年間エネルギー消費量削減に寄与する新しい空調機器容量決定法の開発

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昨年に引き続き、空調機容量削減のための前提となる、夜間躯体蓄熱運転制御について、建物内外の温湿度条件等を計測し、かつ最適制御計算を行いつつ、空調機(実験では家庭用エアコン)の起動停止・設定温度変更を自動変更するためのシステム構築を行った。躯体の熱容量を勘案して翌日の空調スケジュールを決定するためには翌日の気象条件に関する予測が必要である。今回構築した自動制御システムでは、1日3回にわたって定時に気象庁の量的予報(最高、最低気温予報)を自動取得する機能を組み込んだ。そして、現場において時々刻々測定される外気温を用いて天気予報値を自動修正するプログラム(アルゴリズムは既開発)を作成した。夜間運転に起因する負荷増大を補うためにはエネルギーを低減化するような最適運転が必要であり、そのためには予め空調機(エアコン)の能力特性、消費電力特性を把握しておく必要がある。今回開発した自動制御システムにおいても、風量、吸込・吹出温度、消費電力、結露水量(潜熱負荷を計測するためのもの)を計測するようになっている。このデータを解析した結果、空調起動時のエネルギー効率(COP)が悪化する現象が観測され、インバータの増速、あるいは室温程度に温まったコイルを冷却するための動的影響と推定された。明確な原因究明には至らなかったが、従来用いられてきた定常状態における特性データだけでなく、動的な影響(今回特に問題となったのは起動時)を考慮する必要のあることがわかった。夏期における躯体蓄熱運転の結果、日中の負荷および電力削減に明確な効果があり、このような夜間運転を前提とした容量削減が可能であることが確認された。計算機上で検討を行った際には、夜間の過剰な冷却による相対湿度上昇が懸念されていたが、今夏の実験ではそのような問題は見られなかった。