JPWO2015151363A1 - Air conditioning system and control method for air conditioning equipment - Google Patents
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Abstract
空調システム100は、空調機2と、換気装置3と、を有する空調設備と、空調設備の動作を制御する空調設備制御システム1と、を備え、空調設備制御システム1は、CO2濃度が計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、複数のスケジュール候補の中から、室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、換気装置3の換気動作のスケジュールとして採用するものである。The air conditioning system 100 includes an air conditioning facility having an air conditioner 2 and a ventilating device 3, and an air conditioning facility control system 1 that controls the operation of the air conditioning facility. A plurality of schedule candidates that are maintained so as not to exceed the reference value for at least a part of the period are generated, and the room temperature is maintained within the reference temperature range from the plurality of schedule candidates. A schedule candidate with a relatively small power consumption or electricity rate of the air conditioning equipment at that time is adopted as a schedule for the ventilation operation of the ventilation device 3.
Description
本発明は、空調システムと、空調設備の制御方法と、に関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system and a method for controlling an air conditioning facility.
従来の空調システムとして、空調機と、換気装置と、を有する空調設備と、空調設備の動作を制御する空調設備制御システムと、を備えたものがある。そのような空調システムでは、例えば、室内のCO2濃度が計測され、その計測値が基準値以下になるように、外気が室内に供給される(例えば、特許文献1を参照。)。また、そのような空調システムでは、例えば、外気温と室内の温度とが計測され、それらの計測値と空調機の設定温度とに応じて、外気が室内に供給される(例えば、特許文献2を参照。)。また、そのような空調システムでは、例えば、室内の温度と快適温度域の中間温度とを比較した結果に応じて、外気が室内に供給される(例えば、特許文献3を参照。)。また、そのような空調システムでは、例えば、外気温と室内の温度とを比較した結果に応じて、室内に供給される外気の量、つまり換気量が決定される(例えば、特許文献4を参照。)。As a conventional air conditioning system, there is one that includes an air conditioning facility having an air conditioner and a ventilation device, and an air conditioning facility control system that controls the operation of the air conditioning facility. In such an air conditioning system, for example, the indoor CO 2 concentration is measured, and outside air is supplied indoors so that the measured value is equal to or less than a reference value (see, for example, Patent Document 1). In such an air conditioning system, for example, the outside air temperature and the room temperature are measured, and the outside air is supplied to the room according to the measured values and the set temperature of the air conditioner (for example, Patent Document 2). See). In such an air conditioning system, for example, outside air is supplied into the room according to the result of comparing the room temperature and the intermediate temperature in the comfortable temperature range (see, for example, Patent Document 3). In such an air conditioning system, for example, the amount of outside air supplied to the room, that is, the ventilation amount is determined according to the result of comparing the outside air temperature and the room temperature (see, for example, Patent Document 4). .)
従来の空調システム(特許文献1〜特許文献4)では、空調設備の省エネ化を図りつつCO2濃度を基準値以下にすることと、空調設備の省エネ化を図るべく外気冷暖房を行うことと、の両立が困難である。つまり、空調設備の省エネ化を図りつつCO2濃度を基準値以下にするためには、換気が抑制される必要があり、一方、空調設備の省エネ化を図るべく外気冷暖房を行うためには、換気が促進される必要があるため、それらを両立することが困難である。そのため、空調設備全体としての省エネ性が不十分であるという問題点があった。In the conventional air conditioning system (
また、従来の空調システムでは、換気量が制御の時点で決定される、つまり、その時点における省エネ化が図られるものであるため、例えば1日間等の長い期間での省エネ性が不十分であるという問題点があった。 Further, in the conventional air conditioning system, the ventilation amount is determined at the time of control, that is, energy saving at that time is achieved, so that the energy saving performance in a long period such as one day is insufficient. There was a problem.
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、空調設備全体としての省エネ性が向上された空調システムを得るものである。また、例えば1日間等の長い期間での省エネ性が向上された空調システムを得るものである。また、そのような空調システムに用いられる空調設備の制御方法を得るものである。 The present invention has been made against the background of the above problems, and provides an air conditioning system with improved energy saving performance as an entire air conditioning facility. Further, an air conditioning system with improved energy saving performance over a long period such as one day is obtained. Moreover, the control method of the air conditioning equipment used for such an air conditioning system is obtained.
本発明に係る空調システムは、空調機と、換気装置と、を有する空調設備と、空調設備の動作を制御する空調設備制御システムと、を備え、空調設備制御システムは、計画対象期間における室内のCO2濃度を予測するCO2濃度予測部と、計画対象期間における空調機の負荷を予測する空調負荷予測部と、計画対象期間における換気装置の換気動作のスケジュールを生成する換気スケジューリング部と、計画対象期間に、スケジュールに基づいて換気装置の換気動作を制御する制御部と、を有し、換気スケジューリング部は、CO2濃度予測部で予測されるCO2濃度が計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、複数のスケジュール候補の中から、室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、スケジュールとして採用するものである。An air conditioning system according to the present invention includes an air conditioner having an air conditioner and a ventilator, and an air conditioner control system that controls the operation of the air conditioner. and the CO 2 concentration predicting section for predicting the CO 2 concentration, and the air conditioning load prediction unit for predicting a load of the air conditioner in the time horizon, and ventilation scheduling section that generates a schedule for ventilation operation of the ventilator in the time horizon, planning the period, and a control unit for controlling the ventilation operation of the ventilator based on the schedule, the ventilation scheduling unit, the CO 2 concentration expected in the CO 2 concentration prediction unit of the time horizon of at least a portion A plurality of schedule candidates that are maintained in a state not exceeding the reference value over a period of time are generated, and the room temperature is selected from the plurality of schedule candidates. A schedule candidate that uses a relatively small amount of power consumption or electricity charge of the air-conditioning equipment when is maintained within the reference temperature range is adopted as the schedule.
本発明に係る空調システムでは、換気スケジューリング部が、CO2濃度が計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、複数のスケジュール候補の中から、室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、換気装置の換気動作のスケジュールとして採用する。そのため、空調設備の省エネ化を図りつつCO2濃度を基準値以下にすることと、空調設備の省エネ化を図るべく外気冷暖房を行うことと、が両立されて、空調設備全体としての省エネ性が向上される。また、例えば1日間等の長い期間での省エネ性が向上される。In the air conditioning system according to the present invention, the ventilation scheduling unit generates a plurality of schedule candidates in which the CO 2 concentration is maintained in a state that does not exceed the reference value over at least a part of the planning target period, Among the schedule candidates, a schedule candidate having a relatively small power consumption or electricity rate of the air conditioning equipment when the room temperature is maintained within the reference temperature range is adopted as a schedule of the ventilation operation of the ventilator. Therefore, the method comprising the following reference value of CO 2 concentration while reducing the energy efficiency of the air conditioning equipment, and carrying out the outside air cooling and heating to achieve energy-saving air conditioning, is both energy saving of the whole air-conditioning equipment Be improved. In addition, energy saving performance for a long period such as one day is improved.
以下、本発明に係る空調システムについて、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係る空調システムは、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、各図において、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。Hereinafter, an air conditioning system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the structure, operation | movement, etc. which are demonstrated below are examples, and the air conditioning system which concerns on this invention is not limited to the case where it is such a structure, operation | movement, etc. In each drawing, illustration is simplified or omitted as appropriate. In addition, overlapping descriptions are simplified or omitted as appropriate.
実施の形態1.
以下に、実施の形態1に係る空調システムを説明する。
<全体構成>
まず、図1及び図2を用いて、空調システム100の全体構成を説明する。
図1及び図2は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの一例の、全体の構成図である。
The air conditioning system according to
<Overall configuration>
First, the whole structure of the
FIG.1 and FIG.2 is a whole block diagram of an example of the air conditioning system which concerns on
図1に示されるように、空調システム100は、空調設備制御システム1と、空調機2と、換気装置3と、を備える。空調設備制御システム1は、空調コントローラ1aと、ネットワーク1nと、を有する。空調コントローラ1aと、空調機2と、換気装置3と、は、ネットワーク1nを介して接続され、空調コントローラ1aは、空調機2と換気装置3とを制御する。図1では、空調コントローラ1aと、空調機2と、換気装置3と、が、それぞれ1台である場合を示しているが、各々が複数台であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
ネットワーク1nは、ケーブルの種類、プロトコル等に応じた、複数の種類のネットワークが混在した状態で、各機器を接続する。例えば、ネットワーク1nに、空調設備(空調機2、換気装置3)を計測制御するための専用ネットワーク、LAN、空調設備(空調機2、換気装置3)の各々で異なる個別専用線、等が混在していてもよい。
The
空調機2は、熱源機2aと、室内機2bと、を有する。熱源機2aは、冷媒、水等の熱媒体を冷却又は加熱する。室内機2bは、熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行って、室内の温度を調整する。空調機2の代表例は、ビル用マルチエアコンである。ビル用マルチエアコンでは、1台の熱源機2aに複数台の室内機2bが接続される。
The
換気装置3は、ファン3aと、熱交換ユニット3bと、を有する。換気装置3は、建物外の空気を室内に取り入れるとともに、室内の空気を建物外に排出する機能を有する。ファン3aは、そのための空気の流れを生成するための機器である。通常、建物外の空気を室内に取り入れるためのファンと、室内の空気を建物外に排出するファンと、が別個である。熱交換ユニット3bは、建物外から取り入れる空気と、室内から建物外に排出する空気と、の間で熱交換を行うための機器である。例えば、建物外の空気の温度及び室内の空気の温度等に応じて、熱交換ユニット3bを経由せずにバイパスすることが可能な構成であってもよい。なお、温度に限らず、湿度又はエンタルピー等に応じて、熱交換ユニット3bを経由せずにバイパスするように構成されてもよい。また、換気装置3は、熱交換ユニット3bを有しない構成であってもよい。
The
図2に示されるように、空調設備制御システム1は、ネットワーク1oを介して接続された、空調コントローラ1aと、空調制御用計算機1bと、を有していてもよい。また、空調コントローラ1aと、空調機2と換気装置3とのうちの一方又は両方と、が、機器接続用コントローラ1cを介して接続されていてもよい。ネットワーク1oは、例えば、LAN、電話回線等である。空調制御用計算機1bは、空調対象である建物の内部に設置されてもよく、また、敷地内又は遠隔地で複数の建物を管理する管理センター等に設置されてもよい。
As shown in FIG. 2, the air conditioning
<空調設備制御システム1の構成及び機能>
次に、図3を用いて、空調設備制御システム1の構成及び機能を説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの、空調設備制御システムの機能ブロック図である。<Configuration and function of air conditioning
Next, the configuration and function of the air conditioning
FIG. 3 is a functional block diagram of the air conditioning equipment control system of the air conditioning system according to
空調設備制御システム1は、条件設定部11と、最適換気スケジューリング部12と、入出力部13と、計測制御部14と、記憶部15と、を有する。空調システム100が、図1に示されるような構成である場合には、各部の機能が、空調コントローラ1aによって担われる。また、空調システム100が、図2に示されるような構成である場合には、各部の機能が、空調コントローラ1aと空調制御用計算機1bとによって担われる。
The air conditioning
条件設定部11は、最適な換気スケジュールを生成するための実行条件を設定する機能を有する。設定される具体的な実行条件は、例えば、最適な換気スケジュールを求める計画対象期間、CO2濃度の上限値、CO2濃度に上限値を設ける時間帯、室温を設定温度に制御する時間帯、外気冷暖房を行うか否かを判定するための基準温度、最適化の終了判定条件等である。空調設備制御システム1は、演算を行うためのプロセッサを有し、条件設定部11の機能は、そのプロセッサによって実現される。The
次に、図11を用いて、条件設定部11によって設定された実行条件について説明する。図11は、本発明の実施の形態1における条件設定部11の実行条件を示す模式図である。図11に示すように、換気スケジュールを求める計画対象期間は、例えば0時〜24時の24時間である。また、CO2濃度に上限値を設ける時間帯は、執務者が出社するより少し前の6時から、執務者が退社する22時までである。更に、室温を設定温度に制御する時間帯は、執務者が出社する7時から、執務者が退社する22時までである。なお、上記の実行条件は一例であり、実際の執務者の勤務状況に応じて、例えば、実行条件は、平日,土曜日,日曜日,祝日,週1回の定時退社日等を考慮して、設定されればよい。Next, the execution conditions set by the
CO2濃度の上限値は、例えば法令等によって定められる基準値である1000ppm等である。また、設定温度は、執務環境を快適に維持するために、ビル管理者又は執務者等が設定する温度である。夏期の設定温度は、例えば冷房運転時の27℃等であり、冬期の設定温度は、例えば暖房運転時の20℃等である。このように、設定温度は、対象のビル等の夫々において、空調の運用方針等に応じて設定される条件であり、本発明において、設定温度は、省エネを実現するために設定が変更されない。また、設定温度は、CO2濃度の変化とは独立するものであり、設定温度とCO2濃度との間に相関性はない。The upper limit value of the CO 2 concentration is, for example, 1000 ppm, which is a reference value determined by laws and regulations. The set temperature is a temperature set by a building manager or office worker to maintain a comfortable office environment. The set temperature in summer is, for example, 27 ° C. during cooling operation, and the set temperature in winter is, for example, 20 ° C. during heating operation. As described above, the set temperature is a condition that is set in accordance with an air conditioning operation policy or the like in each of the target buildings. In the present invention, the set temperature is not changed in order to realize energy saving. The setting temperature is for independent of the change in CO 2 concentration, is not correlation between the set temperature and the CO 2 concentration.
最適換気スケジューリング部12は、条件設定部11で設定された条件に従って、計画対象期間の評価関数値を削減するような換気スケジュールを生成する機能を有する。最適換気スケジューリング部12は、初期解生成部21と、隣接換気スケジュール生成部22と、CO2濃度予測部23と、空調負荷予測部24と、隣接換気スケジュール評価部25と、最適換気スケジュール候補更新部26と、終了判定部27と、を有する。空調設備制御システム1は、演算を行うためのプロセッサを有し、各部の機能は、そのプロセッサによって実現される。最適換気スケジューリング部12の各部の機能は、後に詳述される。初期解生成部21と、隣接換気スケジュール生成部22と、隣接換気スケジュール評価部25と、最適換気スケジュール候補更新部26と、は、それぞれ、本発明における「換気スケジュール生成部」の一部に相当する。The optimum
入出力部13は、管理者等のユーザによって行われた入力を受け入れて、記憶部15に情報を書き込み、記憶部15に保存されている情報を読み出して、ユーザに表示する機能を有する。入出力部13が記憶部15に書き込む情報は、例えば、空調システム100の管理情報、条件設定部11に出力される最適化の実行条件等である。入出力部13が記憶部15から読み出す情報は、例えば、入力結果、最適化された換気スケジュール、空調機2と換気装置3との運転状態等である。入出力部13は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチ等の入力部31と、ディスプレイ等の表示部32と、を有する。
The input / output unit 13 has a function of accepting an input made by a user such as an administrator, writing information in the
計測制御部14は、空調機2と換気装置3とから運転データを収集して、記憶部15に書き込む計測部41と、空調機2と換気装置3とのうちの一方又は両方への制御指令を記憶部15から読み出して、送信する制御部42と、を有する。空調システム100が、温度センサ、湿度センサ、CO2濃度センサ等の各種センサを有し、計測部41が、それらのセンサにおける計測データを収集して、記憶部15に書き込んでもよい。The
記憶部15は、条件設定部11と、最適換気スケジューリング部12と、入出力部13と、計測制御部14と、によって参照される情報を記憶する機能を有する。空調設備制御システム1は、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を有し、記憶部15の機能は、その記憶装置によって実現される。
The
<最適換気スケジューリング部12の各部の機能>
次に、図4を用いて、最適換気スケジューリング部12の各部の機能を説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの、最適換気スケジューリング部の機能ブロック図である。
まず、最適換気スケジューリング部12の各部の機能の概要を説明する。<Function of each part of optimal
Next, the function of each part of the optimal
FIG. 4 is a functional block diagram of the optimum ventilation scheduling unit of the air conditioning system according to
First, an outline of the function of each part of the optimum
初期解生成部21は、最適換気スケジュール候補の初期解を生成し、その初期解の評価関数値を計算する機能を有する。
The
隣接換気スケジュール生成部22は、最適換気スケジュール候補のスケジュールの一部を変更した隣接換気スケジュールを生成する機能を有する。
The adjacent ventilation
CO2濃度予測部23は、隣接換気スケジュールに従って換気を行った場合の、計画対象期間におけるCO2濃度の時間変化を予測する機能を有する。The CO 2
空調負荷予測部24は、隣接換気スケジュールに従って換気を行った場合の、計画対象期間における空調負荷の時間変化を予測する機能を有する。ここで、空調負荷とは、室内を、基準の温度、例えば冷房運転時の27℃等に維持するために、空調機2が処理する熱量のことをいう。なお、空調負荷には、換気によって発生する処理熱量も含まれる。
The air conditioning
隣接換気スケジュール評価部25は、CO2濃度予測部23で予測されたCO2濃度及び室内の温度が、条件設定部11で設定された制約条件を満たすか否かを判定するとともに、隣接換気スケジュールの評価関数値を計算する機能を有する。Adjacent ventilation
最適換気スケジュール候補更新部26は、最適換気スケジュール候補の評価関数値と、隣接換気スケジュールの評価関数値と、を比較して、最適換気スケジュール候補を隣接換気スケジュールに更新するか否かを判定し、その判定結果に応じて最適換気スケジュール候補を更新する機能を有する。
The optimal ventilation schedule
終了判定部27は、換気スケジュールの最適化を終了するか否かを判定する機能を有する。
The
次に、最適換気スケジューリング部12の各部の機能の詳細を説明する。
なお、以下では、最適換気スケジューリング部12で行われる換気スケジュールの最適化が、1日1回の頻度で、且つ、前日に実行され、計画対象期間が、翌日の24時間であり、時間刻みが、30分である場合を説明している。つまり、例えば、最適換気スケジューリング部12は、翌日の0:00〜0:30、0:30〜1:00、1:00〜1:30、・・・、23:30〜24:00における、換気装置3への制御指令、つまり、換気スケジュールを、毎日22:00に決定する。換気装置3が複数台存在するときは、最適換気スケジューリング部12は、各々に対する制御指令を決定する。空調システム100は、換気スケジュールの最適化が、1日1回の頻度で、且つ、前日に実行され、計画対象期間が、翌日の24時間であり、時間刻みが、30分である場合に限定されない。例えば、換気スケジュールの最適化が、1時間に1回の頻度で実行され、計画対象期間が、直後の2時間であり、時間刻みが15分であるように構成されてもよい。Next, the detail of the function of each part of the optimal
In the following, the optimization of the ventilation schedule performed by the optimal
また、以下では、換気装置3への制御指令が、4段階(強、中、弱、停止)の離散的な値である場合について説明している。換気装置3への制御指令は、4段階の離散的な値である場合に限定されず、換気装置3の種類に応じた4段階以外の離散的な値、例えば、10段階の離散的な値、又はONとOFFとの2段階の離散的な値等であってもよい。
Moreover, below, the case where the control instruction | command to the
(初期解生成部21)
初期解生成部21は、最適化の実行条件を記憶部15から読み出し、初期解を生成する演算をプロセッサで実行し、生成した初期解を最適換気スケジュール候補として記憶部15に記憶させる。(Initial solution generator 21)
The initial
初期解の例として、入出力部13で管理者等のユーザが設定したデフォルトの換気スケジュール、前日に計算した結果の最適換気スケジュール、当日または過去に実際に用いられた換気スケジュール、過去1週間等の所定の期間または所定の期間のうちの平日に実際に用いられた換気スケジュールの平均、1週間前等の同一曜日を対象に計算した最適換気スケジュール、1週間前等の同一曜日に実際に用いられた換気スケジュール、計画対象期間は常時強とする換気スケジュール等が挙げられる。 Examples of the initial solution include a default ventilation schedule set by a user such as an administrator in the input / output unit 13, an optimal ventilation schedule calculated on the previous day, a ventilation schedule actually used on the current day or in the past, the past week, etc. The average of the ventilation schedule actually used on the weekday of the predetermined period of the specified period or the optimal ventilation schedule calculated for the same day of the week, etc. The ventilation schedule and the ventilation schedule that is always strong during the planning period are included.
(隣接換気スケジュール生成部22)
隣接換気スケジュール生成部22は、最適化の実行条件と、最適換気スケジュール候補と、を記憶部15から読み出し、最適換気スケジュール候補のスケジュールの一部を変更した隣接換気スケジュールを生成する演算をプロセッサで実行し、生成した隣接換気スケジュールを記憶部15に記憶させる。隣接換気スケジュール生成部22は、30分刻みの換気装置3の強・中・弱・停止を、翌日の24時間分だけ求める。(Adjacent ventilation schedule generator 22)
The adjacent ventilation
隣接換気スケジュールは、例えば、最適換気スケジュール候補における12:00〜12:30での制御指令が弱である場合に、これを中に変更したものである。この例では、隣接換気スケジュールは、1つの時間帯における制御指令を1段階だけ変更したものであるが、複数の時間帯における制御指令を変更したものであってもよく、また、例えば、2段階、3段階等だけ変更したものであってもよい。 For example, when the control command at 12:00:00 to 12:30 in the optimal ventilation schedule candidate is weak, the adjacent ventilation schedule is changed to the inside. In this example, the adjacent ventilation schedule is obtained by changing the control command in one time zone by only one step, but may be changed by changing the control command in a plurality of time zones. It may be changed only in three stages.
次に、図12を用いて、隣接換気スケジュールの生成について例示する。図12は、本発明の実施の形態1における隣接換気スケジュールを示すグラフである。図12において、最適換気スケジュール候補を破線で示し、隣接換気スケジュールを実線で示す。図12に示すように、(A),(B)の時間帯において、換気量が1段階増加されており、(C)の時間帯において、換気量が2段階減少されている。 Next, the generation of the adjacent ventilation schedule will be illustrated with reference to FIG. FIG. 12 is a graph showing the adjacent ventilation schedule in the first embodiment of the present invention. In FIG. 12, the optimal ventilation schedule candidate is indicated by a broken line, and the adjacent ventilation schedule is indicated by a solid line. As shown in FIG. 12, the ventilation volume is increased by one stage in the time zones (A) and (B), and the ventilation volume is decreased by two stages in the time zone (C).
以下に、具体的な隣接換気スケジュールの生成方法の一例を説明する。なお、空調負荷の符号については、空調負荷がプラス値であるとき、空調機2が冷房を行い、空調負荷がマイナス値であるとき、空調機2が暖房を行う。これにより、室内の温度が、設定温度に保たれる。
まず、冷房時の隣接換気スケジュールの生成方法のルールについて説明する。
隣接換気スケジュール生成部22は、翌日の外気温を記憶部15から取得し、外気温が室温の設定温度と比較して高くなる時間帯では、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する。Below, an example of the production | generation method of a specific adjacent ventilation schedule is demonstrated. As for the sign of the air conditioning load, the
First, rules for a method for generating an adjacent ventilation schedule during cooling will be described.
The adjacent ventilation
一方、外気温が室温の設定温度と比較して低くなる時間帯では、外気冷房が可能である。そのため、現在の最適換気スケジュール候補におけるその時間帯において、空調負荷がプラス値である場合、つまり、空調機2が冷房している場合には、隣接換気スケジュール生成部22は、換気量を増加させる隣接換気スケジュールを生成する。逆に、現在の最適換気スケジュール候補におけるその時間帯の空調負荷が、マイナス値である場合、つまり、計算上、空調機2が暖房している場合には、隣接換気スケジュール生成部22は、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する。このように、隣接換気スケジュール生成部22が、空調負荷が加味された隣接換気スケジュールを生成するため、換気スケジュールが、過剰な換気を抑制しつつ適切な外気冷房を行うことができる換気スケジュールに、最適化されることとなる。
On the other hand, outside air cooling is possible in the time zone when the outside air temperature is lower than the set temperature of the room temperature. Therefore, when the air conditioning load is a positive value in the time zone of the current optimal ventilation schedule candidate, that is, when the
次に、暖房時の隣接換気スケジュールの生成方法のルールについて説明する。
隣接換気スケジュール生成部22は、翌日の外気温を記憶部15から取得し、外気温が室温の設定温度と比較して低くなる時間帯では、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する。Next, the rule of the generation method of the adjacent ventilation schedule at the time of heating is demonstrated.
The adjacent ventilation
一方、外気温が室温の設定温度と比較して高くなる時間帯では、外気暖房が可能である。そのため、現在の最適換気スケジュール候補におけるその時間帯において、空調負荷がマイナス値である場合、つまり、空調機2が暖房している場合には、隣接換気スケジュール生成部22は、換気量を増加させる隣接換気スケジュールを生成する。逆に、現在の最適換気スケジュール候補におけるその時間帯の空調負荷が、プラス値である場合、つまり、計算上、空調機2が冷房している場合には、隣接換気スケジュール生成部22は、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する。このように、隣接換気スケジュール生成部22が、空調負荷が加味された隣接換気スケジュールを生成するため、換気スケジュールが、過剰な換気を抑制しつつ適切な外気暖房を行うことができる換気スケジュールに、最適化されることとなる。
On the other hand, in the time zone when the outside air temperature is higher than the set temperature of the room temperature, the outside air heating is possible. Therefore, when the air conditioning load is a negative value in the current optimum ventilation schedule candidate, that is, when the
そして、冷房時及び暖房時の両方において、条件設定部11で設定された、CO2濃度に上限値を設ける時間帯以外では、CO2濃度が上限値を超える状態又は上限値に近い状態であるにも関わらず、隣接換気スケジュール生成部22が、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成するとよい。例えば、在室者がいない深夜等が、そのような時間帯に該当する。Then, in both the cooling operation and the heating was set by the
また、隣接換気スケジュール生成部22が、条件設定部11で設定された空調時間帯のみ、上述のルールに基づいて隣接換気スケジュールを生成するとよい。更に、隣接換気スケジュール生成部22が、条件設定部11で設定された空調時間帯のうちの一部の時間帯においてのみ、上述のルールに基づいて隣接換気スケジュールを生成するとよい。その一部の時間帯は、空調負荷又はCO2濃度に基づいて選択されるとよい。例えば、換気量を増加させる隣接換気スケジュールを生成する場合には、空調負荷が大きい時間帯が選択されるとよく、また、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する場合には、空調負荷が小さい時間帯が選択されるとよい。また、換気量を増加させる隣接換気スケジュールを生成する場合には、CO2濃度が、条件設定部11で設定された上限値を超える状態又は上限値に近い状態になる時間帯が選択されるとよく、また、換気量を減少させる隣接換気スケジュールを生成する場合には、CO2濃度が、条件設定部11で設定された上限値に遠い状態になる時間帯が選択されるとよい。それらの時間帯が、確率的な方法等によって選択されてもよい。Moreover, it is good for the adjacent ventilation schedule production |
なお、以上は、優先的に実施される隣接換気スケジュールの生成方法を説明したものであり、隣接換気スケジュール生成部22は、上述の生成方法以外の生成方法によって、隣接換気スケジュールを生成してもよい。例えば、隣接換気スケジュール生成部22が、確率的に、上述の生成方法とは逆方向に換気量が変化するような生成方法によって、隣接換気スケジュールを生成してもよい。そのような場合には、最適化における局所解への落ち込みが抑制される。また、換気量の増減に対する、空調機2の消費電力の増減と換気装置3の消費電力の増減の関係を用いて、空調機2と換気装置3の合計の消費電力量がより減少する方向に換気量を増減させるような変更を優先してもよい。
In addition, the above demonstrated the production | generation method of the adjacent ventilation schedule implemented preferentially, and the adjacent ventilation schedule production |
また、隣接換気スケジュール生成部22が、複数の生成方法の組み合わせによって、隣接換気スケジュールを生成してもよい。隣接換気スケジュール生成部22が、複数の生成方法を、確率的な手法によって組み合わせてもよく、また、重み付け等によって優先順位を付けて組み合わせてもよい。また、最適化の探索過程を記憶しておき、様々な組み合わせをその順番で実行してもよく、また、過去の探索で有効であった組み合わせ方を優先的に実行してもよく、また、前日までの最適化の探索過程を学習し、更に効果的な生成方法又は組み合わせを導出してもよい。
Moreover, the adjacent ventilation schedule production |
また、以上では、外気冷暖房の基準として、外気温を設定温度と比較する場合を説明したが、外気温の予測が外れたときの無駄な外気導入を最小限に抑えるために、外気温を設定温度と異なる温度に設定された外気冷暖房判定温度と比較してもよい。例えば、外気冷暖房判定温度は、外気冷房では、設定温度と比較して1℃だけ低い温度と設定され、外気暖房では、設定温度と比較して1℃だけ高い温度と設定される。設定温度との差が、0.5℃、2℃等であってもよい。 In the above, the case where the outside air temperature is compared with the set temperature has been explained as a standard for outside air cooling and heating. However, in order to minimize the introduction of useless outside air when the outside air temperature is not predicted, the outside air temperature is set. You may compare with the external air-conditioning determination temperature set to the temperature different from temperature. For example, the outside air cooling / heating determination temperature is set to a temperature lower by 1 ° C. than the set temperature in the outside air cooling, and is set to a temperature higher by 1 ° C. than the set temperature in the outside air heating. The difference from the set temperature may be 0.5 ° C., 2 ° C. or the like.
また、翌日の外気温は、インターネットの天気予報から取得されてもよく、また、別途建物に設置された外気温センサでの前日の計測値と同一の温度として取得されてもよく、また、別途建物に設置された外気温センサでの過去1週間分の計測値の1時間毎の平均温度として取得されてもよく、また、対象建物が設置された地域における、過去何年かの実測データの平均として取得されてもよい。翌日の外気温の取得方法はこれらに限定しなくてもよい。 The outside temperature of the next day may be acquired from the weather forecast on the Internet, or may be acquired as the same temperature as the previous day's measured value by an outside temperature sensor installed in a separate building. It may be acquired as the average temperature for every hour of the measured values for the past week with the outside air temperature sensor installed in the building, and the actual measurement data of the past years in the area where the target building is installed It may be obtained as an average. The acquisition method of the outside temperature on the next day may not be limited to these.
(CO2濃度予測部23)
CO2濃度予測部23は、最適化の実行条件と、隣接換気スケジュール生成部22で生成された隣接換気スケジュールと、を記憶部15から読み出し、その隣接換気スケジュールを実行したときの、計画対象期間における室内のCO2濃度の時間変化を予測する演算をプロセッサで実行し、予測したCO2濃度の時間変化を記憶部15に記憶させる。(CO 2 concentration prediction unit 23)
The CO 2
以下に、具体的なCO2濃度の予測方法の一例を説明する。
CO2濃度予測部23は、換気量と、外気のCO2濃度と、人体からのCO2発生量と、を入力とし、室内のCO2濃度を出力とする、CO2濃度予測モデルを用いて、隣接換気スケジュールに対する、翌日の室内のCO2濃度の時間変化を予測する。CO2濃度予測モデルは、例えば、以下の式(1)で示される。Hereinafter, an example of a specific CO 2 concentration prediction method will be described.
The CO 2
なお、ρZは、室内のCO2濃度[ppm]である。CO2濃度予測部23は、ρZを算出する。Incidentally, [rho Z is a CO 2 concentration in the room [ppm]. CO 2
また、ρOは、外気のCO2濃度[ppm]である。ρOは、標準的な値、例えば350ppm等の固定値である。外気のCO2濃度がセンサによって計測され、ρOとして、過去の計測値に基づいて24時間の時間変化をパターン化したもの等が設定されてもよい。Further, ρ O is the CO 2 concentration [ppm] of the outside air. ρ O is a standard value, for example, a fixed value such as 350 ppm. The CO 2 concentration of the outside air is measured by a sensor, and ρ O may be set as a pattern of a 24-hour time change based on past measurement values.
また、mOCCは、人体からのCO2発生量[m3/h]である。mOCCは、入出力部13で管理者等のユーザが設定した値、入退室管理データの学習、統計処理等によって取得された値等である。例えば、mOCCは、平均的な1時間毎の在室人数に、1人あたりのCO2発生量を乗算した値として、推定される。1人あたりのCO2発生量は、文献等に基づいて設定されるとよい。mOCCは、過去の室内のCO2濃度の計測値、換気量等から学習によって取得されてもよい。 M OCC is the amount of CO 2 generated from the human body [m 3 / h]. The m OCC is a value set by a user such as an administrator in the input / output unit 13, a value acquired by learning of entry / exit management data, statistical processing, or the like. For example, m OCC is estimated as a value obtained by multiplying the average number of people in the room every hour by the amount of CO 2 generated per person. The amount of CO 2 generated per person may be set based on literature or the like. The m OCC may be acquired by learning from a past measured value of the CO 2 concentration in the room, a ventilation amount, and the like.
また、Qventは、換気量[m3/h]である。Qventは、隣接換気スケジュールから定まる、各時刻の換気量である。Further, Q vent is a ventilation amount [m 3 / h]. Q vent is a ventilation amount at each time determined from the adjacent ventilation schedule.
また、Qdraftは、隙間風量[m3/h]である。Qdraftは、設計データ、文献等に基づいて設定される値である。Qdraftは、過去の室内のCO2濃度の計測値、換気量等から学習によって取得されてもよい。Further, Q draft is the clearance air volume [m 3 / h]. Q draft is a value set based on design data, literature, and the like. Q draft may be acquired by learning from a past measured value of the CO 2 concentration in the room, a ventilation amount, and the like.
また、VZは、室容積[m3]である。VZは、設計データ、文献等に基づいて設定される値である。VZは、過去の室内のCO2濃度の計測値、換気量等から学習によって取得されてもよい。上記において、微分方程式によって定式化されたCO2濃度の予測方法を例示したが、CO2濃度の予測方法は、これに限定されない。例えば、CO2濃度に影響を及ぼす因子のうち少なくとも一つを含む加減算等によって定式化されたものを用いてもよく、この場合、式を簡素化することができる。V Z is the chamber volume [m 3 ]. VZ is a value set based on design data, literature, and the like. V Z is the measured value of the CO 2 concentration in the past room, it may be obtained by learning from ventilation or the like. In the above, the CO 2 concentration prediction method formulated by the differential equation is exemplified, but the CO 2 concentration prediction method is not limited to this. For example, a formula formulated by addition / subtraction including at least one of factors affecting the CO 2 concentration may be used, and in this case, the formula can be simplified.
(空調負荷予測部24)
空調負荷予測部24は、最適化の実行条件と、隣接換気スケジュール生成部22で生成された隣接換気スケジュールと、を記憶部15から読み出し、その隣接換気スケジュールを実行したときの、計画対象期間における空調機2が処理する熱量の時間変化を予測する演算をプロセッサで実行し、予測した熱量を空調負荷として記憶部15に記憶させる。空調負荷は、前述の如く、室内を、基準の温度、例えば冷房運転時の27℃等に維持するために、空調機2が処理する熱量であり、換気によって発生する処理熱量も含まれる。この場合、設定温度±0.5℃等のように温度範囲を設けて、基準温度(設定温度維持),上限温度,下限温度等、複数の空調負荷を予測するように構成してもよい。(Air conditioning load prediction unit 24)
The air conditioning
以下に、具体的な空調負荷の予測方法の一例を説明する。
空調負荷予測部24は、例えば、外気温、日射量、内部発熱、空調機処理熱量、室温、換気量等の時間変化の関係式である熱輸送方程式に基づいてモデル化された、建物の熱特性のモデルである建物熱特性モデルを用いて、室内を基準の温度に維持するために必要な空調機2の処理熱量の時間変化、つまり、空調負荷の時間変化を予測する。建物熱特性モデルは、例えば、翌日における、外気温、日射量、内部発熱、設定温度、換気量(隣接換気スケジュール)等を入力とし、空調機2の処理熱量、つまり、空調負荷を出力とするモデルである。建物熱特性モデルに含まれる建物の熱抵抗、熱容量等の値は、設計データを基に設定されてもよく、また、未知パラメータとして扱われ、空調機2の運転データ等から学習によって取得された値に設定されてもよい。Hereinafter, an example of a specific method for predicting the air conditioning load will be described.
The air conditioning
なお、空調負荷予測部24は、空調機2の運転データ、気象データ等から統計処理によってデータの入出力関係をモデル化する、ブラックボックスモデルを用いて、空調機2の処理熱量の時間変化、つまり、空調負荷の時間変化を予測してもよい。ブラックボックスモデルは、例えば、ニューラルネットワーク等である。
Note that the air conditioning
また、空調負荷予測部24は、過去の空調機2の運転データ等から1日の処理熱量をパターン化したものを用いて、空調機2の処理熱量の時間変化、つまり、空調負荷の時間変化を予測してもよい。
In addition, the air conditioning
例えば、通常、空調機2の処理熱量は、空調機2の運転データから直接取得することが可能であるか、又は、空調機2の運転データを用いて計算することが可能である。そこで、翌日の空調負荷は、前日の実績の空調負荷と同一であるとし、その空調負荷に、前日の換気に起因する空調負荷の増加分又は減少分を減算し、翌日の隣接換気スケジュールに起因する空調負荷の増加分又は減少分を加算したものを、空調機2の処理熱量の時間変化、つまり、空調負荷の時間変化として予測する。その際、換気装置3が熱交換ユニット3bを有する場合には、前日の換気に起因する空調負荷の増加分又は減少分、及び、翌日の隣接換気スケジュールに起因する空調負荷の増加分又は減少分に、熱交換ユニット3bにおける熱交換率を加味させるとよい。
For example, normally, the amount of heat processed by the
前日の実績の空調負荷に換えて、過去1週間の平日の実績の空調負荷の平均が用いられてもよく、また、1週間前の同じ曜日の実績の空調負荷が用いられてもよい。翌日の天気予報を取得して、過去の実績の空調負荷をその天気予報の情報を用いて補正したものが用いられてもよい。 Instead of the air conditioning load of the previous day's actual performance, the average of the past week's actual air conditioning load may be used, or the actual air conditioning load of the same day of the week before may be used. A weather forecast obtained for the next day may be acquired and the past air conditioning load corrected using the weather forecast information may be used.
また、空調機2の吹き出し口に設置された温度センサ、風量センサ等の計測値、冷媒配管に設置された温度センサ、流量センサ等の計測値等を用いて、空調機2の実績の処理熱負荷が計算され、その処理熱負荷が、空調機2の処理熱量の時間変化、つまり、空調負荷の時間変化の予測に用いられてもよい。なお、換気装置3の運転は、一般的に空調負荷に影響を及ぼすことが多い。このため、上記の各方法において、実績の換気装置3の運転データを利用する場合、空調負荷は、隣接換気スケジュールとの差異による影響を加味して計算されることが好ましい。
In addition, the actual processing heat of the
(隣接換気スケジュール評価部25)
隣接換気スケジュール評価部25は、最適化の実行条件と、CO2濃度予測部23で予測されたCO2濃度と、空調負荷予測部24で予測された空調負荷と、を記憶部15から読み出し、以下の式(2)に示される評価関数値Jの計算をプロセッサで実行し、その計算結果を記憶部15に記憶させる。なお、空調負荷予測部24での空調負荷を用いることによって、室内は基準の温度又は温度範囲に維持される。(Adjacent ventilation schedule evaluation unit 25)
Adjacent ventilation
空調機2において、空調負荷と消費電力との関係が定式化できる場合は、その関係を用いて求められた各時刻の電力を積算して1日分の電力量を算出し、その電力量を空調機2の消費電力量とする。空調機2において、空調負荷と消費電力との関係が定式化できない場合は、固定値である空調効率、外気温毎の空調効率等を用いて求められた各時刻の電力を積算して1日分の電力量を算出し、その電力量を空調機2の消費電力量とする。
In the
換気装置3において、ファン回転数、段階(強、中、弱)等と消費電力との関係が定式化できる場合は、その関係を用いて求められた各時刻の電力を積算して1日分の電力量を算出し、その電力量を換気装置3の消費電力量とする。換気装置3において、ファン回転数、段階(強、中、弱)等と消費電力との関係が定式化できない場合は、テーブル化された固定値である換気効率等を用いて求められた各時刻の電力を積算して1日分の電力量を算出し、その電力量を換気装置3の消費電力量とする。
In the
ペナルティ項は、CO2濃度に上限値が設けられた状態で、CO2濃度の予測値がその上限値を超える時間帯があることに対するペナルティ項であり、以下の式(3)に示される関係式で求められる。式(3)のようなペナルティ項が用いられることで、一時的にCO2濃度の予測値が上限値を超えてしまう場合を許容することが可能となって、最適化の探索の進行が滞ることが抑制される。CO2濃度の予測値を法令基準値等以下に維持する必要がある場合には、CO2濃度の上限値が、法令基準値等の真の上限値と比較して小さい値に設定されるとよい。Penalty term, with the upper limit value is provided to the CO 2 concentration, a penalty term for the predicted value of the CO 2 concentration is time zone exceeding the upper limit value, the relationship represented by the following formula (3) It is calculated by the formula. By using a penalty term such as equation (3), it is possible to temporarily allow the case where the predicted value of the CO 2 concentration exceeds the upper limit, and the progress of the search for optimization is delayed. It is suppressed. When it is necessary to maintain the predicted value of the CO 2 concentration below the legal standard value or the like, the upper limit value of the CO 2 concentration is set to a smaller value than the true upper limit value such as the legal standard value or the like. Good.
なお、隣接換気スケジュール評価部25が、以下の式(4)に示される評価関数値Jを計算してもよい。つまり、評価関数値Jにペナルティ項が加算されなくてもよく、そのような場合でも、換気スケジュールを最適化することが可能である。評価関数値Jにペナルティ項が加算される場合には、制約条件であるCO2濃度が加味された最適化が実現される。In addition, the adjacent ventilation
また、換気装置3の消費電力量が、空調機2の消費電力量と比較して極めて小さいことが明らかな場合等では、隣接換気スケジュール評価部25が、以下の式(5)又は式(6)に示される評価関数値Jを計算してもよい。つまり、評価関数値Jに換気装置3の消費電力量が加算されなくてもよく、そのような場合でも、換気スケジュールを最適化することが可能である。
Moreover, when it is clear that the power consumption of the
また、以上では、隣接換気スケジュール評価部25が、消費電力量を用いて評価関数値Jを計算しているが、そのような場合に限定されず、隣接換気スケジュール評価部25が、時間帯別の電気単価等が加味された電気料金を用いて評価関数値Jを計算してもよい。
Moreover, although the adjacent ventilation
(最適換気スケジュール候補更新部26)
最適換気スケジュール候補更新部26は、最適化の実行条件と、現在の最適換気スケジュール候補で求められた評価関数値J0と、隣接換気スケジュールで求められた評価関数値Jxと、を記憶部15から読み出し、評価関数値J0と評価関数値Jxとを比較して、最適換気スケジュール候補を隣接換気スケジュールに更新するか否かを判定し、その判定結果に応じて最適換気スケジュール候補を更新する演算をプロセッサで実行し、その演算結果を記憶部15に記憶させる。(Optimal ventilation schedule candidate update unit 26)
The optimal ventilation schedule
以下に、具体的な、最適換気スケジュール候補を更新するか否かの判定方法の一例を説明する。
Jx<J0である時、最適換気スケジュール候補更新部26は、最適換気スケジュール候補を更新する。つまり、最適換気スケジュール候補更新部26は、最適換気スケジュール候補を、隣接換気スケジュールに置き換える。Hereinafter, a specific example of a method for determining whether or not to update the optimal ventilation schedule candidate will be described.
When Jx <J0, the optimal ventilation schedule
一方、Jx≧J0である時、最適換気スケジュール候補更新部26は、最適換気スケジュール候補を常に更新しない、又は、最適換気スケジュール候補を更新するか否かを確率的な方法によって判定し、その判定結果に応じて更新する。
On the other hand, when Jx ≧ J0, the optimal ventilation schedule
例えば、Δxと定義される|Jx−J0|が、Δx≧Th(k)である時、最適換気スケジュール候補更新部26は、P1(k)の確率で、最適換気スケジュール候補を更新し、Δx<Th(k)である時、P2(k)の確率で、最適換気スケジュール候補を更新する。なお、kは、探索の回数であり、Th(k)は、k回目の探索における閾値であり、P1(k)及びP2(k)は、k回目の探索における確率である。Th(k)とP1(k)とP2(k)とのそれぞれが、最適化の探索過程で異なる値に変更されてもよい。
For example, when | Jx−J0 | defined as Δx is Δx ≧ Th (k), the optimal ventilation schedule
なお、更新するか否かの確率は、2段階である場合に限定されず、3段階以上の多段階であってもよい。例えば、3段階である場合には、Δxと定義される|Jx−J0|が、Δx≧Th1(k)である時、最適換気スケジュール候補更新部26は、P1(k)の確率で、最適換気スケジュール候補を更新し、Δx<Th1(k)で且つΔx≧Th2(k)である時、P2(k)の確率で、最適換気スケジュール候補を更新し、Δx<Th2(k)である時、P3(k)の確率で、最適換気スケジュール候補を更新する。なお、kは、探索の回数であり、Th1(k)及びTh2(k)は、k回目の探索における閾値であり、P1(k)、P2(k)及びP3(k)は、k回目の探索における確率である。Th1(k)とTh2(k)とP1(k)とP2(k)とP3(k)とのそれぞれが、最適化の探索過程で異なる値に変更されてもよい。
The probability of whether or not to update is not limited to the case of two stages, and may be a multistage of three or more stages. For example, in the case of three stages, when | Jx−J0 | defined as Δx is Δx ≧ Th1 (k), the optimal ventilation schedule
(終了判定部27)
終了判定部27は、最適化の実行条件を記憶部15から読み出し、最適化の探索を終了するか否かを判定する演算をプロセッサで実行する。(End determination unit 27)
The
以下に、具体的な、最適化の探索を終了するか否かの判定方法の一例を説明する。
終了判定部27は、最適化を開始してからの経過時間が所定の基準時間を経過したか否か、評価関数値Jが所定の目標値以下に達したか否か、評価関数値Jの減少率が所定の減少率以下に達した否か等を判定基準として、最適化の探索を終了するか否かを判定する。A specific example of a method for determining whether or not to end the search for optimization will be described below.
The
<変形例>
隣接換気スケジュール生成部22は、複数の隣接換気スケジュールを生成してもよい。そのような場合には、隣接換気スケジュール評価部25は、生成した複数の隣接換気スケジュールの全てを評価する。また、最適換気スケジュール候補更新部26は、複数の隣接換気スケジュールのうちのいずれか1つの隣接換気スケジュールと、現在の最適換気スケジュール候補とを比較して、上記処理を行う。複数の隣接換気スケジュールのうちのどの隣接換気スケジュールと、現在の最適換気スケジュール候補と、が比較されてもよいが、最も評価関数値Jが小さい隣接換気スケジュールと、現在の最適換気スケジュール候補と、が比較されることが好ましい。<Modification>
The adjacent ventilation
また、空調システム100は、換気装置3によって取り込まれる建物外の空気が、空調機2で、室内に戻される空気と混合されるものであってもよい。そのような場合等では、換気装置3への制御指令(強、中、弱、停止)が、取り込むことができる建物外の空気の量、実際に取り込まれる空気の温度、実際に取り込まれる空気の湿度等を加味して、決定されるとよい。
The
図5は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの変形例の、全体の構成図である。
図5に示されるように、換気装置3は、ファン3aと、熱交換ユニット3bと、熱源機3cと、熱交換器3dと、加湿器3eと、除湿器3fと、ヒータ3gと、のうちの少なくとも1つを構成要素とするものであってもよい。FIG. 5 is an overall configuration diagram of a modification of the air conditioning system according to
As shown in FIG. 5, the
熱源機3cと、熱交換器3dと、加湿器3eと、除湿器3fと、ヒータ3gと、は、建物外の空気を室内に取り入れる前に、その空気の温度、湿度等を調整するために用いられる。熱源機3cは、冷媒、水等の熱媒体を冷却または加熱するものである。熱交換器3dは、熱源機3cの熱媒体と、建物外から取り入れる空気と、の間で熱交換を行うものである。加湿器3eは、建物外の空気を室内に取り入れる前に、空気の湿度を上げるためのものである。除湿器3fは、建物外の空気を室内に取り入れる前に、空気の湿度を下げるためのものである。ヒータ3gは、建物外の空気を室内に取り入れる前に、空気の温度を上げるためのものである。
The
そのような場合には、空調負荷予測部24は、空調機2と換気装置3とで処理する熱負荷の合計を空調負荷として予測する。また、隣接換気スケジュール評価部25は、これらの構成要素の合計の消費電力量又は電気料金を、換気装置3の消費電力量又は電気料金として、評価関数値Jを計算する。
In such a case, the air conditioning
ここで、図8〜図10を用いて、換気スケジュールによる省エネについて説明する。図8Aは、本発明の実施の形態1における夏期の換気スケジュールを示すグラフである。図8Aにおいて、横軸は時刻、縦軸はCO2濃度,換気量である。図8Bは、本発明の実施の形態1における夏期の消費電力を示すグラフである。図8Bにおいて、横軸は時刻、縦軸は消費電力であり、この消費電力は、空調電力に換気電力を加算したものである。また、図8A,図8Bにおいて、最適換気スケジュールを実線で示し、一定換気(通常換気)を破線で示す。Here, the energy saving by a ventilation schedule is demonstrated using FIGS. 8-10. FIG. 8A is a graph showing a ventilation schedule in summer in
図8Aに示すように、夏期に冷房が行われている場合、日中は外気温が高いため、換気が抑制される。これにより、換気電力を削減するだけでなく、暑い外気の導入が減少されることによる空調電力の削減も実現される。なお、換気が抑制されると、CO2濃度が上昇するため、午前中に換気が実行される。これにより、CO2濃度が予め下げられる。本発明においては、図8Aに示すように、各時刻の換気量の調整によるCO2濃度の時間変化を予測して、CO2濃度が上限値1000ppm未満に抑えられる。また、図8Bに示すように、午前中の換気促進により、空調電力及び換気電力の加算値は若干増加するものの、日中の換気抑制により、空調電力及び換気電力の加算値は大幅に削減される。このため、1日における消費電力は削減され、最適な換気の時間シフトを実現することができる。As shown in FIG. 8A, when cooling is performed in the summer, the outside air temperature is high during the daytime, so that ventilation is suppressed. This not only reduces ventilation power, but also reduces air conditioning power by reducing the introduction of hot outside air. In addition, when the ventilation is suppressed, the CO 2 concentration increases, so ventilation is executed in the morning. Thereby, the CO 2 concentration is lowered in advance. In the present invention, as shown in Figure 8A, by predicting a time change of CO 2 concentration by adjusting the amount of ventilation each time, the CO 2 concentration is kept to less than the upper limit value 1000 ppm. In addition, as shown in FIG. 8B, the added value of the air conditioning power and the ventilation power slightly increases due to the promotion of ventilation in the morning, but the added value of the air conditioning power and the ventilation power is greatly reduced by suppressing the ventilation during the day. The For this reason, the power consumption in 1 day is reduced and the optimal time shift of ventilation is realizable.
図9Aは、本発明の実施の形態1における中間期の換気スケジュールを示すグラフである。図9Aにおいて、横軸は時刻、縦軸はCO2濃度,換気量である。図9Bは、本発明の実施の形態1における中間期の消費電力を示すグラフである。図9Bにおいて、横軸は時刻、縦軸は消費電力であり、この消費電力は、空調電力に換気電力を加算したものである。また、図9A,図9Bにおいて、最適換気スケジュールを実線で示し、一定換気(通常換気)を破線で示す。図9Aに示すように、夏期と冬期との間である中間期の日中に外気冷房が行われている場合、外気温が設定温度よりも低ければ、換気が促進される。これにより、冷房の作用が換気で賄われる分だけ、空調電力を削減することができる。なお、内部発熱等による空調負荷の大小により、適正な外気冷房量が存在し、必ずしも換気量が最大になるまで換気が行われるものではない。例えば、午前中は、人体から発生する熱、機器から発生する熱、又は外部から侵入する熱等が小さく且つ外気温度が極めて低い場合には、換気が若干抑制される。また、日中は、人体から発生する熱、機器から発生する熱、又は外部から侵入する熱等が大きくなった時点で、換気が促進される。FIG. 9A is a graph showing a ventilation schedule in an intermediate period in the first embodiment of the present invention. In FIG. 9A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents CO 2 concentration and ventilation volume. FIG. 9B is a graph showing the power consumption in the intermediate period in the first embodiment of the present invention. In FIG. 9B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents power consumption. This power consumption is obtained by adding ventilation power to air conditioning power. Moreover, in FIG. 9A and FIG. 9B, an optimal ventilation schedule is shown as a continuous line, and constant ventilation (normal ventilation) is shown with a broken line. As shown in FIG. 9A, in the case where the outside air cooling is performed during the intermediate period between summer and winter, ventilation is promoted if the outside air temperature is lower than the set temperature. As a result, the air-conditioning power can be reduced by the amount that the cooling action is covered by ventilation. It should be noted that due to the magnitude of the air conditioning load due to internal heat generation or the like, there is an appropriate outside air cooling amount, and ventilation is not necessarily performed until the ventilation amount becomes maximum. For example, in the morning, when the heat generated from the human body, the heat generated from the equipment, or the heat entering from the outside is small and the outside air temperature is extremely low, the ventilation is slightly suppressed. In addition, ventilation is promoted during the day when heat generated from the human body, heat generated from equipment, or heat entering from outside increases.
本発明においては、図9Aに示すように、各時刻の換気量の調整によるCO2濃度の時間変化を予測して、CO2濃度が上限値1000ppm未満に抑えられる。また、図9Bに示すように、午前中の換気抑制により、空調電力及び換気電力の加算値は若干減少し、日中の換気促進により、空調電力及び換気電力の加算値は大幅に削減される。このように、本発明は、一日全体を通して各時刻の最適な換気量を決定することができる。なお、午前中に換気が促進された方が省エネになる場合、それに基づいた換気スケジュールが採用される。In the present invention, as shown in FIG. 9A, by predicting a time change of CO 2 concentration by adjusting the amount of ventilation each time, the CO 2 concentration is kept to less than the upper limit value 1000 ppm. Moreover, as shown in FIG. 9B, the added value of the air conditioning power and the ventilation power is slightly reduced due to the suppression of ventilation in the morning, and the added value of the air conditioning power and the ventilation power is greatly reduced by promoting the ventilation during the day. . In this way, the present invention can determine the optimum ventilation volume at each time throughout the day. In addition, when ventilation is promoted in the morning to save energy, a ventilation schedule based on it is adopted.
図10Aは、本発明の実施の形態1における冬期の換気スケジュールを示すグラフである。図10Aにおいて、横軸は時刻、縦軸はCO2濃度,換気量である。図10Bは、本発明の実施の形態1における冬期の消費電力を示すグラフである。図10Bにおいて、横軸は時刻、縦軸は消費電力であり、この消費電力は、空調電力に換気電力を加算したものである。また、図10A,図10Bにおいて、最適換気スケジュールを実線で示し、一定換気(通常換気)を破線で示す。図10Aに示すように、冬期に暖房が行われている場合、終日外気温が低いため、換気が抑制される。これにより、換気電力が削減されるだけでなく、寒い外気の導入が減少されることによる空調電力の削減も実現される。なお、換気が抑制されると、CO2濃度が上昇するため、一日のうちのいずれかの時間帯において換気が実行される。これにより、CO2濃度が下げられる。図10Aにおいては、換気が夕方以降に実施される。FIG. 10A is a graph showing a ventilation schedule in winter in
本発明においては、図10Aに示すように、各時刻の換気量の調整によるCO2濃度の時間変化を予測して、CO2濃度が上限値1000ppm未満に抑えられる。また、図10Bに示すように、午前中の換気抑制により、空調電力及び換気電力の加算値は減少され、日中の換気抑制により、空調電力及び換気電力の加算値も減少される。なお、夕方の換気実行により、空調電力及び換気電力の加算値は若干増加する。このように、本発明は、換気の抑制及び促進によって空調電力及び換気電力の増減が計算され、最適な換気スケジュールが求められる。これにより、一日全体を通して各時刻の最適な換気量を決定することができる。なお、冬期に冷房が行われる建物においては、日中に換気が促進される換気スケジュールが採用される。いずれの時間帯において冷房又は暖房が運転されるかは、空調負荷予測部24によって決定される。なお、一日のうち、例えば午前中に暖房運転が行われ、午後に冷房運転が行われるようにしてもよい。In the present invention, as shown in FIG. 10A, by predicting a time change of CO 2 concentration by adjusting the amount of ventilation each time, the CO 2 concentration is kept to less than the upper limit value 1000 ppm. Further, as shown in FIG. 10B, the added value of the air conditioning power and the ventilation power is reduced by the morning ventilation suppression, and the added value of the air conditioning power and the ventilation power is also reduced by the daytime ventilation suppression. Note that the added value of the air conditioning power and the ventilation power slightly increases due to the execution of ventilation in the evening. As described above, according to the present invention, the increase and decrease of the air conditioning power and the ventilation power are calculated by suppressing and promoting the ventilation, and an optimal ventilation schedule is required. Thereby, the optimal ventilation volume of each time can be determined throughout the whole day. In buildings where cooling is performed in winter, a ventilation schedule is adopted in which ventilation is promoted during the day. The air conditioning
図8〜図10は、いずれも本発明の換気スケジュールの一例を簡易的に示したものであり、換気スケジュールは、これらに限定されない。例えば、図8,図9では、一定換気と最適換気スケジュールとは、夕方以降の換気量が同一であるが、相違してもよい。また、図8〜図10では、一定換気及び最適換気スケジュールは、午前中、日中及び夕方以降の換気量が一定であるが、実際には、例えば30分刻みで、強,中,弱,停止のいずれかが選択される。また、図8〜図10では、最適換気スケジュールは、一定換気と比較されているが、CO2濃度が計測されつつ換気量が逐次決定される制御もある。なお、このような制御は、本発明における最適換気スケジュールを求めるための解空間の一部であり、本発明における最適換気スケジュールは、このような制御よりも更に省エネが実現される。8 to 10 simply show an example of the ventilation schedule of the present invention, and the ventilation schedule is not limited to these examples. For example, in FIGS. 8 and 9, the constant ventilation and the optimal ventilation schedule have the same ventilation volume after the evening, but may be different. In FIGS. 8 to 10, the constant ventilation and the optimal ventilation schedule have constant ventilation amounts in the morning, daytime, and evening, but in practice, for example, every 30 minutes, strong, medium, weak, One of the stops is selected. In FIGS. 8 to 10, the optimal ventilation schedule is compared with constant ventilation, but there is also control in which the ventilation amount is sequentially determined while the CO 2 concentration is measured. Note that such control is a part of the solution space for obtaining the optimum ventilation schedule in the present invention, and the optimum ventilation schedule in the present invention realizes further energy saving than such control.
<空調システムの作用>
空調システム100では、隣接換気スケジュール評価部25によって、CO2濃度が計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、隣接換気スケジュール(つまり、スケジュール候補)が生成され、最適換気スケジュール候補更新部26によって、最適換気スケジュール候補と隣接換気スケジュールとのうちの(つまり、複数のスケジュール候補のうちの)、空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さい換気スケジュールが採用される。そのため、空調設備の省エネ化を図りつつCO2濃度を基準値以下にすることと、空調設備の省エネ化を図るべく外気冷暖房を行うことと、が両立されて、空調設備全体としての省エネ性が向上される。また、例えば1日間等の長い期間での省エネ性が向上される。<Operation of air conditioning system>
In the
実施の形態2.
以下に、実施の形態2に係る空調システムを説明する。
なお、以下では、実施の形態1に係る空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態2に係る空調システムでは、最適換気スケジューリング部12において、換気スケジュールの最適化を、連続最適化問題を利用して行う点で、実施の形態1に係る空調システムと異なる。
The air conditioning system according to
In addition, below, the description which overlaps with the air conditioning system which concerns on
The air conditioning system according to the second embodiment is different from the air conditioning system according to the first embodiment in that the optimum
つまり、実施の形態2に係る空調システムは、実施の形態1に係る空調システムのような、換気装置3への制御指令が4段階(強、中、弱、停止)の離散的な値であるものにおいて、最適換気スケジューリング部12が、換気装置3への制御指令が連続的な値であると仮定して、換気スケジュールの最適化を行うものである。空調負荷と消費電力との関係は、簡易的に2次式でモデル化する場合もあり、換気装置3への制御指令が連続的な値である場合には、そのようなモデルを用いることが可能となる。そのため、最適換気スケジューリング部12がそのような機能を有することで、最適換気スケジューリング部12で解かれる問題が二次計画問題として定式化されて、一般的な解法を用いることが可能となるため、最適化の演算を高速化することが可能となる。なお、制約条件として、CO2濃度の上限値、各機器の制約される動作等の情報が用いられるとよい。That is, in the air conditioning system according to the second embodiment, the control command to the
<最適換気スケジューリング部12の構成及び機能>
図6を用いて、最適換気スケジューリング部12の構成及び機能を説明する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る空調システムの、最適換気スケジューリング部の機能ブロック図である。<Configuration and function of optimal
The configuration and function of the optimal
FIG. 6 is a functional block diagram of the optimum ventilation scheduling unit of the air conditioning system according to
最適換気スケジューリング部12は、初期解生成部21に換えて、連続最適化部51と、連続最適換気スケジュール離散化部52と、を有する。
The optimal
(連続最適化部51)
連続最適化部51は、換気装置3への制御指令が連続的な値(例えば、定格比0〜100%の値)であるとして、換気スケジュールを生成し、その換気スケジュールを連続最適換気スケジュールとして、記憶部15に記憶させる機能を有する。(Continuous optimization unit 51)
The
(連続最適換気スケジュール離散化部52)
連続最適換気スケジュール離散化部52は、連続最適換気スケジュールを記憶部15から読み出し、その連続最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を4段階(強・中・弱・停止)に離散化した、換気スケジュールを生成し、その換気スケジュールを最適換気スケジュール候補の初期値として、記憶部15に記憶させる機能を有する。(Continuous optimal ventilation schedule discretization unit 52)
The continuous optimum ventilation
以下に、具体的な連続最適換気スケジュールの離散化の方法の一例を説明する。
例えば、換気装置3への制御指令が強である場合に定格比100%となり、換気装置3への制御指令が中である場合に定格比60%となり、換気装置3への制御指令が弱である場合に定格比40%となり、換気装置3への制御指令が停止である場合に定格比0%となる場合には、連続最適換気スケジュールのある時刻の出力が、定格比100%〜60%である場合に強とし、定格比60%〜40%である場合に中とし、定格比40%〜10%である場合に弱とし、定格比10%〜0%である場合に停止とする。なお、その他の離散化の方法が用いられてもよい。Hereinafter, an example of a method for discretizing a specific continuous optimum ventilation schedule will be described.
For example, when the control command to the
以降は、実施の形態1に係る空調システムと同様の手順によって、最適換気スケジュールを取得する。
Thereafter, the optimal ventilation schedule is acquired by the same procedure as that of the air conditioning system according to
<変形例>
換気装置3への制御指令が、4段階(強、中、弱、停止)以外の離散的な値、例えば、10段階の離散的な値であってもよい。段階の数が大きくなる程、効果が顕著となる。<Modification>
The control command to the
また、換気装置3が、連続的な値を制御指令として与えることができるものであってもよい。そのような場合では、連続最適化部51で生成された連続最適換気スケジュールが、最適換気スケジュール候補となる。
Moreover, the
また、換気装置3に与えることができる制御指令が、定格比0%〜100%の連続値ではなく、例えば、15%〜100%の連続値であってもよい。そのような場合には、隣接換気スケジュール生成部22が、換気装置3がON状態である場合とOFF状態である場合とで演算を異ならせつつ、隣接換気スケジュールを生成し、隣接換気スケジュール評価部25が、この隣接換気スケジュールに対する評価関数値Jを求めることによって、連続最適化問題が解かれるとよい。
Further, the control command that can be given to the
<空調システムの作用>
空調システム100では、最適換気スケジューリング部12が、換気装置3への制御指令が連続的な値であると仮定して、換気スケジュールの最適化を行う。そのため、最適解を得るまでに要する時間が短縮される。<Operation of air conditioning system>
In the
実施の形態3.
以下に、実施の形態3に係る空調システムを説明する。
なお、以下では、実施の形態1及び実施の形態2に係る空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態3に係る空調システムでは、空調設備制御システム1において、最適換気スケジュールを補正する点で、実施の形態1に係る空調システムと異なる。
The air conditioning system according to
In addition, below, the description which overlaps with the air conditioning system which concerns on
The air conditioning system according to
つまり、最適換気スケジューリング部12で生成された最適換気スケジュールは、前日に行われたCO2濃度等の予測に基づくものである。そのため、制御実行時、つまり、最適換気スケジューリング部12で生成された最適換気スケジュールを実際に運用して換気装置3を制御する時に、その予測が外れた分だけ最適換気スケジュールを補正することで、空調システム100の省エネ性が更に向上される。That is, the optimal ventilation schedule generated by the optimal
<空調設備制御システム1の構成及び機能>
次に、図7を用いて、空調設備制御システム1の構成及び機能を説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る空調システムの、空調設備制御システムの機能ブロック図である。<Configuration and function of air conditioning
Next, the configuration and function of the air conditioning
FIG. 7 is a functional block diagram of the air conditioning equipment control system of the air conditioning system according to
空調設備制御システム1は、条件設定部11と、最適換気スケジューリング部12と、入出力部13と、計測制御部14と、記憶部15と、に加えて、スケジュール補正部16を有する。また、計測部41は、CO2濃度実測部(図示せず)を有している。以下の説明において、予測CO2濃度とは、前日に最適換気スケジュールが立案されたときの1日のCO2濃度変化の予測結果をいう。また、実測CO2濃度とは、制御当日にCO2濃度実測部によって計測されたデータを記憶部15に記憶したものをいう。The air conditioning
(スケジュール補正部16)
スケジュール補正部16は、記憶部15から最適換気スケジュールを読み込み、その最適換気スケジュールを補正して、計測制御部14に出力する。(Schedule correction unit 16)
The
以下に、最適換気スケジュールの補正方法の一例を説明する。
ある時刻での、最適換気スケジュールにおける予測CO2濃度をXp、実測CO2濃度をXrとする。スケジュール補正部16は、予測誤差であるXr−Xpと、条件設定部11に設定された所定のCO2濃度許容誤差Rと、を比較して、その比較結果に応じて補正を行う。スケジュール補正部16は、その比較と補正とを、例えば、30分周期で行う。Below, an example of the correction | amendment method of an optimal ventilation schedule is demonstrated.
Assume that the predicted CO 2 concentration in the optimal ventilation schedule at a certain time is Xp, and the measured CO 2 concentration is Xr. The
|Xr−Xp|≦Rである時、つまり、予測誤差が小さい時は、スケジュール補正部16は、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を補正せずに、計測制御部14に出力する。
When | Xr−Xp | ≦ R, that is, when the prediction error is small, the
Xr−Xp>Rである時、つまり、実測CO2濃度が高い時、スケジュール補正部16は、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を1段階上げる補正をして、計測制御部14に出力する。例えば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令が中である場合には、強に補正する。When Xr−Xp> R, that is, when the actual measured CO 2 concentration is high, the
Xr−Xp<−Rである時、つまり、実測CO2濃度が低い時、スケジュール補正部16は、冷房時で、且つ、外気温<設定温度であれば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を補正せずに、計測制御部14に出力する。なお、換気量が増加した場合の換気装置3の消費電力の増加量よりも、空調機2の消費電力の減少量の方が大きい場合、換気量が増加するように補正してもよい。When Xr−Xp <−R, that is, when the measured CO 2 concentration is low, the
Xr−Xp<−Rである時、つまり、実測CO2濃度が低い時、スケジュール補正部16は、冷房時で、且つ、外気温≧設定温度であれば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を1段階下げる補正をして、計測制御部14に出力する。例えば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令が中である場合には、弱に補正する。When Xr−Xp <−R, that is, when the measured CO 2 concentration is low, the
Xr−Xp<−Rである時、つまり、実測CO2濃度が低い時、スケジュール補正部16は、暖房時で、且つ、外気温≧設定温度であれば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を補正せずに、計測制御部14に出力する。When Xr−Xp <−R, that is, when the measured CO 2 concentration is low, the
Xr−Xp<−Rである時、つまり、実測CO2濃度が低い時、スケジュール補正部16は、暖房時で、且つ、外気温<設定温度であれば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を1段階下げる補正をして、計測制御部14に出力する。例えば、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令が中である場合には、弱に補正する。When Xr−Xp <−R, that is, when the measured CO 2 concentration is low, the
<変形例>
スケジュール補正部16が、予測誤差であるXr−Xpと、条件設定部11に設定された複数のCO2濃度許容誤差Rと、を比較して、その比較結果に応じて補正を行ってもよい。例えば、条件設定部11に、第1のCO2濃度許容誤差R1と、第2のCO2濃度許容誤差R2(R1>R2)と、が設定され、スケジュール補正部16が、Xr−Xp>R1である時、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を2段階上げる補正をし、Xr−Xp≧R2である時、最適換気スケジュールにおける換気装置3への制御指令を1段階上げる補正をする。<Modification>
The
また、CO2濃度の予測誤差又はスケジュール補正の結果等に応じて、その後のCO2濃度の時間変化を、最適換気スケジュール立案時の予測CO2濃度に基づいて補正し、次のスケジュール補正時の予測CO2濃度として用いてもよい。Further, according to the prediction error of the CO 2 concentration or the result of the schedule correction, the subsequent change in the CO 2 concentration over time is corrected based on the predicted CO 2 concentration at the time of planning the optimal ventilation schedule, and at the time of the next schedule correction. It may be used as the predicted CO 2 concentration.
また、スケジュール補正部16が、空調負荷の予測が外れた場合、外気温の予測が外れた場合等において、同様の補正を行ってもよい。
In addition, the
なお、最適換気スケジューリング部12は、外気温予測部(図示せず)を有しており、また、計測部41は、外気温実測部(図示せず)を有している。これらは、例えば外気温の予測が外れた場合に使用されるものである。外気温予測部は、インターネット等により本システムの外部から入手した情報、又は外気温実測部で過去に実測されたデータ等に基づいて、翌日の外気温を予測する。そして、外気温予測部は、その予測結果を、予測外気温として記憶部15に記憶する。例えば、外気温実測部は、気象予報サービス等から得られる外気温をインターネットから取得し、それをそのまま記憶部15に記憶する。外気温実測部において過去に実測されたデータの利用方法としては、例えば、前日の1時間毎の外気温変化を翌日の予測外気温とする方法、又は過去1週間の1時間毎の平均外気温の時間変化を翌日の予測外気温とする方法等が挙げられる。
The optimal
スケジュール補正部16は、外気温の予測誤差、即ち前日の予測外気温と当日の実測外気温との差に基づいて、換気スケジュールを補正する。例えば、スケジュール補正部16は、冷房運転時に、実測外気温が予測外気温よりも1℃以上低いときに、換気量を1段階増加させる。また、例えば、スケジュール補正部16は、暖房運転時に、実測外気温が予測外気温よりも1℃以上高いときに、換気量を1段階増加させる。これにより、更に省エネを実現することができる。なお、上記において、温度閾値を1℃、換気量の増加幅を1段階とした場合について例示しているが、これに限定されない。
The
なお、スケジュール補正部16は、CO2濃度の予測誤差による補正と共に、換気量を減少させる補正も行う。この場合、スケジュール補正部16は、法令等の基準が存在するCO2濃度の増加が許容される範囲で、換気量を減少させる補正を行う。スケジュール補正部16は、CO2濃度の予測誤差による補正と同様に、スケジュール補正の結果に応じて、その後のCO2濃度の時間変化を、最適換気スケジュール立案時の予測CO2濃度に基づいて補正し、次のスケジュール補正時の予測CO2濃度として用いてもよい。また、スケジュール補正部16は、インターネット等から最新の予測外気温を定期的に取得して、その後の外気温変化も加味されたスケジュール補正を行うようにしてもよい。Incidentally, the
<空調システムの作用>
空調システム100では、制御実行時に、予測が外れた分だけ最適換気スケジュールが補正される。そのため、空調設備全体としての省エネ性が更に向上される。また、例えば1日間等の長い期間での省エネ性が更に向上される。<Operation of air conditioning system>
In the
以上、実施の形態1〜実施の形態3について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、実施の形態の全て又は一部、変形例等を組み合わせることも可能である。 Although the first to third embodiments have been described above, the present invention is not limited to the description of each embodiment. For example, it is possible to combine all or part of the embodiments, modification examples, and the like.
1 空調設備制御システム、1a 空調コントローラ、1b 空調制御用計算機、1c 機器接続用コントローラ、1n、1o ネットワーク、2 空調機、2a 熱源機、2b 室内機、3 換気装置、3a ファン、3b 熱交換ユニット、3c 熱源機、3d 熱交換器、3e 加湿器、3f 除湿器、3g ヒータ、11 条件設定部、12 最適換気スケジューリング部、13 入出力部、14 計測制御部、15 記憶部、16 スケジュール補正部、21 初期解生成部、22 隣接換気スケジュール生成部、23 CO2濃度予測部、24 空調負荷予測部、25 隣接換気スケジュール評価部、26 最適換気スケジュール候補更新部、27 終了判定部、31 入力部、32 表示部、41 計測部、42 制御部、51 連続最適化部、52 連続最適換気スケジュール離散化部、100 空調システム。DESCRIPTION OF
本発明に係る空調システムは、空調機と、換気装置と、を有する空調設備と、空調設備の動作を制御する空調設備制御システムと、を備え、空調設備制御システムは、計画対象期間における室内のCO2濃度を予測するCO2濃度予測部と、計画対象期間における空調機の負荷を予測する空調負荷予測部と、計画対象期間における換気装置の換気動作のスケジュールを生成する換気スケジューリング部と、計画対象期間に、スケジュールに基づいて換気装置の換気動作を制御する制御部と、を有し、換気スケジューリング部は、CO2濃度予測部で予測されるCO2濃度が計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、複数のスケジュール候補の中から、室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの空調設備の、計画対象期間で積算した合計の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、スケジュールとして採用するものである。 An air conditioning system according to the present invention includes an air conditioner having an air conditioner and a ventilator, and an air conditioner control system that controls the operation of the air conditioner. and the CO 2 concentration predicting section for predicting the CO 2 concentration, and the air conditioning load prediction unit for predicting a load of the air conditioner in the time horizon, and ventilation scheduling section that generates a schedule for ventilation operation of the ventilator in the time horizon, planning the period, and a control unit for controlling the ventilation operation of the ventilator based on the schedule, the ventilation scheduling unit, the CO 2 concentration expected in the CO 2 concentration prediction unit of the time horizon of at least a portion A plurality of schedule candidates that are maintained in a state not exceeding the reference value over a period of time are generated, and the room temperature is selected from the plurality of schedule candidates. As a schedule, a schedule candidate having a relatively small total power consumption or electricity charge accumulated during the planning period of the air conditioning equipment when the temperature is maintained within the reference temperature range is adopted.
Claims (4)
前記空調設備の動作を制御する空調設備制御システムと、を備え、
前記空調設備制御システムは、
計画対象期間における室内のCO2濃度を予測するCO2濃度予測部と、
前記計画対象期間における前記空調機の負荷を予測する空調負荷予測部と、
前記計画対象期間における前記換気装置の換気動作のスケジュールを生成する換気スケジューリング部と、
前記計画対象期間に、前記スケジュールに基づいて前記換気装置の換気動作を制御する制御部と、を有し、
前記換気スケジューリング部は、
前記CO2濃度予測部で予測されるCO2濃度が前記計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、
前記複数のスケジュール候補の中から、前記室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの前記空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、前記スケジュールとして採用する、
ことを特徴とする空調システム。An air conditioner having an air conditioner and a ventilator;
An air conditioning equipment control system for controlling the operation of the air conditioning equipment,
The air conditioning equipment control system includes:
A CO 2 concentration prediction unit for predicting the indoor CO 2 concentration in the planning target period;
An air conditioning load prediction unit for predicting a load of the air conditioner in the planning target period;
A ventilation scheduling unit for generating a schedule of ventilation operations of the ventilation device in the planning target period;
A control unit that controls the ventilation operation of the ventilator based on the schedule in the planning target period;
The ventilation scheduling unit
The CO 2 concentration CO 2 concentration predicted by the prediction unit is maintained in a state that does not exceed the reference value over at least a portion of the period of the plan period, generating a plurality of schedules candidates,
Among the plurality of schedule candidates, a schedule candidate having a relatively small power consumption or electricity rate of the air conditioning equipment when the indoor temperature is maintained within a reference temperature range is adopted as the schedule.
An air conditioning system characterized by that.
室内のCO2濃度を実測するCO2濃度実測部を有し、
前記制御部は、
前記CO2濃度予測部で予測されたCO2濃度と、前記CO2濃度実測部で実測されたCO2濃度と、の差に基づいて補正された前記スケジュールに基づいて、前記換気装置の換気動作を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の空調システム。The air conditioning equipment control system includes:
It has a CO 2 concentration measurement unit that measures the indoor CO 2 concentration,
The controller is
And predicted the CO 2 concentration in the CO 2 concentration prediction unit, based on the corrected the schedule based on the difference, and the CO 2 concentration which is measured by the CO 2 concentration measuring unit, the ventilation operation of the ventilator To control the
The air conditioning system according to claim 1.
外気温を予測する外気温予測部と、
外気温を実測する外気温実測部と、を有し、
前記制御部は、
前記外気温予測部で予測された外気温と、前記外気温実測部で実測された外気温と、の差に基づいて補正された前記スケジュールに基づいて、前記換気装置の換気動作を制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空調システム。The air conditioning equipment control system includes:
An outside air temperature prediction unit for predicting the outside air temperature,
An outside air temperature measurement unit for actually measuring the outside air temperature,
The controller is
Based on the schedule corrected based on the difference between the outside air temperature predicted by the outside air temperature predicting unit and the outside air temperature actually measured by the outside air temperature measuring unit, the ventilation operation of the ventilator is controlled.
The air conditioning system according to claim 1 or 2.
計画対象期間における室内のCO2濃度を予測するCO2濃度予測ステップと、
前記計画対象期間における前記空調機の負荷を予測する空調負荷予測ステップと、
前記計画対象期間における前記換気装置の換気動作のスケジュールを生成する換気スケジューリングステップと、
前記計画対象期間に、前記スケジュールに基づいて前記換気装置の換気動作を制御する制御ステップと、を備え、
前記換気スケジューリングステップは、
前記CO2濃度予測ステップで予測されるCO2濃度が前記計画対象期間の少なくとも一部の期間に亘って基準値を超えない状態に維持される、複数のスケジュール候補を生成し、
前記複数のスケジュール候補の中から、前記室内の温度が基準の温度範囲内に維持されるときの前記空調設備の消費電力量又は電気料金が相対的に小さいスケジュール候補を、前記スケジュールとして採用する、
ことを特徴とする空調設備の制御方法。A control method for air conditioning equipment having an air conditioner and a ventilator,
A CO 2 concentration prediction step for predicting the indoor CO 2 concentration in the planning target period;
An air conditioning load prediction step for predicting the load of the air conditioner in the planning target period;
A ventilation scheduling step for generating a schedule of ventilation operations of the ventilator during the planning period;
A control step for controlling the ventilation operation of the ventilator based on the schedule in the planning target period, and
The ventilation scheduling step includes:
The CO 2 concentration CO 2 concentration predicted by the prediction step is maintained in a state that does not exceed the reference value over at least a portion of the period of the plan period, generating a plurality of schedules candidates,
Among the plurality of schedule candidates, a schedule candidate having a relatively small power consumption or electricity rate of the air conditioning equipment when the indoor temperature is maintained within a reference temperature range is adopted as the schedule.
The control method of the air-conditioning equipment characterized by the above-mentioned.
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