JP6235827B2 - Air conditioning control apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、空調制御技術に関し、特に空間内の目的場所における空調環境を制御するための空調制御技術に関する。 The present invention relates to an air conditioning control technique, and more particularly to an air conditioning control technique for controlling an air conditioning environment at a destination in a space.
従来、熱解析手法を用いて、空間内の目的場所における空調環境を制御する空調制御技術が提案されている(例えば、非特許文献1など参照)。この技術は、対象となる空調空間における初期の空調状況を順解析することにより、当該空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを推定し、この分布データと目的場所における目標温度とを逆解析することにより、空調制御に関する新たな制御設定値を推定し、この新たな制御設定値に基づいて、空調空間に設置されている各空調設備の吹出口における吹出速度や吹出温度を算出するようにしたものである。 Conventionally, an air-conditioning control technique for controlling an air-conditioning environment at a target place in a space using a thermal analysis method has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). This technology estimates the distribution data indicating the temperature and airflow distribution in the air-conditioned space by forward analysis of the initial air-conditioning condition in the target air-conditioned space, and reverses this distribution data and the target temperature at the destination location. By analyzing, a new control set value related to air conditioning control is estimated, and based on this new control set value, the blowing speed and blowing temperature at the outlet of each air conditioning facility installed in the air-conditioned space are calculated. It is a thing.
一般に、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、空調空間内に存在する発熱体が空調環境に及ぼす熱影響だけでなく、空調空間の外部の隣室や外界が空調環境に及ぼす熱影響も考慮する必要がある。このため、従来の空調制御では、これら影響の度合いを示すデータとして、境界条件データを与えるものとなっている。
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。
In general, in the distributed heat flow analysis method, which is one of the thermal analysis methods, when estimating the control setting value for controlling the air-conditioned space to the target air-conditioned environment, the heating element present in the air-conditioned space affects the air-conditioned environment. It is necessary to consider not only the heat effect but also the heat effect that the adjacent room outside the air-conditioned space and the outside have on the air-conditioning environment. For this reason, in the conventional air conditioning control, boundary condition data is given as data indicating the degree of these effects.
In addition, in the case of estimating a desired control setting value for an air conditioner by using another thermal analysis method such as a concentrated thermal analysis method instead of the distributed system thermal flow analysis method, the boundary condition data is similar to the above. It is to give.
図6は、従来の空調制御システムを示す概略図である。ここでは、空調制御装置において、発熱体、隣室室温、外気温度などの境界条件データを逆解析に用いて、所望の制御設定値を推定している。
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。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional air conditioning control system. Here, in the air conditioning control device, boundary condition data such as the heating element, the adjacent room room temperature, and the outside air temperature is used for inverse analysis to estimate a desired control set value.
The boundary condition data is roughly classified into internal boundary condition data indicating the influence from the inside of the air-conditioned space and external boundary condition data indicating the influence from the outside of the air-conditioned space.
内部環境条件データの代表的なものとしては、空調空間内に存在している人や電子機器などの各種発熱体の位置、発熱量、形状などを示す発熱体データがある。また、外部環境条件データの代表的なものとしては、空調空間の同一フロアや上下フロアに存在する隣室の隣室室温とその隣接面積や、空調空間に隣接する外界の外気温度とその隣接面積など、空調空間に隣接する隣接空間に関する隣接空間データがある。これら隣室室温や外気温度は、例えば隣室や建物外部に設置した温度センサで測定されたものが用いられる。 Typical internal environmental condition data includes heating element data indicating the position, amount of heat generation, shape, etc. of various heating elements such as people and electronic devices existing in the air-conditioned space. In addition, representative examples of external environmental condition data include the room temperature and the adjacent area of the adjacent room on the same floor and upper and lower floors of the air-conditioned space, the outside air temperature and the adjacent area of the external environment adjacent to the air-conditioned space, There is adjacent space data relating to the adjacent space adjacent to the air-conditioned space. For example, those measured by a temperature sensor installed in an adjacent room or outside the building are used as the room temperature and the outside air temperature.
通常、このような空調空間に及ぼす熱影響を示す境界条件データは、ほぼ安定しているか、徐々に変化するものであるが、隣室室温や外気温度などの隣接空間データからなる外部環境条件データは、大幅に急変する場合がある。例えば、夏場において、隣室での冷房を停止した場合、隣室室温が急激に上昇する場合がある。また、日照・風・降雨・降雪などの天候の変化に応じて外気温度が急変する場合もある。 Normally, the boundary condition data indicating the thermal effect on the air-conditioned space is almost stable or gradually changes, but the external environmental condition data consisting of adjacent space data such as the adjacent room temperature and the outside air temperature is May change drastically. For example, when the cooling in the adjacent room is stopped in summer, the room temperature of the adjacent room may rise rapidly. In addition, the outside air temperature may change suddenly according to changes in weather such as sunshine, wind, rainfall, and snowfall.
したがって、従来技術によれば、隣接空間における温度が急変した場合、これが境界条件データに直ちに反映されて、熱解析手法で推定される制御設定値も大幅変動することになる。このため、一時的ではあるが、空調空間内の空調環境を適切な状況に維持できなくなる可能性があるという問題点があった。 Therefore, according to the prior art, when the temperature in the adjacent space suddenly changes, this is immediately reflected in the boundary condition data, and the control set value estimated by the thermal analysis method also varies greatly. For this reason, although temporarily, there existed a problem that it might become impossible to maintain the air-conditioning environment in an air-conditioning space in an appropriate condition.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、熱解析手法を用いた空調制御において、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できる空調制御技術を提供することを目的としている。 The present invention is for solving such problems, and in the air conditioning control using the thermal analysis method, even if the temperature of the adjacent space adjacent to the air conditioned space fluctuates greatly, the air conditioning environment is brought into an appropriate situation. It aims at providing the air-conditioning control technology which can be maintained.
このような目的を達成するために、本発明にかかる空調制御装置は、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ものである。 In order to achieve such an object, an air conditioning control device according to the present invention designates a control set value to an air conditioning system that controls an air conditioning device provided in an air conditioned space, thereby allowing the air conditioned space to be arbitrarily set. An air-conditioning control apparatus that controls to a target air-conditioning environment, a data input unit that acquires a surface temperature of a boundary member that constitutes the air-conditioned space measured in the air-conditioned space, and setting condition data that indicates the configuration of the air-conditioned space And controlling the air-conditioned space to the target air-conditioned environment by inversely analyzing the air-conditioned environment in the air-conditioned space based on boundary condition data indicating the influence on the air-conditioned environment in the air-conditioned space including the surface temperature. and inverse analysis unit that estimates a control set value for the said control setting value estimated by the inverse analysis unit and a conditioning instruction unit for instructing to the air conditioning system, the setting condition data It corresponds to the surface temperature included in the boundary condition data, and includes data indicating the surface area of the boundary member in which the surface temperature is acquired.
また、本発明にかかる上記空調制御装置の一構成例は、前記データ入力部が、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ようにしたものである。 Also, in one configuration example of the air conditioning control device according to the present invention, the data input unit extracts the surface temperature from temperature distribution data detected by an infrared array sensor installed in the air conditioned space. It is a thing.
また、本発明にかかる空調制御方法は、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ものである。 Further, the air conditioning control method according to the present invention provides an air conditioning control for controlling the air-conditioned space to an arbitrary air-conditioning environment by instructing a control set value to an air-conditioning system that controls the air-conditioning equipment provided in the air-conditioned space. An air conditioning control method used in the apparatus, wherein the data input unit acquires a surface temperature of a boundary member constituting the air conditioned space measured in the air conditioned space, and an inverse analyzing unit includes the air conditioner The air conditioning environment is inversely analyzed based on setting condition data indicating a configuration of the space and boundary condition data indicating an influence on the air conditioning environment in the air conditioning space including the surface temperature. A reverse analysis step for estimating a control set value for controlling the space to the target air-conditioning environment, and an air conditioning instruction unit that calculates the control set value estimated in the reverse analysis step And a conditioning instruction step of instructing to arm, the setting condition data, corresponding to the surface temperature included in the boundary condition data, and includes data indicating the surface area of the boundary member in which the surface temperature is acquired .
また、本発明にかかる上記空調制御装置の一構成例は、前記データ入力ステップが、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ようにしたものである。 Also, in one configuration example of the air conditioning control device according to the present invention, the data input step extracts the surface temperature from temperature distribution data detected by an infrared array sensor installed in the air conditioned space. It is a thing.
本発明によれば、境界条件データとして空調空間を構成する境界部材の表面温度が用いられるため、実際に、隣室や外界から空調空間の境界部材を介して壁面に届いた熱影響に基づいて、空調システムへ指示する制御設定値を推定することができる。
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。
According to the present invention, since the surface temperature of the boundary member constituting the air-conditioned space is used as the boundary condition data, actually, based on the thermal effect that reaches the wall surface from the adjacent room or the outside through the boundary member of the air-conditioned space, A control set value instructed to the air conditioning system can be estimated.
Therefore, unlike the conventional case where the control set value is estimated using the adjacent room temperature or the outside air temperature, mismatch does not occur between the influence of the actual air-conditioned space from the outside and the boundary condition data. For this reason, even if the temperature of the adjacent space adjacent to the air-conditioned space varies significantly, the air-conditioned environment can be maintained in an appropriate state.
まず、本発明の原理について説明する。
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。
First, the principle of the present invention will be described.
In the distributed thermal flow analysis method, which is one of the thermal analysis methods, when estimating the control setting value for controlling the air-conditioned space to the target air-conditioned environment, In order to consider the influence, the room temperature of the next room of the next room, the outside temperature outside the building, etc. are used as boundary condition data. The same applies to the case of using a concentrated thermal analysis method, which is another thermal analysis method, instead of the distributed thermal fluid analysis method.
このため、前述したように、境界条件データが急変した場合、その影響を受けて、熱解析手法で推定される制御設定値も大幅変動することになり、結果として、空調空間内の空調環境を適切な状況に維持できなくなる可能性がある。 For this reason, as described above, when the boundary condition data changes suddenly, the control setting value estimated by the thermal analysis method greatly fluctuates, and as a result, the air-conditioning environment in the air-conditioned space is changed. It may not be possible to maintain an appropriate situation.
このような現象は、次のようなメカニズムで発生していると考えられる。例えば、夏場において、隣室の冷房が停止されて隣室室温が急上昇した場合、これが境界条件データとして入力される。これにより、熱解析手法により、隣室から空調空間内の空調環境に及ぼされる影響により、空調空間の温度上昇が予測され、この温度上昇を打ち消すような制御設定値データが導出される。したがって、この制御設定値データに基づき空調機器が制御されて、室内温度の一時的な過度の低下という現象が発生することになる。 Such a phenomenon is considered to occur by the following mechanism. For example, in the summer, when the cooling of the adjacent room is stopped and the room temperature of the adjacent room rises rapidly, this is input as boundary condition data. Thereby, by the thermal analysis method, the temperature rise of the air-conditioned space is predicted due to the influence exerted on the air-conditioned environment in the air-conditioned space from the adjacent room, and control setting value data that cancels this temperature rise is derived. Therefore, the air conditioning equipment is controlled based on the control set value data, and a phenomenon of temporary excessive decrease in the room temperature occurs.
この際、境界条件データが急変した場合に、空調空間内の空調環境が不適切な状況となる原因として、境界条件データが示す外部からの影響が、実際に外部から受ける影響を適切に表していないことが考えられる。前述の例で云えば、実際に隣室から及ぼされている温度上昇に比較して、より大きな温度上昇を受けていることを境界条件データが示していることになる。 At this time, when the boundary condition data changes suddenly, the external influence indicated by the boundary condition data appropriately represents the influence actually received from the outside as a cause of the inappropriate air conditioning environment in the conditioned space. It is possible that there is not. In the above example, the boundary condition data indicates that the temperature rise is larger than the temperature rise actually exerted from the adjacent room.
ここで、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原因を詳細に分析すると、境界条件データが示す影響に比較して、実際に隣室から受けている温度上昇の影響が小さいことが分かる。このことは、実際に外部から受けている温度上昇の影響が、空調空間を形成する内壁、天井、床などの境界部材で緩和されて、すぐには影響を及ぼしていないことを表している。 Here, if the cause of the mismatch is analyzed in detail between the influence that the air-conditioned space actually receives from the outside and the boundary condition data, it is actually received from the adjacent room compared to the influence indicated by the boundary condition data. It can be seen that the effect of temperature rise is small. This means that the influence of the temperature rise actually received from the outside is mitigated by the boundary members such as the inner wall, the ceiling, and the floor forming the air-conditioned space, and is not immediately affected.
本発明は、空調空間の境界部材において、空調空間の外部からの温度変化が緩和・遅延されることに着目し、これら境界部材を経た後の空調環境に対する影響度を、熱解析手法の境界条件データとして用いるようにしたものである。具体的には、空調空間内で計測された空調空間を構成する境界部材の表面温度を、熱解析手法の境界条件データの1つとして用いるようにしたものである。 The present invention focuses on the fact that the temperature change from the outside of the air-conditioned space is mitigated / delayed in the boundary member of the air-conditioned space, and the degree of influence on the air-conditioned environment after passing through the boundary member This is used as data. Specifically, the surface temperature of the boundary member constituting the conditioned space measured in the conditioned space is used as one of the boundary condition data of the thermal analysis method.
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[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。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[This embodiment]
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the air-
この空調制御装置10は、全体として、パーソナルコンピュータやサーバ装置などの情報処理装置からなり、熱解析手法により推定した制御設定値に基づいて空調システム20を制御することにより、空調空間30内の空調環境を制御する機能を有している。
The air-
空調システム20には、主な構成として、空調処理装置21、空調機器22、温度センサ23、および赤外線放射温度計24が設けられている。
The
空調処理装置21は、全体として、パーソナルコンピュータやサーバ装置などの情報処理装置からなり、通信回線Lを介して空調制御装置10から指示された制御設定値に基づいて、空調機器22により各吹出口から空調空間30へ吹き出す調和空気をフィードバック制御することにより、空調空間30全体の空調環境を制御する機能と、温度センサ23や赤外線放射温度計24により空調空間30内の室内温度や、空調空間30を構成する境界部材の空調空間30側の表面温度分布を計測し、通信回線Lを介して空調制御装置10へ通知する機能とを有している。特に、赤外線放射温度計24として、サーモパイル型の赤外線アレイセンサを用いれば、表面温度分布を正確に計測できる。
The air
[空調制御装置]
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。
[Air conditioning controller]
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 3, the structure of the air-
The air
通信I/F部11は、専用のデータ通信回路からなり、通信回線Lを介して接続された空調システムなどの外部装置との間でデータ通信を行う機能を有している。
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。
The communication I /
The
The
記憶部14は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部15で用いる各種処理情報やプログラム14Pを記憶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。
The
The
演算処理部15は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部14からプログラム14Pを読み込んで実行することにより、各種処理部を実現する機能を有している。
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。
The
As main processing units realized by the
データ入力部15Aは、空調システム20などの外部装置や記録媒体から通信I/F部11を介して入力された、演算処理部15で用いる各種処理情報を、記憶部14へ予め格納する機能と、空調システム20から通知された表面温度分布に基づいて、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する機能とを有している。
The
表面温度の具体例としては、空調空間30を形成する内壁、天井、床、扉、窓などの境界部材の表面温度がある。データ入力部15Aは、通信I/F部11を介して空調空間30内に設置された赤外線放射温度計24で計測した表面温度分布を受信し、この表面温度分布から、側壁面温度、天井面温度、床面温度などの所望の表面温度を抽出する。この際、表面温度分布と対応する位置情報に基づいて、表面温度分布のうちの特定位置における温度を、周辺領域を代表する表面温度として抽出してもよく、表面温度分布のうちの特定領域における温度を平均化したものを、周辺領域を代表する代表表面温度として抽出してもよい。
Specific examples of the surface temperature include the surface temperature of boundary members such as an inner wall, a ceiling, a floor, a door, and a window that form the air-conditioned
逆解析部15Bは、境界条件データ14A、設定条件データ14B、および目的データ14C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算出し、制御設定値データ14Dとして出力する機能とを有している。
The
逆解析部15Bは、分布系熱流動解析手法や集中系熱解析手法などの熱解析手法における逆解析手法を用いる。
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。
The
Among them, the distribution system thermal flow analysis method is a technique for obtaining the distribution of the temperature of the space, the air flow, etc. from the boundary conditions by numerical calculation based on CFD (Computational Fluid Dynamics). In general CFD, a target space is divided into mesh-like small spaces, and a heat flow between adjacent small spaces is analyzed.
分布系熱流動解析手法における順解析は、空調空間30に関する境界条件データ14Aおよび設定条件データ14Bから、予め特定した方程式などのモデルを用いて、空調空間30内の温度分布や気流分布などの空調環境を算出する技術であり、具体的には非特許文献2などの公知技術を用いればよい。
The forward analysis in the distributed heat flow analysis method is performed by using a model such as an equation specified in advance from the
一方、分布系熱流動解析手法における逆解析は、上記順解析を行うことにより、所望の空調環境を実現したい場所に対する設備の感度(または寄与)を求め、この感度の大きさによって制御設定値を調整することにより、目的の空調環境を実現するための最終的な制御設定値を算出する技術であり、具体的には非特許文献2や非特許文献3などの公知技術を用いればよい。 On the other hand, the inverse analysis in the distributed system heat flow analysis method obtains the sensitivity (or contribution) of the facility to the place where the desired air-conditioning environment is desired by performing the above-mentioned forward analysis, and the control set value is determined by the magnitude of this sensitivity. This is a technique for calculating a final control set value for realizing the target air-conditioning environment by adjustment. Specifically, a known technique such as Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 3 may be used.
特に、逆解析では、既知の様々な最適化手法を用いることができる。解(制御設定値)の初期値を与え、目的がよくなる方向に徐々に更新していく勾配法、初期値を多く用意し、その中から目的に近い幾つかを選択し、それらの特徴を組み合わせて次の解候補を作っていく遺伝的アルゴリズムなどがある。 In particular, in the inverse analysis, various known optimization methods can be used. Gradient method that gives initial value of solution (control set value) and gradually updates in the direction that the purpose improves, prepares many initial values, select some of them close to the purpose, and combine their features There is a genetic algorithm that creates the next solution candidate.
一方、集中系熱解析手法とは、対象空間を1点とみなし、点における熱の出入りを計算することにより、対象空間の温度を求める手法である。したがって、対象空間内の気流は計算できないが、分布系の手法と比べ、飛躍的に演算時間を短縮できるというメリットがある。ここでいう対象空間は、部屋全体の場合もあるし、空調制御単位(VAV単位など)の場合もある。
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。
On the other hand, the centralized thermal analysis method is a method for determining the temperature of the target space by regarding the target space as one point and calculating the entry and exit of heat at the point. Therefore, although the airflow in the target space cannot be calculated, there is an advantage that the calculation time can be drastically reduced as compared with the distribution method. The target space here may be the whole room or an air conditioning control unit (VAV unit or the like).
In the forward analysis in the centralized thermal analysis method, a solution may be obtained analytically, or all possible candidates may be calculated in a short time without hindering control.
境界条件データ14Aは、空調空間30の空調環境に対する影響度を示すデータであり、空調空間30の空調環境に与える影響が変化する構成要素ごとに、当該時点における境界条件として、風速、風向・温度で示される影響度が登録されている。
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。
The
In particular, in the present invention, the
設定条件データ14Bは、空調空間30に関する位置および形状や、空調システム20で生成された調和空気の吹出口など、空調空間30の空調環境に影響を与える構成要素に関する位置および形状を示す空間条件データ、空調空間30に配置された各発熱体に関する配置位置および発熱量、さらには形状を示す発熱体データなど、熱流動解析処理を行う際の設定条件となる各種データが含まれている。
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。
The setting
In particular, in the present invention, the setting
目的データ14Cは、空調空間30内の目的場所における目標温度、あるいは快適性やエネルギーを示すデータである。
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。
The
The control set
空調指示部15Cは、逆解析部15Bからの制御設定値データ14Dに含まれる制御設定値を、通信I/F部11を介して空調システム20へ指示する機能を有している。
The air
[本実施の形態の動作]
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。
[Operation of this embodiment]
Next, with reference to FIG. 4, operation | movement of the air-
The
ここでは、分布系熱流動解析手法を用いて、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する場合を例として説明する。なお、空調制御処理の実行開始に先立って、境界条件データ14A、設定条件データ14B、および目的データ14Cが予め記憶部14に格納されているものとする。
Here, a case where a control set value for controlling the air-conditioned
まず、データ入力部15Aは、通信I/F部11を介して入力された空調システム20からの表面温度分布に基づいて、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、記憶部14の境界条件データ14Aに保存する(ステップ100)。
First, the
次に、逆解析部15Bは、空調システム20に指示する制御設定値の更新が必要かどうか判定する(ステップ101)。この際、境界条件データ14A、設定条件データ14B、あるいは目的データ14Cに変更があった場合や、前回更新から一定時間経過した場合に、制御設定値の更新が必要であると判定する。
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。
Next, the
If it is determined that updating is not necessary (step 101: NO), the
一方、更新必要と判断された場合(ステップ101:YES)、逆解析部15Bは、データ入力部15Aで取得した境界条件データ14A、設定条件データ14B、および目的データ14Cを記憶部14から読み出して、分布系熱流動解析手法を用いて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として、空調空間30に設けられた各空調機器22での給気温度および給気風量を推定し、制御設定データ14Dとして出力する(ステップ102)。
On the other hand, if it is determined that updating is necessary (step 101: YES), the
続いて、空調指示部15Cは、逆解析部15Bで得られた制御設定値データ14Dに含まれる制御設定値を、通信I/F部11を介して空調システム20へ指示し(ステップ103)、一連の空調制御処理を終了する。
Subsequently, the air
図5は、本実施の形態にかかる空調制御動作を示すシミュレーション結果である。ここでは、夏場において、隣室の冷房が停止されて隣室室温が急上昇した場合における、空調空間内の室温の時系列変化が示されている。この場合、境界データ以外の、設定条件データや目的データは不変であり、空調空間の設定室温は26℃に固定した。 FIG. 5 is a simulation result showing the air conditioning control operation according to the present embodiment. Here, in summer, the time series change of the room temperature in the air-conditioned space when the cooling of the adjacent room is stopped and the room temperature of the adjacent room rapidly increases is shown. In this case, the set condition data and the target data other than the boundary data are unchanged, and the set room temperature of the air-conditioned space is fixed at 26 ° C.
図5において、特性51は、従来にかかる隣室室温や外気温度を境界条件データとして用いた場合における室温の時系列変化を示しており、特性52は、本発明にかかる空調空間の内壁、天井、床の表面温度を境界条件データとして用いた場合における室温の時系列変化を示している。 In FIG. 5, the characteristic 51 shows the time series change of the room temperature when the adjacent room room temperature or the outside air temperature according to the related art is used as the boundary condition data, and the characteristic 52 is the inner wall, ceiling, It shows the time series change of room temperature when the floor surface temperature is used as boundary condition data.
特性51によれば、隣室室温の上昇に応じて空調空間の室温が約21℃まで一端低下した後、再び元の室温まで戻っている。したがって、空調空間内の空調環境を適切な状況に維持できていないことが示されており、空調空間内の人に対して、無視できない不快感を与えるとともに、大きなエネルギーロスが発生していることが分かる。 According to the characteristic 51, the room temperature of the air-conditioned space once decreases to about 21 ° C. as the adjacent room temperature increases, and then returns to the original room temperature again. Therefore, it is shown that the air-conditioning environment in the air-conditioned space cannot be maintained in an appropriate state, and the people in the air-conditioned space give a discomfort that cannot be ignored and a large energy loss has occurred. I understand.
一方、特性52によれば、隣室室温が上昇しても空調空間の室温は、ほぼ設定温度26℃に保たれている。したがって、空調空間内の空調環境を適切な状況に維持できていることが示されており、空調空間内の人を快適にできているとともに、エネルギーロスの発生も抑止できていることが分かる。 On the other hand, according to the characteristic 52, even if the room temperature of the adjacent room rises, the room temperature of the air conditioned space is maintained at the set temperature of 26 ° C. Therefore, it is shown that the air-conditioning environment in the air-conditioned space can be maintained in an appropriate state, and it can be seen that people in the air-conditioned space can be made comfortable and energy loss can also be suppressed.
[本実施の形態の効果]
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。
[Effects of the present embodiment]
Thus, in the present embodiment, the
これにより、境界条件データ14Aとして空調空間を構成する境界部材の表面温度が用いられるため、実際に、隣室や外界から空調空間30の境界部材を介して壁面に届いた熱影響に基づいて、空調システム20へ指示する制御設定値を推定することができる。
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。
Thereby, since the surface temperature of the boundary member constituting the air-conditioned space is used as the
Therefore, unlike the conventional case where the control set value is estimated using the adjacent room temperature or the outside air temperature, mismatch does not occur between the influence of the actual air-conditioned space from the outside and the boundary condition data. For this reason, even if the temperature of the adjacent space adjacent to the air-conditioned space varies significantly, the air-conditioned environment can be maintained in an appropriate state.
[実施の形態の拡張]
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。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
10…空調制御装置、11…通信I/F部、12…操作入力部、13…画面表示部、14…記憶部、14A…境界条件データ、14…設定条件データ、14C…目的データ、14P…プログラム、15A…データ入力部、15B…逆解析部、15C…空調指示部、20…空調システム、21…空調処理装置、22…空調機器、23…温度センサ、24…赤外線放射温度計。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 An air-conditioning control device that controls the air-conditioned space to an arbitrary air-conditioning environment by instructing a control setting value for an air-conditioning system that controls air-conditioning equipment provided in the air-conditioned space,
A data input unit for acquiring a surface temperature of a boundary member constituting the air-conditioned space measured in the air-conditioned space;
Based on the setting condition data indicating the configuration of the air-conditioned space and the boundary condition data indicating the influence on the air-conditioned environment in the air-conditioned space including the surface temperature, by inversely analyzing the air-conditioned environment in the air-conditioned space, An inverse analysis unit for estimating a control set value for controlling the air-conditioned space to the target air-conditioned environment;
An air conditioning instruction unit for instructing the air conditioning system on the control set value estimated by the inverse analysis unit ,
The setting condition data includes data indicating the surface area of the boundary member from which the surface temperature is acquired, corresponding to the surface temperature included in the boundary condition data .
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。 In the air-conditioning control device according to claim 1,
The air conditioning control device, wherein the data input unit extracts the surface temperature from temperature distribution data detected by an infrared array sensor installed in the air conditioned space.
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。 An air-conditioning control method used in an air-conditioning control apparatus for controlling the air-conditioned space to an arbitrary target air-conditioning environment by instructing a control setting value for an air-conditioning system that controls air-conditioning equipment provided in the air-conditioned space,
A data input step for acquiring a surface temperature of a boundary member constituting the conditioned space measured in the conditioned space;
An inverse analysis unit reverses the air-conditioned environment in the air-conditioned space based on setting condition data indicating the configuration of the air-conditioned space and boundary condition data indicating an influence on the air-conditioned environment in the air-conditioned space including the surface temperature. A reverse analysis step of estimating a control set value for controlling the air-conditioned space to the target air-conditioned environment by analyzing;
An air conditioning instruction unit comprising an air conditioning instruction step for instructing the air conditioning system of the control set value estimated in the reverse analysis step;
The setting condition data includes data indicating a surface area of the boundary member from which the surface temperature is acquired, corresponding to the surface temperature included in the boundary condition data .
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。 In the air-conditioning control method according to claim 3,
The data input step includes extracting the surface temperature from temperature distribution data detected by an infrared array sensor installed in the air-conditioned space.
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