KR101198313B1 - Air conditioning controller and air conditioning control system using the same - Google Patents
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Abstract
공조 제어 시스템(1)은 외기를 냉각하는 외기 냉각용 코일(11)과 실내의 환기를 냉각하는 환기 냉각용 코일(12)을 갖는 공조기(10)와, 공조기(10)의 각각의 코일(11, 12)에 냉수를 공급하는 중앙 열원 장치(40)와, 미리 설정된 쾌적성 지표의 범위에서 공조 제어 시스템(1) 내의 모든 소요 소비 에너지가 최소가 되도록 공조기(10)의 설정값을 산출하는 공조 연휴 제어 장치(50)를 구비한다.The air conditioning control system 1 includes an air conditioner 10 having an air cooling coil 11 for cooling outside air and a ventilation cooling coil 12 for cooling ventilation in the room, and each coil 11 of the air conditioner 10. And a central heat source device 40 for supplying cold water to the air conditioner 12 and an air conditioner for calculating a set value of the air conditioner 10 such that all required energy consumption in the air conditioning control system 1 is minimized within a range of a predetermined comfort index. The holiday control device 50 is provided.
Description
본 발명은 오피스나 주거 등의 공조(空調)를 제어하는 공조 제어 장치 및 이것을 이용한 공조 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
오피스나 주거 등의 건축 설비 전체에서 소비되는 에너지는 공조 관련의 에너지가 약 반분(半分)을 점하고 있다. 그 때문에, 공조 제어에 관한 에너지 절약의 추진이 건축 설비 전체의 에너지 절약화에 크게 공헌한다.The energy consumed in the entire building, such as offices and houses, is about half of energy related to air conditioning. Therefore, the promotion of energy saving related to the air conditioning control greatly contributes to the energy saving of the whole building equipment.
이를 감안하여, 건축 설비에서 최적인 에너지 절약화를 도모한 공조 운전을 하는 공조 시스템을 이용한 기술이 특허 문헌 1에 기재되어 있다.In view of this,
이 특허 문헌 1의 기술은 냉온수를 생산하는 열원기(熱源機)의 소비 에너지, 공조 코일에 의해 열교환된 공기를 송출하는 팬의 소비 에너지, 열원기로부터의 냉온수를 송출하는 펌프의 소비 에너지를 포함하는 공조 소요(所要) 소비 에너지가 각각 최소가 되도록, 공조 코일의 코일 온도 목표값과 열원기의 냉온수 온도 목표값을 구함으로써, 효율적으로 에너지 절약화된 공조 운전을 행할 수 있다.The technique of this
이렇게 에너지 절약이 추진되는 한편으로, 공조 제어의 대상이 되는 실내에서는 재실자의 온열 감각을 만족시키기 위해, 소위 쾌적성을 확보하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 이 「에너지 절약의 추진」과 「재실자의 쾌적성의 확보」는 트레이드 오프(trade off)의 관계에 있다. 즉, 에너지 절약을 추진하면, 재실자의 쾌적성이 저하할 경우가 많다.While energy saving is being promoted in this way, in order to satisfy the thermal sensation of the occupants in the room that is the object of air conditioning control, so-called comfort is required. However, this "promotion of energy saving" and "guaranteed comfort of occupants" are in a trade off relationship. In other words, if energy conservation is promoted, the comfort of occupants is often lowered.
그러나, 재실자의 쾌적성의 범위를 넘은 과잉한 에너지 소비를 억제함으로써, 쓸데없는 에너지 소비를 억제하는 것은 가능하다.However, it is possible to suppress unnecessary energy consumption by suppressing excessive energy consumption beyond the comfort range of the occupants.
그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 재실자의 쾌적성을 고려하면서, 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모할 수 있는 공조 제어 장치 및 이것을 이용한 공조 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air conditioning control device and an air conditioning control system using the same, which can efficiently reduce energy consumption while considering comfort of occupants. .
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 공조 제어 장치는, 환기(還氣)용 코일과 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존(zone)에 대하여 바람을 공급하는 송풍 팬을 갖는 공조기(空調機)와, 상기 공조기에 대하여 냉수 또는 온수를 공급하는 열원 장치로 이루어지는 공조 제어 시스템에서 이용되는 공조 제어 장치에 있어서, 상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의 온도 계측값 및 습도 계측값을 취득하는 계측값 취득부와, PMV(Predicted Mean Vote)의 목표 설정 범위를 기억하는 PMV 범위 기억부와, 상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의, 상기 온도 계측값과, 상기 습도 계측값과, 소정의 풍속값에 의해 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위 내일 경우, 적어도 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 송풍 팬을 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 공조기로부터 공급되는 공기의 온도, 습도를 산출하고, 상기 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위를 초과할 경우에, 상기 풍속값을 변경하는 공조기 설정값 산출부와, 상기 소정의 풍속값 또는 변경 후의 풍속값이 되도록, 송풍 팬의 설정값을 상기 공조기에 송신하는 설정값 송신부와, 상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 온도 및 습도로부터, 상기 냉수 또는 온수의 수온 설정값 또는 유량값을 산출하여 상기 열원 장치에 송신하는 제어값 송신부를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the air conditioning control device of the present invention is an air conditioner having a ventilation coil and a blowing fan for supplying air to a room or a control zone of the air conditioning control object. In the air conditioning control system which consists of a heat source control system which consists of a heat source apparatus which supplies cold water or hot water to the said air conditioner, The temperature measurement value and the humidity measurement value of the indoor or the control zone of the said air conditioning control object are measured. A measurement value acquiring unit for acquiring a signal, a PMV range storage unit for storing a target setting range of a predicted mean vote (PMV), the temperature measurement value of the indoor or the control zone of the air conditioning control target, and the humidity When the measured value and the PMV value calculated by the predetermined wind speed value are within the target setting range, at least the heat source device, a ventilation coil of the air conditioner, and a blowing fan. The temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner are calculated so that the total value of the energy consumption in one air conditioning control system is minimum, and when the calculated PMV value exceeds the target setting range, An air conditioner set value calculator to change, a set value transmitter for transmitting a set value of the blower fan to the air conditioner so as to be the predetermined wind speed value or a wind speed value after the change, and a temperature and humidity calculated by the air conditioner set value calculator And a control value transmitter for calculating the water temperature set value or the flow rate value of the cold water or hot water and transmitting the same to the heat source device.
또한, 본 발명의 공조 제어 시스템은, 환기용 코일과 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존에 대하여 바람을 공급하는 송풍 팬을 갖는 공조기와, 상기 공조기에 대하여 냉수 또는 온수를 공급하는 열원 장치와, 이들 공조기 및 열원 장치의 동작을 제어하는 공조 제어 장치로 이루어지는 공조 제어 시스템에 있어서, 상기 공조 제어 장치는, 상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의 온도 계측값 및 습도 계측값을 취득하는 계측값 취득부와, PMV의 목표 설정 범위를 기억하는 PMV 범위 기억부와, 상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의, 상기 온도 계측값과, 상기 습도 계측값과, 소정의 풍속값에 의해 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위 내일 경우, 적어도 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 송풍 팬을 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 공조기로부터 공급되는 공기의 온도, 습도를 산출하고, 상기 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위를 초과할 경우에, 상기 풍속값을 변경하는 공조기 설정값 산출부와, 상기 소정의 풍속값 또는 변경 후의 풍속값이 되도록, 송풍 팬의 설정값을 상기 공조기에 송신하는 설정값 송신부와, 상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 온도 및 습도로부터, 상기 냉수 또는 온수의 수온 설정값 또는 유량값을 산출하여 상기 열원 장치에 송신하는 제어값 송신부를 갖는 것을 특징으로 한다.Moreover, the air conditioning control system of this invention is an air conditioner which has a ventilation coil and the blower fan which supplies a wind to the room of an air conditioning control object, or a control zone of the said room, and the heat source apparatus which supplies cold water or hot water to the said air conditioner. And an air conditioning control system configured to control the operation of these air conditioners and the heat source device, wherein the air conditioning control device is configured to adjust the temperature measurement value and the humidity measurement value of the indoor or target control zone of the air conditioning control object. The measured value acquisition part to acquire, the PMV range memory | storage part which memorize | stores the target setting range of PMV, the said temperature measured value, the said humidity measured value, and predetermined | prescribed of the indoor or said control zone of the said air conditioning control object, and When the PMV value calculated by the wind speed value is within the target setting range, at least the heat source device, the ventilation coil of the air conditioner, and the blowing fan. The temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner are calculated so that the total value of the energy consumption in the air conditioning control system is minimized, and when the calculated PMV value exceeds the target setting range, An air conditioner set value calculator to change, a set value transmitter for transmitting a set value of the blower fan to the air conditioner so as to be the predetermined wind speed value or a wind speed value after the change, and a temperature and humidity calculated by the air conditioner set value calculator And a control value transmitter for calculating the water temperature set value or the flow rate value of the cold water or hot water and transmitting the same to the heat source device.
본 발명의 공조 제어 장치 및 이것을 이용한 공조 제어 시스템에 의하면, 재실자의 쾌적성을 고려하면서, 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모할 수 있다.According to the air conditioning control device of the present invention and the air conditioning control system using the same, it is possible to efficiently reduce energy consumption while considering comfort of the occupants.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성을 나타내는 전체도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태 ~ 제 3 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 상세한 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작을 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템에서 이용되는 PMV 값이 쾌적으로 판단될 때의 실온과 실내의 습도와의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템에서, 외기 냉각용 코일(11), 환기 냉각용 코일(12), 송풍 팬(13)에 공기를 공급하기 위한 댐퍼(damper) 개도(開度)의 외기 취입량에 의한 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 상세한 구성을 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 공조기의 상세한 구성을 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 공조기의 외기 냉각용 코일 및 환기 냉각용 코일을 흐르는 냉수의 유로를 나타내는 개념도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole figure which shows the structure of the air conditioning control system by 1st-5th embodiment of this invention.
It is a block diagram which shows the detailed structure of the air conditioning control system by 1st embodiment-3rd embodiment of this invention.
3 is a flowchart showing the operation of the air conditioning control system according to the first to fifth embodiments of the present invention.
Fig. 4 is a graph showing the relationship between room temperature and room humidity when the PMV value used in the air conditioning control system according to the first to fifth embodiments of the present invention is judged comfortably.
Fig. 5 is a damper opening diagram for supplying air to the
6 is a configuration diagram showing a detailed configuration of an air conditioning control system according to a fourth embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram showing a detailed configuration of an air conditioner of an air conditioning control system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a flow path of cold water flowing through the air cooling coil and the ventilation cooling coil of the air conditioner according to the fifth embodiment of the present invention. FIG.
본 발명의 공조 제어 시스템의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 최근의 많은 오피스 빌딩 등은 단열성이 양호하고, PC나 OA 기기가 많기 때문에, 연간(年間)을 통해서 냉방 모드일 경우가 많다. 그 때문에, 이하의 각 실시 형태에서는, 주로 냉방 모드에서 공조 제어를 행할 경우에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment of the air conditioning control system of this invention is described with reference to drawings. In recent years, many office buildings and the like have good thermal insulation properties, and many PCs and OA devices often provide cooling mode throughout the year. Therefore, in each following embodiment, the case where air-conditioning control is mainly performed in a cooling mode is demonstrated.
《제 1 실시 형태》<< first embodiment >>
〈제 1 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성〉<Configuration of the air conditioning control system according to the first embodiment>
본 발명의 제 1 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(1)의 전체도를, 도 1에 나타낸다.The overall view of the air
또한, 대형 빌딩의 경우, 실내가 크므로, 실내를 복수의 제어 존으로 분할하고, 각각의 제어 존마다 대응하여, 복수의 공조기를 실내의 근방의 기계실에 설치한다. 이러한 경우에도, 이하에서는 간략을 위해 각 제어 존도 실내라 부르기로 한다.In the case of a large building, since the room is large, the room is divided into a plurality of control zones, and a plurality of air conditioners are provided in a machine room near the room, corresponding to each control zone. Even in this case, hereinafter, each control zone will also be referred to as indoor for simplicity.
공조 제어 시스템(1)은 공조 대상의 빌딩(A) 내의 공조를 제어하기 위한 것이다. 이 공조 제어 시스템(1)은 빌딩(A) 내의 각 실내에 설치된 공조기(10)와, 실온을 계측하여 각 공조기(10)에 계측값을 송신하기 위해 각 실내에 설치된 온도 센서(20)와, 실내의 습도를 계측하여 각 공조기에 계측값을 송신하기 위해 각 실내에 설치된 습도 센서(30)와, 각 공조기(10)에 공급하는 냉수를 관리하는 중앙 열원 장치(40)와, 각 공조기(10)에서 수신된 실온 계측값 및 실내의 습도의 계측값을 수신하여 중앙 열원 장치(40) 및 각 공조기(10)의 동작을 제어하는 공조 제어 장치로서의 공조 연휴 제어 장치(50)를 구비한다.The air
각 공조기(10)는 온도 센서(20) 및 습도 센서(30)로부터의 계측값을 취득하고, 그 계측값을 공조 연휴 제어 장치(50)에 송신한다. 또한, 각 공조기(10)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 중앙 열원 장치(40)로부터 공급된 냉수를 이용하여 외기를 제습 및 냉각하는 외기 냉각용 코일(11)과, 중앙 열원 장치(40)로부터 공급된 냉수를 이용하여 실내의 환기의 조명, OA 기기, 인체 등으로부터 발생한 현열(顯熱)을 냉각하는 환기 냉각용 코일(12)과, 외기 냉각용 코일(11)에 의해 냉각된 외기와 환기 냉각용 코일(12)에 의해 냉각된 환기를 혼합한 공기를 각 실내에 송풍하는 송풍 팬(13)을 구비한다.Each
중앙 열원 장치(40)는 냉수를 생성하는 냉동기(41)와, 냉동기(41)를 냉각하여 온도가 상승한 물을 재이용하기 위해 공기로 냉각하는 냉각탑(42)과, 냉동기(41)와 각 공조기(10) 또는 냉각탑(42)과의 사이에서 냉수를 반송하는 송수 펌프(43)를 구비한다.The central
공조 연휴 제어 장치(50)는 각 공조기(10)로부터 송신된 온도 센서(20)와 습도 센서(30)의 계측값을 취득한다. 그리고, 공조 연휴 제어 장치(50)는 미리 설정된 쾌적성 지표의 범위 내에서, 중앙 열원 장치(40)의 냉각탑(42), 냉동기(41), 송수 펌프(43), 및 공조기(10)의 외기 냉각용 코일(11), 환기 냉각용 코일(12), 송풍 팬(13)의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 각 실내의 최적인 실온 설정값과 습도 설정값을 산출한다. 또한, 공조 연휴 제어 장치(50)는 그 산출 결과를 각 공조기(10) 및 중앙 열원 장치(40)에 송신한다.The air conditioning
〈제 1 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작 〉<Operation of the air conditioning control system according to the first embodiment>
제 1 실시 형태에서의 공조 제어 시스템(1)의 동작에 대해서, 도 3의 순서도를 참조하여 설명한다.The operation of the air
우선, 빌딩(A) 내의 공조 제어가 개시된다. 그러면, 각 온도 센서(20)가 각 실내의 온도를 계측하고, 각 습도 센서(30)가 각 실내의 습도를 계측한다. 그리고, 이들 각 실(室)의 온도와 습도의 계측값이 각 실내에 구비된 공조기(10)에 송신된다(S1).First, air conditioning control in the building A is started. Then, each
이들 계측값은 각 공조기(10)에 의해 수신된 후에, 또한 공조기(10)로부터 공조 연휴 제어 장치(50)에 송신된다(S2).After these measured values are received by each
공조 연휴 제어 장치(50)는 수신한 이들 계측값으로부터, PMV(Predicted Mean Vote: 예측 평균 회답)가 쾌적한 범위 내이고, 또한, 모든 소요 소비 에너지인 중앙 열원 장치(40)의 냉각탑(42), 냉동기(41), 송수 펌프(43), 및 공조기(10)의 외기 냉각용 코일(11), 환기 냉각용 코일(12), 송풍 팬(13)에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 각 실내의 최적인 실온 설정값 및 습도 설정값을 산출한다(S3).From the received measurement values, the air conditioning
여기에서, 각 값의 산출에 이용되는 PMV에 대하여 설명한다.Here, PMV used for calculation of each value is demonstrated.
PMV란, 더위, 추위에 대한 인간의 온열 감각에 영향을 주는 변수로서, (a) 공기 온도, (b) 상대 습도, (c) 평균 복사 온도, (d) 기류 속도, (e) 활동량(인체의 내부 발열량), (f) 착의량(着衣量)의 6개의 변수로부터 구해지는 쾌적성 지표이다.PMV is a variable that affects a human's sense of warmth to heat and cold, including (a) air temperature, (b) relative humidity, (c) average radiation temperature, (d) airflow velocity, and (e) activity Is a comfort index obtained from six variables, i.e., internal calorific value) and (f) the amount of wear.
인간의 발열량은 대류에 의한 방사량, 복사에 의한 방열량, 인간으로부터의 증발 열량, 호흡에 의한 방열량 및 축열량의 합계로 나타내진다. 그리고, 발열량이 열평형 상태에 있는 경우는, 인체는 열적으로 중립이 된다. 그 때문에, 실내는 인체에 있어서 덥지도 춥지도 않은 쾌적 상태로 된다. 반대로, 발열량이 열평형으로부터 벗어나 있을 경우에는, 인체는 더위나 추위를 느낀다.The calorific value of a human being is represented by the sum of the radiation amount by convection, the heat radiation by radiation, the heat of evaporation from humans, the heat radiation by respiration, and the heat storage heat. When the calorific value is in the thermal equilibrium state, the human body is thermally neutral. Therefore, the room becomes a comfortable state which is neither hot nor cold for the human body. On the contrary, when the calorific value deviates from the thermal equilibrium, the human body feels heat or cold.
덴마크 공과 대학의 Fanger 교수는 1967년에 쾌적 방정식의 도출을 발표했다. 그리고, 이를 출발점으로 하여, 다수의 피험자의 앙케트로부터 통계 분석하고, 인체의 열부하와 인간의 온냉감을 결부시켜서, PMV를 제안했다. 이 PMV는 1994년에 ISO 규격으로 채택되어, 최근 잘 이용되게 되었다.Professor Fanger of the Danish Institute of Technology announced the derivation of the comfort equation in 1967. Using this as a starting point, statistical analysis was conducted from a plurality of subjects' questionnaire, and PMV was proposed by combining the heat load of the human body and the warmth and coldness of the human body. This PMV was adopted as an ISO standard in 1994 and has recently become well used.
온냉감의 지표가 되는 PMV는 7단계 평가 척도에 의한 수치로서 다음의,PMV which is index of warmth and coolness is numerical by seven phases of evaluation scales,
+3: 덥다,+3: hot,
+2: 따뜻하다,+2: warm,
+1: 약간 따뜻하다,+1: slightly warm,
0: 어느 쪽도 아니다, 쾌적,0: Either way, comfortable,
-1: 약간 시원하다,-1: slightly cool,
-2: 시원하다,-2: cool,
-3: 춥다,-3: cold,
와 같이 나타내진다. 또한, 인간의 쾌적한 PMV 값의 범위는 -0.5 ~ +0.5이다.It is represented as In addition, the comfortable human PMV ranges from -0.5 to +0.5.
상기의 6개의 변수 중 작업 강도를 나타내는 활동량에는 met(메트)의 단위가 이용되고, 착의량에는 clo(클로)의 단위가 이용된다.The unit of met (meth) is used for the activity amount which shows work intensity | strength among said six variables, and the unit of clo (clo) is used for the amount of wear.
단위 met는 대사량을 나타내고, 열적으로 쾌적한 상태에서의 안정시 대사를 기준으로 한 값이다. 여기에서, 1 met는 하기식 (1)로 나타내진다.The unit met represents the metabolic rate and is a value based on metabolism at rest in a thermally comfortable state. Here, 1 mett is represented by following formula (1).
〔수 1〕(Number 1)
또한, 단위 clo는 의복의 열(熱) 절연성을 나타내고, 1 clo란 기온 21℃, 상대 습도 50%, 기류 5 cm/s 이하의 실내에서, 체(體) 표면으로부터의 방열량이 1 met인 대사와 평형하는 착의(着衣) 상태에서의 값이다. 이를, 통상의 열 저항값으로 환산하면 하기식 (2)로 나타내진다.In addition, unit clo represents the thermal insulation of a garment, and 1 clo is metabolism whose heat dissipation amount from the surface of a body is 1 met in the room temperature of 21 degreeC, 50% of a relative humidity, and 5 cm / s of airflows or less. It is the value in the state of wearing in equilibrium with. This is represented by the following formula (2) when converted into a normal heat resistance value.
〔수 2〕(Number 2)
다음으로, 하기식 (3)에 PMV 값의 산출식을 나타낸다.Next, the calculation formula of PMV value is shown to following formula (3).
[수 3][Number 3]
여기에서, M: 활동량[kcal/h], A: 인체 표면적「㎡」, L: 인체 열부하[kcal/㎡h] (Fanger의 쾌적 방정식에서 산정)이다. 이 식(3)을 이용하여, 쾌적한 범위 내(-0.5 < PMV < +0.5)에서 냉방시는 보다 더운 방향 측의 PMV 값으로, 난방시는 보다 추운 방향 측의 PMV 값으로, 각각 PMV 목표값을 설정한다. 이것으로, 공조 부하의 경감이 도모되어, 에너지 절약이 달성된다.Here, M: activity amount [kcal / h], A: human body surface area [m 2], L: human body heat load [kcal / m 2h] (calculated by Faner's comfort equation). Using this equation (3), within the comfortable range (-0.5 <PMV <+0.5), the PMV value on the hotter side for cooling, and the PMV value on the colder side for heating, respectively, are PMV target values. Set. This reduces the air conditioning load and achieves energy saving.
다음으로, 공조기(10)의 최적인 설정값의 산출에 대하여 설명한다.Next, calculation of the optimal setting value of the
공조 제어 시스템(1) 내에서 소비되는 모든 소비 에너지는 상술한 바와 같이, 중앙 열원 장치(40)의 냉각탑(42), 냉동기(41), 송수 펌프(43), 및 공조기(10)의 외기 냉각용 코일(11), 환기 냉각용 코일(12), 송풍 팬(13)의 각각의 소비 에너지의 합계값이다.As described above, all the energy consumed in the air
그리고, 공조 제어 시스템(1) 내에서 소비되는 모든 소비 에너지가 최소가 되도록, 공조기(10)의 설정값을 산출하는 알고리즘으로서, 일본국 특개2008-232507호 공보 명세서에 기재된 바와 같은 수법이 있다. 이 수법은 공조 제어에 이용하는 각종 센서의 측정값으로부터 공조 최적화에 필요한 상태량, 예를 들면 실내 발생 열량, 실내 발생 수증기량, 열 교환기의 총괄 전열 계수와 전열 면적의 곱 등의 물리량을 추정한다. 이것으로, 공조 시스템 전체를 전망한 최적의 제어를 가능하게 한다. 또한, 다른 알고리즘으로서, 일본국 특개2008-256258호 공보 명세서 등에 기재된 바와 같은 수법이 있다. 이 수법은 초기 단계에서, 현상(現狀)의 열원기와 냉수 코일 사이의 열 교환량으로부터 잠정적인 총(總) 공조 부하를 산출한다. 그리고, 이 총 공조 부하를 변수로 하여, 공조 시스템의 최적 운전 상태량에 의거하여, 공조 시스템의 공조 기기가 제어된다. 그리고, 공조 제어 대상 공간의 공기 상태가 설정된 공조 조건에 거의 일치했을 때, 진정한 총 공조 부하가 산출되어, 최적 운전 상태량이 결정된다. 이 결과, 공조가 효율적으로 운전되어, 공조 시스템의 에너지 절약화가 실현된다.And as an algorithm which calculates the setting value of the
제 1 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, PMV 값이 쾌적한 범위인 -0.5 ~ +0.5 내에서, 공조 제어 시스템(1) 내의 모든 소비 에너지가 최소가 되도록, 공조기(10)의 최적인 설정값이 산출되고, 그 설정값이 공조기(10) 및 중앙 열원 장치(40)에 송신된다(S3).In the first embodiment, as described above, the optimum set value of the
그리고, 공조기(10)의 최적인 설정값이 중앙 열원 장치(40)에서 취득되면, 이 설정값에 의거하여 공조기(10)에 필요한 냉수가 공급된다(S4). 이 결과, 재실자의 쾌적성이 고려되어 조정된 공기가 공조 제어 대상의 실내에 공급된다(S5).When the optimum set value of the
여기에서, 공조 제어 대상의 실내에 조정된 공기가 공급될 때의, 공조기(10)의 동작에 대하여 설명한다.Here, the operation of the
공조 제어 시스템에 의해 냉방 처리가 행해질 때는, 거주자를 위해 건물에 취입되는 신선 외기를 제습 및 냉각하는 기능(잠열 냉방 부하)과, 건물 내부의 조명, OA 기기, 인체 등의 현열 발열을 냉각하는 기능(현열 냉방 부하)의 2가지가 공조기에서 실행된다.When air conditioning is performed by the air conditioning control system, a function of dehumidifying and cooling fresh air blown into the building for the occupants (latent heat cooling load), and cooling of sensible heat generated from lighting inside the building, OA equipment, and the human body. Two types of sensible cooling loads are implemented in the air conditioner.
종래의 공조기에 의해 냉방을 행할 때에는, 외기와 환기를 혼합함으로써 상기 2개의 기능이 동시에 행해지고 있었다. 그러나, 이 경우, 제습이 필요한 것은 주로 외기만이다. 이 때문에, 필요한 냉수의 온도와 유량은 각각의 기능에서 상이하다. 따라서, 상기 2가지의 기능은 별개로 실행되는 쪽이 효율적이다.When cooling by the conventional air conditioner, the said 2 functions were performed simultaneously by mixing air and ventilation. However, in this case, it is mainly outside air that needs dehumidification. For this reason, the temperature and flow volume of the required cold water differ in each function. Therefore, it is more efficient to execute these two functions separately.
그래서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시 형태에서는, 외기를 제습, 냉각하는 외기 냉각용 코일(11)과, 환기를 냉각하는 환기 냉각용 코일(12)이 개별로 설치된다. 그리고, 각각의 제어에 적합한 온도와 유량의 냉수가 공급된다.Therefore, as shown in FIG. 2, in 1st Embodiment, the
이상의 제 1 실시 형태에 의하면, 재실자의 쾌적성이 고려되는 동시에, 외기와 실내의 환기가 개별로 조정되고, 또한 시스템 내의 모든 소요 소비 에너지가 최소가 되도록 제어된다. 따라서, 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모한 공조 제어를 행하는 것이 가능해진다.According to the first embodiment described above, the comfort of the occupants is considered, and the ventilation between the outside and the room is adjusted individually, and the energy consumption in the system is controlled to be the minimum. Therefore, it becomes possible to perform the air conditioning control which aimed at saving energy of energy consumption efficiently.
《제 2 실시 형태》<< second embodiment >>
〈제 2 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성〉<Configuration of Air Conditioning Control System by Second Embodiment>
본 발명의 제 2 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(2)의 구성은 도 1 및 도 2에 나타내는 제 1 실시 형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 2 실시 형태의 구성의 상세한 설명은 생략한다.The configuration of the air conditioning control system 2 according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, detailed description of the configuration of the second embodiment is omitted.
〈제 2 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작〉<Operation of the air conditioning control system according to the second embodiment>
제 2 실시 형태에서의 공조 제어 시스템(2)의 동작은 도 3의 스텝 S3에서의 각 공조기(10)의 설정값의 산출을 제외하고는 제 1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시 형태와 동일 부분의 상세한 설명은 생략한다.The operation of the air conditioning control system 2 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment except for the calculation of the set values of the
제 2 실시 형태에서, 도 3의 스텝 S3에서, PMV가 쾌적한 범위 내에서 소요 소비 에너지가 최소가 되도록, 공조 연휴 제어 장치(50)가 각 공조기(10)의 설정값을 산출할 때의 처리에 대하여 설명한다.In the second embodiment, in step S3 of FIG. 3, the air conditioning
도 4에, 사무소 빌딩을 상정하고, 실내의 풍속이 0.1m/s일 때에, PMV 값이 냉방시에 에너지 절약에 의해 쾌적한 0.3 ~ 0.5가 되는 실온과 실내의 습도와의 관계를 나타낸다. 도 4에서, 굵은 선으로 둘러싸인 범위(A)의 실온 및 실내의 습도의 상태일 때에, PMV 값 0.3 ~ 0.5가 되는 것을 나타내고 있다(습도는 20% ~ 80%로 한정했다).Assuming that an office building is shown in FIG. 4, when the indoor wind speed is 0.1 m / s, the relationship between the room temperature which becomes comfortable 0.3 to 0.5 by energy saving at the time of cooling, and room humidity is shown. In FIG. 4, PMV value 0.3-0.5 is shown (humidity was limited to 20%-80%) in the state of room temperature of room A and the humidity of a room enclosed by a thick line.
한편, 온실 효과 가스 삭감을 위해, 여름의 에어컨의 온도 설정을 28℃로 하는 것이 일본에서는 정부에 의해 추장(抽奬)되고 있다.On the other hand, in order to reduce greenhouse gas, it is recommended by the government in Japan to set the temperature of summer air conditioner to 28 degreeC.
그러나 이 경우, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 실온이 28℃인 경우, 아무리 습도를 낮게 해도, PMV 값은 인간에 있어서 쾌적한 범위의 상한인 +0.5보다 커지게 된다.In this case, however, as can be seen from FIG. 4, even if the humidity is lowered at room temperature of 28 ° C, the PMV value becomes larger than +0.5, the upper limit of the comfortable range in humans.
그러나, 실내의 풍속이 0.5m/s이면, 실온이 28℃에서도 습도가 40%이고 PMV가 +0.5 이하(약 0.43)로 된다.However, if the wind speed in the room is 0.5 m / s, the humidity is 40% and the PMV is +0.5 or less (about 0.43) even at room temperature of 28 ° C.
따라서, 제 2 실시 형태에서는, 인간이 있는 높이의 중심 위치인 바닥으로부터 1m 부근에서, 최고 풍속이 0.5m/s가 되도록, 흔들림이 있는 바람이 공조기(10)의 송풍 부분으로부터 공조 제어 대상의 실내로 공급되도록 설정한다.Therefore, in the second embodiment, the room with the shaking wind is controlled from the air blowing portion of the
이 공급되는 바람은 흔들림이 있는 바람이므로, 평균 풍속은 0.5m/s보다 작아지도록 설정할 수 있다. 이 때문에, 실온 설정이 28℃인 상태에서도, 송풍 팬(13)의 소비 에너지를 대폭 늘리지 않고, 재실자에게 쾌적한 공조 제어를 제공할 수 있다.Since the wind supplied is shaken wind, the average wind speed can be set to be smaller than 0.5 m / s. For this reason, even if the room temperature setting is 28 degreeC, comfortable air-conditioning control can be provided to the occupants without largely increasing the energy consumption of the blowing
이상의 제 2 실시 형태에 의하면, 공조기(10)의 최적인 설정값이 공조기(10)로부터 송풍되는 풍속도 고려해서 산출된다. 이 때문에, 더 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화와 쾌적성 유지를 도모한 공조 제어를 행하는 것이 가능해진다.According to the above second embodiment, the optimum set value of the
《제 3 실시 형태》<< third embodiment >>
〈제 3 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성〉<Configuration of the air conditioning control system according to the third embodiment>
본 발명의 제 3 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(3)의 구성은 공조 제어 대상의 실내에, 이산화탄소 센서(도시 생략) 또는 인체감지(人感) 센서(도시 생략) 중 적어도 어느 한쪽을 설치한다. 그 외의 구성은 도 1 및 도 2에 나타내는 제 1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시 형태와 동일 부분의 상세한 설명은 생략한다.In the configuration of the air
이산화탄소 센서는 재실자로부터 배출된 실내의 이산화탄소 농도를 측정하여, 공조기(10)에 송신한다. 또한, 인체감지 센서는 공조 제어 대상의 실내의 재실자의 수를 검지하여, 공조기(10)에 송신한다.The carbon dioxide sensor measures the concentration of carbon dioxide in the room discharged from the occupant and transmits it to the
〈제 3 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작〉<Operation of the air conditioning control system according to the third embodiment>
제 3 실시 형태에서의 공조 제어 시스템(3)의 동작에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다.The operation of the air
우선, 빌딩(A) 내의 공조 제어가 개시된다. 그러면, 각 온도 센서(20)가 실내의 온도를 계측하고, 각 습도 센서(30)가 실내의 습도를 계측한다. 이와 함께, 이산화탄소 센서가 실내의 이산화탄소 농도를 측정하거나, 혹은 인체감지 센서가 재실자의 수를 검지한다. 각 센서에서 계측된 계측값은 각각의 실내의 공조기(10)에 송신된다(S1).First, air conditioning control in the building A is started. Then, each
각 공조기(10)는 각 센서로부터 송신된 계측값을 수신하고, 또한 공조 연휴 제어 장치(50)에 송신한다(S2).Each
제 3 실시 형태에서, PMV가 쾌적한 범위 내에서 소요 소비 에너지가 최소가 되도록, 공조 연휴 제어 장치(50)가 각 공조기(10)의 최적인 설정값을 산출할 때의 처리에 대하여 설명한다.In 3rd Embodiment, the process at the time of calculating the optimal setting value of each
제 3 실시 형태의 공조 연휴 제어 장치(50)에서는, 도 5에 나타내는 그래프에 따라, 외기 냉각용 코일(11), 환기 냉각용 코일(12), 송풍 팬(13)에 공기를 공급하기 위한 댐퍼 개도가 제어된다.In the air conditioning
도 5에 나타내는 바와 같이, 공조 개시시(a)에서는, 환기 냉각용 코일(12)로의 댐퍼가 모두 열리는 동시에, 외기 냉각용 코일(11)로의 댐퍼가 모두 닫힌다. 따라서, 실내 공기의 외기로의 배기는 행해지고 있지 않은 상태이다. 그리고, 일정 시간 후, 실내로의 배기가 개시된다. 그러면, 외기의 온도, 습도, 및 환기의 온도, 습도에 의해, 각 기기의 모든 소비 에너지가 최소가 되도록, 최소 외기 시(b) ~ 중간 외기 시(c) ~ 최대 외기 시(d) 내의 어느 시점이 선택되어, 각 댐퍼 개도가 제어된다.As shown in FIG. 5, at the time of air conditioning start (a), all the dampers to the
이 최소 외기 시(b) ~ 중간 외기 시(c) ~ 최대 외기 시(d) 내의 어느 시점이 선택될 때, 실내가 냉방 요구시에, 외기의 엔탈피(enthalpy)가 실내의 엔탈피보다 낮고, 에너지적으로 외기를 취입한 쪽이 유효한 경우에는, 적극적으로 외기가 도입되도록 댐퍼 개도가 제어된다. 이 때문에, 환기 냉각용 코일(12)에 공급되는 냉수 사용량이 경감된다.When a point in time between the minimum outside air time (b) to the middle outside air time (c) to the maximum outside air time (d) is selected, when the room needs to be cooled, the enthalpy of the outside air is lower than the enthalpy of the room, When the outside air is blown effectively, the damper opening degree is controlled to actively introduce the outside air. For this reason, the usage-amount of cold water supplied to the
또한, 여기에서, 외기 냉각용 코일(11)의 부하가 일정값보다 클 경우, 도 5에 따라서, 각 댐퍼 개도가 제어된다. 이때, 이산화탄소 센서 또는 인체감지 센서로부터 취득된 계측값도 고려하여, 각 기기의 설정값이 산출된다.Here, when the load of the
구체적으로는, 이산화탄소 농도가 일정 농도보다 높아졌을 때, 또는 재실자가 일정 이상의 인원수가 되었을 경우에, 이산화탄소 농도를 일정 농도보다 내리기 위해, 최소한의 외기를 취입하도록 댐퍼 개도가 제어되어, 이산화탄소 농도가 환기(換氣)에 의해 내려진다. 이렇게 하여, 외기 냉각용 코일(11)의 부하가 과잉으로 되지 않고, 환기(換氣)가 행해진다.Specifically, when the carbon dioxide concentration is higher than a certain concentration, or when the occupant becomes a certain number of people or more, the damper opening degree is controlled so as to blow the minimum outside air in order to lower the carbon dioxide concentration below the predetermined concentration, so that the carbon dioxide concentration is ventilated. Lowered by (iii) In this way, the load of the
이렇게, 각 기기의 소요 소비 에너지가 최소가 되도록 각 공조기(10)의 설정값을 정할 때에, 외기 냉방의 이용, 및 실내의 이산화탄소 농도 또는 재실자의 인원수에 의거한 최소의 외기 취입에 의해 제어된다(S3). 그리고, 이 설정값에 의거하여, 중앙 열원 장치(40)가 필요한 냉수를 공조기(10)에 공급한다(S4). 이 결과, 재실자의 쾌적성이 고려되어 조정된 공기가 공조 제어 대상의 실내에 공급된다(S5).Thus, when setting the set value of each
이상의 제 3 실시 형태에 의하면, 공조기의 최적인 설정값이 외기 냉방의 이용과 실내의 이산화탄소 농도 또는 재실자의 인원수에 의거한 외기의 취입을 고려하여 산출한다. 따라서, 더 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모한 공조 제어를 행하는 것이 가능해진다.According to the third embodiment described above, the optimum set value of the air conditioner is calculated in consideration of the use of outside air cooling and the intake of outside air based on the concentration of carbon dioxide in the room or the number of occupants. Therefore, it becomes possible to perform the air conditioning control which aimed at saving energy of energy consumption more efficiently.
《제 4 실시 형태》<< fourth embodiment >>
〈제 4 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성〉<Configuration of the air conditioning control system according to the fourth embodiment>
본 발명의 제 4 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(4)의 구성에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 중앙 열원 장치(40)와 제 2 중앙 열원 장치(40')의 2 계통의 열원 장치가 설치된다. 그 외의 구성은 제 1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시 형태와 동일 부분의 상세한 설명은 생략한다.In the structure of the air conditioning control system 4 which concerns on 4th Embodiment of this invention, as shown in FIG. 6, the heat source apparatus of two systems of the center
제 4 실시 형태에서, 중앙 열원 장치(40)는 외기 냉각용 코일(11)에 냉수를 공급하고, 제 2 중앙 열원 장치(40')는 환기 냉각용 코일(12)에 냉수를 공급한다.In the fourth embodiment, the central
〈제 4 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작〉<Operation of the air conditioning control system according to the fourth embodiment>
제 4 실시 형태에서의 공조 제어 시스템(4)의 동작은 도 3의 스텝 S5에서, 냉수를 공급할 때의 처리를 제외하고는 제 1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시 형태와 동일 부분의 상세한 설명은 생략한다.The operation of the air conditioning control system 4 according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except for the process at the time of supplying the cold water in step S5 of FIG. 3. Therefore, detailed description of the same parts as in the first embodiment is omitted.
제 4 실시 형태에서는 스텝 S6에서, 각 공조기(10)에 냉수를 공급할 때에, 중앙 열원 장치(40)가 외기 냉각용 코일(11)에 냉수를 공급하고, 중앙 열원 장치(40)와는 개별 계통인 제 2 중앙 열원 장치(40')가 환기 냉각용 코일(12)에 냉수를 공급한다.In 4th Embodiment, when cold water is supplied to each
종래의 공조 제어 시스템에서는, 중앙 열원 장치가 냉각용 코일에 공급하는 냉수는 약 7℃이다. 그러나, 이 7℃의 냉수를 필요로 하는 것은 외기를 제습, 냉각할 때만이다. 이에 대하여, 공조 제어 대상의 실내의 환기를 냉각할 때에는, 냉수의 온도는 13℃ 정도로 충분하다. 이 외기를 제습, 냉각할 때에 필요해지는 에너지량(잠열 냉방 부하)은 냉방의 공조 제어를 행할 때에 필요로 하는 에너지 총량의 약 30 ~ 20%이다. 따라서, 에너지 총량의 70 ~ 80%에 해당하는 환기를 냉각할 때에 필요해지는 에너지량(현열 냉방 부하)은 냉수를 과잉으로 냉각하기 위해 이용되고 있다. 따라서, 소비 에너지에 낭비가 생기게 된다.In the conventional air conditioning control system, the cold water supplied by the central heat source device to the cooling coil is about 7 ° C. However, this 7 degreeC cold water is required only when dehumidifying and cooling outside air. On the other hand, when cooling the ventilation of the indoors of an air conditioning control object, the temperature of cold water is enough about 13 degreeC. The amount of energy (latent heat cooling load) required when the outside air is dehumidified and cooled is about 30 to 20% of the total amount of energy required for air conditioning control of cooling. Therefore, the amount of energy (sensible cooling load) required when cooling the ventilation corresponding to 70 to 80% of the total amount of energy is used to cool the cold water excessively. Therefore, waste of energy is generated.
그래서, 제 4 실시 형태에서는, 외기 냉각용 코일(11)에 냉수를 공급하는 중앙 열원 장치(40)와 환기 냉각용 코일(12)에 냉수를 공급하는 제 2 중앙 열원 장치(40')의 2 계통의 냉수 공급원이 설치된다. 그리고, 중앙 열원 장치(40)가 외기 냉각용 코일(11)에 공급하는 냉수는 7℃ 전후로 조정된다. 이에 대하여, 제 2 중앙 열원 장치(40')가 환기 냉각용 코일(12)에 공급하는 냉수는 13℃ 전후로 조정되도록 설정한다.Thus, in the fourth embodiment, two of the central
이상의 제 4 실시 형태에 의하면, 2 계통의 중앙 열원 장치(40)와 중앙 열원 장치(40')를 설치한다. 그 결과, 냉수가 과잉으로 저온으로 조정되는 것에 의한 에너지의 낭비를 생략할 수 있다. 따라서, 더 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모한 공조 제어를 행하는 것이 가능해진다.According to the above fourth embodiment, the central
《제 5 실시 형태》<< fifth embodiment >>
〈제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 구성〉<Configuration of the air conditioning control system according to the fifth embodiment>
본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(5)의 구성은 도 1에 나타내는 제 1 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템(1)의 구성과 동일하다. 그러나, 외기 냉각용 코일(11)이 환기 냉각용 코일(12)과 각 공조기(10) 내에서 직렬 상태로 접속된다.The configuration of the air
각 공조기(10)는 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 밸브를 구비한다. 제 1 밸브(14)는 중앙 열원 장치(40)로부터 외기 냉각용 코일(11)에 취입되는 냉수의 양을, 개도에 의해 조정한다. 제 2 밸브(15)는 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 후에 환기 냉각용 코일(12)에 취입되는 냉수의 양을 조정한다. 제 3 밸브(16)는 환기 냉각용 코일(12)과 병렬 상태로 접속되고, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 후에, 직접 배수되는 냉수의 양을 조정한다. 제 4 밸브(17)는 외기 냉각용 코일(11)과는 병렬 상태이며, 또한 밸브(15)와 밸브(16)와는 직렬 상태로 이들보다 상류 측이 되도록 접속되고, 중앙 열원 장치(40)로부터 환기 냉각용 코일(12)에 직접 취입되는 냉수의 양을 조정한다.Each
〈제 5 실시 형태에 의한 공조 제어 시스템의 동작〉<Operation of the air conditioning control system according to the fifth embodiment>
제 5 실시 형태에서의 공조 제어 시스템(5)의 동작은 도 3의 스텝 S5에서, 냉수가 공급될 때의 처리를 제외하고는 제 1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시 형태와 동일 부분의 상세한 설명은 생략한다.The operation of the air
제 5 실시 형태에서는 스텝 S5에서, 각 공조기(10)에 냉수를 공급할 때에, 우선, 7℃의 냉수가 중앙 열원 장치(40)로부터 외기 냉각용 코일(11)로 공급된다. 그리고, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 후의 냉수가 환기 냉각용 코일(12)에서 재이용된다. 제 4 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 환기 냉각용 코일(12)에서 이용되는 냉수는 외기 냉각용 코일(11)에서 이용되는 냉수만큼 낮은 온도일 필요는 없다. 따라서, 환기 냉각용 코일(12)에서 이용되는 냉수는 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 후의 냉수의 재이용으로 대응가능하다.In 5th Embodiment, when cold water is supplied to each
이때, 중앙 열원 장치(40)로부터 외기 냉각용 코일(11)로 공급되는 냉수의 양은 밸브(14)의 개도에 의해 조정된다. 또한, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 후에 환기 냉각용 코일(12)에 공급되는 냉수의 양은 밸브(15) 및 밸브(16)의 개도에 의해 조정된다. 또한, 환기 냉각용 코일(12)에서 이용하는 냉수의 양이 외기 냉각용 코일(11)에서 이용한 후의 냉수만으로는 모자랄 경우에는, 밸브(17)를 열리게 함으로써, 중앙 열원 장치(40)로부터 냉수가 환기 냉각용 코일(12)에 직접 공급된다.At this time, the amount of cold water supplied from the central
도 8의 (a)는 밸브(14) 및 밸브(15)가 동일한 정도로 열리게 함으로써, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 냉수가 모두 환기 냉각용 코일(12)에 공급될 경우의 냉수의 흐름을 굵은 선으로 나타낸다. 도 8의 (b)는 밸브(14), 밸브(15), 및 밸브(16)가 열리게 함으로써, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 냉수의 일부가 환기 냉각용 코일(12)에 공급되는 동시에, 불필요한 냉수가 환기 냉각용 코일(12)을 거치지 않고 배수될 경우의 냉수의 흐름을 굵은 선으로 나타낸다. 도 8의 (c)는 밸브(14), 밸브(15), 및 밸브(17)가 열리게 함으로써, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용된 냉수와 중앙 열원 장치(40)로부터의 냉수가 환기 냉각용 코일(12)에 공급될 경우의 냉수의 흐름을 굵은 선으로 나타낸다.8A shows the flow of cold water when all of the cold water used in the
이상의 제 5 실시 형태에 의하면, 외기 냉각용 코일(11)이 환기 냉각용 코일(12)과 직렬 상태로 접속된다. 이러한 구성에 의해, 외기 냉각용 코일(11)에서 이용한 냉수를 환기 냉각용 코일(12)에서 재이용하는 것이 가능하다. 따라서, 더 효율적으로 소비 에너지의 에너지 절약화를 도모한 공조 제어를 행하는 것이 가능해진다.According to the fifth embodiment described above, the
또한, 상기의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에서는, 공조 제어 대상의 빌딩(A) 내에 중앙 열원 장치(40)를 갖는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 중앙 열원 장치(40)의 냉동기(41)와 냉각탑(42)이 각 빌딩에 없고, DHC(District Heating and Cooling: 지역 냉난방)에 의해 공조 제어를 행할 때는, 냉·온수는 외부로부터 공급되면 된다(다만, 각 공조기에 냉온수를 보내는 송수 펌프(43)는 건물 내에 있다). 이러한 경우, 공조 제어 시스템 내의 모든 소비 에너지는 송수 펌프, 외기 냉각용 코일, 환기 냉각용 코일, 및 송풍 팬의 소비 에너지의 합계값이 된다.In addition, in said 1st Embodiment-5th Embodiment, the case where the central
또한, 상기의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에서는, 각 센서에 의해 계측된 각 계측값은 각 센서로부터 공조기(30)를 통하여 공조 연휴 제어 장치(50)에 송신될 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 이에는 한정되지 않고, 각 계측값이 각 센서로부터 직접 공조 연휴 제어 장치(50)에 송신되도록 해도 된다.In addition, in said 1st Embodiment-5th Embodiment, the case where each measured value measured by each sensor is transmitted from each sensor to the air conditioning
또한, 상기의 제 1 실시 형태 ~ 제 5 실시 형태에서는, 인간의 온열 감각의 쾌적성 지표로서 PMV 값을 이용했다. 그러나, 이에는 한정되지 않고, 표준 유효 온도나 새로운 유효 온도 등을 이용하여 공조 제어를 행해도 된다.In addition, in said 1st Embodiment-5th Embodiment, PMV value was used as a comfort index of a human thermal sense. However, it is not limited to this, You may perform air conditioning control using a standard effective temperature, a new effective temperature, etc.
또한, 각 실시 형태는 가능한 한 조합시켜서 실시해도 된다. 각 실시 상태를 조합시킴으로써, 더 높은 효과를 얻을 수 있다.In addition, you may implement each embodiment in combination as much as possible. By combining each embodiment, a higher effect can be obtained.
산업상의 이용 가능성Industrial availability
본 발명의 공조 제어 시스템에 의해, 대형 빌딩 등에서, 재실자의 쾌적성을 고려하면서, 재실자의 쾌적성의 범위를 넘은 과잉한 에너지 소비를 억제하고, 소비 에너지의 에너지 절약화를 효율적으로 도모할 수 있다.According to the air conditioning control system of the present invention, excessive energy consumption beyond the comfort range of occupants can be suppressed while considering comfort of occupants in large buildings and the like, and energy saving of energy consumption can be efficiently achieved.
Claims (8)
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의 온도 계측값 및 습도 계측값을 취득하는 계측값 취득부와,
PMV(Predicted Mean Vote)의 목표 설정 범위를 기억하는 PMV 범위 기억부와,
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의, 상기 온도 계측값과, 상기 습도 계측값과, 소정의 풍속값에 의해 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위 내일 경우, 적어도 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 송풍 팬을 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 공조기로부터 공급되는 공기의 온도, 습도를 산출하고, 상기 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위를 초과할 경우에, 상기 풍속값을 변경하는 공조기 설정값 산출부와,
상기 소정의 풍속값 또는 변경 후의 풍속값이 되도록, 송풍 팬의 설정값을 상기 공조기에 송신하는 설정값 송신부와,
상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 온도 및 습도로부터, 상기 냉수 또는 온수의 수온 설정값 또는 유량값을 산출하여 상기 열원 장치에 송신하는 제어값 송신부를 갖는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.An air conditioner having a ventilation coil, a ventilation fan for supplying air to a room or an indoor control zone of the air conditioning control object, and a heat source for supplying cold water or hot water to the air conditioner. In the air conditioning control device used in the air conditioning control system consisting of the device,
A measured value acquiring unit for acquiring a temperature measured value and a humidity measured value of the indoor or the indoor control zone of the air conditioning control object;
PMV range storage unit for storing the target setting range of PMV (Predicted Mean Vote),
At least the heat source device when the temperature measurement value, the humidity measurement value, and the PMV value calculated by a predetermined wind speed value of the indoor air conditioning control target room or the indoor control zone are within the target setting range; The temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner are calculated so that the total value of the energy consumption in the air conditioning control system including the ventilation coil of the air conditioner and the blower fan is minimized, and the PMV value calculated is the target setting range. When exceeding, the air conditioner setting value calculating unit for changing the wind speed value,
A set value transmitter for transmitting the set value of the blower fan to the air conditioner so as to be the predetermined wind speed value or the wind speed value after the change;
And a control value transmitter for calculating the water temperature set value or the flow rate value of the cold or hot water from the temperature and humidity calculated by the air conditioner set value calculator.
상기 공조기는 외기용 코일을 더 갖고,
상기 공조기 설정값 산출부는, 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 외기용 코일, 송풍 팬, 및 상기 열원 장치로부터 상기 공조기에 냉수 또는 온수를 공급하는 송수 펌프를 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 온도, 습도를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.The method of claim 1,
The air conditioner further has a coil for outside air,
The air conditioner set value calculator includes energy consumption in an air conditioning control system including a heat pump, a ventilation coil of the air conditioner, an external coil, a blower fan, and a water pump to supply cold water or hot water to the air conditioner from the heat source device. And said temperature and humidity are calculated so that the total value of is minimum.
상기 계측값 취득부는, 상기 공조 제어 대상의 실내 또는 실내의 제어 존의 CO2 농도의 계측값, 또는 재실자의 인원수 계측값을 더 취득하고,
상기 공조기 설정값 산출부는, 상기 목표 설정 범위 내에서, 상기 공조기에 의해 냉방이 요구되고 외기의 엔탈피가 실내의 엔탈피보다 낮을 때에는 외기의 취입량을 늘리고, 또한, 상기 외기용 코일의 부하가 소정값보다 높고, 또한 상기 계측값 취득부에서 취득한 CO2 농도의 계측값이 미리 설정된 CO2 농도 한계값보다 높거나 또는 재실자의 인원수 계측값이 소정값보다 높을 때는, 상기 실내의 CO2 농도를 상기 CO2 농도 한계값보다 낮게 하기 위한 최소한의 양(量)의 외기를 상기 외기용 코일에 의해 취입하기 위한 외기량 설정값을 더 산출하고,
상기 설정값 송신부는, 상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 외기량 설정값을 상기 공조기에 송신하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.The method of claim 2,
The measured value acquisition unit further acquires the measured value of the CO 2 concentration of the indoor or indoor control zone of the air conditioning control target, or the measured number of occupants of the occupant,
The air conditioner set value calculating unit increases the blowing amount of the outside air when cooling is required by the air conditioner and the enthalpy of the outside air is lower than the enthalpy of the room within the target setting range, and the load of the coil for outside air is a predetermined value. When the measured value of the CO 2 concentration obtained by the measured value acquisition unit is higher than the preset CO 2 concentration limit value or the number of people occupied by the occupant is higher than the predetermined value, the CO 2 concentration of the room is determined by the CO The air volume setting value for taking in the minimum amount of outside air to lower than 2 concentration thresholds by the said coil for outside air is further computed,
And the set value transmitter transmits the outside air amount set value calculated by the air conditioner set value calculator to the air conditioner.
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의 온도 계측값 및 습도 계측값을 취득하는 계측값 취득부와,
PMV의 목표 설정 범위를 기억하는 PMV 범위 기억부와,
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의, 상기 온도 계측값과, 상기 습도 계측값과, 소정의 풍속값에 의해 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위 내일 경우, 적어도 상기 공조기의 환기용 코일, 송풍 팬, 및 상기 송수 펌프를 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 공조기로부터 공급되는 공기의 온도, 습도를 산출하고, 상기 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위를 초과할 경우에, 상기 풍속값을 변경하는 공조기 설정값 산출부와,
상기 소정의 풍속값 또는 변경 후의 풍속값이 되도록, 송풍 팬의 설정값을 상기 공조기에 송신하는 설정값 송신부와,
상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 온도 및 습도로부터, 상기 냉수 또는 온수의 유량값을 산출하여 상기 송수 펌프에 송신하는 제어값 송신부를 갖는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.An air conditioner having a ventilation coil, a blower fan for supplying air to a room or a control zone of the air conditioning control object, and a water pump for sending cold water or hot water supplied from outside related to local air conditioning to the air conditioner. In the air conditioning control device used in the air conditioning control system having,
A measured value acquiring unit for acquiring a temperature measured value and a humidity measured value of the indoor or the indoor control zone of the air conditioning control object;
A PMV range storage unit for storing the PMV target setting range;
At least for ventilation of the air conditioner when the temperature measurement value, the humidity measurement value, and the PMV value calculated by the predetermined wind speed value of the indoor control target room or the indoor control zone are within the target setting range. The temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner are calculated so that the total value of energy consumption in the air conditioning control system including the coil, the blowing fan, and the water pump is minimized, and the PMV value calculated is the target setting range. An air conditioner set value calculating unit for changing the wind speed value when exceeding;
A set value transmitter for transmitting the set value of the blower fan to the air conditioner so as to be the predetermined wind speed value or the wind speed value after the change;
And a control value transmission unit for calculating a flow rate value of the cold water or hot water from the temperature and humidity calculated by the air conditioner set value calculating unit and transmitting the calculated flow rate value to the water pump.
상기 공조 제어 장치는,
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의 온도 계측값 및 습도 계측값을 취득하는 계측값 취득부와,
PMV의 목표 설정 범위를 기억하는 PMV 범위 기억부와,
상기 공조 제어 대상의 실내 또는 당해 실내의 제어 존의, 상기 온도 계측값과, 상기 습도 계측값과, 소정의 풍속값에 의해 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위 내일 경우, 적어도 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 송풍 팬을 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 공조기로부터 공급되는 공기의 온도, 습도를 산출하고, 상기 산출되는 PMV값이 상기 목표 설정 범위를 초과할 경우에, 상기 풍속값을 변경하는 공조기 설정값 산출부와,
상기 소정의 풍속값 또는 변경 후의 풍속값이 되도록, 송풍 팬의 설정값을 상기 공조기에 송신하는 설정값 송신부와,
상기 공조기 설정값 산출부에서 산출된 온도 및 습도로부터, 상기 냉수 또는 온수의 수온 설정값 또는 유량값을 산출하여 상기 열원 장치에 송신하는 제어값 송신부를 갖는 것을 특징으로 하는 공조 제어 시스템.An air conditioner having a ventilation coil and a blower fan for supplying air to a room or a control zone of the air conditioning control object, a heat source device for supplying cold water or hot water to the air conditioner, and operations of the air conditioner and the heat source device. In the air conditioning control system which consists of an air conditioning control apparatus to control,
The air conditioning control device,
A measured value acquiring unit for acquiring a temperature measured value and a humidity measured value of the indoor or the indoor control zone of the air conditioning control object;
A PMV range storage unit for storing the PMV target setting range;
At least the heat source device when the temperature measurement value, the humidity measurement value, and the PMV value calculated by a predetermined wind speed value of the indoor air conditioning control target room or the indoor control zone are within the target setting range; The temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner are calculated so that the total value of the energy consumption in the air conditioning control system including the ventilation coil of the air conditioner and the blower fan is minimized, and the PMV value calculated is the target setting range. When exceeding, the air conditioner setting value calculating unit for changing the wind speed value,
A set value transmitter for transmitting the set value of the blower fan to the air conditioner so as to be the predetermined wind speed value or the wind speed value after the change;
And a control value transmitter for calculating the water temperature set value or the flow rate value of the cold or hot water from the temperature and humidity calculated by the air conditioner set value calculator.
상기 공조기는 외기용 코일을 더 갖고,
상기 공조기 설정값 산출부는, 상기 열원 장치, 상기 공조기의 환기용 코일, 외기용 코일, 송풍 팬, 및 상기 열원 장치로부터 상기 공조기에 냉수 또는 온수를 공급하는 송수 펌프를 포함한 공조 제어 시스템에서의 소비 에너지의 합계값이 최소가 되도록, 상기 온도, 습도를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 시스템.The method of claim 5, wherein
The air conditioner further has a coil for outside air,
The air conditioner set value calculator includes energy consumption in an air conditioning control system including a heat pump, a ventilation coil of the air conditioner, an external coil, a blower fan, and a water pump to supply cold water or hot water to the air conditioner from the heat source device. And the temperature and humidity are calculated so that the total value of is minimized.
상기 열원 장치는 2계통 설치되고,
한쪽의 열원 장치는, 상기 외기용 코일에 냉수 또는 온수를 공급하고, 다른 쪽의 열원 장치는, 상기 환기용 코일에 냉수 또는 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 시스템.The method according to claim 6,
The heat source device is installed in two systems,
One heat source device supplies cold water or hot water to the coil for outside air, and the other heat source device supplies cold water or hot water to the coil for ventilation.
상기 외기용 코일과 상기 환기용 코일은 직렬 상태로 접속되고,
상기 환기용 코일에서는, 상기 외기용 코일에서 이용된 냉수 또는 온수가 재이용되는 것을 특징으로 하는 공조 제어 시스템.
The method according to claim 6,
The outside coil and the ventilation coil are connected in series;
In the ventilation coil, cold water or hot water used in the outside air coil is reused.
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