空调系统控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制室内空气的温度、湿度的空调系统控制装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，对构成设于大楼等的空调系统的各种空调设备的节能化的要求提高，为 了满足该要求，提出了很多降低空调设备的动力的空调系统的控制装置。另一方面，还提出 了一种除了节能化之外还要求满足室内在室者的温暖感觉、所谓舒适性，用于同时实现节 能化和舒适性的空调系统控制装置。
[0003] 以往，很多空调系统控制装置基于室内的温湿度信息及空调机的运转数据等，控 制空调机的运转以将室内温湿度控制在舒适范围内。例如，存在一种基于PWV (1987年由 IS07730确定的预测平均指数（Predicted Mean Vote)的简称）等温暖环境评价指标来决 定控制目标值的方法（参照专利文献1)。
[0004] 另外，还存在一种方法，基于由外部气体温度和外部气体相对湿度决定的外部气 体不愉快指数来推定室内的温湿度，控制空调机以将室内温湿度控制在舒适范围内（参照 专利文献2)。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利第3049266号公报（第[0011]段）
[0008] 专利文献2 :日本特开2003-74943号公报（摘要）
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 但是，在专利文献1的技术中，为了计算PMV需要利用传感器来检测室内温湿度和 壁面温度，从而存在由于设置传感器而相应地增加成本的课题。
[0011] 在专利文献2的技术中，没有特别地设置传感器，而根据从气象单位得到的外部 气体温度和外部气体相对湿度来推定室内的舒适性。但是，除了外部气体温度和外部气体 相对湿度之外，室内的舒适性还根据室内的在室人数、空调机的运转状态等而变化，因此存 在仅根据外部气体温度和外部气体相对湿度无法推定室内的舒适性的课题。另外，还存在 需要预先按照每个物件设定由外部气体温度和外部气体相对湿度决定的外部气体不愉快 指数与室内的舒适性之间的关系、从而非常耗费工时的课题。
[0012] 本发明鉴于以上问题而完成，其目的在于提供一种空调系统控制装置，即使在没 有设置湿度传感器的室内也能够高精度地推定室内湿度，能够使得室内温度和湿度不脱离 舒适性的范围。
[0013] 并且，本发明的目的在于提供一种空调系统控制装置，能够降低构成空调系统的 空调机的合计消耗电力。
[0014] 并且，本发明的目的在于提供一种空调系统控制装置，能够同时实现节能和舒适 性。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 本发明涉及的空调系统控制装置，控制对建筑物的空调对象空间进行空气调节的 空调机，具备：数据存储部，存储有参数设定用输入数据，所述参数设定用输入数据至少包 括包含所述建筑物在内的区域的气象数据和所述空调机的运转数据；热特性参数设定部， 具有基于所述空调对象空间中的热传导方程式的建筑物热模型的信息，基于所述参数设定 用输入数据求出作为所述建筑物热模型的物理参数的热特性参数；湿度特性参数设定部， 具有基于所述空调对象空间中的水分收支方程式的建筑物湿度模型的信息，基于所述热特 性参数和所述参数设定用输入数据，求出作为所述建筑物湿度模型的物理参数的湿度特性 参数；控制数据制作部，基于至少包括所述参数设定用输入数据在内的预测用输入数据、所 述建筑物热模型、所述建筑物湿度模型、所述热特性参数及所述湿度特性参数，制作所述空 调机的控制数据以使所述空调对象空间的温度和湿度控制在预先设定的范围内；及控制数 据输出部，将所述控制数据向所述空调机发送。
[0017] 发明效果
[0018] 本发明即使在没有设置湿度传感器的空调对象空间内也能够使得空调对象空间 的温度和湿度不脱离预先设定的范围。
【附图说明】
[0019] 图1是表示本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的构成的图。
[0020] 图2是表示本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的动作的流程图。
[0021] 图3是说明本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的建筑物热模型的图。
[0022] 图4是说明本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的建筑物湿度模型的 图。
[0023] 图5是说明饱和水蒸汽量和温度的关系的图。
[0024] 图6是表示本发明的实施方式2涉及的空调系统控制装置的构成的图。
【具体实施方式】
[0025] 实施方式1.
[0026] 图1是表示本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的构成的图。
[0027] 在图1中，空调系统控制装置3构成为能够经由因特网等通信单元100与气象数 据发送单位1之间进行数据通信。另外，空调系统控制装置3构成为能够经由因特网等通 信单元100在对对象建筑物（未图示）内的空调对象空间进行空气调节的一个或多个空调 机2之间进行数据通信。
[0028] 空调系统控制装置3基于来自气象数据发送单位1和空调机2的输入信息以及空 调机特性数据7 (例如由用户输入的），对设置于对象建筑物中的空调机2进行控制。
[0029] 空调系统控制装置3具备：气象数据取得部4、空调机运转数据取得部5、控制数据 输出部6、数据存储部8、热特性参数设定部10、湿度特性参数设定部12及控制数据制作部 15。另外，热特性参数设定部10具有建筑物热模型10a。湿度特性参数设定部12具有建筑 物湿度模型12a。控制数据制作部15具有：预测建筑物室内的热负荷的热负荷预测部15a 和预测建筑物室内的温湿度的室内温湿度预测部15b。
[0030] 气象数据取得部4经由通信单元100与气象数据发送单位1连接。空调机运转数 据取得部5经由通信单元100与空调机2连接。
[0031] 数据存储部8保存经由气象数据取得部4和空调机运转数据取得部5取得的数 据，将参数设定用输入数据9输入到热特性参数设定部10,将预测用输入数据14输入到控 制数据制作部15。另外，数据存储部8将由热特性参数设定部10计算出的热特性参数11、 由湿度特性参数设定部12计算出的湿度特性参数13以及由控制数据制作部15计算出的 控制数据16作为计算结果保存。
[0032] 控制数据输出部6将存储于数据存储部8的控制数据16经由通信单元100向空 调机2发送。
[0033] 热特性参数设定部10从数据存储部8取得规定的参数设定用输入数据9,根据基 于热传导方程式的建筑物热模型IOa求出热特性参数11 (建筑物热模型IOa中的物理参 数）。
[0034] 湿度特性参数设定部12基于热特性参数设定部10从数据存储部8取得的参数设 定用输入数据9和作为热特性参数设定部10的计算结果的热特性参数11，设定湿度特性参 数13。
[0035] 热负荷预测部15a基于热特性参数设定部10内的建筑物热模型10a、由热特性参 数设定部10计算出的热特性参数11及存储于数据存储部8的规定的预测用输入数据14， 预测建筑物的热负荷。
[0036] 室内温湿度预测部15b基于热特性参数设定部10内的建筑物热模型10a、湿度特 性参数设定部12内的建筑物湿度模型12a及存储于数据存储部8的规定的预测用输入数 据14,预测室内温湿度。
[0037] 控制数据制作部15基于由热负荷预测部15a求出的热负荷、由室内温湿度预测部 15b求出的室内温湿度、及预测用输入数据14,考虑建筑物的热特性和湿度特性，制作出室 内温湿度处于舒适范围内且节能的空调机2的控制数据16,并存储于数据存储部8。
[0038] 控制数据输出部6从数据存储部8读出由控制数据制作部15求出的控制数据16， 并向空调机2传递。
[0039] 另外，在图1中代表性地表示了一台空调机2,但也允许多台空调机2。另外，空调 机2也可以是由室外机和室内机构成的大楼用多联空调、柜式空调、室内空调或吸收冷冻 机等大型热源机。
[0040] 图2是表示本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的动作的流程图。以下 基于图2的各步骤、参照图3~图5进行说明。
[0041] (步骤 S21)
[0042] 空调系统控制装置3经由气象数据取得部4和空调机运转数据取得部5取得各数 据并进行保存。
[0043] 即，空调系统控制装置3经由气象数据取得部4从气象数据发送单位1取得规定 地点的气象数据，并保存于数据存储部8。规定地点的气象数据至少包括日照量、外部气温 及外部气体相对湿度，不仅包含过去的数据，还包含将来的预报值。另外，在根据将来的预 报值无法获得日照量、外部气体相对湿度的情况下，也可以是晴天或多云等天气预报信息， 也可以基于天气预报对代表性的日照量数据、外部气体相对湿度数据进行修正。
[0044] 另外，空调系统控制装置3经由气象数据取得部5取得空调机2的运转数据，并保 存于数据存储部8。空调机2的运转数据包括至少设置有空调机2的房间的室温和能够计 算空调机2向室内供给（或除去）的热量的数据。作为能够计算空调机2向室内供给（或 除去）的热量的数据，例如可以是各室外机的运转频率、蒸发温度、冷凝温度、室内机的设 定温度等能够由已有传感器取得的数据。另外，室温也可以由室内机的吸入风温度代替。
[0045] 另外，本步骤S21定期地或始终且自动地执行，并将取得数据逐次保存于数据存 储部8。
[0046] (步骤 S22)
[0047] 空调系统控制装置3将表示空调机2的性能的空调机特性数据7登记（存储）于 数据存储部8。该空调机特性数据7既可以预先通过用户操作登记于数据存储部8,或者也 可以根据空调机2的运转数据通过推定来求出。
[0048] 空调机特性数据7至少包括各空调机2的消耗电力和供给（除去）热量的关系。 或者，在空调机运转数据取得部5中无法获得空调机2供给（除去）的热量而需要根据空 调机2的室外机的运转频率等计算热量的情况下，空调机特性数据7包括各室外机的运转 频率、蒸发温度、冷凝温度与供给热量及消耗电力之间的关系。
[0049] (步骤 S23)
[0050] 接着，通过例如用户操作，设定用于识别作为控制对象的对象建筑物的空间（房 间、楼层等）的编号等信息及学习期间（提取数据的时间范围）等计算条件。
[0051] (步骤 S24)
[0052] 热特性参数设定部10从数据存储部8提取并取得参数设定用输入数据9。需要注 意的是，参数设定用输入数据9至少包含规定地点的过去的气象数据、设置于对象建筑物 的各空调机2的过去的运转数据、以及空调机特性数据7。
[0053] (步骤 S25)
[0054] 热特性参数设定部10基于建筑物热模型IOa设定热特性参数11。
[0055] [热特性参数11的设定]
[0056] 在此，对于热特性参数设定部10进行的热特性参数11的设定进行更具体的说明。
[0057] 图3是说明本发明的实施方式1涉及的空调系统控制装置的建筑物热模型的图。
[0058] 在图3中，图不表不了在建筑物热模型IOa中考虑的各因子的例子。例如，在建筑 物热模型IOa中，作为热负荷的影响因子，考虑外部气温（TJ41、日照量（Q s)42、邻室温度 CU43、室内温度（Tz)44、空调除去热量（QHVAC)45、室内产生热量（Ql^Q w)(人体+OA设备 +照明）46。
[0059] 通过理论公式（热传导方程式）表现上述热负荷的影响因子的关系时，能够