JPH06221642A - 屋内温熱環境創出システム - Google Patents

屋内温熱環境創出システム

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JPH06221642A
JPH06221642A JP5013612A JP1361293A JPH06221642A JP H06221642 A JPH06221642 A JP H06221642A JP 5013612 A JP5013612 A JP 5013612A JP 1361293 A JP1361293 A JP 1361293A JP H06221642 A JPH06221642 A JP H06221642A
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JP
Japan
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indoor
fuzzy
environment
value
thermal environment
Prior art date
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Pending
Application number
JP5013612A
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English (en)
Inventor
Yoshio Maruyama
能生 丸山
Atsushi Saito
篤 斎藤
Shinichi Hashimoto
信一 橋本
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Hazama Corp
Original Assignee
Hazama Gumi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】大幅な改修を必要とせず、しかも効果的な屋内
環境を創出することが可能なシステムを提供すること。 【構成】ファジィ制御手段21、23を使った屋内温熱
環境創出システムに、個々に自己の動作をコントロール
する制御手段16〜19を保有させた。これにより、季
節、場所、環境条件などの変化に対して簡便に快適な温
熱環境を作ることができる。そして、このような既存の
屋内温熱環境創出システムに対して、PMV値22から
各々の屋内環境創出装置の運転設定値をファジィ理論を
使って推論し決定する制御装置を入れ換えて使用する場
合でも、個々の屋内環境創出装置12はそのまま使用す
ることができ、屋内温熱環境創出システムの大幅な改修
は不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建物内部の温熱環境創出
システム、特に屋内外の環境情報と時間情報とから季
節、時刻によらずに常に快適な屋内温熱環境を作るため
の制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビルディング、家屋等の建物の内部に
は、屋内にいる者の環境を良好に保つために、空調機、
床暖房機、換気装置等の複数の環境制御機器を設置して
いる。従来において、これらの環境制御機器は、温度や
湿度が一定になるよう設定値が定められ、また温度や湿
度を検出する手段を有し、前記温度や湿度の検出値が設
定値になるように作動せしめられていた。この場合、通
常設定値は管理者が決定するが、一般には一季節(冷房
期間、暖房期間、外気冷房期間)を通して一定値に保た
れる。
【0003】このような環境創出システムをさらに発展
させたものとして、例えば特開平4−131643号公
報に示されたものがある。これは屋内外環境情報、時間
情報を総合的に判断して環境制御機器の制御を行なうシ
ステムで、屋内環境情報から算出したPMV値と屋外環
境情報を使って個々の環境制御機器をファジィ制御する
ものである。このような環境創出システムとしては例え
ば図9に示すようなものがある。これは、ファジィ制御
部1と空調機用制御部2と床暖房機用制御部3と、換気
装置用制御部4とにより総合監視制御装置5を構成し、
この総合監視制御装置5の下に屋内環境創出装置として
の空調機6と、床暖房機7と換気装置8とを配して成
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の屋内温熱環境創出システムにあっては、前者
の場合は屋内に温度分布の不均一等が発生しても迅速に
対応することができない。また、複数の環境制御機器が
協調して温熱環境を作る態勢になく、それぞれの環境制
御機器が自己の目標を達成すればよいという制御方法で
あるから、このシステムが作動した場合、結果としてど
のような温熱環境が出来上がるかの予測が困難である。
また、望ましい環境を作り出すことも困難で、エネルギ
ーの浪費を招く。
【0005】後者のシステムにあっては、ファジィ制御
手段によって空調機や床暖房機などの環境制御機器の動
作制御まで一括して行なう方式となっているため、この
ようなシステムを導入するには建物の計画当初から導入
を決定しておかなければならない。他方、既存の空調シ
ステムと置き換える場合には、大幅な改修が必要であ
る。
【0006】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、大幅な改修を必要とせず、しかも効果
的な屋内環境を創出することが可能なシステムを提供す
ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、屋内温熱環境創出システムを、屋外環境
情報、屋内環境情報、時間情報を基に冷暖房や空調動作
を行なって環境創出を行なう複数の屋内環境創出装置
と、屋内環境情報からPMV値を算出するPMV値算出
手段と、PMV値、屋内外の環境情報、時間情報から環
境制御機器の運転設定値を生成し、この設定値を前記屋
内環境創出装置に与えるファジィ制御手段とで構成し、
さらに、前記屋内環境創出装置には個々に自己の動作を
コントロールする制御手段を保有させたことを要旨とす
る。
【0008】
【作用】前記構成により、暖房機や空調機などの個々の
屋内環境創出装置は予め自己の動作をコントロールする
制御手段を備えているから、それぞれが一つの中央制御
装置からの指令の下に動作することができる。そして、
このような既存の屋内温熱環境創出システムに対して、
PMV値から各々の屋内環境創出装置の運転設定値をフ
ァジィ理論を使って推論し決定する制御装置を入れ換え
て使用する場合でも、個々の屋内環境創出装置は自己の
動作を制御可能であるから、そのまま使用することがで
き、屋内温熱環境創出システム全体からみた場合、大幅
な改修は不要である。また、ファジィ制御手段は屋内環
境創出装置の運転設定値を生成するのみでよいから、ソ
フトがコンパクトになる。さらに、将来的にみても、新
型の環境制御方式が開発された場合でも、その開発され
た部分のみの入れ換えだけで済む。
【0009】
【実施例】図1は本発明による屋内温熱環境創出システ
ムの一実施例を概略的に示すブロック図である。この図
において、符号11はこの実施例に係る屋内温熱環境創
出システム全体の動作を監視する総合監視制御装置、1
2は前記総合監視制御装置11の監視の下に屋内を暖
房、空調する屋内環境創出装置である。屋内環境創出装
置12としては、空調機13、床暖房機14、換気装置
15などの各装置があり、それぞれの装置は個々に、空
調機用ローカル制御部16、床暖房機用ローカル制御部
17、換気装置用ローカル制御部18を有している。
【0010】図2は図1に示す屋内環境創出システムを
より具体化して示すブロック図である。この図におい
て、屋内環境創出装置12は空調機13などに加えて床
吹出し機19およびこの床吹出し機19の動作を制御す
る床吹出し機用ローカル制御部20を備えている。屋内
環境創出装置11は、各種条件に応じて屋内環境創出装
置12の運転モードを決める運転モード選定ファジィ制
御器21と、環境情報からPMV値(Predicted Mean V
ote:環境指標値)を算出するPMV値算出部22と、フ
ァジィ制御動作によって推論などを行ない屋内環境創出
装置12の動作のための設定値を作成するファジィ制御
機能部23とから構成されている。そして、ファジィ制
御機能部23は、屋内環境創出装置12に外気冷房を行
なわせるための外気冷房用ファジィ制御機能部23aと
暖房を行なわせるための暖房用ファジィ制御機能部23
bと、冷房を行なわせるための冷房用ファジィ制御機能
部23c、およびその他各環境創出動作のためのファジ
ィ制御機能部を有している。この総合監視制御装置11
には時間情報が入力されるカレンダー入力部24と、屋
内温熱環境創出システム全体の動作の設定値が入力され
る設定値入力部25と、屋内外の環境情報が入力される
環境情報入力部26とが接続されている。この環境情報
入力部26から入力される環境情報は各種センサー群に
よって得られるデータで、例えば屋内の温度、湿度、二
酸化炭素濃度、平均輻射温度とか、あるいは屋外の気
温、湿度、日射量、降雨量などである。設定値入力部2
5から入力される情報は、予め入力されているデータで
あり、例えば標準の起動、停止時刻、PMV値の算出で
用いる夏、冬の着衣量等である。PMV値算出部22は
環境情報、設定値および時間情報からPMV値とその変
化量であるΔPMVを算出する。運転モード設定ファジ
ィ制御器21は環境情報、設定値および時間情報から運
転モードを決定する。ファジィ制御機能部23は、カレ
ンダー入力部24、設定値入力部25、環境情報入力部
26からの入力データ、およびPMV値、ΔPMV値、
運転モードからファジィルールに基づくファジィ推論で
屋内環境創出装置12の運転設定値を推論する。この実
施例において、ファジィルールは、運転モードにしたが
って冷房用、暖房用、外気用の3種類があり、それぞれ
の運転モードに対応するファジィ制御機能部23a、2
3b、23cが設けられているが、それぞれのシステム
によってはさらに別のルールを追加することもできる。
【0011】図3は運転モード選定ファジィ制御器21
の構成を示したブロック図である。この図から明らかな
ように、運転モード選定ファジィ制御器21では、外気
温度、日射量、屋内温度およびカレンダーから運転モー
ドを推論し、その結果をファジィ制御機能部23に与え
る。この推論は本システムを起動する一定時間前に1度
だけ実行する。一般には、その日の早朝にこの推論を行
ない、その日の運転モードを決定する。
【0012】運転モードを推論するファジィルールの一
例を以下に示す。
【0013】1)if 外気温度 is 低、 外気湿
度 is 低、 日射量 is 少、屋内温度 is
低、 カレンダー is (暖房期 or 中間期) then 暖房モード 2)if 外気温度 is 中、 外気湿度 is
低、 日射量 is 少、屋内温度 is 高、 カレ
ンダー is 冷房期、 then 外気冷房モード 3)if 外気温度 is 高、 外気湿度 is
高、 日射量 is 多 屋内温度 is 高、 カレンダー is (冷房期
or 中間期) then 冷房モード このファジィルールのうち、1)は、もし、外気温度が
低く、外気湿度が低く、日射量が少なく、屋内温度が低
く、しかもカレンダーが暖房期または中間期、ならば、
暖房モードである。
【0014】という規則である。ここで「低く」、「小
さく」、「暖房期」または「中間期」は全てファジィ集
合である。
【0015】図4は運転モード選定ファジィ制御器21
で使用しているファジィ集合の一例を示す図である。こ
のファジィ集合は運転モードを決定することを目的とし
ているから、この図によれば温度の分割は、「高い」、
「中くらい」、「低い」の3分割と粗くしてある。この
場合に、温度t1が検知されると、「低い」というファ
ジィ集合に0.25、「中位」というファジィ集合に
0.75くらい適合すると変換される。
【0016】図5はPMV値算出部22の構成を示す図
である。このPMV算出部22は、カレンダー入力部2
4、設定値入力部25、環境情報入力部26からの各デ
ータを基にPMV値とその変化量ΔPMV値を算出す
る。PMV値は、室内温度、絶対湿度、平均輻射温度、
気流速の測定値と、設定値として入力されている仕事
量、着衣量から算出する。
【0017】図6はPMV値の意味内容を説明する図で
ある。この図に示すように、PMV値は部屋の中に居る
人が、その時の温熱環境をどのように感じるかを予測す
る指標であり、同図中に示すように、 +3 : 暑い +2 : 暖かい +1 : やや暖かい 0 : 快適 −1 : やや涼しい −2 : 涼しい −3 : 寒い という対応関係がある。
【0018】したがって、PMV値が0になるように環
境制御機器の運転設定値を定めることがこの実施例の屋
内温熱環境創出システムの目的である。
【0019】図7はこの実施例におけるファジィ制御機
能部23の具体的な構成例を示すブロック図である。こ
のファジィ制御機能部23には運転状態入力部27が接
続されている。この運転状態入力部27は、屋内環境創
出装置12のオン/オフや、現在の運転設定値をデータ
としてファジィ制御機能部23に入力する。ファジィ制
御機能部23は、カレンダー入力部24、設定値入力部
25、環境情報入力部26からの各データおよびPMV
値、ΔPMV値、さらに現在の屋内環境創出装置12の
運転状態情報からファジィ制御機能部ルールを使ってP
MV値を0にするために必要な運転設定値を推論し、屋
内環境創出装置12にその結果を与える。このファジィ
制御機能部23における推論動作に用いられるファジィ
制御機能部ルールの一例を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】この表1において、1)は暖房時の室内温
度が低いとき(PMV値が負)に、床吹出し温度の設定
値と床暖房機の表面温度の設定値を上げることを推論す
る規則である。また2)は室内温度が非常に低いとき
に、通常オフになっている天井吹き出し装置を起動させ
る規則である。また、3)は窓際でコールドドラフト
(窓の室内側を冷たい空気が吹き降りる現象)が発生し
たときに、やはり通常オフになっている窓際の天井吹き
出し装置を起動させる規則である。これらの規則で、N
egative Medium, Positive Medium, Positive Sma
ll などの表示はすべてファジィ集合である。
【0022】図8は、ファジィ制御機能部23の中のフ
ァジィルールで使われているPMVとΔPMVに対する
ファジィ集合のメンバーシップ関数を示す図である。こ
のうち、図8(a)はPMVに対するファジィ集合のメ
ンバーシップ関数を示す図であり、図8(b)はΔPM
Vに対するファジィ集合のメンバーシップ関数を示す図
である。PMVに対するファジィ集合は、PMVの値
(−3,−2,−1,0,1,2,3)に合わせて Ne
gative Big, Negative Medium, NegativeSmall,
Zero, ・・・とする事例があるが、この実施例の屋内
温熱環境創出システムではPMVが0の付近で細かく制
御を行ないたいために±3よりも小さい幅(例えば±
1.5)の間を7等分するようにしている。この幅はシ
ステム構築時に任意に設定することができるようにして
ある。また、前記幅はシステムを構築した後に任意に設
定するようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファジィ制御手段を使った屋内温熱環境創出システム
に、個々に自己の動作をコントロールする制御手段を保
有させたため、それぞれが一つの中央制御装置からの指
令の下に作動し、季節、場所、環境条件などの変化に対
して簡便に快適な温熱環境を作ることができる。そし
て、このような既存の屋内温熱環境創出システムに対し
て、PMV値から各々の屋内環境創出装置の運転設定値
をファジィ理論を使って推論し決定する制御装置を入れ
換えて使用する場合でも、個々の屋内環境創出装置は自
己の動作を制御可能であるから、そのまま使用すること
ができ、屋内温熱環境創出システム全体からみた場合、
大幅な改修は不要である。また、ファジィ制御手段は屋
内環境創出装置の運転設定値を生成するのみでよいか
ら、ソフトがコンパクトになる。さらに、将来的にみて
も、新型の環境制御方式が開発された場合でも、その開
発された部分の入れ換えだけで済む等、種々の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による屋内温熱環境創出システムの一実
施例を概略的に示すブロック図である。
【図2】図1に示す屋内環境創出システムをより具体化
して示すブロック図である。
【図3】運転モード選定ファジィ制御器の構成を示した
ブロック図である。
【図4】運転モード選定ファジィ制御器で使用している
ファジィ集合の一例を示す図である。
【図5】PMV値算出部の構成を示す図である。
【図6】PMV値の意味内容を説明する図である。
【図7】この実施例におけるファジィ制御機能部の具体
的な構成例を示すブロック図である。
【図8】(a) PMVに対するファジィ集合のメンバ
ーシップ関数を示す図である。 (b) ΔPMVに対するファジィ集合のメンバーシッ
プ関数を示す図である。
【図9】従来のファジィ制御採用環境創出システムの一
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 総合監視制御装置 12 屋内環境創出装置 13 空調機 14 床暖房機 15 換気装置 16、17、18、19、20 ローカル制御部 19 床吹出し機 21 運転モード選定ファジィ制御器 22 PMV値算出部 23 屋内環境創出装置 24 カレンダー入力部 25 設定値入力部 26 環境情報入力部 27 運転状態入力部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屋外環境情報、屋内環境情報、時間情報
    を基に環境創出を行なう装置と、屋内環境情報からPM
    V値を算出するPMV値算出手段と、PMV値、屋内外
    の環境情報、時間情報から環境制御機器の運転設定値を
    生成するファジィ制御手段と、ファジィ制御手段からの
    設定値に基づいて冷暖房や空調動作を行なう複数の屋内
    環境創出手段とを備え、前記屋内環境創出手段は個々に
    自己の動作をコントロールする制御手段を有しているこ
    とを特徴とする屋内温熱環境創出システム。
JP5013612A 1993-01-29 1993-01-29 屋内温熱環境創出システム Pending JPH06221642A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013612A JPH06221642A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 屋内温熱環境創出システム

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013612A JPH06221642A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 屋内温熱環境創出システム

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JPH06221642A true JPH06221642A (ja) 1994-08-12

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JP5013612A Pending JPH06221642A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 屋内温熱環境創出システム

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JP (1) JPH06221642A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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