KR101171583B1

KR101171583B1 - 공조 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101171583B1
Application number: KR1020100100323A
Authority: KR
Inventors: 료우타 다자이
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-08-09
Also published as: CN102141288A; JP5478286B2; KR20110090744A; CN102141288B; US20110186643A1; JP2011158219A

Abstract

본 발명의 공조 제어 장치 및 방법에서는, 급기 온도를 낮추고, 그만큼 급기 풍량을 삭감하여, 에너지 절약을 도모한다.
본 발명에서는, 데이터 센터(1) 내에 노점 온도 센서(9)를 설치한다. 공조 제어 장치(4A)에서, 노점 온도 센서(9)에 의해 측정되는 노점 온도(실내의 노점 온도) trpv로부터, 데이터 센터(1) 내에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치를 산출하고, 이 산출한 급기 온도의 하한치에 기초하여 공조기(2)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기 온도의 설정치 및 급기 풍량의 설정치를 결정한다. 실내의 노점 온도 대신, 데이터 센터(1) 내로부터의 배기의 노점 온도, 외조기(5)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기의 노점 온도, 외기의 노점 온도를 이용하도록 해도 좋다.

Description

공조 제어 방법 및 장치{AIR CONDITIONING CONTROL METHOD AND AIR CONDITIONING CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 결로에 의해 물리적 손상이 발생할 우려가 있는 기기가 설치된 실을 제어 대상실로 하고, 이 제어 대상실에 대한 공조기로부터의 급기 온도 및 급기 풍량을 제어하는 공조 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래부터, 서버 등의 전자 기기가 설치된 데이터 센터에서는, 데이터 센터 내에서의 기기의 배열(排熱)을 공조기로부터의 급기에 의해 처리하도록 하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).

도 10에 그것을 개략적으로 나타낸다. 도 10에서, 1은 데이터 센터(제어 대상실), 2는 데이터 센터(1) 내에 설치된 공조기(냉각 장치), 3은 데이터 센터(1) 내에 설치된 서버 등의 전자 기기를 수용한 랙, 4는 공조기(2)에 대하여 설치된 공조 제어 장치, 5는 외기의 온도 및 습도를 조정하여 데이터 센터(1) 내에 공급하는 외조기(外調機), 6은 데이터 센터(1) 내로부터의 배기의 배출을 행하는 배기 팬, 7은 공조기(2)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기의 온도를 검출하는 급기 온도 센서, 8은 공조기(2)에 대한 냉매의 순환량을 조절하는 냉매 순환량 조절 장치이다.

냉매 순환량 조절 장치(8)로는, 압축기(COMP), 팽창 밸브, 핫 가스 바이패스 밸브 등 여러 조작 대상이 있지만, 이 예에서는 그 일례로서 냉매 순환량 조절 장치(8)로서 압축기(COMP)를 이용한 예를 나타내고 있다. 이하에서는, 냉매 순환량 조절 장치(8)를 COMP(8)라고 한다.

이 시스템에서, 공조기(2)는 냉각 코일(2-1)과 팬(2-2)을 포함하며, 랙(3)에는 팬(3-1)이 내장되어 있다. COMP(8)는 냉각 코일(2-1)에 대한 냉매의 순환 통로에 마련되어 있다. 또한, 공조기(2)에서, 팬(2-2)의 풍량(급기 풍량)은 100%로 고정되어 있다. 공조 제어 장치(4)는, 급기 온도 센서(7)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기 온도의 측정치 tspv를 입력으로 하고, 이 급기 온도의 측정치 tspv와 미리 정해놓은 급기 온도의 설정치 tssp가 일치하도록, COMP(8)에 대한 인버터 출력(COMPINV)을 조정한다. 즉, 급기 온도의 측정치 tspv와 급기 온도의 설정치 tssp가 일치하도록, COMP(8)에 대한 인버터 출력의 %값을 조정함으로써, 냉각 코일(2-1)에 대한 냉매의 공급량을 제어한다.

이와 같이 하여, 데이터 센터(1)에서는, 공조기(2)로부터의 급기 풍량을 100%로 고정하고, 또한 급기 온도를 일정하게 하여, 랙(3)에 수용되어 있는 서버 등의 전자 기기의 배열(排熱)을 공조기(2)로부터의 급기에 의해 처리하도록 하고 있다.

데이터 센터(1)에서, 공조기(2)로부터의 급기의 온도가 지나치게 낮으면, 결로가 생겨, 데이터 센터(1) 내의 전자 기기에 물리적 손상을 줄 우려가 있다. 이 때문에, 이 시스템에서는, 외조기(5)에 의해 외기를 제습하여 데이터 센터(1)에 도입하는 한편, 데이터 센터(1) 내에서 결로가 생기지 않는 여유있는 급기 온도의 설정치 tssp를 사전에 결정하고, 이 급기 온도의 설정치 tssp를 고정치로 하여, 공조기(2)로부터의 급기 온도의 일정 제어를 행하도록 하고 있다. 이 급기 온도의 일정 제어와 유사한 기술로서, 특허문헌 1에서는, 랙의 측면에 냉각 패널을 마련하고, 이 패널 표면이 결로되지 않도록, 냉각 패널에 공급하는 가열 매체의 온도를 제어하도록 하고 있다.

일본 특허 공개 제2003-35441호 공보 일본 특허 공개 제2009-140421호 공보

그러나, 도 10에 나타낸 시스템에서는, 급기 온도의 설정치 tssp를 여유있게 높게 설정하고, 이 높게 설정한 급기 온도의 설정치 tssp를 고정으로 하여 급기 온도의 일정 제어를 행하도록 하고 있기 때문에, 또 공조기(2)로부터의 급기 풍량을 100%로 고정하고 있기 때문에, 소비되는 에너지의 손실이 크다는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 급기 온도를 낮추고, 그만큼 급기 풍량을 삭감하여, 에너지 절약을 도모할 수 있는 공조 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 공조 제어 방법은, 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 단계와, 측정된 노점 온도에 기초하여 제어 대상실에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치를 산출하는 단계와, 산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 급기 온도의 설정치를 결정하는 단계와, 산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 급기 풍량의 설정치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 제어 대상실의 노점 온도를 측정하고, 이 노점 온도의 측정치(trpv)에 기초하여 제어 대상실에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치(tsmin1)를 산출한다. 예를 들어, 여유분을 α로 하고, tsmin1=trpv+α로서 급기 온도의 하한치 tsmin1을 산출한다.

그리고, 산출한 급기 온도의 하한치 tsmin1에 기초하여 급기 온도의 설정치 tssp를 결정한다. 예를 들어, 공조기의 능력에 의해 제약되는 급기 온도의 하한치를 기기 제약 급기 온도 하한치 tsmin2로 하고, 이 기기 제약 급기 온도 하한치 tsmin2와 산출된 급기 온도의 하한치 tsmin1을 비교하여, 높은 쪽의 급기 온도의 하한치를 급기 온도의 설정치 tssp로 한다.

또한, 산출한 급기 온도의 하한치 tsmin1에 기초하여 급기 풍량의 설정치 Qssp를 결정한다. 예를 들어, 산출한 급기 온도의 하한치 tsmin1에 기초하여 급기 온도의 설정치 tssp를 결정하고, 이 결정한 급기 온도의 설정치 tssp로부터, Qssp(CMH)=정격 능력(kW)×3600/{(상정 흡입 온도-tssp)×비중량(kg/㎥))}으로서 급기 풍량의 설정치 Qssp를 결정한다.

본 발명에서, 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 단계 대신, 제어 대상실로부터의 배기의 노점 온도, 외조기로부터의 급기의 노점 온도를 측정하는 단계를 두도록 해도 좋다. 즉, 본 발명에서는, 제어 대상실로부터의 배기의 노점 온도에 기초하여 급기 온도의 하한치를 산출하도록 해도 좋고, 외조기로부터의 급기의 노점 온도에 기초하여 급기 온도의 하한치를 산출하도록 해도 좋다. 또한, 본 발명에서, 외조기는 반드시 설치하지 않아도 좋고, 외조기를 설치하지 않는 경우, 외기의 노점 온도에 기초하여 급기 온도의 하한치를 산출하도록 하는 것도 고려할 수 있다. 또한, 본 발명은, 전술한 공조 제어 방법을 적용한 공조 제어 장치로서도 구성하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 제어 대상실의 노점 온도(또는 배기의 노점 온도, 외조기로부터의 급기의 노점 온도, 외기의 노점 온도)를 측정하고, 이 측정한 노점 온도에 기초하여 제어 대상실에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치를 산출하며, 이 산출한 급기 온도의 하한치에 기초하여 급기 온도의 설정치 및 급기 풍량의 설정치를 결정하도록 했기 때문에, 급기 온도를 낮추고, 그만큼 급기 풍량을 삭감하여, 에너지 절약을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 공조 제어 방법을 적용한 공조 제어 시스템의 일 실시형태(실시형태 1)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 실시형태 1의 공조 제어 시스템에서의 공조 제어 장치의 주요부를 나타내는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공조 제어 방법을 적용한 공조 제어 시스템의 다른 실시형태(실시형태 2)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태 2의 공조 제어 시스템에서의 공조 제어 장치의 주요부를 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는 실시형태 2의 공조 제어 시스템에서 이용하는 급기 온도의 설정 특성 Ⅰ 및 급기 풍량의 설정 특성 Ⅱ를 예시하는 도면이다.
도 6은 급기 온도의 하한치가 높은 경우와 낮은 경우에서 상이한 급기 온도의 설정 특성 Ⅰ 및 급기 풍량의 설정 특성 Ⅱ를 대비하여 나타내는 도면이다.
도 7은 노점 온도 센서를 데이터 센터 내로부터의 배기의 배출 통로에 설치한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 노점 온도 센서를 데이터 센터 내에 대한 외조기로부터의 급기의 공급 통로에 설치한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 외조기를 설치하지 않는 경우에 노점 온도 센서를 데이터 센터 내에 대한 외기의 공급 통로에 설치한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 종래의 공조 제어 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

[실시형태 1]

도 1은 본 발명에 따른 공조 제어 방법을 적용한 공조 제어 시스템의 일 실시형태(실시형태 1)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에서, 도 10과 동일한 부호는 도 10을 참조하여 설명한 구성 요소와 동일하거나 동등한 구성 요소를 나타내며, 그 설명은 생략한다.

이 실시형태 1에서, 도 10에 나타낸 종래의 시스템과 상이한 점은, 공조 제어 장치(4)가 갖는 기능에 있다. 이 실시형태 1에서는, 공조 제어 장치(4)를 4A로 하여, 종래의 시스템에서의 공조 제어 장치와 구별한다.

또한, 이 실시형태 1에서, 데이터 센터(1)에는, 데이터 센터(1) 내의 노점 온도를 측정하는 노점 온도 센서(9)가 설치되어 있고, 이 노점 온도 센서(9)에서의 노점 온도의 측정치 trpv를 공조 제어 장치(4A)로 보내는 것으로 하고 있다.

또한, 이 실시형태 1에서, 공조기(2)의 팬(2-2)에는, 그 회전수를 가변으로 하는 인버터(INV)가 설치되어 있고, 공조 제어 장치(4A)로부터의 인버터(INV)에 대한 인버터 출력(팬 INV)의 %값을 조정함으로써, 팬(2-2)의 풍량(급기 풍량)을 제어하는 것으로 하고 있다.

공조 제어 장치(4A)는, 프로세서나 기억 장치로 이루어진 하드웨어와, 이들 하드웨어와 협동하여 각종 기능을 실현시키는 프로그램에 의해 실현되며, 본 실시형태 특유의 기능으로서 공조기(2)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기 온도 및 급기 풍량의 설정치의 결정 기능을 갖고 있다.

도 2에 공조 제어 장치(4A)의 주요부의 기능 블록도를 나타낸다. 이하, 이 기능 블록도에서의 각 부의 기능을 섞어가면서, 공조 제어 장치(4A)가 갖는 급기 온도 및 급기 풍량의 설정치의 결정 기능에 관해 설명한다.

공조 제어 장치(4A)는, 급기 온도 하한치 산출부(401)와, 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부(402)와, 급기 온도 설정치 결정부(403)와, 급기 풍량 설정치 결정부(404)와, COMPINV 출력부(405)와, 팬 INV 출력부(406)를 포함하고 있다.

이 예에서는, 공조 제어 장치(4A)에 COMPINV 출력부(405)와 팬 INV 출력부(406)를 마련한 구성으로 하고 있지만, 실제 시스템에서는 공조기(2)에 대하여 전용 컨트롤러(도시하지 않음)가 마련되어 있는 경우가 많고, 이러한 전용 컨트롤러가 공조기(2)에 대하여 마련되어 있는 경우에는, 그 전용 컨트롤러가 COMPINV 출력부(405)나 팬 INV 출력부(406)를 갖는 구성이 된다. 이 경우, 공조 제어 장치(4A)에서는, COMPINV 출력부(405) 및 팬 INV 출력부(406)가 제거되고, 급기 온도 설정치 결정부(403)나 급기 풍량 설정치 결정부(404)에서 결정된 설정치가 전용 컨트롤러에 송신된다.

급기 온도 하한치 산출부(401)는, 노점 온도 센서(9)로부터의 데이터 센터(1) 내의 노점 온도(실내의 노점 온도)의 측정치 trpv를 입력으로 하고, 이 노점 온도의 측정치 trpv에 미리 정해놓은 여유분 α을 가산하여, 데이터 센터(1) 내에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치 tsmin1(tsmin1=trpv+α)을 산출한다. 즉, 공조기(2)로부터의 급기에 의해 데이터 센터(1) 내에서 제습[코일(2-1)에서의 제습도 포함]이 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치 tsmin1을 산출한다. 여유분 α는, 실내의 CO₂ 농도로부터 사람이 어느 정도 있는지를 판단하여(실내 발생 수분량을 추정하여), 가변으로 하도록 해도 좋다. 또한, CO₂ 농도뿐만 아니라, 보안 시스템 등의 정보로부터, 어느 정도 사람이 있는지를 파악하도록 해도 좋다.

급기 온도 설정치 결정부(403)는, 급기 온도 하한치 산출부(401)에 의해 산출된 급기 온도의 하한치 tsmin1을 입력으로 하고, 이 급기 온도의 하한치 tsmin1과 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부(402)에 기억되어 있는 기기 제약 급기 온도 하한치 tsmin2를 비교하여, 높은 쪽의 급기 온도의 하한치를 급기 온도의 설정치 tssp로 한다. 여기서, 기기 제약 급기 온도 하한치 tsmin2란, 공조기(2)의 능력에 의해 제약되는 급기 온도의 하한치이며, 카탈로그 등에 기재되어 있는 급기 온도 범위의 하한치를 가리킨다.

급기 풍량 설정치 결정부(404)는, 급기 온도 설정치 결정부(403)에 의해 결정된 급기 온도의 설정치 tssp를 입력으로 하고, Qssp(CMH)=정격 능력(kW)×3600/{(상정 흡입 온도-tssp)×비중량(kg/㎥))}로서 급기 풍량의 설정치 Qssp를 결정한다. 이 급기 풍량의 설정치 Qssp의 산출식에서, 「상정 흡입 온도」란, 공조기(2)의 정격 운전시에 상정되어 있는 흡입 온도를 말하며, 카타로그 등에 기재되어 있는 정격시 흡입 온도를 가리킨다. 또한, 「정격 능력」이란 공조기(2)의 정격 냉각 능력이다.

COMPINV 출력부(405)는, 급기 온도 센서(7)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기 온도의 측정치 tspv와 급기 온도 설정치 결정부(403)에 의해 결정된 급기 온도의 설정치 tssp를 입력으로 하고, 급기 온도의 측정치 tspv와 급기 온도의 설정치 tssp가 일치하도록, COMP(8)에 대한 인버터 출력(COMPINV)을 조정한다.

팬 INV 출력부(406)는, 급기 풍량 설정치 결정부(404)에 의해 결정된 급기 풍량의 설정치 Qssp를 입력으로 하고, 팬(2-2)으로부터의 급기 풍량 Qs를 Qssp로 하도록, 인버터(INV)에 대한 인버터 출력(팬 INV)을 조정한다.

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는, 노점 온도 센서(9)에 의해 측정되는 데이터 센터(1) 내의 노점 온도 trpv로부터, 가능한 한 낮은 값으로서, 데이터 센터(1) 내에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 설정치 tssp가 결정되게 되고, 또한 이 급기 온도의 설정치 tssp에 적합한 급기 풍량의 설정치 Qssp가 결정되게 되어, 급기 온도를 낮추며, 그만큼 급기 풍량을 삭감하여, 에너지 절약을 도모할 수 있게 된다.

본 실시형태에서, 급기 풍량의 설정치 Qssp를 산출할 때, 이 산출되는 급기 풍량의 설정치 Qssp에 안전을 예상하고 계산한 값을 조금 더하도록 해도 좋다. 랙(3)에 수용되어 있는 전자 기기의 부하에 따라서는, 데이터 센터(1) 안이 지나치게 더워질 우려가 있지만, 급기 풍량의 설정치 Qssp에 안전을 예상하고 계산한 값을 조금 더하도록 함으로써, 데이터 센터(1) 안이 지나치게 더워지는 문제를 개선하는 것이 가능해진다.

[실시형태 2]

도 3은 본 발명에 따른 공조 제어 방법을 적용한 공조 제어 시스템의 다른 실시형태(실시형태 2)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이 실시형태 2에서, 데이터 센터(1)에는, 데이터 센터(1) 내의 노점 온도를 측정하는 노점 온도 센서(9)에 더하여, 랙(3)의 입구측 온도를 현재 온도로서 측정하는 온도 센서(10)가 설치되어 있고, 노점 온도 센서(9)에서의 노점 온도의 측정치 trpv 및 온도 센서(10)에서의 현재 온도의 측정치 tpv를 공조 제어 장치(4(4B))에 보내도록 하고 있다.

또한, 이 실시형태 2에서도, 실시형태 1과 마찬가지로, 공조기(2)의 팬(2-2)에는, 그 회전수를 가변으로 하는 인버터(INV)가 설치되어 있고, 공조 제어 장치(4B)로부터의 인버터(INV)에 대한 인버터 출력(팬 INV)의 %값을 조정함으로써, 팬(2-2)의 풍량(급기 풍량)을 제어하도록 하고 있다.

도 4에 공조 제어 장치(4B)의 주요부의 기능 블록도를 나타낸다. 이하, 이 기능 블록도에서의 각 부의 기능을 섞어가면서, 공조 제어 장치(4B)가 갖는 급기 온도 및 급기 풍량의 설정치의 결정 기능에 관해 설명한다.

공조 제어 장치(4B)는, 급기 온도 하한치 산출부(411)와, 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부(412)와, 급기 온도 하한치 결정부(413)와, 요구 온도 기억부(414)와, 급기 온도 설정치 결정부(415)와, 급기 풍량 설정치 결정부(416)와, COMPINV 출력부(417)와, 팬 INV 출력부(418)를 포함하고 있다. 요구 온도 기억부(414)에는, 온도 센서(10)가 측정하는 현재 온도 tpv에 대한 요구치가 요구 온도 tsp로서 기억되어 있다.

급기 온도 하한치 산출부(411)는, 실시형태 1에서의 급기 온도 하한치 산출부(401)와 마찬가지로 하여, 노점 온도 센서(9)로부터의 데이터 센터(1) 내의 노점 온도(실내의 노점 온도)의 측정치 trpv를 입력으로 하고, 이 노점 온도의 측정치 trpv에 미리 정해놓은 여유분 α을 가산하여, 데이터 센터(1) 내에서 결로가 발생할 우려가 없는 급기 온도의 하한치 tsmin1(tsmin1=trpv+α)를 산출한다.

급기 온도 하한치 결정부(413)는, 급기 온도 하한치 산출부(411)에 의해 산출된 급기 온도의 하한치 tsmin1을 입력으로 하고, 이 급기 온도의 하한치 tsmin1과 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부(412)에 기억되어 있는 기기 제약 급기 온도 하한치 tsmin2를 비교하여, 높은 쪽의 급기 온도의 하한치를 급기 온도의 하한치 tsmin으로 한다.

급기 온도 설정치 결정부(415)는, 급기 온도 하한치 결정부(413)에 의해 결정된 급기 온도의 하한치 tsmin과 온도 센서(10)로부터의 현재 온도 tpv와 요구 온도 기억부(414)에 기억되어 있는 요구 온도 tsp를 입력으로 하고, 도 5에 나타내는 급기 온도의 설정 특성 Ⅰ에 따라서 급기 온도의 설정치 tssp를 결정한다.

즉, 급기 온도의 하한치 tsmin을 제어 파라미터로서 이용하여, 현재 온도 tpv가 tx보다 높은 범위에서는, 급기 온도의 설정치 tssp를 급기 온도의 하한치 tsmin으로서 고정하는 한편, 현재 온도 tpv가 tx보다 낮은 범위에서는, 요구 온도 tsp와의 차이가 벌어짐에 따라서, 급기 온도의 설정치 tssp를 높여 간다.

이러한 급기 온도의 설정 특성 Ⅰ로 함으로써, 데이터 센터(1) 내에서의 부하가 감소하여, 현재 온도 tpv가 tx보다 낮아지면, 급기 온도의 설정치 tssp가 업되고, 공조기(2)의 능력이 떨어진다. 이에 따라, 데이터 센터(1) 내에서의 과냉각이 방지되어, 에너지가 절약된다.

급기 풍량 설정치 결정부(416)는, 급기 온도 하한치 결정부(413)에 의해 결정된 급기 온도의 하한치 tsmin과 온도 센서(10)로부터의 현재 온도 tpv와 요구 온도 기억부(414)에 기억되어 있는 요구 온도 tsp를 입력으로 하고, 도 5에 나타내는 급기 풍량의 설정 특성 Ⅱ에 따라서 급기 풍량의 설정치 Qssp를 결정한다.

즉, 급기 온도의 하한치 tsmin을 제어 파라미터로서 이용하여, 급기 온도의 설정치 tssp가 tsmin에 고정되기 전에는, 미리 정해놓은 하한치에 급기 풍량의 설정치 Qssp를 고정하는 한편, 급기 온도의 설정치 tssp가 tsmin에 고정된 후에는, 요구 온도 tsp와의 차이가 벌어짐에 따라, 급기 풍량의 설정치 Qssp를 높여 간다.

이러한 급기 풍량의 설정 특성 Ⅱ로 함으로써, 데이터 센터(1) 내에서의 부하가 작은 경우에는, 급기 풍량의 설정치 Qssp가 하한치에 고정되어 에너지 절약이 도모되는 한편, 데이터 센터(1) 내에서의 부하가 증가하여, 현재 온도 tpv가 tx보다 높아지면, 급기 풍량의 설정치 Qssp가 높아져 가서, 데이터 센터(1) 안이 더워지는 것이 방지된다.

COMPINV 출력부(417)는, 급기 온도 센서(7)로부터의 데이터 센터(1) 내에 대한 급기 온도의 측정치 tspv와 급기 온도 설정치 결정부(415)에 의해 결정된 급기 온도의 설정치 tssp를 입력으로 하고, 급기 온도의 측정치 tspv와 급기 온도의 설정치 tssp가 일치하도록, COMP(8)에 대한 인버터 출력(COMPINV)을 조정한다.

팬 INV 출력부(406)는, 급기 풍량 설정치 결정부(416)에 의해 결정된 급기 풍량의 설정치 Qssp를 입력으로 하고, 팬(2-2)으로부터의 급기 풍량 Qs를 Qssp로 하도록, 인버터(INV)에 대한 인버터 출력(팬 INV)을 조정한다.

도 6에 급기 온도의 하한치 tsmin을 제어 파라미터로 하여 변화하는 급기 온도의 설정 특성 Ⅰ 및 급기 풍량의 설정 특성 Ⅱ를 나타낸다. 특성 Ⅰ_H 및 Ⅱ_H는 급기 온도의 하한치 tsmin이 높은 경우의 급기 온도의 설정 특성 및 급기 풍량의 설정 특성을 나타내고, 특성 Ⅰ_L 및 Ⅱ_L은 급기 온도의 하한치 tsmin이 낮은 경우의 급기 온도의 설정 특성 및 급기 풍량의 설정 특성을 나타낸다. 이러한 설정 특성의 변화로부터도, 급기 온도의 하한치 tsmin을 낮게 하면, 동일한 정도의 냉방 요구에서도, 급기 풍량(팬 INV의 출력)을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.

전술한 실시형태 1, 2에서는, 데이터 센터(1) 내에 노점 온도 센서(9)를 설치하여, 실내의 노점 온도를 측정하도록 했지만, 데이터 센터(1) 내로부터의 배기 팬(6)에 의한 배기의 노점 온도를 측정하도록 해도 좋고, 데이터 센터(1) 내에 대한 외조기(5)로부터의 급기의 노점 온도를 측정하도록 해도 좋다.

즉, 실시형태 1을 예로 한 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이, 데이터 센터(1) 내로부터의 배기 팬(6)에 의한 배기의 배출 통로에 노점 온도 센서(9)를 설치하여, 이 노점 온도 센서(9)에서의 노점 온도의 측정치 trpv로부터 급기 온도의 하한치 tsmin1을 산출하도록 해도 좋고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 데이터 센터(1) 내에 대한 외조기(5)로부터의 급기의 공급 통로에 노점 온도 센서(9)를 설치하여, 이 노점 온도 센서(9)에서의 노점 온도의 측정치 trpv로부터 급기 온도의 하한치 tsmin1을 산출하도록 해도 좋다.

또한, 전술한 실시형태에서는 외조기(5)를 설치하도록 했지만, 외조기(5)는 반드시 설치해야하는 것은 아니다. 외조기(5)를 설치하지 않는 경우, 예를 들어 실시형태 1에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 데이터 센터(1) 내에 대한 외기의 공급 통로에 노점 온도 센서(9)를 설치하여, 이 노점 온도 센서(9)에서의 노점 온도의 측정치 trpv로부터 급기 온도의 하한치 tsmin1을 산출하도록 하는 것도 고려할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 노점 온도 센서(9)를 설치하여 노점 온도를 측정하도록 했지만, 온도와 습도를 측정하도록 하여, 이 측정한 온도와 습도로부터 노점 온도를 산출하도록 해도 좋다. 본 발명에서, 노점 온도를 측정한다는 개념에는, 측정한 온도와 습도로부터 노점 온도를 산출하는 것도 포함된다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 냉매 순환량 조절 장치(8)를 압축기(COMP)로 하고 있지만, 전술한 바와 같이, 팽창 밸브, 핫 가스 바이패스 밸브 등 다양한 조작 대상을 냉매 순환량 조절 장치(8)로서 고려할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 공조 제어 방법 및 장치는, 결로에 의해 물리적 손상이 발생할 우려가 있는 기기가 설치된 실을 제어 대상실로 하고, 이 제어 대상실의 공조기로부터의 급기 온도 및 급기 풍량을 제어하는 공조 제어 방법 및 장치로서, 서버 등의 전자 기기를 설치한 데이터 센터 등 다양한 실을 제어 대상실로서 적용하는 것이 가능하다.

1 : 데이터 센터 2 : 공조기(냉각 장치)
2-1 : 냉각 코일 2-2 : 팬
INV : 인버터
3 : 랙 3-1 : 팬(내장 팬)
4(4A, 4B) : 공조 제어 장치 5 : 외조기
6 : 배기 팬 7 : 급기 온도 센서
8 : 냉매 순환량 조절 장치(COMP)
9 : 노점 온도 센서 10 : 온도 센서
401 : 급기 온도 하한치 산출부
402 : 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부
403 : 급기 온도 설정치 결정부
404 : 급기 풍량 설정치 결정부
405 : COMPINV 출력부 406 : 팬 INV 출력부
411 : 급기 온도 하한치 산출부
412 : 기기 제약 급기 온도 하한치 기억부
413 : 급기 온도 하한치 결정부
414 : 요구 온도 기억부
415 : 급기 온도 설정치 결정부
416 : 급기 풍량 설정치 결정부
417 : COMPINV 출력부 418 : 팬 INV 출력부

Claims

결로에 의해 물리적 손상이 발생할 우려가 있는 기기가 설치된 실을 제어 대상실로 하고, 이 제어 대상실에 대한 공조기로부터의 급기 온도 및 급기 풍량을 제어하는 공조 제어 방법으로서,
상기 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 단계와,
측정된 노점 온도에 기초하여 상기 제어 대상실에서 결로가 발생할 우려가 없는 상기 급기 온도의 하한치를 산출하는 단계와,
산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 상기 급기 온도의 설정치를 결정하는 단계와,
상기 산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 상기 급기 풍량의 설정치를 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 급기 온도의 설정치를 결정하는 단계는,
상기 공조기의 능력에 의해 제약되는 급기 온도의 하한치를 기기 제약 급기 온도 하한치로 하고, 이 기기 제약 급기 온도 하한치와 상기 산출된 급기 온도의 하한치를 비교하여, 높은 쪽의 급기 온도의 하한치를 급기 온도의 설정치로서 결정하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 단계 대신에, 상기 제어 대상실로부터의 배기의 노점 온도, 상기 제어 대상실에 외기를 처리하여 공급하는 외조기(外調機)로부터의 급기의 노점 온도, 외기의 노점 온도 중, 어느 하나의 노점 온도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 방법.
결로에 의해 물리적 손상이 발생할 우려가 있는 기기가 설치된 실을 제어 대상실로 하고, 이 제어 대상실에 대한 공조기로부터의 급기 온도 및 급기 풍량을 제어하는 공조 제어 장치로서,
상기 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 노점 온도 측정 수단과,
측정된 노점 온도에 기초하여 상기 제어 대상실에서 결로가 발생할 우려가 없는 상기 급기 온도의 하한치를 산출하는 급기 온도 하한치 산출 수단과,
산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 상기 급기 온도의 설정치를 결정하는 급기 온도 설정치 결정 수단과,
상기 산출된 급기 온도의 하한치에 기초하여 상기 급기 풍량의 설정치를 결정하는 급기 풍량 설정치 결정 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 급기 온도 설정치 결정 수단은,
상기 공조기의 능력에 의해 제약되는 급기 온도의 하한치를 기기 제약 급기 온도 하한치로 하고, 이 기기 제약 급기 온도 하한치와 상기 산출된 급기 온도의 하한치를 비교하여, 높은 쪽의 급기 온도의 하한치를 급기 온도의 설정치로서 결정하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어 대상실의 노점 온도를 측정하는 노점 온도 측정 수단 대신에, 상기 제어 대상실로부터의 배기의 노점 온도, 상기 제어 대상실에 외기를 처리하여 공급하는 외조기로부터의 급기의 노점 온도, 외기의 노점 온도 중, 어느 하나의 노점 온도를 측정하는 노점 온도 측정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 제어 장치.