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JP6516838B2 - Hot water heating system, control device and control method - Google Patents

Hot water heating system, control device and control method Download PDF

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JP6516838B2 JP2017521706A JP2017521706A JP6516838B2 JP 6516838 B2 JP6516838 B2 JP 6516838B2 JP 2017521706 A JP2017521706 A JP 2017521706A JP 2017521706 A JP2017521706 A JP 2017521706A JP 6516838 B2 JP6516838 B2 JP 6516838B2
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Description

本発明は、建物内の暖房を行う温水暖房システム、該温水暖房システムの制御装置および制御方法に関するものである。   The present invention relates to a hot water heating system for heating a building and a control device and control method for the hot water heating system.

従来、ヒートポンプを用いた熱源機で生じた熱により加熱した温水を循環して暖房を行う温水暖房システムが知られている。また、温水暖房システムの制御において、省エネなどの理由から、室温などに応じて熱源機の停止および駆動を繰り返すことが知られている。具体的には、設定温度が室温より低い場合、または必要な熱量が熱源機を運転した際の最低値を下回るような空調負荷が低い場合には、熱源機を停止する。そして、熱源機の停止後、時間の経過とともに外気の影響などで室温が下がり、室温が設定温度よりも低くなった場合などには、熱源機の運転を再開する。例えば、特許文献1には、往路側の温水温度を検出し、事前に設定された目標温度に応じてフィードバック制御を行う温水暖房装置が記載されている。特許文献1の温水暖房装置では、往路側の温水温度が所定の消火温度まで上昇した場合は、熱源機の運転が停止され、往路側の温水温度が目標温度よりも低い所定の再点火温度まで低下した場合は、熱源機の運転が再開される。   BACKGROUND A hot water heating system is known which performs heating by circulating hot water heated by heat generated by a heat source unit using a heat pump. Moreover, in control of a hot-water heating system, it is known to repeat stop and drive of a heat source machine according to room temperature etc. for reasons, such as energy saving. Specifically, when the set temperature is lower than room temperature or when the required amount of heat is lower than the minimum value when operating the heat source machine, the heat source machine is stopped. Then, after the heat source machine is stopped, the room temperature drops due to the influence of the outside air or the like with the lapse of time, and the operation of the heat source machine is restarted when the room temperature becomes lower than the set temperature. For example, Patent Literature 1 describes a hot water heating apparatus that detects hot water temperature on the forward path side and performs feedback control according to a target temperature set in advance. In the hot water heating apparatus of Patent Document 1, when the hot water temperature on the outgoing side rises to a predetermined extinction temperature, the operation of the heat source unit is stopped and the hot water temperature on the outgoing side reaches a predetermined reignition temperature lower than the target temperature. If it falls, the operation of the heat source unit is resumed.

特開2013−217604号公報(請求項1参照)JP, 2013-217604, A (refer to claim 1)

ラジエータまたは床暖房などの温水暖房装置における出湯温度を設定温度と一致するように制御する際、必要熱量が熱源機の最低発熱量以下となった場合には熱源機の運転を停止する必要があり、出湯温度が設定温度を下回った場合には、熱源機の運転を再開する必要がある。ここで、従来の温水暖房装置では、熱源機の運転を再開する際には、実際の建物の熱特性が考慮されていない予め設定された熱供給指令によって、熱源機が制御される。この場合、予め設定された熱供給指令が、建物に本来必要な熱量よりも過大であると、出湯温度が上限値を超えて再度停止することがあり、短時間で運転と停止が繰り返されることがある。その結果、アクチュエータの耐久性の低下と省エネ性が損なわれる可能性がある。また、予め設定された熱供給指令が、本来必要な熱量よりも少ない場合には、出湯温度が十分に上昇しないため、室温が上昇しにくくなり、快適性が損なわれてしまう。   When controlling the outlet temperature in a hot water heater such as a radiator or floor heating to match the preset temperature, it is necessary to stop the operation of the heat source unit if the required heat quantity becomes less than the minimum heating value of the heat source unit. When the outlet temperature falls below the set temperature, it is necessary to restart the operation of the heat source unit. Here, in the conventional hot water heating apparatus, when resuming the operation of the heat source unit, the heat source unit is controlled by a preset heat supply command in which the thermal characteristics of the actual building are not considered. In this case, if the heat supply command set in advance is larger than the amount of heat originally required for the building, the outlet temperature may exceed the upper limit and stop again, and operation and stop are repeated in a short time. There is. As a result, the durability and energy saving performance of the actuator may be impaired. In addition, when the heat supply command set in advance is smaller than the amount of heat which is originally required, the temperature of the hot water does not rise sufficiently, so that the room temperature hardly rises and the comfort is impaired.

また、省エネのために不在時または夜間に暖房の設定温度を下げ、熱源機による熱供給を停止させることがあるが、室温が設定温度より下がった場合、帰宅時または朝方に暖房の設定温度を上げる等して、熱源機が熱供給を再開する。このとき、予め設定された所定の温度の出湯温度指令にて熱供給が再開されると、熱供給の停止直前までに暖房制御によって調整されてきた出湯温度指令情報が生かせず、一からフィードバック制御を仕切り直すことになる。その結果、暖房制御が不連続となり、室温を安定させるために要する時間が長くなってしまう。特に高気密/高断熱の家において、室温が設定温度に下がりきる前に設定温度が上昇した場合には、暖房制御の不連続性により、室温が設定温度に達するまでに時間がかかり、快適性が損なわれてしまう。   In addition, to save energy, the set temperature of heating may be lowered during absence or at night, and heat supply by the heat source machine may be stopped. However, if the room temperature falls below the set temperature, the set temperature of heating when returning home or in the morning The heat source machine resumes heat supply, for example, by raising it. At this time, if the heat supply is resumed by the outlet temperature command of the predetermined temperature set in advance, the outlet temperature command information adjusted by the heating control by just before the stop of the heat supply can not be utilized, and the feedback control from one place Will be reorganized. As a result, heating control becomes discontinuous, and the time required to stabilize the room temperature becomes long. Especially when the set temperature rises before the room temperature drops to the set temperature, especially in a highly airtight / high insulation house, the discontinuity of heating control makes it take time for the room temperature to reach the set temperature, which is a comfort Will be lost.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、快適性を損なうことなく省エネを実現する温水暖房システム、制御装置および制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a hot water heating system, a control device, and a control method that realize energy saving without impairing comfort.

本発明に係る温水暖房システムは、建物の室温情報を検出する室温センサと、温水を生成する熱源機と、熱源機によって生成される温水の熱を放出して建物を暖房する室内機と、熱源機を制御する制御装置と、を備え、熱源機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と水との熱交換を行う冷媒−水熱交換器と、温水を冷媒−水熱交換器と室内機の間で循環させる循環ポンプとを有し、制御装置は、建物の熱特性に基づいて第1ゲインおよび第2ゲインを算出する制御ゲイン決定部と、第1ゲインおよび第2ゲインを用いて、冷媒−水熱交換器の水の出口温度の目標値である出湯温度指令を更新する暖房制御部と、室内機が建物へ熱を供給する空調ONの場合に、暖房制御部で更新される出湯温度指令に基づいて熱源機への熱供給指令を行う出湯温度制御部と、を有し、第1ゲインは、空調ONの場合に所望の室温応答となるような出湯温度指令を得るように設計されるものであり、第2ゲインは、室内機が建物へ熱を供給しない空調OFFの場合の室温変化を反映した出湯温度指令を得るように設計されるものであり、暖房制御部は、空調ONの場合は、室温の設定温度と室温情報と第1ゲインとを用いて出湯温度指令を更新し、空調OFFの場合は、設定温度と室温情報と第2ゲインとを用いて出湯温度指令を更新する。   A hot water heating system according to the present invention includes a room temperature sensor that detects room temperature information of a building, a heat source unit that generates warm water, an indoor unit that releases heat of warm water generated by the heat source unit to heat the building, and a heat source A heat source unit including a compressor for compressing a refrigerant, a refrigerant-water heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and water, a hot water for the refrigerant-water heat exchanger, and a room And a control pump for determining the first gain and the second gain based on the thermal characteristics of the building, and the control gain determining unit using the first gain and the second gain. The heating control unit updates the hot water outlet temperature command, which is the target value of the outlet temperature of the refrigerant-water heat exchanger, and the air conditioning control unit when the indoor unit supplies heat to the building, is updated by the heating control unit Outgoing water temperature that issues a heat supply command to the heat source machine based on the outgoing water temperature command The first gain is designed to obtain a hot water outlet temperature command to achieve a desired room temperature response when the air conditioning is ON, and the second gain is for the indoor unit to go to the building. It is designed to obtain a hot water outlet temperature command reflecting room temperature change in the case of air conditioning OFF which does not supply heat, and the heating control unit, when the air conditioning is ON, sets the room temperature, room temperature information and the first gain And the outlet temperature command is updated, and in the case of the air conditioning OFF, the outlet temperature command is updated using the set temperature, the room temperature information, and the second gain.

本発明の温水暖房システムによれば、空調OFFの場合も、設定温度と室温情報と第2ゲインとを用いて出湯温度指令が更新される。これにより、更新された出湯温度指令に基づいて運転が再開され、空調OFFから空調ONまでの出湯温度を連続的とすることができる。そのため、空調OFF前の状態を引き継ぐことができ、室温快適性を損なわずに省エネ効果を得ることができる。   According to the hot water heating system of the present invention, the outlet temperature command is updated using the set temperature, the room temperature information, and the second gain even when the air conditioning is OFF. As a result, the operation is resumed based on the updated outlet hot water temperature command, and the outlet hot water temperature from the air conditioning OFF to the air conditioning ON can be made continuous. Therefore, the state before air conditioning OFF can be taken over, and the energy saving effect can be obtained without impairing the room temperature comfort.

本発明の実施の形態1における温水暖房システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hot water heating system in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における温水循環回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the warm water circulation circuit in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における暖房制御部、出湯温度制御部、システム同定部および制御ゲイン決定部による暖房制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of heating control by the heating control part in Embodiment 1 of this invention, a hot water outlet temperature control part, a system identification part, and a control gain determination part. 本発明の実施の形態1におけるシステム同定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the system identification process in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のシステム同定部におけるサンプリングの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sampling in the system identification part of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における暖房制御部のブロック線図である。It is a block diagram of the heating control part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における暖房制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the heating control processing in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における温水暖房システムのシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result of the hot water heating system in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における暖房制御部、出湯温度制御部、システム同定部および制御ゲイン決定部による暖房制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of heating control by the heating control part in Embodiment 2 of this invention, a hot water outlet temperature control part, a system identification part, and a control gain determination part. 本発明の実施の形態2における暖房制御部のブロック線図である。It is a block diagram of the heating control part in Embodiment 2 of this invention. (a)は制御対象となる熱回路網モデルであり、(b)は室内機からの供給熱量がある場合の熱回路網モデルであり、(c)は室内機からの供給熱量がない場合の熱回路網モデルである。(A) is a thermal network model to be controlled, (b) is a thermal network model when there is a heat supply from the indoor unit, and (c) is a case where there is no heat supply from the indoor unit It is a thermal network model. 本発明の実施の形態3における温水循環回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the warm water circulation circuit in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態3における暖房制御部、出湯温度制御部、システム同定部および制御ゲイン決定部による暖房制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of heating control by the heating control part in Embodiment 3 of this invention, a hot water outlet temperature control part, a system identification part, and a control gain determination part. 本発明の実施の形態3におけるゲイン選択信号の決定例である。It is an example of determination of the gain selection signal in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるシステム同定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the system identification process in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における暖房制御処理(空調OFF時)の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the heating control processing (at the time of air-conditioning OFF) in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における戻り温度情報を用いた暖房制御部、出湯温度制御部、システム同定部および制御ゲイン決定部による暖房制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of heating control by the heating control part which uses return temperature information in Embodiment 3 of this invention, a hot water outlet temperature control part, a system identification part, and a control gain determination part.

以下に、本発明における温水暖房システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における温水暖房システム100の概略構成図である。温水暖房システム100は暖房対象の建物である家1の室温を測定する室温センサ2と、暖房に使用される温水を生成する熱源機3と、室温センサ2により検知された室温が設定温度と一致するように熱源機3に熱供給指令を与える制御装置4と、熱源機3から供給される温水の熱を室内に放出して暖房する室内機5とから構成される。
Hereinafter, an embodiment of a hot water heating system according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water heating system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The hot water heating system 100 has a room temperature sensor 2 that measures the room temperature of the house 1 that is a building to be heated, a heat source unit 3 that generates warm water used for heating, and a room temperature detected by the room temperature sensor 2 The control unit 4 supplies a heat supply command to the heat source unit 3, and the indoor unit 5 heats the room by releasing the heat of the hot water supplied from the heat source unit 3 into the room.

図2は、本実施の形態における温水循環回路の概略構成図である。温水循環回路は、ヒートポンプサイクルを有する熱源機3と、室内機5に設けられる室内熱交換器51とが接続されて構成される。図2に示すように、熱源機3は、圧縮機31と、室外熱交換器32と、ファン33と、冷媒流量調整装置34と、冷媒−水熱交換器35と、循環ポンプ36とを備える。さらに、熱源機3は、熱源機3の各部を制御する熱源機制御部37を備える。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the hot water circulation circuit in the present embodiment. The hot water circulation circuit is configured by connecting a heat source unit 3 having a heat pump cycle and an indoor heat exchanger 51 provided in the indoor unit 5. As shown in FIG. 2, the heat source unit 3 includes a compressor 31, an outdoor heat exchanger 32, a fan 33, a refrigerant flow control device 34, a refrigerant-water heat exchanger 35, and a circulation pump 36. . Furthermore, the heat source unit 3 includes a heat source unit control unit 37 that controls each unit of the heat source unit 3.

図2に示すように、圧縮機31と、室外熱交換器32と、冷媒流量調整装置34と、冷媒−水熱交換器35とは、熱源側流路30によって直列に接続される。熱源側流路30内には、熱を搬送するための冷媒が循環される。また、冷媒−水熱交換器35と、室内熱交換器51と、循環ポンプ36とは、利用側流路50によって直列に接続される。利用側流路50内には、熱を搬送するための熱媒体として、水が循環される。圧縮機31は、吸入側から吸入された冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出側から吐出する。室外熱交換器32は、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、室外空気と冷媒との熱交換を行い、室外空気から熱を吸熱する。ファン33は、室外熱交換器32に送風し、室外熱交換器32における吸熱を調整する。冷媒流量調整装置34は、例えば電子膨張弁であり、冷媒−水熱交換器35を流れる冷媒の流量を調整する。   As shown in FIG. 2, the compressor 31, the outdoor heat exchanger 32, the refrigerant flow rate adjustment device 34, and the refrigerant-water heat exchanger 35 are connected in series by the heat source side flow passage 30. A refrigerant for transferring heat is circulated in the heat source side flow passage 30. Further, the refrigerant-water heat exchanger 35, the indoor heat exchanger 51, and the circulation pump 36 are connected in series by the use side flow path 50. Water is circulated in the use side flow passage 50 as a heat medium for transferring heat. The compressor 31 compresses the refrigerant drawn from the suction side, and discharges it from the discharge side as a high-temperature, high-pressure gas refrigerant. The outdoor heat exchanger 32 functions as a refrigerant evaporator during heating operation, exchanges heat between outdoor air and the refrigerant, and absorbs heat from outdoor air. The fan 33 blows air to the outdoor heat exchanger 32, and adjusts the heat absorption in the outdoor heat exchanger 32. The refrigerant flow control device 34 is, for example, an electronic expansion valve, and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant-water heat exchanger 35.

冷媒−水熱交換器35は、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、熱源側流路30を循環する冷媒と、利用側流路50を循環する水との熱交換を行う。これにより、互いに独立する熱源側流路30と利用側流路50の流路が熱的に接続される。なお、利用側流路50内を循環させる熱媒体として、水の替りに不凍液または水と不凍液の混合液等を用いてもよい。循環ポンプ36は、冷媒−水熱交換器35を介して温められた温水の流量を調整する。利用側流路50を循環する温水は、室内熱交換器51によって熱を放出し再び冷媒−水熱交換器35を介して温められる。   The refrigerant-water heat exchanger 35 functions as a condenser of the refrigerant at the time of heating operation, and performs heat exchange between the refrigerant circulating in the heat source side flow passage 30 and the water circulating in the use side flow passage 50. Thereby, the flow paths of the heat source side flow path 30 and the use side flow path 50 which are mutually independent are thermally connected. In addition, as a heat medium which circulates the inside of the utilization side flow path 50, you may use antifreeze liquid or the liquid mixture of water and antifreeze liquid etc. instead of water. The circulation pump 36 regulates the flow rate of the warm water warmed via the refrigerant-water heat exchanger 35. The hot water circulating in the use side flow path 50 releases heat by the indoor heat exchanger 51 and is warmed again via the refrigerant-water heat exchanger 35.

また、熱源機3は、利用側流路50において、冷媒−水熱交換器35の出口側に設けられ、出湯温度を検知する出湯温度センサ21と、冷媒−水熱交換器35の入口側に設けられ、室内熱交換器51を通過して循環してきた水の戻り温度を検知する戻り温度センサ22と、利用側流路50を循環する水の流量を検知する流量センサ23とを備える。これらのセンサによって検知された情報は、熱源機制御部37にアナログ通信またはディジタル通信により送信される。熱源機制御部37は、制御装置4からの熱供給指令および各センサからの情報に基づいて、圧縮機31の運転容量、ファン33の風量、冷媒流量調整装置34の開度、循環ポンプ36の流量などを制御する。   Further, the heat source unit 3 is provided at the outlet side of the refrigerant-water heat exchanger 35 in the use-side flow passage 50, and at the inlet side of the refrigerant-water heat exchanger 35, the outlet temperature sensor 21 detecting the outlet temperature. A return temperature sensor 22 is provided that detects the return temperature of the water that has been circulated through the indoor heat exchanger 51, and a flow rate sensor 23 that detects the flow rate of water circulating through the use-side flow path 50. The information detected by these sensors is transmitted to the heat source controller 37 by analog communication or digital communication. The heat source controller 37 controls the operating capacity of the compressor 31, the air volume of the fan 33, the opening degree of the refrigerant flow control device 34, and the circulation pump 36 based on the heat supply command from the controller 4 and the information from each sensor. Control the flow rate etc.

図3は、本実施の形態における制御装置4の機能ブロック図である。図3に示すように、制御装置4は、室温センサ2、熱源機3および室内機5と情報をやり取りする入出力部41と、各種情報およびプログラムを記憶する記憶部42と、各部の制御を行う制御部43とを備える。   FIG. 3 is a functional block diagram of control device 4 in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the control device 4 controls the input / output unit 41 that exchanges information with the room temperature sensor 2, the heat source unit 3 and the indoor unit 5, the storage unit 42 that stores various information and programs, and control of each unit. And a control unit 43.

入出力部41は、ディジタル入力部411と、AD変換部412と、シリアル通信部413と、表示部414と、を有する。ディジタル入力部411は、室内機5または熱源機3の運転情報、制御装置4のスイッチ情報、または図示しないフロースイッチなどをディジタル信号で受信する。AD変換部412は、室温センサ2、出湯温度センサ21、戻り温度センサ22からのアナログ情報をディジタル情報に変換する。シリアル通信部413は、室内機5または熱源機3と、シリアル通信で各種設定情報または各センサ情報をやり取りするためのインターフェースである。また、シリアル通信部413は、室内機5のリモコン(図示しない)などから無線通信で室温情報を受信してもよい。表示部414は、設定温度、現在の室温、または出湯温度などの情報を液晶画面に表示する。   The input / output unit 41 includes a digital input unit 411, an AD conversion unit 412, a serial communication unit 413, and a display unit 414. The digital input unit 411 receives operation information of the indoor unit 5 or the heat source unit 3, switch information of the control device 4, or a flow switch (not shown) as a digital signal. The AD conversion unit 412 converts analog information from the room temperature sensor 2, the hot water outlet temperature sensor 21, and the return temperature sensor 22 into digital information. The serial communication unit 413 is an interface for exchanging various setting information or each sensor information with the indoor unit 5 or the heat source unit 3 by serial communication. The serial communication unit 413 may also receive room temperature information by wireless communication from a remote controller (not shown) of the indoor unit 5 or the like. The display unit 414 displays information such as the set temperature, the current room temperature, or the outlet water temperature on the liquid crystal screen.

記憶部42は、不揮発性メモリなどで構成される。記憶部42には、システム同定完了前の初期制御ゲインなどの初期設定値、入出力部41からの各種センサ情報、システム同定部433で算出された家1の熱特性、制御ゲイン決定部434で設計された制御ゲイン、熱源機3への熱供給指令データ、および入出力部41を介して入力される入力データなどが記憶される。   The storage unit 42 is configured by a non-volatile memory or the like. The storage unit 42 includes initial setting values such as initial control gain before system identification completion, various sensor information from the input / output unit 41, thermal characteristics of the house 1 calculated by the system identification unit 433, and control gain determination unit 434. The designed control gain, heat supply command data to the heat source unit 3, and input data input via the input / output unit 41 are stored.

制御部43は、マイクロコンピュータまたはDSP(Digital Signal Processor)などで構成される。制御部43は、暖房制御部431と、出湯温度制御部432と、システム同定部433と、制御ゲイン決定部434と、モード判定部435と、出力データ処理部436と、を有する。上記各部は、ソフトウェアで実現される機能部として制御部43が備えるCPU(図示せず)によって、記憶部42などの記録媒体に記憶されるプログラムを実行することで実現される。または、上記各部は、ASIC(Application Specific IC)、FPGA(Field Programmable Gate Array)またはPLD(Programmable Logic Device)などの電子回路で実現されてもよい。   The control unit 43 is configured by a microcomputer or a DSP (Digital Signal Processor). The control unit 43 includes a heating control unit 431, a hot water outlet temperature control unit 432, a system identification unit 433, a control gain determination unit 434, a mode determination unit 435, and an output data processing unit 436. The above-described units are realized by executing a program stored in a recording medium such as the storage unit 42 by a CPU (not shown) provided in the control unit 43 as a functional unit realized by software. Alternatively, each unit may be realized by an electronic circuit such as an application specific IC (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or a programmable logic device (PLD).

図4は、本実施の形態における暖房制御部431、出湯温度制御部432、システム同定部433、および制御ゲイン決定部434による暖房制御の流れを示す図である。図4に示すように、システム同定部433は、家1の室温センサ2から取得した室温情報と暖房制御部431からの出湯温度指令から、家1の熱特性を算出し、制御ゲイン決定部434に出力する。制御ゲイン決定部434は、システム同定部433によって算出された家1の熱特性に基づいて、暖房制御部431における複数の制御ゲインを算出する。暖房制御部431は、室温情報などに基づいてゲイン選択信号を生成し、制御ゲイン決定部434に出力する。制御ゲイン決定部434は、ゲイン選択信号に応じて制御ゲインを決定し、暖房制御部431に出力する。   FIG. 4 is a diagram showing the flow of heating control by heating control unit 431, outlet temperature control unit 432, system identification unit 433 and control gain determination unit 434 in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the system identification unit 433 calculates the thermal characteristic of the house 1 from the room temperature information acquired from the room temperature sensor 2 of the house 1 and the outlet water temperature command from the heating control unit 431, and the control gain determination unit 434 Output to The control gain determination unit 434 calculates a plurality of control gains in the heating control unit 431 based on the thermal characteristic of the house 1 calculated by the system identification unit 433. The heating control unit 431 generates a gain selection signal based on the room temperature information and the like, and outputs the generated signal to the control gain determination unit 434. The control gain determination unit 434 determines the control gain according to the gain selection signal, and outputs the control gain to the heating control unit 431.

暖房制御部431は、制御ゲイン決定部434で算出された制御ゲインと、設定温度と、室温センサ2から取得した室温情報とから出湯温度指令を生成し、出湯温度制御部432に出力する。出湯温度指令は、冷媒−水熱交換器35の出口側における利用側流路50を流れる水の温度(出湯温度)の目標値である。出湯温度制御部432は、暖房制御部431から取得した出湯温度指令と熱源機3の出湯温度センサ21で取得した出湯温度情報とから熱源機3への熱供給指令を生成する。熱供給指令は、熱源機3における制御目標値である。熱源機3の熱源機制御部37は、出湯温度制御部432からの熱供給指令に応じて、圧縮機31の運転容量などを制御し、家1への熱供給を実施する。   The heating control unit 431 generates a outlet temperature command from the control gain calculated by the control gain determining unit 434, the set temperature, and the room temperature information acquired from the room temperature sensor 2, and outputs the outlet temperature instruction to the outlet temperature control unit 432. The outlet temperature command is a target value of the temperature (outlet temperature) of water flowing through the use-side flow passage 50 at the outlet side of the refrigerant-water heat exchanger 35. The outlet temperature control unit 432 generates a heat supply command to the heat source unit 3 from the outlet temperature command acquired from the heating control unit 431 and the outlet temperature information acquired by the outlet temperature sensor 21 of the heat source unit 3. The heat supply command is a control target value in the heat source unit 3. The heat source unit control unit 37 of the heat source unit 3 controls the operating capacity of the compressor 31 and the like in response to the heat supply command from the hot water outlet temperature control unit 432 to carry out the heat supply to the house 1.

図3に戻って、モード判定部435は、入出力部41からの入力データに従い、暖房または給湯などのモードの判定を行う。また、出力データ処理部436は、入出力部41用の出力データを処理する。   Referring back to FIG. 3, the mode determination unit 435 determines a mode such as heating or hot water supply according to the input data from the input / output unit 41. Further, the output data processing unit 436 processes output data for the input / output unit 41.

次に、システム同定部433による家1の熱特性の算出について説明する。家1の熱特性を一次遅れ系の伝達関数と仮定すると、熱量から室温までの伝達関数は下記の式(1)で表される。

Figure 0006516838
Next, the calculation of the thermal characteristic of the house 1 by the system identification unit 433 will be described. Assuming that the thermal characteristic of the house 1 is the transfer function of the first-order lag system, the transfer function from heat quantity to room temperature is represented by the following formula (1).
Figure 0006516838

ここで、sはラプラス演算子、yは出力、xは状態変数、Kは家1の熱特性の比例係数、τは家1の熱特性の時定数、uは操作量である。式(1)を下記の式(2)の後退差分で離散化すると下記の式(3)が得られる。Here, s is a Laplace operator, y is an output, x is a state variable, K r is a proportional coefficient of thermal characteristics of house 1, τ r is a time constant of thermal characteristics of house 1, u is a manipulated variable. When the equation (1) is discretized by the backward difference of the following equation (2), the following equation (3) is obtained.

Figure 0006516838
Figure 0006516838

Figure 0006516838
Figure 0006516838

ここで、Tsはサンプリング周期、zは進み要素、x[k]は離散化された状態変数、x[k−1]は1サンプル前の離散化された状態変数、u[k−1]は1サンプル前の操作量である。式(3)を変形すると下記の式(4)となる。   Here, Ts is a sampling period, z is a lead element, x [k] is a discretized state variable, x [k-1] is a discretized state variable one sample before, u [k-1] is This is the amount of operation one sample before. The following equation (4) can be obtained by modifying equation (3).

Figure 0006516838
Figure 0006516838

式(4)は、ある一点のデータであり、システム同定部433は、複数点の状態変数xおよび操作量uを取得し、家1の熱特性の比例係数K、および家1の熱特性の時定数τを算出する。例えば、状態変数xおよび操作量uを4点とった場合は、下記の式(5)のようになり、時系列データで左辺ベクトルをα、右辺行列をβ、右辺ベクトルをγとすると、式(6)から疑似逆行列を用いた最小二乗法により、家1の熱特性の比例係数Kと家1の熱特性の時定数τが求まる。The equation (4) is data of one point, and the system identification unit 433 obtains the state variable x and the manipulated variable u of multiple points, and the proportional coefficient K r of the thermal characteristic of the house 1 and the thermal characteristic of the house 1 Calculate the time constant τ r of For example, when the state variable x and the manipulated variable u are four points, the following equation (5) is obtained, and in the time series data, the left side vector is α, the right side matrix is β, and the right side vector is γ From (6), the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 and the time constant τ r of the thermal characteristics of the house 1 are obtained by the least squares method using a pseudo inverse matrix.

Figure 0006516838
Figure 0006516838

Figure 0006516838
Figure 0006516838

ここで式(5)の離散化された状態変数x[k]、1サンプル前の離散化された状態変数x[k−1]、および操作量u[k−1]の添え字は、データナンバーである。状態変数xまたは操作量uの分解能が高い場合には、データ点数が多い程、システム同定の精度は向上する。しかしながら、制御装置4に用いられるマイコンまたは、マイコンを搭載した制御基板に搭載されたAD変換器の精度または分解能が低い場合、例えば状態変数xに相当する室温の検出分解能が0.1℃程度の場合、独立した式(4)のデータ群が得られないことがある。この場合は、式(5)で固定としていたサンプリング周期Tを、状態変数が変化するまでの時間である変化サンプリング周期Tsn(nはデータナンバー)に置き換えるとともに、操作量uを積算値un_sum(nはデータナンバー)に置き換え、変化判定用のサンプリング周期Tsを10秒程度以下とする。これにより、検出分解能の粗さを補うことができる。また、x[k]−x[k−1]の値も予め設定しておくことで、制御装置4に安価なマイコンを搭載した場合でも、暖房制御しながら家1の熱特性を計算することができる。この場合、式(5)は式(7)となる。Here, the subscripts of the discretized state variable x [k] of equation (5), the discretized state variable x [k-1] of one sample earlier, and the manipulated variable u [k-1] are data It is a number. When the resolution of the state variable x or the manipulated variable u is high, the accuracy of system identification improves as the number of data points increases. However, when the accuracy or resolution of the microcomputer used for the control device 4 or the AD converter mounted on the control board on which the microcomputer is mounted is low, for example, the detection resolution of room temperature corresponding to the state variable x is about 0.1 ° C. In some cases, an independent data group of formula (4) may not be obtained. In this case, the sampling period T s fixed in the equation (5) is replaced with a change sampling period T sn (n is a data number) which is the time until the state variable changes, and the operation amount u is integrated value u It replaces with n_sum (n is a data number), and sets the sampling period Ts for change determination to about 10 seconds or less. Thereby, the roughness of the detection resolution can be compensated. Also, by setting the value of x n [k] -x n [k-1] in advance, the thermal characteristics of the house 1 can be calculated while controlling the heating even when an inexpensive microcomputer is installed in the control device 4 can do. In this case, equation (5) becomes equation (7).

Figure 0006516838
Figure 0006516838

また、室温センサ2からの室温情報を有線でなく、リモコンなどの無線機器から無線通信で受信する場合には、電池寿命の問題から無線通信の周期が長くなる。この場合は、室温情報とともに、経過時間に関する情報を受信することで、無線通信の周期が10秒以上であったとしても、制御装置4にて室温の変化を判定することができ、システム同定の精度を向上させることができる。   When the room temperature information from the room temperature sensor 2 is received by wireless communication from a wireless device such as a remote controller instead of wired communication, the cycle of wireless communication becomes long due to the problem of battery life. In this case, by receiving the information on the elapsed time together with the room temperature information, even if the wireless communication cycle is 10 seconds or more, the change in the room temperature can be determined by the control device 4, and system identification Accuracy can be improved.

図5は、本実施の形態のシステム同定処理の流れを示すフローチャートである。図5は、x[k]−x[k−1]の値を0.5とし、4点の時系列データに基づいて家1の熱特性を算出する場合の例である。なお、x[k]−x[k−1]の値、および時系列データの数については、これに限定されるものではない。図5に示すように、本処理では、まず、システム同定開始時の状態変数x、操作量uが初回データとして取得され、記憶部42に保存される(S1)。そして、記憶部42に記憶される初期制御ゲインを用いて暖房制御部431による暖房制御が行われる(S2)。この初期制御ゲインは試験設備のデータを基に予め設定してもよいし、個々の家1の断熱性または熱容量などの建築データが得られる場合には、その値を参考に予め設定してもよい。本実施の形態では初期制御ゲインでの暖房制御を行いながらシステム同定部433によるシステム同定が行われる。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the system identification process of the present embodiment. FIG. 5 is an example in which the thermal characteristic of the house 1 is calculated based on the time-series data of 4 points, where the value of x n [k] −x n [k−1] is 0.5. The value of x n [k] −x n [k−1] and the number of time series data are not limited to this. As shown in FIG. 5, in the present process, first, the state variable x at the start of system identification and the operation amount u are acquired as initial data and stored in the storage unit 42 (S1). And heating control by heating control part 431 is performed using an initial control gain memorized by storage part 42 (S2). This initial control gain may be preset based on the data of the test facility, or if building data such as heat insulation or heat capacity of each house 1 can be obtained, the value may be preset according to reference. Good. In the present embodiment, the system identification unit 433 performs system identification while performing heating control with the initial control gain.

次に、4点のデータが取得されたか否かが判断される(S3)。ここでいうデータは、家1の熱特性を算出するために用いられる状態変数x、操作量uの積算値un_sum、および変化サンプリング周期Tsnである。そして、4点のデータが取得されていない場合(S3:NO)、前回保存した室温から室温が0.5℃以上上昇しているか否かが判断される(S4)。そして、前回保存した室温から室温が0.5℃以上上昇していない場合(S4:NO)、サンプルカウントcntに1が加算され(S5)、操作量uの積算が行われる(S6)。そして、ステップS2に戻り、以降の処理が繰り返される。Next, it is determined whether four points of data have been acquired (S3). Data referred to here is a state variable x n, the integrated value u N_sum manipulated variable u, and changes the sampling period T sn used for calculating the thermal characteristics of the house 1. Then, if the data of 4 points is not acquired (S3: NO), it is judged whether the room temperature has increased by 0.5 ° C. or more from the room temperature stored previously (S4). Then, if the room temperature has not risen by 0.5 ° C. or more from the room temperature stored last time (S4: NO), 1 is added to the sample count cnt (S5), and the operation amount u is integrated (S6). Then, the process returns to step S2, and the subsequent processing is repeated.

一方、前回保存した室温から室温が0.5℃以上上昇している場合(S4:YES)、状態変数xと、操作量uの積算値un_sumと、変化サンプリング周期Tsnとが保存される(S7)。状態変数xは、室温センサ2によって検知される室温であり、操作量uの積算値un_sumは、暖房制御部431によって生成される出湯温度指令の積算値である。ここでは、暖房制御部431は、設定温度と、室温と、初期制御ゲインとを用いて出湯温度指令を生成する。また、変化サンプリング周期Tsnは、サンプルカウントcntとサンプリング周期Tを用いて、下記の式(8)から求められる。On the other hand, when the room temperature rises 0.5 ° C. or more from the room temperature stored last time (S4: YES), the state variable x n , the integrated value un_sum of the operation amount u, and the change sampling period T sn are stored (S7). The state variable x n is the room temperature detected by the room temperature sensor 2, and the integrated value un_sum of the operation amount u is the integrated value of the outlet temperature command generated by the heating control unit 431. Here, the heating control unit 431 generates a tapping temperature command using the set temperature, the room temperature, and the initial control gain. Also, the change sampling period T sn is obtained from the following equation (8) using the sample count cnt and the sampling period T s .

Figure 0006516838
Figure 0006516838

その後、サンプルカウントcntがリセットされ(S8)、ステップS2に戻って以降の処理が繰り返される。そして、システム同定開始時の初回データとは異なる4点のデータが取得された場合(S3:YES)、取得されたデータに基づいて、家1の熱特性の時定数τと比例係数Kが算出される(S9)。Thereafter, the sample count cnt is reset (S8), and the process returns to step S2 to repeat the subsequent processing. Then, when data of four points different from the initial data at the start of system identification is acquired (S3: YES), based on the acquired data, the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1 and the proportional coefficient K r Is calculated (S9).

図6は、本実施の形態のシステム同定部433におけるサンプリングの例を示す図である。図6は、状態変数xを室温、操作量uを出湯温度指令とした場合のサンプリング例を示す。Pは、システム同定開始時の室温であり、この室温を基準に室温が0.5℃上昇した室温をPとする。この場合の変化サンプリング時間Ts1、出湯温度指令の積算値u1_sumは、図6のように表される。また、Pは、x[k−1]、x[k]の室温に相当する。室温Pからさらに0.5℃上昇した室温をPとすると、PからPに変化するまでの変化サンプリング時間Ts2と出湯温度指令の積算値u2_sumは、図6のように表される。PおよびPにおいても同様である。なお、本実施の形態では操作量uを暖房制御部431における出湯温度指令としたが、出湯温度センサ21で検知される出湯温度としてもよい。ただし、出湯温度を用いる場合には、出湯温度情報のノイズ対策が必要である。また、出湯温度を用いる場合には、出湯温度制御部432の制御系の応答が考慮されなくなるため、出湯温度指令を操作量uとして用いることが望ましい。FIG. 6 is a diagram showing an example of sampling in the system identification unit 433 of the present embodiment. FIG. 6 shows a sampling example when the state variable x is room temperature and the operation amount u is a hot water outlet temperature command. P 0 is the room temperature at the start of system identification, and the room temperature increased by 0.5 ° C. based on this room temperature is P 1 . The change sampling time T s1 in this case and the integrated value u 1 _sum of the outlet temperature command are represented as shown in FIG. Also, P 1 corresponds to a room temperature of x 2 [k-1] and x 1 [k]. When the room temperature has risen further 0.5 ℃ from room temperature P 1 and P 2, the integrated value u 2_Sum change sampling time T s2 and tapping temperature command from P 1 to change to P 2, the table as shown in FIG. 6 Be done. The same applies to P 3 and P 4 . In the present embodiment, the operation amount u is the outlet temperature command in the heating control unit 431, but may be the outlet temperature detected by the outlet temperature sensor 21. However, when using the outlet temperature, it is necessary to take measures against noise in the outlet temperature information. When the outlet temperature is used, the response of the control system of the outlet temperature control unit 432 is not taken into consideration, so it is desirable to use the outlet temperature command as the operation amount u.

次に、制御ゲイン決定部434における制御ゲインの決定について説明する。以下では、暖房制御部431が、PI制御器(図示せず)を有し、室温と設定温度とに基づいてPI制御を行うこととし、その設計を極零相殺とした場合について説明する。制御ゲイン決定部434は、システム同定部433によって算出された家1の熱特性の比例係数Kおよび家1の熱特性の時定数τに基づいて、暖房制御部431のPI制御における制御ゲインを算出する。また、制御ゲイン決定部434は、熱源機3の圧縮機31が動作している場合における圧縮機ON用ゲインと、圧縮機31が停止している場合における圧縮機OFF用ゲインと、をそれぞれ算出する。なお、圧縮機ON用ゲインが本発明の「第1ゲイン」に相当し、圧縮機OFF用ゲインが本発明の「第2ゲイン」に相当する。Next, determination of the control gain in the control gain determination unit 434 will be described. In the following, the case where the heating control unit 431 has a PI controller (not shown) and performs PI control based on the room temperature and the set temperature, and the case where the design is set to extreme zero cancellation will be described. The control gain determination unit 434 is a control gain in PI control of the heating control unit 431 based on the proportional coefficient K r of the thermal characteristic of the house 1 and the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1 calculated by the system identification unit 433. Calculate Further, the control gain determination unit 434 calculates the gain for compressor ON when the compressor 31 of the heat source unit 3 is operating and the gain for compressor OFF when the compressor 31 is stopped. Do. In addition, the gain for compressor ON corresponds to the "1st gain" of this invention, and the gain for compressor OFF corresponds to the "2nd gain" of this invention.

具体的には、連続系で設計された暖房制御部431のPI制御器は下記の式(9)で表される。ここで、τはPI制御器の設計時定数であり、sはラプラス演算子である。Specifically, the PI controller of the heating control unit 431 designed in a continuous system is expressed by the following equation (9). Where τ c is the design time constant of the PI controller and s is the Laplace operator.

Figure 0006516838
Figure 0006516838

また、比例ゲインK、積分ゲインK、ラプラス演算子sを用いると、PI制御器は下記の式(10)で表される。Also, using the proportional gain K p , the integral gain K i , and the Laplace operator s, the PI controller is expressed by the following equation (10).

Figure 0006516838
Figure 0006516838

また、圧縮機31が動作している場合のPI制御器ゲインの設計時定数をτc_ONとすると、圧縮機ON用ゲインである比例ゲインKp_ONおよび積分ゲインKi_ONは、下記の式(11)および式(12)で求められる。Further, assuming that the design time constant of the PI controller gain when the compressor 31 is operating is τ c_ON , the proportional gain K p_ON and the integral gain Ki_ON, which are gains for compressor ON, are expressed by the following equation (11) And equation (12).

Figure 0006516838
Figure 0006516838

Figure 0006516838
Figure 0006516838

また、圧縮機31が停止している場合のPI制御器ゲインの設計時定数をτc_OFFとすると、圧縮機OFF用ゲインである比例ゲインKP_OFFおよび積分ゲインKi_OFFは、それぞれ下記の式(13)および式(14)で求められる。Further, when the design time constant of the PI controller gain and tau C_off when the compressor 31 is stopped, a compressor OFF gain proportional gain K P_OFF and the integral gain K I_off each of the following formula (13 And equation (14).

Figure 0006516838
Figure 0006516838

Figure 0006516838
Figure 0006516838

ここで、圧縮機31が動作している場合のPI制御器ゲインの設計時定数τc_ONは、利用側流路50を流れる温水の総量と流量で決まるむだ時間によるが、むだ時間は長くても10分程度である。そのため、室温がオーバーシュートしないように設計時定数τc_ONを設定する場合には、τc_ONをむだ時間の2.6倍以上とすればよい。例えば、むだ時間を10分とすると、τc_ONは、約1600秒となる。また、むだ時間は、図6の場合には出湯温度指令が上昇した時間から室温が上昇し始める時間を計ることで求まる。また、圧縮機31が停止している場合のPI制御器ゲインの設計時定数τc_OFFは、家1の熱特性の時定数τとする。なお、家1の設計時の断熱性および室内機5のカタログデータから、家の熱特性の時定数τと比例係数Kが予想できる場合は、予想した値を用いて制御ゲインを設計してもよい。制御ゲイン決定部434は、以上のように算出した圧縮機ON用ゲインと圧縮機OFF用ゲインのどちらかを、暖房制御部431のゲイン選択信号に基づいて決定し、暖房制御部431へ出力する。Here, the design time constant τ c_ON of the PI controller gain when the compressor 31 is operating depends on the dead time determined by the total amount and flow rate of hot water flowing through the use-side flow passage 50, but the dead time is long It is about 10 minutes. Therefore, when setting the design time constant τ c_ON so that the room temperature does not overshoot, it is sufficient to set τ c_ON at least 2.6 times the dead time. For example, assuming that the dead time is 10 minutes, τ c_ON is approximately 1600 seconds. Further, in the case of FIG. 6, the dead time can be obtained by measuring the time when the room temperature starts to rise from the time when the tapping temperature command rises. Further, the design time constant τ c_OFF of the PI controller gain when the compressor 31 is stopped is the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1. If the time constant τ r and proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house can be predicted from the thermal insulation at the time of designing the house 1 and the catalog data of the indoor unit 5, design the control gain using the predicted value May be Control gain determination unit 434 determines either the compressor ON gain or the compressor OFF gain calculated as described above based on the gain selection signal of heating control unit 431, and outputs the same to heating control unit 431. .

次に、暖房制御部431の暖房制御について説明する。暖房制御部431は、室温センサ2からの室温情報などから、圧縮機ON用ゲインと圧縮機OFF用ゲインの何れを使用するかを決定する。例えば、設定温度と室温との偏差が0以上、出湯温度指令が下限値より大きい、熱量相当値が熱源機3の最低発熱量より大きい、の何れかまたは複数が成立した場合、圧縮機ON用ゲインを選択する。一方、設定温度と室温の偏差が0より小さい、出湯温度指令が下限値となった場合、熱量相当値が0より小さい、の何れかまたは複数が成立した場合に、圧縮機OFF用ゲインを選択する。そして、この結果をゲイン選択信号として生成し、制御ゲイン決定部434に出力する。   Next, the heating control of the heating control unit 431 will be described. The heating control unit 431 determines which one of the gain for compressor ON and the gain for compressor OFF is to be used from the room temperature information from the room temperature sensor 2 and the like. For example, when one or more of the deviation between the set temperature and the room temperature is 0 or more, the outlet temperature command is larger than the lower limit value, and the heat quantity equivalent value is larger than the minimum calorific value of the heat source unit 3, Choose a gain. On the other hand, when the deviation between the set temperature and the room temperature is less than 0, and when the outlet temperature command becomes the lower limit value, one or more of the heat quantity equivalent value is less than 0, the compressor OFF gain is selected. Do. Then, this result is generated as a gain selection signal, and is output to the control gain determination unit 434.

また、暖房制御部431は、制御ゲイン決定部434にて決定された圧縮機ON用ゲインまたは圧縮機OFF用ゲインに基づいて、出湯温度指令を更新する。図7は本実施の形態における暖房制御部431のブロック線図である。暖房制御部431は、設定温度から室温センサ2で検知される室温情報を差し引いた室温偏差に基づいて、制御周期T毎に制御演算を行い、出湯温度指令を更新する。制御周期Tはサンプリング周期Tと同値であるか、サンプリング周期Tの整数倍である。Further, the heating control unit 431 updates the hot water outlet temperature command based on the compressor ON gain or the compressor OFF gain determined by the control gain determination unit 434. FIG. 7 is a block diagram of the heating control unit 431 in the present embodiment. The heating control unit 431 performs control calculation for each control cycle Tc based on the room temperature deviation obtained by subtracting the room temperature information detected by the room temperature sensor 2 from the set temperature, and updates the hot water outlet temperature command. Control period T c is either a sampling period T s and the equivalent, is an integer multiple of the sampling period T s.

比例ゲインKには制御ゲイン決定部434で算出された比例ゲインKp_ONまたはKp_OFFが入力され、積分ゲインKには積分ゲインKi_ONまたはKi_OFFが入力される。また、暖房制御部431は、演算結果の出湯温度指令が上下限リミッタ内に入っているかを判定し、リミッタ処理前の出湯温度指令とリミッタ処理後の出湯温度指令の差と比例ゲインKの逆数を用いたアンチリセットワインドアップ処理を行う。この処理により、出湯温度指令が上下限値に達した場合でも出湯温度指令が上下限値に張り付かず、速やかに変化し、室温のオーバーシュートを抑制することで省エネ効果が得られる。Proportional gain in K p is the input control gain determining unit 434 proportional gain K P_On or K P_OFF calculated in is the integral gain K I_ON or K I_off is input to the integral gain K i. Further, the heating control section 431, the arithmetic tapping temperature command results to determine is within the upper and lower limit limiter, before the limiter process hot water temperature instruction and the difference between the tapping temperature command after the limiter processing of the proportional gain K p Perform anti-reset windup process using reciprocal. By this processing, even when the outlet temperature command reaches the upper and lower limit values, the outlet temperature command does not stick to the upper and lower limit values and changes rapidly, thereby suppressing the overshoot at room temperature, thereby achieving an energy saving effect.

図8は、本実施の形態における暖房制御処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、制御ゲイン決定部434にて、システム同定部433で得られた家1の熱特性の時定数τと、家1の熱特性の比例係数Kを用いて、圧縮機ON用ゲインと、圧縮機OFF用ゲインとが算出される(S21)。そして、暖房制御部431からゲイン選択信号が取得され(S22)、取得したゲイン選択信号に基づいて、圧縮機ON用ゲインを選択するか否かが判断される(S23)。FIG. 8 is a flow chart showing the flow of the heating control process in the present embodiment. In this process, first, the control gain determination unit 434 uses the time constant τ r of the thermal characteristics of the house 1 obtained by the system identification unit 433 and the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 to generate a compressor. A gain for ON and a gain for compressor OFF are calculated (S21). Then, a gain selection signal is acquired from the heating control unit 431 (S22), and it is determined based on the acquired gain selection signal whether or not to select a compressor ON-use gain (S23).

ここで、圧縮機ON用ゲインを選択する場合(S23:YES)、圧縮機ON用ゲインが暖房制御部431に出力される。そして、暖房制御部431によって、圧縮機ON用ゲインを用いて暖房制御演算が行われ、出湯温度指令が更新される(S24)。その後、更新された出湯温度指令が出湯温度制御部432へ出力される(S25)。また、圧縮機ON用ゲインを選択しない場合(S23:NO)、すなわち圧縮機OFF用ゲインを選択する場合、圧縮機OFF用ゲインが暖房制御部431に出力される。そして、暖房制御部431によって、圧縮機OFF用ゲインを用いた暖房制御演算が行われ、出湯温度指令が更新される(S26)。この場合は、圧縮機31が停止しているため、出湯温度制御部432への出湯温度指令の出力は行われず、暖房制御部431内の出湯温度指令のみが更新される。そして、室温情報などに応じて暖房制御部431から制御ゲイン決定部434にゲイン選択信号が出力され、ステップS22からステップS26までの処理が繰り返される。   Here, when the compressor ON gain is selected (S23: YES), the compressor ON gain is output to the heating control unit 431. Then, the heating control unit 431 performs heating control calculation using the compressor ON gain, and the hot water outlet temperature command is updated (S24). Thereafter, the updated outlet temperature command is output to the outlet temperature control unit 432 (S25). When the compressor ON gain is not selected (S23: NO), that is, when the compressor OFF gain is selected, the compressor OFF gain is output to the heating control unit 431. Then, the heating control unit 431 performs a heating control calculation using the compressor-off gain, and the outlet temperature command is updated (S26). In this case, since the compressor 31 is stopped, the output of the outlet temperature command to the outlet temperature control unit 432 is not performed, and only the outlet temperature instruction in the heating control unit 431 is updated. Then, according to the room temperature information and the like, the heating control unit 431 outputs a gain selection signal to the control gain determination unit 434, and the processing from step S22 to step S26 is repeated.

次に、出湯温度制御部432の熱供給指令の生成について説明する。出湯温度制御部432は、暖房制御部431からの出湯温度指令と出湯温度センサ21からの出湯温度情報を一致させるためのPI制御を行って、熱源機3への熱供給指令を生成する。PI制御の式は式(10)と同様である。出湯温度制御部432の制御ゲインは、式(5)の状態変数xを出湯温度情報、操作量uを熱供給指令としてシステム同定を行って算出される。   Next, the generation of the heat supply command of the outlet hot water temperature control unit 432 will be described. The outlet temperature control unit 432 performs PI control for matching the outlet temperature command from the heating control unit 431 and the outlet temperature information from the outlet temperature sensor 21, and generates a heat supply instruction to the heat source unit 3. The equation for PI control is similar to equation (10). The control gain of the tapping temperature control unit 432 is calculated by performing system identification using the state variable x in equation (5) as tapping temperature information and the operation amount u as a heat supply command.

図9は、本実施の形態の温水暖房システム100におけるシミュレーション結果の一例を示す図である。図9(a)は出湯温度指令の推移を示し、図9(b)はゲイン選択信号を示し、図9(c)は室温の推移を示す。シミュレーション条件として、在宅時(16時間)の設定温度を22℃、不在時(8時間)の設定温度を20℃とする。また、家1の熱特性の時定数τは20000秒(約5.6時間)、家1の熱特性の比例係数Kは0.6、圧縮機ON時の時定数τc_ONは3600秒とする。図9(a)において、実線は本実施の形態の温水暖房システム100における出湯温度指令を示し、破線は従来技術における出湯温度指令を示す。また、図9(c)において、実線は本実施の形態の温水暖房システム100を用いた場合の室温を示し、破線は従来技術の温水暖房システムを用いた場合における室温を示し、一点鎖線は温水暖房システムにおける設定温度を示す。FIG. 9 is a diagram showing an example of a simulation result in the hot water heating system 100 of the present embodiment. FIG. 9 (a) shows the transition of the outlet temperature command, FIG. 9 (b) shows the gain selection signal, and FIG. 9 (c) shows the transition of the room temperature. As simulation conditions, the set temperature at home (16 hours) is 22 ° C., and the set temperature at absence (8 hours) is 20 ° C. Further, the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1 is 20000 seconds (about 5.6 hours), the proportional coefficient K r of the thermal characteristic of the house 1 is 0.6, and the time constant τ c_ON at the time of the compressor ON is 3600 seconds I assume. In Fig.9 (a), a continuous line shows the outlet temperature command in the warm water heating system 100 of this Embodiment, and a broken line shows the outlet temperature instruction | command in a prior art. Moreover, in FIG.9 (c), a continuous line shows room temperature at the time of using the warm water heating system 100 of this Embodiment, a broken line shows the room temperature in the case of using the warm water heating system of a prior art, and a dashed dotted line shows warm water. Indicates the set temperature for the heating system.

図9(a)に示すように、本実施の形態では、不在時に設定温度が20℃に変更された場合、ゲイン選択信号がOFF(圧縮機OFF)となり、暖房制御部431における制御ゲインが圧縮機OFF用ゲインに変更される。これにより、暖房制御部431における時定数が家1の熱特性の時定数τとなり、設定温度を20℃から22℃に上げた時の出湯温度指令の値が設定温度20℃の室温応答を反映した値(約33℃)となる。その結果、設定温度22℃への室温応答が設計応答通りとなる。これに対し、従来技術では、圧縮機31が停止した場合の出湯制御指令値として、予め設定された所定温度(25℃)が用いられるため、室温応答が設計よりも遅くなってしまう。このように、本実施の形態では、設定温度の下げ指令から上げ指令の設定時間に対して、家1の熱特性の時定数が長い、いわゆる高断熱/高気密性の住宅において、特に設定温度追従性の改善効果が得られる。As shown in FIG. 9A, in the present embodiment, when the set temperature is changed to 20 ° C. in the absence, the gain selection signal is turned OFF (compressor OFF), and the control gain in the heating control unit 431 is compressed. It is changed to the gain for machine OFF. Thereby, the time constant in the heating control unit 431 becomes the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1, and the value of the outlet temperature command when the set temperature is raised from 20 ° C. to 22 ° C. The reflected value (about 33 ° C.) is obtained. As a result, the room temperature response to the set temperature 22 ° C. is as designed. On the other hand, in the prior art, since the predetermined temperature (25 ° C.) set in advance is used as the hot water outlet control command value when the compressor 31 is stopped, the room temperature response becomes slower than designed. Thus, in the present embodiment, the set temperature is particularly high in a so-called high heat insulation / airtightness house where the time constant of the thermal characteristics of the house 1 is long with respect to the set temperature lowering command to the setting time of the raising command. The effect of improving the followability can be obtained.

以上のように、本実施の形態によれば、圧縮機31の停止時にも、圧縮機OFF用ゲインを用いて出湯温度指令を更新することで、圧縮機31の動作を再開する際に、適切な出湯温度指令で制御を開始することができる。また、圧縮機31の動作再開時の出湯温度が停止前の出湯温度から連続的なものになり、圧縮機31の停止前の状態を引き継ぐことが可能となるため、室温快適性を損なわずに省エネ効果を得ることができる。また、システム同定部433にて、実際の家1の熱特性を算出することにより、使用する温水温度帯が異なる床暖房、ラジエータ、ファンコイルユニット等の室内機5と、家1の熱特性が異なる木造、コンクリート造、レンガ造等の家1が組み合わされた場合でも室温を快適に制御することができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the compressor 31 is stopped, it is appropriate to resume the operation of the compressor 31 by updating the outlet temperature command using the compressor OFF gain. Control can be started by the hot water outlet temperature command. Moreover, since the hot water temperature at the time of operation resumption of the compressor 31 becomes continuous from the hot water temperature before the stop and the state before the stop of the compressor 31 can be taken over, the room temperature comfort is not impaired. Energy saving effect can be obtained. In addition, by calculating the thermal characteristics of the actual house 1 in the system identification unit 433, the thermal characteristics of the indoor unit 5 such as floor heating, radiator, fan coil unit, etc. and the house 1 are different. Even when different wooden, concrete, brick, etc. houses 1 are combined, the room temperature can be controlled comfortably.

また、システム同定部433において、家1の熱特性の比例係数Kおよび時定数τを算出し、制御ゲイン決定部434は、家1の熱特性の時定数τを暖房制御部431における設計時定数として、圧縮機OFF用ゲインを算出することで、出湯温度指令が家1の自然放熱特性に合わせて低下していくことになる。これにより、圧縮機31の動作再開時の出湯温度が室温変化状況を反映したものとなり、室温制御特性を改善することができる。Further, the system identification unit 433 calculates a proportional coefficient K r and the time constant tau r thermal properties of the house 1, the control gain determining unit 434 in the heating control section 431 constant tau r when the thermal properties of the house 1 By calculating the gain for compressor-off as the design time constant, the hot water outlet temperature command is lowered in accordance with the natural heat radiation characteristic of the house 1. As a result, the temperature of the hot water at the time of resumption of operation of the compressor 31 reflects the room temperature change condition, and the room temperature control characteristic can be improved.

また、システム同定部433において、暖房制御部431が、設定温度と、室温情報と、初期制御ゲインとを用いて生成した出湯温度指令を入力変数とし、家1の室温情報を出力変数として、家1の熱特性を算出することで、出湯温度制御系の遅れを含めた家1の熱特性を算出することができ、システム同定の精度が向上する。その結果、暖房制御の快適性が向上し、室温のオーバーシュートが生じにくくなるため、省エネ性の改善を図ることができる。   Also, in the system identification unit 433, the heating control unit 431 uses the outlet temperature command generated by using the set temperature, the room temperature information, and the initial control gain as an input variable, and uses the room temperature information of the house 1 as an output variable. By calculating the thermal characteristics of 1, it is possible to calculate the thermal characteristics of the house 1 including the delay of the hot water outlet temperature control system, and the accuracy of system identification is improved. As a result, the comfort of the heating control is improved, and the overshoot at room temperature is less likely to occur, so that the energy saving property can be improved.

また、システム同定部433において、サンプリング周期が異なる複数の時系列データに基づいて、家1の熱特性を算出することで、変化するまでの時間を時系列データに含めることができ、室温の測定分解能が粗い場合でも時間データによりその粗さを補うことができる。その結果、システム同定の精度を向上させることができる。   Further, by calculating the thermal characteristics of the house 1 based on a plurality of time series data with different sampling cycles in the system identification unit 433, the time until the change can be included in the time series data, and the measurement of the room temperature Even if the resolution is coarse, the roughness can be compensated by the time data. As a result, the accuracy of system identification can be improved.

さらに、出湯温度制御部432を備えることにより、熱源機3からの熱供給変動を出湯温度制御系で抑制し、上位の暖房制御系への影響を小さくすることができる。   Furthermore, by providing the outlet temperature control unit 432, it is possible to suppress the heat supply fluctuation from the heat source unit 3 by the outlet temperature control system, and to reduce the influence on the upper heating control system.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上記実施の形態1では、暖房制御部431からの出湯温度指令を入力変数とし、室温センサ2からの室温情報を出力変数としてシステム同定を行うのに対し、実施の形態2では、暖房制御部431からの出湯温度指令および戻り温度センサ22からの戻り温度情報を入力変数とする点において、実施の形態1と相違する。温水暖房システム100および各装置のその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同一の符号を付する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the hot water temperature command from heating control unit 431 is used as an input variable, and system identification is performed using room temperature information from room temperature sensor 2 as an output variable, while heating control unit 431 is used in the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that the outlet temperature command from the second and the return temperature information from the return temperature sensor 22 are used as input variables. The other configurations of the hot water heating system 100 and the respective devices are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given.

図10は、本実施の形態における暖房制御部431、出湯温度制御部432、システム同定部433、および制御ゲイン決定部434による暖房制御の流れを示す図である。図10に示すように、システム同定部433は、家1の室温センサ2から取得した室温情報と、暖房制御部431からの出湯温度指令と、戻り温度センサ22からの戻り温度情報とから、家1の熱特性を算出し、制御ゲイン決定部434に出力する。具体的には、システム同定部433は、出湯温度指令と戻り温度の差を操作量uとして、家1の熱特性の時定数τと比例係数Kとを算出する。FIG. 10 is a diagram showing a flow of heating control by heating control unit 431, outlet temperature control unit 432, system identification unit 433 and control gain determination unit 434 in the present embodiment. As shown in FIG. 10, the system identification unit 433 uses the room temperature information acquired from the room temperature sensor 2 of the house 1, the outlet water temperature command from the heating control unit 431, and the return temperature information from the return temperature sensor 22. The thermal characteristic of 1 is calculated and output to the control gain determination unit 434. Specifically, the system identification unit 433 calculates the time constant τ r and the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 with the difference between the outlet temperature command and the return temperature as the operation amount u.

制御ゲイン決定部434は、システム同定部433によって算出された家1の熱特性の時定数τと比例係数Kとに基づいて、暖房制御部431における圧縮機ON用ゲインと圧縮機OFF用ゲインを算出し、ゲイン選択信号に応じて暖房制御部431に出力する。暖房制御部431は、制御ゲイン決定部434で算出された制御ゲインと、設定温度と、室温センサ2から取得した室温情報とから出湯温度指令を生成し、出湯温度制御部432に出力する。The control gain determination unit 434 is for the gain for the compressor ON and the compressor OFF in the heating control unit 431, based on the time constant τ r and the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 calculated by the system identification unit 433. The gain is calculated and output to the heating control unit 431 according to the gain selection signal. The heating control unit 431 generates a outlet temperature command from the control gain calculated by the control gain determining unit 434, the set temperature, and the room temperature information acquired from the room temperature sensor 2, and outputs the outlet temperature instruction to the outlet temperature control unit 432.

図11は本実施の形態における暖房制御部431のブロック線図である。本実施の形態では、式(10)のPI制御演算の出力は、出湯温度指令と戻り温度指令の差となっている。これを出湯温度指令に変換するため、図11に示すように、PI制御器の出力に戻り温度センサ22からの戻り温度情報を加算した値をリミッタ前の出湯温度指令とする。   FIG. 11 is a block diagram of the heating control unit 431 in the present embodiment. In the present embodiment, the output of the PI control calculation of equation (10) is the difference between the hot water outlet temperature command and the return temperature command. In order to convert this into the outlet temperature command, as shown in FIG. 11, a value obtained by adding the return temperature information from the temperature sensor 22 back to the output of the PI controller is set as the outlet temperature instruction before the limiter.

以上のように、本実施の形態によれば、システム同定部433において、暖房制御部431が、設定温度と、室温情報と、初期制御ゲインとを用いて生成した出湯温度指令および戻り温度を入力変数とし、家1の室温情報を出力変数とすることで、出湯温度制御系の遅れと室内熱交換器51の放熱状況を含めた家1の熱特性を算出することができ、システム同定の精度が向上し、暖房制御の室温追従性が改善される。これにより、快適性が向上するとともに、室温追従性の改善により室温のオーバーシュートが生じにくくなるため、省エネ性の改善も実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, heating control unit 431 in system identification unit 433 inputs the outlet temperature command and the return temperature generated using the set temperature, the room temperature information, and the initial control gain. By using the room temperature information of the house 1 as a variable and using the room temperature information of the house 1 as an output variable, it is possible to calculate the thermal characteristics of the house 1 including the delay of the hot water temperature control system and the heat release status of the indoor heat exchanger 51, and the accuracy of system identification Improves the room temperature tracking of the heating control. As a result, the comfortability is improved, and the overshoot at room temperature is less likely to occur due to the improvement of the room temperature followability, so that the improvement of the energy saving property can also be realized.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。上記実施の形態1および2では、家1の熱特性を式(1)のように単入力単出力系のモデルとするのに対し、本実施の形態では、家1の熱特性を多入力単出力系のモデルとする点において、実施の形態1および2と相違する。また、実施の形態1および2では、圧縮機31のON/OFFに応じて暖房制御部431のPI制御器における制御ゲインの選択を行っていたが、本実施の形態では、圧縮機31のON/OFFに加え、室内機5に温水を循環させる循環ポンプ36のON/OFFも考慮する点において相違する。なお、実施の形態1と同様の構成については、実施の形態1と同一の符号を付す。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In Embodiments 1 and 2 above, the thermal characteristics of House 1 are modeled as a single-input single-output system model as in Equation (1), while in the present embodiment the thermal characteristics of House 1 are converted into multiple-input single The second embodiment differs from the first and second embodiments in that it is a model of an output system. In the first and second embodiments, the control gain in the PI controller of the heating control unit 431 is selected according to the ON / OFF of the compressor 31. However, in the present embodiment, the compressor 31 is ON. In addition to ON / OFF, it differs in the point which also considers ON / OFF of circulation pump 36 which circulates warm water to indoor unit 5. The same components as in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment.

図12は、本実施の形態における熱回路網モデルである。図12(a)は、本実施の形態の制御対象となる熱回路網モデルであり、図12(b)は室内機5からの供給熱量がある場合の熱回路網モデルであり、図12(c)は室内機5からの供給熱量がない場合の熱回路網モデルである。上記の実施の形態1および2では、家1の熱特性を式(1)の単入力単出力系モデルとし、室内機5が熱供給している間にシステム同定を行っている。そして、システム同定で得られた結果を用いて、暖房制御部431のPI制御における制御ゲインを式(11)〜式(14)で算出している。これに対し本実施の形態では、図12(a)の熱回路網モデルを制御対象としてPI制御における制御ゲイン(空調ON用ゲインおよび空調OFF用ゲイン)を設計する。   FIG. 12 is a thermal network model in the present embodiment. FIG. 12 (a) is a thermal network model to be controlled in the present embodiment, and FIG. 12 (b) is a thermal network model when there is a heat supply from the indoor unit 5, and FIG. c) is a thermal network model when there is no heat supply from the indoor unit 5; In Embodiments 1 and 2 described above, the thermal characteristics of the house 1 are set as a single-input single-output system model of Equation (1), and system identification is performed while the indoor unit 5 is supplying heat. And the control gain in PI control of the heating control part 431 is calculated by Formula (11)-Formula (14) using the result obtained by system identification. On the other hand, in the present embodiment, control gains (gain for air conditioning ON and gain for air conditioning OFF) in PI control are designed with the thermal network model shown in FIG. 12A as a control target.

図12(a)〜図12(c)において、Tは外気温、Tは室温、Qiduは室内機5の供給熱量、Rallは家1の熱抵抗[K/kW]、Callは家1の熱容量[kJ/K]をそれぞれ示す。重ね合わせの理を適用し、図12(b)に示す室内機5からの供給熱量がある場合の熱回路網モデルと、図12(c)に示す供給熱量がない場合の熱回路網モデルとを用い、室内機供給熱から室温、外気温から室温までのそれぞれの伝達関数を足し合わせると、図12(a)の熱回路網モデルは下記の式(15)で表される。In FIG. 12 (a) ~ FIG 12 (c), T o is the outside air temperature, T z at room temperature, Q idu supply heat of the indoor unit 5, R all the thermal resistance of the house 1 [K / kW], C all Shows the heat capacity [kJ / K] of the house 1 respectively. Applying the theory of superposition, the thermal network model in the case where there is a heat supply from the indoor unit 5 shown in FIG. 12 (b), and the thermal network model in the case where there is no supply heat shown in FIG. 12 (c) The thermal network model of FIG. 12 (a) is expressed by the following equation (15) when the respective transfer functions from indoor unit supply heat to room temperature and from outside temperature to room temperature are added using

Figure 0006516838
Figure 0006516838

図13は本実施の形態における温水循環回路の概略構成図である。本実施の形態の温水循環回路は、外気温度センサ500を備える点において図2に示す実施の形態1の温水循環回路と相違する。温水循環回路のその他の構成は、実施の形態1と同様である。なお、図13では、熱源機3に外気温度センサ500が設けられているが、これに限定されるものではなく、制御装置4に外気温度情報を与える構成であればよい。例えば、室温センサ2のように外気温度センサ500を別体で設け、制御装置4の入出力部41に接続してもよい。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a hot water circulation circuit in the present embodiment. The warm water circulation circuit of the present embodiment is different from the warm water circulation circuit of the first embodiment shown in FIG. 2 in that the outside air temperature sensor 500 is provided. The other configuration of the hot water circulation circuit is the same as that of the first embodiment. In FIG. 13, although the heat source unit 3 is provided with the outside air temperature sensor 500, the present invention is not limited to this, as long as the control device 4 is provided with outside air temperature information. For example, as in the room temperature sensor 2, the outside air temperature sensor 500 may be separately provided and connected to the input / output unit 41 of the control device 4.

図14は本実施の形態における制御装置4の機能ブロック図である。本実施の形態では、記憶部42に外気温度情報が記憶される点において、図3に示す実施の形態1の制御装置4と相違する。制御装置4のその他の構成は実施の形態1と同様である。外気温度情報は、熱源機3から制御装置4の入出力部41を介し記憶部42に保存され、制御部43の処理に使用される。なお、外気温情報は、外気温度センサ500から取得するだけでなく、天気予報のデータを制御装置4に取り込める形で変換して得るようにしてもよい。   FIG. 14 is a functional block diagram of control device 4 in the present embodiment. The present embodiment is different from the control device 4 of the first embodiment shown in FIG. 3 in that the outside air temperature information is stored in the storage unit 42. The other configuration of the control device 4 is the same as that of the first embodiment. The outside air temperature information is stored in the storage unit 42 from the heat source unit 3 through the input / output unit 41 of the control device 4 and is used for processing of the control unit 43. The outside air temperature information may be obtained not only from the outside air temperature sensor 500 but also as data obtained by converting weather forecast data into the control device 4.

図15は本実施の形態における暖房制御部431、出湯温度制御部432、システム同定部433および制御ゲイン決定部434による暖房制御の流れを示す図である。本実施の形態では、熱源機3からシステム同定部433に外気温度情報が供給される点において、図4に示す実施の形態1の暖房制御の流れと相違する。暖房制御の流れにおけるその他の構成は、実施の形態1と同様である。外気温度情報は、システム同定部433においてシステム同定に用いられる。   FIG. 15 is a diagram showing a flow of heating control by the heating control unit 431, the hot water outlet temperature control unit 432, the system identification unit 433 and the control gain determination unit 434 in the present embodiment. The present embodiment is different from the flow of the heating control of the first embodiment shown in FIG. 4 in that the outside air temperature information is supplied from the heat source unit 3 to the system identification unit 433. The other configuration in the flow of heating control is the same as that of the first embodiment. The outside air temperature information is used by the system identification unit 433 for system identification.

図16は、本実施の形態におけるゲイン選択信号の決定例である。実施の形態1および2では、暖房制御部431は、圧縮機31のON/OFFに基づいてゲイン選択信号を生成していたが、本実施の形態では室内機5に温水を循環させる循環ポンプ36のON/OFFも加えて考慮する。具体的には図16のように循環ポンプ36のON/OFF、すなわち室内機5による熱供給の有無で、空調ON用ゲインまたは空調OFF用ゲインの何れかを選択する。図16の例では、圧縮機31がONでも循環ポンプ36がOFFの場合は、空調OFF用ゲインを選択する。また、圧縮機31がOFFでも循環ポンプ36がONの場合は、空調ON用ゲインを選択する。なお、ゲイン選択信号の決定は、図16の例に限定されるものではなく、例えば、圧縮機31がONで、循環ポンプ36がOFFの場合は、通常は短時間しか起こり得ない状態であるので、空調ON用ゲインを選択してもよい。以降の説明において、室内機5の循環ポンプ36がONの状態で熱供給している場合を「空調ON」、循環ポンプ36がOFFの状態で室内機5が熱供給していない場合(自然放熱のみの状態)を「空調OFF」と称する。また、空調ON用ゲインが本発明の「第1ゲイン」に相当し、空調OFF用ゲインが本発明の「第2ゲイン」に相当する。   FIG. 16 is an example of determination of the gain selection signal in the present embodiment. In the first and second embodiments, heating control unit 431 generates the gain selection signal based on ON / OFF of compressor 31. However, in the present embodiment, circulation pump 36 for circulating warm water to indoor unit 5 Also consider ON / OFF of. Specifically, as shown in FIG. 16, either the air conditioning ON gain or the air conditioning OFF gain is selected according to the ON / OFF of the circulation pump 36, that is, the presence or absence of heat supply by the indoor unit 5. In the example of FIG. 16, even when the compressor 31 is ON, if the circulation pump 36 is OFF, the air conditioning OFF gain is selected. Further, even if the compressor 31 is OFF, if the circulation pump 36 is ON, the air conditioning ON gain is selected. Note that the determination of the gain selection signal is not limited to the example of FIG. 16. For example, when the compressor 31 is ON and the circulation pump 36 is OFF, it usually takes only a short time. Therefore, the air conditioning ON gain may be selected. In the following description, the case where heat is supplied when the circulation pump 36 of the indoor unit 5 is ON is "air conditioning ON", and the case where the indoor unit 5 does not supply heat when the circulation pump 36 is off (natural heat radiation State) is referred to as "air conditioning off". Further, the air conditioning ON gain corresponds to the "first gain" of the present invention, and the air conditioning OFF gain corresponds to the "second gain" of the present invention.

次に、本実施の形態のシステム同定部433による家1の熱特性の算出について説明する。本実施の形態では、システム同定の対象を式(15)のモデルとし、空調ON時と空調OFF時に分けて、システム同定を行う。式(15)を、式(1)の家1の熱特性の比例係数Kと、家1の熱特性の時定数τを用いて表現すると下記の式(16)となる。Next, the calculation of the thermal characteristic of the house 1 by the system identification unit 433 of the present embodiment will be described. In the present embodiment, the system identification target is a model of equation (15), and system identification is performed by dividing the time of air conditioning ON and the time of air conditioning OFF. The equation (15) can be expressed by the following equation (16) using the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 of the equation (1) and the time constant τ r of the thermal characteristics of the house 1.

Figure 0006516838
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空調ON時には、日中の場合は曇りの日、または夜間にシステム同定を行うことによって外気温度変化による影響を抑えてシステム同定を行うことができる。空調ON時のシステム同定処理は、実施の形態1に記載の内容と同様である。   When the air conditioning is turned on, system identification can be performed while suppressing the influence of changes in outside air temperature by performing system identification on a cloudy day in the daytime or at night. The system identification process at the time of air conditioning ON is the same as the contents described in the first embodiment.

空調OFF時には、式(16)の右辺第1項のQiduが0となるため、外気温度から室温までの伝達関数(右辺第2項)を求めることができる。このとき、右辺第2項の伝達関数の状態変数の初期値を、空調OFF直前の室温とする。この初期値は、離散化方式によって異なるが、室温に比例する値である。When the air conditioning is turned off, Q idu in the first term of the right side of the equation (16) becomes 0, so it is possible to obtain a transfer function (second term on the right side) from ambient temperature to room temperature. At this time, the initial value of the state variable of the transfer function in the second term of the right side is set to the room temperature immediately before the air conditioning is turned off. This initial value varies depending on the discretization method, but is a value proportional to room temperature.

図17は本実施の形態におけるシステム同定処理(空調OFF時)の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、システム同定開始時の状態変数x、操作量uが初回データとして取得され、記憶部42に保存される(S31)。そして、記憶部42に記憶される初期制御ゲインを用いて暖房制御部431による暖房制御が行われる(S32)。ここで、空調OFFの場合、暖房制御において、暖房制御部431内部での出湯温度指令が更新され、出湯温度制御部432への出湯温度指令の更新は行わない。   FIG. 17 is a flowchart showing a flow of system identification processing (when the air conditioning is turned off) in the present embodiment. In this process, first, the state variable x at the start of system identification and the operation amount u are acquired as initial data, and are stored in the storage unit 42 (S31). And heating control by heating control part 431 is performed using an initial control gain memorized by storage part 42 (S32). Here, in the case of the air conditioning OFF, in the heating control, the outlet water temperature command in the heating control unit 431 is updated, and the outlet water temperature instruction to the outlet water temperature control unit 432 is not updated.

次に、4点のデータが取得されたか否かが判断される(S33)。ここでいうデータは、家1の熱特性を算出するために用いられる状態変数x、操作量uの積算値un_sum、および変化サンプリング周期Tsnである。そして、4点のデータが取得されていない場合(S33:NO)、前回保存した室温から室温が0.5℃以上低下しているか否かが判断される(S34)。空調OFF時には室温が低下するためである。そして、前回保存した室温から室温が0.5℃以上低下していない場合(S34:NO)、サンプルカウントcntに1が加算され(S35)、操作量uの積算が行われる(S36)。そして、ステップS32に戻り、以降の処理が繰り返される。Next, it is determined whether four points of data have been acquired (S33). Data referred to here is a state variable x n, the integrated value u N_sum manipulated variable u, and changes the sampling period T sn used for calculating the thermal characteristics of the house 1. Then, if data of four points are not acquired (S33: NO), it is judged whether or not the room temperature is reduced by 0.5 ° C. or more from the room temperature stored last time (S34). This is because the room temperature drops when the air conditioning is turned off. Then, if the room temperature has not decreased by 0.5 ° C. or more from the room temperature stored previously (S34: NO), 1 is added to the sample count cnt (S35), and the operation amount u is integrated (S36). Then, the process returns to step S32, and the subsequent processes are repeated.

一方、前回保存した室温から室温が0.5℃以上低下している場合(S34:YES)、状態変数xと、操作量uの積算値un_sumと、変化サンプリング周期Tsnとが保存される(S37)。状態変数xは、室温センサ2によって検知される室温であり、操作量uの積算値un_sumは、外気温度センサ500によって検知される外気温度である。変化サンプリング周期Tsnは、上記の式(8)で求められる値である。その後、サンプルカウントcntがリセットされ(S38)、ステップS32に戻って以降の処理が繰り返される。そして、システム同定開始時の初回データとは異なる4点のデータが取得された場合(S33:YES)、取得されたデータに基づいて、家1の熱特性の時定数τと比例係数Kが算出される(S39)。On the other hand, if the room temperature has decreased by 0.5 ° C. or more from the room temperature stored last time (S34: YES), the state variable x n , the integrated value un_sum of the operation amount u, and the change sampling period T sn are stored (S37). The state variable x n is the room temperature detected by the room temperature sensor 2, and the integrated value un_sum of the operation amount u is the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 500. The change sampling period Tsn is a value obtained by the above equation (8). Thereafter, the sample count cnt is reset (S38), and the process returns to step S32 to repeat the subsequent processing. Then, when data of four points different from the initial data at the start of system identification is acquired (S33: YES), based on the acquired data, the time constant τ r of the thermal characteristic of the house 1 and the proportional coefficient K r Is calculated (S39).

そして、空調OFF時のPI制御器の制御ゲインである空調OFF用ゲインが式(17)および式(18)で求められる。設計時定数τは実施の形態1および2と同様に家1の熱特性の時定数τとする。And the gain for air conditioning OFF which is a control gain of PI controller at the time of air conditioning OFF is calculated | required by Formula (17) and Formula (18). As in the first and second embodiments, the design time constant τ c is the time constant τ r of the thermal characteristics of the house 1.

Figure 0006516838
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Figure 0006516838
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図18は本実施の形態における暖房制御処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、制御ゲイン決定部434にて、システム同定部433で得られた家1の熱特性の時定数τと、家1の熱特性の比例係数Kを用いて、空調ON用ゲインおよび空調OFF用ゲインが空調ON時と空調OFF時に分けて算出される(S41)。そして、暖房制御部431からゲイン選択信号が取得され(S42)、取得したゲイン選択信号に基づいて、空調ON用ゲインを選択するか否かが判断される(S43)。なお、暖房制御部431は、圧縮機31のON/OFFだけでなく、循環ポンプ36のON/OFFを考慮して、ゲイン選択信号を生成する。FIG. 18 is a flow chart showing the flow of the heating control process in the present embodiment. In this process, first, the control gain determination unit 434 uses the time constant τ r of the thermal characteristics of the house 1 obtained by the system identification unit 433 and the proportional coefficient K r of the thermal characteristics of the house 1 to turn on air conditioning. The gain for the air conditioning and the gain for the air conditioning OFF are separately calculated when the air conditioning is ON and when the air conditioning is OFF (S41). Then, a gain selection signal is acquired from the heating control unit 431 (S42), and it is determined whether to select the air conditioning ON gain based on the acquired gain selection signal (S43). The heating control unit 431 generates a gain selection signal in consideration of ON / OFF of the circulation pump 36 as well as ON / OFF of the compressor 31.

ここで、空調ON用ゲインを選択する場合(S43:YES)、空調ON用ゲインが暖房制御部431に出力される。そして、暖房制御部431によって、空調ON用ゲインを用いて暖房制御演算が行われ、出湯温度指令が更新される(S44)。その後、更新された出湯温度指令が出湯温度制御部432へ出力される(S45)。また、空調ON用ゲインを選択しない場合(S43:NO)、すなわち空調OFF用ゲインを選択する場合、空調OFF用ゲインが暖房制御部431に出力される。そして、暖房制御部431によって、空調OFF用ゲインを用いた暖房制御演算が行われ、出湯温度指令が更新される(S46)。この場合は、空調OFFとなっているため、出湯温度制御部432への出湯温度指令の出力は行われず、暖房制御部431内の出湯温度指令のみが更新される。そして、室温情報などに応じて暖房制御部431から制御ゲイン決定部434にゲイン選択信号が出力され、ステップS42からステップS46までの処理が繰り返される。   Here, when the air conditioning ON gain is selected (S43: YES), the air conditioning ON gain is output to the heating control unit 431. Then, the heating control unit 431 performs heating control calculation using the air conditioning ON gain, and the hot water outlet temperature command is updated (S44). Thereafter, the updated outlet temperature command is output to the outlet temperature control unit 432 (S45). When the air conditioning ON gain is not selected (S43: NO), that is, when the air conditioning OFF gain is selected, the air conditioning OFF gain is output to the heating control unit 431. Then, the heating control unit 431 performs a heating control calculation using the air conditioning OFF gain, and the outlet hot water temperature command is updated (S46). In this case, since the air conditioning is turned off, the output of the outlet temperature command to the outlet temperature control unit 432 is not performed, and only the outlet temperature instruction in the heating control unit 431 is updated. Then, according to the room temperature information and the like, the heating control unit 431 outputs a gain selection signal to the control gain determination unit 434, and the processing from step S42 to step S46 is repeated.

以上のように本実施の形態によれば、熱源機3の熱源側流路30側の運転状況に加え、利用側流路50側の運転状況も反映されるため、より正確にゲイン選択を実施できることができる。また、式(16)で表される外気温度の影響を考慮したモデルを用い、空調ON時と空調OFF時にそれぞれシステム同定を行うことで、PI制御器の制御ゲイン設計がより実使用環境に近い状態で算出される。これにより、空調ON再開時の出湯温度指令が適切に設定され、室温制御性が改善されて快適となる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the operating condition on the heat source side flow passage 30 side of the heat source unit 3, the operating condition on the use side flow passage 50 side is also reflected. You can do it. Moreover, the control gain design of the PI controller is closer to the actual use environment by performing system identification when the air conditioning is ON and when the air conditioning is OFF, using the model in consideration of the influence of the outside air temperature expressed by equation (16). Calculated in the state. As a result, the outlet temperature command at the time of resuming the air conditioning is properly set, and the room temperature controllability is improved to be comfortable.

また、図19は本実施の形態において、実施の形態2のように戻り温度情報を用いた場合の暖房制御部431、出湯温度制御部432、システム同定部433および制御ゲイン決定部434による暖房制御の流れを示す図である。本実施の形態では、実施の形態2に対して外気温度情報が追加されており、外気温度情報は、図15のようにシステム同定部433で用いられる。   Further, FIG. 19 shows heating control by heating control unit 431, hot water outlet temperature control unit 432, system identification unit 433 and control gain determination unit 434 in the case where return temperature information is used as in the second embodiment in the present embodiment. Is a diagram showing the flow of In the present embodiment, outside air temperature information is added to the second embodiment, and the outside air temperature information is used by the system identification unit 433 as shown in FIG.

実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態では、家1の熱特性を、空調ON時と空調OFF時とで異なるモデルとする点において、実施の形態3と相違する。温水暖房システム100および各装置のその他の構成については実施の形態3と同様であり、同一の符号を付する。
Fourth Embodiment
Next, the fourth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the third embodiment in that the thermal characteristics of the house 1 are different models for air conditioning ON and air conditioning OFF. The other configurations of the hot water heating system 100 and the respective devices are the same as those of the third embodiment, and the same reference numerals are given.

本実施の形態のシステム同定部433による家1の熱特性の算出について説明する。システム同定の対象を式(19)とし、本実施の形態でも実施の形態3と同様、空調ON時とOFF時に分けてシステム同定を行う。本実施の形態では、空調ON時と空調OFF時で系の時定数が異なることを想定し、空調OFF時に室温が外気温度に収束しない場合を想定したモデルが用いられる。空調OFF時に室温が外気温度に収束しない原因は、家1の中にある家電製品や証明等の熱があること、および日射の影響がある。また、空調や日射等によって家具、壁、床、天井などが蓄熱し、空調OFF後に室温が下がり始めると室内の空気と熱交換することがある。本実施の形態では、安価なマイコンでこれらを考慮するために、式(19)において、空調による熱供給以外を外気温度に比例するものとし、PI制御器の空調OFF用ゲインおよび空調ON用ゲインの設計用のモデルとしている。   The calculation of the thermal characteristic of the house 1 by the system identification unit 433 of the present embodiment will be described. The target of system identification is set as Formula (19), and system identification is performed separately at the time of air conditioning ON and OFF similarly to Embodiment 3 also in this embodiment. In the present embodiment, assuming that the time constant of the system is different between when the air conditioning is on and when the air conditioning is off, a model is used that assumes that the room temperature does not converge to the outside air temperature when the air conditioning is off. The reason why the room temperature does not converge to the outside air temperature when the air conditioning is off is that there is heat such as household appliances and certificates in the house 1 and the influence of solar radiation. In addition, furniture, walls, floors, ceilings, etc. are stored by air conditioning, solar radiation, etc., and heat exchange may occur with indoor air when the room temperature starts to fall after the air conditioning is turned off. In this embodiment, in order to consider these with an inexpensive microcomputer, in equation (19), it is assumed that the heat supply by air conditioning is proportional to the outside air temperature, and the gain for air conditioning OFF and the gain for air conditioning ON of PI controller As a model for the design of

Figure 0006516838
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ここでKr_OFFは空調OFF時の家1の熱特性の比例係数であり、τr_OFFは空調OFF時の家1の熱特性の時定数である。式(19)のモデルを用いてシステム同定した場合の、空調ON時のPI制御ゲインは実施の形態1の式(11)および式(12)を用いて求められる。また、空調OFF時のPI制御ゲインは、空調OFF時の家1の熱特性の比例係数Kr_OFFと、時定数τr_OFFと、空調OFF時の制御設計時定数τc_OFFとを用いて下記の式(20)および式(21)で求められる。Here, K r — OFF is a proportional coefficient of thermal characteristics of the house 1 at the time of air conditioning OFF, and τ r — OFF is a time constant of thermal characteristics of the house 1 at the air conditioning OFF. The PI control gain at the time of air conditioning ON in the case of system identification using the model of equation (19) can be obtained using equations (11) and (12) of the first embodiment. In addition, PI control gain at the time of air conditioning OFF, using proportional coefficient Kr_OFF of thermal characteristics of house 1 at the time of air conditioning OFF, time constant τ r_OFF, and control design time constant τ c_OFF at the time of air conditioning OFF, the following formula It is calculated by (20) and equation (21).

Figure 0006516838
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Figure 0006516838
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以上のように本実施の形態によれば、空調OFF時に室温が外気温度に収束しない場合であっても、実環境に合わせた制御ゲインを設定することが可能となり、空調ON再開時の出湯温度指令を適切に設定し、室温制御性が改善され快適となる。   As described above, according to the present embodiment, even when the room temperature does not converge to the outside air temperature when the air conditioning is off, it is possible to set the control gain according to the actual environment, and the hot water temperature when the air conditioning is resumed Setting the command appropriately, room temperature control is improved and it becomes comfortable.

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形または組み合わせが可能である。例えば、温水暖房システム100は、暖房機能だけでなく、冷房機能などのその他の機能を備えるものであってもよい。また、本発明の温水暖房システム100は、家1だけでなく、ビルなどの様々な建物にも適用することができる。また、室温の測定点は1箇所に限定されるものではなく、複数の測定点の平均値または最低値を測定点として建物全体を制御してもよい。   The above is the description of the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications or combinations are possible within the scope of the technical idea thereof. . For example, the hot water heating system 100 may have not only a heating function but also other functions such as a cooling function. Further, the hot water heating system 100 of the present invention can be applied not only to the house 1 but also to various buildings such as buildings. Moreover, the measuring point of room temperature is not limited to one place, You may control the whole building by making the average value or the lowest value of several measuring points into a measuring point.

さらに、システム同定部433は、家1の室温センサ2から取得した室温情報と、暖房制御部431からの出湯温度指令と、戻り温度センサ22からの戻り温度情報と、流量センサ23で検知した流量とから、家1の熱特性を算出してもよい。具体的には、出湯温度情報から戻り温度情報を引き算した戻り温度差に流量を掛け算した熱供給相当値を式(5)または式(5)の操作量uとして、家1の熱特性の時定数τと比例係数Kとを算出する。この場合も、システム同定の精度が向上し、暖房制御の室温追従性が改善される。Furthermore, the system identification unit 433 is the room temperature information acquired from the room temperature sensor 2 of the house 1, the outlet water temperature command from the heating control unit 431, the return temperature information from the return temperature sensor 22, and the flow rate detected by the flow rate sensor 23. And the thermal characteristic of the house 1 may be calculated. Specifically, the heat supply equivalent value obtained by multiplying the flow rate by the return temperature difference obtained by subtracting the return temperature information from the outlet water temperature information is taken as the operation amount u of equation (5) or equation (5) when the thermal characteristics of house 1 The constant τ r and the proportional coefficient K r are calculated. Also in this case, the accuracy of system identification is improved, and the room temperature tracking ability of heating control is improved.

1 家、2 室温センサ、3 熱源機、4 制御装置、5 室内機、21 出湯温度センサ、22 戻り温度センサ、23 流量センサ、30 熱源側流路、31 圧縮機、32 室外熱交換器、33 ファン、34 冷媒流量調整装置、35 水熱交換器、36 循環ポンプ、37 熱源機制御部、41 入出力部、42 記憶部、43 制御部、50 利用側流路、51 室内熱交換器、100 温水暖房システム、411 ディジタル入力部、412 AD変換部、413 シリアル通信部、414 表示部、431 暖房制御部、432 出湯温度制御部、433 システム同定部、434 制御ゲイン決定部、435 モード判定部、436 出力データ処理部、500 外気温度センサ。   1 House, 2 Room Temperature Sensor, 3 Heat Source Machine, 4 Controller, 5 Indoor Unit, 21 Outgoing Water Temperature Sensor, 22 Return Temperature Sensor, 23 Flow Sensor, 30 Heat Source Side Channel, 31 Compressor, 32 Outdoor Heat Exchanger, 33 Fan, 34 refrigerant flow rate adjustment device, 35 water heat exchanger, 36 circulation pump, 37 heat source unit control unit, 41 input / output unit, 42 storage unit, 43 control unit, 50 utilization side flow passage, 51 indoor heat exchanger, 100 Hot water heating system, 411 digital input unit, 412 AD conversion unit, 413 serial communication unit, 414 display unit, 431 heating control unit, 432 outlet hot water control unit, 433 system identification unit, 434 control gain determination unit, 435 mode determination unit, 436 Output data processing unit, 500 outdoor temperature sensor.

Claims (11)

建物の室温情報を検出する室温センサと、
温水を生成する熱源機と、
前記熱源機によって生成される温水の熱を放出して前記建物を暖房する室内機と、
前記熱源機を制御する制御装置と、
を備え、
前記熱源機は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒と水との熱交換を行う冷媒−水熱交換器と、
前記温水を前記冷媒−水熱交換器と前記室内機の間で循環させる循環ポンプとを有し、
前記制御装置は、
前記建物の熱特性に基づいて第1ゲインおよび第2ゲインを算出する制御ゲイン決定部と、
前記第1ゲインおよび前記第2ゲインを用いて、前記冷媒−水熱交換器の水の出口温度の目標値である出湯温度指令を更新する暖房制御部と、
前記室内機が前記建物へ熱を供給する空調ONの場合に、前記暖房制御部で更新される前記出湯温度指令に基づいて前記熱源機への熱供給指令を行う出湯温度制御部と、
を有し、
前記第1ゲインは、前記空調ONの場合に所望の室温応答となるような前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記第2ゲインは、前記室内機が前記建物へ熱を供給しない空調OFFの場合の室温変化を反映した前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記暖房制御部は、前記空調ONの場合は、室温の設定温度と前記室温情報と前記第1ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新し、前記空調OFFの場合は、前記設定温度と前記室温情報と前記第2ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新する温水暖房システム。
A room temperature sensor that detects room temperature information of the building;
A heat source machine that produces hot water,
An indoor unit that releases heat of hot water generated by the heat source unit to heat the building;
A controller for controlling the heat source unit;
Equipped with
The heat source unit is
A compressor for compressing a refrigerant,
A refrigerant-water heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and water;
And a circulation pump for circulating the hot water between the refrigerant-water heat exchanger and the indoor unit,
The controller is
A control gain determination unit that calculates a first gain and a second gain based on the thermal characteristic of the building;
A heating control unit that updates a hot water outlet temperature command, which is a target value of the outlet temperature of the refrigerant-water heat exchanger, using the first gain and the second gain;
An outlet hot water temperature control unit which issues a heat supply command to the heat source unit based on the outlet hot water temperature command updated by the heating control unit when the air conditioning is ON in which the indoor unit supplies heat to the building;
Have
The first gain is designed to obtain the outlet temperature command so as to obtain a desired room temperature response when the air conditioning is ON,
The second gain is designed to obtain the outlet temperature command reflecting the room temperature change in the case of the air conditioning OFF in which the indoor unit does not supply heat to the building.
The heating control unit updates the outlet hot water temperature command using the set temperature of room temperature, the room temperature information, and the first gain in the case of the air conditioning ON, and in the case of the air conditioning OFF, the set temperature and the air The hot water heating system which updates the said hot water outlet temperature instruction | command using room temperature information and the said 2nd gain.
前記制御装置は、さらに前記建物の熱特性を算出するシステム同定部を備え、
前記システム同定部は、前記建物の熱特性の比例係数および時定数を算出するものであり、
前記制御ゲイン決定部は、前記建物の熱特性の時定数を、前記暖房制御部における設計時定数として、前記第2ゲインを算出することを特徴とする請求項1に記載の温水暖房システム。
The control device further includes a system identification unit that calculates a thermal characteristic of the building,
The system identification unit calculates a proportional coefficient and a time constant of thermal characteristics of the building,
The hot water heating system according to claim 1, wherein the control gain determination unit calculates the second gain using a time constant of thermal characteristics of the building as a design time constant of the heating control unit.
前記制御ゲイン決定部は、前記熱源機によって生成される温水の総量と流量に応じたむだ時間から、前記暖房制御部における設計時定数を求め、前記第1ゲインを算出する請求項2に記載の温水暖房システム。   The said control gain determination part calculates | requires the design time constant in the said heating control part from dead time according to the total amount and flow volume of warm water produced | generated by the said heat source machine, and calculates said 1st gain. Hot water heating system. 外気温度を検出する外気温度センサをさらに備え、
前記システム同定部は、前記空調ONの場合と前記空調OFFの場合に分けてシステム同定を行い、前記空調ONの場合のシステム同定には、前記室温情報を少なくとも用いて前記建物の熱特性を算出し、前記空調OFFの場合のシステム同定には、前記外気温度センサによって検出される外気温度を用いて、前記建物の熱特性を算出する請求項2または3に記載の温水暖房システム。
It is further equipped with an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature,
The system identification unit performs system identification separately for the air conditioning ON and the air conditioning OFF, and calculates the thermal characteristics of the building using at least the room temperature information for system identification for the air conditioning ON. 4. The hot water heating system according to claim 2, wherein a heat characteristic of the building is calculated using the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor in the system identification in the case of the air conditioning OFF.
前記システム同定部は、前記暖房制御部が、前記室温の設定温度と、前記室温情報と、予め設定された初期制御ゲインとを用いて生成した出湯温度指令を入力変数とし、前記室温情報を出力変数として、前記建物の熱特性を算出する請求項2〜4の何れか一項に記載の温水暖房システム。   The system identification unit uses the hot water temperature command generated by the heating control unit using the set temperature of the room temperature, the room temperature information, and the initial control gain set in advance as an input variable, and outputs the room temperature information. The hot water heating system according to any one of claims 2 to 4, wherein the thermal characteristic of the building is calculated as a variable. 前記熱源機は、前記室内機を通過し、前記冷媒−水熱交換器へ戻る水の戻り温度を検知する戻り温度センサをさらに備え、
前記システム同定部は、前記暖房制御部が、前記室温の設定温度と、前記室温情報と、予め設定された初期制御ゲインとを用いて生成した出湯温度指令および前記戻り温度を入力変数とし、前記室温情報を出力変数として、前記建物の熱特性を算出する請求項2〜4の何れか一項に記載の温水暖房システム。
The heat source unit further includes a return temperature sensor that detects a return temperature of water passing through the indoor unit and returning to the refrigerant-water heat exchanger.
The system identification unit uses the outlet temperature command and the return temperature, which are generated by the heating control unit using the set temperature of the room temperature, the room temperature information, and the initial control gain set in advance, as input variables. The hot water heating system according to any one of claims 2 to 4, wherein the thermal characteristic of the building is calculated using room temperature information as an output variable.
前記システム同定部は、サンプリング周期が異なる複数の時系列データに基づいて、前記建物の熱特性を算出する請求項2〜6の何れか一項に記載の温水暖房システム。   The hot water heating system according to any one of claims 2 to 6, wherein the system identification unit calculates the thermal characteristic of the building based on a plurality of time series data having different sampling cycles. 前記室温情報は、室温と、経過時間とを含む請求項1〜7の何れか一項に記載の温水暖房システム。   The hot water heating system according to any one of claims 1 to 7, wherein the room temperature information includes a room temperature and an elapsed time. 前記暖房制御部は、前記出湯温度指令に上下限値を設け、アンチリセットワインドアップ処理機能を備える請求項1〜8の何れか一項に記載の温水暖房システム。   The hot water heating system according to any one of claims 1 to 8, wherein the heating control unit sets upper and lower limit values to the outlet water temperature command and has an anti-reset windup processing function. 温水を生成する熱源機と、前記熱源機によって生成される温水の熱を放出して建物を暖房する室内機とを備える温水暖房システムの制御装置であって、
暖房対象である前記建物の熱特性に基づいて、第1ゲインおよび第2ゲインを算出する制御ゲイン決定部と、
前記第1ゲインおよび前記第2ゲインを用いて、前記熱源機が備える冷媒−水熱交換器の水の出口温度の目標値である出湯温度指令を更新する暖房制御部と、
前記室内機が前記建物へ熱を供給する空調ONの場合に、前記暖房制御部で更新される前記出湯温度指令に基づいて前記熱源機への熱供給指令を行う出湯温度制御部と、
を有し、
前記第1ゲインは、前記空調ONの場合に所望の室温応答となるような前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記第2ゲインは、前記室内機が前記建物へ熱を供給しない空調OFFの場合の室温変化を反映した前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記暖房制御部は、前記空調ONの場合は、室温の設定温度と前記建物の室温情報と前記第1ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新し、前記空調OFFの場合は、前記設定温度と前記室温情報と前記第2ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新する制御装置。
A control device of a hot water heating system , comprising: a heat source unit generating hot water; and an indoor unit discharging heat of the hot water generated by the heat source unit to heat a building ,
Based on the thermal characteristics of the building is a heating target, and a control gain determining unit for calculating a first gain and a second gain,
A heating control unit that updates a hot water outlet temperature command, which is a target value of the outlet temperature of water of the refrigerant-water heat exchanger provided in the heat source unit , using the first gain and the second gain;
An outlet hot water temperature control unit which issues a heat supply command to the heat source unit based on the outlet hot water temperature command updated by the heating control unit when the air conditioning is ON in which the indoor unit supplies heat to the building;
Have
The first gain is designed to obtain the outlet temperature command so as to obtain a desired room temperature response when the air conditioning is ON,
The second gain is designed to obtain the outlet temperature command reflecting the room temperature change in the case of the air conditioning OFF in which the indoor unit does not supply heat to the building.
The heating control unit updates the outlet temperature command using the set temperature of room temperature, the room temperature information of the building, and the first gain in the case of the air conditioning ON, and in the case of the air conditioning OFF, the set temperature The controller for updating the outlet temperature command by using the room temperature information and the second gain.
温水を生成する熱源機と、前記熱源機によって生成される温水の熱を放出して建物を暖房する室内機とを備える温水暖房システムの制御方法であって、
暖房対象である前記建物の熱特性に基づいて、第1ゲインおよび第2ゲインを算出する工程と、
前記第1ゲインおよび前記第2ゲインを用いて、前記熱源機が備える冷媒−水熱交換器の水の出口温度の目標値である出湯温度指令を更新する工程と、
前記室内機が前記建物へ熱を供給する空調ONの場合に、前記更新される前記出湯温度指令に基づいて前記熱源機への熱供給指令を行う工程と、
を含み、
前記第1ゲインは、前記空調ONの場合に所望の室温応答となるような前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記第2ゲインは、前記室内機が前記建物へ熱を供給しない空調OFFの場合の室温変化を反映した前記出湯温度指令を得るように設計されるものであり、
前記出湯温度指令を更新する工程は、前記空調ONの場合は、室温の設定温度と前記建物の室温情報と前記第1ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新し、前記空調OFFの場合は、前記設定温度と前記室温情報と前記第2ゲインとを用いて前記出湯温度指令を更新することを含む制御方法。
A control method of a hot water heating system , comprising: a heat source machine generating hot water; and an indoor unit discharging heat of the hot water generated by the heat source machine to heat a building ,
Based on the thermal characteristics of the building is a heating target, calculating a first gain and a second gain,
Updating the outlet temperature command, which is a target value of the outlet temperature of water of the refrigerant-water heat exchanger provided in the heat source unit , using the first gain and the second gain;
Performing a heat supply command to the heat source unit based on the updated hot water outlet temperature command when the air conditioning is ON in which the indoor unit supplies heat to the building;
Including
The first gain is designed to obtain the outlet temperature command so as to obtain a desired room temperature response when the air conditioning is ON,
The second gain is designed to obtain the outlet temperature command reflecting the room temperature change in the case of the air conditioning OFF in which the indoor unit does not supply heat to the building.
In the step of updating the outlet temperature command, when the air conditioning is ON, the outlet temperature instruction is updated using the set temperature of room temperature, the room temperature information of the building, and the first gain, and when the air conditioning is OFF, And a control method including updating the outlet temperature command using the set temperature, the room temperature information, and the second gain.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11754330B2 (en) 2019-03-11 2023-09-12 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle apparatus
CN111207481A (en) * 2020-01-14 2020-05-29 珠海格力电器股份有限公司 Water multi-connected system compressor frequency-up-down control method, storage medium and air conditioner
CN114110933B (en) * 2021-10-29 2023-08-01 珠海格力电器股份有限公司 Control method of air source heat pump unit system and air source heat pump unit system
CN115031319B (en) * 2022-07-29 2024-02-02 郑州轻工业大学 A control method for water supply and air conditioning system using natural energy
JP2025052730A (en) * 2023-09-25 2025-04-07 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Control device, control method, and program

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58106346A (en) * 1981-12-18 1983-06-24 Yamatake Honeywell Co Ltd Terminal controller with optimum start controlling function
JPH0760007B2 (en) * 1986-10-29 1995-06-28 三洋電機株式会社 Air conditioner
US4784212A (en) * 1986-11-21 1988-11-15 Transmet Engineering, Inc. Building perimeter thermal energy control system
CA2064122A1 (en) * 1991-06-11 1992-12-12 Darryl G. Hurmi Apparatus for controlling unit ventilators
US6264111B1 (en) * 1993-06-16 2001-07-24 Siemens Building Technologies, Inc. Proportional-integral-derivative controller having adaptive control capability
US9562701B2 (en) * 2011-05-31 2017-02-07 Mitsubishi Electric Corporation Temperature control system and air conditioning system
JP2013217604A (en) * 2012-04-11 2013-10-24 Rinnai Corp Hot water heating device
JP2014190600A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Panasonic Corp Air conditioner
GB2520293B (en) * 2013-11-14 2018-02-07 Passivsystems Ltd Improvements in and relating to temperature controlled systems

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