JP4187688B2 - 列車風による自然換気を利用した空調制御システム - Google Patents
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Description
(A)列車運行ダイヤグラムなどの列車交通情報から、トンネル空間ならびに地下鉄駅構内などの地下空間での列車の走行速度や列車の車輌台数を取得し、列車交通流モデルにより列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段と、
(B)前記列車交通流予測手段の出力である交通流予測結果を用いて、空気流モデルに必要な列車のピストン力を推定し、コンコース,ホームなどの地下空間及び各階段部等に設置された風速検出器の風向風速データと空調機器の風量とモデル主要パラメータを用いて、空気流モデルにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段と、
(C)前記空気流予測手段の出力である空気流予測結果と地下空間及び各階段部等に設置された温度検出器の温度データと空調機器の給排気風の温度データとモデル主要パラメータを用いて、温熱分布モデルにより地下空間の温熱分布の現状推定と将来予測を行う温熱分布予測手段と、
(D)前記温熱分布予測手段の出力結果に基づいて、地下空間の空調機器の設定風量や設定温度を種々変更し、空調機動力が最小となる空調機器の最適設定風量や最適設定温度を選定する最適設定値選定手段とを備える。
(1)列車交通情報と列車交通モデルによる列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段と
(2)前記列車交通流予測手段の結果と、地下空間及び各階段部の風向風速データと、空調機器の風量と、地下空間の換気回路を示す空気流モデルとにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段と、
(3)前記空気流予測手段の結果と、地下空間及び各階段部の煙濃度データと、地下空間の換気回路の煙濃度モデルとにより地下空間の煙濃度の現状推定と将来予測を行う煙濃度予測手段と、
(4)地下鉄駅構内の空気流や煙濃度の予測を行った結果に基づいて、排煙機器の設定風向風速を種々変更し、煤煙の排出経路を最適化する排煙機器の最適設定値選定手段とを備える。
λ=0.025 の値を用いることとした。この運動方程式を変形して行列表記したものが下記数式5である。
(A)列車運行ダイヤグラムなどの列車交通情報11から、列車の走行速度や列車の車輌台数を取得し、列車交通モデル10Aにより列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段10と、
(B)前記列車交通流予測手段10の出力である交通流予測結果とコンコース,ホーム及び各階段部等に設置された風速検出器21の風向風速データと空調機器の風量とモデル主要パラメータ22を用いて、空気流モデル20Aにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段20と、
(C)前記空気流予測手段20の出力である空気流予測結果とコンコース,ホーム及び各階段部等に設置された温度検出器31の温度データと空調機器の給排気風の温度データとモデル主要パラメータ32を用いて、温熱分布モデル30Aにより地下鉄駅構内の温熱分布の現状推定と将来予測を行う温熱分布予測手段30と、
(D)前記温熱分布予測手段30の出力結果と温度目標値41に基づいて、地下鉄駅構内の空調機器の設定風量や設定温度を種々変更し、空調機動力が最小となる空調機器の設定風量や設定温度を選定する空調機器の最適設定値選定手段40とにより構成されている。
(1)列車交通情報と列車交通モデル10Aによる列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段10と、
(2)前記列車交通流予測手段10の結果と、コンコース,ホーム及び各階段部の風向風速データと、空調機器の風量と、地下鉄の換気回路を示す空気流モデル20Aとにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段20と、
(3)前記空気流予測手段20の結果と、コンコース、ホーム及び各階段部の煙濃度データと、地下鉄の換気回路の煙濃度モデル50Aとにより煙濃度の現状推定と将来予測を行う煙濃度予測手段50と、
(4)地下鉄駅構内の空気流や煙濃度の予測を行った結果に基づいて、排煙機器の設定風向風速を種々変更し、煤煙の排出経路を最適化する排煙機器の最適設定値選定手段60とにより構成されている。
2 空調負荷演算制御手段
3 空調機器
4,11 列車交通情報
5 列車速度検出器
6 風速検出器
7 温度検出器
8 CO2濃度検出器
9 SPM濃度検出器
10 列車交通流予測手段
12 列車速度検出器
13 列車発着検出器
20 空気流予測手段
21 風速検出器
30 温熱分布予測手段
40 空調機器の最適設定値選定手段
50 煙濃度予測手段
51 火災検出器
60 排煙機器の最適設定値選定手段
10A 列車交通流モデル
20A 空気流モデル
30A 温熱分布モデル
50A 煙濃度モデル
101 列車車輌
102 地下鉄駅構内ホーム
103,105,106 地下鉄駅構内ホームの階段部
104 地下鉄駅構内ホームのエレベータ
Claims (10)
- 地下鉄駅構内等の半開放性地下空間における空調制御システムにおいて、列車運行ダイヤグラム或いは列車速度検出器或いは地下空間の階段部に設置された風速検出器からトンネル内の列車走行ならびに地下空間での発着の際に生じる列車風による自然換気量を算出する演算手段と、前記自然換気量に基づき地上部の外気からの給気量を換気基準に見合うまで絞り込み、最小必要外気給気量を演算し、給気ファン及び排気ファンの換気機器のファン動力を削減する空調負荷演算制御手段と、を備え、空調機動力を最小とする制御を行うことを特徴とする空調制御システム。
- 地上部と地下空間との間の階段部ならびに隣接地下空間との間の通路部に風速検出器を設け、地上部からの階段ならびに隣接地下空間を通って負圧の当該地下空間へ流入する空気による自然換気量を算出することを付加した請求項1記載の空調制御システム。
- 地上部と地下空間に温度検出器を設け、外気及び地下空間の温度を計測し、前記最小必要外気給気量と地下空間の温度目標値に基づいて、前記温度目標値が外気温度と地下空間内温度との間にある場合に、温度制御による空調負荷と前記換気機器の制御による空調負荷を比較し、前記換気機器の制御による空調負荷が小さい場合には、最小必要外気より多くの外気を給気することにより、地下空間内温度を温度目標値に近づけるように制御する制御手段を、更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空調制御システム。
- (1)地下空間に発着する列車の交通情報と列車交通モデルによる列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段と、
(2)前記列車交通流予測手段の結果と、地下空間及び階段部の風量と、空調機器の風量と、地下空間の換気回路を示す空気流モデルとにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段と、
(3)前記空気流予測手段の結果と、地下空間及び階段部の温度データと、空調機器の給排気風の温度データと、地下空間の換気回路の温熱分布モデルとにより温熱分布の現状推定と将来予測を行う温熱分布予測手段と、
(4)これら3つの予測手段により地下空間の空気流や温度分布の予測を行った結果に基づいて、空調機器の設定値を種々変更し、空調機動力を最小とする空調機器の最適設定値選定手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の空調制御システム。 - 前記列車交通流予測手段が、列車速度検出器及び列車発着検出器のデータを入力し、実時間の列車交通情報を用いて、列車交通状態の現状推定と将来予測を行うことを特徴とする請求項4記載の空調制御システム。
- 地下空間及び隣接する地下空間との間のトンネルなどの物理形状情報と、列車車輌数及び走行速度データと、地下空間ならびにトンネル内に設置された風速検出器の出力データとから、 空気流モデルにおける主要パラメータを逐次推定することを特徴とする請求項4記載の空調制御システム。
- 前記物理形状情報と、列車車輌数と、地下空間ならびにトンネル内に設置された風速検出器及び温度検出器の出力データとから、温熱分布モデルにおける主要パラメータを逐次推定することを特徴とする請求項4記載の空調制御システム。
- (1)地下空間に発着する列車交通情報と列車交通モデルによる列車交通状態の現状推定と将来予測を行う列車交通流予測手段と、
(2)前記列車交通流予測手段の結果と、地下空間及び階段部の風向風速データと、空調機器の風量と、地下空間の換気回路を示す空気流モデルとにより空気流の現状推定と将来予測を行う空気流予測手段と、
(3)前記空気流予測手段の結果と、地下空間及び階段部の煙濃度データと、地下空間の換気回路の煙濃度モデルとにより煙濃度の現状推定と将来予測を行う煙濃度予測手段と、
(4)これら3つの予測手段により地下空間の空気流や煙濃度の予測を行った結果に基づいて、排煙機器の設定値を種々変更し、煤煙の排出経路を最適化する排煙機器の最適設定値選定手段と、更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の空調制御システム。 - 請求項3に記載の空調制御システムにおいて、地下空間にCO2濃度検出器を設けて、地下空間のCO2濃度を計測する手段と、地下空間のCO2濃度の管理基準以下となるように、空調機器を制御する手段を、更に備えたことを特徴とする空調制御システム。
- 請求項3に記載の空調制御システムにおいて、地下空間にSPM濃度検出器を設けて、地下空間のSPM濃度を計測する手段と、地下空間のSPM濃度の管理基準以下となるように、空調機器を制御する手段と、更に備えたことを特徴とする空調制御システム。
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