JPS58106342A - 空調装置の節電運転制御方法 - Google Patents

空調装置の節電運転制御方法

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JPS58106342A
JPS58106342A JP56205638A JP20563881A JPS58106342A JP S58106342 A JPS58106342 A JP S58106342A JP 56205638 A JP56205638 A JP 56205638A JP 20563881 A JP20563881 A JP 20563881A JP S58106342 A JPS58106342 A JP S58106342A
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air conditioner
time
control
data
controllers
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JP56205638A
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Mutsumi Arakawa
荒川 睦
Shoichi Matsunaga
松永 正一
Yozo Kawaguchi
川口 陽三
Junichi Ueno
上野 潤一
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20Humidity

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空調装fO運転状況を極力低消費電力として
制御する節電運転制御方式に関するものである。
鶴来、ビルディング、デパート等の構内に対し空調を行
なう場合、空1iII装置の運転に要する消費電力を節
減するため、一般には間欠運転方式オたけ時刻設定運転
方式が採用されている。
すなわち、間欠運転方式においては、例えば1時間の時
間幅を有するサイクルタイムを定めたうえ、このサイク
ルタイム中において、空調装置の運転を行なう0に期間
と、運転を行なわないOFν期間とを各々一定として設
定し、例えば時刻が9時から10時、更に10時から1
,1時へと推移するのに伴ない、同一のサイクルタイム
を反復するものとなっている。
また、時刻設定運転方式においては、時刻が推移するの
に応じ、あらかじめ定められたタイムスケジエールにし
たがい、空調装置の電源投入および切断を行なうものと
なっている。
しかし、いずれの場合も、室内Il&と関連な(空調装
置を制御しているため、あるStは運転電力の節減が達
せられる反面、室内温度を所定範囲内へ維持することが
不可能となる欠点を生ずる。
また、検数の空調装置を同時Kflttllklしてい
る良め、各々のサイクルタイムの始まりが?!EFf等
しhと、節電によって起動したり、停止したシする時期
がそのサイクルタイムの中の前半まえは*MPに集まる
ため、消費電力の変動が大きくなる訃それ4生じている
本発明は、従来のか\る欠点を根本的kj%消する目的
を有し、各空調装置各々毎に互KAなるオ7−にット期
間を設け、各空調装置のサイクルタイムのはじまりが一
致しないものにすると共に%室温に応じてサイクルタイ
ムのON期間において4空調装置の起動を行なわないも
のとした極めて効果的な、空調装置の節電運転制御方式
を提供するものである。
以下、夷mf’lJを示す図によって本発明の詳細な説
明する。
館1図は全構成のブロック図であり、主制御器MO’!
’ KFiキーボード、ブラウン管表示it等の端末I
I器!諺が接続され、これらとのデータ送受によ如、操
作員によるデータの入力および操作員に対するデータの
出力が自在となっている一方、王制@ @ M OTは
、共通の伝送路LaKより副制御@sat、〜sat、
と接続され、所定のデータをこれに対して送信すると共
に、副制御器1ion、〜no!園からのデータを受信
する亀のとなっている。
オた、副制御器JB)?i〜80丁、は、各々が各個の
伝送路Lbt〜LbvmKより各複数の端末制御器TO
?、、 〜toyIII、To?、i〜TO?s、、T
O?、。
〜To−1と接続され、これらと主制御器MOTとの間
のデータ送受信を必11に応じて中継するものとなって
おり、各端末制御器!0テ■−、TOT@鳳には、局部
的なセンサとして温変センサテ、IllセンサHおよび
7アンモ一タFMOステイpx接点等が接続されている
と共に、各種空調様を制御するためのモー−制御弁MY
および電磁スイッチM1等が接続され、各端末制御器T
O!8、〜!O!−は、副制御器alO?、〜so’r
、とのデータ送受信および、各センナT%Hの各検出々
力ならびに7アンモ−JPMのスティタス接点の状況に
基ツ1flt制御上の判断を行ない、モーI弁MY、 
 電磁スイッチM1等に対して制御出力を送出する仁と
によシ、各種空調機の制御を局部的に行なうものとなっ
ている。
なお、主制御器MO?は、空調制御のはか、電力制御状
況および火災情報の監視も竹なうものとなっている。
第2図は、主制御器MOTのプロッタ図であ〕、マイク
ロプロセッサ等のプロセッサOPυ−を中心とし、固定
メ篭りlOMI!I、可変メモリRムMII、伝送回路
!鳳χmおよびインターフェイス!1■ を配し良うえ
、これらを母fiBUltaKより接続しており1あら
かじめ固定メ毫りIOMWlへ格納した命令をプqセツ
topumが実行し、伝送回路TRX、を介すゐ關制御
’amOr、〜germとの送受信データおよび、イン
ターフェイス!1rlIを介する端末機器!腸とOj!
受信データを、必1jIK応じて可変メモIPRAMm
へアクセスする4のとなっている。
#sFは、副制御器go’r、 〜so’rmのブロッ
ク図であ秒、主制御器Motと同様に、プロセッナ0デ
U畠を中心とし、固定メモリ10M1%可変メモ91A
Msjip!び伝j1!回路T I X @ 1 、?
 l X IIを同辺に配しえうえ、これらを母tms
UBsKよ)!#続してお砂、固定メモリROM−へ格
納された命令に基づき、伝送H路?l!1%?llX、
を介する主制御器MO?と各端末制御 @ ? 0 ?
t 1〜T (l T 51 m トf) 間Of’−
声送受信を、必要とするデータの可変メモリ鳳ムMIK
対するアクセスを行ないながら中継するものとなってい
る。
館4図は、m末masTorn 〜TO?11all 
のブロック図であり、これも主制御lII器MO!と同
様、グロ竜ツ′!r(lPtj@を中心とし、固定メモ
リ10M1b 可変メモリ鳳ムMl、伝送回路TIX 
&およびインターフェイス!y番鳳sll*@を同辺に
配し、母g IIUI甑によりこれらを接続していゐが
、プ―グラマブ〃リードオンリイメ毫り(Pr@gra
maN・ 票・1−Only M@wrF−)を用い走
書込メモリI’ROMが設けられ、これに対するデータ
書込用のライター(書込回路)witを介して母l11
081へ接続してLD、これを介して書込メ彎りPIO
MK対するデータのアクセスが行なわれ、一旦書込まれ
たデーIは紫外S照射または電気的手段等K>る消去操
作までけ永久に保持されるものとなっている。
また、可変メ%IVIムMIKは、電源+V儒へ大容量
のフンデンtop−が接続されており、主電源の停電が
生じて亀、約48時間は可変メモ相ムMtO格納データ
が消滅しないものとなっている。た!L%コンデンナO
p−の伏動に電池を用いても同様てあゐ。
なお、プロセッサ0FUtFi、固定メモリROM t
k格納された命令を実行し、伝送回路TRX iを介す
ゐ副側@器ROT、〜SOTmとのデータ送受信および
、インターフェイス!νt1を介する各センナおよびス
ティタス接点からのディジタルデータ入力DI、アナク
ダテーI入力AIの受取シ、ならびに各制御部位に対す
るディジタルデータ出力DO、アナログデータ出カムO
LD送出を行ない、必要とするデータを町費メモリil
AMlヘアクセスしているが、重要なデータはライJ−
WR〒を介して書込メモ9 FROMへ固定的に格納し
ており、各センサの検出々力およびスティタス接点の状
況を示す各データDI、ムIおよび送受データに応じて
制御上の判断をプロセッサ0デUiが行なったうえ、各
データ出力Do%kOを制御出力として送出するものと
なってbる。
このほか、インターフェイスIFtsを介するコネクJ
 O)[は、キーボードおよび文字表示器を有する小形
かつ携帯用の設定器FsTが必1IIK応じて接続され
、これの操作によりプロセラす0PUiが応動し、可変
メモリ罠ムMtおよび書込メモりFROMの内容表示お
よび、これらに対するデータの更新または新規格納が自
在に行なわれるものとなっている。
館5図は、端末制御1@ T OTB 〜To ?a+
aOプロセッサoptytKよる制御動作を示す総合的
70−テヤートであり、電源投入または停電の回復によ
る%8!^R11につぎ、初期状勤設定の1イ品シャラ
イズlを行なったうえ、可変メモリ凰ムMtK対して試
験データのアクセスを行ない、これのアクセスが正常か
否かの判断、可変メモリ翼ムJK設定値のデータが格納
されているか否かの判断および、停電の回後時に行なう
可変メモリR五MtKおけゐ格納デーIの全ビット数が
停電発生前と同一か否かの判断1等によ11己診断りを
行ない、若し、亀異常あり?〃のYESであれば、書込
メモjjlPIIOMの内容を転送のうえ可変メモリR
AMtへ新規に格納する等の一異常対策処理Iを行なっ
たうえ、1デー!送受信IKより、副制御器ISO?、
〜lOTm を介して主制御4]器MOTへ異常の発生
を報知すると共に、主制御器MO’rから必セとするデ
ータの送信を受け、こわを可変メモリRAMtへ格納す
る。
%異常あり?lがNOであれば、ディジタルデータ入力
’DI取込〃およびアナログデータ入力箋ムl取込lを
行ない、これらを可変メモlJRAMtへ格納の後、後
述の1タイムスケジュール制御1.%レベル制御111
上下限監視1%%最適始動制N’%’節電運転制御11
’%および蟻調節制御l!−等を行ない、これらの結果
に応じてディジタルデータ出力%DO送出′、アナ藺グ
データ出力亀^0送出′を行なってから、設定I%PI
?fl有無を%PaテチェックlKより判断し、’FA
Tあり?lがNoであれば、直ちにデータ送受信lへ移
行するが、これのygsに応じては、設定器PATに対
するデータの送出および、設定器FATからのデータ格
納等の電対P8?処理Iを行・なったうえ、1データ送
受信lを行ない、必要とする現状の各データを送信する
と共に、受信データの町肇メモ17RAMtに対する格
納を行ない、以上の動作を反復する。
16図は、空調機に対する電源のON、OFF%lJ御
および、これに応する温度の制御状況を示すタイ建ング
チャートであり、鮪5図の%タイムスケジュール制御!
l#に基づき、tIL6図T8のとお勤!2!詞機に対
す石電源のON%OFF条件が設定され、構内時定部位
の使用開始時刻1.と使用終了時刻t・との間におりて
のみ、電源ONが詐容されるものとなっている。
すなわち、第7図に箋タイムスケジュール制御Iのフロ
ーチャートを示すとおり、リイムスケジュール読出・時
刻チェックlKより、可変メモリハムMlへ週間プログ
ラムとして格納されている。使用開始時刻t、と使用終
了時刻t、とを計み出したうえ、プロセッサ0PUtの
内部に構成されている時計による計時々刻との一致をチ
ェックし、これの結果が%ON時間帯?Iのyesであ
れば、1タイムフラグセツト?を行ない、%ON時間帯
?lがNoであれば、直ちに看タイム7ラグリセ゛ット
rを行なう。
なお、プロセッサ0PUI内の時計は、必ll!に応す
る主制御器MOTとの%データ送受信lにより、時刻の
校正が行なわれる。
館81%Ou 、’ L/ ヘル制御lのフローチャー
トであり、端末制御iII器TOTIB ””TOTm
llに対し1あらがじめ定められている重itのデマン
ドレベルと、電力消費状況および停電時における非常用
発triの運転状況ならびに停電回置等の状況にしたが
って定まるコマンドレベルとの比較がなされ、王制@J
瀞MCJTから副制輯1器80T、〜SOT鳳を介して
与えられるコマンドレベルよし奄、自己のデマンドレベ
ルが低位であれば、空調機の運転を停止する本のとなっ
ているう ’!? f’−h ”aマンドレベルトテマンドレベル
とには、電力消費状況に応するものと、停を後における
停電回置時のものと、発′#1機運転中のものとに分か
れており、各条件毎に前述のレベル比較が行なゎわる。
すなわち、18図において、%9Pw中?IかNOでh
hrr、s@カコマンドレベル〉電力デマンドレベルl
kより、電力消費状況に応するレベル比較がなされ、こ
れがyg−であれば、直ちに空I!li1機の1運1中
ならレベルフラグリセットlとなるのに対し、’111
71:lマントレベル>[77デマンドレベルlのNO
では、1停彷電コマンドレベル〉停徨電デマンドレベル
#により、停電後にお叶る停電1l(11時のレベル比
較が行なわれたうえ、これのYlaにより1運転中なら
レベルフラグリセットIへ移行し、これのNoでは、−
タイムスケジュール運転時間帯ならレベルフラグセット
lによって第7図のタイムフラグをチェックのうえ、空
調機をONとするレベルフラグをセットする。
また、1停電中?lのY[では、亀発電機コマンドレベ
ル〉発電機デマンドレベルIにより、発W機運転中のレ
ベル比較がなされ、これのYIIIK応じて′運転中な
らレベルフラグリセットI、これのNOに応じては亀タ
イムスケジュール時間帯ならレベルフラグセットlへ移
行する。
なお、これらは、各制御kl順−目毎に行なわれる九め
、′全制御11項目完?lがygsとなるまで以上の動
作を反なする。
算9図は、1上下限監視lのフローチャートであシ、第
6図に示す混度制釘状況TO中の警報上限値’jmムお
よび、警報下限値TLムを監視し、実測値Tpがこれら
へ運すれば、主制御器MO!喫し警報を示すデータが送
信されゐものとなっている。
すなわち、空ν機の1動力ON?#かYla8であれば
、fJt6図に示す最適始動期間tau等の1不安定期
間経過?1Oyesを前提とし、あらかじめ町肇メモV
RAM@へ格納されている警報上限値TIIムおよび同
下限値TLAと、1ir4ンtTにヨルw!IflAl
111111餉!pを% ? p≧!璽1、%TpくT
*AIKより比較し、これらのYIBJ!l[より1警
報フラグセツトlを行なったうえ、主制御器MCTに対
してデータ送信による一警報送串Iを行なうが、これら
のNoでは、亀警報フラグリセットを行ない、復帰メツ
セージを送出する。
なお、第6図および館9図においては、室内温#実l1
llj餉Tpを対象としているが、仁のほか、室内fl
旋および空調機各部の圧力、流1等必pとする各種の物
理量についても適用することができる。
第10図は、1最逼始動制御rの70−チャートであり
、構内特定部位の使用開始時N6以#に定められる始動
時刻t、、に9調棲を始動し、室温実測値T、を使用開
始時刻t、において、予冷目標値T、cまたは予熱目標
値!ywへ到達させることを目的としていゐ。
すなわち、空調機の1未始動?lがygs  であるこ
とを#評とし、%運転時間帯?11)鯖7図のタイムフ
ラグにより判断のうえ、これがNoであれば、可変メモ
リRAMt内の週間プログラムおよび実稼動データを基
準とし、かつ、空Iilが何日実行されなかったかに基
づき、箋体日明は補正処理lを行ない、補正ダ数を定め
てから、1始動時刻計算′を行なう。
なお、始動時刻t□け、始動時の室温実測値を’ P 
1 %室内の熱的条件に応じて定まるm1st化係数の
予測値を−)とし、体日明は補正係数をXとすれげ、次
式により示される。
ここで、Xけ、mを連続休日日数 K/を設定係数(た
とえば、1.5ぐらい)とすると次穴で寿えに′は予め
設定しておく。
なお、!i!温変化係数は、当日の実測via費化停#
kJ 、娼日に使用した予If11!1温望化停数6に
基づき、次丈の演舞、により翌日の予測室儒変化係△ 数kJ+1 vr求h1学習制御によゐ帯止が行なわれ
Z。
/\   △ kJ+1冨α・kj + (1−α)・kJ  ・・・
・・・・・・・・・ (2)えソし、αは係数である。
1始動時刻計算IKより、α)〜(3)式の演算を行な
い、始動時刻tpsを求めたならば、プロセッサ0PU
I内の時計回路による計時と、始動時刻tpsとの比較
を行ない、1始動時刻?lがysgとなれば、1動7ラ
グセツトlにより、始動時刻t□となったことを保持す
る。
また、1転時間帯?Iのy■では、′始動フラグリセッ
トlが行なわれる。
たyLs本出願出願別途用nKよゐ「空11198の最
適制御方式」(特願昭56−xao74t)Kより開示
されている#適停止制御を行なうこと本任意であ21゜ 第11図は、%節雷違(制置Hpの)μmチャートであ
り、とわKよって第6図の節W運転SPが行なわれる1
、 すなわち、壕ず1タイムヌケジユ一ル運転時間帯?lを
タイムフラグにより判断し、これがYピ8となれば、早
朝、ビルディングの室の壁体等が充分に暖まらないうち
に間欠運転11作に入る事を防ぐととも考慮して端1制
御器TOT■〜TOT@II毎に定められたオフセット
期間t、のi逼を1起動時刻よりオフセット時間経過9
1によってIP4.1断し、これのYESによP噺すイ
クル開始時刻?lを判断のうえ、これがYEsであれば
、温度センサTの検出々力をチェックして、室温実測値
T、が冷房許容値TAcと暖房許容値’1”AVとの間
かを%室漣許容範S内?〃により判断し、とhがYHB
であれば1節電フラグリセットlを行ない、空W8楡を
起動しないものとし、#、6図の各ナイクルタイムtc
、〜ten中のOFF期間tjyrl〜*61Fnを定
める。
このオフセット期間t。に、そもそもビルディング全体
の聾゛力負荷の平均化を計るために、他の空調機畔と関
連して、他の空調機弊のサイクルタイムの開始時がほぼ
一致しないように設定される鴨のである。
ナた、−新サイクルタイム開始時刻?IのNOでは、1
節電フラグリセット中アミのYEsにより、空調轡の特
性に応じて定まる最小停止朝間を亀最小リセット期間経
過?IKよって判断のうえ、こ−においても%室温許容
範咄?lを判断し、これのNOK応じて1節電フラグセ
ットlを行ない、これに応じて9調機をONとし、各サ
イクルタイムtel〜ten中のON期間t6ml〜t
ormを定める。
たソし、1室温許容S囲?lがY■1であって亀、%最
大リセット期間経過?Iがyesであれば、空調機の保
安上1節電フラグセットrにより、空調機をONとする
したがって、あらかじめ一定期間として定められたサイ
クルタイムTel〜?en41tCOFF期間t0ν町
〜t、Frnが形成され、節電が達せられると共に%室
温実測値?itj応じてoyy期間期間ν町〜t(Ir
νnの長短が定められるた菌、室温実測値Tpがはソ許
容範囲ΔTACまたけΔテムW内に仰たれる。
912図け、%調節制$1#のフローチャートであり、
と九によって、空調機の弁開変および外気取入状況の制
−1が行なわれる。
すなわち、ファンコイル・エニット等の空調機における
7ηンモ一タ?Mの運転状況に応じ1空調機ONY#の
判断を行ない、これのYlllにより%l!FIIll
モード決定lへ移行し、季節によって定寸ゐ冷房、暖房
、熱回収、外気取入れ、除湿、加湿等のいずれか−また
は、これらの組み合せによる制御モードを決定してから
、制御モードに応する一整俤数を可変メモリRAMtか
ら読み出し?調整係数設定lを行なったうえ、%PID
演算lKより比例、積分、微分演算を行なって制御出力
を求めたうえ、除湿時における温度低下補償等の1干渉
補償処理′を行なった後、例えば、除服に?求される弁
開度が80チ、冷房に要求される弁開度が5゜嗟とすれ
ば、これの大きい方80%を選択する尋の’H1ghセ
レクトIを行なうつ tえ、これに続いて、外気の温度と湿度および室内のm
ixと湿度とに基づbて外気と室内とのエンタルピー計
算を行ない、外気が冷房に使用可能であるか否かを鷺外
気取入も1断IKより決定し、衛生上必要とする外気取
入ダンパーの最少開度、空@1aKおける弁の最大開度
等の制限を亀開度制限処理Iにより設定のうえ、弁81
i1とこの弁を通過する流体のfiliとの関係を1制
御出方直線化IFCより直線状としてから、最終的に鴬
制御出力決定Iを行なう。
なお、1空vI4機ON?のぬでは、直ちに弁開度に対
する1全閉制御出力決定Iが行なわれ石。
したがって、以上の各ルーチンが終了すれば、各フラグ
の状況および制御量の状況に応じて最終的な制御出力が
決定され、tlX5図のとおシ、ディジタルデータ出カ
ーDo送出lおよびアナログデータ出力1ム0送出βに
より、実際の制御出力が空調機に対して送出され、蒙6
図に示す制御が局部的に行なわれると共に、これらの決
定に関与するデータおよび制御状況のデータが、副側@
器80Tl〜80Tme’Cおいて各端末制御器!O〒
■〜TO!mm毎Km集されたうえ、主制御器MO!各
端末制御器?OTl〜TOTBnとの間において送受信
される九め、主制御4′I器MOTにおいては常に最新
の制御状況を示すデータが可賢メそりRAM、へ格納さ
れ、これを端末機器TIにより確認できる一方、端末機
!Ilから与えられた最新のデータが各端末制御器To
’r11〜TOf @ nの可変メモリRAMtへ格納
されるものとなる。
たソし、各端末制御器TOTII〜TOTwmmVi、
制御上の基礎データを町費メモリRAMtおよび書込メ
モIjPROMへ格納していゐため、主制御器MO?、
副制御器ROTIP−aOTmおよび各伝送路La%L
bt〜Ll)□中のいずれか、または、すべてに障害を
佑じテモ、各端末制御器TOTI、 −w ToTma
!!!I自の動作により、各空調機に対する局部的な制
御が支障なく行なわれる。
また、オフセット期間t0の経過に応じて異なる時刻に
合印調装置のサイクルタイムがはじまるため、システム
全体での電力負荷が平均化されると共に、牢11 T 
pが許容範囲内であれば、!2!調装置が起動しないた
め、効率的な節電が達せられると同時に%室温Tpを許
vgIIfJIP!l内へ維持することができる。
なお、各フローチャートは、条件に応じて適宜順序を入
れ替え、あるいは、不要のステップを省略してもよく、
場合によっては端末制御器T OT、□〜TOTmnの
みを設けても同様であり、側脚対象機器としては、各種
の冷、暖房機のほか、数人外気と排出空気との熱交換に
用いる全熱交換機、ポイッ、冷凍機等を任意に選定でき
る等、本発明は種々の変形が自在である。
以上の説明により明らかなとお転、本発明によれば、空
1M!装置の運転電力節減および平均化が図られゐと共
に、岸温が許容範囲内に維持されゐため、各種用途の空
調[1[おりて顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、皺1図は全構成のブロック
図、菓2図は主制御器のブロック図、第3図は副制御器
のブロック図、tp’ 4図は端末制動器のブロック図
、第5図は端末制御1ili器のプロセッサによる制御
動作を示す総合的70−テヤート、16図は空騨様の電
源ON、OFF制御および温1の制ill状況を示すタ
イ2ングテヤー)、岨7vAは亀タイムスケジュール制
@1のフローチャート、腑8図はルベル制陶lのフロー
チャート、第9図は1上下限監視′の70−チャート、
東10図tit%最適始動制御Iの70−チャート、第
11図は鷺節電運転制御lのフローチャート、W12図
1図1側御41#のフローチャートである。 MOT−−−−主fiflllfliiS、  510
T、  〜80Tm   −−・・副制御器、TOT、
、〜TOTmn・・・・端末制御器、Ti1i  ・・
・・端末機器、T・・・・m度センサ、H・・・−湿齢
センサ、Mv +1・―・モータ制御弁、FM ・・・
・フ丁ンモー夕、M8  ・#−e電磁スイッチ、0P
U71 、 OP[js、 OPU@・e a・プロセ
ッサ、ROM、%ROM、、RoMt  @ @−・固
定メモリ、λムMm%RAM5+、RAMt ” 豐”
 ”可変メモリ、テRXm 、TRXm1、TRX@g
%Tnxl  ’m’a m伝送回路、IFm % I
F tl % IF b・・・・インターフェイス、W
RY ・・・・ライター、PIOM@−−−−書込メモ
リ、B U 8 ms B (J 1! @s” U 
Jl t・・・・母線。 特許出願人  山武〕・ネウエル株式金社代理人山川政
樹(市11名) 第9図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. あらかじめ定められたすイクルタイム001期間におい
    ても型温が許容範囲内であれば空調装曾O起動を行なわ
    ないことを特徴とする空調装置の節電運転制御方式。
JP56205638A 1981-12-18 1981-12-18 空調装置の節電運転制御方法 Pending JPS58106342A (ja)

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