JP4461064B2 - 空調制御装置 - Google Patents
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Description
その1つの空調制御装置は、人間の温熱感覚に影響を与える6つの入力変数からニューラルネットワークによって快適性指標であるPMVを学習するニューロPMV演算部と、学習されたニューロPMVを入力し、快適性指標が快適の範囲内に収まるようにファジィ推論を実行し、空調機の室内温度設定値を演算するファジィ演算部とを備えた構成である(特許文献1)。
輻射温度演算部6は、日射量予測演算部3で求めた日射量予測値Iの他、外気温度、室内温度を取り込み、さらに建物パラメータ記憶部4から各方位の壁面積,壁材質、窓面積などの建物情報を読み出し、輻射温度を演算する。7は前述した6つの入力変数を用いてファンガーの快適方程式によって快適性指標PMV値を求めるPMV演算部、8は快適性指標PMV値から空調機9に設定する室内温度設定値を演算する設定温度演算部である。
図1は本発明に係る空調制御装置の一実施形態を示す構成図である。なお、同図において、図10と同一部分には同一符号を付して説明する。
「晴れ」は雲量が2以上〜8以下
「曇り」は雲量が9以上
因みに、図5は、午前9時〜10時の1時間における雲量0.5の時、つまり快晴時の標準温度変化値(一日の最高温度と最低温度との温度差)が2℃とし、雲量9.5の時、つまり曇りの時の標準温度変化値が1℃ととした場合、温度計13により実測された外気温度変化値例えば1.5℃とすれば、外気温度変化値1.5℃が標準温度変化値2℃と1℃との中間値であるので、比例配分的に計算すると、雲量=雲量0.5+{(9.5−0.5)/2}=5と予測できる。
先ず、温度変化算出部11では、所定時間t(例えば一時間)ごとに温度計13から外気温度を取り込む。ここで、前回取り込んだ外気温度を*T(t−1)、今回取り込んだ外気温度を*T(t)とすると、外気温度変化値Δ*T(t)[℃]は、
Δ*T(t)=*T(t)−*T(t−1) ……(2)
から算出する
但し、*T(t):外気温度フィルタ値[℃]、記号*はフィルタ値を表すものとする。
なお、*T(t)=αT×T(t)+(1−αT)×*T(t−1)から求める。αT:外気温度平滑化用フィルタ定数である。フィルタ定数は、外気温度T(t)が極端な値とならないように1以下の調整値を用いる。
ここで、ΛT(t;cc)は雲量ccにおけるt時の標準温度推定値[℃]であって、例えば図6に示すように、(1)0:00〜日の出時刻前、(2)日の出時刻〜最高外気温度時刻(tmax)、(3)最高外気温度時刻〜日没時刻、(4)日没時刻後〜24:00に分け、sin近似した一日の標準外気温度変化値を予測する。なお、一日の標準的な温度変化分布から日の出の時刻が最低温度となるので、当該日の出時刻の標準外気温度変化値を0[℃]とする。また、一日の最高外気温度時刻は14時から15時であるので、前述した(2)最高外気温度時刻(tmax)を14時とした場合、当該14時〜15時の時間帯は当該(2)により求めた標準外気温度変化値の最高温度変化値をそのまま利用する一方、前記(3)最高外気温度時刻は15時とし、15時〜日没時刻までとする。
ΛT(n,t;cc)=(Tss−1(cc)−Tsr0(cc))×sin[{(t+24−tss)/
(tsr+24−tss)/2+1}×π]+T(n−1,tss)
この式において、n:当日、Tss−1(cc):建物位置に係る日没の外気温度、Tsro(cc):建物位置に係る日の出の外気温度、tss:日没時間、tsr:日の出時間、T(n−1,tss):前日の日没温度を意味する。この演算式により、図6の曲線(1)に相当する標準外気温度の変化状態を推測する。但し、前述したように日の出時刻の最低温度を0[℃]とする。
ΛT(n,t;cc)=ΔTday(cc)/2×sin[{(t−tsr)/(tmax−tsr)−0.5}
×π]+ΔTday(cc)/2+T(n,tsr)
この式において、ΔTday(cc):標準温度変化情報記憶部15に格納される雲量0.5における最低温度と最低温度との標準的な温度変化情報、tmax:14時、T(n,tsr):当日の日の出温度である。この演算式により、図6の曲線(2)に相当する標準外気温度変化の状態を推測する。
ΛT(n,t;cc)=ΔTday(cc)/2×sin[{(t−tsr)/(tmax−tsr)−0.5}
×π]+T(n,tmax)−ΔTday(cc)/2
この演算式により、図6の曲線(3)に相当する標準外気温度変化の状態を推測する。
ΛT(n,t;cc)=(Tss0(cc)−Tsr+1(cc))×sin[{(t−tss)/
(tsr+24−tss)/2+1}]×π]+T(n,tss)
この演算式により、図6の曲線(4)に相当する標準外気温度変化の状態を推測する。
しかる後、前記演算式(3)により、標準外気温度変化値ΔΛT(t;cc)を求めるものである。
Λcc(t)=f(*cc(t),H(t)) ……(4)
この演算式(4)の雲量推定値Λcc(t)が雲量演算フィルタ値*cc(t)と外気湿度H(t)゜℃)とを関数として求めることを意味する。
*cc(t)=αcc×cc(t)+(1−αcc)×*cc(t−1) ……(5)
この式のαcc:雲量平滑化用フィルタ定数、cc(t):雲量演算値である。
cc(t)=(0.5−9.5)×(Δ*T(t)−ΔΛT(t;cc=9.5))
/(ΔΛT(t;cc=0.5)−ΔΛT(t;cc=9.5))+9.5…(6)
なお、(6)式において、Δ*T(t):温度変化演算部11で求めた時刻tの外気温度変化値[℃]、ΔΛT(t;cc):標準外気温度変化演算部12で求めた雲量ccにおける標準外気温度変化値[℃]である。
これは*cc(t)の演算結果から0以下となった場合である。快晴状態にあるが、例えば風その他の要因が入って0以下となる場合がある。
(ロ) Λcc(t)=0 ←次のような条件となった場合。
(a)昼間(日の出時刻〜日没時刻)
第1の条件:Δ*T(t)>ΔΛT(t;cc=0.5)の時、つまり快晴時の外気温度が非常に大きくなった場合である。
(b)夜間(日没時刻後〜日の出時刻前)
第2の条件:Δ*T(t)<ΔΛT(t;cc=0.5)の時、つまり快晴時の外気温度が極端に小さく場合である。
(ハ) Λcc(t)=10 ← (雨天時、H(t)≧Hrain)
これは*cc(t)の演算結果ではなく、外気湿度(H)から判断されるものである。
(ニ) Λcc(t)=10 ← (*cc(t)>10)
これは*cc(t)の演算結果から10以上となった場合である。
上式において、t:時刻[時]、I0(t):太陽位置による全日射量予測値である。全日射量予測値I0(t)は、カレンダ情報である月・日・時と建物位置情報(建物の位置を表す緯度,経度等)とから太陽位置を決定し、この決定された太陽位置から算出する。
Claims (6)
- 輻射温度を含む所定の入力変数から快適性指標PMV値を演算し、この演算により得られた快適性指標PMV値に基づいて空調機の温度設定値を取り出す空調制御装置において、
所定時間ごとに外気温度変化値を算出する温度変化算出手段と、
複数種類の天気に応じた各雲量による標準的な温度変化情報から一日の標準外気温度変化値を予測する標準外気温度変化演算手段と、
この標準外気温度変化演算手段で予測された各雲量による標準外気温度変化値と前記温度変化算出手段で算出された外気温度変化値とに基づき、当該外気温度変化値に応じた雲量を推定する雲量予測演算手段と、
この雲量予測演算手段で推定された雲量と太陽位置による日射量とを用いて、前記輻射温度を演算するための日射量予測値を求める日射量予測演算手段とを備えたことを特徴とする空調制御装置。 - 前記標準的な温度変化情報としては、快晴及び曇りの天気に応じた各雲量による最高温度と最低温度との温度差情報を用いることを特徴とする請求項1に記載の空調制御装置。
- 前記標準外気温度変化演算手段は、標準的な温度変化情報から一日の外気温度変化を相当するsin近似曲線の一日の標準外気温度変化を生成することを特徴とする請求項1に記載の空調制御装置。
- 前記雲量予測演算手段は、快晴時の雲量と曇りの雲量とを固定値とし、前記標準外気温度変化演算手段で予測される各雲量による標準外気温度変化値に対する前記温度変化算出手段で算出される外気温度変化値の大きさに応じて比例配分的な処理により前記快晴時の雲量と曇りの雲量との間の雲量値を推定することを特徴とする請求項1に記載の空調制御装置。
- 請求項1に記載の空調制御装置において、
前記雲量予測演算手段は、外気湿度を取り込んで雨による雲量を推定し出力する一方、前記雲量予測演算手段で推定された雲量が予想を越える雲量となったとき、例外的に予め定める所定の雲量を出力することを特長とする空調制御装置。 - 輻射温度を含む所定の入力変数から快適性指標PMV値を演算し、この演算により得られた快適性指標PMV値に基づいて空調機の温度設定値を取り出す空調制御装置において、
所定時間ごとに外気温度変化値を算出する温度変化算出手段と、
予め予想される天気の種類に応じた複数の雲量による一日の標準外気温度変化値を記憶する外気温度変化記憶手段と、
前記温度変化算出手段で算出されたある一定時間内の外気温度変化値と前記外気温度変化記憶手段に記憶される各雲量による一日の標準外気温度変化値とを比較し、ほぼ等しい当該標準外気温度変化値から雲量を推定する雲量予測演算手段と、
この雲量予測演算手段で推定された雲量と太陽位置による日射量とを用いて、前記輻射温度を求めるための日射量予測値を演算する日射量予測演算手段とを備えたことを特徴とする空調制御装置。
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