JP2013096657A - 空調システムにおけるグループ補完制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の空調機により冷房対象空間を冷却する空調システムにおいて、いずれかの空調機が故障した場合のグループ補完制御方法を提供する。
【解決手段】故障発生情報を受けた各健全空調機Aiは、故障時刻前後の冷房出力Wi、Wi’を求め、さらに故障発生による故障空調機と当該健全空調機との空調関連度 空調関連度Rij(W)=Wi’/Wi により定量的に判定する。次いで、空調機間の空調関連度の値を比較して順位(優先順位)付けを行い、自己の優先順位に従って吹き出し温度Tbiの設定値変更を行う。
【選択図】図1(b)
Description
この問題の解決手段として、これらの空調機群を統合する制御部を設けて集中管理する統合制御方式が提案されている(例えば、特許文献1)。
同文献の技術は、複数の個別分散空調機の一部を予備空調機として待機させておき、さらに、局所空調機異常時に代替すべき予備空調機を、局所空調機ごとに予め優先順位を付して複数登録しておく。そして、いずれかの空調機に故障が発生したときに、統合制御部は優先順位に従って代替すべき予備空調機に運転指令するものである。
まず、通信トラフィック上の制約により、統合制御装置は配下の空調機が保持する全ての情報を取得することはできない。
また、統合制御装置が故障した場合には、空調システム全体の制御健全性が損なわれるという信頼性上の問題がある。
また、空調機の増減設、リプレース等の都度、制御内容変更に伴い、統合制御装置の制御プログラム変更の必要が生じる。
また、各空調機の制御部に加えて統合制御装置が重畳的に必要となるため、コストアップが避けられない。さらに、文献1のシステムにおいては予備空調機を持つことによる設備コストアップもある。
(1)冷房対象空間を複数の空調機により冷却する空調システムにおいて、
(a)各空調機が、
(a−1)自己の運転状態の経時的履歴を保存するステップと、
(a−2)いずれかの空調機に故障が発生した場合に、当該空調機(以下、故障空調機という)が、故障情報を他の正常運転状態の空調機(以下、健全空調機という)に送信するステップと、
(b)故障情報を受けた各健全空調機が、
(b−1)自己の運転履歴に基づいて故障発生前後の冷房能力変化度を求めるステップと、
(b−2)該冷房能力変化度に基づいて、自己と故障空調機との空調関連度(Rij)を求めるステップと、
(b−3)該空調関連度(Rij)に基づいて、冷房出力を変更するステップと、
を含むことを特徴とする。
(c)各健全空調機が、自己の空調関連度情報を他の健全空調機に送信するステップと、
(d)他の健全空調機の空調関連度情報を受けた各健全空調機が、それぞれ、
(d−1)自己の空調関連度と他の健全空調機の空調関連度を比較して、故障発生機の冷房能力補完優先度を求めるステップと、
(d−2)該補完優先度に対応して冷房出力を変更するステップと、
を含むことを特徴とする。
冷房対象空間を複数の空調機により冷却する空調システムであって、
各空調機が、自己の運転状態の経時的履歴を保存する手段と、いずれかの空調機に故障が発生した場合に、当該空調機(以下、故障空調機という)が、故障情報を他の正常運転状態の空調機(以下、健全空調機という)に送信する手段と、故障情報を受けた各健全空調機が、自己の運転履歴に基づいて故障発生前後の冷房能力変化度を求める手段と、該冷房能力変化度に基づいて、自己と故障空調機との空調関連度(Rij)を求める手段と、該空調関連度情報を他の健全空調機に送信する手段と、他の健全空調機の空調関連度情報を受けた各健全空調機は、自己の空調関連度と他の健全空調機の空調関連度を比較して、故障発生機の冷房能力補完優先度を求める手段と、該補完優先度に対応して冷房出力を変更する手段と、
を備えて成ることを特徴とする。
また、空調機の増減設等の都度、制御プログラム変更の必要がなく、メンテナンスが簡易化できるという効果がある。
また、分散制御方式を採用するシステムにあっては、統合制御部を必要としないため設備コストダウンが可能となり、また、統合制御部故障時のシステム脆弱性の問題が解消されるという効果がある。
図1(a)を参照して、本実施形態に係る空調制御システム1は、冷房対象空間(例えば情報通信機械室)5内に収容される複数の冷房対象(例えばサーバラック)2を、複数の空調機Ai(i=1−n)により冷却するシステムである。
各空調機のデータ格納部には、後述する優先順位−設定温度変更値関係テーブルが格納されている。
各空調機の制御部間は通信線3により接続されており、後述するグループ補完制御に必要な情報の授受を可能に構成されている。
通常状態において空調機Ai(i=1−n)は通常時運転モード,すなわち吸い込み温度Taiに基づく能力制御、により運転されている(S101)。運転中、所定の時間(例えば30sec)ごとに、運転条件データ(時刻、圧縮機周波数、吸い込み温度、吹き出し温度 等)が計測されており、計測値はデータ格納部に取り込まれ、運転履歴情報として保存される(S102)。
Rij(W)=Wi’/Wi ・・・・・(1)
を以って空調関連度として定義する。
なお、平均値に替えて、冷房出力に替えて故障前後の吸い込み温度Ti変化に基づいて、
Rij(T)=Ti’/Ti ・・・・・(2)
を以って、空調関連度として定義してもよい。さらに、Rij(W)、Rij(T)の平均値をRijとして用いることもできる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は故障前後の故障空調機の冷房能力低下度をも考慮して、健全空調機の補完制御内容を決定する態様に関する。本実施形態の構成は第一の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
運転中、空調機Ajに故障が発生した場合(S203においてYES)、当該空調機Ajは故障前後の出力低下率Djを演算して(S204a)、他の健全空調機Ai(i≠j)に対して故障発生信号に加えて出力低下率情報を送信する(S204b)。出力低下率Djは、次式により求めることができる。
Dj=1−(Wj’/Wj) ・・・・・(3)
表3の場合、空調機A4の出力低下率D4=1−(8/15)=0.47となる。
各健全空調機Aiは、他の健全空調機Akに対して自己の空調関連度情報を送信し(S206)、次いで他の健全空調機Akの空調関連度情報を受信する(S207)。さらに、各健全空調機Aiは上述の実施形態と同様の手順に従い、自己の優先順位付けを行う(S208)。
次に、上述の表2により補完制御条件である設定温度変更値(ΔTc)を求め、さらに、故障空調機Ajの出力低下率Diを考慮して、次式により修正設定温度変更値(ΔT’c)を決定する(S209)。
ΔT’c=Di×ΔTc ・・・・・(4)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、健全空調機の出力余裕度をも考慮して、補完制御内容を決定する態様に関する。本実施形態の構成についても第一の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
S308において優先順位決定後、さらに次式により余裕度Miの演算を行う(S309)。
Mi=(1−現在出力/定格出力) ・・・・・(5)
以上のフローを空調機Aiの故障復旧に至るまで(S312においてY)繰り返し行う。
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、故障空調機との空調関連度を求めた健全空調機が、他の健全空調機と優先順位を考慮することなく、空調関連度のみに基づいて補完制御内容を決定することである。本実施形態の構成についても第一の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
図4(a)を参照して、本実施形態における補完制御内容について説明する。S401−S405までは第一の実施形態のS101−S105と同様である。
5・・・・冷房対象空間
Ai、Ak・・・・健全空調機
Aj・・・・故障空調機
Ci・・・・制御部
Di、Di’・・・・出力低下率
Mi・・・・出力余裕度
Pi、Pi’・・・・優先順位
Rij・・・・空調関連度
Claims (10)
- 冷房対象空間を複数の空調機により冷却する空調システムにおいて、
(a)各空調機が、
(a−1)自己の運転状態の経時的履歴を保存するステップと、
(a−2)いずれかの空調機に故障が発生した場合に、当該空調機(以下、故障空調機という)が、故障情報を他の正常運転状態の空調機(以下、健全空調機という)に送信するステップと、
(b)故障情報を受けた各健全空調機が、
(b−1)自己の運転履歴に基づいて故障発生前後の冷房能力変化度を求めるステップと、
(b−2)該冷房能力変化度に基づいて、自己と故障空調機との空調関連度(Rij)を求めるステップと、
(b−3)該空調関連度(Rij)に基づいて、冷房出力を変更するステップと、
を含むことを特徴とする空調システムにおけるグループ補完制御方法。 - 請求項1において、さらに、
(c)各健全空調機が、自己の空調関連度情報を他の健全空調機に送信するステップと、
(d)他の健全空調機の空調関連度情報を受けた各健全空調機が、それぞれ、
(d−1)自己の空調関連度と他の健全空調機の空調関連度を比較して、故障発生機の冷房能力補完優先度を求めるステップと、
(d−2)該補完優先度に対応して冷房出力を変更するステップと、
を含むことを特徴とする空調システムにおけるグループ補完制御方法。 - 前記冷房能力変化度が、吸い込み温度変化率に基づくものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- 前記冷房能力変化度が、前記故障空調機の故障発生前後の冷房出力変化率に基づくものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- 前記優先度を求めるに際して、前記健全空調機の定格冷房能力に対する出力余裕度を考慮することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- (d−2)における冷房出力の変更が、前記健全空調機の吹き出し温度設定値の変更であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- 前記吹き出し温度設定値の変更に際して、前記故障空調機の出力低下率Diを考慮することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- 前記故障情報は、当該故障空調機が能力上限に達しているため能力上昇要求に対応不可状態、又は、圧縮機の高圧圧力が所定の閾値を超えた状態、を示す情報を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。
- 前記空調システムは各空調機と通信可能な統合制御部を備え、かつ、
(a)、(b)又は(a)乃至(d)の各ステップを該統合制御部を介して、又は、該統合制御部において実行する、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の空調システムにおけるグループ補完制御方法。 - 冷房対象空間を複数の空調機により冷却する空調システムであって、
各空調機が、自己の運転状態の経時的履歴を保存する手段と、
いずれかの空調機に故障が発生した場合に、当該空調機(以下、故障空調機という)が、故障情報を他の正常運転状態の空調機(以下、健全空調機という)に送信する手段と、
故障情報を受けた各健全空調機が、
自己の運転履歴に基づいて故障発生前後の冷房能力変化度を求める手段と、
該冷房能力変化度に基づいて、自己と故障空調機との空調関連度(Rij)を求める手段と、
該空調関連度情報を他の健全空調機に送信する手段と、
他の健全空調機の空調関連度情報を受けた各健全空調機は、それぞれ、
自己の空調関連度と他の健全空調機の空調関連度を比較して、故障発生機の冷房能力補完優先度を求める手段と、
該補完優先度に対応して冷房出力を変更する手段と、
を備えて成ることを特徴とする空調システム。
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