JP2008025851A - ビル空調管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】外部情報と内部演算情報の運用者への容易な表示性と設定性を実現し、運用者主体による制御変更性を容易に実現することで制御精度を向上させる。
【解決手段】ビル管理システムで外気取り入れによる冷房を制御にあたり、収集した外気温度・湿度、室内温度・湿度等の外部計測値によるエンタルピ自動演算と２段階による外気冷房判断機能の選択および仮想の温度設定値による体感的なあいまいな値と自動制御を併用した外気冷房自動制御により快適な外気取り入れによる空調環境を実現管理する。
【選択図】図４

Description

本発明はビル空調管理システム、特に、外気冷房制御によるビル空調管理システムに関する。

従来の外気冷房制御システムは、先ず冷房機／暖房機を起動させるため冷房／暖房設定温度の中間温度情報と室内側冷暖切換温度との比較により熱交換器をもつ換気装置を冷房／暖房運転モードとし、次に、換気装置は、冷房／暖房運転モードのそれぞれにおいて、室内外空気の温度，絶対湿度およびエンタルピにより、普通換気運転，顕熱換気運転または全熱換気運転としている（例えば、特許文献１参照）。

特公平8-14402号公報（第２頁−第３頁、図２）

しかしながら、上述した従来の外気冷房制御システムでは、冷暖房設備機器を起動させるための冷房室内設定温度と暖房室内設定温度の中間の温度を室内側の冷暖切換温度と比較して換気制御を実行しているため、外気冷房切替えの基準となる温度が、冷暖房設備機器を起動させるための設定温度の中間値に固定されているので、季節の変わり目における体感によっては、外気冷房切替えのための判断情報に具体性を欠き、適切な外気冷房切替えができないという問題点がある。この問題は、室内に設置された多数のパソコン等の機器から放熱による影響を受けやすいビジネスビル等では特に大きくなる。

そこで、本発明の目的は、体感に合った外気取入れの自動制御を実行可能とするビル空調管理システムを提供することにある。

本発明によるビル空調管理システムは、端末装置から瞬時入力される外気温度と外気湿度、室内温度、室内湿度から自動演算にて外気と室内のエンタルピ値を算出し、エンタルピおよび温度、または温度による比較判断処理を行う。次に、室内比較温度判断方式に選択により、仮想の温度設定による制御とするか室内温度設定による制御とするかの分岐処理後、選択された制御へ移行する。

仮想設定が選択された場合は、室内温度と仮想温度設定値にパラメータ値として可変できる温度幅値を加えた加算温度を比較し、室内温度がその加算温度以上であれば、外気冷房可能と判断する。一方、室内温度がその加算温度未満であれば、室内温度と仮想温度設定値を比較し、室内温度が仮想温度設定値以下であれば、外気冷房不可と判断し、制御のバタツキを抑制する。

上述の手段により、中間期における微妙な温度変化に対して、運用者判断でかつ実点である温度設定値以外の手段でより体感温度に近い状態としてビル内居住者へ快適な空調環境の提供を可能とする。

本発明においては、外気変動によるばらついた制御や設定温度の変更を防止してエネルギーロスを防止することができるという第１の効果を有する。その理由は、中間期等微妙に変化する外気温度と部屋内での体感温度を運用者が判断し、仮想設定温度に部屋内で要求される予測温度を設定する、即ち、温度設定に人的判断を取り入れることができる余地を設けたからである。

また、居住者要求による快適性を重視した制御管理ができるという第２の効果もある。その理由は、外気冷房判断を２段階にしていることと、処理内容に人的要素と自動判断を共存させているため、運用者のスキルに合わせた制御対応が可能だからである。

更に、空調設定情報をＧＵＩ的に運用者に判断し易い形で提供し、各設定パラメータもセンター系装置で変更可能としているため、端末装置へのダウンロード処理等を不要とし、ローカル設備への影響を最小限とすることができるという第３の効果もある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の一実施の形態として、ビル空調管理システムの構成が示されている。

このビル空調管理システムは、モニタ２付きのセンタ処理装置１と、外気温度・湿度や室内温度・湿度や現在のビルの空調機状態等を収集する端末装置３と、外気冷房制御を実行する外気冷房制御処理装置４とがＬＡＮ接続されたものである。

センタ処理装置１は、端末装置３および外気冷房制御処理装置４を制御すると共に、運用者（オペレータ）操作によりモニタ２に空調設備画面を表示させ、現在のビルの空調運用情報を提供する。端末装置３によって収集された上記情報は、この空調運用情報に取り込まれる。また、運用者のアクセス権限により、外気冷房制御のためのパラメータ画面をモニタ２に表示させ、設定情報を可変可能とする。センタ処理装置２は、この空調運用情報を外気冷房制御処理装置３へ提供する。

図２は上記空調設備画面の要旨を例示する。空調設備画面は、ビル各階の空調設備の状態を一覧で表示して、運用者へ空調状態の容易な把握を可能としている。外部からの取り込む情報とは、外気の温度・湿度11と、空調機運転状態（例えば、○が赤で運転、緑で停止）設定温度・熱交換器の運転状態12と、室内の温度・湿度・給気温度13と、エンタルピ値14を表示している。エンタルピ値14は外気冷房制御処理装置４で演算されたものが出力される。

本設備画面中の許可／禁止15は、外気冷房制御の実行許否を選択するものであって、ここで許可を選択し、外気冷房判断としてエンタルピ／温度16のいずれかを選択する（例えば、○が赤でエンタルピ、緑で温度）ことにより、1次判断までの条件が設定される。

次に、外冷判断の通常／仮想17（例えば、○が赤で通常、緑で仮想）の選択で、２次判断の選択ができ、かつ仮想設定の設定温度18を設定することで制御が実行される。最終的には、設備画面内の外冷判断の可／否状態19（例えば、赤で可、緑で否）で制御が実行され、外冷中20（例えば、○が赤で外冷中、緑で外冷中止）により制御状況が、運用者に判断できるようになっている。

図３は、上記パラメータ画面の要旨を例示する。P-No.3452の温度幅と、P-No.3453の外気下限温度が含まれていることに留意されたい。

次に、以上のように構成された本発明のビル空調管理システムの動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。この動作は、外気冷房制御処理装置４において実行される。

先ず、端末装置４で収集した室内温度ｔと室内湿度ｈにより室内エンタルピｉ（kcal/kg）を求める（図４のステップS1）。演算式は下記の通り。

絶対湿度ｘ（kg/kg）は、ｘ←（a/100000）×（h/100）
但し、aは蒸気量である。

室内エンタルピｉ（kcal/kg）は、ｉ←Cp×ｔ＋ｘ（ｒ＋Cv×ｔ）
但し、Cpは空気の比熱（0.24kcal/kg）、ｒは0℃における水蒸気の蒸気熱（597.3kcal/kg）、Cvは水蒸気の定圧比熱（0.44kcal/kg）である。

室内エンタルピ演算後、室内エンタルピ値がセンタ処理装置１へ出力され（ステップS2）、図２に示したようにモニタ２に表示される。また、制御の禁止状態を確認し（ステップS3）、図２に示した制御許可／禁止の状態が、禁止であれば、そのまま終了し、許可であれば、外気冷房判断の1次判断処理に移行する（ステップS4）。判断方式としてエンタルピが選択された場合は、外気／室内のエンタルピ比較を行い（ステップS5）、外気エンタルピが室内エンタルピ以下であれば、外気下限温度と外気温度の比較処理（ステップS6）へ移行し、そうでなければ外気冷房可能を不可とする（ステップS14）。また、外気冷房判断の１次判断で温度が選択された場合は、そのまま外気下限温度と外気温度の比較処理（ステップS6）へ移行する。

外気下限温度と外気温度の比較処理（ステップS6）において、外気下限温度が外気温度以下で、かつ外気温度が室内温度以下の条件を満たした場合は（ステップS7）、２次判断である室内比較温度判断方式（ステップS8）へ移行する。

室内比較温度判断方式は、仮想の設定温度、または通常の設定温度の選択となっており、いずれが選択された場合であっても、その選択以降の処理は、室内温度と設定温度に温度幅を加算した値との比較処理を実行し（ステップS9，S10）、結果として室内温度が比較対象である加算結果の値以上であれば、外気冷房を可能とした処理を実行し（ステップS13）、加算結果の値未満であれば、室内温度と設定温度の比較処理を行い（ステップS11，S12）、室内温度が設定温度以下の場合は外気冷房を不可として（ステップS14）、設定温度によるバタツキ制御を抑制する。

外気冷房が可能と判断された場合は、再度外気冷房の許可／禁止状態を確認（ステップS15）後、全熱交換器が正常か否か（ステップS16）、空調機が運転中か否か（ステップS17）、および外気冷房可能／不可能（ステップS18）を確認し、いずれも肯定的であれば中間期指令ON制御出力で外気取入れが実行され（ステップS19）、いずれかが否定的であれば中間期指令OFF制御出力で外気取入れが実行されない（ステップS20）。

このように、本発明では、外気冷房制御判断を２段階に分け、かつ仮想の設定温度の選択を考慮したことで、運用者判断と自動制御が合致したフィジー制御を実現できる。更には、比較対象の温度に温度幅を自由に加算できる機能により居住者要求に応え易い。

本発明のビル空調管理システムの構成を示すブロック図 本発明で使用される空調設備画面の要旨を例示する図 本発明で使用されるパラメータ画面の要旨を例示する図 本発明のビル空調管理システムの動作を示すフローチャート

符号の説明

１ センタ処理装置
２ モニタ
３ 端末装置
４ 外気冷房制御処理装置
11 外気温度・外気湿度
12 設定温度・熱交換器の運転状態
13 室内温度・湿度・給気温度
14 エンタルピ
15 外気冷房（許可／禁止）
16 外冷冷房判断（エンタルピ／温度）
17 外冷冷房判断（通常／仮想）
18 仮想設定の設定温度
19 外冷判断の可／否状態
20 外冷（可／否）

Claims (3)

1. モニタ付きのセンタ処理装置と、外気温度・湿度や室内温度・湿度や現在のビルの空調機状態等を収集する端末装置と、外気冷房制御を実行する外気冷房制御処理装置とがＬＡＮ接続されたビル空調管理システムであって、
   前記センタ処理装置は、前記端末装置および前記外気冷房制御処理装置を制御すると共に、運用者操作により現在のビルの空調運用情報を前記モニタに空調設備画面を表示させ、また外気冷房制御のためのパラメータ画面を前記モニタに表示させて設定情報を可変可能とされた前記空調運用情報を前記外気冷房制御処理装置へ提供し、
   前記外気冷房制御処理装置は、前記空調運用情報により、外気温度，外気湿度，室内温度，室内湿度および外気下限温度から外気取り入れを判断する１次判断と、固定の室内設定温度または前記運用者が前記空調運用情報に適時設定する室内仮想設定温度から選択された温度と室内温度との比較で外気取り入れを判断する２次判断とにより、外気冷房可否を決定することを特徴とするビル空調管理システム。
2. 前記１次判断は、
   温度方式かエンタルピ方式かを選択する第１段階と、
   エンタルピ方式なら外気温度と外気湿度から外気エンタルピ、室内温度と室内湿度から室内エンタルピを計算して外気エンタルピと室内エンタルピを比較する第２段階と、
   外気下限温度と外気温度を比較する第３段階と、
   外気温度と室内温度を比較する第４段階を有することを特徴とする請求項１記載のビル空調管理システム。
3. 前記２次判断は、
   設定温度方式か仮想設定温度方式かを選択する第１段階と、
   設定温度または仮想設定温度に各設定値幅を加算した温度と、室内温度を比較する第２段階と、
   設定温度または仮想設定温度と室内温度を比較する第３段階を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のビル空調管理システム。
   

Images