JP2015183918A5 - - Google Patents

Description

＜第二の実施形態＞
次に図２（ａ）〜図２（ｇ）を参照して、本発明の他の実施態様について説明する。図２（ａ）を参照して、本実施態様に係る空調システム２０の構成が上述の実施態様に係る空調システム１と異なる点は、混気室を備えておらず、空調機３とサーバラック５が同一の室内２１ａに配設されていることである。その他の構成は上述の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

次に、ｉ＝０〜ｎ、ｊ＝０〜ｓについて、それぞれ以下の運転操作を行う。
外気取入量ＧａをＧａ＿ｍｉｎ〜Ｇａ＿ｍａｘの範囲で、次式により段階的に変化させて外気ファンを稼働させる（Ｓ４０３）。
Ｇａ（ｉ）＝Ｇａ＿ｍｉｎ＋（ｉ／ｎ）・（Ｇａ＿ｍａｘ−Ｇａ＿ｍｉｎ） ・・・（３・２）
さらに空調機風量ＧｍをＧｍ＿ｍｉｎ〜Ｇｍ＿ｍａｘの範囲で段階的に変化させて、空調機を稼働させる（Ｓ４０４）。
Ｇｍ（ｊ）＝Ｇｍ＿ｍｉｎ＋（ｊ／ｓ）・（Ｇｍ＿ｍａｘ−Ｇｍ＿ｍｉｎ） ・・・（３・３）

さらに、上述の実施形態と同様にして空調機消費電力Ｗｍ（ｉ，ｊ）、外気ファン消費電力Ｗａ（ｉ，ｊ）の演算を行う（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。さらに、システム消費電力Ｗｔ（ｉ）を求め（Ｓ１０７）、データ［Ｇａ（ｉ）、Ｗｔ（ｉ，ｊ）］を所定のアドレスに格納する（Ｓ１０８）。以上の操作をそれぞれｊ≧ｓ、ｉ≧ｎに至るまで繰り返し行う（Ｓ４０３〜Ｓ４１４）。
演算終了後、データ［Ｇａ（ｉ）、Ｗｔ（ｉ，ｊ）］中のＷｔ（ｉ，ｊ）が最小となるＧａに外気ファン２ａの周波数を調整して外気取入を行う（Ｓ４１５）。

Claims (14)

1. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を直接、又は、還気と混合して空調機を通過させた後に、空調対象空間に供給する外気冷房空調システムにおいて、
   前記空調室内に取り入れる外気の量である取入外気量（Ｇａ）を調整する外気ファンと、
   所定の冷房負荷に対して、空調機消費電力（Ｗｍ）と外気ファン消費電力（Ｗａ）との総消費電力（Ｗｔ＝Ｗｍ＋Ｗａ）を最小とするように、前記外気ファンを制御する制御部と、
   が設けられていることを特徴とする外気冷房空調システム。
2. 混気室を備え、前記外気ファンにより取り入れた外気を全て前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
   前記制御部は、
   所定の範囲で、複数の段階的な外気取入量条件（Ｇａ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）を設定し、
   各外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））について、
   前記所定の冷房負荷に対応する空調機通過風量（Ｇｍ）及び還気温度（Ｔｅ）を想定して、質量バランス及び熱バランスに基づいて空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））を演算し、
   空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ））を、空調機通過風量（Ｇｍ）、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
   外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
   総消費電力（Ｗｔ（ｉ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の外気冷房空調システム。
3. 混気室を備え、前記外気ファンにより取り入れた外気を全て前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
   前記制御部は、
   所定の範囲で、複数の段階的な空調機入口温度条件（Ｔｉ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）を設定し、
   各空調機入口温度条件（Ｔｉ（ｉ））について、
   前記所定の冷房負荷に対応する空調機通過風量（Ｇｍ）及び還気温度（Ｔｅ）を想定して、質量バランス及び熱バランスに基づいて外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））を演算し、
   空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ））を、空調機通過風量（Ｇｍ）、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
   外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
   総消費電力（Ｗｔ（ｉ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の外気冷房空調システム。
4. 取り入れた外気の一部を前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
   前記制御部は、
   前記外気ファンおよび前記空調機を制御することにより、外気取入量（Ｇａ（ｉ））、空調機風量（Ｇｍ（ｊ））を、それぞれ段階的に変化させて、各外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））及び空調機風量（Ｇｍ（ｊ））条件で運転し、
   取入外気のうちの前記空調機に取り込まれる割合（外気影響係数：α）を、質量バランス及び熱バランスに基づいて演算し、
   各外気取入量条件に対するデータ群［α（ｉ，ｊ）、Ｇａ（ｉ），Ｇｍ（ｊ），Ｔｅ（ｉ，ｊ）］を、所定のデータベース（ＤＢ−α）に蓄積する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の外気冷房空調システム。
5. 前記制御部は、
   請求項４において、前記データベース（ＤＢ−α）が蓄積された段階において、
   それぞれ所定の範囲で、複数の段階的な外気取入量条件（Ｇａ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）、及び、空調機風量条件（Ｇｍ（ｊ）：ｊ＝０〜ｓ）を設定し、
   各設定条件（Ｇａ（ｉ）、Ｇｍ（ｊ））、及び、前記所定の冷房負荷に対応する還気温度（Ｔｅ）に対応する外気影響係数αを、前記データベース（ＤＢ−α）から取得し、
   質量バランス及び熱バランスに基づいて、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ，ｊ））を取得し、
   空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ，ｊ））を、空調機通過風量（Ｇｍ（ｊ））、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ，ｊ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
   外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
   総消費電力（Ｗｔ（ｉ，ｊ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ，ｊ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
   ことを特徴とする外気冷房空調システム。
6. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を還気と混合して空調機を通過させた後に、又は、直接に、室内に供給する外気冷房空調システムにおいて、
   空調対象室に要求される所定の温湿度条件を満たすことを前提として、
   前記空調室内への外気の取入れを調整する外気ファンと、
   前記外気の取入れと前記空調機の運転を行う外気取入運転における総消費電力、および、前記外気の取入れを行わず前記空調機の運転を行う空調機単独運転における消費電力を求め、前記外気取入運転、又は、前記空調機単独運転のうち、総消費電力の少ない方で運転を継続するように前記外気ファンの制御を行う制御部と、
   が設けられていることを特徴とする外気冷房空調システム。
7. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を直接、又は、還気と混合して空調機を通過させた後に、空調対象空間に供給する外気冷房空調システムにおいて、
   前記空調室内への外気の取入れを調整する外気ファンと、
   前記空調機の入口温度の目標値である空調機入口温度目標値の管理により前記外気ファンを制御する制御部と、
   が設けられ、
   前記制御部は、
   前記空調機入口温度目標値を標準温度（Ｔｓ０）に設定したときに、前記空調機が冷房運転を行う条件である空調機サーモオン条件が発生する場合には、
   前記空調機入口温度目標値を、標準温度（Ｔｓ０）より低い目標温度であって前記空調機サーモン条件が発生しない暫定目標温度（Ｔｓ１）に設定し、
   前記暫定目標温度（Ｔｓ１）に設定したときにおける、前記空調機の空気入口における入口温度の温度振幅の最低値（ＴＬｊ：ｊ＝０〜ｎ（ｎは収束までの振幅回数））および最高値（ＴＨｊ）の差（Ａａ＿ｊ）と、暫定目標温度（Ｔｓ１）および最高値（ＴＨｊ）の差（Ａｂ＿ｊ）と、に基づいた値である超過率（βｊ）であって、制御時（ｔ２）の外気温度（Ｔａ（ｔ２））および空調機風量（Ｇｍ（ｔ２））に対応する超過率（βｊ）と、前記標準温度（Ｔｓ０）と、制御時（ｔ２）における前記空調機の入口温度（Ｔｕ）に基づいて求められる最終目標温度（Ｔｓ２）に前記空調機入口温度目標値を設定することを特徴とする外気冷房空調システム。
8. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を直接、又は、還気と混合して空調機を通過させた後に、空調対象空間に供給する外気冷房空調システムにおいて、
   所定の冷房負荷に対して、空調機消費電力（Ｗｍ）と外気ファン消費電力（Ｗａ）との総消費電力（Ｗｔ＝Ｗｍ＋Ｗａ）を最小とするように、外気取入量（Ｇａ）を制御することを特徴とする外気冷房空調システムの運転制御方法。
9. 混気室を備え、外気ファンにより取り入れた外気を全て前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
   所定の範囲で、複数の段階的な外気取入量条件（Ｇａ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）を設定し、
   各外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））について、
   前記所定の冷房負荷に対応する空調機通過風量（Ｇｍ）及び還気温度（Ｔｅ）を想定して、質量バランス及び熱バランスに基づいて空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））を演算し、
   空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ））を、空調機通過風量（Ｇｍ）、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
   外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
   総消費電力（Ｗｔ（ｉ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
   ことを特徴とする請求項８に記載の外気冷房空調システムの運転制御方法。
10. 混気室を備え、外気ファンにより取り入れた外気を全て前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
    所定の範囲で、複数の段階的な空調機入口温度条件（Ｔｉ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）を設定し、
    各空調機入口温度条件（Ｔｉ（ｉ））について、
    前記所定の冷房負荷に対応する空調機通過風量（Ｇｍ）及び還気温度（Ｔｅ）を想定して、質量バランス及び熱バランスに基づいて外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））を演算し、
    空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ））を、空調機通過風量（Ｇｍ）、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
    外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
    総消費電力（Ｗｔ（ｉ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
    ことを特徴とする請求項８に記載の外気冷房空調システムの運転制御方法。
11. 取り入れた外気の一部を前記空調機に導入する前記外気冷房空調システムにおいて、
    外気取入量（Ｇａ（ｉ））、空調機風量（Ｇｍ（ｊ））を、それぞれ段階的に変化させて、各外気取入量条件（Ｇａ（ｉ））及び空調機風量（Ｇｍ（ｊ））条件で運転し、
    取入外気のうちの前記空調機に取り込まれる割合（外気影響係数：α）を、質量バランス及び熱バランスに基づいて演算し、
    各外気取入量条件に対するデータ群［α（ｉ，ｊ）、Ｇａ（ｉ），Ｇｍ（ｊ），Ｔｅ（ｉ，ｊ）］を、所定のデータベース（ＤＢ−α）に蓄積する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の外気冷房空調システムの運転制御方法。
12. 請求項１１において、前記データベース（ＤＢ−α）が蓄積された段階において、
    それぞれ所定の範囲で、複数の段階的な外気取入量条件（Ｇａ（ｉ）：ｉ＝０〜ｎ）、及び、空調機風量条件（Ｇｍ（ｊ）：ｊ＝０〜ｓ）を設定し、
    各設定条件（Ｇａ（ｉ）、Ｇｍ（ｊ））、及び、前記所定の冷房負荷に対応する還気温度（Ｔｅ）に対応する外気影響係数αを、前記データベース（ＤＢ−α）から取得し、
    質量バランス及び熱バランスに基づいて、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ，ｊ））を取得し、
    空調機消費電力（Ｗｍ（ｉ，ｊ））を、空調機通過風量（Ｇｍ（ｊ））、空調機入口温度（Ｔｉ（ｉ，ｊ））及び空調機性能特性に基づいて演算し、
    外気ファン消費電力（Ｗａ（ｉ））を、外気取入量（Ｇａ（ｉ））及び外気ファン性能特性に基づいて演算し、
    総消費電力（Ｗｔ（ｉ，ｊ）＝Ｗａ（ｉ）＋Ｗｍ（ｉ，ｊ））が最小となる外気取入量条件により前記外気ファンの運転を行う、
    ことを特徴とする外気冷房空調システムの運転制御方法。
13. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を還気と混合して空調機を通過させた後に、又は、直接に、室内に供給する外気冷房空調システムにおいて、
    空調対象室に要求される所定の温湿度条件を満たすことを前提として、
    外気取入運転、又は、空調機単独運転のうち、総消費電力の少ない方で運転を継続することを特徴とする外気冷房空調システムの運転制御方法。
14. 外気を空調室内に取り入れて、その一部又は全部を直接、又は、還気と混合して空調機を通過させた後に、空調対象空間に供給する外気冷房空調システムにおいて、
    外気取入量の制御を空調機入口温度目標値の管理により行うものであり、
    該目標値を標準温度（Ｔｓ０）に設定したときに、空調機サーモオン条件が発生する場合には、
    第一段階として、該目標値を標準温度（Ｔｓ０）より十分低い暫定目標温度（Ｔｓ１）に設定し、
    最終的に、標準温度（Ｔｓ０）と暫定目標温度（Ｔｓ１）の間の温度であって、常時サーモオフ状態維持可能な最終目標温度（Ｔｓ２）に設定する、
    ことを特徴とする外気冷房空調システムにおける外気取入量の制御方法。