运行控制装置及运行控制方法_3

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则流量Vt减少1/50 (2% )。此外,如果栗5的输入功率PAt的频率降低IHz,则输入功率仅以相对于最大限度运行 时的功率消耗KW为(1 一((50 - 1)/50)3)的比例减少。基于以上特性,时刻t下的栗5的输入 功率PAt与冷冻水的流量V t间的关系采用最大限度运行时的功率消耗KW及最大限度运行时 的流量Vf,由式(11)表示。该式(11)为栗5的功率消耗模型。
[0091] [数学式11]
[0092] ···( 11)
[0093] 在式(11)中,流量Vt、最大限度运行时的流量Vf及最大限度运行时的功率消耗KW 可以通过设置于栗5的探测器取得。因此,在时刻t下的栗5的输入功率PAt可以运用式(11) 唯一地算出。
[0094](空调机6的物理模型)
[0095]时刻t下的空调机6的热交换量(制冷量)Ct由空调机6的热交换系数Φ及热交换系 数ξ、时刻t下的冷冻水的流量Vt、时刻t下的冷冻水出口温度Iw〇t、时刻t下的作为房间20的 循环空气温度的室内温度temit决定。即,时刻t下的空调机6的热交换量C t由下述式(12)表 示。并且,热交换系数Φ为由冷冻水的流量决定的热交换系数,热交换系数ξ为由空调机6中 房间20的循环空气与冷冻水之间进行热交换的面积决定的热交换系数。
[0096] [数学式 I2]
[0097] Ct = I^X Vt X ξ X (temif Iwot) = P X Vt X (temif Iwot)··· (12)
[0098] ρ=φΧξ
[0099] 由此,采用时刻t下的误差et,能够定义以下的回归方程式(13)。该式(13)为空调 机6的热交换量(制冷量)模型。
[0100] [数学式 13]
[0101 ] Ct = PXVtX (temif Iw〇t)+£t···(13)
[0102] 空调机6以一定速度运行,并持续运行。因此,在时刻t下空调机6的输入功率(功率 消耗)FAt由下述式(14)表示。该式(4)为空调机6的功率消耗模型。
[0103] [数学式 14]
[0104] FAt = FA---(14)
[0105] 在本例中,如式(14)所示,空调机6的输入功率FAt为固定值FA。固定值FA可以由设 置于空调机6的功率探测器获得。固定值FA也可以为空调机6的额定功率。
[0106] (房间20的物理模型)
[0107]从时刻t-1到时刻t,房间20的热量变化为Δ Qt,其由时刻t下进入房间20室内的热 量及房间20室内新产生的热量Qit、与时刻t下被送入房间20室内的制冷量Qot决定。即,房间 20的热量变化Δ Qt由下述式(15)表示。
[0108] [数学式 I5]
[0109] AQt = Qit-Q〇f-(15)
[0110] Qot = Ct
[0111] 如果时刻t下的房间20的热量变化Δ Qt大于〇,则房间20的室内温度上升。如果时 亥IJt下的房间20的热量变化△ Qt小于0,则房间20的室内温度下降。如果时刻t下的房间20的 热量变化Δ Qt等于0,则房间20的室内温度不变,维持为时亥Ijt-Ι下的房间20的室内温度。
[0112] 在此,对从时刻t-Ι到时刻t,房间20中所产生的热量Qit,可以分为辐射热、对流 热、及室内的发热3个要素来进行考虑。辐射热是由外部的热量根据热传导定律经由房间20 的建筑物将热量传导至房间20室内而产生。对流热是由在将房间20室内的一部分空气排出 至外部的同时,外部的新鲜空气被吸入房间20的室内而产生。发热是由房间20室内的人及 电子设备而产生。
[0113] 由此,从时刻t-Ι到时刻t,在房间20中所产生的热量Qi t由时刻t下房间20室外的 空气的热量iot、时刻t-l(即时刻t开始时)下房间20室内的空气的热量iit-i、时刻t-Ι下房 间的建筑物的包围结构(例如墙壁、窗户、屋顶等)的温度tembH、和时刻t-Ι下房间20的室 内温度temit-i决定。即,热量Qit由下述式(16)表示。
[0114] [数学式 16]
[0115] Qit = μι+μ2 X (i〇t-iit-i)+μ3 X (tembt-i+y4 X (tem〇t-tembt-i)-temit-i)---(16)
[0116] 式(16)的右边第I项表示房间20室内的发热。参数yi表示由房间20内的人及电子 设备等所产生的热量。例如,当房间20为大楼或工厂等时,假定一旦引入设备后即基本不会 发生改变。此外,假定在房间20内工作的人员及操作员的人数每日无较大变化。因此,参数 μχ可以为固定值。并且,参数W也可以为时间变量。
[0117] 式(16)的右边第2项表示对流热。参数此表示相对于房间20室内整体空气的比例。 若房间20室内的空气压力固定,则从房间20的室外进入到室内的新鲜空气的量与从房间20 的室内排出到室外的空气的量相等。因此,假定对流热的热量的绝对量由建筑物的包围结 构及换气能力等因素唯一地决定,并且不随时间发生变化。因此,参数μ 2也可以为固定值。
[0118] 式(16)的右边第3项表示福射热。参数μ3表示对流热量的参数。参数μ4表示福射热 量的参数。考虑房间20中的辐射热传导路径为以下方式。首先,房间20室外的空气与建筑物 的包围结构进行热交换。之后,建筑物的包围结构将热量传导至房间20室内的空气。
[0119] 接下来,通过将式(16)的右边第3项展开,可以得到下述式(17)。
[0120] [数学式 17]
[0121 ] μ3 X (tembt-l+m X (tem〇t-tembt-i)-temit-1) = μ3 X (1-μ4) X tembt-ι+μ3 Xm X tem〇f μ3 X temit-1··· (17)
[0122] 通过将式(17)带入式(16),可以得到下述式(18)。
[0123] [数学式 18]
[0124] Qit = yi+y2 X (i〇t-iit-i)+μ3 X (1-μ4) X tembt-i+y3 Xμ4 X tem〇t-y3 X temit-r · -(18)
[0125] 另一方面,通过将式(16)中的时刻返回一个单位,可以得到下述式(19)。
[0126] [数学式 19]
[0127] Qit-1 = μι+μ2 X (i〇t-i-iit-2)+μ3 X (卜μ4) X tembt-2+μ3 X μ4 X temot-ι-μ3 X temit-2. . . (19)
[0128] 通过关于时刻t-2下建筑物的包围结构的温度tembt-2而对式(19)进行求解,可得 到下述式(20)。该式(20)为房间20的建筑物的包围结构的温度模型。
[0129] [数学式 20]
[0130] tembt-2 = g( · ) = (Qit-ι?2Χ (i〇t-riit-2)-y3Xy4Xtem〇t-i+y3Xtemit-2)/(μ3 Χ(1-μ4))···(20)
[0131] 在式(20)中,能够观测到时刻t-1下房间20中产生的热量Qi^1,也可以通过探测器 得到其他解释变量。因此,可以通过线性回归来计算式(20)。从时刻t-Ι到时刻t,建筑物的 包围结构的温度tembt-i主要根据外界气温及室内温度的变化而变化,因此仍然由外界气温 与室内温度的温度差及热交换面积(建筑物的包围结构、墙壁、房顶、窗户等的面积)决定。 即,建筑物的包围结构的温度tembt-i由下述式(21)表示。
[0132] [数学式 21]
[0133] tembt-ι = τιΧ (tem〇fg( · ))+T2X (g( · )-temit)+g( · )···(21)
[0134] 通过对式(21)进行变形,可以得到下述式(22)。
[0135] [数学式 22]
[0136] tembt-1 = 丁1 Xtem〇f丁2Xtemit+T3Xg( · )···(22)
[0137] τ3= 1+τ2-τι
[0138] 通过将式(22)代入式(16)中进行整理,可得到下述回归方程式(23)。该式(23)为 房间20的热量模型。
[0139] [数学式 23]
[0140] Qit = v〇+viXQit-i+v2X (i〇t-iit-i)+V3X (iot-iit-2)
[0141 ] +V4X temit+V5 X temit-1+V6 X temit-2+V7 X tem〇t+V8 X temot-i+£t··· (23)
[0142] ν〇 = μχΧ (I-T3)
[0143] Vi = T3
[0144] ν2 = μ2
[0145] ν3 = τ3Χμ2
[0146] ν4=μ3Χ (1-μ4) X τ3
[0147] ν5 = μ3
[0148] V6=T3 X μ3
[0149] ν7 = τιΧμ3Χ (1-μ4) Χμ3
[0150] ν8=τ4χμ4
[0151] 在式(23)中,在时刻t开始的时间点,右边所有的解释变量可以由探测器获得,或 者可以利用环境信息计算得出。因此,式(23)满足统计估算的条件,从而能够估算参数v〇~ V8〇
[0152] 模型更新部14具有更新存储于模型存储部13的物理模型的功能。模型更新部14以 T2为周期定期地对存储于模型存储部13的物理模型的参数值进行估算并更新,从而对物理 模型进行更新。周期T2例如为周期Tl以上。模型更新部14使用存储于环境信息存储部12的 环境信息,对物理模型的参数值进行估算。模型更新部14使用在进行更新的时刻以前所获 取的一部分或全部环境信息,对物理模型的参数值进行估算。模型更新部14例如利用统计 学,并通过应用条件最小二乘法,对参数值进行估算。并且,环境变化及设备运行的信息越 多,对参数值的估算精度也就越高。
[0153] 具体而言,模型更新部14使用存储于模型存储部13的回归方程式(10)、和存储于 环境信息存储部12的环境信息,对参数K 1^2nK3的值进行估算。该估算所使用的环境信息为 通过探测器等所获取的冷冻水入口温度与冷冻水出口温度的差(Iwit - Iwot)、外界气温 tem〇t、输入功率At、流量Vt等相关的环境信息。约束条件为冷冻水入口温度Iwi t及冷冻水出 口温度Iwot大于0,并且冷冻水入口温度Iwit大于冷冻水出口温度Iwo t。
[0154] 模型更新部14使用存储于模型存储部13的回归方程式(13)、和存储于环境信息存 储部12的环境信息,对参数P的值进行估算。在这里,空调机6的热交换量C t可以由吸入口 62 处空气的温度、以及吹出口 63处空气的温度计算得出。此外,还使用与冷冻水出口温度 Iw〇t、房间20的室内温度temit、流量Vt等相关的环境信息。因此
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