JPH0921557A - 蓄熱式空調システムコントローラー - Google Patents

蓄熱式空調システムコントローラー

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JPH0921557A
JPH0921557A JP7170951A JP17095195A JPH0921557A JP H0921557 A JPH0921557 A JP H0921557A JP 7170951 A JP7170951 A JP 7170951A JP 17095195 A JP17095195 A JP 17095195A JP H0921557 A JPH0921557 A JP H0921557A
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JP
Japan
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air conditioning
heat storage
heat
heat source
amount
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Pending
Application number
JP7170951A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Ishii
充 石井
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KIYOTA KOGYO KK
Original Assignee
KIYOTA KOGYO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱槽に夜間蓄えた熱量を利用して昼間の空
調運転を行う蓄熱式空調システムにおいて、当日の残り
の空調負荷予測を正確に行って、熱源機の最適運転制御
ができるようにする。 【構成】 空調用の熱量を電力の安い夜間に熱源機1を
運転して蓄熱槽2に蓄えておき、昼間その熱量を利用し
て空調機4の運転を行う。一方、ファジィ推量手段5に
より空調機4の現在までの運転状況、例えば直前の20
分間の運転状況から今後の残りの空調負荷の予測を行
い、更にその予測値を考慮して熱源機1の運転必要性を
ファジィ推論により求める。そして、制御手段6により
その運転必要性に応じて熱源機1の運転制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱槽に蓄えた熱量を
利用して空調運転を行う蓄熱式空調システムコントロー
ラーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】蓄熱式空調システムは、特に安価な夜間
電力を利用して空調用の熱量を蓄えておき、その熱量を
昼間有効に利用できるようにしたものである。その際、
昼間の空調に必要な熱量をすべて夜間の蓄熱によって賄
うのではなく、空調負荷の大きいときには熱源機の追い
かけ運転を併用することが経済的で一般的なこととなっ
ている。このシステムの特徴は、夜間に確実に蓄熱さ
せ、かつ昼間の熱源機の運転を必要最小限に抑えて、蓄
熱分を有効に使い切るように制御することである。
【0003】ここで、空調時間帯のある時刻における熱
源機の運転の要否は、そのときの蓄熱残量とその日の残
りの空調負荷との関係で決まるが、これには空調負荷予
測を行うことが必要で、それらの関係を的確に数量化し
て熱源機の最適運転制御を行うことが必要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の蓄熱式空調システムにあっては、気象の急
激な変化等により空調負荷予測を正確に行うことが難し
く、したがって熱源機の的確な最適運転制御を行うこと
ができず、空調の当初の目的を達成することができない
という問題点があった。
【0005】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、空調負荷予測を正確に行うことが可能
となり、熱源機の的確な最適運転制御を行うことができ
る蓄熱式空調システムコントローラーを提供することを
目的としている。
【0006】また、保守管理の立場に立ってわかり易い
制御を行うことができ、熟練者でなくても容易に適切な
操作を行うことが可能な蓄熱式空調システムを提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る蓄熱式空調
システムコントローラーは、次のように構成したもので
ある。
【0008】(1)空調用の熱量を蓄熱槽に蓄える熱源
機を有し、その蓄熱槽に蓄えられた熱量を使用して空調
運転を行う蓄熱式空調システムにおいて、当日のその時
々にて空調運転状況に基づいてその後の空調負荷量を推
量するとともに、その推量空調負荷量に基づいて前記熱
源機の運転必要量を推量する推量手段と、この推量手段
の推量結果に従って前記熱源機の運転を制御する制御手
段とを備えた。
【0009】(2)上記(1)のシステムコントローラ
ーにおいて、推量手段は、現在の空調負荷量とその単位
時間の負荷変化量と残りの空調時間からその後の空調負
荷量をファジィ推論し、その推量空調負荷量と現在の蓄
熱槽の蓄熱量とその単位時間の蓄熱変化量から熱源機の
運転必要量をファジィ推論するようにした。
【0010】(3)上記(1)または(2)のシステム
コントローラーにおいて、推量手段は、現在までの所望
の所定期間内の空調運転状況に基づいてその後の推量空
調負荷量を推量するようにした。
【0011】(4)上記(1)ないし(3)の何れかの
システムコントローラーにおいて、制御手段は、あらか
じめ設定した時間帯を除いて熱源機を運転させるように
した。
【0012】
【作用】本発明によれば、現在までの空調運転状況に基
づいて今後の予定の空調負荷量が推量され、更にその空
調負荷量に基づいて熱源機の運転必要量が推量され、そ
の推量結果に従って熱源機の運転が制御される。
【0013】また、上記の空調負荷量及び熱源機の運転
必要量は、ファジィ推論によって行われる。
【0014】
【実施例】図1は本発明に係る蓄熱式空調システムコン
トローラーの基本構成を示すブロック図である。このシ
ステムは、不図示の商用交流電源からの電力によって駆
動される熱源機1により昼間の空調に必要な熱量が蓄熱
槽2に蓄えられ、運転手段3はその蓄熱槽2に蓄えられ
た熱量を使用して空調機4の空調運転を行うように構成
されている。
【0015】また、ファジィ推量手段5は、当日のその
時々にて空調運転状況に基づいてその後の空調負荷量、
つまりその日の残りの空調負荷量をファジィ推論で推量
するとともに、その推量空調負荷量に基づいて熱源機1
の運転必要量をファジィ推論で推量する。そして、制御
手段6は、そのファジィ推量手段5の推量結果に従って
熱源機1の運転を制御するようになっている。
【0016】図2は上記の構成に基づく本実施例のシス
テム系統を示す図である。蓄熱槽2は複数の槽に区切ら
れており、両端の低温槽2aと高温槽2bの間の各槽
(No.1〜No.n+1)はそれぞれ蓄熱温度が異な
っている。そして、熱源機1にはポンプ7により高温槽
2bからの水が流入され、ここで熱交換された冷水は低
温槽2aに戻される。
【0017】また、空調に使用される低温槽2aの冷水
はポンプ8により配管ヘッダー9に送られ、ここから各
空調機4a,4bに供給される。各空調機4a,4bの
排出側にはそれぞれ流量制御弁10a,10bが介装さ
れており、空調に使用された冷水は高温槽2bに送られ
る。
【0018】なお、ここでは空調として冷房を行う場合
を示しているが、暖房を行うこともでき、また空調機も
1台あるいは3台以上とする構成でも良い。
【0019】上記構成のシステムではファジィ推論を採
用しているが、これによりシステムを熟知した運転管理
者が実際の運転状況や気象状況を注意深く監視しながら
熱源機1を制御するのと同等の制御を行うことができ、
急激な気象の変化にも対応した無駄のない運転を実現さ
せることができる。
【0020】すなわち、昼間の熱源機1の追いかけ運転
制御にファジィ推論を採用することにより、その日の実
際の運転状況から得られる情報のみにより負荷予測を行
い、その予測に基づいた熱源機1の最適運転制御を行う
ことができる。したがって、上記のように機械室に運転
管理者がいて常時運転状況を監視しながら熱源機1を制
御するのと同等の効果を期待することができる。
【0021】また、熱源機1の運転の必要性、つまり熱
源必要度の設定値の増減のみによって負荷状況に関係な
く空調終了時の残蓄熱量を調整でき、特別な知識がなく
ても容易に管理することができる。
【0022】表1は本実施例のシステムと従来システム
との間の相違点を比較して示したものである。
【0023】
【表1】
【0024】次に、上述のファジィ推論について具体的
に説明する。前述のように、熱源機1の運転要否はその
ときの蓄熱残量と空調負荷との関係で決まる。
【0025】まずファジィ推量手段5は、現在の空調負
荷量(%)とその単位時間の負荷変化量(%)と当日の
残りの空調時間(空調残時間)から今後の予定の空調負
荷量、つまり残りの空調負荷量をファジィ推論する。こ
のとき、個々の情報と残りの空調負荷との関係は図3に
示すようになる。
【0026】図3の(a)は現在負荷量と残負荷との関
係を示したもので、現在の負荷量が大きければ残りの負
荷も大きい可能性が高い。図3の(b)は単位時間の負
荷変化量と残負荷との関係を示したもので、負荷変化が
増加傾向にあるときは残りの負荷は大きくなる可能性が
高い。図3の(c)は空調残時間と残負荷との関係を示
したもので、空調時間帯が終わりに近づくにつれて残り
の負荷は当然小さくなる。
【0027】そして、実際には上記三つの情報は時々刻
々変化してさまざまな状況を示すが、相互の関係を適切
に設定することで、熟練者の微妙な感覚を反映した残り
の空調負荷量を得ることができる。
【0028】次にファジィ推量手段5は、上記求めた残
りの空調負荷量と現在の蓄熱槽2の蓄熱量(%)とその
単位時間の蓄熱変化量(%)から熱源機1の運転必要量
(熱源運転の必要性)をファジィ推論する。このとき、
個々の情報と熱源運転の必要性との関係は図4に示すよ
うになる。
【0029】図4の(a)は現在の蓄熱量と熱源必要度
との関係を示したもので、蓄熱量が多ければ熱源運転の
必要性は当然小さくなる。図4の(b)は蓄熱変化量と
熱源必要度との関係を示したもので、蓄熱量の減少傾向
が大きいほど熱源運転の必要性は増す傾向にある。図4
の(c)は残負荷量と熱源必要度との関係を示したもの
で、残負荷量が大きいほど熱源運転の必要性は当然増す
傾向にある。
【0030】そして、上述の最初の推論と同様、これら
の三つの情報の量と熱源運転の必要性の相互の関係を適
切に設定することで、さまざまな状況に対応した熱源運
転の必要度を得ることができる。
【0031】図5は上述のファジィ推論の詳細な流れを
示す図である。まず、与えられた設計条件、空調機の2
次流量、2次側往温度、2次側還温度及び現在時刻のデ
ータ前処理が行われ、上述の残負荷予測の第1回目の推
論実行に必要な現在負荷量、負荷変化量及び空調残時間
が求められる。
【0032】同時に、蓄熱槽2の槽内温度などの情報か
ら熱源必要度の予測の第2回目の推論実行に必要な現在
の蓄熱量及び蓄熱変化量が求められる。このとき、制御
手段6があらかじめ設定した時間帯を除いて熱源機1を
運転させるピークカット指定などの情報も入力され、2
回目の推論実行に際しては仮想蓄熱量の情報が使われる
場合もある。
【0033】ここで、本実施例では上述の推論間隔ごと
にその時点の運転データを取り込んでファジィ推論を行
っており、推論結果で得られた熱源必要度を設定値と比
較して熱源機1のオン,オフを制御している。
【0034】すなわち、過去から現在までの所望の所定
期間内の空調運転状況に基づいて残りの空調負荷量を推
量する際、従来のように過去の運転実績などからあらか
じめ推定するのではなく、その日のその時々の運転状況
から推定することにより、気象の急激な変化にも対応で
き、空調負荷状況にかかわらず残蓄熱量の制御を行うこ
とができる。
【0035】図6は上述のファジィ推論に従って熱源機
1を起動させる制御の流れを示す図である。ロジック回
路処理では、上述の熱源必要度の他に各種時間帯設定、
2次側運転、蓄熱完了、熱源機出口温度及びピークカッ
ト解除などの情報が使われ、その処理結果として熱源機
起動指令が出力される。
【0036】このようにして、空調負荷予測を正確に行
うことで、熱源機1の的確な最適運転制御を行うことが
でき、また保守管理の立場に立った分かり易い制御を行
うことができ、前述のように熟練者でなくとも容易に適
切な操作を行うことができる。
【0037】また、上述の推論結果、処理結果あるいは
運転状況など運転管理に必要な情報は不図示のモニタ用
CRT画面に表示させることができ、運転状態の調整も
画面上で行えるようになっている。
【0038】次に、図7を用いてファジィ推論の具体的
手法について説明する。図7は各種の情報を関数を用い
て定量化して示したものである。
【0039】システムから得られる各種の情報量を運転
管理者の知識と経験に応じた言語表現に置き換えるため
に、ファジィ推論でメンバーシップ関数を定義する。例
えば、現在の空調負荷量の定格最大負荷量に対する割合
が%で与えられているとすると、このときの運転管理者
の感覚で「空調負荷大」という言葉の意味は図7の
(a)のように関数を用いて定量化することができる。
【0040】図7の(a)の横軸は現在の負荷量
(%)、縦軸は適合度を表す数値を示している。例えば
現在の負荷量が80%であれば適合度は0.76とな
り、空調負荷が大きいという言語表現のあいまいさを表
している。同様にして、空調負荷が大きい、普通、小さ
い三つの言語表現で現在の負荷量を定義すると図7の
(b)に示すようになる。
【0041】ここで、簡単のために現在の負荷量X1と
空調の残時間X2をシステムからの情報とし、この情報
から残りの空調負荷Y1を推論する過程を述べる。この
とき、各々のメンバーシップ関数は図7の(b)のよう
に定義しておく。
【0042】IF……THENの形式で表される言語表
現は、大きい(多い)を(P)、普通(中くらい)を
(Z)、小さい(少ない)を(N)として、X1,X
2,Y1,(P),(Z),(N)のラベルに置き換え
られる。そして、IF X1=(P) AND X2=
(P) THEN Y=(P)のように表現し、現在の
負荷量が63%で空調の残時間が2.4時間(h)とす
ると、図7の(c),(d)のように表すことができ
る。
【0043】図7の(c)は現在の負荷量、図7の
(d)は空調の残時間を示しており、現在の負荷量X1
に対して(N)=0.00,(Z)=0.83,(P)
=0.12、また空調の残時間X2に対しては(N)=
0.60,(Z)=0.20,(P)=0.00となっ
ている。
【0044】また、残りの空調負荷Y1をメンバーシッ
プ関数の表で示すと図7の(e)のようになり、ファジ
ィ推論の出力となる残負荷予測は図7の(f)の斜線部
の重心として求められる。この例では、0〜1000の
間の数値として得ることができる。そして、この残負荷
予測を基に前述の熱源必要度を得ることができる。
【0045】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現在ま
での空調運転状況に基づいて今後の予定の空調負荷量を
推量し、その空調負荷量に基づいて熱源機の運転必要量
を推量するようにしたため、空調負荷予測を正確に行う
ことができるとともに、熱源機の的確な最適運転制御を
行うことができるという効果がある。
【0046】また、ファジィ推論を採用することで、保
守管理の立場に立ったわかり易い制御を行うことがで
き、熟練者でなくても容易に適切な操作を行うことがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る蓄熱式空調システムコントロー
ラーの基本構成を示すブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示すシステム系統図
【図3】 個々の情報と残りの空調負荷との関係を示す
説明図
【図4】 個々の情報と熱源運転の必要性との関係を示
す説明図
【図5】 ファジイ推論の詳細な流れを示す説明図
【図6】 熱源機を駆動させる制御の流れを説明図
【図7】 ファジィ推論の具体的手法を示す説明図
【符号の説明】
1 熱源機 2 蓄熱槽 3 運転手段 4 空調機 4a 空調機 4b 空調機 5 ファジィ推量手段 6 制御手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空調用の熱量を蓄熱槽に蓄える熱源機を
    有し、その蓄熱槽に蓄えられた熱量を使用して空調運転
    を行う蓄熱式空調システムにおいて、当日のその時々に
    て空調運転状況に基づいてその後の空調負荷量を推量す
    るとともに、その推量空調負荷量に基づいて前記熱源機
    の運転必要量を推量する推量手段と、この推量手段の推
    量結果に従って前記熱源機の運転を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする蓄熱式空調システムコントロ
    ーラー。
  2. 【請求項2】 推量手段は、現在の空調負荷量とその単
    位時間の負荷変化量と残りの空調時間からその後の空調
    負荷量をファジィ推論し、その推量空調負荷量と現在の
    蓄熱槽の蓄熱量とその単位時間の蓄熱変化量から熱源機
    の運転必要量をファジィ推論することを特徴とする請求
    項1記載の蓄熱式空調システムコントローラー。
  3. 【請求項3】 推量手段は、現在までの所望の所定期間
    内の空調運転状況に基づいてその後の推量空調負荷量を
    推量することを特徴とする請求項1または2記載の蓄熱
    式空調システムコントローラー。
  4. 【請求項4】 制御手段は、あらかじめ設定した時間帯
    を除いて熱源機を運転させることを特徴とする請求項1
    ないし3いずれか記載の蓄熱式空調システム。
JP7170951A 1995-07-06 1995-07-06 蓄熱式空調システムコントローラー Pending JPH0921557A (ja)

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JPH0921557A true JPH0921557A (ja) 1997-01-21

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JP (1) JPH0921557A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11159827A (ja) * 1997-08-22 1999-06-15 Mitsubishi Electric Corp 蓄熱装置及び蓄熱装置の運転方法
US7225171B2 (en) * 2001-10-16 2007-05-29 Hitachi, Ltd. Air conditioning equipment operation system and air conditioning equipment designing support system

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JPH11159827A (ja) * 1997-08-22 1999-06-15 Mitsubishi Electric Corp 蓄熱装置及び蓄熱装置の運転方法
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Effective date: 20031014