JPH06323595A - Operation controller for air conditioner - Google Patents
Operation controller for air conditionerInfo
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- JPH06323595A JPH06323595A JP5110383A JP11038393A JPH06323595A JP H06323595 A JPH06323595 A JP H06323595A JP 5110383 A JP5110383 A JP 5110383A JP 11038393 A JP11038393 A JP 11038393A JP H06323595 A JPH06323595 A JP H06323595A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空調運転制御装置に関
し、特に、居住者個人の温冷感に適応するようにした制
御装置に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioning operation control device, and more particularly to a control device adapted to the thermal sensation of a resident.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の空調運転制御装置には、特願平
４−２６１７６８号公報に開示されているように、個人
差学習適応制御を用いた先願がある。この運転制御装置
は、室内温度などの室内の環境物理量と、複数のパラメ
ータとの関数である予測温冷感の温冷感指標を演算する
一方、居住者より真温冷感を申告してもらい、上記パラ
メータを学習させ、このパラメータと上記室内温度等よ
り温冷感指標を演算し、この温冷感指標に基づいて圧縮
機の周波数を制御して、居住者の快適感を満足させるよ
うにしたものである。2. Description of the Related Art As this type of air-conditioning operation control device, there is a prior application using individual difference learning adaptive control, as disclosed in Japanese Patent Application No. 4-261768. This operation control device calculates a thermal sensation index of predicted thermal sensation, which is a function of indoor environmental physical quantities such as indoor temperature, and a plurality of parameters, while the occupant declares true thermal sensation. , Learn the above parameters, calculate the thermal sensation index from this parameter and the indoor temperature, etc., and control the frequency of the compressor based on this thermal sensation index so as to satisfy the comfort of the occupants. It was done.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した空気調和装置
の運転制御装置においては、温冷感指標が零になるよう
に圧縮機の周波数をＰＩＤ制御しており、その際、環境
条件から定まる熱定数と制御ゲインとを含む伝達関数か
ら積分制御ゲインと比例制御ゲインと微分制御ゲインと
を決定していた。しかしながら、上記熱定数は、予め実
験的に求めていたゝめ、空調対象である部屋環境の同定
を行っておらず、制御が発散し、制御を行うことができ
ないおそれがあった。つまり、上記熱定数は、室内熱交
換器の熱交熱定数と、室内空気の空気熱定数と、壁等の
建材熱定数と、壁を含めた室外と室内との間の内外水分
量に関する水分量定数とよりなり、この各熱定数を実験
的に求めた固定値としていた。これでは、空調する部屋
が木造物である場合と鉄筋コンクリート物である場合と
で壁等の建材が異なり、建材熱定数及び水分量定数が異
なることになり、制御が発散するおそれがあり、快適制
御を行うことができない場合があるという問題があっ
た。本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、制御
の発散を防止して快適な空調を行うようにすることを目
的とするのもである。In the above-mentioned operation control device for the air conditioner, the frequency of the compressor is controlled by PID so that the thermal sensation index becomes zero, and at that time, the heat determined by the environmental conditions is used. The integral control gain, the proportional control gain, and the derivative control gain are determined from the transfer function including the constant and the control gain. However, since the above-mentioned thermal constant has been experimentally obtained in advance, the room environment to be air-conditioned has not been identified, so that control may diverge and control may not be possible. That is, the heat constant is a heat exchange heat constant of the indoor heat exchanger, an air heat constant of indoor air, a building material heat constant such as a wall, and moisture related to the amount of moisture inside and outside the room including the wall. The thermal constants are fixed values obtained experimentally. In this case, building materials such as walls differ depending on whether the air-conditioned room is a wooden structure or a reinforced concrete product, and the building material thermal constant and moisture content constant will differ, which may cause control to diverge, and comfortable control There was a problem that you may not be able to do. The present invention has been made in view of the above point, and it is also an object of the present invention to prevent divergence of control and perform comfortable air conditioning.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、制御における環境熱定数
を同定するようにしたものである。具体的に、図１に示
すように、請求項１に係る発明が講じた手段は、先ず、
空調空間(11)を空気調和する空気調和装置(2) と、上記
空調空間(11)における所定の環境物理量を計測して計測
信号を出力する環境計測手段(13)とが設けられている。
そして、上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき
該居住者(12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段
(61)と、上記環境計測手段(13)が計測した環境物理量と
複数のパラメータとの関数であって、空調空間(11)の居
住者(12)が感ずる温冷感を予測する温冷感指標を演算す
ると共に、演算した温冷感指標の予想温冷感と上記温冷
感入力手段(61)より入力された真温冷感との温冷感差が
小さくなるように少なくとも１つのパラメータを評価し
て演算する適応制御手段(4) とが設けられている。更
に、上記温冷感指標のパラメータ及び空調空間(11)の環
境熱定数を含む空調システム(1) の伝達関数に基づき上
記適応制御手段(4) が演算したパラメータに対応して温
冷感指標が快適値になるように制御ゲインを導出し、該
制御ゲインによって上記空気調和装置(2) を制御する空
調制御手段(51)が設けられている。加えて、上記伝達関
数における空調空間(11)の環境熱定数を上記環境物理量
から導出する環境同定手段(53)と、該環境同定手段(53)
が導出した環境熱定数に基づく制御範囲内に上記空調制
御手段(51)の制御ゲインを抑制するゲイン調整手段(55)
とが設けられた構成としている。また、請求項２に係る
発明が講じた手段は、請求項１の発明において、空調制
御手段(51)は、温冷感指標が快適値になるように積分制
御ゲインと比例制御ゲインと微分制御ゲインとを導出
し、該各制御ゲインに基づいて空気調和装置(2) をＰＩ
Ｄ制御するように構成されたものである。また、請求項
３に係る発明が講じた手段は、請求項１又は２の発明に
おいて、環境同定手段(53)は、１年間の各月日の室外湿
度を予め記憶して空調運転時における室外湿度を読み出
す湿度記憶手段(53b) と、該湿度記憶手段(53b) が読み
出した室外湿度に基づいて室外蒸気圧を導出する蒸気圧
算出手段(53c) と、該蒸気圧算出手段(53c) が算出した
室外蒸気圧及び環境計測手段(13)が計測した環境物理量
から環境熱定数を算出する熱定数算出手段(53a) とを備
えていた構成としている。In order to achieve the above-mentioned object, the means taken by the present invention is to identify an environmental heat constant in control. Specifically, as shown in FIG. 1, the means taken by the invention according to claim 1 is as follows.
An air conditioner (2) for air-conditioning the air-conditioned space (11) and an environment measuring means (13) for measuring a predetermined environmental physical quantity in the air-conditioned space (11) and outputting a measurement signal are provided.
A thermal sensation input means for inputting the true thermal sensation of the occupant (12) based on the declaration of the occupant (12) of the air-conditioned space (11).
(61) is a function of the environmental physical quantity measured by the environment measuring means (13) and a plurality of parameters, and the thermal sensation predicts the thermal sensation felt by the occupants (12) of the air-conditioned space (11). The index is calculated, and at least one parameter is set so as to reduce the difference in thermal sensation between the predicted thermal sensation of the calculated thermal sensation index and the true thermal sensation input from the thermal sensation input means (61). An adaptive control means (4) for evaluating and calculating is provided. Further, the thermal sensation index corresponding to the parameter calculated by the adaptive control means (4) based on the transfer function of the air conditioning system (1) including the parameter of the thermal sensation index and the environmental heat constant of the air-conditioned space (11). An air-conditioning control means (51) is provided for deriving a control gain so as to obtain a comfortable value and controlling the air conditioner (2) with the control gain. In addition, environment identification means (53) for deriving the environmental heat constant of the air-conditioned space (11) in the transfer function from the environmental physical quantity, and the environment identification means (53)
Gain adjusting means (55) for suppressing the control gain of the air conditioning control means (51) within the control range based on the environmental heat constant derived by
And are provided. The means taken by the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the air-conditioning control means (51) includes an integral control gain, a proportional control gain, and a differential control so that the thermal sensation index becomes a comfortable value. Gain is derived, and the air conditioner (2) is set to PI based on each control gain.
It is configured to perform D control. The means taken by the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the environment identification means (53) stores in advance the outdoor humidity of each month of one year in advance during the air conditioning operation. The humidity storage means (53b) for reading the humidity, the vapor pressure calculation means (53c) for deriving the outdoor vapor pressure based on the outdoor humidity read by the humidity storage means (53b), and the vapor pressure calculation means (53c). The configuration is provided with a thermal constant calculation means (53a) for calculating an environmental thermal constant from the calculated outdoor vapor pressure and the environmental physical quantity measured by the environmental measurement means (13).
【０００５】[0005]
【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
先ず、適応制御手段(4) が個人差学習適応制御等の制御
を行う。つまり、例えば、環境計測手段(13)が計測した
室内温度等の環境物理量に基づいて温冷感指標を演算
し、この温冷感指標が零（快適状態）になるように空調
制御手段(51)が空気調和装置(2) を制御する。例えば、
請求項２に係る発明では、圧縮機の運転周波数が空調制
御手段(51)によってＰＩＤ制御され、居住者(12)の温冷
感を満足させるように空調制御が行われることになる。
一方、環境同定手段(53)は、上記環境計測手段(13)が計
測した室内温度等の環境物理量に基づいて空調制御手段
(51)における伝達関数の環境熱定数を同定する。つま
り、建材等に関係する環境熱定数を同定する。そして、
該環境同定手段(53)が同定した環境熱定数に基づいてゲ
イン調整手段(55)は、空調制御手段(51)の制御ゲインを
所定範囲内に抑制する。この結果、該制御ゲインが所定
範囲内に納まり、制御の発散が防止される。また、請求
項３に係る発明では、空調運転時における室外湿度を湿
度記憶手段(53b) が読み出し、該室外湿度より蒸気圧算
出手段(53c) が室外蒸気圧を導出し、該室外蒸気圧に関
係する環境熱定数を熱定数算出手段(53a) が算出するこ
とになる。この結果、室外湿度のセンサ等を要すること
なく環境熱定数が空調空間(11)の環境に同定される。With the above construction, in the invention according to claim 1,
First, the adaptive control means (4) performs control such as individual difference learning adaptive control. That is, for example, the thermal sensation index is calculated on the basis of the environmental physical quantity such as the indoor temperature measured by the environmental measurement means (13), and the air conditioning control means (51 ) Controls the air conditioner (2). For example,
In the invention according to claim 2, the operating frequency of the compressor is PID controlled by the air conditioning control means (51), and the air conditioning control is performed so as to satisfy the thermal sensation of the occupant (12).
On the other hand, the environment identification means (53) is an air conditioning control means based on the environmental physical quantity such as the room temperature measured by the environment measurement means (13).
The environmental thermal constant of the transfer function in (51) is identified. That is, the environmental heat constants related to building materials and the like are identified. And
The gain adjusting means (55) suppresses the control gain of the air conditioning controlling means (51) within a predetermined range based on the environmental heat constant identified by the environment identifying means (53). As a result, the control gain falls within a predetermined range, and control divergence is prevented. Further, in the invention according to claim 3, the humidity storage means (53b) reads the outdoor humidity during the air conditioning operation, and the vapor pressure calculation means (53c) derives the outdoor vapor pressure from the outdoor humidity to obtain the outdoor vapor pressure. The thermal constant calculation means (53a) calculates the related environmental thermal constants. As a result, the environmental heat constant is identified in the environment of the air-conditioned space (11) without requiring an outdoor humidity sensor or the like.
【０００６】[0006]
【発明の効果】従って、請求項１及び３に係る発明によ
れば、制御における伝達関数の環境熱定数を環境同定手
段(53)によって同定するようにしたゝめに、制御の発散
を確実に防止することができる。この結果、確実な空調
制御を行うことができ、快適性の向上を図ることができ
る。また、請求項２に係る発明では、空気調和装置(2)
をＰＩＤ制御する際、各制御ゲインを環境に対応して抑
制することができるので、制御が発散することなく空気
調和装置(2) を確実にＰＩＤ制御することができる。ま
た、請求項３に係る発明では、予め記憶している室外湿
度より室外蒸気圧を求めて該室外蒸気圧に関係する環境
熱定数を演算するようにしたゝめに、センサ数を少なく
することができるので、少ない部品点数でもって環境熱
定数を同定することができ、制御の発散を確実に防止す
ることができる。Therefore, according to the inventions according to claims 1 and 3, the environmental heat constant of the transfer function in the control is identified by the environment identifying means (53), so that the divergence of the control is surely performed. Can be prevented. As a result, reliable air conditioning control can be performed, and comfort can be improved. In the invention according to claim 2, the air conditioner (2)
When PID control is performed, each control gain can be suppressed according to the environment, so that the air conditioner (2) can be surely PID controlled without divergence of control. In the invention according to claim 3, the number of sensors is reduced because the outdoor vapor pressure is obtained from the outdoor humidity stored in advance and the environmental heat constant related to the outdoor vapor pressure is calculated. Therefore, the environmental heat constant can be identified with a small number of parts, and the divergence of control can be reliably prevented.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２に示すように、 (1)は、本発明が適用
されるHVAC｛熱(heating) と、換気(ventilating) と、
空気調和(air-conditioning)｝システムであって、空調
空間である閉空間の部屋(11)に壁掛型の空気調和装置
(2) が設置されて成る空調システムで、該空気調和装置
(2) が居住者であるユーザ(12)の快適感を充足するよう
に室内を空気調和している。図３は、上記空気調和装置
(2) の概略制御ブロックを示しており、HVACシステム
(1) からの制御情報をシステム制御系(3) における適応
制御系(4) が受取り、該適応制御系(4) が出力する出力
信号を運転制御系(5) が受けて該運転制御系(5) がHVAC
システム(1) に制御信号を出力するように構成されてい
る。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, (1) is the HVAC to which the present invention is applied {heating (heating), ventilation (ventilating),
An air-conditioning system, wherein a wall-mounted air conditioner is installed in a room (11) that is an air-conditioned space.
(2) An air conditioning system comprising:
(2) air-conditions the room so as to satisfy the comfort of the user (12) who is a resident. FIG. 3 shows the air conditioner.
The schematic control block of (2) is shown and the HVAC system
The control information from (1) is received by the adaptive control system (4) in the system control system (3), and the operation control system (5) receives the output signal output by the adaptive control system (4). (5) is HVAC
It is configured to output control signals to the system (1).
【０００８】また、図４は、上記空気調和装置(2) の詳
細な制御ブロックを示しており、上記HVACシステム(1)
と、上記適応制御系(4) 及び運転制御系(5) を有するシ
ステム制御系(3) と、入力系(6) とを備えて構成され、
該HVACシステム(1) は、室内温度が空気調和装置(2) に
よって制御されている。該空気調和装置(2) は、図示し
ないが、圧縮機と室外熱交換器と電動膨脹弁と室内熱交
換器とを備えて冷房サイクルと暖房サイクルとに可逆運
転可能に構成され、該圧縮機は、運転周波数を変更して
運転容量が可変に構成されている。一方、上記部屋(11)
には、環境計測手段である環境状態計測部(13)が設けら
れており、該環境状態計測部(13)は、室内熱交換器の熱
交温度Tmを検出する熱交センサ、室内温度Taを検出する
室温センサ、室内湿度を検出する湿度センサ、環境から
の輻射温度Twを検出する輻射温度センサ（壁面温度セン
サ）、及び室外温度Toを検出する外気温センサで構成さ
れ、該湿度センサの室内湿度と室内温度Taとより室内蒸
気圧Pvを導出して室内温度Taなどの計測信号が上記適応
制御系(4) に入力されている。上記入力系(6) は、温冷
感入力手段である申告入力部(61)を備え、居住者である
ユーザ(12)が感じる真温冷感が入力されるように構成さ
れており、例えば、リモコンに設けられたスライド式の
温冷感スイッチで構成され、“暑い”から“寒い”を７
段階（＋３，＋２，＋１，０，−１，−２，−３）に区
分し、“０”を“快適状態”として真温冷感である温冷
感情報が入力され、該温冷感情報を適応制御系(4) に出
力している。上記システム制御系(3) は、適応制御手段
である適応制御系(4) が演算する温冷感指標Ｖhat に基
づいて運転制御系(5) の空調制御手段であるＰＩＤコン
トローラ(51)が圧縮機の運転周波数をＰＩＤ制御するよ
うに構成されている。そして、この温冷感指標Ｖhat
は、ユーザ(12)が感じる温冷感の予測値である予測温冷
感であって、上記適応制御系(4) は、ユーザ(12)が感じ
る真温冷感とこの予想温冷感が一致するように温冷感指
標Ｖhat を学習制御し、この学習した温冷感指標Ｖhat
を基にＰＩＤコントローラ(51)が圧縮機を制御してい
る。FIG. 4 shows a detailed control block of the air conditioner (2). The HVAC system (1) is shown in FIG.
And a system control system (3) having the adaptive control system (4) and the operation control system (5), and an input system (6),
The room temperature of the HVAC system (1) is controlled by the air conditioner (2). Although not shown, the air conditioner (2) is provided with a compressor, an outdoor heat exchanger, an electric expansion valve, and an indoor heat exchanger so as to be reversibly operated in a cooling cycle and a heating cycle. Has a variable operating capacity by changing the operating frequency. Meanwhile, the above room (11)
An environmental condition measuring unit (13) which is an environmental measuring means is provided in the environmental condition measuring unit (13). The environmental condition measuring unit (13) detects the heat exchange temperature Tm of the indoor heat exchanger, and the indoor temperature Ta. The room temperature sensor for detecting the room temperature, the humidity sensor for detecting the room humidity, the radiant temperature sensor for detecting the radiant temperature Tw from the environment (wall surface temperature sensor), and the outdoor temperature sensor for detecting the outdoor temperature To. The indoor vapor pressure Pv is derived from the indoor humidity and the indoor temperature Ta, and a measurement signal such as the indoor temperature Ta is input to the adaptive control system (4). The input system (6) includes a report input section (61) which is a thermal sensation input means, and is configured to input the true thermal sensation felt by the resident user (12). , Which consists of a slide type thermal sensation switch provided on the remote control, and changes from "hot" to "cold" 7
It is divided into stages (+3, +2, +1, 0, -1, -2, -3), and "0" is set as "comfort state", and thermal sensation information that is a true thermal sensation is input. Information is output to the adaptive control system (4). In the system control system (3), the PID controller (51) which is the air conditioning control means of the operation control system (5) compresses based on the thermal sensation index Vhat calculated by the adaptive control system (4) which is the adaptive control means. It is configured to PID control the operating frequency of the machine. And this thermal sensation index Vhat
Is a predicted thermal sensation that is a predicted value of the thermal sensation that the user (12) feels, and the adaptive control system (4) described above is the true thermal sensation that the user (12) feels and this predicted thermal sensation. The thermal sensation index Vhat is learning-controlled so as to match, and the learned thermal sensation index Vhat is learned.
Based on the above, the PID controller (51) controls the compressor.
【０００９】そこで、上記空調制御の基本的原理となる
適応制御系(4) における個人差学習適応制御の概略につ
いて説明する。先ず、予想平均申告PMV を本制御に適用
するため、ファンガー(Fanger)が採用した諸式の一部を
次式に示すような関係に置き換える。輻射熱伝達の式
は、 Ｒ＝hr・(Tc1−Tr) ……(1) Ｒ：単位面積当りの熱輻射 hr：輻射熱伝達係数 Tc1 ：着衣温度 Tr：輻射温度、18.0℃＜Tr＜30.0℃ となる。また、対流熱伝達の式は、 hc＝ hcn＋hcf ＝constant＋κ・Ｖ0.67 ……(2) hc：対流熱伝達係数 hcn ：強制対流熱伝達係数 hcf ：自然対流熱伝達係数 κ：定数 Ｖ：気流速度 となる。上記(1), (2)式より、温冷感指標Ｖhat が陽的
な形式に展開された次式が導き出される。 Ｖhat ＝θhat0＋θhat1・Pv＋θhat2・Ta＋θhat3・Tr＋θhat4・Ｖ2/3 ＋θhat5・Pv・Ｖ2/3 ＋θhat6・Ta・Ｖ2/3 ……(3) θhat0〜θhat6：パラメータ Ta：室内温度 Pv：室内蒸気圧 また、上記気流速度Ｖを一定（Ｖ＝constant）とし、輻
射温度Trを壁面温度Twと等しい（Tr＝Tw）とすると、
(3)式から線形化された次式が得られる。 Ｖhat ＝Ｃhat0＋Ｃhat1・Pv＋Ｃhat2・Ta＋Ｃhat3・Tw ……(4) Ｃhat0〜Ｃhat3：パラメータ そして、上記(3) 式又は(4) 式を温冷感モデル、つま
り、ユーザモデルとし、ユーザ(12)の申告した真温冷感
によりパラメータθhat0〜θhat6又はＣhat0〜Ｃhat3を
チューニングすることにより、ユーザ(12)個々の温冷感
を学習し、予想温冷感である温冷感指標Ｖhat を真温冷
感に一致させるようにし、ユーザ(12)にとって最適な目
標を決定することができる。An outline of the individual difference learning adaptive control in the adaptive control system (4) which is the basic principle of the air conditioning control will be described. First, in order to apply the expected average declared PMV to this control, some of the formulas adopted by Fanger are replaced with the relations shown in the following formula. The formula for radiant heat transfer is R = hr ・ (Tc1-Tr) …… (1) R: Heat radiation per unit area hr: Radiant heat transfer coefficient Tc1: Clothing temperature Tr: Radiant temperature, 18.0 ℃ <Tr <30.0 ℃ Become. The equation for convection heat transfer is hc = hcn + hcf = constant + κ · V 0.67 (2) hc: convection heat transfer coefficient hcn: forced convection heat transfer coefficient hcf: natural convection heat transfer coefficient κ: constant V: airflow velocity and Become. From the above equations (1) and (2), the following equation in which the thermal sensation index Vhat is developed in an explicit form is derived. Vhat = θhat0 + θhat1 · Pv + θhat2 · Ta + θhat3 · Tr + θhat4 · V 2/3 + θhat5 · Pv · V 2/3 + θhat6 · Ta · V 2/3 (3) θhat0 ~ θhat6: Parameter Ta: Room temperature Pv: Room vapor pressure Also If the airflow velocity V is constant (V = constant) and the radiation temperature Tr is equal to the wall surface temperature Tw (Tr = Tw),
The following linearized equation is obtained from equation (3). Vhat = Chat0 + Chat1, Pv + Chat2, Ta + Chat3, Tw (4) Chat0-Chat3: Parameters Then, the above expression (3) or (4) is used as a thermal sensation model, that is, a user model, and is declared by the user (12). By tuning the parameters θhat0 to θhat6 or Chat0 to Chat3 according to the thermal sensation, the thermal sensation of each user (12) is learned and the thermal sensation index Vhat, which is the predicted thermal sensation, is matched with the thermal sensation. By doing so, the optimum goal for the user (12) can be determined.
【００１０】一方、図２に示すように、熱入力ｑが圧縮
機周波数に比例する単純なHVACシステム(1) において、
該HVACシステム(1) をエネルギと蒸気圧との保存式から
モデル化すると、次式に示すようになる。On the other hand, as shown in FIG. 2, in a simple HVAC system (1) in which the heat input q is proportional to the compressor frequency,
When the HVAC system (1) is modeled from the conservation equation of energy and vapor pressure, it becomes as shown in the following equation.
【００１１】[0011]
【式１】 Tm：室内熱交換器温度 Ta：室内温度 To：室外温度 Tw：輻射温度（壁面温度） Pv：室内蒸気圧 Po：室外蒸気圧 hm：空気調和装置の熱伝達係数 Cm：空気調和装置の熱容量 ha：室内空気の熱伝達係数 Ca：室内空気の熱容量 hw：壁（建材）の熱伝達係数 Cw：壁（建材）の熱容量 hv：壁を含む室外と室内との間の水分量に関する伝達係
数 Cv：壁を含む室外と室内との間の水分量に関する容量 この式(5) を整理すると、次式の状態方程式を導き出す
ことができる。[Formula 1] Tm: Indoor heat exchanger temperature Ta: Indoor temperature To: Outdoor temperature Tw: Radiant temperature (wall surface temperature) Pv: Indoor vapor pressure Po: Outdoor vapor pressure hm: Heat transfer coefficient of air conditioner Cm: Heat capacity of air conditioner ha : Heat transfer coefficient of indoor air Ca: Heat capacity of indoor air hw: Heat transfer coefficient of wall (building material) Cw: Heat capacity of wall (building material) hv: Transfer coefficient of water content between the outside including the wall and the room Cv: Capacity related to the amount of water between the outside including the wall and the inside of the room By rearranging this equation (5), the following equation of state can be derived.
【００１２】[0012]
【式２】 この(6) 式において、状態変数ｘ、部屋(11)の熱収支を
示す熱定数Ａ、及び空気調和装置(2) の室内熱交換器の
熱定数ｂは、次の通りである。[Formula 2] In the equation (6), the state variable x 1 , the heat constant A indicating the heat balance of the room (11), and the heat constant b of the indoor heat exchanger of the air conditioner (2) are as follows.
【００１３】[0013]
【式３】 また、上記温冷感指標Ｖhat は、状態変数ｘを用いる
と、HVACシステム(1) の出力誤差ｅに他ならず、次の通
りとなる。 ｅ＝Ｖhat ＝ｙ−ｒ ……(8) ｙ＝ｃ・ｘ ……(9) ここで、ｙは、上記状態変数（室内外の温度差及び湿度
差）に関係する項で、ｒは、室外条件に関係する項であ
り、次の通りとなる。 ｒ＝−Ｃhat0−Ｃhat2・Po−（Ｃhat1＋Ｃhat3）・To ……(10) ｃ＝［０，Ｃhat2，Ｃhat3，Ｃhat1］ ……(11) 従って、熱入力ｑ（圧縮機周波数）から温冷感指標Ｖha
t への開ループ伝達関数は、[Formula 3] When the state variable x is used, the thermal sensation index Vhat is the same as the output error e of the HVAC system (1) and is as follows. e = Vhat = y−r (8) y = c · x (9) Here, y is a term related to the above-mentioned state variable (indoor / outdoor temperature difference and humidity difference), and r is This is a term related to outdoor conditions and is as follows. r = -Chat0-Chat2 * Po- (Chat1 + Chat3) * To ... (10) c = [0, Chat2, Chat3, Chat1] ... (11) Therefore, from the heat input q (compressor frequency) to the thermal sensation index Vha
The open-loop transfer function to t is
【００１４】[0014]
【式４】 となる。[Formula 4] Becomes
【００１５】一方、上記パラメータθhat0〜θhat6又は
Ｃhat0〜Ｃhat3の学習法としては、制約付再帰的最小自
乗法を用いる。これは、ｍ次元空間Rmにおいて、閉じ且
つ凸な部分空間Ｃ（室内）に存在することが保証された
パラメータベクトルにθ* を収束させるものである。こ
の時、θ* (n) ＝φT (n) ・θ* であり、部分空間Ｃの
内部でパラメータベクトルθ* を収束させるアルゴリズ
ムは、以下のように、誤差e(n)とゲインＫ(n) とパラメ
ータベクトルθhat(n)と共変マトリックスP(n)との漸化
式となる。（尚、詳細は、Graham C. Goodwin とKwai S
ang Sin による“Adaptive Filtering,Prediction,and
Contol”Prentice-Hall,Englewood Cliffs,New Jersey,
1984. 参照） e(n)＝Ｖ* (n) −φT (n) ・θhat(n) ……(13) Ｋ(n) ＝P(n-1)・φ(n)/{1＋φT (n) ・P(n-1)・φ(n)} ……(14) θ hat(n)＝θhat(n-1)＋Ｋ(n) ・e(n) ……(15) P(n)＝{I−Ｋ(n) ・φT (n)}・P(n-1) ……(16) そこで、今、コントローラにＰＩＤ制御を用いると、伝
達関数は、 Gc(s) ＝ {K1・(s＋K2) ・(s＋K3)}/s ……(17) となる。この伝達関数に上記熱入力ｑ（圧縮機周波数）
から温冷感指標Ｖhat への開ループ伝達関数である(12)
式を乗ずると、システム全体の閉ループ伝達関数が、次
式のように求まることになる。On the other hand, as a learning method of the parameters θhat0 to θhat6 or Chat0 to Chat3, the constrained recursive least squares method is used. This converges θ * to a parameter vector that is guaranteed to exist in the closed and convex subspace C (room) in the m-dimensional space Rm. At this time, θ * (n) = φ T (n) · θ * , and the algorithm for converging the parameter vector θ * inside the subspace C is as follows, with the error e (n) and the gain K ( n), the parameter vector θ hat (n), and the covariant matrix P (n). (For details, see Graham C. Goodwin and Kwai S.
“Adaptive Filtering, Prediction, and by ang Sin
Contol ”Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey,
1984. See) e (n) = V * (n) - φ T (n) · θ hat (n) ...... (13) K (n) = P (n-1) · φ (n) / {1+ φ T (n) ・ P (n-1) ・φ (n)} …… (14) θ hat (n) ＝ θ hat (n-1) ＋ K (n) ・ e (n) …… (15 ) P (n) = {I- K (n) · φ T (n)} · P (n-1) ...... (16) Therefore, now, the use of PID control to the controller, the transfer function, Gc ( s) = {K1 ・ (s ＋ K2) ・ (s ＋ K3)} / s …… (17). The heat input q (compressor frequency) is added to this transfer function.
Is an open-loop transfer function from the thermal sensation index Vhat to (12)
By multiplying the equation, the closed loop transfer function of the entire system can be obtained by the following equation.
【００１６】[0016]
【式５】 これにより、制御ゲインK1、K2及びK3が求まることにな
る。以上の原理から、ユーザ(12)の申告からパラメータ
θhat0〜θhat6又はＣhat0〜Ｃhat3を学習させる一方、
この学習したパラメータＣhat0〜Ｃhat3と、ユーザ(12)
の周辺の室内温度Ta、室内蒸気圧Pv及び輻射温度Twか
ら、温冷感指標Ｖhatを演算し、該温冷感指標Ｖhat が
０になるようにＰＩＤ制御により圧縮機の周波数を変化
させる。そして、２０分が経過した後に再びパラメータ
Ｃhat0〜Ｃhat3の学習を行う。この制御を繰返し（３，
４回）、個々のユーザ(12)の快適感を満足させていくよ
うにしている。[Formula 5] As a result, the control gains K1, K2 and K3 are obtained. Based on the above principle, while learning the parameters θhat0 to θhat6 or Chat0 to Chat3 from the declaration of the user (12),
The learned parameters Chat0 to Chat3 and the user (12)
The temperature sensation index Vhat is calculated from the room temperature Ta, the room vapor pressure Pv, and the radiation temperature Tw around, and the frequency of the compressor is changed by PID control so that the temperature sensation index Vhat becomes zero. Then, after 20 minutes have passed, the parameters Chat0 to Chat3 are learned again. Repeat this control (3,
4 times) to make each user (12) feel comfortable.
【００１７】そこで、上記適応制御系(4) は、上述した
原理に基づいて、パラメータ評価部(41)と、パラメータ
記憶部(42)と、温冷感指標演算部(43)と、温冷感指標判
定部(44)とより構成されている。該パラメータ評価部(4
1)は、上記申告入力部(61)からのユーザ(12)の真温冷感
信号を受け、上記(13)〜(16)式に基づたアルゴリズムに
よりパラメータＣhat0〜Ｃhat3を算出するように構成さ
れている。つまり、該パラメータ評価部(41)は、上記ユ
ーザ(12)が申告した真温冷感と予想温冷感である温冷感
指標Ｖhat とを比較し、該真温冷感と予想温冷感との温
冷感差が零になるように少なくとも１つのパラメータＣ
hat0〜Ｃhat3を評価して変更し、該パラメータＣhat0〜
Ｃhat3を算出している。上記パラメータ記憶部(42)は、
パラメータ評価部(41)が算出したパラメータＣhat0〜Ｃ
hat3を記憶するように構成されている。また、上記温冷
感指標演算部(43)は、パラメータ記憶部(42)が記憶した
パラメータＣhat0〜Ｃhat3のパラメータ信号を受けると
共に、環境状態計測部(13)からの室内温度Ta等の検出信
号を受けて、上記温冷感指標Ｖhat を演算するように構
成されている。つまり、該温冷感指標演算部(43)は、現
在の室内が暑いか又は寒いかを示す指標を演算し、上記
ユーザモデルとなっている。更に、上記温冷感指標判定
部(44)は、温冷感指標演算部(43)が演算した温冷感指標
Ｖhat の温冷感信号を受け、該温冷感指標Ｖhat が０に
なったか否か、及び該温冷感指標Ｖhat の微分値である
変化量ΔＶhat が０になったか否か（温冷感指標Ｖhat
が０に安定したか否か）、つまり、室内が快適な状態に
なったか否かを判定するように構成されている。Therefore, the adaptive control system (4), based on the above-mentioned principle, has a parameter evaluation section (41), a parameter storage section (42), a thermal sensation index calculation section (43), and a hot / cold state. It is composed of a feeling index determination unit (44). The parameter evaluation unit (4
1) receives the true / cold sensation signal of the user (12) from the declaration input unit (61), and calculates the parameters Chat0 to Chat3 by the algorithm based on the equations (13) to (16). It is configured. That is, the parameter evaluation unit (41) compares the true thermal sensation declared by the user (12) with the thermal sensation index Vhat which is the expected thermal sensation, and the true thermal sensation and the expected thermal sensation are compared. At least one parameter C so that the difference between the thermal sensation and
hat0 to Chat3 are evaluated and changed, and the parameters Chat0 to
Calculates Chat3. The parameter storage unit (42),
Parameters Chat0 to C calculated by the parameter evaluation unit (41)
It is configured to remember hat3. The thermal sensation index calculation unit (43) receives the parameter signals of the parameters Chat0 to Chat3 stored in the parameter storage unit (42), and detects the indoor temperature Ta or the like from the environmental state measurement unit (13). In response to this, the thermal sensation index Vhat is calculated. That is, the thermal sensation index calculation unit (43) calculates an index indicating whether the current room is hot or cold, and serves as the user model. Furthermore, the thermal sensation index determination unit (44) receives the thermal sensation signal of the thermal sensation index Vhat calculated by the thermal sensation index calculation unit (43), and whether the thermal sensation index Vhat becomes 0. Whether or not the change amount ΔVhat, which is a differential value of the thermal sensation index Vhat, has become 0 (the thermal sensation index Vhat
Is stable to 0), that is, whether or not the room is in a comfortable state is determined.
【００１８】一方、上記ＰＩＤコントローラ(51)は、該
温冷感指標判定部(44)の判定信号を受け、温冷感指標Ｖ
hat が０になるように圧縮機の運転周波数をＰＩＤ制御
するように構成されている。そして、本発明の特徴とし
て、上記運転制御系(5) は、ＰＩＤコントローラ(51)の
他、計測値記憶部(52)と環境同定部(53)とゲイン判断部
(54)とゲイン調整部(55)とを備えている。該計測値記憶
部(52)は、上記環境状態計測部(13)が検出した室内温度
Ta等を記憶するように構成されている。上記環境同定部
(53)は、上記式(18)の伝達関数における空調空間(11)の
環境熱定数ｈ／Ｃを導出する環境同定手段を構成してい
る。上記ゲイン判断部(54)は、上記式(18)の伝達関数に
おける制御ゲインK1、K2及びK3が所定範囲内であるか否
かを判定するように構成されている。上記ゲイン調整部
(55)は、環境同定部(53)が導出した環境熱定数ｈ／Ｃに
基づく制御範囲内に上記ＰＩＤコントローラ(51)の制御
ゲインK1、K2及びK3を抑制するようにゲイン調整手段を
構成している。On the other hand, the PID controller (51) receives the determination signal of the thermal sensation index determination unit (44) and receives the thermal sensation index V.
The operation frequency of the compressor is controlled by PID so that the hat becomes 0. As a feature of the present invention, the operation control system (5) includes a PID controller (51), a measured value storage unit (52), an environment identification unit (53), and a gain determination unit.
(54) and a gain adjusting section (55) are provided. The measured value storage unit (52) stores the room temperature detected by the environmental condition measurement unit (13).
It is configured to memorize Ta etc. The environment identification section
(53) constitutes an environment identification means for deriving the environmental heat constant h / C of the air-conditioned space (11) in the transfer function of the above equation (18). The gain determination unit (54) is configured to determine whether or not the control gains K1, K2 and K3 in the transfer function of the equation (18) are within a predetermined range. The gain adjustment section
(55) is a gain adjusting means configured to suppress the control gains K1, K2 and K3 of the PID controller (51) within a control range based on the environmental heat constant h / C derived by the environment identifying unit (53). is doing.
【００１９】ここで、上記環境熱定数ｈ／Ｃを同定する
ことゝした基本的原理について説明する。従来、上記式
(7) における部屋(11)の熱定数Ａ及び室内熱交換器の熱
定数ｂは、次式のように実験的に定められていた。The basic principle of identifying the environmental heat constant h / C will be described below. Conventionally, the above formula
The thermal constant A of the room (11) and the thermal constant b of the indoor heat exchanger in (7) were experimentally determined as in the following equation.
【００２０】[0020]
【式６】 一方、上記式(18)に示す閉ループの伝達関数において
は、根軌跡判定法を用いることにより、最小位相とな
り、且つどのような制御ゲインK1＞０に対しても、他の
２つの制御ゲインK2及びK3が次式にを充足する限り安定
となる。 ０＜K2＜p2、０＜K3＜p3 ……(20) また、上記式(18)における伝達関数の極は、次式に示す
ようになる。 S(S+p1)(S+p2)(S+p3)=S(S+a12)(S+a12+a23)(S-a33) ……(21) そして、上記部屋(11)が異なると、つまり、環境が異な
ると、上記式(19)に示す部屋(11)の熱定数Ａの各成分が
異なり、上記式(18)における定数p1、p2及びp3の値が変
化するおそれがあり、制御ゲインK1、K2及びK3によって
は制御が発散する可能性がある。具体的に、木造の建物
の場合、熱貫流率Ｋ（Kcal/m2 h ℃）の下限が0.93で、
上限が2.70であり、建材の熱伝達係数ｈ（Ｗ／℃）は、
１／Ｒで、Ｋ／（0.86×Ａ）であるので（Ｒは熱抵抗
（℃／Ｗ）、Ａは部屋の表面積）、熱容量Ｃが同じであ
ると、建材熱定数hw／Cw及び熱定数Ａの成分a33 は、３
倍は異なることになる。[Formula 6] On the other hand, in the closed loop transfer function shown in the above equation (18), the root locus determination method is used to obtain the minimum phase, and for any control gain K1> 0, the other two control gains K2 And K3 are stable as long as the following equation is satisfied. 0 <K2 <p2, 0 <K3 <p3 (20) Further, the pole of the transfer function in the above equation (18) is as shown in the following equation. S (S + p1) (S + p2) (S + p3) = S (S + a12) (S + a12 + a23) (S-a33) ...... (21) And if the room (11) is different, That is, if the environment is different, each component of the thermal constant A of the room (11) shown in the equation (19) is different, there is a possibility that the values of the constants p1, p2 and p3 in the equation (18) change. The control may diverge depending on the control gains K1, K2 and K3. Specifically, in the case of a wooden building, the lower limit of the heat transmission coefficient K (Kcal / m 2 h ℃) is 0.93,
The upper limit is 2.70, and the heat transfer coefficient h (W / ° C) of the building material is
Since 1 / R is K / (0.86 × A) (R is thermal resistance (° C / W), A is the surface area of the room), if the heat capacity C is the same, the building material thermal constant hw / Cw and thermal constant Component a33 of A is 3
Times will be different.
【００２１】そこで、上記式(5) における各熱容量Cm、
Ca、Cw、Cv及び各熱伝達係数hm、ha、hw、hvを同定す
る。先ず、上記式(5) を分解すると、次のように表され
る。Therefore, each heat capacity Cm in the above equation (5),
Identifies Ca, Cw, Cv and each heat transfer coefficient hm, ha, hw, hv. First, the above equation (5) is decomposed into the following expression.
【００２２】[0022]
【式７】 この式(22)〜(25)において、Cmは、室内熱交換器の熱容
量であるので、予め測定しておく一方、上記室内温度Ta
等の測定から最小自乗法により環境熱定数hm／Cm、ha／
Ca、hw／Cw、及びhv／Cvを決定する。この結果、上記式
(7) における熱定数Ａの各成分が求まることになり、上
記式(18)における伝達関数における定数p1、p2及びp3が
定まることになる（p1＜p2＜p3）。このことから、上記
ゲイン調整部(55)は、制御ゲインK1、K2及びK3が式(20)
を充足するように抑制することになる。[Formula 7] In the formulas (22) to (25), Cm is the heat capacity of the indoor heat exchanger, and therefore is measured in advance while the indoor temperature Ta
Environmental thermal constants hm / Cm, ha /
Determine Ca, hw / Cw, and hv / Cv. As a result, the above formula
Each component of the thermal constant A in (7) is obtained, and the constants p1, p2 and p3 in the transfer function in the above equation (18) are determined (p1 <p2 <p3). From this, the gain adjustment unit (55), the control gain K1, K2 and K3 is the formula (20)
Will be suppressed so as to satisfy.
【００２３】ところで、上記式(18)における定数p1、p2
及びp3をを定めるに当り、上記環境同定部(53)は、熱定
数算出部(53a) とカレンダ機能部(53b) と蒸気圧算出部
(53c) とカウンタ部(53d) とを備え、該カレンダ機能部
(53b) と蒸気圧算出部(53c)とカウンタ部(53d) とが室
外蒸気圧Poを導出する。つまり、上記カレンダ機能部(5
3b) は、１年間の各月日の室外湿度を予め記憶してお
り、各空調運転時における室外湿度を読み出す湿度記憶
手段を構成している。上記蒸気圧算出部(53c) は、カレ
ンダ機能部(53b) が読み出した室外湿度に基づき該室外
湿度と室外温度Toとから室外蒸気圧Poを算出する蒸気圧
算出手段を構成している。上記カウンタ部(53d) は、蒸
気圧算出部(53c) の算出回数を計数しており、つまり、
上記蒸気圧算出部(53c) が算出した室外蒸気圧と実際の
室外蒸気圧とが異なる可能性があるので、１ヵ月間の平
均の室外蒸気圧を算出するように、蒸気圧算出部(53c)
の算出回数を計数する。上記熱定数算出部(53a) は、環
境状態計測部(13)からの室内温度Ta等の環境物理量と、
上記蒸気圧算出部(53c) が算出した室外蒸気圧Poとから
環境熱定数ｈ／Ｃを導出する熱定数算出手段を構成し、
また、水分量定数hv／Cvは、予め記憶している室外湿度
より室外蒸気圧Poを算出しているので、１ヵ月間の平均
値が算出される。尚、図４に示すように、上記環境同定
部(53)は、初期記憶部(53e) を備えるようにしてもよ
く、該初期記憶部(53e) は、熱交熱定数hm／Cm及び空気
熱定数ha／Caを予め記憶している。つまり、該熱交熱定
数hm／Cm及び空気熱定数ha／Caは、環境によって変化す
る可能性が少ないので、実験的に求めた値を初期記憶部
(53e) に記憶させるようにしてもよい。従って、上記熱
定数算出部(53a) は、建材熱定数hw／Cw及び水分量定数
hv／Cvを算出する。By the way, the constants p1 and p2 in the above equation (18) are
In determining p3 and p3, the environment identification unit (53) includes a thermal constant calculation unit (53a), a calendar function unit (53b), and a vapor pressure calculation unit.
(53c) and counter section (53d), and the calendar function section
(53b), the vapor pressure calculation unit (53c), and the counter unit (53d) derive the outdoor vapor pressure Po. That is, the calendar function unit (5
In 3b), the outdoor humidity of each month for one year is stored in advance, and constitutes a humidity storage means for reading the outdoor humidity during each air conditioning operation. The vapor pressure calculation unit (53c) constitutes vapor pressure calculation means for calculating the outdoor vapor pressure Po from the outdoor humidity and the outdoor temperature To based on the outdoor humidity read by the calendar function unit (53b). The counter section (53d) counts the number of calculations of the vapor pressure calculation section (53c), that is,
Since the outdoor vapor pressure calculated by the vapor pressure calculation unit (53c) may differ from the actual outdoor vapor pressure, the vapor pressure calculation unit (53c) should calculate the average outdoor vapor pressure for one month. )
Count the number of calculations of. The thermal constant calculation unit (53a) is an environmental physical quantity such as the room temperature Ta from the environmental state measurement unit (13),
A thermal constant calculation means for deriving an environmental thermal constant h / C from the outdoor vapor pressure Po calculated by the vapor pressure calculation unit (53c) is constituted,
As for the moisture content constant hv / Cv, since the outdoor vapor pressure Po is calculated from the outdoor humidity stored in advance, an average value for one month is calculated. As shown in FIG. 4, the environment identification unit (53) may be provided with an initial storage unit (53e), and the initial storage unit (53e) is provided with a heat exchange heat constant hm / Cm and air. The thermal constant ha / Ca is stored in advance. That is, since the heat exchange heat constant hm / Cm and the air heat constant ha / Ca are unlikely to change depending on the environment, the values obtained experimentally are used as the initial storage unit.
It may be stored in (53e). Therefore, the thermal constant calculation unit (53a) is configured to calculate the building material thermal constant hw / Cw and the water content constant.
Calculate hv / Cv.
【００２４】次に、上記HVACシステム(1) の制御動作に
ついて、図５の制御フローに基づき説明する。先ず、上
記空気調和装置(2) の制御動作を開始すると、制御ゲイ
ンの調整動作を行うことになる。そこで、ステップST１
において、カレンダ機能部(53b) が予め記憶している各
運転月日に対応した室外湿度を読み出し、この室外湿度
と外気温センサが検出した外気温度Toとから蒸気圧算出
部(53c) が室外蒸気圧Poを算出する。続いて、ステップ
ST２に移り、環境状態計測部(13)が熱交温度Tmと室内温
度Taと輻射温度Twと室外温度Toと室内蒸気圧Pvとを計測
し、計測値記憶部(52)がこの室内温度Ta等を記憶する。
そして、ステップST３に移り、上記環境状態計測部(13)
が室内温度Ta等を６０秒サンプリングしたか否かを判定
し、６０秒サンプリングするまで、上記ステップST３に
戻り、６０秒サンプリングすることになる。Next, the control operation of the HVAC system (1) will be described based on the control flow of FIG. First, when the control operation of the air conditioner (2) is started, the control gain adjusting operation is performed. Therefore, step ST1
In the above, the calendar function unit (53b) reads out the outdoor humidity corresponding to each operation day stored in advance, and the vapor pressure calculation unit (53c) determines the outdoor humidity from the outdoor humidity and the outdoor air temperature To detected by the outdoor air temperature sensor. Calculate the vapor pressure Po. Then step
Moving to ST2, the environmental condition measuring unit (13) measures the heat exchange temperature Tm, the indoor temperature Ta, the radiation temperature Tw, the outdoor temperature To, and the indoor vapor pressure Pv, and the measured value storage unit (52) measures the indoor temperature Ta. Etc. are memorized.
Then, the process proceeds to step ST3, and the environmental condition measuring unit (13)
Determines whether the room temperature Ta or the like has been sampled for 60 seconds, and returns to step ST3 until 60 seconds are sampled, and 60 seconds are sampled.
【００２５】その後、上記室内温度Ta等を６０秒サンプ
リングすると、上記ステップST３からステップST４に移
り、上記式(22)に基づいて最小自乗法により熱交熱定数
hm／Cmを算出する。続いて、上記ステップST４からステ
ップST５乃至ステップST７の動作を順に行い、上記式(2
3)乃至(25)に基づいて最小自乗法により空気熱定数ha／
Caと建材熱定数hw／Cwと水分量定数hv／Cvとを算出す
る。次いで、ステップST８に移り、上記各熱定数hm／C
m、ha／Ca、hw／Cw及びhv／Cvから上記式(7) における
熱定数Ａの各成分を決定した後、ステップST９に移り、
式(18)の伝達関数における定数P1、P2及びP3を算出す
る。その後、ステップST10に移り、制御ゲインK2及びK3
が式(20)の所定範囲内であるか否かを判定する（０＜K2
＜p2、０＜K3＜p3）。そして、該ステップST10におい
て、上記制御ゲインK2及びK3が所定範囲内である場合、
制御ゲインK1、K2及びK3の調整を行うことなく、調整フ
ローを終了することになる。一方、上記ステップST10に
おいて、制御ゲインK2及びK3が所定範囲内でない場合に
は、判定がＮＯとなり、ステップST11に移り、制御ゲイ
ンK2を定数p2より小さくするか、又は制御ゲインK3を定
数p3より小さくする。そして、ＰＩＤコントローラの制
御ゲインを決定して調整フローを終了することになる。
つまり、積分制御ゲイン（Ｉゲイン）はK1で、比例制御
ゲイン（Ｐゲイン）はK2＋K3で、微分制御ゲイン（Ｄゲ
イン）はK2・K3で決定されることになる。After that, when the room temperature Ta or the like is sampled for 60 seconds, the process proceeds from step ST3 to step ST4, and the heat exchange heat constant is calculated by the least square method based on the above equation (22).
Calculate hm / Cm. Then, the operations from step ST4 to step ST5 to step ST7 are sequentially performed, and the above equation (2
Air heat constant ha / by the method of least squares based on 3) to (25)
Calculate Ca, building material thermal constant hw / Cw, and water content constant hv / Cv. Next, in step ST8, the above thermal constants hm / C
After determining each component of the thermal constant A in the above formula (7) from m, ha / Ca, hw / Cw and hv / Cv, move to step ST9,
The constants P1, P2 and P3 in the transfer function of the equation (18) are calculated. After that, the process proceeds to step ST10, and the control gains K2 and K3
Is within the predetermined range of equation (20) (0 <K2
<P2, 0 <K3 <p3). Then, in step ST10, when the control gains K2 and K3 are within a predetermined range,
The adjustment flow ends without adjusting the control gains K1, K2, and K3. On the other hand, in step ST10, if the control gains K2 and K3 are not within the predetermined range, the determination becomes NO, the process proceeds to step ST11, and the control gain K2 is made smaller than the constant p2, or the control gain K3 is made smaller than the constant p3. Make it smaller. Then, the control gain of the PID controller is determined, and the adjustment flow is ended.
That is, the integral control gain (I gain) is determined by K1, the proportional control gain (P gain) is determined by K2 + K3, and the differential control gain (D gain) is determined by K2 · K3.
【００２６】一方、上記部屋(11)の空調制御動作は、パ
ラメータＣhat0〜Ｃhat3を初期設定した後、真温冷感の
申告を受取る。つまり、申告入力部(61)よりユーザ(12)
から入力された真温冷感がパラメータ評価部に入力され
る。続いて、上記パラメータ評価部(41)がパラメータＣ
hat0〜Ｃhat3を評価した後、温冷感指標演算部(43)が温
冷感指標Ｖhat を(4) 式に基づいて演算する。その後、
圧縮機の運転周波数がＰＩＤコントローラ(51)より指令
される。次いで、環境状態計測部(13)が検出した室内温
度Taなどの環境物理量に基づいて再度温冷感指標演算部
(43)が温冷感指標Ｖhat を(4) 式に基づいて演算する。
引き続いて、温冷感指標判定部(44)が温冷感指標Ｖhat=
０及び温冷感指標Ｖhatの変化量ΔＶhat=０であるか否
かを判定し、該Ｖhat=０及び変化量ΔＶhat=０になるま
で上述の動作を繰返してＰＩＤコントローラ(51)が積分
制御ゲイン等を定め、圧縮機の運転周波数をＰＩＤ制御
する。つまり、適応制御系(4) において、個人差学習適
応制御が行われ、環境状態計測部(13)が計測した室内温
度Ta等の環境物理量が温冷感指標演算部(43)に入力され
ており、該温冷感指標演算部(43)が温冷感指標Ｖhat を
(4) 式に基づいて演算し、この温冷感指標Ｖhat が零
（快適状態）になるようにＰＩＤコントローラ(51)が制
御信号を空気調和装置(2) に出力して圧縮機の運転周波
数が制御されている。一方、上記申告入力部(61)からの
真温冷感をパラメータ評価部(41)が受けてパラメータＣ
hat0〜Ｃhat3を評価し、つまり、予想温冷感である温冷
感指標Ｖhatと真温冷感とを比較し、温冷感指標Ｖhat
が真温冷感に一致するように上記(13)〜(16)式のアルゴ
リズムに基づいてパラメータＣhat0〜Ｃhat3を変更して
設定する。そして、この設定されたパラメータＣhat0〜
Ｃhat3は、パラメータ記憶部(42)に記憶されると共に、
上記温冷感指標演算部(43)に入力され、新たなパラメー
タＣhat0〜Ｃhat3に基づいて温冷感指標Ｖhat が演算さ
れることになり、この新たな温冷感指標Ｖhat が零にな
るようにＰＩＤコントローラ(51)が圧縮機の運転周波数
をＰＩＤ制御する。その後、上記パラメータＣhat0〜Ｃ
hat3が所定値になると、パラメータＣhat0〜Ｃhat3を計
算して上述の動作を繰返すことになる。つまり、上記パ
ラメータＣhat0〜Ｃhat3の学習制御は、２０分毎に行わ
れ、予想温冷感である温冷感指標Ｖhat は３，４回の学
習でユーザ(12)の真温冷感に一致することになり、以
後、この温冷感指標Ｖhat に基づいてユーザ(12)に合致
した空調制御が行われることになる。On the other hand, in the air-conditioning control operation of the room (11), after initializing the parameters Chat0 to Chat3, a notification of true temperature or cold feeling is received. That is, the user (12) from the declaration input unit (61)
The true thermal sensation input from is input to the parameter evaluation unit. Then, the parameter evaluation unit (41) causes the parameter C
After evaluating hat0 to Chat3, the thermal sensation index calculation unit (43) calculates the thermal sensation index Vhat based on equation (4). afterwards,
The operating frequency of the compressor is commanded by the PID controller (51). Next, based on the environmental physical quantity such as the indoor temperature Ta detected by the environmental condition measuring unit (13), the thermal sensation index calculating unit is calculated again.
(43) calculates the thermal sensation index Vhat based on the equation (4).
Subsequently, the thermal sensation index determining unit (44) causes the thermal sensation index Vhat =
0 and the change amount ΔVhat = 0 of the thermal sensation index Vhat are determined, and the above operation is repeated until the Vhat = 0 and the change amount ΔVhat = 0, and the PID controller (51) controls the integral control gain. Etc., and the operating frequency of the compressor is PID controlled. That is, in the adaptive control system (4), individual difference learning adaptive control is performed, and environmental physical quantities such as the room temperature Ta measured by the environmental condition measuring unit (13) are input to the thermal sensation index calculation unit (43). The thermal sensation index calculation unit (43) calculates the thermal sensation index Vhat.
The PID controller (51) outputs a control signal to the air conditioner (2) so that the thermal sensation index Vhat becomes zero (comfort state), and the operating frequency of the compressor is calculated. Is controlled. On the other hand, the parameter evaluation unit (41) receives the true temperature sensation from the report input unit (61) and the parameter C
Hat0 to Chat3 are evaluated, that is, the thermal sensation index Vhat, which is the predicted thermal sensation, is compared with the true thermal sensation, and the thermal sensation index Vhat is calculated.
The parameters Chat0 to Chat3 are changed and set on the basis of the algorithms of the above equations (13) to (16) so as to match the true temperature sensation. Then, the set parameters Chat0 to
Chat3 is stored in the parameter storage unit (42) and
The thermal sensation index Vhat is input to the thermal sensation index calculation unit (43), and the thermal sensation index Vhat is calculated based on the new parameters Chat0 to Chat3, so that the new thermal sensation index Vhat becomes zero. A PID controller (51) controls the operating frequency of the compressor by PID. After that, the above-mentioned parameters Chat0-C
When hat3 reaches a predetermined value, the parameters Chat0 to Chat3 are calculated and the above operation is repeated. That is, the learning control of the parameters Chat0 to Chat3 is performed every 20 minutes, and the thermal sensation index Vhat, which is the expected thermal sensation, matches the true thermal sensation of the user (12) after 3 or 4 times of learning. Therefore, thereafter, the air conditioning control matched with the user (12) is performed based on the thermal sensation index Vhat.
【００２７】従って、本実施例によれば、制御における
伝達関数の環境熱定数を環境同定部(53)によって同定す
るようにしたゝめに、制御の発散を確実に防止すること
ができる。この結果、確実な空調制御を行うことがで
き、快適性の向上を図ることができる。また、上記空気
調和装置(2) をＰＩＤ制御する際、各制御ゲインを環境
に対応して抑制することができるので、制御が発散する
ことなく空気調和装置(2) を確実にＰＩＤ制御すること
ができる。また、予め記憶している室外湿度より室外蒸
気圧Poを求めて該室外蒸気圧Poに関係する環境熱定数を
演算するようにしたゝめに、センサ数を少なくすること
ができるので、少ない部品点数でもって環境熱定数を同
定することができ、制御の発散を確実に防止することが
できる。Therefore, according to the present embodiment, the environmental heat constant of the transfer function in the control is identified by the environment identifying section (53), so that the divergence of the control can be surely prevented. As a result, reliable air conditioning control can be performed, and comfort can be improved. Further, when the PID control of the air conditioner (2) is performed, each control gain can be suppressed according to the environment, so that the PID control of the air conditioner (2) is surely performed without the control diverging. You can Further, since the outdoor vapor pressure Po is obtained from the outdoor humidity that is stored in advance and the environmental thermal constant related to the outdoor vapor pressure Po is calculated, the number of sensors can be reduced, so that there are few parts. The environmental heat constant can be identified by the number of points, and the divergence of control can be reliably prevented.
【００２８】尚、本実施例において、ＰＩＤコントロー
ラ(51)を用いたが、請求項１に係る発明では、圧縮機を
ファジー制御するコントローラであってもよい。また、
上記申告入力部(61)は、リモコンに限られず、専用の入
力手段であってもよい。また、空気調和装置(2) も壁掛
型に限られるないことは勿論である。Although the PID controller (51) is used in the present embodiment, the invention according to claim 1 may be a controller for fuzzy controlling the compressor. Also,
The declaration input unit (61) is not limited to the remote controller and may be a dedicated input unit. Further, it goes without saying that the air conditioner (2) is not limited to the wall hanging type.
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
【図２】HVACシステムを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an HVAC system.
【図３】空気調和装置の制御系統を示す概略制御ブロッ
ク図である。FIG. 3 is a schematic control block diagram showing a control system of the air conditioner.
【図４】空気調和装置の制御系統を示す詳細な制御ブロ
ック図である。FIG. 4 is a detailed control block diagram showing a control system of the air conditioner.
【図５】制御ゲインを調整する制御フロー図である。FIG. 5 is a control flow chart for adjusting a control gain.
1 HVACシステム 2 空気調和装置 4 適応制御系 11 部屋（空調空間） 12 ユーザ（居住者） 13 環境状態計測部（環境計測手段） 51 ＰＩＤコントローラ（空調制御手段） 53 環境同定部（環境同定手段） 53a 熱定数算出部（熱定数算出手段） 53b カレンダ機能部（湿度記憶手段） 53c 蒸気圧算出部（蒸気圧算出手段） 55 ゲイン調整部（ゲイン調整手段） 61 申告入力部（温冷感入力手段） 1 HVAC system 2 Air conditioner 4 Adaptive control system 11 Room (air-conditioned space) 12 User (resident) 13 Environmental condition measurement unit (environmental measurement means) 51 PID controller (air conditioning control means) 53 Environmental identification unit (environmental identification means) 53a Heat constant calculation section (heat constant calculation means) 53b Calendar function section (humidity storage means) 53c Vapor pressure calculation section (vapor pressure calculation means) 55 Gain adjustment section (gain adjustment means) 61 Declaration input section (heat sensation input means) )
Claims (3)
置(2) と、 上記空調空間(11)における所定の環境物理量を計測して
計測信号を出力する環境計測手段(13)と、 上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき該居住者
(12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段(61)と、 上記環境計測手段(13)が計測した環境物理量と複数のパ
ラメータとの関数であって、空調空間(11)の居住者(12)
が感ずる温冷感を予測する温冷感指標を演算すると共
に、演算した温冷感指標の予想温冷感と上記温冷感入力
手段(61)より入力された真温冷感との温冷感差が小さく
なるように少なくとも１つのパラメータを評価して演算
する適応制御手段(4) と、 上記温冷感指標のパラメータ及び空調空間(11)の環境熱
定数を含む空調システム(1) の伝達関数に基づき上記適
応制御手段(4) が演算したパラメータに対応して温冷感
指標が快適値になるように制御ゲインを導出し、該制御
ゲインによって上記空気調和装置(2) を制御する空調制
御手段(51)と、 上記伝達関数における空調空間(11)の環境熱定数を上記
環境物理量から導出する環境同定手段(53)と、 該環境同定手段(53)が導出した環境熱定数に基づく制御
範囲内に上記空調制御手段(51)の制御ゲインを抑制する
ゲイン調整手段(55)とを備えていることを特徴とする空
気調和装置の運転制御装置。1. An air conditioner (2) for air-conditioning an air-conditioned space (11), and an environment measuring means (13) for measuring a predetermined environmental physical quantity in the air-conditioned space (11) and outputting a measurement signal. Based on the declaration of the resident (12) of the air-conditioned space (11) above
The thermal sensation input means (61) to which the true thermal sensation of (12) is input, and a function of the environmental physical quantity measured by the environment measurement means (13) and a plurality of parameters, ) Residents (12)
The thermal sensation index that predicts the thermal sensation felt by the operator is calculated, and the expected thermal sensation of the calculated thermal sensation index and the thermal sensation of the true thermal sensation input from the thermal sensation input means (61) are also calculated. The adaptive control means (4) that evaluates and calculates at least one parameter so that the sense difference is reduced, and the air conditioning system (1) including the parameters of the thermal sensation index and the environmental heat constant of the air conditioned space (11) Based on the transfer function, the control gain is derived so that the thermal sensation index becomes a comfortable value corresponding to the parameter calculated by the adaptive control means (4), and the air conditioner (2) is controlled by the control gain. An air conditioning control means (51), an environment identification means (53) for deriving the environmental heat constant of the air conditioned space (11) in the transfer function from the environmental physical quantity, and an environmental heat constant derived by the environment identification means (53). The control gain of the air conditioning control means (51) is suppressed within the control range based on Operation control device for air conditioner, characterized in that and a in-adjusting means (55).
装置において、 空調制御手段(51)は、温冷感指標が快適値になるように
積分制御ゲインと比例制御ゲインと微分制御ゲインとを
導出し、該各制御ゲインに基づいて空気調和装置(2) を
ＰＩＤ制御するように構成されていることを特徴とする
空気調和装置の運転制御装置。2. The operation control device for an air conditioner according to claim 1, wherein the air conditioning control means (51) sets an integral control gain, a proportional control gain, and a differential control gain so that the thermal sensation index becomes a comfortable value. And a PID control of the air conditioner (2) based on the respective control gains.
転制御装置において、 環境同定手段(53)は、 １年間の各月日の室外湿度を予め記憶して空調運転時に
おける室外湿度を読み出す湿度記憶手段(53b) と、 該湿度記憶手段(53b) が読み出した室外湿度に基づいて
室外蒸気圧を導出する蒸気圧算出手段(53c) と、 該蒸気圧算出手段(53c) が算出した室外蒸気圧及び環境
計測手段(13)が計測した環境物理量から環境熱定数を算
出する熱定数算出手段(53a) とを備えていることを特徴
とする空気調和装置の運転制御装置。3. The operation control device for an air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the environment identification means (53) stores the outdoor humidity of each month of one year in advance and stores the outdoor humidity during air conditioning operation. The humidity storage means (53b) for reading, the vapor pressure calculation means (53c) for deriving the outdoor vapor pressure based on the outdoor humidity read by the humidity storage means (53b), and the vapor pressure calculation means (53c) An operation control device for an air conditioner, comprising: an outdoor vapor pressure and a thermal constant calculating means (53a) for calculating an environmental thermal constant from an environmental physical quantity measured by the environmental measuring means (13).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110383A JPH06323595A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Operation controller for air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110383A JPH06323595A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Operation controller for air conditioner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323595A true JPH06323595A (en) | 1994-11-25 |
Family
ID=14534422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5110383A Withdrawn JPH06323595A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Operation controller for air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06323595A (en) |
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- 1993-05-12 JP JP5110383A patent/JPH06323595A/en not_active Withdrawn
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