JP5508080B2

JP5508080B2 - Air conditioning control system

Info

Publication number: JP5508080B2
Application number: JP2010070309A
Authority: JP
Inventors: 昌弘池田; 直樹相澤
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: JP2011202877A

Description

本発明は、空調の制御システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning control system.

情報処理技術の発達に伴い、赤外線カメラを用いた空調システムが提案されている（例えば、特許文献１や２を参照）。 With the development of information processing technology, air conditioning systems using infrared cameras have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２００４−１０８６９８号公報JP 2004-108698 A 特開２０００−２２７３６２号公報JP 2000-227362 A

陽が射しているときは、同じ室内であっても窓に近いペリメータゾーンに日射が注ぐ。このため、窓から離れたインテリアゾーンよりも暖かく感じやすい。そこで、ペリメータゾーンに供給する空気の温度をインテリアゾーンよりも低くすることで、ペリメータゾーンを快適にすることが考えられる。しかしながら、都市部のように日射を遮るビルディングや高架道路等の構造物が林立する地域ではこれらの構造物によって日射が部分的に遮られたりする。このため、建物に注ぐ日射の有無でペリメータゾーンの空調を制御しても、感じられる快適性が一律でない。 When the sun is shining, it shines in the perimeter zone near the window even in the same room. For this reason, it is easier to feel warmer than the interior zone away from the window. Therefore, it can be considered to make the perimeter zone comfortable by lowering the temperature of the air supplied to the perimeter zone lower than the interior zone. However, in areas where buildings such as urban areas that block sunlight and structures such as elevated roads are forested, these structures partially block sunlight. For this reason, even if the air conditioning of the perimeter zone is controlled by the presence or absence of solar radiation poured into the building, the comfort that is felt is not uniform.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ペリメータゾーンの快適性が向上する空調の制御システムを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and makes it a subject to provide the control system of the air conditioning which the comfort of a perimeter zone improves.

上記課題を解決するため、本発明では、建物内の各ペリメータゾーンの空調の制御量を、サーモカメラが捉えた温度分布に基づいて特定される建物の外壁面の日射の分布に応じて調整することにした。 In order to solve the above problems, in the present invention, the control amount of air conditioning in each perimeter zone in a building is adjusted according to the distribution of solar radiation on the outer wall surface of the building specified based on the temperature distribution captured by the thermo camera. It was to be.

詳細には、日射を遮る構造物が隣接する建物の空調の制御システムであって、前記建物の外壁面の温度分布を計測するサーモカメラと、前記建物の各ペリメータゾーンの空調の制御量を、前記サーモカメラが捉えた温度分布に基づいて特定される該建物の外壁面の日射の分布に応じて調整する調整手段と、を備える。 Specifically, the air conditioning control system for a building adjacent to a structure that blocks solar radiation, a thermo camera that measures the temperature distribution of the outer wall surface of the building, and the air conditioning control amount of each perimeter zone of the building, Adjusting means for adjusting according to the distribution of solar radiation on the outer wall surface of the building specified based on the temperature distribution captured by the thermo camera.

上記制御システムにおいては、ペリメータゾーンの温度に影響を与える日射をサーモカメラで捉えている。そして、サーモカメラに基づいて特定される外壁面の日射の分布に応じて、各ペリメータゾーンの空調の制御量を調整する。このため、建物に隣接する構造物によって外壁面の一部で日射が遮られても、日射が遮られている部分と遮られていない部分とを分けて捉え、各ペリメータゾーンの空調を日射に応じて部分毎に調整する。よって、特定のペリメータゾーンの空調制御が、日射が無いにも関わらず日射がある場合の制御方法で行なわれたり、日射があるにも関わらず日射が無い場合の制御方法で行なわれたりすることが無くなる。この結果、ペリメータゾーンの快適性が向上する。 In the above control system, solar radiation that affects the temperature of the perimeter zone is captured by a thermo camera. And the control amount of the air conditioning of each perimeter zone is adjusted according to the distribution of the solar radiation of the outer wall surface specified based on the thermo camera. For this reason, even if the solar radiation is blocked by a part of the outer wall surface due to the structure adjacent to the building, the part where the solar radiation is blocked and the part that is not blocked are captured separately, and the air conditioning of each perimeter zone is applied to the solar radiation. Adjust for each part accordingly. Therefore, air-conditioning control for a specific perimeter zone may be performed by a control method in the case where there is solar radiation despite no solar radiation, or by a control method in the case where there is no solar radiation although there is solar radiation. Disappears. As a result, the comfort of the perimeter zone is improved.

なお、上記制御システムは、次のような構成を採ってもよい。例えば、前記構造物によって日射が遮られない箇所に設置される、前記建物の外壁面の日射量を計測する日射センサを更に備え、前記調整手段は、前記日射センサの出力に応じて給気温度を制御する前記
建物の各ペリメータゾーンの空調の制御量を、前記サーモカメラが捉えた温度分布に基づいて特定される該建物の外壁面の日射の分布に応じて調整するものであってもよい。 The control system may have the following configuration. For example, the solar cell is further provided with a solar radiation sensor that is installed at a location where the solar radiation is not obstructed by the structure and measures the amount of solar radiation on the outer wall surface of the building. The control amount of the air conditioning of each perimeter zone of the building that controls the temperature may be adjusted according to the distribution of solar radiation on the outer wall surface of the building specified based on the temperature distribution captured by the thermo camera. .

このように構成される空調の制御システムであれば、日射量について日射センサによって正確に捉えられるため、サーモカメラによって日射があることを捉えた部分のペリメータゾーンの空調をより最適に制御できる。 With the air conditioning control system configured as described above, since the solar radiation amount can be accurately captured by the solar radiation sensor, the air conditioning of the part of the perimeter zone that captures the solar radiation by the thermo camera can be more optimally controlled.

また、前記調整手段は、前記外壁面のうち前記サーモカメラが捉えた温度分布で相対的に温度の低い部分に対応するペリメータゾーンの空調の給気温度を上げるものであってもよい。 Further, the adjusting means may increase the air supply temperature of the air conditioning in the perimeter zone corresponding to a portion of the outer wall surface having a relatively low temperature in the temperature distribution captured by the thermo camera.

このように構成される空調の制御システムであれば、各ペリメータゾーンで日射の無い部分の空調の給気温度が上がるため、日射がある部分と日射が無い部分との温度差が緩和され、ペリメータゾーンの快適性が向上する。 In the air conditioning control system configured as described above, since the air supply temperature of the air conditioning in the part where there is no solar radiation increases in each perimeter zone, the temperature difference between the part where there is solar radiation and the part where there is no solar radiation is alleviated. The comfort of the zone is improved.

ペリメータゾーンの快適性が向上する。 The comfort of the perimeter zone is improved.

空調の制御システムの構成図である。It is a block diagram of the control system of an air conditioning. 制御システムの適用例である。It is an application example of a control system. ビルディングを上から見た図である。It is the figure which looked at the building from the top. ビルディング内の特定のフロアを示した図である。It is the figure which showed the specific floor in a building. 空調システムの概要図である。It is a schematic diagram of an air-conditioning system. 給気温度と外気温度との関係を日射の有無毎に定義したマップである。It is the map which defined the relationship between supply air temperature and external temperature for every presence or absence of solar radiation. 給気温度と外気温度との関係を日射量毎に定義したマップである。It is the map which defined the relationship between supply air temperature and external temperature for every solar radiation amount. 日射が一部で遮られているときのビルディングの外壁面を見た図である。It is the figure which looked at the outer wall surface of the building when the solar radiation is blocked in part. 変形例に係る空調の制御システムの構成図である。It is a block diagram of the control system of the air conditioning which concerns on a modification. 変形例に係る制御システムの適用例である。It is an example of application of the control system concerning a modification. 変形例に係る制御システムを適用したビルディングを上から見た図である。It is the figure which looked at the building to which the control system concerning a modification is applied from the top.

本発明の実施形態に係る空調の制御システムの構成を図１に示す。制御システム１は、図１に示すように、制御ユニット２や外気温センサ３、サーモカメラ群４を備える。制御ユニット２とサーモカメラ群４は、図示しない通信機器類により形成される通信回線で繋がっている。 FIG. 1 shows the configuration of an air conditioning control system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the control system 1 includes a control unit 2, an outside air temperature sensor 3, and a thermo camera group 4. The control unit 2 and the thermo camera group 4 are connected by a communication line formed by communication devices (not shown).

制御ユニット２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５、ハードディスクやメモリ
等を有する記憶装置６、キーボードやマウス等が接続されユーザ操作を受け付ける入力装置７、液晶ディスプレイ等の表示装置８、及びセンサ類や空調機器が繋がる入出力インターフェース９を備える。 The control unit 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 5, a storage device 6 having a hard disk, a memory, and the like, an input device 7 to which a keyboard and a mouse are connected to receive user operations, a display device 8 such as a liquid crystal display, sensors, An input / output interface 9 to which an air conditioner is connected is provided.

制御システム１を適用するビルディングを図２に示す。制御システム１が適用されるビルディング１０Ａは、図２に示すように、ビルディング１０Ｂが隣接している。ビルディング１０Ａは、図２に示すように、隣接するビルディング１０Ｂによって日射が遮られる位置に建っている。このため、ビルディング１０Ａの外壁面には、陽が当たる部分と当たらない部分とが生じる。 A building to which the control system 1 is applied is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the building 10A to which the control system 1 is applied is adjacent to the building 10B. As shown in FIG. 2, the building 10 A is located at a position where sunlight is blocked by the adjacent building 10 B. For this reason, on the outer wall surface of the building 10 A, there are a portion where the sun hits and a portion where the sun does not hit.

図３は、ビルディング１０Ａとビルディング１０Ｂを上から見た図である。サーモカメ
ラ群４は、ビルディング１０Ａの周辺に設置されている。サーモカメラ群４は、外壁面の温度分布を計測できる箇所に設置されており、本実施形態では、ビルディング１０Ａの北側、東側、南側、西側にサーモカメラ４Ｎ、サーモカメラ４Ｅ、サーモカメラ４Ｓ、サーモカメラ４Ｗがそれぞれ設置されている。なお、サーモカメラ群４は、外壁面にあたる日射に影が生じ得る外壁面の温度分布を計測し得る箇所であれば何れの箇所に設置されていてもよく、例えば、隣接するビルディング１０Ｂ等の建物に設置したり、或いはビルディング１０Ａの下層階等で外壁面から突き出た軒等に設置したりしてもよい。各サーモカメラ４Ｎ，４Ｗ，４Ｓ，４Ｅは、２０万画素程度の安価なものでよい。サーモカメラがこの程度の解像度であっても、各ペリメータゾーンの空調制御に十分に用いることができる。 FIG. 3 is a view of the building 10A and the building 10B as viewed from above. The thermo camera group 4 is installed around the building 10A. The thermo camera group 4 is installed at a location where the temperature distribution of the outer wall surface can be measured. In this embodiment, the thermo camera 4N, the thermo camera 4E, the thermo camera 4S, and the thermo camera are arranged on the north side, the east side, the south side, and the west side of the building 10A. Each camera 4W is installed. The thermo camera group 4 may be installed at any location as long as it can measure the temperature distribution of the outer wall surface that may cause shadows on the outer wall surface, for example, a building such as an adjacent building 10B. You may install in the eaves etc. which protruded from the outer wall surface in the lower floor etc. of the building 10A. Each of the thermocameras 4N, 4W, 4S, and 4E may be an inexpensive one having about 200,000 pixels. Even if the thermocamera has such a resolution, it can be sufficiently used for air conditioning control of each perimeter zone.

図４は、ビルディング１０Ａ内の特定のフロアを示した図である。ビルディング１０Ａ内の各フロアは、図４に示すように、居室が４つのブロック（ブロック１〜４）に区画されている。ビルディング１０Ａの空調システムは、各ブロックのインテリアゾーンの空気を調整するインテリア空調機と、各ブロックの窓側に設定されるペリメータゾーンの空気を調整するペリメータ空調機とを備えている。インテリア空調機およびペリメータ空調機は、機械室内等に設置されるエアハンドリングユニットであり、給気温度を冷温水の通水量と空調ファンの回転数、還気路、外気取入路に取り付けたダンパの開度の少なくも何れかで制御する。 FIG. 4 is a diagram showing a specific floor in the building 10A. As shown in FIG. 4, each floor in the building 10A is divided into four blocks (blocks 1 to 4). The air conditioning system of the building 10A includes an interior air conditioner that adjusts the air in the interior zone of each block, and a perimeter air conditioner that adjusts the air in the perimeter zone set on the window side of each block. The interior air conditioner and the perimeter air conditioner are air handling units installed in the machine room, etc., and supply air temperature is a damper that is installed in the flow rate of cold / hot water, the rotation speed of the air conditioning fan, the return air passage, and the outside air intake passage. Control with at least one of the opening degrees.

図５は、ビルディング１０Ａの空調システムの概略図である。図５に示すように、各フロアのインテリアゾーンには、インテリア空調機１１から送られる空気が供給される。また、各フロアのペリメータゾーンには、ペリメータ空調機１２から送られる空気が供給される。インテリア空調機１１およびペリメータ空調機１２の電動ファン１３，１４は、Ｖ／Ｆ制御のインバータによって供給電圧および周波数が調整されることにより、広範な可変速運転を行なう。 FIG. 5 is a schematic diagram of the air conditioning system of the building 10A. As shown in FIG. 5, the air sent from the interior air conditioner 11 is supplied to the interior zone of each floor. Moreover, the air sent from the perimeter air conditioner 12 is supplied to the perimeter zone of each floor. The electric fans 13 and 14 of the interior air conditioner 11 and the perimeter air conditioner 12 perform a wide range of variable speed operations by adjusting the supply voltage and frequency by a V / F controlled inverter.

インテリア空調機１１からインテリアゾーンへ送られる空気が流れる空気ダクトの途中には、インテリアゾーンの温度をＶＡＶ（Variable Air Volume）方式で制御するための
風量調整用のダンパ１５が設けられている。各ダンパ１５は、任意に設定されたインテリアゾーンの目標温度と実温度との温度差が大きい場合には風量が多くなるように開度を増し、温度差が小さい場合には風量が少なくなるように開度を減ずる。インテリアゾーンの目標温度は、予め設定した固定値であってもよいし、居室に居る者が任意に設定した値であってもよい。インテリア空調機１１から送られてインテリアゾーンに吹き出る空気は、天井に設けた複数の吹き出し口から吹き出る。なお、インテリアゾーンには、設定温度を個別に設定可能なＶＡＶゾーンを複数箇所設定しておき、各吹き出し口の風量をＶＡＶゾーン毎に調整可能なようにしてもよい。 In the middle of the air duct through which air sent from the interior air conditioner 11 flows to the interior zone, a damper 15 for adjusting the air volume for controlling the temperature of the interior zone by the VAV (Variable Air Volume) system is provided. Each damper 15 increases the opening degree so that the air volume increases when the temperature difference between the target temperature and the actual temperature of the arbitrarily set interior zone is large, and decreases the air volume when the temperature difference is small. Decrease the opening. The target temperature of the interior zone may be a fixed value set in advance, or may be a value arbitrarily set by a person in the living room. The air sent from the interior air conditioner 11 and blown out into the interior zone blows out from a plurality of outlets provided on the ceiling. In the interior zone, a plurality of VAV zones in which set temperatures can be individually set are set, and the air volume at each outlet may be adjusted for each VAV zone.

一方、ペリメータ空調機１２からペリメータゾーンへ送られる空気が流れる空気ダクトの途中には、ＶＡＶ方式で制御するための風量調整ダンパが設けられていない。ペリメータゾーンへの給気の温度は、ペリメータ空調機の冷温水の通水量を変えて制御する。ペリメータゾーンは、ビルの外の影響を受けないインテリアゾーンと異なり、ビルの外壁に近い壁際部である。ペリメータゾーンは、このように外気や日射の影響を受けやすいため、インテリアゾーンとは異なった空調制御を行う。 On the other hand, an air volume adjustment damper for controlling by the VAV method is not provided in the middle of an air duct through which air sent from the perimeter air conditioner 12 to the perimeter zone flows. The temperature of the air supply to the perimeter zone is controlled by changing the amount of cold / hot water flowing through the perimeter air conditioner. Unlike the interior zone which is not affected by the outside of the building, the perimeter zone is a wall near the outer wall of the building. Since the perimeter zone is easily affected by outside air and solar radiation, air conditioning control different from the interior zone is performed.

なお、ペリメータゾーンへ送られる空気の風量は、次のようにして決定する。まず、想定される室温を仮定し、これに対するピーク負荷時の給還気温度差を設定する。そして、ピーク時の熱負荷を設定した給還気温度差で処理できる風量を選定する。選定した風量を、ペリメータ空調機からペリメータゾーンへ送る風量とする。例えば、想定される室温が２５℃であり、給還気温度差を例えば１０℃に設定したとする。この場合の空気の風量は、ピーク時の熱負荷を１０℃差の給気で処理できる風量とする。例えば、夏季ピーク時で
あれば、設定室温２５℃に対して１０℃差である給気温度１５℃の空気で熱負荷を処理できる風量を選定する。なお、選定する風量や設定する給還気温度差、想定室温は、ビルディング１０Ａの断熱性能や想定される日射量、空調機の性能等に応じて変える。 The air volume sent to the perimeter zone is determined as follows. First, the assumed room temperature is assumed, and the return air temperature difference at the peak load is set. And the air volume which can be processed by the return air temperature difference which set the heat load at the peak time is selected. Let the selected air volume be the air volume sent from the perimeter air conditioner to the perimeter zone. For example, it is assumed that the assumed room temperature is 25 ° C. and the return air temperature difference is set to 10 ° C., for example. The air volume in this case is an air volume that can handle the heat load at the peak time with a 10 ° C. supply air difference. For example, at the summer peak, an air volume capable of treating the heat load with air having a supply air temperature of 15 ° C. that is a difference of 10 ° C. with respect to the set room temperature of 25 ° C. is selected. The air volume to be selected, the return air temperature difference to be set, and the assumed room temperature are changed according to the heat insulation performance of the building 10A, the assumed amount of solar radiation, the performance of the air conditioner, and the like.

ペリメータゾーンの空調制御は、以下のようにして行う。ペリメータゾーンの熱負荷は、主に以下の４つの要素の合計からなる。
１：日射量および外気温度による窓部日射負荷
２：外壁部貫流負荷（熱伝達率は、例えば設計値を使用）
３：内部発熱（コンセント、照明負荷、例えば単位面積あたりの設計値を使用）
４：人体負荷、外気負荷（本実施形態では０とする。設計負荷に算入する場合には顕熱負荷分を算定） Air conditioning control of the perimeter zone is performed as follows. The heat load in the perimeter zone mainly consists of the sum of the following four elements.
1: Window solar radiation load due to solar radiation amount and outside air temperature 2: Outer wall through-flow load (The heat transfer coefficient uses design values, for example)
3: Internal heat generation (outlet, lighting load, for example, use the design value per unit area)
4: Human body load, outside air load (in this embodiment, it is set to 0. When calculating the design load, the sensible heat load is calculated)

ペリメータゾーンの熱負荷は、窓からの日射負荷や外壁の貫流負荷による影響が大きい。そこで、ペリメータゾーンの空調制御は、外気温度や日射量の変化に対して感度良く、そして素早い制御を実現することが、ペリメータゾーンの温熱環境の向上につながる。そこで、制御システム１は、外気温度や日射量の変化といった外的要因をサーモカメラ群４や外気温センサ３で捉えてフィードフォワード制御を行うことにより、これらの外的要因がペリメータゾーンの温度に影響を与えないように空調システムを制御する。 The heat load in the perimeter zone is greatly influenced by the solar radiation load from the window and the through-flow load on the outer wall. Therefore, air conditioning control of the perimeter zone is sensitive to changes in the outside air temperature and the amount of solar radiation, and realizing quick control leads to improvement of the thermal environment of the perimeter zone. Therefore, the control system 1 captures external factors such as changes in the outside air temperature and the amount of solar radiation with the thermo camera group 4 and the outside air temperature sensor 3 and performs feedforward control, so that these external factors are converted into the temperature of the perimeter zone. Control the air conditioning system so as not to affect it.

制御システム１は、空調制御を実行するコンピュータプログラムが実行されると、各ペリメータゾーンへ送る空気の給気温度を、図６に示すマップに基づいてそれぞれ決定する。図６に示すマップは、予め作成されて記憶装置６に格納されたものである。本実施形態では、図６のマップに示すように、外気温度と給気温度との関係を線形な関数で定義しており、横軸をｘ、縦軸をｙとすると、日射が無い場合はｙ＝−０．２９４２ｘ＋３２．３５６、日射がある場合はｙ＝−０．２９４２ｘ＋２７．４８２としている。なお、外気温度と給気温度との関係を定義するこれらの関数の各係数は、ビルディング１０Ａの断熱性能や空調システムの性能、想定される気象条件等に応じて異なる。各係数は以下の式に基づいて決定される。
（給気温度）＝（仮定した室温）−（温度差）
（温度差）＝（日射量と外気温度による負荷）÷（選定した風量） When the computer program for executing the air conditioning control is executed, the control system 1 determines the supply temperature of the air to be sent to each perimeter zone based on the map shown in FIG. The map shown in FIG. 6 is created in advance and stored in the storage device 6. In the present embodiment, as shown in the map of FIG. 6, the relationship between the outside air temperature and the supply air temperature is defined by a linear function. When the horizontal axis is x and the vertical axis is y, there is no solar radiation. y = −0.2942x + 32.356, and y = −0.2942x + 27.482 when there is solar radiation. The coefficients of these functions that define the relationship between the outside air temperature and the supply air temperature vary depending on the heat insulation performance of the building 10A, the performance of the air conditioning system, the assumed weather conditions, and the like. Each coefficient is determined based on the following equation.
(Supply temperature) = (Assumed room temperature)-(Temperature difference)
(Temperature difference) = (Load due to solar radiation and outside air temperature) ÷ (Selected air volume)

ここで、制御システム１は、全てのフロアに設定されている各ペリメータゾーンへ送る空気の温度（給気温度）と外気温度との関係を定義するにあたり、上記式が示すように、給気温度の決定に際して日射量を用いている。図６に示すマップでは、給気温度と外気温度との関係を定義するにあたり、日射がある場合と日射が無い場合の２つに分けている。なお、給気温度と外気温度との相関関係は、図７に示すように、日射量ごとに細かく定義してもよい。図７に示すマップでは、給気温度と外気温度との相関関係を以下の式に基づいて定義している。各係数は上記の式に基づいて決定される。
日射量０（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋３２．３５６
日射量５０（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋３１．８２６
日射量１００（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋３０．６５８
日射量２００（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋２９．５９９
日射量３００（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋２８．５４０
日射量４００（Ｗ／ｍ^２）：ｙ＝−０．２９４２ｘ＋２７．４８２ Here, the control system 1 defines the relationship between the temperature of the air (supply temperature) sent to each perimeter zone set on all floors and the outside temperature, as shown in the above formula, The amount of solar radiation is used in determining In the map shown in FIG. 6, in defining the relationship between the supply air temperature and the outside air temperature, the relationship is divided into two cases where there is solar radiation and when there is no solar radiation. The correlation between the supply air temperature and the outside air temperature may be finely defined for each amount of solar radiation as shown in FIG. In the map shown in FIG. 7, the correlation between the supply air temperature and the outside air temperature is defined based on the following equation. Each coefficient is determined based on the above formula.
Solar radiation amount 0 (W / m ² ): y = −0.2942x + 32.356
Solar radiation 50 (W / m ² ): y = −0.2942x + 31.826
Solar radiation amount 100 (W / m ² ): y = −0.2942x + 30.658
Solar radiation amount 200 (W / m ² ): y = −0.2942x + 29.599
Solar radiation 300 (W / m ² ): y = −0.2942x + 28.540
Solar radiation 400 (W / m ² ): y = −0.2942x + 27.482

ところで、既述したように、ビルディング１０Ａの外壁面には、陽が当たる部分と当たらない部分とが生じる。そこで、制御システム１は、給気温度の決定に際し、サーモカメラ群４によって特定される各ペリメータゾーンの日射の有無に基づき、マップ上で参照すべき関数を決定する。すなわち、制御システム１は、特定のペリメータゾーンの給気温度を決定するにあたり、サーモカメラ群４によって当該ペリメータゾーンに日射があること
を検知していれば、日射がある場合の外気温度と給気温度との相関関係を定義するマップと実外気温度とに基づいて決定した値を、当該ペリメータゾーンへの給気温度として決定する。また、制御システム１は、当該ペリメータゾーンに日射が無いことを検知していれば、日射が無い場合の外気温度と給気温度との相関関係を定義するマップと実外気温度とに基づいて決定した値を、当該ペリメータゾーンへの給気温度として決定する。なお、サーモカメラ群４によって日射が無いことを捉えた部分については、日射量を０（Ｗ／ｍ^２）として扱うのではなく、例えば、日射がある部分よりもやや低い日射量、例えば、−５０（Ｗ／ｍ^２）の日射量、或いは−１００（Ｗ／ｍ^２）の日射量といった具合に、日射がある部分の日射量に対し減算する処理であってもよい。各サーモカメラ４Ｎ，４Ｗ，４Ｓ，４Ｅが捉えた画像と対応するペリメータゾーンの位置との相関関係は、画像中の位置とペリメータゾーンの位置との相関を予め割り付けた既定のテーブルに基づいて特定する。 By the way, as described above, a portion where the sun hits and a portion where the sun does not hit are generated on the outer wall surface of the building 10A. Therefore, when determining the supply air temperature, the control system 1 determines a function to be referred to on the map based on the presence or absence of solar radiation in each perimeter zone specified by the thermo camera group 4. In other words, when the control system 1 detects the presence of solar radiation in the perimeter zone by the thermo camera group 4 when determining the air supply temperature of a specific perimeter zone, the outside air temperature and the air supply when there is solar radiation are detected. A value determined based on the map defining the correlation with the temperature and the actual outside air temperature is determined as the supply air temperature to the perimeter zone. Further, if the control system 1 detects that there is no solar radiation in the perimeter zone, the control system 1 determines based on a map that defines the correlation between the outside air temperature and the supply air temperature when there is no solar radiation and the actual outside air temperature. The obtained value is determined as the supply air temperature to the perimeter zone. In addition, about the part which caught that there was no solar radiation with the thermocamera group 4, instead of treating solar radiation amount as 0 (W / m < ² >), for example, solar radiation amount slightly lower than the part with solar radiation, for example,- For example, it may be a process of subtracting the amount of solar radiation where there is solar radiation, such as the amount of solar radiation of 50 (W / m ² ) or the amount of solar radiation of −100 (W / m ² ). The correlation between the image captured by each thermo camera 4N, 4W, 4S, 4E and the corresponding perimeter zone position is specified based on a predetermined table in which the correlation between the position in the image and the position of the perimeter zone is assigned in advance. To do.

なお、サーモカメラ群４は、外壁面の温度（特に、ペリメータゾーンの空調に影響を与える外壁面の窓のガラスの表面温度）を計測するものであって日射の有無を計測し得るものではない。しかし、本実施形態では、サーモカメラ群４によって捉えた外壁面の温度が、他の面の外壁面や外気温と比較することで相対的に決定される所定の閾値を超えていれば日射があるとして処理し、超えていなければ日射が無いとして処理している。このような所定の閾値は、季節や外気温度との関係で適切に補正されるように、日時のデータや外
気温度のデータを用いて随時補正してもよいし、或いは、４面ある外壁面のそれぞれの温度を比較することで特定の外壁面に日射があるか否かを特定するようにしてもよい。また、給気温度と外気温度との相関を図７に示すように日射量に応じて段階的に設定している場合は、サーモカメラ群４によって捉えた外壁面の温度に応じて何れの日射量のマップを参照するかを予め定義しておき、計測した外壁面の実温度から参照するマップを決定するようにしてもよい。例えば、あるペリメータゾーンに対応する部分の外壁面の温度が１０℃であることがサーモカメラ群４によって計測された場合は、当該ペリメータゾーンの給気温度を決定するにあたり、日射量が５０（Ｗ／ｍ^２）の関数を参照するものとし、２０℃の場合であれば２００（Ｗ／ｍ^２）、２５℃であれば４００（Ｗ／ｍ^２）といった具合に参照する関数を変えていく。もっとも、このような関係はあくまで一例に過ぎない。サーモカメラ群４によって計測された温度に対応する日射量を何れにするかは、外気温度や季節、ビルの外壁面の色や材質等に応じて適宜決定する。 The thermo camera group 4 measures the temperature of the outer wall surface (in particular, the surface temperature of the glass of the window of the outer wall surface that affects the air conditioning of the perimeter zone), and cannot measure the presence or absence of solar radiation. . However, in the present embodiment, the temperature of the outer wall surface captured by thermo camera group 4, the solar radiation if exceeding a predetermined threshold value which is determined relatively by comparing it with the outer wall surface and the outside air temperature of the other aspects It is processed as if there is, and if it does not exceed, it is processed as if there is no solar radiation. Such a predetermined threshold value may be corrected at any time using date / time data or outside air temperature data so as to be appropriately corrected in relation to the season or outside air temperature, or four outer wall surfaces. It may be made to identify whether there is solar radiation in a specific outer wall surface by comparing each temperature of these. Further, when the correlation between the supply air temperature and the outside air temperature is set stepwise according to the amount of solar radiation as shown in FIG. 7, any solar radiation depending on the temperature of the outer wall surface captured by the thermo camera group 4. Whether to refer to the quantity map may be defined in advance, and the reference map may be determined from the measured actual temperature of the outer wall surface. For example, when the thermocamera group 4 measures that the temperature of the outer wall surface of the part corresponding to a certain perimeter zone is 10 ° C., the amount of solar radiation is 50 (W / ^{m 2)} shall refer to the function of, in the case of ^{20 ℃ 200 (W / m 2} ), will transform function to refer to and so on as long as ^{25 ℃ 400 (W / m 2} ). However, such a relationship is only an example. The amount of solar radiation corresponding to the temperature measured by the thermo camera group 4 is appropriately determined according to the outside air temperature and season, the color and material of the outer wall surface of the building, and the like.

例えば、図８に示すように、ビルディング１０Ａが９階建てであり、南側の外壁面のうち１階から８階まで左側の日射が遮られているものとする。この場合、制御システム１は、ビルディング１０Ａの９階のペリメータゾーン３−１，４−１の給気温度について、日射があるとした場合に実外気温度と上記マップから特定される値を給気温度として決定する。ビルディング１０Ａの１階から８階のペリメータゾーン４−１についても同様である。一方、制御システム１は、ビルディング１０Ａの１階から８階のペリメータゾーン３−１の給気温度について、日射量が無いとした場合に実外気温度と上記マップから特定される値を給気温度として決定する。制御システム１が決定した給気温度は、各ペリメータゾーンへ空気を送るペリメータ空調機１２へ伝えられる。ペリメータ空調機１２は、図示しない給気温度センサからの出力と制御システム１から伝えられる給気温度の制御目標値とを比較してヒーティングコイルやクーリングコイルを流れる冷温水の流量を流量調整弁の開度変更によって調整するフィードバック制御を行う。この結果、各ペリメータゾーンの温度は日射の変化に関わらず既定の２５℃に維持される。なお、日射があるペリメータゾーンへ給気される空気の温度は、日射が無いペリメータゾーンへ給気される空気の温度よりも低くなる。 For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that the building 10A has nine floors and the left-side solar radiation is blocked from the first floor to the eighth floor of the outer wall surface on the south side. In this case, the control system 1 supplies the actual air temperature and the value specified from the above map when there is solar radiation for the air supply temperature of the 9th floor perimeter zones 3-1 and 4-1 of the building 10A. Determine as temperature. The same applies to the perimeter zone 4-1 from the first floor to the eighth floor of the building 10A. On the other hand, the control system 1 determines the air supply temperature of the perimeter zone 3-1 of the first floor to the eighth floor of the building 10 A using the actual outside air temperature and the value specified from the above map when there is no solar radiation amount. Determine as. The supply air temperature determined by the control system 1 is transmitted to a perimeter air conditioner 12 that sends air to each perimeter zone. The perimeter air conditioner 12 compares the output from a supply air temperature sensor (not shown) with the control target value of the supply air temperature transmitted from the control system 1 and determines the flow rate of cold / hot water flowing through the heating coil and the cooling coil. The feedback control is adjusted by changing the opening of the. As a result, the temperature of each perimeter zone is maintained at a predetermined 25 ° C. regardless of changes in solar radiation. Note that the temperature of air supplied to the perimeter zone with solar radiation is lower than the temperature of air supplied to the perimeter zone without solar radiation.

なお、制御システム１は、同一のペリメータゾーンに対応する外壁面の特定の領域内に、日射がある部分と無い部分とが混在している場合、当該ペリメータゾーンの給気温度を次のように決定する。すなわち、制御システム１は、同一のペリメータゾーンに対応する
外壁面の特定の領域内に、日射がある部分と無い部分とが混在している場合、当該ペリメータゾーンの快適性が最も高くなるように給気温度を決定する。当該ペリメータゾーンの快適性が最も高くなるようにするには、例えば、日射がある部分と無い部分の何れの面積が大きいかを特定して面積の大きい方を採る。このようにすれば、当該ペリメータゾーンに人が均等に居る場合に、快適と感じない人の数よりも快適と感じる人の数の方が多くなるので、当該ペリメータゾーンの快適性が最も高くなると言える。もっとも、ペリメータゾーンに給気する空気の温度を細かいゾーン毎に調整可能なように空調システムを構成すれば、ペリメータゾーンの快適性をより高くできる。 When the control system 1 includes a portion with solar radiation and a portion without solar radiation in a specific region of the outer wall surface corresponding to the same perimeter zone, the control system 1 sets the air supply temperature of the perimeter zone as follows. decide. That is, the control system 1 is configured so that the comfort of the perimeter zone is highest when a portion with and without solar radiation is mixed in a specific region of the outer wall surface corresponding to the same perimeter zone. Determine the supply air temperature. In order to maximize the comfort of the perimeter zone, for example, it is determined which area of the portion with or without solar radiation is larger and the larger one is adopted. In this way, when there are even people in the perimeter zone, the number of people who feel comfortable is greater than the number of people who do not feel comfortable. I can say that. However, if the air conditioning system is configured so that the temperature of the air supplied to the perimeter zone can be adjusted for each fine zone, the comfort of the perimeter zone can be further increased.

なお、制御システム１は、日射に応じた制御の処理については、例えば、日射が存在し得る日中の時間帯にのみ実行するようにしてもよい。日射を計測する際の計測周期は、日射の変化の速度やフィードフォワード制御が空調制御に与える影響の乗数に応じて適宜決定する。 In addition, you may make it the control system 1 perform only the process of the control according to solar radiation, for example in the time zone in the daytime when solar radiation may exist. The measurement cycle when measuring solar radiation is appropriately determined according to the rate of change of solar radiation and the multiplier of the influence of feedforward control on air conditioning control.

ところで、上記実施形態では、サーモカメラ群４は現在の日射状態を捉える目的で利用されているが、例えば、影になっている部分の動きを捉えて日射の変化の予測に用いることもできる。日射の変化の予測は、サーモカメラ群４の映像で日射が遮られている部分と遮られていない部分との境界の動きを追跡し、この境界部分が動く速度や方向を解析して次の動きを予測することで実現する。このようにして予測される日射の変化を捉えて各ペリメータゾーンにおける給気温度のフィードフォワード制御を行えば、ペリメータゾーンの快適性の更なる向上を図ることができる。また、上記実施形態であれば、サーモカメラによって日射の有無を捉えているため、各ペリメータゾーンに日射センサを設置して個別に日射の有無を捉える場合に比べて設備の費用を削減できる他、各ペリメータゾーンに日射センサを設置しても得ることのできない日射の変化の予測を実現できる。 By the way, in the said embodiment, although the thermocamera group 4 is utilized in order to catch the present solar radiation state, it can also be used for the prediction of the change of solar radiation, for example by catching the motion of the part which is a shadow. In order to predict the change in solar radiation, the movement of the boundary between the part where the solar radiation is blocked and the part where the solar radiation is not blocked is tracked in the image of the thermo camera group 4, and the speed and direction of movement of this boundary part are analyzed. Realized by predicting movement. Thus, if the change of the solar radiation estimated in this way is caught and feed-forward control of the supply air temperature in each perimeter zone is performed, the comfort of a perimeter zone can be improved further. In addition, in the above embodiment, since the presence or absence of solar radiation is captured by a thermo camera, the cost of equipment can be reduced compared to the case where the presence or absence of solar radiation is individually captured by installing a solar radiation sensor in each perimeter zone, Prediction of changes in solar radiation that cannot be obtained even if solar radiation sensors are installed in each perimeter zone.

上記実施形態の変形例に係る空調用の制御システムの構成を図９に示す。制御システム１’は、図９に示すように、制御ユニット２や外気温センサ３、サーモカメラ群４の他、外壁面の単位面積あたりの日射量を計測する日射センサ群１６を備える。 The structure of the control system for air conditioning which concerns on the modification of the said embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the control system 1 ′ includes a control unit 2, an outside air temperature sensor 3, a thermo camera group 4, and a solar sensor group 16 that measures the amount of solar radiation per unit area of the outer wall surface.

制御システム１’を適用するビルディングを図１０に示す。制御システム１’が適用されるビルディング１０Ａは、図１０に示すように、サーモカメラ群４の他に、日射センサ群１６が屋上に設置されている。日射センサ群１６は、図１０に示すように、太陽の方角や気象条件に応じて日射量が変化し得る外壁面の頂部に設置されており、本実施形態では、北側、東側、南側、西側の外壁面の頂部に日射センサ１６Ｎ、日射センサ１６Ｅ、日射センサ１６Ｓ、日射センサ１６Ｗが設置されている。なお、日射センサ群１６は、外壁面の日射量を計測し得る箇所であれば何れの箇所に設置されていてもよく、ビルディング１０Ａの屋上に設置する態様に限定されるものではない。なお、サーモカメラ群４については、上述した実施形態に係る制御システム１と異なり、ビルディング１０Ｂによって日陰が生じ得るビルディング１０Ａの南側、および西側にのみ、サーモカメラ４Ｓ、およびサーモカメラ４Ｗがそれぞれ設置されている。 A building to which the control system 1 'is applied is shown in FIG. In the building 10A to which the control system 1 'is applied, as shown in FIG. 10, in addition to the thermo camera group 4, a solar radiation sensor group 16 is installed on the roof. As shown in FIG. 10, the solar radiation sensor group 16 is installed on the top of the outer wall surface where the amount of solar radiation can change according to the direction of the sun and weather conditions. In this embodiment, the north side, the east side, the south side, and the west side A solar radiation sensor 16N, a solar radiation sensor 16E, a solar radiation sensor 16S, and a solar radiation sensor 16W are installed on the top of the outer wall surface of the solar panel. In addition, the solar radiation sensor group 16 may be installed in any location as long as the solar radiation amount of the outer wall surface can be measured, and is not limited to a mode of being installed on the roof of the building 10A. In addition, regarding the thermo camera group 4, unlike the control system 1 according to the above-described embodiment, the thermo camera 4S and the thermo camera 4W are respectively installed only on the south side and the west side of the building 10A where the shade can be generated by the building 10B. ing.

本変形例に係る制御システム１’は、外気温度や日射量の変化といった外的要因を日射センサ群１６とサーモカメラ群４で捉えてフィードフォワード制御を行うことにより、これらの外的要因がペリメータゾーンに温度変化を与える前にこれらの影響を抑制する。制御システム１’は、全てのフロアに設定されている各ペリメータゾーンへ送る空気の温度（給気温度）の決定にあたり、給気温度の決定に際して外気温度と外壁面の温度の他に日射量を用いている。例えば、南側に面しているペリメータ３−１，４−１の給気温度の決定は、南側の外壁面の日射量を計測する日射センサ１６Ｓの計測値と実外気温度、及び図７に示したマップに基づいて行なう。西側や東側、北側についても同様である。 The control system 1 ′ according to the present modification captures external factors such as changes in the outside air temperature and the amount of solar radiation by the solar radiation sensor group 16 and the thermo camera group 4 and performs feedforward control. Suppress these effects before applying temperature changes to the zone. In determining the temperature of the air sent to each perimeter zone (supply air temperature) set on all floors, the control system 1 ′ determines the amount of solar radiation in addition to the outside air temperature and the temperature of the outer wall surface when determining the supply air temperature. Used. For example, the determination of the supply air temperature of the perimeters 3-1 and 4-1 facing the south side is shown in FIG. 7, the measurement value of the solar radiation sensor 16S that measures the amount of solar radiation on the south outer wall surface and the actual outside air temperature. Based on the map. The same applies to the west, east, and north sides.

ここで、制御システム１’は、給気温度の決定に際し、サーモカメラ群４によって計測される外壁面の温度分布に基づいて特定される各ペリメータゾーンの日射の有無に基づき、マップ上で参照すべき関数を決定する。すなわち、制御システム１’は、特定のペリメータゾーンの給気温度を決定するに当たり、サーモカメラ群４によって当該ペリメータゾーンに日射があることを検知していれば、当該ペリメータゾーンに対応する日射センサ群１６において計測される日射量、及び外気温度に基づいてマップから特定した値を給気温度として決定する。また、制御システム１’は、特定のペリメータゾーンの給気温度を決定するに当たり、サーモカメラ群４によって当該ペリメータゾーンに日射が無いことを検知していれば、日射量を０（Ｗ／ｍ^２）とした場合に外気温度に基づいてマップから特定した値を給気温度として決定する。 Here, when determining the supply air temperature, the control system 1 ′ refers to the map on the basis of the presence or absence of solar radiation in each perimeter zone specified based on the temperature distribution of the outer wall surface measured by the thermo camera group 4. Determine the power function. That is, if the control system 1 ′ determines that there is solar radiation in the perimeter zone by the thermo camera group 4 when determining the supply air temperature of the specific perimeter zone, the solar radiation sensor group corresponding to the perimeter zone The value specified from the map based on the amount of solar radiation measured in 16 and the outside air temperature is determined as the supply air temperature. Further, when the control system 1 ′ determines the supply air temperature of a specific perimeter zone and the thermo camera group 4 detects that there is no solar radiation in the perimeter zone, the control system 1 ′ reduces the amount of solar radiation to 0 (W / m ^2). ), The value specified from the map based on the outside air temperature is determined as the supply air temperature.

例えば、図７に示した例であれば、制御システム１’は、ビルディング１０Ａの９階のペリメータゾーン３−１，４−１の給気温度について、日射センサ１６Ｓの計測値および実外気温度に基づいて図７のマップから特定される値を給気温度として決定する。ビルディング１０Ａの１階から８階のペリメータゾーン４−１についても同様である。一方、制御システム１’は、ビルディング１０Ａの１階から８階のペリメータゾーン３−１の給気温度について、日射量を０（Ｗ／ｍ^２）とした場合に実外気温度に基づいて図７のマップから特定した値を給気温度として決定する。 For example, in the example shown in FIG. 7, the control system 1 ′ uses the measured value of the solar radiation sensor 16 S and the actual outside air temperature for the air supply temperatures of the 9th floor perimeter zones 3-1 and 4-1 of the building 10 A. Based on this, the value specified from the map of FIG. 7 is determined as the supply air temperature. The same applies to the perimeter zone 4-1 from the first floor to the eighth floor of the building 10A. On the other hand, the control system 1 ′ uses the air temperature of the perimeter zone 3-1 from the first floor to the eighth floor of the building 10A as shown in FIG. 7 based on the actual outside air temperature when the amount of solar radiation is 0 (W / m ² ). The value specified from the map is determined as the supply air temperature.

このように、サーモカメラの他に日射センサを併用すれば、給気温度をより精細に決定することができる。この結果、ペリメータゾーンの空調がより精度良く制御されるので、ペリメータゾーンの快適性を更に向上させることができる。 Thus, if the solar radiation sensor is used in addition to the thermo camera, the supply air temperature can be determined more precisely. As a result, since the air conditioning of the perimeter zone is controlled with higher accuracy, the comfort of the perimeter zone can be further improved.

なお、上記実施形態や変形例では、各フロアを４つのブロックに分けられているが、３以下のブロックあるいは５以上のブロックに分けられていてもよい。また、これらの区分けが各フロアで互いに異なっていてもよい。 In addition, in the said embodiment and modification, each floor is divided | segmented into 4 blocks, However, You may divide into 3 or less blocks or 5 or more blocks. Moreover, these divisions may differ from each other on each floor.

１，１’・・制御システム
２・・制御ユニット
４・・サーモカメラ群
１０Ａ，１０Ｂ・・ビルディング
１１・・インテリア空調機
１２・・ペリメータ空調機
１６・・日射センサ群 1, 1 '··· Control system 2 ··· Control unit 4 · · Thermo camera group 10A, 10B · · Building 11 · · Interior air conditioner 12 · · Perimeter air conditioner 16 · · Solar radiation sensor group

Claims

An air conditioning control system for an adjacent building with a structure that blocks solar radiation,
A thermo camera for measuring the temperature distribution of a specific outer wall surface of the building;
Corresponding to the distribution of solar radiation on the specific outer wall surface of the building specified based on the temperature distribution captured by the thermo camera, the control amount of air conditioning of each perimeter zone located on the specific outer wall surface side of the building And adjusting means for adjusting each of them,
Air conditioning control system.

The solar radiation sensor for measuring the solar radiation amount of the outer wall surface of the building, which is installed at a location where the solar radiation is not blocked by the structure,
Said adjustment means, said the control amount of the air-conditioning of the perimeter zone of the building to control the supply air temperature in accordance with the output of the solar sensor,該建structure where the thermo camera is identified on the basis of the temperature distribution that captures Adjust according to the distribution of solar radiation on the specific outer wall,
The air conditioning control system according to claim 1.

The adjusting means raises the air supply temperature of the air conditioning of the perimeter zone corresponding to the relatively low temperature portion of the outer wall surface captured by the thermo camera.
The air conditioning control system according to claim 1 or 2.