JP2019132569A - VAV air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内空間の熱負荷の変動に応じて送風量を変えることにより冷暖房能力を調節するＶＡＶ空調システムに関するものである。 The present invention relates to a VAV air conditioning system that adjusts the cooling and heating capacity by changing the amount of air blown according to the fluctuation of the thermal load in the indoor space.
従来より、空調システムにおいて、室内をより細かい範囲で空調するために、空間を複数の区画に分割し、各区画に設けられた空調空気の吹出口毎に、風量制御ができるようにしたものが知られている。このような空調システムの例としてＶＡＶ（Variable Air Volume）空調システムがある（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, in an air conditioning system, in order to air-condition the room in a finer range, the space is divided into a plurality of sections, and the air volume control can be performed for each conditioned air outlet provided in each section. Are known. An example of such an air conditioning system is a VAV (Variable Air Volume) air conditioning system (see, for example, Patent Document 1).
図９は従来のＶＡＶ空調システムの構成を示すブロック図である。ＶＡＶ空調システムは、空調機１と、空調機１からの給気を被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４へ供給する給気ダクト２と、被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４へ供給する給気の量を被制御エリア毎に制御する変風量ユニットであるＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４と、ＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４を制御するＶＡＶコントローラ４−１，４−２，４−３，４−４と、空調機１を制御する給気制御コントローラ５と、被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の室内温度を計測する室内温度センサ６−１，６−２，６−３，６−４と、給気の温度を計測する給気温度センサ７とを備えている。図９において、９−１，９−２，９−３，９−４は給気の吐出口である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional VAV air conditioning system. The VAV air conditioning system includes an
空調機１によって冷却または加熱された空気（給気）は、給気ダクト２を介して各被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４のＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４へ供給され、ＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４を通過して吐出口９−１，９−２，９−３，９−４から各被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４へ供給されるようになっている。
Air (air supply) cooled or heated by the
従来のＶＡＶ空調システムでは、以下のような制御が行われる。
（I）ＶＡＶコントローラ４−１，４−２，４−３，４−４は、被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の室内温度センサ６−１，６−２，６−３，６−４によって計測された室内温度と室内温度設定値との偏差に基づいて被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の要求風量を演算し、その要求風量を確保するように、ＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４内のダンパの開度を制御する。
In the conventional VAV air conditioning system, the following control is performed.
(I) The VAV controllers 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 are the indoor temperature sensors 6-1 and 6-6 in the controlled areas 8-1, 8-2, 8-3 and 8-4. Based on the deviation between the room temperature measured by 2, 6-3 and 6-4 and the room temperature set value, the required air volume of the controlled areas 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 is calculated. Then, the opening degree of the damper in the VAV units 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 is controlled so as to secure the required air volume.
（II）給気制御コントローラ５は、給気温度センサ７によって計測された給気温度が給気温度設定値と一致するように、空調機１に供給される冷水や温水の流量を制御する。
（III）また、給気制御コントローラ５は、各ＶＡＶコントローラ４−１，４−２，４−３，４−４の制御状況により、給気温度設定値を変更する。
(II) The
(III) Further, the
ところで、空調機には、熱源機で冷却・加熱した冷水や温水を各空間まで移送して冷暖房を行う間接式の空調機と、空調対象となる空間の近くで冷媒を膨張させて熱交換を行う直膨式の空調機とがあり、従来のＶＡＶ空調システムには間接式の空調機が使用されていた。 By the way, the air conditioner has an indirect air conditioner that cools and heats cold water or hot water cooled and heated by a heat source machine, and heat exchange by expanding refrigerant near the air conditioning target space. There is a direct expansion type air conditioner to be used, and an indirect type air conditioner has been used in the conventional VAV air conditioning system.
直膨式の空調機には、間接式と比較して変換エネルギー損失が少なく、省エネルギーを実現できるという利点がある。しかしながら、直膨式の空調機は、給気温度を一定に保つことが難しく、上記の（I）、（II）、（III）の動作が安定しないため、ＶＡＶ空調システムに適用することが難しいという問題があった。
なお、この問題は、直膨式に限らず、給気温度を一定に保つことが難しい空調機において同様に発生する。
The direct expansion type air conditioner has the advantage that it has less conversion energy loss than the indirect type and can realize energy saving. However, the direct expansion type air conditioner is difficult to keep the supply air temperature constant, and the operations of the above (I), (II), and (III) are not stable, so it is difficult to apply to the VAV air conditioning system. There was a problem.
This problem occurs not only in the direct expansion type but also in an air conditioner where it is difficult to keep the supply air temperature constant.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、例えば直膨式の空調機等の、給気温度を一定に保つことが難しい空調機をＶＡＶ空調システムに適用することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to apply, to a VAV air conditioning system, an air conditioner that is difficult to keep the supply air temperature constant, such as a direct expansion type air conditioner. .
本発明のＶＡＶ空調システムは、空調機と、被制御エリア毎に設けられたＶＡＶユニットと、前記ＶＡＶユニットを被制御エリア毎に制御するように構成された複数のＶＡＶコントローラと、前記空調機から前記複数のＶＡＶユニットに供給される給気の温度を計測するように構成された給気温度センサと、前記給気温度センサによって計測された給気温度を移動平均処理した平準化給気温度を演算するように構成された平準化給気温度演算部と、前記平準化給気温度と給気温度設定値とが一致するように操作量を演算するように構成された操作量演算部と、前記操作量に基づいて前記空調機を制御するように構成された第１の制御部とを備えることを特徴とするものである。 The VAV air conditioning system of the present invention includes an air conditioner, a VAV unit provided for each controlled area, a plurality of VAV controllers configured to control the VAV unit for each controlled area, and the air conditioner. A supply air temperature sensor configured to measure the temperature of supply air supplied to the plurality of VAV units, and a leveled supply air temperature obtained by moving average processing the supply air temperature measured by the supply air temperature sensor A leveled supply air temperature calculation unit configured to calculate, an operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount so that the leveled supply air temperature and the supply air temperature set value match, And a first control unit configured to control the air conditioner based on the operation amount.
また、本発明のＶＡＶ空調システムの１構成例は、さらに、前記被制御エリアの室内温度を被制御エリア毎に計測するように構成された複数の室内温度センサと、前記室内温度センサによって計測された室内温度を移動平均処理した平準化室内温度を、被制御エリア毎に演算するように構成された平準化室内温度演算部と、前記平準化室内温度と室内温度設定値とが一致するように給気の要求風量を被制御エリア毎に演算するように構成された要求風量演算部と、前記要求風量に応じて前記ＶＡＶユニットを被制御エリア毎に制御するように構成された第２の制御部とを備えることを特徴とするものである。 In addition, one configuration example of the VAV air conditioning system of the present invention is further measured by a plurality of indoor temperature sensors configured to measure the indoor temperature of the controlled area for each controlled area, and the indoor temperature sensor. The leveled room temperature calculating unit configured to calculate the leveled room temperature obtained by moving and averaging the room temperature for each controlled area, and the leveled room temperature and the room temperature set value match. A required air volume calculation unit configured to calculate the required air volume of the supply air for each controlled area, and a second control configured to control the VAV unit for each controlled area according to the required air volume And a section.
また、本発明のＶＡＶ空調システムの１構成例において、前記空調機は、直膨式の空調機であり、冷媒を圧縮するように構成されたコンプレッサと、前記コンプレッサで圧縮された冷媒と空気との熱交換を行うように構成された熱交換器と、前記熱交換器に流入する冷媒の流量を調節するように構成された冷媒制御弁と、前記熱交換器によって加熱または冷却された空気を送り出すように構成されたファンとを備え、前記第１の制御部は、前記操作量に基づいて前記コンプレッサの吐出流量と前記冷媒制御弁の開度とを制御することを特徴とするものである。 Moreover, in one structural example of the VAV air conditioning system of this invention, the said air conditioner is a direct expansion type air conditioner, the compressor comprised so that a refrigerant | coolant may be compressed, the refrigerant | coolant compressed by the said compressor, and air A heat exchanger configured to perform the heat exchange, a refrigerant control valve configured to adjust a flow rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger, and air heated or cooled by the heat exchanger And a fan configured to send out, wherein the first control unit controls a discharge flow rate of the compressor and an opening degree of the refrigerant control valve based on the operation amount. .
本発明によれば、給気温度センサによって計測された給気温度を移動平均処理した平準化給気温度に基づいて空調機を制御することにより、直膨式の空調機等の、給気温度を一定に保つことが難しい空調機をＶＡＶ空調システムに適用することができる。 According to the present invention, by controlling the air conditioner based on the leveled supply air temperature obtained by moving average processing the supply air temperature measured by the supply air temperature sensor, the supply air temperature of a direct expansion type air conditioner, etc. It is possible to apply an air conditioner that is difficult to keep constant to a VAV air conditioning system.
また、本発明では、室内温度センサによって計測された室内温度を移動平均処理した平準化室内温度に基づいて要求風量を演算することにより、室内温度が給気温度に応じて上下動することによる風量制御への影響を低減することができる。 Further, in the present invention, by calculating the required air volume based on the leveled room temperature obtained by moving and averaging the room temperature measured by the room temperature sensor, the air volume caused by the room temperature moving up and down according to the supply air temperature. The influence on control can be reduced.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係るＶＡＶ空調システムの構成を示すブロック図であり、図９と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例のＶＡＶ空調システムは、直膨式の空調機１ａと、給気ダクト２と、変風量ユニットであるＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４と、ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４と、給気制御コントローラ５ａと、室内温度センサ６−１，６−２，６−３，６−４と、給気温度センサ７とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a VAV air conditioning system according to an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals. The VAV air conditioning system of this embodiment includes a direct expansion
図２は空調機１ａの構成を示すブロック図である。直膨式の空調機１ａは、室外機１０と、室内機１１とから構成される。
室外機１０は、冷媒を圧縮するコンプレッサ１００と、冷媒の流れる向きを切り替える四方弁１０１と、冷媒の流量を調節する冷媒制御弁１０２と、冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器１０３とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
The
室内機１１は、冷媒の流量を調節する冷媒制御弁１１０と、冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器１１１と、熱交換器１１１によって加熱または冷却された空気を送り出すファン１１２とを備えている。
The indoor unit 11 includes a
図３は本実施例のＶＡＶコントローラ４ａ−１の構成を示すブロック図、図４は本実施例の給気制御コントローラ５ａの構成を示すブロック図である。ＶＡＶコントローラ４ａ−１は、対応する被制御エリア８−１の室内温度センサ６−１によって計測された室内温度の値を取得する室内温度計測値取得部４０と、対応するＶＡＶユニット３−１の風速センサ（不図示）によって計測された風速の値を取得する風速計測値取得部４１と、被制御エリア８−１の居住者または空調システムの管理者によって設定された室内温度設定値を取得する室内温度設定値取得部４２と、室内温度を移動平均処理した平準化室内温度を演算する平準化室内温度演算部４３と、冷房モードか暖房モードかを判定する冷暖房判定部４４と、冷房モード／暖房モードと、平準化室内温度と室内温度設定値との偏差に基づいて対応する被制御エリア８−１の要求風量を演算する要求風量演算部４５と、要求風量を確保するようにＶＡＶユニット３−１内のダンパの開度を制御する制御部４６（第２の制御部）と、被制御エリア８−１の要求風量の値を給気制御コントローラ５ａに通知する要求風量値通知部４７と、被制御エリア毎の現在の冷暖房の制御状態を示す制御ステータスを給気制御コントローラ５ａに対して送出する制御ステータス通知部４８と、給気制御コントローラ５ａからの通知を受け付ける受付部４９とから構成される。なお、ＶＡＶコントローラ４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４も、ＶＡＶコントローラ４ａ−１と同様の構成を有している。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
給気制御コントローラ５ａは、給気温度センサ７によって計測された給気温度の値を取得する給気温度計測値取得部５０と、給気温度を移動平均処理した平準化給気温度を演算する平準化給気温度演算部５１と、平準化給気温度と給気温度設定値との偏差に基づいて、空調機１ａを制御するための操作量を演算する操作量演算部５２と、操作量に基づいて空調機１ａを制御する制御部５３（第１の制御部）と、ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４から通知された制御ステータスを取得する制御ステータス取得部５４と、給気温度設定値を設定する給気温度設定部５５と、ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４から通知された要求風量の値を取得する要求風量取得部５６と、要求風量値からシステム全体の給気風量値を演算する給気風量演算部５７と、演算された給気風量値に基づいて空調機１ａのファン１１２を制御する風量制御部５８と、空調機運転状態情報と平準化給気温度とを各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４に対して通知する情報通知部５９とから構成される。
The air
図５はＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の動作を説明するフローチャートである。
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の室内温度計測値取得部４０は、それぞれ対応する被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の室内温度ＰＶｏ１，ＰＶｏ２，ＰＶｏ３，ＰＶｏ４の値を室内温度センサ６−１，６−２，６−３，６−４から取得する（図５ステップＳ１００）。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the
The room temperature measurement
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の室内温度設定値取得部４２は、それぞれ被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の室内温度設定値ＳＰを取得する（図５ステップＳ１０１）。
The room temperature setting
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の平準化室内温度演算部４３は、ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の室内温度計測値取得部４０によって取得された室内温度ＰＶｏ１，ＰＶｏ２，ＰＶｏ３，ＰＶｏ４を移動平均処理した平準化室内温度ＰＶａ１，ＰＶａ２，ＰＶａ３，ＰＶａ４を演算する（図５ステップＳ１０２）。
The leveling room
図６は平準化室内温度ＰＶａの演算処理を説明する図である。単位時間毎の室内温度ＰＶｏ（ＰＶｏ１，ＰＶｏ２，ＰＶｏ３，ＰＶｏ４）を所定の移動平均時間ｔの期間にわたって加算した総和をΣＰＶｏとすると、平準化室内温度ＰＶａ（ＰＶａ１，ＰＶａ２，ＰＶａ３，ＰＶａ４）は、次式のようになる。
ＰＶａ＝ΣＰＶｏ／ｔ ・・・（１）
FIG. 6 is a diagram for explaining the calculation process of the leveling room temperature PVa. When the total sum of the room temperature PVo (PVo1, PVo2, PVo3, PVo4) per unit time over the period of the predetermined moving average time t is ΣPVo, the leveled room temperature PVa (PVa1, PVa2, PVa3, PVa4) is It becomes like the following formula.
PVa = ΣPVo / t (1)
式（１）の移動平均時間ｔはパラメータであるので，室内温度ＰＶｏの上下動の程度に応じて設定する。例えば、室内温度ＰＶｏの上下動がないときは、ｔ＝１と設定することにより、ＰＶａ＝ＰＶｏとする。 Since the moving average time t in equation (1) is a parameter, it is set according to the degree of vertical movement of the room temperature PVo. For example, when the room temperature PVo does not move up and down, PVa = PVo is set by setting t = 1.
また、式（１）は、次の式に代替することもできる。
ＰＶａ＝ｋ１×ＰＶｏｍａｘ＋ｋ２×ＰＶｏｍｉｎ ・・・（２）
ここで、ＰＶｏｍａｘは移動平均時間ｔの期間中の室内温度ＰＶｏの最大値、ＰＶｏｍｉｎは移動平均時間ｔの期間中の室内温度ＰＶｏの最小値、ｋ１，ｋ２は所定の重み付け係数である。例えば、ｋ１＝０．５、ｋ２＝０．５とすると、平準化室内温度ＰＶａは、移動平均期間中の室内温度ＰＶｏの最大値と最小値との平均値となる。
Moreover, Formula (1) can also be replaced with the following formula.
PVa = k1 × PVomax + k2 × PVomin (2)
Here, PVomax is the maximum value of the room temperature PVo during the period of the moving average time t, PVomin is the minimum value of the room temperature PVo during the period of the moving average time t, and k1 and k2 are predetermined weighting coefficients. For example, if k1 = 0.5 and k2 = 0.5, the leveling room temperature PVa is an average value of the maximum value and the minimum value of the room temperature PVo during the moving average period.
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の平準化室内温度演算部４３は、式（１）または式（２）の演算を室内温度ＰＶｏ１，ＰＶｏ２，ＰＶｏ３，ＰＶｏ４毎に行う。
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の冷暖房判定部４４は、受付部４９が給気制御コントローラ５ａから受け取った情報に基づいて、冷房モードか暖房モードかを判定する（図５ステップＳ１０３）。給気制御コントローラ５ａから受け取る情報としては、後述のように空調機運転状態情報（冷暖房モード）や、平準化給気温度Θａがある。冷暖房判定部４４は、空調機運転状態情報に基づいて冷房モードか暖房モードかを判定してもよいし、平準化給気温度Θａをしきい値と比較することにより冷房モードか暖房モードかを判定してもよい。
The leveling room
The cooling /
次に、ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の要求風量演算部４５は、それぞれ被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の熱負荷状況に応じて要求風量ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４を演算する（図５ステップＳ１０４）。具体的には、ＶＡＶコントローラ４ａ−１の要求風量演算部４５は、所定の制御演算アルゴリズム（例えばＰＩＤ）に従って、平準化室内温度ＰＶａ１と室内温度設定値ＳＰとが一致するように、被制御エリア８−１の要求風量ＦＳＰ１を演算する。同様に、ＶＡＶコントローラ４ａ−２の要求風量演算部４５は、所定の制御演算アルゴリズムに従って、平準化室内温度ＰＶａ２と室内温度設定値ＳＰとが一致するように、被制御エリア８−２の要求風量ＦＳＰ２を演算する。ＶＡＶコントローラ４ａ−３，４ａ−４についても同様である。また、各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の要求風量演算部４５は、冷房モードか暖房モードかに応じてＰＩＤパラメータ（比例帯、積分時間、微分時間）を切り替えて、要求風量ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４を演算する。
Next, the required air
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の要求風量値通知部４７は、それぞれＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の要求風量演算部４５によって演算された被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の要求風量ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４の値を給気制御コントローラ５ａに通知する（図５ステップＳ１０５）。
The required air volume
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の制御部４６は、それぞれ被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の要求風量ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４を確保するように、ＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４内のダンパ（不図示）の開度を制御する（図５ステップＳ１０６）。具体的には、各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の制御部４６は、それぞれ対応するＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４内の風速センサ（不図示）で測定された風速から風量を演算し、ダンパを開閉して、要求風量ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４を確保するように風量制御を行う。
The
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の制御ステータス通知部４８は、それぞれ被制御エリア８−１，８−２，８−３，８−４の現在の冷暖房の制御状態を示す制御ステータスを給気制御コントローラ５ａに対して送出する（図５ステップＳ１０７）。制御ステータス通知部４８は、冷房時に要求風量が最大風量（ダンパ全開）で、かつ平準化室内温度ＰＶａと室内温度設定値ＳＰとの関係がＰＶａ＞ＳＰ＋α（αは所定のロードリセット偏差）であれば、冷房時に冷房能力が不足していると判断し、給気制御コントローラ５ａに対して冷房能力増要求ステータスを送出する。制御ステータス通知部４８は、暖房時に要求風量が最大風量（ダンパ全開）で、かつ平準化室内温度ＰＶａがＰＶａ＜ＳＰ−αであれば、暖房時に暖房能力が不足していると判断し、給気制御コントローラ５ａに対して暖房能力増要求ステータスを送出する。
The control
また、制御ステータス通知部４８は、冷房時に要求風量が最大風量でないか、あるいは平準化室内温度ＰＶａがＰＶａ≦ＳＰ＋αであれば、冷房時に冷房能力が充足していると判断し、適正冷房であることを示す制御ステータスを給気制御コントローラ５ａに対して送出する。制御ステータス通知部４８は、暖房時に要求風量が最大風量でないか、あるいは平準化室内温度ＰＶａがＰＶａ≧ＳＰ−αであれば、暖房時に暖房能力が充足していると判断し、適正暖房であることを示す制御ステータスを給気制御コントローラ５ａに対して送出する。
Further, the control
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４は、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１０７の処理を空調が停止するまで（図５ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
The
図７は給気制御コントローラ５ａの動作を説明するフローチャートである。給気制御コントローラ５ａの制御ステータス取得部５４は、各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４からの制御ステータスを取得する（図７ステップＳ２００）。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the
給気制御コントローラ５ａの給気温度設定部５５は、空調能力が不足状態のときに空調能力が増える方向に給気温度設定値ΘｏＳＰを設定する。すなわち、給気温度設定部５５は、制御ステータスが冷房能力増要求ステータスまたは暖房能力増要求ステータスの場合（図７ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、この冷房能力増要求ステータスや暖房能力増要求ステータスに応じて給気温度設定値ΘｏＳＰを設定する（図７ステップＳ２０２）。給気温度設定部５５は、制御ステータスが冷房能力増要求ステータスの場合、給気温度設定値ΘｏＳＰを例えば所定の温度幅だけ下げる。また、給気温度設定部５５は、制御ステータスが暖房能力増要求ステータスの場合、給気温度設定値ΘｏＳＰを所定の温度幅だけ上げる。
The supply air
なお、空調開始時点では、給気温度設定部５５は、給気温度設定値ΘｏＳＰを予め定められた初期値とする。また、給気温度設定部５５は、複数のＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４からの制御ステータスのうち少なくとも１つが冷房能力増要求ステータスまたは暖房能力増要求ステータスの場合に給気温度設定値ΘｏＳＰを変更してもよいし、各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４からの制御ステータスを１つに纏めたトータル制御ステータスを決定し、このトータル制御ステータスが冷房能力増要求ステータスまたは暖房能力増要求ステータスの場合に給気温度設定値ΘｏＳＰを変更するようにしてもよい。トータル制御ステータスの決定方法は従来のロードリセット制御で周知の技術であり、例えば特許第３２５４６２１号明細書、特許第３３００９６４号明細書に開示されているので、詳細な説明する。
At the start of air conditioning, the supply air
給気制御コントローラ５ａの給気温度計測値取得部５０は、給気温度センサ７によって計測された給気温度Θｏを取得する（図７ステップＳ２０３）。
給気制御コントローラ５ａの平準化給気温度演算部５１は、給気温度計測値取得部５０によって取得された給気温度Θｏを移動平均処理した平準化給気温度Θａを演算する（図７ステップＳ２０４）。
The supply air temperature measurement
The leveled supply air
単位時間毎の給気温度Θｏを所定の移動平均時間ｔの期間にわたって加算した総和をΣΘｏとすると、平準化給気温度Θａは、次式のようになる。
Θａ＝ΣΘｏ／ｔ ・・・（３）
When the sum obtained by adding the supply air temperature Θo per unit time over the period of the predetermined moving average time t is ΣΘo, the leveled supply air temperature Θa is expressed by the following equation.
Θa = ΣΘo / t (3)
式（３）の移動平均時間ｔはパラメータであるので、給気温度Θｏの上下動の程度に応じて設定する。 Since the moving average time t in equation (3) is a parameter, it is set according to the degree of vertical movement of the supply air temperature Θo.
また、式（３）は、次の式に代替することもできる。
Θａ＝ｋ１×Θｏｍａｘ＋ｋ２×Θｏｍｉｎ ・・・（４）
ここで、Θｏｍａｘは移動平均時間ｔの期間中の給気温度Θｏの最大値、Θｏｍｉｎは移動平均時間ｔの期間中の給気温度Θｏの最小値、ｋ１，ｋ２は所定の重み付け係数である。例えば、ｋ１＝０．５、ｋ２＝０．５とすると、平準化給気温度Θａは、移動平均期間中の給気温度Θｏの最大値と最小値との平均値となる。
Further, the expression (3) can be replaced with the following expression.
Θa = k1 × Θomax + k2 × Θomin (4)
Here, Θomax is the maximum value of the supply air temperature Θo during the moving average time t, Θomin is the minimum value of the supply air temperature Θo during the moving average time t, and k1 and k2 are predetermined weighting coefficients. For example, when k1 = 0.5 and k2 = 0.5, the leveled supply air temperature Θa is an average value of the maximum value and the minimum value of the supply air temperature Θo during the moving average period.
給気制御コントローラ５ａの操作量演算部５２は、所定の制御演算アルゴリズム（例えばＰＩＤ）に従って、平準化給気温度Θａと給気温度設定値ΘｏＳＰとが一致するように操作量ＭＶを演算する（図７ステップＳ２０５）。
The operation
給気制御コントローラ５ａの制御部５３は、操作量演算部５２によって演算された操作量ＭＶに基づいて空調機１ａを制御する（図７ステップＳ２０６）。
冷房モードの場合、空調機１ａにおいては、コンプレッサ１００で圧縮された高温高圧の冷媒が、四方弁１０１を通過して熱交換器１０３に流入し、熱交換器１０３を通過する空気と熱交換して凝縮液化した後、冷媒制御弁１０２に流入する。制御部５３による操作によって開になった冷媒制御弁１０２に対応する熱交換器１０３で外気と熱交換された冷媒は、冷媒制御弁１０２を介して室内機１１に送られ、冷媒制御弁１１０によって、熱交換器１１１で蒸発できる圧力まで減圧され、その後、熱交換器１１１に流入し、熱交換器１１１を通過する空気と熱交換して蒸発ガス化する。熱交換器１１１で熱交換して蒸発したガス冷媒は、四方弁１０１を介して再びコンプレッサ１００に戻る。
The
In the cooling mode, in the
一方、暖房モードの場合、制御部５３は、四方弁１０１を切り替え、冷媒制御弁１１０を開にして、冷媒の循環方向を冷房モードの場合と反対にする。つまり、コンプレッサ１００で圧縮された冷媒は、四方弁１０１を介して熱交換器１１１へ流入し、熱交換器１１１を通過する空気と熱交換して凝縮液化する。その後、冷媒制御弁１０２で減圧され、熱交換器１０３で熱交換されて蒸発し、ガス冷媒となってコンプレッサ１００に戻る。
On the other hand, in the heating mode, the
制御部５３は、操作量ＭＶに基づいてコンプレッサ１００の吐出流量と冷媒制御弁１０２，１１０の開度とを制御する。
こうして、空調機１ａ内を循環する冷媒の量が操作量ＭＶに応じて調節され、平準化給気温度Θａが給気温度設定値ΘｏＳＰと一致するように制御される。
The
Thus, the amount of refrigerant circulating in the
給気制御コントローラ５ａの要求風量取得部５６は、各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４から通知された要求風量値ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４を取得する（図７ステップＳ２０７）。
The required air
給気制御コントローラ５ａの給気風量演算部５７は、要求風量取得部５６によって取得された要求風量値ＦＳＰ１，ＦＳＰ２，ＦＳＰ３，ＦＳＰ４からシステム全体の給気風量値を演算する（図７ステップＳ２０８）。
The supply air
給気制御コントローラ５ａの風量制御部５８は、給気風量演算部５７によって演算された給気風量値に応じたファン回転数を求め、この求めたファン回転数となるように空調機１ａのファン１１２を制御する（図７ステップＳ２０９）。このようにして、空調機１ａから送出される給気の風量が制御される。
The air
次に、給気制御コントローラ５ａの情報通知部５９は、空調機運転状態情報（冷暖房モード）と平準化給気温度Θａとを各ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４に対して通知する（図７ステップＳ２１０）。
Next, the
給気制御コントローラ５ａは、以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理を空調が停止するまで（図７ステップＳ２１１においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
The
以上のように、本実施例によれば、給気温度センサ７によって計測された給気温度Θｏを移動平均処理した平準化給気温度Θａに基づいて空調機１ａを制御することにより、給気温度Θｏを一定に保つことが難しい直膨式の空調機１ａをＶＡＶ空調システムに適用することができる。
As described above, according to this embodiment, the air supply is controlled by controlling the
また、本実施例では、室内温度センサ６（６−１，６−２，６−３，６−４）によって計測された室内温度ＰＶｏ（ＰＶｏ１，ＰＶｏ２，ＰＶｏ３，ＰＶｏ４）を移動平均処理した平準化室内温度ＰＶａ（ＰＶａ１，ＰＶａ２，ＰＶａ３，ＰＶａ４）に基づいて要求風量を演算することにより、室内温度ＰＶｏが給気温度Θｏに応じて上下動することによる風量制御への影響を低減することができる。 In the present embodiment, the room temperature PVo (PVo1, PVo2, PVo3, PVo4) measured by the room temperature sensor 6 (6-1, 6-2, 6-3, 6-4) is leveled. By calculating the required air volume based on the control room temperature PVa (PVa1, PVa2, PVa3, PVa4), it is possible to reduce the influence on the air volume control due to the indoor temperature PVo moving up and down according to the supply air temperature Θo. it can.
なお、本実施例では、空調機１ａの例として直膨式の空調機を例に挙げて説明しているが、直膨式に限らず、給気温度Θｏを一定に保つことが難しい空調機に本発明を適用することができる。
In the present embodiment, a direct expansion type air conditioner is described as an example of the
本実施例のＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４と給気制御コントローラ５ａの各々は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図８に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３１０と、記憶装置３１１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）３１２とを備えている。
Each of the
ＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４の場合、Ｉ／Ｆ３１２には、ＶＡＶユニット３−１，３−２，３−３，３−４と給気制御コントローラ５ａと室内温度センサ６−１，６−２，６−３，６−４とが接続される。給気制御コントローラ５ａの場合、Ｉ／Ｆ３１２には、空調機１ａとＶＡＶコントローラ４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４と給気温度センサ７とが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明を実現させるためのプログラムは記憶装置３１１に格納される。各装置のＣＰＵ３１０は、記憶装置３１１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
In the case of the
本発明は、ＶＡＶ空調システムに適用することができる。 The present invention can be applied to a VAV air conditioning system.
１ａ…空調機、２…給気ダクト、３−１〜３−４…ＶＡＶユニット、４ａ−１〜４ａ−４…ＶＡＶコントローラ、５ａ…給気制御コントローラ、６−１〜６−４…室内温度センサ、７…給気温度センサ、８−１〜８−４…被制御エリア、９−１〜９−４…吐出口、１０…室外機、１１…室内機、４０…室内温度計測値取得部、４１…風速計測値取得部、４２…室内温度設定値取得部、４３…平準化室内温度演算部、４４…冷暖房判定部、４５…要求風量演算部、４６…制御部、４７…要求風量値通知部、４８…制御ステータス通知部、４９…受付部、５０…給気温度計測値取得部、５１…平準化給気温度演算部、５２…操作量演算部、５３…制御部、５４…制御ステータス取得部、５５…給気温度設定部、５６…要求風量取得部、５７…給気風量演算部、５８…風量制御部、５９…情報通知部、１００…コンプレッサ、１０１…四方弁、１０２，１１０…冷媒制御弁、１０３，１１１…熱交換器、１１２…ファン。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
被制御エリア毎に設けられたＶＡＶユニットと、
前記ＶＡＶユニットを被制御エリア毎に制御するように構成された複数のＶＡＶコントローラと、
前記空調機から前記複数のＶＡＶユニットに供給される給気の温度を計測するように構成された給気温度センサと、
前記給気温度センサによって計測された給気温度を移動平均処理した平準化給気温度を演算するように構成された平準化給気温度演算部と、
前記平準化給気温度と給気温度設定値とが一致するように操作量を演算するように構成された操作量演算部と、
前記操作量に基づいて前記空調機を制御するように構成された第１の制御部とを備えることを特徴とするＶＡＶ空調システム。 An air conditioner,
A VAV unit provided for each controlled area;
A plurality of VAV controllers configured to control the VAV unit for each controlled area;
A supply air temperature sensor configured to measure temperatures of supply air supplied from the air conditioner to the plurality of VAV units;
A leveled supply air temperature calculation unit configured to calculate a leveled supply air temperature obtained by moving and averaging the supply air temperature measured by the supply air temperature sensor;
An operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount so that the leveled supply air temperature and the supply air temperature set value match,
A VAV air conditioning system comprising: a first controller configured to control the air conditioner based on the operation amount.
さらに、前記被制御エリアの室内温度を被制御エリア毎に計測するように構成された複数の室内温度センサと、
前記室内温度センサによって計測された室内温度を移動平均処理した平準化室内温度を、被制御エリア毎に演算するように構成された平準化室内温度演算部と、
前記平準化室内温度と室内温度設定値とが一致するように給気の要求風量を被制御エリア毎に演算するように構成された要求風量演算部と、
前記要求風量に応じて前記ＶＡＶユニットを被制御エリア毎に制御するように構成された第２の制御部とを備えることを特徴とするＶＡＶ空調システム。 The VAV air conditioning system according to claim 1,
A plurality of indoor temperature sensors configured to measure the indoor temperature of the controlled area for each controlled area;
A leveled room temperature calculating unit configured to calculate, for each controlled area, a leveled room temperature obtained by moving and averaging the room temperature measured by the room temperature sensor;
A required air volume calculation unit configured to calculate the required air volume of the supply air for each controlled area so that the leveled indoor temperature and the indoor temperature set value match.
A VAV air conditioning system comprising: a second control unit configured to control the VAV unit for each controlled area according to the required air volume.
前記空調機は、直膨式の空調機であり、
冷媒を圧縮するように構成されたコンプレッサと、
前記コンプレッサで圧縮された冷媒と空気との熱交換を行うように構成された熱交換器と、
前記熱交換器に流入する冷媒の流量を調節するように構成された冷媒制御弁と、
前記熱交換器によって加熱または冷却された空気を送り出すように構成されたファンとを備え、
前記第１の制御部は、前記操作量に基づいて前記コンプレッサの吐出流量と前記冷媒制御弁の開度とを制御することを特徴とするＶＡＶ空調システム。 The VAV air conditioning system according to claim 1 or 2,
The air conditioner is a direct expansion type air conditioner,
A compressor configured to compress the refrigerant;
A heat exchanger configured to exchange heat between the refrigerant compressed by the compressor and air;
A refrigerant control valve configured to adjust the flow rate of refrigerant flowing into the heat exchanger;
A fan configured to deliver air heated or cooled by the heat exchanger;
The first control unit controls a discharge flow rate of the compressor and an opening degree of the refrigerant control valve based on the operation amount.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0526501A (en) * | 1991-07-15 | 1993-02-02 | Toupure Kk | Air conditioning facility |
| JPH10115450A (en) * | 1996-08-22 | 1998-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioner |
-
2018
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| JPH10115450A (en) * | 1996-08-22 | 1998-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioner |
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