JP6877213B2 - VAV unit control device and VAV unit control method - Google Patents
VAV unit control device and VAV unit control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6877213B2 JP6877213B2 JP2017070555A JP2017070555A JP6877213B2 JP 6877213 B2 JP6877213 B2 JP 6877213B2 JP 2017070555 A JP2017070555 A JP 2017070555A JP 2017070555 A JP2017070555 A JP 2017070555A JP 6877213 B2 JP6877213 B2 JP 6877213B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- unit
- static pressure
- vav
- air volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
この発明は、VAV(Variable Air Volume)ユニットを制御する装置に関するものである。 The present invention relates to a device for controlling a VAV (Variable Air Volume) unit.
例えば特許文献1及び特許文献2の空気調和装置のように、空調方式の1つとして、複数の被空調室それぞれに対応させてダンパを設け、ダンパの開度を制御することによって、空調機が送出した冷風又は温風の被空調室への吹き出し風量を調整するVAV方式が知られている。
ダンパは、当該ダンパを回動させる駆動機構等とともにVAVユニットを構成した状態で、分岐チャンバ出口もしくは被空調室の吹出し口に設けられている。
For example, as in the air conditioner of Patent Document 1 and
The damper is provided at the outlet of the branch chamber or the outlet of the air-conditioned chamber in a state where the VAV unit is configured together with a drive mechanism or the like for rotating the damper.
従来、VAVユニットの制御としては、目標値を要求風量とし、制御量をVAVユニットが送出する風量を計測する風量センサの計測風量とし、操作量をVAVユニットのダンパの開度としたフィードバック制御が行われている。なお、風量センサに代えて圧力センサを用いたフィードバック制御とすることもある。このようなフィードバック制御によって、外乱の影響が取り除かれるようにされている。この外乱としては、VAVユニットの一次側静圧の変動が挙げられる。
しかしながら、上記のようなフィードバック制御では風量センサ又は圧力センサが必要であり、コストアップの要因となっていた。
Conventionally, as control of the VAV unit, feedback control is performed in which the target value is the required air volume, the control amount is the measured air volume of the air volume sensor that measures the air volume sent by the VAV unit, and the operation amount is the opening degree of the damper of the VAV unit. It is done. In some cases, feedback control is performed using a pressure sensor instead of the air volume sensor. By such feedback control, the influence of disturbance is removed. Examples of this disturbance include fluctuations in the static pressure on the primary side of the VAV unit.
However, the feedback control as described above requires an air volume sensor or a pressure sensor, which has been a factor in increasing the cost.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、VAVユニットが送出する風量を計測する風量センサ、又は、風圧を計測する圧力センサを設けなくても、外乱の影響を低減した制御を行うことができるVAVユニット制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces the influence of disturbance even if an air volume sensor for measuring the air volume sent by the VAV unit or a pressure sensor for measuring the wind pressure is not provided. It is an object of the present invention to obtain a VAV unit control device capable of performing such control.
この発明に係るVAVユニット制御装置は、複数の空調対象空間ごとに設けられて、当該複数の空調対象空間に対して1つ設けられた空調機が送出した冷風又は温風に対して対応する空調対象空間へ吹き出す風量を調整するVAVユニットを制御するものであって、目標値を空調対象空間の設定温度とし、制御量を当該空調対象空間の室内温度とするフィードバック演算により、当該空調対象空間に要求される要求風量を算出する風量算出部と、風量算出部により算出された要求風量を全ての空調対象空間について合計した合計風量と、空調機の送風ファンの静圧−風量特性とを用いて、送風ファンの出口静圧を算出するファン静圧算出部と、風量算出部により算出された空調対象空間に要求される要求風量と、ファン静圧算出部により算出された出口静圧と、送風ファンと当該空調対象空間に対応するVAVユニットとの間に設けられたダクトの空気抵抗とを用いて、当該VAVユニットの一次側静圧を算出する一次側静圧算出部と、風量算出部により算出された空調対象空間に要求される要求風量と、一次側静圧算出部により算出された当該空調対象空間に対応するVAVユニットの一次側静圧とを用いて、当該VAVユニットに要求される空気抵抗を算出する抵抗算出部と、抵抗算出部により算出されたVAVユニットに要求される空気抵抗と、当該VAVユニットの開度−空気抵抗特性とを用いて、当該VAVユニットの開度を算出する開度算出部とを備えることを特徴とするものである。 The VAV unit control device according to the present invention is provided for each of a plurality of air-conditioned spaces, and air-conditioning corresponding to cold air or hot air sent by one air-conditioned air-conditioned space provided for the plurality of air-conditioned spaces. It controls the VAV unit that adjusts the amount of air blown into the target space, and the target value is set as the set temperature of the air-conditioned space, and the controlled amount is set as the indoor temperature of the air-conditioned space. Using the air volume calculation unit that calculates the required required air volume, the total air volume calculated by the air volume calculation unit for all air-conditioned spaces, and the static pressure-air volume characteristics of the air-conditioning fan of the air conditioner. , The fan static pressure calculation unit that calculates the outlet static pressure of the blower fan, the required air volume required for the air conditioning target space calculated by the air volume calculation unit, the outlet static pressure calculated by the fan static pressure calculation unit, and the ventilation. Using the air resistance of the duct provided between the fan and the VAV unit corresponding to the air-conditioned space, the primary side static pressure calculation unit that calculates the primary side static pressure of the VAV unit and the air volume calculation unit Required for the VAV unit using the calculated required air volume required for the air-conditioned space and the primary static pressure of the VAV unit corresponding to the air-conditioned space calculated by the primary static pressure calculation unit. The opening degree of the VAV unit is calculated using the resistance calculation unit that calculates the air resistance, the air resistance required for the VAV unit calculated by the resistance calculation unit, and the opening degree-air resistance characteristic of the VAV unit. It is characterized in that it is provided with an opening degree calculation unit.
この発明によれば、VAVユニットが送出する風量を計測する風量センサ、又は、風圧を計測する圧力センサを設けなくても、外乱の影響を低減した制御を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform control with reduced influence of disturbance without providing an air volume sensor for measuring the air volume sent by the VAV unit or a pressure sensor for measuring the wind pressure.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るVAVユニット制御装置1を備えた空調システム100を示す図である。空調システム100は、複数の部屋を対象に空調を行うものであり、図1では、部屋A〜Cがそれぞれ空調対象空間となっている場合を示している。なお、空調システム100の空調対象空間の個数は、実施の形態1では一例として3つの場合を示すが、それ以外の個数であっても構わない。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing an
空調システム100は、VAVユニット制御装置1、空調機2、ダクト3、VAVユニット4A〜4C及び室外ユニット5等を有する。
VAVユニット制御装置1は、VAVユニット4A〜4Cを制御する。具体的には、VAVユニット制御装置1は、VAVユニット4A〜4Cが有するダンパ41A〜41Cの開度を制御する。以下では、「ダンパ41A〜41Cの開度」を適宜「VAVユニット4A〜4Cの開度」とも表記する。
空調機2は、冷風又は温風を作り送出する。空調機2は、建物の天井等に設置され、熱交換器21及び送風ファン22等を有する。空調機2は、室外ユニット5との間で冷媒を循環し、熱交換器21にて冷媒と熱交換させた空気を送風ファン22によって冷風又は温風として送出する。
The
The VAV unit control device 1 controls the
The
ダクト3は、空調機2と部屋A〜Cとの間に設けられ、空調機2が送出した冷風又は温風を部屋A〜Cへ導く。
VAVユニット4A〜4Cは、部屋A〜Cごとに設けられている。VAVユニット4A〜4Cはそれぞれ、ダンパ41A〜41C等を有する。VAVユニット4A〜4Cは、ダクト3と部屋A〜Cの吹出し口との間に設けられており、ダンパ41A〜41Cによって、対応する部屋へ吹き出す風量を調整する。
室外ユニット5は、圧縮機51及び熱交換器52等を有し、室外に設けられている。圧縮機51及び熱交換器52等の働きにより、暖房時は冷媒が温められ、冷房時は冷媒が冷やされる。空調機2及び室外ユニット5の動作は、VAVユニット制御装置1と連携した不図示のシステム制御部により制御される。
The
The
ある風量の冷風又は温風を、VAVユニット4Aから部屋Aへ吹き出したい場合、VAVユニット4Aの一次側静圧が既知であれば、VAVユニット4Aのダンパ41Aの開度は一意に決まる。これは、VAVユニット4A以外のVAVユニット4B,4Cでも同様である。VAVユニットの一次側とは、VAVユニットから見て空調機2がある側を指し、上流側に相当する。しかしながら、この一次側静圧には、いくつかの変動要因がある。一次側静圧の変動は、VAVユニット4A〜4Cを制御するにあたり外乱となる。
When it is desired to blow a certain amount of cold air or hot air from the
VAVユニット4A〜4Cを制御するにあたっての外乱としては、例えば、他の部屋の風量の変動が挙げられる。空調機2が送出した冷風又は温風は、チャンバ(不図示)で分岐してダクト3により各部屋へ送られる。つまり、部屋A〜Cそれぞれの吹出し口は、チャンバを介して繋がっている。このため、部屋A〜Cの風量は互いに干渉し合っており、熱負荷の変動又は設定温度の変更等によってある1つの部屋へ吹き出される風量に変動があると、他の部屋へ吹き出される風量に影響を与える。
Disturbances in controlling the
また、他にも例えば、空調機2の風量設定の変更が、VAVユニット4A〜4Cを制御するにあたっての外乱として挙げられる。空調機2が送出する風量を増やそうと又は減らそうとして送風ファン22の回転数を変更し、空調機2の風量設定を変更すると、送風ファン22の静圧−風量特性が変わるため、全ての部屋A〜Cへ吹き出される風量に影響を与える。
In addition, for example, changing the air volume setting of the
VAVユニット制御装置1は、これらのような外乱の影響を低減するために、風量算出部11、ファン静圧算出部12、一次側静圧算出部13、抵抗算出部14、開度算出部15及び補正部16を有する。図2は、VAVユニット制御装置1による制御の概要を示す図である。
風量算出部11は、部屋A〜Cごとに、目標値を部屋の設定温度とし、制御量を当該部屋の室内温度とするフィードバック演算、例えばPID(Proportional Integral Differential)演算により、当該部屋に吹出すことが要求される要求風量を算出する。風量算出部11は、部屋の設定温度を、例えば不図示のリモコンから取得する。当該リモコンは例えば部屋ごとに置かれており、ユーザは、当該リモコンを操作して希望する設定温度を空調システム100に指示することができる。また、風量算出部11は、部屋の室内温度を、当該部屋に設けられた不図示の温度センサから取得する。当該温度センサは、例えば、ユーザが設定温度を指示するための不図示のリモコンに内蔵されている。風量算出部11は、算出した各部屋の要求風量をファン静圧算出部12、一次側静圧算出部13、抵抗算出部14及び補正部16に出力する。
In order to reduce the influence of such disturbances, the VAV unit control device 1 has an air
The air
ファン静圧算出部12は、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を合計、実施の形態1では部屋A〜Cの要求風量を合計して、合計風量を算出する。そして、ファン静圧算出部12は、合計風量と、空調機2の送風ファン22の静圧−風量特性とを用いて、送風ファン22の出口静圧を算出する。風量設定ごとの送風ファン22の静圧−風量特性は、送風ファンの仕様として既知であるので、送風ファン22の吹き出し風量が定まれば、その風量に対応した送風ファン22の静圧−風量特性から送風ファン22の出口静圧は算出可能である。ファン静圧算出部12は、部屋A〜Cの要求風量を合計した合計風量が送風ファン22から送出されると仮定して、当該合計風量つまり送風ファン22の風量設定と、送風ファン22の静圧−風量特性とを用いてその際の送風ファン22の出口静圧を推定する。なお、風量設定ごとの送風ファン22の静圧−風量特性は、不図示の記憶部に予め記憶されている。ファン静圧算出部12は、算出した送風ファン22の出口静圧を一次側静圧算出部13に出力する。
The fan static
このように、VAVユニット制御装置1は、部屋A〜Cの要求風量を合計した合計風量が送風ファン22から送出されるとの仮定のもと、ファン静圧算出部12で上記のように送風ファン22の出口静圧を算出することにより、他の部屋の風量の変動、及び、空調機2の風量設定の変更等の外乱の影響を、送風ファン22の出口静圧の算出以降の計算に反映している。
As described above, in the VAV unit control device 1, the fan static
一次側静圧算出部13は、VAVユニット4A〜4Cごとに、一次側静圧を算出する。VAVユニット4Aの一次側静圧であれば、一次側静圧算出部13は、風量算出部11が算出した部屋Aの要求風量と、ファン静圧算出部12が算出した送風ファン22の出口静圧と、送風ファン22とVAVユニット4Aとの間に設けられたダクト3の空気抵抗とを用いて、VAVユニット4Aの一次側静圧を算出する。VAVユニット4B,4Cの一次側静圧の算出についても、同様である。なお、送風ファン22からVAVユニット4Aに至るまでにどれ程の空気抵抗をダクト3から受けるかは、実測又は数値計算等により予め求められて、不図示の記憶部に記憶されている。一次側静圧算出部13は、算出したVAVユニット4A〜4Cの一次側静圧を抵抗算出部14に出力する。
The primary side static
抵抗算出部14は、VAVユニット4A〜4Cごとに、要求される空気抵抗を算出する。VAVユニット4Aの空気抵抗であれば、抵抗算出部14は、風量算出部11が算出した部屋Aの要求風量と、一次側静圧算出部13が算出したVAVユニット4Aの一次側静圧とを用いて、VAVユニット4Aに要求される空気抵抗を算出する。VAVユニット4B,4Cに要求される空気抵抗の算出についても、同様である。抵抗算出部14は、算出したVAVユニット4A〜4Cに要求される空気抵抗を開度算出部15に出力する。
The
開度算出部15は、VAVユニット4A〜4Cごとに、開度を算出する。VAVユニット4Aの開度であれば、開度算出部15は、抵抗算出部14が算出したVAVユニット4Aに要求される空気抵抗と、VAVユニット4Aの開度−空気抵抗特性とを用いて、VAVユニット4Aの開度を算出する。VAVユニット4Aの各開度における風量−差圧特性は、既知である。VAVユニット4Aの差圧とは、VAVユニット4Aの一次側と二次側の差圧である。VAVユニット4Aの開度−空気抵抗特性は、VAVユニット4Aの風量−差圧特性を開度ごとに線形近似することで求めることができる。例えば、VAVユニット4Aの開度αでの風量−差圧特性が図3に示す曲線Sであるとする。この曲線Sを線形近似した直線Lの傾きから、開度αでの空気抵抗を求める。開度ごとの空気抵抗をいくつか求めて、開度−空気抵抗特性を定める。このようにして開度−空気抵抗特性を予め定め、不図示の記憶部に記憶させておく。
VAVユニット4B,4Cの開度の算出についても、同様である。
The opening
The same applies to the calculation of the opening degree of the
補正部16は、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を合計した合計風量が、送風ファン22の送風能力を超えており、全ての部屋A〜Cの要求風量が同時に達成可能ではない場合、合計風量を下げる補正を行うためのものである。
補正部16は、例えば、優先度が低い部屋の設定温度を緩和して風量算出部11に出力し、風量算出部11は、補正部16が出力した緩和後の設定温度を用いて、当該部屋の要求風量を算出し直す。部屋A〜Cの優先度は、予め設定されている。設定温度を緩和することは、暖房時であれば設定温度を下げることを指し、冷房時であれば設定温度を上げることを指す。例えば、暖房時であれば設定温度が2℃下げられ、冷房時であれば設定温度が1℃上げられる。
In the
For example, the
なお、補正部16は、優先度が最も低い部屋だけでなく、その次に低い部屋についても設定温度を緩和するなど、複数の部屋の設定温度を緩和するようにしてもよい。また、補正部16は、優先度に拘らず全ての部屋の設定温度を緩和するようにしてもよい。
また、補正部16は、合計風量が送風ファン22の送風能力を超えない程度の値に収まるように、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を直接下げて、その下げた値をファン静圧算出部12、一次側静圧算出部13及び抵抗算出部14に出力するよう風量算出部11に指示してもよい。
The
Further, the
また、補正部16は、送風ファン22のその時点での実際の風量設定を用いて、優先度が低い部屋の設定温度を緩和するかを判定してもよい。例えば、送風ファン22がその時点で風量設定が最大の状態で動作しており、かつ、設定温度を緩和する対象である優先度が低い部屋以外の部屋に対応するVAVユニットの中にその時点での開度が100%のものがあり、かつ、VAVユニットの開度が100%となっているその部屋の室内温度が設定温度に閾値以上足りない場合に、優先度が低い部屋の設定温度が緩和される。閾値は、例えば1.5℃程度に設定される。
送風ファン22のその時点での実際の風量設定は、空調機2及び室外ユニット5を制御する不図示のシステム制御部から取得可能である。
Further, the
The actual air volume setting of the
風量算出部11、ファン静圧算出部12、一次側静圧算出部13、抵抗算出部14、開度算出部15及び補正部16は、例えば、不図示のプロセッサが不図示のメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサ及び複数のメモリを連携させて実現してもよい。
In the air
次に、上記のように構成されたVAVユニット制御装置1の処理の一例について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
VAVユニット制御装置1は、ユーザが不図示のリモコンを操作するなどして指示した設定温度を取得する。また、VAVユニット制御装置1は、各部屋に設けられた不図示の温度センサから室内温度を周期的に取得する。VAVユニット制御装置1が設定温度及び室内温度を取得している状況下で、図4に示すフローチャートは、周期的、例えば室内温度を取得するたびに行われる。
Next, an example of the processing of the VAV unit control device 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The VAV unit control device 1 acquires a set temperature instructed by the user by operating a remote controller (not shown) or the like. Further, the VAV unit control device 1 periodically acquires the room temperature from a temperature sensor (not shown) provided in each room. Under the condition that the VAV unit control device 1 has acquired the set temperature and the room temperature, the flowchart shown in FIG. 4 is performed periodically, for example, every time the room temperature is acquired.
風量算出部11は、部屋A〜Cごとに、目標値を部屋の設定温度とし、制御量を当該部屋の室内温度とするフィードバック演算により、当該部屋に吹出すことが要求される要求風量を算出する(ステップST1)。風量算出部11は、算出した要求風量を補正部16に出力する。
The air
続いて、補正部16は、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を合計した合計風量が、送風ファン22の送風能力を超えるかを判定する(ステップST2)。例えば、補正部16は、合計風量が送風ファン22の最大送風量を超える場合に、送風ファン22の送風能力を超えていると判定する。
補正部16が、合計風量が送風ファン22の送風能力を超えると判定した場合(ステップST2;YES)、補正部16は、優先度が低い部屋の設定温度を緩和して風量算出部11に出力する(ステップST3)。
続いて、風量算出部11は、緩和後の設定温度を用いて、設定温度が緩和された部屋の要求風量を、フィードバック演算により再度算出する(ステップST4)。ステップST4の処理の後は、ステップST2の処理に戻り、合計風量が送風ファン22の送風能力を超えなくなるまでステップST3及びステップST4の処理が繰り返される。
Subsequently, the
When the
Subsequently, the air
補正部16が、合計風量が送風ファン22の送風能力を超えないと判定した場合(ステップST2;NO)、風量算出部11はファン静圧算出部12、一次側静圧算出部13及び抵抗算出部14に算出した各部屋の要求風量を出力し、ファン静圧算出部12は風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を合計した合計風量と、空調機2の送風ファン22の静圧−風量特性とを用いて、送風ファン22の出口静圧を算出する(ステップST5)。ファン静圧算出部12は、算出した送風ファン22の出口静圧を一次側静圧算出部13に出力する。
When the
続いて、一次側静圧算出部13は、VAVユニット4A〜4Cごとに、一次側静圧を算出する(ステップST6)。既に述べたように、例えばVAVユニット4Aの一次側静圧であれば、一次側静圧算出部13は、風量算出部11が算出した部屋Aの要求風量と、ファン静圧算出部12が算出した送風ファン22の出口静圧と、送風ファン22とVAVユニット4Aとの間に設けられたダクト3の空気抵抗とを用いて、VAVユニット4Aの一次側静圧を算出する。一次側静圧算出部13は、算出したVAVユニット4A〜4Cの一次側静圧を抵抗算出部14に出力する。
Subsequently, the primary side static
続いて、抵抗算出部14は、VAVユニット4A〜4Cごとに、要求される空気抵抗を算出する(ステップST7)。既に述べたように、例えばVAVユニット4Aの空気抵抗であれば、抵抗算出部14は、風量算出部11が算出した部屋Aの要求風量と、一次側静圧算出部13が算出したVAVユニット4Aの一次側静圧とを用いて、VAVユニット4Aに要求される空気抵抗を算出する。抵抗算出部14は、算出したVAVユニット4A〜4Cに要求される空気抵抗を開度算出部15に出力する。
Subsequently, the
続いて、開度算出部15は、VAVユニット4A〜4Cごとに、開度を算出する(ステップST8)。既に述べたように、例えばVAVユニット4Aの開度であれば、開度算出部15は、抵抗算出部14が算出したVAVユニット4Aに要求される空気抵抗と、VAVユニット4Aの開度−空気抵抗特性とを用いて、VAVユニット4Aの開度を算出する。
Subsequently, the opening
以上のようにして、VAVユニット制御装置1によりVAVユニット4A〜4Cの開度が算出される。算出された開度は、対応するVAVユニット4A〜4Cに出力され、VAVユニット4A〜4Cは、VAVユニット制御装置1が算出した開度となるようにモータ等を備えた不図示の駆動機構によりダンパ41A〜41Cを回動させる。
また、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量は、空調機2及び室外ユニット5を制御する不図示のシステム制御部に出力され、当該システム制御部に制御された空調機2から、各部屋の要求風量を合計した合計風量の冷風又は温風が送出される。具体的には、当該システム制御部には、送風ファン22の回転数として、各部屋の要求風量を合計した合計風量に対応できる回転数、つまり当該合計風量を供給可能な回転数を算出する送風ファン出力設定部が備えられている。なお、空調機2の仕様として送風ファン22が段階的な設定、例えば弱・中・強という3段階での風量設定に対応しているものである場合、送風ファン出力設定部は、弱・中・強の3段階のうち合計風量に応じたいずれかの段階を選択することで、合計風量に対応できる回転数を実質的に算出する。つまりこの場合、段階を選択することが、回転数を算出することを意味している。そして、送風ファン出力設定部は、制御信号を出力して、算出した回転数を送風ファン22に設定する。このような送風ファン出力設定部を、VAVユニット制御装置1は、不図示のシステム制御部にて有している。
As described above, the VAV unit control device 1 calculates the opening degree of the
Further, the required air volume of each room calculated by the air
このように、VAVユニット制御装置1は、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を用いた、他の部屋の風量の変動及び空調機2の風量設定の変更等の外乱を考慮したフィードフォワード補正を取り入れて制御を行う。これにより、VAVユニット4A〜4Cが送出する風量を計測する風量センサ、又は、風圧を計測する圧力センサを用いることなく外乱の影響を低減した制御を行うことができる。これに対し、既に述べたように従来は、上記のような外乱の影響を取り除くために、風量センサ又は圧力センサが必須となるフィードバック制御が行われていた。
In this way, the VAV unit control device 1 uses the required air volume of each room calculated by the air
図5は、上記したVAVユニット制御装置1によるVAVユニット4A〜4Cの開度の算出方法を、等価回路を用いて説明するものである。図5の等価回路は、送風ファン22、ダクト3及びVAVユニット4A〜4C等を電圧源と抵抗に置き換えたものである。
図5において、空気抵抗Riは、送風ファン22の速度つまり回転数選択後の空調機2内部での空気抵抗と、空気抵抗R0との和である。空気抵抗R0は、空調機2からチャンバ出口までの空気抵抗である。また、風量I0は、空調機2が送出する総風量であり、風量I1と風量I2と風量I3との合計値である。また、空気抵抗R1〜R3は、チャンバ出口からVAVユニット4A〜4Cまでのダクト3の空気抵抗である。また、空気抵抗RV1〜RV3は、VAVユニット4A〜4Cの空気抵抗である。
FIG. 5 describes a method of calculating the opening degree of the
In FIG. 5, the air resistance R i is the sum of the speed of the
送風ファン22からチャンバ出口までの圧力損失Vrsは、式(1)のように表される。
Vrs=Ri×I0 (1)
したがって、チャンバ出口での空気圧Vcは、式(2)のように表される。
Vc=Ei−Vrs (2)
The pressure loss Vrs from the
V rs = R i × I 0 (1)
Therefore, the air pressure V c at the outlet of the chamber is expressed by the equation (2).
V c = E i −V rs (2)
そして、部屋Aに風量I1で吹出したいのであれば、VAVユニット4Aに要求される空気抵抗RV1は、式(3)のように表される。
RV1=Vc/I1−R1 (3)
同様に、VAVユニット4Bに要求される空気抵抗RV2は、式(4)のように表され、VAVユニット4Cに要求される空気抵抗RV3は、式(5)のように表される。
RV2=Vc/I2−R2 (4)
RV3=Vc/I3−R3 (5)
Then, if it is desired to blow out to the room A with an air volume I 1 , the air resistance R V1 required for the
R V1 = V c / I 1- R 1 (3)
Similarly, the air resistance R V2 required for the
R V2 = V c / I 2- R 2 (4)
R V3 = V c / I 3- R 3 (5)
式(3)により求めた空気抵抗RV1を得るために必要なVAVユニット4Aの開度A1は、開度−空気抵抗特性を用いて算出される。VAVユニット4Aの空気抵抗から開度を求める関数をfra()とすると、開度A1は式(6)のように表される。
A1=fra(RV1) (6)
同様に、空気抵抗RV2を得るために必要なVAVユニット4Bの開度A2は、式(7)のように表され、空気抵抗RV3を得るために必要なVAVユニット4Cの開度A3は、式(8)のように表される。
A2=fra(RV2) (7)
A3=fra(RV3) (8)
Opening A 1 of
A 1 = fla (R V1 ) (6)
Similarly, the opening degree A 2 of the
A 2 = fla (R V2 ) (7)
A 3 = fla (R V3 ) (8)
図5では、ダクト3による空気抵抗だけでなく、式(1)(2)のように送風ファン22からチャンバ出口までの圧力損失、つまりチャンバによる空気抵抗も考慮したが、空調システム100がチャンバによる影響の少ない構成を採る場合等は、適宜チャンバによる空気抵抗を考慮せずにVAVユニット4A〜4Cの一次側静圧を算出してもよい。
In FIG. 5, not only the air resistance due to the
なお、上記の説明では、ダクトシステム全体の流量と圧力損失の関係を線形に近似したことによる若干の誤差が生じるが、風量算出部11でのフィードバック演算によりその誤差は解消され、各部屋が最終的に到達する室内温度の精度には影響しない。
In the above explanation, a slight error occurs due to the linear approximation of the relationship between the flow rate and the pressure loss of the entire duct system, but the error is eliminated by the feedback calculation in the air
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、VAVユニット制御装置1は、風量算出部11が算出した各部屋の要求風量を用いることで、他の部屋の風量の変動及び空調機2の風量設定の変更等の外乱を考慮してVAVユニット4A〜4Cを制御することができる。これにより、VAVユニット4A〜4Cが送出する風量を計測する風量センサ、又は、風圧を計測する圧力センサを設けなくても、外乱の影響を低減した制御を行うことができる。
また、制御の際に外乱の影響を低減できることにより、室内温度を設定温度にするまでの応答速度の向上にもつながる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the VAV unit control device 1 uses the required air volume of each room calculated by the air
In addition, since the influence of disturbance can be reduced during control, the response speed until the room temperature reaches the set temperature can be improved.
また、優先度が低い空調対象空間の設定温度を緩和する補正部16を備え、風量算出部11は、補正部16により緩和された設定温度を用いて要求風量を算出することとした。これにより、優先度の高い部屋で優先的に設定温度が達成されるように空調することができる。
Further, a
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, it is possible to modify any component of the embodiment or omit any component of the embodiment within the scope of the invention.
1 VAVユニット制御装置
2 空調機
3 ダクト
4A VAVユニット
4B VAVユニット
4C VAVユニット
5 室外ユニット
11 風量算出部
12 ファン静圧算出部
13 一次側静圧算出部
14 抵抗算出部
15 開度算出部
16 補正部
21 熱交換器
22 送風ファン
41A ダンパ
41B ダンパ
41C ダンパ
51 圧縮機
52 熱交換器
100 空調システム
1
Claims (4)
目標値を空調対象空間の設定温度とし、制御量を当該空調対象空間の室内温度とするフィードバック演算により、当該空調対象空間に要求される要求風量を算出する風量算出部と、
前記風量算出部により算出された要求風量を全ての空調対象空間について合計した合計風量と、前記空調機の送風ファンの静圧−風量特性とを用いて、前記送風ファンの出口静圧を算出するファン静圧算出部と、
前記風量算出部により算出された空調対象空間に要求される要求風量と、前記ファン静圧算出部により算出された出口静圧と、前記送風ファンと当該空調対象空間に対応するVAVユニットとの間に設けられたダクトの空気抵抗とを用いて、当該VAVユニットの一次側静圧を算出する一次側静圧算出部と、
前記風量算出部により算出された空調対象空間に要求される要求風量と、前記一次側静圧算出部により算出された当該空調対象空間に対応するVAVユニットの一次側静圧とを用いて、当該VAVユニットに要求される空気抵抗を算出する抵抗算出部と、
前記抵抗算出部により算出されたVAVユニットに要求される空気抵抗と、当該VAVユニットの開度−空気抵抗特性とを用いて、当該VAVユニットの開度を算出する開度算出部とを備えることを特徴とするVAVユニット制御装置。 A VAV unit that is provided for each of a plurality of air-conditioned spaces and adjusts the amount of air blown to the corresponding air-conditioned space in response to cold air or hot air sent by one air conditioner provided for the plurality of air-conditioned spaces. It is a VAV unit control device that controls
An air volume calculation unit that calculates the required air volume required for the air conditioning target space by feedback calculation with the target value as the set temperature of the air conditioning target space and the control amount as the indoor temperature of the air conditioning target space.
The total air volume, which is the sum of all the air conditioning target space required air amount calculated static pressure of the blower fan of the air conditioner by the air amount calculation section - by using the air volume characteristics, calculates the outlet static pressure of the blowing fan Fan static pressure calculation unit and
Between the required air volume required for the air-conditioning target space calculated by the air volume calculation unit, the outlet static pressure calculated by the fan static pressure calculation unit, and the blower fan and the VAV unit corresponding to the air-conditioning target space. The primary side static pressure calculation unit that calculates the primary side static pressure of the VAV unit using the air resistance of the duct provided in
The required air volume required for the air conditioning target space calculated by the air volume calculation unit and the primary side static pressure of the VAV unit corresponding to the air conditioning target space calculated by the primary side static pressure calculation unit are used. A resistance calculation unit that calculates the air resistance required for the VAV unit,
It is provided with an opening degree calculation unit for calculating the opening degree of the VAV unit by using the air resistance required for the VAV unit calculated by the resistance calculation unit and the opening degree-air resistance characteristic of the VAV unit. A VAV unit control device characterized by.
前記風量算出部は、前記補正部により緩和された設定温度を用いて要求風量を算出することを特徴とする請求項1記載のVAVユニット制御装置。 Equipped with a correction unit that relaxes the set temperature of the air-conditioned space with low priority
The VAV unit control device according to claim 1, wherein the air volume calculation unit calculates a required air volume using a set temperature relaxed by the correction unit.
風量算出部が、目標値を空調対象空間の設定温度とし、制御量を当該空調対象空間の室内温度とするフィードバック演算により、当該空調対象空間に要求される要求風量を算出する風量算出ステップと、
ファン静圧算出部が、前記風量算出ステップにより算出された要求風量を全ての空調対象空間について合計した合計風量と、前記空調機の送風ファンの静圧−風量特性とを用いて、前記送風ファンの出口静圧を算出するファン静圧算出ステップと、
一次側静圧算出部が、前記風量算出ステップにより算出された空調対象空間に要求される要求風量と、前記ファン静圧算出ステップにより算出された出口静圧と、前記送風ファンと当該空調対象空間に対応するVAVユニットとの間に設けられたダクトの空気抵抗とを用いて、当該VAVユニットの一次側静圧を算出する一次側静圧算出ステップと、
抵抗算出部が、前記風量算出ステップにより算出された空調対象空間に要求される要求風量と、前記一次側静圧算出ステップにより算出された当該空調対象空間に対応するVAVユニットの一次側静圧とを用いて、当該VAVユニットに要求される空気抵抗を算出する抵抗算出ステップと、
開度算出部が、前記抵抗算出ステップにより算出されたVAVユニットに要求される空気抵抗と、当該VAVユニットの開度−空気抵抗特性とを用いて、当該VAVユニットの開度を算出する開度算出ステップとを備えることを特徴とするVAVユニットの制御方法。 A VAV unit that is provided for each of a plurality of air-conditioned spaces and adjusts the amount of air blown to the corresponding air-conditioned space in response to cold air or hot air sent by one air conditioner provided for the plurality of air-conditioned spaces. It is a control method of
An air volume calculation step in which the air volume calculation unit calculates the required air volume required for the air conditioning target space by a feedback calculation in which the target value is the set temperature of the air conditioning target space and the control amount is the indoor temperature of the air conditioning target space.
Portion out the fan static pressure calculation is the total air volume, which is the sum of all the air conditioning target space required air amount calculated static pressure of the blower fan of the air conditioner by the air amount calculating step - by using the air flow characteristics, the blowing fan Fan static pressure calculation step to calculate the outlet static pressure of
The primary side static pressure calculation unit determines the required air volume required for the air conditioning target space calculated by the air volume calculation step, the outlet static pressure calculated by the fan static pressure calculation step, and the blower fan and the air conditioning target space. The primary side static pressure calculation step for calculating the primary side static pressure of the VAV unit using the air resistance of the duct provided between the VAV unit and the corresponding VAV unit, and
The resistance calculation unit determines the required air volume required for the air conditioning target space calculated by the air volume calculation step and the primary side static pressure of the VAV unit corresponding to the air conditioning target space calculated by the primary side static pressure calculation step. To calculate the air resistance required for the VAV unit using
The opening degree calculation unit calculates the opening degree of the VAV unit by using the air resistance required for the VAV unit calculated by the resistance calculation step and the opening degree-air resistance characteristic of the VAV unit. A method for controlling a VAV unit, which comprises a calculation step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070555A JP6877213B2 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | VAV unit control device and VAV unit control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070555A JP6877213B2 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | VAV unit control device and VAV unit control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018173206A JP2018173206A (en) | 2018-11-08 |
JP6877213B2 true JP6877213B2 (en) | 2021-05-26 |
Family
ID=64107248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017070555A Active JP6877213B2 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | VAV unit control device and VAV unit control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6877213B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111141240B (en) * | 2019-12-31 | 2021-01-19 | 天津华来科技股份有限公司 | House prediction method and device based on big data of intelligent air outlet |
JP7440323B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-02-28 | 三機工業株式会社 | Air terminal inspection device, inspection method, and inspection system |
CN114543198A (en) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | 汉唐集成股份有限公司 | Energy-saving air conditioning box control method and system |
US11835251B2 (en) * | 2020-12-04 | 2023-12-05 | Carrier Corporation | Method and a system for operating an air handling unit at effective static pressure |
-
2017
- 2017-03-31 JP JP2017070555A patent/JP6877213B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018173206A (en) | 2018-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6877213B2 (en) | VAV unit control device and VAV unit control method | |
JP5426322B2 (en) | Air conditioning system and air conditioning method | |
US9810462B2 (en) | Dehumidification using intermittent ventilation | |
US6996999B2 (en) | Method and apparatus for controlling humidity with an air conditioner | |
JP5896719B2 (en) | Air conditioner | |
US11879658B2 (en) | Air-conditioning ventilation system | |
WO2016035121A1 (en) | Air conditioning system control device and air conditioning system control method | |
EP2863137B1 (en) | Systems and methods for ventilating a building | |
US20130161403A1 (en) | Hvac system, a controller therefor and a method of measuring and managing ventilation airflow of an hvac system | |
JP5494620B2 (en) | VAV type air conditioning system | |
WO2019193680A1 (en) | Air conditioning system | |
WO2018185911A1 (en) | Air conditioning system | |
JP2016194388A (en) | Air Conditioning System | |
CN108291734B (en) | Method and system for operating a thermal energy exchanger | |
JP6843941B2 (en) | Air conditioning system | |
JPH0842909A (en) | Air conditioning system | |
JP7051671B2 (en) | Air conditioning control device and program | |
JPH04270853A (en) | Air conditioning apparatus | |
JP2601054B2 (en) | Air conditioner | |
JP2006250386A (en) | Ventilation air conditioner | |
JP3075863B2 (en) | Control device for air conditioner | |
JP7292245B2 (en) | heat exchange ventilation system | |
JPH0420737A (en) | Air conditioner | |
JP7350503B2 (en) | air conditioning system | |
JPH04270852A (en) | Air conditioning apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190917 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201023 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20201023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6877213 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |