本发明涉及一种通过对于室内的供气风量、排气风量的控制而将室压保持为恒定的室压控制系统。
背景技术：
室压控制系统是例如在通风柜内进行处理生化物质的实验时，为了防止生化物质泄漏到房间外或者来自外部的杂质等流入至房间内，而将房间的压力保持为恒定的系统。在该室压控制系统中，通过控制供气阀和排气阀以使向房间吹出的供气的风量和从房间吸出的排气的风量的差为规定的风量(余风量)，从而进行维持室内的正负压的控制。
此外，近年，为了改善室压控制的精度，提出一种基于来自压差传感器的室压得测量值来校正余风量的系统(参照专利文献1、专利文献2)。在专利文献1所公开的室压控制系统中，仅在室压设定值和室压测量值的偏差超过规定值的情况下，根据该偏差来校正余风量。此外，在专利文献2所公开的室压控制系统中，为了进行稳定的室压控制，或者缓和室压的测量值的变动，并根据变动被缓和后的室压的测量值来校正余风量，或者限制风量设定值的变更速度。
然而，在专利文献1、专利文献2所公开的室压控制系统中，存在需要测量室压的压差传感器这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5552387号公报
专利文献2：日本专利特开2006-78010号公报
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种即使在没有测量室压的压差传感器的情况下也可以将室压保持为恒定的室压控制系统及方法。
解决问题的技术手段
本发明的室压控制系统的特征在于，包括：供气阀，其构成为对向对象房间吹出的供气风量进行调节；一般排气阀，其构成为对从所述对象房间吸出的排气风量进行调节；风量平衡控制部，其决定所述供气风量和所述一般排气风量之中的至少一个，并且控制所述供气阀和所述一般排气阀，以使由所述供气阀调节的供气风量和由所述一般排气阀调节的一般排气风量的差与预先设定的余风量设定值一致；以及余风量校正部，其构成为在所述供气风量相对于之前的供气风量被变更的情况下，该余风量校正部根据变更后的供气风量来校正所述余风量设定值，以使室压变为期望的值。
此外，本发明的室压控制系统的1构成例的特征在于，还包括：局部排气装置，其被设置在所述对象房间内；以及局部排气阀，其构成为对该局部排气装置的排气风量进行调节，所述风量平衡控制部决定由所述供气阀调节的供气风量和由所述一般排气阀调节的一般排气风量中的至少一个，以使由所述供气阀调节的供气风量和由所述局部排气阀及所述一般排气阀调节的合计排气风量的差与所述余风量设定值一致。
此外，本发明室压控制系统的1构成例的特征在于，还包括：风量变更部，其构成为根据预先设定的日程或者来自外部的指示对所述风量平衡控制部发出供气风量变更的指示，所述风量平衡控制部根据由所述风量变更部变更后的供气风量来决定所述一般排气风量。
此外，本发明的室压控制系统1构成例的特征在于，还包括：风量计算部，其构成为根据所述对象房间的负载状况来计算所述供气风量，所述风量平衡控制部根据由所述风量计算部计算出的供气风量来决定所述一般排气风量。
此外，本发明的室压控制方法的特征在于，包括：第1步骤，决定所述供气阀的供气风量和所述一般排气阀的排气风量之中的至少一个，并且控制所述供气阀和所述一般排气阀，以使由设置于对象房间中的供气阀调节的供气风量和由设置于所述对象房间中的一般排气阀调节的排气风量的差与预先设定的余风量设定值一致；以及第2步骤，在所述供气风量相对于之前的供气风量被变更的情况下，根据变更后的供气风量来校正所述余风量设定值，以使室压变为期望的值。
发明效果
根据本发明，通过设置余风量校正部并根据供气风量校正余风量设定值，能够在没有测量室压的压差传感器、调整室压的室压控制阀的情况下，将室压保持为恒定。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例所涉及的室压控制系统的构成的框图。
图2是表示本发明的第1实施例所涉及的局部排气用的控制器的构成例的框图。
图3是表示本发明的第1实施例所涉及的供气用的控制器的构成例的框图。
图4是表示本发明的第1实施例所涉及的一般排气用的控制器的构成例的框图。
图5是表示本发明的第1实施例所涉及的系统整体的控制用的控制器的构成例的框图。
图6是说明本发明的第1实施例所涉及的室压控制系统的风量平衡控制动作的流程图。
图7是表示本发明的第2实施例所涉及的室压控制系统的系统整体的控制用的控制器的构成例的框图。
图8是说明本发明的第2实施例所涉及的室压控制系统的风量变更控制动作的流程图。
图9是表示本发明的第3实施例所涉及的室压控制系统的构成的框图。
图10是表示本发明的第3实施例所涉及的供气用的控制器的构成例的框图。
图11是说明本发明的第3实施例所涉及的室压控制系统的温度控制动作的流程图。
具体实施方式
[第1实施例]
以下，参照附图说明本发明的实施例。图1是表示本发明的第1实施例所涉及的室压控制系统的构成的框图。本实施例的室压控制系统具备：通风柜，其被设置于房间100内；局部排气管道102，其连接至通风柜101；供气管道103，其向房间100提供供气；一般排气管道104，其排出房间100内的空气；局部排气阀exv，其对于局部排气管道102的风量进行调整；供气阀mav，其对于供气管道103的风量进行调整；一般排气阀gex，其对于一般排气管道104的风量进行调整；控制器105，其控制局部排气阀exv；控制器106，其控制供气阀mav；控制器107，其控制一般排气阀gex；控制器108，其控制系统整体；以及通信线109，其将控制器105、106、107、108相互连接。通风柜101具备可开闭的调节门110以及检测调节门110的开度的调节门传感器111。
图2是表示控制器105的构成例的框图，图3是表示控制器106的构成例的框图，图4是表示控制器107的构成例的框图，图5是表示控制器108的构成例的框图。
控制器105具备控制局部排气阀exv的排气风量控制部1050。控制器106具备控制供气阀mav的供气风量控制部1060。控制器107具备控制一般排气阀gex的排气风量控制部1070。
控制器108具备：风量平衡控制部1080，其决定由供气阀mav调节的供气风量和由一般排气阀gex调节的一般排气风量，以使由供气阀mav调节的供气风量和由局部排气阀exv及一般排气阀gex调节的排气风量的差与余风量设定值一致；以及余风量校正部1081，其根据供气风量来校正余风量设定值。
接下来，对于本实施例的室压控制系统的风量平衡控制动作进行说明。图6是说明风量平衡控制动作的流程图。这里，将从供气管道103吹出的供气的风量设为vmav，将通过一般排气管道吸出的排气的风量设为vgex，将通过局部排气管道102吸出的排气的风量设为vexv。
控制器105的排气风量控制部1050从通风柜101的调节门传感器111获取调节门110的开度信息(图6步骤s1)。然后，排气风量控制部1050基于通风柜101的调节门开口面积决定风量vexv，以使调节门面的面风速为规定值，并控制局部排气阀exv的开度，以使局部排气管道102的排气风量为vexv(图6步骤s2)。通风柜101的调节门开口面积能够通过调节门110的开口部高度和已知的调节门宽度相乘来决定，调节门110的开口部高度能够根据调节门传感器111所检测的调节门开度求得。
接下来，控制器108的风量平衡控制部1080根据由排气风量控制部1050算出的局部排气风量vexv来决定供气风量vmav和一般排气风量vgex，以使供气风量vmav和排气风量(vgex+vexv)的差与余风量设定值α一致(图6步骤s3)。
vmav＝vgex+vexv+α···(1)
但是，为了满足房间100的最低换气风量，风量平衡控制部1080决定供气风量vmav，以使平常至少吹出最低风量。余风量设定值α是用于决定从房间100泄露的风量并且决定房间100成为正压还是负压的值。
另外，在没有使用通风柜101时(即，调节门110全闭时)，式(2)成立。
vmav＝vgex+α···(2)
控制器106的供气风量控制部1060控制供气阀mav的开度，以使供气管道103的风量成为由风量平衡控制部1080决定的风量vmav(图6步骤s4)。
控制器107的排气风量控制部1070控制一般排气阀gex的开度，以使一般排气管道104的排气风量成为由风量平衡控制部1080决定的风量vgex(图6步骤s5)。
根据以上的风量平衡控制动作，当伴随通风柜101的调节门110的开闭而变更局部排气风量vexv时，伴随该变更也变更供气风量vmav。当如上述那样在不同的风量范围内工作时，如果余风量设定值α保持相同，则室压的程度可能改变。
即使在余风量设定值α相同的情况下室压的程度也因供气风量vmav而改变的主要原因在于，供气阀mav的各自的风量特性、管道工作导致的实际风量的差异。作为供气阀mav的各自的风量特性的例子，例如在供气阀mav的低风量区域存在负的风量误差，反之在高风量区域存在正的风量误差。此外，实际的风量可能由于供气管道103的各个管道状况而产生差异。
如果存在室压控制阀(pcv)的话，则室压改变时的压力调整是可能的，但在室压改变的原因是上述那样的供气阀mav以及供气管道103的特性导致的情况下，供气风量vmav与室压的程度的关系在大多数情况下是可再现的。
因此，在本实施例中，根据供气风量vmav对余风量设定值α进行校正。具体而言，当在步骤s3中所决定的供气风量vmav相对于之前的供气风量vmav被变更的情况下(图6步骤s6中为是)，控制器108的余风量校正部1081根据变更后的供气风量vmav来校正余风量设定值α，使得室压成为期望值(图6步骤s7)。
如果在房间100的施工阶段、在房间100中设置的通风柜101以及空调设备的调整阶段中预先调查房间100的室压的特性的话，则能够针对每个供气风量vmav决定室压变为期望值的余风量设定值α。该供气风量vmav和余风量设定值α之间的关系可以预先记录在余风量校正部1081中。
供气风量vmav和余风量设定值α的关系的登记可以是登记算式(例如一次因式)的形式，也可以是将与供气风量vmav对应的余风量设定值α登记在数据库中的形式。在登记算式的情况下，余风量校正部1081将供气风量vmav输入到算式中来计算余风量设定值α。另外，在准备了数据库的情况下，余风量校正部1081从数据库取得与供气风量vmav对应的余风量设定值α。
以这种方式，例如对于每个控制周期反复执行步骤s1～s7的处理，直到根据来自用户的指示而结束风量控制(图6步骤s8中为是)。
在本实施例中，即使在没有测量室压的压差传感器、调整室压的室压控制阀(pcv)的情况下，通过根据供气风量vmav来校正余风量设定值α，也可以将室压保持为恒定。
[第2实施例]
在第1实施例中，已经例举了由于伴随通风柜101的调节门110的开闭的局部排气阀exv的开闭而变更供气风量vmav的情况，但是供气风量vmav改变的原因还有其他，对于这些所有的原因都可以适用本发明。作为供气风量vmav被变更的其他例子，在没有进行作业的夜间、假日等不存在人的时间段内，为了节能而存在有在将室内外的压力差保持为一定的同时降低供气风量vmav和排气风量vgex的风量切换控制。该风量变更在平日是每天进行的。在从白天切换到夜间的例子中，供气风量vmav和排气风量vgex均逐渐减小，在从夜间切换到白天的例子中，供气风量vmav和排气风量vgex均逐渐增加。
在本实施方式中，由于室压控制系统的整体的构成以及控制器105～107的构成与第1实施方式相同，因此使用图1～图4的符号进行说明。
图7是示出本实施例的控制器108的构成例的框图。本实施例的控制器108具备：风量平衡控制部1080；余风量校正部1081；以及风量变更部1082，其根据预先设定的日程或者来自外部的指示而对风量平衡控制部1080发出变更风量的指示。
图8是说明本实施例的风量变更控制动作的流程图。在根据预先设定的日程变更风量的情况下(例如，从白天切换到夜间的时间段或者从夜间切换到白天的时间段的情况)，或者从外部接收到风量变更的指示的情况下(图8步骤s10中为是)，控制器108的风量变更部1082对风量平衡控制部1080发出指示以变更供气风量vmav。
接收到来自风量变更部1082的指示的风量平衡控制部1080逐渐变更供给风量vmav(图8步骤s12)。此时，风量平衡控制部1080也根据供气风量vmav的变更来改变排气风量vgex，但是在风量变更之后，决定排气风量vgex以使式(1)或者式(2)成立。
控制器106的供气风量控制部1060控制供气阀mav的开度，以使供气管道103的风量成为由风量平衡控制部1080决定的风量vmav(图8步骤s13)。
控制器107的排气风量控制部1070控制一般排气阀gex的开度，以使一般排气管道104的排风风量与由风量平衡控制部1080决定的风量vgex(图8步骤s14)。
步骤s15、s16中的余风量校正部1081的动作与第1实施例中的步骤s6、s7相同。
以这种方式，对于每个控制周期反复执行步骤s12～s16的处理，直到供气风量vmav达到日程表上预先设定的风量值或者由外部指定的风量值(图8的步骤s17中为是)。风量变更之后的风量平衡控制如第1实施例中所述。
另外，在本实施例中，通风柜101不是必须的构成要件，也可以适用于没有设置通风柜101、局部排气阀exv以及控制器105的房间。
[第3实施例]
接下来对于本发明的第3实施例进行说明。在本实施例中，作为变更供气风量vmav的其他例子，对于通过温度控制来变更供气风量vmav的情况进行说明。图9是表示本实施例所涉及的室压控制系统的构成的框图。在本实施例中，由于控制器105、107、108的构成与第1实施例相同，所以使用图2、图4、图5的符号进行说明。
图10是表示本实施例的控制器106的构成例的框图。本实施例的控制器106具备：供气风量控制部1060；以及风量计算部1061，其根据房间100的负载状况来计算供气风量vmav。
图11是说明本实施例的温度控制动作的流程图。控制器106的风量计算部1061取得由房间100的温度传感器112测量出的室内温度测量值(图11步骤s20)，并根据取得的室内温度测量值与室内温度设定值的偏差来计算房间100所需要的供气风量vmav(图11步骤s21)。即，风量计算部1061计算供给风量vmav，以使室内温度测量值成为与室内温度设定值相等的值。
控制器108的风量平衡控制部1080根据风量计算部1061计算出的供给风量vmav的值来变更排气风量vgex(图11步骤s22)。此时，在风量变更之后，风量平衡控制部1080决定排气风量vgex以使式(1)或者式(2)成立。
控制器106的供气风量控制部1060控制供气阀mav的开度，以使供气管道103的风量成为由风量计算部1061决定的风量vmav(图11步骤s23)。
控制器107的排气风量控制部1070控制一般排气阀gex的开度，以使一般排气管道104的排风风量成为由风量平衡控制部1080决定的风量vgex(图11步骤s24)。
步骤s25、s26中的余风量校正部1081的动作与第1实施例中的步骤s6、s7相同。
以这种方式，对于每个控制周期反复执行步骤s20～s26的处理，直到根据来自用户的指示而结束风量控制(图1的步骤s27中为是)。
另外，和第2实施例同样地，通风柜101不是必须的构成要件，在没有设置通风柜101、局部排气阀exv以及控制器105的房间中也可以适用本实施例。
第1～第3实施例中说明的控制器105、106、107、108分别可以通过具有cpu(centralprocessingunit中央处理单元)、存储装置以及接口的计算机和控制这些硬件资源的程序来实现。各个控制器的cpu根据存储在存储装置中的程序来执行第1～第3实施例中所说明的处理。
在第1～第3实施例中，作为局部排气装置的1例示出了通风柜，但是在生物安全柜、通风室等起到与通风柜相同的作用的局部排气装置中也可以适用本发明。
此外，在第1～第3实施例中，对于在房间100中设置了1台局部排气装置的情况进行了说明，但是本发明也可以适用于设置有多台局部排气装置的情况。
产业上的可利用性
本发明可以适用于室压控制系统。
符号说明
100…房间、101…通风柜、102…局部排气管道、103…供气管道、104…一般排气管道、105、106、107、108…控制器、109…通信线、110…调节门、111…调节门传感器、112…温度传感器、1050、1070…排气风量控制部、1060…供气风量控制部、1061…风量计算部、1080…风量平衡控制部、1081…余风量校正部、1082…风量变更部、exv…局部排气阀、mav…供气阀、gex…一般排气阀。