KR20070102407A

KR20070102407A - 공기 조절 제어 장치

Info

Publication number: KR20070102407A
Application number: KR1020070035560A
Authority: KR
Inventors: 겐조 요네자와; 야스오 다카기; 유타카 이이노; 노부타카 니시무라
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20070240437A1; CN100595493C; JP2007285579A; US7757504B2; DE102007017500A1; TW200801402A; CN101055114A; TWI309705B; KR100867365B1

Abstract

실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)과, 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)과, 온도·습도 제어 유닛(4)을 설치한다. 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)은, 쾌적성 지표 PMV 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하도록 구성되어 있다. 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)은 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서 에너지 절약으로 되는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 일정 주기마다 선택하여 결정하도록 구성되어 있다. 온도·습도 제어 유닛(4)은 결정된 온도값 및 습도값으로 되도록 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하도록 구성되어 있다.

온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛, 공기 조절 제어 장치

Description

공기 조절 제어 장치{AIR CONDITIONING CONTROLLER}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조절 제어 장치를 나타내는 블록도.

도 2는 PMV 목표값을 충족시키는 실내 온도와 실내 습도의 세트의 예를 나타내는 설명도.

도 3은 본 발명이 적용되는 직팽(direct expansion) 코일과 냉·온수 코일을 사용한 공기 조절 시스템의 일례를 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조절 제어 장치를 나타내는 블록도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PMV 현재값 산출 유닛 및 온도 설정값 수정 유닛의 상세한 구성을 나타내는 블록도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 공기 조절 제어 장치

2 : 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛

3a, 3b : 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛

4 : 온도·습도 제어 유닛 5 : 공기 조절기

6 : 실내 7 : 온도계

8 : 습도계 11 : 직팽 코일

12 : 냉온수 코일 13 : 급기(給氣) 팬

14 : 컴프레서(compressor) 15 : 응축기(凝縮器)

16 : 팽창 밸브 17 : 제어 밸브

18 : 환기(還氣) 팬 19, 20, 23, 26 : 댐퍼(damper)

21, 22, 24, 25 : 배관 41, 42 : DDC

51 : PMV 현재값 산출 유닛 52 : 온도 설정값 수정 유닛

53 : 뉴로(neuro) PMV 연산부 54 : 설정부

55 : PMV 연산부 56 : 역전반(逆傳搬) 학습부

57 : 전환 스위치 61 : 기류(氣流) 속도계

62 : 평균 복사(輻射) 온도계 71 : 편차 연산부

72 : 변화량 연산부

본 발명은 거주 공간의 쾌적성을 희생하지 않고, 계절에 따른 세밀하고 효과가 큰 에너지 절약 공기 조절 제어를 실현하도록 한 공기 조절 제어 장치에 관한 것이다.

현재, 건축 설비 전체의 소비 에너지의 약 반정도가 공기 조절 관련의 에너지 소비에 의해 점유되고 있다고 한다. 따라서, 공기 조절 제어면에서 에너지 절 약을 추진하는 것은 건축 설비 전체의 에너지 절약에 크게 공헌한다. 편의 공간으로서의 사무소 빌딩 등에서는, 실내에서의 거주자의 습열 감각, 소위 쾌적성을 만족할 것이 요구되고 있다. 에너지 절약과 쾌적성은 상반되는 면을 갖는 점도 있다. 그러나, 거주자의 쾌적성 범위 내에서 과잉된 에너지 소비를 억제함으로써, 에너지 낭비를 절약할 수 있다.

그 일례로서, 쾌적성 지표 PMV를 사용한 공기 조절 제어가 알려져 있다.

예를 들어 일본국 공개특허평05-126380호 공보에 있는 바와 같이, 쾌적성 지표 PMV를 이용하여 에너지 절약과 거주자의 쾌적성을 양립시키도록 한 쾌적 공기 조절 제어가 이미 실용화되어 있다. 또한, 예를 들어 일본국 공개특허평10-292941호 공보에 있는 바와 같이, 가능한 한 소비 에너지를 억제하는 공기 조절의 온도·습도 제어 알고리듬 등도 발명되어 있다. 비특허문헌으로서는, 도시바 리뷰, Vol.59 No.4, P40-P43(2004)「빌딩 쾌적 공기 조절 제어 시스템의 개발과 실용화」가 있다.

일본국 공개특허평05-126380호 공보에 기재된 장치에서는, 쾌적성 지표 PMV가 일정해지는 온도 설정값을 자동으로 연산하는 방식이 채용되어 있다. 이 경우, 습도를 컨트롤하지 않는 이유는, 통상의 공기 조절기에서는 습도를 저하시키기 위해서 일단 과냉각시킨 후, 가열하여 온도를 일정하게 유지할 필요가 있기 때문이다. 예를 들어, 하절기 냉방 시에 제습 제어를 행하면, 공급 공기의 재가열이 필요하게 된다.

상기의 이유로부터, 종래의 습도 제어에서는 온도만을 제어하는 방식과 비교하여 에너지를 과잉으로 소비하게 된다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 실내 온도와 실내 습도를 양쪽 모두 제어하고, 에너지 절약과 거주자의 쾌적성을 양립시키는 공기 조절 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 측면은, 인간의 온열 감각을 쾌적성 지표로서 이용한 공기 조절 제어 장치로서, 상기 쾌적성 지표의 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛과, 상기 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛에 의해 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서, 에너지 절약으로 되는 실내 온도·실내 습도의 조합을 일정 주기마다 선택하여, 온도 설정값 및 습도 설정값을 결정하는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛과, 상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛에 의해 결정된 상기 온도 설정값 및 상기 습도 설정값으로 되도록 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하는 온도·습도 제어 유닛을 구비한 공기 조절 제어 장치인 것을 요지로 한다.

본 발명의 측면에 의하면, 실내 온도와 실내 습도를 양쪽 모두 제어하여, 거주자의 쾌적성을 희생하지 않고, 계절에 따른 세밀하고 효과가 큰 에너지 절약 공기 조절 제어를 실현할 수 있다.

(쾌적성 지표 PMV에 대해서)

처음에, 본 발명의 실시예의 설명에서 이용하는 쾌적성 지표 PMV에 대해서 이하에 간단하게 설명한다.

인간의 쾌적성을 고려하여, 적정한 실내 온열 환경을 확보함에 있어서는, 더위, 추위에 대한 인간의 온열 감각을 고려하는 것이 중요하다. 이것에 영향을 주는 변수로서는 다음의 것이 있다.

(1) 공기 온도 (2) 상대 습도 (3) 평균 복사(輻射) 온도 (4)기류(氣流) 속도 (5) 활동량(인체의 내부 발열량) (6) 착의(着衣)량

사람의 발열량은 대류(對流)에 의한 방사(放射)량, 복사에 의한 방열량, 사람으로부터의 증발열량, 흡수에 의한 방열량 및 축열량의 합계이다. 이들 열평형식이 성립하는 경우는 인체가 열적으로 중립이며, 사람이 덥지도 춥지도 않은 쾌적 상태이다. 반대로, 열평형식이 깨진 경우에는, 사람은 더위나 추위를 느낀다. 덴마크 공과 대학의 Fanger 교수는 1967년에 쾌적 방정식의 도출을 발표하고, 이것을 출발점으로 하여, 인체의 열부하와 인간의 온냉감(溫冷感)을, 구미인(歐美人) 다수 피험자의 앙케이트로부터 통계 분석하여 결합하여, Predicted Mean Vote(PMV)를 제안하였다. 이것은 최근 ISO 규격에도 받아들여져, 최근에 자주 사용되게 되었다. 온냉감의 지표로 되는 PMV는 다음의 7단계 평가 척도에 의한 수치로서 나타내어진다.

+3: 덥다

+2: 따뜻하다

+1: 약간 따뜻하다

0: 어느 쪽도 아니다. 쾌적

-1: 약간 시원하다

-2: 시원하다

-3: 춥다

인간에게 있어서 쾌적한 범위는 -0.5~+0.5이다.

상기에 나타낸 (1)~(6)의 6개의 변수 중, 작업 강도를 나타내는 활동량은 통상, 대사량(代謝量) met로 나타내고, 착의량은 clo의 단위를 사용한다.

·met:

대사량을 나타내는 단위이고, 열적으로 쾌적한 상태에서의 안정 시 대사를 기준으로 한다.

1(met)=58.2(W/㎡)=50(kcal/㎡·h)

·clo:

의복의 열 절연성을 나타내는 단위이다. 1clo는, 기온 21℃, 상대 습도 50%, 기류 5㎝/s 이하의 실내에서, 체표면으로부터의 방열량이 1met의 대사와 평형하는 착의 상태에서의 값이며, 통상의 열 저항값으로 환산하면

1(clo)=0.155(㎡·℃/W)=0.18(㎡·h·℃/kcal)로 된다.

쾌적한 범위 내(-0.5<PMV<+0.5)에서, 냉방 시는 더 더운 방향 측으로, 난방 시는 더 추운 방향 측으로 PMV 목표값을 설정함으로써 공기 조절 부하의 경감이 도모되어 에너지 절약을 달성할 수 있다.

온냉감의 지표로 되는 PMV와, Fanger의 쾌적 방정식으로부터 산출되는 인체 열부하(L)의 대응은, 많은 피험자에 의한 데이터로부터 통계적으로 분석되고, Predicted Mean Vote(PMV)로서, 이것을 인체 부하(L) 및 대사량(M)의 함수로 하여 다음 식으로 나타내고 있다.

[식 1]

PMV=(0.352·exp(-0.042·M/A)+0.032)·L

여기서, M: 활동량(kcal/㎡·h)

A: 인체 표면적(㎡)

L: 인체 열부하(kcal/㎡·h)

PMV의 상세한 내용은 "공기 조화·위생 공학회(편): 공기 조화·위생 공학 편람 I권 제 1 편·제 3 장"에 기재되어 있다.

(제 1 실시예)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조절 제어 장치를 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시예의 설명에서는 쾌적성 지표로서 PMV를 사용한다. 또한, 실시예에서의 제어 대상으로 되는 공기 조절기는 소비 에너지를 억제하여 실내 온도와 실내 습도를 개별적으로 제어할 수 있는 시스템으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조절 제어 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1에 나타내는 공기 조절 제어 장치(1a)는 PMV 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)과, 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)에 의해 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서 에너지 절약으로 되는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 일정 주기마다 선택하여 결정하는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)과, 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)에 의해 결정된 온도값 및 습도값과 일치하도록 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하는 온도·습도 제어 유닛(4)을 구비한다. 공기 조절 제어 장치(1a)는 공기 조절기(5)를 제어하여 실내(6)의 온도 및 습도를 제어한다. 도면 중 "7"은 실내(6)의 온도계, "8"은 실내(6)의 습도계이다.

실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)은 예를 들어 계절마다 정한 PMV 목표값에 기초하여, 이것을 충족시키는 실내 온도와 실내 습도의 세트를 구한다. 도 2는 PMV 목표값에 대한 실내 온도와 실내 습도의 조합의 일례를 나타내고 있다. 도 2에서는 횡축(橫軸)이 실온(℃), 종축(縱軸)이 습도(%)이다. 도 2의 예에서는 대상이 사무소 빌딩이며, PMV 목표값으로서는, 여름의 냉방 시기는 쾌적 범위 상한 0.5에 가까운 0.3을, 겨울의 난방 시기는 쾌적 범위 하한 -0.5에 가까운 -0.3으로 하였다.

사무소 빌딩을 상정한 계산 조건은, 활동량: 1.2met, 풍속(기류 속도 v): 0.1㎧이며, 여름의 착의량은 0.5clo, 겨울의 착의량은 1.0clo이다. 풍속 v≤0.1㎧에서는, PMV의 값은 풍속 v에 의해 변화되지 않는다.

온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)은 상술한 실내 온도와 실내 습도의 무수한 세트로부터 에너지 절약으로 되는 온도·습도의 값을 일정 주기마다 결정한다. 예를들어, 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3a)은 외기(外氣) 온도와 외기 습도의 계측값으로부터 공지의 관계식에 의해 연산되는 외기 엔탈피(enthalpy) 와, 실내 온도와 실내 습도의 계측값으로부터 공지의 관계식에 의해 연산되는 실내 공기 엔탈피의 차가 극소로 되는 실내 온도와 실내 습도의 값을 선택한다.

온도·습도 제어 유닛(4)은 Direct Digital Controller(DDC) 등으로 구성된다. 온도·습도 제어 유닛(4)은 실내 온도 및 실내 습도가 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3)으로부터 일정 주기마다 출력되는 온도 설정값 및 습도 설정값에 일치하도록, 실내 온도 계측값, 실내 습도 계측값에 기초하여, 공기 조절기에 흐르는 냉온수나 공기 배관의 댐퍼(damper) 개방 정도 등의 조작량을 자동 제어하고, 온도, 습도를 개별적으로 제어한다.

도 3은 온도·습도 제어 유닛(4)에 의해 온도 및 습도가 조정되는 공기 조절기(5)의 구체적인 시스템 구성을 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 공기 조절기(5)는 외기를 도입하여 냉매에 의해 냉각 또는 가열하는 직팽(direct expansion) 코일(11)을 구비한다. 공기 조절기(5)는 직팽 코일(11)에 의해 냉각 또는 가열된 외기를 냉수 또는 온수에 의해, 냉각 또는 가열하여 실내로의 급기(給氣) 온도를 조절하는 냉온수 코일(12)을 구비한다. 공기 조절기(5)는 냉온수 코일(12)에 의해 온도 조절된 공기를 급기 팬(13)에 의해 실내(6)로 급기한다.

직팽 코일(11)에는, 냉매를 압축하는 컴프레서(compressor)(14)와 압축된 냉매를 응축(凝縮)시키는 응축기(15)와, 응축된 냉매를 팽창시키기 위한 팽창 밸브(16)가 이 순서로 접속되고, 이것에 의해 냉매 사이클이 구성되어 있다.

냉온수 코일(12)에는 중앙 열원(도시 생략)으로부터 제어 밸브(17)를 통하여 냉온수가 공급되고 있고, 공급된 공기가 냉각 또는 가열되어 실내(6)에 공급되도록 되어 있다. 냉온수 코일(12)을 냉각한 후의 냉수는 리턴(return) 냉수로서 응축기(15)에 공급되고, 응축기(15)를 냉각한 후, 중앙 열원으로 되돌려진다.

실내(6)로부터의 환기(還氣)(리턴 공기)는 환기 팬(18)에 의해 댐퍼(19)를 통하여 배기(排氣)된다. 또한, 환기의 일부가 댐퍼(20), 배관(21)을 통하여 배관(22)에 공급되고, 배관(22)에서 댐퍼(26)를 통하여 도입된 외기와 혼합된 후, 직팽 코일(11)에 공급된다. 또한, 환기의 일부는 댐퍼(23), 배관(24)을 통하여 직팽 코일(11) 출구 측의 배관(25)에 공급되고, 배관(25)에서 직팽 코일(11)에서 냉각된 외기, 환기와 혼합된 후, 냉온수 코일(12)에 공급되도록 되어 있다.

공기 조절 제어 대상으로 되는 실내(6)에는 실내(6)의 온도를 계측하는 온도계(7)와, 실내(6)의 습도를 계측하는 습도계(8)가 배치되어 있다. 온도계(7)는 온도·습도 제어 유닛(4)의 온도용 DDC(41)에 접속되고, 습도계(8)는 온도·습도 제어 유닛(4)의 습도용 DDC(42)에 접속되어 있다. 온도계(7)에 의해 계측된 온도에 기초한 실내 온도 신호가 유닛 DDC(42)에 송신되고, DDC(41)에 의해, 냉온수 코일(12)에 냉온수를 공급하는 제어 밸브(17)의 제어가 실행되고 있다. 습도계(8)에 의해 계측된 습도에 기초하는 실내 습도 신호가 DDC(42)에 송신되고, DDC(42)에 의해, 직팽 코일(11)에 환기를 공급하는 댐퍼(20)와 냉온수 코일(12)에 환기를 공급하는 댐퍼(23)의 제어가 실행되고 있다.

이상의 구성에 있어서, 댐퍼(26), 배관(22)을 통하여 도입된 외기는 직팽 코일(11)에서 냉각된다. 직팽 코일(11)을 구성하는 증발기의 냉매 증발 온도는 5℃ 정도가 되기 때문에, 외기의 습분(濕分)을 제거할 수 있다. 실내 습도는 습도계(8)에 의해 계측되고, 실내 습도를 제어하기 위한 습분 제거는 직팽 코일(11)의 증발기를 통과시키는 외기와 환기의 혼합비를 조절하는, 즉, 습도계(8)에 의해 계측된 습도에 기초하여 DDC(42)에 의한 댐퍼(23) 및 댐퍼(20)의 개방 정도를 조절함으로써 행해진다.

직팽 코일(11)을 통과한 혼합 공기는, 실내로 되돌아오는 환기량(리턴 공기량)으로부터 직팽 코일(11)을 통과한 환기량을 차감한 양과 다시 혼합되고, 냉온수 코일(12)에 도입된다. 이와 같이, 실내(6)로부터의 환기와 혼합함으로써, 직팽 코일(11)에서 과냉각된 공기가 따뜻해진다. 실내(6)의 온도 제어는 급기 온도를 조절함으로써 행해진다. 이 제어는 냉온수 코일(12)의 냉수/온수 유량을 실내(6)의 온도계(7)의 신호에 기초하여 DDC(41)가 제어 밸브(17)의 밸브 개방 정도를 자동 제어함으로써 행해진다.

이상의 제 1 실시예에 의하면, 상술한 바와 같은 수단을 강구함으로써, 실내 온도와 실내 습도를 양쪽 모두 제어하여, 거주자의 쾌적성을 희생하지 않고, 계절에 따른 세밀하고 효과가 큰 에너지 절약의 공기 조절 제어를 실현할 수 있다.

또한, 온습도 제어에서의 실온 조정의 재가열을 위한 여분의 에너지 소비를 제어할 수 있고, 에너지 절약을 달성할 수 있다.

(제 2 실시예)

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조절 제어 장치를 나타낸 블록도이다. 도 4에 있어서, 도 1과 동일 구성 부분에는 동일 번호를 첨부하고 그 설명 은 생략한다.

도 4에 나타내는 공기 조절 제어 장치(1b)는 PMV 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)을 구비하고 있다. 공기 조절 제어 장치(1b)는 착의량 설정값과 활동량 설정값으로부터 현재의 PMV값인 PMV 현재값을 산출하는 PMV 현재값 산출 유닛(51)을 구비하고 있다. 공기 조절 제어 장치(1b)는 PMV 목표값과 산출된 PMV 현재값이 어긋나 있는 경우에, PMV 현재값을 PMV 목표값에 일치시키기 위해 온도 설정값을 수정하는 온도 설정값 수정 유닛(52)을 구비하고 있다. 공기 조절 제어 장치(1b)는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛(2)에 의해 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서 에너지 절약으로 되는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 일정 주기마다 선택하는 동시에, 온도 설정값 수정 유닛(52)에 의해 수정된 온도 설정값에 의해 수정된 온도 설정값을 결정하는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3b)을 구비하고 있다. 공기 조절 제어 장치(1b)는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3b)에 의해 결정된 온도값 및 습도값으로 되도록 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하는 온도·습도 제어 유닛(4)을 구비하고 있다.

PMV 현재값 산출 유닛(51)은 착의량 및 활동량 설정값이나 온도, 습도 등의 계측값으로부터 PMV값을 연산한다. 온도 설정값 수정 유닛(52)은 퍼지(fuzzy) 추론에 의해 수정값을 연산하여 금회(今回) 주기에서의 온도 설정값을 구한다. 구체적인 방법은, 예를 들어 일본국 특허제3049266호(일본국 공개특허평5-126380호) 공보나 일본국 공개특허평10-141736호 공보에 상세히 기술되어 있다.

PMV 현재값 산출 유닛(51) 및 온도 설정값 수정 유닛(52)의 구체적인 구성예를 도 5에 나타낸다. 이 예는 일본국 특허제3049266호 공보에 개시되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, PMV 현재값 산출 유닛(51)은 뉴럴(neural) 네트워크(NN)를 주요 구성부로 하는 뉴로(neuro) PMV 연산부(53)와 앙케이트에 의해 수집된 데이터를 뉴럴 네트워크(NN)에 공급하는 설정부(54)를 구비하고 있다.

뉴로 PMV 연산부(53)는 뉴로 PMV를 학습에 의해 구하는 뉴럴 네트워크(NN)와, 초기의 PMV를 PMV 연산식에 의해 구하는 PMV 연산부(55)와, 뉴럴 네트워크(NN)의 각 층간의 무게를 연산하는 역전반(逆傳搬) 학습부(56)와, 학습 시에 설정부(54) 측으로 전환되는 전환 스위치(57)를 구비한다. 뉴로 PMV 연산부는 착의 상태, 활동 상태, 실내(6)의 습도, 온도, 평균 복사 온도, 기류 속도의 각 변수를 입력하여 뉴로 PMV를 연산한다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 실내(6)에는 온도계(7), 습도계(8) 외에, 기류 속도계(61)와 평균 복사 온도계(62)가 설치되고, 그 계측값인 온도, 평균 복사 온도, 기류 속도, 습도의 각 변수가 뉴로 PMV 연산부(53)에 공급되고 있다. 상기 착의 상태와 활동 상태는 외부로부터 설정되는 값이다.

온도 설정값 수정 유닛(52)은, 연산된 뉴로 PMV값과 PMV 목표값의 편차(Ep)를 구하는 편차 연사부(71)와, 편차(Ep)의 변화량 ΔEp를 연산하는 변화량 연산부(72)와, 편차(Ep)의 변화량 ΔEp를 입력하여 실온 설정값의 변화량을 퍼지 추론에 의해 연산하는 퍼지 연산부(73)와, 연산된 실온 설정값의 변화량을 누적 가산하여 실온 설정값을 구하는 가산부(74)를 구비하고 있다.

이 경우, 변화량 연산부(72)는 편차 연산부(71)에 의해 구해진 PMV값의 편차(Ep)를 입력하여 그 전회(前回) 값의 차를 연산하여 편차(Ep)의 변화량 ΔEp를 퍼지 연산부(73)에 공급한다.

퍼지 연산부(73)에는 퍼지 제어 룰 테이블(도시 생략)과, 멤버십 함수(도시 생략)가 미리 설정되어 있고, 이들 퍼지 제어 룰 테이블과 각 멤버십 함수로부터 온도 설정값의 변화량(보정량)이 구해진다. 그리고, 가산부(74)는 전회의 온도 설정값에 온도 설정값의 변화량을 가산하여 금회의 온도 설정값을 구하여 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3b)에 공급한다. 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3b)은 가산부(74)에 의해 구해진 온도 설정값에 기초하여 수정된 온도 설정값을 결정한다.

이후의 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3b)의 동작 및 온도·습도 제어 유닛(4)의 동작은 도 1에 나타낸 제 1 실시예와 동일하다.

이상의 제 2 실시예에 의하면, 상술한 바와 같은 수단을 강구함으로써, 실내 온도와 실내 습도를 양쪽 모두 제어하여, 거주자의 쾌적성을 희생하지 않고, 계절에 따른 세밀하고 효과가 큰 에너지 절약 공기 조절 제어를 실현할 수 있다.

(다른 실시예)

본원 발명은 상기 제 1 및 제 2 실시예에 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

예를 들어 상술한 각 실시예에서, 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛(3)은 실내 온도와 실내 습도의 세트(도 2)로부터 온도와 습도의 값을 선택할 경우, 습도 의 하한 제한값(예를 들어 30%)을 설정하도록 할 수도 있다. 이것은 인간의 건강을 고려하여, 과건조 상태를 피하기 위해서이다. 마찬가지로, 과습도 상태를 피하기 위해, 습도의 상한 제한값(예를 들어 70%)을 설정하도록 할 수도 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서는 쾌적성 지표로서 PMV값을 이용하였지만, PMV 이외의 쾌적성 지표로서 "신(新)유효 온도"나 "표준 유효 온도"를 이용하도록 할 수도 있다.

또한, 제 2 실시예에서, 온도 설정값 수정 유닛의 구성(도 5 참조)으로서 퍼지 연산을 이용한 예를 나타냈지만 PID 연산 등일 수도 있다.

또한, 각 실시예는 가능한 한 조합하여 실시할 수 있고, 그 경우에는 조합에 의한 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실내 온도와 실내 습도를 양쪽 모두 제어하여, 거주자의 쾌적성을 희생하지 않고, 계절에 따른 세밀하고 효과가 큰 에너지 절약 공기 조절 제어를 실현할 수 있다.

Claims

인간의 온열 감각을 쾌적성 지표로서 이용한 공기 조절 제어 장치로서,

상기 쾌적성 지표의 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛과,

상기 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛에 의해 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서, 에너지 절약으로 되는 실내 온도·실내 습도의 조합을 일정 주기마다 선택하여, 온도 설정값 및 습도 설정값을 결정하는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛과,

상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛에 의해 결정된 상기 온도 설정값 및 상기 습도 설정값으로 되도록 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하는 온도·습도 제어 유닛을 구비한 공기 조절 제어 장치.
인간의 온열 감각을 쾌적성 지표로서 이용한 공기 조절 제어 장치로서,

상기 쾌적성 지표의 목표값에 대응하는 실내 온도와 실내 습도의 조합을 산출하는 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛과,

상기 실내 온도·실내 습도의 세트 산출 유닛에 의해 산출된 실내 온도·실내 습도의 조합 중에서, 에너지 절약으로 되는 실내 온도·실내 습도 조합을 일정 주기마다 선택하여, 온도 설정값 및 습도 설정값을 결정하는 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛과,

착의량 설정값 및 활동량 설정값과, 온도 계측값 및 습도 계측값으로부터 상기 쾌적성 지표의 현재값을 구하는 쾌적성 지표 현재값 산출 유닛과,

상기 쾌적성 지표 현재값 산출 유닛에 의해 구해진 상기 쾌적성 지표의 현재값이 상기 쾌적성 지표의 목표값과 일치되지 않을 때에, 상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛에 의해 선택된 상기 온도 설정값을 수정함으로써, 상기 쾌적성 지표의 현재값을 상기 쾌적성 지표의 목표값에 일치시키는 온도 설정값을 구하는 온도 설정값 수정 유닛과,

상기 설정값 수정 유닛에 의해 구해진 온도 설정값에 기초하여 상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛에 의해 결정된 온도 설정값 및 습도 설정값으로 되도록, 실내 온도 및 실내 습도를 개별적으로 제어하는 온도·습도 제어 유닛을 구비한 공기 조절 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 쾌적성 지표로서 PMV가 이용되는 공기 조절 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛은 실내 온도 및 실내 습도에 의해 구해지는 실내 공기 엔탈피(enthalpy)와, 외기(外氣) 온도 및 외기 습도에 의해 구해지는 외기 엔탈피의 차가 극소로 되는 실내 온도·실내 습도의 조합을 선택하는 공기 조절 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 온도 설정값·습도 설정값 결정 유닛은 임의의 제한 범위 내에서 습도 설정값을 결정하는 공기 조절 제어 장치.