专利名称：空调控制系统的制作方法
技术领域：
本发明对办公室或民居等的空调进行控制的空调控制系统。
背景技术：
办公室或民居等的建筑设备整体所消耗的能量中，与空调相关的能量大约占到一 半。因此，与空调控制有关的节能的推进对建筑设备整体的节能化起到重大贡献。鉴于这种情况，在专利文献1中记载着在建筑设备中利用了以下空调系统的技 术，该空调系统进行谋求最佳的节能化的空调运转。该专利文献1的技术通过求出空调线圈的线圈温度目标值和热源机的冷热水温 度目标值，以使包括产生冷热水的热源机的消耗能量、把由空调线圈进行了热交换的空气 送出的风扇的消耗能量、将来自热源机的冷热水送出的泵的消耗能量在内的空调需要消耗 能量分别成为最小，由此能够高效地进行节能化的空调运转。专利文献1 日本特开2004-69134一方面像这样推进节能，另一方面，为了在成为空调控制的对象的室内使室内人 员的冷热感觉得到满足，而要求确保所谓的舒适度。但是，该“节能的推进”与“室内人员的 舒适度的确保”之间存在权衡关系。即，如果推进节能，则室内人员的舒适度大多下降。但是，通过对超出了室内人员的舒适度范围的过多的能量消耗进行抑制，能够抑 制多余的能量消耗。
发明内容
因此，本发明鉴于上述情况而做成，其目的在于，提供一种空调控制系统，能够在 考虑室内人员的舒适度的同时，高效地实现消耗能量的节能化。为了达到上述目的，本发明的第一特征的空调控制系统连接着空调机、中央热源 装置、空调控制装置和计测装置，该空调控制装置对上述空调机和上述中央热源装置的动 作进行控制，该计测装置与每个作为空调控制对象的室内或室内的控制区域对应地设置， 对该空调控制对象的温度和湿度进行计测。上述计测装置具备计测值发送部，该计测值发 送部取得在上述空调控制对象的室内或室内的控制区域中计测的温度计测值和湿度计测 值，并发送至上述空调控制装置。上述空调机具备外部气体用线圈，取入规定量的外部气 体，并且根据从上述空调控制装置取得的温度设定值和湿度设定值，对取入的外部气体的 温度和湿度进行调整；返回气体用线圈，从上述空调控制对象的室内或室内的控制区域取 入规定量的返回气体，并且根据从上述空调控制装置取得的温度设定值，对取入的返回气 体的温度进行调整；以及送风扇，生成把由上述外部气体冷却用线圈调整了温度和湿度的 外部气体与由上述返回气体冷却用线圈调整了温度的返回气体混合的空气，将混合的空气 送风至上述空调控制对象的室内或室内的控制区域。上述中央热源装置具备冷热水调整 部，具备冷冻机和冷却塔，根据从上述空调控制装置取得的水温设定值来调整水温，生成向 上述空调机供给的冷水或热水；以及送水泵，根据从上述空调控制装置取得的流量值，把由上述冷热水调整部生成的冷水或热水，送水至上述空调机的上述外部气体用线圈和上述返 回气体用线圈的至少某一方。上述空调控制装置具备计测值取得部，取得从上述计测装置 的计测值发送部发送的上述温度计测值和上述湿度计测值；舒适度指标范围存储部，存储 预先设定的舒适度指标的目标设定范围；空调机设定值计算部，根据由上述计测值取得部 取得的温度计测值和湿度计测值，在上述舒适度指标范围存储部中存储的舒适度指标的目 标设定范围之中，计算从上述空调机送风的空气的温度设定值和湿度设定值，以使上述冷 冻机、上述冷却塔、上述外部气体用线圈、上述返回气体用线圈、上述送水泵以及上述送风 扇的消耗能量的合计值最小；设定值发送部，把由上述空调机设定值计算部计算出的温度 设定值和湿度设定值发送至上述空调机；以及控制值发送部，根据由上述空调机设定值计 算部计算出的温度设定值和湿度设定值，计算上述冷水或热水的水温设定值以及流量值， 并发送至上述中央热源装置。本发明的第二特征的空调控制系统连接着空调机、送水泵、空调控制装置和计测 装置，该空调控制装置对上述空调机和上述送水泵的动作进行控制，该计测装置与每个作 为空调控制对象的室内或室内的控制区域对应地设置，对该空调控制对象的温度和湿度进 行计测。上述计测装置具备计测值发送部，该计测值发送部取得在上述空调控制对象的室 内或室内的控制区域中计测的温度计测值和湿度计测值，并发送至上述空调控制装置。上 述空调机具备外部气体用线圈，取入规定量的外部气体，根据从上述空调控制装置取得的 温度设定值和湿度设定值，对取入的外部气体的温度和湿度进行调整；返回气体用线圈，从 上述空调控制对象的室内或室内的控制区域取入规定量的返回气体，根据从上述空调控制 装置取得的温度设定值，对取入的返回气体的温度进行调整；以及送风扇，生成把由上述外 部气体冷却用线圈调整了温度和湿度的外部气体与由上述返回气体冷却用线圈调整了温 度的返回气体混合的空气，将混合的空气送风至上述空调控制对象的室内或室内的控制区 域。上述送水泵根据从上述空调控制装置取得的流量值，把从外部供给的冷水或热水，送水 至上述空调机的上述外部气体用线圈和上述返回气体用线圈的至少某一方。上述空调控 制装置具备计测值取得部，取得从上述计测装置的计测值发送部发送的上述温度计测值 和上述湿度计测值；舒适度指标范围存储部，存储预先设定的舒适度指标的目标设定范围； 空调机设定值计算部，根据由上述计测值取得部取得的温度计测值和湿度计测值，在上述 舒适度指标范围存储部中存储的舒适度指标的目标设定范围之中，计算从上述空调机供给 的送风的温度设定值和湿度设定值，以使上述外部气体用线圈、上述返回气体用线圈、上述 送水泵以及上述送风扇的各自的消耗能量的合计值最小；设定值发送部，把由上述空调机 设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值发送至上述空调机；以及控制值发送部， 根据由上述空调机设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值，计算上述冷水或热水 的流量值，并发送至上述送水泵。根据本发明的特征的空调控制系统，能够在考虑室内人员的舒适度的同时，有效 地实现消耗能量的节能化。
图1是表示本发明的第一实施方式至第五实施方式的空调控制系统的结构的整 体图。
图2是表示本发明的第一实施方式至第三实施方式的空调控制系统的详细结构 的结构图。图3是表示本发明的第一实施方式至第五实施方式的空调控制系统的动作的时 序图。图4是表示本发明的第一实施方式至第五实施方式的空调控制系统中利用的PMV 值被判断为舒适时的室温与室内的湿度之间的关系的曲线图。图5是表示本发明的第三实施方式的空调控制系统中、用于将空气供给至外部气 体冷却用线圈11、返回气体冷却用线圈12、送风扇13的节气阀开度由外部气体取入量引起 的变化的曲线图。图6是表示本发明的第四实施方式的空调控制系统的详细结构的结构图。图7是表示本发明的第五实施方式的空调控制系统的空调机的详细结构的结构 图。图8是表示本发明的第五实施方式的空调机的外部气体冷却用线圈以及返回气 体冷却用线圈中流过的冷水的流路的概念图。
具体实施例方式参照
本发明的空调控制系统的实施方式。其中，最近很多办公楼等的绝 热性好，PC或OA设备较多，因此全年为制冷模式的情况较多。因此，在以下各实施方式中， 主要对按照制冷模式进行空调控制的情况进行说明。《第一实施方式》<第一实施方式的空调控制系统的结构>在图1中表示本发明的第一实施方式的空调控制系统1的整体图。其中，在大型建筑物的情况下，室内很大，因此将室内分为多个控制区域，与每个 控制区域分别对应，将多个空调机设置在室内的附近的机械室。在这种情况下，以下为了简 略将各控制区域也称为室内。空调控制系统1用于控制空调对象的建筑物A内的空调。该空调控制系统1具备 空调机10，设置在建筑物A内的各室内；温度传感器20，为了计测室温并将计测值发送至各 空调机10，而设置在各室内；湿度传感器30，为了计测室内的湿度并将计测值发送至各空 调机，而设置在各室内；中央热源装置40，对供给至各空调机10的冷水进行管理；以及作为 空调控制装置的空调联动控制装置50，接收由各空调机10接收的室温计测值以及室内的 湿度的计测值，并控制中央热源装置40以及各空调机10的动作。各空调机10取得来自温度传感器20以及湿度传感器30的计测值，将该计测值发 送至空调联动控制装置50。另外，各空调机10如图2所示，具备外部气体冷却用线圈11， 利用从中央热源装置40供给的冷水，对外部气体进行除湿以及冷却；返回气体冷却用线圈 12，利用从中央热源装置40供给的冷水，对室内的返回气体的从照明、OA设备、人体等发出 的表热进行冷却；以及送风扇13，将混合了由外部气体冷却用线圈11进行了冷却的外部气 体和由返回气体冷却用线圈12进行了冷却的返回气体的空气，送风至各室内。中央热源装置40具备冷冻机41，生成冷水；冷却塔42，为了对冷却冷冻机41而 温度上升的水进行再利用而由空气冷却；以及送水泵43，在冷冻机41与各空调机10或冷却塔42之间输送冷水。空调联动控制装置50取得从各空调机10发送的温度传感器20和湿度传感器30 的计测值。另外，空调联动控制装置50在预先设定的舒适度指标的范围内，计算各室内的 最佳的室温设定值和湿度设定值，以使中央热源装置40的冷却塔42、冷冻机41、送水泵43 以及空调机10的外部气体冷却用线圈11、返回气体冷却用线圈12、送风扇13的消耗能量 的合计值最小。进而，空调联动控制装置50将该计算结果发送至各空调机10以及中央热 源装置40。(第一实施方式的空调控制系统的动作)对于第一实施方式中的空调控制系统1的动作，参照图3的时序图进行说明。首先，开始建筑物A内的空调控制。这样，各温度传感器20计测各室内的温度，各 湿度传感器30计测各室内的湿度。然后，这些各室的温度和湿度的计测值被发送至各室内 所具备的空调机10 (Si)。这些计测值由各空调机10接收之后，进一步从空调机10发送至空调联动控制装 置 50(S2)。空调联动控制装置50根据接收的这些计测值，在PMV (Predicted MeanVote 预测 平均回答)舒适的范围内，而且以全部所需消耗能量即中央热源装置40的冷却塔42、冷冻 机41、送水泵43以及空调机10的外部气体冷却用线圈11、返回气体冷却用线圈12、送风 扇13中的消耗能量的合计值最小的方式，计算各室内的最佳的室温设定值以及湿度设定 值(S3)。在此，说明在各值的计算中所利用的PMV。所谓PMV，是作为给人对于热和冷的冷热感觉造成影响的变量，根据(a)空气温 度、(b)相对湿度、(c)平均辐射温度、(d)气流速度、(e)活动量(人体的内部发热量)、(f) 穿衣量这6个变量求出的舒适度指标。人的发热量由基于对流的放射量、基于辐射的散热量、从人而来的蒸发热量、基于 呼吸的散热量以及蓄热量的合计表示。另外，在发热量处于热平衡状态的情况下，人体在热 方面处于中立。因此，室内对于人体来说处于既不热也不冷的舒适状态。反之，在发热量偏 离热平衡的情况下，人体感到热或冷。丹麦工科大学的Fanger教授在1967年发表了舒适方程式的导出。另外，以其作 为出发点，根据大量被试验者的问卷调查进行统计分析，对人体的热负荷与人的冷热感进 行联系，提出了 PMV。该PMV在1994年还被ISO规范采纳，最近很常用。作为冷热感的指标的PMV如下表示为基于7个阶段评价尺度的数值。+3 热+2 暖+1 稍暖0:不冷不热，舒适-1 稍凉-2 凉-3 :7令其中，人的舒适的PMV值的范围为-0. 5 +0. 5。
在上述6个变量之中，对于表示作业强度的活动量使用met (梅脱)的单位，对于 穿衣量使用clo (克洛)单位。单位met表示代谢量，是以对热处于舒适的状态下的安静时代谢作为基准的值。 在此，Imet由下述式(1)表示。(数学式1)Imet = 58. 2ff/m2 = 50kCal/m2 · h ... (1)另外，单位clo表示衣服的隔热性，Iclo是在气温21°C、相对湿度50%、气流5cm/ s以下的室内，与来自身体表面的散热量为Imet的代谢平衡的穿衣状态下的值。如果将其 换算为通常的热阻值，则由下述式(2)表示。(数学式2)Iclo = 0. 155m2 · °C /W = 0. 180m2 · h · °C /kcal ... (2)接着，在下述式(3)中表示PMV值的计算公式。(数学式3)PMV = (0. 352ei°42M/A+0. 032) · L ...(3)在此，M是活动量[kcal/h]，A是人体表面积[m2]，L是人体热负荷[kcal/m2h](通 过Fanger的舒适方程式计算)。利用该式(3)，对于舒适范围内(-0. 5 < PMV < +0. 5)在制 冷时更热方向一侧的PMV值、以及在致暖时更冷方向一侧的PMV值，分别设定PMV目标值。 由此，实现了空调负荷的减轻，达到了节能。接着，说明空调机10的最佳的设定值的计算。在空调控制系统1内消耗的全部消耗能量如上所述，是中央热源装置40的冷却塔 42、冷冻机41、送水泵43以及空调机10的外部气体冷却用线圈11、返回气体冷却用线圈 12、送风扇13的各自的消耗能量的合计值。另外，作为计算空调机10的设定值以使空调控制系统1内消耗的全部消耗能量最 小的算法，有日本特开2008-232507说明书中记载的方法。该方法根据空调控制所使用的 各种传感器的测定值，推测进行空调最佳化所需的状态量，例如房间内产生热量、房间内产 生水蒸气量、热交换器的总体导热系数与导热面积的积等物理量。由此，能够进行总揽空调 系统整体的最佳的控制。另外，作为其他算法，有日本特开2008-256258说明书等所记载的 方法。该方法在初始阶段，根据当前的热源机与冷水线圈之间的热交换量，计算暂定的总空 调负荷。然后，将该总空调负荷作为变量，根据空调系统的最佳运转状态量，控制空调系统 的空调设备。另外，在与设定了空调控制对象空间的空气状态的空调条件几乎一致时，计算 真正的总空调负荷，决定最佳运转状态量。结果，空调有效运转，实现了空调的系统的节能 化。在第一实施方式中，如上所述，在PMV值为舒适的范围即-0.5 +0.5内，以空调 控制系统1内的全部消耗能量最小的方式，计算空调机10的最佳的设定值，并将该设定值 发送至空调机10以及中央热源装置40 (S3)。另外，如果由中央热源装置40取得了空调机10的最佳的设定值，则根据该设定 值，对空调机10供给需要的冷水(S4)。结果，考虑到室内人员的舒适度而进行了调整的空 气被供给至空调控制对象的室内(S5)。在此，说明对空调控制对象的室内供给被调整的空气时的、空调机10的动作。
在由空调控制系统进行制冷处理时，在空调机中，执行以下两种功能对于为了居 住者而取入建筑物的新鲜外部空气进行除湿以及冷却的功能(潜热制冷负荷)，以及对于 建筑物内部的照明、OA设备、人体等的显热发热进行冷却的功能(显热制冷负荷)。在由以往的空调机进行制冷时，通过混合外部气体和返回气体来同时进行上述两 种功能。但是，此时，需要除湿的主要仅有外部气体。因此，所需的冷水的温度和流量对于 各自的功能不同。因此，分别执行上述两种功能是有效率的。因此，如图2所示，在第一实施方式中，分别设置对外部气体进行除湿、冷却的外 部气体冷却用线圈11和对返回气体进行冷却的返回气体冷却用线圈12。另外，供给适于各 自的控制的温度和流量的冷水。根据以上的第一实施方式，在考虑室内人员的舒适度的同时，分别调整外部气体 和室内的返回气体，而且控制为系统内的全部需要消耗能量最小。因此，能够高效地进行实 现了消耗能量地节能化的空调控制。《第二实施方式》(第二实施方式的空调控制系统的结构)本发明的第二实施方式的空调控制系统2的结构与图1以及图2所示的第一实施 方式的结构相同。因此，省略第二实施方式的结构的详细说明。(第二实施方式的空调控制系统的动作)第二实施方式中的空调控制系统2的动作除了图3的步骤S3中各空调机10的设 定值的计算之外，与第一实施方式相同。因此，省略与第一实施方式相同部分的详细说明。对于在第二实施方式图3的步骤S3中空调联动控制装置50计算各空调机10的 设定值以使在PMV为舒适的范围内需要消耗能量最小时的处理进行说明。在图4中，表示设定为办公大楼、室内的风速为0. lm/s时，PMV值在制冷时节能而 成为舒适的0. 3 0. 5的室温与室内的湿度的关系。在图4中，在用粗线围住的范围A的 室温以及室内的湿度的状态时，表示PMV值成为0. 3 0. 5 (湿度限定为20% 80% )。另一方面，为了减少温室效应气体，在日本，政府推荐夏天的空调的温度设定为 28°C。但是，此时，由图4可知，在室温为28 V的情况下，无论如何降低湿度，PMV值都比 对人来说舒适的范围的上限即+0. 5更大。但是，如果室内的风速为0. 5m/s，则即使室温为28°C，在湿度为40%时，PMV成为 +0. 5 以下(约 0. 43)。因此，在第二实施方式中设定为以在人所在的高度的中心位置即离地面Im附 近，最高风速为0. 5m/s的方式，将有摆动的风从空调机10的送风部分供给空调控制对象的室内。由于该供给的风是有摆动的风，所以平均风速可以设定为小于0. 5m/s。由此，即使 室温设定为28°C的状态，在不大幅度增加送风扇13的消耗能量的条件下，能够提供使室内 人员舒适的空调控制。根据以上的第二实施方式，还考虑到从空调机10送风的风速，来计算空调机10的 最佳的设定值。由此，能够更高效地进行实现了消耗能量的节能化和维持舒适度的空调控 制。
《第三实施方式》(第三实施方式的空调控制系统的结构)本发明的第三实施方式的空调控制系统3的结构为在空调控制对象的室内，设 置二氧化碳传感器(未图示)或人体感应传感器(未图示)的至少某一方。其他结构与图 1以及图2所示的第一实施方式相同。因此，省略与第一实施方式相同部分的详细说明。二氧化碳传感器测定从室内人员排出的室内的二氧化碳浓度，并发送至空调机 10。另外，人体感应传感器检测空调控制对象的室内的室内人员的数量，并发送至空调机 10。(第三实施方式的空调控制系统的动作)对于第三实施方式的空调控制系统3的动作，参照图3进行说明。首先，开始建筑物A内的空调控制。这样，各温度传感器20计测室内的温度，各湿 度传感器30计测室内的湿度。而且，二氧化碳传感器测定室内的二氧化碳浓度，或者，人体 感应传感器检测室内人员的数量。由各传感器计测的计测值发送给各自的室内的空调机 IO(Sl)。各空调机10接收从各传感器发送的计测值，进而发送至空调联动控制装置 50 (S2)。对于在第三实施方式中空调联动控制装置50计算各空调机10的最佳的设定值以 使在PMV为舒适的范围内需要消耗能量最小时的处理进行说明。在第三实施方式的空调联动控制装置50中，根据图5所示的曲线图，控制用于对 外部气体冷却用线圈11、返回气体冷却用线圈12、送风扇13供给空气的节气阀开度。如图5所示，在空调启动时(a)，向返回气体冷却用线圈12的节气阀全开，并且向 外部气体冷却用线圈11的节气阀全闭。因此，处于不进行室内空气向外部气体的排气的状 态。然后，在一定时间后，开始向室内的排气。这样，根据外部气体的温度、湿度以及返回气 体的温度、湿度，以各设备的全部消耗能量最小的方式，选择最小外部气体时(b) 中间外 部气体时(C) 最大外部气体时(d)中的某一个时刻，控制各节气阀开度。在选择最小外部气体时(b) 中间外部气体时(C) 最大外部气体时(d)中的某 一个时刻时，在室内有制冷请求时，在外部空气的焓比室内的焓低、而且在能量方面取入外 部气体更加有效的情况下，控制节气阀开度以积极地导入外部气体。由此，减少对返回气体 冷却用线圈12供给的冷水使用量。另外，在此，在外部气体冷却用线圈11的负荷大于一定值的情况下，根据图5，控 制各节气阀开度。此时，还考虑到从二氧化碳传感器或人体感应传感器取得的计测值，计算 各设备的设定值。具体而言，在二氧化碳浓度高于一定浓度时，或者室内人员成为一定以上的人数 的情况下，为了使二氧化碳浓度下降到低于一定浓度，控制节气阀开度以取入最低限度的 外部气体，二氧化碳浓度通过换气而下降。这样，在外部气体冷却用线圈11的负荷不过剩 的情况下，进行换气。像这样，在确定各空调机10的设定值以使各设备的需要消耗能量最小时，根据外 部气体制冷的利用、以及室内的二氧化碳浓度或室内人员的人数，通过最小的外部气体取 入来进行控制(S3)。另外，根据该设定值，中央热源装置40将需要的冷水供给至空调机10(S4)。结果，将考虑到室内人员的舒适度而进行了调整的空气，供给至空调控制对象的室 内(S5)。根据以上的第三实施方式，考虑到基于外部气体制冷的利用和室内的二氧化碳浓 度或室内人员人数的外部气体取入，来计算空调机的最佳的设定值。因此，能够更加高效地 进行实现了消耗能量的节能化的空调控制。《第四实施方式》(第四实施方式的空调控制系统的结构)本发明的第四实施方式的空调控制系统4的结构中，如图6所示，设置了中央热源 装置40和第二中央热源装置40’这两个系统的热源装置。其他结构与第一实施方式相同。 因此，省略与第一实施方式相同部分的详细说明。在第四实施方式中，中央热源装置40向外部气体冷却用线圈11供给冷水，第二中 央热源装置40’向返回气体冷却用线圈12供给冷水。(第四实施方式的空调控制系统的动作)第四实施方式中的空调控制系统4的动作除了图3的步骤S5中供给冷水时的处 理之外，与第一实施方式相同。因此，省略与第一实施方式相同部分的详细说明。在第四实施方式中，在步骤S6中，在对各空调机10供给冷水时，中央热源装置40 对外部气体冷却用线圈11供给冷水，与中央热源装置40作为别的系统的第二中央热源装 置40’对返回气体冷却用线圈12供给冷水。在以往的空调控制系统中，中央热源装置对冷却用线圈供给的冷水约7。C。但是， 仅是在对外部气体进行除湿、冷却时需要该7°C的冷水。与此相对，在对空调控制对象的室 内的返回气体进行冷却时，冷水的温度为13°C左右便足够。对该外部气体进行除湿、冷却时 所需的能量量(潜热制冷负荷)为进行制冷的空调控制时所需的能量总量的约30 20%。 因此，占到能量总量的70 80%的冷却返回气体时所学的能量量(显热制冷负荷)用于对 冷水过度冷却。因此，在消耗能量中产生了浪费。因此，在第四实施方式中，设置对外部气体冷却用线圈11供给冷水的中央热源装 置40和对返回气体冷却用线圈12供给冷水的第二中央热源装置40’这两个系统的冷水供 给源。另外，设定为中央热源装置40对外部气体冷却用线圈11供给的冷水被调整为7°C 左右。与此相对，第二中央热源装置40’对返回气体冷却用线圈12供给的冷水被调整为 13°C左右。根据以上第四实施方式，设定两个系统的中央热源装置40和40’。结果，能够省去 由于冷水被过度调整为低温所引起的能量的浪费。因此，能够更加有效地进行实现了消耗 能量的节能化的空调控制。《第五实施方式》(第五实施方式的空调控制系统的结构)本发明的第五实施方式的空调控制系统5的结构与图1所示的第一实施方式的空 调控制系统1的结构相同。但是，外部气体冷却用线圈11与返回气体冷却用线圈12在各 空调机10内以串列状态连接。各空调机10如图7所示，具备多个阀。第一阀14通过开度来调整从中央热源装 置40取入至外部气体冷却用线圈11的冷水的量。第二阀15调整外部气体冷却用线圈11利用后取入至返回气体冷却用线圈12的冷水的量。第三阀16与返回气体冷却用线圈12 以并联状态连接，调整外部气体冷却用线圈11利用后直接排水的冷水的量。第四阀17与 外部气体冷却用线圈11为并联状态，而且与阀15和阀16为串联状态并位于它们的上游侧 地连接，调整从中央热源装置40直接取入返回气体冷却用线圈12的冷水的量。(第五实施方式的空调控制系统的动作)第五实施方式的空调控制系统5的动作除了图3的步骤S5中供给冷水时的处理 之外，与第一实施方式相同。因此，省略与第一实施方式相同部分的详细说明。在第五实施方式中，在步骤S5中，在对各空调机10供给冷水时，首先，7°C的冷水 从中央热源装置40供给至外部气体冷却用线圈11。然后，由外部气体冷却用线圈11利用 后的冷水被返回气体冷却用线圈12再利用。如第四实施方式中说明地那样，由返回气体冷 却用线圈12利用的冷水无需是外部气体冷却用线圈11所利用的冷水那样低的温度。因此， 由返回气体冷却用线圈12利用的冷水能够通过外部气体冷却用线圈11利用后的冷水的再 利用来应对。此时，从中央热源装置40对外部气体冷却用线圈11供给的冷水的量通过阀14的 开度进行调整。另外，外部气体冷却用线圈11利用后对返回气体冷却用线圈12供给的冷 水的量通过阀15以及阀16的开度进行调整。进而，在仅有外部气体冷却用线圈11利用后 的冷水不够返回气体冷却用线圈12所利用的冷水的量的情况下，通过打开阀17，从中央热 源装置40直接将冷水供给至返回气体冷却用线圈12。图8的(a)用粗线表示通过将阀14以及阀15打开至同等程度，外部气体冷却用线 圈11利用的冷水全部供给至返回气体冷却用线圈12的情况下的冷水的流动。图8的(b) 用粗线表示通过打开阀14、阀15以及阀16，外部气体冷却用线圈11利用的冷水的一部分 供给至返回气体冷却用线圈12，并且不需要的冷水不经过返回气体冷却用线圈12被排水 的情况下的冷水的流动。图8的(c)用粗线表示通过打开阀14、阀15以及阀17，外部气体 冷却用线圈11利用的冷水和来自中央热源装置40的冷水被供给至返回气体冷却用线圈12 的情况下的冷水的流动。根据以上的第五实施方式，外部气体冷却用线圈11与返回气体冷却用线圈12以 串列状态连接。根据这种结构，能够由返回气体冷却用线圈12外部气体冷却用线圈11利 用了的冷水进行再利用。因此，能够进一步高效地进行实现了消耗能量的节能化的空调控 制。另外，在上述第一实施方式至第五实施方式中，说明了在空调控制对象的建筑物A 内具有中央热源装置40的情况。但是，在中央热源装置40的冷冻机40和冷却塔42不在 各建筑物中，而通过DHC (District Heatingand Cooling 地域制冷致暖)来进行空调控制 时，冷、热水从外部供给即可(其中，对各空调机供给冷热水的送水泵43位于建筑物内)。 这种情况下，空调控制系统内的全部消耗能量为送水泵、外部气体冷却用线圈、返回气体冷 却用线圈以及送风扇的消耗能量的合计值。另外，在上述第一实施方式至第五实施方式中，说明了由各传感器计测的各计测 值从各传感器经由空调机30发送至空调联动控制装置50的情况。但是，不限定于此，也可 以将各计测值从各传感器直接发送至空调联动控制装置50。另外，在上述第一实施方式至第五实施方式中，使用了 PMV值作为人的冷热感觉的舒适度指标。但是，不限定于此，也可以利用标准有效温度或新有效温度等进行空调控 制。另外，也可以尽可能组合各实施方式来实施。通过组合各实施状态，能够得到更好 的效果。工业可利用性根据本发明的空调控制系统，在大型建筑物等，能够在考虑室内人员的舒适度的 同时，抑制超过了室内人员的舒适度的范围的过度能量消耗，高效地实现消耗能量的节能 化。
权利要求
一种空调控制系统，连接着空调机、中央热源装置、空调控制装置和计测装置，该空调控制装置对上述空调机和上述中央热源装置的动作进行控制，该计测装置与每个作为空调控制对象的室内或室内的控制区域对应地设置，对该空调控制对象的温度和湿度进行计测；上述计测装置具备计测值发送部，该计测值发送部取得在上述空调控制对象的室内或室内的控制区域中计测的温度计测值和湿度计测值，并发送至上述空调控制装置；上述空调机具备外部气体用线圈，取入规定量的外部气体，并且根据从上述空调控制装置取得的温度设定值和湿度设定值，对取入的外部气体的温度和湿度进行调整；返回气体用线圈，从上述空调控制对象的室内或室内的控制区域取入规定量的返回气体，并且根据从上述空调控制装置取得的温度设定值，对取入的返回气体的温度进行调整；以及送风扇，生成把由上述外部气体冷却用线圈调整了温度和湿度的外部气体与由上述返回气体冷却用线圈调整了温度的返回气体混合的空气，将混合的空气送风至上述空调控制对象的室内或室内的控制区域；上述中央热源装置具备冷热水调整部，具备冷冻机和冷却塔，根据从上述空调控制装置取得的水温设定值来调整水温，生成向上述空调机供给的冷水或热水；以及送水泵，根据从上述空调控制装置取得的流量值，把由上述冷热水调整部生成的冷水或热水，送水至上述空调机的上述外部气体用线圈和上述返回气体用线圈的至少某一方；上述空调控制装置具备计测值取得部，取得从上述计测装置的计测值发送部发送的上述温度计测值和上述湿度计测值；舒适度指标范围存储部，存储预先设定的舒适度指标的目标设定范围；空调机设定值计算部，根据由上述计测值取得部取得的温度计测值和湿度计测值，在上述舒适度指标范围存储部中存储的舒适度指标的目标设定范围之中，计算从上述空调机送风的空气的温度设定值和湿度设定值，以使上述冷冻机、上述冷却塔、上述外部气体用线圈、上述返回气体用线圈、上述送水泵以及上述送风扇的消耗能量的合计值最小；设定值发送部，把由上述空调机设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值发送至上述空调机；以及控制值发送部，根据由上述空调机设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值，计算上述冷水或热水的水温设定值以及流量值，并发送至上述中央热源装置。
2.如权利要求1记载的空调控制系统，其中， 上述中央热源装置设置2个系统；第一中央热源装置对上述外部气体用线圈供给冷水或热水； 第二中央热源装置对上述返回气体用线圈供给冷水或热水。
3.一种空调控制系统，连接着空调机、送水泵、空调控制装置和计测装置，该空调控制 装置对上述空调机和上述送水泵的动作进行控制，该计测装置与每个作为空调控制对象的 室内或室内的控制区域对应地设置，对该空调控制对象的温度和湿度进行计测；上述计测装置具备计测值发送部，该计测值发送部取得在上述空调控制对象的室内或 室内的控制区域中计测的温度计测值和湿度计测值，并发送至上述空调控制装置； 上述空调机具备外部气体用线圈，取入规定量的外部气体，根据从上述空调控制装置取得的温度设定 值和湿度设定值，对取入的外部气体的温度和湿度进行调整；返回气体用线圈，从上述空调控制对象的室内或室内的控制区域取入规定量的返回气 体，根据从上述空调控制装置取得的温度设定值，对取入的返回气体的温度进行调整；以及 送风扇，生成把由上述外部气体冷却用线圈调整了温度和湿度的外部气体与由上述返 回气体冷却用线圈调整了温度的返回气体混合的空气，将混合的空气送风至上述空调控制 对象的室内或室内的控制区域；上述送水泵具备送水部，该送水部根据从上述空调控制装置取得的流量值，把从外部 供给的冷水或热水，送水至上述空调机的上述外部气体用线圈和上述返回气体用线圈的至 少某一方；上述空调控制装置具备计测值取得部，取得从上述计测装置的计测值发送部发送的上述温度计测值和上述湿 度计测值；舒适度指标范围存储部，存储预先设定的舒适度指标的目标设定范围； 空调机设定值计算部，根据由上述计测值取得部取得的温度计测值和湿度计测值，在 上述舒适度指标范围存储部中存储的舒适度指标的目标设定范围之中，计算从上述空调机 供给的送风的温度设定值和湿度设定值，以使上述外部气体用线圈、上述返回气体用线圈、 上述送水泵以及上述送风扇的各自的消耗能量的合计值最小；设定值发送部，把由上述空调机设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值发送 至上述空调机；以及控制值发送部，根据由上述空调机设定值计算部计算出的温度设定值和湿度设定值， 计算上述冷水或热水的流量值，并发送至上述送水泵。
4.如权利要求1或3记载的空调控制系统，其中，上述空调控制装置的空调机设定值计算部除了上述温度设定值以及上述湿度设定值 之外，还计算风速设定值；上述空调控制装置的设定值发送部除了上述温度设定值以及上述湿度设定值之外，还 将风速设定值发送至上述空调机；上述空调机的送风扇根据从上述空调控制装置取得的风速设定值，将混合的空气送风 至上述空调控制对象的室内或室内的控制区域。
5.如权利要求1或3记载的空调控制系统，其中，上述计测装置还计测上述空调控制对象的室内或室内的控制区域的二氧化碳浓度； 上述计测装置的计测值发送部还取得在上述空调控制对象的室内或室内的控制区域 中计测的二氧化碳浓度的计测值，并发送至上述空调控制装置；上述空调控制装置的上述计测值取得部从上述计测装置的计测值发送部，还取得上述 二氧化碳浓度的计测值；上述空调控制装置的上述空调机设定值计算部还按照以下方式计算由上述外部气体用线圈取入的外部气体量设定值，即在上述舒适度指标范围存储部所存储的舒适度指标 的范围之中，在由上述空调机请求了制冷而外部气体的焓比室内的焓低时，增加外部气体 的取入量，另外，在上述外部气体冷却用线圈的负荷比规定值高，而且由上述计测值取得部 取得的二氧化碳浓度的计测值比预先设定的二氧化碳浓度极限值高时，取入用于使上述室 内的二氧化碳浓度比上述二氧化碳浓度极限值低的最低限度的量的外部气体；上述空调控制装置的上述设定值发送部将上述空调机设定值计算部计算出的由上述 外部气体用线圈取入的外部气体量设定值发送至上述空调机；上述空调机的上述外部气体用线圈根据从上述空调控制装置的上述设定值发送部发 送的外部气体量设定值来取入外部气体。
6.如权利要求1或3记载的空调控制系统，其中，上述计测装置还计测上述空调控制对象的室内或室内的控制区域的室内人员的人数；上述计测装置的计测值发送部还取得在上述空调控制对象的室内或室内的控制区域 中计测的室内人员的人数的计测值，并发送至上述空调控制装置；上述空调控制装置的上述计测值取得部还从上述计测装置的计测值发送部，取得上述 室内人员的人数的计测值；上述空调控制装置的上述空调机设定值计算部还按照以下方式计算由上述外部气体 用线圈取入的外部气体量设定值，即在上述舒适度指标范围存储部所存储的舒适度指标 的范围之中，在由上述空调机请求了制冷而外部气体的焓比室内的焓低时，增加外部气体 的取入量，另外，在上述外部气体冷却用线圈的负荷比规定值高，而且室内人员的人数计测 值比规定值高时，取入用于使室内的二氧化碳浓度比预先设定的二氧化碳浓度极限值低的 最低限度的量的外部气体；上述空调控制装置的上述设定值发送部将上述空调机设定值计算部计算出的由上述 外部气体用线圈取入的外部气体量设定值发送至上述空调机；上述空调机的上述外部气体用线圈根据从上述空调控制装置的上述设定值发送部发 送的外部气体量设定值来取入外部气体。
7.如权利要求1或3记载的空调控制系统，其中，上述外部气体用线圈与上述返回气体用线圈以串联状态连接； 上述外部气体用线圈利用过的冷水或热水由上述返回气体用线圈再利用。
全文摘要
本发明涉及空调控制系统，空调控制系统(1)具备空调机(10)，具有对外部气体进行冷却的外部气体冷却用线圈(11)和对室内的返回气体进行冷却的返回气体冷却用线圈(12)；中央热源装置(40)，对空调机(10)的各自的线圈(11，12)供给冷水；以及空调联动控制装置(50)，计算空调机(10)的设定值，以在预先设定的舒适度指标的范围内使空调控制系统(1)内的全部需要消耗能量最小。
文档编号F24F11/02GK101925786SQ20098010331
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月26日 优先权日2008年1月28日
发明者森本博之, 牧野直树, 米泽宪造, 花田雄一, 西村信孝, 高木康夫 申请人:株式会社东芝