JP6752711B2 - How to build a heat exchange system, controller, and neural network - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換システム、コントローラ、及び、ニューラルネットワークの構築方法に関する。 The present invention relates to a heat exchange system, a controller, and a method for constructing a neural network.

例えば、特許文献1には、冷凍サイクルの違いによる運転特性を学習するニューラルネットワークと、該ニューラルネットワークの学習結果に基づいて空調機の運転制御を行う制御手段とを有することを特徴とする空調制御装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 includes a neural network that learns operation characteristics due to a difference in refrigeration cycle, and a control means that controls the operation of an air conditioner based on the learning result of the neural network. The device is disclosed.

特開平5−10568号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-10568

しかしながら、上記特許文献1では、例えば、複数の装置それぞれを複数のPIDコントローラ1で制御することが考慮されておらず、従って、複数の装置それぞれに対する各PID制御のうち、ある1つのPID制御が他のPID制御に影響を及ぼす点が考慮されていない。さらに、上記特許文献1では、例えば、複数の目標値についてどのようなPID制御を行うか、どのような学習を行うかが考慮されていない。従って、従来は、好転な運転制御を行うことができないことがある。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, for example, control of each of a plurality of devices by a plurality of PID controllers 1 is not considered, and therefore, one PID control of each PID control for each of the plurality of devices is performed. Points that affect other PID controls are not considered. Further, in Patent Document 1, for example, what kind of PID control is performed for a plurality of target values and what kind of learning is performed is not considered. Therefore, conventionally, it may not be possible to perform favorable operation control.

本発明は、熱交換に関して好適な制御を行う熱交換システム、熱交換に関して好適な制御を行うコントローラ、及び、熱交換に関して好適な制御を行うニューラルネットワークの構築方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a heat exchange system that performs suitable control for heat exchange, a controller that performs suitable control for heat exchange, and a method for constructing a neural network that performs suitable control for heat exchange.

(1)上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る熱交換システムは、
循環する熱媒体(例えば、冷媒)を用いた熱交換を行う熱交換システム(例えば、熱交換システム100)であって、
第1位置における前記熱媒体の流量である第1流量を調整する第1調整装置(例えば、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109)と、
第2位置における前記熱媒体の流量である第2流量を調整する第2調整装置(例えば、電子膨張弁106)と、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量(例えば、フィードバックされる吹出空気温度)を入力し、この第1物理量が第1目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される吹出空気温度設定値)に一致するように前記第1調整装置に第1操作量を出力する第1フィードバック制御(例えば、PID制御)を行う第1フィードバック制御部(例えば、PID制御部11又はPID制御部12)と、
前記第2流量に応じて変化する第2物理量(例えば、フィードバックされる過熱度)を入力し、この第2物理量が第2目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される過熱度設定値)に一致するように前記第2調整装置に第2操作量を出力する第2フィードバック制御(例えば、PID制御)であって、前記第1フィードバック制御に影響を与える(例えば、PID制御部13からの操作量が吹出空気温度も変化させ、PID制御部11又は12によるPID制御に影響を与える)第2フィードバック制御を行う第2フィードバック制御部(例えば、PID制御部13)と、
この熱交換システムによる熱交換に影響を与える複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御する機械学習部(例えば、吹出空気温度設定値と過熱度設定値と前記熱交換に影響を与える状態量とを含む複数の入力値が入力され、入力された入力値に基づいて操作量を算出し、算出した操作量をインバータ102又は蒸発圧力調整弁109と電子膨張弁106とに出力するニューラルネットワーク15)であって、前記第1操作量及び前記第2操作量を教師信号として当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくする学習(例えば、PID制御部11〜13からの各操作量が0になるような操作量を出力できるように行う学習)を行い、学習した結果と入力とに基づいて、前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力する機械学習部(例えば、ニューラルワーク15)と、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給する第1加算器と、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する第2加算器と、
を備え
前記第1フィードバック制御部は、前記第1目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第1フィードバック制御を行い、
前記第2フィードバック制御部は、前記第2目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第2フィードバック制御を行う、
熱交換システムである。
(1) In order to achieve the above object, the heat exchange system according to the first aspect of the present invention is
A heat exchange system (for example, heat exchange system 100) that exchanges heat using a circulating heat medium (for example, a refrigerant).
A first adjusting device (for example, an inverter 102 or an evaporation pressure adjusting valve 109) for adjusting a first flow rate, which is a flow rate of the heat medium at the first position,
A second adjusting device (for example, an electronic expansion valve 106) that adjusts a second flow rate, which is the flow rate of the heat medium at the second position,
A first physical quantity (for example, the temperature of the blown air to be fed back) that changes according to the first flow rate is input, and the first physical quantity is set to a first target value (for example, blown air preset by an operation from the user or the like). The first feedback control unit (for example, PID control unit 11 or PID control unit) that performs the first feedback control (for example, PID control) that outputs the first operation amount to the first adjustment device so as to match the temperature set value). 12) and
A second physical quantity (for example, the degree of superheat to be fed back) that changes according to the second flow rate is input, and the second physical quantity is set to a second target value (for example, a superheat degree setting preset by an operation from the user or the like). It is a second feedback control (for example, PID control) that outputs a second operation amount to the second adjusting device so as to match the value), and affects the first feedback control (for example, PID control unit 13). A second feedback control unit (for example, PID control unit 13) that performs a second feedback control (which affects the PID control by the PID control unit 11 or 12 by changing the temperature of the blown air)
A plurality of state quantities that affect heat exchange by this heat exchange system other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value are input, and the first physical quantity is input . A machine learning unit that controls the first adjusting device and the second adjusting device so that the physical quantity matches the first target value and the second physical quantity matches the second target value. For example, a plurality of input values including a blown air temperature set value, a superheat degree set value, and a state quantity that affects the heat exchange are input, and an operation quantity is calculated based on the input input values, and the calculated operation is performed. A neural network 15) that outputs an amount to the inverter 102 or the evaporative pressure regulating valve 109 and the electronic expansion valve 106, and the first manipulated quantity and the second manipulated quantity are used as teacher signals for the first manipulated quantity and the first manipulated quantity. learning to reduce the second operation amount have rows (e.g., learning performed as each operation amount can output a manipulated variable such that 0 from the PID controller 11 to 13), on the basis of the inputs and results of the learning , A machine learning unit (for example, a neural work 15) that outputs a third operation amount for operating the first adjustment device and a fourth operation amount for operating the second adjustment device .
A first adder that adds the first manipulated variable and the third manipulated variable and supplies it to the first adjusting device.
A second adder that adds the second manipulated variable and the fourth manipulated variable and supplies it to the second adjusting device.
Equipped with a,
The first feedback control unit performs the first feedback control with the same parameters regardless of the value set as the first target value.
The second feedback control unit performs the second feedback control with the same parameters regardless of the value set as the second target value.
It is a heat exchange system.

(2)上記(1)の熱交換システムは、
前記熱媒体を圧縮する圧縮機(例えば、圧縮機101)と、
前記圧縮機の出力を調整するインバータ(例えば、インバータ102)と、
前記圧縮機により圧縮された前記熱媒体を凝縮する凝縮器(例えば、凝縮器103)と、
前記凝縮器が凝縮した前記熱媒体を膨張させる膨張弁(例えば、電子膨張弁106)と、
前記膨張弁が膨張させた前記熱媒体を蒸発させることで前記熱交換を行う蒸発器(例えば、蒸発器108)と、
前記蒸発器により蒸発した前記熱媒体の流量を調整する調整弁(例えば、蒸発圧力調整弁109)と、を備え、
前記第1調整装置と前記第2調整装置とのうちの一方は前記インバータ又は前記調整弁を有し、他方は前記膨張弁を有し、
前記機械学習部は、ニューラルネットワーク(例えば、ニューラルネットワーク15)を有する、
ようにしてもよい。
(2) The heat exchange system of (1) above is
A compressor that compresses the heat medium (for example, compressor 101) and
An inverter (for example, an inverter 102) that adjusts the output of the compressor,
A condenser (for example, condenser 103) that condenses the heat medium compressed by the compressor, and
An expansion valve (for example, an electronic expansion valve 106) that expands the heat medium in which the condenser is condensed,
An evaporator (for example, an evaporator 108) that exchanges heat by evaporating the heat medium expanded by the expansion valve.
A regulating valve (for example, an evaporation pressure regulating valve 109) for adjusting the flow rate of the heat medium evaporated by the evaporator is provided.
One of the first adjusting device and the second adjusting device has the inverter or the adjusting valve, and the other has the expansion valve.
The machine learning unit has a neural network (for example, a neural network 15).
You may do so.

(3)本発明の第2の観点に係るコントローラは、
循環し熱交換に使用される熱媒体(例えば、冷媒)の第1位置での流量である第1流量を調整する第1調整装置(例えば、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109)と、前記熱媒体の第2位置での流量である第2流量を調整する第2調整装置(例えば、電子膨張弁106)と、を制御するコントローラ(例えば、コントローラ120)であって、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量(例えば、フィードバックされる吹出空気温度)を入力し、この第1物理量が第1目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される吹出空気温度設定値)に一致するように前記第1調整装置に第1操作量を出力する第1フィードバック制御(例えば、PID制御)を行う第1フィードバック制御部(例えば、PID制御部11又はPID制御部12)と、
前記第2流量に応じて変化する第2物理量(例えば、フィードバックされる過熱度)を入力し、この第2物理量が第2目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される過熱度設定値)に一致するように前記第2調整装置に第2操作量を出力する第2フィードバック制御(例えば、PID制御)であって、前記第1フィードバック制御に影響を与える(例えば、PID制御部13からの操作量が吹出空気温度も変化させ、PID制御部11又は12によるPID制御に影響を与える)第2フィードバック制御を行う第2フィードバック制御部(例えば、PID制御部13)と、
複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御する機械学習部(例えば、吹出空気温度設定値と過熱度設定値と前記熱交換に影響を与える状態量とを含む複数の入力値が入力され、入力された入力値に基づいて操作量を算出し、算出した操作量をインバータ102又は蒸発圧力調整弁109と電子膨張弁106とに出力するニューラルネットワーク15)であって、前記第1操作量及び前記第2操作量を教師信号として当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくする学習(例えば、PID制御部11〜13からの各操作量が0になるような操作量を出力できるように行う学習)を行い、学習した結果と入力とに基づいて、前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力する機械学習部(例えば、ニューラルワーク15)と、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給する第1加算器と、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する第2加算器と、
を備え
前記第1フィードバック制御部は、前記第1目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第1フィードバック制御を行い、
前記第2フィードバック制御部は、前記第2目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第2フィードバック制御を行う、
コントローラである。
(3) The controller according to the second aspect of the present invention is
A first adjusting device (for example, an inverter 102 or an evaporation pressure adjusting valve 109) that adjusts a first flow rate, which is a flow rate at a first position of a heat medium (for example, a refrigerant) that circulates and is used for heat exchange, and the heat. A controller (for example, controller 120) that controls a second adjusting device (for example, the electronic expansion valve 106) that adjusts the second flow rate, which is the flow rate at the second position of the medium.
A first physical quantity (for example, the temperature of the blown air to be fed back) that changes according to the first flow rate is input, and the first physical quantity is set to a first target value (for example, blown air preset by an operation from the user or the like). The first feedback control unit (for example, PID control unit 11 or PID control unit) that performs the first feedback control (for example, PID control) that outputs the first operation amount to the first adjustment device so as to match the temperature set value). 12) and
A second physical quantity (for example, the degree of superheat to be fed back) that changes according to the second flow rate is input, and the second physical quantity is set to a second target value (for example, a superheat degree setting preset by an operation from the user or the like). It is a second feedback control (for example, PID control) that outputs a second operation amount to the second adjusting device so as to match the value), and affects the first feedback control (for example, PID control unit 13). A second feedback control unit (for example, PID control unit 13) that performs a second feedback control (which affects the PID control by the PID control unit 11 or 12 by changing the temperature of the blown air)
A plurality of state quantities other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value are input so that the first physical quantity matches the first target value. In addition, a machine learning unit that controls the first adjusting device and the second adjusting device (for example, blown air temperature setting value and overheating degree setting) so that the second physical quantity matches the second target value. A plurality of input values including the value and the state quantity affecting the heat exchange are input, the operation quantity is calculated based on the input input value, and the calculated operation quantity is combined with the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109. A neural network 15) that outputs to the electronic expansion valve 106, and learning to reduce the first operation amount and the second operation amount by using the first operation amount and the second operation amount as a teacher signal (for example, PID). There line learning) performed as the operation amount can output a manipulated variable such that 0 from the control unit 11 to 13, based on the input and results of the learning, for operating the first adjustment device A machine learning unit (for example, a neural work 15) that outputs a third operation amount and a fourth operation amount for operating the second adjustment device, and
A first adder that adds the first manipulated variable and the third manipulated variable and supplies it to the first adjusting device.
A second adder that adds the second manipulated variable and the fourth manipulated variable and supplies it to the second adjusting device.
Equipped with a,
The first feedback control unit performs the first feedback control with the same parameters regardless of the value set as the first target value.
The second feedback control unit performs the second feedback control with the same parameters regardless of the value set as the second target value.
It is a controller.

(4)本発明の第3の観点に係るニューラルネットワークの構築方法は、
循環し熱交換に使用される熱媒体(例えば、冷媒)の第1位置での流量である第1流量を調整する第1調整装置(例えば、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109)と、前記熱媒体の第2位置での流量である第2流量を調整する第2調整装置(例えば、電子膨張弁106)と、を制御するニューラルネットワーク(例えば、ニューラルネットワーク15)の構築方法(生産方法の一種)であって、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量(例えば、フィードバックされる吹出空気温度)を入力し、この第1物理量を第1目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される吹出空気温度設定値)に近づける第1フィードバック制御(例えば、PID制御)により前記第1調整装置に入力される第1操作量(例えば、PID制御部11又はPID制御部12からの操作量)と、前記第2流量に応じて変化する第2物理量(例えば、フィードバックされる過熱度)を入力し、この第2物理量を第2目標値(例えば、ユーザからの操作等により予め設定される過熱度設定値)に近づける第2フィードバック制御(例えば、PID制御)であって前記第1フィードバック制御に影響を与える(例えば、PID制御部13からの操作量が吹出空気温度も変化させ、PID制御部11又は12によるPID制御に影響を与える)第2フィードバック制御により前記第2調整装置に入力される第2操作量(例えば、PID制御部13からの操作量)と、を教師信号として、当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくするように前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力するように学習を前記ニューラルネットワーク(例えば、PID制御部11〜13からの各操作量が0になるような操作量を出力できるように行う学習)に行わせるステップを備え、
前記ニューラルネットワークは、複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御(例えば、ニューラルネットワーク15は、吹出空気温度設定値と過熱度設定値と前記熱交換に影響を与える状態量とを含む複数の入力値が入力され、入力された入力値に基づいて操作量を算出し、算出した操作量をインバータ102又は蒸発圧力調整弁109と電子膨張弁106とに出力する)、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給し、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する、
ニューラルネットワークの構築方法である。
(4) The method for constructing a neural network according to the third aspect of the present invention is
A first adjusting device (for example, an inverter 102 or an evaporation pressure adjusting valve 109) for adjusting a first flow rate, which is a flow rate at a first position of a heat medium (for example, a refrigerant) that circulates and is used for heat exchange, and the heat. A method of constructing a neural network (for example, a neural network 15) that controls a second adjusting device (for example, an electronic expansion valve 106) that adjusts a second flow rate that is a flow rate at a second position of a medium (a type of production method). ) And
A first physical quantity (for example, the feedback air temperature) that changes according to the first flow rate is input, and the first physical quantity is set to a first target value (for example, blown air preset by an operation from the user or the like). The first operation amount (for example, the operation amount from the PID control unit 11 or the PID control unit 12) input to the first adjusting device by the first feedback control (for example, PID control) approaching the temperature set value) and the above-mentioned A second physical quantity (for example, a feedback degree of superheat) that changes according to the second flow rate is input, and this second physical quantity is set as a second target value (for example, a superheat degree set value preset by an operation from the user or the like). ) Is a second feedback control (for example, PID control) that affects the first feedback control (for example, the amount of operation from the PID control unit 13 also changes the blown air temperature, and the PID control unit 11 or 12 The second operation amount (for example, the operation amount from the PID control unit 13) input to the second adjustment device by the second feedback control (which affects the PID control by the PID control unit 13) and the first operation amount as a teacher signal. And the learning is performed so as to output a third operation amount for operating the first adjustment device and a fourth operation amount for operating the second adjustment device so as to reduce the second operation amount. It is provided with a step to be performed by a network (for example, learning performed so that each operation amount from the PID control units 11 to 13 can be output to be 0).
The neural network inputs a plurality of state quantities other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value, and the first physical quantity is the first target. to match the value, and such that said second physical quantity is equal to the second target value, the first adjustment device and controls the second adjusting device (e.g., a neural network 15, the outlet air A plurality of input values including a temperature set value, a superheat degree set value, and a state amount affecting the heat exchange are input, an operation amount is calculated based on the input input value, and the calculated operation amount is calculated by the inverter 102. Or output to the evaporation pressure adjusting valve 109 and the electronic expansion valve 106),
The first operation amount and the third operation amount are added and supplied to the first adjustment device.
The second operation amount and the fourth operation amount are added and supplied to the second adjusting device.
This is a method for constructing a neural network.

(5)上記構成によれば、あるフィードバック制御(第1フィードバック制御)が他のフィードバック制御(第2フィードバック制御)からの影響を受ける場合であっても、当該影響を少なくし(理想的には無くし)、熱交換に関して好適な制御を行うことができる。 (5) According to the above configuration , even if a certain feedback control (first feedback control) is affected by another feedback control (second feedback control), the influence is reduced (ideally). (Eliminate), suitable control for heat exchange can be performed.

また、目標値として設定される複数の値について機械学習部又はニューラルネットワークが学習を行うので、目標値の値にかかわらず同一のパラメータでフィードバック制御を行ったとしても、熱交換に関して好適な制御を行うことができる。 Further, since the machine learning unit or the neural network learns a plurality of values set as target values, even if feedback control is performed with the same parameters regardless of the target value , suitable control for heat exchange is performed. It can be performed.

お、コンピュータ(例えば、コントローラ120)を、第1フィードバック制御部と第2フィードバック制御部と機械学習部(又は、ニューラルネットワーク)とのうちの少なくとも機械学習部(又は、ニューラルネットワーク)として動作させるプログラムによっても熱交換に関して好適な制御を行うことができる。 Contact name computer (e.g., controller 120) a first feedback controller and the second feedback control section and the machine learning unit (or neural network) at the machine learning unit of the (or neural network) to operate as The program also allows suitable control over heat exchange.

本発明によれば、熱交換に関して好適な制御を行うことができる。 According to the present invention, suitable control regarding heat exchange can be performed.

本発明の一実施の形態に係る熱交換システムの構成図である。It is a block diagram of the heat exchange system which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のコントローラの一部を示すブロック図の一例である。It is an example of the block diagram which shows a part of the controller of FIG. ニューラルネットワークの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a neural network. ニューラルネットワークを使用したときと、使用していないときとにおける空気吹出温度及び過熱度の推移を示す図である(吹出空気温度設定値=20℃)。It is a figure which shows the transition of the air blowing temperature and the degree of superheat when the neural network is used, and when it is not used (the blowing air temperature set value = 20 ° C.). ニューラルネットワークを使用したときと、使用していないときとにおける空気吹出温度及び過熱度の推移を示す図である(吹出空気温度設定値=10℃)。It is a figure which shows the transition of the air blowing temperature and the degree of superheat when the neural network is used, and when it is not used (the blowing air temperature set value = 10 ° C.).

[熱交換システム100]
本発明の一実施形態に係る熱交換システム100は、冷却対象の部屋を冷却(冷房)する直膨式冷却装置として構成されている。
[Heat exchange system 100]
The heat exchange system 100 according to the embodiment of the present invention is configured as a direct expansion type cooling device that cools (cools) the room to be cooled.

熱交換システム100は、図1に示すように、循環経路L1と、バイパス経路L2と、圧縮機101と、インバータ102と、凝縮器103と、冷却水路104と、冷却水流量調整弁105と、電子膨張弁106と、送風機107と、蒸発器108と、蒸発圧力調整弁109と、容量調整弁110と、液冷却弁111と、操作部112と、コントローラ120と、圧力センサSP1〜SP3と、温度センサST1〜ST4と、を備える。 As shown in FIG. 1, the heat exchange system 100 includes a circulation path L1, a bypass path L2, a compressor 101, an evaporator 102, a condenser 103, a cooling water channel 104, a cooling water flow rate adjusting valve 105, and the like. Electronic expansion valve 106, blower 107, evaporator 108, evaporation pressure adjusting valve 109, capacity adjusting valve 110, liquid cooling valve 111, operation unit 112, controller 120, pressure sensors SP1 to SP3, The temperature sensors ST1 to ST4 are provided.

また、熱交換システム100は、概略、室外機Y及び室内機Zにより構成されている。室外機Yには、圧縮機101、インバータ102などが搭載され、室内機Zには、送風機107、蒸発器108などが搭載されている。室内機Zは、後述のように周囲の空気を吸い込む吸込口Z1と、後述のように冷却した空気を吹き出す吹出口Z2と、を備える。 Further, the heat exchange system 100 is roughly composed of an outdoor unit Y and an indoor unit Z. The outdoor unit Y is equipped with a compressor 101, an inverter 102, and the like, and the indoor unit Z is equipped with a blower 107, an evaporator 108, and the like. The indoor unit Z includes a suction port Z1 for sucking in ambient air and an outlet Z2 for blowing out cooled air as described later.

循環経路L1は、冷媒を循環させる経路である。循環経路L1の途中には、圧縮機101と、凝縮器103と、電子膨張弁106と、蒸発器108と、蒸発圧力調整弁109と、が配置されている。 The circulation path L1 is a path for circulating the refrigerant. A compressor 101, a condenser 103, an electronic expansion valve 106, an evaporator 108, and an evaporation pressure adjusting valve 109 are arranged in the middle of the circulation path L1.

圧縮機101は、循環経路L1を流れる冷媒(蒸気)を吸い込む吸込口を有する。圧縮機101は、吸込口から吸い込んだ冷媒を高温高圧に圧縮する。圧縮機101は、冷媒を循環させる機能も備える。圧縮機101は、モータにより冷媒を圧縮する。 The compressor 101 has a suction port for sucking the refrigerant (steam) flowing through the circulation path L1. The compressor 101 compresses the refrigerant sucked from the suction port to a high temperature and a high pressure. The compressor 101 also has a function of circulating the refrigerant. The compressor 101 compresses the refrigerant by a motor.

圧縮機の吸込口近傍には、圧力センサSP1と、温度センサST1とが設けられている。圧力センサSP1は、圧縮機101の吸込口付近における冷媒の圧力(圧縮機吸込圧力ともいう。)を検出し、検出した圧力(圧力値)をコントローラ120に供給する。温度センサST1は、圧縮機101の吸込口付近における冷媒の温度(圧縮機吸込温度ともいう。)を検出し、検出した温度(温度値)をコントローラ120に供給する。 A pressure sensor SP1 and a temperature sensor ST1 are provided in the vicinity of the suction port of the compressor. The pressure sensor SP1 detects the pressure of the refrigerant (also referred to as the compressor suction pressure) near the suction port of the compressor 101, and supplies the detected pressure (pressure value) to the controller 120. The temperature sensor ST1 detects the temperature of the refrigerant (also referred to as the compressor suction temperature) in the vicinity of the suction port of the compressor 101, and supplies the detected temperature (temperature value) to the controller 120.

インバータ102は、圧縮機101の出力(圧縮機101から吐出される冷媒の流量)を調整する。インバータ102は、圧縮機101のモータの回転数を調整することにより、圧縮機101の出力を調整する。 The inverter 102 adjusts the output of the compressor 101 (the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 101). The inverter 102 adjusts the output of the compressor 101 by adjusting the rotation speed of the motor of the compressor 101.

凝縮器103は、圧縮機101により圧縮された冷媒を凝縮(冷却して液化)させる。凝縮器103の内部には、冷却水が流れる冷却水路104が通っており、冷却水路104を通る冷却水により冷媒を凝縮させる。 The condenser 103 condenses (cools and liquefies) the refrigerant compressed by the compressor 101. A cooling water channel 104 through which cooling water flows passes inside the condenser 103, and the refrigerant is condensed by the cooling water passing through the cooling water channel 104.

冷却水流量調整弁105は、冷却水路104の途中に配置され、その開度により、冷却水路104を流れる冷却水の流量を調整する。 The cooling water flow rate adjusting valve 105 is arranged in the middle of the cooling water channel 104, and adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water channel 104 according to the opening degree thereof.

凝縮器103の出口(凝縮された冷媒の出口)の近傍には、圧力センサSP2が設けられている。圧力センサSP2は、凝縮器103により凝縮された冷媒の圧力(凝縮圧力ともいう。)を検出し、検出した圧力(圧力値)をコントローラ120に供給する。 A pressure sensor SP2 is provided in the vicinity of the outlet of the condenser 103 (the outlet of the condensed refrigerant). The pressure sensor SP2 detects the pressure (also referred to as condensation pressure) of the refrigerant condensed by the condenser 103, and supplies the detected pressure (pressure value) to the controller 120.

電子膨張弁106は、その開度に応じて、凝縮器103により凝縮された冷媒の流量を調整し当該冷媒を急激に減圧させる。この圧力低下により、冷媒の温度も下がる。 The electronic expansion valve 106 adjusts the flow rate of the refrigerant condensed by the condenser 103 according to the opening degree thereof, and rapidly depressurizes the refrigerant. Due to this pressure drop, the temperature of the refrigerant also drops.

送風機107は、冷房対象の部屋の空気を蒸発器108に送風する。 The blower 107 blows the air in the room to be cooled to the evaporator 108.

蒸発器108は、電子膨張弁106により低温低圧化された冷媒を蒸発させる。蒸発器108による冷媒の蒸発は、送風機107により送風される空気から熱を奪う。つまり、蒸発器108は、送風される空気と、蒸発する冷媒と、で熱交換を行い、当該空気を冷却する。 The evaporator 108 evaporates the refrigerant whose temperature has been lowered by the electronic expansion valve 106. Evaporation of the refrigerant by the evaporator 108 removes heat from the air blown by the blower 107. That is, the evaporator 108 cools the air by exchanging heat between the blown air and the evaporating refrigerant.

送風機107及び蒸発器108は、室内機Zに搭載されている。送風機107の動作により、冷房対象の部屋の吸込口Z1付近の空気が吸込口Z1から室内機Z内に吸い込まれ、吸い込まれた空気が蒸発器108で冷却され、冷却された空気が吹出口Z2から吹き出されて冷房対象の部屋に供給される。これにより、冷房対象の部屋が冷房される。 The blower 107 and the evaporator 108 are mounted on the indoor unit Z. By the operation of the blower 107, the air near the suction port Z1 of the room to be cooled is sucked into the indoor unit Z from the suction port Z1, the sucked air is cooled by the evaporator 108, and the cooled air is blown out Z2. It is blown out from and supplied to the room to be cooled. As a result, the room to be cooled is cooled.

吸込口Z1近傍には温度センサST2が設けられている。温度センサST2は、吸込口Z1付近の温度(吸込空気温度ともいう。)を検出し、検出した温度(温度値)をコントローラ120に供給する。送風機107が動作しているときの吸込空気温度は、吸込口Z1から吸い込まれた空気(冷却前の空気)の温度である。 A temperature sensor ST2 is provided in the vicinity of the suction port Z1. The temperature sensor ST2 detects the temperature near the suction port Z1 (also referred to as the suction air temperature), and supplies the detected temperature (temperature value) to the controller 120. The suction air temperature when the blower 107 is operating is the temperature of the air (air before cooling) sucked from the suction port Z1.

吹出口Z2近傍には温度センサST3が設けられている。温度センサST3は、吹出口Z2付近の温度(吹出空気温度ともいう。)を検出し、検出した温度(温度値)をコントローラ120に供給する。送風機107が動作しているときの吹出空気温度は、蒸発器108により冷却されたあとの空気(吹出口Z2から吹き出す空気)の温度ともいえる。 A temperature sensor ST3 is provided in the vicinity of the outlet Z2. The temperature sensor ST3 detects the temperature near the outlet Z2 (also referred to as the blown air temperature), and supplies the detected temperature (temperature value) to the controller 120. The temperature of the blown air when the blower 107 is operating can be said to be the temperature of the air (air blown out from the blowout port Z2) after being cooled by the evaporator 108.

蒸発器108の冷媒出口近傍には、圧力センサSP3と温度センサST4とが設けられている。冷媒出口とは、蒸発器108により蒸発した冷媒が蒸発器から出て行く出口である。圧力センサSP3は、蒸発器108により蒸発した冷媒の圧力(蒸発圧力ともいう。)を検出し、検出した圧力(圧力値)をコントローラ120に供給する。温度センサST4は、蒸発器108により蒸発した冷媒の温度(冷媒蒸気温度ともいう。)を検出し、検出した温度(温度値)をコントローラ120に供給する。 A pressure sensor SP3 and a temperature sensor ST4 are provided in the vicinity of the refrigerant outlet of the evaporator 108. The refrigerant outlet is an outlet from which the refrigerant evaporated by the evaporator 108 exits the evaporator. The pressure sensor SP3 detects the pressure (also referred to as evaporation pressure) of the refrigerant evaporated by the evaporator 108, and supplies the detected pressure (pressure value) to the controller 120. The temperature sensor ST4 detects the temperature of the refrigerant evaporated by the evaporator 108 (also referred to as the refrigerant vapor temperature), and supplies the detected temperature (temperature value) to the controller 120.

蒸発圧力調整弁109は、蒸発器108により蒸発した冷媒の流量(冷媒の圧力)を調整する。蒸発圧力調整弁109を通過した冷媒(蒸気)は、圧縮機101に戻る。 The evaporation pressure adjusting valve 109 adjusts the flow rate (refrigerant pressure) of the refrigerant evaporated by the evaporator 108. The refrigerant (steam) that has passed through the evaporation pressure adjusting valve 109 returns to the compressor 101.

バイパス経路L2は、循環経路L1を循環する冷媒の一部をバイパスさせる経路である。バイパス経路L2は、経路L21〜L23を有する。経路L21は、一端が循環経路L1上の分岐点P1に接続されている。分岐点P1は、圧縮機101と凝縮器103との間に位置する。経路L22は、一端が循環経路L1上の分岐点P2に接続されている。分岐点P2は、凝縮器103と電子膨張弁106との間に位置する。経路L21、22それぞれの途中には、容量調整弁110、液冷却弁111が配置されている。経路L21の他端及び経路L22の他端は、バイパス経路L2上の合流点P3に接続されている。経路L23は、この合流点P3と、循環経路L1の合流点P4とを接続する。合流点P4は、圧縮機101と蒸発圧力調整弁109との間に位置する。 The bypass path L2 is a path for bypassing a part of the refrigerant circulating in the circulation path L1. The bypass path L2 has paths L21 to L23. One end of the path L21 is connected to a branch point P1 on the circulation path L1. The branch point P1 is located between the compressor 101 and the condenser 103. One end of the path L22 is connected to a branch point P2 on the circulation path L1. The branch point P2 is located between the condenser 103 and the electronic expansion valve 106. A capacity adjusting valve 110 and a liquid cooling valve 111 are arranged in the middle of each of the paths L21 and 22. The other end of the path L21 and the other end of the path L22 are connected to the confluence P3 on the bypass path L2. The path L23 connects the confluence point P3 and the confluence point P4 of the circulation path L1. The confluence point P4 is located between the compressor 101 and the evaporation pressure regulating valve 109.

容量調整弁110と液冷却弁111とは、基本的に閉じられているが、圧力センサSP3により検出される蒸発圧力が、圧縮機吸込圧力の上限値(圧縮機101の仕様に合わせて予め設定されている値)を超えたときに開かれる。容量調整弁110が開くと、圧縮機101により圧縮された冷媒の一部(当該一部を第1冷媒ともいう。)が経路L21に流れ込む。液冷却弁111が開くと、凝縮器103により凝縮された冷媒の一部(当該一部を第2冷媒ともいう。)が経路L22に流れ込む。 The capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111 are basically closed, but the evaporation pressure detected by the pressure sensor SP3 is preset according to the upper limit of the compressor suction pressure (according to the specifications of the compressor 101). It is opened when the value) is exceeded. When the capacity adjusting valve 110 is opened, a part of the refrigerant compressed by the compressor 101 (the part is also referred to as a first refrigerant) flows into the path L21. When the liquid cooling valve 111 is opened, a part of the refrigerant condensed by the condenser 103 (the part is also referred to as a second refrigerant) flows into the path L22.

容量調整弁110は、その開度により、経路L21を流れる第1冷媒の流量を調整する。液冷却弁111は、その開度により、経路L22を流れる第2冷媒の流量を調整する。第1冷媒と第2冷媒とは、経路L23で合流し、合流点P4を介して循環経路L1に戻される。 The capacity adjusting valve 110 adjusts the flow rate of the first refrigerant flowing through the path L21 according to the opening degree thereof. The liquid cooling valve 111 adjusts the flow rate of the second refrigerant flowing through the path L22 according to the opening degree thereof. The first refrigerant and the second refrigerant merge at the path L23 and are returned to the circulation path L1 via the confluence point P4.

容量調整弁110及び液冷却弁111が閉じられているとき、冷媒は、圧縮機101→凝縮器103→電子膨張弁106→蒸発器108→蒸発圧力調整弁109→圧縮機101の順に、循環経路L1上を循環する。なお、循環経路L1の途中に冷媒を貯蓄するアキュムレータなどを設けてもよい。 When the capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111 are closed, the refrigerant circulates in the order of compressor 101 → condenser 103 → electronic expansion valve 106 → evaporator 108 → evaporation pressure regulating valve 109 → compressor 101. It circulates on L1. An accumulator or the like for storing the refrigerant may be provided in the middle of the circulation path L1.

容量調整弁110及び液冷却弁111が開いているとき、循環経路L1を循環する冷媒の一部が、バイパス経路L2(経路L21〜L23)に流れてバイパスされる。このようなバイパスにより、圧縮機吸込圧力及び圧縮機吸込温度を低下させることができる。 When the capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111 are open, a part of the refrigerant circulating in the circulation path L1 flows into the bypass path L2 (paths L21 to L23) and is bypassed. By such a bypass, the compressor suction pressure and the compressor suction temperature can be reduced.

操作部112は、ユーザからの操作を受け付けるリモコン等を含む。ユーザは、例えば、操作部112を操作し、熱交換システム100における凝縮圧力、吹出空気温度、過熱度について所望の値を入力する。なお、過熱度とは、蒸発器108で蒸発した冷媒の過熱度であり、冷媒蒸気温度−飽和温度(その冷媒の蒸発圧力における飽和温度)により算出される。入力された各値は、コントローラ120に供給される。 The operation unit 112 includes a remote controller and the like that accept operations from the user. For example, the user operates the operation unit 112 and inputs desired values for the condensation pressure, the blown air temperature, and the degree of superheat in the heat exchange system 100. The degree of superheat is the degree of superheat of the refrigerant evaporated by the evaporator 108, and is calculated by the refrigerant steam temperature − saturation temperature (saturation temperature at the evaporation pressure of the refrigerant). Each input value is supplied to the controller 120.

コントローラ120は、PLC(programmable logic controller)等の各種のコンピュータから構成される。例えば、コントローラ120は、プログラムやデータを記憶するROM(Read Only Memory)と、ハードディスク、フラッシュメモリなどの、記憶した情報(プログラムやデータ)を変更(追加、削除を含む)可能な不揮発性の記憶装置(以下、単に不揮発性記憶装置ということがある。)と、ROMや不揮発性記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて、かつ、ROMや不揮発性記憶装置などが記憶するデータを用いて、コントローラ120により実行される処理を実際に実行するCPU(Central Processing Unit)と、CPUのメインメモリとなるRAM(Random Access Memory)と、を備える。 The controller 120 is composed of various computers such as a PLC (programmable logic controller). For example, the controller 120 has a ROM (Read Only Memory) for storing programs and data, and a non-volatile storage capable of changing (including adding and deleting) stored information (programs and data) such as a hard disk and a flash memory. A controller based on a device (hereinafter, may be simply referred to as a non-volatile storage device) and a program stored in the ROM or the non-volatile storage device, and using data stored in the ROM or the non-volatile storage device. It includes a CPU (Central Processing Unit) that actually executes the processing executed by the 120, and a RAM (Random Access Memory) that is the main memory of the CPU.

コントローラ120は、不揮発性記憶装置の所定の記憶領域に、操作部112から供給された前記の各値を格納する。これにより、前記の各値が設定値として予め設定される。なお、設定された各設定値を、それぞれ、凝縮圧力設定値、吹出空気温度設定値、過熱度設定値ともいう。当該設定値は、後述のPID制御等において目標値として使用される。なお、凝縮圧力、過熱度のうちの少なくとも一方は、熱交換システム100の製造者により固定値として設定されてもよい。 The controller 120 stores each of the above values supplied from the operation unit 112 in a predetermined storage area of the non-volatile storage device. As a result, each of the above values is preset as a set value. In addition, each set value is also referred to as a condensing pressure set value, a blown air temperature set value, and a superheat degree set value, respectively. The set value is used as a target value in PID control and the like described later. At least one of the condensation pressure and the degree of superheat may be set as a fixed value by the manufacturer of the heat exchange system 100.

コントローラ120は、インバータ102、冷却水流量調整弁105、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109、容量調整弁110、液冷却弁111を制御することで、凝縮圧力、圧縮機吸込圧力、圧縮機吸込温度、吹出空気温度、過熱度を制御し、凝縮圧力、吹出空気温度、過熱度それぞれを前記各設定値に近づける(一致させる、維持させることを含む)。冷却水流量調整弁105の開度(冷却水の流量)を制御することで、凝縮圧力を制御できる。容量調整弁110の開度(冷媒の流量)を制御することで、圧縮機吸込圧力を制御できる。液冷却弁111の開度(冷媒の流量)を制御することで、圧縮機吸込温度を制御できる。インバータ102又は蒸発圧力調整弁109(開度)を制御することで、冷媒の流量を制御でき、従って吹出空気温度を制御できる。電子膨張弁106の開度(冷媒の流量)を制御することで、過熱度を制御できる。 The controller 120 controls the inverter 102, the cooling water flow rate adjusting valve 105, the electronic expansion valve 106, the evaporation pressure adjusting valve 109, the capacity adjusting valve 110, and the liquid cooling valve 111 to control the condensing pressure, the compressor suction pressure, and the compressor. The suction temperature, the blown air temperature, and the degree of superheat are controlled, and the condensing pressure, the blown air temperature, and the degree of superheat are brought close to (including matching and maintaining) each of the above set values. The condensing pressure can be controlled by controlling the opening degree (flow rate of cooling water) of the cooling water flow rate adjusting valve 105. The compressor suction pressure can be controlled by controlling the opening degree (flow rate of the refrigerant) of the capacity adjusting valve 110. The compressor suction temperature can be controlled by controlling the opening degree (flow rate of the refrigerant) of the liquid cooling valve 111. By controlling the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109 (opening degree), the flow rate of the refrigerant can be controlled, and therefore the temperature of the blown air can be controlled. The degree of superheat can be controlled by controlling the opening degree (flow rate of the refrigerant) of the electronic expansion valve 106.

コントローラ120は、インバータ102、冷却水流量調整弁105などの制御対象に対して、例えば、所定の範囲の数値を取り得る操作量を供給することで、制御対象を制御する。操作量は、各制御対象で共通の数値範囲0〜100[%]を取るが、同じ数値の操作量に基づく動作は制御対象に応じて基本的には異なる。 The controller 120 controls the control target by supplying, for example, an operation amount capable of taking a numerical value in a predetermined range to the control target such as the inverter 102 and the cooling water flow rate adjusting valve 105. The operation amount has a common numerical range of 0 to 100 [%] for each control target, but the operation based on the operation amount of the same numerical value is basically different depending on the control target.

インバータ102では、出力する交流電力の周波数が操作量により制御される。操作量0〜100に応じて前記の周波数が制御される。インバータ102は、操作量が0[%]のときに最小周波数(インバータ102が出力可能な最小の周波数)の交流電力を出力し、操作量が100[%]のときに最大周波数(インバータ102が出力可能な最大の周波数)の交流電力を出力する。従って、操作量が多くなれば、前記の周波数が高くなる。なお、当該交流電力の周波数により、圧縮機101のモータの回転数が制御される。従って、操作量により、圧縮機101の出力(結果的には、圧縮機101から出力される冷媒の流量、吹出空気温度)が制御される。 In the inverter 102, the frequency of the output AC power is controlled by the amount of operation. The frequency is controlled according to the operation amount 0 to 100. The inverter 102 outputs the AC power of the minimum frequency (the minimum frequency that the inverter 102 can output) when the operation amount is 0 [%], and the maximum frequency (the inverter 102) when the operation amount is 100 [%]. Outputs AC power (maximum frequency that can be output). Therefore, as the amount of operation increases, the frequency increases. The rotation speed of the motor of the compressor 101 is controlled by the frequency of the AC power. Therefore, the output of the compressor 101 (resulting in the flow rate of the refrigerant output from the compressor 101 and the temperature of the blown air) is controlled by the amount of operation.

冷却水流量調整弁105、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109、容量調整弁110、液冷却弁111の各弁では、その開度が操作量により制御される。操作量は開度の割合を示す。具体的には、操作量が0[%]の場合には、その開度は0である(弁が閉じた状態)。操作量が100[%]の場合には、その開度は全開である。操作量が20[%]の場合には、その開度は全開の20%に当たる開度である。 The opening degree of each of the cooling water flow rate adjusting valve 105, the electronic expansion valve 106, the evaporation pressure adjusting valve 109, the capacity adjusting valve 110, and the liquid cooling valve 111 is controlled by the amount of operation. The operation amount indicates the ratio of the opening degree. Specifically, when the operation amount is 0 [%], the opening degree is 0 (the state in which the valve is closed). When the operation amount is 100 [%], the opening degree is fully open. When the operation amount is 20 [%], the opening degree is 20% of the fully opened opening degree.

例えば、コントローラ120は、凝縮圧力設定値と、圧力センサSP2により検出される凝縮圧力(フィードバック値)と、の偏差に基づいて、PID(Proportional-Integral-Differential)により操作量を算出し、算出した操作量を冷却水流量調整弁105に出力する(PID制御)。このようなPID制御により、圧力センサSP2により検出される凝縮圧力が凝縮圧力設定値(目標値)に近づくように(偏差が0になるように)、冷却水流量調整弁105の開度(換言すると凝縮圧力)が制御される。 For example, the controller 120 calculates the operation amount by PID (Proportional-Integral-Differential) based on the deviation between the condensing pressure set value and the condensing pressure (feedback value) detected by the pressure sensor SP2. The operation amount is output to the cooling water flow rate adjusting valve 105 (PID control). By such PID control, the opening degree of the cooling water flow rate adjusting valve 105 (in other words, so that the condensing pressure detected by the pressure sensor SP2 approaches the condensing pressure set value (target value) (so that the deviation becomes 0)). Then, the condensation pressure) is controlled.

例えば、コントローラ120は、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力が、圧縮機吸込圧力の上限値を超えるか否かを監視する。前記の蒸発圧力が前記の上限値を超える場合、コントローラ120は、圧縮機吸込圧力の上限値を設定値とし、また、予め定められた所定値(操作部112への操作により設定してもよいし、予め固定値として設定されていてもよい)を圧縮機吸込温度の設定値として設定する。コントローラ120は、設定値として設定した圧縮機吸込圧力の上限値と、圧力センサSP1により検出される圧縮機吸込圧力(フィードバック値)との偏差に基づいて、PIDにより操作量Aを算出し、算出した操作量Aを容量調整弁110に出力する(PID制御)。コントローラ120は、設定値として設定した上記所定値と、温度センサST1により検出される圧縮機吸込温度(フィードバック値)との偏差に基づいて、PIDにより操作量Bを算出し、算出した操作量Bを液冷却弁111に出力する(PID制御)。これらPID制御により、圧力センサSP1及び温度センサST1それぞれにより検出される圧縮機吸込圧力及び圧縮機吸込温度それぞれが前記各設定値(目標値)に近づくように(各偏差が0になるように)、容量調整弁110の開度(換言すると圧縮機吸込圧力)及び液冷却弁111の開度(換言すると圧縮機吸込温度)が制御される。なお、コントローラ120は、圧縮機101の出力を最低値(モータの回転数を最低)にする操作量をインバータ102に供給する。 For example, the controller 120 monitors whether the evaporation pressure detected by the pressure sensor SP3 exceeds the upper limit of the compressor suction pressure. When the evaporation pressure exceeds the upper limit value, the controller 120 sets the upper limit value of the compressor suction pressure as a set value, or may set a predetermined value (which may be set by operating the operation unit 112). (It may be set as a fixed value in advance) is set as the set value of the compressor suction temperature. The controller 120 calculates the operation amount A by PID based on the deviation between the upper limit value of the compressor suction pressure set as the set value and the compressor suction pressure (feedback value) detected by the pressure sensor SP1. The operation amount A is output to the capacity adjusting valve 110 (PID control). The controller 120 calculates the operation amount B by PID based on the deviation between the predetermined value set as the set value and the compressor suction temperature (feedback value) detected by the temperature sensor ST1, and the calculated operation amount B. Is output to the liquid cooling valve 111 (PID control). By these PID controls, the compressor suction pressure and the compressor suction temperature detected by the pressure sensor SP1 and the temperature sensor ST1 each approach the set values (target values) (each deviation becomes 0). , The opening degree of the capacity adjusting valve 110 (in other words, the compressor suction pressure) and the opening degree of the liquid cooling valve 111 (in other words, the compressor suction temperature) are controlled. The controller 120 supplies the inverter 102 with an operation amount that makes the output of the compressor 101 the lowest value (the rotation speed of the motor is the lowest).

また、コントローラ120は、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109を制御することで、吹出空気温度を制御する。また、コントローラ120は、電子膨張弁106を制御することで、過熱度を制御する。この制御の詳細を、図2を参照して説明する。 Further, the controller 120 controls the blown air temperature by controlling the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109. Further, the controller 120 controls the degree of superheat by controlling the electronic expansion valve 106. The details of this control will be described with reference to FIG.

[吹出空気温度及び過熱度の制御時のコントローラ120]
図2に示すように、インバータ102、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109を制御するコントローラ120は、PID制御部11〜13と、ニューラルネットワーク15と、を備える。例えば、PLC等がPID制御部11〜13、ニューラルネットワーク15それぞれとして動作することで、図2の構成が実現される。
[Controller 120 when controlling the temperature of blown air and the degree of superheat]
As shown in FIG. 2, the controller 120 that controls the inverter 102, the electronic expansion valve 106, and the evaporation pressure adjusting valve 109 includes PID control units 11 to 13 and a neural network 15. For example, the configuration shown in FIG. 2 is realized by operating the PLC or the like as the PID control units 11 to 13 and the neural network 15, respectively.

PID制御部11は、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力(a)が、圧縮機吸込圧力の上限値(b)以下の場合(a≦bの場合)に動作する。PID制御部11には、吹出空気温度設定値と、温度センサST3により検出される吹出空気温度(フィードバック値)との偏差が入力され、PID制御部11は、入力された偏差に基づいて、PIDにより、操作量を算出し、算出した操作量をインバータ102に出力する。このようにして、PID制御部11は、温度センサST3により検出される吹出空気温度が、吹出空気温度設定値(目標値)に近づくように(偏差が0になるように)、インバータ102を制御する。 The PID control unit 11 operates when the evaporation pressure (a) detected by the pressure sensor SP3 is equal to or less than the upper limit value (b) of the compressor suction pressure (when a ≦ b). The deviation between the blown air temperature set value and the blown air temperature (feedback value) detected by the temperature sensor ST3 is input to the PID control unit 11, and the PID control unit 11 inputs the PID based on the input deviation. The operation amount is calculated and the calculated operation amount is output to the inverter 102. In this way, the PID control unit 11 controls the inverter 102 so that the blown air temperature detected by the temperature sensor ST3 approaches the blown air temperature set value (target value) (so that the deviation becomes 0). To do.

PID制御部12は、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力(a)が、圧縮機吸込圧力の上限値(b)よりも高い場合(a>bの場合)に動作する。PID制御部12には、吹出空気温度設定値と、温度センサST3により検出される吹出空気温度(フィードバック値)との偏差が入力され、PID制御部12は、入力された偏差に基づいて、PIDにより、操作量を算出し、算出した操作量を蒸発圧力調整弁109に出力する。このようにして、PID制御部11は、温度センサST3により検出される吹出空気温度が、吹出空気温度設定値(目標値)に近づくように(偏差が0になるように)、蒸発圧力調整弁109を制御する。 The PID control unit 12 operates when the evaporation pressure (a) detected by the pressure sensor SP3 is higher than the upper limit value (b) of the compressor suction pressure (when a> b). The deviation between the blown air temperature set value and the blown air temperature (feedback value) detected by the temperature sensor ST3 is input to the PID control unit 12, and the PID control unit 12 inputs the PID based on the input deviation. The operation amount is calculated and the calculated operation amount is output to the evaporation pressure adjusting valve 109. In this way, the PID control unit 11 has the evaporation pressure adjusting valve so that the blown air temperature detected by the temperature sensor ST3 approaches the blown air temperature set value (target value) (so that the deviation becomes 0). Control 109.

PID制御部13には、過熱度設定値と、圧力センサSP3及び温度センサST4により検出される蒸発圧力及び冷媒蒸気温度から導出される過熱度(フィードバック値)と、の偏差が入力される。コントローラ120は、蒸発圧力に基づいて飽和温度(その蒸発圧力のときにおける飽和温度)を導出し(計算により求めてもよいし、蒸発圧力と飽和温度との関係を規定するテーブルを参照して求めてもよい。)、冷媒蒸気温度から飽和温度を減じた値を過熱度として取得する(過熱度がフィードバックされる)。PID制御部13は、入力された偏差に基づいて、PIDにより、操作量を算出し、算出した操作量を電子膨張弁106に出力する。このようにして、PID制御部13は、前記で取得される過熱度が、過熱度設定値(目標値)に近づくように(偏差が0になるように)、電子膨張弁106を制御する。 The deviation between the superheat degree set value and the superheat degree (feedback value) derived from the evaporation pressure and the refrigerant steam temperature detected by the pressure sensor SP3 and the temperature sensor ST4 is input to the PID control unit 13. The controller 120 derives the saturation temperature (saturation temperature at that evaporation pressure) based on the evaporation pressure (may be calculated, or can be obtained by referring to a table that defines the relationship between the evaporation pressure and the saturation temperature). The superheat degree is obtained by subtracting the saturation temperature from the refrigerant steam temperature (the superheat degree is fed back). The PID control unit 13 calculates the operation amount by the PID based on the input deviation, and outputs the calculated operation amount to the electronic expansion valve 106. In this way, the PID control unit 13 controls the electronic expansion valve 106 so that the superheat degree acquired above approaches the superheat degree set value (target value) (so that the deviation becomes 0).

ニューラルネットワーク15は、図3に示すように、入力層、中間層、出力層、を有する。ニューラルネットワーク15の入力層への入力値をx、入力層と中間層間との結合荷重をwij、中間層間と出力層の結合荷重をwjk、中間層の素子への入力をsとすると、中間層の素子への入力sは、下記の数式(1)で表せられ、中間層から出力層への出力qは、下記の数式(2)及び(3)で表せ、ニューラルネットワーク15の出力yは、下記の数式(4)で表せる。ここで添え字i、j、kは、それぞれ、入力層、中間層、出力層の素子番号であり、n、mは、それぞれ、入力数、中間素子数である。下記の式中、x=1、s=1、q=1である。 As shown in FIG. 3, the neural network 15 has an input layer, an intermediate layer, and an output layer. The input value to the input layer of the neural network 15 x i, the coupling weight w ij between the input layer and the hidden layer, and enter the s j of the connection weights of the intermediate layers and the output layer w jk, the element of the intermediate layer Then, the input s j to the element of the intermediate layer can be expressed by the following mathematical formula (1), and the output q j from the intermediate layer to the output layer can be expressed by the following mathematical formulas (2) and (3). The output y k of 15 can be expressed by the following mathematical formula (4). Here, the subscripts i, j, and k are the element numbers of the input layer, the intermediate layer, and the output layer, respectively, and n and m are the number of inputs and the number of intermediate elements, respectively. In the following formula, x 0 = 1, s 0 = 1, and q 0 = 1.

入力層には、入力値xとして、吹出空気温度設定値(例えば、x)と、過熱度設定値(例えば、x)と、熱交換システム100による熱交換に影響を与える各種の状態量(例えば、熱交換システム100の冷却特性に影響を与える各種の状態量)(フィードバック値)と、が入力される。例えば、前記の状態量として、圧力センサSP1により検出される圧縮機吸込圧力(例えば、x)、温度センサST2により検出される吸込空気温度(例えば、x)、圧力センサSP2により検出される凝縮圧力(例えば、x)、電子膨張弁106に入力された過去3回の操作量(例えば、x6、7、)、インバータ102(a≦bの場合)又は蒸発圧力調整弁109(a>bの場合)に入力された過去3回の操作量(例えば、x9、10、11)がニューラルネットワーク15に入力される。 The input layer has an input value x i , a blown air temperature set value (for example, x 1 ), a superheat degree set value (for example, x 2 ), and various states that affect heat exchange by the heat exchange system 100. Amounts (eg, various state quantities that affect the cooling characteristics of the heat exchange system 100) (feedback values) are entered. For example, as the state quantity of the is detected compressor suction pressure detected by the pressure sensor SP1 (e.g., x 3), the suction air temperature detected by the temperature sensor ST2 (e.g., x 4), the pressure sensor SP2 Condensation pressure (eg x 5 ), last three operations (eg x 6, x 7, x 8 ) input to the electronic expansion valve 106, inverter 102 (when a ≤ b) or evaporation pressure control valve The operation amount (for example, x 9, x 10, x 11 ) of the past three times input in 109 (in the case of a> b) is input to the neural network 15.

なお、前記の過去の操作量(x〜x11)は、ニューラルネットワーク15からの操作量とPID制御部11〜13のいずれかからの操作量との和(詳しくは後述)であるが、ニューラルネットワーク15からの操作量と、PID制御部11〜13のいずれかからの操作量とのうちのいずれか一方をニューラルネットワーク15に入力される過去の操作量としてもよい。ニューラルネットワーク15に入力される過去の操作量は、過去1回以上の各操作量であってもよいし、過去複数回の操作量の平均等でもよい。また、操作量の変化量(現在の操作量−前回の操作量)、過去複数回の操作量の時間変化の1階微分値(時間微分)、2階微分値(時間微分)などの少なくとも1つであってもよい。このように、ニューラルネットワーク15に過去の操作量として入力されるのは、制御対象への操作量の履歴を示す一以上の値であればよい。 The past operation amount (x 6 to x 11 ) is the sum of the operation amount from the neural network 15 and the operation amount from any of the PID control units 11 to 13 (details will be described later). Either one of the operation amount from the neural network 15 and the operation amount from any of the PID control units 11 to 13 may be used as the past operation amount input to the neural network 15. The past operation amount input to the neural network 15 may be each operation amount one or more times in the past, or may be an average of the operation amounts of a plurality of times in the past. In addition, at least one such as the amount of change in the manipulated variable (current manipulated variable-previous manipulated variable), the first derivative (time derivative) of the time change of the past multiple manipulated variables, and the second derivative (time derivative). It may be one. As described above, what is input to the neural network 15 as the past manipulated variable is only one or more values indicating the history of the manipulated variable to the controlled object.

ニューラルネットワーク15に入力される複数の入力値は、ニューラルネットワーク15を好適に動作させるもの(好適な操作量を出力させるもの)であればよい。上記状態量は、物理量、操作量等を含み、これらの変化量、時間等による微分値等も含む。ニューラルネットワーク15に入力される入力値は、PID制御部11〜13にフィードバックされる物理量(吹出空気温度、過熱度)を含まないようにすることで、好適な制御を行うことができる。 The plurality of input values input to the neural network 15 may be those that operate the neural network 15 appropriately (those that output a suitable operation amount). The state quantity includes a physical quantity, a manipulated quantity, and the like, and also includes a differential value due to a change amount, a time, and the like. The input value input to the neural network 15 can be appropriately controlled by not including the physical quantities (blown air temperature, superheat degree) fed back to the PID control units 11 to 13.

ニューラルネットワーク15は、入力値(x〜x11)に基づいて出力yを導出する。例えば、上記各式により、出力yを算出する。ニューラルネットワーク15は、出力yのうちの1つを操作量yとしてインバータ102(a≦bの場合)又は蒸発圧力調整弁109(a>bの場合)に出力し、他の1つを操作量yとして電子膨張弁106にする。操作量y1は、吹出空気温度を吹出空気温度設定値に近づける操作量(両者を一致させるように制御される操作量)であり、操作量yは、過熱度を過熱度設定値に近づける操作量(両者を一致させるように制御される操作量)である。 The neural network 15 derives the output y k based on the input values (x 1 to x 11 ). For example, the output y k is calculated by each of the above equations. The neural network 15 outputs one of the outputs y k to the inverter 102 (when a ≦ b) or the evaporation pressure regulating valve 109 (when a> b) as the manipulated variable y 1 , and outputs the other one to the inverter 102 (when a ≦ b). The electronic expansion valve 106 is set as the operation amount y 2 . The manipulated variable y 1 is the manipulated variable that brings the blown air temperature closer to the blown air temperature set value (the manipulated variable that is controlled to match the two), and the manipulated variable y 2 brings the superheat degree closer to the superheat degree set value. The operation amount (the operation amount controlled so as to match the two).

このようなニューラルネットワーク15は、PID制御部11〜13から出力される操作量を教師信号とし、これら操作量を0にするように機械学習する。例えば、ニューラルネットワーク15は、PID制御部11〜13からの各操作量(教師信号)を0にするような操作量を出力できるように機械学習を行う。当該機械学習は、例えば、誤差逆伝搬法で行われ、当該誤差逆伝搬法での重みの修正は勾配法により行われる。このようにして、ニューラルネットワーク15には、機械学習の結果が反映される。ニューラルネットワーク15は、機械学習の結果に基づいて、操作量を導出することになる。ニューラルネットワーク15は、例えば、熱交換システム100をユーザに納入してから、ある程度学習させた後に、学習を止めてもよいし、常に学習してもよい。 Such a neural network 15 uses the manipulated variables output from the PID control units 11 to 13 as teacher signals, and performs machine learning so as to make these manipulated variables zero. For example, the neural network 15 performs machine learning so that the operation amounts (teacher signals) from the PID control units 11 to 13 can be output to be zero. The machine learning is performed by, for example, the error back propagation method, and the weight correction by the error back propagation method is performed by the gradient method. In this way, the result of machine learning is reflected in the neural network 15. The neural network 15 derives the manipulated variable based on the result of machine learning. For example, the neural network 15 may stop learning after delivering the heat exchange system 100 to the user and then learning to some extent, or may always learn.

インバータ102には、PID制御部11からの操作量と、ニューラルネットワーク15からの操作量yと、の和が入力される。蒸発圧力調整弁109には、PID制御部12からの操作量と、ニューラルネットワーク15からの操作量yと、の和が入力される。電子膨張弁106には、PID制御部13からの操作量と、ニューラルネットワーク15からの操作量yと、の和が入力される。このようにして、インバータ102(換言すると、圧縮機101の出力(冷媒の流量)ないし吹出空気温度)は、ニューラルネットワーク15及びPID制御部11により制御される。蒸発圧力調整弁109(換言すると、吹出空気温度)は、ニューラルネットワーク15及びPID制御部12により制御される。電子膨張弁106(換言すると、過熱度)は、ニューラルネットワーク15及びPID制御部13により制御される。ただし、ニューラルネットワーク15は、PID制御部11〜13から出力される各操作量を0にする学習を行う。従って、ニューラルネットワーク15による学習が進んだ理想的な状態では、インバータ102、蒸発圧力調整弁109、及び、電子膨張弁106は、ニューラルネットワーク15のみで吹出空気温度が吹出空気温度設定値に一致し、過熱度が過熱度設定値に一致するよう制御される。 The inverter 102, and the operation amount from the PID controller 11, an operation amount y 1 from the neural network 15, the sum of the input. The evaporation pressure control valve 109, and the operation amount from the PID controller 12, an operation amount y 1 from the neural network 15, the sum of the input. The sum of the manipulated variable from the PID control unit 13 and the manipulated variable y 2 from the neural network 15 is input to the electronic expansion valve 106. In this way, the inverter 102 (in other words, the output (flow rate of the refrigerant) or the blown air temperature of the compressor 101) is controlled by the neural network 15 and the PID control unit 11. The evaporation pressure regulating valve 109 (in other words, the blown air temperature) is controlled by the neural network 15 and the PID control unit 12. The electronic expansion valve 106 (in other words, the degree of superheat) is controlled by the neural network 15 and the PID control unit 13. However, the neural network 15 learns to set each operation amount output from the PID control units 11 to 13 to 0. Therefore, in an ideal state in which learning by the neural network 15 has progressed, the blown air temperature of the inverter 102, the evaporation pressure adjusting valve 109, and the electronic expansion valve 106 matches the blown air temperature set value only with the neural network 15. , The degree of superheat is controlled to match the set value of the degree of superheat.

この実施の形態では、吹出空気温度設定値がユーザにより変更されても、PID制御部11〜13に設定されている各種のパラメータは変更されない。つまり、この実施の形態では、吹出空気温度設定値によらず、同一のPID制御が行われる。また、1つのニューラルネットワーク15は、様々な吹出空気温度設定値で学習を行う。 In this embodiment, even if the blown air temperature set value is changed by the user, the various parameters set in the PID control units 11 to 13 are not changed. That is, in this embodiment, the same PID control is performed regardless of the blown air temperature set value. Further, one neural network 15 performs learning with various blown air temperature set values.

ニューラルネットワーク15は、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109に対する制御に応じて、送風機107(送風する空気の量)を制御してもよい。例えば、インバータ102等を制御して冷媒の流量を増加させる場合(送風される空気をより冷却する場合)、冷房能力を高めるため、送風機107を制御して送風される空気を増加させてもよい。 The neural network 15 may control the blower 107 (the amount of air to be blown) according to the control of the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109. For example, when the flow rate of the refrigerant is increased by controlling the inverter 102 or the like (when the air to be blown is cooled more), the blower 107 may be controlled to increase the air blown in order to increase the cooling capacity. ..

[操作量の他の例]
なお、PID制御部11〜13により出力される操作量及び上記ニューラルネットワーク15から出力される操作量それぞれは、制御対象(インバータ102、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109)に前回入力された操作量からの変化量で表されてもよい。この場合、例えば、インバータ102に入力される操作量MVは、前回入力された操作量MV−1と、PID制御部11から出力された操作量ΔMVPID(変化量)と、ニューラルネットワーク15から出力された操作量ΔMVNN(変化量)(操作量y)と、の合計値である。当該合計値(操作量MV)は、次回の操作量の入力時には、操作量MV−1になる。コントローラ120は、前回の操作量をRAM等に保持しておけばよい。インバータ102、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109以外の他の制御対象を制御するPID制御において出力される操作量も、前回の操作量からの変化量で表されてもよい。
[Other examples of manipulated variable]
The manipulated variable output by the PID control units 11 to 13 and the manipulated variable output from the neural network 15 were previously input to the control target (inverter 102, electronic expansion valve 106, evaporation pressure adjusting valve 109). It may be represented by the amount of change from the manipulated variable. In this case, for example, the manipulated variable MV input to the inverter 102 is the manipulated variable MV -1 input last time, the manipulated variable ΔMV PID (change amount) output from the PID control unit 11, and the neural network 15. It is the total value of the manipulated variable ΔMV NN (change amount) (manipulation amount y 1 ). The total value (operation amount MV) becomes the operation amount MV -1 at the next input of the operation amount. The controller 120 may hold the previous operation amount in the RAM or the like. The operation amount output in the PID control for controlling the control target other than the inverter 102, the electronic expansion valve 106, and the evaporation pressure adjusting valve 109 may also be represented by the amount of change from the previous operation amount.

[この実施の形態の効果]
(1)インバータ102又は蒸発圧力調整弁109に対する制御と電子膨張弁106に対する制御とは互いに影響を与え合う。例えば、インバータ102に対する制御(操作量の変更)により圧縮機101の出力が変更されたり、蒸発圧力調整弁109に対する制御(操作量の変更)によりその開度が変更されたりすると、冷媒の流量が変更され、結果的に、電子膨張弁106に対する制御により制御される物理量である過熱度も変化する(結果的に、電子膨張弁106をさらに制御する必要が生じる)。同様に、電子膨張弁106に対する制御(操作量の変更)によりその開度が変更されたりすると、冷媒の流量が変更され、結果的に、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109に対する制御により制御される物理量である吹出空気温度も変化する(結果的に、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109をさらに制御する必要が生じる)。従って、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109に対する制御と電子膨張弁106に対する制御とを個別に行う場合(例えば、PID制御部11〜13のみでの制御や、インバータ102、蒸発圧力調整弁109、電子膨張弁106それぞれについてPID制御部及びニューラルネットワークを用意する場合など)、制御がうまくいかない場合がある。しかしながら、この実施の形態では、1つのニューラルネットワーク15が、PID制御部11〜13から出力される操作量を教師信号として(操作量が0になるように)学習するため、十分に学習が進んだあとには、ニューラルネットワーク15による制御の影響が大きくなり(理想的には、PID制御部11〜13による制御が無くなり)、インバータ102又は蒸発圧力調整弁109に対する制御と電子膨張弁106に対する制御とが互いに与える影響を少なくすること(理想的には、無くすこと)ができる。従って、ニューラルネットワーク無し(各PID制御が影響を及ぼし合う場合)よりもニューラルネットワーク有りの方が、吹出空気温度及び過熱度それぞれを、各設定値近傍で安定的に推移させることができる。つまり、ニューラルネットワーク15を設けることにより、各PID制御で及ぼし合う影響を軽減でき、吹出空気温度及び過熱度を好適に制御できる。換言すると、熱交換に関して好適な制御を行える。なお、このような効果は、一方のPID制御が他方のPID制御に影響を与えるが、他方のPID制御は一方のPID制御に影響を与えない場合にもいえる。
[Effect of this embodiment]
(1) The control of the inverter 102 or the evaporation pressure regulating valve 109 and the control of the electronic expansion valve 106 influence each other. For example, if the output of the compressor 101 is changed by controlling the inverter 102 (changing the manipulated variable), or if the opening degree is changed by controlling the evaporation pressure adjusting valve 109 (changing the manipulated variable), the flow rate of the refrigerant changes. It is changed, and as a result, the degree of superheat, which is a physical quantity controlled by the control of the electronic expansion valve 106, also changes (resulting in the need to further control the electronic expansion valve 106). Similarly, when the opening degree is changed by controlling the electronic expansion valve 106 (changing the operation amount), the flow rate of the refrigerant is changed, and as a result, it is controlled by the control of the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109. The temperature of the blown air, which is a physical quantity, also changes (as a result, it becomes necessary to further control the inverter 102 or the evaporation pressure regulating valve 109). Therefore, when the control for the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109 and the control for the electronic expansion valve 106 are individually performed (for example, the control is performed only by the PID control units 11 to 13, the inverter 102, the evaporation pressure adjusting valve 109, and the electron. (For example, when a PID control unit and a neural network are prepared for each of the expansion valves 106), control may not be successful. However, in this embodiment, since one neural network 15 learns the operation amount output from the PID control units 11 to 13 as a teacher signal (so that the operation amount becomes 0), the learning progresses sufficiently. After that, the influence of the control by the neural network 15 becomes large (ideally, the control by the PID control units 11 to 13 disappears), and the control on the inverter 102 or the evaporation pressure adjusting valve 109 and the control on the electronic expansion valve 106 become large. It is possible to reduce (ideally eliminate) the influence of and on each other. Therefore, it is possible to make the blown air temperature and the degree of superheat more stable in the vicinity of each set value with the neural network than without the neural network (when the PID controls influence each other). That is, by providing the neural network 15, the influence of each PID control can be reduced, and the blown air temperature and the degree of superheat can be suitably controlled. In other words, suitable control for heat exchange can be performed. It should be noted that such an effect can be said even when one PID control affects the other PID control, but the other PID control does not affect one PID control.

(2)例えば、ニューラルネットワークを用いずにPID制御のみで熱交換システム100の動作を制御するときは、吹出空気温度設定値として設定され得る値ごとにパラメータが異なる複数種類のPID制御部(パラメータのみを変更する場合も含む)を用意する必要がある。これに対し、この実施の形態では、ニューラルネットワーク15が、様々な吹出空気温度目標値でのPID制御部11〜13からの操作量を教師信号として学習を行い、かつ、ニューラルネットワーク15とPID制御部11〜13とが協働で制御を行う。従って、PID制御部11〜13それぞれのパラメータを、吹出空気温度設定値として設定され得る値ごとに複数用意する必要がなく(前記設定され得る値ごとに複数種類のPID制御部11〜13それぞれを用意する必要がなく)、PID制御部11〜13を1種類ずつ用意すればよい。そして、このような構成でも、インバータ102、蒸発圧力調整弁109、及び、電子膨張弁106を、好適に制御できる。具体的には、吹出空気温度設定値がどの値であっても、吹出空気温度及び過熱度それぞれを、吹出空気温度設定値、過熱度設定値それぞれ付近で推移させることができる。 (2) For example, when controlling the operation of the heat exchange system 100 only by PID control without using a neural network, a plurality of types of PID control units (parameters) having different parameters for each value that can be set as the blown air temperature set value. It is necessary to prepare (including the case of changing only). On the other hand, in this embodiment, the neural network 15 learns the operation amount from the PID control units 11 to 13 at various blown air temperature target values as a teacher signal, and controls the neural network 15 and PID. Units 11 to 13 cooperate to control. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of parameters for each of the PID control units 11 to 13 for each value that can be set as the blown air temperature setting value (each of a plurality of types of PID control units 11 to 13 for each value that can be set). It is not necessary to prepare them), and PID control units 11 to 13 may be prepared one by one. Even with such a configuration, the inverter 102, the evaporation pressure adjusting valve 109, and the electronic expansion valve 106 can be suitably controlled. Specifically, regardless of the value of the blown air temperature set value, the blown air temperature and the degree of superheat can be changed in the vicinity of the blown air temperature set value and the superheat degree set value, respectively.

(3)コントローラ120による制御において、ニューラルネットワーク15が有る場合の制御と無い場合の制御とによる、過熱度、吹出空気温度の推移の違いを、図4〜5に示す。ここでのニューラルネットワーク15は、ある程度の学習がすんでいる。各図では、破線がニューラルネットワーク無し(NN無し)の場合の推移を示し、実線がニューラルネットワーク有り(NN有り)の場合の推移を示す。なお、制御条件は、過熱度設定値=15℃、吹出空気温度設定値=20℃(図4)、10℃(図5)、PIDの比例ゲイン=0.1、PIDの積分時間=60秒である。また、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力(a)と、圧縮機吸込圧力の上限値(b)と、の大小関係は、b>aである。従って、ここでの制御対象は、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109であり、PID制御部11は動作せず、PID制御部12及び13が動作し、ニューラルネットワーク15は電子膨張弁106及び蒸発圧力調整弁109に操作量を供給する。など、図4〜図5では、1つの同じPID制御部12(パラメータの変更等はない)、1つの同じPID制御部13(パラメータの変更等はない)が用いられている。 (3) In the control by the controller 120, the difference in the transition of the degree of superheat and the blown air temperature between the control with and without the neural network 15 is shown in FIGS. 4 to 5. The neural network 15 here has been learned to some extent. In each figure, the broken line shows the transition when there is no neural network (without NN), and the solid line shows the transition when there is a neural network (with NN). The control conditions are superheat degree set value = 15 ° C., blown air temperature set value = 20 ° C. (Fig. 4), 10 ° C. (Fig. 5), PID proportional gain = 0.1, PID integration time = 60 seconds. Is. Further, the magnitude relationship between the evaporation pressure (a) detected by the pressure sensor SP3 and the upper limit value (b) of the compressor suction pressure is b> a. Therefore, the control targets here are the electronic expansion valve 106 and the evaporation pressure adjusting valve 109, the PID control unit 11 does not operate, the PID control units 12 and 13 operate, and the neural network 15 operates the electronic expansion valve 106 and The amount of operation is supplied to the evaporation pressure adjusting valve 109. For example, in FIGS. 4 to 5, one same PID control unit 12 (no parameter change, etc.) and one same PID control unit 13 (no parameter change, etc.) are used.

ニューラルネットワーク15無しの場合の過熱度(図4〜図5それぞれの(A))及び吹出空気温度(図4〜図5それぞれの(B))は、安定していない。一方、ニューラルネットワーク15有りの場合には、吹出空気温度設定値にかかわらず、過熱度及び吹出空気温度を、ニューラルネットワーク15無しのときよりも、各設定値付近で安定的に制御できる(図4〜図5)。 The degree of superheat ((A) in each of FIGS. 4 to 5) and the temperature of the blown air ((B) in each of FIGS. 4 to 5) without the neural network 15 are not stable. On the other hand, when the neural network 15 is present, the degree of superheat and the blown air temperature can be controlled more stably near each set value than when the neural network 15 is not provided, regardless of the blown air temperature set value (FIG. 4). ~ Fig. 5).

図4〜図5の結果に示すように、ニューラルネットワーク15と、PID制御部12及び13と、の協働での制御を行うことにより、PID制御部12による制御とPID制御部13による制御とが互いに影響し合うことを軽減し、過熱度及び吹出空気温度それぞれを各設定値付近で安定的に推移させることができる。また、PID制御部12及び13それぞれのパラメータが1種類で、吹出空気温度設定値が変更されることがあっても、過熱度及び吹出空気温度それぞれを各設定値付近で安定的に推移させることができる。なお、図4及び図5のニューラルネットワーク無しの過熱度及び吹出空気温度の推移を参照すると、いずれの場合でも過熱度及び吹出空気温度の推移は安定していない。従って、ここで使用したPID制御部12及び13は、吹出空気温度設定値が20℃(図4)のときの使用、10℃(図5)のときの使用のいずれのときにも向かないと考えられる。しかしながら、ニューラルネットワーク15を使用することに、過熱度及び吹出空気温度それぞれを各設定値付近で安定的に推移させることができる。なお、このような利点は、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力(a)と、圧縮機吸込圧力の上限値(b)と、の大小関係が、b≦aのとき(つまり、インバータ102を制御するとき)でも同様に得られると考えられる。 As shown in the results of FIGS. 4 to 5, control by the PID control unit 12 and control by the PID control unit 13 are performed by performing control in cooperation with the neural network 15 and the PID control units 12 and 13. Can be reduced from affecting each other, and the degree of superheat and the temperature of the blown air can be stably changed in the vicinity of each set value. Further, even if the parameters of the PID control units 12 and 13 are one type and the set value of the blown air temperature is changed, the degree of superheat and the temperature of the blown air are stably changed near each set value. Can be done. In addition, referring to the transition of the superheat degree and the blown air temperature without the neural network in FIGS. 4 and 5, the transition of the superheat degree and the blown air temperature is not stable in any case. Therefore, the PID control units 12 and 13 used here must be suitable for any of the cases where the blown air temperature set value is 20 ° C. (FIG. 4) and 10 ° C. (FIG. 5). Conceivable. However, by using the neural network 15, the degree of superheat and the temperature of the blown air can be stably changed in the vicinity of each set value. It should be noted that such an advantage is obtained when the magnitude relationship between the evaporation pressure (a) detected by the pressure sensor SP3 and the upper limit value (b) of the compressor suction pressure is b ≦ a (that is, the inverter 102). It is thought that the same can be obtained when controlling).

(4)上記(2)に関連し、吹出空気温度設定値が取り得る各値ごとに、異なるパラメータのPID制御部11〜13それぞれを設けるとすると、各設定値に対するパラメータの設定の労力が非常に大きくなるが、本実施形態のように、PID制御部11〜13それぞれのパラメータを1種類とすることで、このような労力の低減をはかることができる。つまり、比較的容易にコントローラ120(特に、インバータ102、電子膨張弁106、蒸発圧力調整弁109を制御する部分)を構築できる。 (4) In relation to the above (2), if PID control units 11 to 13 having different parameters are provided for each possible value of the blown air temperature set value, the labor for setting the parameter for each set value is extremely large. However, by setting each parameter of the PID control units 11 to 13 to one type as in the present embodiment, it is possible to reduce such labor. That is, the controller 120 (particularly, the portion that controls the inverter 102, the electronic expansion valve 106, and the evaporation pressure adjusting valve 109) can be constructed relatively easily.

(5)なお、通常、過熱度を変更することは無いが、過熱度についても同様のことが言え、本実施の形態の構成では、過熱度を変更したとしても、吹出空気温度及び過熱度それぞれを、各設定値近傍で安定的に推移させることができる。 (5) Normally, the degree of superheat is not changed, but the same can be said for the degree of superheat. In the configuration of the present embodiment, even if the degree of superheat is changed, the temperature of the blown air and the degree of superheat are respectively. Can be stably changed in the vicinity of each set value.

(6)熱交換システム100が備える各弁などの装置のうち、上記実施の形態では、インバータ102、蒸発圧力調整弁109、及び、電子膨張弁106をニューラルネットワーク15及びPID制御部11〜13で制御する。これにより、効果的に吹出空気温度等を制御できる。 (6) Among the devices such as the valves included in the heat exchange system 100, in the above embodiment, the inverter 102, the evaporation pressure adjusting valve 109, and the electronic expansion valve 106 are connected by the neural network 15 and the PID control units 11 to 13. Control. Thereby, the blown air temperature and the like can be effectively controlled.

[変形例等]
本発明は、上記の実施形態に限られず、上記の実施形態を適宜変形できる。以下にその例を変形例として示すが、下記の変形例は、その少なくとも一部を組み合わせることもできる。また、本明細書が開示する構成は、技術的に問題が無い限り、どの構成であっても、省略できる。
[Modifications]
The present invention is not limited to the above embodiment, and the above embodiment can be appropriately modified. An example thereof is shown below as a modified example, and at least a part of the modified example below can be combined. Further, the configuration disclosed in the present specification may be omitted in any configuration as long as there is no technical problem.

(変形例1)
操作部112から入力され、設定される吹出空気温度を、室温、吸込空気温度などとしてもよい。室温を設定する場合には、室温を検出する温度センサを設け、当該温度センサにより検出された室温をPID制御等のフィードバック値とすればよい。吸込空気温度(当該温度も室温に近いものである)を設定する場合には、温度センサST2により検出された吸込空気温度をPID制御等のフィードバック値とすればよい。
(Modification example 1)
The blown air temperature input and set from the operation unit 112 may be set to room temperature, suction air temperature, or the like. When setting the room temperature, a temperature sensor for detecting the room temperature may be provided, and the room temperature detected by the temperature sensor may be used as a feedback value for PID control or the like. When the suction air temperature (the temperature is also close to room temperature) is set, the suction air temperature detected by the temperature sensor ST2 may be used as a feedback value for PID control or the like.

(変形例2)
ニューラルネットワーク15は、PID制御部11〜13から出力される操作量を教師信号として、当該操作量を少なくする学習を行えばよく(操作量を0にする学習でなくてもよい。)、このような場合であっても、十分に学習が進んだあとには、ニューラルネットワーク15による制御の影響を大きくすることができ、熱交換に関して好適な制御を行える。
(Modification 2)
The neural network 15 may use the manipulated variable output from the PID control units 11 to 13 as a teacher signal for learning to reduce the manipulated variable (it does not have to be learning to set the manipulated variable to 0). Even in such a case, after the learning has progressed sufficiently, the influence of the control by the neural network 15 can be increased, and suitable control for heat exchange can be performed.

(変形例3)
ニューラルネットワーク15は、インバータ102と、電子膨張弁106と、蒸発圧力調整弁109と、のうちの少なくとも1つに代えて、又は、これらに加えて、冷却水流量調整弁105と、送風機107と、容量調整弁110と、液冷却弁111と、のうちの少なくとも1つを制御してもよい。例えば、ニューラルネットワーク15は、容量調整弁110をPID制御するPID制御部から容量調整弁110に供給する操作量と、液冷却弁111をPID制御するPID制御部から液冷却弁111に供給する操作量と、を教師信号として機械学習を行い、圧縮機吸込圧力設定値、圧縮機吸込温度設定値を含む各種の入力値(熱交換システム100の冷却特性に影響を与える各種の状態量等)に基づいて、容量調整弁110及び液冷却弁111それぞれに操作量を出力する。容量調整弁110、液冷却弁111の開度は、前記の各PID制御部からの各操作量とニューラルネットワーク15からの各操作量とにより制御される。
(Modification 3)
The neural network 15 replaces or in addition to at least one of the inverter 102, the electronic expansion valve 106, and the evaporation pressure regulating valve 109, and the cooling water flow rate regulating valve 105 and the blower 107. , At least one of the capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111 may be controlled. For example, the neural network 15 has an operation amount of supplying the capacitance adjusting valve 110 from the PID control unit that controls PID to the capacitance adjusting valve 110 and an operation of supplying the liquid cooling valve 111 from the PID control unit that controls PID to the liquid cooling valve 111. Machine learning is performed using the amount as a teacher signal, and various input values (various state quantities that affect the cooling characteristics of the heat exchange system 100, etc.) including the compressor suction pressure set value and the compressor suction temperature set value are used. Based on this, the operation amount is output to each of the capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111. The opening degree of the capacity adjusting valve 110 and the liquid cooling valve 111 is controlled by each operation amount from each PID control unit and each operation amount from the neural network 15.

(変形例4)
上記実施の形態では、吹出空気温度及び過熱度それぞれについて、設定可能な全ての数値に対してPID制御部11〜13それぞれを1つずつ(1組のパラメータで)設けているが、設定可能な全ての数値を複数の範囲に分け、PID制御部11〜13それぞれを複数(2つ〜3つ)の範囲それぞれについて1つずつを設けてもよい。ニューラルネットワーク15も、複数の範囲それぞれについて1つずつ設けてもよい。当該複数の範囲は、例えば、モリエル線図として表された冷凍サイクルの形状が変わる範囲(PID制御のパラメータを変更する必要がある複数の数値を含む範囲)である。また、圧力センサSP3により検出された蒸発圧力(a)が、圧縮機吸込圧力の上限値(b)以下の場合(a≦bの場合)と、その逆の場合(a>bの場合)と、で異なるニューラルネットワーク15を用意してもよい。a≦bの場合とa>bの場合とでは、制御対象が異なるので(一方はインバータ102で、他方は蒸発圧力調整弁109)、a≦bの場合とa>bの場合とで、異なる二つのニューラルネットワーク15を切り替えて使用した方が、吹出空気温度及び過熱度をより精度良く制御できる可能性がある。
(Modification example 4)
In the above embodiment, for each of the blown air temperature and the degree of superheat, one PID control unit 11 to 13 is provided (with one set of parameters) for all the settable numerical values, but it can be set. All the numerical values may be divided into a plurality of ranges, and one PID control unit 11 to 13 may be provided for each of the plurality (2 to 3) ranges. The neural network 15 may also be provided one for each of the plurality of ranges. The plurality of ranges are, for example, a range in which the shape of the refrigeration cycle represented as a Moriel diagram changes (a range including a plurality of numerical values for which PID control parameters need to be changed). Further, when the evaporation pressure (a) detected by the pressure sensor SP3 is equal to or less than the upper limit value (b) of the compressor suction pressure (when a ≦ b) and vice versa (when a> b). , And different neural networks 15 may be prepared. Since the control target is different between the case of a ≦ b and the case of a> b (one is the inverter 102 and the other is the evaporation pressure adjusting valve 109), the case of a ≦ b and the case of a> b are different. There is a possibility that the blown air temperature and the degree of superheat can be controlled more accurately by switching between the two neural networks 15.

(変形例5)
上記ニューラルネットワーク15の代わりに、他の機械学習器を設けてもよい。
(Modification 5)
Instead of the neural network 15, another machine learning device may be provided.

(変形例6)
熱交換システム100は、暖房を行うものであってもよい(この場合、冷媒の循環方向が逆になる)。熱交換システム100は、熱交換可能な熱媒体を用いるものであればよい。また、熱交換システム100により冷却又は加温する対象は、空気に限らず、他の気体、液体などであってもよい。つまり、当該対象は、流体であればよい。例えば、熱交換システム100は、冷凍庫に用いられるものであってもよい。熱交換システムは、直膨式の冷却システムに限らず、他の熱交換システムであってもよい。この場合、ニューラルネットワーク15及びPID制御部11〜13による制御対象も適宜変更される。ただし、制御対象は、熱交換システムで使用される冷媒(熱媒体)の流量を調整する調整装置(例えば、圧縮機を制御するインバータ、熱媒体の流路に設けられた各種弁)であることが望ましい。また、制御対象は、熱交換の度合い(熱交換による流体の温度の変化度)に影響を与える調整装置(例えば、インバータ、膨張弁)であることが望ましい。
(Modification 6)
The heat exchange system 100 may perform heating (in this case, the circulation direction of the refrigerant is reversed). The heat exchange system 100 may use any heat exchangeable heat medium. Further, the target to be cooled or heated by the heat exchange system 100 is not limited to air, but may be another gas, liquid, or the like. That is, the target may be a fluid. For example, the heat exchange system 100 may be used in a freezer. The heat exchange system is not limited to the direct expansion type cooling system, and may be another heat exchange system. In this case, the control target by the neural network 15 and the PID control units 11 to 13 is also changed as appropriate. However, the control target is an adjusting device (for example, an inverter that controls a compressor, various valves provided in the flow path of the heat medium) that adjusts the flow rate of the refrigerant (heat medium) used in the heat exchange system. Is desirable. Further, it is desirable that the control target is an adjusting device (for example, an inverter, an expansion valve) that affects the degree of heat exchange (the degree of change in the temperature of the fluid due to heat exchange).

(変形例7)
コントローラ120で使用される各種の値(例えば、PID制御部11〜13、ニューラルネットワーク15などに入力される各種の値)は、適宜正規化されてもよい。例えば、ニューラルネットワーク15に入力される吹出空気温度設定値は正規化される一方、PID制御部11に入力される吹出空気温度設定値は正規化されなくてもよい(ただし、どちらの値も同じ吹出空気温度設定値である)。
(Modification 7)
Various values used in the controller 120 (for example, various values input to the PID control units 11 to 13, the neural network 15, etc.) may be normalized as appropriate. For example, the blown air temperature set value input to the neural network 15 may be normalized, while the blown air temperature set value input to the PID control unit 11 may not be normalized (however, both values are the same). Blow-out air temperature set value).

(変形例8)
上記PID制御は、所定の物理量がフィードバックされ、当該物理量を目標値に近づけるフィードバック制御であるが、上記PID制御を他のフィードバック制御に変更してもよい。他のフィードバック制御としては、PI(Proportional-Integral)制御等がある。
(Modification 8)
The PID control is a feedback control in which a predetermined physical quantity is fed back to bring the physical quantity closer to a target value, but the PID control may be changed to another feedback control. Other feedback controls include PI (Proportional-Integral) control.

(変形例9)
上記各センサで検出される物理量(温度又は圧力)は計算により算出してもよい。例えば、圧縮機吸込温度は、圧縮機吸込圧力等に基づいて算出されるものであってもよい。
(Modification 9)
The physical quantity (temperature or pressure) detected by each of the above sensors may be calculated by calculation. For example, the compressor suction temperature may be calculated based on the compressor suction pressure or the like.

L1・・・循環経路、L2・・・バイパス経路、11〜13・・・PID制御部、15・・・ニューラルネットワーク、100・・・熱交換システム、101・・・圧縮機、102・・・インバータ、103・・・凝縮器、104・・・冷却水路、105・・・冷却水流量調整弁、106・・・電子膨張弁、107・・・送風機、108・・・蒸発器、109・・・蒸発圧力調整弁、110・・・容量調整弁、111・・・液冷却弁、112・・・操作部、120・・・コントローラ、SP1〜SP3・・・圧力センサ、ST1〜ST4・・・温度センサ L1 ... Circulation path, L2 ... Bypass path, 11-13 ... PID control unit, 15 ... Neural network, 100 ... Heat exchange system, 101 ... Compressor, 102 ... Inverter, 103 ... Condenser, 104 ... Cooling water channel, 105 ... Cooling water flow control valve, 106 ... Electronic expansion valve, 107 ... Blower, 108 ... Evaporator, 109 ... -Evaporation pressure control valve, 110 ... Capacity control valve, 111 ... Liquid cooling valve, 112 ... Operation unit, 120 ... Controller, SP1 to SP3 ... Pressure sensor, ST1 to ST4 ... Temperature sensor

Claims (5)

循環する熱媒体を用いた熱交換を行う熱交換システムであって、
第1位置における前記熱媒体の流量である第1流量を調整する第1調整装置と、
第2位置における前記熱媒体の流量である第2流量を調整する第2調整装置と、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量を入力し、この第1物理量が第1目標値に一致するように前記第1調整装置に第1操作量を出力する第1フィードバック制御を行う第1フィードバック制御部と、
前記第2流量に応じて変化する第2物理量を入力し、この第2物理量が第2目標値に一致するように前記第2調整装置に第2操作量を出力する第2フィードバック制御であって、前記第1フィードバック制御に影響を与える第2フィードバック制御を行う第2フィードバック制御部と、
この熱交換システムによる熱交換に影響を与える複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御する機械学習部であって、前記第1操作量及び前記第2操作量を教師信号として当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくする学習を行い、学習した結果と入力とに基づいて、前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力する機械学習部と、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給する第1加算器と、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する第2加算器と、
を備え
前記第1フィードバック制御部は、前記第1目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第1フィードバック制御を行い、
前記第2フィードバック制御部は、前記第2目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第2フィードバック制御を行う、
熱交換システム。
A heat exchange system that exchanges heat using a circulating heat medium.
A first adjusting device that adjusts the first flow rate, which is the flow rate of the heat medium at the first position, and
A second adjusting device that adjusts the second flow rate, which is the flow rate of the heat medium at the second position,
A first feedback control is performed in which a first physical quantity that changes according to the first flow rate is input, and a first operation amount is output to the first adjusting device so that the first physical quantity matches the first target value. 1 Feedback control unit and
It is a second feedback control that inputs a second physical quantity that changes according to the second flow rate and outputs a second manipulated quantity to the second adjusting device so that the second physical quantity matches the second target value. , A second feedback control unit that performs a second feedback control that affects the first feedback control,
A plurality of state quantities that affect heat exchange by this heat exchange system other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value are input, and the first physical quantity is input . A machine learning unit that controls the first adjusting device and the second adjusting device so that the physical quantity matches the first target value and the second physical quantity matches the second target value. there, have rows learning to reduce the first operation amount and the second operation amount of the first operation amount and the second operation amount as a teacher signal, based on the input and results of the learning, the first A machine learning unit that outputs a third operation amount for operating the adjustment device and a fourth operation amount for operating the second adjustment device .
A first adder that adds the first manipulated variable and the third manipulated variable and supplies it to the first adjusting device.
A second adder that adds the second manipulated variable and the fourth manipulated variable and supplies it to the second adjusting device.
Equipped with a,
The first feedback control unit performs the first feedback control with the same parameters regardless of the value set as the first target value.
The second feedback control unit performs the second feedback control with the same parameters regardless of the value set as the second target value.
Heat exchange system.
前記熱媒体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の出力を調整するインバータと、
前記圧縮機により圧縮された前記熱媒体を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器が凝縮した前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁が膨張させた前記熱媒体を蒸発させることで前記熱交換を行う蒸発器と、
前記蒸発器により蒸発した前記熱媒体の流量を調整する調整弁と、を備え、
前記第1調整装置と前記第2調整装置とのうちの一方は前記インバータ又は前記調整弁を有し、他方は前記膨張弁を有し、
前記機械学習部は、ニューラルネットワークを有する、
請求項に記載の熱交換システム。
A compressor that compresses the heat medium and
An inverter that adjusts the output of the compressor and
A condenser that condenses the heat medium compressed by the compressor, and
An expansion valve that expands the heat medium condensed by the condenser, and
An evaporator that exchanges heat by evaporating the heat medium expanded by the expansion valve.
A regulating valve for adjusting the flow rate of the heat medium evaporated by the evaporator is provided.
One of the first adjusting device and the second adjusting device has the inverter or the adjusting valve, and the other has the expansion valve.
The machine learning unit has a neural network.
The heat exchange system according to claim 1 .
前記第1調整装置は前記インバータと前記調整弁とを有し、前記第2調整装置は前記膨張弁を有し、 The first adjusting device has the inverter and the adjusting valve, and the second adjusting device has the expansion valve.
前記第1物理量は、この熱交換システムにより調整された温度であり、前記第2物理量は、前記熱媒体の過熱度であり、 The first physical quantity is the temperature adjusted by this heat exchange system, and the second physical quantity is the degree of superheat of the heat medium.
前記ニューラルネットワークは、温度設定値と過熱度設定値と前記状態量を入力し、 The neural network inputs the temperature set value, the superheat degree set value, and the state quantity,
前記第1フィードバック制御部は、 The first feedback control unit
蒸発圧力が圧縮機吸込圧力上限値以下のときに動作し、前記インバータを制御するための第5操作量を出力する第3フィードバック制御部と、 A third feedback control unit that operates when the evaporation pressure is equal to or less than the upper limit of the suction pressure of the compressor and outputs a fifth operation amount for controlling the inverter.
蒸発圧力が圧縮機吸込圧力上限値より大きいときに動作し、前記調整弁を制御するための第6操作量を出力する第4フィードバック制御部と、を備え、 It is provided with a fourth feedback control unit that operates when the evaporation pressure is larger than the upper limit of the suction pressure of the compressor and outputs a sixth operation amount for controlling the adjusting valve.
前記ニューラルネットワークは、 The neural network
前記第3操作量として、蒸発圧力が圧縮機吸込圧力上限値以下のときに、前記インバータを制御するための第7操作量を、蒸発圧力が圧縮機吸込圧力上限値より大きいときに、前記調整弁を制御するための第8操作量を、それぞれ出力し、 As the third operation amount, the seventh operation amount for controlling the inverter is adjusted when the evaporation pressure is equal to or less than the compressor suction pressure upper limit value, and when the evaporation pressure is larger than the compressor suction pressure upper limit value. The eighth operation amount for controlling the valve is output, respectively.
前記第1加算器は第3加算器と第4加算器を含み、 The first adder includes a third adder and a fourth adder.
前記第3加算器は、前記第5操作量と前記第7操作量を加算して前記インバータに供給し、 The third adder adds the fifth manipulated variable and the seventh manipulated variable and supplies the inverter to the inverter.
前記第4加算器は、前記第6操作量と前記第8操作量を加算して前記調整弁に供給し、 The fourth adder adds the sixth manipulated variable and the eighth manipulated variable and supplies them to the regulating valve.
前記第2加算器は、前記第2操作量と前記第4操作量を加算して前記膨張弁に供給し、 The second adder adds the second manipulated variable and the fourth manipulated variable and supplies the second adder to the expansion valve.
前記状態量は、圧縮機吸込圧力、温度、凝縮圧力、前記膨張弁に入力された過去の操作量、前記インバータ又は前記調整弁に入力された過去の操作量、前記膨張弁に入力された過去の操作量、これらの値の微分値、変化分、平均値のいずれかを含む、 The state quantity includes the compressor suction pressure, temperature, condensing pressure, the past operation amount input to the expansion valve, the past operation amount input to the inverter or the adjustment valve, and the past operation amount input to the expansion valve. Includes the amount of manipulation of, the derivative of these values, the amount of change, or the average value,
請求項2に記載の熱交換システム。 The heat exchange system according to claim 2.
循環し熱交換に使用される熱媒体の第1位置での流量である第1流量を調整する第1調整装置と、前記熱媒体の第2位置での流量である第2流量を調整する第2調整装置と、を制御するコントローラであって、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量を入力し、この第1物理量が第1目標値に一致するように前記第1調整装置に第1操作量を出力する第1フィードバック制御を行う第1フィードバック制御部と、
前記第2流量に応じて変化する第2物理量を入力し、この第2物理量が第2目標値に一致するように前記第2調整装置に第2操作量を出力する第2フィードバック制御であって、前記第1フィードバック制御に影響を与える第2フィードバック制御を行う第2フィードバック制御部と、
複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御する機械学習部であって、前記第1操作量及び前記第2操作量を教師信号として当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくする学習を行い、学習した結果と入力とに基づいて、前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力する機械学習部と、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給する第1加算器と、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する第2加算器と、
を備え
前記第1フィードバック制御部は、前記第1目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第1フィードバック制御を行い、
前記第2フィードバック制御部は、前記第2目標値として設定される値にかかわらず、同一のパラメータで前記第2フィードバック制御を行う、
コントローラ。
A first adjusting device that adjusts the first flow rate, which is the flow rate of the heat medium that circulates and is used for heat exchange at the first position, and a second that adjusts the second flow rate, which is the flow rate of the heat medium at the second position. 2 A controller that controls the adjusting device and
A first feedback control is performed in which a first physical quantity that changes according to the first flow rate is input, and a first operation amount is output to the first adjusting device so that the first physical quantity matches the first target value. 1 Feedback control unit and
It is a second feedback control that inputs a second physical quantity that changes according to the second flow rate and outputs a second manipulated quantity to the second adjusting device so that the second physical quantity matches the second target value. , A second feedback control unit that performs a second feedback control that affects the first feedback control,
A plurality of state quantities other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value are input so that the first physical quantity matches the first target value. In addition, it is a machine learning unit that controls the first adjusting device and the second adjusting device so that the second physical quantity matches the second target value, and is the first operating amount and the first. 2 manipulated variable have line learning to reduce the first operation amount and the second operation amount as a teacher signal, based on the input and results of the learning, the third operation amount for operating the first adjustment device And a machine learning unit that outputs a fourth operation quantity for operating the second adjusting device, and
A first adder that adds the first manipulated variable and the third manipulated variable and supplies it to the first adjusting device.
A second adder that adds the second manipulated variable and the fourth manipulated variable and supplies it to the second adjusting device.
Equipped with a,
The first feedback control unit performs the first feedback control with the same parameters regardless of the value set as the first target value.
The second feedback control unit performs the second feedback control with the same parameters regardless of the value set as the second target value.
controller.
循環し熱交換に使用される熱媒体の第1位置での流量である第1流量を調整する第1調整装置と、前記熱媒体の第2位置での流量である第2流量を調整する第2調整装置と、を制御するニューラルネットワークの構築方法であって、
前記第1流量に応じて変化する第1物理量を入力し、この第1物理量を第1目標値に近づける第1フィードバック制御により前記第1調整装置に入力される第1操作量と、前記第2流量に応じて変化する第2物理量を入力し、この第2物理量を第2目標値に近づける第2フィードバック制御であって前記第1フィードバック制御に影響を与える第2フィードバック制御により前記第2調整装置に入力される第2操作量と、を教師信号として、当該第1操作量及び当該第2操作量を小さくするように前記第1調整装置を操作するための第3操作量と前記第2調整装置を操作するための第4操作量とを出力するように学習を前記ニューラルネットワークに行わせるステップを備え、
複数の状態量であって前記第1物理量と前記第2物理量以外のものと前記第1目標値と前記第2目標値とを入力し、前記第1物理量が前記第1目標値に一致するように、かつ、前記第2物理量が前記第2目標値に一致するように、前記第1調整装置と前記第2調整装置とを制御し、
前記第1操作量と前記第3操作量とを加算して、前記第1調整装置に供給し、
前記第2操作量と前記第4操作量とを加算して、前記第2調整装置に供給する、
ニューラルネットワークの構築方法。
A first adjusting device that adjusts the first flow rate, which is the flow rate of the heat medium that circulates and is used for heat exchange at the first position, and a second that adjusts the second flow rate, which is the flow rate of the heat medium at the second position. It is a method of constructing a neural network that controls two adjusting devices.
A first manipulated quantity input to the first adjusting device by a first feedback control in which a first physical quantity that changes according to the first flow rate is input and the first physical quantity is brought closer to the first target value, and the second The second adjustment device is a second feedback control that inputs a second physical quantity that changes according to the flow rate and brings the second physical quantity closer to the second target value, and is a second feedback control that affects the first feedback control. The third operation amount and the second adjustment for operating the first adjustment device so as to reduce the first operation amount and the second operation amount by using the second operation amount input to A step of causing the neural network to perform training so as to output a fourth operation quantity for operating the device is provided.
A plurality of state quantities other than the first physical quantity and the second physical quantity, the first target value, and the second target value are input so that the first physical quantity matches the first target value. In addition, the first adjusting device and the second adjusting device are controlled so that the second physical quantity matches the second target value .
The first operation amount and the third operation amount are added and supplied to the first adjustment device.
The second operation amount and the fourth operation amount are added and supplied to the second adjusting device.
How to build a neural network.
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