JP2000257941A - 空調機運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調機運転中の冷水または温水の消費エネ
ルギーも極力低減することにある。 【解決手段】 予め外部環境条件に応じて冷水または温
水の消費エネルギーを極力低減可能とする弁開度が設定
され、室内温度が予め定める温度上下限値を越えたと
き、現在の外部環境条件に応じた弁開度を取り出し、冷
水操作弁または温水操作弁を開操作することにより、冷
水または温水の消費エネルギーを極力低減する間欠運転
制御を実施する空調機運転制御装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多目的インテリジ
ェントビル、オフィスビル、住居ビルなど，各種ビルの
空調機を間欠的に運転制御する空調機運転制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ビル空調の省エネルギー化は、運転時間
を短縮することが最も有効であると言っても過言でな
い。一方、空調機は予め最大の負荷を考慮して設計さ
れ、また建物は蓄熱容量をもっている。従って、部分負
荷の時は、空調機の熱搬送能力に余裕があり、短時間の
停止であれば、適切な空調環境条件を維持させることが
できる。

【０００３】そこで、従来、建物の利用時間帯にあって
空調環境条件を損なわない範囲で、強制的に空調機を間
欠的に停止させる間欠運転制御が行われている。

【０００４】この間欠運転制御方法は、図９に示すよう
に予め定めた室温目標値に対して±１℃程度の許容温度
範囲を設定し、実際の測定室温が許容温度範囲内に入る
ように空調機の運転・停止を繰り返す制御である。この
制御方法は、一種のＯＮ・ＯＦＦ制御であって運転中の
制御パラメータを調整せずに制御が可能であるが、室温
を一定に保つ通常の連続運転制御と比較してあまり顕著
な省エネ効果が得られないばかりか、あまり快適性を考
慮していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の間欠
運転制御を用いた場合について夏季冷房時を考えると、
例えば空調機ＯＮ時に冷水の流量弁が全開に近くになっ
て室温が下がり、当該室温が下限設定温度よりも下がっ
たときには、空調機がＯＦＦとなって冷水の流量弁が全
閉となるので、室温が直ちに上昇する。一方、室温が上
限設定温度を越えると、再度空調機がＯＮとなり、室温
が下がってくる。ゆえに、この間欠運転制御方法におい
ても、上下限設定範囲内の室温制御が可能である。

【０００６】しかし、消費エネルギーの観点から考える
と、図１０に示すように室温を一定に保つ通常の連続運
転制御に較べて、空調機ＯＮ時の冷水消費エネルギーが
大きくなり、ファンの動力の減少分を考慮しても、トー
タルの冷水消費エネルギーがほとんど同じか、それより
も大きくなってしまう。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、空調機の間欠運転制御により運転時間の短縮を図る
とともに、空調機運転中の冷水或いは温水の消費エネル
ギーを極力低減し、省エネ効果の向上を図る空調機運転
制御装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、省エネ効果の
向上とともに、居住者の快適性を確保する空調機運転制
御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対象室温に応じて空調機の間欠運転制御
を行う空調機運転制御装置において、予め外部環境条件
と空調機運転中の冷水または温水の消費エネルギーを抑
制するための弁開度が設定されている弁開度テーブル
と、前記対象室温が予め定める温度上・下限設定値を越
えたとき、現在の外部環境条件を索引として前記弁開度
テーブルから弁開度を取り出して冷水用または温水用操
作弁を開制御する間欠運転制御系とを設けた空調機運転
制御装置である。

【００１０】この発明は、以上のような手段を講じたこ
とにより、予め外部環境条件において弁開度テーブルに
冷水または温水の消費エネルギーを抑制するための弁開
度が設定されているので、例えば夏季冷房時、対象室温
が予め定める温度上限設定値以上となったとき、現在の
外部環境条件を索引として弁開度テーブルから冷水の消
費エネルギーを極力抑制するための弁開度を取り出して
冷水用操作弁を開制御し、また対象室温が予め定める温
度下限設定値以下となったとき、冷水用操作弁を閉制御
するといった間欠運転制御を行うものである。

【００１１】なお、外部環境条件としては、外気温度ま
たは外気温度および外気湿度から求める外気エンタルピ
ーを用いるが、その他の外部環境要因を用いてもよい。

【００１２】また、別の発明は、所定の制御パラメータ
のもとに前記空調機を連続運転し、そのときの空調機へ
の冷水用または温水用操作弁の弁操作指令を取り込んで
平均弁開度を算出する連続運転平均弁開度算出手段と、
間欠運転時、前記連続運転平均弁開度算出手段で算出さ
れる平均弁開度よりも小さい弁開度となるような間欠運
転用制御パラメータが設定されている制御パラメータテ
ーブルと、前記対象室温が予め定める温度上・下限設定
値を越えたとき、前記制御パラメータテーブルに格納さ
れる間欠運転用制御パラメータを用いて冷水用または温
水用操作弁を開制御する間欠運転制御系とを設けた空調
機運転制御装置である。

【００１３】この発明は、以上のような手段を講じたこ
とにより、連続運転平均弁開度算出手段では、予め所定
の制御パラメータを用いて空調機の連続運転制御を行
い、そのときの空調機への冷水用または温水用操作弁の
弁操作指令を取り込んで平均弁開度を算出するととも
に、この平均弁開度よりも小さい弁開度となるような間
欠運転用制御パラメータを制御パラメータテーブルに設
定する。

【００１４】この状態において間欠運転制御系は、夏季
冷房時、対象室温が予め定める温度上限設定値以上とな
ったとき、制御パラメータテーブルに格納される間欠運
転用制御パラメータを用いて冷水用操作弁を開制御し、
また対象室温が予め定める温度下限設定値以下となった
とき、冷水用操作弁を閉制御する。

【００１５】さらに、温度上下限設定値に代えて快適性
指標上下限設定値を用いる場合には、前述と同様な構成
の他、快適性指標を求めるための各種の変数を測定する
測定手段と、この測定手段で測定される変数その他必要
とする条件変数を用いて、快適性指標を演算するＰＭＶ
演算手段と、このＰＭＶ演算手段によつて求めた快適性
指標が予め定める快適性指標上・下限設定値を越えたと
き、現在の外部環境条件を索引として前記弁開度テーブ
ルから弁開度を取り出して冷水用または温水用操作弁を
開制御する間欠運転制御系とが設けられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、ここでは、冷水を使
用する夏季冷房時の制御を例にとって説明する。

【００１７】図１は本発明に係る空調機運転制御装置の
一実施の形態を示す構成図である。

【００１８】同図において１は各種ビルの空調対象室内
であって、この室内１には当該室内を所望の温度に冷房
するための空調機２が設けられ、さらに対象室内１の室
温を測定する温度計３が設置されている。この温度計３
で測定された室温は間欠運転指令手段４に送出される。

【００１９】この間欠運転指令手段４は、室温目標基準
値および温度許容幅が入力され、対象室内１の測定室温
と前記室温目標基準値,温度許容幅との関系から、空調
機運転モードか空調機停止モードかを判断し、その判断
モードに応じてＯＮ制御指令またはＯＦＦ制御指令を出
力する。すなわち、間欠運転指令手段４は、例えば空調
機運転モードと判断したとき、弁開度テーブル５に設定
される弁開度を取り込んでＯＮ制御指令とともにコント
ローラ６に送出し、一方、空調機停止モードと判断した
とき、ＯＦＦ制御指令をコントローラ６に送出する。

【００２０】なお、間欠運転指令手段４は、ＯＮ制御指
令を出力したとき空調機ファンを稼動する空調機ファン
制御信号を送出し、ＯＦＦ制御指令を出力したとき空調
機ファンを停止する空調機ファン制御信号を送出する。

【００２１】前記弁開度テーブル５は、省エネの観点か
ら、予め外気温度負荷と空調機運転中の冷水消費エネル
ギーを抑制するような弁開度との関係が設定され、現在
の外気温度に応じた弁開度を出力する機能をもってい
る。

【００２２】前記コントローラ６は、例えばＤＤＣ（Ｄ
ｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
などが設けられ、空調プロセスを構成する蒸気弁７、温
水弁８および冷水弁９などを選択的に直接制御する機能
をもっている。

【００２３】次に、以上のような制御装置の動作につい
て説明する。

【００２４】今、間欠運転指令手段４に例えば室温目標
基準値２４℃、温度許容幅＋α（℃），−β（℃）（α
＞０，β＞０）を設定したとする。

【００２５】この状態において間欠運転指令手段４は、
対象室内１の使用時間中に温度計３からの測定室温が温
度上限設定値２４＋α（℃）以上になったとき、空調機
運転モードと判断した後、現在の外気温度のもとに弁開
度テーブル５から弁開度を取り込み、ＯＮ制御指令とと
もに弁開度をコントローラ６に送出する。

【００２６】このコントローラ６は、ＯＮ制御指令を受
けると、送られてくる弁開度に応じて空調プロセスであ
る冷水弁９を開操作する。但し、間欠運転指令手段４ま
たはコントローラ６は、朝などの室内使用開始時刻の空
調機立ち上げ時、室温が２４＋α（℃）よりも何度か高
いので、所定時間の間、冷水弁９を全開とする制御を実
行する。

【００２７】空調機運転モードによる弁開度制御のもと
に室温が温度下限設定値２４−β（℃）まで下がると、
間欠運転指令手段４は、空調機停止モードと判断し、Ｏ
ＦＦ制御指令をコントローラ６に送出する。コントロー
ラ６は、ＯＦＦ制御指令を受けると、冷水弁９を全閉に
するので、室温は上昇する。この空調機停止モードは室
温が２４＋α（℃）に上昇するまで継続される。

【００２８】そして、室温が２４＋α（℃）になると、
間欠運転指令手段４は、再び空調機運転モードと判断
し、前述と同様な制御を繰り返す。

【００２９】なお、上記実施の形態は、夏季冷房時の制
御について説明したが、例えば冬季暖房の制御でも前述
と同様な制御を行うことは言うまでもない。

【００３０】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、予め弁開度テーブル５に外気温度に応じて空調機運
転中の冷水または温水の消費エネルギーが抑制されるよ
うな適切な弁開度を設定し、室温が温度許容範囲を越え
たとき、設定される弁開度に従って冷水または温水など
の操作弁を開くので、空調機運転中の冷水または温水の
消費エネルギーを極力抑制でき、省エネ効果を向上させ
ることができる。

【００３１】図２は本発明に係る空調機運転制御装置の
他の実施形態を示す構成図である。なお、同図において
図１と同一構成部分には同一符号を付し、その詳しい説
明は省略する。

【００３２】すなわち、この空調機運転制御装置は、新
たに外気温度および外気湿度から外気エンタルピーを算
出するエンタルピー演算手段１１と、予め外気エンタル
ピーと空調機運転中の冷水または温水の消費エネルギー
が抑制されるような弁開度との関係がテーブル化され、
前記演算手段１１によって算出される外気エンタルピー
に基づいて冷水または温水の消費エネルギーを抑制可能
な適切な弁開度を出力する弁開度テーブル５Ａとを設け
た構成であり、他の構成部分は図１と同様である。

【００３３】従って、この空調機運転制御装置は、外気
温度だけでなく、外気温度と外気湿度とから外気エンタ
ルピーを求めた後、この外気エンタルピーを索引として
弁開度テーブル５Ａから冷水または温水の消費エネルギ
ーを抑制する適切な弁開度を取り出し、この弁開度に基
づいて冷水弁９または温水弁８を開く操作を実行するの
で、図１と同様に省エネ効果を向上させることができ
る。

【００３４】図３は本発明に係る空調機運転制御装置の
さらに他の実施形態を示す構成図である。なお、同図に
おいて図１，図２と同一構成部分には同一符号を付し、
その詳しい説明を省略する。

【００３５】この空調機運転制御装置は、新たに連続運
転平均弁開度算出手段２１、制御パラメータテーブル２
２および間欠運転制御手段２３を設け、さらにコントロ
ーラ６Ａを改良したものである。

【００３６】前記連続運転平均弁開度算出手段２１は、
外部から連続運転指示を受けたとき連続運転指令をコン
トローラ６Ａに送出し、コントローラ６Ａに対して間欠
運転をさせずに通常のＰ制御またはＰＩ制御（Ｐ：比
例，Ｉ：積分），つまり連続運転制御を行わせ、このと
きのコントローラ６Ａから出力される弁操作指令を取り
込んで平均弁開度を算出し、制御パラメータテーブル２
２に送出する。

【００３７】この平均弁開度算出時、コントローラ６Ａ
による制御パラメータ（Ｐ制御ならば比例ゲインとバイ
アス、ＰＩ制御ならば比例ゲインと積分時間）は、連続
運転時でのコントローラ内における調整済み制御パラメ
ータを使用する。

【００３８】このような連続運転による平均弁開度の算
出は、装置導入時の調整期間中および夏季冷房時や冬季
暖房時の初めの１日か２日ぐらい行えばよい。

【００３９】前記制御パラメータテーブル２２には、間
欠運転時，連続運転時の平均弁開度よりもｍ分の１（ｍ
は１．１〜３．５程度）以下の弁開度となるように、連
続運転の調整パラメータよりも小さい制御パラメータ
（例えば比例ゲイン、バイアス等）が設定されている。

【００４０】前記間欠運転制御手段２３は、室温、室温
目標基準値および温度許容幅等から空調機運転モードか
空調機停止モードかを判断し、その判断モードに基づい
てコントローラ６Ａに必要な制御情報を送出する機能を
もっている。

【００４１】前記コントローラ６Ａは、連続運転平均弁
開度算出手段２１から連続運転指令を受けたときＰ制御
またはＰＩ制御等の連続制御を実施し、それ以外のとき
には間欠運転制御手段２３の制御情報に基づいて空調プ
ロセスとなる各操作弁７〜９を開閉制御する。

【００４２】次に、以上のような装置の動作について説
明する。

【００４３】先ず、装置設置時或いは任意の時期、外部
から連続運転指示を運転平均弁開度算出手段２１に入力
する。この運転平均弁開度算出手段２１は、連続運転指
示を受けると、所要の期間にわたって連続運転指令をコ
ントローラ６Ａに送出する。

【００４４】このコントローラ６Ａは、連続運転指令を
受けて間欠運転を停止させ、例えば調整済み制御パラメ
ータのもとに従来周知のＰ制御やＰＩ制御等の連続運転
制御により弁操作指令（操作信号）を算出し、操作弁
８，９を制御する。このとき、運転平均弁開度算出手段
２１は、所要の期間にわたって弁操作指令を取り込んだ
後、それら弁操作指令に基づいて連続運転時の平均弁開
度を算出し、この算出された平均弁開度を制御パラメー
タテーブル２２に送出する。

【００４５】この制御パラメータテーブル２２には、前
述したように連続運転時の平均弁開度よりもｍ分の１
（ｍは１．１〜３．５程度）以下の弁開度となるよう
に、連続運転の調整パラメータよりも小さい制御パラメ
ータが設定される。

【００４６】この状態において間欠運転制御手段２３
は、次のような条件の下に間欠運転制御を実行する。

【００４７】今、外部から例えば室温目標基準値２４
℃、温度許容幅＋α（℃），−β（℃）（α＞０，β＞
０）を設定した場合、間欠運転制御手段２３は、対象室
内１の使用時間中で温度計３の室温が２４＋α（℃）以
上になったとき、空調機運転モードと判断し、制御パラ
メータテーブル２２から連続運転による平均弁開度を用
いて索引した間欠運転用Ｐ制御パラメータ（或いはＰＩ
制御パラメータ）を取り出し、この制御パラメータの
他、ＯＮ制御指令、間欠運転制御手段２３で既に所持す
る開度上限値をコントローラ６Ａに送出する。また、コ
ントローラ６Ａに対し、運転時室温目標値２４−β
（℃）を設定する。

【００４８】このコントローラ６Ａは、ＯＮ制御指令を
受けると、制御パラメータのもとに、室温が運転時室温
目標値となるような弁操作指令を求め、冷水弁９を開操
作する。

【００４９】なお、冷水弁９の弁開度は開度上限値以上
に開かないように制限されているが、朝などの室内使用
開始時刻の空調機立ち上げ時は、室温２４＋α（℃）よ
りも何度か高いので、かかる制限は無効とし、冷水弁９
を全開近くの開度に設定する。

【００５０】空調機運転モードによる弁開度制御のもと
に室温が２４−β（℃）まで下がると、間欠運転制御手
段２３は、空調機停止モードと判断し、ＯＦＦ制御指令
をコントローラ６Ａに送出する。このコントローラ６Ａ
は、ＯＦＦ制御指令に基づいて冷水弁９を全閉にするの
で、室温は上昇する。この空調機停止モードは室温が２
４＋α（℃）に上昇するまで継続される。

【００５１】そして、室温が２４＋α（℃）以上になる
と、間欠運転制御手段２３は、再び空調機運転モードと
判断し、前述と同様な操作弁の操作制御を繰り返す。

【００５２】図４は本発明装置を用いて間欠運転制御を
行った際の冷水の消費エネルギー例を示す図である。こ
の図４と図１０とを比較すれば明らかなように、消費エ
ネルギーは大幅に抑えられている。

【００５３】なお、上記実施の形態は、夏季冷房時の制
御について説明したが、例えば冬季暖房の制御でも前述
と同様な要領で制御できることは言うまでもない。

【００５４】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、所要期間、コントローラ６Ａが連続運転によって操
作弁を操作し、このときの弁操作指令から平均弁開度を
算出する一方、制御パラメータテーブル２２に算出され
た平均弁開度よりも小さい弁開度となるように制御パラ
メータを設定する。

【００５５】そして、間欠運転時、制御パラメータテー
ブル２２から連続運転による平均弁開度により索引され
る制御パラメータを取り込んでコントローラ６Ａに設定
し、間欠運転制御を実施するので、この間欠運転による
省エネ効果の他、適切な制御パラメータのもとに間欠運
転を行うことにより、冷水または温水の消費エネルギー
を大幅に抑えることができる。

【００５６】図５は本発明に係る空調機運転制御装置の
さらに他の実施形態を示す構成図である。なお、同図に
おいて図１と同一構成部分には同一符号を付し、その詳
しい説明を省略する。

【００５７】この実施の形態は、人間の快適性を考慮し
つつ間欠運転制御を実施する例であり、以下、装置の説
明に先立って快適性について説明する。

【００５８】人間の快適性を考えた適正な室内温熱環境
を確保する場合、暑さ、寒さに対する人間の温熱感覚を
考慮することが重要である。このような快適性に影響を
与える変数としては、（イ）空気温度、（ロ）相対湿
度、（ハ）平均輻射温度、（ニ）気流速度、（ホ）活動
状態（人体の内部発熱量）、（ヘ）着衣状態等が挙げら
れる人の発熱量は、対流による放射量、輻射による放熱
量、人からの蒸発熱量、呼吸による放熱量および蓄熱量
の合計であり、これらの熱平衡式が成立している場合
は、人体が熱的に中立であって暑くも寒くもない快適状
態にある。逆に熱平衡式が崩れた場合には人体が暑さや
寒さを感じるようになる。

【００５９】Ｆａｎｇｅｒは、１９６７年に快適方程式
の導出法を発表したが、その後、快適方程式を出発点と
し、人体の熱負荷と人間の温冷感とを結び付けたＰＭＶ
（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅ：予測平均
回答）が提案されている。

【００６０】このＰＭＶは、近年，ＩＳＯ規格にも採用
され、広く利用されるようになってきている。温冷感の
指標となるＰＭＶは、次に示す７段階評価尺度による数
値として表わされる。

【００６１】＋３ ： 暑い ＋２ ： 暖かい ＋１ ： やや暖かい ０ ： どちらでもない、快適 −１ ： やや涼しい −２ ： 涼しい −３ ： 寒い 以上の数値のうち、人間の快適性範囲は−０．５〜＋
０．５の数値範囲とされている。

【００６２】そこで、本発明装置としては、図１に示す
装置の構成要素に新たに、対象室内１に平均輻射温度を
測定する平均輻射温度計３１、室内の気流速度を測定す
る気流速度計３２および室内の湿度を測定する湿度計３
３を設け、さらに室内温度を含む上記測定計３１〜３３
の測定出力、着衣状態情報および活動状態情報に基づい
てＰＭＶを求めて間欠運転指令手段４Ａに送出するＰＭ
Ｖ演算部３４が設けられている。

【００６３】このＰＭＶ演算部３４としては、本発明者
によって提案される特開平５−１２６３８０号に記載さ
れている通りである。

【００６４】すなわち、ＰＭＶ演算部３４は図６に示す
ように、ニューラルネットワークＮＮを主要構成部とし
ニューロＰＭＶを演算するニューロＰＭＶ演算部４１
と、居住者の温熱感覚が設定される設定部４２と、前記
ニューロＰＭＶの変化量ΔＰＭＶを演算する変化量演算
部４３とからなっている。

【００６５】前記ニューロＰＭＶ演算部４１は、ニュー
ロＰＭＶを学習により求めるニューラルネットワークＮ
Ｎと、初期のＰＭＶをＰＭＶ演算式により求めるＰＭＶ
演算部４１Ａと、ニューラルネットワークＮＮの各層間
の重みを演算する逆伝搬学習部４１Ｂと、学習時におい
て前記設定部４２側に切り替わる切替えスイッチ４１Ｃ
とを備え、着衣状態、活動状態、各測定計３，３１〜３
３の変数を用いて、ニューロＰＭＶを演算するものであ
る。

【００６６】また、前記間欠運転指令手段４Ａには、温
度に代えてＰＭＶ目標基準値およびＰＭＶ許容幅が設定
されている。

【００６７】以上のような装置の動作について説明す
る。

【００６８】今、外部から例えばＰＭＶ目標基準値０．
３、ＰＭＶ＋０．１、−０．１が設定されている場合、
間欠運転指令手段４Ａは、対象室内１の使用時間中でＰ
ＭＶ演算部３４によって算出されるＰＭＶが０．４
（０．３＋０．１）以上になったとき、空調機運転モー
ドと判断し、弁開度テーブル５から現在外気温度によっ
て索引される弁開度を取り込み、ＯＮ制御指令とともに
コントローラ６に送出する。

【００６９】このコントローラ６は、ＯＮ制御指令を受
けると、間欠運転指令手段４Ａから送られてくる弁開度
に応じて冷水弁９を開操作する。なお、弁開度テーブル
５の弁開度は、予め外気温度負荷との関係から、空調機
運転中の冷水消費エネルギーが抑制されるような値に設
定されている。また、朝などの室内使用開始時刻の空調
機立ち上げ時は、ＰＭＶが０．４よりも高いので、所要
時間の間，冷水弁９を全開近くの開度に設定する。

【００７０】空調機運転モードによる弁開度制御のもと
にＰＭＶが０．２（０．３−０．１）まで下がると、間
欠運転指令手段４Ａは、空調機停止モードと判断し、Ｏ
ＦＦ制御指令をコントローラ６に送出する。コントロー
ラ６は、ＯＦＦ制御指令に基づいて冷水弁９を全閉にす
るので、ＰＭＶは上昇してくる。この空調機停止モード
ではＰＭＶが０．４に上昇するまで継続される。ここ
で、ＰＭＶが０．４を越えると、間欠運転指令手段４Ａ
は、再び空調機運転モードと判断する。このようにして
空調機は運転・停止の間欠運転が繰り返される。

【００７１】なお、上記実施の形態は、夏季冷房時の制
御について説明したが、例えば冬季暖房の制御でも前述
と同様な要領で制御できることは言うまでもない。

【００７２】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、対象室内１その他から人間の快適性に係る要素を取
り込んでＰＭＶを求めた後、このＰＭＶがＰＭＶ目標基
準値，ＰＭＶ許容幅から定められるＰＭＶ上下限設定値
を越えたとき、省エネ上から規定される弁開度を用いて
運転・停止を繰り返すので、空調機の運転時間の短縮化
はもとより、冷水または温水の消費エネルギーを極力低
減でき、さらに居住者の満足できる快適性も確保でき
る。

【００７３】図７は本発明に係る空調機運転制御装置の
さらに他の実施形態を示す構成図である。なお、同図に
おいて図２，図５と同一構成部分には同一符号を付し、
その詳しい説明を省略する。

【００７４】この実施の形態は、図５に示す構成要素に
新たに、外気温度だけでなく、外気温度および外気湿度
から外気エンタルピーを求めるエンタルピー演算手段１
１と、このエンタルピー演算手段１１から得られる外気
エンタルピーから空調機運転中の冷水消費エネルギーを
抑制するような弁開度を取り出し可能にした弁開度テー
ブル５Ａとを設けたものである。

【００７５】その他の構成および動作は図２および図５
と同じであるので、その同一構成および動作に関しては
図２、図５の説明に譲る。

【００７６】図８は本発明に係る空調機運転制御装置の
さらに他の実施形態を示す構成図である。なお、同図に
おいて図３，図５と同一構成部分には同一符号を付し、
その詳しい説明は省略する。

【００７７】この実施の形態は、図３の構成要素と図５
の構成要素とを組み合わせ、さらに室温設定値演算部５
１を設けた構成である。

【００７８】この室温設定値演算部５１は、例えば図６
に示すＰＭＶ演算部３４の出力であるニューロＰＭＶお
よびＰＭＶ目標基準値またはニューロＰＭＶ，ΔＰＭＶ
およびＰＭＶ目標基準値が入力され、ファジィ推論によ
り室温設定値を求めるとか、或いはＰＭＶ目標基準値か
ら所要の変換係数を乗算して室温設定値を求めるもので
ある。

【００７９】次に、以上のような装置の動作について説
明する。

【００８０】装置設置時或いは任意の時期、外部から連
続運転指示を運転平均弁開度算出手段２１に入力する。
この運転平均弁開度算出手段２１は、連続運転指示を受
けると、所要の期間にわたって連続運転指令をコントロ
ーラ６Ａに送出する。

【００８１】このコントローラ６Ａは、連続運転指令を
受けて間欠運転を停止させ、例えば調整済み制御パラメ
ータのもとに従来周知のＰ制御やＰＩ制御等の連続運転
制御により弁操作指令（操作信号）を算出し、操作弁
８，９を制御する。このとき、運転平均弁開度算出手段
２１は、所要の期間にわたって弁操作指令を取り込んだ
後、それら弁操作指令に基づいて連続運転時の平均弁開
度を算出し、この算出された平均弁開度を制御パラメー
タテーブル２２に送出する。

【００８２】この制御パラメータテーブル２２には、連
続運転時の平均弁開度よりもｍ分の１（ｍは１．１〜
３．５程度）以下の弁開度となるように、連続運転の調
整パラメータよりも小さい制御パラメータが設定され
る。

【００８３】この状態において間欠運転制御手段２３Ａ
は、次のような条件の下に間欠運転制御を実行する。

【００８４】外部から例えばＰＭＶ目標基準値０．３、
ＰＭＶ＋０．１、−０．１が設定されている場合、間欠
運転制御手段２３Ａは、対象室内１の使用時間中でＰＭ
Ｖ演算部３４によって算出されるＰＭＶが０．４（０．
３＋０．１）以上になったとき、空調機運転モードと判
断し、制御パラメータテーブル２２から平均弁開度に基
づいて設定される間欠運転の制御パラメータを取り込
み、、この制御パラメータの他、ＯＮ制御指令、間欠運
転制御手段２３Ａで既に所持する開度上限値をコントロ
ーラ６Ａに送出する。また、コントローラ６Ａに対し、
運転時室温目標値を設定する。

【００８５】このコントローラ６Ａは、ＯＮ制御指令を
受けると、制御パラメータのもとに、室温が運転時室温
目標値となるような弁操作指令を求め、冷水弁９を開操
作する。

【００８６】なお、冷水弁９の開度は開度上限値以上に
開かないように制限されているが、朝などの室温使用開
始時刻の空調機立ち上げ時は、ＰＭＶが０．４よりも高
いので、この制限は無効で冷水弁９を全開近くにする。

【００８７】空調機運転モードによる弁開度制御のもと
にＰＭＶが０．２（０．３−０．１）まで下がると、間
欠運転制御手段２３Ａは、空調機停止モードと判断し、
ＯＦＦ制御指令をコントローラ６Ａに送出する。コント
ローラ６Ａは、ＯＦＦ制御指令に基づいて冷水弁９を全
閉にするので、ＰＭＶは上昇してくる。この空調機停止
モードではＰＭＶが０．４に上昇するまで継続される。
ここで、ＰＭＶが０．４を越えると、間欠運転制御手段
２３Ａは、再び空調機運転モードと判断する。このよう
にして空調機は運転・停止の間欠運転が繰り返される。

【００８８】なお、上記実施の形態は、夏季冷房時の制
御について説明したが、例えば冬季暖房の制御でも前述
と同様な要領で制御できることは言うまでもない。

【００８９】従って、この実施の形態においても、対象
室内１その他から人間の快適性に係る要素を取り込んで
ＰＭＶを求めた後、このＰＭＶがＰＭＶ目標基準値，Ｐ
ＭＶ許容幅から定められるＰＭＶ上下限値を越えたと
き、予め連続運転において平均弁開度から索引される制
御パラメータを用いて、空調機の運転・停止を繰り返す
ので、空調機の運転時間の短縮化はもとより、冷水また
は温水の消費エネルギーを極力低減でき、さらに居住者
の満足できる快適性を確保できる。

【００９０】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
る。例えば快適性指標として、最近よく使用されるＰＭ
Ｖを用いたが、ＰＭＶ以外の快適性指標（例えば作用温
度，新標準温度等）用いてもよく、また快適性の変数と
して、温度，平均輻射温度，気流速度，湿度，着衣状
態，活動状態等を挙げたが、それら変数のうち任意の変
数を用いてＰＭＶを演算する場合でも同様に適用できる
ものである。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
調機を間欠運転制御するので、空調機の運転時間を短縮
でき、また予め省エネの観点から予め外部環境条件また
は連続運転時の平均弁開度よりも小さい弁開度となるよ
うに定めた制御パラメータを用いて間欠運転を実施こと
により、空調機運転中の冷水または温水の消費エネルギ
ーも極力抑えることができる。

【００９２】また、空調機の間欠運転制御を採用しつ
つ、快適性指標を用いることにより、居住者の満足でき
る快適性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る空調機運転制御装置の一実施の
形態を示す構成図。

【図２】 本発明に係る空調機運転制御装置の他の実施
形態を示す構成図。

【図３】 本発明に係る空調機運転制御装置のさらに他
の実施形態を示す構成図。

【図４】 本発明装置における間欠運転制御による冷水
のエネルギー消費状態を説明する図。

【図５】 本発明に係る空調機運転制御装置のさらに他
の実施形態を示す構成図。

【図６】 図５に示すＰＭＶ演算部の具体的構成例を示
す図。

【図７】 本発明に係る空調機運転制御装置のさらに他
の実施形態を示す構成図。

【図８】 本発明に係る空調機運転制御装置のさらに他
の実施形態を示す構成図。

【図９】 従来の一般的な間欠運転制御方法を説明する
図。

【図１０】 連続運転制御および従来の間欠運転制御に
おける冷水の消費エネルギーの比較図。

【符号の説明】

１…対象室内 ２…空調機 ３…温度計 ４，４Ａ…間欠運転指令手段 ５，５Ａ…弁開度テーブル ６，６Ａ…コントローラ ７〜９…操作弁 １１…エンタルピー演算手段 ２１…連続運転平均弁開度算出手段 ２２…制御パラメータテーブル ２３，２３Ａ…間欠運転制御手段 ３４…ＰＭＶ演算部 ５１…室温設定値演算部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象室温に応じて空調機の間欠運転制御
   を行う空調機運転制御装置において、 予め外部環境条件と空調機運転中の冷水または温水の消
   費エネルギーを抑制するための弁開度が設定されている
   弁開度テーブルと、 前記対象室温が予め定める温度上・下限設定値を越えた
   とき、現在の外部環境条件を索引として前記弁開度テー
   ブルから弁開度を取り出して冷水用または温水用操作弁
   を開制御する間欠運転制御系と、 を備えたことを特徴とする空調機運転制御装置。
2. 【請求項２】 対象室温に応じて空調機の間欠運転制御
   を行う空調機運転制御装置において、 所定の制御パラメータのもとに前記空調機を連続運転
   し、そのときの空調機への冷水用または温水用操作弁の
   弁操作指令を取り込んで平均弁開度を算出する連続運転
   平均弁開度算出手段と、 間欠運転時、前記連続運転平均弁開度算出手段で算出さ
   れる平均弁開度よりも小さい弁開度となるような間欠運
   転用制御パラメータが設定されている制御パラメータテ
   ーブルと、 前記対象室温が予め定める温度上・下限設定値を越えた
   とき、前記制御パラメータテーブルに格納される間欠運
   転用制御パラメータを用いて冷水用または温水用操作弁
   を開制御する間欠運転制御系と、 を備えたことを特徴とする空調機運転制御装置。
3. 【請求項３】 空調機の間欠運転制御を行う空調機運転
   制御装置において、 予め外部環境条件と空調機運転中の冷水または温水の消
   費エネルギーを抑制するための弁開度が設定されている
   弁開度テーブルと、 快適性指標を求めるための各種の変数を測定する測定手
   段と、 この測定手段で測定される変数その他必要とする条件変
   数を用いて、快適性指標を演算するＰＭＶ演算手段と、 このＰＭＶ演算手段によつて求めた快適性指標が予め定
   める快適性指標上・下限設定値を越えたとき、現在の外
   部環境条件を索引として前記弁開度テーブルから弁開度
   を取り出して冷水用または温水用操作弁を開制御する間
   欠運転制御系と、 を備えたことを特徴とする空調機運転制御装置。
4. 【請求項４】 空調機の間欠運転制御を行う空調機運転
   制御装置において、 所定の制御パラメータのもとに前記空調機を連続運転
   し、そのときの空調機への冷水用または温水用操作弁の
   弁操作指令を取り込んで平均弁開度を算出する連続運転
   平均弁開度算出手段と、 間欠運転時、前記連続運転平均弁開度算出手段で算出さ
   れる平均弁開度よりも小さい弁開度となるような間欠運
   転用制御パラメータが設定されている制御パラメータテ
   ーブルと、 快適性指標を求めるための各種の変数を測定する測定手
   段と、 この測定手段で測定される変数その他必要とする条件変
   数を用いて、快適性指標を演算するＰＭＶ演算手段と、 このＰＭＶ演算手段によつて求めた快適性指標が予め定
   める快適性指標上・下限設定値を越えたとき、前記制御
   パラメータテーブルに格納される間欠運転用制御パラメ
   ータを用いて冷水用または温水用操作弁を開制御する間
   欠運転制御系と、 を備えたことを特徴とする空調機運転制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２または請求項４に記載する空調
   機運転制御装置において、 前記制御パラメータテーブルには、間欠運転中の弁開度
   が連続運転時の平均弁開度のｍ分の１（ｍは１．１〜
   ３．５程度）以下となるような制御パラメータを設定す
   ることを特徴とする空調機運転制御装置。