JP3334073B2 - 外気冷房空調制御システムおよび空調制御装置 - Google Patents
外気冷房空調制御システムおよび空調制御装置Info
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- JP3334073B2 JP3334073B2 JP01702098A JP1702098A JP3334073B2 JP 3334073 B2 JP3334073 B2 JP 3334073B2 JP 01702098 A JP01702098 A JP 01702098A JP 1702098 A JP1702098 A JP 1702098A JP 3334073 B2 JP3334073 B2 JP 3334073B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、外気を取り入れ
て冷房を行う外気冷房空調制御システムおよび空調制御
装置に関するものである。
て冷房を行う外気冷房空調制御システムおよび空調制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７に従来の外気冷房空調制御システム
の概略を示す。同図において、１は外気（屋外の空気）
と空調制御エリア（図示せず）からの還気とを混合する
外気ダンパ（外気／還気混合手段）、２は外気ダンパ１
からの混合空気（還気＋外気）を取り入れて空調制御エ
リアへ給気する空調機（空調手段）、３’は空調制御装
置（空調制御手段）である。空調機２は冷却コイル２−
１，加熱コイル２−２および送風機２−３を備えてい
る。
の概略を示す。同図において、１は外気（屋外の空気）
と空調制御エリア（図示せず）からの還気とを混合する
外気ダンパ（外気／還気混合手段）、２は外気ダンパ１
からの混合空気（還気＋外気）を取り入れて空調制御エ
リアへ給気する空調機（空調手段）、３’は空調制御装
置（空調制御手段）である。空調機２は冷却コイル２−
１，加熱コイル２−２および送風機２−３を備えてい
る。
【０００３】このシステムでは、外気冷房を行う場合、
冷却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁
（冷水弁および温水弁）がオフとされ、すなわち熱交換
器がオフとされ、外気ダンパ１からの外気と還気との混
合空気が熱交換されることなく空調制御エリアへ給気さ
れる。この際、空調制御装置３’は、冷却コイル２−１
および加熱コイル２−２への調節弁をオフとすると共
に、空調制御エリアへの給気温度Ｔｐｖと給気温度設定
値Ｔｓｐとの偏差に基づき、ＴｐｖとＴｓｐとが一致す
るように外気ダンパ１のダンパ開度ＭＶを制御する。
冷却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁
（冷水弁および温水弁）がオフとされ、すなわち熱交換
器がオフとされ、外気ダンパ１からの外気と還気との混
合空気が熱交換されることなく空調制御エリアへ給気さ
れる。この際、空調制御装置３’は、冷却コイル２−１
および加熱コイル２−２への調節弁をオフとすると共
に、空調制御エリアへの給気温度Ｔｐｖと給気温度設定
値Ｔｓｐとの偏差に基づき、ＴｐｖとＴｓｐとが一致す
るように外気ダンパ１のダンパ開度ＭＶを制御する。
【０００４】すなわち、外気ダンパ１のダンパ開度ＭＶ
を制御することによって、外気と還気との混合比率を制
御し、所望の温度の空気を空調機２を介して空調制御エ
リアへ送り込む。例えば、ダンパ開度ＭＶが１００％の
場合には、空調制御エリアへ送り込まれる空気は全て外
気となる。ダンパ開度ＭＶが０％の場合には、空調制御
エリアへ送り込まれる空気は全て還気となる。
を制御することによって、外気と還気との混合比率を制
御し、所望の温度の空気を空調機２を介して空調制御エ
リアへ送り込む。例えば、ダンパ開度ＭＶが１００％の
場合には、空調制御エリアへ送り込まれる空気は全て外
気となる。ダンパ開度ＭＶが０％の場合には、空調制御
エリアへ送り込まれる空気は全て還気となる。
【０００５】この場合、空調制御装置３’として、ＰＩ
Ｄ（比例，積分，微分）コントローラやＩＭＣ（Intern
al Model Control）コントローラが用いられる。ＰＩＤ
コントローラでは、ＰＩＤ構造の制御アルゴリズムを用
い、ＰＩＤパラメータ（制御パラメータ）を用いた所定
の演算式より給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐと
の偏差に応じたダンパ開度ＭＶを得る。ＩＭＣコントロ
ーラでは、ＩＭＣ構造の制御アルゴリズムを用い、制御
パラメータとしてＩＭＣパラメータ（制御パラメータ）
を用いた所定の演算式より給気温度Ｔｐｖと給気温度設
定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶを得る。な
お、ＩＭＣコントローラについては、本出願人による特
願平７−３２００６１号などに詳述されているので、こ
こでの説明は省略する。
Ｄ（比例，積分，微分）コントローラやＩＭＣ（Intern
al Model Control）コントローラが用いられる。ＰＩＤ
コントローラでは、ＰＩＤ構造の制御アルゴリズムを用
い、ＰＩＤパラメータ（制御パラメータ）を用いた所定
の演算式より給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐと
の偏差に応じたダンパ開度ＭＶを得る。ＩＭＣコントロ
ーラでは、ＩＭＣ構造の制御アルゴリズムを用い、制御
パラメータとしてＩＭＣパラメータ（制御パラメータ）
を用いた所定の演算式より給気温度Ｔｐｖと給気温度設
定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶを得る。な
お、ＩＭＣコントローラについては、本出願人による特
願平７−３２００６１号などに詳述されているので、こ
こでの説明は省略する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の外気冷房空調制御システムでは、外気温度や
還気温度に拘わらず空調制御装置３’における制御パラ
メータが固定値とされているので、外気温度と還気温度
との温度差が大きいとハンチングが発生し易くなる。す
なわち、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との温度差が大き
くなると（図８（ａ）参照）、プロセスゲインが大きく
なり、外気ダンパ１がハンチングしてしまう（図８
（ｂ）参照）。また、これとは逆に、外気温度Ｔ１と還
気温度Ｔ２との温度差が小さいと、プロセスゲインが小
さくなり、応答性が悪くなる。
うな従来の外気冷房空調制御システムでは、外気温度や
還気温度に拘わらず空調制御装置３’における制御パラ
メータが固定値とされているので、外気温度と還気温度
との温度差が大きいとハンチングが発生し易くなる。す
なわち、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との温度差が大き
くなると（図８（ａ）参照）、プロセスゲインが大きく
なり、外気ダンパ１がハンチングしてしまう（図８
（ｂ）参照）。また、これとは逆に、外気温度Ｔ１と還
気温度Ｔ２との温度差が小さいと、プロセスゲインが小
さくなり、応答性が悪くなる。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、外気温度と
還気温度との温度差に拘わらず、常に適切な外気冷房制
御を維持することの可能な外気冷房空調制御システムお
よび空調制御装置を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、外気温度と
還気温度との温度差に拘わらず、常に適切な外気冷房制
御を維持することの可能な外気冷房空調制御システムお
よび空調制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、上述し
た外気冷房空調制御システムにおいて、空調制御手段に
おける所定の演算式中の制御パラメータを外気温度と還
気温度との温度差に応じて変更するようにしたものであ
る。この発明によれば、空調制御手段における所定の演
算式中の制御パラメータが外気温度と還気温度との温度
差に応じて変更され、この変更された制御パラメータを
用いた所定の演算式より給気温度と給気温度設定値との
偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力に基づ
いて外気／還気混合手段における外気と還気との混合比
率が制御される。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、上述し
た外気冷房空調制御システムにおいて、空調制御手段に
おける所定の演算式中の制御パラメータを外気温度と還
気温度との温度差に応じて変更するようにしたものであ
る。この発明によれば、空調制御手段における所定の演
算式中の制御パラメータが外気温度と還気温度との温度
差に応じて変更され、この変更された制御パラメータを
用いた所定の演算式より給気温度と給気温度設定値との
偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力に基づ
いて外気／還気混合手段における外気と還気との混合比
率が制御される。
【０００９】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明において、空調制御手段における所定の演算式中の
制御パラメータのうち、ゲインパラメータのみを外気温
度と還気温度との温度差に応じて変更するようにしたも
のである。この発明によれば、空調制御手段におけるゲ
インパラメータ、例えば、ＰＩＤ構造における比例ゲイ
ンＫｐ、ＩＭＣ構造におけるモデルゲインＫｍが外気温
度と還気温度との温度差に応じて変更され、この変更さ
れたゲインパラメータを用いた所定の演算式より給気温
度と給気温度設定値との偏差に応じた制御出力が求めら
れ、この制御出力に基づいて外気／還気混合手段におけ
る外気と還気との混合比率が制御される。
発明において、空調制御手段における所定の演算式中の
制御パラメータのうち、ゲインパラメータのみを外気温
度と還気温度との温度差に応じて変更するようにしたも
のである。この発明によれば、空調制御手段におけるゲ
インパラメータ、例えば、ＰＩＤ構造における比例ゲイ
ンＫｐ、ＩＭＣ構造におけるモデルゲインＫｍが外気温
度と還気温度との温度差に応じて変更され、この変更さ
れたゲインパラメータを用いた所定の演算式より給気温
度と給気温度設定値との偏差に応じた制御出力が求めら
れ、この制御出力に基づいて外気／還気混合手段におけ
る外気と還気との混合比率が制御される。
【００１０】第３発明は、空調制御装置に、外気温度の
計測値を入力する外気温度入力部と、還気温度の計測値
を入力する還気温度入力部と、この外気温度入力部およ
び還気温度入力部を介する外気温度の計測値と還気温度
の計測値との差を算出する温度差算出部と、この温度差
算出部で算出された温度差に基づき制御パラメータを算
出するパラメータ算出部と、このパラメータ算出部で算
出された制御パラメータを所定の演算式に代入し、この
演算式より空調制御エリアへの給気温度と給気温度設定
値との偏差に応じた外気／還気混合手段における外気と
還気との混合比率を制御する制御出力を求める制御演算
部とを設けたものである。この発明によれば、空調制御
装置において、外気温度と還気温度との差が算出され、
この温度差に基づいて制御パラメータが算出され、この
算出された制御パラメータが所定の演算式に代入され
る。そして、この演算式より給気温度と給気温度設定値
との偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力に
基づいて外気／還気混合手段における外気と還気との混
合比率が制御される。
計測値を入力する外気温度入力部と、還気温度の計測値
を入力する還気温度入力部と、この外気温度入力部およ
び還気温度入力部を介する外気温度の計測値と還気温度
の計測値との差を算出する温度差算出部と、この温度差
算出部で算出された温度差に基づき制御パラメータを算
出するパラメータ算出部と、このパラメータ算出部で算
出された制御パラメータを所定の演算式に代入し、この
演算式より空調制御エリアへの給気温度と給気温度設定
値との偏差に応じた外気／還気混合手段における外気と
還気との混合比率を制御する制御出力を求める制御演算
部とを設けたものである。この発明によれば、空調制御
装置において、外気温度と還気温度との差が算出され、
この温度差に基づいて制御パラメータが算出され、この
算出された制御パラメータが所定の演算式に代入され
る。そして、この演算式より給気温度と給気温度設定値
との偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力に
基づいて外気／還気混合手段における外気と還気との混
合比率が制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図１はこの発明に係る外気冷房空調
制御システムの概略を示す図である。同図において、図
７と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
き詳細に説明する。図１はこの発明に係る外気冷房空調
制御システムの概略を示す図である。同図において、図
７と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
【００１２】この実施の形態では、空調制御装置３に、
外気ダンパ１への外気温度Ｔ１（外気温度の計測値Ｔ
１）および還気温度Ｔ２（還気温度の計測値Ｔ２）を入
力する外気温度入力部３−１および還気温度入力部３−
２と、外気温度入力部３−１および還気温度入力部３−
２を介する外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差を算出す
る温度差算出部３−３と、温度差算出部３−３で算出さ
れた温度差に基づき制御パラメータを算出するパラメー
タ算出部３−４と、パラメータ算出部３−４で算出され
た制御パラメータを所定の演算式に代入し、この演算式
より給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏差に
応じた外気ダンパ１へのダンパ開度ＭＶを求める制御演
算部３−５とを設けている。
外気ダンパ１への外気温度Ｔ１（外気温度の計測値Ｔ
１）および還気温度Ｔ２（還気温度の計測値Ｔ２）を入
力する外気温度入力部３−１および還気温度入力部３−
２と、外気温度入力部３−１および還気温度入力部３−
２を介する外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差を算出す
る温度差算出部３−３と、温度差算出部３−３で算出さ
れた温度差に基づき制御パラメータを算出するパラメー
タ算出部３−４と、パラメータ算出部３−４で算出され
た制御パラメータを所定の演算式に代入し、この演算式
より給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏差に
応じた外気ダンパ１へのダンパ開度ＭＶを求める制御演
算部３−５とを設けている。
【００１３】〔空調制御装置３をＰＩＤコントローラと
した場合〕外気冷房を行う場合、空調制御装置３は、冷
却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁をオ
フとする。そして、外気温度入力部３−１を介して外気
温度Ｔ１を取り込み（図２に示すステップ２０１）、ま
た還気温度入力部３−２を介して還気温度Ｔ２を取り込
み（ステップ２０２）、温度差算出部３−３において外
気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算
出する（ステップ２０３）。
した場合〕外気冷房を行う場合、空調制御装置３は、冷
却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁をオ
フとする。そして、外気温度入力部３−１を介して外気
温度Ｔ１を取り込み（図２に示すステップ２０１）、ま
た還気温度入力部３−２を介して還気温度Ｔ２を取り込
み（ステップ２０２）、温度差算出部３−３において外
気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算
出する（ステップ２０３）。
【００１４】そして、この算出した温度差ΔＴに基づ
き、パラメータ算出部３−４において制御パラメータを
算出する（ステップ２０４）。この場合、制御パラメー
タとして比例ゲイン（ゲインパラメータ）Ｋｐを、Ｋｐ
＝Ｋ１／ΔＴとして算出する。ここで、Ｋ１は現場に依
存する所定値であって、実験等で求められ、この実施の
形態ではＫ１＝３００とする。
き、パラメータ算出部３−４において制御パラメータを
算出する（ステップ２０４）。この場合、制御パラメー
タとして比例ゲイン（ゲインパラメータ）Ｋｐを、Ｋｐ
＝Ｋ１／ΔＴとして算出する。ここで、Ｋ１は現場に依
存する所定値であって、実験等で求められ、この実施の
形態ではＫ１＝３００とする。
【００１５】そして、この算出した比例ゲインＫｐを下
記の演算式（１）に代入し、給気温度Ｔｐｖと給気温度
設定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶ（ｔ）を
制御出力として求め（ステップ２０５）、外気ダンパ１
のダンパ開度ＭＶを制御する。 ＭＶ（ｔ）＝Ｋｐ・｛ｅ（ｔ）＋（１／ＴＩ）・∫ｅ（ｔ）ｄｔ＋ＴＤ・ｄｅ（ ｔ）／ｄｔ｝ ・・・・（１）
記の演算式（１）に代入し、給気温度Ｔｐｖと給気温度
設定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶ（ｔ）を
制御出力として求め（ステップ２０５）、外気ダンパ１
のダンパ開度ＭＶを制御する。 ＭＶ（ｔ）＝Ｋｐ・｛ｅ（ｔ）＋（１／ＴＩ）・∫ｅ（ｔ）ｄｔ＋ＴＤ・ｄｅ（ ｔ）／ｄｔ｝ ・・・・（１）
【００１６】なお、この演算式（１）において、ｅ
（ｔ）は給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏
差を示し、ＴＩ，ＴＤはＰＩＤ構造の制御パラメータで
あり、ＴＩは積分パラメータ、ＴＤは微分パラメータで
ある。この実施の形態では、ゲインパラメータＫｐのみ
をΔＴに応じて変更し、積分パラメータＴＩおよび微分
パラメータＴＤは固定値とする。積分パラメータＴＩや
微分パラメータＴＤもΔＴに応じて変更するものとして
もよいが、積分パラメータＴＩや微分パラメータＴＤを
適切な値に固定するのは比較的容易であり、比例ゲイン
ＫｐのみをΔＴに応じて変更することで、制御パラメー
タの変更が簡単かつ迅速に行える。
（ｔ）は給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏
差を示し、ＴＩ，ＴＤはＰＩＤ構造の制御パラメータで
あり、ＴＩは積分パラメータ、ＴＤは微分パラメータで
ある。この実施の形態では、ゲインパラメータＫｐのみ
をΔＴに応じて変更し、積分パラメータＴＩおよび微分
パラメータＴＤは固定値とする。積分パラメータＴＩや
微分パラメータＴＤもΔＴに応じて変更するものとして
もよいが、積分パラメータＴＩや微分パラメータＴＤを
適切な値に固定するのは比較的容易であり、比例ゲイン
ＫｐのみをΔＴに応じて変更することで、制御パラメー
タの変更が簡単かつ迅速に行える。
【００１７】ここで、比例ゲインＫｐをＫｐ＝Ｋ１／Δ
Ｔとして得ることにより、ΔＴが大きくなるほど比例ゲ
インＫｐが小さくなり、上記演算式（１）より得られる
制御出力ＭＶ（ｔ）の変動は小さくなる。すなわち、従
来のＰＩＤコントローラでは、積分パラメータＴＩ，微
分パラメータＴＤに加えて比例ゲインＫｐも固定値とさ
れていたため、ΔＴが大きくなるとプロセスゲインが大
きくなり、外気ダンパ１がハンチングしてしまう。これ
に対して、この実施の形態では、ΔＴが大きくなると制
御出力ＭＶ（ｔ）の変動が小さくなるので、外気ダンパ
１のハンチングが防止されるものとなる（図３参照）。
また、ΔＴが小さくなると、プロセスゲインが小さくな
り、従来のＰＩＤコントローラでは応答性が悪くなる。
これに対して、この実施の形態では、ΔＴが小さくなっ
ても、応答性が悪化することがない。
Ｔとして得ることにより、ΔＴが大きくなるほど比例ゲ
インＫｐが小さくなり、上記演算式（１）より得られる
制御出力ＭＶ（ｔ）の変動は小さくなる。すなわち、従
来のＰＩＤコントローラでは、積分パラメータＴＩ，微
分パラメータＴＤに加えて比例ゲインＫｐも固定値とさ
れていたため、ΔＴが大きくなるとプロセスゲインが大
きくなり、外気ダンパ１がハンチングしてしまう。これ
に対して、この実施の形態では、ΔＴが大きくなると制
御出力ＭＶ（ｔ）の変動が小さくなるので、外気ダンパ
１のハンチングが防止されるものとなる（図３参照）。
また、ΔＴが小さくなると、プロセスゲインが小さくな
り、従来のＰＩＤコントローラでは応答性が悪くなる。
これに対して、この実施の形態では、ΔＴが小さくなっ
ても、応答性が悪化することがない。
【００１８】〔空調制御装置３をＩＭＣコントローラと
した場合〕外気冷房を行う場合、空調制御装置３は、冷
却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁をオ
フとする。そして、外気温度入力部３−１を介して外気
温度Ｔ１を取り込み（図４に示すステップ４０１）、ま
た還気温度入力部３−２を介して還気温度Ｔ２を取り込
み（ステップ４０２）、温度差算出部３−３において外
気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算
出する（ステップ４０３）。
した場合〕外気冷房を行う場合、空調制御装置３は、冷
却コイル２−１および加熱コイル２−２への調節弁をオ
フとする。そして、外気温度入力部３−１を介して外気
温度Ｔ１を取り込み（図４に示すステップ４０１）、ま
た還気温度入力部３−２を介して還気温度Ｔ２を取り込
み（ステップ４０２）、温度差算出部３−３において外
気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算
出する（ステップ４０３）。
【００１９】そして、この算出した温度差ΔＴに基づ
き、パラメータ算出部３−４において制御パラメータを
算出する（ステップ４０４）。この場合、制御パラメー
タとしてモデルゲイン（ゲインパラメータ）Ｋｍを、Ｋ
ｍ＝ΔＴ／Ｋ２として算出する。ここで、Ｋ２は現場に
依存する所定値であって、実験等で求められ、この実施
の形態ではＫ２＝１００とする。
き、パラメータ算出部３−４において制御パラメータを
算出する（ステップ４０４）。この場合、制御パラメー
タとしてモデルゲイン（ゲインパラメータ）Ｋｍを、Ｋ
ｍ＝ΔＴ／Ｋ２として算出する。ここで、Ｋ２は現場に
依存する所定値であって、実験等で求められ、この実施
の形態ではＫ２＝１００とする。
【００２０】そして、この算出したモデルゲインＫｍを
下記の演算式（２）に代入し、給気温度Ｔｐｖと給気温
度設定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶ（ｔ）
を制御出力として求め（ステップ４０５）、外気ダンパ
１のダンパ開度ＭＶを制御する。 ＭＶ（ｔ）＝〔（１＋Ｔｍ・ｓ）／｛Ｋｍ・（１＋α・Ｔｍ・ｓ）｝〕（ｅ＋ｙ ｍ） ・・・・（２） 但し、簡略表記のためラプラス変換した表記である。こ
こで、ｙｍはＩＭＣの内部モデル出力値である。
下記の演算式（２）に代入し、給気温度Ｔｐｖと給気温
度設定値Ｔｓｐとの偏差に応じたダンパ開度ＭＶ（ｔ）
を制御出力として求め（ステップ４０５）、外気ダンパ
１のダンパ開度ＭＶを制御する。 ＭＶ（ｔ）＝〔（１＋Ｔｍ・ｓ）／｛Ｋｍ・（１＋α・Ｔｍ・ｓ）｝〕（ｅ＋ｙ ｍ） ・・・・（２） 但し、簡略表記のためラプラス変換した表記である。こ
こで、ｙｍはＩＭＣの内部モデル出力値である。
【００２１】なお、この演算式（２）において、ｅ
（ｔ）は給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏
差を示し、Ｔｍ，αはＩＭＣ構造の制御パラメータであ
り、Ｔｍはモデル時定数、αは比例定数である。この実
施の形態では、モデルゲインＫｍのみをΔＴに応じて変
更し、モデル時定数Ｔｍおよび比例定数αは固定値とす
る。モデル時定数Ｔｍや比例定数αもΔＴに応じて変更
するものとしてもよいが、モデル時定数Ｔｍや比例定数
αを適切な値に固定するのは比較的容易であり、モデル
ゲインＫｍのみをΔＴに応じて変更することで、制御パ
ラメータの変更が簡単かつ迅速に行える。
（ｔ）は給気温度Ｔｐｖと給気温度設定値Ｔｓｐとの偏
差を示し、Ｔｍ，αはＩＭＣ構造の制御パラメータであ
り、Ｔｍはモデル時定数、αは比例定数である。この実
施の形態では、モデルゲインＫｍのみをΔＴに応じて変
更し、モデル時定数Ｔｍおよび比例定数αは固定値とす
る。モデル時定数Ｔｍや比例定数αもΔＴに応じて変更
するものとしてもよいが、モデル時定数Ｔｍや比例定数
αを適切な値に固定するのは比較的容易であり、モデル
ゲインＫｍのみをΔＴに応じて変更することで、制御パ
ラメータの変更が簡単かつ迅速に行える。
【００２２】ここで、モデルゲインＫｍをＫｍ＝ΔＴ／
Ｋ２として得ることにより、ΔＴが大きくなるほどモデ
ルゲインＫｍが大きくなり、上記演算式（２）より得ら
れる制御出力ＭＶ（ｔ）の変動は小さくなる（演算式
（２）ではＫｍが分母に入っている）。すなわち、従来
のＩＭＣコントローラでは、モデル時定数Ｔｍ，比例定
数αに加えてモデルゲインＫｍも固定値とされていたた
め、ΔＴが大きくなるとプロセスゲインが大きくなり、
外気ダンパ１がハンチングしてしまう。これに対して、
この実施の形態では、ΔＴが大きくなると制御出力ＭＶ
（ｔ）の変動が小さくなるので、外気ダンパ１のハンチ
ングが防止されるものとなる（図３参照）。また、ΔＴ
が小さくなると、プロセスゲインが小さくなり、従来の
ＩＭＣコントローラでは応答性が悪くなる。これに対し
て、この実施の形態では、ΔＴが小さくなっても、応答
性が悪化することがない。
Ｋ２として得ることにより、ΔＴが大きくなるほどモデ
ルゲインＫｍが大きくなり、上記演算式（２）より得ら
れる制御出力ＭＶ（ｔ）の変動は小さくなる（演算式
（２）ではＫｍが分母に入っている）。すなわち、従来
のＩＭＣコントローラでは、モデル時定数Ｔｍ，比例定
数αに加えてモデルゲインＫｍも固定値とされていたた
め、ΔＴが大きくなるとプロセスゲインが大きくなり、
外気ダンパ１がハンチングしてしまう。これに対して、
この実施の形態では、ΔＴが大きくなると制御出力ＭＶ
（ｔ）の変動が小さくなるので、外気ダンパ１のハンチ
ングが防止されるものとなる（図３参照）。また、ΔＴ
が小さくなると、プロセスゲインが小さくなり、従来の
ＩＭＣコントローラでは応答性が悪くなる。これに対し
て、この実施の形態では、ΔＴが小さくなっても、応答
性が悪化することがない。
【００２３】図５に外気冷房に際しての給気温度Ｔｐｖ
とダンパ開度ＭＶとの関係を示す。ダンパ開度ＭＶの変
化量に対して給気温度Ｔｐｖがどの程度変化するかとい
う特性（プロセスゲイン特性）は、ダンパ開度ＭＶが１
００％の場合に空調制御エリアに送り込まれる空気は全
て外気となり、ダンパ開度ＭＶが０％の場合に空調制御
エリアに送り込まれる空気が全て還気になることに基づ
けば、両者の温度差により一意的に決定される。したが
って、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差によりプロセ
スゲイン特性を推定し、これに基づき制御パラメータを
決定すれば、常に適切な外気冷房制御を維持することが
できる。上述した実施の形態では、この技術思想に基づ
き、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差に応じて制御パ
ラメータ（ＰＩＤコントローラでは比例ゲインＫｐ、Ｉ
ＭＣコントローラではモデルゲインＫｍ）を変更するよ
うにしている。
とダンパ開度ＭＶとの関係を示す。ダンパ開度ＭＶの変
化量に対して給気温度Ｔｐｖがどの程度変化するかとい
う特性（プロセスゲイン特性）は、ダンパ開度ＭＶが１
００％の場合に空調制御エリアに送り込まれる空気は全
て外気となり、ダンパ開度ＭＶが０％の場合に空調制御
エリアに送り込まれる空気が全て還気になることに基づ
けば、両者の温度差により一意的に決定される。したが
って、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差によりプロセ
スゲイン特性を推定し、これに基づき制御パラメータを
決定すれば、常に適切な外気冷房制御を維持することが
できる。上述した実施の形態では、この技術思想に基づ
き、外気温度Ｔ１と還気温度Ｔ２との差に応じて制御パ
ラメータ（ＰＩＤコントローラでは比例ゲインＫｐ、Ｉ
ＭＣコントローラではモデルゲインＫｍ）を変更するよ
うにしている。
【００２４】参考として外気冷房について実例を挙げて
説明する。冬季に外気温度が低い時点で、なお建物内に
冷房負荷がある場合に、空調機の熱交換器を停止して外
気冷房モードに移行する。例えば、図６は冬季のある日
の空調データである。この図を基に説明する。 まず、８：００（ｔＡ時点）に空調制御開始というこ
とで温水弁が開き１０：１０（ｔＢ時点）に閉じる。こ
の間は暖房モードである。 １０：１０の前９：５０から給気温度設定値が給気温
度を下回り始め冷房要求が出た（ｔＤ時点）ので温水弁
が閉じて外気冷房が開始された。その後、この日は１
７：１０の空調制御終了まで外気冷房が行われた。な
お、外気冷房中は外気ダンパの開度を制御することで給
気温度をコントロールする。ただし、外気ダンパは換気
のために制御中は最小開度３０％に設定されている。こ
の外気冷房制御によってｔＢ点以降、給気温度≒給気温
度設定値となった。 １７：１０（ｔＣ時点）で空調制御終了により、外気
ダンパが閉じる。
説明する。冬季に外気温度が低い時点で、なお建物内に
冷房負荷がある場合に、空調機の熱交換器を停止して外
気冷房モードに移行する。例えば、図６は冬季のある日
の空調データである。この図を基に説明する。 まず、８：００（ｔＡ時点）に空調制御開始というこ
とで温水弁が開き１０：１０（ｔＢ時点）に閉じる。こ
の間は暖房モードである。 １０：１０の前９：５０から給気温度設定値が給気温
度を下回り始め冷房要求が出た（ｔＤ時点）ので温水弁
が閉じて外気冷房が開始された。その後、この日は１
７：１０の空調制御終了まで外気冷房が行われた。な
お、外気冷房中は外気ダンパの開度を制御することで給
気温度をコントロールする。ただし、外気ダンパは換気
のために制御中は最小開度３０％に設定されている。こ
の外気冷房制御によってｔＢ点以降、給気温度≒給気温
度設定値となった。 １７：１０（ｔＣ時点）で空調制御終了により、外気
ダンパが閉じる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、空調制御手段における所
定の演算式中の制御パラメータが外気温度と還気温度と
の温度差に応じて変更され、この変更された制御パラメ
ータを用いた所定の演算式より給気温度と給気温度設定
値との偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力
に基づいて外気／還気混合手段における外気と還気との
混合比率が制御されるものとなり、外気温度と還気温度
との温度差に拘わらず、常に適切な外気冷房制御を維持
することが可能となる。第２発明では、空調制御手段に
おける所定の演算式中のゲインパラメータ、例えばＰＩ
Ｄ構造における比例ゲインＫｐ、ＩＭＣ構造におけるモ
デルゲインＫｍが外気温度と還気温度との温度差に応じ
て変更され、この変更されたゲインパラメータを用いた
所定の演算式より給気温度と給気温度設定値との偏差に
応じた制御出力が求められ、この制御出力に基づいて外
気／還気混合手段における外気と還気との混合比率が制
御されるものとなり、第１発明の効果に加えて、制御パ
ラメータの変更が簡単かつ迅速に行われるものとなる。
第３発明では、空調制御装置において、外気温度と還気
温度との差が算出され、この温度差に基づいて制御パラ
メータが算出され、この算出された制御パラメータが所
定の演算式に代入され、この演算式より給気温度と給気
温度設定値との偏差に応じた制御出力が求められ、この
制御出力に基づいて外気／還気混合手段における外気と
還気との混合比率が制御されるものとなり、適切な外気
冷房を維持できる制御パラメータの自動調節機能をもっ
た空調制御装置が得られる。
発明によれば、第１発明では、空調制御手段における所
定の演算式中の制御パラメータが外気温度と還気温度と
の温度差に応じて変更され、この変更された制御パラメ
ータを用いた所定の演算式より給気温度と給気温度設定
値との偏差に応じた制御出力が求められ、この制御出力
に基づいて外気／還気混合手段における外気と還気との
混合比率が制御されるものとなり、外気温度と還気温度
との温度差に拘わらず、常に適切な外気冷房制御を維持
することが可能となる。第２発明では、空調制御手段に
おける所定の演算式中のゲインパラメータ、例えばＰＩ
Ｄ構造における比例ゲインＫｐ、ＩＭＣ構造におけるモ
デルゲインＫｍが外気温度と還気温度との温度差に応じ
て変更され、この変更されたゲインパラメータを用いた
所定の演算式より給気温度と給気温度設定値との偏差に
応じた制御出力が求められ、この制御出力に基づいて外
気／還気混合手段における外気と還気との混合比率が制
御されるものとなり、第１発明の効果に加えて、制御パ
ラメータの変更が簡単かつ迅速に行われるものとなる。
第３発明では、空調制御装置において、外気温度と還気
温度との差が算出され、この温度差に基づいて制御パラ
メータが算出され、この算出された制御パラメータが所
定の演算式に代入され、この演算式より給気温度と給気
温度設定値との偏差に応じた制御出力が求められ、この
制御出力に基づいて外気／還気混合手段における外気と
還気との混合比率が制御されるものとなり、適切な外気
冷房を維持できる制御パラメータの自動調節機能をもっ
た空調制御装置が得られる。
【図１】 本発明に係る外気冷房空調制御システムの概
略を示す図である。
略を示す図である。
【図２】 この外気冷房空調制御システムにおける空調
制御装置をＰＩＤコントローラとした場合の制御出力の
算出過程を示すフローチャートである。
制御装置をＰＩＤコントローラとした場合の制御出力の
算出過程を示すフローチャートである。
【図３】 外気温度と還気温度との温度差が大となって
も外気ダンパのハンチングが生じない状況を示す図であ
る。
も外気ダンパのハンチングが生じない状況を示す図であ
る。
【図４】 この外気冷房空調制御システムにおける空調
制御装置をＩＭＣコントローラとした場合の制御出力の
算出過程を示すフローチャートである。
制御装置をＩＭＣコントローラとした場合の制御出力の
算出過程を示すフローチャートである。
【図５】 外気冷房に際しての給気温度Ｔｐｖとダンパ
開度ＭＶとの関係を示す図である。
開度ＭＶとの関係を示す図である。
【図６】 冬季のある日の空調データを示す図である。
【図７】 従来の外気冷房空調制御システムの概略を示
す図である。
す図である。
【図８】 外気温度と還気温度との温度差が大となると
外気ダンパがハンチングしてしまう状況を示す図であ
る。
外気ダンパがハンチングしてしまう状況を示す図であ
る。
１…外気ダンパ、２…空調機、２−１…冷却コイル、２
−２…加熱コイル、２−３…空調機、３…空調制御装
置、３−１…外気温度入力部、３−２…還気温度入力
部、３−３…温度差算出部、３−４…パラメータ算出
部、３−５…制御演算部。
−２…加熱コイル、２−３…空調機、３…空調制御装
置、３−１…外気温度入力部、３−２…還気温度入力
部、３−３…温度差算出部、３−４…パラメータ算出
部、３−５…制御演算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−272940（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−322273（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−332732（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75436（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106906（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−26388（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 11/02 102
Claims (3)
- 【請求項１】 外気と空調制御エリアからの還気とを混
合する外気／還気混合手段と、 外気冷房を行う場合、前記外気／還気混合手段からの混
合空気を熱交換せずに前記空調制御エリアへ給気する空
調手段と、 制御パラメータを用いた所定の演算式より前記空調制御
エリアへの給気温度と給気温度設定値との偏差に応じた
制御出力を求め、この制御出力に基づいて前記外気／還
気混合手段における外気と還気との混合比率を制御する
空調制御手段とを備えた外気冷房空調制御システムにお
いて、 前記空調制御手段における前記所定の演算式中の制御パ
ラメータを外気温度と還気温度との温度差に応じて変更
する制御パラメータ変更手段を設けたことを特徴とする
外気冷房空調制御システム。 - 【請求項２】 請求項１において、前記制御パラメータ
変更手段は、前記空調制御手段における前記所定の演算
式中の制御パラメータのうち、ゲインパラメータのみを
外気温度と還気温度との温度差に応じて変更することを
特徴とする外気冷房空調制御システム。 - 【請求項３】 外気温度の計測値を入力する外気温度入
力部と、 還気温度の計測値を入力する還気温度入力部と、 前記 外気温度入力部および前記還気温度入力部を介する
外気温度の計測値と還気温度の計測値との差を算出する
温度差算出部と、 この温度差算出部で算出された温度差に基づき制御パラ
メータを算出するパラメータ算出部と、 このパラメータ算出部で算出された制御パラメータを所
定の演算式に代入し、この演算式より空調制御エリアへ
の給気温度と給気温度設定値との偏差に応じた外気／還
気混合手段における外気と還気との混合比率を制御する
制御出力を求める制御演算部とを備えたことを特徴とす
る空調制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01702098A JP3334073B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 外気冷房空調制御システムおよび空調制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01702098A JP3334073B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 外気冷房空調制御システムおよび空調制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211190A JPH11211190A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3334073B2 true JP3334073B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=11932324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01702098A Expired - Fee Related JP3334073B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 外気冷房空調制御システムおよび空調制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334073B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103307676A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-18 | 广东申菱空调设备有限公司 | 一种节能型可调风量露点控制冷却系统及其控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6554198B1 (en) * | 2000-05-05 | 2003-04-29 | Automated Logic Corporation | Slope predictive control and digital PID control |
| JP4479111B2 (ja) * | 2001-02-20 | 2010-06-09 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機、及び空気調和機の制御方法 |
| JP2006132851A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Sanki Eng Co Ltd | 外気冷房方法 |
| KR100695933B1 (ko) | 2005-06-08 | 2007-03-15 | 한국건설기술연구원 | 수-공기 겸용 중앙공기조화시스템에서의 외기 유인량제어장치 및 방법 |
| JP2010249378A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 空調設備とその運転方法 |
| CN106016514A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-10-12 | 上海交通大学 | 温湿度弱关联控制单元式空调系统及使用方法 |
| CN111271846A (zh) * | 2019-07-17 | 2020-06-12 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种提高空调器舒适程度的空调器控制方法 |
| CN112665111B (zh) * | 2019-10-15 | 2022-12-20 | 广东美的制冷设备有限公司 | 新风机控制方法、系统、新风机及存储介质 |
| CN110925878A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-03-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 组合空调机组及其控制方法、装置及控制器 |
| CN111023497A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 福建瑞博恩环境科技有限公司 | 一种分体式乙二醇热回收新风空调机组 |
| CN114110966A (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | 新风机的温度控制方法、装置、新风机及存储介质 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697112B2 (ja) * | 1986-09-17 | 1994-11-30 | 松下精工株式会社 | エアハンドリングユニツトの制御装置 |
| JPH05106906A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-27 | Hitachi Ltd | 空調制御装置 |
| JPH05288385A (ja) * | 1992-04-02 | 1993-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機の給気温度設定値演算装置 |
| JP3239159B2 (ja) * | 1992-05-25 | 2001-12-17 | カネボウ株式会社 | 空気調和設備の制御方法 |
| JPH06272940A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-27 | Ebara Corp | 空気調和装置の制御方法 |
| JP3435808B2 (ja) * | 1994-06-07 | 2003-08-11 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置の制御装置 |
| JP3175100B2 (ja) * | 1996-07-09 | 2001-06-11 | 株式会社山武 | 空調制御方法 |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP01702098A patent/JP3334073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103307676A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-18 | 广东申菱空调设备有限公司 | 一种节能型可调风量露点控制冷却系统及其控制方法 |
| CN103307676B (zh) * | 2013-06-03 | 2016-08-10 | 广东申菱环境系统股份有限公司 | 一种节能型可调风量露点控制冷却系统及其控制方法 |
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|---|---|
| JPH11211190A (ja) | 1999-08-06 |
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