KR101317614B1 - 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환경의 개선을 바라는 사용자의 요구에 대하여 즉효적인 대처를 실현하는 것을 목적으로 한다.
공조기에 공급하는 열 매체의 양을 제어 밸브의 개방도로 제어하는 공조 제어 장치(12)에 있어서, 피제어 영역의 실내 온도 설정값을 취득하는 실내 온도 설정값 취득부(121)와, 공조기로부터 피제어 영역에 공급되는 급기의 온도 계측값을 취득하는 급기 온도 계측값 취득부(122)와, 실내 온도 설정값의 변경에 따라 급기 온도 설정값을 변경하는 급기 온도 변경부(124)와, 급기 온도 계측값과 급기 온도 설정값의 편차에 기초하여 조작량을 산출하는 조작량 연산부(123)와, 조작량을 제어 밸브로 출력하여 제어 밸브의 개방도를 제어하는 조작량 출력부(125)를 구비한다.

Description

제어 장치 및 방법{CONTROLLING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD}
본 발명은 VAV 제어 시스템 등에서의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래, 공조 제어에서는, 피제어 영역의 실내 온도가 설정 온도가 되도록 현재의 온도와의 편차로부터 PID 연산에 의해 조작량(예컨대, 밸브 개방도, VAV 댐퍼 개방도 등)을 출력하도록 하였다. 이 경우, 실내에의 급기의 풍량을 가변으로 하는 VAV(가변 풍량) 제어에서는, 실내 온도 설정값을 변경하여도, 공조기의 급기 온도에 반영될 때까지 시간이 걸린다. 이 때문에, 각 피제어 영역의 각 VAV 컨트롤 유닛으로부터 보내져오는 요구 스테이터스에 기초하여 급기 온도를 변경할지의 여부를 판단하도록 한 로드 리셋 제어 기능을 구비한 VAV 제어 시스템이 제안되어 있다(특허문헌 1,특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 평8-28940호 공보 일본 특허 공개 평8-42902호 공보
그러나, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 기술에서도, 사용자가 실내 온도 설정값을 변경하고 나서 공조기의 급기 온도에 반영될 때까지 시간이 걸려, 즉효적인 대처를 하지 못할 가능성이 있었다. 이하, 이 문제에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
VAV 제어 시스템에서는, 공조기에 공급되는 열 매체(냉수 또는 온수)의 양이 공조 제어 장치에 의해 제어된다. 공조기에서 그 팬으로부터 유출되는 급기는 급기 덕트를 통해 각 피제어 영역의 VAV 유닛에 공급되고, VAV 유닛을 통과하여 피제어 영역에 공급되게 된다. 그래서, 피제어 영역마다 VAV 컨트롤 유닛이 설치되어 있다.
VAV 컨트롤 유닛은 피제어 영역의 실내 온도 계측값(PV)과 실내 온도 설정값(SP)의 편차에 기초하여 피제어 영역의 요구 풍량을 연산하고, VAV 유닛의 댐퍼의 개방도를 제어한다. 공조 제어 장치는 VAV 컨트롤 유닛으로부터 보내져오는 요구 풍량으로부터 시스템 전체의 총 요구 풍량을 연산하고, 이 총 요구 풍량으로부터 팬 회전수를 구하여, 이 구한 팬 회전수가 되도록 공조기를 제어한다.
또한, VAV 컨트롤 유닛은 냉방 시에 실내 온도 계측값(PV)이 여간해서 내려가지 않아 실내 온도 설정값(SP)이 되지 않는 경우에는 냉방 증강 능력 요구 스테이터스를 송출하고, 난방 시에 실내 온도 계측값(PV)이 여간해서 오르지 않아 실내 온도 설정값(SP)이 되지 않는 경우에는 난방 증강 능력 요구 스테이터스를 송출한다. 공조 제어 장치는 VAV 컨트롤 유닛으로부터 보내져오는 냉방 증강 능력 요구 스테이터스나 난방 증강 능력 요구 스테이터스에 따라, 공조기의 급기 온도를 변경한다. 이와 같이, 급기 온도의 능력을 올리는 것을 로드 리셋 제어라고 부른다.
여기서, 사용자가 실내 온도 설정값(SP)을 변경한 경우, 예컨대 냉방 시에 실내 온도 설정값(SP)을 내린 경우, 실내 온도 설정값(SP)과 실내 온도 계측값(PV) 사이에 차이가 생기기 때문에, VAV 컨트롤 유닛은 요구 풍량을 변경하고, VAV 유닛의 댐퍼의 개방도를 제어하여, 실내 온도 계측값(PV)이 실내 온도 설정값(SP)에 근접하게 한다. 그러나, 이미 최대 풍량으로 되어 있는 경우에는, 풍량의 변경으로 실내 온도를 내릴 수는 없다. VAV 컨트롤 유닛은 냉방 시에 실내 온도 계측값(PV)이 여간해서 내려가지 않아 실내 온도 설정값(SP)이 되지 않는 경우에 냉방 증강 능력 요구 스테이터스를 송출하지만, 냉방 증강 능력 요구 스테이터스가 송출될 때까지는 시간이 걸리기 때문에, 사용자의 요구대로 실내 온도가 내려갈 때까지는 시간이 걸린다. 이와 같이 로드 리셋 제어에서는, 온열 환경의 개선을 바라는 사용자의 요구에 대하여 즉효적인 대처를 하지 못할 가능성이 있었다. 즉효적인 대처를 실현하고자 하면, 로드 리셋 제어를 오프로 하고, 수동으로 급기 온도를 내려야 했다.
또한, 지금까지의 공조 제어는 설정값에 추종시킨다고 하는 PID 제어를 실시하고 있었다. 그러나, 예컨대 실내 온도 설정값이 26℃ 내지 25℃로 변경되었다고 하는 경우, 거주자의 요구로서는, 「실내 온도를 25℃로 하고 싶다」라는 요구가 아니라, 「조금 더우니까 시원하게 하고 싶다」라는 의도인 경우가 많다. 종래의 공조 제어는 25℃로 하기 위해, 오버슈트 등을 가능한 한 일으키지 않도록, 제어 안정성을 중시하여, 공조 기기의 제어 출력을 정했지만, 예컨대 그 제어 출력 연산 결과가 천천히 변화하는 상황인 경우, 설정 변경한 거주자는 그 변화를 알아차리지 못하고 불만을 나타내었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 환경의 개선을 바라는 사용자의 요구에 대하여 즉효적인 대처를 실현할 수 있는 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제어 장치는 제어의 설정값을 취득하는 설정값 취득 수단과, 제어의 출력량을, 상기 설정값의 변경에 따라 피드포워드 제어에 의해 설정값에의 추종이 촉진되는 방향으로 일시적으로 변경하는 변경 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 설정값 취득 수단은 피제어 영역의 실내 온도 설정값을 취득하고, 상기 변경 수단은 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기를 대상으로 하여, 제어의 출력량을, 상기 실내 온도 설정값의 변경에 따라 일시적으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기는 공조기 및 히터 중 적어도 하나이며, 상기 제어의 출력량은 상기 공조기에서의 급기 온도 설정값, 피제어 영역에의 풍량, 상기 공조기에 공급하는 열 매체의 양을 제어하는 제어 밸브의 개방도, 및 상기 히터의 조작량 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 변경 수단은 피제어 영역의 실내 거주자가 상기 실내 온도 설정값을 변경한 경우에만 상기 제어의 출력량을 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제어 방법은 제어의 설정값을 취득하는 설정값 취득 단계와, 제어의 출력량을, 상기 설정값의 변경에 따라 피드포워드 제어에 의해 설정값에의 추종이 촉진되는 방향으로 일시적으로 변경하는 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 설정값의 변경과 같은 액션을 검지하고, 이것에 대하여 설정값에의 추종이 촉진되는 방향으로 제어의 출력량을 증감시키는 제어(피드포워드 제어)를 실행함으로써, 사용자의 요구를 파악한 즉효적인 제어가 가능해져, 사용자에게 있어서의 쾌적성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는, 예컨대 덥다 또는 춥다라고 하는 사용자로부터의 불만을 극력 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에서는, VAV 제어 시스템에 적용하면, 공조 제어의 개별 분산성, 조작성, 쾌적성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 공조 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 공조 제어 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실내 온도 설정값의 변경 폭과 급기 온도 설정값의 변경 폭과의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 VAV 컨트롤 유닛의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 VAV 컨트롤 유닛의 동작을 나타내는 흐름도이다.
[제1 실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 VAV 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태의 VAV 제어 시스템은 공조기(1)와, 공조기(1)에의 냉수의 양을 제어하는 냉수 밸브(2)와, 공조기(1)에의 온수의 양을 제어하는 온수 밸브(3)와, 공조기(1)로부터의 급기를 피제어 영역(9)에 공급하는 급기 덕트(7)와, 피제어 영역(9)에 공급하는 급기의 양을 피제어 영역마다 제어하는 VAV 유닛(8)과, VAV 유닛(8)을 제어하는 제어 장치인 VAV 컨트롤 유닛(11)과, 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)를 제어하는 공조 제어 장치(12)와, 피제어 영역(9)의 실내 온도를 계측하는 온도 센서(13)와, 환기 덕트(14)와, 외부에 배출되는 공기의 양을 조정하는 배기 조정용 댐퍼(15)와, 공조기(1)에 복귀되는 환기의 양을 조정하는 환기 조정용 댐퍼(16)와, 공조기(1)에 유입되는 외기의 양을 조정하는 외기 조정용 댐퍼(17)와, 급기의 온도를 계측하는 온도 센서(18)와, 환기의 온도를 계측하는 온도 센서(19)를 구비한다.
공조기(1)는 냉각 코일(4)과, 가열 코일(5)과, 팬(6)으로 구성된다. VAV 유닛(8)과 VAV 컨트롤 유닛(11)은 피제어 영역마다 설치된다. VAV 유닛(8) 안에는 도시하지 않는 댐퍼가 설치되어 있어, VAV 유닛(8)을 통과하는 급기의 양을 조정할 수 있게 된다. 도 1에서, 도면부호 10은 급기의 유출구, 도면부호 20은 외기의 유입구이다.
공조기(1)에서의 팬(6)의 회전수와, 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)의 개방도는 공조 제어 장치(12)에 의해 제어된다. 냉방 운전의 경우, 공조기(1)의 냉각 코일(4)에 공급되는 냉수의 양이 냉수 밸브(2)에 의해 제어된다. 한편, 난방 운전의 경우, 공조기(1)의 가열 코일(5)에 공급되는 온수의 양이 온수 밸브(3)에 의해 제어된다. 냉각 코일(4)에 의해 냉각된 공기 또는 가열 코일(5)에 의해 가열된 공기는 팬(6)에 의해 송출된다. 팬(6)에 의해 송출된 공기(급기)는 급기 덕트(7)를 통해 각 피제어 영역(9)의 VAV 유닛(8)에 공급되고, VAV 유닛(8)을 통과하여 각 피제어 영역(9)에 공급되게 된다.
VAV 컨트롤 유닛(11)은 피제어 영역(9)의 온도 센서(13)에 의해 계측된 실내 온도 계측값(PV)과 실내 온도 설정값(SP)의 편차에 기초하여 피제어 영역(9)의 요구 풍량을 연산하여 요구 풍량값을 공조 제어 장치(12)에 보내는 한편, 그 요구 풍량을 확보하도록, VAV 유닛(8) 안의 댐퍼(도시 생략)의 개방도를 제어한다.
공조 제어 장치(12)는 각 VAV 컨트롤 유닛(11)으로부터 보내져오는 요구 풍량값으로부터 시스템 전체의 총 요구 풍량값을 연산하고, 이 총 요구 풍량값에 따른 팬 회전수를 구하며, 이 구한 팬 회전수가 되도록 공조기(1)를 제어한다.
또한, VAV 컨트롤 유닛(11)은 냉방 운전 시에 실내 온도 계측값(PV)이 여간해서 내려가지 않아 실내 온도 설정값(SP)이 되지 않는 경우에는 냉방 증강 능력 요구 스테이터스를 송출하고, 난방 운전 시에 실내 온도 계측값(PV)이 여간해서 오르지 않아 실내 온도 설정값(SP)이 되지 않는 경우에는 난방 증강 능력 요구 스테이터스를 송출한다. 공조 제어 장치는 VAV 컨트롤 유닛으로부터 보내져오는 냉방 증강 능력 요구 스테이터스나 난방 증강 능력 요구 스테이터스에 따라, 급기 온도를 변경한다.
VAV 유닛(8)을 통과하여, 유출구(10)를 통해 피제어 영역(9)으로 유출되는 급기는 피제어 영역(9)에서의 공조 제어에 공헌한 후, 환기 덕트(14)를 경유하여 배기 조정용 댐퍼(15)를 통해 배출되지만, 그 일부는 환기 조정용 댐퍼(16)를 통해 환기로서 공조기(1)에 복귀된다. 그리고, 이 공조기(1)에 복귀되는 환기에 대하여, 외기가 외기 조정용 댐퍼(17)를 통해 정해진 비율로 유입된다. 배기 조정용 댐퍼(15), 환기 조정용 댐퍼(16), 및 외기 조정용 댐퍼(17)의 각각의 개방도는 공조 제어 장치(12)로부터의 지령에 의해 조정된다.
공조 제어 장치(12)는 공조기(1)의 냉각 동작 시에, 온수 밸브(3)의 개방도를 0%로 하고, 온도 센서(18)에 의해 계측된 급기 온도 계측값이 급기 온도 설정값과 일치하도록 냉수 밸브(2)의 개방도를 제어한다. 또한, 공조 제어 장치(12)는 공조기(1)의 가열 동작 시에, 냉수 밸브(2)의 개방도를 0%로 하고, 온도 센서(18)에 의해 계측된 급기 온도 계측값이 급기 온도 설정값과 일치하도록 온수 밸브(3)의 개방도를 제어한다.
이상의 동작은 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 종래의 VAV 제어 시스템과 마찬가지이다.
다음에, 본 실시형태의 특징에 대해서 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 공조 제어 장치(12)의 구성을 도시하는 블록도, 도 3은 본 실시형태의 공조 제어 장치(12)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
공조 제어 장치(12)는 각 VAV 컨트롤 유닛(11)을 통해 각 피제어 영역(9)의 실내 온도 계측값(PV)을 취득하는 실내 온도 계측값 취득부(120)와, 각 VAV 컨트롤 유닛(11)을 통해 각 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)을 취득하는 실내 온도 설정값 취득부(121)와, 온도 센서(18)에 의해 계측된 급기 온도 계측값을 취득하는 급기 온도 계측값 취득부(122)와, 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)의 개방도를 나타내는 조작량을 산출하는 조작량 연산부(123)와, 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따라 급기 온도 설정값을 일시적으로 변경하는 급기 온도 변경부(124)와, 조작량을 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)에 출력하는 조작량 출력부(125)를 갖는다.
실내 온도 계측값 취득부(120)는 각 VAV 컨트롤 유닛(11)을 통해 각 피제어 영역(9)의 실내 온도 계측값(PV)을 취득한다(도 3의 단계 S1).
실내 온도 설정값 취득부(121)는 각 VAV 컨트롤 유닛(11)을 통해 각 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)을 취득한다(도 3의 단계 S2).
급기 온도 계측값 취득부(122)는 온도 센서(18)에 의해 계측된 급기 온도 계측값을 취득한다(도 3의 단계 S3).
급기 온도 변경부(124)는 단계 S2에서 취득한 실내 온도 설정값(SP)과 이 실내 온도 설정값(SP)의 전회 값을 비교하여 차이가 있는 경우에는, 실내 온도 설정값(SP)이 변경되었다고 판정한다(도 3의 단계 S4에서 YES). 급기 온도 변경부(124)는 이 단계 S4의 판정을 각 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)마다 실시한다.
그리고, 급기 온도 변경부(124)는 하나 이상의 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 경우, 급기 온도 설정값을 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따른 증감 방향으로 일시적으로 변경한다(도 3의 단계 S5). 실내 온도 설정값(SP)이 상승한 경우에는 급기 온도 설정값을 상승시키고, 실내 온도 설정값(SP)이 하강한 경우에는 급기 온도 설정값을 하강시키게 된다.
이 때, 급기 온도 변경부(124)는 미리 정해진 관계에 따라서, 실내 온도 설정값(SP)의 변경 폭으로부터 급기 온도 설정값의 변경 폭을 결정한다. 실내 온도 설정값(SP)의 변경 폭과 급기 온도 설정값의 변경 폭과의 관계의 일례를 도 4에 도시한다. 급기 온도 변경부(124)는 실내 온도 설정값(SP)의 변경이 전회 값에 대하여, 예컨대 +2℃의 상승이면, 급기 온도 설정값의 현재값에 대한 변경 폭을 +2℃로 한다. 또한, 급기 온도 변경부(124)는 실내 온도 설정값(SP)의 변경이 전회 값에 대하여, 예컨대 -2℃의 하강이면, 급기 온도 설정값의 현재값에 대한 변경 폭을 -2℃로 한다. 이렇게 하여, 급기 온도 변경부(124)는 급기 온도 설정값을 일시적으로 변경한다. 복수의 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)이 대략 동시에 변경된 경우에는, 복수의 실내 온도 설정값(SP)의 변경 폭 중 최대의 변경 폭에 따라 급기 온도 설정값의 변경 폭을 결정하면 된다. 또한, 급기 온도 변경부(124)는 급기 온도 설정값의 변경으로부터 정해진 시간이 경과했을 때에, 급기 온도 설정값을 변경 전의 값으로 복귀시켜도 좋다.
다음에, 조작량 연산부(123)는 정해진 제어 연산 알고리즘에 따라, 단계 S3에서 취득한 급기 온도 계측값과 급기 온도 설정값이 일치하도록 조작량을 산출한다(도 3의 단계 S6). 제어 연산 알고리즘으로서는, 예컨대 PID가 있다.
그리고, 조작량 출력부(125)는 조작량 연산부(123)가 산출한 조작량을 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)에 출력한다(도 3의 단계 S7). 이렇게 하여, 냉수 밸브(2) 및 온수 밸브(3)의 개방도가 제어되고, 공조기(1)에 공급되는 열 매체(냉수 또는 온수)의 양이 제어된다. 또한, 전술한 바와 같이, 공조기(1)의 냉각 동작 시에 온수 밸브(3)의 개방도는 0%로 고정되고, 공조기(1)의 가열 동작 시에 냉수 밸브(2)의 개방도는 0%로 고정된다.
공조 제어 장치(12)는 이상과 같은 단계 S1∼S7의 처리를, 공조 제어가 정지할 때까지(도 3의 단계 S8에서 YES), 일정 시간마다 실시한다. 실내 온도 설정값(SP)이 변경되지 않는 경우에는, 통상의 로드 리셋 제어가 실시되게 된다.
실내 온도 설정값(SP)의 조작이라는 것은, 온열 환경에의 사용자의 명확한 의사 표시이며, 단지 단순히 실내 부하가 증감하여 실내 온도 설정값(SP)과 실내 온도 계측값(PV)의 편차가 벌어지는 경우와는 상황이 상이하기 때문에, 바로 대응해야 한다.
본 실시형태에서는, 실내 온도 설정값(SP)의 변경과 같은 액션을 검지하고, 이것에 대하여 공조기(1)의 급기 온도 설정값을 증감시키는 제어(피드포워드 제어)를 실시함으로써, 사용자의 요구를 파악한 즉효적인 공조 제어가 가능해져, 사용자에게 있어서의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 경우에는, 급기 온도 설정값을 무조건 변경하도록 하고 있지만, 그 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 피제어 영역(9)에의 급기 풍량이 최대 풍량인 경우에만 급기 온도 설정값을 변경하도록 하여도 좋다. 즉, 급기 풍량이 최대 풍량이 아니고, 여유가 있는 경우에는, 로드 리셋 제어로 대응하게 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 실내 온도 설정값(SP)을 변경한 사용자에 대해서 구별하지 않는다. 실내 온도 설정값(SP)을 변경할 수 있는 사용자로서는, 피제어 영역(9)의 실내 거주자와 건물 관리자가 있다. 그래서, 피제어 영역(9)에 설치된 조작 장치(도시 생략)가 조작되어 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 경우, 즉 실내 거주자가 실내 온도 설정값(SP)을 변경했다고 생각되는 경우에만, 급기 온도 설정값을 변경하도록 하여도 좋다. 즉, 실내 거주자로부터의 요구는 즉효적인 대처가 필요한 요구로 파악되어, 바로 대응하게 된다.
[제2 실시형태]
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 제1 실시형태에서는, 급기 온도와 풍량을 제어하는 방식의 VAV 제어 시스템의 경우에 대해서 설명했지만, VAV 제어 시스템에는, 급기 온도를 일정하게 하여 풍량을 제어하는 방식의 시스템도 있다. 본 실시형태는 이러한 시스템에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명하는 것이다. 본 실시형태에서도, VAV 제어 시스템의 구성은 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 도 1의 부호를 이용하여 설명한다. 단, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 급기 온도 설정값이 일정하다.
도 5는 본 실시형태의 VAV 컨트롤 유닛(11)의 구성을 도시하는 블록도, 도 6은 본 실시형태의 VAV 컨트롤 유닛(11)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
VAV 컨트롤 유닛(11)은 대응하는 피제어 영역(9)의 온도 센서(13)에 의해 계측된 실내 온도 계측값(PV)을 취득하는 실내 온도 계측값 취득부(110)와, 대응하는 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)을 취득하는 실내 온도 설정값 취득부(111)와, 실내 온도 계측값(PV)과 실내 온도 설정값(SP)의 편차에 기초하여 피제어 영역(9)의 요구 풍량을 연산하는 풍량 연산부(112)와, 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따라 요구 풍량을 일시적으로 변경하는 풍량 변경부(113)와, 피제어 영역(9)의 요구 풍량값을 공조 제어 장치(12)에 통지하는 요구 풍량값 통지부(114)와, 요구 풍량을 확보하도록 VAV 유닛(8) 안의 댐퍼의 개방도를 제어하는 제어부(115)를 갖는다.
실내 온도 계측값 취득부(110)는 대응하는 피제어 영역(9)의 실내 온도 계측값(PV)을 취득한다(도 6의 단계 S10).
실내 온도 설정값 취득부(111)는 대응하는 피제어 영역(9)의 실내 온도 설정값(SP)을 취득한다(도 6의 단계 S11).
풍량 연산부(112)는 실내 온도 계측값 취득부(110)가 취득한 실내 온도 계측값(PV)과 실내 온도 설정값 취득부(111)가 취득한 실내 온도 설정값(SP)의 편차에 기초하여, 대응하는 피제어 영역(9)의 요구 풍량을 산출한다(도 6의 단계 S12).
풍량 변경부(113)는 단계 S11에서 취득한 실내 온도 설정값(SP)과 이 실내 온도 설정값(SP)의 전회 값을 비교하여 차이가 있는 경우에는, 실내 온도 설정값(SP)이 변경되었다고 판정한다(도 6의 단계 S13에서 YES).
그리고, 풍량 변경부(113)는 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 경우, 풍량 연산부(112)가 산출한 요구 풍량을 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따른 증감 방향으로 일시적으로 변경한다(도 6의 단계 S14). 냉방 운전 시에 실내 온도 설정값(SP)이 상승한 경우에는 요구 풍량을 줄이고, 실내 온도 설정값(SP)이 하강한 경우에는 요구 풍량을 늘리게 된다. 또한, 난방 운전 시에 실내 온도 설정값(SP)이 상승한 경우에는 요구 풍량을 늘리고, 실내 온도 설정값(SP)이 하강한 경우에는 요구 풍량을 줄이게 된다.
예컨대, 풍량 50%로 냉방 운전 중에 피제어 영역(9)의 실내 거주자에 의해 실내 온도 설정값(SP)이 25℃로부터 26℃로 변경되었을 때, 이 변경에 따른 요구 풍량을 풍량 연산부(112)가 30%로 산출한 것으로 한다. 종래의 VAV 제어 시스템이면, 요구 풍량 30%을 확보하도록 VAV 유닛(8) 안의 댐퍼의 개방도를 제어하지만, 본 실시형태에서는, 추가로 풍량 변경부(113)가 요구 풍량을 예컨대 0%로 일시적으로 변경한다. 풍량 변경부(113)는 미리 정해진 관계에 따라서, 실내 온도 설정값(SP)의 변경 폭으로부터 요구 풍량의 변경 폭을 결정한다. 이렇게 하여, 풍량 변경부(113)는 요구 풍량을 일시적으로 변경한다. 또한, 풍량 변경부(113)는 요구 풍량의 변경으로부터 정해진 시간이 경과했을 때에, 요구 풍량을 풍량 연산부(112)가 산출한 최신값으로 복귀시킨다.
요구 풍량값 통지부(114)는 요구 풍량값을 공조 제어 장치(12)에 통지한다(도 6의 단계 S15). 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 공조 제어 장치(12)는 각 VAV 컨트롤 유닛(11)으로부터 보내져오는 요구 풍량값으로부터 시스템 전체의 총 요구 풍량값을 연산하고, 이 총 요구 풍량값에 따른 팬 회전수를 구하여, 이 구한 팬 회전수가 되도록 공조기(1)를 제어한다.
제어부(115)는 요구 풍량을 확보하도록, VAV 유닛(8) 안의 댐퍼(도시 생략)의 개방도를 제어한다(도 6의 단계 S16).
VAV 컨트롤 유닛(11)은 이상과 같은 단계 S10∼S16의 처리를 공조 제어가 정지할 때까지(도 6의 단계 S17에서 YES), 일정 시간마다 실시한다. VAV 컨트롤 유닛(11)은 피제어 영역(9)마다 설치되어 있기 때문에, 각 VAV 컨트롤 유닛(11)에서 도 6에 나타낸 처리가 실행된다.
본 실시형태에서는, 풍량 연산부(112)에 의한 종래와 같은 VAV 풍량의 변경에 추가로, 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따라 풍량 변경부(113)가 VAV 풍량을 변경함으로써, 사용자의 요구를 파악한 즉효적인 공조 제어가 가능해져, 사용자에게 있어서의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 실시형태와 마찬가지로, 피제어 영역(9)에 설치된 조작 장치(도시 생략)가 조작되어 실내 온도 설정값(SP)이 변경된 경우, 즉 실내 거주자가 실내 온도 설정값(SP)을 변경했다고 생각되는 경우에만, 요구 풍량을 변경하도록 하여도 좋다.
또한, 제1, 제2 실시형태의 VAV 컨트롤 유닛(11)과 공조 제어 장치(12)의 각각은 CPU, 기억 장치 및 외부와의 인터페이스를 구비한 컴퓨터와, 이들 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현될 수 있다. 각 장치의 CPU는 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라 제1, 제2 실시형태에서 설명한 처리를 실행한다.
또한, 제1, 제2 실시형태에서는, VAV 제어 시스템을 대상으로서 설명하였지만, 본 발명은 VAV에 한정되지 않고, 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 여러 가지 기기에 적용 가능하다. 이들 기기로서는, 공조기, FCU(Fan Coil Unit), 패키지 공조기, 히터 등이 있다. 또한, 제1, 제2 실시형태에서는, 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따라 급기 온도 설정값, 및 풍량을 변경하지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 실내 온도 설정값(SP)의 변경에 따라 제어 밸브(냉수 밸브, 온수 밸브)의 개방도나, 히터의 조작량을 변경하도록 하여도 좋다. 또한, 급기 온도 설정값, 풍량, 제어 밸브의 개방도 등을 동시에 변경하는 것도 가능하다.
본 발명은 예컨대 VAV 제어 시스템 등에 적용될 수 있다.
1: 공조기 2: 냉수 밸브
3: 온수 밸브 4: 냉각 코일
5: 가열 코일 6: 팬
7: 급기 덕트 8: VAV 유닛
9: 피제어 영역 10: 유출구
11: VAV 컨트롤 유닛 12: 공조 제어 장치
13, 18, 19: 온도 센서 14: 환기 덕트
15: 배기 조정용 댐퍼 16: 환기 조정용 댐퍼
17: 외기 조정용 댐퍼 20: 유입구
110, 120: 실내 온도 계측값 취득부 111, 121: 실내 온도 설정값 취득부
112: 풍량 연산부 113: 풍량 변경부
114: 요구 풍량값 통지부 115: 제어부
122: 급기 온도 계측값 취득부 123: 조작량 연산부
124: 급기 온도 변경부 125: 조작량 출력부

Claims (8)

  1. 제어의 설정값을 취득하는 설정값 취득 수단과,
    상기 설정값 취득 수단이 취득한 설정값이 전회에 취득한 설정값과 비교하여 차이가 있는 경우에는, 설정값이 변경되었다고 판정하고, 설정값이 변경된 경우에는, 제어의 출력량을, 상기 설정값의 변경에 따라 피드포워드 제어에 의해 설정값에의 추종이 촉진되는 방향으로 일시적으로 변경하는 변경 수단을 구비하고,
    상기 제어의 출력량의 변경 폭은, 미리 정해진 관계에 따라서, 상기 설정값의 변경 폭으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정값 취득 수단은 피제어 영역의 실내 온도 설정값을 취득하고,
    상기 변경 수단은 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기를 대상으로 하여, 제어의 출력량을, 상기 실내 온도 설정값의 변경에 따라 일시적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기는 공조기 및 히터 중 적어도 하나이며,
    상기 제어의 출력량은 상기 공조기에서의 급기 온도 설정값, 피제어 영역에의 풍량, 상기 공조기에 공급하는 열 매체의 양을 제어하는 제어 밸브의 개방도, 및 상기 히터의 조작량 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 변경 수단은 피제어 영역의 실내 거주자가 상기 실내 온도 설정값을 변경한 경우에만 상기 제어의 출력량을 변경하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  5. 제어의 설정값을 취득하는 설정값 취득 단계와,
    상기 설정값 취득 단계에서 취득한 설정값이 전회에 취득한 설정값과 비교하여 차이가 있는 경우에는, 설정값이 변경되었다고 판정하고, 설정값이 변경된 경우에는, 제어의 출력량을, 상기 설정값의 변경에 따라 피드포워드 제어에 의해 설정값에의 추종이 촉진되는 방향으로 일시적으로 변경하는 변경 단계를 포함하고,
    상기 제어의 출력량의 변경 폭은, 미리 정해진 관계에 따라서, 상기 설정값의 변경 폭으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 설정값 취득 단계는 피제어 영역의 실내 온도 설정값을 취득하고,
    상기 변경 단계는 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기를 대상으로 하여, 제어의 출력량을, 상기 실내 온도 설정값의 변경에 따라 일시적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피제어 영역의 온열 환경을 제어하는 기기는 공조기 및 히터 중 적어도 하나이며,
    상기 제어의 출력량은 상기 공조기에서의 급기 온도 설정값, 피제어 영역에의 풍량, 상기 공조기에 공급하는 열 매체의 양을 제어하는 제어 밸브의 개방도, 및 상기 히터의 조작량 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 변경 단계는 피제어 영역의 실내 거주자가 상기 실내 온도 설정값을 변경한 경우에만 상기 제어의 출력량을 변경하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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