スポット空調装置および空調空気のスイング設定値設定方法
【課題】 本発明は、スポット空調装置に関し、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり作業者に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することを目的とする。また、このスポット空調装置に好適する空調空気のスイング設定値設定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とする。
【解決手段】 冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット空調装置および空調空気のスイング設定値設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、全空気式の空調方式では、その能力は給気風量と給気温度差により決定される。そして、空調関連の搬送エネルギは冷水など冷媒、温媒よりも空気の方が大きいので、給気温度を低くつまり給気温度差を大きく設定した場合は給気風量が少なくなり省エネルギを図ることができる。しかしながら、この場合ドラフト感が強くなったり結露の対策が必要になる。また、給気風量を多く、給気温度を高くつまり給気温度差を小さくした場合は気流感が改善されるが搬送動力が大きくなる。従来、ＶＡＶ(可変風量ダンパ Variable Air Volume damper)等を用いた空調設備では、給気温度の設定値を低くすることで、ＶＡＶによる室内の温度制御が少風量側に働き、搬送エネルギの削減が図られている。
【０００３】
一方、各種工場など大空間におけるスポット空調では、各作業者に対して吹出口を設け、複数の吹出口から温度制御された空気を供給し、作業者の快適性を向上させる。空間全てを温調せず、作業者の存在する局所にのみ温調空気を供給する。空調機の夏期能力設計では、給気温度は１５〜２５℃が採用され、また、吸込口を工場建屋上部とした場合の空調機入口温度は３０℃以上になる。そして、中間期になると建屋内に侵入する外壁負荷の減少から建屋内の温度が低下し、空調機の入口温度も３０℃を下まわるようになり、冷却コイルの能力に余裕ができる。従って、この中間期において、給気温度差を大きくし給気風量を少なくすると省エネルギが可能になる。
【０００４】
なお、従来、スポット空調装置として、例えば特開平５−２０３２４５号公報に開示されるように、各吹出口に吹き出し装置を設け、吹き出し装置の補助ファンの出力を調整することにより、給気風量(吹き出し風量)をスイングするものが知られている。
【特許文献１】特開平５−２０３２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスポット空調装置では、中間期において、給気温度差を大きくして給気風量を少なくして省エネルギを図ると、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり、作業者に不快感をもたらすおそれがある。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり作業者に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができるスポット空調装置を提供することを目的とする。また、このスポット空調装置に好適する空調空気のスイング設定値設定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】
【０００６】
請求項１のスポット空調装置は、冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２のスポット空調装置は、請求項１記載のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることを特徴とする。
請求項３のスポット空調装置は、請求項１記載のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることを特徴とする。
【０００８】
請求項４のスポット空調装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更することを特徴とするスポット空調装置。
請求項５の空調空気のスイング設定値設定方法は、冷温熱交換手段および送風手段を制御し、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる時に設定されるスイング設定値を設定するための空調空気のスイング設定値設定方法において、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、前記間隔内において前記スイング設定値を同一の値に維持することを特徴とする。
【０００９】
請求項６の空調空気のスイング設定値設定方法は、請求項５記載の空調空気のスイング設定値設定方法において、前記周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるようにしたので、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり作業者に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができる。
また、スイングすることで作業者の快適感を損なうことなく、給気温度差をさらに大きくとれることから、給気風量が小さくできるので搬送動力を低減できる。また、スイングすることで、作業者は給気温度変化による温冷感が向上し、そのため給気風量の平均値をさらに低くしたり、給気温度差の平均値を上げても同じ空調効果をもたらし、大きく省エネルギが図れる。
【００１１】
請求項２のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることにより非常に高いエネルギ削減率を得ることができる。
請求項３のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることにより高い温冷感を得ることが可能になり、また、高いエネルギ削減率を得ることができる。
【００１２】
請求項４のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更するようにしたので、作業者に対する温冷感を高めることができ、また、給気温度を安定した状態でスイングすることができる。
請求項５の空調空気のスイング設定値設定方法では、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、分割された間隔内においてスイング設定値を同一の値に維持するようにしたので、給気温度または給気風量を安定した状態でスイングすることが可能になり、また、演算を容易にすることができる。
【００１３】
請求項６の空調空気のスイング設定値設定方法では、周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成したので、周期関数にサインカーブ等の曲線を使用する場合に比較してスイング演算が容易になり、コントローラの演算能力を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のスポット空調装置の一実施形態が配置される機械製作工場，組み立て工場等の建家１１を示している。
建家１１内には、建家１１内の空気の一部を空調し、作業者の存在する局所へ給気する空調機１３が配置され、空調機１３からの給気管路１５が建家１１の上部空間に延存されている。給気管路１５から分岐して複数の分岐管路１７が下方に向けて延存され、各分岐管路１７の先端に吹出口１９が形成されている。そして、この吹出口１９からの空調空気が建家１１内で働く作業者２１に供給される。
【００１５】
図２は、図１の空調機１３および空調機１３を制御するコントローラ２３の詳細を示している。
空調機１３内には、フィルタ２５、冷温水コイル２７、ファン２９が収容されている。冷温水コイル２７には、冷温水管３１が接続され、冷温水管３１には、冷温水弁３３が配置されている。給気管路１５には、圧力計３５および温度計３７が配置されている。圧力計３５は給気管路１５内の給気圧力(これをもとに給気風量を演算する)を測定する。また、温度計３７は空調空気の給気温度を測定する。
【００１６】
コントローラ２３は、入力部３９、出力部４１および演算部４３を有している。入力部３９は、圧力計３５および温度計３７からの信号を入力する。出力部４１は、冷温水弁３３の開度を制御する制御信号を冷温水弁３３に出力する。また、出力部４１は、インバータ４５に周波数を制御する制御信号を出力しファン２９の回転数を制御する。
この実施形態では、コントローラ２３には、スイング運転を選択するスイッチボックス２４が付属しており、ＳＷ１で通常運転、または後述するモード０、モード１、モード２、モード３およびモード４を選択し、ＳＷ２で決定と入力を行う。なお。スイッチボックス２４には、選択内容等の表示を行う例えばＬＣＤからなる表示部２６が設けられている。
【００１７】
図３は、コントローラ２３の演算部４３の詳細を示している。
この演算部４３は、スイング演算部４７および調節部４９を有している。
スイング演算部４７は、目標値設定部５１からの基準設定値を示す信号およびスイング動作調節値設定部５３からのスイング動作調整値を示す信号を入力してスイング設定値を演算する。ここで基準設定値は、スイングを伴わない通常制御時に設定される値であり、給気圧力Ｐsoおよび給気温度Ｔsoとされている。また、スイング動作調整値は、スイング動作の内容を設定する値であり、最大設定圧力Ｐmax、最小設定圧力Ｐmin、最大設定温度Ｔmax、最小設定温度Ｔmin、１周期時間ｔcおよび設定保持時間ｔkとされている。そして、スイング設定値は、各時刻における給気圧力および給気温度を示す給気圧力Ｐs(n)および給気温度Ｔs(n)とされている。
【００１８】
調節部４９は、スイング演算部４７、制御調節値設定部５５、温度計３７および圧力計３５からの信号を入力してインバータ制御出力および冷温水弁制御出力を演算し、インバータ運転周波数および冷温水弁開度を制御する。制御調節値設定部５５は、ＰＩＤ演算を行うための制御調節値である圧力制御比例帯ＰP、圧力制御積分時間ＩP、圧力制御微分時間ＤP、温度制御比例帯ＰT、温度制御積分時間ＩT、温度制御微分時間ＤTを調節部４９に出力する。
【００１９】
なお、基準設定値の給気圧力Ｐso、スイング動作調節値の最大設定圧力Ｐmax、最小設定圧力Ｐminについては、この前段に圧力と風力の関数を設定可能で、演算可能な風量変換演算部をそれぞれ設けることで、給気風量Ｑso、最大設定風量Ｑmax、最小設定風量Ｑminとすることとしてもよい。
図４は、図３のコントローラ２３により設定される変動制御運転の変動モードを示している。
【００２０】
変動制御運転の変動モードは、給気温度と給気圧力の変化の組合せで図４の(ａ)〜(ｅ)に示す５種類とされている。各図とも横軸を時間軸として、給気温度と給気圧力の設定値のようすを示している。以下各モードについて説明する。なお、給気圧力Ｐは、給気風量Ｑとして構成してもよい。
（ａ）モード０
給気圧力をＰsoからＰminまで少なくし、給気温度をＴsoからＴminまで低くした運転である。低負荷時に設定温度を下げて、空調機１３の冷却温度差を大きくすると、空調熱量が通常運転と同じで、給気風量を少なくでき、省エネルギが可能になる。すなわち、例えば、中間期になると建屋内の温度が低下し、空調機１３の入口温度も３０℃を下まわるようになり、冷却コイルの能力に余裕ができるため、特に、この中間期において、給気温度差を大きくし給気風量を少なくすることにより省エネルギを有効に図ることができる。
（ｂ）モード１
給気圧力をＰmaxとＰminの間で変動つまりスイングし、給気温度をＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させる運転である。給気圧力と給気温度の両者を変動(スイング)することにより作業者２１の温冷感が増すので、空調能力の軽減が可能である。また、給気圧力設定の平均を通常の給気圧力Ｐsoよりも低く、給気温度設定の平均を通常の給気温度Ｔsoよりも高く設定することで、省エネルギを図ることができる。なお、設定により、給気圧力と給気温度の設定値のピークをずらすようにしても良い。
（ｃ）モード２
給気圧力をＰsoより少なくし、給気温度をＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させ、変動(スイング)する温度で温冷感を補う運転である。給気温度設定の平均を通常の給気温度Ｔsoよりも高く設定することで、省エネルギを図ることができる。搬送動力の軽減量はモード１よりも大きくなる。
（ｄ）モード３
給気温度はＴsoで一定とし、給気圧力をＰmaxとＰminの間で変動(スイング)させる運転である。空調能力は低下するが、給気圧力つまり給気風量の変化による温冷感の向上が見込まれる。省エネルギ効果は、送風動力と風量変化に伴う空調能力変化分となる。
（ｅ）モード４
給気圧力を確保する必要がある設備や、直動方式の空調機１３の運転で、給気圧力をＰsoで一定とし、給気温度のみをＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させる運転である。変動する給気温度の平均がＴsoよりも高いときに、空調能力分が省エネルギとなる。
【００２１】
図５は、図３のスイング演算部４７でスイング設定値Ｐs(n)，Ｔs(n)を演算する時に用いられる空調空気のスイング設定値設定方法を示している。
このスイング設定値設定方法では、周期関数にサインカーブを使用すると計算時間がかかるため、周期関数に２次曲線ａ，ｂ，ｃを組み合わせて使用している。
図５において、横軸にはスイングカウント数ｎがとられ、縦軸には設定値ＳＰ(Set Point)がとられている。ＳＰmaxは、図３に示した最大設定圧力Ｐmaxまたは最大設定温度Ｔmaxに対応する。また、ＳＰminは、図３に示した最小設定圧力Ｐminまたは最小設定温度Ｔminに対応する。
【００２２】
スイングカウント数ｎは、スィング運転１周期の分割数をＮとすると周期の最初が１となり周期の最後がＮ＋１となる。スィング運転１周期の分割数Ｎは、図３に示した１周期時間ｔcを設定保持時間ｔkで割り算することにより求められる。１周期時間ｔcとは、スイング動作の１周期に要する時間であり、例えば１０×６０秒、２０×６０秒等の値に設定される。また、設定保持時間ｔkとは、スイング動作時に、給気圧力または給気温度を変動することなく同一の値に維持する時間であり、例えば２×６０秒、３×６０秒等の値に設定される。すなわち、この実施形態では、スイング動作時においてスイング設定値ＳＰｎは、常に変動されるのではなく、設定保持時間ｔkの間は、同一の値に維持される。ここで、スイング設定値ＳＰｎは、図３に示したスイング設定値である給気圧力Ｐs(n)または給気温度Ｔs(n)に対応する。
【００２３】
そして、計算上の便宜のために、
△ＳＰ＝（（ＳＰmax−ＳＰmin）／Ｎ）×２
と定義すると、スイング設定値ＳＰｎは以下の式で求められる。
この実施形態では、１６ビットの演算により充分な精度を得るために、スィング運転１周期の分割数Ｎにより場合分けを行っている。また、スイングカウント数ｎにより場合分けを行い重み付けを行って変動(スイング)の精度を確保している。
【００２４】
Ｎ≦１２の時
1≦n<N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmax−（△ＳＰ×（４０（ｎ−１）2／Ｎ））／１０
N/4≦n<N/2： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋（△ＳＰ×（４０（Ｎ／２−（ｎ−１））2／Ｎ））／１０
N/2≦n<3N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋（△ＳＰ×（４０（（ｎ−１）−Ｎ／２）2／Ｎ））／１０
3N/4≦n≦N： ＳＰｎ＝ＳＰmax−（△ＳＰ×（４０（Ｎ−（ｎ−１））2／Ｎ））／１０
Ｎ＞１２の時
1≦n<N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmax−△ＳＰ×（４（ｎ−１）2／Ｎ）
N/4≦n<N/2： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋△ＳＰ×（４（Ｎ／２−（ｎ−１））2／Ｎ）
N/2≦n<3N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋△ＳＰ×（４（（ｎ−１）−Ｎ／２）2／Ｎ）
3N/4≦n≦N： ＳＰｎ＝ＳＰmax−△ＳＰ×（４（Ｎ−（ｎ−１））2／Ｎ）
図６は、冷房時に変動制御運転が可能か否かを判断するための運転判断フローチャートを示している。このフローチャートでは、変動制御運転が可能な条件を設定し、各種の条件判断を行った上で変動制御運転が行われる。
【００２５】
先ず、ステップＳ１では、空調機１３の運転が行われているか否かが判断される。
次に、ステップＳ２では、冷房運転が行われているか否かが判断される。
次に、ステップＳ３では、変動運転が選択されているか否かが判断される。
次に、ステップＳ４では、変動運転の設定が条件に整合しているか否かが判断される。条件には、変動制御運転を行って良い建家１１内の温度範囲やスイング設定値の確認条件等が設定されている。
【００２６】
次に、ステップＳ５では、予め設定されたスケジュールを満たしているか否かが判断される。スケジュールには、変動制御運転を行って良い時刻等が設定されている。
次に、ステップＳ６では、給気温度が正常であるか否かが判断される。
次に、ステップＳ７では、給気圧力が正常であるか否かが判断される。
そして、ステップＳ１からステップＳ７の条件が全て満たされている時に、ステップＳ８の変動制御運転が行われる。また、ステップＳ６またはステップＳ７の条件が満たされていない時には、給気温度あるいは給気圧力に異常があるため、ステップＳ９の変動禁止処理として計測値が所定範囲内に復帰しても一定時間は変動制御を行わないようにしている。そして、ステップＳ２からステップＳ５のいずれか１の条件が満たされていない時には、ステップＳ１０の通常運転が行われる。
【００２７】
図７および図８は、図３のコントローラ２３の動作を示すフローチャートである。この実施形態では、プログラム計算周期は１秒とされている。
先ず、ステップＳ１では、変動制御運転が許可されているか否かが判断される。この判断は図６のフローチャートのステップＳ８に基づいて行われる。許可されていない場合は、ステップＳ２において内部タイマーｔの値を１に設定する。
【００２８】
一方、許可されている場合には、ステップＳ３において、定数計算が行われる。この定数計算では、１周期時間ｔcを設定保持時間ｔkで割り算することにより１周期分割数Ｎが求められる。また、ΔＰspおよびΔＴspが求められる。ΔＰspは、給気圧力の図５のΔＳＰに対応する値である。また、ΔＴspは、給気温度の図５のΔＳＰに対応する値である。
次に、ステップＳ４では、内部タイマーｔの値から１が減算される。この実施形態では、内部タイマーｔの初期設定値は１２０秒とされている。
【００２９】
次に、ステップＳ５では、内部タイマーｔの値が０であるか否かが判断される。
内部タイマーｔの値が０である時には、ステップＳ６において、内部タイマーｔの値が設定保持時間ｔk(この実施形態では１２０秒)に再設定され、スイングカウント数ｎに１が加算される。
次に、ステップＳ７では、スイングカウント数ｎがＮ＋１であるか否かが判断される。Ｎ＋１になっている時には、ステップＳ８においてスイングカウント数ｎが１に再設定される。
【００３０】
次に、ステップＳ９では、図４に示したモード０が選択されているか否かが判断される。モード０が選択されている時には、ステップＳ１０において給気圧力Ｐs(n)をＰminに設定し、給気温度Ｔs(n)をＴminに設定する。
モード０が選択されていない時には、ステップＳ１１において図４に示したモード１が選択されているか否かが判断される。モード１が選択されている時には、ステップＳ１２において給気圧力Ｐs(n)および給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
【００３１】
モード１が選択されていない時には、ステップＳ１３において図４に示したモード２が選択されているか否かが判断される。モード２が選択されている時には、ステップＳ１４において給気圧力Ｐs(n)をＰminに設定し、給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
モード２が選択されていない時には、ステップＳ１５において図４に示したモード３が選択されているか否かが判断される。モード３が選択されている時には、ステップＳ１６において給気圧力Ｐs(n)を図５に示したように計算し、給気温度Ｔs(n)をＴsoに設定する。
【００３２】
モード３が選択されていない時には、ステップＳ１７において図４に示したモード４が選択されているか否かが判断される。モード４が選択されている時には、ステップＳ１８において給気圧力Ｐs(n)をＰsoに設定し、給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
次に、モード４が選択されていない時には、変動制御運転が選択されていないと判断し、ステップＳ１９において給気圧力Ｐs(n)をＰsoに設定し、給気温度Ｔs(n)をＴsoに設定する。
【００３３】
次に、図８に示すステップＳ２０において圧力制御出力計算が行われる。この計算は図３の調節部４９で行われ、計算された値から求められたインバータ制御出力によりインバータ運転周波数が変更される。
次に、ステップＳ２１において温度制御出力計算が行われる。この計算は図３の調節部４９で行われ、計算された値から求められた冷温水弁制御出力により冷温水弁３３の開度が変更される。
【００３４】
図９は、上述した各モードを使用した時のエネルギ削減率を示している。
風量が10,000ｍ3／ｈの空調機１３を想定し、各運転モードのエネルギ削減率を試算した。結果と想定した条件を示す。モード０では、給気風量(給気圧力)および給気温度の両者を低減することによりエネルギ削減率が１９％になっている。モード１では、給気風量(給気圧力)および給気温度の両者をスイングすることによりエネルギ削減率が２０％になっている。モード２では、給気風量(給気圧力)を低減し、給気温度をスイングすることによりエネルギ削減率が３３％になっている。モード３では、給気風量(給気圧力)のみをスイングすることによりエネルギ削減率が１４％になっている。モード４では、給気温度をスイングすることによりエネルギ削減率が６％になっている。
【００３５】
上述したスポット空調装置では、図１０の(ａ)に示すように、給気圧力Ｐs(n)をスイングすることにより、図１０の(ａ)の縦線の部分の空気搬送動力が削減され、省エネルギを図ることができる。また、図１０の(ｂ)に示すように、給気温度Ｔs(n)をスイングすることにより、図１０の(ｂ)の縦線の部分の冷房能力の軽減を図ることができる。
そして、上述したスポット空調装置では、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせることにより、低温の空気が継続して作業者２１に当たり作業者２１に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができる。また、給気温度の設定をスイングさせることで温冷感が増し冷水使用量が少なくてもスポット空調の効果が得られるので、熱源の消費エネルギを削減できる。
【００３６】
また、図４に示したモード２のように、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口１９から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることにより非常に高いエネルギ削減率を得ることができる。
そして、図４に示したモード１のように、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口１９から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることにより高い温冷感を得ることが可能になり、また、高いエネルギ削減率を得ることができる。
【００３７】
また、上述したスポット空調装置では、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更するようにしたので、作業者２１に対する温冷感を高めることができ、また、給気温度を安定した状態でスイングすることができる。なお、予め定められた時間は、吹出口１９から作業者２１までの距離、作業者２１の作業環境等に応じて設定され、例えばスイング運転１周期が３０×６０秒の場合には、例えば２×６０秒程度の時間に設定することにより作業者２１に対する温冷感を高めることができる。
【００３８】
さらに、上述したスポット空調装置では、モード設定スイッチＳＷ１により複数のモードを選択可能にしたので、その日の天気の状態、作業の状態等に応じて最適なモードを選択することができる。
そして、上述した空調空気のスイング設定値設定方法では、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、分割された間隔内においてスイング設定値を同一の値に維持するようにしたので、給気温度または給気風量を安定した状態でスイングすることが可能になり、また、演算を容易にすることができる。
【００３９】
また、周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成したので、周期関数にサインカーブ等の曲線を使用する場合に比較してスイング演算が容易になり、コントローラ２３の演算能力を軽減することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００４０】
(１)上述した実施形態では、冷房運転の場合について説明したが、設定値を変更することにより暖房運転の場合にも同様に適用することができる。
(２)上述した実施形態では、コントローラ２３を一体型にした例について説明したが、例えば、図１１に示すように、スイング演算部４７と圧力調整器６１と温度調整器６３とを分離し、分割型にしても良い。
【００４１】
(３)上述した実施形態では、冷温熱交換手段に冷温水コイル２７を用いた例について説明したが、例えば気液相変化する媒体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のスポット空調装置の一実施形態が配置される建家を示す説明図である。
【図２】本発明のスポット空調装置の一実施形態の詳細を示す説明図である。
【図３】図２のコントローラの演算部を示すブロック図である。
【図４】図２のコントローラに設定される変動制御運転のモードを示す説明図である。
【図５】本発明の空調空気のスイング設定値設定方法の一実施形態を示す説明図である。
【図６】図２のコントローラに設定される運転判断を行うためのフローチャートである。
【図７】図２のコントローラの動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートのＡより下流側を示すフローチャートである。
【図９】各モードのエネルギ削減率を示す説明図である。
【図１０】給気圧力および給気温度をスイングした時の空気搬送動力削減および冷房能力削減を示す説明図である。
【図１１】コントローラの他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１３ 空調機
１５ 給気管路
１９ 吹出口
２３ コントローラ
２７ 冷温水コイル
２９ ファン
３３ 冷温水弁
３５ 圧力計
３７ 温度計
４３ 演算部
４７ スイング演算部
４９ 調節部
５１ 目標値設定部
５３ スイング動作調節値設定部
５５ 制御調節値設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット空調装置および空調空気のスイング設定値設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、全空気式の空調方式では、その能力は給気風量と給気温度差により決定される。そして、空調関連の搬送エネルギは冷水など冷媒、温媒よりも空気の方が大きいので、給気温度を低くつまり給気温度差を大きく設定した場合は給気風量が少なくなり省エネルギを図ることができる。しかしながら、この場合ドラフト感が強くなったり結露の対策が必要になる。また、給気風量を多く、給気温度を高くつまり給気温度差を小さくした場合は気流感が改善されるが搬送動力が大きくなる。従来、ＶＡＶ(可変風量ダンパ Variable Air Volume damper)等を用いた空調設備では、給気温度の設定値を低くすることで、ＶＡＶによる室内の温度制御が少風量側に働き、搬送エネルギの削減が図られている。
【０００３】
一方、各種工場など大空間におけるスポット空調では、各作業者に対して吹出口を設け、複数の吹出口から温度制御された空気を供給し、作業者の快適性を向上させる。空間全てを温調せず、作業者の存在する局所にのみ温調空気を供給する。空調機の夏期能力設計では、給気温度は１５〜２５℃が採用され、また、吸込口を工場建屋上部とした場合の空調機入口温度は３０℃以上になる。そして、中間期になると建屋内に侵入する外壁負荷の減少から建屋内の温度が低下し、空調機の入口温度も３０℃を下まわるようになり、冷却コイルの能力に余裕ができる。従って、この中間期において、給気温度差を大きくし給気風量を少なくすると省エネルギが可能になる。
【０００４】
なお、従来、スポット空調装置として、例えば特開平５−２０３２４５号公報に開示されるように、各吹出口に吹き出し装置を設け、吹き出し装置の補助ファンの出力を調整することにより、給気風量(吹き出し風量)をスイングするものが知られている。
【特許文献１】特開平５−２０３２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスポット空調装置では、中間期において、給気温度差を大きくして給気風量を少なくして省エネルギを図ると、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり、作業者に不快感をもたらすおそれがある。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり作業者に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができるスポット空調装置を提供することを目的とする。また、このスポット空調装置に好適する空調空気のスイング設定値設定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】
【０００６】
請求項１のスポット空調装置は、冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２のスポット空調装置は、請求項１記載のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることを特徴とする。
請求項３のスポット空調装置は、請求項１記載のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることを特徴とする。
【０００８】
請求項４のスポット空調装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項のスポット空調装置において、前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更することを特徴とするスポット空調装置。
請求項５の空調空気のスイング設定値設定方法は、冷温熱交換手段および送風手段を制御し、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる時に設定されるスイング設定値を設定するための空調空気のスイング設定値設定方法において、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、前記間隔内において前記スイング設定値を同一の値に維持することを特徴とする。
【０００９】
請求項６の空調空気のスイング設定値設定方法は、請求項５記載の空調空気のスイング設定値設定方法において、前記周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるようにしたので、低温または高温の空気が継続して作業者に当たり作業者に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができる。
また、スイングすることで作業者の快適感を損なうことなく、給気温度差をさらに大きくとれることから、給気風量が小さくできるので搬送動力を低減できる。また、スイングすることで、作業者は給気温度変化による温冷感が向上し、そのため給気風量の平均値をさらに低くしたり、給気温度差の平均値を上げても同じ空調効果をもたらし、大きく省エネルギが図れる。
【００１１】
請求項２のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることにより非常に高いエネルギ削減率を得ることができる。
請求項３のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることにより高い温冷感を得ることが可能になり、また、高いエネルギ削減率を得ることができる。
【００１２】
請求項４のスポット空調装置では、吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更するようにしたので、作業者に対する温冷感を高めることができ、また、給気温度を安定した状態でスイングすることができる。
請求項５の空調空気のスイング設定値設定方法では、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、分割された間隔内においてスイング設定値を同一の値に維持するようにしたので、給気温度または給気風量を安定した状態でスイングすることが可能になり、また、演算を容易にすることができる。
【００１３】
請求項６の空調空気のスイング設定値設定方法では、周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成したので、周期関数にサインカーブ等の曲線を使用する場合に比較してスイング演算が容易になり、コントローラの演算能力を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のスポット空調装置の一実施形態が配置される機械製作工場，組み立て工場等の建家１１を示している。
建家１１内には、建家１１内の空気の一部を空調し、作業者の存在する局所へ給気する空調機１３が配置され、空調機１３からの給気管路１５が建家１１の上部空間に延存されている。給気管路１５から分岐して複数の分岐管路１７が下方に向けて延存され、各分岐管路１７の先端に吹出口１９が形成されている。そして、この吹出口１９からの空調空気が建家１１内で働く作業者２１に供給される。
【００１５】
図２は、図１の空調機１３および空調機１３を制御するコントローラ２３の詳細を示している。
空調機１３内には、フィルタ２５、冷温水コイル２７、ファン２９が収容されている。冷温水コイル２７には、冷温水管３１が接続され、冷温水管３１には、冷温水弁３３が配置されている。給気管路１５には、圧力計３５および温度計３７が配置されている。圧力計３５は給気管路１５内の給気圧力(これをもとに給気風量を演算する)を測定する。また、温度計３７は空調空気の給気温度を測定する。
【００１６】
コントローラ２３は、入力部３９、出力部４１および演算部４３を有している。入力部３９は、圧力計３５および温度計３７からの信号を入力する。出力部４１は、冷温水弁３３の開度を制御する制御信号を冷温水弁３３に出力する。また、出力部４１は、インバータ４５に周波数を制御する制御信号を出力しファン２９の回転数を制御する。
この実施形態では、コントローラ２３には、スイング運転を選択するスイッチボックス２４が付属しており、ＳＷ１で通常運転、または後述するモード０、モード１、モード２、モード３およびモード４を選択し、ＳＷ２で決定と入力を行う。なお。スイッチボックス２４には、選択内容等の表示を行う例えばＬＣＤからなる表示部２６が設けられている。
【００１７】
図３は、コントローラ２３の演算部４３の詳細を示している。
この演算部４３は、スイング演算部４７および調節部４９を有している。
スイング演算部４７は、目標値設定部５１からの基準設定値を示す信号およびスイング動作調節値設定部５３からのスイング動作調整値を示す信号を入力してスイング設定値を演算する。ここで基準設定値は、スイングを伴わない通常制御時に設定される値であり、給気圧力Ｐsoおよび給気温度Ｔsoとされている。また、スイング動作調整値は、スイング動作の内容を設定する値であり、最大設定圧力Ｐmax、最小設定圧力Ｐmin、最大設定温度Ｔmax、最小設定温度Ｔmin、１周期時間ｔcおよび設定保持時間ｔkとされている。そして、スイング設定値は、各時刻における給気圧力および給気温度を示す給気圧力Ｐs(n)および給気温度Ｔs(n)とされている。
【００１８】
調節部４９は、スイング演算部４７、制御調節値設定部５５、温度計３７および圧力計３５からの信号を入力してインバータ制御出力および冷温水弁制御出力を演算し、インバータ運転周波数および冷温水弁開度を制御する。制御調節値設定部５５は、ＰＩＤ演算を行うための制御調節値である圧力制御比例帯ＰP、圧力制御積分時間ＩP、圧力制御微分時間ＤP、温度制御比例帯ＰT、温度制御積分時間ＩT、温度制御微分時間ＤTを調節部４９に出力する。
【００１９】
なお、基準設定値の給気圧力Ｐso、スイング動作調節値の最大設定圧力Ｐmax、最小設定圧力Ｐminについては、この前段に圧力と風力の関数を設定可能で、演算可能な風量変換演算部をそれぞれ設けることで、給気風量Ｑso、最大設定風量Ｑmax、最小設定風量Ｑminとすることとしてもよい。
図４は、図３のコントローラ２３により設定される変動制御運転の変動モードを示している。
【００２０】
変動制御運転の変動モードは、給気温度と給気圧力の変化の組合せで図４の(ａ)〜(ｅ)に示す５種類とされている。各図とも横軸を時間軸として、給気温度と給気圧力の設定値のようすを示している。以下各モードについて説明する。なお、給気圧力Ｐは、給気風量Ｑとして構成してもよい。
（ａ）モード０
給気圧力をＰsoからＰminまで少なくし、給気温度をＴsoからＴminまで低くした運転である。低負荷時に設定温度を下げて、空調機１３の冷却温度差を大きくすると、空調熱量が通常運転と同じで、給気風量を少なくでき、省エネルギが可能になる。すなわち、例えば、中間期になると建屋内の温度が低下し、空調機１３の入口温度も３０℃を下まわるようになり、冷却コイルの能力に余裕ができるため、特に、この中間期において、給気温度差を大きくし給気風量を少なくすることにより省エネルギを有効に図ることができる。
（ｂ）モード１
給気圧力をＰmaxとＰminの間で変動つまりスイングし、給気温度をＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させる運転である。給気圧力と給気温度の両者を変動(スイング)することにより作業者２１の温冷感が増すので、空調能力の軽減が可能である。また、給気圧力設定の平均を通常の給気圧力Ｐsoよりも低く、給気温度設定の平均を通常の給気温度Ｔsoよりも高く設定することで、省エネルギを図ることができる。なお、設定により、給気圧力と給気温度の設定値のピークをずらすようにしても良い。
（ｃ）モード２
給気圧力をＰsoより少なくし、給気温度をＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させ、変動(スイング)する温度で温冷感を補う運転である。給気温度設定の平均を通常の給気温度Ｔsoよりも高く設定することで、省エネルギを図ることができる。搬送動力の軽減量はモード１よりも大きくなる。
（ｄ）モード３
給気温度はＴsoで一定とし、給気圧力をＰmaxとＰminの間で変動(スイング)させる運転である。空調能力は低下するが、給気圧力つまり給気風量の変化による温冷感の向上が見込まれる。省エネルギ効果は、送風動力と風量変化に伴う空調能力変化分となる。
（ｅ）モード４
給気圧力を確保する必要がある設備や、直動方式の空調機１３の運転で、給気圧力をＰsoで一定とし、給気温度のみをＴmaxとＴminの間で変動(スイング)させる運転である。変動する給気温度の平均がＴsoよりも高いときに、空調能力分が省エネルギとなる。
【００２１】
図５は、図３のスイング演算部４７でスイング設定値Ｐs(n)，Ｔs(n)を演算する時に用いられる空調空気のスイング設定値設定方法を示している。
このスイング設定値設定方法では、周期関数にサインカーブを使用すると計算時間がかかるため、周期関数に２次曲線ａ，ｂ，ｃを組み合わせて使用している。
図５において、横軸にはスイングカウント数ｎがとられ、縦軸には設定値ＳＰ(Set Point)がとられている。ＳＰmaxは、図３に示した最大設定圧力Ｐmaxまたは最大設定温度Ｔmaxに対応する。また、ＳＰminは、図３に示した最小設定圧力Ｐminまたは最小設定温度Ｔminに対応する。
【００２２】
スイングカウント数ｎは、スィング運転１周期の分割数をＮとすると周期の最初が１となり周期の最後がＮ＋１となる。スィング運転１周期の分割数Ｎは、図３に示した１周期時間ｔcを設定保持時間ｔkで割り算することにより求められる。１周期時間ｔcとは、スイング動作の１周期に要する時間であり、例えば１０×６０秒、２０×６０秒等の値に設定される。また、設定保持時間ｔkとは、スイング動作時に、給気圧力または給気温度を変動することなく同一の値に維持する時間であり、例えば２×６０秒、３×６０秒等の値に設定される。すなわち、この実施形態では、スイング動作時においてスイング設定値ＳＰｎは、常に変動されるのではなく、設定保持時間ｔkの間は、同一の値に維持される。ここで、スイング設定値ＳＰｎは、図３に示したスイング設定値である給気圧力Ｐs(n)または給気温度Ｔs(n)に対応する。
【００２３】
そして、計算上の便宜のために、
△ＳＰ＝（（ＳＰmax−ＳＰmin）／Ｎ）×２
と定義すると、スイング設定値ＳＰｎは以下の式で求められる。
この実施形態では、１６ビットの演算により充分な精度を得るために、スィング運転１周期の分割数Ｎにより場合分けを行っている。また、スイングカウント数ｎにより場合分けを行い重み付けを行って変動(スイング)の精度を確保している。
【００２４】
Ｎ≦１２の時
1≦n<N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmax−（△ＳＰ×（４０（ｎ−１）2／Ｎ））／１０
N/4≦n<N/2： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋（△ＳＰ×（４０（Ｎ／２−（ｎ−１））2／Ｎ））／１０
N/2≦n<3N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋（△ＳＰ×（４０（（ｎ−１）−Ｎ／２）2／Ｎ））／１０
3N/4≦n≦N： ＳＰｎ＝ＳＰmax−（△ＳＰ×（４０（Ｎ−（ｎ−１））2／Ｎ））／１０
Ｎ＞１２の時
1≦n<N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmax−△ＳＰ×（４（ｎ−１）2／Ｎ）
N/4≦n<N/2： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋△ＳＰ×（４（Ｎ／２−（ｎ−１））2／Ｎ）
N/2≦n<3N/4： ＳＰｎ＝ＳＰmin＋△ＳＰ×（４（（ｎ−１）−Ｎ／２）2／Ｎ）
3N/4≦n≦N： ＳＰｎ＝ＳＰmax−△ＳＰ×（４（Ｎ−（ｎ−１））2／Ｎ）
図６は、冷房時に変動制御運転が可能か否かを判断するための運転判断フローチャートを示している。このフローチャートでは、変動制御運転が可能な条件を設定し、各種の条件判断を行った上で変動制御運転が行われる。
【００２５】
先ず、ステップＳ１では、空調機１３の運転が行われているか否かが判断される。
次に、ステップＳ２では、冷房運転が行われているか否かが判断される。
次に、ステップＳ３では、変動運転が選択されているか否かが判断される。
次に、ステップＳ４では、変動運転の設定が条件に整合しているか否かが判断される。条件には、変動制御運転を行って良い建家１１内の温度範囲やスイング設定値の確認条件等が設定されている。
【００２６】
次に、ステップＳ５では、予め設定されたスケジュールを満たしているか否かが判断される。スケジュールには、変動制御運転を行って良い時刻等が設定されている。
次に、ステップＳ６では、給気温度が正常であるか否かが判断される。
次に、ステップＳ７では、給気圧力が正常であるか否かが判断される。
そして、ステップＳ１からステップＳ７の条件が全て満たされている時に、ステップＳ８の変動制御運転が行われる。また、ステップＳ６またはステップＳ７の条件が満たされていない時には、給気温度あるいは給気圧力に異常があるため、ステップＳ９の変動禁止処理として計測値が所定範囲内に復帰しても一定時間は変動制御を行わないようにしている。そして、ステップＳ２からステップＳ５のいずれか１の条件が満たされていない時には、ステップＳ１０の通常運転が行われる。
【００２７】
図７および図８は、図３のコントローラ２３の動作を示すフローチャートである。この実施形態では、プログラム計算周期は１秒とされている。
先ず、ステップＳ１では、変動制御運転が許可されているか否かが判断される。この判断は図６のフローチャートのステップＳ８に基づいて行われる。許可されていない場合は、ステップＳ２において内部タイマーｔの値を１に設定する。
【００２８】
一方、許可されている場合には、ステップＳ３において、定数計算が行われる。この定数計算では、１周期時間ｔcを設定保持時間ｔkで割り算することにより１周期分割数Ｎが求められる。また、ΔＰspおよびΔＴspが求められる。ΔＰspは、給気圧力の図５のΔＳＰに対応する値である。また、ΔＴspは、給気温度の図５のΔＳＰに対応する値である。
次に、ステップＳ４では、内部タイマーｔの値から１が減算される。この実施形態では、内部タイマーｔの初期設定値は１２０秒とされている。
【００２９】
次に、ステップＳ５では、内部タイマーｔの値が０であるか否かが判断される。
内部タイマーｔの値が０である時には、ステップＳ６において、内部タイマーｔの値が設定保持時間ｔk(この実施形態では１２０秒)に再設定され、スイングカウント数ｎに１が加算される。
次に、ステップＳ７では、スイングカウント数ｎがＮ＋１であるか否かが判断される。Ｎ＋１になっている時には、ステップＳ８においてスイングカウント数ｎが１に再設定される。
【００３０】
次に、ステップＳ９では、図４に示したモード０が選択されているか否かが判断される。モード０が選択されている時には、ステップＳ１０において給気圧力Ｐs(n)をＰminに設定し、給気温度Ｔs(n)をＴminに設定する。
モード０が選択されていない時には、ステップＳ１１において図４に示したモード１が選択されているか否かが判断される。モード１が選択されている時には、ステップＳ１２において給気圧力Ｐs(n)および給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
【００３１】
モード１が選択されていない時には、ステップＳ１３において図４に示したモード２が選択されているか否かが判断される。モード２が選択されている時には、ステップＳ１４において給気圧力Ｐs(n)をＰminに設定し、給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
モード２が選択されていない時には、ステップＳ１５において図４に示したモード３が選択されているか否かが判断される。モード３が選択されている時には、ステップＳ１６において給気圧力Ｐs(n)を図５に示したように計算し、給気温度Ｔs(n)をＴsoに設定する。
【００３２】
モード３が選択されていない時には、ステップＳ１７において図４に示したモード４が選択されているか否かが判断される。モード４が選択されている時には、ステップＳ１８において給気圧力Ｐs(n)をＰsoに設定し、給気温度Ｔs(n)を図５に示したように計算する。
次に、モード４が選択されていない時には、変動制御運転が選択されていないと判断し、ステップＳ１９において給気圧力Ｐs(n)をＰsoに設定し、給気温度Ｔs(n)をＴsoに設定する。
【００３３】
次に、図８に示すステップＳ２０において圧力制御出力計算が行われる。この計算は図３の調節部４９で行われ、計算された値から求められたインバータ制御出力によりインバータ運転周波数が変更される。
次に、ステップＳ２１において温度制御出力計算が行われる。この計算は図３の調節部４９で行われ、計算された値から求められた冷温水弁制御出力により冷温水弁３３の開度が変更される。
【００３４】
図９は、上述した各モードを使用した時のエネルギ削減率を示している。
風量が10,000ｍ3／ｈの空調機１３を想定し、各運転モードのエネルギ削減率を試算した。結果と想定した条件を示す。モード０では、給気風量(給気圧力)および給気温度の両者を低減することによりエネルギ削減率が１９％になっている。モード１では、給気風量(給気圧力)および給気温度の両者をスイングすることによりエネルギ削減率が２０％になっている。モード２では、給気風量(給気圧力)を低減し、給気温度をスイングすることによりエネルギ削減率が３３％になっている。モード３では、給気風量(給気圧力)のみをスイングすることによりエネルギ削減率が１４％になっている。モード４では、給気温度をスイングすることによりエネルギ削減率が６％になっている。
【００３５】
上述したスポット空調装置では、図１０の(ａ)に示すように、給気圧力Ｐs(n)をスイングすることにより、図１０の(ａ)の縦線の部分の空気搬送動力が削減され、省エネルギを図ることができる。また、図１０の(ｂ)に示すように、給気温度Ｔs(n)をスイングすることにより、図１０の(ｂ)の縦線の部分の冷房能力の軽減を図ることができる。
そして、上述したスポット空調装置では、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせることにより、低温の空気が継続して作業者２１に当たり作業者２１に不快感をもたらすおそれを容易，確実に解消することができる。また、給気温度の設定をスイングさせることで温冷感が増し冷水使用量が少なくてもスポット空調の効果が得られるので、熱源の消費エネルギを削減できる。
【００３６】
また、図４に示したモード２のように、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口１９から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることにより非常に高いエネルギ削減率を得ることができる。
そして、図４に示したモード１のように、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、吹出口１９から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることにより高い温冷感を得ることが可能になり、また、高いエネルギ削減率を得ることができる。
【００３７】
また、上述したスポット空調装置では、吹出口１９から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更するようにしたので、作業者２１に対する温冷感を高めることができ、また、給気温度を安定した状態でスイングすることができる。なお、予め定められた時間は、吹出口１９から作業者２１までの距離、作業者２１の作業環境等に応じて設定され、例えばスイング運転１周期が３０×６０秒の場合には、例えば２×６０秒程度の時間に設定することにより作業者２１に対する温冷感を高めることができる。
【００３８】
さらに、上述したスポット空調装置では、モード設定スイッチＳＷ１により複数のモードを選択可能にしたので、その日の天気の状態、作業の状態等に応じて最適なモードを選択することができる。
そして、上述した空調空気のスイング設定値設定方法では、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、分割された間隔内においてスイング設定値を同一の値に維持するようにしたので、給気温度または給気風量を安定した状態でスイングすることが可能になり、また、演算を容易にすることができる。
【００３９】
また、周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成したので、周期関数にサインカーブ等の曲線を使用する場合に比較してスイング演算が容易になり、コントローラ２３の演算能力を軽減することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００４０】
(１)上述した実施形態では、冷房運転の場合について説明したが、設定値を変更することにより暖房運転の場合にも同様に適用することができる。
(２)上述した実施形態では、コントローラ２３を一体型にした例について説明したが、例えば、図１１に示すように、スイング演算部４７と圧力調整器６１と温度調整器６３とを分離し、分割型にしても良い。
【００４１】
(３)上述した実施形態では、冷温熱交換手段に冷温水コイル２７を用いた例について説明したが、例えば気液相変化する媒体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のスポット空調装置の一実施形態が配置される建家を示す説明図である。
【図２】本発明のスポット空調装置の一実施形態の詳細を示す説明図である。
【図３】図２のコントローラの演算部を示すブロック図である。
【図４】図２のコントローラに設定される変動制御運転のモードを示す説明図である。
【図５】本発明の空調空気のスイング設定値設定方法の一実施形態を示す説明図である。
【図６】図２のコントローラに設定される運転判断を行うためのフローチャートである。
【図７】図２のコントローラの動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートのＡより下流側を示すフローチャートである。
【図９】各モードのエネルギ削減率を示す説明図である。
【図１０】給気圧力および給気温度をスイングした時の空気搬送動力削減および冷房能力削減を示す説明図である。
【図１１】コントローラの他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１３ 空調機
１５ 給気管路
１９ 吹出口
２３ コントローラ
２７ 冷温水コイル
２９ ファン
３３ 冷温水弁
３５ 圧力計
３７ 温度計
４３ 演算部
４７ スイング演算部
４９ 調節部
５１ 目標値設定部
５３ スイング動作調節値設定部
５５ 制御調節値設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、
前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とするスポット空調装置。
【請求項２】
請求項１記載のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることを特徴とするスポット空調装置。
【請求項３】
請求項１記載のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることを特徴とするスポット空調装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更することを特徴とするスポット空調装置。
【請求項５】
冷温熱交換手段および送風手段を制御し、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる時に設定されるスイング設定値を設定するための空調空気のスイング設定値設定方法において、
空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、前記間隔内において前記スイング設定値を同一の値に維持することを特徴とする空調空気のスイング設定値設定方法。
【請求項６】
請求項５記載の空調空気のスイング設定値設定方法において、
前記周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成することを特徴とする空調空気のスイング設定値設定方法。
【請求項１】
冷温熱交換手段および送風手段を備えた空調機からの空調空気を管路を介して作業者の近傍に配置される複数の吹出口に導き、前記吹出口から作業者に向けて空調空気を吹き出すスポット空調装置において、
前記冷温熱交換手段および前記送風手段を制御し、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる制御手段を有することを特徴とするスポット空調装置。
【請求項２】
請求項１記載のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を通常制御設定値より小さくすることを特徴とするスポット空調装置。
【請求項３】
請求項１記載のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせるスイングモード時に、前記吹出口から吹き出す給気風量を所定の周期でスイングさせることを特徴とするスポット空調装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項のスポット空調装置において、
前記制御手段は、前記吹出口から吹き出される空調空気の給気温度を所定の周期でスイングさせる時に、予め定められた時間毎にスイング量を変更することを特徴とするスポット空調装置。
【請求項５】
冷温熱交換手段および送風手段を制御し、空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる時に設定されるスイング設定値を設定するための空調空気のスイング設定値設定方法において、
空調空気の給気温度または給気風量を所定の周期でスイングさせる周期関数の１周期をＮ個の間隔に分割し、前記間隔内において前記スイング設定値を同一の値に維持することを特徴とする空調空気のスイング設定値設定方法。
【請求項６】
請求項５記載の空調空気のスイング設定値設定方法において、
前記周期関数を複数の２次曲線を組み合わせて形成することを特徴とする空調空気のスイング設定値設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−６４３１０（Ｐ２００６−６４３１０Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４８７１１（Ｐ２００４−２４８７１１）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００１８３４）三機工業株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００１８３４）三機工業株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
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