房要求と判断しており、冷風／温風判断部１３Ａが冷風と判断している場合、被制御エリア１０への給気を遮断する第１の給気遮断部１３Ｃと、冷暖房要求判断部１３Ｂが冷房要求と判断しており、冷風／温風判断部１３Ａが温風と判断している場合、被制御エリア１０への給気を遮断する第２の給気遮断部１３Ｄとを備えている。

なお、上述した実施の形態では、コントローラを空調機コントローラ８とＶＡＶコントローラ１３（１３−１〜１３−４）とに分けたシステム構成としたが、空調機コントローラ８の機能とＶＡＶコントローラ１３（１３−１〜１３−４）の機能とを同一のコントローラ（制御装置）に搭載し、この１つの制御装置で被制御エリア１０（１０−１〜１０−４）への給気風量の制御と空調機１からの給気の温度の制御を行わせるようにしてもよい。

本発明の空調制御システムおよび空調制御方法は、空調機から複数の被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する一方、空調機からの給気の温度を給気温度設定値に一致するように制御する空調制御システムおよび空調制御方法として、ＶＡＶ制御システムなどマルチループ系の空調制御システムに利用することが可能である。

１…空調機、２…冷水弁、３…冷水コイル、４…温水弁、５…温水コイル、６…インバータ、７…給気ファン、８…空調機コントローラ（空調機コントローラ）、９…給気ダクト、１０（１０−１〜１０−４）…被制御エリア、１１…給気温度センサ、１２…（１２−１〜１２−４）温度センサ、１３（１３−１〜１３−４）…ＶＡＶコントローラ、１４（１４−１〜１４−４）…ＶＡＶユニット、１５…還気ダクト、１６…排気調整用ダンパ、１７…還気調整用ダンパ、１８…外気調整用ダンパ、１９…還気温度センサ、２０（２０−１〜２０−４）…変風量ユニット、８−１…冷暖房要求情報受信部、８−２…冷房要求／暖房要求混在判定部、８−３…制御パラメータ決定部、８−４…給気温度設定値交互切替部、８−５…給気温度制御部、１３Ａ…冷風／温風判断部、１３Ｂ…冷暖房要求判断部、１３Ｃ…第１の給気遮断部、１３Ｄ…第２の給気遮断部。

Claims (10)

1. 空調機から複数の被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する複数の給気風量制御手段と、前記空調機からの前記複数の被制御エリアへの給気の温度を給気温度設定値に一致するように制御する給気温度制御手段とを備えた空調制御システムにおいて、
   前記各給気風量制御手段は、
   自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が冷房を要求しているのか暖房を要求しているのかを示す冷暖房の要求情報を前記給気温度制御手段へ送る要求情報送出手段を備え、
   前記給気温度制御手段は、
   前記各給気風量制御手段から送られてくる冷暖房の要求情報を受け、この受けた冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求に対応可能な冷風温度設定値および温風温度設定値を定め、その定めた冷風温度設定値と温風温度設定値とに前記給気温度設定値を交互に切り替える冷風温風切替手段を備え、
   前記冷風温風切替手段は、
   前記受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて、前記冷風温度設定値、前記温風温度設定値、および前記冷風温度設定値と前記温風温度設定値とを交互に切り替える際の時間幅を定める
   ことを特徴とする空調制御システム。
2. 請求項１に記載された空調制御システムにおいて、
   前記各給気風量制御手段は、
   前記被制御エリア毎に設けられたＶＡＶコントローラに搭載され、
   前記給気温度制御手段は、
   前記空調機に対して設けられた空調機コントローラに搭載されている
   ことを特徴とする空調制御システム。
3. 請求項１に記載された空調制御システムにおいて、
   前記各給気風量制御手段および前記給気温度制御手段は、同一の制御装置に搭載されている
   ことを特徴とする空調制御システム。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載された空調制御システムにおいて、
   前記各給気風量制御手段は、
   自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が暖房を要求しており、前記空調機から給気として冷風が供給されている場合、当該被制御エリアへの給気を遮断する第１の給気遮断手段と、
   自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が冷房を要求しており、前記空調機から給気として温風が供給されている場合、当該被制御エリアへの給気を遮断する第２の給気遮断手段と
   を備えることを特徴とする空調制御システム。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載された空調制御システムにおいて、
   前記冷風温風切替手段は、
   前記受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していない場合、前記各被制御エリアの現在の負荷状況から冷房要求と暖房要求との混在を予測し、前記冷風温度設定値と前記温風温度設定値との交互切り替えを行う前に、現在の冷暖房の要求情報とはその冷暖房の要求情報が逆状態となると予測される冷暖房の要求源を除く被制御エリアの室内温度設定値を過負荷となる方向へ修正する
   ことを特徴とする空調制御システム。
6. 空調機から複数の被制御エリアに供給される給気の風量を被制御エリアの負荷状況に応じて制御する複数の給気風量制御手段と、前記空調機からの給気の温度を給気温度設定値に一致するように制御する給気温度制御手段とを備えたシステムに適用される空調制御方法において、
   前記各給気風量制御手段から、自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が冷房を要求しているのか暖房を要求しているのかを示す冷暖房の要求情報を送る要求情報送出ステップと、
   前記各給気風量制御手段から送られてくる冷暖房の要求情報を受け、この受けた冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求に対応可能な冷風温度設定値および温風温度設定値を定め、その定めた冷風温度設定値と温風温度設定値とに前記給気温度設定値を交互に切り替える冷風温風切替ステップとを備え、
   前記冷風温風切替ステップは、
   前記受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在している場合、その時の冷房要求および暖房要求の大小の関係に基づいて、前記冷風温度設定値、前記温風温度設定値、および前記冷風温度設定値と前記温風温度設定値とを交互に切り替える際の時間幅を定める
   ことを特徴とする空調制御方法。
7. 請求項６に記載された空調制御方法において、
   前記各給気風量制御手段は、
   前記被制御エリア毎に設けられたＶＡＶコントローラに搭載され、
   前記給気温度制御手段は、
   前記空調機に対して設けられた空調機コントローラに搭載されている
   ことを特徴とする空調制御方法。
8. 請求項６に記載された空調制御方法において、
   前記各給気風量制御手段および前記給気温度制御手段は、同一の制御装置に搭載されている
   ことを特徴とする空調制御方法。
9. 請求項６〜８の何れか１項に記載された空調制御方法において、
   前記各給気風量制御手段において、自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が暖房を要求しており、前記空調機から給気として冷風が供給されている場合、当該被制御エリアへの給気を遮断する第１の給気遮断ステップと、
   前記各給気風量制御手段において、自己が制御する被制御エリアの現在の負荷状況が冷房を要求しており、前記空調機から給気として温風が供給されている場合、当該被制御エリアへの給気を遮断する第２の給気遮断ステップと
   を備えることを特徴とする空調制御方法。
10. 請求項６〜８の何れか１項に記載された空調制御方法において、
    前記冷風温風切替ステップは、
    前記受信した冷暖房の要求情報に冷房要求と暖房要求とが混在していない場合、前記各被制御エリアの現在の負荷状況から冷房要求と暖房要求との混在を予測し、前記冷風温度設定値と前記温風温度設定値との交互切り替えを行う前に、現在の冷暖房の要求情報とはその冷暖房の要求情報が逆状態となると予測される冷暖房の要求源を除く被制御エリアの室内温度設定値を過負荷となる方向へ修正する
    ことを特徴とする空調制御方法。

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