JP5209244B2 - 空調制御システムおよび空調制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルブの開度を調節することにより空調機に流す冷温水の流量を制御する空調制御システムおよび空調制御方法に関するものである。

従来より、冷温水を熱媒体とする空調制御システムに関して、その熱媒体の送水圧力を制御するシステムが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図であるが、従来においてもその全体構成は同様であるので、図１を用いて従来の空調制御システムについて説明する。

一次ポンプ２−１，２−２により圧送され熱源機１−１，１−２により熱量が付加された冷温水（送水）は、往路ヘッダー３−１に送られ、二次ポンプ９−１，９−２により圧送されて往路ヘッダー３−２を経て送水管路４に供給され、空調機５−１〜５−３を通過して還水管路７により還水として還路ヘッダー８に至り、再びポンプ２−１，２−２によって圧送される。
空調制御装置１４は、空調機５−１〜５−３から送出される給気の温度と温度設定値との偏差、あるいは給気の湿度と湿度設定値との偏差に基づいてバルブ６−１〜６−３の開度を制御する。

また、空調制御装置１４は、バルブ６−１〜６−３の開度とバルブ通過流量に基づいて空調機制御ステータスを決定する。
送水制御装置１５は、空調機制御ステータスに基づいて設定送水圧力を決定し、圧力センサ１１によって計測される現在の送水圧力が設定送水圧力と一致するように、インバータ９−１ａ，９−２ａを介して二次ポンプ９−１，９−２のインバータ回転数を制御する。

特開平８−７５２２３号公報 特開平８−７５２２４号公報

特許文献１、特許文献２に開示された空調制御システムによれば、送水圧力を可変とすることにより、省エネルギーを実現することができる。
しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示された空調制御システムでは、温湿度設定の誤り（過剰冷房、過剰暖房）等により設計最大流量を超える冷温水が空調機に流れると、空調制御システムの消費エネルギーが増加するという問題点があった。

一般的に空調機の冷温水コイルは供給熱量に応じて設計されており、温度制御もしくは湿度制御は、温度偏差もしくは湿度偏差に基づくフィードバック制御により、バルブの開度を制御して、冷温水コイルを通過する冷温水の流量を制御している。
一方、一般的に温湿度設定はユーザもしくはビル管理担当者に委ねられており、彼らが設計条件を逸脱する設定変更をした場合、設計最大流量を逸脱した冷温水が空調機の冷温水コイルを通過する。冷温水コイルは、設計温度差条件と設計最大流量条件により最大熱量条件が定められている。

ここで、前述のように設計最大流量を超える冷温水が冷温水コイルに流れると、ポンプの搬送動力が増加して消費エネルギーが増加する。また、冷温水コイルにおいて設計条件以上で交換できる熱量はほぼ一定であるため、流量に反比例して空調機の入口と出口の冷温水の温度差が減少し、結果として熱源機の効率が悪化し、熱源機の消費エネルギーが増加する。

本来は、配管系統毎にバルブの開度が最大時に設計最大流量となるように手動バルブで調整するべきであるが、工数がかかるために行われていない。
また、要求流量が大きい系統のバルブの開度を送水制御の判断指標から外したり、送水制御における重み付けを弱めるなどの手法もあるが、現場作業の手間と工数が増大するという問題点があった。

また、特許文献１、特許文献２に開示された空調制御システムでは、冷温水コイルに設計最大流量を超える冷温水を流していないにもかかわらず、空調機の入口と出口で冷温水の設計温度差を確保できず、空調制御システムの消費エネルギーが増加するという問題点があった。前述のとおり、設計温度差を確保できない場合には、熱源機の効率が悪化し、熱源機の消費エネルギーが増加する。設計最大流量を超える冷温水を流していないにもかかわらず、設計温度差を確保できない理由は、空調負荷に対して過流量となっているからである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、温湿度設定の誤り等により設計最大流量を超える流量要求が発生したとしても、消費エネルギーの増加を抑制することができる空調制御システムおよび空調制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、空調負荷に対して過流量となっている場合に、消費エネルギーの増加を抑制することができる空調制御システムおよび空調制御方法を提供することを目的とする。

本発明の空調制御システムは、冷温水を送出するポンプと、前記冷温水の供給を受ける空調機と、この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブと、前記バルブを通過する冷温水の流量を周期的に計測する流量計測手段と、前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を周期的に算出する演算部と、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超えない場合は、前記演算部によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算部によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量および前記設計最大流量より小さい場合は、前記演算部によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算部によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量以上または前記設計最大流量以上の場合は、前記設計最大流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新するバルブ開度制限手段と、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が前記バルブ開度制限手段によって更新された設定流量と合致するように前記バルブの開度を周期的に制御するバルブ制御部と、前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を周期的に制御する送水圧力制御手段とを備えるものである。
また、本発明の空調制御システムは、冷温水を送出するポンプと、前記冷温水の供給を受ける空調機と、この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブと、前記バルブを通過する冷温水の流量を周期的に計測する流量計測手段と、前記空調機を通過した還水の温度を周期的に計測する還水温度計測手段と、前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が前記設定流量と合致するように前記バルブの開度を周期的に制御する空調制御手段と、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに前記還水温度計測手段によって計測された計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに前記計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、冷房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以上となり暖房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以下となるように前記バルブ開度を制限するバルブ開度制限手段と、前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を周期的に制御する送水圧力制御手段とを備えるものである。

また、ポンプと空調機とバルブとを備えた空調制御システムにおいて、本発明の空調制御方法は、前記バルブを通過する冷温水の流量を計測する流量計測手順と、前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出する演算手順と、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超えない場合は、前記演算手順によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算手順によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量および前記設計最大流量より小さい場合は、前記演算手順によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算手順によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量以上または前記設計最大流量以上の場合は、前記設計最大流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新するバルブ開度制限手順と、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が前記バルブ開度制限手順によって更新された設定流量と合致するように前記バルブの開度を制御するバルブ制御手順と、前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を制御する送水圧力制御手順とを、周期的に実行するものである。
また、ポンプと空調機とバルブとを備えた空調制御システムにおいて、本発明の空調制御方法は、前記バルブを通過する冷温水の流量を計測する流量計測手順と、前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が前記設定流量と合致するように前記バルブの開度を制御する空調制御手順と、前記空調機を通過した還水の温度を計測する還水温度計測手順と、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに前記還水温度計測手順によって計測された計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに前記計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、冷房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以上となり暖房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以下となるように前記バルブ開度を制限するバルブ開度制限手順と、前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を制御する送水圧力制御手順とを、周期的に実行するものである。

本発明によれば、計測したバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合にバルブの開度を制限することで、温湿度設定の誤り（過剰冷房、過剰暖房）等により設計最大流量を超える流量要求が発生したとしても、バルブ通過流量が設計最大流量以下となるように抑制することができ、ポンプ搬送動力の増加による消費エネルギーの増加を抑制することができる。また、本発明では、バルブ通過流量が設計最大流量以下となるように抑制することで、空調機の入口と出口で冷温水の温度差を確保することができるので、熱源機の運転効率を向上させることができ、熱源機の消費エネルギーの増加を抑制することができる。さらに、本発明では、要求流量が大きい系統のバルブの開度を送水制御の判断指標から外したり、送水制御における重み付けを弱めるなどの手法をとる必要がなく、現場作業の手間を省くことができる。

また、本発明では、計測したバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに計測した計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、バルブの開度を制限することで、空調負荷に対して過流量となっている場合にバルブ通過流量を抑制することができる。その結果、本発明では、空調機の入口と出口で冷温水の温度差を確保することができるので、熱源機の運転効率を向上させることができ、熱源機の消費エネルギーの増加を抑制することができる。

［第１の実施の形態］
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空調制御システムの構成を示すブロック図である。
図１の空調制御システムは、冷温水を生成する冷温水発生機、ヒートポンプ、冷凍機、ボイラー等の熱源機１−１，１−２と、この熱源機１−１，１−２の補機としての一次ポンプ２−１，２−２と、複数の熱源機１−１，１−２からの冷温水を混合する往路ヘッダー３−１，３−２と、送水管路４と、空調機５−１〜５−３と、空調機５−１〜５−３に供給される冷温水の流量を制御するバルブ６−１〜６−３と、還水管路７と、空調機５−１〜５−３において熱交換され還水管路７を介して送られてくる冷温水が戻される還路ヘッダー８と、往路ヘッダー３−１と３−２の間に設けられた二次ポンプ９−１，９−２と、往路ヘッダー３−１と３−２の間に設けられたバイパス弁１０と、配管系末端の送水圧力を計測する圧力センサ１１と、空調機５−１〜５−３から送出される給気の温度を計測する給気温度センサ１２−１〜１２−３と、空調機５−１〜５−３を通過した還水の温度を計測する還水温度センサ（還水温度計測手段）１３と、バルブ６−１〜６−３の開度を調整することにより空調機５−１〜５−３への冷温水の供給量を制御する空調制御装置１４と、冷温水を空調機５−１〜５−３へ送出するポンプ９−１，９−２等を制御する送水制御装置１５をから構成される。

バルブ６−１〜６−３は、それぞれバルブ６−１〜６−３を通過する冷温水の流量を計測する流量センサ（流量計測手段）を備えている。二次ポンプ９−１，９−２は、それぞれインバータ９−１ａ，９−２ａを備えている。

一次ポンプ２−１，２−２により圧送され熱源機１−１，１−２により熱量が付加された冷水又は温水等の熱媒（送水）は、往路ヘッダー３−１に送られ、二次ポンプ９−１，９−２により圧送されて往路ヘッダー３−２を経て送水管路４に供給され、空調機５−１〜５−３を通過して還水管路７により還水として還路ヘッダー８に至り、再びポンプ２−１，２−２によって圧送される。このように、冷温水は以上の経路を循環する。

なお、上述において、配管系末端とは、建物の１番高いところに設置されたバルブの近傍、またはポンプからの引き回し距離が最も長いバルブの近傍のどちらかである。このうちのどちらを選ぶかは建物によって適宜決めることができる。送水圧力を測定する場所はポンプとバルブとの間の配管ならばどこでも良いが、特に配管系末端で測定することが望ましい。すなわち、配管系末端は配管の圧損による送水圧低下の影響を最も受け易い場所なので、ここの送水圧力が所定の値を満足するように制御すれば、全ての配管系において所定の送水圧力を満足させることが可能となる。

図２は空調制御装置１４の構成例を示すブロック図である。空調制御装置１４は、給気温度センサ１２−１〜１２−３が計測した給気温度の値を受信する給気温度受信部１４０と、バルブ６−１〜６−３の流量センサが計測した流量の値を受信する流量受信部１４１と、還水温度センサ１３が計測した還水温度の値を受信する還水温度受信部１４２と、ユーザもしくは建物の管理担当者によって設定された温度設定値（または湿度設定値）を受ける設定部１４３と、空調機５−１〜５−３を流れる冷温水の設計最大流量の値と、設計還水温度の値とを予め記憶する記憶部１４４と、空調機５−１〜５−３へ供給する冷温水の設定流量を決定すると共に、空調機５−１〜５−３の制御状態（空調機制御ステータス）を決定する演算部１４５と、演算部１４５が決定した設定流量に基づいてバルブ６−１〜６−３の開度を制御するバルブ制御部１４６と、空調機制御ステータスを送水制御装置１５へ送信する空調機制御ステータス送信部１４７とを有する。
演算部１４５とバルブ制御部１４６とは、空調制御手段とバルブ開度制限手段とを構成している。

図３は送水制御装置１５の構成例を示すブロック図である。送水制御装置１５は、圧力センサ１１が計測した送水圧力の値を受信する送水圧力受信部１５０と、空調制御装置１４から送信された空調機制御ステータスを受信する空調機制御ステータス受信部１５１と、空調機制御ステータスに基づいて設定送水圧力を決定する演算部１５２と、演算部１５２が決定した設定送水圧力に基づいてインバータ９−１ａ，９−２ａを介して二次ポンプ９−１，９−２の回転数（以下、インバータ回転数という）を制御するポンプ制御部１５３とを有する。

次に、本実施の形態の空調制御システムの動作について説明する。図４は空調制御装置１４の動作を示すフローチャート、図５は空調制御装置１４による空調機制御ステータスの決定方法を示すフローチャート、図６は送水制御装置１５の動作を示すフローチャート、図７は送水制御装置１５による総合送水ステータスの決定方法を示すフローチャートである。

空調機５−１〜５−３は、熱源機１−１，１−２から冷水又は温水の供給を受けて、空調制御エリアとなる室内から戻る空気（還気）と外気との混合気を冷却または加熱し、冷却または加熱した給気を室内に送り込む。
空調制御装置１４の給気温度受信部１４０は、給気温度センサ１２−１〜１２−３によって計測された給気温度を示す給気温度信号を受信する（図４ステップＳ１）。

演算部１４５は、設定部１４３によって設定された温度設定値と給気温度受信部１４０が受信した給気温度の値とが一致するように、バルブ６−１〜６−３の設定流量を算出する（ステップＳ２）。すなわち、演算部１４５は、温度設定値と給気温度との偏差に基づいて、例えばＰＩＤ演算により設定流量を求める。演算部１４５は、このような設定流量の算出を、空調機とこれに対応する給気温度センサの組毎に行う。
なお、湿度センサによって給気の湿度を計測し、湿度設定値と現在の給気湿度との偏差に基づいて、設定流量を算出するようにしてもよい。

一方、流量受信部１４１は、バルブ６−１〜６−３の流量センサによって計測された冷温水のバルブ通過流量を示す流量信号を受信する（ステップＳ３）。
演算部１４５は、流量受信部１４１が受信した現在のバルブ通過流量の値と記憶部１４４に記憶された設計最大流量の値とを比較し、現在のバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合（ステップＳ４において判定ＹＥＳ）、バルブ通過流量が設計最大流量以下となるようにバルブ６−１〜６−３の開度を制限する（ステップＳ５）。

バルブ６−１〜６−３の開度制限の具体的な手法は、例えば以下のようになる。演算部１４５は、現在のバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつステップＳ２で算出した設定流量が現在の設定流量および設計最大流量より小さい場合は、ステップＳ２で算出した設定流量を新たな設定流量として更新し、この更新後の設定流量をバルブ制御部１４６に出力することで、バルブ６−１〜６−３の開度を制限する（ステップＳ５）。また、演算部１４５は、現在のバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつステップＳ２で算出した設定流量が現在の設定流量以上または設計最大流量以上の場合は、設計最大流量を新たな設定流量として、この更新後の設定流量をバルブ制御部１４６に出力することで、バルブ６−１〜６−３の開度を制限する（ステップＳ５）。

バルブ制御部１４６は、現在のバルブ通過流量の値が演算部１４５から出力された設定流量の値に合致するように、バルブ６−１〜６−３の開度を制御する。こうして、バルブ６−１〜６−３の開度を制限することができる。演算部１４５は、ステップＳ４，Ｓ５の処理をバルブ６−１〜６−３毎に行う。
記憶部１４４に予め記憶させておく設計最大流量は、全ての空調機５−１〜５−３に共通の値でもよいし、空調機５−１〜５−３毎に定めた値でもよいことは言うまでもない。

次に、現在のバルブ通過流量が設計最大流量以下の場合（ステップＳ４において判定ＮＯ）、還水温度受信部１４２は、還水温度センサ１３によって計測された還水温度を示す還水温度信号を受信する（ステップＳ６）。
演算部１４５は、還水温度受信部１４２が受信した現在の還水温度の値と記憶部１４４に記憶された設計還水温度の値とを比較し、現在の還水温度が設計還水温度より低い場合（ステップＳ７において判定ＹＥＳ）、還水温度が設計還水温度以上となるようにバルブ６−１〜６−３の開度を制限する（ステップＳ８）。

バルブ６−１〜６−３の開度制限の具体的な手法は上記と同じである。また、演算部１４５は、ステップＳ７において現在の還水温度が設計還水温度以上の場合、ステップＳ２で算出した設定流量を新たな設定流量として、この更新後の設定流量をバルブ制御部１４６に出力することで、バルブ６−１〜６−３の開度を制御する（ステップＳ９）。

なお、現在の還水温度が設計還水温度より低い場合にステップＳ７において判定ＹＥＳとなるのは冷房運転の場合である。暖房運転の場合には、現在の還水温度が設計還水温度より高い場合にステップＳ７において判定ＹＥＳ、現在の還水温度が設計還水温度以下の場合に判定ＮＯとなるようにし、ステップＳ７において判定ＹＥＳの場合に還水温度が設計還水温度以下となるようにバルブ６−１〜６−３の開度を制限すればよい。設計還水温度は、冷水（冷房運転）の場合と温水（暖房運転）の場合で別々に設定されることは言うまでもない。

ステップＳ５，Ｓ８，Ｓ９の処理終了後、演算部１４５は、バルブ６−１〜６−３の流量制御状態に基づいて空調機５−１〜５−３の制御状態（空調機制御ステータス）を決定し（ステップＳ１０）、この空調機制御ステータスを空調機制御ステータス送信部１４７を介して送水制御装置１５へ送信する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０における空調機制御ステータスの決定方法を図５を用いて説明する。

まず、演算部１４５は、バルブ６−１〜６−３の全開状態が所定時間（例えば５分）保持されたか否かをチェックし（図５ステップＳ２１）、所定時間保持されなかった場合には、該当する空調機の空調機制御ステータスを「送水圧過多」とする（ステップＳ２２）。また、演算部１４５は、バルブ６−１〜６−３の全開状態が所定時間保持された場合、流量不足状態（実際のバルブ通過流量が設定流量よりも不足している状態）が所定時間（例えば５分）保持されたか否かをチェックする（ステップＳ２３）。

演算部１４５は、流量不足状態が所定時間保持されなかった場合には、該当する空調機の空調機制御ステータスを「最適送水圧」とし（ステップＳ２４）、流量不足状態が所定時間保持された場合には、該当する空調機の空調機制御ステータスを「送水圧不足」とする（ステップＳ２５）。こうして、ステップＳ１０の処理が終了する。演算部１４５は、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理を空調機５−１〜５−３毎（バルブ６−１〜６−３毎）に行う。

空調制御装置１４は、以上のような図４に示すステップＳ１〜Ｓ１１の処理を、システムが動作停止するまで（図４ステップＳ１２においてＹＥＳ）、繰り返し行う。

次に、送水制御装置１５の動作を図６、図７を用いて説明する。送水制御装置１５の空調機制御ステータス受信部１５１は、空調制御装置１４から送られてくる空調機制御ステータスを受信する（図６ステップＳ３１）。
送水制御装置１５の演算部１５２は、受信した空調機制御ステータスに基づいて総合送水状態（総合送水ステータス）を決定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２における総合送水ステータスの決定方法を図７を用いて説明する。

まず、演算部１５２は、各空調機５−１〜５−３の空調機制御ステータスに「送水圧不足」が１つでもあるか否かをチェックし（図７ステップＳ４１）、「送水圧不足」が１つでもあれば総合送水ステータスを「送水圧不足」と決定する（ステップＳ４２）。演算部１５２は、各空調機５−１〜５−３の空調機制御ステータスに「送水圧不足」がない場合、「送水圧過多」の個数をチェックし（ステップＳ４３）、「送水圧過多」の個数が設定個数（本実施例では１個）以上であれば、総合送水ステータスを「送水圧過多」と決定する（ステップＳ４４）。また、演算部１５２は、「送水圧過多」の個数が設定個数未満であれば、総合送水ステータスを「最適送水圧」と決定する（ステップＳ４５）。こうして、ステップＳ３２の処理が終了する。

次に、演算部１５２は、総合送水ステータスに基づいて、設定送水圧力を決定する（図６ステップＳ３３）。設定送水圧力の決定方法は、例えば以下のようになる。演算部１５２は、総合送水ステータスが「最適送水圧」であれば、現在の設定送水圧力を変更せずに維持する（ステップＳ３３）。また、演算部１５２は、総合送水ステータスが「送水圧不足」であれば、現在の設定送水圧力に所定の設定値変更量ΔＰを加算した値を新たな設定送水圧力とする（ステップＳ３３）。また、演算部１５２は、総合送水ステータスが「送水圧過多」であれば、現在の設定送水圧力から所定の設定値変更量ΔＰを減算した値を新たな設定送水圧力とする（ステップＳ３３）。

送水制御装置１５の送水圧力受信部１５０は、圧力センサ１１によって計測された送水圧力を示す送水圧力信号を受信する（ステップＳ３４）。
そして、演算部１５２は、ステップＳ３３で決定した設定送水圧力の値をポンプ制御部１５３に出力することで、送水圧力を制御する（ステップＳ３５）。ポンプ制御部１５３は、圧力センサ１１によって計測された現在の送水圧力が設定送水圧力と一致するように、インバータ９−１ａ，９−２ａを介して二次ポンプ９−１，９−２のインバータ回転数を制御する。
送水制御装置１５は、以上のような図６に示すステップＳ３１〜Ｓ３５の処理を、システムが動作停止するまで（図６ステップＳ３６においてＹＥＳ）、繰り返し行う。

以上のように、本実施の形態では、計測したバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合にバルブ６−１〜６−３の開度を制限することで、温湿度設定の誤り（過剰冷房、過剰暖房）等により設計最大流量を超える流量要求が発生したとしても、バルブ通過流量が設計最大流量以下となるように抑制することができ、ポンプ搬送動力の増加による消費エネルギーの増加を抑制することができる。また、本実施の形態では、バルブ通過流量が設計最大流量以下となるように抑制することで、空調機５−１〜５−３の入口と出口で冷温水の温度差を確保することができるので、熱源機１−１，１−２の運転効率を向上させることができ、熱源機１−１，１−２の消費エネルギーの増加を抑制することができる。また、本実施の形態では、要求流量が大きい系統のバルブの開度を送水制御の判断指標から外したり、送水制御における重み付けを弱めるなどの手法をとる必要がなく、現場作業の手間を省くことができる。

また、本実施の形態では、計測したバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに計測した計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、バルブ６−１〜６−３の開度を制限することで、空調負荷に対して過流量となっている場合にバルブ通過流量を抑制することができる。その結果、本実施の形態では、空調機５−１〜５−３の入口と出口で冷温水の温度差を確保することができるので、熱源機１−１，１−２の運転効率を向上させることができ、熱源機１−１，１−２の消費エネルギーの増加を抑制することができる。

また、本実施の形態のように、バルブ６−１〜６−３に流量センサを内蔵させることで、配管への流量センサ施工の必要がなくなり、本発明の適用対象物件を広げることができる。
なお、本実施の形態では、二次ポンプ９−１，９−２を有するシステムへの適用例として説明したが、一次ポンプ２−１〜２−３のみを有するシステムにおいても、本実施の形態と同様にして一次ポンプ２−１〜２−３を制御すればよい。

また、本実施の形態で説明した空調制御装置１４、送水制御装置１５は、それぞれＣＰＵ、記憶装置および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。これらのコンピュータのＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、空調制御に適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図である。 図１の空調制御システムの空調制御装置の構成例を示すブロック図である。 図１の空調制御システムの送水制御装置の構成例を示すブロック図である。 図２の空調制御装置の動作を示すフローチャートである。 図２の空調制御装置による空調機制御ステータスの決定方法を示すフローチャートである。 図３の送水制御装置の動作を示すフローチャートである。 図３の送水制御装置による総合送水ステータスの決定方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１−１，１−２…熱源機、２−１，２−２…一次ポンプ、３−１，３−２…往路ヘッダー、４…送水管路、５−１〜５−３…空調機、６−１〜６−３…バルブ、７…還水管路、８…還路ヘッダー、９−１，９−２…二次ポンプ、９−１ａ，９−２ａ…インバータ、１０…バイパス弁、１１…圧力センサ、１２−１〜１２−３…給気温度センサ、１３…還水温度センサ、１４…空調制御装置、１５…送水制御装置、１４０…給気温度受信部、１４１…流量受信部、１４２…還水温度受信部、１４３…設定部、１４４…記憶部、１４５…演算部、１４６…バルブ制御部、１４７…空調機制御ステータス送信部、１５０…送水圧力受信部、１５１…空調機制御ステータス受信部、１５２…演算部、１５３…ポンプ制御部。

Claims (4)

1. 冷温水を送出するポンプと、
   前記冷温水の供給を受ける空調機と、
   この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブと、
   前記バルブを通過する冷温水の流量を周期的に計測する流量計測手段と、
   前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を周期的に算出する演算部と、
   前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超えない場合は、前記演算部によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算部によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量および前記設計最大流量より小さい場合は、前記演算部によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算部によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量以上または前記設計最大流量以上の場合は、前記設計最大流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新するバルブ開度制限手段と、
   前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が前記バルブ開度制限手段によって更新された設定流量と合致するように前記バルブの開度を周期的に制御するバルブ制御部と、
   前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を周期的に制御する送水圧力制御手段とを備えることを特徴とする空調制御システム。
2. 冷温水を送出するポンプと、
   前記冷温水の供給を受ける空調機と、
   この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブと、
   前記バルブを通過する冷温水の流量を周期的に計測する流量計測手段と、
   前記空調機を通過した還水の温度を周期的に計測する還水温度計測手段と、
   前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出し、前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が前記設定流量と合致するように前記バルブの開度を周期的に制御する空調制御手段と、
   前記流量計測手段によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに前記還水温度計測手段によって計測された計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに前記計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、冷房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以上となり暖房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以下となるように前記バルブ開度を制限するバルブ開度制限手段と、
   前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を周期的に制御する送水圧力制御手段とを備えることを特徴とする空調制御システム。
3. 冷温水を送出するポンプと、前記冷温水の供給を受ける空調機と、この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブとを備えた空調制御システムにおいて、前記バルブの開度を制御する空調制御方法であって、
   前記バルブを通過する冷温水の流量を計測する流量計測手順と、
   前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出する演算手順と、
   前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超えない場合は、前記演算手順によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算手順によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量および前記設計最大流量より小さい場合は、前記演算手順によって算出された設定流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量を超える場合で、かつ前記演算手順によって算出された設定流量がバルブ開度制御に用いる現在の設定流量以上または前記設計最大流量以上の場合は、前記設計最大流量をバルブ開度制御に用いる新たな設定流量として更新するバルブ開度制限手順と、
   前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が前記バルブ開度制限手順によって更新された設定流量と合致するように前記バルブの開度を制御するバルブ制御手順と、
   前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を制御する送水圧力制御手順とを、周期的に実行することを特徴とする空調制御方法。
4. 冷温水を送出するポンプと、前記冷温水の供給を受ける空調機と、この空調機に供給される冷温水の流量を制御するバルブとを備えた空調制御システムにおいて、前記バルブの開度を制御する空調制御方法であって、
   前記バルブを通過する冷温水の流量を計測する流量計測手順と、
   前記空調機から送出される給気の温度と給気の設定温度との偏差に基づいて前記バルブの設定流量を算出し、前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が前記設定流量と合致するように前記バルブの開度を制御する空調制御手順と、
   前記空調機を通過した還水の温度を計測する還水温度計測手順と、
   前記流量計測手順によって計測されたバルブ通過流量が設計最大流量以下で、かつ冷房運転のときに前記還水温度計測手順によって計測された計測還水温度が設計還水温度より低い場合又は暖房運転のときに前記計測還水温度が設計還水温度より高い場合に、冷房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以上となり暖房運転のときは前記計測還水温度が設計還水温度以下となるように前記バルブ開度を制限するバルブ開度制限手順と、
   前記バルブ開度とバルブ通過流量によって決定される空調機の制御状態に基づいて、前記ポンプから前記空調機に送出される冷温水の圧力である送水圧力を制御する送水圧力制御手順とを、周期的に実行することを特徴とする空調制御方法。

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