TWI384189B - Air conditioning control device and air conditioning control method - Google Patents

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Description

空調控制裝置及空調控制方法
本發明係關於具備複數個FCU等熱交換機之空調系統之空調控制裝置及空調控制方法。
在配設於住家及大廈等之空調系統，經常使用風機盤管單元(FCU，fan coil unit)作為熱交換機。該FCU，係將接受藉由熱源調整溫度後之熱媒輸送到盤管內部，使盤管外部之空氣與熱媒間進行熱交換，將該熱交換後之空氣藉由風機向外部輸送者。因此，藉由向FCU穩定地供應熱媒，能實現穩定之運轉。因此，習知在向FCU供應熱媒之管路中已有使用定流量閥(例如，參照專利文獻1、2。)。
專利文獻1：日本特開平10-176858號公報
專利文獻2：日本特開平10-185281號公報
但，在習知之系統，如果定流量閥全開，由於熱媒流量過大，FCU之入口及出口不產生溫度差，導致空調系統之運轉效率差。為了消除該狀態，若在各FCU設置定流量閥、或根據回水溫度進行閥控制等，則會導致FCU台數之增加，且定流量閥之數量或回水溫度控制之環路數量也會隨之增加，導致成本增加。
因此，本發明，係為解決上述問題而提出者，其目的在於，提供能以更簡易之方法提高運轉效率之空調控制裝置及空調控制方法。
為解決上述問題，本發明之空調控制裝置，係用於空調系統，該空調系統具備：複數台熱交換機，接受由熱源供應之加熱後之熱媒，並進行該熱媒與周圍空氣間之熱交換；及複數個閥，分別設置在各該熱交換機，控制該熱媒對相對應之熱交換機之供應，其特徵在於，具備：取得手段，用以取得供應至該熱交換機之該熱媒之全部流量；儲存手段，用以儲存各該熱交換機之容量；計算手段，根據該取得手段所取得之該流量、及儲存於該儲存手段之各該熱交換機之容量，計算待供應該熱媒之該熱交換機之台數；及控制手段，根據該計算手段所計算出之台數、及現在正在供應該熱媒之該熱交換機之台數，控制該閥之開閉。
在上述空調控制裝置，控制手段，在正接受該熱媒供應之該熱交換機之台數多於該計算手段所計算出之台數時，關閉原本打開之既定該閥；而在正接受該熱媒供應之該熱交換機之台數少於該計算手段所計算出之台數時，打開原本關閉之既定該閥。
又，本發明之空調控制方法，係用於空調系統，該空調系統具備：複數台熱交換機，接受由熱源供應之加熱後之熱媒，並進行該熱媒與周圍空氣間之熱交換；及複數個閥，分別設置在各該熱交換機，控制該熱媒對相對應之熱交換機之供應，其特徵在於，具有：取得步驟，取得供應至該熱交換機之該熱媒之全部流量；儲存步驟，儲存各該熱交換機之容量；計算步驟，根據該取得步驟所取得之該流量、及以該儲存步驟所儲存之各該熱交換機之容量，計算待供應該熱媒之該熱交換機之台數；及控制步驟，根據該計算步驟所計算出之台數、及現在正在供應該熱媒之該熱交換機之台數，控制該閥之開閉。
依本發明，根據熱交換機輸出之全部熱媒之流量與熱交換機之容量，計算出待供應熱媒之熱交換機之台數，根據該計算出之運轉台數與現在運轉中之熱交換機之台數來控制閥之開閉，向與熱媒之流量相對應之數量之熱交換機供應熱媒，能以對各熱交換機輸出適當流量之熱媒，因此，其結果能提高運轉效率。
以下，參照圖式，對本發明之實施形態詳細加以說明。
(空調控制系統之構成)
如圖1所示，本實施形態之空調控制系統，具備：熱源1，藉由對水或防凍液等熱媒進行加熱或冷卻來調節溫度；複數個FCU2a~2n，其與藉由該熱源調整溫度後之熱媒進行熱交換；去路3，從熱源1向FCU2a~2n供應熱媒；回路4，使在FCU2a~2n進行熱交換後之熱媒返回熱源1；調節閥5，設置在去路3，測量流經去路3之熱媒之流量，並且控制該熱媒之流量；設置在每個FCU2a~2n之閥6a~6n；及控制器7。
在此，去路3係由去路主管31及去路支管32a~32n 構成。去路主管31，其一端與熱源1相連接，另一端與去路支管32a~32n相連接，去路支管32a~32n，其一端與去路主管31相連接，另一端與對應之FCU2a~2n相連接。調節閥5設置在去路3之去路主管31，以調節向FCU2a~2n整體供應之熱媒之流量。
另外，回路4係由回路主管41及回路支管42a~42n構成。回路主管41，其一端與熱源1相連接，另一端與回路支管42a~42n相連接，回路支管42a~42n，其一端與對應之FCU2a~2n相連接，另一端與回路主管41相連接。閥6a~6n設置在各回路支管42a~42n，以控制流經對應之FCU2a~2n之熱媒之流量。
控制器7，根據使用者之操作輸入或配置有FCU2a~2n之區域之設定溫度等，控制熱源1之驅動、FCU2a~2n之驅動、調節閥5之開度及閥6a~6n之開度。尤其，在本實施形態，根據向FCU2a~2n整體供應之熱媒之流量，控制閥6a~6n之開閉。此種控制器7具備：輸入部71、流量測量部72、儲存部73、主控制部74及指示部75。
輸入部71，檢測來自使用者等之設定溫度等之操作輸入。該檢測出之操作輸入被傳送至主控制部74。
流量測量部72，從調節閥5取得流經去路主管31之熱媒之流量、亦即流向FCU2a~2n之熱媒之全部流量之測量結果。該測量結果被傳送至主控制部74。
儲存部73，儲存有可生成之熱量等之與熱源1之容量相關之資訊，運轉所需之熱媒之流量、盤管直徑或長度及發熱量等與FCU2a～2n之容量相關之資訊，及FCU2a～2n、調節閥5以及閥6a～6n之運轉訊號等。
主控制部74，根據從輸入部71接收之操作輸入、從流量測量部72接收之測量結果、及儲存於儲存部73之與熱源1以及FCU2a～2n之容量相關之資訊，對熱源1、FCU2a～2n、調節閥5及閥6a～6n分別生成使其運轉或開閉之運轉訊號，藉此控制本實施形態之空調控制系統之各構成要件。尤其，在本實施形態，根據從流量測量部72接收之測量結果及儲存於儲存部73之與熱源1以及FCU2a～2n之容量相關之資訊，生成使控制閥6a～6n開閉之運轉訊號。此種主控制部74，具備：控制空調控制系統各裝置之動作之動作控制部74a；根據來自流量檢測部72之測量結果，計算FCU2a～2n適當之運轉台數之台數計算部74b；及比較該台數計算部74b之計算結果與現在之FCU2a～2n之運轉台數，以指示閥6a～6n開閉之閥控制部74c。
指示部75，將由主控制部74生成之運轉訊號傳送至熱源1、FCU2a～2n、調節閥5及閥6a～6n。
此種控制器7，係由電腦及在該電腦中安裝之程式構成，該電腦具備CPU等計算裝置；記憶體、HDD(Hard Disc Drive)等儲存裝置；鍵盤，滑鼠，游標指示設備，按鍵，觸控面板等檢測從外部輸入之資訊之輸入裝置；經由網路，LAN(Local Area Network)，WAN(Wide Area Network)等通訊線路進行各種資訊之接收傳送之I/F裝置及CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)或者FED(Field Emission Display)等顯示裝置。即，藉由硬體裝置及軟體之動作，藉由程式控制上述硬體資源，實現上述輸入部71、流量測量部72、儲存部73、主控制部74及指示部75之功能。又，上述程式亦能以記錄於軟碟、CD-ROM、DVD-ROM、記憶卡等記錄媒體之狀態被提供。
(空調控制系統之動作)
其次，對本實施形態之空調控制系統整體之動作進行說明。
輸入部71，檢測來自使用者等之操作輸入，例如對配置有FCU2a～2n之區域之新的溫度設定、由FCU2a～2n對此區域之暖氣或冷氣運轉之要求、或進行此區域之設定溫度與實際溫度間之差值之檢測等。若檢測出此種操作輸入，則在主控制部74，藉由動作控制部74a根據其操作輸入對熱源1生成使其進行冷氣運轉或暖氣運轉之運轉訊號，以及打開調節閥5及閥6a～6n之運轉訊號。該等運轉訊號，藉由指示部75傳送至熱源1、調節閥5及閥6a～6n。
若接收到運轉訊號，熱源1則根據該運轉訊號生成既定溫度之熱媒，且輸送到去路3。生成之熱媒之溫度，係根據使用者操作輸入之溫度設定值、設置有FCU2a～2n之區域之溫度、FCU2a～2n之容量等設定之。
由熱源1加熱後之熱媒，藉由未圖示之泵從熱源1輸出，經過去路主管31及去路支管32a～32n，被輸入FCU2a～2n。在該FCU2a～2n，在通過FCU2a～2n盤管內部之熱媒與盤管外部周圍空氣之間進行熱交換，藉由風機排出該空氣，藉此對配置有FCU2a～2n之區域供應暖氣或冷氣。
由FCU2a～2n進行熱交換後之熱媒，經由回路支管42a～42n及回路主管41，再次到達熱源1。藉由重復此種熱媒之循環，來控制配置有FCU2a～2n之區域之空氣調節。
(台數控制動作)
其次，參照圖3，對本實施形態之空調控制系統之FCU2a～2n之運轉台數之控制動作進行說明。
在熱源1運轉，對FCU2a～2n供應既定之溫度及流量之熱媒狀態下，控制器7，藉由流量測量部72取得流經去路3之去路主管31之熱媒之流量(步驟S1)。如上所述，在調節閥5設置有流量測量功能。流經設置有該調節閥5之去路主管31之熱媒，被輸送到去路支管32a～32n。因此，測量經過去路主管31之熱媒之流量，成為測量流經FCU2a～2n整體之熱媒之流量。因此，在本實施形態，流量測量部72，藉由取得調節閥5之測量結果，來取得流經去路3之去路主管31之熱媒之流量。
又，流經去路3之去路主管31之熱媒之流量，根據FCU2a～2n所要求之熱量來設定。即，為了使設置有FCU2a～2n之區域達到設定溫度，藉由將所需之熱量換算為流量，來設定流經去路3之去路主管31之熱媒流量。
在取得流經去路主管31之熱媒之流量後，主控制部74，藉由台數計算部74b來計算相對此流量之FCU2a～2n之最佳運轉台數(步驟S2)。該計算係根據流經去路主管31之熱媒之流量及儲存於儲存部73之FCU2a～2n之容量進行之。在此，FCU2a～2n之最佳運轉台數，係指在供應熱媒之FCU2a～2n中，使熱交換效率成為最佳時之FCU2a～2n之台數。此種最佳運轉台數之計算，例如亦能以事先設定表示流經去路主管31之熱媒之流量與FCU2a～2n之運轉台數之關係之表格(table)，根據該表格來計算。又，FCU2a～2n之容量不同時，根據各FCU2a～2n之容量來分配測量出之流量，以使各FCU2a～2n不致於流量過大。
在計算出FCU2a～2n之運轉台數後，主控制部74，藉由閥控制部74c，比較計算出之FCU2a～2n之運轉台數與現在之FCU2a～2n之運轉台數，根據該結果來控制閥6a～6n之開閉(步驟S3)。因此，閥控制部74c能根據閥6a～6n之開閉狀態檢測現在運轉中之FCU2a～2n。
與計算結果相比，現在運轉中之FCU2a～2n之台數多時(步驟S3：現在之台數多)，閥控制部74c生成選擇性地關閉閥6a～6n之運轉訊號，由指示部75將此運轉訊號傳送至相對應之閥6a～6n(步驟S4)。藉此，接收了運轉訊號之閥6a～6n被關閉，與該關閉後之閥6a～6n對應之FCU2a～2n停止運轉。
在相對FCU2a～2n之運轉台數熱媒之流量少時，運轉台數變得過多，出現不能供應所需量之熱媒之FCU2a～2n，在該FCU2a～2n，由於熱交換效率不能達到最佳，其結果，空調系統之運轉效率變差。因此，在本實施形態，與計算結果相比，如果現在運轉中之FCU2a～2n之台數多，則關閉多餘之閥6a～6n，減少FCU2a～2n之運轉台數。藉此，由於對運轉中之各FCU2a～2n輸送了熱交換之效率為最佳之流量之熱媒，所以能實現與熱媒流量相對應之適當之FCU2a～2n之運轉。又，根據計算結果及運轉中之FCU2a～2n台數之差適當地決定待關閉之閥6a～6n。
與計算結果相比，現在運轉中之FCU2a～2n之台數少時(步驟S3：現在之台數少)，閥控制部74c生成選擇性地打開關閉著之閥6a～6n之運轉訊號，由指示部75將此運轉訊號傳送至對應之閥6a～6n(步驟S5)。藉此，接收了運轉訊號之閥6a～6n被打開，與該被打開之閥6a～6n相對應之FCU2a～2n開始運轉。
相對FCU2a～2n之運轉台數，若熱媒流量多，則流量過多，熱媒不產生溫度差，在該FCU2a～2n，由於熱交換之效率變差，故空調系統之運轉效率變差。因此，在本實施形態，與計算結果相比，如果現在運轉中之FCU2a～2n之台數少，則選擇性地打開已關閉之閥6a～6n，增加FCU2a～2n之運轉台數。藉此，對於運轉中之各FCU2a～2n，由於供應熱交換之效率為最佳之流量之熱媒，故能進行適當之運轉，其結果，能提高空調控制系統之運轉效率。又，待打開之閥6a～6n，根據計算結果及運轉中之FCU2a～2n之台數之差適當地決定。
當計算結果與現在運轉中之FCU2a～2n運轉台數相同時(步驟S3：相同)，閥控制部74c，維持現在之FCU2a～2n之運轉狀況、亦即對任一個閥6a～6n都不進行操作(步驟S6)。當計算結果與FCU2a～2n之運轉台數相等時，對運轉中各FCU2a～2n輸出適當量之熱媒，閥控制部74c不生成與閥6a～6n開閉相關之運轉訊號，維持現在之運轉狀況。藉此，能繼續進行適當之運轉，其結果，能提高空調控制系統之運轉效率。
如以上說明，藉由本實施形態，台數計算部74b，根據向FCU2a～2n輸出之全部熱媒之流量及FCU2a～2n之能力，計算與此流量對應之FCU2a～2n之運轉台數，閥控制部74c，根據其計算出之運轉台數與現在運轉中之FCU2a～2n之台數來控制閥6a～6n之開閉，藉此向與熱媒之流量對應之數量之FCU2a～2n輸送熱媒，對各FCU2a～2n能供應熱交換效率為最佳流量之熱媒，其結果，能提高運轉效率。
本發明能適用於具有複數個熱交換機之各種空調系統。
1．．．熱源
2a～2n．．．FCU
3．．．去路
4．．．回路
5．．．調節閥
6a～6n．．．閥
7．．．控制器
31．．．去路主管
32a～32n．．．去路支管
41．．．回路主管
42a～42n．．．回路支管
71．．．輸入部
72．．．流量測量部
73．．．儲存部
74．．．主控制部
74a．．．動作控制部
74b．．．台數計算部
74c．．．閥控制部
75．．．指示部
圖1係表示本發明之空調系統之構成圖。
圖2係表示控制器之構成圖。
圖3係說明流量控制動作之流程圖。
1．．．熱源
2a～2n．．．FCU
3．．．去路
4．．．回路
5．．．調節閥
6a～6n．．．閥
7．．．控制器
31．．．去路主管
32a～32n．．．去路支管
41．．．回路主管
42a～42n．．．回路支管

Claims (3)

  1. 一種空調控制裝置，係用於空調系統，該空調系統具備：複數台熱交換機，接受由熱源供應之加熱後之熱媒，並進行該熱媒與周圍空氣間之熱交換；及複數個閥，分別設置在各該熱交換機，控制該熱媒對相對應之熱交換機之供應，其特徵在於，具備：取得手段，用以取得供應至該熱交換機之該熱媒之全部流量；儲存手段，用以儲存各該熱交換機之容量；計算手段，根據該取得手段所取得之該流量、及儲存於該儲存手段之各該熱交換機之容量，計算待供應該熱媒之該熱交換機之台數；及控制手段，根據該計算手段所計算出之台數、及現在正在供應該熱媒之該熱交換機之台數，控制該閥之開閉。
  2. 如申請專利範圍第1項之空調控制裝置，其中，該控制手段，在正接受該熱媒供應之該熱交換機之台數多於該計算手段所計算出之台數時，關閉原本打開之既定該閥；而在正接受該熱媒供應之該熱交換機之台數少於該計算手段所計算出之台數時，則打開原本關閉之既定該閥。
  3. 一種空調控制方法，係用於空調系統，該空調系統具備：複數台熱交換機，接受由熱源供應之加熱後之熱媒，並進行該熱媒與周圍空氣間之熱交換；及複數個閥，分別設置在各該熱交換機，控制該熱媒對相對應之熱交換機之供應，其特徵在於，具有：取得步驟，取得供應至該熱交換機之該熱媒之全部流量；儲存步驟，儲存各該熱交換機之容量；計算步驟，根據該取得步驟所取得之該流量、及以該儲存步驟所儲存之各該熱交換機之容量，計算待供應該熱媒之該熱交換機之台數；及控制步驟，根據該計算步驟所計算出之台數、及現在正在供應該熱媒之該熱交換機之台數，控制該閥之開閉。
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