(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に設置された空調設備を制御する空調制御システムにおいて、
与えられた熱負荷予測用データに基づいて、前記空調設備が処理する熱量の時間変化を予測する熱負荷予測部と、
合計の処理熱負荷を同一又は所定量の差の範囲内にすると共に、室内の温度を所定の快適温度範囲内に維持させる第１制約条件下において、評価指標である前記空調設備の消費電力量又はランニングコストの何れかを削減するように、空調運転の計画対象期間における前記空調設備の運転計画を事前に立案する運転計画立案部と、
前記運転計画で前記空調設備の制御を実行中、所定の周期で前記運転計画を補正する運転計画補正部と、
前記室内の温度を測定する温度センサと、
を備え、
前記運転計画立案部と前記運転計画補正部は、
与えられた温度予測用データに基づいて前記室内の温度の時間変化を予測する温度予測手段を有し、
前記運転計画補正部は、
前記温度センサで測定した実測温度が、前記運転計画の立案時に予測する前記運転計画立案部による予測温度と異なる場合、
前記計画対象期間のうち、補正を行う期間である補正対象期間における前記室内の温度の時間変化を予測し、
前記補正対象期間中の１又は複数の時刻において、
当該運転計画補正部で予測した予測温度と、前記運転計画立案部で予測した予測温度との誤差を所定の許容変動幅内に収めることを第２制約条件として、
前記評価指標が前記第１制約条件下で最小となるように、前記運転計画を補正する
ことを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
前記第１制約条件に、
前記計画対象期間における、前記室内の温度の時間変化率を予め設定した温度変化率内に維持させる制約を組み合わせた
ことを特徴とする請求項１に記載の空調制御システム。
【請求項３】
前記運転計画立案部は、
前記第１制約条件を満たさない前記空調設備の運転パターンには、
前記第１制約条件からの逸脱量に重みをつけたものと、前記評価指標とを加算したものを、前記評価指標として再定義し、前記再定義した前記評価指標に基づいて前記運転計画を立案する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空調制御システム。
【請求項４】
前記運転計画補正部は、
前記第１制約条件及び前記第２制約条件を満たさない前記空調設備の運転パターンには、
前記第１制約条件及び前記第２制約条件からの逸脱量に重みをつけたものと、前記評価指標とを加算したものを、前記評価指標として再定義し、前記再定義した前記評価指標に基づいて前記運転計画を補正する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の空調制御システム。
【請求項５】
前記運転計画立案部は、
前記第１制約条件に、
前記計画対象期間に含まれる第１の期間に対応する消費電力を、第１の目標電力以下に抑え、
前記計画対象期間のうち前記第１の期間を除いた期間の消費電力を、第２の目標電力以下に抑え、
前記第１の期間と比べて前の期間である第２の期間に対応する快適温度範囲を、前記第１の期間に対応する快適温度範囲とは異なる範囲に設定する制約を組み合わせた
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の空調制御システム。
【請求項６】
前記運転計画立案部は、
前記第１制約条件に、
前記計画対象期間に含まれる第１の期間に対応する消費電力を、第１の目標電力以下に抑え、
前記計画対象期間のうち前記第１の期間を除いた期間の消費電力を、第２の目標電力以下に抑え、
前記計画対象期間に含まれる第１の期間と比べて前の期間である第２の期間に対応する設定温度を、前記第１の期間に対応する設定温度とは異なる範囲に設定する制約を組み合わせた
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の空調制御システム。
【請求項７】
前記運転計画立案部は、
前記第１の期間に対応する快適温度が前記第１制約条件を満たすまで、前記第２の期間に対応する快適温度範囲又は前記第２の期間に対応する設定温度を段階的に下げる設定と、前記第２の期間を段階的に延ばす設定とを繰り返す
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の空調制御システム。
【請求項８】
前記空調設備の空調対象空間である前記室内の湿度を測定する湿度センサと、
与えられた湿度予測用データに基づいて、前記室内の湿度の時間変化を予測する湿度予測部と、の第１の組と、
前記空調設備の空調対象空間である前記室内のＣＯ２濃度を測定するＣＯ２センサと、
与えられたＣＯ２濃度予測用データに基づいて、前記室内のＣＯ２濃度の時間変化を予測するＣＯ２濃度予測部と、の第２の組と、の少なくとも１組以上をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の空調制御システム。
【請求項９】
前記評価指標に、
前記計画対象期間における、前記空調設備の設定温度からの温度のずれ度合い、前記室内の温度の時間変化率、前記室内の設定湿度からの湿度のずれ度合い、前記室内の湿度の時間変化率、前記室内の設定ＣＯ２濃度からのＣＯ２濃度のずれ度合い、及び前記室内のＣＯ２濃度の時間変化率の何れか１つ、又は、２つ以上を組み合わせた
ことを特徴とする請求項８に記載の空調制御システム。
【請求項１０】
前記第１制約条件に、
前記計画対象期間における、前記室内の温度の時間変化率を予め設定した温度変化率内に維持させる第１条件と、
前記計画対象期間における、前記室内の湿度を予め設定した快適湿度範囲内に維持させる第２条件と、
前記計画対象期間における、前記室内の湿度の時間変化率を予め設定した湿度変化率内に維持させる第３条件と、
前記計画対象期間における、前記室内の温度及び前記室内の湿度の両方から決定される温湿度快適性を予め設定した快適温湿度範囲内に維持させる第４条件と、
前記計画対象期間における、前記室内のＣＯ２濃度を予め設定した快適ＣＯ２濃度範囲内に維持させる第５条件と、
前記計画対象期間における、前記室内のＣＯ２濃度の時間変化率を予め設定したＣＯ２濃度変化率内に維持させる第６条件と、
の何れか１つ、又は、２つ以上の条件を組み合わせた
ことを特徴とする請求項９に記載の空調制御システム。
【請求項１１】
建物に設置された空調設備を制御する空調制御方法において、
与えられた熱負荷予測用データに基づいて、前記空調設備が処理する熱量の時間変化を予測する熱負荷予測ステップと、
合計の処理熱負荷を同一又は所定量の差の範囲内にすると共に、室内の温度を所定の快適温度範囲内に維持させる第１制約条件下において、評価指標である前記空調設備の消費電力量又はランニングコストの何れかを削減するように、空調運転の計画対象期間における前記空調設備の運転計画を事前に立案する運転計画立案ステップと、
前記運転計画で前記空調設備の制御を実行中、所定の周期で前記運転計画を補正する運転計画補正ステップと、
前記室内の温度を測定する測定ステップと、
が実行され、
前記運転計画立案ステップと前記運転計画補正ステップでは、
与えられた温度予測用データに基づいて前記室内の温度の時間変化が予測され、
前記運転計画補正ステップで予測された予測温度と、前記運転計画立案ステップで予測された予測温度との誤差を所定の許容変動幅に収めることを第２制約条件として、
前記評価指標が前記第１制約条件下で最小となるように、前記運転計画が補正される
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項１２】
前記運転計画立案ステップでは、
前記計画対象期間に含まれる第１の期間に対応する消費電力を、第１の目標電力以下に抑え、
前記第１の期間と比べて前の期間である第２の期間に対応する快適温度範囲を、前記第１の期間に対応する快適温度範囲とは異なる範囲に設定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の空調制御方法。
【請求項１３】
前記運転計画立案ステップでは、
前記第１制約条件として、
前記第１の期間に対応する消費電力を、第１の目標電力以下に抑え、
前記計画対象期間のうち、前記第１の期間を除いた期間の消費電力を、第２の目標電力以下に抑える設定を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御システム及び空調制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、室外機及び室内機で構成される空調機、加湿器、除湿器、ヒータ、及び外調機等の空調設備がビル等の建物に設置されている。このような空調設備では省エネ制御が行われているが、そのような省エネ制御のうち、熱負荷予測に基づいて空調機を制御する空調制御システムがある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載の空調制御システムは、建物の熱負荷を予測し、予測した熱負荷に基づいて空調機の運転計画を作成し、作成した運転計画で空調機を稼働させている。よって、建物の熱負荷、すなわち、建物の熱特性を考慮した運転計画が立案され、そのように立案された運転計画で空調機が稼働しているため、省エネが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１４７９４号公報（段落［００７７］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の空調制御システムは、事前に立案した運転計画を実行中に、予測した熱負荷が実際と逸脱した場合であっても、運転計画が補正されなかった。つまり、特許文献１に記載の空調制御システムは、事前に立案した運転計画を、実行時の状況に応じて適切に補正していないという問題点があった。【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、事前に立案した運転計画を、実行時の状況に応じて適切に補正することができる空調制御システム及び空調制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空調制御システムは、建物に設置された空調設備を制御する空調制御システムにおいて、与えられた熱負荷予測用データに基づいて、前記空調設備が処理する熱量の時間変化を予測する熱負荷予測部と、合計の処理熱負荷を同一又は所定量の差の範囲内にすると共に、室内の温度を所定の快適温度範囲内に維持させる第１制約条件下において、評価指標である前記空調設備の消費電力量又はランニングコストの何れかを削減するように、空調運転の計画対象期間における前記空調設備の運転計画を事前に立案する運転計画立案部と、前記運転計画で前記空調設備の制御を実行中、所定の周期で前記運転計画を補正する運転計画補正部と、前記室内の温度を測定する温度センサと、を備え、前記運転計画立案部と前記運転計画補正部は、与えられた温度予測用データに基づいて前記室内の温度の時間変化を予測する温度予測手段を有し、前記運転計画補正部は、前記温度センサで測定した実測温度が、前記運転計画の立案時に予測する前記運転計画立案部による予測温度と異なる場合、前記計画対象期間のうち、補正を行う期間である補正対象期間における前記室内の温度の時間変化を予測し、前記補正対象期間中の１又は複数の時刻において、当該運転計画補正部で予測した予測温度と、前記運転計画立案部で予測した予測温度との誤差を所定の許容変動幅内に収めることを第２制約条件として、前記評価指標が前記第１制約条件下で最小となるように、前記運転計画を補正するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、室温の偏差を予め定めた期間で制御することで、事前に立案した運転計画を、実行時の状況に応じて適切に補正することができるので、室内の温度又は湿度等を快適に維持しつつ、省エネ性を向上させることができるという従来にはない顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における空調制御システム１の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における空調制御システム１の概略構成の別の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における空調制御システム１の機能構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における各種設定条件の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における室温の空間的なばらつき状態の一例を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１における室温の時間的なばらつき状態の一例を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１における空調制御システム１の制御例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１における消費電力量を評価指標に含めて運転計画を試行する一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるランニングコストを評価指標に含めた一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における消費電力量、ランニングコスト、設定温度からの室温のずれ度合い、及び室温の時間変化率を評価指標に含めた一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における温度に関する条件を制約条件に含めた一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における制約条件からの逸脱量を評価指標に含めた一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における各種設定条件の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３におけるピーク電力の削減を想定した運転計画の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３におけるピーク電力の削減を想定した運転計画のうちの一部の快適温度範囲及びその一部の快適温度範囲の期間を決定する空調制御システム１の制御例を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４における空調制御システム１の機能構成の一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態４における各種設定条件のうちの評価指標の詳細例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態４における各種設定条件のうちの制約条件の詳細例を示す図である。
【図１９】空調機の一般的な特性を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態５における運転計画の機能構成の一例を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態５における運転計画の作成動作例を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態５における処理熱負荷の時間的分散処理を説明するフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態５における処理熱負荷の空間的分散処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態の動作を行うプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列に行われる処理であるが、必ずしも時系列に処理されなくても、並列的又は個別に実行される処理をも含んでもよい。
【００１１】
また、本実施の形態で説明される各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本実施の形態で説明される各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアの機能ブロック図と考えてもよい。例えば、各ブロック図は、回路デバイス等のハードウェアで実現されてもよく、図示しないプロセッサ等の演算装置上で実行されるソフトウェアで実現されてもよい。
【００１２】
また、本実施の形態で説明されるブロック図の各ブロックは、その機能が実施されればよく、それらの各ブロックで構成が分離されなくてもよい。すなわち、各ブロックは一例にすぎない。例えば、各ブロックは、本実施の形態で説明されるブロックのそれぞれの上位集合であってもよく、本実施の形態で説明されるブロックのそれぞれの下位集合であってもよく、本実施の形態で説明されるブロックのそれぞれの部分集合であってもよい。
【００１３】
なお、本実施の形態１〜５のそれぞれにおいて、特に記述しない項目については実施の形態１〜５と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００１４】
また、本実施の形態１〜５は、単独で実施されてもよく、組み合わせて実施されてもよい。いずれの場合においても、下記で説明する有利な効果を奏することとなる。
【００１５】
また、本実施の形態で説明する各種値及びフラグ等の設定例は一例を示すだけであり、特にこれらに限定しない。
【００１６】
実施の形態１．
（空調制御システム１の構成例１）
図１は、本発明の実施の形態１における空調制御システム１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、空調制御システム１は、空調コントローラ１１と、空調設備１２とを備える。空調コントローラ１１と、空調設備１２とは、空調ネットワーク１３を介して接続されている。
【００１７】
空調コントローラ１１は、空調設備１２と各種通信を行うことで、空調設備１２を制御したり、空調設備１２を監視したりする。なお、図１においては、空調コントローラ１１は、１台のみが設けられている一例について説明しているが、特にこれに限定されない。例えば、複数台の空調コントローラ１１が設置されていてもよい。また、複数台の空調コントローラ１１が互いに離れた箇所にそれぞれ設けられていてもよい。なお、空調コントローラ１１は、例えば、一般的に建物の内部の管理室等に設置されるが、特にこれに限定されない。
【００１８】
空調設備１２は、図１に示すように、室外機１２ａ、室内機１２ｂ、換気設備１２ｃ、全熱交換器１２ｄ、加湿器１２ｅ、除湿器１２ｆ、ヒータ１２ｇ、及び外調機１２ｈ等を構成要素として備える。このような構成要素は、一般的には、それぞれ複数台が設置される。なお、上記で説明した空調設備１２の構成要素は、一例を示すだけであって、特にこれらに限定されず、これら全てが構成要素である必要はない。また、上記で説明した空調設備１２の構成要素以外であっても、室内の空気状態を制御するその他の種類の機器が構成要素であってもよい。すなわち、空調設備１２とは、上記で説明した空調設備１２の構成要素の何れか１台、又は、複数台を想定する。また、複数台の構成要素を備える空調設備１２が複数台設けられていてもよい。
【００１９】
空調ネットワーク１３は、例えば、外部に非公開の通信プロトコルに準拠した通信が行われる通信媒体として形成されてもよく、外部に公開されている通信プロトコルに準拠した通信が行われる通信媒体として形成されてもよい。空調ネットワーク１３は、例えば、ケーブルの種類又は通信プロトコルに応じて、複数の異なる種類のネットワークが混在する構成であってもよい。複数の異なる種類のネットワークとしては、例えば、空調設備１２を計測制御する専用ネットワーク、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及び空調設備１２の構成要素毎に異なる個別専用線等が一例として想定される。
【００２０】
なお、空調コントローラ１１と、空調設備１２とは、機器接続用コントローラ１４を介して接続された構成であってもよい。機器接続用コントローラ１４は、空調コントローラ１１と、空調設備１２との間のデータ通信を中継する機能が実装されている。例えば、空調設備１２の構成要素のうち、一部の空調設備１２の構成要素が空調ネットワーク１３に直接接続し、他の一部の空調設備１２の構成要素が機器接続用コントローラ１４に接続する構成であってもよい。
【００２１】
そこで、機器接続用コントローラ１４に、空調設備１２と、空調コントローラ１１との通信プロトコルの違いを隠蔽させたり、空調設備１２と、空調コントローラ１１との通信内容を監視させたりしてもよい。
【００２２】
また、空調制御システム１は、センサ１９を備えてもよい。センサ１９は、例えば、温度センサ、湿度センサ、及びＣＯ２濃度センサ等のセンシングを行う機器である。なお、図１においては、センサ１９は、１台だけ設置されている一例を示すが、特にこれに限定されない。センサ１９は、複数台設置されてもよい。センサ１９は、異なる種類のセンシングを行う機器が複数台設置されてもよい。センサ１９は、１台で異なる種類のセンシングを行う機器であってもよい。センサ１９の設置場所は、例えば、空調設備１２の空調対象空間である室内等である。外気温、日射量等をセンシングするような場合には、センサ１９を屋外に設置してもよい。
【００２３】
図１に示すように、空調制御システム１に空調コントローラ１１が設けられている場合、図３で後述する各種機能が空調コントローラ１１上で実行される。
【００２４】
上記では、空調制御システム１の構成の一例について説明したが、特にこれに限定されない。他の空調制御システム１の構成の一例として図２を用いて説明する。
【００２５】
（空調制御システム１の構成例２）
図２は、本発明の実施の形態１における空調制御システム１の概略構成の別の一例を示す図である。図２に示すように、空調制御システム１には、空調制御用計算機１５が設けられている。空調制御用計算機１５は、汎用ネットワーク１６を介して、空調コントローラ１１と接続されている。空調制御用計算機１５は、汎用ネットワーク１６を介して、空調コントローラ１１と各種通信が行われる。
【００２６】
汎用ネットワーク１６は、例えば、ＬＡＮ又は電話回線等の通信プロトコルに準拠した通信媒体である。よって、空調制御用計算機１５と、空調コントローラ１１とで各種通信が行われる場合、ＩＰアドレス等に基づいて各種通信が行われてもよい。また、空調制御用計算機１５は、空調コントローラ１１又は機器接続用コントローラ１４を介して、センサ１９又は空調設備１２と各種通信が行われてもよい。
【００２７】
空調制御用計算機１５は、汎用ネットワーク１６を介して、空調設備１２と各種通信を行うことで、各種演算を実行する。空調制御用計算機１５は、汎用ネットワーク１６、空調コントローラ１１、及び空調ネットワーク１３等を介して、機器接続用コントローラ１４又はセンサ１９と各種通信を行い、各種データを取得してもよい。
【００２８】
図２に示すように、空調制御システム１に空調コントローラ１１及び空調制御用計算機１５が設けられている場合、図３で後述する各種機能が、空調コントローラ１１と、空調制御用計算機１５とに分担されてもよい。空調制御用計算機１５は、空調コントローラ１１と同様に、空調設備１２の空調対象空間である室内等に設けられてもよく、敷地内又は遠隔地から複数の建物を管理するセンター等に設置されてもよい。
【００２９】
なお、上記の説明では、空調コントローラ１１に各機能が実装される一例と、空調コントローラ１１及び空調制御用計算機１５で各機能が分担される一例とをそれぞれ説明したが、特にこれらに限定されない。例えば、図示しない複数のサーバー装置に、空調コントローラ１１の機能が分散して実装されてもよい。また、例えば、図示しない一つのサーバー装置に、空調コントローラ１１の機能と、空調制御用計算機１５の機能とがそれぞれ論理的に異なる形態で実装されてもよい。つまり、上記で説明した各機能がそれぞれ実行されればよいため、その物理的な格納場所又はその物理的な実行場所は特に限定されない。
【００３０】
例えば、それぞれ遠隔地に設けられた複数のサーバー装置等に、上記で説明した各機能を分散処理させ、互いに演算結果の同期を取りながら一連の処理が実行されてもよい。また、上記で説明したように、空調コントローラ１１の機能と、空調制御用計算機１５の機能とが論理的に異なる形態で仮想化された装置として機能させることで、一つのサーバー装置に二つの機能が実装されてもよい。
【００３１】
（機能ブロック図：概要）
次に、上記で説明した空調制御システム１に実装される機能について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における空調制御システム１の機能構成の一例を示す図である。図３に示すように、空調制御システム１は、機能構成として、条件設定部３１、熱負荷予測部３２、運転計画立案部３３、運転計画補正部３４、データ計測部３５、及び制御指令部３６等を備える。
【００３２】
条件設定部３１では、熱負荷予測部３２と、運転計画立案部３３と、運転計画補正部３４とに入力される各種設定条件として、空調運転計画の対象期間、時間刻み、快適温度範囲、及び設定温度等が設定される。熱負荷予測部３２では、条件設定部３１から取得する各種設定条件に従い、対象期間において設定温度を満たす空調機供給熱量、すなわち、設定した時間刻みで熱負荷を予測する。
【００３３】
運転計画立案部３３では、条件設定部３１から取得する各種設定条件に従い、対象期間において熱負荷予測部３２で予測した熱負荷を処理する空調設備１２の運転計画を設定した時間刻みで立案する。運転計画補正部３４では、条件設定部３１から取得する各種設定条件に従い、予測した温度と、データ計測部３５の計測結果との偏差に基づいて、運転計画立案部３３で立案した運転計画を補正する。制御指令部３６では、運転計画補正部３４で補正した運転計画を空調設備１２に送信する。
【００３４】
（機能ブロック図の詳細な説明）
以下、各部の詳細について説明する。
【００３５】
（条件設定部３１）
条件設定部３１では、熱負荷予測部３２、運転計画立案部３３、及び運転計画補正部３４の実行条件である空調運転の計画対象期間、時間刻み、快適温度範囲、及び設定温度等の各種設定条件が設定される。条件設定部３１では、熱負荷及び温度の予測に必要な各種設定条件として、外気温、日射量、内部発熱量、空調設備１２の構成要素である各機器の特性及び接続関係、並びに空調設備１２の構成要素である各機器のフロア内での配置等が設定される。また、計画対象期間中、室温を快適温度範囲に維持させる期間として、快適維持期間が設定されてもよい。
【００３６】
条件設定部３１では、例えば、ビルの管理者等の手動設定で各種設定条件が設定されてもよい。また、条件設定部３１では、予め初期値として定めたデフォルト設定に従い、自動的に各種設定条件が設定されてもよい。よって、例えば、ビルの管理者の手動設定で、空調制御システム１の実行タイミングが制御されてもよい。具体的には、ビルの管理者が、ある特定の日に、空調制御システム１の実行を停止させてもよい。また、ビルの管理者が、空調制御システム１の実行途中に中断させてもよい。すなわち、空調制御システム１は、外部からの設定で、任意に実行タイミングが制御される。外部からの設定用インターフェースとしては、例えば、予め備えつけられているキーボート、マウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力手段と、ディスプレイ等の表示手段とが利用されればよい。
【００３７】
（熱負荷予測部３２）
熱負荷予測部３２は、熱負荷予測手段４１を備える。熱負荷予測手段４１は、各種設定条件である各種入力データに基づいて、計画対象期間中に、空調設備１２で処理される熱量の時間変化を予測する。各種入力データは、例えば、計画対象期間中の空調設備１２の設定温度と、気象データと、内部発熱データとである。気象データは、外気温及び日射量の少なくとも一方を含むデータである。内部発熱データは、建物内部で発生する熱に関するデータである。
【００３８】
熱負荷予測手段４１は、建物の熱特性をモデル化した熱負荷予測モデルが実装されている。熱負荷予測モデルは、例えば、熱伝導方程式に基づく数式モデルである。熱負荷予測モデルは、熱伝導方程式で定義される室温予測モデルから導出できる。例えば、入力の１つである空調機供給熱量と、出力である室温とを入れ替えるように式変形することで、熱負荷予測モデルが導出される。なお、熱負荷予測モデルは、熱伝導方程式に基づいて定義される必要はない。例えば、熱負荷予測モデルは、入手できる入力データから熱負荷が予測されるモデルであれば、特に限定されない。
【００３９】
（運転計画立案部３３）
運転計画立案部３３は、計画対象期間において、室内の温度を所定の快適温度範囲内に維持させる等の制約条件下で、評価指標である消費電力量又はランニングコストの何れかを、予め定めた計算時間内で、最小化するように、空調設備１２の運転計画を立案する。この機能を実現するために、運転計画立案部３３は、運転計画作成手段４２と、温度予測手段４３と、計画評価手段４４とを備える。
【００４０】
運転計画作成手段４２は、空調設備１２の構成要素である機器毎に異なるさまざまな運転パターンを作成する。温度予測手段４３は、与えられた第１の温度予測用データに基づいて、室内の温度の時間変化を予測する。計画評価手段４４は、運転計画作成手段４２で作成した運転パターンが、条件設定部３１で設定された制約条件を満たすか否かを判定し、評価指標の値を計算して、計算した評価指標に基づいて、最終的に出力する運転計画とするか否かを判定する。次に、温度予測手段４３の詳細について説明する。なお、温度予測手段４３は、本発明における第１の温度予測手段に相当する。
【００４１】
（温度予測手段４３）
温度予測手段４３では、運転パターンと、気象データと、内部発熱データとを入力データとして、計画対象期間の室内の温度の時間変化を予測する。運転パターンは、計画対象期間の空調設備１２の運転パターンである。気象データは、外気温及び日射量の少なくとも一方を含むデータである。内部発熱データは、建物内部で発生する発熱データである。温度予測手段４３には、室内の温度の時間変化を予測する建物の熱特性をモデル化した室温予測モデルが実装されている。室温予測モデルは、例えば、次に表される式（１）〜（３）の熱伝導方程式に基づく数式モデルである。このような熱伝導方程式に、入力データを与えることで、出力である室内の温度が求まる。
【００４２】
【数１】
0005951120.tif 000002
【００４３】
式（１）〜（３）において、ＱＳは、日射量［ｋＷ］、ＱＯＣＣは、人体発熱量［ｋＷ］、ＱＥＱＰは、機器発熱量［ｋＷ］、ＱＨＶＡＣは、空調機供給熱量［ｋＷ］である。
【００４４】
また、ＴＯは外気温［Ｋ］、Ｔ１は外壁室外側表面温度［Ｋ］、Ｔ２は外壁室内側表面温度［Ｋ］、ＴＺは室内温度［Ｋ］、ＴＯＺは、隣接ゾーンの温度［Ｋ］である。
【００４５】
Ｒ１は外壁室外側表面熱抵抗［Ｋ／ｋＷ］、Ｒ２は外壁熱抵抗［Ｋ／ｋＷ］、ＲＺは外壁室内側表面抵抗［Ｋ／ｋＷ］、ＲＯＺは隣接ゾーンとの間の熱抵抗［Ｋ／ｋＷ］、Ｒ３は外壁以外の熱抵抗［Ｋ／ｋＷ］である。
【００４６】
Ｃ１は外壁室外側熱容量［ｋＪ／Ｋ］、Ｃ２は外壁室内側熱容量［ｋＪ／Ｋ］、ＣＺは室内熱容量［ｋＪ／Ｋ］である。
【００４７】
αは室内へ透過する日射量の補正係数［−］、βは外壁へ照射する日射量の補正係数［−］、γは室内温度に影響を与える機器発熱量の補正係数［−］、δは空調機供給熱量の補正係数［−］、ρは室内温度に影響を与える人体発熱量の補正係数［−］、μは外壁室内側表面温度に影響を与える人体発熱量の補正係数［−］、λは外壁室内側表面温度に影響を与える機器発熱量の補正係数［−］である。
【００４８】
式（１）〜（３）では、隣接ゾーンが１ゾーンのみである場合を想定した式であるが、複数のゾーンと接している場合には、ＴＯＺとＲＯＺとを対応するゾーン毎に与えるように式を変更すればよい。なお、式（１）〜（３）では、１ゾーンに対応した式であるが、各ゾーンで個別の数式モデルを利用してもよい。また、全ゾーンに対応する式を導出し、導出した式を組み合わせることで、空調制御対象エリア全体の数式モデルを導出してもよい。
【００４９】
式（１）〜（３）から、熱伝導方程式には、熱抵抗、熱容量、及び補正係数等の未知パラメータが含まれるが、これらの推定方法については特に限定されない。例えば、建物の構造データ、すなわち、壁の材料、壁の厚さ、壁の面積、及び部屋の広さ等の建物データから計算した値を、式（１）〜（３）で表される熱伝導方程式に与えてもよい。また、熱伝導方程式を、制御理論及びシステム同定で用いられる状態空間モデル等の標準形に変換するなどして、計測データをもとに、ブラックボックスモデル又はグレーボックスモデルとして入出力関係を導出してもよい。なお、室温予測モデルは、必ずしも、熱伝導方程式に基づいた数式モデルである必要はない。例えば、入手できる入力データから室内の温度を予測できるモデルであれば特に限定されない。
【００５０】
次に、上記で説明した運転計画作成手段４２、温度予測手段４３、及び計画評価手段４４の機能構成を前提として、運転計画の立案について説明する。まず、以下では、運転計画立案部３３で、空調設備１２の運転計画を立案する時刻を、計画立案時刻と称する。計画対象期間は、上記で説明したように、条件設定部３１で設定される各種設定条件のうちの１つであって、計画立案時刻と比べて先の時刻を対象としており、ある時間帯を示す。上記で説明した予め定めた計算時間は、条件設定部３１で設定される各種設定条件のうちの１つであって、空調設備１２の計測制御に影響を与えることなく、計画対象期間が開始されるまでに十分な時間的余裕がある時間である。
【００５１】
ここでは、一例として、計画立案時刻は、制御を実行する前日の２１時として想定する。また、計画対象期間は、制御を実行する当日の０時から２４時として想定する。すなわち、毎日２１時に翌日１日分の空調設備１２の運転計画が立案される事例について説明する。なお、必ずしも、前日に計画を立案する必要はなく、実際に空調設備１２を制御する時間帯が、例えば、８：００〜２２：００である場合には、計画立案時刻は、制御を実行する当日の深夜の２：００等としてもよい。つまり、運転計画の立案は、予め設定された運転計画立案周期毎に実行されるものであって、例えば、１日毎に実行されるものであるが、特にこれに限定されない。
【００５２】
さて、運転計画とは、空調設備１２に対応する時系列の制御指令の計画値である。指令する項目は、制御対象の設備に応じて異なる。また、同一の種類の設備に対して、機種に応じて異なる項目としてもよい。例えば、制御対象設備が室外機１２ａの場合には、時間刻みが５分刻みの圧縮機周波数［Ｈｚ］、ヒータ１２ｇの場合には、時間刻みが５分刻みのＯＮ状態とＯＦＦ状態との２値状態信号がそれぞれ指令する項目の一例である。ただし、圧縮機周波数［Ｈｚ］及びＯＮ状態とＯＦＦ状態との２値状態信号は、単に一例を示しただけであって、室外機１２ａに指令する項目としては、例えば、出力［％］、能力セーブ率［％］、及びその他の項目であってもよい。また、ヒータ１２ｇに指令する項目としては、出力［％］及びその他の項目であってもよい。また、制御対象設備が室内機１２ｂの場合には、指令する項目の一例として、設定温度があってもよい。
【００５３】
なお、制御指令の時間刻みは、一例として、５分刻みについて説明したが、空調コントローラ１１の処理能力、空調制御用計算機１５の処理能力、及び制御対象設備の数等のように、実運用時のシステム構成及び制約条件に応じて、時間刻みは、１０分刻み又は１５分刻み等であってもよく、５分刻みに限定されない。
【００５４】
次に、評価指標の概要について説明する。まず、空調制御システム１は、空調設備１２の省エネ制御を行うことを主たる目的としている。よって、ここでは、評価指標として、最も代表的な指標を採用する。具体的には、空調制御システム１は、評価指標として消費電力量を採用し、空調設備１２の計画対象期間全体にわたり、消費電力量を最小化する運転計画を立案する。
【００５５】
次に、制約条件の概要について説明する。室内の温度を予め設定された快適温度範囲内に維持することを制約条件と想定した場合について説明する。予め設定された快適温度範囲は、条件設定部３１で設定される。ここでは、一例として、設定温度±１［℃］を、予め設定された快適温度範囲として想定する。制約条件のうち、このような温度に関する温度制約条件を、運転計画が満たすか否かは、温度予測手段４３の予測結果に基づいて計画評価手段４４で判定される。
【００５６】
なお、運転計画立案部３３で実行される問題の解法そのものは特に限定されない。例えば、運転計画立案部３３は、問題を一般化することで、２次計画問題等を用いて最適化問題に変換したものを解いてもよい。また、運転計画立案部３３は、対象の空調制御システム１に限定した特定の解法を用いて解いてもよい。いずれにしても、運転計画立案部３３は、上記で説明した制約条件下で、評価指標を最小化する問題を解けばよい。
【００５７】
（運転計画補正部３４）
次に、運転計画補正部３４について説明する。運転計画補正部３４では、空調設備１２の制御実行時、予め設定された補正ルールに従い、運転計画立案部３３で立案した運転計画を補正する。この機能を実現するために、図３に示すように、運転計画補正部３４は、温度誤差評価手段４６、温度予測手段４７、補正計画作成手段４８、及び補正計画評価手段４９を備える。
【００５８】
温度誤差評価手段４６は、運転計画立案部３３の結果である予測温度と、データ計測部３５の計測データとの誤差を評価する。温度予測手段４７は、与えられた第２の温度予測用データに基づいて、室内の温度の時間変化を予測する。補正計画評価手段４９は、空調設備１２の運転計画のさまざまな補正パターンを作成する。補正計画評価手段４９は、作成した補正パターンが制約条件を満たすか否かを判定し、評価指標の値を計算して、計算した評価指標の値に基づいて、最終的に出力する補正計画とするか否かを判定する。なお、温度予測手段４７は、本発明における第２の温度予測手段に相当する。次に、温度予測手段４７の詳細について説明する。
【００５９】
（温度予測手段４７）
温度予測手段４７は、温度予測手段４３と同一の機能構成であってもよく、異なる機能構成であってもよい。例えば、温度を１［℃］変化させるために必要な空調機の出力の変更幅を、空調機の特性又は上記で説明した熱伝導方程式の熱抵抗及び熱容量等から決定し、決定した空調機の出力の変更幅に基づいて簡易的に温度を予測してもよい。
【００６０】
（データ計測部３５）
データ計測部３５は、空調設備１２の運転データを計測し、計測結果を、熱負荷予測部３２、運転計画立案部３３、及び運転計画補正部３４等に供給する。また、データ計測部３５は、運転計画立案部３３の温度予測手段４３と、運転計画補正部３４の温度予測手段４７とにも計測結果を供給する。なお、データ計測部３５は、熱負荷予測部３２に実装されている熱負荷予測モデルに必要な各種データを計測し、計測結果を熱負荷予測部３２に供給してもよい。また、データ計測部３５は、温度予測手段４３及び温度予測手段４７のそれぞれに実装されている室温予測モデルに必要な各種データを計測し、計測結果を温度予測手段４３及び温度予測手段４７のそれぞれに供給してもよい。
【００６１】
また、データ計測部３５は、必要であれば、室内の温度センサ、室内の湿度センサ、室内のＣＯ２濃度センサ、外気温センサ、及び日射量センサ等の空調設備１２とは独立して設定されたセンサ１９から各種データを計測してもよい。
【００６２】
なお、データ計測部３５は、予め設定された周期、例えば、データ計測周期で、計測を実行する。データ計測周期は、例えば、５分周期である。
【００６３】
（制御指令部３６）
制御指令部３６は、予め設定された周期、例えば、制御指令実行周期で、空調設備１２に、運転計画補正部３４が補正した運転計画である制御指令を送信する。制御指令実行周期は、例えば、５分周期である。
【００６４】
なお、予め設定された補正ルールのうち、基本ルールとして、運転計画の補正は、予め設定された運転計画補正周期、例えば、３０分周期で実行される。具体的には、運転計画の補正は、毎時２５分と、５５分とに実行される。また、運転計画の補正対象期間は、例えば、２時間として説明する。このような設定の結果、例えば、９：５５に１０：００〜１２：００の運転計画の補正が実行される。ただし、１０：００〜１２：００の運転計画は、前日に立案した計画そのものとしてもよく、１回前の補正時、すなわち、９：３０〜１１：３０を対象として９：２５に実行した運転計画の補正結果としてもよい。
【００６５】
以下、特に断らない限り、補正した後の運転計画も、単に、運転計画と称する。なお、運転計画補正周期である３０分周期及び運転計画の補正対象期間である２時間等は一例を示しただけであって、特にこれらに限定されない。例えば、運転計画補正周期は、１５分周期であってもよい。また、条件設定部３１で補正を実行するか否かの判定基準を設定し、設定した判定基準に基づいて必要時にだけ補正を実行させてもよい。
【００６６】
ここでは、予め設定された補正ルールとして、運転計画を立案したときの制約条件に加え、補正対象期間に含まれる１時刻又は複数時刻に対応する温度が、運転計画を立案したときに予測した同時刻に対応する温度と、予め設定された差の範囲内であるか否かを制約条件とする。すなわち、補正対象期間に含まれる１時刻又は複数時刻に対応する温度が、運転計画を立案したときに予測した同時刻に対応する温度の許容温度変動幅に収まっているか否かを制約条件とする。
【００６７】
そこで、ここでも、補正対象期間において、予め設定された評価指標を、予め設定された計算時間内で、予め設定された目標設定範囲内で最小化又は最大化するように、補正対象期間における運転計画を補正する。
【００６８】
このとき、補正を実行する時刻における温度は、データ計測部３５で計測した温度データが利用される。なお、温度データは、空調設備１２の構成要素のうち、例えば、室内機１２ｂが備える温度センサの計測値であってもよい。室内機１２ｂが備える温度センサが計測するデータは、例えば、室内機１２ｂの吸込温度である。また、温度データは、空調設備１２とは別に室内に設置されたセンサ１９の計測値であってもよい。
【００６９】
予め設定された評価指標は、運転計画を立案したときと同一と想定する。ただし、運転計画の立案時では、対象期間が計画対象期間であり、運転計画の補正時では、対象期間が補正対象期間である。この点が運転計画を立案したときと異なる。また、運転計画補正部３４では、補正対象期間での消費電力量を最小化させるように補正していく。また、運転計画補正部３４では、予め設定された計算時間については、上記で説明したように、実行時刻として、例えば、毎時２５分と５５分との場合には、５分以内を想定している。なお、プロセッサ等の計算能力の制約によっては、運転計画の補正の実行に５分以上かかる場合が想定される。そのように運転計画の補正にある程度の時間がかかる場合には、かかる時間に応じて、条件設定部３１の各種設定条件が変更されればよい。
【００７０】
ここで、条件設定部３１で設定された各種設定条件が、運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４で設定される一例について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における各種設定条件の一例を示す図である。図４に示すように、各種条件として、例えば、評価指標と、制約条件とが、条件設定部３１で設定されたものが、運転計画立案部３３と、運転計画補正部３４とにそれぞれ供給される。
【００７１】
評価指標は、例えば、消費電力量である。制約条件は、例えば、温度制約条件である。温度制約条件は、例えば、快適温度範囲と、許容温度変動幅とが設定されている。
【００７２】
次に、室内における温度、すなわち、室温の空間的なばらつき状態と、室内における温度、すなわち、室温の時間的なばらつき状態とを想定した運転計画について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１における室温の空間的なばらつき状態の一例を説明する図である。図６は、本発明の実施の形態１における室温の時間的なばらつき状態の一例を説明する図である。
【００７３】
まず、運転計画立案部３３で立案した空調設備１２の運転計画と、立案した運転計画に従い空調設備１２を運転したと仮定して温度予測手段４３で予測した予測温度とについて説明する。
【００７４】
予測温度は、制約条件の範囲内で推移するが、必ずしも、設定温度に追従しているわけではない。この理由は、運転計画立案部３３で立案した運転計画では、熱負荷を効率よく処理するために、時間的及び空間的に処理する熱負荷を分散するからである。時間的に熱負荷を分散するという意味について説明する。例えば、室外機１２ａに、各時刻で発生する熱負荷をその時刻だけで処理させるのではなく、少し前後の時刻にずらして、熱負荷を処理させる動作を行わせる。つまり、一つの目標時刻で熱負荷を処理させるのではなく、複数の目標時刻に分散させて熱負荷を処理させるという動作が、時間的に熱負荷を分散するという意味である。
【００７５】
この動作が実行されることで、例えば、室外機１２ａをできるだけ効率のよいポイントで運転させることができる。この結果、室温は、時間的なばらつきが生じる。
【００７６】
次に、空間的に分散するという意味について説明する。例えば、室外機１２ａが複数台存在したと想定する。すると、それぞれの室外機１２ａが担当するゾーンは、互いに隣接する。よって、隣のゾーンへの熱移動が想定される。つまり、一つのゾーンで熱負荷を処理させるのではなく、複数のゾーンに分散させて熱負荷を処理させるという動作が、空間的に熱負荷を分散するという意味である。
【００７７】
なお、本発明では、複数台の室外機１２ａのそれぞれに割り当てられる範囲を、１つのゾーンとして説明する。すなわち、室外機１２ａの数だけゾーンが存在するものと想定する。ただし、ゾーンの分割方法は、このような方法に限定されるものではない。
【００７８】
この動作が実行されることで、例えば、図５に示すように、室温は空間的なばらつきが生じる。図５に示すように、ゾーン分割されたフロア６１において、ゾーン＃２はゾーン＃１とゾーン＃３とゾーン＃５と隣合っている。つまり、ゾーン＃２の隣接ゾーンはゾーン＃１とゾーン＃３とゾーン＃５である。ゾーン毎の室温変動曲線６３に着目すると、各ゾーンで室温が異なる、すなわち空間的なばらつきが生じているが、快適温度範囲である制約条件７１の範囲内で、各ゾーンの室温は推移している。よって、全ゾーンで、制約条件７１が満たされている。
【００７９】
つまり、運転計画立案時の計画で、室内の温度が時間的及び空間的にばらつく状態は意味がある。そこで、運転計画立案時のばらつき状態を踏襲するように、運転計画の補正を実行する。図６に示すように、現在時刻における室温を点Ａとする。点Ａは、設定温度と一致しており、通常の考え方からすると、運転計画を補正する必要はない。しかし、運転計画立案時の予測温度と比べると、やや高めである。そこで、現在時刻から２時間後の時刻までを補正対象期間と想定して、運転計画を補正する。
【００８０】
このとき、例えば、１時間後と、２時間後とにおける補正の結果得られる予測温度が、運転計画立案時の予測温度と比べて、予め設定された差の範囲内であることを制約とする。つまり、補正の結果得られる予測温度が、運転計画立案時の予測温度と比べて、許容温度変動幅である制約条件７２を満たすことを制約とする。
【００８１】
なお、１時間後と、２時間後との２点の場合について説明するが、特にこれに限定されない。例えば、２時間後の１点だけでもよく、３点以上の複数点であってもよい。
【００８２】
具体的には、運転計画立案時における時刻が１時間後に相当する予測温度を点Ｂ、運転計画立案時における時刻が２時間後に相当する予測温度を点Ｃと想定する。例えば、点Ｂは２６．５［℃］、点Ｃは２７．１［℃］とする。予め設定された差を０．２［℃］、すなわち、許容温度変動幅を０．４［℃］と設定した場合、運転計画の補正では、点Ｂで２６．３〜２６．７［℃］、点Ｃで２６．９〜２７．３［℃］の範囲となるようにしつつ、この２時間で消費する電力量を最小化する。
【００８３】
このような時間的なばらつき状態を想定した動作の有効性について説明する。予冷運転又は予熱運転を例にして説明する。オフィスビルにおいては、一般的に、室外機１２ａが効率の悪い運転をしている時間帯の１つが、朝の出勤時間帯である。例えば、夏では、朝の出勤時間帯は高い出力で冷房をする必要があり、室外機１２ａとしては効率の悪い出力で運転している。予冷運転とは、朝の出勤時間と比べて前に、事前に冷房をしておくことをいい、室外機１２ａを効率のよい中間的な出力で、しかも、効率のいい低外気温時に運転させることができるため、省エネを実現することができる。運転計画立案部３３では、このような空調機の運転が計画される。
【００８４】
次に、上記で説明した機能構成を前提とした動作例について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における空調制御システム１の制御例を説明するフローチャートである。図７に示すように、運転計画準備処理は、主に、条件設定処理と、熱負荷予測処理と、運転計画立案処理とから構成され、空調設備１２の制御実行に先立って実行する動作であり、例えば、空調設備１２の制御を実行する前日に１日１回実行される。つまり、この場合、運転計画立案周期は、１日である。すなわち、運転計画準備処理は、運転計画立案周期毎、つまり、制御前日に１日毎に実行される。
【００８５】
また、図７に示すように、運転計画補正処理は、運転計画準備処理の後に実行される処理であって、運転計画補正周期毎、例えば、制御当日に３０分周期毎に実行される。データ計測処理は、データ計測周期毎、例えば、制御当日に５分周期毎に実行される。制御指令処理は、制御指令実行周期毎、例えば、制御当日に５分周期毎に実行される。つまり、運転計画準備処理、運転計画補正処理、データ計測処理、及び制御指令処理のそれぞれは、予め設定された周期毎に並列実行される処理である。なお、並列実行されなくてもよい。例えば、運転計画準備処理、データ計測処理、運転計画補正処理、及び制御指令処理の順に逐次的に実行されてもよい。
【００８６】
（運転計画準備処理）
（ステップＳ１１）
空調制御システム１は、運転計画立案周期であるか否かを判定する。空調制御システム１は、運転計画立案周期でない場合、ステップＳ１１に戻る。一方、空調制御システム１は、運転計画立案周期である場合、ステップＳ１２に進む。
【００８７】
（ステップＳ１２）
空調制御システム１は、立案フラグを０に設定する。
【００８８】
（条件設定処理）
（ステップＳ１３）
空調制御システム１は、各種条件を設定する。具体的には、空調制御システム１は、ステップＳ１４の熱負荷予測処理と、ステップＳ１５〜ステップＳ１７の運転計画立案処理とで必要となる各種条件を設定する。そのような各種条件は、例えば、外気温の予測値、日射量の予測値、内部発熱量の予測値、及び設定温度等である。各予測値の設定方法については特に限定されない。例えば、外気温の予測値と、日射量の予測値とについては、インターネット経由で入手する気象データに基づいて設定してもよい。内部発熱量の予測値については、平日と、休日との標準的な内部発熱量パターンを事前に準備しておいたものを設定してもよい。なお、必要となる各種条件は、熱負荷予測処理と、運転計画立案処理とでは、一般的にそれぞれ異なる。
【００８９】
（熱負荷予測処理）
（ステップＳ１４）
空調制御システム１は、設定した各種条件に基づいて熱負荷を予測する。具体的には、空調制御システム１は、条件設定処理で設定した各種条件に従い、条件設定処理、熱負荷予測処理、及び運転計画立案処理を実行する時刻と比べて未来の時刻であって、先のある期間、例えば、計画対象期間における予め定めた時間刻みの熱負荷を予測する。さらに具体的には、計画対象期間を翌日０時から２４時とし、条件設定処理で設定した外気温の予測値と、日射量の予測値と、内部発熱量の予測値と、設定温度とを入力として、設定温度を満足するために必要な５分刻みの空調機供給熱量を出力する。なお、ここでは、空調機供給熱量として説明したが、実際の空調機の動作としては、暖房の場合は供給熱量であって、冷房の場合は除去熱量である。ただし、除去熱量はマイナスの供給熱量として考えればよいため、統一して供給熱量として説明する。また、空調機供給熱量の符号を反転したものが、熱負荷である。
【００９０】
（運転計画立案処理）
（ステップＳ１５）
空調制御システム１は、予測した熱負荷と、制約条件と、評価指標とに基づいて、運転計画を立案する。運転計画とは、例えば、室外機１２ａに対応する５分刻みの圧縮機周波数又は能力セーブ率等の指令値等である。空調設備１２は、通常、複数の種類、複数の台数の機器から構成されるので、各機器のさまざまな運転パターンのうち、制約条件を満たしつつ、消費電力量等の評価指標を最小化するような運転計画を立案する。評価指標によっては、例えば、快適性の場合には、最大化するような運転計画を立案する。
【００９１】
（ステップＳ１６）
空調制御システム１は、設定した各種条件と、立案した運転計画とに基づいて室温を予測する。具体的には、空調制御システム１は、計画対象期間における予め設定された時間刻みの室内の温度を予測する。さらに具体的には、空調制御システム１は、計画対象期間は、翌日０時から２４時とし、条件設定処理で設定した外気温の予測値と、日射量の予測値と、内部発熱量の予測値と、空調設備１２の運転計画とを入力として、５分刻みの室内の温度の予測値を出力する。
【００９２】
（ステップＳ１７）
空調制御システム１は、立案フラグを１に設定し、ステップＳ１１に戻る。なお、立案フラグが１に設定された場合、立案した運転計画が運転計画補正部３４に出力されると想定する。
【００９３】
（運転計画補正処理）
（ステップＳ４１）
空調制御システム１は、運転計画補正周期であるか否かを判定する。空調制御システム１は、運転計画補正周期である場合、ステップＳ４２に進む。一方、空調制御システム１は、運転計画補正周期でない場合、ステップＳ４１に戻る。
【００９４】
（ステップＳ４２）
空調制御システム１は、計測結果を受信したか否かを判定する。空調制御システム１は、計測結果を受信した場合、ステップＳ４３に進む。一方、空調制御システム１は、計測結果を受信しない場合、ステップＳ４２に戻る。データ計測処理と運転計画補正処理を並列に実行する場合には、ステップＳ４２では受信したものと判定してステップＳ４３に進む。この場合には、直前に受信した計測結果を用いてステップＳ４３以降の補正を行う。
【００９５】
（ステップＳ４３）
空調制御システム１は、立案フラグが１であるか否かを判定する。空調制御システム１は、立案フラグが１である場合、ステップＳ４４に進む。一方、空調制御システム１は、立案フラグが１でない場合、ステップＳ４１に戻る。ただし、この立案フラグは制御実行当日を対象とした立案フラグであり、前日２１：００に運転計画立案中に設定する翌日分の立案フラグとは異なる。
【００９６】
（ステップＳ４４）
空調制御システム１は、運転計画立案処理で予測した室温と、計測した室温とに基づいて、制約条件を満たしつつ予め設定された目標設定範囲内で評価指標を最小化するように運転計画を補正する。
【００９７】
（ステップＳ４５）
空調制御システム１は、設定した各種条件と、補正した運転計画とに基づいて室温を予測する。そして、ステップＳ４１に戻る。
【００９８】
（データ計測処理）
（ステップＳ６１）
空調制御システム１は、データ計測周期であるか否かを判定する。空調制御システム１は、データ計測周期である場合、ステップＳ６２に進む。一方、空調制御システム１は、データ計測周期でない場合、ステップＳ６１に戻る。
【００９９】
（ステップＳ６２）
空調制御システム１は、データを計測する。
【０１００】
（ステップＳ６３）
空調制御システム１は、計測結果を送信し、ステップＳ６１に戻る。
【０１０１】
（制御指令処理）
（ステップＳ７１）
空調制御システム１は、制御指令実行周期であるか否かを判定する。空調制御システム１は、制御指令実行周期である場合、ステップＳ７２に進む。一方、空調制御システム１は、制御指令実行周期でない場合、ステップＳ７１に戻る。
【０１０２】
（ステップＳ７２）
空調制御システム１は、補正した運転計画に基づいて空調設備１２に制御指令値を送信し、ステップＳ７１に戻る。
【０１０３】
なお、上記で説明した各種フラグ及びそのフラグの設定は一例を示すだけであって、特にこれに限定されない。
【０１０４】
図８は、本発明の実施の形態１における消費電力量を評価指標に含めて運転計画を試行する一例を示す図である。図８においては、評価指標として、消費電力量が採用され、消費電力量を最小化する問題として、さまざまな運転計画が試行されている一例が示されている。例えば、図８においては、横軸が時刻を示し、縦軸が電力を示している。
【０１０５】
そして、点線で囲まれた領域は、消費電力量が大の場合を示す。破線で囲まれた領域は、消費電力量が中の場合を示す。実線で囲まれた領域は、消費電力量が小の場合を示す。図８に示すように、消費電力量を小さく設定するために、上記で説明した一連の処理が実行される過程が示されている。
【０１０６】
（効果）
上記で説明した一例の動作で運転計画を補正することで、運転計画立案時に立案した、評価指標を最大化又は最小化するような空調設備１２の運転計画を踏襲しつつ、制御実行時の状況の変化に応じて、評価指標を最大化又は最小化する空調設備１２の制御を実行することができるので、快適性を維持しつつ、省エネを実現することができる。
【０１０７】
以上、本実施の形態１において、建物に設置された空調設備１２を制御する空調制御システム１において、与えられた熱負荷予測用データに基づいて、空調設備１２が処理する熱量の時間変化を予測する熱負荷予測部３２と、合計の処理熱負荷を同一又は所定量の差の範囲内にすると共に、室内の温度を所定の快適温度範囲内に維持させる第１制約条件下において、評価指標である空調設備１２の消費電力量又はランニングコストの何れかを削減するように、空調運転の計画対象期間における空調設備１２の運転計画を事前に立案する運転計画立案部３３と、運転計画で空調設備１２の制御を実行中、所定の周期で運転計画を補正する運転計画補正部３４と、室内の温度を測定する温度センサと、を備え、運転計画立案部３３と運転計画補正部３４は、与えられた温度予測用データに基づいて室内の温度の時間変化を予測する温度予測手段４３を有し、運転計画補正部３４は、温度センサで測定した実測温度が、運転計画の立案時に予測する運転計画立案部３３による予測温度と異なる場合、計画対象期間のうち、補正を行う期間である補正対象期間における室内の温度の時間変化を予測し、補正対象期間中の１又は複数の時刻において、当該運転計画補正部３４で予測した予測温度と、運転計画立案部３３で予測した予測温度との誤差を所定の許容変動幅内に収めることを第２制約条件として、評価指標が第１制約条件下で最小となるように、運転計画を補正する空調制御システム１が構成される。
【０１０８】
上記構成のため、事前に立案した運転計画を、実行時の状況に応じて適切に補正することができるので、室内の温度又は湿度等を快適に維持しつつ、省エネ性を向上させることができるという従来にはない顕著な効果を奏する。
【０１０９】
実施の形態２．
（評価指標及び制約条件のバリエーション）
実施の形態１との相違点は、評価指標及び制約条件である。実施の形態１においては、運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４の評価指標として、消費電力量を採用したが、ランニングコストが採用されてもよい。図９は、本発明の実施の形態２におけるランニングコストを評価指標に含めた一例を示す図である。図９に示すように、評価指標として、条件設定部３１で設定されたランニングコストが、運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４のそれぞれに供給される。このときには、必要に応じて、条件設定部３１において、時間帯別の電力量料金等が設定されてもよい。
【０１１０】
さらに、快適性も考慮した評価指標とするため、消費電力量及びランニングコストに、設定温度からの室温のずれ度合いと、室温の時間変化率とを組み合わせた式（４）に示す評価指標Ｊが設定されてもよい。
【０１１１】
【数２】
0005951120.tif 000003
【０１１２】
ここで、Ｊ１は空調設備１２での計画対象期間全体にわたる消費電力量、Ｊ２は空調設備１２での計画対象期間全体にわたるランニングコスト、Ｊ３は設定温度からの室温のずれ度合いの２乗平均値、Ｊ４は室温の時間変化率の２乗平均値、α１〜α４はそれぞれ重み係数である。ただし、Ｊ３と、Ｊ４とについては、２乗平均値を評価指標に組み込む必要はない。例えば、Ｊ３では、ずれ度合いの絶対値の最大値も考慮した評価指標であってもよい。また、Ｊ４では、時間変化率の絶対値の最大値も考慮した評価指標であってもよい。
【０１１３】
図１０は、本発明の実施の形態２における消費電力量、ランニングコスト、設定温度からの室温のずれ度合い、及び室温の時間変化率を評価指標に含めた一例を示す図である。図１０に示すように、評価指標として、条件設定部３１で設定された消費電力量、ランニングコスト、設定温度からの室温のずれ度合い、及び室温の時間変化率が運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４のそれぞれに供給される。なお、運転計画補正部３４においては、上記で説明した計画対象期間を補正対象期間と置換した動作であればよい。
【０１１４】
（効果）
上記で説明した構成で、単に、消費電力量及びランニングコストを最小化するための評価指標ではなく、快適性も含めた評価指標となり、省エネ性と快適性とのバランスを考慮した空調設備１２の運転計画を立案し、補正することができる。
【０１１５】
（制約条件のバリエーション）
また、実施の形態１では、温度を予め設定された快適温度範囲内に維持することを温度に関する制約条件としたが、これに加え、温度の時間変化率を予め設定された温度変化率内に維持することを制約条件に加えてもよい。つまり、温度の時間変化率が、温度の時間変化率上限値を超えないことを制約条件としてもよい。図１１は、本発明の実施の形態２における温度に関する条件を制約条件に含めた一例を示す図である。図１１に示すように、温度の時間変化率上限値が新たな温度制約条件に追加されている。
【０１１６】
例えば、温度の時間変化率に０．２［℃／５分以下］等の制約を設ける。このような制約で、急激な温度変化を伴う空調設備１２の制御を回避することができ、快適性がさらに向上する。
【０１１７】
（効果）
上記で説明した構成で、さまざまな視点での快適性を考慮した空調設備１２の運転計画を立案し、補正することができる。
【０１１８】
（制約条件からの逸脱を許容）
また、実施の形態１では、制約条件を満たす空調設備１２の運転パターンのうち、消費電力量を最小化する運転パターンを運転計画としたが、制約条件からの逸脱量に予め定めた重みをつけたものと、本来の評価指標とを加算したものを、評価指標として再定義することで、制約条件を若干逸脱したとしても、省エネ性を高くすることができる空調設備１２の運転計画が許容される。図１２は、本発明の実施の形態２における制約条件からの逸脱量を評価指標に含めた一例を示す図である。図１２に示すように、制約条件からの逸脱量に、予め定めた重みを乗算し、乗算結果と、評価指標とを加算した結果を評価指標として再定義し、条件設定部３１から運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４のそれぞれに供給している。
【０１１９】
（効果）
上記で説明した構成で、制約条件を若干逸脱していても、省エネ性を高くできる空調設備１２の運転計画を立案し、補正することができる。
【０１２０】
実施の形態３．
（デマンドレスポンス）
翌日であって、ある時間帯、例えば、第１の期間に、ピーク電力の削減、つまり、ピークカットが必要になることが想定される。また、第１の期間にピークカットが必要となることが事前に分かっていることが想定される。なお、説明の便宜上、第１の期間に対応するピーク電力の目標値を、第１の目標電力と称する場合がある。図１３は、本発明の実施の形態３における各種設定条件の一例を示す図である。図１３に示すように、温度制約条件には、第１の期間に対応する第１の快適温度範囲と、第２の期間に対応する第２の快適温度範囲とが設定されている。また、電力制約条件には、第１の期間に対応する第１のピーク電力上限値と、第２の期間に対応する第２のピーク電力上限値とが設定されている。
【０１２１】
図１４は、本発明の実施の形態３におけるピーク電力の削減を想定した運転計画の一例を示す図である。図１４は、第１の期間を１３：００〜１６：００とし、第１の目標電力を１００ｋＷという条件のピークカットが必要となることを想定した一例である。以下、この条件を例として説明する。
【０１２２】
条件設定部３１は、ピークカットを制約条件の一つとして設定する。すなわち、１３：００〜１６：００のピーク電力を１００ｋＷに設定する。ただし、ピークカットの時間帯である第１の期間及び最大電力は任意に設定することができる。
【０１２３】
運転計画立案部３３では、空調設備１２の運転計画を、上記で説明した制約条件下で立案する。このとき、実施の形態１で説明したように、運転計画立案部３３は、室内の温度が快適温度範囲を維持するように計画を立案しようとする。しかし、ピークカットの制約条件が設定されているため、制約条件を満たす運転パターンが存在しない場合が想定される。このような事態に対しては、実施の形態２で説明した各種制約条件のうち、制約条件からの逸脱を許容する制約条件を適用することで、運転パターンを割り当て、対応することができる。しかし、単に、このような運転パターンを許容しただけでは、第１の期間中に、室内の温度が快適温度範囲を大きく外れてしまう虞がある。
【０１２４】
そこで、第１の期間と比べて過去の期間、すなわち、前の期間である第２の期間に対応する快適温度範囲を、第１の期間に対応する快適温度範囲とは異なる範囲を設定する。例えば、夏の場合には、第１の期間に対応する快適温度範囲を２６〜２８［℃］に設定し、第２の期間に対応する快適温度範囲を２５〜２７［℃］に設定する。このような設定をすることで、ピークカットの前工程として、第１の期間に対応する予冷を実行することで、第１の期間の快適性を維持することができる。第２の期間に対応する快適温度範囲を変更したことに伴い、第１の期間の温度が、第１の期間に対応する快適温度範囲を逸脱することが想定される。
【０１２５】
例えば、図１４の１３：００〜１３：４０付近ではその虞がある。ただし、このような逸脱は、さらなる快適側への逸脱と考えることもできる。その理由は、例えば、夏では、室温が低めに制御されるためである。よって、評価指標への制約条件の逸脱量に関する評価指標の増分は０に設定してもよい。
【０１２６】
第２の期間の長さと快適温度範囲の設定は、建物の管理者が手動で設定してもよく、運転計画立案部３３が自動的に決定してもよい。
【０１２７】
図１５は、本発明の実施の形態３におけるピーク電力の削減を想定した運転計画のうちの一部の快適温度範囲及びその一部の快適温度範囲の期間を決定する空調制御システム１の制御例を説明するフローチャートである。ここでは、第２の期間が最初は設定されていないと想定して、運転計画が立案される。
【０１２８】
（ステップＳ９１）
空調制御システム１は、運転計画立案周期であるか否かを判定する。空調制御システム１は、運転計画立案周期である場合、ステップＳ９２に進む。一方、空調制御システム１は、運転計画立案周期でない場合、ステップＳ９１に戻る。
【０１２９】
（ステップＳ９２）
空調制御システム１は、立案フラグを０に設定する。
【０１３０】
（条件設定処理）
（ステップＳ９３）
空調制御システム１は、各種条件を設定する。
【０１３１】
（熱負荷予測処理）
（ステップＳ９４）
空調制御システム１は、設定した各種条件に基づいて熱負荷を予測する。
【０１３２】
（運転計画立案処理）
（ステップＳ９５）
空調制御システム１は、予測した熱負荷と、制約条件と、評価指標とに基づいて運転計画を立案する。
【０１３３】
（ステップＳ９６）
空調制御システム１は、設定した各種条件と、立案した運転計画とに基づいて室温を予測する。
【０１３４】
（ステップＳ９７）
空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱しているか否かを判定する。空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱している場合、ステップＳ９８に進む。一方、空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱していない場合、処理を終了する。
【０１３５】
（ステップＳ９８）
空調制御システム１は、温度フラグを１に設定する。
【０１３６】
（ステップＳ９９）
空調制御システム１は、時間フラグを１に設定する。
【０１３７】
（ステップＳ１００）
空調制御システム１は、第２の期間をα分に設定して制約条件に追加する。α分は、例えば、３０分である。
【０１３８】
（ステップＳ１０１）
空調制御システム１は、時間フラグが０であるか否かを判定する。空調制御システム１は、時間フラグが０である場合、ステップＳ１０３に進む。一方、空調制御システム１は、時間フラグが０でない場合、ステップＳ１０２に進む。
【０１３９】
（ステップＳ１０２）
空調制御システム１は、第２の快適温度範囲を第１の快適温度範囲−β℃に設定して制約条件に追加する。β［℃］は、例えば、０．５［℃］である。
【０１４０】
（ステップＳ１０３）
空調制御システム１は、予測した熱負荷と、制約条件と、評価指標とに基づいて、運転計画を再立案する。
【０１４１】
（ステップＳ１０４）
空調制御システム１は、設定した各種条件と、再立案した運転計画とに基づいて室温を予測する。
【０１４２】
（ステップＳ１０５）
空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱しているか否かを判定する。空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱している場合、ステップＳ１０６に進む。一方、空調制御システム１は、予測した室温が第１の快適温度範囲から逸脱していない場合、処理を終了する。
【０１４３】
（ステップＳ１０６）
空調制御システム１は、温度フラグが０であるか否かを判定する。空調制御システム１は、温度フラグが０である場合、ステップＳ１１０に進む。一方、空調制御システム１は、温度フラグが０でない場合、ステップＳ１０７に進む。
【０１４４】
（ステップＳ１０７）
空調制御システム１は、時間フラグを１に設定する。
【０１４５】
（ステップＳ１０８）
空調制御システム１は、βをβ−予め設定した温度下げ幅に設定する。新たに設定されたβは、例えば、第１の期間に対応する温度範囲から１［℃］下げた値である。つまり、この場合には、ステップＳ１０２の処理と対比すると、予め設定した温度下げ幅が、０．５［℃］に設定された一例である。
【０１４６】
（ステップＳ１０９）
空調制御システム１は、温度フラグを０に設定し、ステップＳ１０２に戻る。
【０１４７】
（ステップＳ１１０）
空調制御システム１は、時間フラグが０であるか否かを判定する。空調制御システム１は、時間フラグが０である場合、ステップＳ１０３に戻る。一方、空調制御システム１は、時間フラグが０でない場合、ステップＳ１１１に進む。
【０１４８】
（ステップＳ１１１）
空調制御システム１は、温度フラグを１に設定する。
【０１４９】
（ステップＳ１１２）
空調制御システム１は、αをα−予め設定した時間増加幅に設定し、ステップＳ１１３に進む。新たに設定されたαは、例えば、１時間である。つまり、この場合には、ステップＳ１００の処理と対比すると、予め設定した時間増加幅が、３０分に設定された一例である。
【０１５０】
（ステップＳ１１３）
空調制御システム１は、時間フラグを０に設定し、ステップＳ１００に戻る。
【０１５１】
なお、上記で説明した各種フラグ及びその設定例は一例を示し、特にこれらに限定されない。
【０１５２】
上記の動作で、第２の期間を段階的に延ばし、快適温度範囲を段階的に下げる。ただし、第２の期間の最大長さと、快適温度範囲の第１の期間との差を最大何度にするかは、条件設定部３１で設定される。また、上記で説明した３０分、１時間、０．５［℃］、及び１［℃］等は一例を示すだけであって、特にこれらに限定されない。
【０１５３】
運転計画補正部３４は、上記で説明したように立案した運転計画を、実施の形態１又は実施の形態２で説明した方法で補正すればよい。実施の形態１で説明したように、補正対象期間の１時刻又は複数時刻で、計画時の予測温度を踏襲するように補正するため、第２の期間に実行するピークカット前の予冷を確実に実行できる。
【０１５４】
また、上記の説明では、第２の期間に対応する快適温度範囲を変更する一例を示したが、運転計画補正部３４は、第２の期間に対応する設定温度を変更してもよい。また、第１の期間以外については、電力の上限値を設けなかったが、第１の期間以外においても、極端に消費電力が上昇しないように、第１の期間以外の期間に対応する目標電力、例えば、第２の目標電力を設け、運転計画を立案し、補正してもよい。また、ピークカットに対応する動作を説明したが、例えば、特定の時間帯の電力料金が高いことが事前に分かっている場合には、上記で説明した動作と同様の動作を適用することで、ランニングコストを低減するような運転計画を立案し、補正することができる。
【０１５５】
また、ピークカットを想定した運転計画を前日に立案したが、当日になってピークカットが不要となったような場合には、必ずしも前日に立案した運転計画に基づいて空調制御をする必要はない。
【０１５６】
さらに、ピークカットとして複数のケースを想定し、それぞれに対して前日に運転計画を立案し、当日はピークカットの状況に応じて最もふさわしい運転計画を選択し補正してもよい。例えば、ケース０としてピークカットなし、ケース１として１３：００〜１６：００に１００ｋＷ、ケース２として１３：００〜１６：００に８０ｋＷ、ケース３として１３：００〜１５：００に１００ｋＷ等に対して運転計画を立案し、ピークカットが必要なければケース０を選択し、ピークカットが必要であれば、そのときの状況に応じてケース１からケース３のいずれかを選択し、これをもとに運転計画を補正すればよい。
【０１５７】
（効果）
上記の構成で、ピークカット直前の予冷及び予熱をすることで、デマンドレスポンス等による特定の時間帯でのピークカットに事前に準備できるため、ピークカット期間で、ピークカットを達成するとともに、室内の温度が快適温度範囲を逸脱しないようにしつつ、期間全体にわたって消費電力量を削減することができる。
【０１５８】
実施の形態４．
本実施の形態４においては、快適性に関連する制約条件及び評価指標として、温度に関するものに加え、さらに湿度及びＣＯ２濃度の少なくとも一方に関するものを考慮する。図１６は、本発明の実施の形態４における空調制御システム１の機能構成の一例を示す図である。図１６に示すように、空調制御システム１は、運転計画立案部３３に、湿度予測手段９１と、ＣＯ２濃度予測手段９２との少なくとも１つ以上をさらに備える。また、空調制御システム１は、運転計画補正部３４に、湿度予測手段１０１と、ＣＯ２濃度予測手段１０２との少なくとも１つ以上をさらに備える。
【０１５９】
湿度予測手段９１及び湿度予測手段１０１のそれぞれは、外気の湿度又は人体から放出される水分の発生等を考慮した湿度予測モデルが実装されているため、与えられた湿度予測用データに基づいて、室内の湿度の時間変化を予測する。
【０１６０】
ＣＯ２濃度予測手段９２及びＣＯ２濃度予測手段１０２のそれぞれは、外気との換気又は人体から放出されるＣＯ２の発生等を考慮したＣＯ２濃度予測モデルが実装されているため、与えられたＣＯ２濃度予測用データに基づいて、室内のＣＯ２濃度の時間変化を予測する。
【０１６１】
本実施の形態４においては、運転計画立案部３３及び運転計画補正部３４における評価指標Ｊを以下の式（５）のように拡張し、湿度又はＣＯ２濃度を考慮した評価指標を導出する。
【０１６２】
【数３】
0005951120.tif 000004
【０１６３】
ここで、Ｊ１は空調設備１２の計画対象期間全体にわたる消費電力量、Ｊ２は空調設備１２の計画対象期間全体にわたるランニングコスト、Ｊ３は設定温度からの室内の温度のずれ度合いの２乗平均値、Ｊ４は室内の温度の時間変化率の２乗平均値、Ｊ５は設定湿度からの湿度のずれ度合いの２乗平均値、Ｊ６は湿度の時間変化率の２乗平均値、Ｊ７は設定ＣＯ２濃度からのＣＯ２濃度のずれ度合いの２乗平均値、Ｊ８はＣＯ２濃度の時間変化率の２乗平均値、及びα１〜α８はそれぞれの重み係数である。
【０１６４】
ただし、Ｊ３〜Ｊ８については、２乗平均値を評価指標とする必要はない。例えば、Ｊ３では、ずれ度合いの絶対値の最大値も考慮した評価指標、Ｊ４では、時間変化率の絶対値の最大値も考慮した評価指標としてもよい。
【０１６５】
なお、運転計画補正部３４では、計画対象期間を補正対象期間に置換した場合の動作となる。図１７は、本発明の実施の形態４における各種設定条件のうちの評価指標の詳細例を示す図である。図１７に示すように、湿度に関する評価指標と、ＣＯ２濃度に関する評価指標とが追加されている。
【０１６６】
また、実施の形態１では、温度に関する制約条件のみを説明したが、これに加え、湿度及びＣＯ２濃度に関する制約条件を加えてもよい。具体的には、制約条件として、計画対象期間における、室内の温度を予め設定した快適温度範囲内に維持させる第１条件と、計画対象期間における、室内の温度の時間変化率を予め設定した温度変化率内に維持させる第２条件と、計画対象期間における、室内の湿度を予め設定した快適湿度範囲内に維持させる第３条件と、計画対象期間における、室内の湿度の時間変化率を予め設定した湿度変化率内に維持させる第４条件と、計画対象期間における、室内の温度及び室内の湿度の両方から決定される温湿度快適性を予め設定した快適温湿度範囲内に維持させる第５条件と、計画対象期間における、室内のＣＯ２濃度を予め設定した快適ＣＯ２濃度範囲内に維持させる第６条件と、計画対象期間における、室内のＣＯ２濃度の時間変化率を予め設定したＣＯ２濃度変化率内に維持させる第７条件と、の何れか１つ、又は、２つ以上の組み合わせが設定される。
【０１６７】
なお、運転計画補正部３４では、計画対象期間を補正対象期間に置換した場合の動作となる。図１８は、本発明の実施の形態４における各種設定条件のうちの制約条件の詳細例を示す図である。図１８に示すように、温度制約条件の他に、湿度制約条件、温湿度制約条件、ＣＯ２濃度制約条件が追加されている。なお、快適温湿度範囲の一例として、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｖｏｔｅ）等がある。また、第１条件から第７条件を組み合わせて、ＡＳＨＲＡＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｉｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）で定められている快適性を満たすような制約条件としてもよい。
【０１６８】
（効果）
上記で説明した構成で、温度だけでなく、湿度及びＣＯ２濃度も含めたさまざまな視点での快適性を考慮した空調設備１２の運転計画を立案し、補正することができる。
【０１６９】
実施の形態５．
実施の形態１において、室温の時間的なばらつきと、室温の空間的なばらつきとについて説明した。このようなばらつきは、室温が設定温度で一定となるように空調機を運転するのではなく、制約条件として、室温がある快適温度範囲で推移することを許容することによって生じるものである。
【０１７０】
本実施の形態５では、このような室温の時間的及び空間的なばらつきを発生させる要因について説明する。具体的には、運転計画立案部３３で実行する動作の一つ、すなわち、処理熱負荷の時間的分散と、処理熱負荷の空間的分散と、に基づいた運転計画の立案について説明する。なお、実施の形態１〜４と共通する部分についてはその説明を省略する。
【０１７１】
（空調機の特性）
まず、空調機の一般的な特性を図１９を用いて説明する。図１９は、空調機の一般的な特性を示す図である。図１９は、空調機の出力に対する空調効率（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）のグラフである。ＣＯＰとは、空調機への入力（電力ｋＷ）に対する出力（処理熱量ｋＷ）の比を表したものである。図１９に示すように、一般的には、空調機は、低出力及び高出力の範囲で効率が悪いという特性がある。図１９に示す一例では、定格出力に対して６０％が最も効率がよい特性となっている。処理熱負荷の時間的分散及び処理熱負荷の空間的分散は、このような空調機の特性を利用した処理である。
【０１７２】
（処理熱負荷の時間的分散の概要）
次に、処理熱負荷の時間的分散の概要について説明する。処理熱負荷の時間的分散では、空調運転の計画対象期間における何れかの時間帯の熱負荷の少なくとも一部が、別の時間帯で処理される。例えば、実施の形態１で説明したように、熱伝導方程式に基づく温度予測モデルをシステムが持つ場合、このようなシステムは、室温の時間変動を予測することができる。よって、このようなシステムは、快適温度範囲を維持しつつ、時間的分散に基づいた処理による運転計画を立案することができる。
【０１７３】
具体的には、ある時間帯の出力を空調効率が高い出力にシフトさせ、別の時間帯の出力をそれに応じて変更させる。図１９の一例では、ある時間帯で設定温度を維持するための出力が、例えば６０％よりも低い場合、出力を上げる方向にシフトさせる。その代わり、別の時間帯の何れかで出力を下げる方向にシフトさせる。ここで、このような下げる方向のシフトは、空調効率が高くなるようなシフトである場合と、空調効率が低くなるようなシフトである場合と、の少なくとも何れかが含まれるものであって、何れであってもよい。
【０１７４】
一方、ある時間帯で設定温度を維持するための出力が、例えば６０％よりも高い場合、出力を下げる方向にシフトさせる。その代わり、別の時間の何れかで出力を上げる方向にシフトさせる。ここで、このような上げる方向のシフトは、空調効率が高くなるようなシフトである場合と、空調効率が低くなるようなシフトである場合と、の少なくとも何れかが含まれるものであって、何れであってもよい。
【０１７５】
このように、出力を上げる方向のシフトと、出力を下げる方向のシフトとが行われることによって、出力の均衡がとれ、少なくとも何れかの方向のシフトで空調効率が高いものに設定されれば、合計の処理熱量が同等になりつつも、消費エネルギーが削減される。
【０１７６】
（処理熱負荷の空間的分散の概要）
次に、処理熱負荷の空間的分散の概要について説明する。処理熱負荷の空間的分散では、何れかのゾーンの熱負荷の少なくとも一部が、隣接するゾーンが割り当てられている空調機で処理される。実施の形態１で説明したように、熱伝導方程式に基づくゾーン毎の熱負荷予測モデルをシステムが持つ場合、このようなシステムは、ゾーン間の熱移動を考慮しつつ、ゾーン毎の室温と、ゾーン毎の熱負荷とを予測することができる。よって、このようなシステムは、快適温度範囲を維持しつつ、空間的分散に基づいた処理による運転計画を立案することができる。
【０１７７】
具体的には、あるゾーンの出力を空調効率が高い出力にシフトさせ、隣接する別のゾーンの出力をそれに応じて変更させる。図１９の一例では、あるゾーンで設定温度を維持するための出力が、例えば６０％よりも低い場合、出力を上げる方向にシフトさせる。その代わり、別のゾーンの何れかで出力を下げる方向にシフトさせる。ここで、このような下げる方向のシフトは、空調効率が高くなるようなシフトである場合と、空調効率が低くなるようなシフトである場合と、の少なくとも何れかが含まれるものであって、何れであってもよい。
【０１７８】
一方、あるゾーンで設定温度を維持するための出力が、例えば６０％よりも高い場合、出力を下げる方向にシフトさせる。その代わり、別のゾーンの何れかで出力を上げる方向にシフトさせる。ここで、このような上げる方向のシフトは、空調効率が高くなるようなシフトである場合と、空調効率が低くなるようなシフトである場合と、の少なくとも何れかが含まれるものであって、何れであってもよい。
【０１７９】
このように、出力を上げる方向のシフトと、出力を下げる方向のシフトとが行われることによって、出力の均衡がとれ、少なくとも何れかの方向のシフトで空調効率が高いものに設定されれば、合計の処理熱量が同等になりつつも、消費エネルギーが削減される。
【０１８０】
つまり、空調制御システム１は、時間帯及びゾーンのような区切りごとに処理熱量変更動作が異なる。例えば、空調制御システム１は、第１の区切りに対応する処理熱量変更動作として、空調効率を上げる動作をした場合、第１の区切りとは異なる第２の区切りに対応する処理熱量の変更動作として、第１の区切りの処理熱量の変更を相殺する動作をする。
【０１８１】
例えば、空調制御システム１は、時間帯Ｎに対応する処理熱量変更動作として、空調効率を上げるために出力を上げる動作を選択した場合、時間帯Ｍに対応する処理熱量変更動作として、出力を下げる動作を選択する。
【０１８２】
また、空調制御システム１は、時間帯Ｎに対応する処理熱量変更動作として、空調効率を上げるために出力を下げる動作を選択した場合、時間帯Ｍに対応する処理熱量変更動作として、出力を上げる動作を選択する。
【０１８３】
また、空調制御システム１は、ゾーンＡに対応する処理熱量変更動作として、空調効率を上げるために出力を上げる動作を選択した場合、ゾーンＡの隣接ゾーンに対応する処理熱量変更動作として、出力を下げる動作を選択する。
【０１８４】
また、空調制御システム１は、ゾーンＡに対応する処理熱量変更動作として、空調効率を上げるために出力を下げる動作を選択した場合、ゾーンＡの隣接ゾーンに対応する処理熱量変更動作として、出力を上げる動作を選択する。
【０１８５】
（機能構成）
次に、本実施の形態５における運転計画を実施する機能構成について図２０を用いて説明する。図２０は、本発明の実施の形態５における運転計画の機能構成の一例を示す図である。図２０は、運転計画作成手段４２の内部的な機能構成の一例である。なお、以後の説明において、本実施の形態５では、空調運転の計画のことをスケジュールと記載するものとする。
【０１８６】
（機能構成：分散方法選択部）
分散方法選択部１４１は、処理熱負荷の時間的分散を処理するスケジュールの作成と、処理熱負荷の空間的分散を処理するスケジュールの作成と、の何れかを選択する。スケジュールを作成する過程において、一般的には、分散方法選択部１４１は、最終的なスケジュールの候補として、複数のスケジュールを作成する。複数のスケジュールの作成において、時間的分散及び空間的分散のうち、何れの分散を行うかの選択方法は、特に限定されない。
【０１８７】
例えば、時間的分散と、空間的分散とが、サイクリックに順番に選択されてもよい。また、過去のスケジュール作成履歴に基づいて、消費電力の削減効果又はランニングコストの削減効果の何れか高い方の削減効果が優先的に選択されてもよい。また、確率的に削減効果の高い方が選択されてもよい。すなわち、択一的に何れかが選択されればよい。
【０１８８】
（機能構成：時間的分散スケジュール作成部）
時間的分散スケジュール作成部１４２ａは、処理熱負荷の時間的分散を処理するスケジュールを作成する。時間的分散スケジュール作成部１４２ａは、ゾーン選択部１４２ａ１と、分散元時間帯選択部１４２ａ２と、熱負荷変更量決定部１４２ａ３と、分散先時間帯選択部１４２ａ４と、時間的分散スケジュール決定部１４２ａ５と、から構成される。
【０１８９】
ゾーン選択部１４２ａ１は、処理熱負荷の時間的分散を行うゾーンを選択する。選択方法としては、例えば、ゾーン選択部１４２ａ１は、計画対象期間全体で平均空調効率が最も悪いゾーンを選択するが、特にこれに限定されない。例えば、ゾーン選択部１４２ａ１は、全時間帯及び全ゾーンを通して、空調効率が最も悪い空調機が割り当てられているゾーンを選択してもよい。また、ゾーン選択部１４２ａ１は、ゾーンを複数回選択する場合、各ゾーンをサイクリックに順番に選択してもよい。また、ゾーン選択部１４２ａ１は、空調効率とは無関係に確率的にゾーンを選択してもよい。すなわち、択一的に何れかのゾーンが選択されればよい。
【０１９０】
分散元時間帯選択部１４２ａ２は、ゾーン選択部１４２ａ１で選択されたゾーンにおいて、処理熱負荷の分散元の時間帯を選択する。選択方法としては、例えば、分散元時間帯選択部１４２ａ２は、計画対象期間を例えば５分刻みで分割し、分割した時間帯のうち、このゾーンが割り当てられている空調機が最も悪い効率で運転をしている時間帯を選択してもよいが、特にこれに限定されない。例えば、分散元時間帯選択部１４２ａ２は、空調効率が悪い運転をしている時間帯を複数選択し、これらの複数の時間帯の中から確率的に時間帯を選択してもよい。すなわち、択一的に何れかの時間帯が選択されればよい。
【０１９１】
熱負荷変更量決定部１４２ａ３は、ゾーン選択部１４２ａ１で選択されたゾーンにおいて、分散元時間帯選択部１４２ａ２で選択された時間帯における熱負荷変更量、すなわち、時間的に分散させる熱負荷の量を決定する。決定方法としては、例えば、熱負荷変更量決定部１４２ａ３は、空調効率が最大となる出力になるまでの変更量に熱負荷変更量を決定すればよいが、特にこれに限定されない。例えば、熱負荷変更量決定部１４２ａ３は、熱負荷変更量を予め設定した変更量に決定してもよい。また、熱負荷変更量決定部１４２ａ３は、予め設定した変更量に確率的な係数を乗じた量を熱負荷変更量に決定してもよい。また、熱負荷変更量決定部１４２ａ３は、快適温度範囲の維持が可能な変更量を熱負荷予測モデル又は温度予測モデルのパラメータから推定して熱負荷変更量を決定してもよい。
【０１９２】
分散先時間帯選択部１４２ａ４は、ゾーン選択部１４２ａ１で選択されたゾーンにおいて、処理熱負荷の分散先の時間帯を選択する。選択方法としては、例えば、分散先時間帯選択部１４２ａ４は、計画対象期間を例えば５分刻みに分割し、分割された時間帯のうち、このゾーンが割り当てられている空調機が最も空調効率が悪い運転をしている時間帯を選択してもよいが、特にこれに限定されない。例えば、分散先時間帯選択部１４２ａ４は、空調効率が悪い運転をしている時間帯を複数選択し、これら複数の時間帯の中から確率的に時間帯を選択してもよい。また、分散先時間帯選択部１４２ａ４は、全時間帯の中から確率的に時間帯を選択してもよい。
【０１９３】
また、分散先時間帯選択部１４２ａ４は、熱負荷変更量決定部１４２ａ３で決定された熱負荷変更量が、プラス値であるときは、最大空調効率よりも高い出力で運転している空調機に割り当てられている時間帯を優先的に選択し、マイナス値であるときは、最大空調効率よりも低い出力で運転している空調機に割り当てられている時間帯を優先的に選択してもよい。すなわち、択一的に何れかの時間帯が選択されればよい。
【０１９４】
時間的分散スケジュール決定部１４２ａ５は、まず、上記で説明した各機能で熱負荷を分散させた後、計画対象期間の熱負荷を再計算する。すなわち、時間的分散スケジュール決定部１４２ａ５は、熱負荷変更量決定部１４２ａ３で決定された熱負荷変更量がプラス値である場合、ゾーン選択部１４２ａ１で選択したゾーンにおける、分散元時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させ、分散先時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０１９５】
一方、時間的分散スケジュール決定部１４２ａ５は、熱負荷変更量決定部１４２ａ３で決定された熱負荷変更量がマイナス値である場合、ゾーン選択部１４２ａ１で選択したゾーンにおける、分散元時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させ、分散先時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。
【０１９６】
そして、時間的分散スケジュール決定部１４２ａ５は、このように再計算した熱負荷を処理するための空調運転を求め、時間的分散に基づいた仮スケジュールを決定する。
【０１９７】
（機能：空間的分散スケジュール作成部）
空間的分散スケジュール作成部１４２ｂは、処理熱負荷の空間的分散を行うスケジュールを作成する。空間的分散スケジュール作成部１４２ｂは、時間帯選択部１４２ｂ１と、分散元ゾーン選択部１４２ｂ２と、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３と、分散先ゾーン選択部１４２ｂ４と、空間的分散スケジュール決定部１４２ｂ５と、から構成される。
【０１９８】
時間帯選択部１４２ｂ１は、処理熱負荷の空間的分散を行う時間帯を選択する。選択方法としては、例えば、時間帯選択部１４２ｂ１は、全ゾーンの合計の平均空調効率が最も悪い時間帯を選択すればよいが、特にこれに限定されない。例えば、時間帯選択部１４２ｂ１は、全時間帯及び全ゾーンを通して空調効率が最も悪い空調機が存在する時間帯を選択してもよい。また、時間帯選択部１４２ｂ１は、時間帯を複数回選択する場合は、各時間帯をサイクリックに順番に選択してもよい。また、時間帯選択部１４２ｂ１は、空調効率とは無関係に確率的に時間帯を選択してもよい。すなわち、択一的に何れかの時間帯が選択されればよい。
【０１９９】
分散元ゾーン選択部１４２ｂ２は、時間帯選択部１４２ｂ１で選択された時間帯において、処理熱負荷の分散元のゾーンを選択する。選択方法としては、例えば、分散元ゾーン選択部１４２ｂ２は、空調機が最も空調効率が悪い運転をしているゾーンを選択するが、特にこれに限定されない。例えば、分散元ゾーン選択部１４２ｂ２は、空調効率が悪い運転をしているゾーンを複数選択し、これら複数のゾーンの中から確率的にゾーンを選択してもよい。また、分散元ゾーン選択部１４２ｂ２は、全ゾーンの中から確率的にゾーンを選択してもよい。すなわち、択一的に何れかのゾーンが選択されればよい。
【０２００】
熱負荷変更量決定部１４２ｂ３は、時間帯選択部１４２ｂ１で選択された時間帯において、分散元ゾーン選択部１４２ｂ２で選択されたゾーンに対応する熱負荷変更量、すなわち空間的に分散させる熱負荷の量を決定する。決定方法としては、例えば、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３は、空調効率が最大となる出力になるまでの変更量に熱負荷変更量を決定するが、特にこれに限定されない。例えば、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３は、熱負荷変更量を予め設定した変更量に決定してもよい。また、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３は、予め設定した変更量に確率的な係数を乗じた量を熱負荷変更量に決定してもよい。また、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３は、快適温度範囲の維持が可能な変更量を熱負荷予測モデル又は温度予測モデルのパラメータから推定して熱負荷変更量を決定してもよい。
【０２０１】
分散先ゾーン選択部１４２ｂ４は、時間帯選択部１４２ｂ１で選択された時間帯において、処理熱負荷の分散先のゾーンを選択する。選択方法としては、例えば、分散先ゾーン選択部１４２ｂ４は、空調機が最も空調効率が悪い運転をしているゾーンを選択すればよいが、特にこれに限定されない。例えば、分散先ゾーン選択部１４２ｂ４は、空調効率が悪い運転をしているゾーンを複数選択し、これら複数のゾーンの中から確率的にゾーンを選択してもよい。また、分散先ゾーン選択部１４２ｂ４は、全ゾーンの中から確率的にゾーンを選択してもよい。
【０２０２】
また、分散先ゾーン選択部１４２ｂ４は、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３で決定された熱負荷変更量が、プラス値であるときは、最大空調効率よりも高い出力で運転している空調機に割り当てられているゾーンを優先的に選択し、マイナス値であるときは、最大空調効率よりも低い出力で運転している空調機に割り当てられているゾーンを優先的に選択してもよい。すなわち、択一的に何れかのゾーンが選択されればよい。
【０２０３】
空間的分散スケジュール決定部１４２ｂ５は、まず、上記で説明した各機能で熱負荷を分散させた後、計画対象期間における熱負荷を再計算する。すなわち、空間的分散スケジュール決定部１４２ｂ５は、熱負荷変更量決定部１４２ｂ３で決定された熱負荷変更量がプラス値の場合は、時間帯選択部１４２ｂ１で選択した時間帯における、分散元ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させ、分散先ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２０４】
一方、空間的分散スケジュール決定部１４２ｂ５は、熱負荷変更量決定部１４２ａ３で決定された熱負荷変更量がマイナス値の場合は、時間帯選択部１４２ｂ１で選択した時間帯における、分散元ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させ、分散先ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。そして、空間的分散スケジュール決定部１４２ｂ５は、このように再計算された熱負荷を処理するための空調運転を求め、空間的分散に基づいた仮スケジュールを決定する。
【０２０５】
（動作）
次に、上記で説明した機能構成を前提とした動作例について、図２１〜２３を用いて説明する。図２１は、本発明の実施の形態５における運転計画の作成動作例を説明するフローチャートである。図２２は、本発明の実施の形態５における処理熱負荷の時間的分散処理を説明するフローチャートである。図２３は、本発明の実施の形態５における処理熱負荷の空間的分散処理を説明するフローチャートである。
【０２０６】
図２１は、本発明の実施の形態５における運転計画すなわちスケジュールの作成例を示すフローチャートである。図２１に示すように、初期スケジュール作成処理と、分散方法選択処理と、時間的分散処理と、空間的分散処理と、温度予測処理と、スケジュール候補更新処理と、終了判定処理と、から構成される。
【０２０７】
図２２に示すように、時間的分散処理は、ゾーン選択処理と、分散元時間帯選択処理と、熱負荷変更量決定処理と、分散先時間帯選択処理と、時間的分散スケジュール決定処理と、から構成される。
【０２０８】
図２３に示すように、空間的分散処理は、時間帯選択処理と、分散元ゾーン選択処理と、熱負荷変更量決定処理と、分散先ゾーン選択処理、空間的分散スケジュール決定処理と、から構成される。
【０２０９】
（初期スケジュール作成処理）
（ステップＳ２０１）
空調制御システム１は、分散無しでのスケジュールを作成する。つまり、空調制御システム１は、処理熱負荷の分散をしていない状態を想定した空調運転のスケジュールを作成する。
【０２１０】
（ステップＳ２０２）
空調制御システム１は、作成したスケジュールをスケジュール候補とする。
【０２１１】
（ステップＳ２０３）
空調制御システム１は、スケジュール候補に対応する評価指標を求める。
【０２１２】
（分散方法選択処理）
（ステップＳ２０４）
空調制御システム１は、処理熱負荷の空間的分散及び処理熱負荷の時間的分散の何れかを選択する。空調制御システム１は、処理熱負荷の時間的分散を選択した場合、ステップＳ２０５に進む。一方、空調制御システム１は、処理熱負荷の空間的分散を選択した場合、ステップＳ２０６に進む。
【０２１３】
（処理熱負荷の時間的分散処理）
（ステップＳ２０５）
詳細については後述するが、空調制御システム１は、処理熱負荷の時間的分散処理を実行する。処理熱負荷の時間的分散処理の結果、仮スケジュールが決定される。
【０２１４】
（処理熱負荷の空間的分散処理）
（ステップＳ２０６）
詳細については後述するが、空調制御システム１は、処理熱負荷の空間的分散処理を実行する。処理熱負荷の空間的分散処理の結果、仮スケジュールが決定される。
【０２１５】
（温度予測処理）
（ステップＳ２０７）
空調制御システム１は、仮スケジュールを実行すると仮定した時の計画対象期間における室内の温度を予測する。
【０２１６】
（ステップＳ２０８）
空調制御システム１は、快適温度範囲が維持されているか否かを判定する。空調制御システム１は、快適温度範囲が維持されている場合、ステップＳ２０９に進む。一方、空調制御システム１は、快適温度範囲が維持されていない場合、ステップＳ２１２に進む。
【０２１７】
つまり、空調制御システム１は、ステップＳ２０５又はステップＳ２０６で決定した仮スケジュールに対応する計画対象期間の温度を予測する。予測室温が、快適温度範囲を維持できていない場合、仮スケジュールに対応する評価を行わず、ステップＳ２１２に進む。
【０２１８】
（スケジュール候補更新処理）
（ステップＳ２０９）
空調制御システム１は、仮スケジュールに対応する評価指標を求める。
【０２１９】
（ステップＳ２１０）
空調制御システム１は、仮スケジュールに対応する評価指標の値がスケジュール候補に対応する評価指標の値と比べて減少しているか否かを判定する。空調制御システム１は、仮スケジュールに対応する評価指標の値がスケジュール候補に対応する評価指標の値と比べて減少している場合、ステップＳ２１１に進む。一方、空調制御システム１は、仮スケジュールに対応する評価指標の値がスケジュール候補に対応する評価指標の値と比べて減少していない場合、ステップＳ２１２に進む。
【０２２０】
（ステップＳ２１１）
空調制御システム１は、仮スケジュールを新たなスケジュール候補とする。
【０２２１】
つまり、空調制御システム１は、ステップＳ２０５又はステップＳ２０６で決定した仮スケジュールに対応する評価指標の計算を行う。空調制御システム１は、現在のスケジュール候補よりも評価指標が小さい場合は、仮スケジュールを新たなスケジュール候補とする。
【０２２２】
なお、空調制御システム１は、評価指標が現在のスケジュール候補と比べて大きい場合であっても、確率的に仮スケジュールを新たなスケジュール候補としてもよい。
【０２２３】
（終了判定処理）
（ステップＳ２１２）
空調制御システム１は、終了条件を満たすか否かを判定する。空調制御システム１は、終了条件を満たす場合、ステップＳ２１３に進む。一方、空調制御システム１は、終了条件を満たさない場合、ステップＳ２０４に進む。
【０２２４】
（ステップＳ２１３）
空調制御システム１は、現在のスケジュール候補を最終的なスケジュールとして出力する。
【０２２５】
つまり、空調制御システム１は、スケジュール作成の処理を終了するかを判定する。例えば、空調制御システム１は、評価指標が所定の目標値よりも小さくなった場合、スケジュール作成を終了するが、終了条件は特にこれに限定されない。
【０２２６】
例えば、空調制御システム１は、スケジュール作成に要した時間が所定の時間を超えた場合、スケジュール作成を終了する。また、空調制御システム１は、スケジュール候補の評価指標の減少が所定の減少率よりも小さくなった場合、スケジュール作成を終了する。また、空調制御システム１は、スケジュール候補の更新が所定の回数以上行われなかった場合、スケジュール作成を終了する。
【０２２７】
（処理熱負荷の時間的分散処理）
（ゾーン選択処理）
（ステップＳ２３１）
空調制御システム１は、処理熱負荷の時間的分散を行うゾーンを選択する。
【０２２８】
（分散元時間帯選択処理）
（ステップＳ２３２）
空調制御システム１は、選択したゾーンに対応する処理熱負荷の分散元の時間帯を選択する。
【０２２９】
（熱負荷変更量決定処理）
（ステップＳ２３３）
空調制御システム１は、選択したゾーン及び選択した時間帯に対応する熱負荷変更量を決定する。つまり、空調制御システム１は、時間的に分散させる熱負荷の量を決定する。
【０２３０】
（分散先時間帯選択処理）
（ステップＳ２３４）
空調制御システム１は、選択したゾーンに対応する処理熱負荷の分散先の時間帯を選択する。
【０２３１】
（時間的分散スケジュール決定処理）
（ステップＳ２３５）
空調制御システム１は、熱負荷変更量が何れであるかを判定する。空調制御システム１は、熱負荷変更量がプラス値である場合、ステップＳ２３６に進む。一方、空調制御システム１は、熱負荷変更量がマイナス値である場合、ステップＳ２３８に進む。
【０２３２】
（ステップＳ２３６）
空調制御システム１は、分散元の時間帯に対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。
【０２３３】
（ステップＳ２３７）
空調制御システム１は、分散先の時間帯に対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２３４】
（ステップＳ２３８）
空調制御システム１は、分散元の時間帯に対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２３５】
（ステップＳ２３９）
空調制御システム１は、分散先の時間帯に対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。
【０２３６】
（ステップＳ２４０）
空調制御システム１は、再計算された熱負荷を処理するためのスケジュールを求める。
【０２３７】
（ステップＳ２４１）
空調制御システム１は、求めたスケジュールを時間的分散に基づいた仮スケジュールとして処理を終了する。
【０２３８】
つまり、空調制御システム１は、まず、処理熱負荷を分散させた後の状態を想定し、計画対象期間における熱負荷を再計算する。すなわち、ステップＳ２３３で決定した熱負荷変更量がプラス値の場合、ステップＳ２３２で選択した分散元時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させ、ステップＳ２３４で選択した分散先時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２３９】
一方、空調制御システム１は、ステップＳ２３３で決定した熱負荷変更量がマイナス値の場合、ステップＳ２３２で選択した分散元時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させ、ステップＳ２３４で選択した分散先時間帯の熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。そして、空調制御システム１は、このように再計算された熱負荷を処理するための空調運転を求め、時間的分散に基づいた仮スケジュールとする。
【０２４０】
（処理熱負荷の空間的分散処理）
（時間帯選択処理）
（ステップＳ２６１）
空調制御システム１は、処理熱負荷の空間的分散を行う時間帯を選択する。
【０２４１】
（分散元ゾーン選択処理）
（ステップＳ２６２）
空調制御システム１は、選択した時間帯に対応する処理熱負荷の分散元のゾーンを選択する。
【０２４２】
（熱負荷変更量決定処理）
（ステップＳ２６３）
空調制御システム１は、選択した時間帯及び選択したゾーンに対応する熱負荷変更量を決定する。つまり、空調制御システム１は、空間的に分散させる熱負荷の量を決定する。
【０２４３】
（分散先ゾーン選択処理）
（ステップＳ２６４）
空調制御システム１は、選択したゾーンに対応する処理熱負荷の分散先のゾーンを選択する。
【０２４４】
（空間的分散スケジュール決定処理）
（ステップＳ２６５）
空調制御システム１は、熱負荷変更量が何れかであるかを判定する。空調制御システム１は、熱負荷変更量がプラス値である場合、ステップＳ２６６に進む。一方、空調制御システム１は、熱負荷変更量がマイナス値である場合、ステップＳ２６８に進む。
【０２４５】
（ステップＳ２６６）
空調制御システム１は、分散元のゾーンに対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。
【０２４６】
（ステップＳ２６７）
空調制御システム１は、分散先のゾーンに対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２４７】
（ステップＳ２６８）
空調制御システム１は、分散元のゾーンに対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２４８】
（ステップＳ２６９）
空調制御システム１は、分散先のゾーンに対応する熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。
【０２４９】
（ステップＳ２７０）
空調制御システム１は、再計算された熱負荷を処理するためのスケジュールを求める。
【０２５０】
（ステップＳ２７１）
空調制御システム１は、求めたスケジュールを空間的分散に基づいた仮スケジュールとする。
【０２５１】
つまり、空調制御システム１は、まず、処理熱負荷を分散させた後の状態を想定し、計画対象期間における熱負荷を再計算する。すなわち、空調制御システム１は、ステップＳ２６３で決定した熱負荷変更量がプラス値である場合、ステップＳ２６２で選択した分散元ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させ、ステップＳ２６４で選択した分散先ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させる。
【０２５２】
一方、空調制御システム１は、ステップＳ２６３で決定した熱負荷変更量がマイナス値である場合、ステップＳ２６２で選択した分散元ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ減少させ、ステップＳ２６４で選択した分散先ゾーンの熱負荷を熱負荷変更量だけ増加させる。そして、空調制御システム１は、このように再計算された熱負荷を処理するための空調運転を求め、空間的分散による仮スケジュールとする。
【０２５３】
（時間的分散及び空間的分散の一方のみ）
なお、上記の説明では、処理熱負荷の時間的分散と、処理熱負荷の空間的分散との少なくとも何れか一方を行う方法について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、時間的分散だけであってもよく、空間的分散だけであってもよい。
【０２５４】
（設定温度の変更）
なお、本実施の形態５では、熱負荷を分散させるために熱負荷変更量を直接決定する方法について説明した。この代わりに、時間帯毎及びゾーン毎に異なる目標温度が設定されてもよい。目標温度の設定が変更されることにより、空調設備１２は事実上処理熱負荷を変更した運転を行うことになる。このような目標温度の設定は、室内機１２ｂが保有する設定温度であってもよいし、空調コントローラ１１等に実装されるソフトウェアの内部情報であってもよい。
【０２５５】
（効果）
このように、空調機の特性、室温の時間変動、及びゾーン間の熱移動等を考慮し、少なくとも時間的及び空間的の何れかに処理熱負荷を分散することにより、室温を快適温度範囲に維持しつつ、総合的に空調効率が高い空調運転を行うことができるため、消費電力量を削減することができる。
【符号の説明】
【０２５６】
１  空調制御システム、１１  空調コントローラ、１２  空調設備、１２ａ  室外機、１２ｂ  室内機、１２ｃ  換気設備、１２ｄ  全熱交換器、１２ｅ  加湿器、１２ｆ  除湿器、１２ｇ  ヒータ、１２ｈ  外調機、１３  空調ネットワーク、１４  機器接続用コントローラ、１５  空調制御用計算機、１６  汎用ネットワーク、１９  センサ、３１  条件設定部、３２  熱負荷予測部、３３  運転計画立案部、３４  運転計画補正部、３５  データ計測部、３６  制御指令部、４１  熱負荷予測手段、４２  運転計画作成手段、４３  温度予測手段、４４  計画評価手段、４６  温度誤差評価手段、４７  温度予測手段、４８  補正計画作成手段、４９  補正計画評価手段、６１  ゾーン分割されたフロア、６２  隣接ゾーン、６３  ゾーン毎の室温変動曲線、７１、７２、８１、８２  制約条件、９１、１０１  湿度予測手段、９２、１０２  ＣＯ２濃度予測手段、１４１  分散方法選択部、１４２ａ  時間的分散スケジュール作成部、１４２ａ１  ゾーン選択部、１４２ａ２  分散元時間帯選択部、１４２ａ３  熱負荷変更量決定部、１４２ａ４  分散先時間帯選択部、１４２ａ５  時間的分散スケジュール決定部、１４２ｂ  空間的分散スケジュール作成部、１４２ｂ１  時間帯選択部、１４２ｂ２  分散元ゾーン選択部、１４２ｂ３  熱負荷変更量決定部、１４２ｂ４  分散先ゾーン選択部、１４２ｂ５  空間的分散スケジュール決定部。
【図１】
0005951120.tif 000005
【図２】
0005951120.tif 000006
【図３】
0005951120.tif 000007
【図４】
0005951120.tif 000008
【図５】
0005951120.tif 000009
【図６】
0005951120.tif 000010
【図７】
0005951120.tif 000011
【図８】
0005951120.tif 000012
【図９】
0005951120.tif 000013
【図１０】
0005951120.tif 000014
【図１１】
0005951120.tif 000015
【図１２】
0005951120.tif 000016
【図１３】
0005951120.tif 000017
【図１４】
0005951120.tif 000018
【図１５】
0005951120.tif 000019
【図１６】
0005951120.tif 000020
【図１７】
0005951120.tif 000021
【図１８】
0005951120.tif 000022
【図１９】
0005951120.tif 000023
【図２０】
0005951120.tif 000024
【図２１】
0005951120.tif 000025
【図２２】
0005951120.tif 000026
【図２３】
0005951120.tif 000027