JP2012042129A - 空調システムの総合効率演算装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御対象室9の室内エンタルピと制御対象室9へ供給される調和空気の給気エンタルピと制御対象室9へ供給される調和空気の供給量とから室内負荷を算出する(室内負荷=|室内エンタルピ−室外エンタルピ|×給気風量)。算出した室内負荷と熱源機(熱源機1),熱源補機(1次ポンプ2)および空調機(空調機12)でのエネルギーの使用量の合計値(1次エネルギー換算値)とに基づいて空調システムの総合効率を演算する(空調システムの総合効率=Σ室内負荷/Σ(熱源機でのエネルギーの使用量+熱源補機でのエネルギーの使用量+空調機でのエネルギーの使用量))。
【選択図】 図1
Description
熱源の総合効率(ζ)=熱源で処理した熱量/(熱源エネルギー使用量+熱源補機エネルギー使用量)・・・・(1)
図10において、1は冷温水を生成するガス式の熱源機(冷温水機)、2は熱源機1の冷温水の循環通路に補機として設けられた1次ポンプ、3は往ヘッダ、4は往水管路、5は熱源機1から往ヘッダ3を介し往水管路4を通して送られてくる冷温水の供給を受けるFCU(ファンコイルユニット)、6は還水管路、7はFCU5において熱交換され還水管路6を通して送られてくる冷温水が戻される還ヘッダ、8は往ヘッダ3と還ヘッダ7とを連通させるバイパス管路、9はFCU5からの調和空気の供給を受ける制御対象室、10は制御対象室10の室内温度を計測する温度センサ、11は空調制御装置である。FCU5は冷温水コイル5−1とファン5−2と冷温水弁5−3とを備えている。
図11において、12は空調機、13は冷温水弁、14は外気ダンパ、15は還気ダンパ、16は空調制御装置である。空調機12は冷温水コイル12−1とファン12−2とを備えている。空調機12には、外気ダンパ14を介して外気OAが取り込まれ、還気ダンパ15を介して制御対象室9から戻される還気RAが取り込まれる。なお、図10と同一符号は図10を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
総合効率演算装置25は、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み(ステップS101,S102)、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める(ステップS103)。
LRR=|EPI−EPO|×V ・・・・(2)
総合効率演算装置25は、ガス消費量計量計21によって計測される熱源機1でのガスの消費量(瞬時値)、電力計22によって計測される熱源機1での電気の消費量(瞬時値)、電力計23によって計測される1次ポンプ2での電気の消費量(瞬時値)、電力計23によって計測される空調機12におけるファン12−2での電気の消費量(瞬時値)を取り込む(ステップS201〜S204)。
オペレータは、空調システムの省エネ性を評価したい場合、評価期間を指定して、総合効率演算装置25に総合効率の演算指示を与える。例えば、年間の空調システムの省エネ性を評価したい場合、評価期間を1年として、総合効率演算装置25に総合効率の演算指示を与える。この例では、評価期間を1年とする。
図1には空調システムの単純な例を示した。図7に図1に示した空調システムの変形例(変形例1)を示す。この空調システムの変形例1では、空調機12に加湿器(水加湿)12−3が設けられており、加湿弁26を介して水分が加湿器12−3に供給される。空調制御装置16は、湿度センサ20からの制御対象室9の室内湿度の計測値hpvを入力とし、この室内湿度の計測値hpvを室内湿度の設定値hspに一致させるように、加湿弁26を介する加湿器12−3への水分の量を制御する。
図8に制御対象室9に対して可変風量調節器(VAV)が複数設けられている例を示す。この例では、制御対象室9に対してVAV33−1〜33−3が設けられ、VAV33−1によって制御対象室9内の左側のゾーンZ1への調和空気の供給が行われ、VAV33−2によって制御対象室9内の中央のゾーンZ2への調和空気の供給が行われ、VAV33−3によって制御対象室9内の右側のゾーンZ3への調和空気の供給が行われる。
総合効率演算装置25において、VAV33−1の担当エリアであるゾーンZ1の室内負荷LR1の算出は、第1の室内負荷算出部25−1において行う。この場合、第1の室内負荷算出部25−1は、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ10−1からの室内温度の計測値tpv1および湿度センサ34からの還気湿度の計測値hrpvを取り込み、この取り込んだ室内温度の計測値tpv1と還気湿度の計測値hrpvとからゾーンZ1における室内エンタルピEP1Iを求める。そして、風量センサ19−1からのゾーンZ1への給気風量V1を取り込み、LR1=|EP1I−EPO|×V1としてゾーンZ1の室内負荷LR1を求める。
総合効率演算装置25において、VAV33−2の担当エリアであるゾーンZ2の室内負荷LR2の算出は、第2の室内負荷算出部25−2において行う。この場合、第2の室内負荷算出部25−2は、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ10−2からの室内温度の計測値tpv2および湿度センサ34からの還気湿度の計測値hrpvを取り込み、この取り込んだ室内温度の計測値tpv2と還気湿度の計測値hrpvとからゾーンZ2における室内エンタルピEP2Iを求める。そして、風量センサ19−2からのゾーンZ2への給気風量V2を取り込み、LR2=|EP2I−EPO|×V2としてゾーンZ2の室内負荷LR2を求める。
総合効率演算装置25において、VAV33−3の担当エリアであるゾーンZ3の室内負荷LR3の算出は、第3の室内負荷算出部25−3において行う。この場合、第3の室内負荷算出部25−3は、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ10−3からの室内温度の計測値tpv3および湿度センサ34からの還気湿度の計測値hrpvを取り込み、この取り込んだ室内温度の計測値tpv3と還気湿度の計測値hrpvとからゾーンZ3における室内エンタルピEP3Iを求める。そして、風量センサ19−3からのゾーンZ3への給気風量V3を取り込み、LR3=|EP3I−EPO|×V3としてゾーンZ3の室内負荷LR3を求める。
図9に制御対象室9に対して空調機が複数設けられている例を示す。この例では、制御対象室9に対して、空調機としてFCU5LとFCU5Rと外調機35とが設けられている。FCU5Lは制御対象室9の左側のゾーンZLに対して設けられており、FCU5Rは制御対象室9の右側のゾーンZRに対して設けられている。外調機35は制御対象室9の全体に対して設けられている。
総合効率演算装置25において、FCU5Lの担当エリアであるゾーンZLの室内負荷LRLは、第1の室内負荷算出部25Lにおいて行う。この場合、第1の室内負荷算出部25Lは、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ10Lからの室内温度の計測値tLpvおよび湿度センサ37からの排気湿度の計測値hepvを取り込み、この取り込んだ室内温度の計測値tLpvと排気湿度の計測値hepvとからゾーンZLにおける室内エンタルピEPLIを求める。そして、風量センサ19LからのゾーンZLへの給気風量VLを取り込み、LRL=|EPLI−EPO|×VLとしてゾーンZLの室内負荷LRLを求める。
総合効率演算装置25において、FCU5Rの担当エリアであるゾーンZRの室内負荷LRRは、第2の室内負荷算出部25Rにおいて行う。この場合、第2の室内負荷算出部25Rは、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ10Rからの室内温度の計測値tRpvおよび湿度センサ37からの排気湿度の計測値hepvを取り込み、この取り込んだ室内温度の計測値tRpvと排気湿度の計測値hepvとからゾーンZRにおける室内エンタルピEPRIを求める。そして、風量センサ19RからのゾーンZRへの給気風量VRを取り込み、LRR=|EPRI−EPO|×VRとしてゾーンZRの室内負荷LRRを求める。
総合効率演算装置25において、外調機35が担当する制御対象室9全体の室内負荷LRLRは、第3の室内負荷算出部25LRにおいて行う。この場合、第3の室内負荷算出部25LRは、温度センサ17からの給気温度の計測値tspvおよび湿度センサ18からの給気湿度の計測値hspvを取り込み、この取り込んだ給気温度の計測値tspvと給気湿度の計測値hspvとから給気エンタルピEPOを求める。また、温度センサ36からの排気温度の計測値tepvおよび湿度センサ37からの排気湿度の計測値hepvを取り込み、この取り込んだ排気温度の計測値tepvと排気湿度の計測値hepvとから制御対象室9全体における室内エンタルピEPIを求める。そして、風量センサ19からの制御対象室9への給気風量Vを取り込み、LRLR=|EPI−EPO|×Vとして制御対象室9全体の室内負荷LRLRを求める。
Claims (10)
- 冷温水を生成する熱源機と、この熱源機に対して補機として設けられた熱源補機と、前記熱源機からの冷温水の供給を受けて制御対象室に調和空気を供給する空調機とを備えた空調システムに用いられ、この空調システムの評価指標として総合効率を演算する空調システムの総合効率演算装置であって、
少なくとも前記制御対象室の室内温度と前記制御対象室へ供給される調和空気の温度と前記制御対象室へ供給される調和空気の供給量とから前記制御対象室の室内負荷を算出する室内負荷算出手段と、
前記室内負荷算出手段によって算出された室内負荷と前記熱源機,前記熱源補機および前記空調機でのエネルギーの使用量の合計値とに基づいて前記空調システムの総合効率を演算する総合効率演算手段と
を備えることを特徴とする空調システムの総合効率演算装置。 - 請求項1に記載された空調システムの総合効率演算装置において、
前記室内負荷算出手段は、
前記制御対象室の室内エンタルピと前記制御対象室へ供給される調和空気の給気エンタルピと前記制御対象室へ供給される調和空気の供給量とから前記制御対象室の室内負荷を算出する
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算装置。 - 請求項2に記載された空調システムの総合効率演算装置において、
前記室内負荷算出手段は、
前記制御対象室の室内温度と室内湿度とから前記室内エンタルピを求め、前記制御対象室へ供給される調和空気の温度と湿度とから前記給気エンタルピを求める
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算装置。 - 請求項2に記載された空調システムの総合効率演算装置において、
前記室内負荷算出手段は、
前記制御対象室の室内温度を前記室内エンタルピの代用として用い、前記制御対象室へ供給される調和空気の温度を前記給気エンタルピの代用として用いる
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算装置。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載された空調システムの総合効率演算装置において、
前記空調システム内に前記熱源機、前記熱源補機、前記空調機、前記制御対象室が複数存在する場合、
前記室内負荷算出手段は、
前記制御対象室毎の室内負荷を積算して前記空調システム内の室内負荷の合計値を算出し、
前記総合効率演算手段は、
前記室内負荷算出手段によって算出された室内負荷の合計値と前記熱源機,前記熱源補機および前記空調機でのエネルギーの使用量の合計値とに基づいて前記空調システムの総合効率を演算する
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算装置。 - 冷温水を生成する熱源機と、この熱源機に対して補機として設けられた熱源補機と、前記熱源機からの冷温水の供給を受けて制御対象室に調和空気を供給する空調機とを備えた空調システムに適用され、この空調システムの評価指標として総合効率を演算する空調システムの総合効率演算方法であって、
少なくとも前記制御対象室の室内温度と前記制御対象室へ供給される調和空気の温度と前記制御対象室へ供給される調和空気の供給量とから前記制御対象室の室内負荷を算出する室内負荷算出ステップと、
前記室内負荷算出ステップによって算出された室内負荷と前記熱源機,前記熱源補機および前記空調機で使用されたエネルギーの使用量の合計値とに基づいて前記空調システムの総合効率を演算する総合効率演算ステップと
を備えることを特徴とする空調システムの総合効率演算方法。 - 請求項6に記載された空調システムの総合効率演算方法において、
前記室内負荷算出ステップは、
前記制御対象室の室内エンタルピと前記制御対象室へ供給される調和空気の給気エンタルピと前記制御対象室へ供給される調和空気の供給量とから前記制御対象室の室内負荷を算出する
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算方法。 - 請求項7に記載された空調システムの総合効率演算方法において、
前記室内負荷算出ステップは、
前記制御対象室の室内温度と室内湿度とから前記室内エンタルピを求め、前記制御対象室へ供給される調和空気の温度と湿度とから前記給気エンタルピを求める
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算方法。 - 請求項7に記載された空調システムの総合効率演算方法において、
前記室内負荷算出ステップは、
前記制御対象室の室内温度を前記室内エンタルピの代用として用い、前記制御対象室へ供給される調和空気の温度を前記給気エンタルピの代用として用いる
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算方法。 - 請求項6〜9の何れか1項に記載された空調システムの総合効率演算方法において、
前記空調システム内に前記熱源機、前記熱源補機、前記空調機、前記制御対象室が複数存在する場合、
前記室内負荷算出ステップは、
前記制御対象室毎の室内負荷を積算して前記空調システム内の室内負荷の合計値を算出し、
前記総合効率演算ステップは、
前記室内負荷算出ステップによって算出された室内負荷の合計値と前記熱源機,前記熱源補機および前記空調機で使用されたエネルギーの使用量の合計値とに基づいて前記空調システムの総合効率を演算する
ことを特徴とする空調システムの総合効率演算方法。
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