2021 Fiscal Year Annual Research Report
Detailed HVAC simulation programming and hi-resolution control optimization
| Project/Area Number |
20K22442
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
宮田 翔平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20885595)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
| Keywords | 空調システム / 制御パラメータ / AHU・VAVシステム / 統合システムシミュレーション / デマンドレスポンス / 詳細制御ロジック |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
空調システム・建築外皮の詳細な統合システムシミュレーションを構築することで、詳細な制御ロジックを組み込み可能とした。一般的な建築物の設備シミュレーションは設計時の機器容量選定のためのエネルギーシミュレーションであるため詳細な制御ロジックの検討には適さない。このシミュレーションを用いることで、従来のシミュレーションでは検討が難しかった制御パラメータの検討やデマンドレスポンス制御の検討を可能とした。具体的には、熱源機、冷水ポンプ、AHU (Air Handling Unit)、給気・排気ファン、VAV (Variable Air Volume)システムから成る中央式空調システムを可能な限り物理ベースでモデル化し、室内の環境も建築外皮の非定常モデルにより算出可能とした。
制御パラメータの検討では、VAV・VWV・CO2濃度制御に関して要求風量演算式における積分時間や給気温度制御における補正値、各PI制御の比例ゲインといった詳細制御パラメータの影響を算出・分析した。負荷の状況によって消費電力量や室温の制御性への影響が変化することや、ダンパ開度制御の比例ゲインといったある一つのパラメータ変更がシステム全体へ影響を及ぼすことが確認された。パラメータがシステム挙動に及ぼす影響を理解することで、より適切なVAV・VWVシステムのデータ分析や設計が可能になると期待される。
デマンドレスポンスの検討では、熱源機器停止、設定温度緩和、送水温度調整、熱容量利用、最大風量制限、蓄熱槽利用の6種類の制御戦略をシミュレーションに組み込み、これらの制御を実施した場合のデマンドレスポンス効果や室内環境の変化を定量的に評価可能とし、適切な制御ロジックの検討が可能となった。
|
