空調システムの運用時の省エネルギーのための不具合検知ならびに最適化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650650
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉田 治典 京都大学, 工学研究科, 助教授 (00144337)
• Keywords: 空調システム / 負荷予測 / 最適運転制御 / 蓄熱槽 / 故障検知 / 故障診断

Research Abstract

本研究は,空調システムの省エネルギー的運転のための,「不具合の発見・検知」と「最適運転制御」という2つのカテゴリーに分けることができる。
A. 「不具合の発見・検知」に関する研究
1) 故障の影響を知るための研究として,ダクト末端の圧力センサー異常など,種々の故障を想定し,この不具合による消費エネルギーの増加をシミュレーションで確認する
研究を行った。
2) 可変風量ユニットの故障実験データを用いて,ARXモデルを用いたシステム同定を行い,そのシステムの特性変化から故障を発見する手法を開発した。
3) 上記の手法で周波数特性を見いだし,その特性から故障の検知と診断を行う手法の研究を行った。
なお,2),3)の研究は東京電力の研究棟にある,実際のシステムを用いた実験データを利用して検証している。
B. 「最適運転制御」に関する研究
1) 蓄熱槽の消費エネルギーや二酸化炭素の排出を最小にする最適な運転方法を確立するため,まず,建物の熱負荷を予測する研究を行った。予測の手法は,ニューラルネッ
トなど種々の方法を比較検討し,どの手法が最適かどうかを検証した。
2) 蓄熱槽に蓄熱する熱エネルギーは,冷房時には,なるべく高温で蓄積するのが,伝熱損失を防ぎ,冷凍機のCOPを向上させる意味で適切である。しかし,高温すぎると要求熱負荷が処理できず室温が上がる。このバランスを考慮して,最適な冷凍機出口温度
を求めるアルゴリズムと,それが実ビルに適用できるプラットフォームを開発した。

Research Products

• [Publications] 吉田治典、都築剛: "空調システムの不具合がエネルギー消費に与える影響" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 161-164 (1997)
• [Publications] Kumar,S., Yoshida,H.: "Application and Analysis of FDD Technique using Recursive Identification Algorithm by adoptive Forgetting Through Multiple Models in Real Data Obtained from AHU VAV System" CERD Conference Proceedings. Vol.1. 530-539 (1998)
• [Publications] Yoshida,H.,Kumar,S.: "ARX and AFMM Model Based On-line Real-time Data Base Diagnosis of Sudden Fault in AHU of VAV system,Energy Conversion and Management" Energy Conversion and Management Pergamon Press. Vol.40(掲載予定). (1999)
• [Publications] Yoshida,H.,Kumar,S.: "Development of ARX Model Based Off-line FDD Technique for Energy Efficient Buildings" Renewable Energy Pergamon Press. Vol.9(掲載予定). (1999)
• [Publications] 吉田治典,後藤 祥仁: "蓄熱空調システムのための実データを用いた熱負荷予測アルゴリズムの検証" 空気調和 衛生工学会論文集. Vol.75(掲載予定). (1999)