空気式自動制御機器（中編）サーモスタット・ヒューミジスタット・調節器のしくみ

中編では、壁についてる「サーモスタット」のしくみを中心に、空気式の調節器を解説するよ！

前編では「空気式制御の概要」「アクチュエータ」「ノズル・フラッパー機構」を解説しました

※前編を読んでいない方は、まず「空気式自動制御機器（前編）」をご覧ください

中編のテーマは「正動作・逆動作」「サーモスタット」「外気補償コントローラー」です

正動作と逆動作　「温度が上がったらバルブをどう動かすか」

ノズル・フラッパー機構でわかったことを踏まえ、大事な設定の話をします

温度が上がったとき、バルブを「開ける」べきか「閉める」べきか
これは場合によって変わります

冷房に使う冷水バルブなら「温度が上がった→もっと冷水を流したい→バルブを開ける」

暖房に使う蒸気バルブなら「温度が上がった→蒸気を止めたい→バルブを閉める」

この「温度が上がったときにブランチ圧（出力の空気圧）をどう変えるか」による分類が正動作と逆動作です

バルブがN.O.（全開型）かN.C.（全閉型）かによって、正動作・逆動作のどちらを選ぶかが決まります

組み合わせを間違えると制御が逆方向に働いてしまうので、現場では必ず確認する大事な設定です

ルームサーモスタット　部屋の壁に付いている温度センサー

ホテルや会議室の壁に「温度調節パネル」が付いているのを見たことがありますか？

あれが「ルームサーモスタット」です

バイメタル（前編参照）が部屋の温度を感知し、その曲がり具合に応じた空気圧信号を出力しています

バイメタルが少し曲がれば小さな信号、大きく曲がれば大きな信号が出て、バルブやダンパーを動かします

サーモスタットの種類

サーモスタットにはいくつかの種類があります

①基本形

1つの温度設定で、正動作または逆動作のどちらかで動くシンプルなタイプです

②二温度設定形

夏と冬で「制御の目標温度」を自動で切り換えられるタイプです

外部からの空気圧信号を切り換えることで、「夏の冷房設定（例：26℃）」と「冬の暖房設定（例：22℃）」を自動で切り替えます

季節ごとに手動で設定値を変える手間が省けます

③動作切換形

夏と冬で「正動作・逆動作」を自動で切り換えられるタイプです

夏の冷房と冬の暖房では制御の方向が逆になるため、自動で対応できます

ヒューミディスタット　湿度を感知するセンサー

サーモスタットが温度を測るのに対し、湿度を測るのが「ヒューミディスタット」です

バイメタルの代わりに「ナイロン製の感湿エレメント」を使います

ナイロンは湿気（空気中の水分）が多いと少し伸び、少ないと縮む性質があります

雨の日に頭髪がうねる（くせ毛が出やすくなる）のと同じ原理です

このナイロンの伸び縮みをノズル・フラッパーに伝えることで、湿度の変化を空気圧信号に変換します

空気式コントローラー　より賢い制御をするための機器

サーモスタットは「温度を感知して信号を出すだけ」の機器です

より高度な制御をしたい場合は、別体のコントローラーを組み合わせます

シングル入力コントローラー

1本のセンサー入力を受けて比例制御を行うスタンダードなタイプです

前面に「設定点（目標値）」「比例帯」「正逆動作の切換」などを調整するつまみがあります

「比例帯（ひれいたい）」とは「どれだけの温度変化でバルブを全開〜全閉まで動かすか」を決める幅のことです

例えば比例帯を5℃に設定すると、温度が5℃変わったときにバルブが全開から全閉まで動きます

比例帯を広くすると制御がゆっくり、狭くすると素早く動きます

デュアル入力コントローラー　外気補償制御（がいきほしょうせいぎょ）

センサーを2本つなげると「外気補償制御」ができます

「外気補償制御」とは、外の気温に合わせて制御の設定値を自動でズラす制御方法です

わかりやすい例で説明します

暖房に使う温水（温めた水）の温度を考えてみましょう

外が0℃の極寒の日→部屋をしっかり暖めるために、温水はかなり熱くする必要がある

外が15℃の春の陽気な日→少し暖めるだけでいいので、温水はぬるめで十分

外気温センサーを追加することで「外が寒い日ほど温水を熱く、暖かい日はぬるく」という制御が自動でできます

「外気補償（がいきほしょう）」の「補償」は「外の気温のせいでズレた分を埋め合わせる」という意味です

外気補償の効き具合は「オーソリティー（authority＝権限・影響力）」という値で調整します

例えば「外気が1℃下がったとき、温水設定値を0.5℃上げる」という割合を決める設定です

まとめ（中編）

後編では「空気式リレー」「バルブポジショナー」「空気源装置」について解説します

「外気補償制御」は省エネの代表格。覚えておこう！ 後編では空気リレーで信号を処理するしくみを解説するよ！

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