JP7050590B2 - 温度分布可視化装置および方法 - Google Patents
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また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記時間決定部は、過去のCFD解析に要したシミュレーション時間とこのときに前記環境データを計測した計測時間とに基づいて、前記nの値を求めることを特徴とするものである。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例は、それぞれ前記CFD解析部として機能するコンピュータをn台(nは2以上の整数で、前記解析結果の入手間隔より長い前記シミュレーション時間が前記計測時間のn倍)備え、前記データ収集部によって収集された環境データを、前記n台のコンピュータで実現されるn個のCFD解析部に順番に供給するように構成されたデータ供給部をさらに備え、前記時間決定部は、前記計測時間を前記解析結果の入手間隔と等しくなるように定め、前記データ収集部は、前計測時間と等しい周期で前記環境データを収集し、前記n個のCFD解析部により、前記計測時間と等しい周期で連続的にCFD解析を実施することを特徴とするものである。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記解析結果の入手間隔は、前記オペレータによって設定される。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記環境データは、前記空間の温熱環境を調整する空調機に関する空調データを含むものである。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記環境データは、前記空間内の特定の壁面の表面温度データを含むものである。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記環境データは、前記空間内の人数のデータを含むものである。
また、本発明の温度分布可視化装置の1構成例において、前記環境データは、前記空間内の熱負荷データを含むものである。
室内の温熱環境は時定数が大きく、その変化は緩やかである。オフィスのような大空間では、特に、通常の運用の中で急激な外乱が入り、温熱環境が急激に変化することは稀である。そこで、発明者は、空調制御が行われている全ての時間についてシミュレーション情報を提供しなくても、オペレータが許容する時間間隔で、定期的に一部の時間のCFD解析を行い、シミュレーション情報を提供することで、オペレータは室内の温熱環境を把握することができ、実質的にリアルタイムの情報提供を実現することができるということに想到した。本発明では、複数の計算機に処理を分配することで、CFD解析の実行間隔の空きを埋めて、情報量を増やすことも可能である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る温度分布可視化装置の構成を示すブロック図である。温度分布可視化装置は、オペレータが許容する、解析結果の入手間隔と、CFD解析に要するシミュレーション時間とから、解析対象の空間の温熱環境に関する環境データを計測する計測時間を決定する環境データ計測時間決定部1と、環境データ計測時間決定部1によって決定された計測時間の間、センサによって計測された環境データを収集する環境計測データ収集部2aと、解析対象の空間内の空気の流れと熱伝達とをモデル化したCFDモデル3と、CFDモデル3と環境データにより、CFD解析を行い、空間の3次元温度分布を計算するCFD解析部4と、CFD解析部4の解析結果を表示するシミュレーション情報表示部5とを備えている。
T=Tm+n×Tm-Tm=n×Tm ・・・(1)
Tm=T/n ・・・(2)
空間内の熱負荷データを計測する熱負荷センサまたはセンサシステムとしては、例えば空間内の照明等の設備が消費する電力から発生熱量を計算するシステムがある。
なお、環境計測データ収集部2は、解析結果の入手間隔T(=Ts)と等しい周期で環境データを収集する。したがって、図3から明らかなとおり、環境計測データ収集部2は、今回収集した環境データに基づくCFD解析の終了予定時刻よりもTm時間前から次の環境データ収集を開始することになる。
こうして、本実施例では、オペレータが希望する時間間隔Tで解析結果を提供することができる。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図4は本発明の第2の実施例に係る温度分布可視化装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の温度分布可視化装置は、環境データ計測時間決定部1aと、環境計測データ収集部2aと、CFDモデル3と、n個(本実施例ではnは2以上の整数)のCFD解析部4a-1~4a-nと、シミュレーション情報表示部5aと、環境計測データ収集部2aによって収集された環境データを、n台のコンピュータで実現されるn個のCFD解析部4a-1~4a-nに順番に供給するデータ供給部6とを備えている。
本実施例では、図7に示すように、CFD解析部4a-1用の環境データの計測→CFD解析部4a-2用の環境データの計測→CFD解析部4a-3用の環境データの計測→CFD解析部4a-1用の環境データの計測→・・・・というように、環境データを連続的に収集する必要がある。すなわち、本実施例の環境計測データ収集部2aは、計測時間Tm(=T)と等しい周期で環境データを収集する(図6ステップS11)。収集する環境データの種類は第1の実施例と同じである。
温度分布可視化装置は、オペレータからシミュレーション終了の指示があるまで(図6ステップS15においてYes)、ステップS11~S14の処理を周期T=Tm毎に行う。したがって、シミュレーション情報表示部5aが表示する解析結果は、周期T毎に更新される。
本実施例では、1台のコンピュータで環境データ計測時間決定部1aと環境計測データ収集部2aとCFDモデル3とCFD解析部4a-1とシミュレーション情報表示部5aとデータ供給部6とを実現し、他の(n-1)台のコンピュータでCFD解析部4a-2~4a-nを1個ずつ実現し、各コンピュータをネットワークで互いに接続するようにすればよい。各コンピュータの構成は図4に示したとおりである。
次に、本発明の第3の実施例について説明する。第1、第2の実施例において、オペレータが許容する、解析結果の入手間隔Tは、オペレータが手動で設定してもよいが、本実施例は、入手間隔Tを自動的に決定するものである。図8は本実施例に係る環境データ計測時間決定部1bの構成を示すブロック図である。環境データ計測時間決定部1bは、計測時間決定部10と、入手間隔決定部11とから構成される。
次に、本発明の第4の実施例について説明する。本実施例は、第1の実施例において、上記のnの値を自動的に決定するものである。図9は本実施例に係る環境データ計測時間決定部1cの構成を示すブロック図である。環境データ計測時間決定部1cは、計測時間決定部10と、倍数決定部12とから構成される。
Ts=n×Tm ・・・(3)
また、第3の実施例と第4の実施例を組み合わせるようにしてもよい。すなわち、環境データ計測時間決定部を、計測時間決定部10と入手間隔決定部11と倍数決定部12とから構成するようにしてもよい。
Claims (11)
- オペレータが許容する、解析結果の入手間隔と、CFD解析に要するシミュレーション時間とから、解析対象の空間の温熱環境に関する環境データを計測する計測時間を決定するように構成された時間決定部と、
この時間決定部によって決定された計測時間の間、センサによって計測された前記環境データを収集するように構成されたデータ収集部と、
前記空間内の空気の流れと熱伝達とをモデル化したCFDモデルと前記環境データにより、CFD解析を行い、前記空間の3次元温度分布を計算するように構成されたCFD解析部と、
このCFD解析部の解析結果を表示するように構成された情報表示部とを備え、
前記CFD解析部は、前記シミュレーション時間と等しい周期でCFD解析を行い、
前記情報表示部は、表示する解析結果を前記解析結果の入手間隔と等しい周期毎に更新することを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1記載の温度分布可視化装置において、
前記時間決定部は、前記シミュレーション時間が前記解析結果の入手間隔と等しくなるように、前記計測時間を前記解析結果の入手間隔のn(nは1以上の整数で、前記シミュレーション時間は前記計測時間のn倍の時間)分の1の値になるように定め、
前記データ収集部は、前記解析結果の入手間隔と等しい周期で前記環境データを収集することを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項2記載の温度分布可視化装置において、
前記時間決定部は、過去のCFD解析に要したシミュレーション時間とこのときに前記環境データを計測した計測時間とに基づいて、前記nの値を求めることを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1記載の温度分布可視化装置において、
それぞれ前記CFD解析部として機能するコンピュータをn台(nは2以上の整数で、前記解析結果の入手間隔より長い前記シミュレーション時間が前記計測時間のn倍)備え、
前記データ収集部によって収集された環境データを、前記n台のコンピュータで実現されるn個のCFD解析部に順番に供給するように構成されたデータ供給部をさらに備え、
前記時間決定部は、前記計測時間を前記解析結果の入手間隔と等しくなるように定め、
前記データ収集部は、前計測時間と等しい周期で前記環境データを収集し、
前記n個のCFD解析部により、前記計測時間と等しい周期で連続的にCFD解析を実施することを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記時間決定部は、過去の前記環境データおよび過去の前記解析結果のうち少なくとも一方に基づいて、前記解析結果の入手間隔を決定することを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記解析結果の入手間隔は、前記オペレータによって設定されることを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記環境データは、前記空間の温熱環境を調整する空調機に関する空調データを含むことを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記環境データは、前記空間内の特定の壁面の表面温度データを含むことを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記環境データは、前記空間内の人数のデータを含むことを特徴とする温度分布可視化装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の温度分布可視化装置において、
前記環境データは、前記空間内の熱負荷データを含むことを特徴とする温度分布可視化装置。 - オペレータが許容する、解析結果の入手間隔と、CFD解析に要するシミュレーション時間とから、解析対象の空間の温熱環境に関する環境データを計測する計測時間を決定する第1のステップと、
この第1のステップによって決定された計測時間の間、センサによって計測された前記環境データを収集する第2のステップと、
前記空間内の空気の流れと熱伝達とをモデル化したCFDモデルと前記環境データにより、CFD解析を行い、前記空間の3次元温度分布を計算する第3のステップと、
この第3のステップの解析結果を表示する第4のステップとを含み、
前記第3のステップは、前記シミュレーション時間と等しい周期でCFD解析を行い、
前記第4のステップは、表示する解析結果を前記解析結果の入手間隔と等しい周期毎に更新することを特徴とする温度分布可視化方法。
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