專利名稱：空調控制系統(tǒng)和空調控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空調控制系統(tǒng)和空調控制方法。
技術背景
在容納諸如服務器和通信設備的電子設備的數據中心或其它設施中，希望將房屋 內部保持在特定溫度或以下，以避免室內設置的各種電子設備發(fā)生故障。因此，假設數據中 心或其它設施通常通過利用室內或室外設置的空調機來將房屋內部保持在特定溫度或以 下；并且當通過空調機來冷卻房屋內部時，除了電子設備工作所需的功率，附加地還需要空 調機工作的功率和能量；因此，這種附加功率引起的二氧化碳(CO2)的排放將會導致環(huán)境污染。
為此，提出改善冷卻效率的技術，以減小數據中心或其它設施中二氧化碳(CO2)的 排放。具體地說，提出了通過盡可能均勻地分布電子設備的處理負荷來平衡室內溫度的技 術，并提出了根據電子設備的熱排放來控制空調機的溫度和/或風量的技術。當使用這些 技術時，改善了空調機的工作效率，使得可以期望減小額外功率。
此外已知的是，在冷卻或加熱房屋時使用地下溫度的空調控制系統(tǒng)。例如，通過在 地下埋設管道且在地下冷卻的管道中使用液體或氣體來冷卻房屋內部的技術。而且，提出 了通過使用注入管道將室內空氣排放到地下而增大地下的溫度且將地下的空氣循環(huán)到房 屋中來增大房屋溫度的技術。使用地下溫度的這種空調控制系統(tǒng)通常主要由私宅或公共設 施使用。
專利文獻1 日本專利特開No. 63-189743
專利文獻2 日本專利特開No. 2000-97586
專利文獻3 日本專利特開No. 2003-247731
專利文獻4 日本專利特開No. 2004-301470
專利文獻5 日本專利特開No. 2005-009737
然而，即使使用上述傳統(tǒng)技術中的任意一種，但是存在以下問題在包含有大量熱 排放的數據中心或其它設施中不能充分冷卻房屋的內部。具體地說，對于均勻地分布電子 設備上的處理負荷的傳統(tǒng)方法以及根據電子設備的熱排放來控制空調機的傳統(tǒng)技術而言， 僅增大了空調機的效率，并且，額外功率的減小方面受限。因此，為了冷卻包括有設置在室 內而工作的大量電子設備且具有高強度熱排放的數據中心或其它設施，空調機工作的額外 功率很大，并且，二氧化碳(CO2)的額外排放很大。
在利用地下溫度的空調控制系統(tǒng)的情況中，因為埋設在地下的管道中的液體或氣 體通過經由管道表面與地下層的熱交換而冷卻，所以冷卻效率依賴于管道的表面積。因此， 可以預想增大要埋設的管道的表面積；然而，埋設厚管道所需的時間、努力以及人工的量非 常大，并且，表面積的增大方面有限。為此，雖然利用地下溫度的傳統(tǒng)空調控制系統(tǒng)可適于 部署到私宅，但是它并不適于冷卻大量熱排放的房屋內部(諸如數據中心)。
使用注入管道將室內空氣排放到地下的傳統(tǒng)技術僅是簡單地在地下臨時保存熱空氣的技術，并且，不能在冷卻室內溫度時應用。
因此，本發(fā)明的實施方式的一個方面的目的是提供空調控制系統(tǒng)和空調控制方 法，它們均能高效地冷卻房屋內部。發(fā)明內容
根據本發(fā)明的實施方式的一個方面，提供了一種空調控制系統(tǒng)，該空調控制系統(tǒng) 包括排氣管道，其將空氣排放到地下；送出單元，其按照預定排氣壓力將室內空氣向外傳 送到所述排氣管道；吸氣管道，其經由所述排氣管道所排放的空氣在地下形成的地下通路 來吸入所述排氣管道所排放的空氣；以及送入單元，其按照預定吸氣壓力將從所述吸氣管 道吸入的空氣傳送到室內。


圖1是示出了根據本發(fā)明的第一實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置示例的圖2是示出了根據本發(fā)明的第二實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置示例的圖3是用于解釋根據第二實施方式的控制單元的排氣壓力控制的概要的圖4是用于解釋根據第二實施方式的控制單元的吸氣壓力控制的示例的圖5是用于解釋高壓模式中控制單元的排氣壓力控制的示例的圖6是用于解釋高壓模式中控制單元的排氣壓力控制的示例的圖7是用于解釋高壓模式中控制單元的排氣壓力控制的示例的圖8是用于解釋高壓模式中控制單元的排氣壓力控制的示例的圖9是用于解釋低壓模式中控制單元的排氣壓力控制的示例的圖10是示出了高壓模式中控制單元的排氣壓力控制的流程圖11是示出了低壓模式中控制單元的排氣壓力控制的流程圖12是用于解釋第二壓力的具體示例的圖13是示出了管道之間的距離和溫度之間的關系的圖14是示出了排氣管道和吸氣管道的埋設位置的示例的圖15是示出了排氣管道和吸氣管道的埋設位置的示例的圖16是示出了排氣管道和吸氣管道的埋設位置的示例的圖17是示出了壓縮泵的設置示例的圖18是示出了根據本發(fā)明的第四實施方式的控制單元的控制的流程圖19是用于解釋根據第四實施方式的控制單元的控制的圖；以及
圖20是示出了執(zhí)行空調控制程序的計算機的圖。
具體實施方式
參照附圖解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。但是，在本發(fā)明的申請中公開的空調控制 系統(tǒng)、空調控制方法和空調控制程序并不限于這些實施方式。
[a]第一實施方式
首先，參照圖1來解釋根據本發(fā)明的第一實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置。圖1 是示出了根據本發(fā)明的第一實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置示例的圖。圖1中示出的“箭頭”說明空氣流動的示例。
如圖1所示，空調控制系統(tǒng)1包括埋設在地下2的排氣管道4和吸氣管道5，并包 括連接到房間3的送出單元6和送入單元7。
排氣管道4將空氣排放到地下2。根據圖1示出的示例，排氣管道4包括多個孔， 并且經由該多個孔向地下2排放空氣。吸氣管道5經由排氣管道4所排放的空氣在地下形 成的通路(此后稱為“地下通路”)，來吸入排氣管道4所排放的空氣。根據圖1示出的示 例，吸氣管道5包括多個孔，并且經由該多個孔從地下2吸入空氣。
送出單元6按照預定壓力(此后，稱為“排氣壓力”)將房屋3中的室內空氣向外 傳送到排氣管道4。送入單元7按照預定壓力(此后，稱為“吸氣壓力”)從吸氣管道5吸 入空氣，并且，將所吸入的空氣傳送到房屋3。送出單元6和送入單元7中的各個均包括改 變排氣壓力和吸氣壓力的功能，其中，排氣壓力和吸氣壓力設置為根據地下通路的形成條 件獲得用于室內空氣調節(jié)所需的風量的最佳排氣壓力和最佳吸氣壓力。一般的土壤包括具 有很多小空隙的土壤塊、小石頭等，使得各種屬性的土壤相混合。通過適當控制排氣壓力， 在具有小空隙的土壤中形成空氣通路，移除了小石頭，并且，在石頭周圍形成空氣通路，使 得形成從排氣管道4循環(huán)到吸氣管道5的地下通路。
如上所述，根據第一實施方式的空調控制系統(tǒng)1從排氣管道4排放室內空氣，并 且，通過經由至少部分地由排放空氣形成的地下通路從吸氣管道5吸入排氣管道4所排放 的空氣，來將從排氣管道4所排放的空氣返回到室內。因此，根據第一實施方式的空調系統(tǒng) 1可以按照地下溫度高效地冷卻室內空氣。
具體地說，如上所述，對于通過埋設在地下的管道冷卻室內空氣的傳統(tǒng)技術而言， 因為熱交換是在管道的表面上執(zhí)行，所以通過埋設在地下的管道冷卻室內空氣的傳統(tǒng)技術 的冷卻效率較低。另一方面，根據第一實施方式的空調控制系統(tǒng)1將室內空氣向外傳送到 地下2，由此能夠按照地下溫度來冷卻在地下2擴散的空氣。換言之，上述傳統(tǒng)技術的冷卻 效率依賴于管道的表面積，而根據第一實施方式的空調控制系統(tǒng)1的冷卻效率卻不依賴于 管道的表面積，由此能夠高效地冷卻室內空氣。
此外，根據第一實施方式的空調控制系統(tǒng)1將室內空氣循環(huán)依次通過房間3、排氣 管道4、在地下2形成的地下通路以及吸氣管道5。換言之，根據第一實施方式的空調控制 系統(tǒng)1循環(huán)所排放的空氣，而不是將房屋3中的室內空氣丟棄到地下2中。為此，因為熱空 氣被再次利用，所以，與例如只是將空氣排放到地下和室外的傳統(tǒng)技術相比，根據第一實施 方式的空調控制系統(tǒng)1有利于環(huán)境。
[b]第二實施方式
下面利用具體示例解釋第一實施方式中說明的空調控制系統(tǒng)。本發(fā)明的第二實施 方式解釋了將第一實施方式中說明的空調控制系統(tǒng)應用于數據中心的示例。此外，第二實 施方式下面解釋了形成地下通路的處理。
根據第二實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置
首先，下面解釋根據第二實施方式的空調控制系統(tǒng)的設置。圖2是示出了根據本 發(fā)明的第二實施方式的空調控制系統(tǒng)100的設置示例的圖。圖2中示出的“箭頭”說明空 氣流動的示例。
圖2中示出的空調控制系統(tǒng)100應用于構建在土壤12上的建筑10。土壤12包括石頭、礫石和沙子，并且在地基11上形成。根據圖2中示出的示例，因為建筑基底13a和 13b埋設在地基11和土壤12中，所以建筑10固定在土壤12中。
假設圖2中示出的建筑10是數據中心。如圖2所示，建筑10包括計算機室110。 此外，除了計算機室110，建筑10還包括壓縮泵120、鼓風機130、制冷機140、控制單元150、 排氣管道161和吸氣管道162。而且，將壓力傳感器171、風量傳感器172和溫度傳感器173a 和173b埋設在土壤12中。
計算機室110設置有電子設備Illa至llld。電子設備Illa至Illd例如是服務 器、存儲裝置、通信裝置(諸如路由器和交換集線器)以及不間斷電源(UPS)。電子設備 Illa至Illd在工作時產生熱，使得室溫升高。
此外，如圖2所示，計算機室110包括天花板空間上方的天花板上方空間風道112。 天花板上方空間風道112是空氣可以流通的管道。天花板上方空間風道112經由風道114 連接到壓縮泵120。風道114是使得空氣在天花板上方空間風道112與壓縮泵120之間流 動的通路。此外，天花板上方空間風道112經由空氣混合單元116連接到制冷機140。
此外，如圖2所示，計算機室110包括位于地板下的地板下方風道113。地板下方 風道113是空氣可以流動的通路。地板下方風道113連接到制冷機140，并且，空氣從制冷 機140排出。
壓縮泵120按照預定排氣壓力將計算機室110中的室內空氣向外傳送到排氣管道 161。具體地說，壓縮泵120按照預定排氣壓力，來將經由天花板上方空間風道112和風道 114而從計算機室發(fā)送的空氣向外傳送到排氣管道161。“排氣壓力”的值由控制單元150 控制，這將在稍后解釋。壓縮泵120和控制單元150對應于圖1中所示的送出單元6。
鼓風機130按照預定吸氣壓力從吸氣管道162吸入空氣，并且將所吸入的空氣傳 送到計算機室110。具體地說，鼓風機130將從吸氣管道162吸入的空氣經由風道115、空 氣混合單元116、制冷機140和地板下方風道113傳送到計算機室110?！拔鼩鈮毫Α钡闹涤?控制單元150控制。鼓風機130和控制單元150對應于圖1中所示的送入單元7。
制冷機140對從空氣混合單元116吸入的空氣進行冷卻，并且將冷卻后的空氣發(fā) 送到地板下方風道113。例如，制冷機140經由天花板上方空間風道112和空氣混合單元 116吸入計算機室110中的空氣，冷卻所吸入的空氣，然后將其發(fā)送到地板下方風道113。此 外，例如，制冷機140對鼓風機130從吸氣管道162吸入的空氣進行冷卻，并且將其發(fā)送到 地板下方風道113。
排氣管道161將空氣排放到土壤12。具體地說，排氣管道161包括多個孔161_1 和161-2，并且，經由孔161-1和161-2將空氣排放到土壤12。吸氣管道162從土壤12吸 入空氣。具體地說，吸氣管道162包括多個孔162-1和162-2，并且，經由孔162-1和162-2 從土壤12吸入空氣。上述排氣管道161和吸氣管道162例如以圓柱或四方柱的形狀形成， 該圓柱或四方柱具有允許空氣自由流動的空心部分。
優(yōu)選的是，在越靠近地面的位置，孔161-1和161-2以及孔162_1和162_2中的各 個的形成面積越??；而在地下越深的位置，各個孔的形成面積越大。因此，可以按照基本相 等的風量從各個孔排出空氣。此外，吸氣管道162的孔162-1和162-2包括用于去除石頭、 沙子、水、有害液體和氣體、細菌、化學物質等的過濾器。
壓力傳感器171檢測壓力。根據圖2中示出的示例，壓力傳感器171檢測排氣管道161的排氣壓力。風量傳感器172檢測風量。根據圖2中示出的示例，風量傳感器172 檢測從排氣管道161排放到土壤12中的空氣的排氣風量。雖然在圖2中示出的示例中將 壓力傳感器171和風量傳感器172設置在土壤12中，但是，可以將它們設置在排氣管道161 的孔161-1和161-2中。溫度傳感器173a和173b檢測土壤12內的溫度。
控制單元150控制根據第二實施方式的空調控制系統(tǒng)100。雖然在圖2中沒有示 出，但是根據第二實施方式的控制單元150以有線方式或無線方式連接到壓縮泵120、鼓風 機130、制冷機140、壓力傳感器171、風量傳感器172以及溫度傳感器173a和173b?？刂?單元150基于壓力傳感器171檢測到的排氣壓力和風量傳感器172檢測到的排氣風量，來 對壓縮泵120的排氣壓力和鼓風機130的吸氣壓力進行控制。
下面解釋控制單元150的排氣壓力控制和吸氣壓力控制。下面首先參照圖3和圖 4解釋控制單元150的排氣壓力控制和吸氣壓力控制的概要；然后參照圖5至圖9詳細解釋 控制單元150的排氣壓力控制。圖3是用于解釋根據第二實施方式的控制單元150的排氣 壓力控制的概要的圖。圖3中示出的縱軸表示壓力或風量，并且橫軸表示時間。圖3中的 實線表示排氣管道161的排氣壓力，并且虛線表示排氣管道161的排氣風量。根據圖3中 示出的示例，假設時間“0”表示根據第二實施方式的空調控制系統(tǒng)100在安裝之后初始啟 動的時間點。
根據圖3中示出的示例，當初始啟動時，為了形成地下通路，控制單元150增大壓 縮泵120的排氣壓力，直到排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止。當排氣風量達到高 壓時風量上限閾值Qll時，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力 Pll0控制單元150然后將壓縮泵120的排氣壓力固定在第一壓力P11，直到經過預定時長 為止。因此，控制單元150可以在地下2形成地下通路。此后，將形成地下通路的時段稱為 “第一時段”。將壓縮泵120的排氣壓力被設置和控制為高壓的工作模式稱為“高壓模式”。 換言之，控制單元150在第一時段以高壓模式操作壓縮泵120。
在上述示例中，增大排氣壓力、直到排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止 的原因例如在于，為了去除在第一壓力Pll不能去除的石頭，為了通過形成環(huán)繞石頭的路 線來形成環(huán)繞大石頭的地下通路，并且為了在具有小空隙和高黏度的土壤塊中形成空隙。 此外，在上述示例中，當排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll時將排氣壓力設置和控制 為第一壓力Pll的原因在于，如果壓縮泵120的排氣壓力過度增大，則存在壓縮泵120內的 空氣上升的可能性。因此，根據上述示例，當排氣風量達到高壓時風量上限閾值時，控制單 元150判定在第一壓力Pll不能去除的石頭已被去除，或者在大石頭周圍或在具有小空隙 的土壤中形成地下通路，然后將排氣壓力設置和控制為第一壓力P11。
隨后，在圖3中示出的示例中，在經過了預定時長之后，控制單元150將壓縮泵120 的排氣壓力設置和控制為作為低壓的第二壓力P21。因此，壓縮泵120以第二壓力P21將計 算機室110中的室內空氣向外傳送到排氣管道161。傳送到排氣管道161的空氣從排氣管 道161排放到土壤12中形成的地下通路，并且按照地下溫度冷卻。按照地下溫度冷卻后的 空氣被鼓風機130經由吸氣管道162吸入，并且被傳送到計算機室110。此后，將計算機室 110中的空氣以低排氣壓力經由地下通路流通的時段稱為“第二時段”。將壓縮泵120的排 氣壓力被設置和控制為低壓的工作模式稱為“低壓模式”。換言之，控制單元150在第二時 段中以低壓模式操作壓縮泵120。
在上述示例中，在第二時段中將排氣壓力設置和控制為第二壓力P21的原因在 于，例如，當形成了地下通路時，即使空氣以低壓排放到土壤12中，但是空氣通過地下通路 流動且到達吸氣管道162。換言之，當形成了地下通路時，即使排氣壓力低，但是計算機室 110中的室內空氣可以經由土壤12流通。這樣，控制單元150在第二時段中以第二壓力 P21 (低壓)來流通計算機室110中的室內空氣，由此能夠避免壓縮泵120所導致的空氣溫 度上升，結果，可以高效地冷卻室內空氣。此外，控制單元150在第二時段中將壓縮泵120 的排氣壓力控制為低壓，由此能夠減小功耗。
此后，當第二時段中排氣風量等于或低于預定的低壓時風量下限閾值Q23時，控 制單元150再次以高壓模式操作壓縮泵120。具體地說，控制單元150增大壓縮泵120的排 氣壓力，直到排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止，并且，當排氣風量達到高壓時風 量上限閾值Qll時將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力P11。從控制單元150 將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力Pll開始經過了預定時長之后，控制單元 150以低壓模式操作壓縮泵120。
當排氣風量等于或低于預定的低壓時風量下限閾值Q23時以高壓模式操作壓縮 泵120的原因在于，存在地下通路阻塞的可能性。因為在土壤12中形成地下通路，所以地 下通路有時會阻塞了石頭、碎石或沙子。因此，當排氣風量減小時，控制單元再次以高壓模 式操作壓縮泵120，由此能夠再次形成地下通路。
下面參照圖4解釋根據第二實施方式的控制單元150的吸氣壓力控制。圖4是用 于解釋根據第二實施方式的控制單元150的吸氣壓力控制的示例的圖。圖4中示出的縱軸 和橫軸類似于圖3中示出的示例。此外，圖4的實線表示吸氣壓力，并且虛線表示作為吸氣 管道162吸入的空氣的風量的吸氣風量。吸氣壓力和吸氣風量在圖4中由負值表示。換言 之，在圖4中值越低，則吸氣壓力和吸氣風量越高。
根據圖4中示出的示例，無論在第一時段還是在第二時段，控制單元150都將鼓風 機130的吸氣壓力固定在吸氣壓力P31。然而，控制單元150的吸氣壓力控制不限于圖4中 示出的示例。例如，控制單元150可以在第一時段中將吸氣壓力設置和控制為高壓。因此， 控制單元150在第一時段中可以容易地形成地下通路。而且，例如，控制單元150可以在第 二時段中將吸氣壓力設置和控制為低壓。因此，控制單元150在第二時段中可以避免鼓風 機130所導致的空氣溫度上升，并且，可以減小功耗。
這樣，控制單元150對壓縮泵120的排氣壓力和鼓風機130的吸氣壓力進行控制， 由此能夠在第一時段形成地下通路，并且，在第二時段高效地流通計算機室110中的室內 空氣。而且，即使存在形成的地下通路可能阻塞的可能性，但是控制單元150仍然可以再次 形成地下通路。
下面參照圖5至圖8詳細解釋高壓模式中控制單元150的排氣壓力控制。圖5至 圖8是用于解釋高壓模式中控制單元150的排氣壓力控制的示例的圖。
根據圖5中示出的示例，控制單元150首先增大壓縮泵120的排氣壓力，直到排氣 管道161的排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止。根據圖5中示出的示例，因為排 氣管道161的排氣風量達到高壓時風量上限閾值Q11，所以控制單元150將壓縮泵120的排 氣壓力設置和控制為第一壓力P11。從控制單元150將排氣壓力設置為第一壓力Pll開始 經過了預定時長tl2之后，控制單元150然后將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第二壓力P21 (該第二壓力P21是低壓模式(第二時段)的初始值)，并且將操作切換為低壓模 式。此時，將標準缺省值用作第二壓力P21的值。設置時長tl2的原因在于，為了判斷是否 充分形成地下通路。如果即使在壓力減小到第一壓力Pll之后在時長tl2中保持了等于或 高于高壓時風量下限閾值Q12的風量，則判定所形成的地下通路是充分的。圖5中示出的 示例類似于圖3中示出的示例。
類似于圖5中示出的示例，根據圖6中示出的示例，控制單元150首先增大壓縮泵 120的排氣壓力，直到排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止。在圖6中示出的示例 的情況下，因為在排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll之前排氣管道161的排氣壓力達 到預定的壓力上限閾值P12，所以控制單元150停止增大壓縮泵120的排氣壓力?？刂茊?元150然后將壓縮泵120的排氣壓力固定在壓力上限閾值P12，并且，在排氣風量達到高壓 時風量上限閾值Qll時將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力P11。類似于圖5 中示出的示例，從將排氣壓力設置為第一壓力Pll開始經過了預定時長tl2之后，控制單元 150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第二壓力P21 (該第二壓力P21是低壓模式(第 二時段)的初始值)，并且將操作切換為低壓模式。類似于圖5中的情況，此時將標準缺省 值用作第二壓力P21的值。設置時長tl2的原因類似于圖5的解釋。
根據圖6中示出的示例，在排氣管道161的排氣壓力達到預定的壓力上限閾值P12 時停止增大排氣壓力的原因在于，如果排氣壓力過度增大，則存在僅可以在土壤12中形成 固定地下通路的可能性。此外，其原因在于，如果排氣壓力過度增大，則存在增大功耗的可 能性以及壓縮泵120會導致高溫空氣的可能性，這導致冷卻效率的降低。
根據圖7中示出的示例，控制單元150首先增大壓縮泵120的排氣壓力，直到排氣 風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止。之后，在排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll 之前排氣壓力達到預定的壓力上限閾值P12，控制單元150停止增大壓縮泵120的排氣壓 力，類似于圖6中示出的示例?？刂茊卧?50然后將壓縮泵120的排氣壓力固定為壓力上 限閾值P12，然后在排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll時將壓縮泵120的排氣壓力設 置和控制為第一壓力P11。在圖7中示出的示例的情況下，從將排氣壓力設置為第一壓力 Pll開始經過了預定時長tl2之前，排氣風量低于預定的高壓時風量下限閾值Q12。在這種 情況中，判定形成了地下通路；然而，地下通路中的阻力大。在這種情況下，當排氣風量低于 高壓時風量下限閾值Q12時，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第二壓 力P21(該第二壓力是低壓模式(第二時段)的初始值)，并且將操作切換為低壓模式。然 而，在圖7中的情況中使用的第二壓力P21的值大于圖5和圖6中的標準缺省值。其原因 在于，判定了圖7中的情況中的地下通路中的阻力大于圖5和圖6的情況的阻力。當排氣 風量低于預定的高壓時風量下限閾值Q12時，因為可以判定在經過時長tl2之前地下通路 中的阻力大，所以在圖7中將操作切換為低壓模式。然而，即使在圖7中的示例的情況中， 仍然可以在經過時長tl2之后切換到低壓模式。
根據圖8中示出的示例，控制單元150首先增大壓縮泵120的排氣壓力，直到排氣 風量達到高壓時風量上限閾值Qll為止。之后，在排氣風量達到高壓時風量上限閾值Qll 之前，排氣壓力達到預定的壓力上限閾值P12，控制單元150停止增大壓縮泵120的排氣壓 力，類似于圖6中示出的示例。控制單元150然后將壓縮泵120的排氣壓力固定為壓力上 限閾值P12。在圖8中示出的示例的情況中，即使從將操作切換為第一時段或高壓模式開始經過了預定時長til之后，排氣風量仍然達不到高壓時風量上限閾值Q11。在這種情況下， 判定即使將高壓模式延長任意時間也仍然難以形成用于獲得所需風量的地下通路。在這種 情況下，經過了預定時長til之后，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第 二壓力P21(該第二壓力是低壓模式(第二時段)的初始值)，并且將操作切換為低壓模式。 將在稍后解釋這種情況中使用的第二壓力P21的值和其它操作。
下面參照圖9詳細解釋控制單元150的排氣壓力控制。圖9是用于解釋低壓模式 中控制單元150的排氣壓力控制的示例的圖。
根據圖9中示出的示例，當在低壓模式中排氣管道161的排氣風量等于或高于低 壓時風量上限閾值Q21時，控制單元150減小排氣壓力。假設當排氣壓力等于或高于低壓 時風量上限閾值Q21時，計算機室110內的空氣經由土壤12充分流通。換言之，因為只要 排氣壓力等于或高于低壓時風量上限閾值Q21則計算機室110內的空氣就可以充分流通， 所以控制單元150減小排氣壓力。這樣，控制單元150減小排氣壓力，由此能夠防止壓縮泵 120中空氣的上升，并且能夠減小功耗。
之后，當排氣管道161的排氣風量等于或低于低壓時風量下限閾值Q22時，如圖9 中的示例所示，控制單元150增大壓縮泵120的排氣壓力。每當排氣風量等于或低于低壓 時風量下限閾值Q22時，控制單元150就增大壓縮泵120的排氣壓力。在增大排氣壓力時， 如果排氣管道161的排氣壓力達到低壓時壓力上限閾值P22，則控制單元150停止增大排氣 壓力。當排氣管道161的排氣風量等于或低于低壓時風量下限閾值Q23時，控制單元150 判定地下通路阻塞，并且將操作切換為高壓模式。
這樣，控制單元150基于排氣管道161的排氣風量，來調節(jié)壓縮泵120的排氣壓 力。當排氣管道161的排氣風量等于或低于預定的風量下限閾值Q23時，即使將壓縮泵120 的排氣壓力設置為低壓時壓力上限閾值P22，控制單元150仍然將操作切換為高壓模式。
高壓模式中控制單元150的排氣壓力控制
下面參照圖10解釋高壓模式下控制單元150的排氣壓力控制。圖10是示出了高 壓模式中控制單元150的排氣壓力控制的流程圖。利用圖5至圖8中示出的示例來解釋控 制單元150的排氣壓力控制。
如圖10所示，在高壓模式中，一開始，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置 和控制為預定值(步驟S101)?！邦A定值”例如是第一壓力。
隨后，控制單元150從風量傳感器172獲取排氣管道161的排氣風量，并且，判斷 所獲取的排氣風量是否高于高壓時風量上限閾值Qll (步驟S102)。如果排氣風量等于或低 于高壓時風量上限閾值Qll (步驟S102為否)，則控制單元150從壓力傳感器171獲取排氣 壓力，并且，判斷所獲取的排氣壓力是否高于壓力上限閾值P12(步驟S103)。
如果排氣管道161的排氣壓力等于或低于壓力上限閾值P12 (步驟S103為否)，則 控制單元150增大壓縮泵120的排氣壓力(步驟S104)，然后返回步驟S102的處理。相反， 如果排氣管道161的排氣壓力高于壓力上限閾值P12 (步驟S103為是)，則控制單元150判 斷從操作切換至高壓模式開始是否已經經過了預定時長til (步驟S105)。
如果沒有經過了預定時長til (步驟S105為是)，則控制單元150返回到步驟S102 的處理，并且保持壓力上限閾值P12。相反，如果經過了預定時長tll，則雖然排氣風量等于 或低于風量上限閾值Qll (步驟S105為否)，但是控制單元150減小低壓時風量上限閾值Q21的值以及低壓時風量下限閾值Q22和Q23的值(步驟S106)，然后將操作切換為低壓模 式(步驟S107)。
在排氣風量高于高壓時風量上限閾值Qll之前經過了預定時長til的情況對應于 圖8中示出的示例。在圖8中示出的示例中，即使將空氣排放到土壤12中，但是仍然存在 不能形成足以獲得所需風量的地下通路的可能性。然而，因為將空氣以高壓排放到土壤12 中，所以可以預想，形成了少量空氣流動的地下通路。因此，當經過了預定時長til時，控制 單元150將操作切換為低壓模式，以通過利用形成的地下通路流通空氣。此時，因為存在 少量空氣在形成的地下通路中流通的可能性，所以控制單元150減小低壓時風量上限閾值 Q21的值以及低壓時風量下限閾值Q22和Q23的值。因此，即使當排氣管道161的排氣風量 較小時，但是可以延遲將操作從低壓模式切換到高壓模式、以重新形成地下通路的定時，使 得控制單元150可以盡可能多地利用地下溫度來執(zhí)行空調控制。
排氣壓力在排氣風量高于高壓時風量上限閾值Qll之前達到壓力上限閾值P12的 情況對應于圖6或圖7中示出的示例。在圖6或圖7中示出的示例中，因為存在以下這種 可能性，其中如果排氣管道161的排氣壓力增大到高于壓力上限閾值P12，則僅在土壤12中 形成固定地下通路，所以控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力固定在壓力上限閾值P12。
返回對圖10的解釋，當排氣風量高于高壓時風量上限閾值Qll時(步驟S102為 是)，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力Pll (步驟S108)。
隨后，控制單元150判斷排氣管道161的排氣風量是否低于高壓時風量下限閾值 Q12 (步驟S109)。如果排氣風量等于或高于高壓時風量下限閾值Q12 (步驟S109為否)， 則控制單元150判斷從將排氣壓力設置為第一壓力Pll開始是否經過了預定時長tl2 (步 驟S110)。當經過了預定時長tl2時(步驟SllO為否)，控制單元150將操作切換為低壓 模式(步驟S107)。
從將排氣壓力設置和控制為第一壓力Pll開始經過了預定時長tl2的情況對應于 圖5和圖6中示出的示例。在圖5和圖6中示出的示例中，控制單元150判定形成了足以 獲得所需風量的地下通路，然后將操作切換為低壓模式。
相反，如果排氣風量在經過了預定時長tl2之前低于高壓時風量下限閾值Q12 (步 驟S109為是)，則控制單元150將第二壓力P21和低壓時壓力上限閾值P22的值設置為增大 到高于標準缺省值(步驟S111)?？刂茊卧?50然后將操作切換為低壓模式(步驟S107)。
排氣風量在從將排氣壓力設置為第一壓力Pll開始經過了預定時長tl2之前低于 高壓時風量下限閾值Q12的情況對應于圖7中示出的示例。在圖7中示出的示例中，因為當 以第一壓力Pll將空氣排放到土壤12時排氣風量較小，所以認為地下通路中的阻力較大， 并且，將低壓模式中的第二壓力P21設置為標準缺省值，使得排氣風量低于圖5和圖6中的 示例中的值。由于這一原因，為了通過形成的地下通路以所需風量來流通空氣，與圖4和 圖5中示出的示例相比，希望增大第二壓力P21。因此，當排氣風量在經過了預定時長tl2 之前低于高壓時風量下限閾值Q12時，為了通過使用形成的地下通路以所需風量來流通空 氣，控制單元150通過增大第二壓力P21和低壓時壓力上限閾值P22的值，來將操作切換為 低壓模式。因此，控制單元150可以利用地下溫度來執(zhí)行空調控制。
低壓模式中控制單元150的排氣壓力控制
下面參照圖11來解釋低壓模式中控制單元150的排氣壓力控制。圖11是示出了低壓模式中控制單元150的排氣壓力控制的流程圖。
如圖11所示，當將操作切換至低壓模式時，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓 力設置和控制為第二壓力P21 (步驟S201)。隨后，控制單元150從風量傳感器172獲取排 氣風量，并且，判斷所獲取的排氣風量是否低于低壓時風量上限閾值Q21 (步驟S202)。如果 排氣風量等于或高于低壓時風量上限閾值Q21 (步驟S202為否)，則控制單元150減小排氣 壓力(步驟S203)。在經過了預定時長t21之后(步驟S204為是)，控制單元150返回到 步驟S202的處理。
相反，如果排氣風量低于低壓時風量上限閾值Q21 (步驟S202為是)，控制單元 150判斷排氣風量是否高于低壓時風量下限閾值Q22 (步驟S20Q。當排氣風量等于或低于 低壓時風量下限閾值Q22時(步驟S205為否)，控制單元150從壓力傳感器171獲取排氣 壓力，并且，判斷所獲取的排氣壓力是否高于低壓時壓力上限閾值P22 (步驟S206)。
如果排氣壓力等于或低于低壓時壓力上限閾值P22 (步驟S206為否)，則控制單元 150增大排氣壓力(步驟S207)。在經過了預定時長t22之后(步驟S208為是)，控制單 元150返回到步驟S205的處理。相反，如果排氣壓力高于低壓時壓力上限閾值P12 (步驟 S206為是)，則控制單元150判斷排氣風量是否高于低壓時風量下限閾值Q23 (步驟S209)。
當排氣風量等于或低于預定的低壓時風量下限閾值Q23時(步驟S209為否)，控 制單元150將操作切換為高壓模式(步驟S210)。換言之，控制單元150執(zhí)行圖10中示出 的處理。根據上述低壓模式中的一系列控制，經由地下通路按照地下溫度冷卻后的空氣可 以流通到室內；可以防止排氣壓力所導致的溫度上升；并且，僅利用較小的功耗就可以將 地下溫度高效地用于冷卻。
排氣壓力的示例及其它
下面解釋上述第一壓力和第二壓力的具體值。如上所述，在第一時段的高壓模式 中，控制單元150將壓縮泵120的排氣壓力設置和控制為第一壓力。這是為了通過以第一 壓力將空氣排放到土壤12來形成所需的地下通路。為了討論第一壓力的具體值，利用改進 土壤的示例來解釋下面的說明。
例如，當土壤包括諸如水的液體時，存在土壤由于地震而液化的可能性，結果是地 基可能倒塌。由于這一原因，通常當改善土壤時，在一些情況中，使用空氣來替代包含在土 壤中的液體。具體地說，當改善土壤時，以特定壓力來排放空氣和沙子。當排放空氣和沙子 時，已知的是，當以等于或高于特定值的壓力將空氣排放到土壤時，在土壤中形成通路。雖 然在土壤改善領域中不希望在土壤中形成通路，但是根據本申請中公開的空調控制系統(tǒng)， 通過利用土壤的這種特性在土壤中形成通路具有正面意義。
已知的是，通常當將排氣管道161的排氣壓力設置為等于或高于70千帕時，可將 空氣排放到土壤(例如，參見下面的〈參考文獻 >)。因此，上述第一壓力例如希望設置為等 于或高于70千帕。此外，因為已知當以等于或高于300千帕的壓力將空氣排放到土壤時， 在土壤12中形成固定地下通路，所以上述壓力上限閾值P12例如希望設置為約300千帕。
〈參考文獻〉
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(3) [http: //www. tech. nedo. go. jp/PDF/100001402. pdf]
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"Cooperation project of seawater desalination study for oil-producingcountry (Oman)，，(參見 3. 2. 2 及其它)
下面解釋第二壓力的具體值。圖12是用于解釋第二壓力的具體示例的圖。圖12 中示出的縱軸表示排氣管道161的排氣壓力，并且橫軸表示土壤12的含水率。如圖12中 的實驗數據示例所示，用于在地下通路中流通空氣的排氣壓力根據土壤12中的含水率而 變化。例如，在圖12中示出的示例的情況中，當土壤12的含水率是5%時，希望將第二壓力 設置為例如30千帕。當土壤12的含水率介于6%至30%時，希望將第二壓力設置為例如 介于10千帕至20千帕。土壤12中的含水率在圖12中示出，并且，即使在地下的非防水層 中水被空氣所代替，但是仍然希望將第二壓力設置為類似的值。
下面解釋排氣管道161和吸氣管道162之間的距離。圖13是示出了管道之間的 距離和溫度之間的關系的圖。圖13中示出的縱軸表示溫度，并且橫軸表示排氣管道161和 吸氣管道162之間的距離。假設圖13中示出的溫度是吸氣管道162所吸入的空氣的溫度。 例如通過溫度傳感器17 來檢測溫度。
如圖13中的示例所示，排氣管道161和吸氣管道162之間的距離越長，則吸氣管 道162所吸入的空氣的溫度越低。其原因在于，排氣管道161和吸氣管道162之間的距離 越長，則空氣按照地下溫度冷卻的時間越長。因為在圖13中假設地下溫度是15°C，所以圖 13示出了吸氣管道162所吸入的空氣的溫度不會等于或低于15°C的示例。希望利用圖13 中示出的數據來判斷排氣管道161和吸氣管道162的埋設位置。例如，在圖13中示出的示 例中，當來自排氣管道161的排氣溫度是且通過吸氣管道162所吸入的空氣的溫度設 置為18°C時，希望判斷排氣管道161和吸氣管道162的各自埋設位置，使得兩個管道之間的 距離為Ll 1。
第二實施方式的效果
如上所述，當排氣風量等于或低于預定的風量下限閾值Q23時，根據第二實施方 式的空調控制系統(tǒng)100以作為高壓的第一壓力將空氣從排氣管道161排放到土壤12。因 此，空調控制系統(tǒng)100可以在土壤12中形成地下通路。
而且，在形成地下通路之后，空調控制系統(tǒng)100以作為低壓的第二壓力將空氣從 排氣管道161排放到土壤12中，由此在地下通路中流通室內空氣，按照地下溫度來冷卻空 氣，并且，將冷卻后的空氣傳送到室內。因此，根據第二實施方式的空調控制系統(tǒng)100可以 按照地下溫度來冷卻擴散在土壤12中的空氣，由此能夠按照地下溫度高效地冷卻室內空氣。
根據圖2中示出的示例，通過位于流動到制冷機140的空氣的一側的空氣混合單14元116，將按照地下溫度冷卻后的空氣與由于電子設備所產生的熱而導致溫度上升的室內 空氣相混合，并且，經由制冷機流通到室內。根據該示例，制冷機140吸入通過混合按照地 下溫度冷卻后的空氣，使得制冷機140以低于計算機室110中空氣的溫度來對空氣執(zhí)行冷 卻處理。因此，圖2中示出的空調控制系統(tǒng)100可以減小制冷機140的工作負荷，并且還以 低溫在高效的范圍內執(zhí)行冷卻操作，由此能夠減小制冷機140的功耗。
雖然根據圖2中的示例，通過將按照地下溫度冷卻后的空氣輸入到空氣混合單元 116來流通空氣，但是本申請中的實施方式不限于圖2中的示例。例如，可以獲得通過將按 照地下溫度冷卻后的空氣直接返回和流通到地板下方風道113的效果。在這種情況下，制 冷機的輸入溫度是類似于不使用地下溫度的情形中的溫度；然而，將按照地下溫度冷卻后 的空氣供應到地板下方風度113，使得可以減小制冷機的風量，和/或制冷機的輸出溫度可 能稍有升高，因此，類似地減小制冷機140的功耗。此外，可以獲得以下效果，其中通過在圖 2中的鼓風機130的輸出端上形成風道115、從而直接引導到電子設備111，并且流通按照地 下溫度冷卻后的空氣。在這種情況下，例如，通過將按照地下溫度冷卻后的空氣集中地供應 到大量熱排放的電子設備，可以防止局部溫度升高，使得可以減小冷卻機140的排氣風量， 并且可以升高輸出溫度，這使得減小了制冷機140的功耗。
[c]第三實施方式
上面的第一和第二實施方式說明了將一個單元的排氣管道161和一個單元的吸 氣管道162埋設在土壤12中的示例。然而，本申請中公開的空調控制系統(tǒng)可以設置成包括 多個排氣管道161和多個吸氣管道162。關于包括多個排氣管道161和多個吸氣管道162 的空調控制系統(tǒng)的示例，下面解釋根據本發(fā)明的第三實施方式。
根據第三實施方式的空調控制系統(tǒng)200包括多個排氣管道和多個吸氣管道。根據 第三實施方式的空調控制系統(tǒng)200的設置類似于圖2中示出的空調控制系統(tǒng)100的設置， 只是排氣管道161的數量和吸氣管道的數量不同。此后，為了區(qū)分根據第二實施方式的控 制單元150和根據第三實施方式的控制單元，將根據第三實施方式的控制單元稱為“控制 單元250”。
埋設位置的示例
首先，下面參照圖14至圖16解釋根據第三實施方式的空調控制系統(tǒng)200中的排 氣管道161和吸氣管道162的埋設位置。圖14至圖16是示出了排氣管道和吸氣管道的埋 設位置的示例的圖。圖14至圖16是從圖2中示出的計算機室110的天花板觀看的俯視圖 的圖。
根據圖14中示出的示例，排氣管道161的數量和吸氣管道162的數量相同，并且， 排氣管道161和吸氣管道162平行埋設。根據圖15中示出的示例，排氣管道161的數量大 于吸氣管道162的數量，并且，排氣管道161和吸氣管道162以交錯設置埋設。根據圖16 中示出的示例，排氣管道161的數量大于吸氣管道162的數量，并且，排氣管道161和吸氣 管道162以同心圓方式埋設。
壓縮泵120的設置
即使在如上所述將多個排氣管道161埋設在土壤12的示例中，空調控制系統(tǒng)200 并不需要包括多個單元的壓縮泵120和鼓風機130。圖17中示出了壓縮泵120的設置示 例。圖17中示出的壓縮泵120在將多個排氣管道161埋設在土壤12中時尤其有用。
如圖17所示，壓縮泵120包括鼓風機121a至121e、閥門12 至12 、以及合流 裝置123a至12；3 鼓風機121a至121e分別以特定壓力吸入風道114中的空氣，并且將空 氣傳送到閥門12 至12 。
閥門12 和12 打開和關閉各自的以下這種空間，空氣通過該空間在鼓風機 121a至121e和合流裝置123a至12!3e之間流通。此外，閥門12 至12 打開和關閉各自 的以下這種空間，空氣通過該空間在壓縮泵120和合流裝置123a至12 之間流通。合流 裝置123a至12 對從壓縮泵120傳送來的空氣和從鼓風機121a至121e傳送來的空氣進 行合并，然后將合并的空氣向外傳送到分別連接到合流裝置123a至12 的排氣管道161a 至 161e。
假設將5個排氣管道161a至161e埋設在土壤12中。此外，假設排氣管道161a至 161e連接到壓縮泵120，如圖17中的示例中示出。在這種情況下，控制單元250可以通過 打開閥門12 至12 來同時將計算機室110中的空氣向外傳送到排氣管道161a至161e。 然而，當在高壓模式中同時將空氣向外傳送到排氣管道161a至161e時，需要將壓縮泵120 的壓力設置為較高，以形成地下通路。在這種情況下，存在以下這種可能性，其中空氣可能 會由于壓縮泵120而回到高溫，和/或功耗可能增大。
因此，在形成地下通路時，控制單元250可以將空氣逐一向外傳送到排氣管道 161a至161e。例如，控制單元250打開閥門12 且關閉閥門122b至122e。此時，控制單 元250可以停止鼓風機121b至121e。因此，可以僅以高壓將計算機室110內的空氣向外傳 送到排氣管道161a。控制單元250然后執(zhí)行圖10中示出的處理，由此在排氣管道161a和 特定吸氣管道之間形成地下通路。隨后，控制單元250關閉閥門12 ，并且，打開閥門122b。 因此，僅以高壓將計算機室110內的空氣向外傳送到排氣管道161b?？刂茊卧?50然后執(zhí) 行圖10中示出的處理，由此在排氣管道161b和特定吸氣管道之間形成地下通路?？刂茊?元250針對排氣管道161c至161e執(zhí)行類似的處理。
這樣，當利用多個排氣管道時，空調控制系統(tǒng)200可以按照高壓將空氣逐一向外 傳送到多個排氣管道。因此，在形成地下通路時，空調控制系統(tǒng)200不需要持續(xù)地將壓縮泵 120的排氣壓力設置為高值。結果，即使當利用多個排氣管道時，空氣控制系統(tǒng)200仍然可 以防止空氣由于壓縮泵120而變成高溫，并且，可以抑制功耗的增大。
第三實施方式的效果
如上所述，根據第三實施方式的空調控制系統(tǒng)200使用多個排氣管道和多個吸氣 管道，由此在房屋內部和土壤12中的地下通路之間流通空氣。因此，空調控制系統(tǒng)200可 以按照地下溫度來大量地冷卻室內空氣，使得可以高效地冷卻室內空氣。
[d]第四實施方式
上面的第一至第三實施方式說明了利用地下溫度來冷卻室內空氣。本申請中公開 的空調控制系統(tǒng)可以基于按照地下溫度的冷卻效率來改變制冷機的工作負荷。下面在基于 按照地下溫度的冷卻效率而改變制冷機的工作負荷的情況中解釋根據本發(fā)明的第四實施 方式。
假設根據第四實施方式的空調控制系統(tǒng)300包括多個排氣管道和多個吸氣管道。 根據第四實施方式的空調控制系統(tǒng)300的設置類似于圖2中示出的空調控制系統(tǒng)100的設 置，只是排氣管道的數量和吸氣管道的數量不同。而且，假設根據第四實施方式的壓縮泵16120的設置類似于圖17中示出的壓縮泵120的設置。此后，為了區(qū)分根據第二實施方式的 控制單元150和根據第四實施方式的控制單元，將根據第四實施方式的控制單元稱為“控 制單元；350”。
根據第四實施方式的控制單元350的控制
下面參照圖18和圖19來解釋根據第四實施方式的空調控制系統(tǒng)300的空調控 制。圖18是示出了根據本發(fā)明的第四實施方式的控制單元350的控制的流程圖。圖19是 用于解釋根據第四實施方式的控制單元350的控制的圖。圖19中示出的縱軸表示溫度或 風量，并且橫軸表示時間。圖19中的實線表示吸氣管道所吸入的空氣的溫度，并且虛線表 示排氣風量。圖19示出了圖2中示出的溫度傳感器173a檢測到的溫度和溫度傳感器17 檢測到的溫度。下面解釋基于溫度傳感器173a檢測到的溫度來執(zhí)行空調控制的示例。
如圖18所示，根據第四實施方式的控制單元350獲取溫度傳感器173a檢測到的 溫度，并且，判斷所獲取的溫度是否低于預定溫度閾值Tll (步驟S301)。假設當吸氣管道 所吸入的空氣的溫度等于或高于溫度閾值Tll時，吸氣管道所吸入的空氣不能對計算機室 110的冷卻有所貢獻。例如，假設吸氣管道所吸入的空氣的溫度是“28°C”，并且期望將計算 機室Iio冷卻到等于或低于“22°C”。在這種情況下，即使將的空氣傳送到計算機室 110，仍然不能冷卻計算機室110。
因此，當該溫度等于或高于溫度閾值Tl 1時(步驟S301為否)，控制單元350減小 埋設在最靠近溫度傳感器173a的位置的排氣管道的排氣壓力(步驟S302)。這樣，通過減 小埋設在最靠近溫度傳感器173a的位置的排氣管道的排氣壓力，控制單元350減小從排氣 管道所排放的空氣的風量，如圖19中的示例所述。因此，減少了排放到地下通路中的熱空 氣，使得控制單元350可以改善按照地下溫度的空氣冷卻效率。
隨后，控制單元350估算從埋設在土壤12中的排氣管道所排放的風量總和(此 后，稱為“總排氣體積”)(步驟S303)。具體地說，控制單元350基于包括在壓縮泵120中 的鼓風機的工作狀態(tài)和閥門122的開關狀態(tài)，來估算總排放體積。
隨后，控制單元350判斷在步驟S303估算的總排氣體積是否小于預定總排氣閾值 QllE(步驟S304)。如果估算的總排氣體積等于或大于預定總排氣閾值QllE(步驟S304為 否)，則控制單元350判定通過利用地下溫度用于空氣的冷卻能力足以用于此前期望的冷 卻能力。為了增大從按照地下溫度的冷卻能力較高的排氣管道所排放的空氣，控制單元350 增大埋設在靠近檢測到低溫的溫度傳感器的排氣管道的排氣壓力(步驟S305)。
相反，如果總排放體積小于預定總排放閾值QllE (步驟S304為是)，則因為排放到 土壤12中的空氣的總體積較小，所以控制單元350判定利用地下溫度冷卻空氣的能力小于 此前期望的冷卻能力?？刂茊卧?50然后通過減小吸氣管道的吸氣壓力來減小風量，使得 從吸氣管道吸入的空氣的溫度不會過度上升(步驟S306)，并且增大制冷機140的工作負荷 (步驟 S307)。
這樣，當利用地下溫度的冷卻效率降低時，控制單元350減小要從土壤12吸入的 空氣的總體積，并且增大制冷機140的工作負荷，由此冷卻計算機室110的內部。
隨后，控制單元350獲取溫度傳感器173a檢測到的溫度，并且，判斷所獲取的溫度 是否低于預定溫度閾值T12 (步驟S308)。因此，當溫度低于溫度閾值T12時(步驟S308為 是)，控制單元350增大埋設在最靠近檢測到低溫的溫度傳感器的位置的排氣管道的排氣壓力(步驟S309)。此外，控制單元350增大吸氣管道的吸氣壓力(步驟S310)，并且減小 制冷機140的工作負荷(步驟S311)
這樣，當溫度傳感器173a檢測到的溫度低于溫度閾值T12時，控制單元350再次 執(zhí)行上述步驟S309至S311的處理，以利用通過利用地下溫度的空氣冷卻功能。
第四實施方式的效果
如上所述，根據第四實施方式的空調控制系統(tǒng)300基于按照地下溫度冷卻后的空 氣的溫度，來改變要排放到排氣管道的空氣的風量。因此，當按照地下溫度的空氣冷卻對計 算機室Iio的冷卻有所貢獻時，空調控制系統(tǒng)300可以盡可能多地使用按照地下溫度的空 氣冷卻。因此，空調控制系統(tǒng)300可以高效地冷卻計算機室110。
[e]第五實施方式
除了上述實施方式之外，還可以按照各種不同形式來實現本申請中公開的空調控 制系統(tǒng)。下面本發(fā)明的第五實施方式解釋本申請中公開的空調控制系統(tǒng)的其它實施方式。
(1)排氣風量和吸氣風量之間的關系
在上述實施方式中，優(yōu)選的是，控制單元150、250和350中的各個對壓縮泵120的 排氣壓力和鼓風機130的吸氣壓力進行控制，使得(多個)排氣管道所排放的空氣的排氣 風量等于(多個)吸氣管道所吸入的空氣的吸氣風量。例如，在圖2中示出的示例中，優(yōu)選 的是，控制單元150對壓縮泵120的排氣壓力和鼓風機130的吸氣壓力進行控制，使得排氣 管道161的排氣風量和吸氣管道162的吸氣風量基本相等。此外，例如，在圖14中示出的 示例中，優(yōu)選的是，控制單元250對9個排氣管道161的排氣風量的總和以及9個吸氣管道 162的總和進行控制，使得它們基本相等。這樣做的原因在于，如果排氣風量等于吸氣風量， 則可以認為計算機室110內的空氣不會被丟棄到地下，并且經由地下通路流通。換言之，通 過控制排氣壓力和吸氣壓力使得(多個)排氣管道的排氣風量和(多個)吸氣管道的吸氣 風量彼此相等，與僅向地下/室外排放空氣的傳統(tǒng)技術相比，控制單元150、250和350可以 執(zhí)行更有利于環(huán)境的空調控制。
而且，在圖15和圖16中示出的示例中，雖然排氣管道161的數量比吸氣管道162 的數量多，但是優(yōu)選的是，控制單元150控制為使得排氣管道161的排氣風量總和基本等于 吸氣管道162的吸氣風量總和。在這種情況下，可以將數量多于吸氣管道的排氣管道的排 氣壓力設置為較低，結果，可以執(zhí)行更有利于環(huán)境的空調控制，并且，可以實現防止由于排 氣壓力而導致溫度升高并且能夠高效利用地下溫度的空調控制系統(tǒng)。
(2)第一時段中的排氣壓力
上述實施方式說明了將壓縮泵120的排氣壓力設置為作為高壓的第一壓力的示 例。然而，取決于土壤12的屬性，有時甚至可以通過以低壓排放空氣來形成地下通路。因 此，在甚至可以通過低壓也能夠形成地下通路的土壤12的情況中，即使在第一時段中控制 單元150、250和350也仍然可以將壓縮泵120的排氣壓力設置為低壓。因此，空調控制系 統(tǒng)100、200和300可以根據土壤12的屬性以低壓來形成地下通路，結果，可以防止由于壓 縮泵120而導致的空氣溫度上升，并且可以減小功耗。
(3)空調控制程序
第一至第四實施方式中解釋的空調控制系統(tǒng)的各種處理可以通過由計算機系統(tǒng) (諸如個人計算機或工作站)執(zhí)行預先準備的計算機程序來實現。該計算機程序可以通過集成在控制設備中的微計算機執(zhí)行。下面參照圖20解釋設置成執(zhí)行空調控制程序的計算 機的示例，該程序具有與在第二實施方式中解釋的空調控制系統(tǒng)100的功能類似的功能。 圖20是示出了執(zhí)行空調控制程序的計算機的圖。
如圖20所示，作為空調控制系統(tǒng)1的計算機1000包括硬盤驅動器(HDD) 1010、隨 機存取存儲器(RAM) 1020以及中央處理單元(CPU) 1030，它們經由總線1040彼此相連。
在HDD 1010中存儲CPU 1030執(zhí)行各種處理時使用的信息。在RAM1020中臨時存 儲各種信息。CPU 1030執(zhí)行各種計算處理。
此外，如圖20所示，HDD 1010預先包含有空調控制程序1011，空調控制程序1011 設置成執(zhí)行與圖2中示出的空調控制系統(tǒng)1的控制單元150執(zhí)行的功能類似的功能。可以 適當地分布空調控制程序1011，并且，由經由網絡連接到計算機1000、以能夠進行通信的 另一計算機的存儲單元來存儲空調控制程序1011。
CPU 1030然后從HDD 1010讀取空調控制程序1011，并且，將其在RAM 1020上展 開(develop)，使得空調控制程序1011作為空調控制進程1021而工作，如圖20所示。
空調控制程序1011并不需要一開始就保存在HDD 1010中。例如，各個程序可以 存儲在“便攜式物理介質”上，例如，存儲在軟盤(FD)、光盤-只讀存儲器(⑶-ROM)、數字多 功能光盤(DVD)、光學盤、集成電路(IC)卡等。計算機1000可以設置成從這些介質讀取各 個程序，并且執(zhí)行程序。
而且，各個程序可以存儲在經由公共線路、互聯(lián)網、局域網(LAN)、廣域網(WAN)等 連接到計算機1000的“另一計算機(或服務器)”中。計算機1000可以設置成從這些介質 讀取各個程序，并且執(zhí)行程序。
(4)系統(tǒng)設置及其它
圖中示出的各個設備的組件是概念性的、以用于說明功能，并且并不必須如圖示 意那樣物理地設置。換言之，這些單元的分布和集成的具體形式并不限于圖中所示，并且， 取決于使用中的各種負荷和條件，全部或一部分單元可以設置成按照功能或物理方式分布 和集成在任意單元中。
此外，圖中示出的組件的數量和數值是示例，并且，并不必如圖示意那樣設置。例 如，圖2示出了空調控制系統(tǒng)100包括一個單元的制冷機140的示例；然而，包括在空調控 制系統(tǒng)100中的制冷機的數量不限于1個。例如，空調控制系統(tǒng)100可以包括兩個或更多 個制冷機。
根據本申請公開的空調控制系統(tǒng)的一個方面，可以獲得高效地冷卻房間內部的效果。
權利要求
1.一種空調控制系統(tǒng)，該空調控制系統(tǒng)包括排氣管道，其將空氣排放到地下；送出單元，其按照預定排氣壓力將室內空氣向外傳送到所述排氣管道；吸氣管道，其經由所述排氣管道所排放的空氣在地下形成的地下通路來吸入所述排氣 管道所排放的空氣；以及送入單元，其按照預定吸氣壓力將從所述吸氣管道吸入的空氣傳送到室內。
2.根據權利要求1所述的空調控制系統(tǒng)，該空調控制系統(tǒng)還包括控制單元，該控制單 元控制所述排氣壓力。
3.根據權利要求2所述的空調控制系統(tǒng)，其中當從所述排氣管道排放到地下的空氣的排氣風量等于或低于預定的低壓時風量下限 閾值時，所述控制單元將所述排氣壓力設置為第一壓力，并且，從將所述排氣壓力設置為該 第一壓力開始經過了預定時長之后，將所述排氣壓力設置為第二壓力，該第二壓力低于該第一壓力。
4.根據權利要求3所述的空調控制系統(tǒng)，其中當所述排氣風量等于或低于所述低壓時風量下限閾值時，所述控制單元增大所述排氣 壓力，直到所述排氣風量高于預定的高壓時風量上限閾值為止，并且當所述排氣風量高于該高壓時風量上限閾值時，該控制單元將所述排氣壓力設置為所 述第一壓力。
5.根據權利要求4所述的空調控制系統(tǒng)，其中，在增大所述排氣壓力、直到所述排氣 風量高于所述高壓時風量上限閾值為止的同時，當所述排氣壓力高于預定的壓力上限閾值 時，所述控制單元將所述排氣壓力設置為等于或低于所述壓力上限閾值的壓力，并且，在經 過了預定時長之后將所述排氣壓力設置為所述第一壓力。
6.根據權利要求3所述的空調控制系統(tǒng)，其中，在將所述排氣壓力設置為所述第一壓 力之后，當所述排氣風量低于高壓時風量下限閾值時，所述控制單元將所述排氣壓力設置 為處于所述第一壓力與所述第二壓力之間的中間壓力。
7.根據權利要求3所述的空調控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元根據形成地下的土壤的 屬性來確定所述第一壓力是在地下形成所述地下通路的壓力。
8.根據權利要求3所述的空調控制系統(tǒng)，該空調控制系統(tǒng)還包括冷卻房屋內空氣的制 冷機，其中，當所述送入單元從所述吸氣管道吸入的空氣的溫度高于預定溫度閾值時，所述 控制單元減小所述排氣壓力和所述吸氣壓力，并且，增大該制冷機的工作負荷。
9.根據權利要求2所述的空調控制系統(tǒng)，其中所述排氣管道包括至少一個管道，并且，所述吸氣管道包括至少一個管道，并且所述控制單元進行控制，使得從該排氣管道的至少一個管道排放的空氣的風量總和基 本等于從該吸氣管道的至少一個管道吸入的空氣的風量總和。
10.根據權利要求1所述的空調控制系統(tǒng)，其中，包括在所述排氣管道中的管道的數量 大于包括在所述吸氣管道中的管道的數量。
11.根據權利要求2所述的空調控制系統(tǒng)，其中所述排氣管道包括多個管道，并且所述控制單元控制位于地下高溫位置附近的所述排氣管道的管道排氣壓力，使其相對低于位于地下低溫位置附近的所述排氣管道的管道排氣壓力。
12. 一種通過空調控制系統(tǒng)執(zhí)行的空調控制方法，該空調控制系統(tǒng)包括將空氣排放到 地下的排氣管道以及從地下吸入空氣的吸氣管道，該空調控制方法包括以下步驟 按照預定排氣壓力將室內空氣向外傳送到所述排氣管道；經由至少部分地由所述排氣管道所排放的空氣在地下形成的地下通路，按照預定吸氣 壓力從所述吸氣管道吸入所述排氣管道所排放的空氣； 將所吸入的空氣傳送到室內；當從所述排氣管道排放到地下的空氣的排氣風量等于或低于預定的低壓時風量下限 閾值時，將所述排氣壓力設置為第一壓力；以及從將所述排氣壓力設置為該第一壓力開始經過了預定時長時，將所述排氣壓力設置為 第二壓力，該第二壓力低于該第一壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及空調控制系統(tǒng)和空調控制方法。通過以下步驟，使得使用地下溫度冷卻的空氣在室內流通按照預定排氣壓力將室內空氣向外傳送到排氣管道；經由通過所述排氣管道排放到地下的空氣在地下形成的地下通路，按照預定吸氣壓力來吸入所述排氣管道所排放的空氣；以及將所吸入的空氣傳送到室內。
文檔編號F24F13/02GK102032627SQ20101050136
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2009年10月5日
發(fā)明者大庭雄次, 山岡伸嘉, 齋藤精一, 植田晃, 永松郁朗, 浦木靖司, 石峰潤一, 勝井忠士, 鈴木正博 申請人:富士通株式會社