空調制御装置および空調制御方法
【課題】チルドビームを用いた空気調和システムにおいて、結露の発生を防止できる空調制御装置および空調制御方法を提供する。
【解決手段】ＤＤＣ２１は、トータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御する。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露を発生させずに給気温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【解決手段】ＤＤＣ２１は、トータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御する。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露を発生させずに給気温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御装置および空調制御方法に関するものであり、特に、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に放出供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた複数の空調装置を備えた空調システムにおいて、外調機よりダクトを介して供給する調和空気の温度等を制御する空調制御装置および空調制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱処理された冷媒が供給される熱交換器を用いた空調装置が知られている。この種の空調装置は、「チルドビーム」とも呼ばれ、冷媒を循環させるコイルや放射パネル等の熱交換器を各被制御空間の天井などに配設して、この熱交換器からの輻射と対流によって熱伝達をおこなうので、省エネルギー性に優れた空調技術として、近年注目を浴びている。
このような「チルドビーム」は、対流の原理を利用して熱交換を行う「パッシブ・チルドビーム」と、外調機によって熱処理された調和空気を熱交換器に供給する「アクティブ・チルドビーム」とに大別され、パッシブ・チルドビームよりもアクティブ・チルドビームの方が、顕熱冷却能率が高い。以下、本明細書においては、アクティブ・チルドビームを単に「チルドビーム」と呼ぶことにする。
【０００３】
図１５にチルドビームの一構成例を示す。図１５において、チルドビーム３００は、天井裏に配設された熱交換器３０１と、この熱交換器３０１の上方に配設されたダクト３０２と、これらを覆う筐体３０３とから構成されている。ダクト３０２には、熱交換器３０１の周囲に向けて調和空気を吐出する吹き出し口３０２ａが設けられ、筐体３０３に設けられた通気口３０４を通じて調和空気を被空調空間に供給する。
このようなチルドビーム３００では、熱交換器３０１に外部より供給される冷却（または加熱）された冷媒が循環する一方、ダクト３０２を介して外調機によって外気を一定レベルまでに熱処理した調和空気がファンで加圧され供給されている。この調和空気は、吹き出し孔３０２ａから通気口３０４に向けて吹き出される。このとき、周囲の空気を引き込んで送風するいわゆる誘引効果により、室内を上昇して熱交換器３０１により冷却（または加熱）された空気が、吹き出し孔３０２ａから供給される調和空気により吸引され、互いに混合した状態で室内に供給される。
【０００４】
図１６に、上述したチルドビームを備えた空気調和システムの一構成例を示す。この空気調和システムは、複数の被空調空間４００ａ〜４００ｃに対してそれぞれ設けられたチルドビーム３００ａ〜３００ｃと、熱源装置と熱交換装置とファンとを備え、これらのチルドビーム３００ａ〜３００ｃに熱処理した調和空気および冷媒を供給する外調機４１０とから構成される。外調機４１０と各チルドビーム３００ａ〜３００ｃの熱交換器３０１ａ〜３０１ｃとの間に設けられた冷媒用配管４２０には、各熱交換器３０１ａ〜３０１ｃに供給される冷媒の流量を調整するバルブ４２０ａ〜４２０ｃが設けられている。また、外調機４１０とチルドビーム３００ａ〜３００ｃとをつなぐダクト４３０には、チルドビーム３００ａ〜３００ｃを介して各被空調空間に供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット４３０ａ〜４３０ｃが設けられている。また、外調機４１０には、熱源装置（図示せず）から外調機４１０に導入される冷媒の量を調整するバルブ４４０が設けられている。
一方、被空調空間４００ａ〜４００ｃには、被空調空間内の室温および露点温度を計測する室内センサ４５０ａ〜４５０ｃが配設されている。また、冷媒用配管４２０には、外調機４１０からチルドビーム３００ａ〜３００ｃの熱交換器３０１ａ〜３０１ｃに供給される冷媒の温度を計測する送水温度センサ４６０が設けられている。また、ダクト４３０には、外調機４１０から供給される調和空気の温度を計測する給気センサ４７０が設けられていると。
このような空気調和システムを制御する制御装置として、室内センサ４５０ａ〜４５０ｃの計測結果に基づいてバルブ４２０ａ〜４２０ｃの開度を制御する熱交換器用温度調節計（ＴＩＣ：Temperature indicating controller）４８０ａ〜４８０ｃと、給気センサ２６０の計測結果に基づいてバルブ４４０の開度を制御する給気温度制御用ＴＩＣ４９０とを備えている(例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
このような空気調和システムにおいて、外調機４１０から各チルドビーム３００ａ〜３００ｃに供給される一定温度の調和空気はチルドビーム３００ａ〜３００ｃにそれぞれ設けられた熱交換器３０１ａ〜３０１ｃによってさらに熱交換された上で各被空調空間４００ａ〜４００ｃに供給される。このような空気調和システムにおいて冷房を行う場合を考えると、顕熱負荷（温度負荷）や潜熱負荷（湿度）が大きい場合には、外調器４１０からチルドビーム３００ａ〜３００ｃに供給される調和空気の温度を低下させる。また、それらの負荷が小さい場合にはその調和空気の温度を上昇させることによって、外調機４１０の消費エネルギーを削減することができ、その結果として、さらなる省エネルギーが実現可能となると考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Federation of European Heating and Air-conditionig Association、Chilled Beam application GUIDEBOOK
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、調和空気の温度を上昇させると露点温度も上昇するので、熱交換器に結露が発生する恐れがある。
ところが、チルドビームは、その構造上、コイルや放射パネルといった熱交換器に結露した水を排出する機構を設けることを想定していない。したがって、従来の技術では、結露の発生を回避しつつ、調和空気の温度を制御することが困難であったので、結果として、省エネルギー化を実現することが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、チルドビームを用いた空気調和システムにおいて、結露の発生を防止できる空調制御装置および空調制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る空調制御装置は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の給気温度を制御する空調制御装置であって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置ごとに演算する第１の演算部と、この第１の演算部により演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、この第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、外調機から供給される調和空気の給気温度を制御する制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記空調制御装置において、第１のセンサにより測定された露点温度と第２のセンサにより測定された温度との差分と、結露ステータスとの関係を記憶した第１の記憶部と、空調装置のそれぞれに対して演算された結露ステータスの組合せと、トータル結露ステータスとの関係を記憶した第２の記憶部と、トータル結露ステータスと調和空気の給気温度の制御量との関係を記憶した第３の記憶部とをさらに備え、第１の演算部は、第１のセンサにより測定された露点温度および第２のセンサにより測定された温度と、第１の記憶部に記憶された関係とに基づいて、結露ステータスを演算し、第２の演算部は、第１の演算部によって演算された空調装置ごとの結露ステータスと第２の記憶部に記憶された関係とに基づいてトータル結露ステータスを演算し、制御部は、トータル結露ステータスと第３の記憶部に記憶された関係と調和空気の現在の給気温度とに基づいて、調和空気の給気温度を決定するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記空調制御装置において、被空調空間のそれぞれに設けられた第３のセンサにより測定された当該被空調空間の室温と当該被空調空間に目標温度として設定された設定温度とに基づいて、当該被空調空間への給気温度を演算する第３の演算部をさらに備え、制御部は、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて求められた調和空気の給気温度と第３の演算部によって演算された給気温度とに基づいて、調和空気の温度を制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る他の空調制御装置は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、除湿機能を有する外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の露点温度を制御する空調制御システムであって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置それぞれごとに演算する第１の演算部と、この第１の演算部により演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、調和空気の露点温度を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記空調制御装置において、制御部は、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスおよび第５のセンサにより測定された外気の露点温度に基づいて、外調機からの調和空気の風量を制御する風量制御部を有するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る空調制御方法は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の給気温度を制御する空調制御方法であって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置ごとに演算する第１の演算ステップと、この第１の演算ステップにより演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算ステップと、この第２の演算ステップにより演算されたトータル結露ステータスに基づいて、外調機から供給される調和空気の給気温度を制御する制御ステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気の温度を制御することにより、輻射冷暖房装置に結露を発生させずに給気の温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１におけるＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、結露ステータスの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、図１におけるＤＤＣ２１の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、トータル結露ステータスの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、結露ステータスの他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、結露ステータスの他の例を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図９】図９は、図８におけるＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図８におけるＤＤＣ２１−１の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、図１１におけるＤＤＣ２１−２の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、図１３におけるＤＤＣ２１−３の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、チルドビームの構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、チルドビームを適用した従来の空気調和システム全体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム１は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置（図示せず）から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の温度（以下、「送水温度」と言う。）を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の温度（以下、「給気温度」と言う。）を計測する給気センサ１９とを備えている。
このような空気調和システム１を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御する直接計数制御器（ＤＤＣ：Direct Digital Controller）２０ａ〜２０ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１とを備えている。
なお、図１において、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００１９】
ここで、チルドビーム１２ａ〜１２ｃは、背景技術の欄において図１５を参照して説明したチルドビーム３００と同等の構成を有するものであり、熱交換器１２１ａ〜１２１ｃおよびダクト１２２ａ〜１２２ｃを備えている。このようなチルドビーム１２ａ〜１２ｃには、外調機１３から熱処理された冷媒が熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給されるとともに、外調機１３から熱処理された調和空気がダクト１２１ａ〜１２１ｃに供給される。
【００２０】
外調機１３は、ボイラ等の熱源装置から供給される温水ＨＷにより外気を加熱する加熱コイル１３１と、冷却塔等の熱源装置から供給される冷水ＣＷにより外気を冷却する冷却コイル１３２と、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２により熱処理が行われた外気（調和空気）を送出するファン１３３とを備えている。ここで、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２を通過した温水ＨＷや冷水ＣＷからなる冷媒は、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給されて循環する。また、ファン１３により送出された調和空気は、チルドビーム１２ａ〜１２ｃのダクト１２１ａ〜１２１ｃに供給される。
【００２１】
バルブ１４ａ〜１４ｃは、外調機１３と対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃとを接続する冷媒用配管１４に設けられ、そのチルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに流入する冷媒の量を制御する公知の流量制御弁から構成される。このようなバルブ１４ａ〜１４ｃは、対応するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃからの制御信号に基づいて駆動し、開度を変更する。
【００２２】
変風量ユニット１５ａ〜１５ｃは、外調機１３と対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃとを接続するダクトに設けられ、そのチルドビーム１２ａ〜１２ｃのダクト１２２ａ〜１２２ｃに流入する調和空気の量を制御する公知の流量制御弁から構成される。
【００２３】
バルブ１６ａ，１６ｂは、ＤＤＣ２１からの制御信号に基づいて駆動して、その開度が調整される公知の流量制御弁から構成される。ここで、バルブ１６ａは、ボイラなどの加熱装置と外調機１３とを接続する配管に配設され、外調機１３の加熱コイル１３１に供給される温水ＨＷの量を制御する。一方、バルブ１６ｂは、冷却塔などの加熱装置と外調機１３とを接続する配管に配設され、外調機１３の冷却コイル１３２に供給される冷水ＣＷの量を制御する。
【００２４】
室内センサ１７ａ〜１７ｃは、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃに配設され、内部の室内温度および室内露点温度を計測する公知の温度センサおよび露点温度センサから構成される。この測定結果は、対応するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃに送信される。
【００２５】
送水温度センサ１８は、冷媒用配管１４中を流れる冷媒の温度を測定する公知の温度センサから構成される。この測定結果は、各ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃに送信される。
【００２６】
給気センサ１９は、ダクト１５中を流れる調和空気の温度を測定する公知の温度センサから構成される。この測定結果は、ＤＤＣ２１に送信される。
【００２７】
ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃは、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃに対して設けられ、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御されて、図２に示すように、Ｉ／Ｆ部２０１、比較部２０２、結露ステータス演算部２０３および記憶部２０４が実現される。便宜上、以下においては、ＤＤＣ２０ａの場合を例にその構成について説明するが、ＤＤＣ２０ｂ，２０ｃもＤＤＣ２０ａと同等の構成を有しているので、その説明を省略する。
【００２８】
Ｉ／Ｆ部２０１は、バルブ１４ａ、室内センサ１７ａ、送水温度センサ１８、ＤＤＣ２１と電気的に接続されており、これらとの間で各種情報のやりとりを行うとともに、必要に応じてその各種情報を駆動部２０２、比較部２０２および結露ステータス演算部２０３に送出する。また、Ｉ／Ｆ部２０１は、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内に設けられたリモコンや操作パネルとも電気的に接続されており、ユーザ等からの操作入力に基づいて被空調空間１１ａ〜１１ｃの設定温度が入力される。
【００２９】
比較部２０２は、室内センサ１７ａにより計測された被空調空間１１ａの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分を算出する。
【００３０】
結露ステータス演算部２０３は、第１の演算部として機能し、比較部２０２による比較結果に基づいて、チルドビーム１２ａの結露ステータスを演算する。この結露ステータスとは、チルドビーム１２ａの熱交換器１２１ａに結露が発生する可能性を示す指標である。本実施の形態においては、結露が発生する可能性が高い「危険」、結露が発生する可能性がある「注意」、結露が発生する可能性が低い「ドライ」という３つの結露ステータスを演算して設定する。これらの結露ステータスは、記憶部２０４に記憶された閾値に基づいて演算される。演算した結露ステータスは、Ｉ／Ｆ部２０１を介してＤＤＣ２１に送出される。
【００３１】
記憶部２０４は、第１の記憶部として機能し、結露ステータス設定部２０３が結露ステータスの演算に用いる閾値を予め記憶している。この閾値は、送水温度と露点温度との差分に基づいて設定されている。具体的には、図３に示すように、被空調空間１１ａの露点温度が、送水温度から２℃低い温度よりも低い場合には「ドライ」の結露ステータス、送水温度から２℃低い温度以上送水温度未満の範囲内の場合には「注意」の結露ステータス、送水温度以上の場合は「危険」の結露ステータスが演算されるように設定されている。
【００３２】
ＤＤＣ２１は、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの上位装置として設けられ、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図４に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３、記憶部２１４および結露防止部２１５が実現される。
【００３３】
Ｉ／Ｆ部２１１は、外調機１３、バルブ１６ａ,１６ｂ、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃと電気的に接続されており、これらとの間で各種情報のやりとりを行うとともに、必要に応じてその各種情報を駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３および結露防止部２１５に送出する。
【００３４】
駆動部２１２は、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得した情報に基づいて、外調機１３の駆動およびバルブ１６ａ，１６ｂの開度を制御する。ここで、外調機１３からの給気温度は、結露防止部２１５により設定された給気温度に基づいて、バルブ１６ａ，１６ｂの開度を制御することにより制御される。
【００３５】
トータルステータス演算部２１３は、第２の演算部として機能し、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃそれぞれの結露ステータス演算部２０３により設定された結露ステータスと、記憶部２１４に記憶されたルールとに基づいて、トータル結露ステータスを演算して設定する。このトータル結露ステータスとは、空気調和システム１に含まれるチルドビーム１２ａ〜１２ｃのいずれかの熱交換器に結露が発生する可能性を示す指標である。本実施の形態においては、結露が発生する可能性が高い「危険」、結露が発生する可能性がある「注意」、結露が発生する可能性が低い「ドライ」という３つのトータル結露ステータスが設定される。設定されたトータル結露ステータスは、結露防止部２１４に送出される。
【００３６】
記憶部２１４は、第２の記憶部として機能し、トータルステータス演算部２１３がトータル結露ステータスの演算に用いるルールを予め記憶している。このルールは、チルドビーム１２ａ〜１２ｃそれぞれの結露ステータスと、これらの結露ステータスから演算されるトータル結露ステータスとを示すものである。その一例を図５に示す。
【００３７】
図５に示すルールは、結露の発生をより確実に防ぐことを目的に設定されたものである。具体的には、全てのチルドビームの結露ステータスが「危険」の場合、トータル結露ステータスは「危険」と設定される。また、複数のチルドビームのうち少なくとも１つのチルドビームの結露ステータスが「危険」、他のチルドビームの結露ステータスが「注意」や「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「危険」と設定される。また、全てのチルドビームの結露ステータスが「注意」の場合、トータル結露ステータスは「注意」と設定される。また、複数のチルドビームのうち少なくとも１つのチルドビームの結露ステータスが「注意」で、他のチルドビームの結露ステータスが「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「注意」と設定される。また、全てのチルドビームの結露ステータスが「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「ドライ」と設定される。
【００３８】
なお、ルールは、図５に示すものに限定されず、適宜自由に設定することができ、例えばより省エネルギー化を実現するように、「危険」や「注意」のトータル結露ステータスが演算されないように設定することもできる。また、図５は、チルドビームの台数を限定せずにチルドビーム１２ａ〜１２ｎを設けた場合について示しているが、その台数を３台とすることにより本実施の形態に適用できることは言うまでもない。
【００３９】
結露防止部２１５は、制御部として機能し、トータルステータス設定部２１３により設定されたトータル結露ステータスに基づいて、給気温度を制御する。
【００４０】
上述したように、顕熱負荷（温度負荷）や潜熱負荷（湿気）が大きい場合には給気温度を下降させ、負荷が小さい場合には給気温度を上昇させた方が消費エネルギーを削減することができる。ところが、給気温度を上昇させすぎると、被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度が上昇して、結露が発生する恐れがある。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、結露防止部２１５がトータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御することにより、結露が発生するのを防ぐ。具体的には、トータル結露ステータスが「危険」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃのいずれかにおいて室内露点温度が送水温度以上の場合には、給気温度を２℃下降させる。これにより給気温度が外調機１３における露点温度よりも低くなると、外調機１３で除湿される。
【００４２】
また、トータル結露ステータスが「注意」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃのいずれかにおいて室内露点温度が送水温度から２℃低い温度以上かつ送水温度未満の範囲内の場合には、給気温度を１℃下降させる。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される給気の湿度が低下するので、結果として、の熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露が生じることを防ぐことができる。
【００４３】
また、トータル結露ステータスが「ドライ」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃの全てにおいて室内露点温度が送水温度から２℃低い温度よりもさらに低い場合には、給気温度を０．５℃上昇させる。このように給気温度を上昇させるので、省エネルギーを実現することができる。このとき、送水温度が室内露点温度に対して十分低いので、給気温度を上げたとしても結露が発生することを防ぐことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御することにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露を発生させずに給気温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【００４５】
なお、給気温度を変更してから、室内露点温度が変化するまでには一定の応答時間を要する。すなわち、給気温度の変更は、応答時間を見込んだ効果を待つ時間が必要となる。そこで、結露防止部２１５は、その効果を待つ時間の周期で、給気温度変更の判断を実施することにより、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４６】
また、本実施の形態において、結露ステータスは、図３に示すようにデジタル的に設定する場合を例に説明したが、結露ステータスを設定する方法はそれに限定されず適宜自由に設定することができる。例えば、図６に示すように、アナログ的に設定するようにしてもよい。この図６においては、結露ステータスを数値で表しており、送水温度が、室内露点温度から２℃低い温度以下を０、室内露点温度以上を１００、その２℃低い温度から室内露点温度までの範囲については送水温度が上がるに連れて結露ステータスも上がる状態としている。このようにして設定したチルドビーム１２ａ〜１２ｃの各結露ステータスのうち最大の値を、トータル結露ステータスとする。そして、給気温度は、−０．０２×トータル結露ステータスとする。これにより、給気温度を各被空調空間１１ａ〜１１ｃの状態に応じてより微細に設定できるので、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４７】
また、結露ステータスは、図６に示すようにアナログ的に設定できるのみならず、図７に示すように、多段階のアナログ的に設定するようにしてもよい。この図７においては、送水温度が、室内露点温度から４℃低い温度以下を−５０、室内露点温度以上を１００としいる。また、その４℃低い温度から室内露点温度よりも２℃低い温度までの範囲と、この２℃低い温度から室内露点温度までの範囲との傾きを変えるようにしている。これにより、給気温度を各被空調空間１１ａ〜１１ｃの状態に応じてさらに微細に設定できるので、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃにより結露ステータスを設定する場合を例に説明したが、ＤＤＣ２１により結露ステータスを設定するようにしてもよい。この場合、室内センサ１７ａ〜１７ｃおよび送水温度センサ１８をＤＤＣ２１に接続するとともに、比較部２０２および結露ステータス演算部２０３をＤＤＣ２１にさらに設けることにより、実現することができる。
【００４９】
また、本実施の形態において、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された室内温度およびＩ／Ｆ部２０１に入力された設定温度に基づいて、冷媒の流量を制御するバルブ１４ａを駆動させて、その開度を調整する駆動部をＤＤＣ２０ａ〜２０ｃにさらに設けるようにしてもよい。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器に供給される冷媒の流量を制御して、その熱交換器により生じる輻射や対流による熱伝達を変化せることにより、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度を変化させることができる。例えば、チルドビーム１２ａに外調機１３から冷水が供給されている場合において、被空調空間１１ａの室内温度が設定温度よりも低い場合には、バルブ１４ａの開度を小さくし、チルドビーム１２ａに供給される冷水の量を少なくする。これにより、熱交換器による熱伝達が小さくなるので、室内温度の低下を防ぐことができる。一方、被空調空間１１ａの室内温度が設定温度よりも高い場合には、バルブ１４ａの開度を大きくし、チルドビーム１２ａに供給される冷水の量を多くする。これにより、熱交換器による熱伝達が大きくなるので、室内温度を低下させることができる。
【００５０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、上述した結露ステータスおよびトータル結露ステータスに加え、被空調空間の空調負荷を考慮して給気温度を制御するものである。
さらに、本実施の形態では、各被空調空間の空調負荷、すなわち、各被空調空間の室温と当該被空調空間ごとに目標温度として設定された設定温度との差分を評価する「室温ステータス」に基づいて、調和空気の給気温度を算出するものである。以下の説明においては、上述した第１の実施の形態におけるＤＤＣ２０ａ〜２０ｃおよびＤＤＣ２１において、後述する室温ステータスまたはトータル室温ステータスをさらに設定するものとする。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００５１】
図８に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム２は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９とを備えている。
このような空気調和システム２を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−１とを備えている。
なお、図８においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００５２】
ここで、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃは、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃに対して設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図９に示すように、それぞれＩ／Ｆ部２０１、比較部２０２−１、結露ステータス演算部２０３、記憶部２０４−１および室温ステータス演算部２０５が実現される。
【００５３】
比較部２０２−１は、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分を算出する。また、比較部２０２−１は、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度や露点温度と、この被空調空間１１ａ〜１１ｃの設定温度とを比較し、これらの差分を算出する。
【００５４】
結露ステータス演算部２０３は、比較部２０２−１による露点温度と送水温度との比較結果に基づいて、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃの結露ステータスを設定する。この結露ステータスは、上述した第１の実施の形態における結露ステータスと同等である。
【００５５】
記憶部２０４−１は、上述した第１の実施の形態において説明した結露ステータス設定部２０３が結露ステータスの演算に用いる閾値を予め記憶している。また、記憶部２０４−１は、室温ステータス演算部２０５が室温ステータスの演算すに用いる閾値も予め記憶している。この閾値の詳細については後述する。
【００５６】
室温ステータス演算部２０５は、第３の演算部として機能し、比較部２０２−１による室内温度と設定温度との比較結果に基づいて、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの室温ステータスを演算する。この演算された室温ステータスは、Ｉ／Ｆ部２０１を介してＤＤＣ２１−１に送出される。
【００５７】
ここで、室温ステータスとは、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの温度状態を示す指標である。本実施の形態においては、例えば冷房運転の場合、室内温度が設定温度よりも低く冷房能力が空調負荷よりも高い「過剰」、室内温度が設定温度と同等あり冷房能力と空調負荷とのバランスがとれている「適正」、室内温度が設定温度よりも高く冷房能力が空調負荷よりも低い「能力不足」という３つの室温ステータスが設定される。これらの室温ステータスは、記憶部２０４−１に記憶された閾値に基づいて設定される。この閾値は、室内温度と設定温度との差分に基づいて設定されている。例えば、バルブ１４ａが全開のときには、チルドビーム１２ａは室温ステータスを「能力不足」とみなす。また、バルブ１４ａが「全開」や「低開度」のときには、チルドビーム１２ａは室温ステータスを「過剰」とみなす。
【００５８】
ＤＤＣ２１−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１０に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３−１、記憶部２１４−１および結露防止部２１５−１が実現される。
【００５９】
トータルステータス演算部２１３−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃそれぞれの結露ステータス演算部２０３−１により設定された結露ステータスと、記憶部２１４−１に記憶されたルールとに基づいて、トータル結露ステータスを設定する。このトータル結露ステータスは、上述した第１の実施の形態におけるトータル結露ステータスと同等である。
また、トータルステータス演算部２１３−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃそれぞれの室温ステータス演算部２０５により設定された室温ステータスと、記憶部２１４−１に記憶されたルールとに基づいて、トータル室温ステータスを設定する。
【００６０】
ここで、トータル室温ステータスとは、空気調和システム１に含まれる被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度の状態を示す指標である。本実施の形態においては、冷房の場合、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度よりも低く冷房能力が空調負荷よりも高い「過剰」、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度と同等あり冷房能力と空調負荷とのバランスがとれている「適正」、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度よりも高く冷房能力が空調負荷よりも低い「能力不足」という３つのトータル室温ステータスが設定される。
【００６１】
記憶部２１４−１は、トータルステータス演算部２１３−１がトータル結露ステータスの演算に用いるルールを予め記憶している。このルールは、上述した第１の実施の形態におけるルールと同等である。また、記憶部２１４−１は、トータルステータス設定部２１３−１がトータル室温ステータスの演算に用いるルールも予め記憶している。本実施の形態において、そのルールは、最も多い室温ステータスをトータル室温ステータスとするものである。例えば、ひとつでも、室温ステータスに「能力不足」があった場合には、トータル室温ステータスを「能力不足」とし、冷房では給気温度を１℃下げ、暖房では給気温度を１℃上げる。また、室温ステータスがすべて「過剰」の場合には、トータル室温ステータスを過剰とし、冷房では給気温度を１℃上げて、暖房では給気温度を１℃下げる。
【００６２】
結露防止部２１５−１は、トータルステータス演算部２１３−１により設定されたトータル結露ステータスおよびトータル室温ステータスに基づいて、給気温度を設定する。この詳細について以下に示す。
【００６３】
まず、結露防止部２１５−１は、トータル結露ステータスに基づく給気温度、より具体的には、現在の給気温度との差分を演算する。本実施の形態においては、一例として冷房運転の場合、トータル結露ステータスが「危険」のときには、給気温度を現在の温度から２℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「注意」のときには、給気温度を現在の温度から１℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「ドライ」のときには、給気温度を現在の温度から０．５℃上昇させる。
【００６４】
また、結露防止部２１５−１は、トータル室温ステータスに基づく給気温度の差分を演算する。本実施の形態においては、一例として冷房運転の場合、トータル室温ステータスが「過剰」のときには、給気温度の差分を所定の値（例えば、０．５℃）として、現在の給気温度からその値だけだけ上昇させる。また、トータル室温ステータスが「能力不足」のときには、差分の値を所定の値（例えば、−１℃）とし、給気温度を現在の温度からその値だけ下降させる。また、トータル室温ステータスが「適正」のときには、差分を±０℃とし、給気温度を変更しない。
【００６５】
トータル結露ステータスに基づく給気温度の差分と、トータル室温ステータスに基づく給気温度の差分とがそれぞれ演算されると、結露防止部２１５−１は、これら２つの差分の値を加算して、その結果が所定の範囲内にあるか否かを確認する。例えば、２つの差分の値を加算した値が±２℃以内など所定の範囲内である場合には、その値を現在の温度に付加し新たな給気温度として設定する一方、その値が、例えば＋２℃を越える場合は、＋２℃とし、−２℃を越える場合は−２℃として、現在の給気温度に付加して新たな給気温度として設定する。このように、給気温度の差分を所定の上限値と下限値との間に抑える「上下限処理」を行うのは、給気温度の変更幅が大きすぎると、空調システムが給気温度制御の変化に応答できない恐れがあるからである。上限値および下限値は、被制御空間の空調負荷や外調機等の容量に基づいて定めればよい。
このような上下限処理を行った後の差分と現在の給気温度とから新しい給気温度が設定される。
【００６６】
なお、上述した説明では、トータル結露ステータスに基づいて算出された給気温度の差分と、トータル室温ステータスに基づいて算出された給気温度の差分とを加算して助加減処理を行う態様について説明したが、２つの差分を加算する代わりに、両者を比較して小さい値を採用するようにしてもよい。
湿気の多い季節の変わり目などでは、室温は適正であるもの結露の恐れがある場合がある。このような場合、本実施の形態では、トータル結露ステータスに応じて給気温度が下降するので、結露の発生を防ぐことができる。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスとともにトータル室温ステータスを設定することにより、より効果的に結露の発生を防ぐことができる。
なお、本実施の形態においては、被空調空間の室温とその被空調空間に対して目標温度として設定された設定温度とに基づいて、室温ステータスおよびトータル室温ステータスを介して給気温度を求めるものとして説明したが、本発明においては、これを他の制御方法、例えば、比例制御（Ｐ制御）や比例積分制御（ＰＩ制御）、比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によって求めてもよい。
【００６８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第２の実施の形態における外調機１３の除湿機能を利用したものである。したがって、本実施の形態において、第２の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００６９】
図１１に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム３は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３−１とから構成される。外調機１３−１と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３−１には、熱源装置から外調機１３−１に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３−１からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３−１から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９と、外調機１３−１からの給気の露点温度（以下、「給気露点温度」と言う。）を計測する給気露点温度センサ３０とが設けられている。
このような空気調和システム３を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃおよび給気露点温度センサ３０から取得する各種情報に基づいて外調機１３−１の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−１とを備えている。
なお、図１１においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００７０】
外調機１３−１は、熱源装置から供給される温水ＨＷにより外気を加熱する加熱コイル１３１と、熱源装置から供給される冷水ＣＷにより外気を冷却する冷却コイル１３２と、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２により熱処理が行われた外気（給気）を送出するファン１３３とを備えている。ここで、外調機１３−１は、それらの構成要素により除湿を行う機能を備えている。なお、外調機１３−１には、冷却再加熱やデシカントなどの除湿専用のための装置をさらに設けるようにしてもよい。
【００７１】
ＤＤＣ２１−２は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１２に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３−１、記憶部２１４−１および結露防止部２１５−２が実現される。
【００７２】
結露防止部２１５−２は、制御部として機能し、トータルステータス演算部２１３−１により演算されたトータル室温ステータスに基づいて給気温度を演算する。また、結露防止部２１５−２は、トータルステータス演算部２１３−１により演算されたトータル結露ステータスに基づいて給気露点温度を演算して設定する。
【００７３】
給気温度に関しては、トータル室温ステータスが「能力不足」の場合には、冷房で給気温度を１℃下げ、暖房で給気温度を１℃上げる。また、室温ステータスが全て「過剰」の場合には、トータル室温ステータスを「過剰」とし、冷房では給気温度を１℃上げて、暖房では給気温度を１℃下げる。
【００７４】
一方、給気露点温度については、トータル結露ステータスが「危険」の場合には、給気露点温度を２℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「注意」の場合には、給気露点温度を１℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「ドライ」の場合には、給気露点温度を０．５℃上昇させる。このような給気露点温度については、給気露点温度センサ３０によって計測される。
【００７５】
このようにして給気温度および給気露点温度が設定されると、駆動部２１２は、その設定された給気温度および給気露点温度に基づいて、外調機１３等を制御する。ここで、給気露点温度については、外調機１３の除湿機能を用いて制御される。
【００７６】
このように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気露点温度が制御されるので、結露の発生をより効果的に防ぐことができる。
【００７７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第１の実施の形態にさらに外気の露点温度を測定する外気露点温度センサを設けたものである。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００７８】
図１３に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム４は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９とを備えている。さらに、空気調和システム４の外部には、外気の露点温度を測定する外気露点温度センサ４０が設けられている。
このような空気調和システム４を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９、外気露点温度センサ４０およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−３とを備えている。
なお、図１３においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００７９】
ＤＤＣ２１−３は、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１４に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３、記憶部２１４および結露防止部２１５−３が実現される。
【００８０】
結露防止部２１５−３は、制御部として機能し、トータル結露ステータス演算部２１３により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、給気温度を演算する。また、結露防止部２１５−３は、トータル結露ステータスが「危険」または「注意」であり、かつ、外気露点温度センサ４０で計測された外気の露点温度が、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内露点温度のいずれかよりも高い場合、外調機１３のファン１３３の回転数を上昇させる。
【００８１】
このようにして給気温度およびファン１３３の回転数が設定されると、駆動部２１２は、その設定された給気温度および回転数に基づいて、外調機１３等を制御する。
【００８２】
トータル結露ステータスからチルドビーム１２ａ〜１２ｃが結露する可能性が高く、かつ屋外の露点温度が高い、すなわち湿度が高い場合には、外気が直接被空調空間１１ａ〜１１ｃに流入すると結露が発生する恐れがある。外気の被空調空間１１ａ〜１１ｃへの流入経路としては、すきま風やドア・窓の開閉などが想定される。そこで、そのような外気の流入を防ぐために、ファン１３３の回転数を上昇させ、給気の風量を増大させる。これにより、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内の気圧を大気圧よりも高めて、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内部の空気が外部へ流出させることにより、外気が被空調空間１１ａ〜１１ｃに流入することを防ぐことができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気の風量を増大させることにより、外気が被空調空間１１ａ〜１１ｃ内部に流入することを防ぐことができるので、結果として、結露が生じることを防ぐことができる。
【００８４】
なお、本実施の形態は、上述した第２，第３の実施の形態にも適用できることは言うまでもない。
【００８５】
また、上述した第１〜第４の実施の形態では、被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分から結露ステータスを演算する場合を例に説明したが、送水温度の代わりに熱交換器１２１ａ〜１２１ｃの表面の温度を用いるようにしてもよい。この表面の温度は、熱交換器１２１ａ〜１２１ｃの表面に取り付けた温度センサにより測定することができる。このようにしても、上述した第１〜第４の実施の形態と同等の作用効果を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、家屋やビルなど複数の部屋を備えた建造物に設けられた空気調和システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１〜３…空気調和システム、１１ａ〜１１ｃ…被空調空間、１２ａ〜１２ｎ…チルドビーム、１３，１３−１…外調機、１４…冷媒用配管、１４ａ〜１４ｃ…バルブ、１５…ダクト、１５ａ〜１５ｃ…変風量ユニット、１６ａ，１６ｂ…バルブ、１７ａ〜１７ｃ…室内センサ、１８…送水温度センサ、１９…給気センサ、２０ａ〜２０ｃ，２０−１ａ〜２０−１ｃ…ＤＤＣ、２１，２１−１〜２１−３…ＤＤＣ、３０…給気露点温度センサ、４０…外気露点温度センサ、１２１ａ〜１２１ｃ…熱交換器、１２２ａ〜１２２ｃ…ダクト、１３１…加熱コイル、１３２…冷却コイル、１３３…ファン、２０１…Ｉ／Ｆ部、２０２…比較部、２０３…ステータス演算部、２０４…記憶部、２１１…Ｉ／Ｆ部、２１２…駆動部、２１３，２１３−１…トータルステータス演算部、２１４，２１４−１…記憶部、２１５，２１５−１〜３…結露防止部、３００…チルドビーム、３０１…熱交換器、３０２…ダクト、３０３…筐体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御装置および空調制御方法に関するものであり、特に、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に放出供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた複数の空調装置を備えた空調システムにおいて、外調機よりダクトを介して供給する調和空気の温度等を制御する空調制御装置および空調制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱処理された冷媒が供給される熱交換器を用いた空調装置が知られている。この種の空調装置は、「チルドビーム」とも呼ばれ、冷媒を循環させるコイルや放射パネル等の熱交換器を各被制御空間の天井などに配設して、この熱交換器からの輻射と対流によって熱伝達をおこなうので、省エネルギー性に優れた空調技術として、近年注目を浴びている。
このような「チルドビーム」は、対流の原理を利用して熱交換を行う「パッシブ・チルドビーム」と、外調機によって熱処理された調和空気を熱交換器に供給する「アクティブ・チルドビーム」とに大別され、パッシブ・チルドビームよりもアクティブ・チルドビームの方が、顕熱冷却能率が高い。以下、本明細書においては、アクティブ・チルドビームを単に「チルドビーム」と呼ぶことにする。
【０００３】
図１５にチルドビームの一構成例を示す。図１５において、チルドビーム３００は、天井裏に配設された熱交換器３０１と、この熱交換器３０１の上方に配設されたダクト３０２と、これらを覆う筐体３０３とから構成されている。ダクト３０２には、熱交換器３０１の周囲に向けて調和空気を吐出する吹き出し口３０２ａが設けられ、筐体３０３に設けられた通気口３０４を通じて調和空気を被空調空間に供給する。
このようなチルドビーム３００では、熱交換器３０１に外部より供給される冷却（または加熱）された冷媒が循環する一方、ダクト３０２を介して外調機によって外気を一定レベルまでに熱処理した調和空気がファンで加圧され供給されている。この調和空気は、吹き出し孔３０２ａから通気口３０４に向けて吹き出される。このとき、周囲の空気を引き込んで送風するいわゆる誘引効果により、室内を上昇して熱交換器３０１により冷却（または加熱）された空気が、吹き出し孔３０２ａから供給される調和空気により吸引され、互いに混合した状態で室内に供給される。
【０００４】
図１６に、上述したチルドビームを備えた空気調和システムの一構成例を示す。この空気調和システムは、複数の被空調空間４００ａ〜４００ｃに対してそれぞれ設けられたチルドビーム３００ａ〜３００ｃと、熱源装置と熱交換装置とファンとを備え、これらのチルドビーム３００ａ〜３００ｃに熱処理した調和空気および冷媒を供給する外調機４１０とから構成される。外調機４１０と各チルドビーム３００ａ〜３００ｃの熱交換器３０１ａ〜３０１ｃとの間に設けられた冷媒用配管４２０には、各熱交換器３０１ａ〜３０１ｃに供給される冷媒の流量を調整するバルブ４２０ａ〜４２０ｃが設けられている。また、外調機４１０とチルドビーム３００ａ〜３００ｃとをつなぐダクト４３０には、チルドビーム３００ａ〜３００ｃを介して各被空調空間に供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット４３０ａ〜４３０ｃが設けられている。また、外調機４１０には、熱源装置（図示せず）から外調機４１０に導入される冷媒の量を調整するバルブ４４０が設けられている。
一方、被空調空間４００ａ〜４００ｃには、被空調空間内の室温および露点温度を計測する室内センサ４５０ａ〜４５０ｃが配設されている。また、冷媒用配管４２０には、外調機４１０からチルドビーム３００ａ〜３００ｃの熱交換器３０１ａ〜３０１ｃに供給される冷媒の温度を計測する送水温度センサ４６０が設けられている。また、ダクト４３０には、外調機４１０から供給される調和空気の温度を計測する給気センサ４７０が設けられていると。
このような空気調和システムを制御する制御装置として、室内センサ４５０ａ〜４５０ｃの計測結果に基づいてバルブ４２０ａ〜４２０ｃの開度を制御する熱交換器用温度調節計（ＴＩＣ：Temperature indicating controller）４８０ａ〜４８０ｃと、給気センサ２６０の計測結果に基づいてバルブ４４０の開度を制御する給気温度制御用ＴＩＣ４９０とを備えている(例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
このような空気調和システムにおいて、外調機４１０から各チルドビーム３００ａ〜３００ｃに供給される一定温度の調和空気はチルドビーム３００ａ〜３００ｃにそれぞれ設けられた熱交換器３０１ａ〜３０１ｃによってさらに熱交換された上で各被空調空間４００ａ〜４００ｃに供給される。このような空気調和システムにおいて冷房を行う場合を考えると、顕熱負荷（温度負荷）や潜熱負荷（湿度）が大きい場合には、外調器４１０からチルドビーム３００ａ〜３００ｃに供給される調和空気の温度を低下させる。また、それらの負荷が小さい場合にはその調和空気の温度を上昇させることによって、外調機４１０の消費エネルギーを削減することができ、その結果として、さらなる省エネルギーが実現可能となると考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Federation of European Heating and Air-conditionig Association、Chilled Beam application GUIDEBOOK
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、調和空気の温度を上昇させると露点温度も上昇するので、熱交換器に結露が発生する恐れがある。
ところが、チルドビームは、その構造上、コイルや放射パネルといった熱交換器に結露した水を排出する機構を設けることを想定していない。したがって、従来の技術では、結露の発生を回避しつつ、調和空気の温度を制御することが困難であったので、結果として、省エネルギー化を実現することが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、チルドビームを用いた空気調和システムにおいて、結露の発生を防止できる空調制御装置および空調制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る空調制御装置は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の給気温度を制御する空調制御装置であって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置ごとに演算する第１の演算部と、この第１の演算部により演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、この第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、外調機から供給される調和空気の給気温度を制御する制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記空調制御装置において、第１のセンサにより測定された露点温度と第２のセンサにより測定された温度との差分と、結露ステータスとの関係を記憶した第１の記憶部と、空調装置のそれぞれに対して演算された結露ステータスの組合せと、トータル結露ステータスとの関係を記憶した第２の記憶部と、トータル結露ステータスと調和空気の給気温度の制御量との関係を記憶した第３の記憶部とをさらに備え、第１の演算部は、第１のセンサにより測定された露点温度および第２のセンサにより測定された温度と、第１の記憶部に記憶された関係とに基づいて、結露ステータスを演算し、第２の演算部は、第１の演算部によって演算された空調装置ごとの結露ステータスと第２の記憶部に記憶された関係とに基づいてトータル結露ステータスを演算し、制御部は、トータル結露ステータスと第３の記憶部に記憶された関係と調和空気の現在の給気温度とに基づいて、調和空気の給気温度を決定するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記空調制御装置において、被空調空間のそれぞれに設けられた第３のセンサにより測定された当該被空調空間の室温と当該被空調空間に目標温度として設定された設定温度とに基づいて、当該被空調空間への給気温度を演算する第３の演算部をさらに備え、制御部は、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて求められた調和空気の給気温度と第３の演算部によって演算された給気温度とに基づいて、調和空気の温度を制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る他の空調制御装置は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、除湿機能を有する外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の露点温度を制御する空調制御システムであって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置それぞれごとに演算する第１の演算部と、この第１の演算部により演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、調和空気の露点温度を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記空調制御装置において、制御部は、第２の演算部により演算されたトータル結露ステータスおよび第５のセンサにより測定された外気の露点温度に基づいて、外調機からの調和空気の風量を制御する風量制御部を有するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る空調制御方法は、複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、ダクトを介して供給する調和空気の給気温度を制御する空調制御方法であって、被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された熱交換器に供給される冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを空調装置ごとに演算する第１の演算ステップと、この第１の演算ステップにより演算された複数の結露ステータスに基づいて、複数の空調装置の熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算ステップと、この第２の演算ステップにより演算されたトータル結露ステータスに基づいて、外調機から供給される調和空気の給気温度を制御する制御ステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気の温度を制御することにより、輻射冷暖房装置に結露を発生させずに給気の温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１におけるＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、結露ステータスの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、図１におけるＤＤＣ２１の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、トータル結露ステータスの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、結露ステータスの他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、結露ステータスの他の例を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図９】図９は、図８におけるＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図８におけるＤＤＣ２１−１の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、図１１におけるＤＤＣ２１−２の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る空気調和システムの構成を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、図１３におけるＤＤＣ２１−３の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、チルドビームの構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、チルドビームを適用した従来の空気調和システム全体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム１は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置（図示せず）から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の温度（以下、「送水温度」と言う。）を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の温度（以下、「給気温度」と言う。）を計測する給気センサ１９とを備えている。
このような空気調和システム１を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御する直接計数制御器（ＤＤＣ：Direct Digital Controller）２０ａ〜２０ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１とを備えている。
なお、図１において、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００１９】
ここで、チルドビーム１２ａ〜１２ｃは、背景技術の欄において図１５を参照して説明したチルドビーム３００と同等の構成を有するものであり、熱交換器１２１ａ〜１２１ｃおよびダクト１２２ａ〜１２２ｃを備えている。このようなチルドビーム１２ａ〜１２ｃには、外調機１３から熱処理された冷媒が熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給されるとともに、外調機１３から熱処理された調和空気がダクト１２１ａ〜１２１ｃに供給される。
【００２０】
外調機１３は、ボイラ等の熱源装置から供給される温水ＨＷにより外気を加熱する加熱コイル１３１と、冷却塔等の熱源装置から供給される冷水ＣＷにより外気を冷却する冷却コイル１３２と、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２により熱処理が行われた外気（調和空気）を送出するファン１３３とを備えている。ここで、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２を通過した温水ＨＷや冷水ＣＷからなる冷媒は、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給されて循環する。また、ファン１３により送出された調和空気は、チルドビーム１２ａ〜１２ｃのダクト１２１ａ〜１２１ｃに供給される。
【００２１】
バルブ１４ａ〜１４ｃは、外調機１３と対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃとを接続する冷媒用配管１４に設けられ、そのチルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに流入する冷媒の量を制御する公知の流量制御弁から構成される。このようなバルブ１４ａ〜１４ｃは、対応するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃからの制御信号に基づいて駆動し、開度を変更する。
【００２２】
変風量ユニット１５ａ〜１５ｃは、外調機１３と対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃとを接続するダクトに設けられ、そのチルドビーム１２ａ〜１２ｃのダクト１２２ａ〜１２２ｃに流入する調和空気の量を制御する公知の流量制御弁から構成される。
【００２３】
バルブ１６ａ，１６ｂは、ＤＤＣ２１からの制御信号に基づいて駆動して、その開度が調整される公知の流量制御弁から構成される。ここで、バルブ１６ａは、ボイラなどの加熱装置と外調機１３とを接続する配管に配設され、外調機１３の加熱コイル１３１に供給される温水ＨＷの量を制御する。一方、バルブ１６ｂは、冷却塔などの加熱装置と外調機１３とを接続する配管に配設され、外調機１３の冷却コイル１３２に供給される冷水ＣＷの量を制御する。
【００２４】
室内センサ１７ａ〜１７ｃは、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃに配設され、内部の室内温度および室内露点温度を計測する公知の温度センサおよび露点温度センサから構成される。この測定結果は、対応するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃに送信される。
【００２５】
送水温度センサ１８は、冷媒用配管１４中を流れる冷媒の温度を測定する公知の温度センサから構成される。この測定結果は、各ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃに送信される。
【００２６】
給気センサ１９は、ダクト１５中を流れる調和空気の温度を測定する公知の温度センサから構成される。この測定結果は、ＤＤＣ２１に送信される。
【００２７】
ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃは、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃに対して設けられ、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御されて、図２に示すように、Ｉ／Ｆ部２０１、比較部２０２、結露ステータス演算部２０３および記憶部２０４が実現される。便宜上、以下においては、ＤＤＣ２０ａの場合を例にその構成について説明するが、ＤＤＣ２０ｂ，２０ｃもＤＤＣ２０ａと同等の構成を有しているので、その説明を省略する。
【００２８】
Ｉ／Ｆ部２０１は、バルブ１４ａ、室内センサ１７ａ、送水温度センサ１８、ＤＤＣ２１と電気的に接続されており、これらとの間で各種情報のやりとりを行うとともに、必要に応じてその各種情報を駆動部２０２、比較部２０２および結露ステータス演算部２０３に送出する。また、Ｉ／Ｆ部２０１は、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内に設けられたリモコンや操作パネルとも電気的に接続されており、ユーザ等からの操作入力に基づいて被空調空間１１ａ〜１１ｃの設定温度が入力される。
【００２９】
比較部２０２は、室内センサ１７ａにより計測された被空調空間１１ａの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分を算出する。
【００３０】
結露ステータス演算部２０３は、第１の演算部として機能し、比較部２０２による比較結果に基づいて、チルドビーム１２ａの結露ステータスを演算する。この結露ステータスとは、チルドビーム１２ａの熱交換器１２１ａに結露が発生する可能性を示す指標である。本実施の形態においては、結露が発生する可能性が高い「危険」、結露が発生する可能性がある「注意」、結露が発生する可能性が低い「ドライ」という３つの結露ステータスを演算して設定する。これらの結露ステータスは、記憶部２０４に記憶された閾値に基づいて演算される。演算した結露ステータスは、Ｉ／Ｆ部２０１を介してＤＤＣ２１に送出される。
【００３１】
記憶部２０４は、第１の記憶部として機能し、結露ステータス設定部２０３が結露ステータスの演算に用いる閾値を予め記憶している。この閾値は、送水温度と露点温度との差分に基づいて設定されている。具体的には、図３に示すように、被空調空間１１ａの露点温度が、送水温度から２℃低い温度よりも低い場合には「ドライ」の結露ステータス、送水温度から２℃低い温度以上送水温度未満の範囲内の場合には「注意」の結露ステータス、送水温度以上の場合は「危険」の結露ステータスが演算されるように設定されている。
【００３２】
ＤＤＣ２１は、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの上位装置として設けられ、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図４に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３、記憶部２１４および結露防止部２１５が実現される。
【００３３】
Ｉ／Ｆ部２１１は、外調機１３、バルブ１６ａ,１６ｂ、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃと電気的に接続されており、これらとの間で各種情報のやりとりを行うとともに、必要に応じてその各種情報を駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３および結露防止部２１５に送出する。
【００３４】
駆動部２１２は、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得した情報に基づいて、外調機１３の駆動およびバルブ１６ａ，１６ｂの開度を制御する。ここで、外調機１３からの給気温度は、結露防止部２１５により設定された給気温度に基づいて、バルブ１６ａ，１６ｂの開度を制御することにより制御される。
【００３５】
トータルステータス演算部２１３は、第２の演算部として機能し、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃそれぞれの結露ステータス演算部２０３により設定された結露ステータスと、記憶部２１４に記憶されたルールとに基づいて、トータル結露ステータスを演算して設定する。このトータル結露ステータスとは、空気調和システム１に含まれるチルドビーム１２ａ〜１２ｃのいずれかの熱交換器に結露が発生する可能性を示す指標である。本実施の形態においては、結露が発生する可能性が高い「危険」、結露が発生する可能性がある「注意」、結露が発生する可能性が低い「ドライ」という３つのトータル結露ステータスが設定される。設定されたトータル結露ステータスは、結露防止部２１４に送出される。
【００３６】
記憶部２１４は、第２の記憶部として機能し、トータルステータス演算部２１３がトータル結露ステータスの演算に用いるルールを予め記憶している。このルールは、チルドビーム１２ａ〜１２ｃそれぞれの結露ステータスと、これらの結露ステータスから演算されるトータル結露ステータスとを示すものである。その一例を図５に示す。
【００３７】
図５に示すルールは、結露の発生をより確実に防ぐことを目的に設定されたものである。具体的には、全てのチルドビームの結露ステータスが「危険」の場合、トータル結露ステータスは「危険」と設定される。また、複数のチルドビームのうち少なくとも１つのチルドビームの結露ステータスが「危険」、他のチルドビームの結露ステータスが「注意」や「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「危険」と設定される。また、全てのチルドビームの結露ステータスが「注意」の場合、トータル結露ステータスは「注意」と設定される。また、複数のチルドビームのうち少なくとも１つのチルドビームの結露ステータスが「注意」で、他のチルドビームの結露ステータスが「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「注意」と設定される。また、全てのチルドビームの結露ステータスが「ドライ」の場合、トータル結露ステータスは「ドライ」と設定される。
【００３８】
なお、ルールは、図５に示すものに限定されず、適宜自由に設定することができ、例えばより省エネルギー化を実現するように、「危険」や「注意」のトータル結露ステータスが演算されないように設定することもできる。また、図５は、チルドビームの台数を限定せずにチルドビーム１２ａ〜１２ｎを設けた場合について示しているが、その台数を３台とすることにより本実施の形態に適用できることは言うまでもない。
【００３９】
結露防止部２１５は、制御部として機能し、トータルステータス設定部２１３により設定されたトータル結露ステータスに基づいて、給気温度を制御する。
【００４０】
上述したように、顕熱負荷（温度負荷）や潜熱負荷（湿気）が大きい場合には給気温度を下降させ、負荷が小さい場合には給気温度を上昇させた方が消費エネルギーを削減することができる。ところが、給気温度を上昇させすぎると、被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度が上昇して、結露が発生する恐れがある。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、結露防止部２１５がトータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御することにより、結露が発生するのを防ぐ。具体的には、トータル結露ステータスが「危険」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃのいずれかにおいて室内露点温度が送水温度以上の場合には、給気温度を２℃下降させる。これにより給気温度が外調機１３における露点温度よりも低くなると、外調機１３で除湿される。
【００４２】
また、トータル結露ステータスが「注意」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃのいずれかにおいて室内露点温度が送水温度から２℃低い温度以上かつ送水温度未満の範囲内の場合には、給気温度を１℃下降させる。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される給気の湿度が低下するので、結果として、の熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露が生じることを防ぐことができる。
【００４３】
また、トータル結露ステータスが「ドライ」の場合、すなわち、被空調空間１１ａ〜１１ｃの全てにおいて室内露点温度が送水温度から２℃低い温度よりもさらに低い場合には、給気温度を０．５℃上昇させる。このように給気温度を上昇させるので、省エネルギーを実現することができる。このとき、送水温度が室内露点温度に対して十分低いので、給気温度を上げたとしても結露が発生することを防ぐことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気温度を制御することにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに結露を発生させずに給気温度を制御できるので、結果として、省エネルギー化を実現することができる。
【００４５】
なお、給気温度を変更してから、室内露点温度が変化するまでには一定の応答時間を要する。すなわち、給気温度の変更は、応答時間を見込んだ効果を待つ時間が必要となる。そこで、結露防止部２１５は、その効果を待つ時間の周期で、給気温度変更の判断を実施することにより、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４６】
また、本実施の形態において、結露ステータスは、図３に示すようにデジタル的に設定する場合を例に説明したが、結露ステータスを設定する方法はそれに限定されず適宜自由に設定することができる。例えば、図６に示すように、アナログ的に設定するようにしてもよい。この図６においては、結露ステータスを数値で表しており、送水温度が、室内露点温度から２℃低い温度以下を０、室内露点温度以上を１００、その２℃低い温度から室内露点温度までの範囲については送水温度が上がるに連れて結露ステータスも上がる状態としている。このようにして設定したチルドビーム１２ａ〜１２ｃの各結露ステータスのうち最大の値を、トータル結露ステータスとする。そして、給気温度は、−０．０２×トータル結露ステータスとする。これにより、給気温度を各被空調空間１１ａ〜１１ｃの状態に応じてより微細に設定できるので、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４７】
また、結露ステータスは、図６に示すようにアナログ的に設定できるのみならず、図７に示すように、多段階のアナログ的に設定するようにしてもよい。この図７においては、送水温度が、室内露点温度から４℃低い温度以下を−５０、室内露点温度以上を１００としいる。また、その４℃低い温度から室内露点温度よりも２℃低い温度までの範囲と、この２℃低い温度から室内露点温度までの範囲との傾きを変えるようにしている。これにより、給気温度を各被空調空間１１ａ〜１１ｃの状態に応じてさらに微細に設定できるので、より効果的に結露の防止と省エネルギー化を実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃにより結露ステータスを設定する場合を例に説明したが、ＤＤＣ２１により結露ステータスを設定するようにしてもよい。この場合、室内センサ１７ａ〜１７ｃおよび送水温度センサ１８をＤＤＣ２１に接続するとともに、比較部２０２および結露ステータス演算部２０３をＤＤＣ２１にさらに設けることにより、実現することができる。
【００４９】
また、本実施の形態において、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された室内温度およびＩ／Ｆ部２０１に入力された設定温度に基づいて、冷媒の流量を制御するバルブ１４ａを駆動させて、その開度を調整する駆動部をＤＤＣ２０ａ〜２０ｃにさらに設けるようにしてもよい。これにより、チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器に供給される冷媒の流量を制御して、その熱交換器により生じる輻射や対流による熱伝達を変化せることにより、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度を変化させることができる。例えば、チルドビーム１２ａに外調機１３から冷水が供給されている場合において、被空調空間１１ａの室内温度が設定温度よりも低い場合には、バルブ１４ａの開度を小さくし、チルドビーム１２ａに供給される冷水の量を少なくする。これにより、熱交換器による熱伝達が小さくなるので、室内温度の低下を防ぐことができる。一方、被空調空間１１ａの室内温度が設定温度よりも高い場合には、バルブ１４ａの開度を大きくし、チルドビーム１２ａに供給される冷水の量を多くする。これにより、熱交換器による熱伝達が大きくなるので、室内温度を低下させることができる。
【００５０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、上述した結露ステータスおよびトータル結露ステータスに加え、被空調空間の空調負荷を考慮して給気温度を制御するものである。
さらに、本実施の形態では、各被空調空間の空調負荷、すなわち、各被空調空間の室温と当該被空調空間ごとに目標温度として設定された設定温度との差分を評価する「室温ステータス」に基づいて、調和空気の給気温度を算出するものである。以下の説明においては、上述した第１の実施の形態におけるＤＤＣ２０ａ〜２０ｃおよびＤＤＣ２１において、後述する室温ステータスまたはトータル室温ステータスをさらに設定するものとする。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００５１】
図８に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム２は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９とを備えている。
このような空気調和システム２を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−１とを備えている。
なお、図８においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００５２】
ここで、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃは、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃに対して設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図９に示すように、それぞれＩ／Ｆ部２０１、比較部２０２−１、結露ステータス演算部２０３、記憶部２０４−１および室温ステータス演算部２０５が実現される。
【００５３】
比較部２０２−１は、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分を算出する。また、比較部２０２−１は、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度や露点温度と、この被空調空間１１ａ〜１１ｃの設定温度とを比較し、これらの差分を算出する。
【００５４】
結露ステータス演算部２０３は、比較部２０２−１による露点温度と送水温度との比較結果に基づいて、対応するチルドビーム１２ａ〜１２ｃの結露ステータスを設定する。この結露ステータスは、上述した第１の実施の形態における結露ステータスと同等である。
【００５５】
記憶部２０４−１は、上述した第１の実施の形態において説明した結露ステータス設定部２０３が結露ステータスの演算に用いる閾値を予め記憶している。また、記憶部２０４−１は、室温ステータス演算部２０５が室温ステータスの演算すに用いる閾値も予め記憶している。この閾値の詳細については後述する。
【００５６】
室温ステータス演算部２０５は、第３の演算部として機能し、比較部２０２−１による室内温度と設定温度との比較結果に基づいて、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの室温ステータスを演算する。この演算された室温ステータスは、Ｉ／Ｆ部２０１を介してＤＤＣ２１−１に送出される。
【００５７】
ここで、室温ステータスとは、対応する被空調空間１１ａ〜１１ｃの温度状態を示す指標である。本実施の形態においては、例えば冷房運転の場合、室内温度が設定温度よりも低く冷房能力が空調負荷よりも高い「過剰」、室内温度が設定温度と同等あり冷房能力と空調負荷とのバランスがとれている「適正」、室内温度が設定温度よりも高く冷房能力が空調負荷よりも低い「能力不足」という３つの室温ステータスが設定される。これらの室温ステータスは、記憶部２０４−１に記憶された閾値に基づいて設定される。この閾値は、室内温度と設定温度との差分に基づいて設定されている。例えば、バルブ１４ａが全開のときには、チルドビーム１２ａは室温ステータスを「能力不足」とみなす。また、バルブ１４ａが「全開」や「低開度」のときには、チルドビーム１２ａは室温ステータスを「過剰」とみなす。
【００５８】
ＤＤＣ２１−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１０に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３−１、記憶部２１４−１および結露防止部２１５−１が実現される。
【００５９】
トータルステータス演算部２１３−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃそれぞれの結露ステータス演算部２０３−１により設定された結露ステータスと、記憶部２１４−１に記憶されたルールとに基づいて、トータル結露ステータスを設定する。このトータル結露ステータスは、上述した第１の実施の形態におけるトータル結露ステータスと同等である。
また、トータルステータス演算部２１３−１は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃそれぞれの室温ステータス演算部２０５により設定された室温ステータスと、記憶部２１４−１に記憶されたルールとに基づいて、トータル室温ステータスを設定する。
【００６０】
ここで、トータル室温ステータスとは、空気調和システム１に含まれる被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度の状態を示す指標である。本実施の形態においては、冷房の場合、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度よりも低く冷房能力が空調負荷よりも高い「過剰」、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度と同等あり冷房能力と空調負荷とのバランスがとれている「適正」、被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内温度が設定温度よりも高く冷房能力が空調負荷よりも低い「能力不足」という３つのトータル室温ステータスが設定される。
【００６１】
記憶部２１４−１は、トータルステータス演算部２１３−１がトータル結露ステータスの演算に用いるルールを予め記憶している。このルールは、上述した第１の実施の形態におけるルールと同等である。また、記憶部２１４−１は、トータルステータス設定部２１３−１がトータル室温ステータスの演算に用いるルールも予め記憶している。本実施の形態において、そのルールは、最も多い室温ステータスをトータル室温ステータスとするものである。例えば、ひとつでも、室温ステータスに「能力不足」があった場合には、トータル室温ステータスを「能力不足」とし、冷房では給気温度を１℃下げ、暖房では給気温度を１℃上げる。また、室温ステータスがすべて「過剰」の場合には、トータル室温ステータスを過剰とし、冷房では給気温度を１℃上げて、暖房では給気温度を１℃下げる。
【００６２】
結露防止部２１５−１は、トータルステータス演算部２１３−１により設定されたトータル結露ステータスおよびトータル室温ステータスに基づいて、給気温度を設定する。この詳細について以下に示す。
【００６３】
まず、結露防止部２１５−１は、トータル結露ステータスに基づく給気温度、より具体的には、現在の給気温度との差分を演算する。本実施の形態においては、一例として冷房運転の場合、トータル結露ステータスが「危険」のときには、給気温度を現在の温度から２℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「注意」のときには、給気温度を現在の温度から１℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「ドライ」のときには、給気温度を現在の温度から０．５℃上昇させる。
【００６４】
また、結露防止部２１５−１は、トータル室温ステータスに基づく給気温度の差分を演算する。本実施の形態においては、一例として冷房運転の場合、トータル室温ステータスが「過剰」のときには、給気温度の差分を所定の値（例えば、０．５℃）として、現在の給気温度からその値だけだけ上昇させる。また、トータル室温ステータスが「能力不足」のときには、差分の値を所定の値（例えば、−１℃）とし、給気温度を現在の温度からその値だけ下降させる。また、トータル室温ステータスが「適正」のときには、差分を±０℃とし、給気温度を変更しない。
【００６５】
トータル結露ステータスに基づく給気温度の差分と、トータル室温ステータスに基づく給気温度の差分とがそれぞれ演算されると、結露防止部２１５−１は、これら２つの差分の値を加算して、その結果が所定の範囲内にあるか否かを確認する。例えば、２つの差分の値を加算した値が±２℃以内など所定の範囲内である場合には、その値を現在の温度に付加し新たな給気温度として設定する一方、その値が、例えば＋２℃を越える場合は、＋２℃とし、−２℃を越える場合は−２℃として、現在の給気温度に付加して新たな給気温度として設定する。このように、給気温度の差分を所定の上限値と下限値との間に抑える「上下限処理」を行うのは、給気温度の変更幅が大きすぎると、空調システムが給気温度制御の変化に応答できない恐れがあるからである。上限値および下限値は、被制御空間の空調負荷や外調機等の容量に基づいて定めればよい。
このような上下限処理を行った後の差分と現在の給気温度とから新しい給気温度が設定される。
【００６６】
なお、上述した説明では、トータル結露ステータスに基づいて算出された給気温度の差分と、トータル室温ステータスに基づいて算出された給気温度の差分とを加算して助加減処理を行う態様について説明したが、２つの差分を加算する代わりに、両者を比較して小さい値を採用するようにしてもよい。
湿気の多い季節の変わり目などでは、室温は適正であるもの結露の恐れがある場合がある。このような場合、本実施の形態では、トータル結露ステータスに応じて給気温度が下降するので、結露の発生を防ぐことができる。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスとともにトータル室温ステータスを設定することにより、より効果的に結露の発生を防ぐことができる。
なお、本実施の形態においては、被空調空間の室温とその被空調空間に対して目標温度として設定された設定温度とに基づいて、室温ステータスおよびトータル室温ステータスを介して給気温度を求めるものとして説明したが、本発明においては、これを他の制御方法、例えば、比例制御（Ｐ制御）や比例積分制御（ＰＩ制御）、比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によって求めてもよい。
【００６８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第２の実施の形態における外調機１３の除湿機能を利用したものである。したがって、本実施の形態において、第２の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００６９】
図１１に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム３は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３−１とから構成される。外調機１３−１と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３−１には、熱源装置から外調機１３−１に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３−１からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３−１から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９と、外調機１３−１からの給気の露点温度（以下、「給気露点温度」と言う。）を計測する給気露点温度センサ３０とが設けられている。
このような空気調和システム３を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃおよび給気露点温度センサ３０から取得する各種情報に基づいて外調機１３−１の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−１とを備えている。
なお、図１１においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００７０】
外調機１３−１は、熱源装置から供給される温水ＨＷにより外気を加熱する加熱コイル１３１と、熱源装置から供給される冷水ＣＷにより外気を冷却する冷却コイル１３２と、加熱コイル１３１または冷却コイル１３２により熱処理が行われた外気（給気）を送出するファン１３３とを備えている。ここで、外調機１３−１は、それらの構成要素により除湿を行う機能を備えている。なお、外調機１３−１には、冷却再加熱やデシカントなどの除湿専用のための装置をさらに設けるようにしてもよい。
【００７１】
ＤＤＣ２１−２は、ＤＤＣ２０−１ａ〜２０−１ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１２に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３−１、記憶部２１４−１および結露防止部２１５−２が実現される。
【００７２】
結露防止部２１５−２は、制御部として機能し、トータルステータス演算部２１３−１により演算されたトータル室温ステータスに基づいて給気温度を演算する。また、結露防止部２１５−２は、トータルステータス演算部２１３−１により演算されたトータル結露ステータスに基づいて給気露点温度を演算して設定する。
【００７３】
給気温度に関しては、トータル室温ステータスが「能力不足」の場合には、冷房で給気温度を１℃下げ、暖房で給気温度を１℃上げる。また、室温ステータスが全て「過剰」の場合には、トータル室温ステータスを「過剰」とし、冷房では給気温度を１℃上げて、暖房では給気温度を１℃下げる。
【００７４】
一方、給気露点温度については、トータル結露ステータスが「危険」の場合には、給気露点温度を２℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「注意」の場合には、給気露点温度を１℃下降させる。また、トータル結露ステータスが「ドライ」の場合には、給気露点温度を０．５℃上昇させる。このような給気露点温度については、給気露点温度センサ３０によって計測される。
【００７５】
このようにして給気温度および給気露点温度が設定されると、駆動部２１２は、その設定された給気温度および給気露点温度に基づいて、外調機１３等を制御する。ここで、給気露点温度については、外調機１３の除湿機能を用いて制御される。
【００７６】
このように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気露点温度が制御されるので、結露の発生をより効果的に防ぐことができる。
【００７７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第１の実施の形態にさらに外気の露点温度を測定する外気露点温度センサを設けたものである。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付して適宜説明を省略する。
【００７８】
図１３に示すように、本実施の形態に係る空気調和システム４は、被空調空間１１ａ〜１１ｃの天井裏に配設されたチルドビーム１２ａ〜１２ｃと、これらのチルドビーム１２ａ〜１２ｃに外気を熱処理した調和空気および熱処理した冷媒（冷温水）を供給する外調機１３とから構成される。外調機１３と各チルドビーム１２ａ〜１２ｃの熱交換器１２１ａ〜１２１ｃとの間に設けられた冷媒用配管１４には、各熱交換器１２１ａ〜１２１ｃに供給される冷媒の量を調整するバルブ１４ａ〜１４ｃが設けられている。また、外調機１３とチルドビーム１２ａ〜１２ｃとをつなぐダクト１５には、チルドビーム１２ａ〜１２ｃを介して各被空調空間１１ａ〜１１ｃに供給される調和空気の量を調整する変風量ユニット１５ａ〜１５ｃが設けられている。また、外調機１３には、熱源装置から外調機１３に導入される冷媒の量を調整するバルブ１６ａ，１６ｂが設けられている。
一方、被空調空間１１ａ〜１１ｃには、被空調空間内の室内温度および室内露点温度を計測する室内センサ１７ａ〜１７ｃが配設されている。また、冷媒用配管１４には、外調機１３からチルドビーム１２ａ〜１２ｃに供給される冷媒の送水温度を計測する送水温度センサ１８が設けられている。また、ダクト１５には、外調機１３から供給される調和空気の給気温度を計測する給気センサ１９とを備えている。さらに、空気調和システム４の外部には、外気の露点温度を測定する外気露点温度センサ４０が設けられている。
このような空気調和システム４を制御する制御装置として、室内センサ１７ａ〜１７ｃの計測結果に基づいてバルブ１４ａ〜１４ｃの開度を制御するＤＤＣ２０ａ〜２０ｃと、室内センサ１７ａ〜１７ｃ、送水温度センサ１８、給気センサ１９、外気露点温度センサ４０およびＤＤＣ２０ａ〜２０ｃから取得する各種情報に基づいて外調機１３の運転およびバルブ１６の開度を制御するＤＤＣ２１−３とを備えている。
なお、図１３においても、同じ被空調空間１１ａ〜１１ｃに対応づけられた構成要素には、同じ添え字ａ〜ｃを付している。
【００７９】
ＤＤＣ２１−３は、ＤＤＣ２０ａ〜２０ｃの上位装置として設けられており、ＣＰＵなどの演算装置、メモリやハードディスクなどの記録装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわち、ハードウェア装置とソフトウェアが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図１４に示すように、Ｉ／Ｆ部２１１、駆動部２１２、トータルステータス演算部２１３、記憶部２１４および結露防止部２１５−３が実現される。
【００８０】
結露防止部２１５−３は、制御部として機能し、トータル結露ステータス演算部２１３により演算されたトータル結露ステータスに基づいて、給気温度を演算する。また、結露防止部２１５−３は、トータル結露ステータスが「危険」または「注意」であり、かつ、外気露点温度センサ４０で計測された外気の露点温度が、室内センサ１７ａ〜１７ｃにより計測された被空調空間１１ａ〜１１ｃの室内露点温度のいずれかよりも高い場合、外調機１３のファン１３３の回転数を上昇させる。
【００８１】
このようにして給気温度およびファン１３３の回転数が設定されると、駆動部２１２は、その設定された給気温度および回転数に基づいて、外調機１３等を制御する。
【００８２】
トータル結露ステータスからチルドビーム１２ａ〜１２ｃが結露する可能性が高く、かつ屋外の露点温度が高い、すなわち湿度が高い場合には、外気が直接被空調空間１１ａ〜１１ｃに流入すると結露が発生する恐れがある。外気の被空調空間１１ａ〜１１ｃへの流入経路としては、すきま風やドア・窓の開閉などが想定される。そこで、そのような外気の流入を防ぐために、ファン１３３の回転数を上昇させ、給気の風量を増大させる。これにより、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内の気圧を大気圧よりも高めて、被空調空間１１ａ〜１１ｃ内部の空気が外部へ流出させることにより、外気が被空調空間１１ａ〜１１ｃに流入することを防ぐことができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トータル結露ステータスに基づいて給気の風量を増大させることにより、外気が被空調空間１１ａ〜１１ｃ内部に流入することを防ぐことができるので、結果として、結露が生じることを防ぐことができる。
【００８４】
なお、本実施の形態は、上述した第２，第３の実施の形態にも適用できることは言うまでもない。
【００８５】
また、上述した第１〜第４の実施の形態では、被空調空間１１ａ〜１１ｃの露点温度と、送水温度センサ１８により計測された送水温度とを比較し、これらの差分から結露ステータスを演算する場合を例に説明したが、送水温度の代わりに熱交換器１２１ａ〜１２１ｃの表面の温度を用いるようにしてもよい。この表面の温度は、熱交換器１２１ａ〜１２１ｃの表面に取り付けた温度センサにより測定することができる。このようにしても、上述した第１〜第４の実施の形態と同等の作用効果を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、家屋やビルなど複数の部屋を備えた建造物に設けられた空気調和システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１〜３…空気調和システム、１１ａ〜１１ｃ…被空調空間、１２ａ〜１２ｎ…チルドビーム、１３，１３−１…外調機、１４…冷媒用配管、１４ａ〜１４ｃ…バルブ、１５…ダクト、１５ａ〜１５ｃ…変風量ユニット、１６ａ，１６ｂ…バルブ、１７ａ〜１７ｃ…室内センサ、１８…送水温度センサ、１９…給気センサ、２０ａ〜２０ｃ，２０−１ａ〜２０−１ｃ…ＤＤＣ、２１，２１−１〜２１−３…ＤＤＣ、３０…給気露点温度センサ、４０…外気露点温度センサ、１２１ａ〜１２１ｃ…熱交換器、１２２ａ〜１２２ｃ…ダクト、１３１…加熱コイル、１３２…冷却コイル、１３３…ファン、２０１…Ｉ／Ｆ部、２０２…比較部、２０３…ステータス演算部、２０４…記憶部、２１１…Ｉ／Ｆ部、２１２…駆動部、２１３，２１３−１…トータルステータス演算部、２１４，２１４−１…記憶部、２１５，２１５−１〜３…結露防止部、３００…チルドビーム、３０１…熱交換器、３０２…ダクト、３０３…筐体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の給気温度を制御する空調制御装置であって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置ごとに演算する第１の演算部と、
この第１の演算部により演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、
この第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記外調機から供給される前記調和空気の給気温度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】
前記第１のセンサにより測定された前記露点温度と前記第２のセンサにより測定された前記温度との差分と、前記結露ステータスとの関係を記憶した第１の記憶部と、
前記空調装置のそれぞれに対して演算された前記結露ステータスの組合せと、前記トータル結露ステータスとの関係を記憶した第２の記憶部と、
前記トータル結露ステータスと前記調和空気の給気温度の制御量との関係を記憶した第３の記憶部と
をさらに備え、
前記第１の演算部は、前記第１のセンサにより測定された前記露点温度および前記第２のセンサにより測定された前記温度と、前記第１の記憶部に記憶された関係とに基づいて、前記結露ステータスを演算し、
前記第２の演算部は、前記第１の演算部によって演算された前記空調装置ごとの結露ステータスと前記第２の記憶部に記憶された関係とに基づいて前記トータル結露ステータスを演算し、
前記制御部は、前記トータル結露ステータスと前記第３の記憶部に記憶された関係と前記調和空気の現在の給気温度とに基づいて、前記調和空気の給気温度を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第３のセンサにより測定された当該被空調空間の室温と当該被空調空間に目標温度として設定された設定温度とに基づいて、当該被空調空間への給気温度を演算する第３の演算部
をさらに備え、
前記制御部は、前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて求められた前記調和空気の給気温度と前記第３の演算部によって演算された給気温度とに基づいて、前記調和空気の温度を制御する
ことを特徴とする請求項１または２記載の空調制御装置。
【請求項４】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、除湿機能を有する外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の露点温度を制御する空調制御システムであって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置それぞれごとに演算する第１の演算部と、
この第１の演算部により演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、
前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記調和空気の露点温度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスおよび前記第５のセンサにより測定された前記外気の露点温度に基づいて、前記外調機からの調和空気の風量を制御する風量制御部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の空調制御装置。
【請求項６】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の給気温度を制御する空調制御方法であって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置ごとに演算する第１の演算ステップと、
この第１の演算ステップにより演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算ステップと、
この第２の演算ステップにより演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記外調機から供給される前記調和空気の給気温度を制御する制御ステップと
を有することを特徴とする空調制御方法。
【請求項１】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の給気温度を制御する空調制御装置であって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置ごとに演算する第１の演算部と、
この第１の演算部により演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、
この第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記外調機から供給される前記調和空気の給気温度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】
前記第１のセンサにより測定された前記露点温度と前記第２のセンサにより測定された前記温度との差分と、前記結露ステータスとの関係を記憶した第１の記憶部と、
前記空調装置のそれぞれに対して演算された前記結露ステータスの組合せと、前記トータル結露ステータスとの関係を記憶した第２の記憶部と、
前記トータル結露ステータスと前記調和空気の給気温度の制御量との関係を記憶した第３の記憶部と
をさらに備え、
前記第１の演算部は、前記第１のセンサにより測定された前記露点温度および前記第２のセンサにより測定された前記温度と、前記第１の記憶部に記憶された関係とに基づいて、前記結露ステータスを演算し、
前記第２の演算部は、前記第１の演算部によって演算された前記空調装置ごとの結露ステータスと前記第２の記憶部に記憶された関係とに基づいて前記トータル結露ステータスを演算し、
前記制御部は、前記トータル結露ステータスと前記第３の記憶部に記憶された関係と前記調和空気の現在の給気温度とに基づいて、前記調和空気の給気温度を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第３のセンサにより測定された当該被空調空間の室温と当該被空調空間に目標温度として設定された設定温度とに基づいて、当該被空調空間への給気温度を演算する第３の演算部
をさらに備え、
前記制御部は、前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて求められた前記調和空気の給気温度と前記第３の演算部によって演算された給気温度とに基づいて、前記調和空気の温度を制御する
ことを特徴とする請求項１または２記載の空調制御装置。
【請求項４】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、除湿機能を有する外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の露点温度を制御する空調制御システムであって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置それぞれごとに演算する第１の演算部と、
この第１の演算部により演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算部と、
前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記調和空気の露点温度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２の演算部により演算された前記トータル結露ステータスおよび前記第５のセンサにより測定された前記外気の露点温度に基づいて、前記外調機からの調和空気の風量を制御する風量制御部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の空調制御装置。
【請求項６】
複数の被空調空間の天井裏にそれぞれに配設された空調装置であって、外調機によって熱処理された調和空気を被空調空間に供給するダクトと、熱処理された冷媒が供給される熱交換器とを備えた空調装置に対し、前記ダクトを介して供給する前記調和空気の給気温度を制御する空調制御方法であって、
前記被空調空間のそれぞれに設けられた第１のセンサにより測定された当該被空調空間の露点温度と、第２のセンサにより測定された前記熱交換器に供給される前記冷媒の温度および前記熱交換器の表面の温度のうちの一方とに基づいて、前記熱交換器に結露が発生する可能性を示す結露ステータスを前記空調装置ごとに演算する第１の演算ステップと、
この第１の演算ステップにより演算された複数の前記結露ステータスに基づいて、複数の前記空調装置の前記熱交換器のいずれかに結露が発生する可能性を示すトータル結露ステータスを演算する第２の演算ステップと、
この第２の演算ステップにより演算された前記トータル結露ステータスに基づいて、前記外調機から供給される前記調和空気の給気温度を制御する制御ステップと
を有することを特徴とする空調制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−９２２８１（Ｐ２０１３−９２２８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３５９７（Ｐ２０１１−２３３５９７）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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