空调控制装置以及存储介质的制作方法
空调控制装置以及存储介质的制作方法
【专利摘要】实施方式的空调控制装置是通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置。设定部对多种空调机设定空调负荷分配，使得在由用户根据基于多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的空调区域的舒适性范围内，多种空调机的整体的消耗能量更降低。输出部根据通过设定部设定的负荷分配，分别向多种空调机的控制装置输出用于控制多种空调机的控制值。
【专利说明】空调控制装置以及存储介质
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及一种空调控制装置以及存储介质。
【背景技术】
[0002]办公室、住宅等建筑设备整体所消耗的能量中的空调关联的消耗能量占约一半。因此，空调关联的节能的推进对建筑设备的节能有很大贡献。此前，从空调的节能的观点出发，提出了很多空调控制装置。
[0003]例如，专利文献I所记载的技术提出了在考虑到室内人的舒适性的同时、高效地谋求消耗能量的节能的技术。
[0004]该专利文献I所记载的技术采用以下结构，即在预先设定的舒适性指标的目标设定范围中，以冷冻机、冷却塔、外气用盘管、回气用盘管、送水泵、送风扇的消耗能量的合计值成为最小的方式，计算从空调机向空调控制对象供给的送风的温度设定值和湿度设定值，向空调和热源装置发送这些设定值。
[0005]另外，专利文献2所记载的技术涉及业务用空调控制系统，提出了以下的技术:取得时刻变化的系统各处的状态，取得系统整体能够最节能的目标指示值，控制业务用空调系统。
[0006]该专利文献2的技术采用以下结构，即向系统构成设备的控制装置发送与冷却水的运用有关的目标指示值、与冷水的运用有关的目标指示值、以及与冷风的运用有关的业务用空调机的目标指示值中的与通过最佳协作节能控制装置得到的至少2个以上的运用有关的目标指不值。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2009-174825号公报
[0009]专利文献2:日本特开2008-75977号公报
[0010]专利文献3:日本特开2007-285579号公报
【发明内容】
[0011]但是，专利文献1、2记载的技术将通过外气用盘管调整了温湿度的外气、通过回气用盘管调整了温湿度的回气混合，向空调控制对象供气。
[0012]另外,专利文献3记载的技术经由调节风门(damper)将来自空调控制对象的回气的一部分与外气混合，通过直膨盘管进行冷却，进而将该冷却后的空气与回气混合，将通过冷温水盘管调整了温湿度的空气向空调控制对象供给。
[0013]这些技术在空调控制对象的空调方式为组合了外气导入空调机和回气导入空调机(例如外调机和大楼用多空调)的结构的情况下，各空调机导入的空气不同，同一空调控制对象有多个供气，因此无法决定空调关联的设定值。
[0014]另外，上述技术在空调控制对象的空调方式为组合了外气导入空调机和回气导入空调机的结构的情况下，为了谋求节能，必须考虑各空调机的效率和和负荷分配。
[0015]实施方式的空调控制装置是通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置。
[0016]设定部对多种空调机设定空调负荷分配，使得在由用户根据基于多种空调机的各个模型生成的最佳负荷分配函数设定的空调区域的舒适性范围内，多种空调机整体的消耗能量更降低。
[0017]输出部根据通过设定部设定的空调负荷分配，分别向多种空调机的控制装置输出用于控制多种空调机的控制值。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是第一实施方式的空调系统的概要结构的图。
[0019]图2是空调控制装置的概要结构框图。
[0020]图3是最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0021]图4是最佳负荷分配函数的PMV范围与用户设定的PMV范围不同的情况下的最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0022]图5是第一实施方式的空调控制装置的处理流程图。
[0023]图6是第二实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0024]图7是第二实施方式的变形例子的说明图。
[0025]图8是第三实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0026]图9是第四实施方式的空调系统的概要结构框图。
【具体实施方式】
[0027]接着，参照【专利附图】
【附图说明】实施方式。
[0028]在以下的说明中，在计算空调关联的设定值时，利用舒适性指标。
[0029]作为舒适性指标，可以列举PMV、有效温度、修正该有效温度所得的修正有效温度等，但在以下，以使用了 PMV的情况为例子进行说明。
[0030]另外，在最近的办公大楼等中，隔热性好，个人计算机、OA设备多。因此，整年地空调是致冷模式的情况多。因此，在以下的各实施方式的说明中，以在致冷模式下进行空调控制的情况为例子进行说明。
[0031][I]第一实施方式
[0032]图1是第一实施方式的空调系统的概要结构图。
[0033]第一实施方式的空调系统I如图1所示，具备控制空调系统I整体的空调控制装置10、作为空调对象的空调区域(被空调区)11、供给热源(在本实施方式中，为冷却用热源)的热源装置12、导入外气而进行空调的空调机即外气导入空调机13、导入空调区域11内的空气而进行空调的回气导入空调机14。
[0034]在上述结构中，空调区域11是指各空调机的控制区域即被空调室内。
[0035]在该情况下，例如在大型大楼的情况下，统一控制室内整体时过大。因此，将室内分为多个控制区域，对各个控制区域控制多个空调机。但是，在这样的情况下，为了简化，也将各控制区域称为空调区域。
[0036]接着，说明第一实施方式的动作。
[0037]空调区域11具备测量导入的空气不同的多个空调机的供气、空气区域11的室内温度的室内温度计54、测量室内湿度的室内湿度计55。在空调区域11中，通过外气导入空调机13和回气导入空调机14的供气，来维持室内人的舒适性。
[0038]热源装置12具备致冷剂31、冷水阀62。
[0039]在此，致冷剂31通过与外气21进行热交换，来降低温度。
[0040]进而，热源装置12通过与致冷剂31的热交换而生成冷水32，向外气导入空调机13供给所生成的冷水32。
[0041]热源装置用控制装置42根据从空调控制装置10接收到的外气导入空调机13的供气温度设定值、供气温度计53测量的外气导入空调机13的向空调区域11供给的供气的温度的当前值(供气温度当前值)，生成开度控制信号，输出到冷水阀62。
[0042]当输入开度控制信号后，冷水阀62成为与开度控制信号对应的开度，控制外气导入空调机13的供气温度。在此，为了与致冷剂31进行区别，设热源装置12生成冷水32，但也可以是温水等致冷剂。
[0043]外气导入空调机13具备外气用冷却盘管15、供气扇64、排气扇65。
[0044]外气导入空调机13的外气用冷却盘管15通过与在热源装置12中生成的冷水32的热交换而将导入的外气21设为所设定的温度。
[0045]供气扇64将通过外气用冷却盘管15冷却后的外气21供气到空调区域11。因此，通过供气扇64控制向空调区域11内的供气量。
[0046]排气扇65将空调区域11的空气作为排气23排出到建筑物外。
[0047]在此，根据从空调控制装置10接收到的供气流量的设定值，决定外气导入空调机13从空调区域11排出的排气23的流量。
[0048]S卩，供气扇64的供气量和排气扇65的排气量之间的关系为I对I以便不产生压力差。此外，也可以通过供气扇64控制外气导入空调机13的向空调区域11的供气量，使得空调区域11内的CO2浓度固定。
[0049]回气导入空调机14具备回气用冷却盘管16、致冷剂33、致冷剂阀63、供气扇66。
[0050]回气导入空调机14的回气用冷却盘管16通过与驱动通过与外气21的热交换而冷却(降低温度)的致冷剂33、供气扇66从而从空调区域11导入的回气22的热交换，将回气22的温度设为所设定的温度。
[0051]与之并行地，回气导入空调机用控制装置41取得从空调控制装置10接收到的室内温度设定值和室内湿度设定值、测量空调区域11的室内温湿度的室内温度计54和室内湿度计55的当前值，向致冷剂阀63输出开度控制信号。从回气导入空调机用控制装置41输入了开度控制信号的致冷剂阀63成为与输入的开度控制信号对应的开度，调整回气22的温度和湿度、即向空调区域11的供气的温度和湿度。
[0052]由此，供气扇66将通过回气用冷却盘管16冷却后的回气22向空调区域11进行供气。
[0053]图2是空调控制装置的概要结构框图。
[0054]空调控制装置10如图2所示，具备当前值取得部111、舒适性范围设定部112、最佳负荷分配设定值计算部113、最佳负荷分配设定值发送部114。
[0055]当前值取得部111连接有外气温度计51、外气湿度计52、供气温度计53、室内温度计54、室内湿度计55、以及风量计56。由此，当前值取得部111取得外气温度、外气湿度、供气温度、空调区域11的温度(室内温度)、空调区域11的湿度、以及外气导入空调机13向空调区域11供气时的风量的各个当前值。
[0056]舒适性范围设定部112由用户设定空调区域11的舒适性范围(PMV范围)。在本第一实施方式中，由用户设定PMV范围。
[0057]最佳负荷分配设定值计算部113使用由当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、空调区域11的温度(室内温度)、空调区域11的湿度、以及外气导入空调机13向空调区域11供气时的风量的当前值、从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，计算与使外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配最佳化的运用有关的设定值。
[0058]更具体地说，最佳负荷分配设定值计算部113在将空调区域11内的CO2浓度维持为规定范围的状态下，计算与运用有关的设定值，以使为了进行导入外气而将导入到空调区域11的外气21设为空调区域11的希望温度和希望湿度所需要的能量、和从空调区域11取入的回气22再次返回到空调区域11时为了成为空调区域11的希望温度和希望湿度所需要的能量的总和最小。由此，最佳负荷分配设定值计算部113对外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配进行最佳化。
[0059]然后，最佳负荷分配设定值发送部114向热源装置用控制装置42、回气导入空调机用控制装置41发送与对从最佳负荷分配设定值计算部113取得的负荷分配进行最佳化的运用有关的空调关联的设定值。在本实施方式中，作为与空调关联的运用有关的设定值，向回气导入空调机用控制装置41发送室内温度设定值和室内湿度设定值，向热源装置用控制装置42发送供气温度设定值。
[0060]在本实施方式中，如上述那样，作为与空调关联的运用有关的设定值，向回气导入空调机用控制装置41发送室内温度设定值和室内湿度设定值，向热源装置用控制装置42发送供气温度设定值。但是，并不限于此，只要能够使负荷分配最佳化，则也能够应用任意的设定值。
[0061]最佳负荷分配设定值计算部113的空调关联的设定值计算方法例如能够应用日本特开2011-27301号公报所公开的技术。具体地说，针对多个外气条件、多个空调区域的环境条件的每个组合分别通过最佳化运算预先计算在设定的PMV的范围内与空调控制的所需要动力有关的值成为最小那样的空调控制用的设定值，制作适合全部条件下的设定值的最佳运用函数。然后，根据预先制作的最佳运用函数、当前的环境条件确定空调关联的设定值，发送到空调机。
[0062]根据该方法(技术)，能够计算出在室内人感到舒适(舒适性:PMV)范围内消耗能量成为最小的空调关联的设定值。
[0063]接着，说明本实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0064]图3是最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0065]最佳负荷分配设定值计算部113取得通过离线处理部131制作的最佳负荷分配函数，计算最佳负荷分配设定值。
[0066]在此，说明离线处理部131。
[0067]离线处理部131通常在与最佳负荷分配设定值计算部113断开的离线状态下生成最佳负荷分配函数。
[0068]这是因为最佳负荷分配函数的制作的运算负荷高，无法实时地进行计算。
[0069]离线处理部131具备最佳负荷分配计算部132、最佳负荷分配函数制作部133、空调模型存储部134。
[0070]空调模型存储部134在本实施方式的情况下，存储有与作为空调关联装置的热源装置12、外气导入空调机13、以及回气导入空调机14的结构有关的信息。
[0071]因此，在本实施方式的空调模型存储部134中，存储有与热源装置12的结构对应的热源装置模型135、与外气导入空调机13的结构对应的外气导入空调机模型136、与回气导入空调机14的结构对应的回气导入空调机模型137。
[0072]最佳负荷分配计算部132针对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、外气导入空调机13的风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV范围内空调关联的消耗能量成为最小的、使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。
[0073]在本第一实施方式中，用下述公式(I)表示空调关联的消耗能量值。在此，假设外气导入空调机13只具有一个供气扇，回气导入空调机14将大楼多空调装置作为对象，在公式(I)中表示空调关联的消耗能量。
[0074]全部消耗能量值(E)=热源装置12的消耗能量(Eheat) +外气导入空调机13的消耗能量(Erat)+回气导入空调机14的消耗能量(Em)......(I)
[0075]热源装置消耗能量(Eheat) = Qheat/C0P
[0076]外气导入空调机消耗能量(Etjut)= (FoutXΗ)/( η X6120X9.81)
[0077]回气导入空调机消耗能量(Ε
ra) Ebmoutrat X fl (Qbm) X (Tgmb，U +Ebmin
[0078]在此，Qheat是热源负荷，COP是热源成绩系数，Fout是外气导入量，H是压力，η是效率，Ebffloutrat是室外机额定消耗功率，是第一函数，f2是第二函数，Qbffl是大楼多系统的负荷率，Tamb是外气温度，Tr wb是空调区域湿球温度，Ebmin是室内机消耗功率。
[0079]在该情况下，对于使公式(I)的全部消耗能量最小化的工作流体的力学平衡状态的探索，例如可以使用日本特开2008-256258号公报所记载的算法(消耗能量最小化算法)。
[0080]最佳负荷分配函数制作部133对每个能够由用户设定的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值，生成包含通过最佳负荷分配计算部132计算出的全部设定值的函数作为最佳负荷分配函数。此外，对于能够由用户设定的设定值的组合，只要能够在生成后的最佳负荷分配函数中在实用上没有问题地应用，则也可以使用采样的一部分设定值的组合。
[0081]进而，在最佳负荷分配函数制作部133中，生成多个使PMV范围变化了的最佳负荷分配函数。这是因为:由此用户能够自由地变更PMV范围，能够计算出在规定范围内的PMV下空调关联的消耗能量更少的使外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值。
[0082]在最佳负荷分配函数制作部133中，当接收到所生成的使PMV范围变更后的多个最佳负荷分配函数后，最佳负荷分配设定值计算部113根据从当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量、从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，适当地选择从最佳负荷分配函数制作部133取得的最佳负荷分配函数。然后，最佳负荷分配设定值计算部113使用选择出的最佳负荷分配函数，计算室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。此外，在存储多个最佳负荷分配函数的容量不足的情况下，也可以构成为每次从最佳负荷分配函数制作部133取得最佳负荷分配函数。
[0083]接着，更具体地说明用户变更了 PMV范围的情况下的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0084]在以下的说明中，说明最佳负荷分配函数制作部133生成PMV的范围为-0.5彡PMV彡0.5的最佳负荷分配函数Fl、PMV的范围为-0.9彡PMV彡0.9的最佳负荷分配函数F2的情况。
[0085]由此，最佳负荷分配设定值计算部113接收通过最佳负荷分配函数制作部133制作的最佳负荷分配函数Fl和最佳负荷分配函数F2。
[0086]图4是最佳负荷分配函数的PMV范围与用户设定的PMV范围不同的情况下的最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0087]在此，如果由用户经由舒适性范围设定部112设定为PMV的范围为-0.7 < PMV ( 0.7，则最佳负荷分配设定值计算部113如图4所示，使用最佳负荷分配函数Fl的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为26°C )、最佳负荷分配函数F2的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为28°C )，在图4的例子的情况下，通过内插法，计算设定为PMV的范围为-0.7彡PMV彡0.7时的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为27 0C )。
[0088]以上的说明以室内温度设定值为例子，但也同样地计算室内湿度设定值、供气温度设定值、或其他空调关联的设定值。
[0089]其结果是最佳负荷分配设定值发送部114从最佳负荷分配设定值计算部113取得通过最佳负荷分配设定值计算部113计算出的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值等控制所需要的全部空调关联的设定值，向热源装置用控制装置42和回气导入空调机用控制装置41发送。
[0090]接着，说明本第一实施方式的空调控制装置的动作。
[0091]图5是第一实施方式的空调控制装置的处理流程图。
[0092]首先，空调控制装置10取得从各传感器取得的当前值(步骤Sll)。
[0093]接着，通过由用户设定空调区域的舒适性范围(在本实施方式中，为PMV范围)(步骤S12)，取得计算所需要的最佳负荷分配函数(步骤S13)。
[0094]接下来，空调控制装置10根据所取得的最佳负荷分配函数，计算最佳负荷分配设定值并取得(步骤S14)。
[0095]它们的结果是空调控制装置10将取得的最佳负荷分配设定值发送到回气导入空调机用控制装置41和热源装置用控制装置42，结束处理(步骤S15)。
[0096]其结果是回气导入空调机用控制装置41和热源装置用控制装置42根据与接收到的最佳负荷分配对应的设定值，分别进行空调控制。
[0097]如以上的说明那样，根据本第一实施方式，预先使用热源装置模型、外气导入空调机模型、回气导入空调机模型，针对多个外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，根据规定范围内的舒适性指标值，分别制作空调关联的最佳负荷分配函数，因此在同一空调区域中，如导入外气的空调机(外气导入空调机)、导入来自空调区域的回气的空调机(回气导入空调机)的组合那样，在存在多个供气系统的情况下，也能够分别设定与各空调机的运用有关的设定值，能够使各空调机的负荷分配最佳化。
[0098]另外，能够在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内最大限地削减消耗能量。
[0099][1.1]第一实施方式的变形例子
[0100]在上述第一实施方式的说明中，图1所示的空调区域11如来自外气导入空调机13的供气、来自回气导入空调机14的供气那样具有2个供气，但也可以在同一空调区域11中分别具有多个外气导入空调机13和回气导入空调机14。在存在多个外气导入空调机13和回气导入空调机14的情况下，如果是同一空调区域，向外气导入空调机输出相同的供气温度设定值，向回气导入空调机输出相同的室内温度设定值和室内湿度设定值。另外，在本实施方式中，如图1所示，热源装置12将不具有冷却塔的热源装置、例如空气冷却热泵冷却器等作为空调控制装置10的控制对象。
[0101]另外，在上述第一实施方式的说明中，将舒适性指标设为PMV，但也可以是有效温度、作用温度、修正有效温度等。对于任意的指标，在同一空调区域中存在导入的空气不同的多个空调机的供气的情况下，能够决定用于使各空调机的负荷分配最佳化的各种空调关联的设定值，使得能够利用舒适性指标在舒适性的范围内降低消耗能量(更理想的是最小化)。
[0102][2]第二实施方式
[0103]接着，说明第二实施方式。
[0104]图6是第二实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0105]在图6中，对与图1相同的部分附加相同的符号。
[0106]第二实施方式的空调系统IA具备空调控制装置10、空调区域11、热源装置12、代替外气导入空调机13的空调机201、回气导入空调机14。
[0107]在上述结构中，空调机201具备调节风门202、冷却盘管203、供气扇64、排气扇65。
[0108]调节风门202控制使空调机201从建筑物外取入的外气21和通过排气扇65从空调区域11取出的空气混合的比例。即，决定空调机201供气的空气的外气比例。通过供气扇64控制空调机201向空调区域11供气的风量。
[0109]冷却盘管203通过与由热源装置12生成的冷水32的热交换，将通过调节风门202混合的空气控制为设定的温度。此外，也可以通过调节风门202取入外气21使得空调区域11内的CO2浓度固定，通过供气扇64控制空调机201向空调区域11供气的风量使得供气管路的压力固定。
[0110]在本第二实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，将存储在空调模型存储部134中的模型代替为第一实施方式的外气导入空调机模型136，存储使外气和回气混合的空调模型。
[0111]由此，最佳负荷分配计算部132针对存储的使外气和回气混合的空调机模型，对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更少、更理想的是为最小那样的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。
[0112]对于本第二实施方式的动作，与图5所不的第一实施方式相同，因此援引其详细说明。
[0113]根据本第二实施方式，通过使外气21和从空调区域11取出的空气混合，与外气相t匕，冷却的空气的温度和湿度接近空调区域11的温度和湿度，因此能够减少冷却盘管203的冷却热量。由此，与第一实施方式相比，能够进一步削减消耗能量。另外，空调控制装置10的动作与第一实施方式相同，能够决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。进而，在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内削减消耗能量。
[0114][2.1]第二实施方式的变形例子
[0115]图7是第二实施方式的变形例子的说明图。
[0116]在上述第二实施方式的说明中，将外气21和从空调区域11取出的空气混合，将该空气控制为通过冷却盘管203设定的温湿度，但在第二实施方式的变形例子的空调系统IB中，如图7所示，也可以使代替空调机201而使用的空调机201A设置成采用将通过外气用冷却盘管15而冷却后的外气21和从空调区域11取出的空气混合向空调区域11供气的结构。
[0117]根据本第二实施方式的变形例子，在同一空调区域中存在导入的空气系统不同的多个空调机的供气的情况下，也能够在由用户设定的舒适性指标值(例如PMV)的范围内降低消耗能量，更理想的是能够成为最小。另外，能够确实地决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。
[0118][3]第三实施方式
[0119]接着，说明第三实施方式。
[0120]图8是第三实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0121]在图8中，对与图1的第一实施方式相同的部分附加相同的符号。
[0122]第三实施方式的空调系统IC具备空调控制装置10、空调区域11、代替热源装置12的热源装置221、外气导入空调机13、回气导入空调机14。
[0123]在上述结构中，热源装置221具备致冷剂31、冷水阀62、致冷剂阀222。
[0124]热源装置用控制装置42取得从空调控制装置10发送的冷水32的温度设定值、通过测量致冷剂31的温度的冷水温度计223发送的冷水温度的当前值，向致冷剂阀222输出控制致冷剂阀222的开度的开度控制信号。
[0125]致冷剂阀222根据从热源装置用控制装置42输入的开度控制信号变更阀开度，控制致冷剂31的温度。
[0126]接着，说明第三实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0127]在本第三实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，将存储在空调模型存储部134中的模型代替为第一实施方式的外气导入空调机模型136，存储具有致冷剂阀222的外气导入空调机模型。
[0128]由此，最佳负荷分配计算部132针对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更降低、更理想的是成为最小的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值。
[0129]另一方面，最佳负荷分配函数制作部133对室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值，生成符合通过最佳负荷分配计算部132计算出的全部设定值的函数作为最佳负荷分配函数。在该情况下，也与第一实施方式同样地，生成使PMV范围变更了的多个最佳负荷分配函数。
[0130]其结果是最佳负荷分配设定值计算部113根据从当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、以及从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，从最佳负荷分配函数制作部133取得最佳负荷分配函数，与第一实施方式同样地，计算室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值。
[0131]然后，最佳负荷分配设定值发送部114取得通过最佳负荷分配设定值计算部113计算出的设定值，向热源装置用控制装置42和回气导入空调机用控制装置41发送。
[0132]根据本第三实施方式，通过利用热源装置221的致冷剂阀222，能够控制冷水32的温度。因此，能够在还考虑到热源装置221生成冷水的消耗能量的基础上，决定空调关联的设定值。另外，与第一实施方式相比，能够进一步削减消耗能量。
[0133][4]第四实施方式
[0134]接着，说明第四实施方式。
[0135]图9是第四实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0136]在图9中，对与图1的第一实施方式相同的部分附加相同的符号。
[0137]第四实施方式的空调系统ID具备空调控制装置10、空调区域11、热源装置12、夕卜气导入空调机13、回气导入空调机14、冷却塔261。
[0138]在上述结构中，冷却塔261具备风扇262、泵263，通过泵263向热源装置12送水通过与外气21的热交换而冷却了的一定量的冷却水264。
[0139]热源装置12的致冷剂31通过与从冷却塔261送水的冷却水264的热交换，降低温度。
[0140]冷却塔用控制装置266取得从空调控制装置10发送的冷却水264的温度设定值、测量向热源装置12送水的冷却水264的温度的冷却水温度计265的当前值，向风扇262输出用于控制冷却水264的温度的风扇控制信号。
[0141]由此，风扇262根据输入的风扇控制信号，控制冷却水264的温度。
[0142]接着，说明本第四实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0143]在本第四实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，对于存储在空调模型存储部134中的模型，除了热源装置模型135、外气导入空调机模型136、回气导入空调机模型137以外，还存储冷却塔模型。
[0144]由此，最佳负荷分配计算部132针对存储的空调模型，对多个条件的外气温度、夕卜气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更降低、更理想的是成为最小的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷却水温度设定值。
[0145]在本实施方式中，用下述公式(2)表示空调关联的消耗能量值。
[0146]全部消耗能量值(E)=热源装置消耗能量(Eteat)+外气导入空调机消耗能量(Eout) +回气导入空调机消耗能量(Era) +冷却塔消耗能量(E。)......(2)
[0147]冷却塔消耗能量(E。)= Efan+Epump
[0148]在此，Efan是冷却塔风扇消耗能量，Epump是冷却水泵消耗能量。
[0149]另外，本第四实施方式的空调控制装置10根据从各传感器取得的当前值、用户设定的空调区域的舒适性范围，从预先制作的最佳负荷分配函数取得最佳负荷分配设定值。然后，空调控制装置10向回气导入空调机用控制装置41、热源装置用控制装置42、以及冷却塔用控制装置266发送取得的最佳负荷分配设定值。
[0150]通过采用上述结构，根据本第四实施方式，对于除了热源装置11、外气导入空调机13、回气导入空调机14以外还具备冷却塔261的空调关联的设备，能够决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。进而，在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内削减消耗能量。
[0151][5]实施方式的效果
[0152]如以上的说明那样，根据各实施方式，能够在用户希望(设定)的舒适性指标的范围内降低空调装置的消耗能量。
[0153][6]实施方式的变形例子
[0154]将通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序以可安装的形式或可执行的形式的文件存储在CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD等计算机可读取的存储介质中来提供。
[0155]另外，也可以构成为将通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序存储在与因特网等网络连接的计算机上而经由网络下载，由此进行提供。另外，也可以构成为经由因特网等网络提供或发布通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序。
[0156]另外，也可以构成为预先将本实施方式的空调控制装置的控制程序组装在ROM等存储介质中来提供。
[0157]说明了本发明的若干个实施方式，但作为例子而提示了这些实施方式，并不是要限定发明的范围。能够以其他各种形式实施这些新的实施方式，能够在不脱离发明的主要内容的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含在发明的范围、主要内容中，并且包含在权利要求所记载的发明和其均等的范围中。
【权利要求】
1.一种空调控制装置，通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制，该空调控制装置的特征在于包括: 设定部，对上述多种空调机设定空调负荷分配，以便在由用户根据基于上述多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的上述空调区域的舒适性范围内，上述多种空调机的整体的消耗能量进一步降低； 输出部，根据通过上述设定部设定的空调负荷分配，分别向上述多种空调机的控制装置输出用于控制上述多种空调机的控制值。
2.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于:上述多种空调机包含回气导入空调机。
3.根据权利要求1或2所述的空调控制装置，其特征在于:上述多种空调机包含外气导入空调机。
4.根据权利要求3所述的空调控制装置，其特征在于:上述外气导入空调机是具有将外气和上述空调区域内的空气混合的调节风门的空调机。
5.根据权利要求3或4所述的空调控制装置，其特征在于: 上述设定部具备: 取得部，连接有函数生成部而取得上述最佳负荷分配函数，其中，函数生成部生成根据外气温度、外气湿度、上述外气导入空调机的供气温度、上述空调区域内的温度、上述空调区域内的湿度、外气导入空调机的供气风量、以及上述多种空调机的各个空调机的模型所生成的最佳负荷分配函数。
6.根据权利要求3?5的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述控制值包含上述外气导入空调机的供气温度设定值、上述回气导入空调机的室内温度设定值和室内湿度设定值。
7.根据权利要求3?6的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部根据最佳负荷分配函数设定空调负荷分配，其中，最佳负荷分配函数是除了根据上述多种空调机的各个空调机的模型以外还根据用于控制向上述外气导入空调装置供给的冷水的温度的热源装置的模型所生成的。
8.根据权利要求1?7的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部根据最佳负荷分配函数设定空调负荷分配，其中，最佳负荷分配函数是除了根据上述多种空调机的各个空调机的模型和上述热源装置的模型以外还根据进行上述热源装置的冷却的冷却塔的模型所生成的。
9.根据权利要求1?8的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:使用PMV、有效温度、修正有效温度中的某一个，作为表示上述舒适性的舒适性指标。
10.根据权利要求1?9的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部对上述多种空调机设定空调负荷分配，使得在上述空调区域的舒适性范围内上述多种空调机的整体的消耗能量最低。
11.一种存储介质，是记录了控制程序的计算机可读取的存储介质，该控制程序用于通过计算机控制用于通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置，该存储介质的特征在于使上述计算机作为以下功能而发挥功能: 对上述多种空调机设定空调负荷分配，以便在由用户根据基于上述多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的上述空调区域的舒适性范围内，上述多种空调机的整体的消耗能量进一步降低的设定功能； 根据在上述设定功能中设定的空调负荷分配，分别向上述多种空调机的控制装置输出用于控制上述多种空调机的控制值的输出功能。
【文档编号】F24F11/02GK104160217SQ201380010842
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】田丸慎悟, 村山大, 村井雅彦, 花田雄一, 木村浩二, 高木康夫 申请人:株式会社东芝
【专利摘要】实施方式的空调控制装置是通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置。设定部对多种空调机设定空调负荷分配，使得在由用户根据基于多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的空调区域的舒适性范围内，多种空调机的整体的消耗能量更降低。输出部根据通过设定部设定的负荷分配，分别向多种空调机的控制装置输出用于控制多种空调机的控制值。
【专利说明】空调控制装置以及存储介质
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及一种空调控制装置以及存储介质。
【背景技术】
[0002]办公室、住宅等建筑设备整体所消耗的能量中的空调关联的消耗能量占约一半。因此，空调关联的节能的推进对建筑设备的节能有很大贡献。此前，从空调的节能的观点出发，提出了很多空调控制装置。
[0003]例如，专利文献I所记载的技术提出了在考虑到室内人的舒适性的同时、高效地谋求消耗能量的节能的技术。
[0004]该专利文献I所记载的技术采用以下结构，即在预先设定的舒适性指标的目标设定范围中，以冷冻机、冷却塔、外气用盘管、回气用盘管、送水泵、送风扇的消耗能量的合计值成为最小的方式，计算从空调机向空调控制对象供给的送风的温度设定值和湿度设定值，向空调和热源装置发送这些设定值。
[0005]另外，专利文献2所记载的技术涉及业务用空调控制系统，提出了以下的技术:取得时刻变化的系统各处的状态，取得系统整体能够最节能的目标指示值，控制业务用空调系统。
[0006]该专利文献2的技术采用以下结构，即向系统构成设备的控制装置发送与冷却水的运用有关的目标指示值、与冷水的运用有关的目标指示值、以及与冷风的运用有关的业务用空调机的目标指示值中的与通过最佳协作节能控制装置得到的至少2个以上的运用有关的目标指不值。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2009-174825号公报
[0009]专利文献2:日本特开2008-75977号公报
[0010]专利文献3:日本特开2007-285579号公报
【发明内容】
[0011]但是，专利文献1、2记载的技术将通过外气用盘管调整了温湿度的外气、通过回气用盘管调整了温湿度的回气混合，向空调控制对象供气。
[0012]另外,专利文献3记载的技术经由调节风门(damper)将来自空调控制对象的回气的一部分与外气混合，通过直膨盘管进行冷却，进而将该冷却后的空气与回气混合，将通过冷温水盘管调整了温湿度的空气向空调控制对象供给。
[0013]这些技术在空调控制对象的空调方式为组合了外气导入空调机和回气导入空调机(例如外调机和大楼用多空调)的结构的情况下，各空调机导入的空气不同，同一空调控制对象有多个供气，因此无法决定空调关联的设定值。
[0014]另外，上述技术在空调控制对象的空调方式为组合了外气导入空调机和回气导入空调机的结构的情况下，为了谋求节能，必须考虑各空调机的效率和和负荷分配。
[0015]实施方式的空调控制装置是通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置。
[0016]设定部对多种空调机设定空调负荷分配，使得在由用户根据基于多种空调机的各个模型生成的最佳负荷分配函数设定的空调区域的舒适性范围内，多种空调机整体的消耗能量更降低。
[0017]输出部根据通过设定部设定的空调负荷分配，分别向多种空调机的控制装置输出用于控制多种空调机的控制值。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是第一实施方式的空调系统的概要结构的图。
[0019]图2是空调控制装置的概要结构框图。
[0020]图3是最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0021]图4是最佳负荷分配函数的PMV范围与用户设定的PMV范围不同的情况下的最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0022]图5是第一实施方式的空调控制装置的处理流程图。
[0023]图6是第二实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0024]图7是第二实施方式的变形例子的说明图。
[0025]图8是第三实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0026]图9是第四实施方式的空调系统的概要结构框图。
【具体实施方式】
[0027]接着，参照【专利附图】
【附图说明】实施方式。
[0028]在以下的说明中，在计算空调关联的设定值时，利用舒适性指标。
[0029]作为舒适性指标，可以列举PMV、有效温度、修正该有效温度所得的修正有效温度等，但在以下，以使用了 PMV的情况为例子进行说明。
[0030]另外，在最近的办公大楼等中，隔热性好，个人计算机、OA设备多。因此，整年地空调是致冷模式的情况多。因此，在以下的各实施方式的说明中，以在致冷模式下进行空调控制的情况为例子进行说明。
[0031][I]第一实施方式
[0032]图1是第一实施方式的空调系统的概要结构图。
[0033]第一实施方式的空调系统I如图1所示，具备控制空调系统I整体的空调控制装置10、作为空调对象的空调区域(被空调区)11、供给热源(在本实施方式中，为冷却用热源)的热源装置12、导入外气而进行空调的空调机即外气导入空调机13、导入空调区域11内的空气而进行空调的回气导入空调机14。
[0034]在上述结构中，空调区域11是指各空调机的控制区域即被空调室内。
[0035]在该情况下，例如在大型大楼的情况下，统一控制室内整体时过大。因此，将室内分为多个控制区域，对各个控制区域控制多个空调机。但是，在这样的情况下，为了简化，也将各控制区域称为空调区域。
[0036]接着，说明第一实施方式的动作。
[0037]空调区域11具备测量导入的空气不同的多个空调机的供气、空气区域11的室内温度的室内温度计54、测量室内湿度的室内湿度计55。在空调区域11中，通过外气导入空调机13和回气导入空调机14的供气，来维持室内人的舒适性。
[0038]热源装置12具备致冷剂31、冷水阀62。
[0039]在此，致冷剂31通过与外气21进行热交换，来降低温度。
[0040]进而，热源装置12通过与致冷剂31的热交换而生成冷水32，向外气导入空调机13供给所生成的冷水32。
[0041]热源装置用控制装置42根据从空调控制装置10接收到的外气导入空调机13的供气温度设定值、供气温度计53测量的外气导入空调机13的向空调区域11供给的供气的温度的当前值(供气温度当前值)，生成开度控制信号，输出到冷水阀62。
[0042]当输入开度控制信号后，冷水阀62成为与开度控制信号对应的开度，控制外气导入空调机13的供气温度。在此，为了与致冷剂31进行区别，设热源装置12生成冷水32，但也可以是温水等致冷剂。
[0043]外气导入空调机13具备外气用冷却盘管15、供气扇64、排气扇65。
[0044]外气导入空调机13的外气用冷却盘管15通过与在热源装置12中生成的冷水32的热交换而将导入的外气21设为所设定的温度。
[0045]供气扇64将通过外气用冷却盘管15冷却后的外气21供气到空调区域11。因此，通过供气扇64控制向空调区域11内的供气量。
[0046]排气扇65将空调区域11的空气作为排气23排出到建筑物外。
[0047]在此，根据从空调控制装置10接收到的供气流量的设定值，决定外气导入空调机13从空调区域11排出的排气23的流量。
[0048]S卩，供气扇64的供气量和排气扇65的排气量之间的关系为I对I以便不产生压力差。此外，也可以通过供气扇64控制外气导入空调机13的向空调区域11的供气量，使得空调区域11内的CO2浓度固定。
[0049]回气导入空调机14具备回气用冷却盘管16、致冷剂33、致冷剂阀63、供气扇66。
[0050]回气导入空调机14的回气用冷却盘管16通过与驱动通过与外气21的热交换而冷却(降低温度)的致冷剂33、供气扇66从而从空调区域11导入的回气22的热交换，将回气22的温度设为所设定的温度。
[0051]与之并行地，回气导入空调机用控制装置41取得从空调控制装置10接收到的室内温度设定值和室内湿度设定值、测量空调区域11的室内温湿度的室内温度计54和室内湿度计55的当前值，向致冷剂阀63输出开度控制信号。从回气导入空调机用控制装置41输入了开度控制信号的致冷剂阀63成为与输入的开度控制信号对应的开度，调整回气22的温度和湿度、即向空调区域11的供气的温度和湿度。
[0052]由此，供气扇66将通过回气用冷却盘管16冷却后的回气22向空调区域11进行供气。
[0053]图2是空调控制装置的概要结构框图。
[0054]空调控制装置10如图2所示，具备当前值取得部111、舒适性范围设定部112、最佳负荷分配设定值计算部113、最佳负荷分配设定值发送部114。
[0055]当前值取得部111连接有外气温度计51、外气湿度计52、供气温度计53、室内温度计54、室内湿度计55、以及风量计56。由此，当前值取得部111取得外气温度、外气湿度、供气温度、空调区域11的温度(室内温度)、空调区域11的湿度、以及外气导入空调机13向空调区域11供气时的风量的各个当前值。
[0056]舒适性范围设定部112由用户设定空调区域11的舒适性范围(PMV范围)。在本第一实施方式中，由用户设定PMV范围。
[0057]最佳负荷分配设定值计算部113使用由当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、空调区域11的温度(室内温度)、空调区域11的湿度、以及外气导入空调机13向空调区域11供气时的风量的当前值、从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，计算与使外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配最佳化的运用有关的设定值。
[0058]更具体地说，最佳负荷分配设定值计算部113在将空调区域11内的CO2浓度维持为规定范围的状态下，计算与运用有关的设定值，以使为了进行导入外气而将导入到空调区域11的外气21设为空调区域11的希望温度和希望湿度所需要的能量、和从空调区域11取入的回气22再次返回到空调区域11时为了成为空调区域11的希望温度和希望湿度所需要的能量的总和最小。由此，最佳负荷分配设定值计算部113对外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配进行最佳化。
[0059]然后，最佳负荷分配设定值发送部114向热源装置用控制装置42、回气导入空调机用控制装置41发送与对从最佳负荷分配设定值计算部113取得的负荷分配进行最佳化的运用有关的空调关联的设定值。在本实施方式中，作为与空调关联的运用有关的设定值，向回气导入空调机用控制装置41发送室内温度设定值和室内湿度设定值，向热源装置用控制装置42发送供气温度设定值。
[0060]在本实施方式中，如上述那样，作为与空调关联的运用有关的设定值，向回气导入空调机用控制装置41发送室内温度设定值和室内湿度设定值，向热源装置用控制装置42发送供气温度设定值。但是，并不限于此，只要能够使负荷分配最佳化，则也能够应用任意的设定值。
[0061]最佳负荷分配设定值计算部113的空调关联的设定值计算方法例如能够应用日本特开2011-27301号公报所公开的技术。具体地说，针对多个外气条件、多个空调区域的环境条件的每个组合分别通过最佳化运算预先计算在设定的PMV的范围内与空调控制的所需要动力有关的值成为最小那样的空调控制用的设定值，制作适合全部条件下的设定值的最佳运用函数。然后，根据预先制作的最佳运用函数、当前的环境条件确定空调关联的设定值，发送到空调机。
[0062]根据该方法(技术)，能够计算出在室内人感到舒适(舒适性:PMV)范围内消耗能量成为最小的空调关联的设定值。
[0063]接着，说明本实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0064]图3是最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0065]最佳负荷分配设定值计算部113取得通过离线处理部131制作的最佳负荷分配函数，计算最佳负荷分配设定值。
[0066]在此，说明离线处理部131。
[0067]离线处理部131通常在与最佳负荷分配设定值计算部113断开的离线状态下生成最佳负荷分配函数。
[0068]这是因为最佳负荷分配函数的制作的运算负荷高，无法实时地进行计算。
[0069]离线处理部131具备最佳负荷分配计算部132、最佳负荷分配函数制作部133、空调模型存储部134。
[0070]空调模型存储部134在本实施方式的情况下，存储有与作为空调关联装置的热源装置12、外气导入空调机13、以及回气导入空调机14的结构有关的信息。
[0071]因此，在本实施方式的空调模型存储部134中，存储有与热源装置12的结构对应的热源装置模型135、与外气导入空调机13的结构对应的外气导入空调机模型136、与回气导入空调机14的结构对应的回气导入空调机模型137。
[0072]最佳负荷分配计算部132针对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、外气导入空调机13的风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV范围内空调关联的消耗能量成为最小的、使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。
[0073]在本第一实施方式中，用下述公式(I)表示空调关联的消耗能量值。在此，假设外气导入空调机13只具有一个供气扇，回气导入空调机14将大楼多空调装置作为对象，在公式(I)中表示空调关联的消耗能量。
[0074]全部消耗能量值(E)=热源装置12的消耗能量(Eheat) +外气导入空调机13的消耗能量(Erat)+回气导入空调机14的消耗能量(Em)......(I)
[0075]热源装置消耗能量(Eheat) = Qheat/C0P
[0076]外气导入空调机消耗能量(Etjut)= (FoutXΗ)/( η X6120X9.81)
[0077]回气导入空调机消耗能量(Ε
ra) Ebmoutrat X fl (Qbm) X (Tgmb，U +Ebmin
[0078]在此，Qheat是热源负荷，COP是热源成绩系数，Fout是外气导入量，H是压力，η是效率，Ebffloutrat是室外机额定消耗功率，是第一函数，f2是第二函数，Qbffl是大楼多系统的负荷率，Tamb是外气温度，Tr wb是空调区域湿球温度，Ebmin是室内机消耗功率。
[0079]在该情况下，对于使公式(I)的全部消耗能量最小化的工作流体的力学平衡状态的探索，例如可以使用日本特开2008-256258号公报所记载的算法(消耗能量最小化算法)。
[0080]最佳负荷分配函数制作部133对每个能够由用户设定的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值，生成包含通过最佳负荷分配计算部132计算出的全部设定值的函数作为最佳负荷分配函数。此外，对于能够由用户设定的设定值的组合，只要能够在生成后的最佳负荷分配函数中在实用上没有问题地应用，则也可以使用采样的一部分设定值的组合。
[0081]进而，在最佳负荷分配函数制作部133中，生成多个使PMV范围变化了的最佳负荷分配函数。这是因为:由此用户能够自由地变更PMV范围，能够计算出在规定范围内的PMV下空调关联的消耗能量更少的使外气导入空调机13和回气导入空调机14的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值。
[0082]在最佳负荷分配函数制作部133中，当接收到所生成的使PMV范围变更后的多个最佳负荷分配函数后，最佳负荷分配设定值计算部113根据从当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量、从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，适当地选择从最佳负荷分配函数制作部133取得的最佳负荷分配函数。然后，最佳负荷分配设定值计算部113使用选择出的最佳负荷分配函数，计算室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。此外，在存储多个最佳负荷分配函数的容量不足的情况下，也可以构成为每次从最佳负荷分配函数制作部133取得最佳负荷分配函数。
[0083]接着，更具体地说明用户变更了 PMV范围的情况下的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0084]在以下的说明中，说明最佳负荷分配函数制作部133生成PMV的范围为-0.5彡PMV彡0.5的最佳负荷分配函数Fl、PMV的范围为-0.9彡PMV彡0.9的最佳负荷分配函数F2的情况。
[0085]由此，最佳负荷分配设定值计算部113接收通过最佳负荷分配函数制作部133制作的最佳负荷分配函数Fl和最佳负荷分配函数F2。
[0086]图4是最佳负荷分配函数的PMV范围与用户设定的PMV范围不同的情况下的最佳负荷分配设定值计算部的动作说明图。
[0087]在此，如果由用户经由舒适性范围设定部112设定为PMV的范围为-0.7 < PMV ( 0.7，则最佳负荷分配设定值计算部113如图4所示，使用最佳负荷分配函数Fl的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为26°C )、最佳负荷分配函数F2的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为28°C )，在图4的例子的情况下，通过内插法，计算设定为PMV的范围为-0.7彡PMV彡0.7时的室内温度设定值(在图4的例子的情况下，为27 0C )。
[0088]以上的说明以室内温度设定值为例子，但也同样地计算室内湿度设定值、供气温度设定值、或其他空调关联的设定值。
[0089]其结果是最佳负荷分配设定值发送部114从最佳负荷分配设定值计算部113取得通过最佳负荷分配设定值计算部113计算出的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值等控制所需要的全部空调关联的设定值，向热源装置用控制装置42和回气导入空调机用控制装置41发送。
[0090]接着，说明本第一实施方式的空调控制装置的动作。
[0091]图5是第一实施方式的空调控制装置的处理流程图。
[0092]首先，空调控制装置10取得从各传感器取得的当前值(步骤Sll)。
[0093]接着，通过由用户设定空调区域的舒适性范围(在本实施方式中，为PMV范围)(步骤S12)，取得计算所需要的最佳负荷分配函数(步骤S13)。
[0094]接下来，空调控制装置10根据所取得的最佳负荷分配函数，计算最佳负荷分配设定值并取得(步骤S14)。
[0095]它们的结果是空调控制装置10将取得的最佳负荷分配设定值发送到回气导入空调机用控制装置41和热源装置用控制装置42，结束处理(步骤S15)。
[0096]其结果是回气导入空调机用控制装置41和热源装置用控制装置42根据与接收到的最佳负荷分配对应的设定值，分别进行空调控制。
[0097]如以上的说明那样，根据本第一实施方式，预先使用热源装置模型、外气导入空调机模型、回气导入空调机模型，针对多个外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，根据规定范围内的舒适性指标值，分别制作空调关联的最佳负荷分配函数，因此在同一空调区域中，如导入外气的空调机(外气导入空调机)、导入来自空调区域的回气的空调机(回气导入空调机)的组合那样，在存在多个供气系统的情况下，也能够分别设定与各空调机的运用有关的设定值，能够使各空调机的负荷分配最佳化。
[0098]另外，能够在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内最大限地削减消耗能量。
[0099][1.1]第一实施方式的变形例子
[0100]在上述第一实施方式的说明中，图1所示的空调区域11如来自外气导入空调机13的供气、来自回气导入空调机14的供气那样具有2个供气，但也可以在同一空调区域11中分别具有多个外气导入空调机13和回气导入空调机14。在存在多个外气导入空调机13和回气导入空调机14的情况下，如果是同一空调区域，向外气导入空调机输出相同的供气温度设定值，向回气导入空调机输出相同的室内温度设定值和室内湿度设定值。另外，在本实施方式中，如图1所示，热源装置12将不具有冷却塔的热源装置、例如空气冷却热泵冷却器等作为空调控制装置10的控制对象。
[0101]另外，在上述第一实施方式的说明中，将舒适性指标设为PMV，但也可以是有效温度、作用温度、修正有效温度等。对于任意的指标，在同一空调区域中存在导入的空气不同的多个空调机的供气的情况下，能够决定用于使各空调机的负荷分配最佳化的各种空调关联的设定值，使得能够利用舒适性指标在舒适性的范围内降低消耗能量(更理想的是最小化)。
[0102][2]第二实施方式
[0103]接着，说明第二实施方式。
[0104]图6是第二实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0105]在图6中，对与图1相同的部分附加相同的符号。
[0106]第二实施方式的空调系统IA具备空调控制装置10、空调区域11、热源装置12、代替外气导入空调机13的空调机201、回气导入空调机14。
[0107]在上述结构中，空调机201具备调节风门202、冷却盘管203、供气扇64、排气扇65。
[0108]调节风门202控制使空调机201从建筑物外取入的外气21和通过排气扇65从空调区域11取出的空气混合的比例。即，决定空调机201供气的空气的外气比例。通过供气扇64控制空调机201向空调区域11供气的风量。
[0109]冷却盘管203通过与由热源装置12生成的冷水32的热交换，将通过调节风门202混合的空气控制为设定的温度。此外，也可以通过调节风门202取入外气21使得空调区域11内的CO2浓度固定，通过供气扇64控制空调机201向空调区域11供气的风量使得供气管路的压力固定。
[0110]在本第二实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，将存储在空调模型存储部134中的模型代替为第一实施方式的外气导入空调机模型136，存储使外气和回气混合的空调模型。
[0111]由此，最佳负荷分配计算部132针对存储的使外气和回气混合的空调机模型，对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更少、更理想的是为最小那样的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、以及供气温度设定值。
[0112]对于本第二实施方式的动作，与图5所不的第一实施方式相同，因此援引其详细说明。
[0113]根据本第二实施方式，通过使外气21和从空调区域11取出的空气混合，与外气相t匕，冷却的空气的温度和湿度接近空调区域11的温度和湿度，因此能够减少冷却盘管203的冷却热量。由此，与第一实施方式相比，能够进一步削减消耗能量。另外，空调控制装置10的动作与第一实施方式相同，能够决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。进而，在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内削减消耗能量。
[0114][2.1]第二实施方式的变形例子
[0115]图7是第二实施方式的变形例子的说明图。
[0116]在上述第二实施方式的说明中，将外气21和从空调区域11取出的空气混合，将该空气控制为通过冷却盘管203设定的温湿度，但在第二实施方式的变形例子的空调系统IB中，如图7所示，也可以使代替空调机201而使用的空调机201A设置成采用将通过外气用冷却盘管15而冷却后的外气21和从空调区域11取出的空气混合向空调区域11供气的结构。
[0117]根据本第二实施方式的变形例子，在同一空调区域中存在导入的空气系统不同的多个空调机的供气的情况下，也能够在由用户设定的舒适性指标值(例如PMV)的范围内降低消耗能量，更理想的是能够成为最小。另外，能够确实地决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。
[0118][3]第三实施方式
[0119]接着，说明第三实施方式。
[0120]图8是第三实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0121]在图8中，对与图1的第一实施方式相同的部分附加相同的符号。
[0122]第三实施方式的空调系统IC具备空调控制装置10、空调区域11、代替热源装置12的热源装置221、外气导入空调机13、回气导入空调机14。
[0123]在上述结构中，热源装置221具备致冷剂31、冷水阀62、致冷剂阀222。
[0124]热源装置用控制装置42取得从空调控制装置10发送的冷水32的温度设定值、通过测量致冷剂31的温度的冷水温度计223发送的冷水温度的当前值，向致冷剂阀222输出控制致冷剂阀222的开度的开度控制信号。
[0125]致冷剂阀222根据从热源装置用控制装置42输入的开度控制信号变更阀开度，控制致冷剂31的温度。
[0126]接着，说明第三实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0127]在本第三实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，将存储在空调模型存储部134中的模型代替为第一实施方式的外气导入空调机模型136，存储具有致冷剂阀222的外气导入空调机模型。
[0128]由此，最佳负荷分配计算部132针对多个条件的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更降低、更理想的是成为最小的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值。
[0129]另一方面，最佳负荷分配函数制作部133对室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值，生成符合通过最佳负荷分配计算部132计算出的全部设定值的函数作为最佳负荷分配函数。在该情况下，也与第一实施方式同样地，生成使PMV范围变更了的多个最佳负荷分配函数。
[0130]其结果是最佳负荷分配设定值计算部113根据从当前值取得部111取得的外气温度、外气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、以及从舒适性范围设定部112取得的PMV范围，从最佳负荷分配函数制作部133取得最佳负荷分配函数，与第一实施方式同样地，计算室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷水温度设定值。
[0131]然后，最佳负荷分配设定值发送部114取得通过最佳负荷分配设定值计算部113计算出的设定值，向热源装置用控制装置42和回气导入空调机用控制装置41发送。
[0132]根据本第三实施方式，通过利用热源装置221的致冷剂阀222，能够控制冷水32的温度。因此，能够在还考虑到热源装置221生成冷水的消耗能量的基础上，决定空调关联的设定值。另外，与第一实施方式相比，能够进一步削减消耗能量。
[0133][4]第四实施方式
[0134]接着，说明第四实施方式。
[0135]图9是第四实施方式的空调系统的概要结构框图。
[0136]在图9中，对与图1的第一实施方式相同的部分附加相同的符号。
[0137]第四实施方式的空调系统ID具备空调控制装置10、空调区域11、热源装置12、夕卜气导入空调机13、回气导入空调机14、冷却塔261。
[0138]在上述结构中，冷却塔261具备风扇262、泵263，通过泵263向热源装置12送水通过与外气21的热交换而冷却了的一定量的冷却水264。
[0139]热源装置12的致冷剂31通过与从冷却塔261送水的冷却水264的热交换，降低温度。
[0140]冷却塔用控制装置266取得从空调控制装置10发送的冷却水264的温度设定值、测量向热源装置12送水的冷却水264的温度的冷却水温度计265的当前值，向风扇262输出用于控制冷却水264的温度的风扇控制信号。
[0141]由此，风扇262根据输入的风扇控制信号，控制冷却水264的温度。
[0142]接着，说明本第四实施方式的最佳负荷分配设定值计算部113的动作。
[0143]在本第四实施方式的空调控制装置10中，在通过离线处理部131生成最佳负荷分配函数时，对于存储在空调模型存储部134中的模型，除了热源装置模型135、外气导入空调机模型136、回气导入空调机模型137以外，还存储冷却塔模型。
[0144]由此，最佳负荷分配计算部132针对存储的空调模型，对多个条件的外气温度、夕卜气湿度、供气温度、室内温度、室内湿度、风量的每个组合，分别计算在由用户设定的PMV的范围内空调关联的消耗能量更降低、更理想的是成为最小的使各空调机的负荷分配最佳化的室内温度设定值、室内湿度设定值、供气温度设定值、以及冷却水温度设定值。
[0145]在本实施方式中，用下述公式(2)表示空调关联的消耗能量值。
[0146]全部消耗能量值(E)=热源装置消耗能量(Eteat)+外气导入空调机消耗能量(Eout) +回气导入空调机消耗能量(Era) +冷却塔消耗能量(E。)......(2)
[0147]冷却塔消耗能量(E。)= Efan+Epump
[0148]在此，Efan是冷却塔风扇消耗能量，Epump是冷却水泵消耗能量。
[0149]另外，本第四实施方式的空调控制装置10根据从各传感器取得的当前值、用户设定的空调区域的舒适性范围，从预先制作的最佳负荷分配函数取得最佳负荷分配设定值。然后，空调控制装置10向回气导入空调机用控制装置41、热源装置用控制装置42、以及冷却塔用控制装置266发送取得的最佳负荷分配设定值。
[0150]通过采用上述结构，根据本第四实施方式，对于除了热源装置11、外气导入空调机13、回气导入空调机14以外还具备冷却塔261的空调关联的设备，能够决定与使各空调机的负荷分配最佳化的运用有关的空调关联的设定值。进而，在舒适性指标值的范围内运用空调，因此能够在室内人的舒适性的范围内削减消耗能量。
[0151][5]实施方式的效果
[0152]如以上的说明那样，根据各实施方式，能够在用户希望(设定)的舒适性指标的范围内降低空调装置的消耗能量。
[0153][6]实施方式的变形例子
[0154]将通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序以可安装的形式或可执行的形式的文件存储在CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD等计算机可读取的存储介质中来提供。
[0155]另外，也可以构成为将通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序存储在与因特网等网络连接的计算机上而经由网络下载，由此进行提供。另外，也可以构成为经由因特网等网络提供或发布通过本实施方式的空调控制装置执行的控制程序。
[0156]另外，也可以构成为预先将本实施方式的空调控制装置的控制程序组装在ROM等存储介质中来提供。
[0157]说明了本发明的若干个实施方式，但作为例子而提示了这些实施方式，并不是要限定发明的范围。能够以其他各种形式实施这些新的实施方式，能够在不脱离发明的主要内容的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含在发明的范围、主要内容中，并且包含在权利要求所记载的发明和其均等的范围中。
【权利要求】
1.一种空调控制装置，通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制，该空调控制装置的特征在于包括: 设定部，对上述多种空调机设定空调负荷分配，以便在由用户根据基于上述多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的上述空调区域的舒适性范围内，上述多种空调机的整体的消耗能量进一步降低； 输出部，根据通过上述设定部设定的空调负荷分配，分别向上述多种空调机的控制装置输出用于控制上述多种空调机的控制值。
2.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于:上述多种空调机包含回气导入空调机。
3.根据权利要求1或2所述的空调控制装置，其特征在于:上述多种空调机包含外气导入空调机。
4.根据权利要求3所述的空调控制装置，其特征在于:上述外气导入空调机是具有将外气和上述空调区域内的空气混合的调节风门的空调机。
5.根据权利要求3或4所述的空调控制装置，其特征在于: 上述设定部具备: 取得部，连接有函数生成部而取得上述最佳负荷分配函数，其中，函数生成部生成根据外气温度、外气湿度、上述外气导入空调机的供气温度、上述空调区域内的温度、上述空调区域内的湿度、外气导入空调机的供气风量、以及上述多种空调机的各个空调机的模型所生成的最佳负荷分配函数。
6.根据权利要求3?5的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述控制值包含上述外气导入空调机的供气温度设定值、上述回气导入空调机的室内温度设定值和室内湿度设定值。
7.根据权利要求3?6的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部根据最佳负荷分配函数设定空调负荷分配，其中，最佳负荷分配函数是除了根据上述多种空调机的各个空调机的模型以外还根据用于控制向上述外气导入空调装置供给的冷水的温度的热源装置的模型所生成的。
8.根据权利要求1?7的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部根据最佳负荷分配函数设定空调负荷分配，其中，最佳负荷分配函数是除了根据上述多种空调机的各个空调机的模型和上述热源装置的模型以外还根据进行上述热源装置的冷却的冷却塔的模型所生成的。
9.根据权利要求1?8的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:使用PMV、有效温度、修正有效温度中的某一个，作为表示上述舒适性的舒适性指标。
10.根据权利要求1?9的任意一项所述的空调控制装置，其特征在于:上述设定部对上述多种空调机设定空调负荷分配，使得在上述空调区域的舒适性范围内上述多种空调机的整体的消耗能量最低。
11.一种存储介质，是记录了控制程序的计算机可读取的存储介质，该控制程序用于通过计算机控制用于通过供气系统不同的多种空调机进行空调区域的空调控制的空调控制装置，该存储介质的特征在于使上述计算机作为以下功能而发挥功能: 对上述多种空调机设定空调负荷分配，以便在由用户根据基于上述多种空调机的各个空调机的模型生成的最佳负荷分配函数设定的上述空调区域的舒适性范围内，上述多种空调机的整体的消耗能量进一步降低的设定功能； 根据在上述设定功能中设定的空调负荷分配，分别向上述多种空调机的控制装置输出用于控制上述多种空调机的控制值的输出功能。
【文档编号】F24F11/02GK104160217SQ201380010842
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】田丸慎悟, 村山大, 村井雅彦, 花田雄一, 木村浩二, 高木康夫 申请人:株式会社东芝
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