JP2016008782A - 空調システムおよび空調制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空調機を制御するAHUコントローラ12は、空調運転モードおよび要求風量比とロードリセット修正幅との関係を示すロードリセット修正幅ルールを保持するロードリセット修正幅ルール保持部121と、現在の給気温度設定値とロードリセット修正幅に基づいて新たな給気温度設定値を算出する給気温度設定値算出部122aと、空調機ゾーンの気流に対する空調機ゾーンの居住者の好みを示す居住者気流嗜好情報を保持する居住者気流嗜好割合情報保持部125と、ロードリセット修正幅ルールに居住者気流嗜好情報を反映してロードリセット修正幅ルールを修正し、修正したロードリセット修正幅ルールを基に、現在の空調運転モードと要求風量比とに対応するロードリセット修正幅を算出するロードリセット修正幅調整部126を有する。
【選択図】 図1
Description
ゾーンコントローラ13は、設計風量保持部130と、要求風量取得部131と、総要求風量/総設計風量出力部132とを有する。
DVtot=DV1+DV2 ・・・(1)
GVtot=GV1+GV2 ・・・(2)
DV=DVtot/GVtot ・・・(3)
Tsasp’=Tsasp+ΔTsa ・・・(4)
また、本発明の空調システムの1構成例において、前記給気温度設定手段は、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど、暖房時に前記給気温度設定値が低くなるように設定することを特徴とするものである。
また、本発明の空調システムの1構成例において、前記給気温度設定手段は、空調運転モードおよび空調機ゾーンの負荷に関する情報とロードリセット修正幅との関係を示すロードリセット修正幅ルールを予め保持するロードリセット修正幅ルール保持手段と、前記ロードリセット修正幅ルールに前記居住者気流嗜好情報保持手段に保持されている居住者気流嗜好情報を反映して、前記ロードリセット修正幅ルールを修正し、この修正したロードリセット修正幅ルールを基に、現在の空調運転モードと前記空調機ゾーンの負荷に関する情報とに対応するロードリセット修正幅を算出するロードリセット修正幅調整手段と、現在の給気温度設定値と前記ロードリセット修正幅調整手段が算出したロードリセット修正幅に基づいて、新たな給気温度設定値を算出する給気温度設定値算出手段とからなることを特徴とするものである。
また、本発明の空調システムの1構成例において、前記居住者気流嗜好情報は、前記空調機が制御対象とする前記空調機ゾーンの全居住者に対して、室内の気流感を好む居住者が占める割合である。
室内に生じる気流感の好みには個人差があることが知られており、さらには、居住者の室内環境への満足度は知的生産性との相関も高い(文献「篠塚貴志他,“居住者満足感に基づく変動空調制御技術の開発(第2報)気流変動制御が居住者の心理・知的生産性に与える影響”,空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集,2111,p.2209−2212,2011年」参照)。なお、気流感とは、空気の流れ(風)を感じる感覚のことである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るAHUコントローラおよびゾーンコントローラの構成を示すブロック図である。本実施の形態においても、AHU/VAV構成の空調システム全体の構成は従来と同様であるので、図5の符号を用いて説明する。本実施の形態では、ロードリセット修正幅ルールで定められた修正区間において、要求風量比DVに対するロードリセット修正幅ΔTsaの傾きをKとする。給気温度設定値Tsaspの決定において、ロードリセット修正幅ΔTsaの傾きKに気流嗜好割合を反映させてロードリセット修正幅ΔTsaを調整し、この調整したロードリセット修正幅ΔTsaに基づいて給気温度設定値Tsaspを決定する。これにより、給気温度設定値Tsaspに応じた給気温度調整では、気流感を好む居住者割合が大きい(気流嗜好割合が大きい)場合に給気温度が高めに設定されてVAVユニットの風量が大きくなり、気流感を好む居住者割合が小さい(気流嗜好割合が小さい)場合に給気温度が低めに設定されVAVユニットの風量が小さくなる。
ゾーンコントローラ13は、各VAVゾーン9−1,9−2のVAVユニット8−1,8−2の設計風量の値を予め保持する設計風量保持部130と、各VAVコントローラ11−1,11−2が算出した要求風量の値を取得する要求風量取得部131と、要求風量の総和である総要求風量DVtotと設計風量の総和である総設計風量GVtotとを算出する総要求風量/総設計風量出力部132とを有する。ゾーンコントローラ13の構成は従来と同じである。
AHUコントローラ12の要求風量比算出部120は、ゾーンコントローラ13から取得した総要求風量DVtotと総設計風量GVtotを用いて要求風量比DVを式(3)のように算出する(図2ステップS1)。
以上のステップS1〜S5の処理が、空調が停止するまで(図2ステップS6においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行される。
上記のとおり、居住者気流嗜好割合情報保持部125には、居住者気流嗜好割合Zが保持されている(0≦Z≦1)。居住者気流嗜好割合Zは、例えば対象となる空調機ゾーン9の全居住者の数Nallのうち、空調機ゾーン9の気流感を好む人の数Nafが占める割合であるNaf/Nallで表すことができる。ここで、対象となる全居住者の人数Nallは、推定値や概算値を用いてもよく、また気流感を好む人の数Nafについては、事前の居住者へのアンケートにより調査した人数や男女比などから推定される推定値を用いてもよい。居住者気流嗜好割合Zそのものが推定できる場合はその値を用いてももちろん構わない。
ここでは、冷房時に給気温度を下げる方向(冷房を強める方向)に給気温度設定値Tsaspを修正する(以下、冷房時負修正とする)場合について説明する。冷房時に給気温度を下げるのであるから、ここで対象となる修正区間は、図7のStb2より大でDVmax未満の修正区間(以下、冷房時負修正区間とする)である。
ΔTsa=−K×(DV−Stb2) ・・・(5)
このとき、ロードリセット修正幅ΔTsaは、最小値DCmin(DCmin<0)より大で0未満の値となる。
K’=α×K ・・・(6)
ΔTsa=−K’×(DV−Stb2)=−K×(1−Z)×(DV−Stb2)
・・・(7)
ΔTsa=−(−K)×(Stb1−DV) ・・・(8)
ΔTsa=−(−K’)×(Stb1−DV)
=−(−α×K)×(Stb1−DV) ・・・(9)
ΔTsa=−K×(Stb1−DV) ・・・(10)
ΔTsa=−K’×(Stb1−DV)
=−α×K×(Stb1−DV) ・・・(11)
ΔTsa=K×(DV−Stb2) ・・・(12)
ΔTsa=K’×(DV−Stb2)
=α×K×(DV−Stb2) ・・・(13)
また、本実施の形態では、図2の修正区間における修正幅の傾きをKあるいは−Kとして説明したが、冷房時および暖房時の負修正および正修正に対し、すべて異なる修正幅の傾きが設定されていてももちろん構わない。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、空調システムの構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1、図2、図5の符号を用いて説明する。第1の実施の形態では、給気温度設定値Tsaspの決定において、ロードリセット修正幅ΔTsaの傾きKに居住者気流嗜好割合Zを反映させてロードリセット修正幅ΔTsaを調整したが、本実施の形態では、ロードリセット修正幅ルールで定められた安定区間の範囲に居住者気流嗜好割合Zを反映させてロードリセット修正幅ΔTsaを調整する。
AHUコントローラ12のロードリセット修正幅調整部126以外の動作は第1の実施の形態と同じであるので、本実施の形態では、第1の実施の形態と異なるロードリセット修正幅調整部126の動作について説明する。
ロードリセット修正幅ルール保持部121に保持されているロードリセット修正幅ルールでは、ロードリセット修正幅ΔTsaが0である安定区間はStb1≦DV≦Stb2の区間と定められている(図7)。
上記のとおり、ロードリセット修正幅ルール保持部121に保持されているロードリセット修正幅ルールで定められる安定区間はStb1≦DV≦Stb2の範囲である。
Stb1’=β×Stb1 ・・・(14)
Stb2’=β×Stb2 ・・・(15)
ΔTsa=−K×(DV−Stb2’) ・・・(16)
ΔTsa=−(−K)×(Stb1’−DV) ・・・(17)
ΔTsa=−K×(Stb1’−DV) ・・・(18)
ΔTsa=K×(DV−Stb2’) ・・・(19)
Claims (10)
- 空調機と、
この空調機から空調機ゾーンに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御手段と、
前記空調機から前記空調機ゾーン内のVAVゾーンに供給される給気の風量を前記VAVゾーンの負荷状況に応じて制御する変風量ユニットと、
前記空調機ゾーンに生じる気流に対する前記空調機ゾーンの居住者の好みを示す居住者気流嗜好情報を予め保持する居住者気流嗜好情報保持手段と、
前記居住者気流嗜好情報と前記空調機ゾーンの負荷に関する情報とを基に前記給気温度設定値を設定する給気温度設定手段とを備え、
前記給気温度設定手段は、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど前記空調機ゾーンの気流が増えるように前記給気温度設定値を設定することを特徴とする空調システム。 - 請求項1記載の空調システムにおいて、
前記給気温度設定手段は、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど、冷房時に前記給気温度設定値が高くなるように設定することを特徴とする空調システム。 - 請求項1記載の空調システムにおいて、
前記給気温度設定手段は、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど、暖房時に前記給気温度設定値が低くなるように設定することを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の空調システムにおいて、
前記給気温度設定手段は、
空調運転モードおよび空調機ゾーンの負荷に関する情報とロードリセット修正幅との関係を示すロードリセット修正幅ルールを予め保持するロードリセット修正幅ルール保持手段と、
前記ロードリセット修正幅ルールに前記居住者気流嗜好情報保持手段に保持されている居住者気流嗜好情報を反映して、前記ロードリセット修正幅ルールを修正し、この修正したロードリセット修正幅ルールを基に、現在の空調運転モードと前記空調機ゾーンの負荷に関する情報とに対応するロードリセット修正幅を算出するロードリセット修正幅調整手段と、
現在の給気温度設定値と前記ロードリセット修正幅調整手段が算出したロードリセット修正幅に基づいて、新たな給気温度設定値を算出する給気温度設定値算出手段とからなることを特徴とする空調システム。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の空調システムにおいて、
前記居住者気流嗜好情報は、前記空調機が制御対象とする前記空調機ゾーンの全居住者に対して、室内の気流感を好む居住者が占める割合であることを特徴とする空調システム。 - 空調機から空調機ゾーンに供給される給気の温度と給気温度設定値とが一致するように前記給気の温度を制御する給気温度制御ステップと、
前記空調機から前記空調機ゾーン内のVAVゾーンに供給される給気の風量を前記VAVゾーンの負荷状況に応じて変風量ユニットで制御する風量制御ステップと、
前記空調機ゾーンに生じる気流に対する前記空調機ゾーンの居住者の好みを示す居住者気流嗜好情報を予め保持する居住者気流嗜好情報保持手段を参照し、前記居住者気流嗜好情報と前記空調機ゾーンの負荷に関する情報とを基に前記給気温度設定値を設定する給気温度設定ステップとを含み、
前記給気温度設定ステップは、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど前記空調機ゾーンの気流が増えるように前記給気温度設定値を設定することを特徴とする空調制御方法。 - 請求項6記載の空調制御方法において、
前記給気温度設定ステップは、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど、冷房時に前記給気温度設定値が高くなるように設定することを特徴とする空調制御方法。 - 請求項6記載の空調制御方法において、
前記給気温度設定ステップは、前記空調機ゾーンの居住者が気流感を好む傾向が強くなるほど、暖房時に前記給気温度設定値が低くなるように設定することを特徴とする空調制御方法。 - 請求項6乃至8のいずれか1項に記載の空調制御方法において、
前記給気温度設定ステップは、
空調運転モードおよび空調機ゾーンの負荷に関する情報とロードリセット修正幅との関係を示すロードリセット修正幅ルールを予め保持するロードリセット修正幅ルール保持手段を参照し、前記ロードリセット修正幅ルールに前記居住者気流嗜好情報を反映して、前記ロードリセット修正幅ルールを修正し、この修正したロードリセット修正幅ルールを基に、現在の空調運転モードと前記空調機ゾーンの負荷に関する情報とに対応するロードリセット修正幅を算出するロードリセット修正幅調整ステップと、
現在の給気温度設定値と前記ロードリセット修正幅調整ステップで算出したロードリセット修正幅に基づいて、新たな給気温度設定値を算出する給気温度設定値算出ステップとを含むことを特徴とする空調制御方法。 - 請求項6乃至9のいずれか1項に記載の空調制御方法において、
前記居住者気流嗜好情報は、前記空調機が制御対象とする前記空調機ゾーンの全居住者に対して、室内の気流感を好む居住者が占める割合であることを特徴とする空調制御方法。
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