JP2012037177A - Air conditioning controlling device and method - Google Patents
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Abstract
【課題】分布系熱流動解析手法で得られた操作量で空調制御した場合に生じる誤差を補正する。
【解決手段】空調推定制御を開始した後、空調フィードバック制御判定部15Cにより、空調空間30内の対象場所jで計測した計測温度TMと、熱流動解析処理部15Bで得られた対象場所jにおける推定温度TSとの温度誤差ΔTSMを、当該温度誤差ΔTSMに対して予め設定されている許容範囲TLと比較することにより、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、空調フィードバック制御が必要と判定された場合、空調指示部15Dにより、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システム20に対して指示する。
【選択図】 図1An error generated when air conditioning control is performed with an operation amount obtained by a distributed heat flow analysis method is corrected.
An after starting the air conditioning estimation control, the air-conditioning feedback control determining section 15C, measured measured at the target location j of the conditioned space 30 the temperature T M and the target obtained by the thermal fluid analysis unit 15B location j estimating the temperature error [Delta] T SM of the temperature T S, by comparing the allowable range T L which is set in advance for the temperature error [Delta] T SM in, the air conditioning for the target location j for correcting the temperature error [Delta] T SM When switching to feedback control is determined and it is determined that air conditioning feedback control is necessary, the air conditioning instruction unit 15D starts the execution of the air conditioning feedback control operation with the estimated temperature T S at the target location j as the set temperature T SP. The air conditioning system 20 is instructed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、空調制御技術に関し、特に分布系熱流動解析手法を用いて、空間内の目的場所における空調環境を制御するための空調制御技術に関する。 The present invention relates to an air-conditioning control technique, and more particularly to an air-conditioning control technique for controlling an air-conditioning environment at a target place in a space using a distributed heat flow analysis method.
空間内を所望の空調環境に維持する場合、空気調和すべき空調空間に空調機器を設けるとともに、空調空間の各エリアを代表する位置に温度センサを配置し、温度センサの出力に応じて空調機器から供給される調和空気の風量・風向・温度などの操作量を決定するものとなっている。 When maintaining the desired air-conditioned environment in the space, air-conditioning equipment is provided in the air-conditioned space that should be air-conditioned, temperature sensors are arranged at positions representative of each area of the air-conditioned space, and air-conditioning equipment is provided according to the output of the temperature sensor The amount of operation, such as the air volume, wind direction, and temperature, of the conditioned air supplied from is determined.
一方、オフィスなどの大空間では、通常、熱源となる人・照明・電気機器などの配置や、空気の流れの障害となる机、椅子、間仕切りなどの配置については作業効率が優先されており、このような室内レイアウトが空調制御を優先して設計されることはない。このため、空調設備の吹出口と温度センサの位置関係は、いわゆる温度干渉が強くならざるを得なくなる(例えば、非特許文献1など参照)。 On the other hand, in large spaces such as offices, work efficiency is usually given priority to the arrangement of people, lighting, electrical equipment, etc. that are heat sources, and the arrangement of desks, chairs, partitions, etc. that impede air flow. Such an indoor layout is not designed with priority on air conditioning control. For this reason, the positional relationship between the air outlet of the air conditioner and the temperature sensor is inevitably so-called temperature interference (see, for example, Non-Patent Document 1).
したがって、一般的なシングルループのフィードバック制御系を複数構成する形態では、このような温度干渉により操作量が安定しにくくなり、良好な制御が困難になる。例えば、所望の空調環境に移行させる際に温度変化幅が大きいと、制御状態にばらつきが生じ、全系的な安定状態を各フィードバック制御系が個別に探索するようなちぐはぐな動作になるため、操作量が安定しなくなる。 Therefore, in a configuration in which a plurality of general single-loop feedback control systems are configured, the operation amount becomes difficult to be stabilized due to such temperature interference, and good control becomes difficult. For example, if the temperature change width is large when shifting to the desired air conditioning environment, the control state will vary, and the feedback control system will individually search for the stable state of the entire system, The operation amount becomes unstable.
このような複雑な温度干渉が発生する空調空間について、安定した操作量を得る方法として、分布系熱流動解析手法を用いる方法が考えられる。この分布系熱流動解析手法を利用すれば、設定された設計目標に基づいて、当該設計目標に対する非線形問題に対する摂動随伴方程式を解くことにより、設計パラメータの変化に対する設計目標の変化割合で定義される感度を解析することにより、所望の熱対流場または物質拡散場を設計することができる(例えば、特許文献1など参照)。 As a method of obtaining a stable operation amount for such an air-conditioned space where complicated temperature interference occurs, a method using a distributed system heat flow analysis method can be considered. By using this distributed system heat flow analysis method, based on the set design goal, the perturbation adjoint equation for the nonlinear problem for the design goal is solved, and the design goal is defined as the change rate of the design parameter. By analyzing the sensitivity, a desired thermal convection field or material diffusion field can be designed (see, for example, Patent Document 1).
したがって、分布系熱流動解析手法を用いて、入力された空調空間の空調状況から当該空調空間の温度および気流の分布を推定するとともに、この分布と当該空調空間内の目的場所における目標温度とに基づいて、目標温度を満足するために必要な、空調空間に設けられた各小空間における風速、風向・温度の変化度合いを示す感度を算出し、この感度データに基づいて各吹出口における新たな調和空気の吹出速度および吹出温度と、各吸込口から室内空気を吸い込む吸込速度とを含む操作量を算出することができる。 Therefore, the distribution system thermal flow analysis method is used to estimate the temperature and airflow distribution of the air-conditioned space from the input air-conditioning status of the air-conditioned space, and to obtain this distribution and the target temperature at the target location in the air-conditioned space. Based on this sensitivity data, calculate the sensitivity indicating the degree of change in wind speed, wind direction and temperature in each small space provided in the air-conditioned space necessary to satisfy the target temperature. It is possible to calculate an operation amount that includes the blowing speed and blowing temperature of the conditioned air and the suction speed for sucking room air from each suction port.
これにより、所望の環境状態が全系的な安定状態として解析されるため、安定した操作量を得ることができ、効率よく所望の温熱環境状態へ近づけることが可能となる。特に、空調起動時など、設定値の決定が困難な場合でも、分布系熱流動解析手法により操作量を設定することにより、目標とする温熱環境状態へ短時間で到達できる。 Thereby, since a desired environmental state is analyzed as a whole system stable state, a stable operation amount can be obtained, and it is possible to efficiently approach a desired thermal environment state. In particular, even when it is difficult to determine a set value, such as when air conditioning is activated, the target thermal environment state can be reached in a short time by setting the manipulated variable using the distributed thermal flow analysis method.
しかしながら、このような分布系熱流動解析手法はあくまでもシミュレーションであって、制御対象となる空調空間や外乱などをモデル化する必要がある。したがって、得られた操作量により空調機器を制御しても、例えばシミュレーションによる推定温度分布と、実際の空調空間における温度分布との間に温度誤差を生じることがある、という問題点があった。 However, such a distributed system heat flow analysis method is merely a simulation, and it is necessary to model an air-conditioned space to be controlled, a disturbance, or the like. Therefore, even if the air conditioning equipment is controlled by the obtained operation amount, there is a problem that, for example, a temperature error may occur between the estimated temperature distribution by simulation and the temperature distribution in the actual air conditioned space.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、分布系熱流動解析手法で得られた操作量で空調制御した場合に生じる誤差を補正できる空調制御技術を提供することを目的としている。 The present invention is for solving such problems, and an object of the present invention is to provide an air conditioning control technique capable of correcting an error that occurs when air conditioning control is performed with an operation amount obtained by a distributed heat flow analysis method. .
このような目的を達成するために、本発明にかかる空調制御装置は、分布系熱流動解析手法を用いて、入力された空調空間の空調状況から当該空調空間の温度および気流の分布を推定するとともに、この分布と当該空調空間内の目的場所における目標温度とに基づいて空調制御に関する操作量を推定する熱流動解析処理部を備え、この熱流動解析処理部で得られた操作量に基づいて、空調空間に設けられている各吹出口における調和空気の吹出速度と吹出温度を空調システムで調整することにより、空調空間全体の空調環境を制御する空調推定制御を行う空調制御装置であって、空調推定制御を開始した後、予め規定された空調推定制御の効果の終了条件に基づき空調フィードバック制御に切り替える判定を行う空調フィードバック制御判定部と、空調フィードバック制御判定部により空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、推定温度を設定温度とした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システムに対して指示する空調指示部とを備えている。 In order to achieve such an object, the air conditioning control device according to the present invention estimates the temperature and air flow distribution of the air-conditioned space from the air-conditioning state of the input air-conditioned space using a distributed heat flow analysis method. And a heat flow analysis processing unit that estimates an operation amount related to air conditioning control based on this distribution and a target temperature at a target location in the air conditioning space, and based on the operation amount obtained by the heat flow analysis processing unit. An air conditioning control device that performs air conditioning estimation control for controlling the air conditioning environment of the entire air conditioned space by adjusting the blowing speed and temperature of the conditioned air at each air outlet provided in the air conditioned space with an air conditioning system, Air-conditioning feedback control determination for determining whether to switch to air-conditioning feedback control based on an end condition for the effect of air-conditioning estimation control defined in advance after starting air-conditioning estimation control And an air conditioning instruction unit that instructs the air conditioning system to start executing the air conditioning feedback control operation using the estimated temperature as a set temperature when switching to the air conditioning feedback control is determined by the air conditioning feedback control determination unit. Yes.
この際、空調フィードバック制御判定部で、一定の判定時間における特定の対象場所の計測温度変化と定常判定温度幅とを比較することにより当該対象場所での温度場の安定有無を確認し、当該対象場所における温度場の安定が確認された場合に、当該対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 At this time, the air-conditioning feedback control determination unit confirms whether or not the temperature field is stable at the target location by comparing the measured temperature change at the specific target location and the steady-state determination temperature width at a certain determination time. When the stability of the temperature field at the place is confirmed, switching to air conditioning feedback control for the target place may be determined.
また 空調フィードバック制御判定部で、空調推定制御を開始した後、計測温度と、熱流動解析処理部で得られた特定の対象場所における推定温度からなる基準温度との温度誤差を、当該温度誤差に対して予め設定されている許容範囲と比較することにより、温度誤差を補正するための対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 In addition, after the air conditioning feedback control determination unit starts the air conditioning estimation control, the temperature error between the measured temperature and the reference temperature consisting of the estimated temperature at the specific target location obtained by the heat flow analysis processing unit is used as the temperature error. On the other hand, the switching to the air-conditioning feedback control for the target place for correcting the temperature error may be determined by comparing with a preset allowable range.
また、空調フィードバック制御判定部で、計測温度とこの計測温度から一定の判定時間だけ過去に遡って特定の対象場所で計測した計測温度からなる基準温度とを比較し、得られた対象場所の計測温度変化から当該対象場所における計測温度傾きを算出し、当該対象場所の計測温度が当該対象場所の推定温度以上であり、かつ計測温度傾きが予め設定された温度誤差に対応する計測温度の基準傾き以上の場合、および当該対象場所の計測温度が当該対象場所の推定温度より小さく、かつ計測温度傾きが予め設定された温度誤差に対応する計測温度の基準傾きより小さい場合には、当該対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 In addition, the air conditioning feedback control determination unit compares the measured temperature with the reference temperature consisting of the measured temperature retroactively measured from the measured temperature at a specific target location, and measures the target location obtained. The measured temperature gradient at the target location is calculated from the temperature change, the measured temperature at the target location is equal to or higher than the estimated temperature at the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. In the above case, and when the measured temperature of the target location is lower than the estimated temperature of the target location and the measured temperature gradient is smaller than the reference gradient of the measured temperature corresponding to the preset temperature error, Switching to air conditioning feedback control may be determined.
また、空調フィードバック制御判定部で、空調推定制御を開始してから一定の待機時間が経過した時点で、空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 The air conditioning feedback control determination unit may determine switching to the air conditioning feedback control when a certain standby time has elapsed since the start of the air conditioning estimation control.
また、本発明にかかる空調制御方法は、分布系熱流動解析手法を用いて、入力された空調空間の空調状況から当該空調空間の温度および気流の分布を推定するとともに、この分布と当該空調空間内の目的場所における目標温度とに基づいて空調制御に関する操作量を推定する熱流動解析処理部を備え、この熱流動解析処理部で得られた操作量に基づいて、空調空間に設けられている各吹出口における調和空気の吹出速度と吹出温度を空調システムで調整することにより、空調空間全体の空調環境を制御する空調推定制御を行う空調制御装置で用いられる空調制御方法であって、空調フィードバック制御判定部が、空調推定制御を開始した後、予め規定された空調推定制御の効果の終了条件に基づき空調フィードバック制御に切り替える判定を行う空調フィードバック制御判定ステップと、空調指示部が、空調フィードバック制御判定ステップにより空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、推定温度を設定温度とした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システムに対して指示する空調指示ステップとを備えている。 In addition, the air conditioning control method according to the present invention estimates the temperature and air flow distribution of the air-conditioned space from the input air-conditioning status of the air-conditioned space using a distributed heat flow analysis method, and the distribution and the air-conditioned space. A heat flow analysis processing unit that estimates an operation amount related to air conditioning control based on a target temperature at a target location in the interior, and is provided in the air-conditioned space based on the operation amount obtained by the heat flow analysis processing unit An air-conditioning control method used in an air-conditioning control device that performs air-conditioning estimation control for controlling the air-conditioning environment of the entire air-conditioned space by adjusting the blow-out speed and temperature of the conditioned air at each blow-out outlet by an air-conditioning feedback control After the control determination unit starts the air-conditioning estimation control, the control determination unit determines to switch to the air-conditioning feedback control based on the end condition of the effect of the air-conditioning estimation control defined in advance When the air conditioning feedback control determination step and the air conditioning instruction unit determine that switching to the air conditioning feedback control is performed in the air conditioning feedback control determination step, the air conditioning system starts the execution of the air conditioning feedback control operation with the estimated temperature as the set temperature. An air conditioning instruction step for instructing the air conditioning.
この際、空調フィードバック制御判定ステップは、一定の判定時間における特定の対象場所の計測温度変化と定常判定温度幅とを比較することにより当該対象場所での温度場の安定有無を確認し、当該対象場所における温度場の安定が確認された場合に、当該対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 At this time, the air-conditioning feedback control determination step confirms whether or not the temperature field at the target location is stable by comparing the measured temperature change at the specific target location and the steady-state determination temperature width at a certain determination time. When the stability of the temperature field at the place is confirmed, switching to air conditioning feedback control for the target place may be determined.
また、空調フィードバック制御判定ステップは、空調推定制御を開始した後、計測温度と、熱流動解析処理部で得られた特定の対象場所における推定温度からなる基準温度との温度誤差を、当該温度誤差に対して予め設定されている許容範囲と比較することにより、温度誤差を補正するための対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 In the air conditioning feedback control determination step, after the air conditioning estimation control is started, the temperature error between the measured temperature and the reference temperature composed of the estimated temperature at the specific target location obtained by the heat flow analysis processing unit is determined as the temperature error. In contrast, the switching to the air-conditioning feedback control for the target location for correcting the temperature error may be determined by comparing with a preset allowable range.
また、空調フィードバック制御判定ステップは、計測温度とこの計測温度から一定の判定時間だけ過去に遡って特定の対象場所で計測した計測温度からなる基準温度とを比較し、得られた対象場所の計測温度変化から当該対象場所における計測温度傾きを算出し、当該対象場所の計測温度が当該対象場所の推定温度以上であり、かつ計測温度傾きが予め設定された温度誤差に対応する計測温度の基準傾き以上の場合、および当該対象場所の計測温度が当該対象場所の推定温度より小さく、かつ計測温度傾きが予め設定された温度誤差に対応する計測温度の基準傾きより小さい場合には、当該対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 In the air conditioning feedback control determination step, the measured temperature is compared with a reference temperature consisting of the measured temperature measured at a specific target location retroactively from the measured temperature for a fixed determination time. The measured temperature gradient at the target location is calculated from the temperature change, the measured temperature at the target location is equal to or higher than the estimated temperature at the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. In the above case, and when the measured temperature of the target location is lower than the estimated temperature of the target location and the measured temperature gradient is smaller than the reference gradient of the measured temperature corresponding to the preset temperature error, Switching to air conditioning feedback control may be determined.
また、空調フィードバック制御判定ステップは、空調推定制御を開始してから一定の待機時間が経過した時点で、空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしてもよい。 In the air conditioning feedback control determination step, switching to the air conditioning feedback control may be determined when a certain waiting time has elapsed since the start of the air conditioning estimation control.
本発明によれば、分布系熱流動解析手法で得られた操作量で空調制御した場合に生じる誤差を、空調システムによる、対象場所に対する個別の空調フィードバック制御動作により、調整することができる。したがって、空調空間内の居住者に対して、居住者が設定した快適な空調環境を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to adjust an error that occurs when air-conditioning control is performed with the operation amount obtained by the distributed heat flow analysis method, by an individual air-conditioning feedback control operation for the target location by the air-conditioning system. Therefore, a comfortable air-conditioning environment set by the resident can be provided to the resident in the air-conditioned space.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
この空調制御装置10は、全体として、パーソナルコンピュータやサーバ装置などの情報処理装置からなり、空調空間30の空気調和を行う空調システム20を制御することにより、空調空間30の目的場所における空調環境を制御する機能を有している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, with reference to FIG. 1, the air-conditioning control apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an air-conditioning control apparatus according to the first embodiment.
This air
特に、空調制御装置10には、分布系熱流動解析手法を用いて、入力された空調空間30の空調状況から当該空調空間30の温度および気流の分布を推定するとともに、この分布と当該空調空間30内の目的場所における目標温度とに基づいて空調制御に関する操作量を推定する熱流動解析処理部が設けられており、この熱流動解析処理部で得られた操作量に基づいて、空調空間30に設けられている各吹出口における調和空気の吹出速度と吹出温度を空調システム20で調整することにより、空調空間30全体の空調環境を制御する空調推定制御を行うものとなっている。
In particular, the
本実施の形態は、このような空調制御装置10において、空調推定制御を開始した後、空調空間30内の対象場所で計測した計測温度と、熱流動解析処理部で得られた対象場所における推定温度との温度誤差を、当該温度誤差に対して予め設定されている許容範囲と比較することにより、温度誤差を補正するための対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、空調フィードバック制御への切り替えを判定された場合、推定温度を設定温度とした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システム20に対して指示するようにしたものである。
In this embodiment, in such an air
[空調制御装置]
次に、図1および図2を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10の構成について詳細に説明する。図2は、空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
この空調制御装置10には、主な機能部として、通信インターフェース部(以下、通信I/F部という)11、操作入力部12、画面表示部13、記憶部14、および演算処理部15が設けられている。
[Air conditioning controller]
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the air-
The air
通信I/F部11は、専用のデータ通信回路からなり、通信回線Lを介して接続された空調システムなどの外部装置との間でデータ通信を行う機能を有している。
操作入力部12は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部15へ出力する機能を有している。
画面表示部13は、LCDやPDPなどの画面表示装置からなり、演算処理部15からの指示に応じて、操作メニューや入出力データなどの各種情報を画面表示する機能を有している。
The communication I /
The
The
記憶部14は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部15で用いる各種処理情報やプログラム14Pを記憶する機能を有している。
プログラム14Pは、演算処理部15に読み出されて実行されるプログラムであり、予め外部装置や記録媒体から通信I/F部11を介して記憶部14へ格納される。
The
The
記憶部14で記憶される主な処理情報として設定条件データ14Aがある。設定条件データ14Aは、空調空間30に関する位置および形状や、空調システム20で生成された調和空気の吹出口など、空調空間30の空調環境に影響を与える構成要素に関する位置および形状を示す空間条件データ、空調空間30に配置された各発熱体に関する配置位置および発熱量、さらには形状を示す発熱体データなど、熱流動解析処理を行う際の設定条件となる各種データであり、予め空調システム20などの外部装置や記録媒体から通信I/F部11を介して入力されて、記憶部14へ格納される。
The main processing information stored in the
演算処理部15は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部14からプログラム14Pを読み込んで実行することにより、各種処理部を実現する機能を有している。
演算処理部15で実現される主な処理部として、データ入力部15A、熱流動解析処理部15B、空調フィードバック制御判定部15C、および空調指示部15Dがある。
The
As main processing units realized by the
データ入力部15Aは、空調システム20などの外部装置や記録媒体から通信I/F部11を介して入力された、空調空間30に関する設定条件データ14Aを、記憶部14へ予め格納する機能と、空調空間30に設けられている吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度など、空調空間30の空調環境に影響を与える構成要素による、当該空調環境に対する影響度を示す境界条件データ14Bや、空調空間30に設けられた温度センサ22で計測された計測温度を含む計測温度データ14Cを、空調システム20から通信I/F部11を介して取得する機能とを有している。
The
また、データ入力部15Aは、一定時間ごとに、あるいは、設定条件データ14A、境界条件データ14B、または計測温度データ14Cの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、新たな空調制御のための設定条件データ14A、境界条件データ14B、または計測温度データ14Cを新たに生成する機能とを有している。
設定条件データ14Aについては、操作入力部12を用いたオペレータ操作で入力してもよく、通信I/F部11を介して各種システムから得たデータに基づいて空調空間30に関する設定条件データ14Aを生成してもよい。
Further, the
The setting
図3は、境界条件データの構成例である。ここでは、空間条件データに含まれる構成要素のうち、空調空間30の空調環境に与える影響が変化する構成要素ごとに、当該時点における境界条件として、風速、風向・温度で示される影響度が登録されている。例えば、「吹出口」については、当該吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度u,v,w(3次元成分)および吹き出す調和空気の空気温度Tが登録されており、「吸込口」については、当該吸込口から吸い込まれる室内空気の吸込速度u,v,w(3次元成分)が登録されている。
FIG. 3 is a configuration example of boundary condition data. Here, among the components included in the space condition data, for each component whose influence on the air-conditioning environment of the air-conditioned
図4は、計測温度データの構成例である。ここでは、空調空間30内の対象場所jについて、当該対象場所の位置x,y,z(3次元成分)と当該対象場所に設けられている温度センサ22で計測された空気の温度Tとが登録されている。なお、対象場所jは、1ヶ所に限られるものではなく、制御可能な範囲(解が得られる範囲)で複数設定できる。
FIG. 4 is a configuration example of measured temperature data. Here, for the target location j in the air-conditioned
熱流動解析処理部15Bは、分布系熱流動解析手法を用いて、入力された空調空間30の空調状況を示す境界条件データ14Bさらには設定条件データ14Aから、当該空調空間30の温度および気流の分布を示す分布データ14Dを推定する機能と、操作入力部12を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間30内の目的場所における目標温度を示す目的データ14Eを取得する機能と、この分布データ14Dと目的データ14Eとに基づいて空調制御に関する操作量を示す操作量データ14Fを推定する機能とを有している。
The thermal fluid
分布系熱流動解析手法とは、CFD(Computational Fluid Dynamics:数値流体力学)を基本として、対象空間を網目状の小空間に分割し、隣接する小空間間における熱流を解析する技術である。熱流動解析処理部15Bのうち、分布データ14Dを推定する機能については、例えば分布系熱流動解析手法の順解析を利用した、非特許文献2などの公知技術を用いればよい。また、操作量データ14Fを推定する機能については、例えば分布系熱流動解析手法の逆解析を利用した、特許文献1などの公知技術を用いればよい。
The distributed heat flow analysis method is a technique for dividing a target space into a mesh-like small space based on CFD (Computational Fluid Dynamics) and analyzing heat flow between adjacent small spaces. Regarding the function of estimating the
図5は、分布データの構成例である。ここでは、空調空間30を網目状に分割して設定した小空間の位置x,y,z(3次元成分)ごとに、風速分布データとして当該小空間における室内空気の風速uCFD,vCFD,wCFD(3次元成分)が登録されているとともに、温度分布データとして当該小空間における室内空気の空気温度TCFDが登録されている。
FIG. 5 is a configuration example of distribution data. Here, for each position x, y, z (three-dimensional component) of a small space set by dividing the air-conditioned
図6は、目的データの構成例である。ここでは、目的場所iの空間条件として位置x,y,z(3次元成分)と形状(大きさ)dx,dy,dz(3次元成分)が登録されているとともに、境界条件として当該目的場所iにおける目標温度Tが登録されている。なお、目的場所iは、1ヶ所に限られるものではなく、制御可能な範囲(解が得られる範囲)で複数設定できる。 FIG. 6 is a configuration example of the target data. Here, the position x, y, z (three-dimensional component) and the shape (size) dx, dy, dz (three-dimensional component) are registered as the spatial condition of the destination location i, and the destination location is the boundary condition. The target temperature T at i is registered. The destination location i is not limited to one location, and a plurality of destination locations i can be set within a controllable range (a range where a solution can be obtained).
空調フィードバック制御判定部15Cは、熱流動解析処理部15Bで得られた操作量データ14Fに基づいて、空調空間30全体の空調環境を制御する空調推定制御を開始した後、計測温度データ14Cに含まれる空調空間30内の対象場所jで計測した計測温度TMと、対象場所jに関する基準温度と比較することにより、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定する機能とを有している。
The air conditioning feedback
空調指示部15Dは、空調空間30内の目的場所iを目標温度とするために、熱流動解析処理部15Bで得られた操作量データ14Fに基づいて、空調空間30全体の空調環境を制御する空調推定制御を、通信I/F部11を介して空調システム20へ指示する機能と、空調フィードバック制御判定部15Cにより空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を、通信I/F部11を介して空調システムへ指示する機能とを有している。
The air
[空調システム]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる空調システム20の構成について説明する。
空調システム20には、主な機能部として、空調処理部21、温度センサ22、および給気調整部23が設けられている。この空調システム20は、これら機能部のほか、ビルや店舗などの居室に設置される一般的な空調設備と同様の構成を有している。
[Air conditioning system]
Next, with reference to FIG. 1, the structure of the
The
空調処理部21は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有する演算処理部からなり、通信回線Lを介した空調制御装置10からの空調推定制御指示に応じて、当該指示で通知された操作量に基づき給気調整部23を制御して、空調空間30に設置されている空調機器への給気を調整することにより、空調空間30全体の空気調和を行う機能と、空調制御装置10からの空調フィードバック制御指示に応じて、対象場所jの温度センサ22で計測した計測温度TMが、当該指示で通知された対象場所jに関する設定温度TSPとなるよう給気調整部23を制御して、対象場所jに関連する空調機器への給気を調整することにより、空調フィードバック制御を実行する機能とを有している。空調フィードバック制御については、空調空間30にセントラル空調設備が設置されている場合にはVAVのローカルループ制御を利用すればよく、空調空間30に個別空調機が設置されている場合には当該個別空調機のローカルループ制御を利用すればよい。
The air
温度センサ22は、一般的な温度センサからなり、空調空間30に設けられた対象場所jの温度を計測して、空調処理部21へ出力する機能を有している。
給気調整部23は、バルブなどの空気流量調整機器からなり、空調処理部21からの制御に応じて、空調空間30に設置されている空調機器への給気を調整する機能を有している。
The
The air
[第1の実施の形態の動作]
次に、図2、図7および図8を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。図7は、第1の実施の形態にかかる空調推定制御処理を示すフローチャートである。図8は、第1の実施の形態にかかる空調フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the air conditioning control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart illustrating the air conditioning estimation control process according to the first embodiment. FIG. 8 is a flowchart illustrating the air-conditioning feedback control process according to the first embodiment.
[空調推定制御動作]
まず、図2および図7を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の空調推定制御動作について説明する。
空調制御装置10の演算処理部15は、起動時あるいはオペレータ操作に応じて、図7の空調制御処理を開始する。なお、空調制御処理の実行開始に先立って、設定条件データ14Aが予め記憶部14に格納されているものとする。
[Air conditioning estimation control operation]
First, an air conditioning estimation control operation of the air conditioning control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The
まず、データ入力部15Aは、通信I/F部11を介して空調システム20とデータ通信を行い、空調空間30の各吹出口における吹出速度u,v,w(3次元成分)および空気温度Tと、各吸込口における吸込速度u,v,w(3次元成分)などの境界条件データ14Bを取得するとともに、空調空間30内の対象場所jにおける計測温度TMを示す計測温度データ14Cを取得する(ステップ100)。
First, the
次に、熱流動解析処理部15Bは、記憶部14から設定条件データ14Aを取得し(ステップ101)、この設定条件データ14Aとデータ入力部15Aで生成された境界条件データ14Bとに基づいて、空調空間30の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間30の温度および気流の分布を示す分布データ14Dを算出する(ステップ102)。
Next, the heat flow
この後、熱流動解析処理部15Bは、操作入力部12を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間30内の目的場所における目標温度を示す目的データ14Eを取得し(ステップ103)、この目的データ14Eと分布データ14Dとを比較することにより、空調空間30の目的場所に関する乖離の有無を確認する(ステップ104)。
ここで、分布データ14Dから得られた目的場所における空気温度と、目的データ14Eで指定された目標温度との差が、予め設定されているしきい値温度差以下の温度差である場合、空調環境の乖離なしと判定し(ステップ105:NO)、後述するステップ108へ移行する。
Thereafter, the heat flow
Here, if the difference between the air temperature at the target location obtained from the
一方、分布データ14Dから得られた目的場所における空気温度と、目的データ14Eで指定された目標温度との差が、予め設定されているしきい値温度差を越える温度差がある場合、熱流動解析処理部15Bは、空調環境の乖離ありと判定し(ステップ105:YES)、分布データ14Dと目的データ14Eとに基づいて、空調空間30の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的データを満足するために必要な、各小空間における風速、風向・温度の変化度合いを示す感度データを算出し、この感度データに基づいて各吹出口における新たな調和空気の吹出速度および吹出温度と、各吸込口から室内空気を吸い込む吸込速度とを含む操作量データ14Fを逆算する(ステップ106)。
On the other hand, if the difference between the air temperature at the target location obtained from the
これに応じて、空調指示部15Dは、熱流動解析処理部15Bで算出された操作量データ14Fに基づいて、空調空間30全体の空調環境を制御する空調推定制御を、通信I/F部11を介して空調システム20へ指示する(ステップ107)。
この後、データ入力部15Aは、一定期間ごと、あるいは、新たに得られた境界条件データや発熱体データの変化に応じて、空調推定制御タイミングの到来を判定し(ステップ108)、空調制御タイミングの到来に応じて(ステップ108:YES)、ステップ100へ戻って、新たな空調推定制御を開始する。
In response to this, the air
Thereafter, the
[空調フィードバック制御動作]
次に、図2および図8を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の空調フィードバック制御動作について説明する。
空調制御装置10の演算処理部15は、前述した図7の空調推定制御処理が実行された後、図8の空調フィードバック制御処理を開始する。
[Air conditioning feedback control operation]
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 8, the air-conditioning feedback control operation of the air-conditioning control apparatus according to this embodiment will be described.
The
空調フィードバック制御判定部15Cは、まず、データ入力部15Aで取得した計測温度データ14Cから、対象場所jの計測温度TMを抽出し(ステップ110)、現在時刻tから過去に遡った判定時間Δt分における計測温度TMの変化を示す計測温度変化ΔTMM(絶対値)を計算する(ステップ111)。
ここで、計測温度変化ΔTMMと、記憶部14に予め設定されている定常判定温度幅TDとを比較し(ステップ112)、計測温度変化ΔTMMが定常判定温度幅TDよりも大きい場合(ステップ112:NO)、空調フィードバック制御判定部15Cは、ステップ110へ戻って、対象場所jにおける温度場が安定するまで繰り返し確認する。
The air conditioning feedback
Here, the measured temperature change [Delta] T MM, compares the steady determination temperature range T D set in advance in the storage unit 14 (step 112), if the measured temperature change [Delta] T MM is greater than the steady determination temperature range T D (Step 112: NO), the air conditioning feedback
一方、計測温度変化ΔTMMが定常判定温度幅TD以内である場合(ステップ112:YES)、対象場所jにおける温度場が安定したことが確認できたことから、空調フィードバック制御判定部15Cは、熱流動解析処理部15Bで得られた分布データ14Dから、対象場所jの基準温度として推定温度TSを抽出し(ステップ113)、現在時刻tにおける、対象場所jの推定温度TSと実際の計測温度TMとの温度誤差ΔTSM(絶対値)を計算する(ステップ114)。
On the other hand, when the measured temperature change [Delta] T MM is within constant determined temperature range T D (step 112: YES), since the temperature field was confirmed that the stable in a subject where j, conditioned feedback
ここで、温度誤差ΔTSMと、記憶部14に予め設定されている許容範囲TLとを比較し(ステップ115)、温度誤差ΔTSMが許容範囲TLより大きい場合(ステップ115:YES)、空調フィードバック制御判定部15Cは、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、対象場所jの推定温度TSを対象場所jにおける新たな設定温度TSPとして設定した設定温度データ14Gを空調指示部15Dへ通知する(ステップ116)。
Here, the temperature error [Delta] T SM, compared with the allowable range T L which is set in advance in the storage unit 14 (step 115), if the temperature error [Delta] T SM is larger than the allowable range T L (Step 115: YES), conditioning feedback
空調指示部15Dは、この設定温度データ14Gに基づいて、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を、通信I/F部11を介して空調システムへ指示し(ステップ117)、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
The air
一方、温度誤差ΔTSMが許容範囲TL内である場合(ステップ115:NO)、空調フィードバック制御判定部15Cは、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
On the other hand, if the temperature error [Delta] T SM is within the allowable range T L (step 115: NO), the air conditioning feedback
図9は、第1の実施の形態にかかる空調フィードバック制御動作を示す説明図である。ここでは、時刻t0に空調推定制御が開始されており、対象場所jの計測温度TMが温度Tt0 Mから徐々に低下し、時刻t1には温度Tt1 Mとなり、その後の現在時刻tにおいて温度Tt Mまで単調に低下している。 FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an air conditioning feedback control operation according to the first embodiment. Here, the air conditioning estimation control is started at time t 0 , the measured temperature T M at the target location j gradually decreases from the temperature T t0 M, reaches the temperature T t1 M at time t 1 , and the current time thereafter. At t, it decreases monotonously to the temperature T t M.
ここで、時刻t1は現在時刻tから過去に判定時間Δt分だけ遡った時刻に相当しており、計測温度変化ΔTMMは、ΔTMM=abs(Tt1 M−Tt M)で求められる。関数abs()は絶対値を求める関数である。
この計測温度変化ΔTMMが、定常判定温度幅TD以内であれば、対象場所jにおける温度場が安定しており、計測温度変化ΔTMMが一過性のものではなく、対象場所jに対する空調フィードバック制御で補正すべきものであると判定される。
Here, the time t 1 corresponds to a time that is earlier than the current time t by the determination time Δt, and the measured temperature change ΔT MM is obtained by ΔT MM = abs (T t1 M −T t M ). . The function abs () is a function for obtaining an absolute value.
The measured temperature change [Delta] T MM is, if it is within the constant determined temperature range T D, the temperature field is stable in a subject location j, the measured temperature change [Delta] T MM is not transient, the air conditioning to the subject location j It is determined that it should be corrected by feedback control.
また、温度誤差ΔTSMは、ΔTSM=abs(TS−Tt M)で求められる。この温度誤差ΔTSMが、許容範囲TLより大きい場合、対象場所jにおける推定温度TSと実際の計測温度TMとの乖離が大きいことから、この温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えが判定される。そして、空調システム20により、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作が開始される。
Further, the temperature error ΔT SM is obtained by ΔT SM = abs (T S −T t M ). If this temperature error ΔT SM is larger than the allowable range T L , the difference between the estimated temperature T S and the actual measured temperature T M at the target location j is large, and therefore the target location for correcting this temperature error ΔT SM. Switching to air conditioning feedback control for j is determined. Then, the
[シミュレーション結果]
図10は、空気調和の対象となる空調空間の構成例である。ここでは、空調空間30の天井に4個の吹出口A,B,C,Dと、9個の吸込口が配置されており、空調空間30の床にパソコンなどからなる3つの発熱体が存在している。また、空調空間30には、空調推定制御の目的となる目的場所iと、空調フィードバック制御の対象となる対象場所jがそれぞれ設定されている。
[simulation result]
FIG. 10 is a configuration example of an air-conditioned space that is an object of air conditioning. Here, four air outlets A, B, C and D and nine air inlets are arranged on the ceiling of the air-conditioned
図11は、シミュレーション結果を示す説明図である。ここでは、空調推定制御が開始された時刻t0と、空調フィードバック制御を開始した時刻tと、空調フィードバック制御開始してから一定時間が経過した時刻t2とについて、空調空間30内の各所における温度や風量の変化が示されている。
まず、目的場所iについては、空調推定制御の実行前である時刻t0において、推定温度が27.9[゜C]で目的温度が25.0[゜C]であったものが、空調推定制御を実行したことにより、時刻tにおいて、推定温度が25.0[゜C]に変化しており、当初の目的温度と一致していることがわかる。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing simulation results. Here, the time t 0 at which the air-conditioning estimation control is started, the time t at which the air-conditioning feedback control is started, and the time t 2 at which a fixed time has elapsed since the start of the air-conditioning feedback control, are Changes in temperature and airflow are shown.
First, for the target location i, the estimated temperature is 27.9 [° C.] and the target temperature is 25.0 [° C.] at time t 0 before execution of the air conditioning estimation control. By executing the control, the estimated temperature is changed to 25.0 [° C.] at time t, which is consistent with the initial target temperature.
また、吹出口A〜Dについては、空調推定制御の実行前である時刻t0において、吹出空気の風速がそれぞれ1.00[m/s]であり、温度がそれぞれ26.0[゜C]であったものが、空調推定制御を実行したことにより、時刻tにおいて、吹出空気の風速がそれぞれ1.33[m/s]、1.11[m/s]、1.13[m/s]、1.05[m/s]に変化し、温度がそれぞれ23.4[゜C]、23.6[゜C]、25.2[゜C]、25.5[゜C]に変化しており、空調推定制御が行われたことがわかる。 For the air outlets A to D, at time t 0 before the execution of the air conditioning estimation control, the air speed of the air is 1.00 [m / s] and the temperature is 26.0 [° C.], respectively. However, when the air-conditioning estimation control is executed, the wind speed of the blown air is 1.33 [m / s], 1.11 [m / s], and 1.13 [m / s, respectively, at time t. ], 1.05 [m / s], and temperatures changed to 23.4 [° C], 23.6 [° C], 25.2 [° C], and 25.5 [° C], respectively. It can be seen that the air conditioning estimation control is performed.
さらに、吹出口Aについては、空調フィードバック制御実行後の時刻t2において、吹出空気の風速が0.85[m/s]に変化し、温度が23.9[゜C]に変化しており、吹出口Aについて空調フィードバック制御が行われたことがわかる。
これにより、対象場所jについては、空調推定制御実行後の時刻tにおいて、推定温度TSが24.9[゜C]であり、計測温度TMが24.5[゜C]であり、温度誤差ΔTSMが0.4[゜C]あったものが、設定温度TSPとして推定温度TSと等しい24.9[゜C]を用いた空調フィードバック制御が実行され、その後の時刻t2において、計測温度が24.5[゜C]に変化しており、空調フィードバック制御が行われたことにより、計測温度TMが推定温度TSと等しくなっていることがわかる。
Furthermore, for the outlet A, at time t 2 after the air conditioning feedback control execution, wind speed outlet air is changed to 0.85 [m / s], it is changing the temperature 23.9 [deg C] It can be seen that air-conditioning feedback control was performed for the outlet A.
As a result, for the target location j, the estimated temperature T S is 24.9 [° C.] and the measured temperature T M is 24.5 [° C.] at the time t after execution of the air conditioning estimation control. which error [Delta] T SM had 0.4 [deg C] is, is executed conditioning feedback control using 24.9 equal to the estimated temperature T S as the set temperature T SP [deg C], in the subsequent time t 2 The measured temperature is changed to 24.5 [° C.], and it can be seen that the measured temperature T M is equal to the estimated temperature T S by performing the air conditioning feedback control.
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、空調推定制御を開始した後、空調フィードバック制御判定部15Cにより、空調空間30内の対象場所jで計測した計測温度TMと、対象場所jに関する基準温度と比較することにより、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、空調フィードバック制御への切り替え判定された場合、空調指示部15Dにより、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システム20に対して指示するようにしたものである。
[Effect of the first embodiment]
Thus, in the present embodiment, after the air conditioning estimation control is started, the measured temperature T M measured at the target location j in the air conditioned
これにより、分布系熱流動解析手法で得られた操作量で空調制御した場合に生じる誤差を、空調システム20による空調フィードバック制御動作により、調整することができる。
したがって、空調空間30内の居住者に対して、居住者が設定した快適な空調環境を提供することができる。
Thereby, the error which arises when air-conditioning control is performed with the operation amount obtained by the distributed system heat flow analysis method can be adjusted by the air-conditioning feedback control operation by the air-
Therefore, a comfortable air-conditioning environment set by the resident can be provided to the resident in the air-conditioned
また、本実施の形態では、空調フィードバック制御判定部15Cにおいて、一定の判定時間Δtにおける対象場所jの計測温度変化ΔTMMと定常判定温度幅TDとを比較することにより当該対象場所jでの温度場の安定有無を確認し、当該対象場所jにおける温度場の安定が確認された後、温度誤差ΔTSMに基づいて当該対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしたので、計測温度変化ΔTMMが一過性のものではなく、対象場所jに対する空調フィードバック制御で補正すべきものであることを確認した後、空調フィードバック制御への切り替えを判定することができる。
これにより、計測温度変化ΔTMMが一過性のものである場合には、空調フィードバック制御への切り替えが判定されなくなり、不適切な空調フィードバック制御の実行を回避することができる。
Further, in the present embodiment, in the air conditioning feedback
Thus, when measuring the temperature change [Delta] T MM is of a transient is no longer determined to switch to the air conditioning feedback control, it is possible to avoid the execution of incorrect conditioning feedback control.
また、本実施の形態では、空調推定制御を開始した後、対象場所jにおける計測温度TMと、熱流動解析処理部15Bで得られた対象場所jにおける基準温度である推定温度ΔTSMを、当該温度誤差ΔTSMに対して予め設定されている許容範囲TLと比較することにより、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、空調指示部15Dにより、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を空調システム20に対して指示するようにしたので、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを正確に判定することができる。
Further, in the present embodiment, after starting the air conditioning estimation control, the measured temperature T M in the subject location j, the estimated temperature [Delta] T SM is a reference temperature in a subject where j obtained by the thermal
[第2の実施の形態]
次に、図12を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる空調制御装置10について説明する。図12は、第2の実施の形態にかかる空調フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 12, the air-
第1の実施の形態では、空調フィードバック制御への切り替えを判定する際、当該時点における、対象場所jの温度場の安定性を確認する場合を例として説明した。本実施の形態では、対象場所jの計測温度TMの傾きaに基づいて、将来において計測温度TMが許容範囲TL内に収束するか否かを推定することにより、空調フィードバック制御への切り替えを判定する場合について説明する。 In 1st Embodiment, when switching to air-conditioning feedback control was determined, the case where the stability of the temperature field of the object place j at the time was confirmed was demonstrated as an example. In the present embodiment, based on the slope a of the measured temperature T M at the target location j, it is estimated whether or not the measured temperature T M will converge within the allowable range T L in the future. A case of determining switching will be described.
本実施の形態において、空調フィードバック制御判定部15Cは、対象場所jの計測温度TMとこの計測温度TMから一定の判定時間Δtだけ過去に遡って対象場所jで計測した計測温度からなる基準温度とを比較し、得られた対象場所jの計測温度変化ΔTMMから対象場所jにおける計測温度傾きaを算出する機能と、予め設定された温度誤差ΔTSMに対応する計測温度TMの基準傾きA(ΔTSM)と計測温度傾きaとを比較し、対象場所jの計測温度TMが対象場所jの推定温度TS以上であり、かつ計測温度傾きaが基準傾きA(ΔTSM)以上の場合、および、対象場所jの計測温度TMが対象場所jの推定温度TSより小さく、かつ計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)を下回る場合には、当該対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定する機能とを有している。
なお、本実施の形態にかかる空調制御装置10におけるこの他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明については省略する。
In this embodiment, the air conditioning feedback
In addition, about the other structure in the air-
[第2の実施の形態の動作]
次に、図12を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10の動作として、空調フィードバック制御動作について説明する。
空調制御装置10の演算処理部15は、前述した図7の空調推定制御処理が実行された後、図12の空調フィードバック制御処理を開始する。
[Operation of Second Embodiment]
Next, an air conditioning feedback control operation will be described as an operation of the air
The
空調フィードバック制御判定部15Cは、まず、データ入力部15Aで取得した計測温度データ14Cから、対象場所jの計測温度TMを抽出するとともに(ステップ200)、熱流動解析処理部15Bで得られた分布データ14Dから、対象場所jの推定温度TSを抽出し(ステップ201)、現在時刻tにおける、対象場所jの推定温度TSと実際の計測温度TMとの温度誤差ΔTSM(絶対値)を計算する(ステップ202)。
The air conditioning feedback
次に、空調フィードバック制御判定部15Cは、現在時刻tから過去に遡った判定時間Δt分における計測温度TMの変化を示す計測温度変化ΔTMMから、判定時間Δt分での計測温度TMの傾きa=ΔTMM/Δtを計算し(ステップ203)、記憶部14に予め設定されている変換テーブルや関数式に基づいて、温度誤差ΔTSMにおける基準傾きA(ΔTSM)を取得する(ステップ204)。
Next, the air conditioning feedback
図13は、温度誤差と基準傾きとの関係を示す説明図である。ここでは、温度誤差ΔTSMが正および負の領域のそれぞれにおいて、温度誤差ΔTSMの増加に応じて基準傾きA(ΔTSM)が単調減少する関係が示されている。この関係は、空調空間30の広さと空調システム20の空調機器の能力とから決定される、温度変化の時定数に左右されるものであり、予め実験などにより取得しておけばよい。この関係については、変換テーブルで表現してもよく、関数式を用いてもよい。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature error and the reference inclination. Here, there is shown a relationship in which the reference slope A (ΔT SM ) monotonously decreases as the temperature error ΔT SM increases in each of the regions where the temperature error ΔT SM is positive and negative. This relationship depends on the time constant of the temperature change determined from the size of the air-conditioned
続いて、計測温度TMと推定温度TSとを比較し(ステップ205)、計測温度TMが推定温度TS以上の場合(ステップ205:YES)、空調フィードバック制御判定部15Cは、計測温度傾きaと基準傾きA(ΔTSM)を比較する(ステップ206)。
ここで、計測温度傾きaが基準傾きA(ΔTSM)以上の場合(ステップ206:YES)、将来、対象場所jの計測温度TMが許容範囲TL内に収束しないことが予測されることから、空調フィードバック制御判定部15Cは、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、対象場所jの推定温度TSを対象場所jにおける新たな設定温度TSPとして設定した設定温度データ14Gを空調指示部15Dへ通知する(ステップ207)。
Subsequently, the measured temperature T M is compared with the estimated temperature T S (step 205). If the measured temperature T M is equal to or higher than the estimated temperature T S (step 205: YES), the air conditioning feedback
Here, when the measured temperature gradient a is equal to or greater than the reference gradient A (ΔT SM ) (step 206: YES), it is predicted that the measured temperature T M at the target location j will not converge within the allowable range T L in the future. from the air conditioning feedback
空調指示部15Dは、この設定温度データ14Gに基づいて、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を、通信I/F部11を介して空調システムへ指示し(ステップ208)、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
The air
一方、ステップ206において、計測温度傾きaが基準傾きA(ΔTSM)より小さい場合(ステップ206:NO)、空調フィードバック制御判定部15Cは、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
On the other hand, if the measured temperature gradient a is smaller than the reference gradient A (ΔT SM ) in step 206 (step 206: NO), the air conditioning feedback
また、ステップ205において、計測温度TMが推定温度TSより小さい場合(ステップ205:NO)、空調フィードバック制御判定部15Cは、計測温度傾きaと基準傾き−A(ΔTSM)を比較する(ステップ209)。
ここで、計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)より小さい場合(ステップ209:YES)、将来、対象場所jの計測温度TMが許容範囲TLから逸脱することが予測されることから、空調フィードバック制御判定部15Cは、温度誤差ΔTSMを補正するための対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、対象場所jの推定温度TSを対象場所jにおける新たな設定温度TSPとして設定した設定温度データ14Gを空調指示部15Dへ通知する(ステップ207)。
In
Here, when the measured temperature gradient a is smaller than the reference gradient −A (ΔT SM ) (step 209: YES), it is predicted that the measured temperature T M at the target location j will deviate from the allowable range T L in the future. from the air conditioning feedback
空調指示部15Dは、この設定温度データ14Gに基づいて、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした、空調フィードバック制御動作の実行開始を、通信I/F部11を介して空調システムへ指示し(ステップ208)、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
The air
一方、ステップ209において、計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)以上の場合(ステップ209:NO)、空調フィードバック制御判定部15Cは、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
On the other hand, when the measured temperature gradient a is equal to or greater than the reference gradient −A (ΔT SM ) in step 209 (step 209: NO), the air conditioning feedback
図14は、第2の実施の形態にかかる空調フィードバック制御動作を示す説明図である。ここでは、時刻t0に空調推定制御が開始されており、対象場所jの計測温度TMが温度Tt0 Mから徐々に低下し、その後の現在時刻tにおいて温度Tt Mまで単調に低下し、この計測温度の傾きがaとなっている。
この場合、時刻tにおける計測温度TMが推定温度TS以上であるものの、計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)より小さく、計測温度TMが緩やかに変化(ここでは減少)していることから、将来、計測温度TMが許容範囲TL内に収束すると予測できる。
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating an air conditioning feedback control operation according to the second embodiment. Here, the air conditioning estimation control is started at time t 0 , the measured temperature T M at the target location j gradually decreases from the temperature T t0 M , and then decreases monotonously to the temperature T t M at the current time t thereafter. The slope of this measured temperature is a.
In this case, although the measured temperature T M at time t is equal to or higher than the estimated temperature T S , the measured temperature gradient a is smaller than the reference gradient −A (ΔT SM ), and the measured temperature T M changes gently (in this case, decreases). Therefore, it can be predicted that the measured temperature T M will converge within the allowable range T L in the future.
図15は、第2の実施の形態にかかる空調フィードバック制御動作を示す他の説明図である。この場合、時刻tにおける計測温度TMが、推定温度TSより小さいものの、計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)より大きく、計測温度TMが比較的大きく変化(ここでは減少)していることから、将来、計測温度TMが許容範囲TLから逸脱すると予測できる。 FIG. 15 is another explanatory diagram illustrating the air-conditioning feedback control operation according to the second embodiment. In this case, although the measured temperature T M at the time t is smaller than the estimated temperature T S , the measured temperature gradient a is larger than the reference gradient −A (ΔT SM ), and the measured temperature T M changes relatively large (here, decreased). Therefore, it can be predicted that the measured temperature T M will deviate from the allowable range T L in the future.
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、空調フィードバック制御判定部15Cにおいて、一定の判定時間における対象場所jの計測温度変化ΔTMMから対象場所jにおける計測温度傾きaを算出して、予め設定された温度誤差ΔTSMに対応する計測温度TMの基準傾きA(ΔTSM)と比較し、計測温度TMが推定温度TS以上で、かつ計測温度傾きaが基準傾きA(ΔTSM)以上の場合、および、計測温度TMが推定温度TSより小さく、かつ計測温度傾きaが基準傾き−A(ΔTSM)より小さい場合には、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしたものである。
[Effect of the second embodiment]
Thus, in the present embodiment, in the air conditioning feedback
これにより、空調推定制御を開始した後、対象場所jの温度場が安定して、計測温度TMが許容範囲TL内に収束しているか逸脱しているかを確認できる時点まで待つことなく、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを早期に判定することができる。したがって、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えと判定された場合には、空調推定制御を開始してから短い時間で空調フィードバック制御を開始することができ、結果として対象場所jにおける温度誤差を早期に補正することができる。 Thereby, after starting the air-conditioning estimation control, without waiting until a time point at which the temperature field of the target location j is stable and the measured temperature T M is converged or deviated within the allowable range T L can be confirmed. Switching to the air conditioning feedback control for the target location j can be determined early. Therefore, if it is determined that the target location j is switched to the air conditioning feedback control, the air conditioning feedback control can be started in a short time after the start of the air conditioning estimation control. As a result, the temperature error at the target location j is reduced. It can be corrected early.
[第3の実施の形態]
次に、図16を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる空調制御装置10について説明する。図16は、第3の実施の形態にかかる空調フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 16, the air-
第1の実施の形態では、空調フィードバック制御への切り替えを判定する際、当該時点における、対象場所jの温度場の安定性を確認する場合を例として説明した。本実施の形態では、空調推定制御を開始した後、一定の待機時間tWが経過した時点で、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定する場合について説明する。 In 1st Embodiment, when switching to air-conditioning feedback control was determined, the case where the stability of the temperature field of the object place j at the time was confirmed was demonstrated as an example. In the present embodiment, a case will be described in which switching to air conditioning feedback control for the target location j is determined when a certain waiting time t W has elapsed after the start of air conditioning estimation control.
本実施の形態において、空調フィードバック制御判定部15Cは、空調推定制御の開始からの経過時間Δtを計時する機能と、経過時間Δtと記憶部14に設定されている待機時間tWとを比較して、経過時間Δtが待機時間tW以上となった時点で、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかる空調制御装置10におけるこの他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明については省略する。
In the present embodiment, the air conditioning feedback
In addition, about the other structure in the air-
[第3の実施の形態の動作]
次に、図16を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置10の動作として、空調フィードバック制御動作について説明する。
空調制御装置10の演算処理部15は、前述した図7の空調推定制御処理が実行された後、図16の空調フィードバック制御処理を開始する。
[Operation of Third Embodiment]
Next, an air conditioning feedback control operation will be described as an operation of the air
The
空調フィードバック制御判定部15Cは、まず、熱流動解析処理部15Bによる空調推定制御の開始から現在時刻までの経過時間Δtを計時し(ステップ300)、経過時間Δtと記憶部14に設定されている待機時間tWとを比較する(ステップ301)。
ここで、経過時間Δtが待機時間tWより小さい場合(ステップ301:NO)、ステップ300に戻る。
The air conditioning feedback
If the elapsed time Δt is smaller than the standby time t W (step 301: NO), the process returns to step 300.
一方、経過時間Δtが待機時間tW以上の場合(ステップ301:YES)、空調フィードバック制御判定部15Cは、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えを判定し、対象場所jの推定温度TSを対象場所jにおける新たな設定温度TSPとして設定した設定温度データ14Gを空調指示部15Dへ通知する(ステップ302)。
On the other hand, when the elapsed time Δt is equal to or longer than the standby time t W (step 301: YES), the air conditioning feedback
空調指示部15Dは、この設定温度データ14Gに基づいて、対象場所jにおける推定温度TSを設定温度TSPとした空調フィードバック制御動作の実行開始を、通信I/F部11を介して空調システムへ指示し(ステップ303)、一連の空調フィードバック制御処理を終了する。
The air
図17は、第3の実施の形態にかかる空調フィードバック制御動作を示す説明図である。ここでは、時刻t0に空調推定制御が開始されており、対象場所jの計測温度TMが温度Tt0 Mから徐々に低下し、その後の現在時刻tにおいて温度Tt Mまで単調に低下している。
この場合、計測温度TMにかかわらず、時刻t0から待機時間tWだけ経過した時刻t2に、対象場所jに対する空調フィードバック制御への切り替えが判定される。
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an air conditioning feedback control operation according to the third embodiment. Here, the air conditioning estimation control is started at time t 0 , the measured temperature T M at the target location j gradually decreases from the temperature T t0 M , and then decreases monotonously to the temperature T t M at the current time t thereafter. ing.
In this case, regardless of the measured temperature T M , switching to the air conditioning feedback control for the target location j is determined at time t 2 when the standby time t W has elapsed from time t 0 .
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、空調フィードバック制御判定部15Cにおいて、空調推定制御を開始してから一定の待機時間tWが経過した時点で、対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定するようにしたので、空調フィードバック制御判定部15Cにおける判定処理を極めて簡略化することができる。
[Effect of the third embodiment]
As described above, in the present embodiment, the air conditioning feedback
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
また、各実施の形態では、分布系熱流動解析手法を用いた空調推定制御により、目的場所iにおける目標温度を目的データとして、空調空間30全体の空調環境を制御し、この際に発生する対象場所jにおける温度誤差を空調フィードバック制御で補正する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、空調推定制御において、目標温度に代えて目的場所iにおける風速や湿度を目的データとして入力することにより、これら風速や湿度を目標の状態量としてもよい。また、空調フィードバック制御において、温度誤差に代えて対象場所jにおける風速や湿度の誤差を空調フィードバック制御で補正するようにしてもよい。
Moreover, in each embodiment, the air-conditioning estimation control using the distributed system heat flow analysis method controls the air-conditioning environment of the entire air-conditioned
10…空調制御装置、11…通信I/F部、12…操作入力部、13…画面表示部、14…記憶部、14A…設定条件データ、14B…境界条件データ、14C…計測温度データ、14D…分布データ、14E…目的データ、14F…操作量データ、14G…設定温度データ、15…演算処理部、15A…データ入力部、15B…熱流動解析処理部、15C…空調フィードバック制御判定部、15D…空調指示部、20…空調システム、21…空調処理部、22…温度センサ、23…給気調整部、30…空調空間、TM…計測温度、Δt…判定時間、ΔTMM…計測温度変化、TD…定常判定温度幅、TS…推定温度、ΔTSM…温度誤差、TL…許容範囲、TSP…設定温度、a…計測温度傾き、A…基準傾き、tW…待機時間、tE…終了待機時間。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記空調推定制御を開始した後、予め規定された空調推定制御の効果の終了条件に基づき空調フィードバック制御に切り替える判定を行う空調フィードバック制御判定部と、
前記空調フィードバック制御判定部により空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、前記推定温度を設定温度とした、空調フィードバック制御動作の実行開始を前記空調システムに対して指示する空調指示部と
を備えることを特徴とする空調制御装置。 Using the distributed heat flow analysis method, estimate the temperature and airflow distribution of the air-conditioned space from the air-conditioning status of the input air-conditioned space, and based on this distribution and the target temperature at the target location in the air-conditioned space A thermal fluid analysis processing unit that estimates an operation amount related to air conditioning control is provided. Based on the operation amount obtained by the thermal fluid analysis processing unit, the conditioned air blowing speed at each outlet provided in the air-conditioned space And an air conditioning control device that performs air conditioning estimation control for controlling the air conditioning environment of the entire air conditioned space by adjusting the air outlet temperature with an air conditioning system,
An air conditioning feedback control determination unit that performs a determination to switch to the air conditioning feedback control based on the end condition of the effect of the air conditioning estimation control defined in advance after starting the air conditioning estimation control;
An air conditioning instructing unit that instructs the air conditioning system to start executing an air conditioning feedback control operation using the estimated temperature as a set temperature when the air conditioning feedback control determining unit determines to switch to air conditioning feedback control. An air conditioning control device characterized by that.
前記空調フィードバック制御判定部は、一定の判定時間における特定の対象場所の計測温度変化と定常判定温度幅とを比較することにより当該対象場所での温度場の安定有無を確認し、当該対象場所における温度場の安定が確認された場合に、当該対象場所に対する前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御装置。 In the air-conditioning control device according to claim 1,
The air conditioning feedback control determination unit confirms whether or not the temperature field at the target location is stable by comparing the measured temperature change at a specific target location and the steady-state determination temperature width at a predetermined determination time. An air-conditioning control apparatus that determines switching to the air-conditioning feedback control for the target location when the stability of the temperature field is confirmed.
前記空調フィードバック制御判定部は、前記空調推定制御を開始した後、前記計測温度と、前記熱流動解析処理部で得られた特定の対象場所における推定温度からなる基準温度との温度誤差を、当該温度誤差に対して予め設定されている許容範囲と比較することにより、前記温度誤差を補正するための前記対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御装置。 In the air-conditioning control device according to claim 1,
The air conditioning feedback control determination unit, after starting the air conditioning estimation control, the temperature error between the measured temperature and a reference temperature consisting of the estimated temperature at a specific target location obtained by the heat flow analysis processing unit, An air-conditioning control apparatus that determines switching to air-conditioning feedback control for the target location for correcting the temperature error by comparing with a preset allowable range for the temperature error.
前記空調フィードバック制御判定部は、前記計測温度とこの計測温度から一定の判定時間だけ過去に遡って特定の対象場所で計測した計測温度からなる前記基準温度とを比較し、得られた前記対象場所の計測温度変化から当該対象場所における計測温度傾きを算出し、当該対象場所の前記計測温度が当該対象場所の前記推定温度以上であり、かつ前記計測温度傾きが予め設定された前記温度誤差に対応する前記計測温度の基準傾き以上の場合、および当該対象場所の前記計測温度が当該対象場所の前記推定温度より小さく、かつ前記計測温度傾きが予め設定された前記温度誤差に対応する前記計測温度の基準傾きより小さい場合には、当該対象場所に対する前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御装置。 In the air-conditioning control device according to claim 1,
The air conditioning feedback control determination unit compares the measured temperature with the reference temperature including the measured temperature measured at a specific target location retroactively from the measured temperature for a predetermined determination time, and the target location obtained. The measured temperature gradient at the target location is calculated from the measured temperature change, and the measured temperature at the target location is equal to or higher than the estimated temperature at the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. When the measured temperature is equal to or higher than a reference gradient of the measured temperature, and the measured temperature of the target location is lower than the estimated temperature of the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. An air-conditioning control apparatus that determines switching to the air-conditioning feedback control for the target location when the inclination is smaller than a reference inclination
前記空調フィードバック制御判定部は、前記空調推定制御を開始してから一定の待機時間が経過した時点で、前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御装置。 In the air-conditioning control device according to claim 1,
The air conditioning feedback control determination unit determines switching to the air conditioning feedback control when a certain waiting time has elapsed since the start of the air conditioning estimation control.
空調フィードバック制御判定部が、前記空調推定制御を開始した後、予め規定された空調推定制御の効果の終了条件に基づき空調フィードバック制御に切り替える判定を行う空調フィードバック制御判定ステップと、
空調指示部が、前記空調フィードバック制御判定ステップにより空調フィードバック制御への切り替えが判定された場合、前記推定温度を設定温度とした、空調フィードバック制御動作の実行開始を前記空調システムに対して指示する空調指示ステップと
を備えることを特徴とする空調制御方法。 Using the distributed heat flow analysis method, estimate the temperature and airflow distribution of the air-conditioned space from the air-conditioning status of the input air-conditioned space, and based on this distribution and the target temperature at the target location in the air-conditioned space A thermal fluid analysis processing unit that estimates an operation amount related to air conditioning control is provided. Based on the operation amount obtained by the thermal fluid analysis processing unit, the conditioned air blowing speed at each outlet provided in the air-conditioned space And an air-conditioning control method used in an air-conditioning control device that performs air-conditioning estimation control for controlling the air-conditioning environment of the entire air-conditioned space by adjusting the air outlet temperature with an air-conditioning system,
An air-conditioning feedback control determination step for determining whether to switch to air-conditioning feedback control based on an end condition of the effect of air-conditioning estimation control defined in advance after the air-conditioning estimation control is started;
The air conditioning instruction unit instructs the air conditioning system to start executing an air conditioning feedback control operation using the estimated temperature as a set temperature when switching to the air conditioning feedback control is determined in the air conditioning feedback control determination step. An air conditioning control method comprising: an instruction step.
前記空調フィードバック制御判定ステップは、一定の判定時間における特定の対象場所の計測温度変化と定常判定温度幅とを比較することにより当該対象場所での温度場の安定有無を確認し、当該対象場所における温度場の安定が確認された場合に、当該対象場所に対する前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御方法。 In the air-conditioning control method according to claim 6,
The air conditioning feedback control determination step confirms whether or not the temperature field at the target location is stable by comparing a measured temperature change at a specific target location and a steady-state determination temperature width at a fixed determination time. An air-conditioning control method characterized by determining switching to the air-conditioning feedback control for the target location when the stability of the temperature field is confirmed.
前記空調フィードバック制御判定ステップは、前記空調推定制御を開始した後、前記計測温度と、前記熱流動解析処理部で得られた特定の対象場所における推定温度からなる基準温度との温度誤差を、当該温度誤差に対して予め設定されている許容範囲と比較することにより、前記温度誤差を補正するための前記対象場所に対する空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御方法。 In the air-conditioning control method according to claim 6,
In the air conditioning feedback control determination step, after starting the air conditioning estimation control, a temperature error between the measured temperature and a reference temperature made up of an estimated temperature at a specific target location obtained by the heat flow analysis processing unit, An air-conditioning control method for determining switching to air-conditioning feedback control for the target location for correcting the temperature error by comparing with a preset allowable range for the temperature error.
前記空調フィードバック制御判定ステップは、前記計測温度とこの計測温度から一定の判定時間だけ過去に遡って特定の対象場所で計測した計測温度からなる前記基準温度とを比較し、得られた前記対象場所の計測温度変化から当該対象場所における計測温度傾きを算出し、当該対象場所の前記計測温度が当該対象場所の前記推定温度以上であり、かつ前記計測温度傾きが予め設定された前記温度誤差に対応する前記計測温度の基準傾き以上の場合、および当該対象場所の前記計測温度が当該対象場所の前記推定温度より小さく、かつ前記計測温度傾きが予め設定された前記温度誤差に対応する前記計測温度の基準傾きより小さい場合には、当該対象場所に対する前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御方法。 In the air-conditioning control method according to claim 6,
The air conditioning feedback control determination step compares the measured temperature with the reference temperature including the measured temperature measured at a specific target location retroactively from the measured temperature for a predetermined determination time, and obtained the target location. The measured temperature gradient at the target location is calculated from the measured temperature change, and the measured temperature at the target location is equal to or higher than the estimated temperature at the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. When the measured temperature is equal to or higher than a reference gradient of the measured temperature, and the measured temperature of the target location is lower than the estimated temperature of the target location, and the measured temperature gradient corresponds to the preset temperature error. When the inclination is smaller than the reference inclination, switching to the air conditioning feedback control for the target location is determined. Method.
前記空調フィードバック制御判定ステップは、前記空調推定制御を開始してから一定の待機時間が経過した時点で、前記空調フィードバック制御への切り替えを判定することを特徴とする空調制御方法。 In the air-conditioning control method according to claim 6,
The air-conditioning feedback control determination step determines switching to the air-conditioning feedback control when a certain waiting time has elapsed since the start of the air-conditioning estimation control.
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