JP6338684B2

JP6338684B2 - 診断装置、診断方法、及び、プログラム

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Publication number: JP6338684B2
Application number: JP2016552726A
Authority: JP
Inventors: 浩子泉原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: WO2016056051A1; JPWO2016056051A1

Description

本発明は、節電効果の計算の信頼性を高めるために好適な診断装置、診断方法、及び、プログラムに関する。

第１モードと、第１モードよりも消費電力量が少ない第２モードとのいずれかにて動作可能な電気機器がある。例えば、通常モードと、通常モードよりも消費電力量が少ない省エネルギーモードとを有する空調システムには、電気料金が比較的高く設定されている時間帯や、建物全体の消費電力量が多い時間帯等に、ユーザからの指示もしくは予め決められたアルゴリズムにより、通常モードから省エネルギーモードへと切り替えることにより、電気料金や消費電力量を抑えるものがある。

節電のために省エネルギーモードでの運転が可能なシステムを導入することへの費用対効果を計算する場合、実際にどれくらい消費電力量を削減できたか、もしくはどれくらいの消費電力量を削減できそうかを定量的に見積もる必要がある。一般には、室温の分布や天候等の環境条件が電気機器ごとあるいは日時ごとに異なるため、節電効果が正確に見積もられない可能性がある。

特許文献１には、空調機による過去の消費エネルギー量から、将来に予測される消費エネルギー量を算出し、基準時に対する省エネルギー制御時の消費エネルギー削減率を算出するエネルギー管理システムが開示されている。

特開２０１４−００６０１１号公報

しかしながら、消費電力量の推測値と実測値との差は、外気温や電気機器の利用状況などの様々な条件により変化するため、従来のように推測値と実測値とを単純に比較しただけでは、精度が十分ではなく、節電効果の計算の信頼性が欠けることがあった。

本発明は、上記の事情のもとになされたもので、節電効果の計算の信頼性を高めるために好適な診断装置、診断方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る診断装置は、
消費電力が異なる複数の動作モードを有する電気機器が、前記複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードで動作しているときの消費電力の実測値を取得する消費電力データ取得部と、
前記電気機器が設置された場所の環境を示す環境データを取得する環境データ取得部と、
前記取得された環境データに基づいて、前記環境データが取得されたときの前記電気機器の動作モードと異なる他の動作モードで前記電気機器が動作する場合における消費電力の推測値を計算する推測部と、
前記取得された消費電力の実測値と前記計算された消費電力の推測値との比率を計算する比率計算部と、
前記計算された比率に基づいて、前記電気機器が他の動作モードで動作することによる節電効果を計算する効果計算部と、を備え、
前記比率計算部は、前記消費電力の実測値と前記推測値の両方が取得された期間が予め決められた長さ以上であれば、前記期間を複数の区間に分割し、前記区間のそれぞれについて前記比率を計算する。

節電効果の計算への信頼性を高めることができる。

診断装置を含む空調システムの構成を示す図である。診断装置のハードウェア構成を示す図である。診断装置の機能的な構成を示す図である。消費電力データ記憶部に記憶される消費電力データの例である。環境データ記憶部に記憶される環境データの例である。推測データ記憶部に記憶される推測データの例である。診断処理を説明するためのフローチャートである。消費電力量の標準値を示すデータの例である。履歴データの例である。診断結果の表示例である。

図１に、本実施形態に係る診断装置１を含む空調システム１００の構成を示す。

診断装置１は、通信ネットワーク２に接続され、室外機３と室内機４（図１では４Ａと４Ｂの二つ）による消費電力量の実測値を電力計測装置６から取得する。また、診断装置１は、消費電力量の推定値を算出するために必要な、例えば定格電力値や型番といった室外機３と室内機４に関する情報を、室外機３と室内機４から、もしくは、インターネット上のサーバ（図示せず）等から、取得する。

室外機３と室内機４は、協働して建物内の空気の温度や湿度等を調整する。

部屋の外には、Ｘ個（Ｘは１以上の整数。本実施形態ではＸ＝１。）の室外機３がある。室外機３は、例えば、建物の屋上、窓の外等の各所に、固定して設置される。

室外機３は、圧縮機により圧縮した冷媒の還流方向を切り替えて暖房運転のサイクルと冷房運転のサイクルとのいずれかを行い、冷媒を蒸発又は凝縮させて空気と熱交換することにより、暖房又は冷房を行う。

また、部屋の中には、Ｙ個（Ｙは１以上の整数。本実施形態ではＹ＝２。）の室内機４がある。図１には、二つの室内機４Ａ，４Ｂがある。室内機４は、例えば部屋の天井部分に固定して設置される。

室内機４は、パイプの中を冷媒が通過することで、周囲の空気と熱交換し、冷媒を冷却又は加熱する。冷房時においては、室内機４は、冷媒を蒸発させ、熱交換器の周囲の空気から熱を吸収することにより、空気を冷却する。また、暖房時においては、室内機４は、冷媒を凝縮させ、熱交換器の周囲の空気に熱を放出することにより、空気を加熱する。

また、室内機４は、周囲の空気の温度と湿度を繰り返し測定し、最新の測定結果を診断装置１へ送信する。温度と湿度を測定するタイミング、及び、測定結果を送信するタイミングは、任意である。本実施形態では、室内機４は、診断装置１から測定結果の送信を要求されると、測定結果を診断装置１へ送信する。ただし、室内機４は、予め決められた時間間隔で（例えば５分ごとに）部屋の中の温度と湿度を測定し、逐次測定結果を診断装置１へ送信してもよい。

なお、室内機４とは別に、室内の温度と湿度を計測するセンサを設け、このセンサが温度と湿度を計測して計測結果を診断装置１へ送信するようにしてもよい。

室外機３と室内機４の設置場所は、本発明によって限定されず、例えば、一戸建ての家、住宅やオフィスが入居する建築物、あるいは地下建築物等に設置されてもよい。また、室外機３と室内機４の個数は任意である。

本実施形態では、診断装置１は空調の対象の部屋の外に設置されているが、部屋の中に設置されてもよい。また、診断装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用回線、インターネット等を用いて、室外機３及び室内機４と通信するようにしてもよい。

リモートコントローラ５（図１では、室内機４Ａ，４Ｂのそれぞれに一つずつ、リモートコントローラ５Ａと５Ｂの合計二つ。）は、室内機４との間で、赤外線等を用いた近距離通信が可能である。ユーザは、リモートコントローラ５を用いて、電源のオン又はオフ、目標温度の設定、送風量の設定、動作モード（冷房、暖房、除湿、送風等）の設定等を入力することができる。

なお、空調システム１００は、診断装置１と室外機３と室内機４とリモートコントローラ５の他に、送風ファンや、温度センサ等の各種センサを備えてもよい。診断装置１は、通信ネットワーク２を介して、送風ファンやセンサ等とデータの送受信が可能であってもよい。

診断装置１は、後述する診断処理によって節電効果の診断を行うだけではなく、空調システム１００の動作を制御する。

空調システム１００における運転モードには、通常モードと省エネルギーモードの二種類がある。省エネルギーモードでは、通常モードよりも消費電力が少なく抑えられる。本実施形態では、運転モードの切り替えは、診断装置１によって制御される。

通常モードを第１モード、省エネルギーモードを第２モードともいう。第２モードでの動作時における消費電力量は、第１モードでの動作時における消費電力量よりも少ない。

複数の室内機４が設置されている部屋の中の温度がＴ１になるように調整する冷房運転を行う場合において、通常モードでは、すべての室内機４について同時に、目標温度Ｔ１が設定される。これに対し、省エネルギーモードでは、一部の室内機４の目標温度をＴ１より高いＴ２に設定し、且つ、目標温度が高めに設定される室内機４をローテーションにより切り替える。

例えば、部屋の中に第１の室内機と第２の室内機と第３の室内機と第４の室内機と第５の室内機とがある場合において、まず第１の室内機だけ目標温度がＴ２（＞Ｔ１）に設定され、残りの第２から第５の室内機の目標温度はＴ１に設定される。予め決められた時間が経過した後、第１の室内機の目標温度はＴ２からＴ１に変更され、その代わりに第２の室内機の目標温度がＴ１からＴ２に変更される。目標温度がＴ２に設定される室内機が、第１の室内機、第２の室内機、第３の室内機、第４の室内機、第５の室内機というように順番に変更される。第５の室内機が選ばれた後は再び第１の室内機が選ばれ、同様に繰り返される。

省エネルギーモードは、冷房運転に限らず、暖房運転でも実行可能である。暖房時、通常モードでは、すべての室内機４について同時に、目標温度Ｔ１が設定される。これに対し、省エネルギーモードでは、一部の室内機４の目標温度をＴ１より低いＴ３に設定し、且つ、目標温度が低めに設定される室内機４をローテーションにより切り替える。

なお、省エネルギーモードにおける室外機３及び室内機４の具体的な制御方法は、上述したものに限られず、任意に変更してよい。例えば、診断装置１は、複数の室内機４を、一つ以上の室内機４を含む複数のグループに分類し、グループ単位でローテーションしてもよい。

また、省エネルギーモードにおいて、診断装置１は、冷房時にはすべての室内機４の目標温度を一斉に上げ、暖房時にはすべての室内機４の目標温度を一斉に下げるように制御してもよい。

電力計測装置６（図１では６Ａ、６Ｂ、６Ｃの三つ）は、電気機器による消費電力量を検出する。本実施形態では、Ｘ個の室外機３と、Ｙ個の室内機４と、のそれぞれによる消費電力量が別々に検出される。

次に、診断装置１のハードウェア構成について、図２を用いて説明する。

通信部２０１は、ＮＩＣ（Network Interface Card）を備え、室外機３及び室内機４と通信する。

画像処理部２０２は、ディスプレイ２５１に表示する画面を生成し、表示する。

音声処理部２０３は、記憶部２０６から音声データを取得し、再生し、音声をスピーカ２５２から出力する。

Ｉ／Ｏ部２０４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のインタフェースを備え、メモリカード、外付けハードディスク等を診断装置１に接続する。

入力部２０５は、ボタンやタッチパネル等、ユーザから指示を受け付ける入力デバイスを備える。

記憶部２０６は、ハードディスク等の記憶装置を備え、診断装置１を制御する各種のプログラム、室外機３と室内機４によって測定された温度と湿度を表す環境データ、オペレーティングシステム（ＯＳ）、画像データ、音声データ、テキストデータ等を記憶する。

制御部２０７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、診断装置１全体を制御する。制御部２０７は、後述する診断処理を実行し、節電効果に関する情報を生成する。

診断装置１として、一般的なコンピュータ、メインフレーム、クラウド型サーバなどを用いることができる。また、室外機３や室外機４が診断装置１として機能するように構成してもよい。

次に、診断装置１の機能的な構成について、図３を用いて説明する。

消費電力データ取得部３０１は、通信ネットワーク２を介して、室外機３と室内機４による消費電力の実測値を電力計測装置６から取得し、消費電力データとして消費電力データ記憶部３０２に記憶する。制御部２０７と通信部２０１が協働して、消費電力データ取得部３０１として機能する。

室外機３と室内機４が電流計を備える場合には、消費電力データ取得部３０１は、室外機３と室内機４から消費電力の実測値を示す消費電力データを取得してもよい。

あるいは、消費電力データ取得部３０１は、通信ネットワーク２を介して、室外機３と室内機４の稼働時間等の運転状況を示す運転データを取得し、この取得した運転データに基づいて消費電力量を計算し、計算結果を消費電力データとして消費電力データ記憶部３０２に記憶してもよい。消費電力データ取得部３０１は、この計算された消費電力量を、消費電力の実測値として扱ってもよい。

消費電力データ取得部３０１は、定期的な時間間隔で、消費電力データ及び／又は運転データを繰り返し取得し、消費電力データ記憶部３０２に記憶する。消費電力データ及び／又は運転データを取得する時間間隔は予め決められている。

動作モードには、通常モードと省エネルギーモードとがあるので、消費電力データ取得部３０１は、室内機４が通常モードで動作中であれば、通常モードにおける消費電力の実測値を、室内機４が省エネルギーモードで運転中であれば、省エネルギーモードにおける消費電力の実測値を、取得する。

消費電力データ記憶部３０２は、消費電力データ取得部３０１が取得した消費電力データ及び／又は運転データを、取得した時刻もしくは計測した時刻を示す情報と対応付けて、記憶する。消費電力データ記憶部３０２には、消費電力データ及び／又は運転データの履歴が蓄積される。記憶部２０６が、消費電力データ記憶部３０２として機能する。

消費電力データ記憶部３０２には、例えば直近の過去１年分といったように、予め決められた期間内における消費電力量データ及び／又は運転データが蓄積される。この期間の長さは任意である。

図４に、本実施形態の消費電力データ記憶部３０２に記憶される消費電力データの例を示す。空調システム１００は、例えば建物の階ごとに複数の系統に分かれており、建物の１階が第１系統、建物の２階が第２系統、建物の３階が第３系統となっている。消費電力データ記憶部３０２には、それぞれの系統について、消費電力の実測値（単位はキロワット時（ｋＷｈ））が、測定された時刻と対応付けて記憶される。

環境データ取得部３０３は、少なくとも空調システム１００を稼働している間、室外機３と室内機４が設置された場所の周辺の環境を示す環境データを取得する。制御部２０７と通信部２０１が協働して、環境データ取得部３０３として機能する。

より詳細には、環境データ取得部３０３は、室外機３に内蔵された各種のセンサもしくは室外機３に取り付けられた各種のセンサから、空調の対象である部屋の外の温度と湿度、空気中の二酸化炭素の濃度、部屋の外の照度（明るさ）等の実測値を示す環境データを取得する。また、環境データ取得部３０３は、室内機４に内蔵された各種のセンサもしくは室外機３に取り付けられた各種のセンサから、空調の対象である部屋の中の温度と湿度、空気中の二酸化炭素の濃度、部屋の中の照度等の実測値を示す環境データを取得する。

あるいは、環境データ取得部３０３は、インターネット等の外部ネットワークに接続された、公的機関や気象サービス会社によって管理されるサーバから、外気の温度と湿度や、天候等の実測値を示す環境データを取得してもよい。

本実施形態では、環境データ取得部３０３は、室外機３と室内機４に内蔵された各種のセンサから、環境データを取得する。

環境データ取得部３０３は、定期的な時間間隔で、環境データを繰り返し取得し、環境データ記憶部３０４に記憶する。環境データを取得する時間間隔は予め決められており、任意の長さである。

なお、環境データ取得部３０３は、空調システム１００が稼働しているか否かにかかわらず、言い換えれば空調システム１００が冷房、暖房、除湿、送風を行っているか否かにかかわらず、常に環境データを繰り返し取得して環境データ記憶部３０４に記憶してもよい。

環境データ記憶部３０４は、環境データ取得部３０３が取得した環境データを、取得した時刻もしくは計測した時刻を示す情報と対応付けて、記憶する。環境データ記憶部３０４には、環境データの履歴が蓄積される。記憶部２０６が、環境データ記憶部３０４として機能する。

図５に、本実施形態の環境データ記憶部３０４に記憶される環境データの例を示す。環境データ記憶部３０４には、室内機４の吸気口から吸い込まれた空気の吸込み温度（単位は摂氏）と動作状態（オン又はオフ）、室外機３の吸気口から吸い込まれた空気の吸込み温度（単位は摂氏）と圧縮機が動作する周波数（単位はヘルツ）、リモートコントローラ５によって測定された温度が、測定された時刻と対応付けて記憶される。

推測部３０５は、消費電力データ記憶部３０２に記憶されている消費電力データと、環境データ記憶部３０４に記憶されている環境データとを用いて、通常モードにて動作中に取得された消費電力データであれば、仮に省エネルギーモードで動作していたら消費されていたと見込まれる消費電力の推測値を示す推測データを計算する。省エネルギーモードにて動作中に取得された消費電力データであれば、推測部３０５は、仮に通常モードで動作していたら消費されていたと見込まれる消費電力の推測値を示す推測データを計算する。制御部２０７が、推測部３０５として機能する。

推測データには、室外機３と室内機４による消費電力の推測値が含まれる。例えば、時刻ＴＡから時刻ＴＢの間に通常モードにて冷房運転を行った場合に、推測部３０５は、時刻ＴＡから時刻ＴＢまでの間に省エネルギーモードにて冷房運転を行っていたと仮定し、この仮定下における時刻ＴＡから時刻ＴＢまでの消費電力の推測値を計算する。この計算された省エネルギーモードでの消費電力の推測値と、通常モードでの消費電力の実測値と、を比較すれば、省エネルギーモードにすれば得られたはずの効果（具体的には、節約できたはずの消費電力量）がどれくらいかを推測することができる。

例えば、時刻ＴＣから時刻ＴＤの間に省エネルギーモードにて冷房運転を行った場合に、推測部３０５は、時刻ＴＣから時刻ＴＤまでの間に通常モードにて冷房運転を行っていたと仮定し、この仮定下における時刻ＴＣから時刻ＴＤまでの消費電力の推測値を計算する。この計算された通常モードでの消費電力の推測値と、省エネルギーモードでの消費電力の実測値と、を比較すれば、省エネルギーモードによってどの程度の効果が得られたか（具体的には、実際に節約できた消費電力量）を推測することができる。

推測部３０５は、定期的な時間間隔で、推測データを繰り返し計算し、推測データ記憶部３０６に記憶する。推測データを計算する時間間隔は予め決められており、任意の長さである。

推測データ記憶部３０６は、推測部３０５によって計算された推測データを、推測する対象の時刻と対応付けて、記憶する。推測データ記憶部３０６には、推測データの履歴が蓄積される。記憶部２０６が、推測データ記憶部３０６として機能する。

図６に、本実施形態の推測データ記憶部３０６に記憶される推測データの例を示す。推測データ記憶部３０６には、それぞれの系統について、その時刻に通常モードで動作中であれば仮に省エネルギーモードで動作していれば消費していたと推測される消費電力量が、その時刻に省エネルギーモードで動作中であれば仮に通常モードで動作していれば消費していたと推測される消費電力量が、記憶される。

推測データ記憶部３０６は、計算された消費電力の推測値と対応付けて、推測対象の時刻における動作モードを示す情報、つまり通常モードで動作中か省エネルギーモードで動作中かを区別するフラグを記憶してもよい。ただし、一般には省エネルギーモードの方が通常モードよりも消費電力量は少ないので、このフラグが無くても、図４に示す消費電力データ記憶部３０２に記憶される消費電力量と、図６に示す推測データ記憶部３０６に記憶される同時刻における消費電力量との大小関係から、その時刻にどちらの動作モードに設定されていたかを判別することが可能である。

比率計算部３０７は、消費電力データ記憶部３０２に記憶されている消費電力データのそれぞれについて、消費電力データが示す消費電力量と、推測データ記憶部３０６に記憶されている推測データと、の比率を計算する。制御部２０７が、比率計算部３０７として機能する。

比率計算部３０７は、消費電力データと推測データとが両方取得された期間が予め決められた長さ以上であれば、その期間を複数に分割して比率を計算し、この比率の分布を取得する。

効果計算部３０８は、消費電力データ取得部３０１により取得された消費電力データが示す消費電力の実測値と、推測部３０５によって計算された消費電力の推測値と、比率計算部３０７によって計算された比率と、に基づいて、省エネルギーモードによる節電効果を示す指標値を計算する。制御部２０７が、効果計算部３０８として機能する。

出力部３０９は、効果計算部３０８によって計算された指標値を出力する。例えば、出力部３０９は、消費電力の実測値と、消費電力の推測値とをディスプレイ２５１に表示する。出力部３０９は、室外機３と室内機４が通常モードで動作中であれば、通常モードでの消費電力の実測値及び省エネルギーモードでの消費電力の推測値をディスプレイ２５１へ表示し、室外機３と室内機４が省エネルギーモードで動作中であれば、省エネルギーモードでの消費電力の実測値及び通常モードでの消費電力の推測値をディスプレイ２５１へ表示する。ユーザは、省エネルギーモードに設定したことにより削減されたと見込まれる消費電力量、もしくは、省エネルギーモードに設定することにより削減されると見込まれる消費電力量を知ることができる。制御部２０７と画像処理部２０２が協働して、出力部３０９として機能する。

次に、診断装置１によって実行される診断処理の詳細と流れについて、図７のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、空調システム１００が既に省エネルギーモードで動作しているものとする。診断装置１は、省エネルギーモードでの動作中に、仮に通常モードで動作していたとしたら消費していたと推測される消費電力量を計算し、この計算された消費電力の推測値と、消費電力の実測値とを比較して、省エネルギーモードによる節電効果を診断する。

まず、制御部２０７は、電力計測装置６によって検出された電流値を取得する（ステップＳ７０１）。本実施形態では、室外機３と室内機４のそれぞれに電力計測装置６が設置されており、それぞれ個別に電流値を計測することができる。

本実施形態では、電力計測装置６として交流電流計を採用する。一般に、電流計は瞬時値を計測するので、計測の精度を高めるためには、短い周期で繰り返し電流値を計測する必要がある。制御部２０７は、予め決められた時間周期（以下「電力集計周期」という。）の中で電流計による実測値を複数回取得し、取得した複数の実測値を電力集計周期ごとにまとめて記憶部２０６に記憶する。

制御部２０７は、電力集計周期ごとに消費電力の実測値を取得し、計測した時刻を示す情報と対応付けて、消費電力データとして記憶部２０６に記憶する（ステップＳ７０２）。

なお、ステップＳ７０１からステップＳ７０２までの処理を、この診断処理とは異なる別プロセスにてバックグラウンドで常に実行するようにしてもよい。

制御部２０７は、室外機３や室内機４、あるいは他の各種センサによって測定された環境データを、予め決められた時間周期（以下「環境測定周期」という。）で取得する（ステップＳ７０３）。

この環境測定周期は、電力集計周期と同じであることが望ましいが、異なっていてもよい。また、電流値の測定タイミングと環境データの測定タイミングは同じであることが望ましいが、異なっていてもよい。

制御部２０７は、ステップＳ７０３で取得した環境データを、測定された時刻と対応付けて、記憶部２０６に記憶する（ステップＳ７０４）。

なお、ステップＳ７０３からステップＳ７０４までの処理を、この診断処理とは異なる別プロセスにてバックグラウンドで常に実行するようにしてもよい。

制御部２０７は、電力集計周期ごとに、ステップＳ７０４で記憶した環境データに基づいて、通常モードで動作した場合に消費すると見込まれる消費電力の推測値を示す推測データを計算する（ステップＳ７０５）。

制御部２０７は、室外機３と室内機４の動作状況を示す運転データを室外機３と室内機４から取得し、運転データに基づいて推測データを計算してもよい。運転データとは、具体的には、室外機３の継続運転時間、室内機４の継続運転時間、室内機４に設定された目標温度等を示すデータである。

例えば、記憶部２０６は、図８に示すように、室外機３と室内機４のそれぞれについて、動作状況と対応付けて、消費電力の標準値を予め記憶している。標準値とは、室外機３と室内機４が消費する単位時間あたりの電力量の目安となる値であり、例えば、製品の出荷時に予め設定されている。制御部２０７は、室外機３と室内機４のそれぞれについて、継続運転時間に、記憶部２０６に記憶されている消費電力の標準値を乗算することにより、電気機器ごとの消費電力の推測値を計算する。制御部２０７は、計算された各電気機器による消費電力の推測値の合計を計算する。この合計値が、通常モードにおける、空調システム１００全体による消費電力の推測値となる。

制御部２０７は、空調対象の部屋を表す三次元モデルと環境データとを用いて室内の気流をシミュレーションし、このシミュレーションの結果から室内の温度変化や温度分布を推測し、通常モードにおける消費電力の推測値を計算してもよい。

また、制御部２０７は、省エネルギーモードでの動作中、過去の動作履歴に基づいて、通常モードにおける消費電力の推測値を計算してもよい。

図９に、記憶部２０６に記憶される、各機器の動作履歴である履歴データを示す。例えば、第１室内機は、第１の時刻（2014年6月24日10時00分）に目標温度２５．０度で通常モードにて冷房運転を開始し、第２の時刻（2014年6月24日11時00分）に冷房運転を終了している。制御部２０７は、第１の時刻から第２の時刻までの第１室内機による消費電力の実測値を、図４に示す消費電力データから取得する。この場合、動作した時間が１時間であるから、冷房運転時における１時間あたりの第１室内機による消費電力の実測値が得られる。つまり、過去の動作履歴から、単位時間あたりの消費電力の過去の実測値が得られる。制御部２０７は、現在の第１室内機の継続運転時間に、この単位時間あたりの消費電力の過去の実測値を乗算することにより、通常モードにおける消費電力の推測値を計算することができる。

通常モードにおける消費電力の推測値を計算する場合、制御部２０７は、履歴データの中から通常モードで動作した日時を取得し、また、図５に例示する環境データの中から、取得した日時に対応する環境データを取得する。制御部２０７は、通常モードで動作した日時であって、現在日時における環境データと合致する環境データに対応する日時における消費電力の過去の実測値を、図４に例示する消費電力データから取得する。例えば、制御部２０７は、現在の天候が晴れであり外気の気温が３０度であるならば、天候が晴れであり外気の気温が３０度であって且つ通常モードで動作したときの過去の消費電力データを取得する。制御部２０７は、この取得した消費電力量を、現在通常モードで動作したと仮定したときにおける消費電力量と推測する。

省エネルギーモードにおける消費電力の推測値を計算する場合、制御部２０７は、履歴データの中から省エネルギーモードで動作した日時を取得し、また、図５に例示する環境データの中から、取得した日時に対応する環境データを取得する。制御部２０７は、省エネルギーモードで動作した日時であって、現在日時における環境データと合致する環境データに対応する日時における消費電力の過去の実測値を、図４に例示する消費電力データから取得する。例えば、制御部２０７は、現在の天候が晴れであり外気の気温が３０度であるならば、天候が晴れであり外気の気温が３０度であって且つ省エネルギーモードで動作したときの過去の消費電力データを取得する。制御部２０７は、この取得した消費電力量を、現在省エネルギーモードで動作したと仮定したときにおける消費電力量と推測する。

このように、過去の履歴の中から現在と条件が合致する日時における消費電力量に基づいて、消費電力量が推測される。

なお、該当する消費電力データが複数ある場合、制御部２０７は、現在日時に最も近い消費電力データに基づいて、消費電力量を推測する。

制御部２０７は、ステップＳ７０５で計算した消費電力の推測値を、電気機器（本実施形態では室内機４）が動作した時刻を示す情報と対応付けて、推測データとして記憶部２０６に記憶する（ステップＳ７０６）。

制御部２０７は、指標値を算出する時間周期（以下「効果算出周期」という。）ごとに、省エネルギーモードでの消費電力の実測値と、通常モードで動作した場合の消費電力の推測値と、の比率を計算する（ステップＳ７０７）。制御部２０７は、効果算出周期内の各サンプルについて、この比率を計算し、計算した比率の分布を取得する。

ここで、制御部２０７は、効果算出周期を、電力集計周期のｎ倍（ｎは１以上の整数）とする。例えば、効果算出周期を３０日、電力集計周期を１日とすると、３０個のサンプルについての比率が得られる。効果算出周期を電気集計周期の整数倍とすることにより、サンプル数を一定に保つことができ、診断結果の信頼性が増す。

制御部２０７は、計算した比率に基づいて、省エネルギーモードによる節電効果の大きさを示す指標値を計算する（ステップＳ７０８）。

すなわち、制御部２０７は、ステップＳ７０５で計算された消費電力の推測値に、ステップＳ７０７で求められた比率の平均値を乗算することにより、通常モードにおける消費電力の推測値を補正する。この補正された推測値が、最終的に出力される指標値となる。

制御部２０７は、比率の標準偏差σを計算し、計算した比率の平均値に、標準偏差σを整数倍した値を加算もしくは減算して求められる端点を利用して、消費電力の推測値を補正してもよい。

そして、制御部２０７は、省エネルギーモードによる節電効果の大きさを示す指標値を出力する（ステップＳ７０９）。例えば、制御部２０７は、比率の平均値を用いた消費電力の推測値と、標準偏差σを用いた消費電力の推測値のどちらか一方もしくは両方を、ディスプレイ２５１に表示する。

なお、制御部２０７は、［式１］によって表される、ｎ個のサンプルの統計的な誤差ＳＥを計算し、計算された誤差ＳＥを指標値のひとつとしてもよい。

ＳＥ＝ＳＱＲＴ（Ｎ−ｎ）／ＳＱＲＴ（Ｎ−１）＊σ／ＳＱＲＴ（ｎ）
・・・［式１］

演算子ＳＱＲＴは平方根を表す。σは標準偏差である。Ｎは全サンプル数である。

制御部２０７は、空調システム１００が、建物のフロアごと等、複数の系統に分かれている場合には、系統のそれぞれについて、誤差ＳＥを計算する。

誤差ＳＥの計算式は上記［式１］に限られない。Ｎが十分に大きい場合には、簡略化した［式２］を用いることもできる。

ＳＥ＝ σ／ＳＱＲＴ（ｎ）・・・［式２］

図１０に、診断結果の表示例を示す。制御部２０７は、省エネルギーモードにおける消費電力の実測値と、仮に通常モードで動作した場合に見込まれる消費電力の推測値と、推測値の誤差ＳＥと、を含むメッセージボックス１０００を表示する。

制御部２０７は、省エネルギーモードによる節電効果を表示させる旨のユーザからの指示に応じてメッセージボックス１０００を表示してもよいし、例えば１時間ごとといったように、定期的に、最新の実測値と推測値を含むメッセージボックス１０００を表示してもよい。

本実施形態によれば、診断装置１は、消費電力量の実測値と推測値とを比較する際に、複数のサンプルについて、上記のように計算された比率の分布を利用することで、気象条件や利用条件等によるばらつきを最小限に抑えつつ、より信頼性の高い節電効果の大きさを計算することができる。また、消費電力量だけでなく誤差の範囲を提示することで、計算された値があくまで理論値であって、寸分違わず確定的な数値というわけではないことをユーザに伝達することができる。

同一の動作モードにおける推測値と実測値との差の大きさは、気象条件のほか、機器によっても異なると考えられる。例えば、室内の熱負荷が偏っている場合に、精度良く推測値が得られる機器と、誤差が大きくなる機器とが存在する可能性がある。系統ごと等に、ある程度グループ分けし、グループ単位で実測値と推測値とを計算して比較することにより、一部の機器についての消費電力量の誤差に引きずられることなく、全体の消費電力量の推測の精度を高めることができる。

特に同一の動作モードにおいて推測値と実測値との差が大きくなる系統については、制御部２０７は、ショートサイクル、施工ミス、故障等が発生している可能性があるため点検を行うことを推奨する旨をユーザに報知してもよい。これにより、非効率な状態で、あるいは故障等の原因が潜んでいる状態で、空調システム１００が長期間利用されることを防ぐことができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。また、上述した実施形態の各構成要素を自由に組み合わせることも可能である。

上記実施形態では、診断装置１は、部屋の中の空調を制御する空調システム１００における省エネルギーモードの効果を診断しているが、空調システム１００の代わりに、照明システム、換気システム、給湯システム等、他のシステムにおける省エネルギーモードによる節電効果を診断してもよい。

上記実施形態では、診断装置１は、電気機器が省エネルギーモードにて動作中であるときに、仮に通常モードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量を推測した。しかし、診断装置１は、電気機器が通常モードにて動作中であるときに、仮に省エネルギーモードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量を推測してもよい。

診断装置１は、電気機器が現在動作しているか否かにかかわらず、節電効果を診断してもよい。診断装置１は、電気機器が停止しているときに、仮に通常モードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量と、仮に省エネルギーモードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量との両方を推測し、推測結果を出力してもよい。

診断装置１は、過去の動作履歴から、過去に遡って節電効果を診断してもよい。すなわち、診断装置１は、ユーザから過去の日時の入力を受け付け、受け付けた入力が示す日時における動作モードを動作履歴に基づいて判別し、判別した動作モードが省エネルギーモードであれば、仮に通常モードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量を推測し、判別した動作モードが通常モードであれば、仮に省エネルギーモードにて動作していれば消費したと推測される消費電力量を推測してもよい。

上記の診断装置１の全部又は一部としてコンピュータを動作させるためのプログラムを、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ（Magneto Optical disk）などのコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、これを別のコンピュータにインストールし、上述の手段として動作させ、あるいは、上述の工程を実行させてもよい。

更に、インターネット上のサーバ装置が有するディスク装置等にプログラムを格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等するものとしてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

以上のように、上記各実施形態によれば、節電効果の計算への信頼性を高めることができる。

１診断装置、２通信ネットワーク、３室外機、４室内機、５リモートコントローラ、６電力計測装置、１００空調システム、２０１通信部、２０２画像処理部、２０３音声処理部、２０４Ｉ／Ｏ部、２０５入力部、２０６記憶部、２０７制御部、２５１ディスプレイ、２５２スピーカ、３０１消費電力データ取得部、３０２消費電力データ記憶部、３０３環境データ取得部、３０４環境データ記憶部、３０５推測部、３０６推測データ記憶部、３０７比率計算部、３０８効果計算部、３０９出力部、１０００メッセージボックス

Claims

消費電力が異なる複数の動作モードを有する電気機器が、前記複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードで動作しているときの消費電力の実測値を取得する消費電力データ取得部と、
前記電気機器が設置された場所の環境を示す環境データを取得する環境データ取得部と、
前記取得された環境データに基づいて、前記環境データが取得されたときの前記電気機器の動作モードと異なる他の動作モードで前記電気機器が動作する場合における消費電力の推測値を計算する推測部と、
前記取得された消費電力の実測値と前記計算された消費電力の推測値との比率を計算する比率計算部と、
前記計算された比率に基づいて、前記電気機器が他の動作モードで動作することによる節電効果を計算する効果計算部と、を備え、
前記比率計算部は、前記消費電力の実測値と前記推測値の両方が取得された期間が予め決められた長さ以上であれば、前記期間を複数の区間に分割し、前記区間のそれぞれについて前記比率を計算する、
診断装置。
前記電気機器による消費電力の前記動作モードごとの標準値を予め記憶する記憶部を更に備え、
前記推測部は、前記複数の動作モードのうちの一の動作モードにて前記電気機器が動作しているときに、前記複数の動作モードのうちの他の一の動作モードにて前記電気機器が動作したときに対応する消費電力の標準値に基づいて、前記消費電力の推測値を計算する、
請求項１に記載の診断装置。
前記電気機器の過去の動作履歴を記憶する記憶部を更に備え、
前記推測部は、前記複数の動作モードのうちの一の動作モードにて前記電気機器が動作しているときに、前記複数の動作モードのうちの他の一の動作モードにて前記電気機器が動作したときの動作履歴を前記記憶部から取得し、前記取得した動作履歴に基づいて、前記消費電力の推測値を計算する、
請求項１に記載の診断装置。
ユーザから日時の入力を受け付ける入力受付部を更に備え、
前記推測部は、前記動作履歴に基づいて、前記受け付けた入力が示す日時における動作モードを判別し、前記判別した動作モードと異なる他の動作モードにて前記電気機器が動作した場合の消費電力の推測値を計算する、
請求項３に記載の診断装置。
前記推測部は、前記電気機器が第１モードにて動作しているときには、前記第１モードより消費電力量が少ない第２モードにて動作することにより節約されると見込まれる消費電力の推測値を計算し、前記電気機器が前記第２モードにて動作しているときには、前記第１モードにて動作することによって前記第２モードより多く消費されると見込まれる消費電力の推測値を計算する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の診断装置。
消費電力データ取得部が、消費電力が異なる複数の動作モードを有する電気機器が、前記複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードで動作しているときの消費電力の実測値を取得する消費電力データ取得ステップと、
環境データ取得部が、前記電気機器が設置された場所の環境を示す環境データを取得する環境データ取得ステップと、
推測部が、前記取得された環境データに基づいて、前記環境データが取得されたときの前記電気機器の動作モードと異なる他の動作モードで前記電気機器が動作する場合における消費電力の推測値を計算する推測ステップと、
比率計算部が、前記取得された消費電力の実測値と前記計算された消費電力の推測値との比率を計算する比率計算ステップと、
効果計算部が、前記計算された比率に基づいて、前記電気機器が他の動作モードで動作することによる節電効果を計算する効果計算ステップと、を備え、
前記比率計算部は、前記消費電力の実測値と前記推測値の両方が取得された期間が予め決められた長さ以上であれば、前記期間を複数の区間に分割し、前記区間のそれぞれについて前記比率を計算する、
診断方法。
コンピュータを、
消費電力が異なる複数の動作モードを有する電気機器が、前記複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードで動作しているときの消費電力の実測値を取得する消費電力データ取得部、
前記電気機器が設置された場所の環境を示す環境データを取得する環境データ取得部、
前記取得された環境データに基づいて、前記環境データが取得されたときの前記電気機器の動作モードと異なる他の動作モードで前記電気機器が動作する場合における消費電力の推測値を計算する推測部、
前記取得された消費電力の実測値と前記計算された消費電力の推測値との比率を計算する比率計算部、
前記計算された比率に基づいて、前記電気機器が他の動作モードで動作することによる節電効果を計算する効果計算部、として機能させ、
前記比率計算部は、前記消費電力の実測値と前記推測値の両方が取得された期間が予め決められた長さ以上であれば、前記期間を複数の区間に分割し、前記区間のそれぞれについて前記比率を計算する、
プログラム。