JPH0245096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷温水発生装置を複数台用いて容
量制御しながら冷温水を発生させる空調システム
制御方式に関する。

〔従来の技術〕

第１図は従来およびこの発明の空調システム制
御方式の系統図である。この第１図を援用して従
来の空調システム制御装置を説明する。この第１
図において、１は集中コントローラ（以下、親機
という）である。この親機１は複数台の冷温水発
生装置３ａ〜３ｄを制御するものである。

この親機１からの信号は多重伝送用中継器２ａ
〜２ｄ（以下、子機という）に送りそこで、冷温
水発生装置３ａ〜３ｄを制御する信号に変換する
ものである。

複数台の冷温水発生装置３ａ〜３ｄは並列的に
連結され、その一端は配管Ａ１を介して、複数の
負荷側の循環ポンプ７（以下、２次ポンプとい
う）と負荷８、たとえば、フアンユニツト、エア
ハンドリングユニツトなどを通して配管Ａ２に接
続されている。配管Ａ２は冷温水発生装置３ａ〜
３ｄの各他端に連結されている。

配管Ａ２には、熱源循環ポンプ４（以下、１次
ポンプという）が設けられている。この配管Ａ２
と配管Ａ１間には、バイパス配管６ｂが接続され
ている。バイパス配管６ｂには、バイパス弁６ａ
が設けられている。

バイパス弁６ａは熱源側１００と負荷側２００
の流量バランスを調整するためのものである。

また、５は温度検出を行う多重伝送用中継器
（以下、温度検出子機という）であり、配管Ａ１
の集中出口水温を検出し、親機１により設定され
る設定水温との比較で、親機１により制御される
ようになつている。

なお、熱源側１００の１次ポンプ４は複数個で
構成され、また、負荷側の２次ポンプ７も複数個
で構成される場合、熱源側１００と負荷側２００
とのバランス部位が必要である。

第２図は従来およびこの発明の親機１、子機２
および温度検出子機５の内部構成を示しており、
これらの内部構成は同一構成をなしており、した
がつて、親機１を代表して、親機１の構成部材と
同一部分は同一符号を付するにとどめる。

親機１内には、マイクロコンピユータ９が設け
られており、その内部にデータメモリ９ａ
（RAM）を有するとともに、プログラムメモリ
９ｂ（ROM）を有している。

また、１０は電源、１１は多重伝送回路部であ
り、親機１、温度検出子機５、子機２（第１図の
子機２ａ〜２ｄを代表している）を伝送手段とし
て、多重伝送用信号線１４で接続されている。

１２はアナログ／デイジタル変換器（以下、
Ａ／Ｄ変換器という）であり、温度検出子機５に
おけるＡ／Ｄ変換器１２の場合は、そのＡ／Ｄ変
換器１２に集中出口水温検出センサ１３（たとえ
ば、サーミスタ）と、外気温度検出センサ１６
（たとえば、サーミスタ）が接続されている。

入出力部１５（以下、Ｉ／Ｏ部という）は各種
入出力を処理するものであり、親機１における
Ｉ／Ｏ部１５は各種モード入力、キー入力、表示
出力回路（図示せず）から構成されている。

また、子機２におけるＩ／Ｏ部１５は冷温水発
生装置３（第１図における冷温水発生装置３ａ〜
３ｄを代表している）の制御のための各種インタ
フエースが構成されている。

さらに、温度検出子機５におけるＩ／Ｏ部１５
は、Ａ／Ｄ変換器１２の温度検出インターフエイ
ス以外においても、ポンプの運転などのインター
フエイスも有している。（図示せず） 次に、従来の説明を第１図，第２図を援用して
説明する。第３図の温度チヤートに示すごとく、
冷温水発生装置３ａ〜３ｄの冷房時の初期始動時
の特性を示すもので、冷温水発生装置群から循環
流出する循環水の集中出口水温度T_THは温度検出
子機５で検出され、親機１に伝送され、第２図に
示すごとく、設定水温T_sより相当高い温度にな
つており、親機１は子機２に対して、冷温水発生
装置３ａ〜３ｄを全容量で運転するように制御す
る。

設定水温度Tsより高い温度の上記集中出口水
温T_THに対して、第１および第２の演算温度T₁，
T₂を設定する。

ここで、集中出口水温T_THが低下するにともな
い、温度検出子機５で第１の演算温度T₁から設
定水温度Tsまで低下する時間を計測し、このと
きの集中出口水温度T_THの単位時間当りの変化幅
Δθ₁を求め、集中出口水温度T_THが設定水温度T_s
に到達した時点で、システム中の冷温水発生容量
の所定量減量値ΔV（たとえば、１台分）だけ減
少させた容量（Ｖ−ΔV）で運転し、設定水温度
T_sから第２の演算温度T₂になるまでの時間を計
測して、水温度の単位時間当たりの変化幅Δθ₂を
求める。

上記より最適な運転容量を次の(1)式により演算
する。

V_OP＝V₀−Ｋ×（ΔV）×（Δθ₂）／Δθ₁−Δθ₂＋
Ｃ……(1) V_OP：最適運転容量 V₀：全容量 ΔV：容量Ｖの減少容量設定値 Δθ₁：演算温度T₁から設定水温度T_sまで到達す
る単位時間当たりの水温変化幅 Δθ₂：設定水温度T_sから演算温度T₂まで到達す
る単位時間当たりの水温度変化幅 Ｋ，Ｃ：定数 すなわち、温度の変化幅、変化率によつてシス
テム内の負荷量を演算していたが、負荷容量が大
きく、演算温度T₁，T₂と設定水温度T_sの変化時
間が長い場合は第３図に示すごとく問題はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、特に、負荷が小さい場合、温度
変化幅を計測する時間が演算温度T₁，T₂，設定
水温度T_s値の設定により、通常最適な１℃差程
度に設定すると、数秒〜数十秒と短いため、最適
台数設定に誤差を生じ第７図に示すごとく、必要
以上に停止されたりしていた。

また、このシステムに多重伝送技術を用い、１
対線による多重伝送用信号１４もしくは光フイイ
バなどの伝送手段に信号をのせて時分割的に処理
を行つているため、親機１，子機２ａ〜２ｄ間、
温度検出子機５間の送受信時間に遅れが生じた
り、耐ノイズ性向上などの事由により、複数回信
号データが合値して初めて正式値として扱う誤り
制御などを行つているため、信号伝送は数百ミリ
秒〜数秒間遅れが生じたり、ノイズ重畳により信
号伝達時間が長くかかり、温度変化を正確に検知
できず、冷温水発生装置３ａ〜３ｄを必要台数以
上運転したり、必要台数以上停止したりして、水
温の安定性に欠け、快適性、省エネルギ性を損う
ものであつた。

この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、負荷の大小にかかわらず、安定的
な温度調節を可能とする空調システムの温度調節
方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空調システムの温度調節方法
は、冷温水または空気の温度の変化率を計算し、
この温度変化率が所定値よりも高い場合、冷温水
発生装置あるいは空調機器を全数停止し、容量制
御について始動順位を定め、上記温度変化率に応
じて始動時間間隔を設定する。

〔作用〕

この発明においては、温度変化率が所定値より
も大きい場合、容量制御における始動時間にタイ
ムラグを設け、所定時間経過する都度運転台数を
増加させる。

〔実施例〕

以下、この発明の空調システム制御方式の実施
例について説明するが、この発明の構成に関して
は、すでに第１図および第２図で述べた通りであ
り、ここでは動作の説明に入る。

第４図はこの発明の動作の流れを示すフローチ
ヤートであり、このフローチヤートに基づいて動
作の流を説明する。まず、ステツプ２０におい
て、冷温水発生装置３ｂ〜３ｄの４台をともに始
動し、温度検出始機５により検出された集中出口
温度T_THがステツプ２１で予め定められた第１の
演算温度T₁に到達したことを親機１が検出し、
内部のマイクロコンピユータ９内の時間計測を開
始し（第３図におけるC₁）、集中出口水温度T_TH
がステツプ２２で設定水温度T_sに到達するまで
の時間C₂（第３図）を計測する。

次に、ステツプ２３にて、このときの集中出口
水温度T_THの単位時間当たりの変化幅Δθ₁（温度変
化率）を求め、マイクロコンピユータ９に内蔵の
データメモリに収納する。

次に、ステツプ２４で、設定水温度T_sに到達
した時間C₂と第１の演算温度に達した時間C₁と
の差、すなわち温度変化率としての温度降下時間
差ΔCを演算判定する。この温度降下時間差ΔCが
予めマイクロコンピユータ９に記憶された値より
も小さい、すなわち、温度変化率が所定値よりも
大きい場合、次のステツプ３１にて、第６図に示
すごとく全停止信号を出す。一方、温度降下時間
差ΔCが大きい、すなわち、温度変化率が所定値
よりも小さい場合は従来と同様に、次のステツプ
２５にて、システム中の冷温水発生装置による冷
却容量を台数制御（容量制御）によつて減少させ
る。この例では、第５図に示すごとく、１台減少
させている。

次に、ステツプ２６にて、集中出口水温T_THが
設定水温度T_sに到達した時点から時間計測して
ステツプ２７で判定する予め定められた第２の演
算温度T₂に到達する時間を計測し、単位時間当
たりの変化幅Δθ₂をステツプ２８で求める。

次にステツプ２９で演算し、最適な運転容量を
求めて、所定台数を決定する。この例において
は、冷温水発生装置を１台停止して、全冷温水発
生装置台数４台のうち、２台の安全運転をするこ
とを第５図に示している（ステツプ３０）。

また、ステツプ２４で温度変化率が大きいこと
を検出し、ステツプ３１で全停止信号を出力した
場合、その後の温度変化を監視しながら目標とす
る温度Tsになるように冷温水発生装置の運転台
数を１台ずつ増加させる（ステツプ３２，３３）。

本実施例では、温度変化率に代えて、例えば第
１の演算温度T₁から設定水温度T_sになるまでの
到達時間である温度降下時間差ΔCにより、マイ
クロコンピユータ９に収納された所定値と比較し
て、上記１台ずつ増加する場合の始動時間差が決
定される。

たとえば、温度降下時間差ΔCが30秒の場合、
始動時間差は10分、温度降下時間差ΔCが60秒の
場合、始動時間差は５分というように決定され
る。

このように動作するため、負荷が大きく、冷温
水温度が比較的緩慢な変化を示すときは、ステツ
プ２４にて負荷を演算するルーチンに入り、負荷
が小さく、冷温水温度が急速に変化する場合に
は、ステツプ２４からステツプ３１，３２を経て
ステツプ３３に入り、冷温水発生装置を全停止し
たのち、時間差始動ルーチンに入るため、従来の
ように多重伝送システムとの関連により必要台数
以上運転したり、必要台数以上停止したりして、
水温の安定性に欠けることもない。

なお、この実施例については、冷温水発生装置
について述べたが、冷蔵倉庫内に設置される低温
用空調機器を複数台用いるシステム、あるいは人
間の居室を冷暖房する空調機器にも集中出口水温
度部が倉庫、居室を代表する部分の空気温度部に
代わるだけで制御可能となる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、冷温水発生シ
ステム群により発生する冷温水の変化率を計測
し、負荷を予測するとともにこの変化率によつて
負荷演算の精度を判定し、変化率によつてその後
のタイミングを制御するようにしたので、不要な
冷却運転をさせることなく、常に負荷量に応じた
最適量で運転され、システムが安定にかつ省エネ
ルギ運転ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来およびこの発明の空調システム制
御方式の構成を示すブロツク図、第２図は第１図
の空調システム制御方式における親機、子機およ
び温度検出子機の内部構成を示すブロツク図、第
３図は同上空調システム制御方式の温度の時間的
特性変化を示す図、第４図はこの発明の空調シス
テム制御装置の動作の流水を示すフローチヤー
ト、第５図はこの発明空調システム制御方式によ
る容量制御の変化を示す図、第６図はこの発明の
空調システム制御方式における温度の時間的特性
変化を示す図、第７図は従来の空調システム制御
方式の温度の時間的特性変化を示す図である。 １……親機、２，２ａ〜２ｄ……子機、３，３
ａ〜３ｄ……冷温水発生装置、５……温度検出子
機、８……負荷。なお、図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数台の冷温水発生装置あるいは空調機器に
   対して伝送手段で遠隔制御する集中空調システム
   であつて、 上記冷温水発生装置の水温あるいは空調機器の
   気温が所定の設定温度に達するまでは全台数の冷
   温水発生装置あるいは空調機器を接続して運転
   し、 上記水温あるいは空気の温度が設定温度に達し
   たら上記設定温度の前後における温度変化率を演
   算して最適運転容量を予測し、 この最適運転容量に基づいて上記冷温水発生装
   置あるいは空調機器の接続台数中の運転台数を決
   定し容量制御を行う空調システムの温度調節方法
   において、 上記温度変化率が所定値よりも大きい場合に所
   定設定温度に達すれば全台数の冷温水発生装置あ
   るいは空調機器を停止するとともに、容量制御に
   ついて始動順位を定め、上記温度変化率に応じて
   始動時間間隔を設定することを特徴とする空調シ
   ステムの温度調節方法。