JP2009174825A - 空調制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 空調制御システム1は、外気を冷却する外気冷却用コイル11と室内の還気を冷却する還気冷却用コイル12とを有する空調機10と、空調機10のそれぞれのコイルに冷水を供給する中央熱源装置40と、予め設定された快適性指標の範囲で、空調制御システム1内の全所要消費エネルギーが最小になるように空調機10の設定値を算出する空調連携制御装置50とを有する。
【選択図】 図1
Description
〈第1実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第1実施形態による空調制御システム1の全体図を、図1に示す。
本実施形態における空調制御システム1の動作について、図3のシーケンス図を参照して説明する。
+2:暖かい
+1:やや暖かい
0:どちらでもない、快適
−1:やや涼しい
−2:涼しい
−3:寒い
なお、人間の快適なPMV値の範囲は−0.5〜+0.5である。
1met = 58.2 W/m2 = 50 kcal/m2・h
また、単位clo(クロ)は、衣服の熱絶縁性を表し、1clo とは気温 21℃,相対湿度 50%,気流 5cm/s以下の室内で、体表面からの放熱量が1metの代謝と平衡するような着衣状態での値であり、通常の熱抵抗値に換算すると下記式(2)で表される。
1clo = 0.155 m2・℃/W = 0.18 m2・h・℃/kcal
下記式(3)を用いて快適な範囲内(−0.5<PMV<+0.5)で冷房時はより暑い方向の側に、暖房時はより寒い方向の側にPMV目標値を設定することで空調負荷の軽減を図ることができ、省エネルギーを達成できる。
A:人体表面積[m2]
L:人体熱負荷[kcal/m2h](Fangerの快適方程式より算定)
次に、空調機10の最適な設定値の算出について説明する。
〈第2実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第2実施形態による空調制御システム2の構成は、図1および図2に示す第1実施形態の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態における空調制御システム2の動作は、図3のステップS3における各空調機10の設定値の算出を除いては第1実施形態と同様であるため、同一部分の詳細な説明については省略する。
〈第3実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第3実施形態による空調制御システム3の構成は、空調制御対象の室内にCO2センサ(図示なし)または人感センサ(図示なし)を設けることの他は図1および図2に示す第1実施形態の構成と同様であるため、同一部分の詳細な説明は省略する。
本実施形態における空調制御システム3の動作について、図3を参照して説明する。
〈第4実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第4実施形態による空調制御システム4の構成は、図6に示すように熱源装置が中央熱源装置40、40’の2系統設置されている他は第1実施形態と同様であるため、同一部分の詳細な説明は省略する。
本実施形態における空調制御システム4の動作は、図3のステップS5において冷水が供給されるときの処理を除いては第1実施形態と同様であるため、同一部分の詳細な説明については省略する。
〈第5実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第5実施形態による空調制御システム5の構成は、図1に示す第1実施形態による空調制御システム1の構成と同様であるが、各空調機10内では、外気冷却用コイル11と還気冷却用コイル12とを直列状態で接続されている。
本実施形態における空調制御システム5の動作は、図3のステップS5において冷水が供給されるときの処理を除いては第1実施形態と同様であるため、同一部分の詳細な説明については省略する。
10…空調機
11…外気冷却用コイル
12…還気冷却用コイル
13…送風ファン
14〜17…弁
20…温度センサ
30…湿度センサ
40…中央熱源装置
41…冷凍機
42…冷却塔
43…送水ポンプ
50…空調連携制御装置
Claims (6)
- 空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーン毎に対応して設置された計測装置と、空調機と、中央熱源装置と、これらの空調機および中央熱源装置の動作を制御する空調制御装置とが接続された空調制御システムにおいて、
前記計測装置は、
前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンの温度計測値および湿度計測値を取得して前記空調制御装置に送信する計測値送信部を有し、
前記空調機は、
所定量の外気を取り込み、前記計測装置の計測値送信部から前記温度計測値および前記湿度計測値が送信されたことにより前記空調制御装置から取得した温度設定値および湿度設定値に基づいて、前記中央熱源装置から供給される冷水または温水を利用して、取り込んだ外気の温度および湿度を調整する外気用コイルと、
前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンの所定量の還気を取り込み、前記空調制御装置から取得した温度設定値に基づいて、取り込んだ還気の温度の調整を行う還気用コイルと、
前記外気冷却用コイルで温度および湿度の調整が行われた外気と、前記還気冷却用コイルで温度の調整が行われた還気とを混合し、前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンに送風する送風ファンと
を有し、
前記中央熱源装置は、
冷凍機および冷却塔を有し、前記空調機に供給する冷水または温水を生成し、前記空調制御装置から与えられる水温設定値に温度を調整する冷温水調整部と、
前記空調機の前記外気用コイルおよび前記還気用コイルの少なくともいずれか一方に供給する冷水または温水の流量値を前記空調制御装置から取得し、前記冷温水調整部で温度が調整された冷水または温水を、取得した流量値に従って送水する送水ポンプと、
を有し、
前記空調制御装置は、
前記計測装置の計測値送信部から送信された前記温度計測値および前記湿度計測値を取得する計測値取得部と、
予め設定された快適性指標の目標設定範囲を記憶する快適性指標範囲記憶部と、
前記計測値取得部で取得した前記温度計測値および前記湿度計測値に基づいて、前記快適性指標範囲記憶部に記憶された快適性指標の目標設定範囲の中で、前記冷凍機、前記冷却塔、前記外気用コイル、前記還気用コイル、前記送水ポンプ、および前記送風ファンの消費エネルギーの合計値が最小になるように、前記空調機から供給される送風の温度設定値および湿度設定値を算出する空調機設定値算出部と、
前記空調機設定値算出部で算出された温度設定値および湿度設定値を前記空調機に送信する設定値送信部と、
前記空調機設定値算出部で算出された温度設定値および湿度設定値から、前記冷水または温水の水温設定値および流量値を算出して前記中央熱源装置に送信する制御値送信部とを有する
ことを特徴とする空調制御システム。 - 前記中央熱源装置は2系統設けられ、
一方の中央熱源装置は、前記外気用コイルに冷水または温水を供給し、他方の中央熱源装置は、前記還気用コイルに冷水または温水を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の空調制御システム。 - 空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーン毎に対応して設置された計測装置と、空調機と、送水ポンプと、これらの空調機および送水ポンプの動作を制御する空調制御装置とが接続された空調制御システムにおいて、
前記計測装置は、
前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンの温度計測値および湿度計測値を取得して前記空調制御装置に送信する計測値送信部を有し、
前記空調機は、
所定量の外気を取り込み、前記計測装置の計測値送信部から前記温度計測値および前記湿度計測値が送信されたことにより前記空調制御装置から取得した温度設定値および湿度設定値に基づいて、取り込んだ外気の温度および湿度を調整する外気用コイルと、
前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンの所定量の還気を取り込み、前記空調制御装置から取得した温度設定値に基づいて、取り込んだ還気の温度の調整を行う還気用コイルと、
前記外気冷却用コイルで温度および湿度の調整が行われた外気と、前記還気冷却用コイルで温度の調整が行われた還気とを混合し、前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンに送風する送風ファンと
を有し、
前記送水ポンプは、
前記空調機の前記外気用コイルおよび前記還気用コイルの少なくともいずれか一方に供給する冷水または温水の流量値を前記空調制御装置から取得し、外部から供給された冷水または温水を、取得した流量値に従って送水する送水部
を有し、
前記空調制御装置は、
前記計測装置の計測値送信部から送信された前記温度計測値および前記湿度計測値を取得する計測値取得部と、
予め設定された快適性指標の目標設定範囲を記憶する快適性指標範囲記憶部と、
前記計測値取得部で取得した前記温度計測値および前記湿度計測値に基づいて、前記快適性指標範囲記憶部に記憶された快適性指標の目標設定範囲の中で、前記外気用コイル、前記還気用コイル、前記送水ポンプ、および前記送風ファンの消費エネルギーの合計値が最小になるように、前記空調機から供給される送風の温度設定値および湿度設定値を算出する空調機設定値算出部と、
前記空調機設定値算出部で算出された温度設定値および湿度設定値を前記空調機に送信する設定値送信部と、
前記空調機設定値算出部で算出された温度設定値および湿度設定値から、前記冷水または温水の流量値を算出して前記送水ポンプに送信する制御値送信部とを有する
ことを特徴とする空調制御システム。 - 前記空調機の送風ファンは、前記空調制御装置から取得する、前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンに送風するときの風速設定値に基づいて混合した空気を送風し、
前記空調制御装置の空調機設定値算出部は、前記温度設定値および前記湿度設定値に加え、風速設定値を算出し、
前記空調制御装置の設定値送信部は、前記温度設定値および前記湿度設定値に加え、風速設定値を前記空調機に送信する
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の空調制御システム。 - 前記計測装置の計測値送信部は、前記空調制御対象の室内あるいは室内の制御ゾーンのCO2濃度の計測値、または在室者の人数計測値をさらに取得して前記空調制御装置に送信し、
前記空調制御装置の前記計測値取得部は、前記計測装置の計測値送信部から、さらに前記CO2濃度の計測値、または前記在室者の人数計測値を取得し、
前記空調制御装置の前記空調機設定値算出部は、前記快適性指標範囲記憶部に記憶された快適性指標の範囲の中で、前記空調機により冷房が要求され外気のエンタルピーが室内のエンタルピーよりも低いときには外気の取り込み量を増やし、また、前記外気冷却用コイルの負荷が所定値よりも高く、且つ前記計測値取得部で取得したCO2濃度の計測値が予め設定されたCO2濃度限界値よりも高いかまたは在室者の人数計測値が所定値よりも高いときは、前記室内のCO2濃度を前記CO2濃度限界値よりも低くするための最小限の量の外気を取り込むように前記外気用コイルで取り込む外気量設定値をさらに算出し、
前記空調制御装置の前記設定値送信部は、前記空調機設定値算出部で算出された前記外気用コイルで取り込む外気量設定値を前記空調機に送信し、
前記空調機の前記外気用コイルは、前記空調制御装置の前記設定値送信部から送信された外気量設定値に基づいて外気を取り込む
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の空調制御システム。 - 前記外気用コイルと前記還気用コイルとは、直列状態に接続され、
前記還気用コイルでは、前記外気用コイルで利用された冷水または温水が再利用される
ことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の空調制御システム。
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