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JP7802592B2 - Air conditioning system - Google Patents
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JP7802592B2 - Air conditioning system - Google Patents

Air conditioning system

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JP7802592B2 JP2022053969A JP2022053969A JP7802592B2 JP 7802592 B2 JP7802592 B2 JP 7802592B2 JP 2022053969 A JP2022053969 A JP 2022053969A JP 2022053969 A JP2022053969 A JP 2022053969A JP 7802592 B2 JP7802592 B2 JP 7802592B2
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Description

本発明は、特にペリメータゾーンを対象として空調を行う空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system that provides air conditioning particularly for the perimeter zone.

オフィスビル等の主に人を対象とする保健空調を行う場合、対象とする建物内の場所における熱に関する条件は一様ではない。例えば、窓際等のペリメータゾーンは、その内側のインテリアゾーンと比較して外皮負荷の影響を受けやすく、日射を受けやすい南側の部屋と、日中も日陰になる北側の部屋とでは入熱量が大きく異なる。また、仮に外部からの入熱量が同じでも、室内に設置した機器等の排熱のために熱負荷が部屋毎に異なるといった場合もある。このように場所によって異なる熱条件に対応しつつ、各領域の空気を好適な状態に調和するため、変風量単一ダクト方式空調や各階ユニット方式の場合には、例えば対象空間に複数台の変風量装置を設置すると共に、それらの近傍に温度センサを設け、該温度センサの測定値に応じて各変風量装置の風量や、空調機からそれらへの給気の温度を調整するといったことが行われている。 When providing health air conditioning primarily for people in an office building or other building, the thermal conditions vary from one location to another within the building. For example, perimeter zones, such as those near windows, are more susceptible to the effects of exterior loads than the interior zones within, resulting in significantly different heat inputs between rooms on the south side, which are more susceptible to sunlight, and rooms on the north side, which are shaded even during the day. Even if the amount of heat input from outside is the same, the thermal load may differ from room to room due to the exhaust heat from indoor equipment. In order to accommodate these different thermal conditions and maintain optimal air conditions in each area, variable air volume single-duct air conditioning or per-floor unit systems, for example, involve installing multiple variable air volume devices in the target space and placing temperature sensors near them. The air volume of each variable air volume device and the temperature of the air supplied by the air conditioner are then adjusted based on the temperature sensor readings.

ここで、特に大スパンの空間を対象とする空調システムにおいては一般に、温度センサが天井やその付近に設置されることが多い。昔の柱が多く存在する空間ならば、たやすく居住域のレベルと同じレベルに温度センサを設置できたがそれは叶わなくなっている。床近傍には人や機器が位置することが多く、邪魔になるためであるが、結果として、空調システムにおいて把握される室内の温度と、床面付近の居住域に位置する人や機器にとっての温度が乖離してしまう場合がある。特に、外気温度の低い時季には、ペリメータゾーンの、特に窓内面近傍の空気が外気によって冷却され、下方に沈み込んで床面に沿って流れるコールドドラフトと呼ばれる冷気の流れが発生し、これにより、ペリメータゾーンやその近傍に位置する人が不快に感じる状況が生じることがある。温かい空気は冷たい空気と比較して比重が小さいので、天井の吹出口から暖気が供給されていても、該暖気と、外気による冷却で生じる冷気の温度差が大きい場合や、風量が十分でない場合には、吹出口から下方に吹き出される空気の慣性力が上向きの浮力に打ち消されてしまい、床面付近まで届かない。すなわち、外気温の低い時季のペリメータゾーンの足元レベルなどにおいては、変風量装置から供給される暖気に対して冷気が優勢となる結果、居住域への暖気の供給が不十分となってしまう場合が想定されるのである。 Here, temperature sensors are generally installed on or near the ceiling, especially in air conditioning systems intended for large-span spaces. In the old days, when there were many pillars, it was easy to install temperature sensors at the same level as the occupied area, but this is no longer possible. This is because people and equipment are often located near the floor and would get in the way. As a result, the indoor temperature detected by the air conditioning system can differ from the temperature actually felt by people and equipment in the occupied area near the floor. In particular, during seasons when the outside temperature is low, the air in the perimeter zone, especially near the inside of windows, is cooled by the outside air, creating a current of cold air that sinks downward and flows along the floor, known as a cold draft. This can make people in the perimeter zone or nearby areas feel uncomfortable. Warm air has a lower specific gravity than cold air, so even if warm air is being supplied from the ceiling outlet, if there is a large temperature difference between the warm air and the cold air caused by cooling from outside air, or if the air volume is insufficient, the inertial force of the air blowing downward from the outlet will be canceled out by the upward buoyancy, and the air will not reach the floor. In other words, in seasons when the outside temperature is low, at foot level in the perimeter zone, for example, cold air will prevail over the warm air supplied from the variable air volume device, and it is possible that the supply of warm air to the occupied area will be insufficient.

こういった事態への対策としては、ペリメータゾーンに前記変風量装置により制御される給気を供給する天井設置の制気口とは別に、ペリメータファンやエアバリアファン等と呼称される送風装置を設置することが有効である。ペリメータファンは、例えばペリメータゾーンにおける窓近傍の床面付近に設置され、そこから上方へ向かう空気の流れを形成する。これにより、窓付近で室内空気が冷却されてコールドドラフトが発生し、床に沿って室内へ流れる現象を妨げることができる。さらに、ペリメータファンに向かって天井設置の制気口から変風量装置により制御される暖気を送り出すようにすれば、暖気をペリメータゾーンの外縁付近まで供給することもでき、ペリメータゾーンの空気環境を、居住域に位置する人にとって快適に保つことができる。 One effective solution to this situation is to install a ventilation device known as a perimeter fan or air barrier fan, separate from the ceiling-mounted air outlet that supplies the perimeter zone with intake air controlled by the variable air volume device. Perimeter fans are installed, for example, near the floor near the windows in the perimeter zone, creating an upward airflow from there. This prevents indoor air from being cooled near the windows, creating a cold draft that then flows along the floor into the room. Furthermore, by sending warm air controlled by the variable air volume device from the ceiling-mounted air outlet toward the perimeter fan, warm air can be supplied to the outer edges of the perimeter zone, maintaining a comfortable air environment for people in the living area.

ところが、このようにペリメータファンを設けたとしても、上述したようなコールドドラフトや居住域への暖気の供給不全への対策としては十分でない場合もある。室内空気の温度を測定するための温度センサが天井付近に設けられている以上、その測定値と、床近傍における空気の温度とは乖離する場合があり、前記温度センサの測定値に基づいて空調システムが運転されていれば、やはりペリメータゾーンに十分な暖気が供給されない事態も想定し得る。例えば、変風量装置により制御される給気を吹き出す制気口からペリメータファンに十分な量の暖気を供給できていない場合や、室内の上下間で空気に温度差が生じている場合には、天井付近の温度センサで把握される温度がペリメータゾーンの床面付近の温度よりも高くなる。その結果、ペリメータゾーンの近傍における床面付近の実際の温度状況が変風量装置の運転に反映されず、天井の近傍は快適な温度に維持されたとしても、居住域の温度が低いままとなってしまうといった事態が生じ得るのである。
このような事態の対策として、単に変風量装置における設定温度を上げることも考えられるが、仮にそのようにした場合、例えば冬期から中間期に近づいて外気温が上昇し、室内の上下間における温度差が小さくなったタイミングで、逆に居住域の温度が上がりすぎてしまう懸念がある。
However, even with such a perimeter fan, it may not be sufficient to address the aforementioned cold drafts or insufficient supply of warm air to the occupied area. Since a temperature sensor for measuring indoor air temperature is installed near the ceiling, the measured value may differ from the air temperature near the floor. Therefore, if the air conditioning system is operated based on the temperature sensor's measurement, it is possible that sufficient warm air will not be supplied to the perimeter zone. For example, if the air outlet controlled by the variable air volume device is unable to supply a sufficient amount of warm air to the perimeter fan, or if there is a temperature difference between the upper and lower air in the room, the temperature measured by the temperature sensor near the ceiling will be higher than the temperature near the floor in the perimeter zone. As a result, the actual temperature near the floor near the perimeter zone may not be reflected in the operation of the variable air volume device, and even if a comfortable temperature is maintained near the ceiling, the temperature in the occupied zone may remain low.
One possible solution to this situation would be to simply raise the set temperature on the variable air volume device, but if this were to be done, there would be a concern that the temperature in the occupied area would rise too much when, for example, the outside temperature rises as the season changes from winter to mid-season and the temperature difference between the top and bottom of the room becomes smaller.

こうした問題に対応し得る技術を記載した文献として、例えば下記特許文献1がある。 For example, Patent Document 1 below describes technology that can address these issues.

特開2021-76348号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-76348

上記特許文献1に記載の技術は、ペリメータゾーンの床近傍における温度を推定し、これに基づいて変風量装置の給気風量を調整するというものである。天井付近の高さに設置された温度センサの測定値の代わりに床近傍の温度を推定し、その値を空調システムの運転に用いることで、床近傍の状況に即した運転を行うことができる。 The technology described in Patent Document 1 estimates the temperature near the floor in the perimeter zone and adjusts the supply air volume of the variable air volume device based on this. By estimating the temperature near the floor instead of the measurement value from a temperature sensor installed at ceiling height and using this value to operate the air conditioning system, it is possible to operate the system in accordance with the conditions near the floor.

ここで、床近傍の温度値としては、実際にその位置に設置した温度センサの測定値の代わりに推定値を用いるのであるが、この推定値は無論、実際の値に極力近いことが望ましい。天井付近の測定温度の代わりに居住域に近い床近傍の推定温度を使用すると言っても、推定温度が実際の値から乖離していれば結局、上記と同様の問題が生じてしまうことになるし、あるいは逆に、暖気の供給が過剰となる場合もあり得る。 Here, an estimated value is used as the temperature value near the floor instead of the value measured by a temperature sensor actually installed in that position, and it is of course desirable for this estimated value to be as close to the actual value as possible. Even if an estimated temperature near the floor, which is close to the occupied area, is used instead of the measured temperature near the ceiling, if the estimated temperature deviates from the actual value, the same problems as above will ultimately occur, or conversely, there may be cases where excessive warm air is supplied.

本発明は、斯かる実情に鑑み、ペリメータゾーンの床近傍における空気温度を好適に推定し得る空調システムを提供しようとするものである。 In light of this situation, the present invention aims to provide an air conditioning system that can appropriately estimate the air temperature near the floor in the perimeter zone.

本発明は、給気を送り出す空調機と、
前記空調機から対象空間へ給気を導く給気ダクトと、
対象空間へ給気を吹き出す複数の吹出口と、
前記吹出口のうちのペリメータゾーンに供給する吹出口から吹き出される給気の風量を調整する変風量装置と、
ペリメータゾーンに設けられ、室内空気を上方へ送り出すペリメータファンと、
前記ペリメータファンの上方に設けられ空調機への少なくとも一部の還気を吸い込む吸込口と、
ペリメータゾーンにおける天井温度を測定する天井温度センサとを備え、ペリメータゾーンの床近傍温度に関連するパラメータに基づき、ペリメータゾーンの少なくとも方角の異なる各位置における床近傍温度を推定し、
推定された床近傍温度に基づき、ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の吹出風量を調整するよう構成され、
前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度をパラメータとして用いて行うよう構成されていると共に、さらに日射量をパラメータとして用いて行うよう構成され、
前記日射量は、日射計に日影の生じる時間として設定された日影時間においては、大気外全天日射量に基づき日射量の算出された推定値として把握する一方、
それ以外の時間においては、前記日射計における実測値として把握するよう構成されていること
を特徴とする空調システムにかかるものである。
また本発明は、給気を送り出す空調機と、
前記空調機から対象空間へ給気を導く給気ダクトと、
対象空間へ給気を吹き出す複数の吹出口と、
前記吹出口のうちのペリメータゾーンに供給する吹出口から吹き出される給気の風量を調整する変風量装置と、
ペリメータゾーンに設けられ、室内空気を上方へ送り出すペリメータファンと、
前記ペリメータファンの上方に設けられ空調機への少なくとも一部の還気を吸い込む吸込口と、
ペリメータゾーンにおける天井温度を測定する天井温度センサとを備え、
ペリメータゾーンの床近傍温度に関連するパラメータに基づき、ペリメータゾーンの少なくとも方角の異なる各位置における床近傍温度を推定し、推定された床近傍温度に基づき、ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の吹出風量を調整するよう構成され、
前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度をパラメータとして用いて行うよう構成されていると共に、パラメータとしてさらに対象の位置における日射の有無を用いて行うよう構成され、
前記日射の有無は、対象の位置における日影時間に基づき把握されること
を特徴とする空調システムにかかるものである。
The present invention includes an air conditioner that delivers supply air;
an air supply duct that guides air from the air conditioner to a target space;
A plurality of air outlets that blow supply air into the target space;
an air volume variable device for adjusting the volume of supply air blown out from one of the air outlets that supplies air to the perimeter zone;
a perimeter fan provided in the perimeter zone for blowing indoor air upward;
an intake port provided above the perimeter fan for drawing in at least a portion of return air to the air conditioner;
a ceiling temperature sensor for measuring a ceiling temperature in the perimeter zone, and estimating the near-floor temperature at each position in at least different directions in the perimeter zone based on a parameter related to the near-floor temperature in the perimeter zone;
The airflow rate of the variable air volume device facing the perimeter zone is adjusted based on the estimated near-floor temperature,
the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using at least the ceiling temperature sensed by the ceiling temperature sensor as a parameter , and is further configured to be performed using the amount of solar radiation as a parameter;
The amount of solar radiation is grasped as an estimated value calculated based on the amount of extra-atmospheric global solar radiation during a shadow time set as a time when a shadow is cast on the pyranometer, while
At other times, the air conditioning system is characterized in that it is configured to grasp the actual measured value of the pyranometer .
The present invention also provides an air conditioner that delivers supply air;
an air supply duct that guides air from the air conditioner to a target space;
A plurality of air outlets that blow supply air into the target space;
an air volume variable device for adjusting the volume of supply air blown out from one of the air outlets that supplies air to the perimeter zone;
a perimeter fan provided in the perimeter zone for blowing indoor air upward;
an intake port provided above the perimeter fan for drawing in at least a portion of return air to the air conditioner;
a ceiling temperature sensor for measuring the ceiling temperature in the perimeter zone;
The system is configured to estimate near-floor temperatures at least at positions in different directions in the perimeter zone based on parameters related to near-floor temperatures in the perimeter zone, and adjust the blow-out air volume of the variable air volume device facing the perimeter zone based on the estimated near-floor temperatures;
the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using at least the ceiling temperature detected by the ceiling temperature sensor as a parameter, and is configured to be performed using the presence or absence of solar radiation at the target position as a further parameter;
The presence or absence of solar radiation is determined based on the shadow time at the target location.
This relates to an air conditioning system characterized by the above.

本発明の空調システムは、前記床近傍温度の推定を、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度の過去値をパラメータとして用いて行うよう構成することができる。 The air conditioning system of the present invention can be configured to estimate the near-floor temperature using at least past values of the ceiling temperature detected by the ceiling temperature sensor as parameters.

本発明の空調システムは、前記床近傍温度の推定を、さらに日射量をパラメータとして用いて行うよう構成し、前記日射量は、日射計に日影の生じる時間として設定された日影時間においては、大気外全天日射量に基づき日射量の算出された推定値として把握する一方、それ以外の時間においては、前記日射計における実測値として把握するよう構成することができる。 The air conditioning system of the present invention can be configured to estimate the near-floor temperature using the amount of solar radiation as an additional parameter, and the amount of solar radiation can be calculated as an estimated value based on extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time set as the time when a shadow is cast on the pyranometer, while at other times it can be calculated as an actual measured value from the pyranometer.

本発明の空調システムにおいて、日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出することができる。 In the air conditioning system of the present invention, the estimated amount of solar radiation during shadow hours can be calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during shadow hours by a preset coefficient.

本発明の空調システムにおいて、日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出することができる。 In the air conditioning system of the present invention, the estimated value of solar radiation during the shadow period can be calculated by multiplying the amount of extraterrestrial global solar radiation during the shadow period by a coefficient calculated by dividing the actual measured value of solar radiation before the shadow period by the amount of extraterrestrial global solar radiation.

本発明の空調システムにおいて、午前の日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出し、午後の日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出することができる。 In the air conditioning system of the present invention, the estimated amount of solar radiation during the morning shadow time is calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time by a preset coefficient, and the estimated amount of solar radiation during the afternoon shadow time is calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time by a coefficient calculated by dividing the actual measured amount of solar radiation before the shadow time by the extra-atmospheric global solar radiation.

本発明の空調システムにおいては、日影時間であり、且つ天気が晴れと判定されたことを条件として日射量の推定を行うことができる。 In the air conditioning system of the present invention, solar radiation can be estimated under the conditions that it is a shadow time and the weather is determined to be sunny.

本発明の空調システムは、前記床近傍温度の推定を、パラメータとしてさらに対象の位置における日射の有無を用いて行うよう構成することができる。 The air conditioning system of the present invention can be configured to estimate the near-floor temperature using the presence or absence of solar radiation at the target location as an additional parameter.

本発明の空調システムにおいて、前記日射の有無は、対象の位置における日影時間に基づき把握することができる。 In the air conditioning system of the present invention, the presence or absence of solar radiation can be determined based on the shadow duration at the target location.

本発明の空調システムにおいて、対象の位置における日影時間は、天空率図に基づき把握することができる。 In the air conditioning system of the present invention, the shadow time at a target location can be determined based on a sky factor chart.

本発明の空調システムは、機械学習により生成された温度推定モデルを用いてペリメータゾーンの床近傍温度を推定するよう構成することができる。 The air conditioning system of the present invention can be configured to estimate the near-floor temperature in the perimeter zone using a temperature estimation model generated by machine learning.

本発明の空調システムにおいて、前記温度推定モデルは、さらに以下のパラメータから選択される一部または全部のパラメータを説明変数としてさらに用いて床近傍温度を推定するよう構成することができる。
・外気温度
・前記空調機の運転状態
・流出熱量
・風向
・風速
・降雨量
・ペリメータゾーンの床近傍温度を測定する床近傍温度センサの測定値
・前記ペリメータファンの運転状態
・ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の運転状態
・日付
・時刻
・曜日
本発明の空調システムは、日射量、および対象の位置における日射の有無を互いに別の説明変数として前記温度推定モデルに入力するよう構成することができる。
In the air conditioning system of the present invention, the temperature estimation model can be configured to estimate the near-floor temperature by further using some or all of the parameters selected from the following parameters as explanatory variables:
- Outside air temperature - Operating status of the air conditioner - Amount of heat emitted - Wind direction - Wind speed - Rainfall - Measurement value of the near-floor temperature sensor that measures the temperature near the floor in the perimeter zone - Operating status of the perimeter fan - Operating status of the variable air volume device facing the perimeter zone - Date - Time - Day of the week The air conditioning system of the present invention can be configured to input the amount of solar radiation and the presence or absence of solar radiation at the target location into the temperature estimation model as separate explanatory variables.

本発明の空調システムによれば、ペリメータゾーンの床近傍における空気温度を好適に推定するという優れた効果を奏し得る。 The air conditioning system of the present invention can provide the excellent effect of accurately estimating the air temperature near the floor in the perimeter zone.

本発明を適用した空調システムの構成の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an air conditioning system to which the present invention is applied. 本発明を適用した空調システムにおいて、ペリメータゾーンに面して設置される変風量装置および床近傍温度センサの配置の一例を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of an air volume variable-volume device and a near-floor temperature sensor installed facing a perimeter zone in an air conditioning system to which the present invention is applied. FIG. 複数階にわたる建物に対して適用された本発明の空調システムの全体構成の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an air conditioning system of the present invention applied to a multi-story building. 本発明を適用した空調システムにおいて、基準階のペリメータゾーンに面して設置される変風量装置および床近傍温度センサの配置の一例を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of an air volume variable-volume device and a near-floor temperature sensor installed facing the perimeter zone of a reference floor in an air conditioning system to which the present invention is applied. FIG. 温度推定モデルの入出力構成の一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of an input/output configuration of a temperature estimation model. 本発明の実施例において、変風量装置等の運転状況を設定する手順の一例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a procedure for setting an operating condition of a variable air volume device or the like in an embodiment of the present invention. 室内空気の上下間における温度差と、その差を踏まえた温度の制御について説明する概念図である。1 is a conceptual diagram illustrating the temperature difference between the top and bottom of the room air and temperature control based on that difference. 床近傍温度の推定値に基づいて算出される制御偏差と、温度補正値の関係の一例を説明するグラフである。10 is a graph illustrating an example of the relationship between a control deviation calculated based on an estimated value of the near-floor temperature and a temperature correction value. 外気温度と、給気温度の上限値の関係の一例を説明するグラフである。10 is a graph illustrating an example of the relationship between the outside air temperature and the upper limit of the supply air temperature. 図1の空調システムのペリメータゾーン近傍における室内空気の温度分布の一例を説明する概略図である。2 is a schematic diagram illustrating an example of a temperature distribution of indoor air near a perimeter zone of the air conditioning system of FIG. 1. 本実施例における温度補正値を用いた制御を概念的に説明するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram conceptually illustrating control using a temperature correction value in the present embodiment. 日射計において測定される日射量の変動の一例(遮蔽物が存在しない場合)を示すグラフである。1 is a graph showing an example of fluctuations in the amount of solar radiation measured by a pyranometer (when no shielding object is present); 日射計において測定される日射量の変動の別の一例(遮蔽物が存在する場合)を示すグラフである。10 is a graph showing another example of fluctuations in the amount of solar radiation measured by a pyranometer (when a shield is present); 日射計による日射量の測定値と、実際の日射量と、日射量の推定値の関係の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the relationship between the amount of solar radiation measured by a pyranometer, the actual amount of solar radiation, and the estimated amount of solar radiation. 本発明の日射量の推定方法を実行する手順の一例を説明するフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a procedure for executing a method for estimating solar radiation of the present invention. 本発明の日射量の推定方法を実行する手順の別の一例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating another example of the procedure for executing the method for estimating the amount of solar radiation of the present invention. 本発明の日射量の推定方法を実行する手順のさらに別の一例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating yet another example of the procedure for executing the method for estimating the amount of solar radiation of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施による空調システムの一例を模式的に示している。空調機1から送り出される空調された空気(給気)A1は、給気ダクト2を通ってオフィス等の室内である対象空間Sへ導かれる。対象空間Sの天井3には複数の吹出口4が設置されており、各空調機1から伸びる給気ダクト2の下流側は、各吹出口4に接続されている。給気ダクト2を流通する空調空気A1は、各吹出口4から対象空間Sへ供給される。この吹出口4は各々一つで表現しているが、実際は各々がそれぞれ複数の吹出口となっている。 Figure 1 shows a schematic diagram of an example of an air conditioning system embodying the present invention. Conditioned air (supply air) A1 sent out from an air conditioner 1 is guided through an air supply duct 2 to a target space S, which is a room such as an office. Multiple air outlets 4 are installed in the ceiling 3 of the target space S, and the downstream side of the air supply duct 2 extending from each air conditioner 1 is connected to each air outlet 4. The conditioned air A1 circulating through the air supply duct 2 is supplied to the target space S from each air outlet 4. Although each air outlet 4 is shown as one, in reality each has multiple air outlets.

給気ダクト2における各吹出口4の手前の位置には、それぞれ変風量装置5が備えられている。変風量装置5はVAV(Variable Air Volume)等と略称される装置であり、内部に備えたダンパの開度を変更しダンパの前後のどちらかで風速や風量を測定することで、内部を通過する空気の風量を測定値に基づいて調整するようになっている。給気A1は、対象空間Sへ供給されるにあたり、変風量装置5により風量を調整される。 A variable air volume device 5 is provided in front of each air outlet 4 in the supply air duct 2. The variable air volume device 5 is a device also known as VAV (Variable Air Volume), and adjusts the volume of air passing through it based on the measured values by changing the opening of an internal damper and measuring the wind speed and volume either before or after the damper. When the supply air A1 is supplied to the target space S, the volume is adjusted by the variable air volume device 5.

対象空間Sは、外皮負荷の影響を受けやすい窓際などのペリメータゾーンPと、その内側の建屋負荷の全熱負荷の割合が比較的小さいインテリアゾーンIに分けることができる。図1には、インテリアゾーンIに面する位置と、ペリメータゾーンPに面する位置にそれぞれ変風量装置5を1台ずつ図示しており、またインテリアゾーンIに面する変風量装置5に対し給気A1を送り出す空調機1(インテリア空調機1a)と、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5に対し給気A1を送り出す空調機1(ペリメータ空調機1b)をそれぞれ1台ずつ図示している(尚、これは模式的に簡略化された図であり、実際の空調システムにおいては、変風量装置5や空調機1の数や配置、空調機1に対する変風量装置5の台数等は、対象空間Sの規模や形状、熱状況等に応じて適宜設定されることは言うまでもない。特に、ペリメータゾーンP用空調機1aとインテリアゾーンI用空調機1bとを分けた形を図示しているが、2つの空調機1a,1bを1台にまとめ、給気ダクトや還気ダクトを分岐することはよく行われこれを含めるのは言うまでもない。)。 The target space S can be divided into a perimeter zone P, such as near windows, which is easily affected by the exterior load, and an interior zone I, where the proportion of the total building heat load is relatively small. FIG. 1 shows one variable air volume device 5 facing the interior zone I and one facing the perimeter zone P. It also shows one air conditioner 1 (interior air conditioner 1a) that sends supply air A1 to the variable air volume device 5 facing the interior zone I, and one air conditioner 1 (perimeter air conditioner 1b) that sends supply air A1 to the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P. (Note that this is a simplified schematic diagram; in an actual air conditioning system, the number and arrangement of variable air volume devices 5 and air conditioners 1, and the number of variable air volume devices 5 relative to air conditioner 1, are naturally determined appropriately depending on the size, shape, and thermal conditions of the target space S. In particular, while the air conditioner 1a for the perimeter zone P and the air conditioner 1b for the interior zone I are shown as separate units, it goes without saying that it is common for the two air conditioners 1a, 1b to be combined into a single unit with the supply air duct and return air duct branched, and this is of course included.)

天井3には、インテリアゾーンIおよびペリメータゾーンPにあたる位置にそれぞれ吸込口7,16が複数ずつ設けられている。インテリアゾーンI、ペリメータゾーンPに面する各変風量装置5からは、それぞれインテリア空調機1aまたはペリメータ空調機1bから送られた給気A1が、吹出口4を通じて対象空間Sへ供給され、該対象空間S内の空気(室内空気)A2と混合する。 Multiple intakes 7, 16 are provided on the ceiling 3 at positions corresponding to the interior zone I and the perimeter zone P, respectively. From each variable air volume device 5 facing the interior zone I or perimeter zone P, supply air A1 sent from the interior air conditioner 1a or perimeter air conditioner 1b, respectively, is supplied to the target space S through the outlet 4, where it mixes with the air (room air) A2 within the target space S.

室内空気A2のうち、主にインテリアゾーンIにある一部は、インテリアゾーンIに面する吸込口7から還気A3として取り込まれる。還気A3のうち、一部は還気ダクト8の外へ排気A4として排出され、一部は還気ダクト8から新たに取り込まれる外気A0と混合してインテリア空調機1aに戻り、温度や湿度を調整されたうえで再度、給気A1として送り出される。 A portion of the indoor air A2, mainly in the interior zone I, is taken in as return air A3 from the intake port 7 facing the interior zone I. A portion of the return air A3 is discharged outside the return air duct 8 as exhaust air A4, and a portion is mixed with fresh outside air A0 taken in through the return air duct 8 and returned to the interior air conditioner 1a, where the temperature and humidity are adjusted before being sent out again as supply air A1.

室内空気A2のうち、主にペリメータゾーンPにある一部は、ペリメータゾーンPに面する吸込口16から還気A3として取り込まれ、還気ダクト17を通って全量がペリメータ空調機1bに戻り、温度を調整されたうえで再度、給気A1として送り出される。こうして、空調機1と対象空間Sの間を空気が循環するようになっている。尚、インテリアゾーンIでは外気A0を取り込んで空気の入れ替えを行う一方、ペリメータゾーンPにおいては外気A0を取り込まず、空気の全量を循環させる設計となっているのは、ペリメータゾーンPにおいてはインテリアゾーンIと比較して人がいることが少ないことが想定され、呼吸に伴い増える二酸化炭素の希釈排出のための排気分の外気導入がインテリアより少ないためである。 A portion of the indoor air A2, mainly in the perimeter zone P, is taken in as return air A3 from the intake port 16 facing the perimeter zone P, and the entire amount returns to the perimeter air conditioner 1b through the return air duct 17, where it is temperature-adjusted and sent out again as supply air A1. In this way, air circulates between the air conditioner 1 and the target space S. Note that while the interior zone I takes in outside air A0 to replace the air, the perimeter zone P is designed not to take in outside air A0 and to circulate all of the air. This is because it is expected that there will be fewer people in the perimeter zone P than in the interior zone I, and so less outside air is introduced to exhaust the carbon dioxide that increases with breathing than in the interior zone.

このような空調システムにおいては、例えば各階ユニット方式(各階ごとに完結する単一ダクト変風量方式)と呼ばれる空調方式により、対象空間S内における空調負荷の変動に対応するようになっている。対象空間S内の適当な箇所(ここに示した例では、天井3)には、室内空気A2の温度を測定する温度センサ9が設けられている(以下、天井やその付近における室内空気A2の温度を測定するこれらの温度センサ9を、「天井温度センサ」と称する。また以下では、天井温度センサ9の設置される高さにおける室内空気A2の温度を、必要に応じて便宜的に「天井温度」と称する)。変風量装置5には、それぞれ制御装置(VAVコントローラ)が設けられており、 天井温度センサ9における測定値と、変風量装置5における温度設定値の偏差が0に近づくよう、変風量装置5に対しPI制御等による制御を行い、適当な風量の給気A1を吹出口4から供給するようになっている。例えば、暖房時において、室内温度(室内空気A2の温度)の設定値に対し、天井温度センサ9の測定値が低い場合には給気A1の供給量を大きくし、設定値と測定値が近い場合には供給量を少なくする、といった制御を行う。 Such an air conditioning system responds to fluctuations in the air conditioning load within the target space S, for example, by using an air conditioning method known as a per-floor unit method (a single-duct variable air volume method completed on each floor). A temperature sensor 9 is installed at an appropriate location within the target space S (in this example, the ceiling 3) to measure the temperature of the indoor air A2. (Hereinafter, these temperature sensors 9 measuring the temperature of the indoor air A2 at or near the ceiling will be referred to as "ceiling temperature sensors." Also, below, the temperature of the indoor air A2 at the height where the ceiling temperature sensor 9 is installed will be referred to as the "ceiling temperature" for convenience, as needed.) Each variable air volume device 5 is equipped with a control device (VAV controller), which controls the variable air volume device 5 using PI control or similar to keep the deviation between the measurement value of the ceiling temperature sensor 9 and the temperature set value of the variable air volume device 5 close to zero, thereby supplying an appropriate volume of supply air A1 from the outlet 4. For example, during heating, if the measurement value of the ceiling temperature sensor 9 is lower than the set value of the indoor temperature (temperature of indoor air A2), the amount of supply air A1 is increased, and if the measurement value is close to the set value, the amount of supply air A1 is decreased.

空調システムを構成する各機器の運転状況は、制御装置10によって監視され、操作される。制御装置10は、各空調機1(インテリア空調機1aやペリメータ空調機1b)の動作を制御するコントローラ等を備えており、例えば各変風量装置5における要求風量比率や、対象空間S内における設定温度といった値を取得し、これらに基づいて、各空調機1から供給される給気A1の温度や風量等を決定するようになっている。 The operating status of each device that makes up the air conditioning system is monitored and operated by the control device 10. The control device 10 is equipped with a controller that controls the operation of each air conditioner 1 (interior air conditioner 1a and perimeter air conditioner 1b), and acquires values such as the required air volume ratio of each variable air volume device 5 and the set temperature within the target space S, and based on these, determines the temperature and air volume of the supply air A1 supplied from each air conditioner 1.

各変風量装置5の制御装置では、天井温度を各天井温度センサ9における測定値として取得し、設定温度との偏差に基づいて要求風量を求め、変風量装置5に備わる風速計などにより測定演算された風量との偏差に基づいて変風量装置5内のダンパの開度を調整し、適当な風量の給気A1を吹出口4から供給する。すなわち、例えば暖房時において、目標値に対して天井温度センサ9の測定値が低い場合には給気A1の供給量を多くし、目標値と測定値が近い場合には供給量を少なくする、といった制御を行う。 The control device of each variable air volume device 5 acquires the ceiling temperature as a measurement value from each ceiling temperature sensor 9, calculates the required air volume based on the deviation from the set temperature, and adjusts the opening of the damper within the variable air volume device 5 based on the deviation from the air volume measured and calculated by an anemometer or other device provided in the variable air volume device 5, supplying an appropriate volume of supply air A1 from the outlet 4. That is, for example, when heating, if the measurement value of the ceiling temperature sensor 9 is lower than the target value, the supply volume of supply air A1 is increased, and if the measurement value is close to the target value, the supply volume is reduced.

各空調機1では、変風量装置5から送り出される給気A1を各変風量装置5へ送り出すが、ここで送り出される給気A1の量は、その下流に一つ以上ある変風量装置5における要求風量の合計である。そこで、制御装置10では、各変風量装置5における要求風量の比率である要求風量比率を入力信号として各要求風量比率に基づき演算して、各空調機1における供給風量を決定する。 Each air conditioner 1 sends out supply air A1 from its variable air volume device 5 to each variable air volume device 5, and the amount of supply air A1 sent out here is the sum of the required air volumes of one or more variable air volume devices 5 downstream. Therefore, the control device 10 uses the required air volume ratio, which is the ratio of the required air volumes of each variable air volume device 5, as an input signal and performs calculations based on each required air volume ratio to determine the supply air volume for each air conditioner 1.

以上のような風量による制御に加え、実際の空調システムでは、さらに要求風量比率に応じて給気温度(空調機1から送り出される給気A1の温度)を調整する制御(ロードリセット制御)もあわせて行われる。変風量方式の空調システムでは、原則的に、負荷が大きければ各変風量装置5からの要求風量比率が増え、負荷が小さければ要求風量比率が減ると言える。そこで、各変風量装置5からの要求風量比率に応じ、空調機1における給気A1の供給風量だけでなく、給気温度をも適宜変更するのである。例えば暖房時において、要求風量が変風量装置5の定格風量に対して小さい場合には、給気温度の設定値を下げる。尚、ロードリセット制御としては種々の方式を採用することができ、例えば変風量装置5の開度情報に基づき、各変風量装置5の開度が所定の開度範囲に収まるよう給気温度の設定値を変更する方式でもよいし、変風量装置5の設定温度と計測温度(空調システム内の適当な箇所における空気の計測温度。例えば、還気A3の温度)の偏差に重みづけを行い、その重みづけに基づいて給気温度の設定値を変更する方式でもよい。 In addition to the air volume control described above, actual air conditioning systems also perform control (load reset control) to adjust the supply air temperature (the temperature of supply air A1 sent out from air conditioner 1) according to the required air volume ratio. In variable air volume air conditioning systems, the required air volume ratio from each variable air volume device 5 increases as the load increases, and decreases as the load decreases. Therefore, not only the supply air volume of supply air A1 in air conditioner 1 but also the supply air temperature are appropriately changed according to the required air volume ratio from each variable air volume device 5. For example, during heating, if the required air volume is smaller than the rated air volume of the variable air volume device 5, the set value of the supply air temperature is lowered. Various methods can be used for load reset control. For example, a method can be used in which the set value of the supply air temperature is changed based on the opening information of the air volume variable devices 5 so that the opening of each air volume variable device 5 falls within a predetermined opening range, or a method can be used in which the deviation between the set temperature of the air volume variable devices 5 and the measured temperature (the measured temperature of the air at an appropriate location in the air conditioning system, for example the temperature of return air A3) is weighted and the set value of the supply air temperature is changed based on this weighting.

このように、図1に示す如き空調システムにおいては、室内負荷に合わせ、供給風量および給気温度が自動で変更される。 In this way, in an air conditioning system like the one shown in Figure 1, the supply air volume and intake air temperature are automatically changed to match the indoor load.

ところで、こうした空調システムでは、室内空気A2の温度を天井温度センサ9の測定値として把握しているため、対象空間S内にいる人が実際に接している室内空気A2の温度と、制御装置10において把握される室内空気A2の温度が乖離する場合がある。図1に示す例では天井3の高さに天井温度センサ9が配置されているが、外気条件や、変風量装置5および空調機1といった各機器の制御条件等により、人の位置する床面付近の室内空気A2の温度と、天井温度センサ9の周辺(天井付近)における室内空気A2の温度に差が生じてしまうのである。 In this type of air conditioning system, the temperature of the indoor air A2 is measured by the ceiling temperature sensor 9, and so there may be a discrepancy between the temperature of the indoor air A2 that a person in the target space S is actually in contact with and the temperature of the indoor air A2 measured by the control device 10. In the example shown in Figure 1, the ceiling temperature sensor 9 is located at the height of the ceiling 3, but due to outdoor air conditions and the control conditions of each device, such as the variable air volume device 5 and the air conditioner 1, a difference will arise between the temperature of the indoor air A2 near the floor where the person is located and the temperature of the indoor air A2 around the ceiling temperature sensor 9 (near the ceiling).

特に、外気温度の低い冬季等においては、上述したように、コールドドラフトの発生によってペリメータゾーンPやその近傍に位置する人が不快に感じる状況が生じる場合がある。 As mentioned above, particularly in winter when the outside temperature is low, cold drafts can occur, causing discomfort to people in the perimeter zone P or nearby.

そこで本実施例では、ペリメータゾーンPの床面付近に、ペリメータゾーンPにおける室内空気A2の温度分布を是正する目的でペリメータファン6を設けている。ペリメータファン6は、対象空間S内の室内空気A2を窓面に沿って上向きに送り出すようになっている。このペリメータファン6の作動により、ペリメータゾーンPの床面付近から上方へ向かう室内空気A2の流れを形成すれば、外気によって冷却された窓面付近の室内空気A2がコールドドラフトとなってペリメータゾーンPより内側のインテリアゾーンIへ向かうのを妨げ、上方の吸込口16へ送り込むことができる。また、これにあわせ、ペリメータファン6に向けて近傍の変風量装置5から室内空気A2を送り出すようにすれば、ペリメータファン6の動作と相俟って、温度の高い室内空気A2をペリメータゾーンPの外縁付近まで供給することもできる。 Therefore, in this embodiment, a perimeter fan 6 is installed near the floor of the perimeter zone P to correct the temperature distribution of the indoor air A2 in the perimeter zone P. The perimeter fan 6 is designed to blow the indoor air A2 in the target space S upward along the window surface. By operating this perimeter fan 6, a flow of indoor air A2 is created from near the floor of the perimeter zone P upward. This prevents the indoor air A2 near the window surface, cooled by outside air, from becoming a cold draft and moving toward the interior zone I inside the perimeter zone P, and instead allows it to be blown into the upper air inlet 16. Furthermore, by simultaneously blowing indoor air A2 toward the perimeter fan 6 from a nearby variable air volume device 5, combined with the operation of the perimeter fan 6, it is possible to supply high-temperature indoor air A2 to the vicinity of the outer edge of the perimeter zone P.

さらに本実施例では、図1、図2に示す如く、ペリメータゾーンPの近傍に位置する変風量装置5のうち、一部の変風量装置5の平面視における近傍に、オプションとして床近傍温度センサ11を設けている(図1には、側面視における床近傍温度センサ11の位置を破線にて示している)。床近傍温度センサ11は、ペリメータゾーンPにおいて人等の存在する高さである床面またはその近傍に設置され、周囲の空気の温度を計測するセンサである。この床近傍温度センサ11については、床近傍温度の推定をする温度推定モデルのパラメータに利用するもので、設置している対象空間の当該床近傍位置のためよりも、他の床近傍位置のためなどに利用するひとつのパラメータとして測定値を利用するものである。 Furthermore, in this embodiment, as shown in Figures 1 and 2, optional near-floor temperature sensors 11 are provided near some of the air volume variable devices 5 located near the perimeter zone P in a plan view (Figure 1 shows the position of the near-floor temperature sensors 11 in a side view with a dashed line). The near-floor temperature sensors 11 are installed on or near the floor in the perimeter zone P, at a height where people and the like are present, and measure the temperature of the surrounding air. These near-floor temperature sensors 11 are used as parameters for a temperature estimation model that estimates the near-floor temperature, and the measured value is used as a parameter to be used for other near-floor locations rather than for the near-floor location in the target space in which they are installed.

以下、本明細書では、床の近傍にある室内空気A1の温度を「床近傍温度」と称する。本明細書における「床近傍温度」とは、床面の付近である0cm以上10cm未満、または居住域である10cm以上170cm以下における空気の温度を指す。また、「天井温度」とは、床面から170cm以上で且つ天井3以下の高さにおける空気の温度を指すものとする。すなわち、天井温度センサ9は、天井3の高さに設けてもよいし、それより低い位置に(床面から170cm以上の高さであれば)設けてもよい。 Hereinafter, in this specification, the temperature of the indoor air A1 near the floor will be referred to as the "near-floor temperature." In this specification, "near-floor temperature" refers to the temperature of the air near the floor, between 0 cm and 10 cm, or between 10 cm and 170 cm, in the occupied area. Furthermore, "ceiling temperature" refers to the temperature of the air at a height of 170 cm or more above the floor and below the ceiling 3. In other words, the ceiling temperature sensor 9 may be installed at the height of the ceiling 3, or at a lower position (as long as it is at a height of 170 cm or more above the floor).

ここで、床近傍温度を測定する床近傍温度センサ11は、床面やその付近における室内空気A1の温度を測定する場合には0cm以上10cm未満の高さに設ければよいし、10cm以上170cm以下(居住域)の高さにおける室内空気A1の温度を測定する場合にはその高さに設ければよい。あるいは後者の場合、例えば0cm以上10cm未満の高さに床近傍温度センサ11を設置し、天井温度センサ9における測定値と、床近傍温度センサ11における測定値に基づき、差分を両センサ間の距離で按分し、求めたい高さの温度を算出するようにしてもよい。 Here, the near-floor temperature sensor 11 that measures the near-floor temperature can be installed at a height of 0 cm or more but less than 10 cm when measuring the temperature of indoor air A1 on or near the floor, or at that height when measuring the temperature of indoor air A1 at a height of 10 cm or more but less than 170 cm (occupied area). Alternatively, in the latter case, the near-floor temperature sensor 11 can be installed at a height of 0 cm or more but less than 10 cm, and the temperature at the desired height can be calculated based on the measurement values from the ceiling temperature sensor 9 and the near-floor temperature sensor 11, with the difference being apportioned based on the distance between the two sensors.

床近傍温度センサ11の平面視における設置位置は、各ペリメータファン6(図1参照)の設置位置に対して内側(すなわち、窓や壁から見てペリメータファン6のさらに内側に床近傍温度センサ11が位置するという位置関係)とすると好適である。ペリメータファン6は通常、対象空間Sの内側に面する側から室内空気A2を取り込んで上方へ送り出すように配置される。このため、ペリメータファン6に対して内側に床近傍温度センサ11を設けると、ペリメータファン6に取り込まれる床面付近の室内空気A2が床近傍温度センサ11に対し動きながら接触するので、床近傍温度センサ11において好適に床近傍温度を取得することができる。 The near-floor temperature sensor 11 is preferably installed inside the installation positions of each perimeter fan 6 (see Figure 1) in a plan view (i.e., the near-floor temperature sensor 11 is located further inside the perimeter fan 6 when viewed from the window or wall). Perimeter fans 6 are typically positioned to take in indoor air A2 from the side facing the interior of the target space S and send it upward. Therefore, if the near-floor temperature sensor 11 is installed inside the perimeter fan 6, the indoor air A2 near the floor surface taken in by the perimeter fan 6 moves and comes into contact with the near-floor temperature sensor 11, allowing the near-floor temperature sensor 11 to optimally obtain the near-floor temperature.

尚、図1では説明の便宜のため、2台の空調機1、1個の対象空間S、2個の吹出口4および2台の変風量装置5、1台のペリメータファン6、計2個の吸込口7,16を簡単に図示したが、これはあくまで説明のための模式的な図であって、実際の空調システムにおいては、空調機1や変風量装置5の設置台数を変更したり、複数の対象空間Sに給気A1を導く構成としてもよい。対象空間Sあたりの吹出口4の設置数も、対象空間Sの広さ等に応じて適宜変更し得る。また、実際の空調システムにおいては、ここに示した機器類の他にも各種の機器やセンサ等が設置されるが、本発明の趣旨と直接関係しない構成については、適宜図示を省略している。 For ease of explanation, Figure 1 simply illustrates two air conditioners 1, one target space S, two air outlets 4, two variable air volume devices 5, one perimeter fan 6, and a total of two air inlets 7, 16. However, this is merely a schematic diagram for illustrative purposes; in an actual air conditioning system, the number of air conditioners 1 and variable air volume devices 5 installed may be changed, or supply air A1 may be directed to multiple target spaces S. The number of air outlets 4 installed per target space S may also be changed as appropriate depending on the size of the target space S, etc. In an actual air conditioning system, various other devices and sensors will be installed in addition to the devices shown here, but configuration not directly related to the spirit of the present invention has been omitted from the illustration.

このような空調システムは、例えば図3に示す如く、ある建物の全体に対して設置することができ、各階には例えば図2に示す如く、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の一部に関し、平面視におけるその近傍の位置に床近傍温度センサ11が設置される。ここに示した例では、各対象空間SのペリメータゾーンPに関し、平面視における各辺毎に1個ずつ、床近傍温度センサ11を設置している(尚、ここでいう「ペリメータゾーンPに面する変風量装置5」とは、「ペリメータゾーンPに対し空気を供給する変風量装置5」程度の意味である)。ペリメータゾーンPの温度状況は、外気に面した窓面や壁を介して外皮負荷(風向や日照等)の影響を受けやすく、同じ建物あるいは対象空間S内であっても窓面や壁の方位によって大きく異なるが、同じ室内で且つ建物に対する方角が同じであれば、概ね同じような温度状況になると考えられるからである。 Such an air conditioning system can be installed throughout a building, as shown in FIG. 3, for example. On each floor, as shown in FIG. 2, a near-floor temperature sensor 11 is installed near a portion of the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P in a planar view. In the example shown here, one near-floor temperature sensor 11 is installed on each side of the perimeter zone P in a planar view (note that the "variable air volume device 5 facing the perimeter zone P" here roughly means "the variable air volume device 5 that supplies air to the perimeter zone P"). The temperature conditions in the perimeter zone P are easily affected by exterior loads (wind direction, sunlight, etc.) via windows and walls facing the outside air, and can vary significantly depending on the orientation of windows and walls even within the same building or target space S. However, it is believed that temperatures will be roughly similar within the same room and facing the same direction relative to the building.

つまり、各階の各対象空間SのペリメータゾーンPは、方角によって異なる温度状況上の特性に応じ、原則として大きく4系統に分けることができ、例えば北東に面する窓や壁と、北西に面する窓や壁を有する対象空間Sについては、北東側のペリメータゾーンPと、北西側のペリメータゾーンPの2系統のペリメータゾーンを有していると見なすことができる(尚、特殊な形状の階あるいは対象空間Sについては、無論この限りではなく、より多系統のペリメータゾーンPを有すると見なし得る場合も想定できる)。そして、これら各系統に該当するペリメータゾーンP毎に、後述する温度推定モデルMを生成する。 In other words, the perimeter zones P of each target space S on each floor can, in principle, be divided into four main systems according to the temperature characteristics that differ depending on the direction. For example, a target space S with windows and walls facing northeast and windows and walls facing northwest can be considered to have two perimeter zones: a northeast perimeter zone P and a northwest perimeter zone P. (Note, however, that this is not necessarily the case for floors or target spaces S with special shapes, and it is also possible to imagine cases where they can be considered to have more perimeter zones P.) A temperature estimation model M, described below, is then generated for each perimeter zone P corresponding to each of these systems.

尚、上に説明したような方角によるペリメータゾーンの系統分けや、それによる温度推定モデルの作成はあくまで一例である。実際に温度推定モデルを生成するにあたり、ペリメータゾーンの分け方や温度推定モデルの作り方は、現場の温度状況等に応じて適宜設定し得る。 Note that the division of perimeter zones by direction as described above and the creation of a temperature estimation model based on this are merely examples. When actually generating a temperature estimation model, the way in which perimeter zones are divided and the way in which a temperature estimation model is created can be set appropriately depending on the temperature conditions at the site, etc.

また、図2にはペリメータゾーンPに設置された変風量装置5、および床近傍温度センサ11のみを図示しているが、実際にはインテリアゾーンIにも変風量装置5が適宜配置されているほか、ペリメータファン6や天井温度センサ9といった機器類も図1に示す通りに配置されていることは勿論である。また、図3には空調システムの全体図として簡略化された建物および空調システムを図示し、また各階に空調機1(ペリメータ空調機1b)や変風量装置5を1台ずつ図示しているが、実際の建物の階数はここに示した階数と異なっていてもよいこと、各階にはより多くの空調機1や変風量装置5が設置されていてもよいことは言うまでもない。むろん、各階の間取りや、各対象空間Sにおける変風量装置5の配置は、図2に示した構成とは異なっていてもよい。 Furthermore, while Figure 2 only illustrates the variable air volume device 5 and near-floor temperature sensor 11 installed in the perimeter zone P, in reality, variable air volume devices 5 are also appropriately placed in the interior zone I, and of course, devices such as the perimeter fan 6 and ceiling temperature sensor 9 are also placed as shown in Figure 1. Furthermore, Figure 3 illustrates a simplified building and air conditioning system as an overall view of the air conditioning system, and one air conditioner 1 (perimeter air conditioner 1b) and one variable air volume device 5 are shown on each floor, but it goes without saying that the number of floors in an actual building may differ from those shown here, and that more air conditioners 1 and variable air volume devices 5 may be installed on each floor. Of course, the floor plan of each floor and the placement of the variable air volume devices 5 in each target space S may differ from the configuration shown in Figure 2.

建物を構成する階のうち、一部の階においては、図4に示すように、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の全台に関し、その近傍に床近傍温度センサ11を設置している。後述する温度推定モデルMを生成するための学習データD(図3参照)に使用する、床近傍温度の実測値を採集するためである。 On some of the floors that make up the building, as shown in Figure 4, near-floor temperature sensors 11 are installed near all variable air volume devices 5 facing the perimeter zone P. This is to collect actual near-floor temperature measurements that will be used as learning data D (see Figure 3) for generating the temperature estimation model M, which will be described later.

図4に示す如く、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の全台に対して床近傍温度センサ11を設置する階(以下、「基準階」と称する)は、例えば間取りが共通する複数の階のうち特定の一部階とするとよい。間取りが共通していれば、温度状況は概ね同じようになると考えられるからである。つまり、例えば11階から40階までの間取りが同じ建物において、11階~40階を対象とする場合には、25階を基準階と設定し、25階で採集された床近傍温度の実測値を学習データDに使用して温度推定モデルMを生成し、11階から40階までの他の階における床近傍温度の推定に用いればよい。尚、間取りが共通していても、高さが大きく異なればそれに応じて温度状況にも差が生じることも考えられるので、そういった場合は、例えば18階と32階をそれぞれ別の基準階としてもよい。すなわち、18階を第一の基準階として採集した学習データに基づき第一の温度推定モデルを生成し、11階から24階までの他の階における床近傍温度の推定に用い、また、32階を第二の基準階として採集した学習データに基づき第二の温度推定モデルを生成し、25階から40階までの他の階における床近傍温度の推定に用いるのである。あるいは、例えば近傍のビルの影などの影響により特定の階を境に温度状況が大きく変化するような場合、前記特定の階の上下でそれぞれ別の温度推定モデルを適用してもよい。このように、基準階の設定や、ある温度推定モデルを適用する対象は、各種の条件を勘案して適宜決定すればよい。 As shown in Figure 4, the floor (hereinafter referred to as the "reference floor") on which near-floor temperature sensors 11 are installed for all variable air volume devices 5 facing the perimeter zone P may be, for example, a specific floor among multiple floors with a common floor plan. This is because it is expected that temperature conditions will be generally similar if the floor plan is common. In other words, for example, if the 11th to 40th floors of a building have the same floor plan, and the target floors are the 11th to 40th floors, the 25th floor can be set as the reference floor, and the actual near-floor temperature measurements collected on the 25th floor can be used as learning data D to generate a temperature estimation model M, which can then be used to estimate near-floor temperatures on the other floors from the 11th to 40th floors. Even if the floor plan is common, significant differences in height can lead to corresponding differences in temperature conditions. In such cases, for example, the 18th and 32nd floors may be set as different reference floors. That is, a first temperature estimation model is generated based on learning data collected using the 18th floor as the first reference floor, and is used to estimate near-floor temperatures on the other floors from the 11th to the 24th. A second temperature estimation model is generated based on learning data collected using the 32nd floor as the second reference floor, and is used to estimate near-floor temperatures on the other floors from the 25th to the 40th. Alternatively, if the temperature situation changes significantly across a specific floor due to factors such as the shadow of a nearby building, different temperature estimation models may be applied above and below that specific floor. In this way, the setting of the reference floor and the target to which a certain temperature estimation model is applied can be determined appropriately taking into account various conditions.

各階の空調は、図3に示す如く空調機1、変風量装置5、ペリメータファン6、天井温度センサ9、床近傍温度センサ11および制御装置10によって運転され、各階における空調の運転状況は、各階の制御装置10に接続された中央監視装置12により監視され、統御される。中央監視装置12は、建物全体の空調システムやその他のシステム(電気システム等)を総合的に監視する装置である。中央監視装置12には、さらに温度推定部13が接続され、温度推定部13にはモデル生成部14が接続される。温度推定部13およびモデル生成部14は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。温度推定部13は、後述するように、各階のペリメータゾーンP(図1、図2参照)における床近傍温度を推定する。モデル生成部14は、温度推定部13が床近傍温度を推定するための温度推定モデルMを生成する。温度推定モデルMは、学習データDに基づいて生成され、床近傍温度に関係するパラメータを説明変数とし、ある位置における床近傍温度を推定するモデルである。すなわち、例えばある階の特定の対象空間Sの北側にあたるペリメータゾーンPの複数箇所における床近傍温度を、後述する種々のパラメータに基づいて推定するようになっている。 As shown in Figure 3, the air conditioning on each floor is operated by an air conditioner 1, a variable air volume device 5, a perimeter fan 6, a ceiling temperature sensor 9, a near-floor temperature sensor 11, and a control device 10. The operating status of the air conditioning on each floor is monitored and controlled by a central monitoring device 12 connected to the control device 10 on each floor. The central monitoring device 12 is a device that comprehensively monitors the air conditioning system and other systems (electrical systems, etc.) for the entire building. A temperature estimation unit 13 is further connected to the central monitoring device 12, and a model generation unit 14 is connected to the temperature estimation unit 13. The temperature estimation unit 13 and the model generation unit 14 are information processing devices such as personal computers. As described below, the temperature estimation unit 13 estimates the near-floor temperature in the perimeter zone P (see Figures 1 and 2) on each floor. The model generation unit 14 generates a temperature estimation model M that the temperature estimation unit 13 uses to estimate the near-floor temperature. The temperature estimation model M is generated based on the learning data D and is a model that estimates the near-floor temperature at a certain location using parameters related to the near-floor temperature as explanatory variables. That is, for example, the near-floor temperature at multiple locations in a perimeter zone P on the north side of a specific target space S on a certain floor is estimated based on various parameters described below.

また、本実施例の空調システムでは、床近傍温度を推定するためのパラメータの一つとして(より詳しくは、床近傍温度を推定するために温度推定モデルMに入力される説明変数の一つとして)日射量を採用しており、建物の屋上に設けられた日射計100から、中央監視装置12に対して日射量の測定値が入力されるようになっている(図3参照)。 In addition, the air conditioning system of this embodiment uses solar radiation as one of the parameters for estimating the near-floor temperature (more specifically, as one of the explanatory variables input into the temperature estimation model M to estimate the near-floor temperature), and the measured value of solar radiation is input to the central monitoring device 12 from a pyranometer 100 installed on the roof of the building (see Figure 3).

さらに、本実施例の空調システムは、日射量を推定するための日射量推定部101を備えている。日射量推定部101は、特定の条件において、中央監視装置12に入力された日射量の測定値や、大気外全天日射量等に基づき、目的の時刻における日射量の推定値を算出する。モデル生成部14や温度推定モデルMでは、必要に応じて日射量推定部101によって算出された推定値を日射計100における実測値の代わりに使用し、温度推定モデルMの生成や各位置における床近傍温度の推定を行う。尚、日射量推定部101は、ここでは温度推定部13の一部として示したが、例えば中央監視装置12に接続された外部の機器であってもよいし、中央監視装置12の一部として日射量推定部101を構成してもよい。日射量推定部101による日射量の推定については、後に詳述する。 The air conditioning system of this embodiment also includes a solar radiation estimator 101 for estimating solar radiation. The solar radiation estimator 101 calculates an estimated value of solar radiation at a target time under specific conditions based on the measured solar radiation values input to the central monitoring device 12, the extra-atmospheric global solar radiation, and the like. The model generator 14 and the temperature estimation model M use the estimated value calculated by the solar radiation estimator 101 in place of the actual measured value from the pyranometer 100 as needed to generate the temperature estimation model M and estimate the near-floor temperature at each location. While the solar radiation estimator 101 is shown here as part of the temperature estimator 13, it may be, for example, an external device connected to the central monitoring device 12, or the solar radiation estimator 101 may be configured as part of the central monitoring device 12. The estimation of solar radiation by the solar radiation estimator 101 will be described in detail below.

温度推定モデルMによる床近傍温度の推定には、例えば以下のパラメータを用いることができる。
・外気温度(複数の高さ(例えば、屋上と高層および低層)にて取得した値を用いてもよい)
・日射量(日射計100によって測定される日射量の実測値、または日射量推定部101によって算出される日射量の推定値)
・日射の有無(対象の位置が日向か日影か。このパラメータについては後に詳述する)
・空調機1の運転状態(オフ/冷房/暖房、給気温度の目標値、給気量。床近傍温度を推定したい位置の空調を担当する空調機1における値を使用してもよいし、その他の空調機1における値を使用することもできる)
・空調機1における給気温度の実測値
・流出熱量(対象空間Sから外部へ流れる熱の量。室内外の温度差に基づき算出できる)
・ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の運転状態(オン/オフ、設定温度、要求風量)
・天井温度センサ9の測定値(現在値。さらに、それより過去に取得した値)
・風向(複数の高さ(例えば、屋上と高層および低層)にて取得した値を用いてもよい)
・風速(複数の高さ(例えば、屋上と高層および低層)にて取得した値を用いてもよい)
・降雨量
・床近傍温度センサ11の測定値(床近傍温度を推定したい位置とは別の位置に設置された床近傍温度センサ11の測定値)
・ペリメータファン6の運転状態(オン/オフ、風量)
・日付(月または日の少なくとも一方)
・時刻(時間または分の少なくとも一方)
・曜日(日月火水木金土、または、休日か平日か)
The temperature estimation model M can use the following parameters, for example, to estimate the near-floor temperature.
Outside air temperature (values obtained at multiple heights (e.g., rooftop, high-rise, and low-rise) may be used)
Amount of solar radiation (actual measured value of solar radiation measured by the pyranometer 100, or estimated value of solar radiation calculated by the solar radiation amount estimation unit 101)
- Presence or absence of sunlight (is the target location in the sun or shade? This parameter will be explained in detail later)
The operating state of the air conditioner 1 (off/cooling/heating, target value of supply air temperature, supply air volume. The value of the air conditioner 1 responsible for air conditioning at the position where the near-floor temperature is to be estimated may be used, or the value of another air conditioner 1 may be used.)
Actual measurement value of supply air temperature in air conditioner 1. Amount of outflow heat (amount of heat flowing from the target space S to the outside. Can be calculated based on the temperature difference between the inside and outside of the room).
The operating state of the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P (on/off, set temperature, required air volume)
- Measurement value of ceiling temperature sensor 9 (current value, and also values obtained earlier)
Wind direction (values obtained at multiple heights (e.g., rooftop, high-rise, and low-rise) may be used)
Wind speed (values obtained at multiple heights (e.g., rooftop, high-rise, and low-rise) may be used)
Rainfall amount Measurement value of the near-floor temperature sensor 11 (measurement value of the near-floor temperature sensor 11 installed at a position other than the position where the near-floor temperature is to be estimated)
- Perimeter fan 6 operating status (on/off, air volume)
- Date (at least one of month and day)
- Time (at least one of hour and minute)
・Day of the week (Sun, Mon, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, or whether it's a holiday or a weekday)

温度推定モデルMの入出力構成の一例を図5に示す。入力される説明変数は、中央監視装置12から取得される外気温度(過去30分の平均値)、日射量(過去30分の平均値)、日射の有無、ペリメータゾーンPおよびインテリアゾーンIの各空調機1の運転状態、それらにおける給気温度の実測値、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の運転状態、流出熱量、および各所に設置された天井温度センサ9の測定値である。これらを入力値とし、目的の各位置における床近傍温度の推定値を出力する。 An example of the input/output configuration of the temperature estimation model M is shown in Figure 5. The input explanatory variables are the outside air temperature (average value for the past 30 minutes) obtained from the central monitoring device 12, the amount of solar radiation (average value for the past 30 minutes), the presence or absence of solar radiation, the operating status of each air conditioner 1 in the perimeter zone P and interior zone I, the actual measured values of the supply air temperature therein, the operating status of the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P, the amount of heat emitted, and the measurements of the ceiling temperature sensors 9 installed in various locations. These are used as input values, and an estimated value of the near-floor temperature at each target location is output.

このような温度推定モデルMは、変風量装置5の系統単位毎に作成し、各ペリメータ空調機1b毎に、対応する位置の床近傍温度を出力できるようにする。ここに示した例では、計8台の変風量装置5を備えた空調系統に用いる温度推定モデルMを想定しており、8台の変風量装置5の位置に対応した8通りの床近傍温度の推定値を出力するようになっている。尚、床近傍温度センサ11が設置されている位置に関しては、その測定値を使用すればよいので、温度推定モデルによる床近傍温度の推定は必要ない。 Such a temperature estimation model M is created for each variable air volume device 5 system unit, so that the near-floor temperature at the corresponding position can be output for each perimeter air conditioner 1b. In the example shown here, a temperature estimation model M is assumed to be used for an air conditioning system with a total of eight variable air volume devices 5, and is configured to output eight estimated near-floor temperatures corresponding to the positions of the eight variable air volume devices 5. Note that for positions where near-floor temperature sensors 11 are installed, the measured values can be used, so there is no need to estimate the near-floor temperature using the temperature estimation model.

ここで、後述するように床近傍温度の推定値に基づいて変風量装置5の制御を行う本実施例の空調システムにおいては、温度推定モデルMに入力する説明変数として、各所に設けた天井温度センサ9における測定値を使用すると、目的の位置における床近傍温度を特に精度よく推定できることが、本願発明者らの研究によって明らかになっている。 Here, as will be described later, in the air conditioning system of this embodiment, which controls the variable air volume device 5 based on estimated values of near-floor temperatures, research by the present inventors has revealed that by using the measured values of the ceiling temperature sensors 9 installed in various locations as explanatory variables input into the temperature estimation model M, it is possible to estimate the near-floor temperature at a target location with particularly high accuracy.

本実施例の空調システムは、床近傍温度を推定し、これを目標温度(床近傍温度目標値)に近づける制御を意図しているが、直接の制御対象は天井付近における空気温度(天井温度)であり、この天井温度の設定値(天井温度目標値)を操作することで、間接的に床近傍温度を好適な温度に保とうとするものである。詳しくは後に改めて説明するが、このような制御では、まずある時点において推定された床近傍温度に基づいて天井温度目標値が設定され、これに従って変風量装置5の風量が調整され、その給気がペリメータファン6に向かって送り出されてペリメータゾーンPに供給され、これによってペリメータゾーンPの床近傍温度が調整され、その繰り返しで床近傍温度が徐々に目標値に近づいていく。つまり、天井付近において行われた温度制御が、ある程度の時間差をもって床近傍温度に表れることになる。このように、床近傍温度は空調システムの作動自体を介して天井温度の影響を受けるので、床近傍温度を推定するための説明変数としては天井温度センサ9の測定値が有効である。さらに、現在の床近傍温度を推定するにあたっては、ある程度過去の時点における天井温度センサ9の測定値を用いると、その値(その時点における天井温度)が現在の床近傍温度の値に対し大きく影響するため、床近傍温度を精度よく推定する上で特に有効である。 The air conditioning system of this embodiment is intended to estimate the near-floor temperature and control it to approach a target temperature (target near-floor temperature). However, the direct target of control is the air temperature near the ceiling (ceiling temperature). By manipulating the set value of this ceiling temperature (target ceiling temperature), the system indirectly maintains the near-floor temperature at a desirable level. As will be explained in more detail later, this type of control first sets the target ceiling temperature based on the estimated near-floor temperature at a given point in time. The air volume of the variable air volume device 5 is adjusted accordingly, and the supply air is directed toward the perimeter fan 6 and supplied to the perimeter zone P, thereby adjusting the near-floor temperature in the perimeter zone P. This cycle gradually brings the near-floor temperature closer to the target value. In other words, the temperature control performed near the ceiling is reflected in the near-floor temperature with a certain time lag. Because the near-floor temperature is thus affected by the ceiling temperature through the operation of the air conditioning system itself, the measurement value of the ceiling temperature sensor 9 is an effective explanatory variable for estimating the near-floor temperature. Furthermore, when estimating the current near-floor temperature, using the measurement value from the ceiling temperature sensor 9 at some point in the past is particularly effective in accurately estimating the near-floor temperature, as that value (the ceiling temperature at that time) has a significant impact on the current near-floor temperature.

図5に示した例では、温度推定モデルMに対し、計8箇所の天井温度センサ9における現在および過去の値を説明変数として入力し、計8箇所の位置における床近傍温度の推定値を算出するようになっている。過去値としては、5分刻みで30分前までの値を使用している。尚、温度推定モデルに入力する天井温度センサの測定値の入力数(図5では8個)や、目的の推定値(床近傍温度)の出力数(同じく図5では8個)はあくまで一例であって、実際のシステムにおける天井温度センサの設置数や、床近傍温度を推定したい場所の数によって適宜変更してよい。また、入力する過去値の数や、何分前までの過去値を使用するか、何分おきの過去値を使用するか、などについても、空調システムやモデルを設計する際に適宜設定してよい。 In the example shown in Figure 5, current and past values from eight ceiling temperature sensors 9 are input as explanatory variables into the temperature estimation model M, and estimates of near-floor temperatures at eight locations are calculated. Past values are calculated in five-minute increments, taking values up to 30 minutes ago. Note that the number of ceiling temperature sensor measurements input into the temperature estimation model (eight in Figure 5) and the number of target estimates (near-floor temperatures) output (also eight in Figure 5) are merely examples, and may be changed as appropriate depending on the number of ceiling temperature sensors installed in the actual system and the number of locations where near-floor temperatures are desired to be estimated. Furthermore, the number of past values to input, how many minutes back past values to use, and the interval between past values to use may be set as appropriate when designing the air conditioning system or model.

ここで、ある位置における床近傍温度を推定するにあたっては、上にも挙げたように、別の位置に設置された床近傍温度センサ11の実測値を用いることも考えられる。例えば、図2における右辺の一箇所における床近傍温度を推定しようとする場合に、同じ部屋の同じ辺(同じ系統のペリメータゾーンP内)に設置された床近傍温度センサ11の測定値を説明変数として用いるといったことも可能である。ただし、オフィスビルの部屋等である対象空間Sでは、床上に仕切りが設置されていたり、排熱のある機器類が配置されているなどして、たとえ同じ室内の同じペリメータゾーンであっても、位置が異なれば熱的状況が大きく異なる場合もしばしばある。結果として、別の位置の床近傍温度センサ11の実測値を説明変数として入力した場合、目的の位置の床近傍温度前記別の位置における実測値と相関が低いため、出力される推定値が実際の数値と乖離する可能性も考えられる。一方、天井付近の熱的状況には、床の近傍と比べれば仕切りや機器の排熱等による変化や位置ごとの差が生じにくいので、実際の対象空間S内の状況にもよるが、天井3やその付近に設置された天井温度センサ9の測定値の方が、説明変数としてはより有用である場合が多いと考えられる。例えば図5に示した温度推定モデルMのように、天井温度の推移やパターンを考慮するモデルを用いれば、床近傍温度を精度よく推定することができる。尤も、例えばある位置における床近傍温度を推定したい場合に、その位置の熱的状況が床近傍温度センサ11の備えられた別の位置の熱的状況と似通っていることがわかっているような場合には、前記別の位置の床近傍温度センサ11の測定値を説明変数として利用することが有効であることも想定できる。また、説明変数として天井温度センサ9の現在値や過去値を用いつつ、さらに精度を高める意図で、別の位置の床近傍温度センサ11の測定値をも用いるようにしてもよい。 As mentioned above, when estimating the near-floor temperature at a certain location, it is possible to use the actual measurement value of a near-floor temperature sensor 11 installed at a different location. For example, when attempting to estimate the near-floor temperature at a location on the right side of Figure 2, it is possible to use the measurement value of a near-floor temperature sensor 11 installed on the same side of the same room (within the same system's perimeter zone P) as an explanatory variable. However, in the target space S, such as a room in an office building, partitions are often installed on the floor or equipment that emits heat is located, so even in the same perimeter zone within the same room, the thermal conditions often differ significantly depending on the location. As a result, if the actual measurement value of a near-floor temperature sensor 11 at a different location is input as an explanatory variable, the correlation between the near-floor temperature at the target location and the actual measurement value at that different location is low, and the output estimated value may deviate from the actual value. On the other hand, the thermal conditions near the ceiling are less likely to change or vary from location to location due to factors such as heat exhaust from partitions or equipment compared to those near the floor. Therefore, although it depends on the actual conditions within the target space S, measurements from ceiling temperature sensors 9 installed on or near the ceiling 3 are likely to be more useful as explanatory variables. For example, by using a model that takes into account the trends and patterns of ceiling temperature, such as the temperature estimation model M shown in Figure 5, it is possible to accurately estimate near-floor temperatures. However, for example, if you want to estimate near-floor temperatures at a certain location and it is known that the thermal conditions at that location are similar to those at another location where a near-floor temperature sensor 11 is installed, it may be effective to use the measurements from the near-floor temperature sensor 11 at that other location as explanatory variables. Furthermore, while using current and past values from the ceiling temperature sensor 9 as explanatory variables, measurements from near-floor temperature sensors 11 at other locations may also be used to further improve accuracy.

また、説明変数としては、後述するように日射に関する値(日射量の実測値や推定値。また、目的の位置における日射の有無)をさらに使用すると、より精度よく床近傍温度を推定し得ることも本願発明人らによって明らかになっている。ここで、日射量と日射の有無の両方を考慮する場合、例えば日射量の実測値または推定値に、目的の位置における日射の有無(ゼロまたは1)を掛けた数値を説明変数として使用することができる。また、日射量の値とは別に日射の有無をデータテーブルとして用意し、それらを別々の説明変数として用いてもよい。特に後者の場合、量的変数である日射量と、質的変数である日射の有無とを互いの別の説明変数として分けて温度推定モデルMに入力することにより、複雑なシミュレーションを不要とすることができ、モデルの作成やデータの用意に係る手間を減らしつつ、精度の良い温度推定モデルMを構築することができる。あるいは、日射に関する説明変数として、日射量の実測値または推定値と、目的の位置における日射の有無のうちいずれか一方のみを使用するようにしてもよい。 The inventors have also found that the near-floor temperature can be estimated more accurately by further using values related to solar radiation (measured or estimated solar radiation, or the presence or absence of solar radiation at the target location) as explanatory variables, as described below. Here, when considering both the amount of solar radiation and the presence or absence of solar radiation, for example, the value obtained by multiplying the measured or estimated amount of solar radiation by the presence or absence of solar radiation (zero or one) at the target location can be used as an explanatory variable. Alternatively, the presence or absence of solar radiation can be prepared as a data table separate from the amount of solar radiation, and these can be used as separate explanatory variables. In particular, in the latter case, by inputting the quantitative variable of solar radiation and the qualitative variable of the presence or absence of solar radiation separately as separate explanatory variables into the temperature estimation model M, complex simulations can be eliminated, reducing the effort required for creating the model and preparing the data, while enabling the construction of a highly accurate temperature estimation model M. Alternatively, only either the measured or estimated amount of solar radiation or the presence or absence of solar radiation at the target location can be used as an explanatory variable related to solar radiation.

尚、上記パラメータのうち、外気温度、降雨量、日射量についても、床近傍温度の予測値に対し時間差で影響することが考えられる。そこで、これらの値についても、予測したい時点より前(例えば、10分~30分程度前)の実測値をパラメータとして採用してもよい。 Of the above parameters, the outdoor temperature, rainfall, and solar radiation may also affect the predicted value of the near-floor temperature with a time lag. Therefore, for these values, the actual measured values prior to the time point desired for prediction (for example, approximately 10 to 30 minutes prior) may also be used as parameters.

また、ペリメータファン6の運転状態を温度推定モデルMに反映させることもできるが、その際、ペリメータゾーンPの熱的状況がペリメータファン6の運転状態の影響を特に大きく受けることを考慮し、ペリメータファン6の運転状態を説明変数として使用する代わりに、あるいはペリメータファン6の運転状態を説明変数として使用するのに加えて、ペリメータファン6の運転状態によって温度推定モデルM自体を使い分けても良い。すなわち、例えばペリメータファン6の運転状態がオンのときの温度推定モデルM(温度推定モデルMONとする)と、オフのときの温度推定モデルM(温度推定モデルMOFFとする)をそれぞれ生成しておき、ペリメータファン6の運転状態に応じて温度推定モデルMON、MOFFを切り替えるのである。 The operating state of the perimeter fan 6 can also be reflected in the temperature estimation model M. In this case, taking into consideration that the thermal situation in the perimeter zone P is particularly significantly affected by the operating state of the perimeter fan 6, instead of or in addition to using the operating state of the perimeter fan 6 as an explanatory variable, different temperature estimation models M themselves may be used depending on the operating state of the perimeter fan 6. That is, for example, a temperature estimation model M when the perimeter fan 6 is on (temperature estimation model M ON ) and a temperature estimation model M when the perimeter fan 6 is off (temperature estimation model M OFF ) are generated, and the temperature estimation models M ON and M OFF are switched depending on the operating state of the perimeter fan 6.

また、各パラメータとしては、ここに例示したものに代えて、単位あるいは定義の異なる同等のパラメータや、関連するパラメータを用いることができる。また、上に例示したパラメータの他に、床近傍温度に関連する何らかの別のパラメータを用いても良い。また、値の規格化や中心化といった処理を適宜行っても良いことは勿論である。 In addition, instead of the parameters exemplified here, equivalent parameters with different units or definitions, or related parameters, can be used. Furthermore, in addition to the parameters exemplified above, some other parameter related to the near-floor temperature may also be used. Naturally, processing such as normalization or centering of values may also be performed as appropriate.

学習データDは、適当な期間(例えば、数日から1年程度)にわたり、各階(特に、基準階)の制御装置10や、その他の図示しないセンサ類等から中央監視装置12に蓄積された空調の運転に関するデータのセットであり、温度推定部13に格納される。モデル生成部14は、学習データDに基づいて温度推定モデルMを生成し、温度推定部13に格納する。また、温度推定部13は、補正値算出部15を備えている。補正値算出部15は、温度推定モデルMを用いて算出された各階のペリメータゾーンPの各所における床近傍温度に基づき、温度補正値を算出する。温度補正値は、ペリメータゾーンPに面する各変風量装置5に関し、設定温度に対して加味される補正値である。この温度補正値の役割については、後に再度説明する。 The learning data D is a set of data related to air conditioning operation accumulated in the central monitoring device 12 over an appropriate period (e.g., from a few days to a year) from the control devices 10 on each floor (particularly the reference floor) and other sensors (not shown), and is stored in the temperature estimation unit 13. The model generation unit 14 generates a temperature estimation model M based on the learning data D and stores it in the temperature estimation unit 13. The temperature estimation unit 13 also includes a correction value calculation unit 15. The correction value calculation unit 15 calculates a temperature correction value based on the near-floor temperatures at each location in the perimeter zone P on each floor calculated using the temperature estimation model M. The temperature correction value is a correction value added to the set temperature for each variable air volume device 5 facing the perimeter zone P. The role of this temperature correction value will be explained again later.

モデル生成部14による温度推定モデルMの生成について説明する。温度推定モデルMとしては、線形回帰、リッジ回帰、勾配ブースティング、ランダムフォレスト等、各種の形式のモデルを採用することができるが、例えば多入力・多出力のニューラルネットワークを用いて温度推定モデルMを生成すれば、床近傍温度を精度よく推定することができる。ここで、特に二層線形ニューラルネットワークを用いると、2週間程度の短い学習期間でも過学習を起こすことなく、精度のよい推定が可能である。その他、三層ニューラルネットワークや、LSTMのような時系列ニューラルネットワークを用いても、高精度の推定が可能である。 The generation of the temperature estimation model M by the model generation unit 14 will now be described. Various types of models can be used as the temperature estimation model M, such as linear regression, ridge regression, gradient boosting, and random forest. However, if the temperature estimation model M is generated using a multi-input/multi-output neural network, for example, the near-floor temperature can be estimated with high accuracy. In particular, the use of a two-layer linear neural network makes it possible to achieve high-accuracy estimations without overlearning, even in a short learning period of around two weeks. High-accuracy estimations are also possible using a three-layer neural network or a time-series neural network such as LSTM.

温度推定モデルMの生成に用いる学習データDは、図1~図3に示す如き空調システムを実際に運転した際の、様々な時点あるいは位置における床近傍温度に関連する各種のパラメータ(例えば、上に例示したようなパラメータ)と、床近傍温度の実測値とを記録したデータセットである。床近傍温度の実測値は、基準階のペリメータゾーンPの各所に設置された床近傍温度センサ11から取得する。また、床近傍温度に関連するパラメータの一部は、空調機1や天井温度センサ9、変風量装置5の制御部等から取得することができる。 The learning data D used to generate the temperature estimation model M is a data set that records various parameters (such as the parameters exemplified above) related to near-floor temperatures at various times or locations when an air conditioning system such as those shown in Figures 1 to 3 is actually operated, as well as actual measured values of near-floor temperatures. The actual measured values of near-floor temperatures are obtained from near-floor temperature sensors 11 installed in various locations in the perimeter zone P on the reference floor. In addition, some of the parameters related to near-floor temperatures can be obtained from the air conditioner 1, ceiling temperature sensor 9, control unit of the variable air volume device 5, etc.

学習データDには、複数の時点における上記各パラメータと共に、基準階において取得されたその時点の床近傍温度の実測値が記録される。 Learning data D records the above parameters at multiple points in time, as well as the actual measured values of the near-floor temperature at each point in time obtained on the reference floor.

尚、学習データDの採集は、例えば以下の条件が全て成立していることを条件として実行するとよい。
・暖房運転が行われているか否か。ペリメータゾーンPにおいて、上に説明したような冷気による問題が生じるのは、外気温度が低く暖房運転が行われている時に限られる。つまり、床近傍温度を推定し、それに基づいて温度補正値を算出し、その温度補正値を使用した運転を行う必要があるのは、暖房運転の実行中に限られる。したがって、暖房運転の実行中に記録されたパラメータのみを、学習データDとして使用する。
・外気温度が、予め設定された閾値より低いか否か。上述の問題は、外気温度が室内の空気温度に対してある程度以上低い場合に限って生じるので、床近傍温度の推定や温度補正値の算出も、外気温度が低い場合にのみ必要となる。したがって、外気温度が閾値未満の場合に限り、学習データDの採集を行う。
・変風量装置5が運転状態にあるか否か。変風量装置5自体の運転がオフであれば当然、温度補正値を使用した運転は行われないので、床近傍温度の推定や、温度補正値の算出を行う必要はない。したがって、変風量装置5が運転状態でない場合は、学習データDは採集しない。
The collection of the learning data D may be performed, for example, on the condition that all of the following conditions are met:
Whether heating operation is being performed. In the perimeter zone P, the cold air problem described above occurs only when the outdoor temperature is low and heating operation is being performed. In other words, it is only during heating operation that it is necessary to estimate the near-floor temperature, calculate a temperature correction value based on that, and perform operation using that temperature correction value. Therefore, only parameters recorded during heating operation are used as learning data D.
Whether the outdoor temperature is lower than a preset threshold. The above problem occurs only when the outdoor temperature is lower than the indoor air temperature by a certain amount, so estimation of the near-floor temperature and calculation of the temperature correction value are only necessary when the outdoor temperature is low. Therefore, learning data D is collected only when the outdoor temperature is lower than the threshold.
Whether the variable air volume device 5 is in operation. If the variable air volume device 5 itself is off, it will not operate using the temperature correction value, so there is no need to estimate the temperature near the floor or calculate the temperature correction value. Therefore, if the variable air volume device 5 is not in operation, the learning data D is not collected.

尚、学習データの取得量が少ない場合にはこの限りでなく、上記条件の少なくとも一部が成立していない条件でも適宜、学習データDを採取するようにしても良い。 However, this does not apply if the amount of acquired learning data is small; learning data D may be collected as appropriate even when at least some of the above conditions are not met.

モデル生成部14は、学習データDを用いて機械学習を行い、各種のパラメータに基づき、各階のペリメータゾーンP各所の床近傍温度を推定する温度推定モデルMを生成する。ニューラルネットワークを用いて温度推定モデルMを生成する場合、モデル生成部14が、学習データDに記録された上述の各種パラメータから複数のパラメータを適宜取捨選択し、また必要に応じてそれぞれに規格化・中心化などの加工や重み付けを施し、選択肢のパターンを形成していく。形成したパターンから推定される床近傍温度と、基準階の床近傍温度センサ11で取得された実際の床近傍温度とを比較しながら、パターンを修正する作業を繰り返し、機械学習によって精度の高い温度推定モデルMを最終的に生成する。生成された温度推定モデルMは、対象の空調システムにおいて、床近傍温度に関連するパラメータから、ある位置の床近傍温度を推定するモデルとなっている。 The model generation unit 14 performs machine learning using the training data D to generate a temperature estimation model M that estimates the near-floor temperature at each location in the perimeter zone P on each floor based on various parameters. When generating the temperature estimation model M using a neural network, the model generation unit 14 appropriately selects and discards multiple parameters from the various parameters described above recorded in the training data D, and also performs processing and weighting such as normalization and centering on each parameter as necessary to form a pattern of options. The near-floor temperature estimated from the formed pattern is compared with the actual near-floor temperature acquired by the near-floor temperature sensor 11 on the reference floor, and the pattern is repeatedly modified, until a highly accurate temperature estimation model M is generated through machine learning. The generated temperature estimation model M is a model that estimates the near-floor temperature at a certain location from parameters related to the near-floor temperature in the target air conditioning system.

以上のような空調システムにおいて、推定された床近傍温度、およびこれに基づき算出された温度補正値を用い、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の運転を行う手順の一例を、図6のフローチャートを参照しながら説明する。 In the air conditioning system described above, an example of the procedure for operating the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P using the estimated near-floor temperature and a temperature correction value calculated based on this will be explained with reference to the flowchart in Figure 6.

温度推定部13(図3参照)では、中央監視装置12を通じ、空調システムの各部の運転状況に関する情報を取得する(ステップS1)。ここで取得される情報は、例えば、各空調機1における給気温度(給気A1の温度)、各階の対象空間Sに設置された天井温度センサ9によって取得される室内空気A2の温度の実測値、各対象空間Sおよび変風量装置5における設定温度、各変風量装置5の吹出風量(ダンパ開度)、図示しない温度センサにより測定される外気温度、日付や時間、日射計100における日射量、各位置における日射の有無、等である。また、温度推定モデルMを用いて推定された、各対象空間SのペリメータゾーンPの各位置における床近傍温度も、ステップS1で取得される。 The temperature estimation unit 13 (see FIG. 3) acquires information about the operating status of each part of the air conditioning system via the central monitoring device 12 (step S1). The acquired information includes, for example, the supply air temperature (temperature of supply air A1) for each air conditioner 1, the actual temperature of the indoor air A2 acquired by the ceiling temperature sensor 9 installed in the target space S on each floor, the set temperature for each target space S and variable air volume device 5, the blowing air volume (damper opening) of each variable air volume device 5, the outdoor air temperature measured by a temperature sensor (not shown), the date and time, the amount of solar radiation measured by the pyranometer 100, and the presence or absence of solar radiation at each location. The near-floor temperature at each location in the perimeter zone P of each target space S estimated using the temperature estimation model M is also acquired in step S1.

続いて、取得した情報に基づき、空調システムを構成する各空調機1に関し、その下流側に位置する変風量装置5で温度補正値を用いた運転を行うか否かを判断し、決定する(ステップS2)。このステップS2において、温度補正値による運転の実行の可否は、例えば、以下の条件を全て満たしているか否かに基づいて判定される(尚、以下に挙げる条件はあくまで一例であって、これ以外の条件を用いることもできる)。
・暖房運転が行われていること。ペリメータゾーンPにおいて、上述の如き冷気による問題が生じるのは、外気温度が低く暖房運転が行われている時に限られるので、暖房運転の実行中のみ、温度補正値を使用した運転を行う。
・外気温度が、予め設定された閾値より低いこと。上述の問題は、外気温度が室内の空気温度に対してある程度低い場合に限って生じるので、外気温度が閾値未満の場合に限り、温度補正値を使用した運転を行う。尚、ここで使用する閾値は例えば2段階を設定し、温度補正値が有効に設定された状態から無効に変更する場合には高い方の閾値を、無効から有効に変更する場合には低い方の閾値を用いると、過度に頻繁なスイッチングを防止できて好適である。
Next, based on the acquired information, it is determined whether or not to operate each air conditioner 1 constituting the air conditioning system using the temperature correction value at the variable air volume device 5 located downstream of it (step S2). In this step S2, whether or not to operate using the temperature correction value is determined based on, for example, whether or not all of the following conditions are met (note that the conditions listed below are merely examples, and other conditions may also be used):
Heating operation is in progress. In the perimeter zone P, the above-described cold air problems occur only when the outside air temperature is low and heating operation is in progress, so operation using the temperature correction value is performed only when heating operation is in progress.
The outdoor air temperature is lower than a preset threshold. The above-mentioned problem occurs only when the outdoor air temperature is relatively low compared to the indoor air temperature, so operation using the temperature correction value is performed only when the outdoor air temperature is below the threshold. Note that the threshold used here is preferably set to, for example, two stages, and the higher threshold is used when changing the temperature correction value from enabled to disabled, and the lower threshold is used when changing it from disabled to enabled, as this prevents excessively frequent switching.

各空調機1について、温度補正値を使用するか否かを決定したら、個別の空調機1毎に、その下流側にあたる各変風量装置5における温度補正値の使用の有無や、具体的な数値を設定していく。まず、1台の空調機1を対象とし、下流側の変風量装置5で温度補正値を使用した運転を行うことが、先のステップS2で決定されていたか否かを、ステップS3で判定する。 Once it has been determined whether or not to use a temperature correction value for each air conditioner 1, the system then sets, for each individual air conditioner 1, whether or not to use a temperature correction value for each downstream variable air volume device 5, and the specific numerical value. First, for one air conditioner 1, it is determined in step S3 whether or not it was determined in the previous step S2 that the downstream variable air volume device 5 will operate using a temperature correction value.

対象の空調機1に関し、下流の変風量装置5のいずれでも温度補正値を使用した運転を行わない場合は、その空調機1の下流側にあたる変風量装置5について、それぞれ温度補正値を使用しない設定を行う。ステップS4では、1台の変風量装置5について温度補正値を使用しない設定(温度補正値=0)をする。次のステップS5では、対象の空調機1の下流に位置する変風量装置5の中に、温度補正値の設定が済んでいないものがあるか否かを判定する。未設定の変風量装置5が存在した場合は、別の変風量装置5に移り(ステップS6)、その変風量装置5について温度補正値=0の設定を行う(ステップS4)。これを繰り返し、対象としている空調機1の下流にあたる全ての変風量装置5について温度補正値を設定したら、ステップS7に移る。 If none of the variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1 are to operate using a temperature correction value, each variable air volume device 5 downstream of that air conditioner 1 is set to not use a temperature correction value. In step S4, one variable air volume device 5 is set to not use a temperature correction value (temperature correction value = 0). In the next step S5, it is determined whether any variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1 have not yet had a temperature correction value set. If there is an unset variable air volume device 5, the process moves on to another variable air volume device 5 (step S6) and sets the temperature correction value = 0 for that variable air volume device 5 (step S4). This process is repeated until temperature correction values have been set for all variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1, and the process moves on to step S7.

ステップS7では、対象の空調機1について、給気温度の上限値の設定を行う。空調機1における給気温度の上限値は、中央監視装置12にて設定されており、通常はこの中央監視装置12における設定値をそのまま使用すればよいが、本実施例では、この上限値の設定を、特定の場合のみ変更する。給気温度の上限値の変更については後のステップS16を説明する際に説明するが、ステップS7においては、中央監視装置12における設定値と同じとする。ステップS7が済んだら、後述するステップS17に移る。 In step S7, the upper limit of the supply air temperature is set for the target air conditioner 1. The upper limit of the supply air temperature for the air conditioner 1 is set by the central monitoring device 12, and normally the value set in the central monitoring device 12 can be used as is. However, in this embodiment, this upper limit setting is changed only in specific cases. How the upper limit of the supply air temperature is changed will be explained later when explaining step S16, but in step S7, the value set in the central monitoring device 12 is used. Once step S7 is complete, proceed to step S17, which will be described later.

ステップS3において、対象の空調機1の下流側にあたる変風量装置5のうち少なくとも一部で温度補正値を使用した運転を行うことが決定されていたと判断されていた場合は、ステップS8に移る。このステップS8では、対象の空調機1の下流に位置する各変風量装置5について、温度補正値を有効に設定するか否かを個別に決定する。このステップS3における判断は、例えば、以下の条件を全て満たしているか否かに基づいて行う。
・該当の変風量装置5に、故障等が生じていないこと。
・該当の変風量装置5の運転がオンになっていること。
If it is determined in step S3 that it has been decided that at least some of the variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1 will operate using the temperature correction value, the process proceeds to step S8. In step S8, it is individually determined whether or not to enable the temperature correction value for each variable air volume device 5 located downstream of the target air conditioner 1. The determination in step S3 is made, for example, based on whether or not all of the following conditions are met:
- There is no malfunction or other problem with the variable air volume device 5 in question.
- The operation of the corresponding variable air volume device 5 is turned on.

各変風量装置5について、温度補正値の有効・無効が決定されたら、ステップS9に進む。ステップS9では、ある1台の変風量装置5に関し、先のステップS8で温度補正値による運転が有効に設定されたか否かを判断する。該当の変風量装置5の温度補正値を無効にする設定が行われていた場合は、ステップS10に進み、該当の変風量装置5について温度補正値=0の設定を行う。該当の変風量装置5に関し、温度補正値を有効にする設定が行われていたとステップS9で判定された場合は、ステップS11に進み、温度補正値の算出を行う。 Once it has been determined whether the temperature correction value is enabled or disabled for each variable air volume device 5, proceed to step S9. In step S9, it is determined whether operation using the temperature correction value for a particular variable air volume device 5 was enabled in the previous step S8. If the temperature correction value for the relevant variable air volume device 5 was set to disabled, proceed to step S10, where the temperature correction value for the relevant variable air volume device 5 is set to 0. If it is determined in step S9 that the temperature correction value for the relevant variable air volume device 5 was set to enabled, proceed to step S11, where the temperature correction value is calculated.

以下、この温度補正値の算出について説明するが、先立って、温度補正値の意義を説明する。上述したように、温度補正値とは、ペリメータゾーンPに面する各変風量装置5に関し、設定温度に対して加味される補正値であるが、これはそもそも、天井温度センサ9の設置位置が床面から離れた高さにあることを考慮し、これによって生じる計測温度と体感温度の差を是正するために設定するものである。図1に示す空調システムにおいては、室内空気A2の実測値を、天井3の高さに設けられた天井温度センサ9の測定値として把握している。一方、対象空間S内において、人は床面付近に位置しているので、上にも説明したように、特にペリメータゾーンPにおいては、人の体感温度と、天井温度センサ9の測定値として把握される温度に乖離が生じやすい。 Below, we will explain how to calculate this temperature correction value, but first, we will explain the significance of the temperature correction value. As mentioned above, the temperature correction value is a correction value added to the set temperature for each variable air volume device 5 facing the perimeter zone P. This correction value is set to correct the discrepancy between the measured temperature and the perceived temperature, taking into account the fact that the ceiling temperature sensor 9 is installed at a height above the floor. In the air conditioning system shown in Figure 1, the actual measurement value of the indoor air A2 is recognized as the measurement value of the ceiling temperature sensor 9 installed at the height of the ceiling 3. However, since people are located near the floor in the target space S, as explained above, a discrepancy is likely to occur between the perceived temperature of people and the temperature recognized as the measurement value of the ceiling temperature sensor 9, especially in the perimeter zone P.

暖房時において、制御装置10や空調機1、変風量装置5により構成される空調システムは、天井温度センサ9の測定値(天井温度Tとする)が設定値(室内温度設定値TSPとする)よりも低い場合、天井温度Tが室内温度設定値TSPに近づくよう、各機器の運転を行う。ところが、床面付近における室内空気A2の実際の温度は、多くの場合、天井温度Tよりも低い。このため、仮に天井温度Tが室内温度設定値TSPに十分近づいたとしても、床近傍温度(Tとする)と天井温度Tの間に差がある結果、床面付近にいる人にとっては満足な暖かさが得られないという状態が生じ得る。これを是正するために、本実施例では、まず床近傍温度Tの推定値(床近傍温度推定値T2Eとする)を算出すると共に(ステップS1)、床近傍温度Tの目標値(床近傍温度目標値T2SPとする)を設定し、これらの値の偏差(制御偏差Eとする)に応じた温度補正値(βとする)を算出し、これを上乗せした設定温度値(天井温度目標値T1SPとする)を各変風量装置5に設定するのである(ステップS11)。室内空気A2の温度に関するもともとの設定値(室内温度設定値TSP)に、温度補正値βの分を加味した天井温度目標値T1SPが算出され、これを目標値として各機器が運転されることで、床面付近における温度状況が是正される。 During heating, if the measurement value (called ceiling temperature T1 ) of ceiling temperature sensor 9 is lower than the set value (called room temperature set value TSP ), the air conditioning system, which is comprised of control device 10, air conditioner 1, and variable air volume device 5, operates each device so that ceiling temperature T1 approaches room temperature set value TSP . However, the actual temperature of room air A2 near the floor is often lower than ceiling temperature T1 . For this reason, even if ceiling temperature T1 approaches room temperature set value TSP sufficiently, there may be a difference between the temperature near the floor (called T2 ) and ceiling temperature T1 , resulting in a situation where people near the floor do not receive sufficient warmth. To correct this, in this embodiment, an estimated value of the near-floor temperature T2 (referred to as near-floor temperature estimated value T2E ) is first calculated (step S1), a target value for the near-floor temperature T2 (referred to as near-floor temperature target value T2SP ) is set, a temperature correction value (referred to as β) corresponding to the deviation between these values (referred to as control deviation E2 ) is calculated, and a set temperature value (referred to as ceiling temperature target value T1SP ) obtained by adding this value is set for each variable air volume device 5 (step S11). The ceiling temperature target value T1SP is calculated by adding the temperature correction value β to the original set value for the temperature of the indoor air A2 (indoor temperature set value TSP ), and each device is operated using this as the target value, thereby correcting the temperature situation near the floor.

このような温度補正値βを用いた床近傍温度の管理は、例えば図7に示す如き線図によっても説明することができる。図7中、左の縦線は床近傍温度T、右の縦線は天井温度Tを示している。例えば室内温度設定値TSPが23℃であり、これに基づいて空調システムが運転された結果、天井温度Tが23℃となっている場合、天井と床面近傍の上下間における温度差により、床近傍温度Tは例えば20℃である。推定される床近傍温度T(床近傍温度推定値T2E)が、室内温度設定値TSP(あるいは次に説明する基準値T)に応じて設定される床近傍温度目標値T2SPよりも低いので、この差(制御偏差Eに相当する)に応じて温度補正値βを算出し、これを室内温度設定値TSPに加味した設定値(天井温度目標値T1SP)を天井側に設定し、これを26℃とする。結果として、床面近傍において温度差分が補われ、快適な温度(23℃)となる。 Management of the near-floor temperature using this temperature correction value β can also be explained using a diagram such as that shown in Figure 7. In Figure 7, the left vertical line represents the near-floor temperature T2 , and the right vertical line represents the ceiling temperature T1 . For example, if the indoor temperature setpoint TSP is 23°C and the air conditioning system is operated based on this, resulting in a ceiling temperature T1 of 23°C, the near-floor temperature T2 will be, for example, 20°C due to the temperature difference between the upper and lower areas near the ceiling and floor. Since the estimated near-floor temperature T2 (estimated near-floor temperature T2E ) is lower than the near-floor temperature target value T2SP set in accordance with the indoor temperature setpoint TSP (or the reference value T0 , which will be described next), a temperature correction value β is calculated in accordance with this difference (corresponding to the control deviation E2 ), and a setpoint (ceiling temperature target value T1SP ) incorporating this into the indoor temperature setpoint TSP is set on the ceiling side, which is set to 26°C. As a result, the temperature difference near the floor surface is compensated for, resulting in a comfortable temperature (23°C).

ただしここで、温度差は一様ではなく、条件に応じて変化し得る。例えばペリメータゾーンPに日射が入って床面が暖められたり、外気温度が上昇して冷気の侵入が減少すれば、温度差は小さくなる。このとき、仮に上述のように床近傍温度推定値T2Eと、室内温度設定値TSPとの偏差を用いず、温度補正値βを一律(例えば3℃)に設定すると、却って床近傍温度が上がりすぎてしまう。また逆に、温度差が大きく、温度補正値βを設定値に加算しても床近傍温度が不足する場合も考えられる。そこで、上に説明したように、温度補正値βを床近傍温度推定値T2Eと、室内温度設定値TSPとの偏差に基づいて都度算出すれば、床面付近における温度状況を好適に維持できる。つまり、設定値に一律に温度補正値を設定するのではなく、温度補正値を床面近傍における温度状況に応じて調整可能にするのである。 However, the temperature difference is not uniform and may vary depending on the conditions. For example, if sunlight enters the perimeter zone P and warms the floor, or if the outdoor temperature rises and the intrusion of cold air decreases, the temperature difference will decrease. In this case, if the temperature correction value β is set to a uniform value (e.g., 3°C) without using the deviation between the estimated near-floor temperature T2E and the indoor temperature setpoint TSP as described above, the near-floor temperature may end up rising too much. Conversely, if the temperature difference is large, the near-floor temperature may be insufficient even if the temperature correction value β is added to the setpoint. Therefore, as described above, by calculating the temperature correction value β each time based on the deviation between the estimated near-floor temperature T2E and the indoor temperature setpoint TSP , the temperature conditions near the floor can be maintained optimally. In other words, rather than setting a uniform temperature correction value for the setpoint, the temperature correction value can be adjusted according to the temperature conditions near the floor.

補正値算出部15による温度補正値βの算出手順の一例を説明する。まず、温度補正値βの根拠となる制御偏差(Eとする)を次の数式により算出する。
[数1]
制御偏差E=床近傍温度目標値T2SP-床近傍温度推定値T2E ……(1)
床近傍温度目標値T2SP=基準値T+k・α-γ ……(2)
An example of the procedure for calculating the temperature correction value β by the correction value calculation unit 15 will be described below. First, a control deviation (referred to as E2 ) that is the basis for the temperature correction value β is calculated by the following formula.
[Equation 1]
Control deviation E 2 = target value of near-floor temperature T 2SP - estimated value of near-floor temperature T 2E (1)
Near-floor temperature target value T 2SP = reference value T 0 +k・α−γ ...(2)

制御偏差Eは、床近傍温度目標値T2SPと床近傍温度推定値T2Eとの間の偏差であり、これを解消する方向で、空調システムの運転を行う。 The control deviation E2 is the deviation between the near-floor temperature target value T2SP and the near-floor temperature estimated value T2E , and the air conditioning system is operated in a direction to eliminate this deviation.

床近傍温度目標値T2SPは、本システムの制御対象である床近傍温度Tの目標値として設定される値であり、(2)式にあるように、基準値Tやその他の値に基づいて算出される。基準値Tは、中央監視装置12において決定される、変風量装置5における設定温度値であり、例えば23℃である。αは、対象空間Sにいる人からの操作により、変風量装置5における設定温度に対して加えられる補正値であり、例えば0と1の2値(初期値は1)を取り得る。kは制御偏差Eを算出するにあたって、αの重み付けを決定する係数である。γは、床に近い高さ(空気の温度を推定し、操作したい領域の高さ)と、居住域との間で空気の温度に差があることを考慮し、空調システムにおいて調整パラメータとして設定される値である。室内温度設定値TSPは、中央で決定される基準値Tに室内側からの補正値αを加味し、例えば基準値T+k・αといった形で算出されるので、これに調整パラメータγをさらに加味し、上記(2)式のように床近傍温度目標値T2SPを設定する。調整パラメータγとしては、ペリメータゾーンPにおける実際の空気状況を考慮し、例えば0.5℃とか1℃といった値が設定される。 The near-floor temperature target value T2SP is a value set as the target value for the near-floor temperature T2 , which is the control target of this system, and is calculated based on the reference value T0 and other values, as shown in equation (2). The reference value T0 is the set temperature value for the variable air volume device 5 determined by the central monitoring device 12, and is, for example, 23°C. α is a correction value added to the set temperature for the variable air volume device 5 based on operation by a person in the target space S, and can take two values, for example, 0 and 1 (the initial value is 1). k is a coefficient that determines the weighting of α when calculating the control deviation E2 . γ is a value set as an adjustment parameter in the air conditioning system, taking into account the difference in air temperature between the height close to the floor (the height of the area where the air temperature is estimated and desired to be operated) and the occupied area. The indoor temperature set value TSP is calculated by adding a correction value α from the indoor side to a centrally determined reference value T0 , for example, as reference value T0 + k α, and an adjustment parameter γ is further added to this to set the near-floor temperature target value T2SP as shown in the above equation (2). The adjustment parameter γ is set to a value such as 0.5°C or 1°C, taking into account the actual air conditions in the perimeter zone P.

制御偏差Eを算出したら、例えば以下の数式に示す如き関係により、有効制御偏差E2effを求める。
[数2]
2eff=E+δ (E≦-δ)
2eff=0 (-δ<E<δ)
2eff=E-δ (δ≦E
After the control deviation E2 is calculated, the effective control deviation E2eff is calculated, for example, from the relationship shown in the following formula.
[Equation 2]
E 2eff = E 2 + δ (E 2 ≦-δ)
E 2eff =0 (-δ<E 2 <δ)
E 2eff = E 2 - δ (δ≦E 2 )

δは温度不感帯として設定される値である。つまり、E=0の点を中心に、-δ<E<δの範囲においてはE2eff=0とし、それ以外の範囲、すなわち制御偏差Eの絶対値が閾値(δ)以上の範囲においては、制御偏差Eの増減に応じてリニアに有効制御偏差E2effを算出する。制御偏差Eの絶対値が小さい範囲で、運転状態の切り替えが頻繁に発生することを防ぐために有効である。 δ is a value set as a temperature dead band. That is, E2eff = 0 is set in the range of -δ< E2 <δ, with E2 = 0 as the center, and in other ranges, i.e., in the range where the absolute value of the control deviation E2 is equal to or greater than the threshold value (δ), the effective control deviation E2eff is calculated linearly in accordance with the increase or decrease in the control deviation E2 . This is effective for preventing frequent switching of the operating state in the range where the absolute value of the control deviation E2 is small.

このようにして求めた有効制御偏差E2effを変数とし、例えば図8に示す如き関係によって温度補正値βを決定する。ここに示した例ではPI制御を採用しており、有効制御偏差E2effが-0.5℃以上の場合に、有効制御偏差E2effと比例するように温度補正値βを決定するようにしている(図示例の場合、比例係数=1.25)。中央監視装置12における基準値Tに応じて決定される床近傍温度目標値T2SPに対し、床近傍温度推定値T2Eが低い場合には、対応する位置の変風量装置5における設定温度に温度補正値βを加算して設定温度(天井温度目標値T1SP)を上げ、吹出量を増すのである。 Using the effective control deviation E2eff thus determined as a variable, the temperature correction value β is determined, for example, according to the relationship shown in Figure 8. In the example shown here, PI control is used, and when the effective control deviation E2eff is -0.5°C or greater, the temperature correction value β is determined to be proportional to the effective control deviation E2eff (in the example shown, the proportionality coefficient is 1.25). When the estimated near-floor temperature T2E is lower than the near-floor temperature target value T2SP determined in accordance with the reference value T0 in the central monitoring device 12 , the temperature correction value β is added to the set temperature in the variable air volume device 5 at the corresponding position to raise the set temperature (ceiling temperature target value T1SP ) and increase the blowout volume.

また、ここに示した例では、温度補正値βの上限は+2℃に設定されており、有効制御偏差E2effが2℃以上であれば、温度補正値は一律+2℃である。尚、上記数1に示した制御偏差Eないし有効制御偏差E2effの算出式や、図8に示した有効制御偏差E2effと温度補正値βの関係はあくまで一例であって、別の変数を加味したり、数1や図8の例とは異なる関係を用いて制御偏差Eや有効制御偏差E2eff、温度補正値βを決定してもよい。 In the example shown here, the upper limit of the temperature correction value β is set to +2° C., and if the effective control deviation E2eff is 2° C. or more, the temperature correction value is uniformly +2° C. Note that the calculation formula for the control deviation E2 or the effective control deviation E2eff shown in Equation 1 above and the relationship between the effective control deviation E2eff and the temperature correction value β shown in Figure 8 are merely examples, and the control deviation E2 , the effective control deviation E2eff , and the temperature correction value β may be determined by taking into account other variables or by using relationships different from those shown in Equation 1 and the example of Figure 8.

上のような手順で算出される床近傍温度目標値T2SPおよび天井温度目標値T1SPは、例えば次の数式の通りとなる。下記数3は、k=1、γ=1の場合である。
[数3]
2SP=T+α-1 ……(3)
1SP=T+α+β ……(4)
The target near-floor temperature value T 2SP and the target ceiling temperature value T 1SP calculated by the above procedure are expressed by the following formulas, for example: The following formula 3 applies when k=1 and γ=1.
[Equation 3]
T 2SP = T 0 + α-1 ... (3)
T 1SP = T 0 + α + β ... (4)

対象の変風量装置5に関し、温度補正値の設定が済んだら(ステップS10,S11)、ステップS12に進む。ステップS12では、現在、対象としている空調機1の下流に、温度補正値の設定が済んでいない変風量装置5があるか否かを判定する。未設定の変風量装置5がある場合は、別の変風量装置5に対象を移し(ステップS13)、その変風量装置5に対し温度補正値の設定を行う(ステップS9~S11)。 Once the temperature correction value has been set for the target variable air volume device 5 (steps S10 and S11), proceed to step S12. In step S12, it is determined whether there is a variable air volume device 5 downstream of the currently targeted air conditioner 1 for which a temperature correction value has not yet been set. If there is an unset variable air volume device 5, the target is switched to another variable air volume device 5 (step S13), and a temperature correction value is set for that variable air volume device 5 (steps S9 to S11).

対象としている空調機1の下流にあたる変風量装置5の全台に関して温度補正値の設定が済んだら、ステップS14に進む。ステップS14では、対象としている空調機1の下流にあたる変風量装置5の中に、現在、温度補正値を有効にした運転を実行しているものがあるか否かを改めて判定する。ここで判定がNOであった場合には、ステップS15に進む。ステップS15では、対象の空調機1に関し、給気温度の上限値を中央監視装置12における設定値と同じとする設定を行う。 Once the temperature correction values have been set for all variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1, proceed to step S14. In step S14, a new determination is made as to whether any of the variable air volume devices 5 downstream of the target air conditioner 1 are currently operating with the temperature correction value enabled. If the determination here is NO, proceed to step S15. In step S15, the upper limit value of the supply air temperature for the target air conditioner 1 is set to the same value as the setting value in the central monitoring device 12.

ステップS14における判定がYESであった場合、すなわち、対象の空調機1の下流に、温度補正値を有効にした運転を行っている変風量装置5が存在する場合には、ステップS16に進む。ステップS16では、対象の空調機1に関し、中央監視装置12における設定値とは別に給気温度の上限値を設定する。 If the determination in step S14 is YES, i.e., if there is a variable air volume device 5 downstream of the target air conditioner 1 that is operating with the temperature correction value enabled, proceed to step S16. In step S16, an upper limit value for the supply air temperature is set for the target air conditioner 1, separate from the set value in the central monitoring device 12.

上にも述べたように、ペリメータゾーンPにおけるコールドドラフトの問題は、外気温度が低い場合に生じ、このため、本実施例においては、外気温度が閾値より低いことを条件の一つとして温度補正値を用いた運転を行うようにしている。一方、図1~図3に示すような空調システムにおいては、対象空間Sに供給される熱量は各変風量装置5における吹出風量と、空調機1からの給気温度によって決まる。すなわち、空調機1における給気温度が高ければ、同じ熱量を供給するための吹出風量はその分だけ少なくなる。ペリメータゾーンPに面する変風量装置5からの吹出風量が小さくなれば、ペリメータゾーンPの領域間における空気の温度差が大きくなり、コールドドラフトの発生する可能性が高まる。 As mentioned above, the problem of cold drafts in the perimeter zone P occurs when the outside air temperature is low. For this reason, in this embodiment, operation is performed using a temperature correction value, with the outside air temperature being lower than a threshold as one of the conditions. Meanwhile, in air conditioning systems such as those shown in Figures 1 to 3, the amount of heat supplied to the target space S is determined by the blown air volume of each variable air volume device 5 and the supply air temperature from the air conditioner 1. In other words, if the supply air temperature of the air conditioner 1 is high, the blown air volume required to supply the same amount of heat will be correspondingly smaller. If the blown air volume from the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P is reduced, the air temperature difference between areas of the perimeter zone P will increase, increasing the likelihood of a cold draft occurring.

そこで、温度補正値を用いた運転を行う場合は、ステップS16にて、例えば図9に示すような関係により、外気温度に基づいて給気温度の上限値を設定する。ここに示した例では、外気温度が10℃以下の場合に、給気温度の上限値を引き下げるようにしている。外気温度が10℃以下0℃以上の範囲では、外気温度の変化に対して給気温度はリニアに引き下げられ(図9の場合、比例係数=0.6)、外気温度が0℃以下の場合は、給気温度の上限値は一律25℃に設定される。このようにすれば、外気温度が低い場合に給気温度が上がりすぎないようにし、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5からの吹出風量を確保することができる。尚、外気温度が閾値より低いという判定は、先のステップS2で済んでいるので、このステップS16では、給気温度の上限値の具体的な設定を行うのみで足りる。 Therefore, when operating using a temperature correction value, in step S16, the upper limit of the supply air temperature is set based on the outside air temperature, for example, using the relationship shown in Figure 9. In this example, the upper limit of the supply air temperature is lowered when the outside air temperature is below 10°C. When the outside air temperature is between 10°C and 0°C, the supply air temperature is lowered linearly with changes in the outside air temperature (in Figure 9, the proportionality coefficient is 0.6). When the outside air temperature is below 0°C, the upper limit of the supply air temperature is set uniformly to 25°C. This prevents the supply air temperature from rising too much when the outside air temperature is low, ensuring the volume of air blown from the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P. Note that since the determination that the outside air temperature is below the threshold was made in the previous step S2, it is sufficient to specifically set the upper limit of the supply air temperature in step S16.

給気温度の上限値の設定が済んだら(ステップS7,S15またはS16)、ステップS17に移る。ステップS17では、下流の変風量装置5に関し、温度補正値を用いた運転の設定が済んでいない空調機1が残っているか否かを判定する。残っていたら、対象を別の空調機1に移し(ステップS18)、その下流の変風量装置5について、温度補正値を用いた運転の設定をし、給気温度の上限値を設定する(ステップS3~S16)。全部の空調機1について、下流の変風量装置5の設定、および給気温度の上限値の設定が済んだら、ステップS19に移る。ステップS19では、ステップS2~S18で決定された運転状況に関する設定を、中央監視装置12に入力する。中央監視装置12は、記録された設定に基づき、空調システムの各部の運転を行う。 Once the upper limit of the supply air temperature has been set (step S7, S15, or S16), proceed to step S17. In step S17, it is determined whether any air conditioners 1 remain that have not yet been configured for operation using the temperature correction value for their downstream variable air volume devices 5. If so, the target is shifted to another air conditioner 1 (step S18), and the downstream variable air volume devices 5 are configured for operation using the temperature correction value and an upper limit of the supply air temperature is set (steps S3 to S16). Once the downstream variable air volume devices 5 and upper limit of the supply air temperature have been configured for all air conditioners 1, proceed to step S19. In step S19, the settings related to the operating conditions determined in steps S2 to S18 are input into the central monitoring unit 12. The central monitoring unit 12 operates each component of the air conditioning system based on the recorded settings.

このように、本実施例の空調システムでは、ペリメータゾーンPの各位置における床近傍温度を推定し、ある位置に関して推定された床近傍温度が低い場合には、その位置に面する変風量装置5の設定温度に温度補正値を加え(ステップS11)、設定温度を引き上げて運転を行うようになっている。変風量装置5では、引き上げられた設定温度に応じて吹出風量が適宜調整され、吹出口4からペリメータゾーンPへの送風量が増大する。また、外気温度が低い場合には、空調機1からの給気温度の上限値を引き下げ(ステップS16)、変風量装置5からの吹出風量を確保するようにもなっている。これにより、変風量装置5から供給される室内空気A2(図1参照)が、床面近傍やペリメータファン6へ到達する。こうして、床近傍温度の推定値に基づき、図10に示すように床面付近における温度分布が是正される。すなわち、変風量装置5からペリメータファン6に到達した暖気(室内空気A2)が上方の吸込口16へ送られて排気A4として取り込まれることで上向きの暖気の流れが形成され、これによりペリメータゾーンPの最外周に生じる冷気が遮られ、コールドドラフトが内側へ入り込むことが防がれる。そして、ペリメータゾーンPやそれより内側のインテリアゾーンIにおいては、暖気が床面付近まで満ちて好適な空調状態が実現されるのである。 In this way, the air conditioning system of this embodiment estimates the near-floor temperature at each location in the perimeter zone P. If the estimated near-floor temperature for a certain location is low, a temperature correction value is added to the set temperature of the variable air volume device 5 facing that location (step S11), and the set temperature is raised for operation. The variable air volume device 5 appropriately adjusts the blown air volume according to the raised set temperature, increasing the amount of air sent from the outlet 4 to the perimeter zone P. Furthermore, if the outside air temperature is low, the upper limit of the supply air temperature from the air conditioner 1 is lowered (step S16), ensuring the blown air volume from the variable air volume device 5. As a result, the indoor air A2 (see Figure 1) supplied from the variable air volume device 5 reaches the vicinity of the floor and the perimeter fan 6. In this way, the temperature distribution near the floor is corrected based on the estimated near-floor temperature, as shown in Figure 10. That is, warm air (room air A2) reaching the perimeter fan 6 from the variable air volume device 5 is sent to the upper intake port 16 and taken in as exhaust air A4, creating an upward flow of warm air, which blocks the cold air that forms at the outermost perimeter of the perimeter zone P and prevents cold drafts from entering the interior. In the perimeter zone P and the interior zone I further inside, warm air fills up to the floor level, achieving optimal air conditioning.

こうした制御は、例えば、建物の全階の対象空間Sに関し、図4に示すようにペリメータゾーンPの近傍に位置する変風量装置5の全台と対応する位置に床近傍温度センサ11を備え、各所の床近傍温度をそれぞれ実測すれば可能である。しかしながら、建物の各階のペリメータゾーンPの全域に床近傍温度センサ11を設置すれば、床近傍温度センサ11の数が膨大になってしまい、設置費用が嵩むうえ、管理も面倒である。本実施例では、ソフトウェアによってペリメータゾーンPにおける床近傍温度を推定することで、センサの設置に係るコストを減らしつつ、床近傍温度に基づいて変風量装置5からの吹出風量を制御することができる。 Such control is possible, for example, by installing near-floor temperature sensors 11 at locations corresponding to all variable air volume devices 5 located near the perimeter zone P for the target space S on all floors of a building, as shown in Figure 4, and measuring the near-floor temperature at each location. However, if near-floor temperature sensors 11 were installed in the entire perimeter zone P on each floor of a building, the number of near-floor temperature sensors 11 would be enormous, increasing installation costs and making management cumbersome. In this embodiment, by using software to estimate the near-floor temperature in the perimeter zone P, it is possible to reduce the cost of installing sensors and control the airflow from the variable air volume device 5 based on the near-floor temperature.

ここで、本実施例では上に説明したように、温度補正値を用いた制御方式を採用しているが、このような制御方式は、例えば図11にブロック図として示すような概念として捉えることができる。まず、変風量方式の空調システム(図1参照)において、直接の制御対象は天井3付近の室内空気A2の温度(天井温度T)であり(図11中にブロックB1として示す)、これは天井3付近に設けられた天井温度センサ9の測定値として把握される(ブロックB2)。この測定値と、天井温度目標値T1SP(ブロックB3)とを比較して(ブロックB4)、これらの間の偏差(制御偏差)を算出し、この制御偏差を解消するよう、変風量装置5(ブロックB5)がダンパ開度(ブロックB6)を調整し、これにより室内空気A2の供給量を調整する。 As explained above, this embodiment employs a control method using a temperature correction value, and this control method can be conceptualized as shown in the block diagram of Fig. 11. First, in a variable air volume air conditioning system (see Fig. 1), the direct control target is the temperature of the indoor air A2 near the ceiling 3 (ceiling temperature T1 ) (shown as block B1 in Fig. 11), which is grasped as a measurement value of the ceiling temperature sensor 9 installed near the ceiling 3 (block B2). This measurement value is compared (block B4) with the target ceiling temperature T1SP (block B3) to calculate the deviation (control deviation) between them, and the variable air volume device 5 (block B5) adjusts the damper opening (block B6) to eliminate this control deviation, thereby adjusting the amount of indoor air A2 supplied.

また、変風量装置5(ブロックB5)に空調された給気A1を供給する空調機1(ブロックB7)では、変風量装置5の要求風量に応じてファンの風量(ブロックB8)を調整し、下流の変風量装置5へ適当な風量の給気A1を送り出す(ブロックB6)。あわせて、空調機1(ブロックB7)では、ロードリセット制御により冷媒流路の開度(ブロックB9)を調整し、給気A1の温度を調整する。 Furthermore, the air conditioner 1 (block B7), which supplies conditioned supply air A1 to the variable air volume device 5 (block B5), adjusts the fan air volume (block B8) according to the required air volume of the variable air volume device 5, and sends out an appropriate volume of supply air A1 to the downstream variable air volume device 5 (block B6). Additionally, the air conditioner 1 (block B7) adjusts the opening of the refrigerant flow path (block B9) using load reset control to adjust the temperature of supply air A1.

こうして、給気A1の風量および温度を通じ、制御対象である天井温度T(ブロックB1)が調整される。天井温度T(ブロックB1)は、さらに外乱(ブロックB10)によって左右されるが、その結果としての天井温度T(ブロックB1)が天井温度センサ9により把握され(ブロックB2)、天井温度目標値T1SP(ブロックB3;上記式(3)参照)と比較され(ブロックB4)、外乱による変動をも解消する方向で制御が行われる。 In this way, the ceiling temperature T1 (block B1), which is the object of control, is adjusted through the air volume and temperature of supply air A1. Ceiling temperature T1 (block B1) is further affected by disturbances (block B10), but the resulting ceiling temperature T1 (block B1) is detected by ceiling temperature sensor 9 (block B2) and compared with the ceiling temperature target value T1SP (block B3; see equation (3) above) (block B4), and control is performed in a direction that also eliminates fluctuations due to disturbances.

そして、温度補正値を用いた制御方式は、ブロックB1~B10によって形成されるこのようなループ(マイナーループとする。図11中に破線で囲った領域として示す)を取り囲むように別のループ(破線で囲った領域の外側のループ。メジャーループとする)を付加したカスケード制御であると言える。 The control method using the temperature correction value can be said to be cascade control in which another loop (the loop outside the area surrounded by the dashed line; referred to as the major loop) is added to surround the loop formed by blocks B1 to B10 (referred to as the minor loop; shown as the area surrounded by the dashed line in Figure 11).

すなわち、天井温度T(ブロックB1)と関連する別の制御対象として床近傍温度T(ブロックC1)を設定し、これを温度推定モデルMを用いて推定して、出力された床近傍温度推定値T2E(ブロックC2)を床近傍温度目標値T2SP(ブロックC3;上記式(4)参照)と比較する(ブロックC4)。そして、両値の偏差(制御偏差E)に基づいて算出された温度補正値β(ブロックC5)を、ブロックB3に設定される天井温度目標値T1SPに加味するのである(上記式(3)参照)。マイナーループ内では、温度補正値βを加味された天井温度目標値T1SP(ブロックB3)に基づいて天井3付近の室内空気A2の温度(天井温度T;ブロックB1)が調整され、これにより、床近傍の室内空気A2の温度(床近傍温度T;ブロックC1)が調整される。床近傍温度T(ブロックC1)も外乱(ブロックC6)の影響を受けるが、マイナーループを内包したメジャーループによる制御は、温度補正値を介したPI制御により、この外乱(ブロックC6)を解消する方向に働く。すなわち、外皮負荷の変動によって外乱(ブロックC6)が発生すると、床近傍温度推定値T2E(ブロックC2)が変化し、これによって床近傍温度目標値T2SP(ブロックC3)との偏差(制御偏差)Eが生じ、その偏差Eを打ち消す方向で、操作変数としての温度補正値βが変化し、マイナーループへ入力される。 That is, a near-floor temperature T2 (block C1) is set as another control target related to the ceiling temperature T1 (block B1), and this is estimated using the temperature estimation model M. The output near-floor temperature estimated value T2E (block C2) is compared with the near-floor temperature target value T2SP (block C3; see equation (4) above) (block C4). A temperature correction value β (block C5) calculated based on the deviation between these two values (control deviation E2 ) is then added to the ceiling temperature target value T1SP set in block B3 (see equation (3) above). Within the minor loop, the temperature of the indoor air A2 near the ceiling 3 (ceiling temperature T1 ; block B1) is adjusted based on the ceiling temperature target value T1SP (block B3) that has been added with the temperature correction value β added, thereby adjusting the temperature of the indoor air A2 near the floor (near-floor temperature T2 ; block C1). The near-floor temperature T2 (block C1) is also affected by the disturbance (block C6), but the control by the major loop containing the minor loop works in the direction of eliminating this disturbance (block C6) by PI control via the temperature correction value. That is, when a disturbance (block C6) occurs due to a change in the exterior load, the near-floor temperature estimated value T2E (block C2) changes, which causes a deviation (control deviation) E2 from the near-floor temperature target value T2SP (block C3), and the temperature correction value β as an manipulated variable changes in the direction of canceling out the deviation E2 and is input to the minor loop.

このような制御方式であれば、変風量方式の空調システムとして確立されたシステム(マイナーループ)に対し極力手を加えることなく、床近傍温度に基づいた温度補正値を設定温度の目標値に加味し、床面付近の温度状況を好適に是正することができる。 This type of control method makes it possible to optimally correct the temperature situation near the floor by adding a temperature correction value based on the temperature near the floor to the target set temperature, while minimizing the need to modify an established variable air volume air conditioning system (minor loop).

また、このようなカスケード制御は、制御性の面でも利点を有している。仮に、一個のループにより外乱(ブロックB10,C6)を解消するような制御構成を採用した場合、中央監視装置12におけるデータ取得の周期や、床近傍温度を推定する時間を考慮すると、制御周期が最低でも5分周期となり、ループ中で算出される偏差が大きくなってしまう。そこで、本実施例のように、変風量装置5の風量や空調機1の給気温度を制御するマイナーループと、その外側で床近傍温度推定値を制御するメジャーループからなるカスケード制御を構成する。メジャーループの制御周期は5分程度であるが、マイナーループの制御周期は数秒~数10秒であり、ブロックB4で算出される偏差は小さい。マイナーループに入力される外乱(ブロックB10)はマイナーループ内で制御されるので、メジャーループの制御変数に与える影響は小さい。こうして、外乱の影響を効果的に抑え、制御性を向上させることができる。 This type of cascade control also offers advantages in terms of controllability. If a control configuration were adopted that eliminated disturbances (blocks B10 and C6) using a single loop, taking into account the data acquisition cycle in the central monitoring device 12 and the time required to estimate the near-floor temperature, the control cycle would be at least five minutes, resulting in large deviations calculated within the loop. Therefore, as in this embodiment, cascade control is configured consisting of a minor loop that controls the air volume of the variable air volume device 5 and the supply air temperature of the air conditioner 1, and an outer major loop that controls the near-floor temperature estimate. While the control cycle of the major loop is approximately five minutes, the control cycle of the minor loop is several seconds to several tens of seconds, resulting in small deviations calculated in block B4. Because the disturbances input to the minor loop (block B10) are controlled within the minor loop, they have little impact on the control variables of the major loop. In this way, the effects of disturbances can be effectively suppressed, improving controllability.

尚、ここに説明した空調システムのシステム構成や温度推定モデルMの生成、床近傍温度の推定、温度補正値の算出の手順等はあくまで一例である。床近傍温度に関連する上述の如き各種パラメータから温度推定モデルMを生成し、これを用いて床近傍温度を推定し、変風量装置5の運転を調整し得る限りにおいて、システム構成や各種の手順等は種々変更することができる。 Note that the system configuration of the air conditioning system, the generation of the temperature estimation model M, the estimation of the near-floor temperature, and the procedures for calculating the temperature correction value described here are merely examples. As long as the temperature estimation model M can be generated from the various parameters related to the near-floor temperature as described above, the near-floor temperature can be estimated using this model, and the operation of the variable air volume device 5 can be adjusted, the system configuration and various procedures can be modified in various ways.

例えば、ここでは中央監視装置12に温度推定部13を接続し、該温度推定部13にモデル生成部14を接続した構成を例示したが、システムを構成する各機器間の接続関係は適宜変更し得る。中央監視装置12を介して各変風量装置5の運転状況を制御する以外にも、例えば各変風量装置5に対し、温度推定部13から温度補正値の設定を直接行ってもよい。また、設定温度を補正する代わりに、吹出風量を直接補正してもよい。 For example, while the configuration illustrated here is one in which the temperature estimation unit 13 is connected to the central monitoring device 12, and the model generation unit 14 is connected to the temperature estimation unit 13, the connection relationships between the devices that make up the system can be changed as appropriate. In addition to controlling the operating status of each air volume variable device 5 via the central monitoring device 12, for example, the temperature estimation unit 13 may directly set a temperature correction value for each air volume variable device 5. Furthermore, instead of correcting the set temperature, the blown air volume may be directly corrected.

また、変風量装置5からの吹出風量や、空調機1からの給気温度、その他各部の運転状況を制御するにあたっては、上に説明していない別の要素等を適宜加味してもよいことは勿論である。 Of course, when controlling the airflow rate from the variable airflow device 5, the supply air temperature from the air conditioner 1, and the operating conditions of other components, other factors not described above may also be taken into account as appropriate.

ここで、パラメータとして用いる日射量の推定について説明する。本実施例の空調システムでは、上に説明したように空調の制御にあたって日射量を採用しているが、このとき、日射量としてなるべく正確な値を把握することが当然のことながら重要である。そして、日射量は日射計100(図3参照)によって測定することができる。しかしながら、例えば図3に示す如く、日射計100の周囲に符号O1,O2で示すような遮蔽物が存在すると、これらの遮蔽物O1,O2の配置や時季によっては、日射計100に遮蔽物O1,O2による日影が生じ、これによって日射量の測定値が実際の日射量から乖離してしまう場合がある。 Here, we will explain how to estimate the amount of solar radiation used as a parameter. As explained above, the air conditioning system of this embodiment uses solar radiation to control the air conditioning, and it is naturally important to grasp as accurate a value as possible for solar radiation. Solar radiation can be measured using pyranometer 100 (see Figure 3). However, as shown in Figure 3, for example, if there are obstructions such as those indicated by symbols O1 and O2 around pyranometer 100, shadows may be cast on pyranometer 100 by these obstructions O1 and O2, depending on the location of these obstructions O1 and O2 and the season, which may cause the measured amount of solar radiation to deviate from the actual amount of solar radiation.

そこで、本実施例の空調システムは、日射量を推定するための日射量推定部101を備え、特定の条件において、日射計100で測定された実測値に代えて、日射量推定部101にて算出された推定値を日射量として採用するようにしている。この日射量推定部101による日射量の推定について、以下に説明する。 The air conditioning system of this embodiment is therefore equipped with a solar radiation estimation unit 101 for estimating the amount of solar radiation, and under certain conditions, the estimated value calculated by the solar radiation estimation unit 101 is used as the amount of solar radiation instead of the actual value measured by the pyranometer 100. The estimation of the amount of solar radiation by this solar radiation estimation unit 101 is described below.

図12のグラフは、日射計の周囲に遮蔽物が存在しない場合を仮定し、その場合に前記日射計にて測定される日射量の一例を示している。グラフ内に示す各曲線は、それぞれ別の日(日付D1~D3)において観察される日射量の時間による変化を示している。尚、測定を行った各日において、天気は一日を通じて晴れであることを想定している。日射計の周囲に遮蔽物が存在しない場合、日射量は、ここに各曲線で示すような山型を描いて推移する。 The graph in Figure 12 shows an example of the amount of solar radiation measured by the pyranometer when there is no obstruction around the pyranometer. Each curve in the graph shows the change over time in the amount of solar radiation observed on a different day (dates D1 to D3). It is assumed that the weather was sunny throughout the day on each measurement day. When there is no obstruction around the pyranometer, the amount of solar radiation changes in a mountain shape as shown by each curve.

ところが、図3に示す如く日射計100の周囲に遮蔽物O1,O2があると、日射計100の位置に日影が生じ、これが日射計100における日射量の実測値に影響する場合がある。そのような場合における日射量の実測値の変動の例を図13に示す。尚、ここでは、遮蔽物O1,O2として、それぞれ例えば他の建造物またはエレベータシャフトを想定しているが、無論その他の装置や構造物、地形等も遮蔽物たり得る。 However, as shown in Figure 3, if there are obstructions O1 and O2 around the pyranometer 100, a shadow will be cast at the position of the pyranometer 100, which may affect the actual measured value of solar radiation at the pyranometer 100. Figure 13 shows an example of fluctuations in the actual measured value of solar radiation in such a case. Note that here, obstructions O1 and O2 are assumed to be, for example, other buildings or elevator shafts, but of course other devices, structures, terrain, etc. can also act as obstructions.

例えば日付D1においては、太陽の位置が十分に高いため、日射量は周囲の物体の影響を受けず、遮蔽物がない場合(図12参照)と同様の変動を示す。ところが、日付D1より冬至に近い別の日付D2では、午後の時間帯(ここでは13:30頃~14:00頃)において遮蔽物O1による影が日射計100の位置に生じ、測定される日射量が下がっている。さらに冬至に近い別の日付D3では、午前の時間帯(ここでは8:30頃~9:30頃)においても遮蔽物O2による日影が日射計100の位置に生じ、測定される日射量が下がっている。また、午後において遮蔽物O2による日影が生じる時間帯も広がっている(13:00~14:40頃)。 For example, on date D1, the sun is high enough in the sky that the amount of solar radiation is not affected by surrounding objects and exhibits the same fluctuations as when there is no obstruction (see Figure 12). However, on another date, D2, which is closer to the winter solstice than date D1, a shadow cast by obstruction O1 falls on the position of pyranometer 100 in the afternoon (here, from around 1:30 PM to around 2:00 PM), reducing the amount of solar radiation measured. On another date, D3, which is even closer to the winter solstice, a shadow cast by obstruction O2 falls on the position of pyranometer 100 in the morning (here, from around 8:30 AM to around 9:30 AM), reducing the amount of solar radiation measured. Furthermore, the time period during which the shadow cast by obstruction O2 falls is extended in the afternoon (from around 1:00 PM to 2:40 PM).

このような日射計100に日影が生じる時間(以下、本明細書では、対象とする位置に日影が生じる時間を「日影時間」と称する)において、実際の日射量は、例えば図13中に破線で示す通りである。ところが、遮蔽物O1,O2の影響により、この日影時間においては実際の日射量よりも少ない値が実測値として把握されてしまうことになる。 During the time when the sun casts a shadow on the pyranometer 100 (hereinafter, in this specification, the time when the sun casts a shadow on the target position is referred to as the "shadow time"), the actual amount of solar radiation is, for example, as shown by the dashed line in Figure 13. However, due to the influence of the obstructions O1 and O2, the measured value during this shadow time will be less than the actual amount of solar radiation.

そこで、以下に説明する方法により、日影時間においては、図13中に破線で示す如き実際の値に極力近い日射量を推定し、この推定値を空調システムの運転に用いる日射量として扱う。 Therefore, using the method described below, during shadow hours, the amount of solar radiation is estimated as close as possible to the actual value, as shown by the dashed line in Figure 13, and this estimated value is used as the amount of solar radiation to operate the air conditioning system.

太陽定数は、地球が太陽に対し平均距離(r)にあるときに、大気の上端(地表から約8kmの高さ)において、太陽光に対し垂直な面が単位面積および時間あたりに受けるエネルギーとして定義された値であり、約1,367[W/m]である。ある時刻(a月b日c時d分)において、地球上のある地点(経度λ、緯度φ)に対応する大気外全天日射量Qは、この太陽定数を、目的の時刻における目的の地点の太陽からの距離(r)と、目的の地点における地面が太陽光に対してなす角度(太陽高度α;上記式1~4におけるαとは異なる値。以下に登場するδやkについても同様)に応じて補正することで算出できる。すなわち、大気外全天日射量Qは、以下の式で表すことができる。
=1367(r/rsin(α) ……(I)
The solar constant is defined as the energy received per unit area and time by a surface perpendicular to sunlight at the top of the atmosphere (at a height of approximately 8 km above the Earth's surface) when the Earth is at an average distance (r) from the Sun, and is approximately 1,367 [W/m 2 ]. The extraatmospheric global solar radiation Q0 corresponding to a certain point on Earth (longitude λ, latitude φ) at a certain time (month a, day b, c hour, d minute ) can be calculated by correcting this solar constant according to the distance (r * ) from the Sun of the target point at the desired time and the angle the ground at the target point makes with respect to sunlight (solar altitude α; a value different from α in equations 1 to 4 above; the same applies to δ and k mentioned below). In other words, the extraatmospheric global solar radiation Q0 can be expressed by the following equation:
Q 0 = 1367 (r/r * ) 2 sin (α) ... (I)

上記式(I)の地心太陽距離r/r(地球と太陽との目的時点における距離rと、平均距離rとの比)および太陽高度αは、以下に説明する手順により求めることができる。 The geocentric solar distance r/r * (the ratio of the distance r * between the Earth and the Sun at the target time to the average distance r) and solar altitude α in the above formula (I) can be calculated by the following procedure.

まず、次式により、元日から当日までの間に公転によって移動した角度θを求める。dnは、元日からの通し日数であり、日付(a月b日)から単純に算出できる。
θ=2π(dn-1)/365 ……(II)
First, the angle θ 0 moved by revolution from New Year's Day to the current day is calculated using the following formula: dn is the number of consecutive days from New Year's Day, and can be calculated simply from the date (month a, day b).
θ 0 =2π(dn-1)/365...(II)

上記式(II)で求めた角度θを用い、当日の太陽赤緯δ、地心太陽距離r/rおよび均時差Eqを求めることができる。
δ=0.006918-0.399912cos(θ)+0.070257sin(θ) -0.006758cos(2θ) +0.000907sin(2θ) -0.002697cos(3θ) +0.001480sin(3θ) ……(III)
r/r=1/√{1.000110+0.034221cos(θ) +0.001280sin(θo) +0.000719cos(2θ)+0.000077sin(2θ)} ……(IV)
Eq=0.000075+0.001868cos(θ)-0.032077sin(θ)-90.014615cos(2θ)-0.040849sin(2θ) ……(V)
Using the angle θ 0 calculated by the above formula (II), the solar declination δ, the geocentric solar distance r/r *, and the equation of time Eq on that day can be calculated.
δ=0.006918-0.399912cos(θ 0 )+0.070257sin(θ 0 ) -0.006758cos(2θ 0 ) +0.000907sin(2θ 0 ) -0.002697cos(3θ 0 ) +0.001480 sin (3θ 0 ) ...(III)
r/r * =1/√{1.000110+0.034221cos(θ 0 ) +0.001280sin(θo) +0.000719cos(2θ 0 )+0.000077sin(2θ 0 )} ...(IV)
Eq=0.000075+0.001868cos(θ 0 )-0.032077sin(θ 0 )-90.014615cos(2θ 0 )-0.040849sin(2θ 0 ) ...(V)

さらに、均時差Eqと標準時および子午線との経度差から、以下の式により太陽の時角hを求めることができる。
h=(標準時-12)π/12+標準子午線からの経度差+Eq ……(VI)
Furthermore, the solar hour angle h can be calculated from the equation of time Eq and the longitude difference between standard time and the meridian using the following formula:
h = (standard time - 12) π/12 + longitude difference from the standard meridian + Eq (VI)

こうして得た各値から、ある時刻および地点における太陽方位ψと太陽高度αを、下記の式により算出することができる。
α=arcsin{sin(φ)sin(δ)+cos(φ)cos(δ)cos(h)} ……(VII)
ψ=arctan[cos(φ)cos(δ)sin(h)/{sin(φ)sin(α)-sin(δ)}] ……(VIII)
From the values thus obtained, the solar azimuth ψ and solar altitude α at a certain time and location can be calculated using the following formulas.
α = arcsin {sin (φ) sin (δ) + cos (φ) cos (δ) cos (h)} ... (VII)
ψ=arctan[cos(φ)cos(δ)sin(h)/{sin(φ)sin(α)-sin(δ)}]...(VIII)

以上の計算により、太陽高度αと地心太陽距離r/rが算出されたので、これらを上記式(I)に代入すれば、大気外全天日射量Qが得られる。この大気外全天日射量Qは、目的の時刻において、目的の地点に対応する大気圏外の仮想面が受ける日射量(単位面積および時間あたりに受けるエネルギー)である。 The solar altitude α and the geocentric solar distance r/r * are calculated by the above calculations, and by substituting these values into the above formula (I), the extra-atmospheric global solar radiation Q0 can be obtained. This extra-atmospheric global solar radiation Q0 is the amount of solar radiation (energy received per unit area and time) received by a virtual surface outside the atmosphere corresponding to the target point at the target time.

そして、この大気外全天日射量Qに、大気層の通過による減衰を加味した値を、日射量Qとして扱う。日射量Qは、大気外全天日射量Qの関数であり、具体的には、下記式による推定値として算出することができる。
Q=kQ ……(IX)
The value obtained by adding the attenuation due to passage through the atmospheric layer to this extra-atmospheric global solar radiation Q0 is treated as the solar radiation Q. The solar radiation Q is a function of the extra-atmospheric global solar radiation Q0 , and specifically, can be calculated as an estimated value using the following formula.
Q=kQ 0 ...(IX)

すなわち、ある時刻のある地点における日射量を推定したい場合には、まず上記式(I)~(VIII)に基づいて大気外全天日射量Qを算出し、これに別途求めた係数kを乗じた値を日射量の推定値Qとすればよい。こうすることで、日射量を簡便に且つ精度よく推定することができる。 That is, when it is desired to estimate the amount of solar radiation at a certain point at a certain time, the extra-atmospheric global solar radiation Q0 is first calculated based on the above formulas (I) to (VIII), and then this is multiplied by a separately determined coefficient k to obtain the estimated solar radiation value Q. In this way, the amount of solar radiation can be estimated simply and accurately.

ここで、kは大気層の通過による減衰を表す係数であり、例えばある地点のある時刻において測定された日射量の実測値を、同地点同時刻における理論値として算出される大気外全天日射量Qで除した値として算出することができる。 Here, k is a coefficient representing attenuation due to passage through the atmospheric layer, and can be calculated as a value obtained by dividing the actual solar radiation measured at a certain point in time by the theoretical extra-atmospheric global solar radiation Q0 at the same point in time.

図1~図3に示す如き空調システムにおいて、上記式(IX)に基づく推定値を日射量として用いる場合、ある時刻の運転においてこの推定値を採用するか否か、また係数kとしてどのような値を用いるかは、天気等の条件によって随時決定することができる。例えば、天気が晴れであり、日射計100に遮蔽物O1,O2による日影が生じていない時は、日射計100における実測値を日射量としてそのまま用いればよい。また、天気が曇りや雨である時は、日射の多くは散乱光であり、直達日射量の影響は大きくないことから、日影の影響は比較的小さいので、用途によっては推定値を用いる必要はない場合も考えられる。そのような場合は、日影時間で且つ天気が晴れであることを条件として日射量の推定を行うこととし、日射量の測定値に対する日影の影響が大きい場合に限り、日射量として推定値を用いるようにしてもよい。尚、天気が曇りや雨であっても日影の影響が懸念される場合には、上記式(IX)による推定値を用いてもよいことは勿論である。 In air conditioning systems such as those shown in Figures 1 to 3, when an estimated value based on the above formula (IX) is used as the amount of solar radiation, whether to adopt this estimated value during operation at a given time and what value to use for coefficient k can be determined as needed based on weather and other conditions. For example, when the weather is clear and no shadow is cast on pyranometer 100 by obstructions O1 and O2, the actual measured value from pyranometer 100 can be used as the amount of solar radiation. Furthermore, when the weather is cloudy or rainy, most of the solar radiation is scattered light, and the impact of direct solar radiation is not significant. Therefore, the impact of shading is relatively small, so it may not be necessary to use an estimated value depending on the application. In such cases, the amount of solar radiation can be estimated only during a shadowed time and when the weather is clear, and the estimated value can be used as the amount of solar radiation only when the impact of shading on the measured amount of solar radiation is significant. Of course, even when the weather is cloudy or rainy, if the impact of shading is a concern, the estimated value based on the above formula (IX) can also be used.

また、上記式(IX)を用いる場合であっても、係数kの値は条件によって変更することができる。例えば天気が曇りの時に上記式(IX)による推定値を日射量として用いる場合、係数kとしては、天気が晴れの時の係数kとは異なる値を使用すべきである。 Even when using the above formula (IX), the value of coefficient k can be changed depending on the conditions. For example, if the value estimated by the above formula (IX) is used as the amount of solar radiation when the weather is cloudy, a different value should be used for coefficient k than when the weather is sunny.

また、天気が同じ晴れであっても、時間帯によって上記式(IX)における係数kの算出の仕方や、係数kとして用いる値を変更してもよい。上に述べた通り、係数kの値はある時刻における実測値を大気外全天日射量Qで除した値として算出できるので、例えば晴れの日のある時刻tの直後、時刻t~tの時間帯に日射計100に日影が生じるような場合には、時刻tにおける実測値を、同時刻tにおける大気外全天日射量Qで除した値を係数kとして設定し、時刻t~tの日射量Qを上記式(IX)に基づく推定値として算出する、といった運用が考えられる。しかしながら、本発明者らの研究によれば、経験上、こうした運用による推定値の有効性は時間帯によって異なることが判明している。具体的には、午後の時間帯であれば上に述べたような運用により日射量を精度よく推定することができるが、午前の時間帯に同様の方法による推定値を用いると、実際の値(日影のない位置で別途測定された日射量)に対する推定値のずれが時間と共に大きくなってくるのである。 Furthermore, even if the weather is the same (sunny), the method of calculating the coefficient k in the above formula (IX) or the value used as the coefficient k may be changed depending on the time period. As described above, the value of the coefficient k can be calculated by dividing the actual measurement value at a certain time by the extra-atmospheric global solar radiation Q0. Therefore , for example, in a case where a shadow is cast on the pyranometer 100 immediately after a certain time t0 on a sunny day, during the time period from time t1 to t2 , the actual measurement value at time t0 divided by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at the same time t0 can be set as the coefficient k, and the solar radiation Q from time t1 to t2 can be calculated as an estimated value based on the above formula (IX). However, according to research by the present inventors, it has been empirically found that the effectiveness of the estimated value obtained by such an operation varies depending on the time period. Specifically, the above-described operation can accurately estimate the amount of solar radiation during the afternoon hours, but if the same method is used to estimate the amount of solar radiation during the morning hours, the deviation of the estimated value from the actual value (the amount of solar radiation measured separately in a location without shade) will increase over time.

これは、午前においては、日影時間の始まりの時刻における太陽の位置が低く、大気による吸収や散乱の影響を受けやすいことに起因するものと考えられる。午前の日影時間は、例えば8:00前後に開始され、この時点では太陽の位置が低く、太陽光は大気中を長い距離にわたって通り、日射計100の位置まで到達する。このため、日影時間の始まりの直前の時刻における日射量の実測値に基づいて上記式(IX)により係数kを計算した場合、係数kの値は1より相当低い値となる。ところが、日影時間が始まって時間が経過していくと、太陽の位置が高くなり、大気外全天日射量に対する実際の日射量の比は、日影時間の始まりの直前の時刻に算出した係数kより大きくなって(1に近づいて)いく。よって、日影時間の始まりの直前の時刻に算出した係数kをその後の日影時間にわたって使用し続けると、例えば図14中に一点鎖線で示すように、日射量の推定値は実際の値(破線)から乖離していくのである(尚、図14は日射計100による日射量の測定値と、実際の日射量と、日射量の推定値の関係の一例を示すグラフであり、日射量の測定値は実線、実際の日射量は破線で示している。一点鎖線および二点鎖線は、それぞれ異なる係数kを用いて算出した推定値を示す)。特に、日影時間が長い季節においては全時刻にわたって太陽の高度が低く、日の出も遅いため、この影響は大きい。 This is thought to be due to the fact that in the morning, the sun is low in the sky at the start of shadow time, making it susceptible to the effects of atmospheric absorption and scattering. Morning shadow time begins, for example, around 8:00 a.m., at which point the sun is low in the sky and sunlight travels a long distance through the atmosphere before reaching the position of pyranometer 100. For this reason, if coefficient k is calculated using the above formula (IX) based on the actual measured value of solar radiation just before the start of shadow time, the value of coefficient k will be significantly lower than 1. However, as time passes after shadow time begins, the sun's position rises higher, and the ratio of actual solar radiation to extra-atmospheric global solar radiation becomes larger (approaching 1) than coefficient k calculated just before the start of shadow time. Therefore, if the coefficient k calculated immediately before the start of the shadow period continues to be used throughout the shadow period thereafter, the estimated amount of solar radiation will deviate from the actual value (dashed line), as shown by the dashed-dotted line in Figure 14, for example. (Note that Figure 14 is a graph showing an example of the relationship between the amount of solar radiation measured by pyranometer 100, the actual amount of solar radiation, and the estimated amount of solar radiation, with the measured amount of solar radiation shown by the solid line and the actual amount of solar radiation shown by the dashed line. The dashed-dotted line and the double-dashed line each represent estimated values calculated using a different coefficient k.) This effect is particularly significant in seasons when shadow periods are long, when the sun's altitude is low throughout the day and sunrise is late.

そこで、午前の日影時間に関しては、日影時間の始まりの直前の時刻における実測値に基づいて算出した係数kを用いるのではなく、予め設定しておいた値を係数kとして使用する。このようにすると、例えば図14中に二点鎖線にて示すように、比較的良好な精度で日射量を推定しやすい。尚、このように予め設定した値の係数kを用いる場合、係数kは、例えば日影時間以外における晴天時の日射量の実測値と、大気外全天日射量の比の平均値として算出することができる。このような方法で係数kを算出する場合、例えば月毎にこれを実行し、月毎に異なる値の係数kを使用するようにしてもよい。尚、係数kとして具体的な数値は、時間帯や季節等によって変動し得るが、概ね0.65~0.75程度である。 For morning shadow time, therefore, a preset value is used as coefficient k, rather than using coefficient k calculated based on the actual measured value immediately before the start of shadow time. This makes it easier to estimate solar radiation with relatively good accuracy, as shown by the two-dot chain line in Figure 14, for example. When using a preset value for coefficient k in this way, coefficient k can be calculated as the average ratio of the actual measured value of solar radiation on a clear day outside of shadow time to the extra-atmospheric global solar radiation, for example. When calculating coefficient k in this way, it is possible to perform this calculation monthly, for example, and use a different value for coefficient k each month. The specific value for coefficient k may vary depending on the time of day, season, etc., but is generally around 0.65 to 0.75.

一方、午後の日影時間に関しては、日影時間の始まりの直前の時刻における実測値に基づいて算出した係数kを用いて日射量を推定する。こうすることにより、午前と午後それぞれの時間帯における日射の実情に合わせ、日射量を精度よく推定することができる。 On the other hand, for afternoon shadow time, the amount of solar radiation is estimated using coefficient k calculated based on the actual measured value at the time immediately before the start of the shadow time. This allows for accurate estimation of the amount of solar radiation in accordance with the actual solar radiation conditions in the morning and afternoon.

尚、午後の日影時間に関しても、時刻が遅い場合には同様の影響が大きくなる(大気外全天日射量に対する実際の日射量の比が、日影時間の始まりの直前の時刻に算出した係数kより小さくなって(1から離れて)いく)と考えられるので、そういった場合には、やはり予め設定しておいた値を係数kとして使用してもよい。 It is also thought that the same effect will be greater with the afternoon shadow time as the time progresses (the ratio of actual solar radiation to extraterrestrial solar radiation will become smaller (moving further away from 1) than the coefficient k calculated just before the start of the shadow time), so in such cases, a pre-set value can also be used as the coefficient k.

上記式(IX)を用いた日射量の推定の具体的な手順の一例を、図15のフローチャートを参照しながら説明する。図15は、日照時間帯の始め(例えば、日の出から1.5時間程度が経過した時点)に天気の判定を行い、これに基づいて以降の日射量に関する運用を決定する場合の手順を例示している。 An example of a specific procedure for estimating solar radiation using the above formula (IX) will be described with reference to the flowchart in Figure 15. Figure 15 illustrates a procedure for determining the weather at the beginning of a daylight period (for example, approximately 1.5 hours after sunrise) and then determining subsequent operations related to solar radiation based on this.

日射量推定部101は、まず現在時刻を取得し(ステップS101)、取得した現在時刻が、天気の判定時刻か否かを判定する(ステップS102)。ここで、「天気の判定時刻」は、例えば「日照のある時間帯のうち、十分に早い時刻であり、且つ日射量から天気を判定し得る程度に太陽が高い位置にある時刻であり、しかも日射計100の位置に日影が生じない時刻」として予め設定された時刻であり、具体的には、例えば日の出から1.5時間後の時刻である。ここで、「日照のある時間帯のうち、十分に早い時刻」とは、「日の出からその時刻までの間は天気が晴れであっても日射量が少なく、仮に日射計100における日射量の測定値が実際の日射量と乖離していても、日射量によるシステムの運用に影響が少ない時刻」を指す。「日照のある時間帯のうち、十分に早い時刻であり、且つ日射量から天気を判定し得る程度に太陽が高い位置にある時刻」という上記の条件に合致する時間帯は、例えば日の出から1~2時間後程度であり、このうち日射計100の位置に日影が生じないとわかっている時刻を、天気の判定時刻として設定しておけばよい。尚、「日射計100の位置に日影が生じないとわかっている時刻」は、例えば目的の日時付近における日影時間の実績から経験的に把握することができる。あるいは、目的の日時における太陽の運行と、日射計100の周辺における物体や構造物の配置から計算して求めることもできる。 The solar radiation estimation unit 101 first acquires the current time (step S101) and determines whether the acquired current time is the weather determination time (step S102). Here, the "weather determination time" is, for example, a pre-set time that is "sufficiently early in the sunshine period, when the sun is high enough in the sky to allow the weather to be determined from the solar radiation, and when no shadow is cast on the pyranometer 100." Specifically, it is, for example, 1.5 hours after sunrise. Here, "sufficiently early in the sunshine period" refers to "a time between sunrise and that time when the solar radiation is low even if the weather is clear, and when the solar radiation measurement value obtained by the pyranometer 100 deviates from the actual solar radiation, thereby minimizing the impact of solar radiation on system operation." A time period that meets the above condition of "a sufficiently early time during the day when there is sunlight and when the sun is high enough in the sky to be able to judge the weather from the amount of solar radiation" is, for example, approximately one to two hours after sunrise, and a time within this time period at which it is known that no shadow will be cast at the position of the pyranometer 100 can be set as the weather judgment time. Note that "a time at which it is known that no shadow will be cast at the position of the pyranometer 100" can be determined empirically, for example, from actual shadow duration around the desired date and time. Alternatively, it can be determined by calculation from the movement of the sun at the desired date and time and the location of objects and structures around the pyranometer 100.

ステップS102で、現在時刻が天気の判定時刻であると判定された場合には、その時点における天気を、その日の天気として判定する(ステップS103)。天気は、例えば日射計100における日射量により判定することができ、日射量がある閾値(例えば、200W/m)以上であれば晴れ、前記閾値未満であれば曇りまたは雨と判定できる。天気を判定したら、ステップS101に戻る。 If it is determined in step S102 that the current time is the weather determination time, the weather at that time is determined as the weather for that day (step S103). The weather can be determined, for example, by the amount of solar radiation measured by the pyranometer 100. If the amount of solar radiation is equal to or greater than a certain threshold (for example, 200 W/ m2 ), it can be determined as sunny, and if it is less than the threshold, it can be determined as cloudy or rainy. Once the weather has been determined, the process returns to step S101.

ステップS102で、天気の判定時刻でないと判定された場合は、天気の判定結果についての判定をさらに行う(ステップS104)。ステップS104を実行する時点で、その日のステップS102が実行済みであり、天気が晴れであった場合にはステップS106に進むが、その日のステップS102が未実行であるか、ステップS102が実行済みであって天気が晴れでない場合にはステップS105に進む。 If it is determined in step S102 that it is not time to determine the weather, a further determination is made of the weather determination result (step S104). If step S102 has already been performed for that day and the weather is clear when step S104 is performed, the process proceeds to step S106. However, if step S102 has not yet been performed for that day, or if step S102 has been performed but the weather is not clear, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定し、ステップS101に戻る。 In step S105, it is decided to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and the process returns to step S101.

ステップS106では、現在時刻が日影時間にあたるか否かを判定する。この判定は、例えば予め日射量推定部101に下記表1のような形で入力された日影時間のデータを参照して行う。
In step S106, it is determined whether the current time is in a shadow time. This determination is made by referring to the shadow time data input in advance to the solar radiation amount estimation unit 101 in the form shown in Table 1 below.

尚、日影時間は、例えば目的の日時における太陽の運行と、日射計100の周辺における物体や構造物の配置から計算すれば正確に算出できるが、少なくとも空調システムの運用を目的として日射量を推定する場合、日影時間の設定はさほど正確でなくともよい。上記表1に示すように、ある時季において日射計100に日影が生じる時間帯を大まかに把握しておき、その全体をカバーできるように広めに日影時間を設定しておけば十分である。このようにすると、実際には日射計100に日影が生じていないが設定上は日影時間にあたる時間帯が存在することになり、そのような時間帯においては日射計100に日影が生じていない(したがって、日射量として実測値を用いても日影の影響はない)にもかかわらず、日射量として実測値ではなく推定値を用いることになるが、推定値が実際の日射量から大きく乖離していない限り、特に大きな問題は生じない。逆に、実際の日影時間に対し、設定上の日影時間が短いと、測定値に日影が影響する時間(実際の日影時間)であるにもかかわらず、日射量として推定値ではなく実測値を用いる時間帯が生じてしまい、日射量の把握に支障を来す可能性がある。 While shadow time can be accurately calculated, for example, from the movement of the sun at a given date and time and the location of objects and structures around the pyranometer 100, the setting of shadow time does not need to be very accurate, at least when estimating solar radiation for the purpose of operating an air conditioning system. As shown in Table 1 above, it is sufficient to roughly grasp the time periods during which the pyranometer 100 is shaded in a certain season and set a wide shadow time to cover that entire period. In this way, there will be time periods during which the pyranometer 100 is not actually shaded but which are set to be shadow time. During such time periods, even though the pyranometer 100 is not shaded (and therefore, using the actual measured value as the amount of solar radiation does not have any effect from the shadow), an estimated value will be used as the amount of solar radiation rather than an actual measured value. However, this does not pose any significant problem as long as the estimated value does not deviate significantly from the actual amount of solar radiation. Conversely, if the set shadow time is shorter than the actual shadow time, there will be times when the actual measured value is used instead of the estimated value for solar radiation, even though the shadow affects the measured value (actual shadow time), which may cause problems in understanding the amount of solar radiation.

尚、上記表1はあくまで一例であって、日射計の周囲の状況等によっては、一日における日影時間の回数がこれより多い場合も少ない場合もあり得ることは勿論である。また、上では月ごとに日影時間を設定した表を例示したが、例えば週毎、あるいは日毎に日影時間を設定したデータを用いてもよい。 Note that the above Table 1 is merely an example, and it goes without saying that the number of times a day that the sun is in the shade may be greater or less than this depending on the conditions around the pyranometer. Also, while the above example shows a table that sets the amount of shade time by month, it is also possible to use data that sets the amount of shade time by week or day, for example.

現在時刻が日影時間でない場合は、ステップS105に進み、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定してステップS101に戻る。現在時刻が日影時間にあたる場合は、ステップS107に進む。 If the current time is not in the shadow period, proceed to step S105, decide to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and return to step S101. If the current time is in the shadow period, proceed to step S107.

ステップS107では、現在時刻が午前か否かを判定する。午前である場合は、ステップS108に進み、係数k(上記式(IX)参照)として、午前の日影時間に使用する係数として予め定められた数値を使用することを決定する。続いて日射量推定部101は、この係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Qに乗じ(大気外全天日射量Qの算出方法については上記式(I)~(VIII)参照)、日射量の推定値Qを算出する(ステップS109)。算出したら、ステップS101に戻る。 In step S107, it is determined whether the current time is in the morning. If it is in the morning, the process proceeds to step S108, where it is determined that a predetermined value to be used as the coefficient for the morning shadow time is to be used as the coefficient k (see formula (IX) above). The solar radiation estimator 101 then multiplies the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time by the value of this coefficient k (see formulas (I) to (VIII) above for the method of calculating the extra-atmospheric global solar radiation Q0) to calculate an estimated solar radiation value Q (step S109). Once the calculation is complete, the process returns to step S101.

ステップS107において、現在時刻が午前でないと判定された場合は、ステップS110に進み、続く日影時間において日射量の推定に使用する係数kを算出する。係数kは、日影時間の開始直前における日射量の実測値を、大気外全天日射量Qで除した値として算出できる。尚、ここで係数kの算出に使用する「日射量の実測値」としては、ある一時点の測定値ではなく、ある程度の時間における測定値の平均値(例えば、日影時間の直前10分間において測定された日射量の平均値)を用いるとよい。日射量の推定値に対するノイズの影響を抑えるためである。算出された係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Qに乗じ、日射量の推定値Qを算出する(ステップS111)。算出したら、ステップS101に戻る。 If it is determined in step S107 that the current time is not morning, the process proceeds to step S110, where a coefficient k to be used to estimate the amount of solar radiation during the subsequent shadow period is calculated. The coefficient k can be calculated by dividing the actual measured value of solar radiation immediately before the start of the shadow period by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 . Note that the "actual measured value of solar radiation" used to calculate the coefficient k here is preferably not a measured value at a single point in time, but an average value of measured values over a certain period of time (for example, the average value of solar radiation measured in the 10 minutes immediately before the shadow period). This is to reduce the influence of noise on the estimated value of solar radiation. The calculated value of coefficient k is multiplied by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time to calculate the estimated value Q of solar radiation (step S111). After calculation, the process returns to step S101.

上記図15の手順においては、天気の判定を一日のうち決められた早い時刻(日の出から1.5時間)の一回のみ行うようにしている。天気の判定は日射計100の測定値に基づいて実行することができるので、例えば作業員がその日の天気を日射量推定部101に入力したり、外部から取得した気象予報等の情報を使用する必要がなく、日射計100により取得される情報のみにより、最小限の手順で天気に応じた日射量の推定を行うことができる。 In the procedure shown in Figure 15 above, the weather is determined only once a day at a predetermined early time (1.5 hours after sunrise). Because the weather determination can be performed based on the measurements of the pyranometer 100, there is no need for an operator to input the day's weather into the solar radiation estimation unit 101 or to use information such as a weather forecast obtained from an external source. Instead, solar radiation according to the weather can be estimated with a minimum number of steps using only the information obtained by the pyranometer 100.

上記式(IX)を用いた日射量の推定の手順の別の一例を、図16のフローチャートを参照して説明する。図16は、各日影時間に天気の判定を行い、これに基づいて以降の日射量に関する運用を決定する場合の手順を例示している。 Another example of the procedure for estimating the amount of solar radiation using the above formula (IX) will be described with reference to the flowchart in Figure 16. Figure 16 illustrates the procedure for determining the weather during each shadow period and determining subsequent operations related to solar radiation based on this.

本手順においては、日射量推定部101は現在時刻を取得した後(ステップS121)、まず現在時刻が日影時間にあたるか否かを判定する(ステップS122)。日影時間は、上記表1に示すようなデータに現在時刻を参照することで把握できるが、その他の方法で把握してもよい。 In this procedure, the solar radiation estimation unit 101 acquires the current time (step S121), and then first determines whether the current time corresponds to a shadow time (step S122). The shadow time can be determined by referencing the current time in data such as that shown in Table 1 above, but may also be determined in other ways.

現在時刻が日影時間でない場合は、ステップS123に進み、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定してステップS121に戻る。現在時刻が日影時間にあたる場合は、ステップS124に進む。 If the current time is not in the shadow period, proceed to step S123, decide to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and return to step S121. If the current time is in the shadow period, proceed to step S124.

ステップS124では、現在時刻が午前か否かを判定する。午前である場合はステップS125に進み、天気の判定を行う。ここにおける天気の判定は、例えば気象予報データを参照して行う。 In step S124, it is determined whether the current time is morning. If it is morning, the process proceeds to step S125, where the weather is determined. The weather determination here is performed, for example, by referring to weather forecast data.

天気が晴れでない場合は、ステップS123に進み、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定してステップS121に戻る。天気が晴れである場合は、ステップS126に進む。 If the weather is not clear, proceed to step S123, decide to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and return to step S121. If the weather is clear, proceed to step S126.

ステップS126では、係数k(上記式(IX)参照)として、午前の日影時間に使用する係数として予め定められた数値を使用することを決定する。続いて日射量推定部101は、この係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Qに乗じ、日射量の推定値Qを算出する(ステップS127)。算出したら、ステップS121に戻る。 In step S126, a predetermined value is determined as the coefficient k (see formula (IX) above) to be used for the morning shadow time. The solar radiation estimator 101 then multiplies the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time by the value of this coefficient k to calculate an estimated solar radiation value Q (step S127). Once the calculation is complete, the process returns to step S121.

ステップS124において、現在時刻が午前でないと判定された場合はステップS128に進み、天気の判定を行う。ここにおける天気の判定は、例えば気象予報データや、現在の天気として作業員により入力されたデータを参照して行う。 If it is determined in step S124 that the current time is not morning, the process proceeds to step S128, where the weather is determined. The weather determination here is performed by referring to, for example, weather forecast data or data entered by the worker as the current weather.

天気が晴れでない場合は、ステップS123に進み、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定してステップS121に戻る。天気が晴れである場合は、ステップS129に進む。 If the weather is not sunny, proceed to step S123, decide to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and return to step S121. If the weather is sunny, proceed to step S129.

ステップS129では、続く日影時間において日射量の推定に使用する係数kを算出する。係数kは、日影時間の開始直前における日射量の実測値を、大気外全天日射量Qで除した値として算出できる。算出された係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Qに乗じ、日射量の推定値Qを算出する(ステップS130)。算出したら、ステップS121に戻る。 In step S129, a coefficient k to be used in estimating the amount of solar radiation during the subsequent shadow period is calculated. The coefficient k can be calculated by dividing the actual measured value of solar radiation immediately before the start of the shadow period by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 . The calculated value of coefficient k is multiplied by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time to calculate an estimated value Q of solar radiation (step S130). Once the calculation is complete, the process returns to step S121.

上記図16の手順では、日影時間における日射量の算出時に天気の判定を行うので、日の始めに一度だけ天気の判定を行う上記図15の手順と比較して、より実際の天気に即した運用が可能であり、特に天気の変わりやすい時季に有効である。 In the procedure shown in Figure 16 above, the weather is determined when calculating the amount of solar radiation during shadow time. This allows for operation that is more in line with actual weather conditions than the procedure shown in Figure 15 above, which determines the weather only once at the beginning of the day, and is particularly effective during seasons when the weather is changeable.

日射量の推定の手順のさらに別の一例を、図17のフローチャートを参照して説明する。図17に説明する手順は、図15の手順と概要において共通しているが、図17の手順では、午前の日影時間に関しては日射量として推定値を用いるか実測値を用いるかを天気に応じて判断する一方、午後の日影時間に関しては、天気の判定の如何にかかわらず推定値を用いる。 Another example of a procedure for estimating solar radiation will be described with reference to the flowchart in Figure 17. The procedure described in Figure 17 is generally similar to the procedure in Figure 15, but in the procedure in Figure 17, a decision is made based on the weather as to whether to use an estimated value or an actually measured value for solar radiation for morning shadow time, while an estimated value is used for afternoon shadow time regardless of the weather.

現在時刻の取得から天気の判定までの工程は、図15に示した手順と同様である。まず現在時刻を取得し(ステップS101)、取得した現在時刻が、天気の判定時刻か否かを判定し(ステップS102)、天気の判定時刻であれば、その時点における天気を判定する(ステップS103)。天気を判定したら、ステップS101に戻る。 The process from obtaining the current time to determining the weather is the same as the procedure shown in Figure 15. First, the current time is obtained (step S101), and it is determined whether the obtained current time is the time to determine the weather (step S102). If it is the time to determine the weather, the weather at that time is determined (step S103). Once the weather has been determined, the process returns to step S101.

ステップS102で、天気の判定時刻でないと判定された場合、本手順ではまず、現在が日影時間か否かの判定を行う(ステップS134)。現在が日影時間でない場合は、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定し(ステップS105)、ステップS101に戻る。 If it is determined in step S102 that it is not time to determine the weather, the procedure first determines whether the current time is in shadow (step S134). If the current time is not in shadow, it is decided to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation (step S105), and the process returns to step S101.

現在が日影時間である場合、続けて現在が午前であるか否かの判定を行う(ステップS136)。ここで現在時刻が午前であれば、その時点は日影時間であり、且つ午前である。本手順では、この段階で天気の判定を行う(ステップS137)。 If it is currently in shadow time, the process then proceeds to determine whether it is morning (step S136). If the current time is morning, then the current point in time is in shadow time and morning. In this procedure, the weather is determined at this stage (step S137).

ステップS137で天気が晴れと判定されたら、ステップS138に進み、係数kとして、午前の日影時間に使用する係数として予め定められた数値を使用することを決定する。日射量推定部101は、この係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Q0に乗じ、日射量の推定値Qを算出する(ステップS139)。算出したら、ステップS101に戻る。 If the weather is determined to be clear in step S137, proceed to step S138 and determine to use a predetermined value as the coefficient to be used for morning shadow time as coefficient k. The solar radiation estimation unit 101 multiplies the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time by the value of coefficient k to calculate the estimated solar radiation value Q (step S139). Once the calculation is complete, return to step S101.

ステップS137で天気が晴れでないと判定された場合は、ステップS105に進み、日射量として日射計100の実測値を使用することを決定してステップS101に戻る。 If it is determined in step S137 that the weather is not clear, the process proceeds to step S105, where it is decided to use the actual measured value of the pyranometer 100 as the amount of solar radiation, and the process returns to step S101.

ステップS136において、午前でないと判定された場合、その時点は日影時間であり、且つ午後である。この場合、ステップS140に進む。 If it is determined in step S136 that it is not morning, the current time is in the shadow and afternoon. In this case, proceed to step S140.

ステップS140では、続く日影時間において日射量の推定に使用する係数kを算出する。ここでは、係数kを、日影時間の開始直前における日射量の実測値を大気外全天日射量Q0で除した値として算出する。ここで係数kの算出に使用する「日射量の実測値」としては、ある程度の時間における測定値の平均値を用いるとよい。算出された係数kの値を、その時点における大気外全天日射量Q0に乗じ、日射量の推定値Qを算出する(ステップS141)。算出したら、ステップS101に戻る。 In step S140, the coefficient k used to estimate the amount of solar radiation during the subsequent shadow period is calculated. Here, coefficient k is calculated by dividing the actual measured value of solar radiation immediately before the start of the shadow period by the extra-atmospheric global solar radiation Q0. Here, the "actual measured value of solar radiation" used to calculate coefficient k can be the average value of measurements over a certain period of time. The calculated value of coefficient k is multiplied by the extra-atmospheric global solar radiation Q0 at that time to calculate the estimated amount of solar radiation Q (step S141). Once calculated, return to step S101.

このような手順では、午前の日影時間においては晴天と判定されている場合に限り日射量として推定値を用い、午後の日影時間においては天気の判定如何にかかわらず日射量として推定値を用いる。天気は時々刻々変動するため、その日の天気の判定を午前の早い時間に一回だけ実行する場合、天気の判定結果に関する信頼度は時間経過と共に下がっていく。そこで、図17に示す手順では、午前の日影時間に関しては天気の判定結果を参照し、日射量に関する運用を天気に応じて変更するが、午後の日影時間に関しては天気の判定結果を参照せず、天気が晴れであってもなくても日射量として推定値を用いる。尚、天気が晴れでない場合であっても係数kは大気外全天日射量Q0と日射量の実測値から算出でき、これを用いて日影時間における日射量の推定値を算出することは可能である(その際に用いる係数kの値は、晴天における係数kの値よりは小さくなる)。曇りや雨の場合は日射が雲によって遮られるため日射量の変動が大きいものの、日射量への直達日射の影響もゼロではないので、上に説明したようにその都度、その時点で得られている日射量の実測値に基づいて係数kを算出し、これに基づいて日射量の推定値を算出することで、曇りや雨であってもある程度の精度で日射量を推定し得る。 In this procedure, estimated values are used as insolation during morning shadow time only if the weather is determined to be clear, and estimated values are used as insolation during afternoon shadow time regardless of the weather determination. Because weather changes from moment to moment, if the weather determination for that day is performed only once in the early morning, the reliability of the weather determination result will decrease over time. Therefore, in the procedure shown in Figure 17, the weather determination result is referenced for morning shadow time, and the operation related to insolation is changed depending on the weather, but the weather determination result is not referenced for afternoon shadow time, and estimated values are used as insolation regardless of whether the weather is clear. Note that even if the weather is not clear, the coefficient k can be calculated from the extraatmospheric global solar radiation Q0 and the actual measured value of insolation, and it is possible to use this to calculate an estimated value of insolation during shadow time (although the value of coefficient k used in this case will be smaller than the value of coefficient k for clear weather). When it is cloudy or rainy, the amount of solar radiation fluctuates greatly because the clouds block the solar radiation, but the influence of direct solar radiation on the amount of solar radiation is not zero. Therefore, as explained above, by calculating the coefficient k based on the actual measured value of solar radiation obtained at that time each time, and then calculating an estimated value of solar radiation based on this, it is possible to estimate the amount of solar radiation with a certain degree of accuracy even when it is cloudy or rainy.

尚、ここに説明した3通りの手順はそれぞれ一例であって、本発明の日射量の推定方法を実施する際には、各工程の内容や順序を変更したり、工程の一部を省略したり、別の工程を付加するなど、適宜改変を加えてよい。例えば、上では天候が晴れと判定された場合以外は日射量の推定値を行わず、日射量として実測値を用いる場合を説明したが、曇りや雨の日においても日影の影響を極力排除したいような場合には、天候が曇りや雨であっても、日影時間には天候に応じた係数kを用いて日射量の推定を行うようにしてもよい。また、各日影時間の開始時刻や終了時刻によっては、午前の日影時間において日射量の実測値から係数kを算出してもよいし、また、午後の日影時間において予め決められた値の係数kを使用してもよい。また、上では日射量をリアルタイムで推定する手順を説明したが、用途によっては日射量を事後的に推定すれば十分である場合も想定でき、その場合には無論、各工程の順序は大幅に変更し得る。 Note that the three procedures described here are merely examples. When implementing the solar radiation estimation method of the present invention, appropriate modifications may be made, such as changing the content or order of each step, omitting some steps, or adding other steps. For example, the above describes a case in which solar radiation is not estimated unless the weather is determined to be clear, and actual measured values are used as solar radiation. However, if it is desirable to minimize the effects of shading even on cloudy or rainy days, solar radiation may be estimated during shadow time using a coefficient k corresponding to the weather, even when the weather is cloudy or rainy. Furthermore, depending on the start and end times of each shadow time, coefficient k may be calculated from actual measured values of solar radiation during morning shadow time, or a predetermined coefficient k may be used during afternoon shadow time. Furthermore, while the above describes a procedure for estimating solar radiation in real time, it is possible to envision applications in which retrospective estimation of solar radiation is sufficient. In such cases, the order of each step may of course be significantly changed.

このような日射量の推定方法によれば、日射計100に日影の生じる日影時間においては実測値に代えて推定値を用いることで、日影の影響を排除して実際の値に近い日射量を得ることができる。日射量の推定値は、大気外全天日射量に基づく単純な計算で算出することができ、また日射計100以外に特別な装置等も必要ないので、非常に簡便である。 This method of estimating solar radiation uses estimated values instead of actual measured values during times when the pyranometer 100 is in the shade, eliminating the influence of shading and allowing for a solar radiation amount that is close to the actual value. The estimated solar radiation amount can be calculated by a simple calculation based on extra-atmospheric global solar radiation, and is extremely simple, as no special equipment other than the pyranometer 100 is required.

日射計の測定値に対する日影の影響を排除するには、日射計をそもそも日影の生じない場所に設置すればよいことは勿論であるが、それが困難な場合もあり得る。例えば、オフィスビル等の屋上には種々の装置類が配置されていることが多く、日影の生じない場所に日射計を設置できるようなスペースがないことも多い。こういった場合、例えば日射計を設置するための台のような構造物を設けることも理論上は可能であるが、これには無論、余分な費用が発生してしまう。あるいは、複数の日射計を互いに異なる位置に設置し、一個の日射計に日影が生じる時間帯には別の日射計の実測値を使用する、といった方策も考えられるが、複数台の日射計を設置しようとすれば当然、相応の費用が生じてしまう。上記本実施例の如き方法あるいはシステムによれば、余分な構造物や装置、あるいは複雑な演算等を極力必要とすることなく、最小限の構成で日射量を簡便に推定し、日射計に生じる日影の影響を排除することができる。 To eliminate the effect of shadows on pyranometer measurements, it would be best to install the pyranometer in a location where shadows are not created, but this can be difficult. For example, various devices are often installed on the roofs of office buildings, and there is often no space available to install a pyranometer in a location where shadows are not created. In such cases, it is theoretically possible to install a structure such as a platform on which to install the pyranometer, but this would naturally incur additional costs. Another possible solution would be to install multiple pyranometers in different locations and use the actual measurements from one pyranometer during times when a shadow is created on another pyranometer, but installing multiple pyranometers naturally incurs considerable costs. According to the method or system described in this embodiment, it is possible to easily estimate solar radiation with a minimal configuration and eliminate the effect of shadows on the pyranometer, while minimizing the need for additional structures, devices, or complex calculations.

以上の手順により、日射計100の設置位置における日射量(屋上日射量)に関しては、日影時間においては日射量として推定値を適宜用いることにより、日影の影響を極力排除し、正しい値に近い日射量を得ることができる。続いて、こうして得た日射量(実測値または推定値)を、各階のペリメータゾーンPの各位置における空調制御に適用する際の具体的な方法について説明する。 By following the above procedure, the amount of solar radiation (rooftop solar radiation) at the installation location of the pyranometer 100 can be calculated by appropriately using an estimated value as the amount of solar radiation during shadow hours, thereby minimizing the effects of shadowing as much as possible and obtaining an amount of solar radiation that is close to the correct value. Next, we will explain the specific method for applying the amount of solar radiation (actually measured value or estimated value) obtained in this way to air conditioning control at each location in the perimeter zone P on each floor.

モデル生成部14による温度推定モデルMの生成や、温度推定モデルMによる各位置の床近傍温度の推定に前記屋上日射量を用いる場合、各位置における日影時間を考慮し、これに応じて前記屋上日射量を使用するとよい。 When using the rooftop solar radiation to generate the temperature estimation model M by the model generation unit 14 or to estimate the near-floor temperature at each location using the temperature estimation model M, it is advisable to take into account the shadow time at each location and use the rooftop solar radiation accordingly.

ある建造物のある位置に対する日射量の影響は、その位置における日射の有無、すなわちその位置が日向か日影かによって大きく異なる。そして、日射の有無は、その位置の方角や建造物における階数、フロアにおける配置、さらに時季や時刻によって異なる。したがって、空調対象である空間のうちのある位置において、日射量に関わる何らかの状況を推定したい場合、上記方法で把握された屋上日射量に加え、対象とする位置における日射の有無を考慮に入れれば、日射量の影響に関し精度の高い推定が可能になる。 The impact of solar radiation on a certain location in a building varies greatly depending on whether or not there is solar radiation at that location, i.e., whether the location is in the sun or shade. The presence or absence of solar radiation also varies depending on the direction of the location, the number of floors in the building, the location on the floor, and the season and time of day. Therefore, if you want to estimate some kind of situation related to solar radiation at a certain location in a space to be air-conditioned, you can make a highly accurate estimate of the impact of solar radiation by taking into account the presence or absence of solar radiation at the target location in addition to the amount of solar radiation on the rooftop determined using the above method.

上に述べた本実施例の空調システムにおいて、ある時刻における各位置の床近傍温度を日射量を加味しつつ推定したい場合、例えば各位置における日影時間を把握し、これに基づいて各位置における時刻による日射の有無を、下記表2に示す如きデータとしてまとめておけばよい。すなわち、上記方法で把握した日射量に加え、対象の位置における日射の有無を下記表2に示す如き日影時間データにより把握し、これを温度推定モデルMで説明変数として使用すればよい。尚、下記表2において、最上の行に記載の名称(5F 1-1-1、36F 4-2-3等)は各階の各位置に対応しており、「RF」は屋上である。左の列は、一年における各時刻を5分刻みで表している。そして、ある位置(例えば、6Fの1-1-1)のある時刻(例えば、4月1日の10:00や6月12日の9:00など)において、日射がある(その位置が日向である)場合には数値を「1」、日射がない(その位置が日影である)場合には数値を「0」と、それぞれ定義している。
In the air conditioning system of this embodiment described above, if it is desired to estimate the near-floor temperature at each location at a certain time while taking into account the amount of solar radiation, for example, the shadow time at each location can be determined, and based on this, the presence or absence of solar radiation at each location at each time can be compiled as data as shown in Table 2 below. That is, in addition to the amount of solar radiation determined using the above method, the presence or absence of solar radiation at the target location can be determined using shadow time data as shown in Table 2 below, and this can be used as an explanatory variable in the temperature estimation model M. Note that in Table 2 below, the names written in the top row (5F 1-1-1, 36F 4-2-3, etc.) correspond to each location on each floor, and "RF" refers to the rooftop. The left column shows each time of year in five-minute increments. At a certain location (for example, 1-1-1 on the 6th floor) at a certain time (for example, 10:00 on April 1st or 9:00 on June 12th), if there is sunlight (the location is in the sun), the value is defined as "1," and if there is no sunlight (the location is in the shade), the value is defined as "0."

こうして、上記表2を参照すれば、空調の対象であるビルのうち、目的の階の目的の位置における日影時間を把握し、ある時間における日射の有無を、「1」か「0」かの変数として温度推定モデルMに入力することができる。すなわち、温度推定モデルMでは、例えばある時刻において、目的の位置に日射がある場合には日射の有無を示す説明変数として上記表2のデータから「1」が入力され、これに基づき、内部では屋上日射量(日射計100における日射量として実測あるいは推定される日射量)等の説明変数に対し、適当な数値を乗じるなど、何らかの処理が加えられて床近傍温度が算出される。また、目的の位置に日射がない場合には、日射の有無を示す説明変数として「0」が入力され、これに基づき、内部では屋上日射量等の説明変数に対し何らかの処理(日射の有無を示す説明変数の値が1である場合とは異なる計算処理)が加えられて床近傍温度が算出される。尚、この説明は仮想的な一例であって、機械学習によって生成された温度推定モデルM内で各設定変数に基づき実際にどのような処理が行われるかは、機械学習の過程や温度推定モデルMの仕様に依存して様々に異なる。 By referring to Table 2 above, the shadow duration at a target location on a target floor in a building to be air-conditioned can be determined, and the presence or absence of solar radiation at a given time can be input into the temperature estimation model M as a variable of either "1" or "0." That is, in the temperature estimation model M, for example, if there is solar radiation at a target location at a given time, a "1" from the data in Table 2 above is input as the explanatory variable indicating the presence or absence of solar radiation. Based on this, the temperature estimation model M calculates the near-floor temperature by performing some kind of processing, such as multiplying an appropriate value, an explanatory variable such as rooftop solar radiation (the amount of solar radiation actually measured or estimated as solar radiation by the pyranometer 100). Also, if there is no solar radiation at the target location, a "0" is input as the explanatory variable indicating the presence or absence of solar radiation. Based on this, the temperature estimation model M calculates the near-floor temperature by performing some kind of processing (a calculation process different from the case when the explanatory variable indicating the presence or absence of solar radiation is set to 1) on the explanatory variables such as rooftop solar radiation. Note that this explanation is a hypothetical example, and the actual processing performed based on each setting variable within the temperature estimation model M generated by machine learning will vary depending on the machine learning process and the specifications of the temperature estimation model M.

また、上記表2の如き日射量の有無に関するデータを温度推定モデルMで利用するにあたっては、上記のような形(「1」か「0」か)で日射量の有無をそのまま温度推定モデルMに入力するのではなく、例えば日射の有無に応じて屋上日射量に対し予め何らかの計算処理を行った値を温度推定モデルMに入力してもよい。その他、屋上日射量や各位置における日射の有無を温度推定モデルMで利用する際、具体的な方法としては適宜の方法を利用し得る。 Furthermore, when using data regarding the presence or absence of solar radiation such as that shown in Table 2 above in the temperature estimation model M, rather than simply inputting the presence or absence of solar radiation into the temperature estimation model M in the form described above (either "1" or "0"), it is possible to input into the temperature estimation model M a value that has been previously calculated for the amount of solar radiation on the rooftop depending on the presence or absence of solar radiation. In addition, when using the amount of solar radiation on the rooftop or the presence or absence of solar radiation at each location in the temperature estimation model M, any appropriate method can be used as a specific method.

上記表2に示す如き各位置における日射の有無のデータは、例えば各位置における天空率図に基づいて作成することができる。天空率図(あるいは天空図)は、ある測定点から見た天空において建築物等の物体の占める部分を表す図であり、天空率図を作成すれば、その測定点の経緯と緯度および前記物体の位置と形状に基づき、一年の各日における日影の発生時間を把握することができる。そこで、目的の各位置について天空率図を作成することで、上記表2の如き日影時間と日射の有無に関するデータを作成することが可能である。 Data on the presence or absence of solar radiation at each location, such as that shown in Table 2 above, can be created, for example, based on a sky factor map for each location. A sky factor map (or sky map) is a diagram that shows the portion of the sky that an object, such as a building, occupies as seen from a certain measurement point. By creating a sky factor map, it is possible to determine the duration of shadowing for each day of the year based on the longitude and latitude of the measurement point and the position and shape of the object. Therefore, by creating a sky factor map for each target location, it is possible to create data on shadow duration and the presence or absence of solar radiation, such as that shown in Table 2 above.

ただし、例えば高層ビル等において、空調の制御対象として想定する全ての位置について天空率図を作成し、日影時間を把握するには膨大な手間がかかる。そこで、例えば空調対象のうち一部の階を代表階と定め、該代表階の位置において天空率図に基づき日影時間を算出し、代表階以外の階の日影時間においては、代表階における日影時間をそのまま使用するか、代表階の日影時間に何らかの補正を加えて使用すればよい。階や位置が異なるとしても、位置が近接していれば、原則として日影時間はほぼ共通すると考えられるからである。 However, in a high-rise building, for example, it would be extremely time-consuming to create sky exposure factor maps and determine the shadow time for all locations that are expected to be subject to air conditioning control. Therefore, for example, some floors among the air-conditioned locations could be designated as representative floors, and the shadow time at the location of these representative floors could be calculated based on the sky exposure factor map. For the shadow time on floors other than the representative floor, the shadow time on the representative floor could be used as is, or the shadow time on the representative floor could be adjusted in some way. This is because, even if the floors or locations are different, as long as the locations are close to each other, the shadow time can, in principle, be considered to be roughly the same.

例えば、ビルの6階~30階を空調制御の対象とする場合、8階、13階、18階、23階、27階を代表階として定め、6~10階については8階の日影時間のデータを、11~15階については13階の日影時間のデータを、16~20階については18階の日影時間のデータを、21~25階については23階の日影時間のデータを、26~30階については27階の日影時間のデータを、それぞれ使用すればよい。あるいは、例えば9階~12階については、8階と13階のデータに基づいて補間するようにしてもよい。例えば、8階のある位置におけるある日の午前の日影時間の開始時刻が9:00であり、13階の対応する位置における同じ日の午前の日影時間の開始時刻が9:30であった場合、9~12階の午前の日影時間の開始時刻は、9:00と9:30の間を按分する形で補間し、それぞれ9:06、9:12、9:18、9:24などと決定するようにしてもよい。 For example, if floors 6 to 30 of a building are to be subject to air conditioning control, floors 8, 13, 18, 23, and 27 can be defined as representative floors, and the shadow time data for floor 8 can be used for floors 6 to 10, the shadow time data for floor 13 for floors 11 to 15, the shadow time data for floor 18 for floors 16 to 20, the shadow time data for floor 23 for floors 21 to 25, and the shadow time data for floor 27 for floors 26 to 30. Alternatively, for floors 9 to 12, interpolation can be performed based on the data for floors 8 and 13. For example, if the start time of morning shadow time at a certain location on the 8th floor on a certain day is 9:00, and the start time of morning shadow time at the corresponding location on the 13th floor on the same day is 9:30, the start times of morning shadow time on floors 9 to 12 may be interpolated proportionally between 9:00 and 9:30, and determined to be 9:06, 9:12, 9:18, 9:24, etc., respectively.

また、1つの階について空調制御の対象として想定される位置の数が多い場合等には、一部の位置を代表位置と定めて日影時間を算出し、その他の位置については、近い代表位置における日影時間をそのまま使用するか、複数の代表位置における日影時間に基づき補間するなどの補正を加えて使用することもできる。 In addition, when there are a large number of locations on a single floor that are expected to be subject to air conditioning control, some locations can be designated as representative locations and the shadow time can be calculated, and for other locations, the shadow time at a nearby representative location can be used as is, or corrections such as interpolation based on the shadow time at multiple representative locations can be made.

また、上記表2では各位置における日射の有無を5分刻みでスケジュール化しているが、時季による日影時間の変動についても、一部の日の日影時間のみを計算し、これを他の日の日影時間の把握に利用するようにしてもよい。原理的には、各位置における天空率図に基づき、日射に関するスケジュールを正確に把握することはできるものの、1年を構成する365日の全てについて同様の計算を行うと、やはり計算にかかる手間は膨大になる。そこで、例えば各月の初日など、限られた日の日影時間を代表値として計算し、その他の日については、計算によって算出された日の日影時間を補間してこれを日影時間とすればよい。例えば、各月の初日について天空率図に基づき日影時間を算出し、4月2日~4月30日の日影時間については、4月1日における日影時間のスケジュールと、5月1日における日影時間のスケジュールを基準とし、その間を補間して得ることができる。 Furthermore, while Table 2 above schedules the presence or absence of sunlight at each location in five-minute increments, it is also possible to calculate the shadow time for only some days and use this to determine the shadow time for other days, even when seasonal variations in shadow time occur. In principle, it is possible to accurately determine the sunlight schedule based on the sky exposure factor map for each location, but performing similar calculations for all 365 days that make up a year would still require a huge amount of calculation effort. Therefore, it is possible to calculate the shadow time for a limited number of days, such as the first day of each month, as a representative value, and then interpolate the shadow time for other days to determine the shadow time. For example, the shadow time for the first day of each month is calculated based on the sky exposure factor map, and the shadow time from April 2nd to April 30th can be obtained by interpolating between the shadow time schedule for April 1st and the shadow time schedule for May 1st.

尚、例えば一般的な日照シミュレーションのように1年の各日の日射量を計算しようとすれば、上に説明したような代表階や代表日のデータを基準とし、他の位置や日に適用するといった運用はできず、5分毎のシミュレーションを個別に全て行う必要がある。上に説明したように、日射の有無を日射量とは別の変数として設定し、これをスケジュールとして把握することで、計算に必要な手間を大幅に節減することができる。
下記表3は、上に挙げたパラメータから選択されるパラメータを説明変数として用いるよう構築した複数の種類の温度推定モデルに関し、床近傍温度の推定精度を検討した結果を示す。

モデル1は、説明変数として外気温度の現在値、日射量の現在値、ペリメータ空調機の運転状態および天井温度の現在値(8箇所に備えた天井温度センサの現在の測定値)を説明変数として用いる温度推定モデルである。外気温度と日射量は、ペリメータゾーンの外皮負荷における大きな要因である。ペリメータ空調機(ペリメータゾーンに給気を供給する空調機)の運転状態は、むろんペリメータゾーンにおける空調状況に直接影響する。天井温度は、上に述べたように本実施例の空調システムにおいて床近傍温度を制御する際の直接の制御対象であり、床近傍温度と相関する。これらの値を説明変数として用いるモデル1においては、床近傍温度の推定精度を示すRMSEの値は0.587を示し、実用上十分な精度で床近傍温度を推定することができた。
モデル2は、モデル1で用いる4つの説明変数に加え、さらに天井温度の過去値(5分刻みで30分前まで)を説明変数として用いている。上に述べたように、天井温度に対する制御は時間差で床近傍温度に影響するので、天井温度の過去値は床近傍温度との相関が特に高いと考えられる。この天井温度の過去値を用いたモデル2では、RMSEの値はモデル1よりさらに低い0.564であり、モデル1と比較してもさらに精度が高くなっている。
モデル3では、モデル1において用いた外気温度および日射量の現在値の代わりに、それらの移動平均値(すなわち、現在値および現在に近い時点の複数の過去値を平均した値)を説明変数として用いている。外気温度や日射量は、ペリメータゾーンの外皮負荷に大きく影響する値であるが、それらの変化と、それによってペリメータゾーンの温度が変化するまでには幾分の時間差がある。このため、現在値よりも過去値の方がペリメータゾーンの床近傍温度と強く相関する場合が多く、過去値をも反映した移動平均値の方が、現在値よりも相関が強いと考えられる。また、日射量のように短時間で大きく変動する性質をもつ値は、ニューラルネットワークによる機械学習の際、適切な重みづけを求めるために用いる勾配法の計算が難しく、平均値のほうが学習がしやすいという事情もある。このような説明変数を用いたモデル3では、RMSEの値は0.576であり、やはりモデル1よりも高い精度を示した。
モデル4では、モデル1で用いた4つの説明変数に加え、さらにペリメータ空調機およびインテリア空調機における給気温度の実測値を説明変数として用いている。ペリメータゾーンに供給される給気の温度(ペリメータ空調機の給気温度)がペリメータゾーンの温度に直接影響することは言うまでもないが、インテリアゾーンに供給される給気の温度(インテリア空調機の給気温度)に関しても、ペリメータゾーンにおける温度への影響を無視できない。例えばオフィスビル内の空間であり、人が活動していたり、機器類が多く作動していることが想定されるインテリアゾーンでは、人の活動や機器の作動が始まって間もない午前中は暖房が行われ、室内空気が温まった午後には冷房に転じるといった場合がある。そして、インテリアゾーンにおける空調が冷房を行っている場合と暖房を行っている場合とでは、ペリメータゾーンの空調状況に与える影響が大きく異なる。このため、ペリメータ空調機の給気温度のほか、インテリアゾーン空調機の給気温度も、ペリメータゾーンの床近傍温度を推定する際の説明変数として有用である。これらの説明変数を用いたモデル5では、RMSEの値は0.573であり、やはりモデル1よりも高い精度を示した。
モデル5では、モデル1で用いた4つの説明変数に加え、さらに室外への流出熱量を説明変数として用いている。空調における熱の収支には様々な熱の移動や発生が関係するが、それらの値の中でも、室外へ流出する熱の量の大小が特に室内温度に大きく影響する。この流出熱量を説明変数に用いたモデル5では、RMSEの値は0.564であり、やはりモデル1よりも高い精度を示した。
モデル6、7では、外気温度および日射量としてはモデル2と同じく移動平均値を用いているほか、ペリメータ空調機およびインテリア空調機の運転状態、それらにおける吸気温度の実測値、流出熱量および天井温度の現在値を説明変数に用いている。また、モデル6、7では、ペリメータゾーンに面する変風量装置の運転状態も説明変数として採用している。ペリメータゾーンに面する変風量装置の運転状態は、むろんペリメータゾーンの温度に直接影響する。さらに、モデル6、7では複数の位置(地点1~6)における日射の有無をも説明変数として用いており、その結果、RMSEは0.548または0.551と、他のモデル1~5と比べて特に高い精度を示した。
また、特にモデル6では、説明変数として天井温度の過去値をさらに用いているが、天井温度の過去値を用いないモデル7と比較してRMSE値はさらに低くなっている(モデル7では0.551であるのに対し、モデル6では0.548)。上に述べたように、天井温度の変化は床近傍温度に対し時間差で影響するので、このように天井温度の過去値を説明変数に用いれば、いっそう高い精度で床近傍温度を推定できるものと考えられる。
Furthermore, if you try to calculate the amount of solar radiation for each day of the year, as in a general solar radiation simulation, you cannot use the data for a representative floor or representative day as explained above as the basis and apply it to other locations or days, and you have to perform all simulations individually every five minutes.As explained above, by setting the presence or absence of solar radiation as a variable separate from the amount of solar radiation and understanding this as a schedule, you can significantly reduce the amount of work required for calculations.
Table 3 below shows the results of examining the estimation accuracy of near-floor temperatures for several types of temperature estimation models constructed to use parameters selected from the parameters listed above as explanatory variables.

Model 1 is a temperature estimation model that uses the current outdoor air temperature, current solar radiation, the operating status of the perimeter air conditioner, and the current ceiling temperature (current measurements from ceiling temperature sensors installed at eight locations) as explanatory variables. Outdoor air temperature and solar radiation are major factors in the exterior load of the perimeter zone. The operating status of the perimeter air conditioner (the air conditioner that supplies intake air to the perimeter zone) naturally directly affects the air conditioning status in the perimeter zone. As described above, the ceiling temperature is the direct control target when controlling the near-floor temperature in the air conditioning system of this embodiment, and is correlated with the near-floor temperature. In Model 1, which uses these values as explanatory variables, the RMSE value, which indicates the estimation accuracy of the near-floor temperature, was 0.587, and the near-floor temperature could be estimated with sufficient accuracy for practical purposes.
In addition to the four explanatory variables used in Model 1, Model 2 also uses past ceiling temperature values (up to 30 minutes in 5-minute increments) as an explanatory variable. As mentioned above, control of the ceiling temperature affects the temperature near the floor with a time lag, so past ceiling temperature values are thought to have a particularly high correlation with the temperature near the floor. In Model 2, which uses past ceiling temperature values, the RMSE value is 0.564, which is even lower than Model 1, and is even more accurate than Model 1.
Model 3 uses moving average values of outdoor temperature and solar radiation (i.e., the average of the current value and multiple past values close to the present) as explanatory variables instead of the current values used in Model 1. Outdoor temperature and solar radiation significantly affect the load on the perimeter zone exterior, but there is a time lag between their changes and the resulting change in perimeter zone temperature. For this reason, past values are often more strongly correlated with the perimeter zone near-floor temperature than current values, and moving average values that also reflect past values are thought to have a stronger correlation than current values. Furthermore, values that tend to fluctuate significantly over a short period of time, such as solar radiation, are difficult to calculate using the gradient method used to determine appropriate weighting during machine learning using neural networks, while average values are easier to learn. Model 3, which uses these explanatory variables, had an RMSE of 0.576, again demonstrating higher accuracy than Model 1.
In addition to the four explanatory variables used in Model 1, Model 4 also uses the measured supply air temperatures of the perimeter air conditioners and interior air conditioners as explanatory variables. While it goes without saying that the supply air temperature supplied to the perimeter zone (the supply air temperature of the perimeter air conditioner) directly affects the temperature in the perimeter zone, the supply air temperature supplied to the interior zone (the supply air temperature of the interior air conditioner) also has a significant impact on the temperature in the perimeter zone. For example, in the interior zone of an office building, where people are likely to be active and many devices are operating, heating may be used in the morning shortly after people begin to be active and devices are operating, and cooling may be switched to in the afternoon once the indoor air has warmed. Furthermore, cooling and heating in the interior zone have significantly different effects on the air conditioning status in the perimeter zone. Therefore, in addition to the supply air temperature of the perimeter air conditioner, the supply air temperature of the interior zone air conditioner is also useful as an explanatory variable when estimating the temperature near the floor in the perimeter zone. In Model 5 using these explanatory variables, the RMSE value was 0.573, which also showed higher accuracy than Model 1.
In addition to the four explanatory variables used in Model 1, Model 5 also uses the amount of heat flowing outdoors as an explanatory variable. The heat balance in air conditioning is related to various heat transfers and generation, but among these values, the amount of heat flowing outdoors has a particularly large impact on indoor temperatures. Model 5, which uses this amount of heat flowing outdoors as an explanatory variable, had an RMSE value of 0.564, which also showed higher accuracy than Model 1.
Models 6 and 7 use moving average values for outside air temperature and solar radiation, just like Model 2. They also use the operating status of the perimeter air conditioners and interior air conditioners, their actual measured intake air temperatures, and the current values of outflow heat and ceiling temperature as explanatory variables. Models 6 and 7 also use the operating status of the variable air volume devices facing the perimeter zone as an explanatory variable. The operating status of the variable air volume devices facing the perimeter zone naturally has a direct effect on the temperature in the perimeter zone. Furthermore, Models 6 and 7 also use the presence or absence of solar radiation at multiple locations (Points 1 to 6) as an explanatory variable. As a result, the RMSE was 0.548 or 0.551, demonstrating particularly high accuracy compared to Models 1 to 5.
Furthermore, Model 6 in particular further uses past ceiling temperature values as an explanatory variable, but the RMSE value is even lower than Model 7, which does not use past ceiling temperature values (0.551 for Model 7, compared to 0.548 for Model 6). As mentioned above, changes in ceiling temperature affect the near-floor temperature with a time lag, so it is thought that using past ceiling temperature values as an explanatory variable in this way will enable near-floor temperature to be estimated with even greater accuracy.

以上のように、給気A1を送り出す空調機1と、空調機1から対象空間Sへ給気A1を導く給気ダクト2と、対象空間Sへ給気A1を吹き出す複数の吹出口4と、吹出口4のうちのペリメータゾーンPに供給する吹出口4から吹き出される給気A1の風量を調整する変風量装置5と、ペリメータゾーンPに設けられ、室内空気A2を上方へ送り出すペリメータファン6と、ペリメータファン6の上方に設けられ空調機への少なくとも一部の還気を吸い込む吸込口16と、ペリメータゾーンPにおける天井温度を測定する天井温度センサ9とを備え、ペリメータゾーンPの床近傍温度に関連するパラメータに基づき、ペリメータゾーンPの少なくとも方角の異なる各位置における床近傍温度を推定し、推定された床近傍温度に基づき、ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の吹出風量を調整するよう構成され、前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサ9によって把握される天井温度をパラメータとして用いて行うよう構成されている。このようにすれば、床近傍温度に基づいて吹出口4からペリメータゾーンPへの送風量が適宜増大され、供給される暖気がペリメータファン6に到達して上方の吸込口16へ送られ、これによりペリメータゾーンPの最外周に生じる冷気が遮られ、コールドドラフトが内側へ入り込むことが防がれる。こうして、対象空間Sの床面付近における温度分布を是正することができる。その際、床近傍温度を制御するにあたっての直接の制御対象である天井温度をパラメータとして用いることにより、床近傍温度を精度よく推定することができる。 As described above, the air conditioner comprises an air conditioner 1 that sends out supply air A1, an air supply duct 2 that guides the supply air A1 from the air conditioner 1 to the target space S, a plurality of outlets 4 that blow the supply air A1 into the target space S, a variable air volume device 5 that adjusts the volume of the supply air A1 blown out from one of the outlets 4 that supplies the air to the perimeter zone P, a perimeter fan 6 that is provided in the perimeter zone P and sends indoor air A2 upward, an intake 16 that is provided above the perimeter fan 6 and draws in at least a portion of the return air to the air conditioner, and a ceiling temperature sensor 9 that measures the ceiling temperature in the perimeter zone P. The air conditioner is configured to estimate the near-floor temperature at least at each position in different directions in the perimeter zone P based on parameters related to the near-floor temperature in the perimeter zone P, and to adjust the blowing air volume of the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P based on the estimated near-floor temperature, and the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using at least the ceiling temperature sensed by the ceiling temperature sensor 9 as a parameter. In this way, the amount of air sent from the outlet 4 to the perimeter zone P is increased appropriately based on the near-floor temperature, and the supplied warm air reaches the perimeter fan 6 and is sent to the upper inlet 16, thereby blocking the cold air generated at the outermost perimeter of the perimeter zone P and preventing cold drafts from entering the interior. In this way, the temperature distribution near the floor of the target space S can be corrected. In this case, by using the ceiling temperature, which is the direct control target when controlling the near-floor temperature, as a parameter, the near-floor temperature can be accurately estimated.

また、本実施例の空調システムは、前記床近傍温度の推定を、少なくとも天井温度センサ9によって把握される天井温度の過去値をパラメータとして用いて行うよう構成されている。このようにすれば、現在の床近傍温度の値に対し大きく影響する天井温度の過去値をパラメータとして用いることにより、床近傍温度をいっそう精度よく推定することができる。 The air conditioning system of this embodiment is also configured to estimate the near-floor temperature using at least past values of ceiling temperature detected by the ceiling temperature sensor 9 as parameters. In this way, by using past values of ceiling temperature, which have a significant influence on the current near-floor temperature value, as parameters, the near-floor temperature can be estimated with even greater accuracy.

また、本実施例の空調システムは、前記床近傍温度の推定を、さらに日射量をパラメータとして用いて行うよう構成され、前記日射量は、日射計100に日影の生じる時間として設定された日影時間においては、大気外全天日射量に基づき日射量の算出された推定値として把握する一方、それ以外の時間においては、日射計100における実測値として把握するよう構成されている。このようにすれば、日射量をパラメータとして床近傍温度を推定する際、日影時間においては実測値に代えて推定値を用いることで、日影の影響を排除して実際の値に近い日射量を得ることができる。 The air conditioning system of this embodiment is also configured to estimate the near-floor temperature using the amount of solar radiation as a parameter, and the amount of solar radiation is understood as an estimated value calculated based on the amount of extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time set as the time when a shadow is cast on the pyranometer 100, while at other times it is understood as an actual measured value by the pyranometer 100. In this way, when estimating the near-floor temperature using the amount of solar radiation as a parameter, by using the estimated value instead of the actual measured value during the shadow time, it is possible to eliminate the influence of shadowing and obtain a solar radiation amount that is close to the actual value.

また、本実施例の空調システムにおいて、日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出することができ、このようにすれば、日射量を簡便に精度よく推定することができる。 Furthermore, in the air conditioning system of this embodiment, the estimated amount of solar radiation during shadow hours can be calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during shadow hours by a preset coefficient, thereby making it possible to easily and accurately estimate the amount of solar radiation.

また、本実施例の空調システムにおいて、日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出されることができ、このようにしても、日射量を簡便に精度よく推定することができる。 In addition, in the air conditioning system of this embodiment, the estimated value of solar radiation during the shadow period can be calculated by multiplying the extraterrestrial global solar radiation during the shadow period by a coefficient calculated by dividing the actual measured value of solar radiation before the shadow period by the extraterrestrial global solar radiation. This also makes it possible to easily and accurately estimate the solar radiation.

また、本実施例の空調システムにおいて、午前の日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出し、午後の日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出されることができる。このようにすれば、午前と午後それぞれの時間帯における日射の実情に合わせ、日射量を精度よく推定することができる。 In addition, in the air conditioning system of this embodiment, the estimated amount of solar radiation during the morning shadow time is calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time by a preset coefficient, and the estimated amount of solar radiation during the afternoon shadow time is calculated by multiplying the extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time by a coefficient calculated by dividing the actual measured amount of solar radiation before the shadow time by the extra-atmospheric global solar radiation. In this way, the amount of solar radiation can be accurately estimated in accordance with the actual solar radiation conditions in the morning and afternoon.

また、本実施例の空調システムにおいては、日影時間であり、且つ天気が晴れと判定されたことを条件として日射量の推定を行うことができる。このようにすれば、日射量に対する日影の影響が大きい場合に限り、日射量として推定値を用いることができる。 Furthermore, in the air conditioning system of this embodiment, the amount of solar radiation can be estimated under the conditions that it is a shadow time and the weather is determined to be clear. In this way, the estimated value can be used as the amount of solar radiation only when the influence of shadows on the amount of solar radiation is large.

また、本実施例の空調システムにおいて、前記床近傍温度の推定は、パラメータとしてさらに対象の位置における日射の有無を用いて行うことができる。このようにすれば、日射量を用いて対象の位置における床近傍温度を推定するにあたり、日射量の影響に関して精度の高い推定を行うことができる。 Furthermore, in the air conditioning system of this embodiment, the near-floor temperature can be estimated using the presence or absence of solar radiation at the target location as an additional parameter. In this way, when estimating the near-floor temperature at the target location using the amount of solar radiation, a highly accurate estimation of the influence of the amount of solar radiation can be performed.

また、本実施例の空調システムにおいて、前記日射の有無は、対象の位置における日影時間に基づき把握することができる。 Furthermore, in the air conditioning system of this embodiment, the presence or absence of solar radiation can be determined based on the shadow time at the target location.

また、本実施例の空調システムにおいて、対象の位置における日影時間は、天空率図に基づき把握することができる。 In addition, in the air conditioning system of this embodiment, the shadow time at a target location can be determined based on the sky factor map.

また、本実施例の空調システムは、機械学習により生成された温度推定モデルMを用いてペリメータゾーンPの床近傍温度を推定するよう構成されている。このようにすれば、ペリメータゾーンPの床近傍温度を精度よく推定することができる。 The air conditioning system of this embodiment is also configured to estimate the near-floor temperature in the perimeter zone P using a temperature estimation model M generated by machine learning. In this way, the near-floor temperature in the perimeter zone P can be estimated with high accuracy.

また、本実施例の空調システムにおいて、温度推定モデルMは、以下のパラメータから選択される一部または全部のパラメータを説明変数としてさらに用いて床近傍温度を推定するよう構成することができる。
・外気温度
・空調機1の運転状態
・流出熱量
・風向
・風速
・降雨量
・床近傍温度センサ11の測定値
・ペリメータファン6の運転状態
・ペリメータゾーンPに面する変風量装置5の運転状態
・日付
・時刻
・曜日
また、本実施例の空調システムは、日射量、および対象の位置における日射の有無を互いに別の説明変数として温度推定モデルMに入力するよう構成することができる。
Furthermore, in the air conditioning system of this embodiment, the temperature estimation model M can be configured to estimate the near-floor temperature by further using some or all of the parameters selected from the following parameters as explanatory variables:
- Outside air temperature - Operating state of the air conditioner 1 - Amount of heat emitted - Wind direction - Wind speed - Rainfall amount - Measurement value of the near-floor temperature sensor 11 - Operating state of the perimeter fan 6 - Operating state of the variable air volume device 5 facing the perimeter zone P - Date - Time - Day of the week Furthermore, the air conditioning system of this embodiment can be configured so that the amount of solar radiation and the presence or absence of solar radiation at the target location are input into the temperature estimation model M as separate explanatory variables.

したがって、上記本実施例によれば、ペリメータゾーンの床近傍における空気温度を好適に推定し得る。 Therefore, according to the above embodiment, the air temperature near the floor in the perimeter zone can be suitably estimated.

尚、本発明の空調システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The air conditioning system of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can of course be made without departing from the spirit of the present invention.

1 空調機
2 給気ダクト
4 吹出口
5 変風量装置
6 ペリメータファン
9 天井温度センサ
11 床近傍温度センサ
16 吸込口
100 日射計
A1 給気
A2 室内空気
M 温度推定モデル
P ペリメータゾーン
S 対象空間
REFERENCE SIGNS LIST 1 Air conditioner 2 Intake duct 4 Outlet 5 Variable air volume device 6 Perimeter fan 9 Ceiling temperature sensor 11 Near-floor temperature sensor 16 Intake port 100 Pyranometer A1 Intake air A2 Indoor air M Temperature estimation model P Perimeter zone S Target space

Claims (14)

給気を送り出す空調機と、
前記空調機から対象空間へ給気を導く給気ダクトと、
対象空間へ給気を吹き出す複数の吹出口と、
前記吹出口のうちのペリメータゾーンに供給する吹出口から吹き出される給気の風量を調整する変風量装置と、
ペリメータゾーンに設けられ、室内空気を上方へ送り出すペリメータファンと、
前記ペリメータファンの上方に設けられ空調機への少なくとも一部の還気を吸い込む吸込口と、
ペリメータゾーンにおける天井温度を測定する天井温度センサとを備え、ペリメータゾーンの床近傍温度に関連するパラメータに基づき、ペリメータゾーンの少なくとも方角の異なる各位置における床近傍温度を推定し、
推定された床近傍温度に基づき、ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の吹出風量を調整するよう構成され、
前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度をパラメータとして用いて行うよう構成されていると共に、さらに日射量をパラメータとして用いて行うよう構成され、
前記日射量は、日射計に日影の生じる時間として設定された日影時間においては、大気外全天日射量に基づき日射量の算出された推定値として把握する一方、
それ以外の時間においては、前記日射計における実測値として把握するよう構成されていること
を特徴とする空調システム。
An air conditioner that sends out supply air,
an air supply duct that guides air from the air conditioner to a target space;
A plurality of air outlets that blow supply air into the target space;
an air volume variable device for adjusting the volume of supply air blown out from one of the air outlets that supplies air to the perimeter zone;
a perimeter fan provided in the perimeter zone for blowing indoor air upward;
an intake port provided above the perimeter fan for drawing in at least a portion of return air to the air conditioner;
a ceiling temperature sensor for measuring a ceiling temperature in the perimeter zone, and estimating the temperature near the floor at each position in at least different directions in the perimeter zone based on a parameter related to the temperature near the floor in the perimeter zone;
The airflow rate of the variable air volume device facing the perimeter zone is adjusted based on the estimated near-floor temperature,
the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using at least the ceiling temperature sensed by the ceiling temperature sensor as a parameter , and is further configured to be performed using the amount of solar radiation as a parameter;
The amount of solar radiation is grasped as an estimated value calculated based on the amount of extra-atmospheric global solar radiation during a shadow time set as a time when a shadow is cast on the pyranometer, while
The air conditioning system is characterized in that it is configured to grasp the actual measured value of the pyranometer at other times .
給気を送り出す空調機と、
前記空調機から対象空間へ給気を導く給気ダクトと、
対象空間へ給気を吹き出す複数の吹出口と、
前記吹出口のうちのペリメータゾーンに供給する吹出口から吹き出される給気の風量を調整する変風量装置と、
ペリメータゾーンに設けられ、室内空気を上方へ送り出すペリメータファンと、
前記ペリメータファンの上方に設けられ空調機への少なくとも一部の還気を吸い込む吸込口と、
ペリメータゾーンにおける天井温度を測定する天井温度センサとを備え、
ペリメータゾーンの床近傍温度に関連するパラメータに基づき、ペリメータゾーンの少なくとも方角の異なる各位置における床近傍温度を推定し、推定された床近傍温度に基づき、ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の吹出風量を調整するよう構成され、
前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度をパラメータとして用いて行うよう構成されていると共に、パラメータとしてさらに対象の位置における日射の有無を用いて行うよう構成され、
前記日射の有無は、対象の位置における日影時間に基づき把握されること
を特徴とする空調システム。
An air conditioner that sends out supply air,
an air supply duct that guides air from the air conditioner to a target space;
A plurality of air outlets that blow supply air into the target space;
an air volume variable device for adjusting the volume of supply air blown out from one of the air outlets that supplies air to the perimeter zone;
a perimeter fan provided in the perimeter zone for blowing indoor air upward;
an intake port provided above the perimeter fan for drawing in at least a portion of return air to the air conditioner;
a ceiling temperature sensor for measuring the ceiling temperature in the perimeter zone;
The system is configured to estimate near-floor temperatures at least at positions in different directions in the perimeter zone based on parameters related to near-floor temperatures in the perimeter zone, and adjust the blow-out air volume of the variable air volume device facing the perimeter zone based on the estimated near-floor temperatures;
the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using at least the ceiling temperature detected by the ceiling temperature sensor as a parameter , and is configured to be performed using the presence or absence of solar radiation at the target position as a further parameter;
The presence or absence of solar radiation is determined based on the shadow time at the target location.
An air conditioning system characterized by:
前記床近傍温度の推定は、少なくとも前記天井温度センサによって把握される天井温度の過去値をパラメータとして用いて行うよう構成されていること
を特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
3. The air conditioning system according to claim 1 , wherein the estimation of the near-floor temperature is performed using at least a past value of the ceiling temperature detected by the ceiling temperature sensor as a parameter.
前記床近傍温度の推定は、さらに日射量をパラメータとして用いて行うよう構成され、
前記日射量は、日射計に日影の生じる時間として設定された日影時間においては、大気外全天日射量に基づき日射量の算出された推定値として把握する一方、
それ以外の時間においては、前記日射計における実測値として把握するよう構成されていること
を特徴とする請求項に記載の空調システム。
The estimation of the near-floor temperature is further configured to be performed using an amount of solar radiation as a parameter,
The amount of solar radiation is grasped as an estimated value calculated based on the amount of extra-atmospheric global solar radiation during a shadow time set as a time when a shadow is cast on the pyranometer, while
The air conditioning system according to claim 2 , wherein the system is configured to grasp the actual measured value of the pyranometer at other times.
日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出されること
を特徴とする請求項1または4に記載の空調システム。
5. The air conditioning system according to claim 1 , wherein the estimated value of the amount of solar radiation during the shadow time is calculated by multiplying the amount of extra-atmospheric global solar radiation during the shadow time by a preset coefficient.
日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出されること
を特徴とする請求項1、4~5のいずれか一項に記載の空調システム。
The air conditioning system according to any one of claims 1 and 4 to 5, characterized in that the estimated value of the amount of solar radiation during the shadow time is calculated by multiplying the amount of extraterrestrial global solar radiation during the shadow time by a coefficient calculated by dividing the actual measured value of the amount of solar radiation before the shadow time by the amount of extraterrestrial global solar radiation.
午前の日影時間における日射量の推定値は、予め設定された係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出し、
午後の日影時間における日射量の推定値は、日影時間前における日射量の実測値を大気外全天日射量で除して算出した係数を、日影時間における大気外全天日射量に乗じて算出されること
を特徴とする請求項1または4に記載の空調システム。
The estimated value of solar radiation during the morning shadow time is calculated by multiplying the extraterrestrial global solar radiation during the shadow time by a preset coefficient,
5. The air conditioning system according to claim 1, wherein the estimated value of the amount of solar radiation during the afternoon shadow time is calculated by multiplying the amount of extraterrestrial global solar radiation during the shadow time by a coefficient calculated by dividing the actual measured value of solar radiation before the shadow time by the amount of extraterrestrial global solar radiation.
日影時間であり、且つ天気が晴れと判定されたことを条件として日射量の推定を行うこと
を特徴とする請求項1、4~7のいずれか一項に記載の空調システム。
The air conditioning system according to any one of claims 1 and 4 to 7 , wherein the amount of solar radiation is estimated under the conditions that it is a shadow time and the weather is determined to be fine.
前記床近傍温度の推定は、パラメータとしてさらに対象の位置における日射の有無を用いて行うよう構成されていること
を特徴とする請求項1、3~8のいずれか一項に記載の空調システム。
The air conditioning system according to any one of claims 1 and 3 to 8 , wherein the estimation of the near-floor temperature is configured to be performed using the presence or absence of solar radiation at the target position as a further parameter.
前記日射の有無は、対象の位置における日影時間に基づき把握されること
を特徴とする請求項に記載の空調システム。
The air conditioning system according to claim 9 , wherein the presence or absence of solar radiation is determined based on the duration of shadow at the target position.
対象の位置における日影時間は、天空率図に基づき把握されること
を特徴とする請求項10に記載の空調システム。
The air conditioning system according to claim 10 , wherein the shadow time at the target location is determined based on a sky factor map.
機械学習により生成された温度推定モデルを用いてペリメータゾーンの床近傍温度を推定するよう構成されていることを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載の空調システム。 The air conditioning system according to any one of claims 1 to 11 , characterized in that it is configured to estimate the temperature near the floor of the perimeter zone using a temperature estimation model generated by machine learning. 前記温度推定モデルは、さらに以下のパラメータから選択される一部または全部のパラメータを説明変数としてさらに用いて床近傍温度を推定するよう構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の空調システム。
・外気温度
・前記空調機の運転状態
・流出熱量
・風向
・風速
・降雨量
・ペリメータゾーンの床近傍温度を測定する床近傍温度センサの測定値
・前記ペリメータファンの運転状態
・ペリメータゾーンに面する前記変風量装置の運転状態
・日付
・時刻
・曜日
13. The air conditioning system according to claim 12 , wherein the temperature estimation model is configured to estimate the near-floor temperature by further using some or all of the following parameters as explanatory variables:
-Outside temperature -Operating status of the air conditioner -Amount of heat discharged -Wind direction -Wind speed -Rainfall -Measurement value of the temperature sensor near the floor that measures the temperature near the floor in the perimeter zone -Operating status of the perimeter fan -Operating status of the variable air volume device facing the perimeter zone -Date -Time -Day of the week
日射量、および対象の位置における日射の有無を互いに別の説明変数として前記温度推定モデルに入力するよう構成されていること
を特徴とする請求項12または13に記載の空調システム。
14. The air conditioning system according to claim 12 or 13 , wherein the amount of solar radiation and the presence or absence of solar radiation at the target position are input to the temperature estimation model as mutually separate explanatory variables.
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