JP6235827B2 - 空調制御装置および方法 - Google Patents
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Description
また、分布系熱流動解析手法に代えて、集中系熱解析手法などの他の熱解析手法を用いて、空調機器に対する所望の制御設定値を推定する場合でも、上記と同様に、境界条件データを与えるものとなっている。
境界条件データとしては、空調空間内部からの影響を示す内部境界条件データと、空調空間外部からの影響を示す外部境界条件データとに大別される。
したがって、従来の隣室温度や外気温度を用いて制御設定値を推定する場合のように、実際に空調空間が外部から受けている影響と境界条件データとの間にミスマッチが発生することはなくなる。このため、空調空間に隣接する隣接空間の温度が大幅に変動しても、空調環境を適切な状況に維持することが可能となる。
熱解析手法の1つである分布系熱流動解析手法では、空調空間を目的空調環境へ制御するための制御設定値を推定する際、空調空間の外部における要因からの空調空間内の空調環境に対する影響を考慮するため、隣室の隣室室温や建物外部の外気温度などを境界条件データとして用いている。また、分布系熱流動解析手法に代えて、他の熱解析手法である集中系熱解析手法を用いる場合も同様である。
[本実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10について説明する。図1は、本実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。図2は、本実施の形態にかかる空調制御システムを示す概略図である。
次に、図1および図3を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10の構成について詳細に説明する。図3は、本実施の形態にかかる空調制御動作を示すフロー図である。
この空調制御装置10には、主な機能部として、通信インターフェース部(以下、通信I/F部という)11、操作入力部12、画面表示部13、記憶部14、および演算処理部15が設けられている。
操作入力部12は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部15へ出力する機能を有している。
画面表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、演算処理部15からの指示に応じて、操作メニューや入出力データなどの各種情報を画面表示する機能を有している。
プログラム14Pは、演算処理部15に読み出されて実行されるプログラムであり、予め外部装置や記録媒体から通信I/F部11を介して記憶部14へ格納される。
演算処理部15で実現される主な処理部として、データ入力部15A、逆解析部15B、および空調指示部15Cがある。
このうち、分布系熱流動解析手法とは、CFD(Computational Fluid Dynamics:数値流体力学)を基本として、境界条件から空間の温度や気流等の分布を数値計算によって求める技術である。一般的なCFDでは、対象空間を網目状の小空間に分割し、隣接する小空間間における熱流を解析する。
集中系熱解析手法における順解析では、解析的に解が求まる場合もあるし、考え得る全ての候補を制御に支障がない短時間で計算できる場合もある。
特に、本発明において、境界条件データ14Aには、隣室や外界から空調空間30を形成する境界部材を経た後の空調環境に与える影響度として、空調空間30内で計測されてデータ入力部15Aで取得された、空調空間30を構成する境界部材の表面温度を示すデータが含まれているものとする。
特に、本発明において、設定条件データ14Bには、境界条件データ14Aに含まれる表面温度と対応して、当該表面温度に代表される壁面領域の表面面積を示すデータが含まれているものとする。
制御設定値データ14Dは、逆解析部15Bで求められた、空調空間30を目的空調環境へ制御するための、空調機器22ごとの給気温度や給気風量などからなる設定値を示すデータである。
次に、図4を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10の動作について説明する。図4は、本実施の形態にかかる空調制御処理を示すフローチャートである。
空調制御装置10の演算処理部15は、起動時あるいはオペレータ操作に応じて、図4の空調制御処理を開始する。
ここで、更新不要と判定された場合(ステップ101:NO)、逆解析部15Bは、一定期間待機した後(ステップ104)、ステップ100へ戻る。
このように、本実施の形態は、データ入力部15Aが、空調空間30内で計測された空調空間30を構成する境界部材の表面温度を取得し、逆解析部15Bが、空調空間30の構成を示す設定条件データ14B、および表面温度を含む空調空間内の空調環境への影響を示す境界条件データ14Aに基づいて、空調空間30内の空調環境を逆解析することにより、空調空間30を目的空調環境へ制御するための制御設定値を推定し、空調指示部15Cが、逆解析部15Bで推定した制御設定値を空調システム20へ指示するようにしたものである。
したがって、従来の隣室温度や外気温度を用いて制御設定値を推定する場合のように、実際に空調空間が外部から受けている影響と境界条件データとの間にミスマッチが発生することはなくなる。このため、空調空間に隣接する隣接空間の温度が大幅に変動しても、空調環境を適切な状況に維持することが可能となる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
Claims (4)
- 空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して制御設定値を指示することにより、前記空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置であって、
前記空調空間内で計測された前記空調空間を構成する境界部材の表面温度を取得するデータ入力部と、
前記空調空間の構成を示す設定条件データ、および前記表面温度を含む前記空調空間内の空調環境への影響を示す境界条件データに基づいて、前記空調空間内の空調環境を逆解析することにより、前記空調空間を前記目的空調環境へ制御するための制御設定値を推定する逆解析部と、
前記逆解析部で推定した前記制御設定値を前記空調システムへ指示する空調指示部とを備え、
前記設定条件データは、前記境界条件データに含まれる表面温度と対応して、前記表面温度が取得された前記境界部材の表面面積を示すデータを含む
ことを特徴とする空調制御装置。 - 請求項1に記載の空調制御装置において、
前記データ入力部は、前記空調空間内に設置されている赤外線アレイセンサで検出された温度分布データから、前記表面温度を抽出することを特徴とする空調制御装置。 - 空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して制御設定値を指示することにより、前記空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置で用いられる空調制御方法であって、
データ入力部が、前記空調空間内で計測された前記空調空間を構成する境界部材の表面温度を取得するデータ入力ステップと、
逆解析部が、前記空調空間の構成を示す設定条件データ、および前記表面温度を含む前記空調空間内の空調環境への影響を示す境界条件データに基づいて、前記空調空間内の空調環境を逆解析することにより、前記空調空間を前記目的空調環境へ制御するための制御設定値を推定する逆解析ステップと、
空調指示部が、逆解析ステップで推定した前記制御設定値を前記空調システムへ指示する空調指示ステップとを備え、
前記設定条件データは、前記境界条件データに含まれる前記表面温度と対応して、前記表面温度が取得された前記境界部材の表面面積を示すデータを含む
ことを特徴とする空調制御方法。 - 請求項3に記載の空調制御方法において、
前記データ入力ステップは、前記空調空間内に設置されている赤外線アレイセンサで検出された温度分布データから、前記表面温度を抽出することを特徴とする空調制御方法。
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