(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算を実行する計算機、前記計算機の計算結果を受信し、かつ前記建物内部の少なくとも一つのエネルギー消費設備に操作指令を伝送する通信手段、および前記通信手段によって前記計算機に接続された知的装置を備えた建物のエネルギー管理方法であって、
前記建物は、所与の将来の期間(k)に関して各々が熱的快適性に関する要望を決定する、建物のゾーン(i)に存在し得る一人以上の占有者を含み、
前記方法において、前記計算機は、
前記建物を複数の前記ゾーン(i)に分割し、将来期間を複数の前記期間(k)に分割するステップ、
各前記ゾーン(i)に存在する一人以上の前記占有者を各前記期間(k)について推定するステップ、
各前記ゾーン(i)における各前記占有者から各前記期間(k)についての温度要求を受け取るステップ、
各前記ゾーン(i)及び各前記期間(k)に関して全体的な熱的感覚値Si(k)を決定することを含む、全体的快適性パラメータを決定するステップであって、前記熱的感覚値Si(k)は、各前記期間(k)について各前記ゾーン(i)に存在する占有者から受信した前記温度要求から規定される、ステップ、
各前記期間(k)に関する将来の気象予報を認識した上で、
期間(k+1)に関するゾーン(i)の温度(Ti(k+1))を、先行する期間(k)での前記ゾーン(i)の温度(Ti(k))と、前記建物の熱定数、前記期間(k)の際に設備によって提供されるエネルギー(Pm(k))、前記期間(k)での外部温度(Text(k))、前記期間(k)に関して前記ゾーン(i)に影響する太陽放射点(Φs(k))に応じて、次式
Ti(k+1) = ATi(k) + BPm(k) + C1Text(k) + C2Φs(k)
(式中、A、B、C1及びC2は、前記建物の熱挙動を特徴付けるマトリックスである)
により結び付けることができる、前記建物の各ゾーン(i)の熱的挙動モデルを使用して、前記全体的快適性パラメータに到達するために各前記期間(k)中に各前記ゾーン(i)において必要な暖房又は冷房を決定するステップ、
を実行し、
前記方法において、前記知的装置は、前記計算機が暖房または冷房を決定した結果を受信し、前記エネルギー消費設備にその結果に基づき操作指令を伝送するステップを実行する
ことを特徴とする建物のエネルギー管理方法。
【請求項２】
所与の期間(k)に関して前記建物のゾーン(i)に少なくとも一人の占有者が存在すること又は存在しないことを表し、不在の場合に0の値を取り、かつ少なくとも一人の占有者が居ると1に等しい、全体的二値占有パラメータ(Oi,k)を決定するステップを有し、
期間(k)中に考慮される前記建物のゾーンに存在する占有者のみの快適性に関する要望に応じて、建物のエネルギー管理のために前記全体的二値占有パラメータ(Oi,k)と、前記全体的快適性パラメータとの積を考慮する
ことを特徴とする請求項1に記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項３】
前記所与の期間(k)に関して全体的な熱的感覚値Si(k)を決定するステップは、
各期間kに関して、所望の最高周囲温度(Tmaxj(k))と、所望の最低周囲温度(Tminj(k))と、所望の理想周囲温度(Toptj(k))とを各々の占有者となり得る人(j)に関して決定することを含むステップ、
次式
【数１】
0005841943.tif 000013
に従って、前記建物の各ゾーン(i)及び各期間(k)に関して、所望の平均最高周囲温度(Tmaxi(k))と、所望の平均最低周囲温度(Tmini(k))と、所望の平均理想周囲温度(Topti(k))とを計算するステップ、
次式
【数２】
0005841943.tif 000014
により、前記建物の各ゾーン(i)及び各期間(k)に関して、全体的な熱的感覚値Si(k)を計算するステップ、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項４】
前記建物のゾーン(k)のエネルギー管理が、次の和
【数３】
0005841943.tif 000015
を最小限に抑えることを含むことを特徴とする請求項3に記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項５】
前記建物に接続された、可能なQの異なるエネルギー源の中のエネルギー源(q)によって期間(k)に関して生産されたエネルギー(Eq(k))と、前記建物内に存在するMの設備の中で前記期間(k)に関してエネルギー(Pm(k))を消費する設備(m)の働きとを考察するステップ、
下記和
【数４】
0005841943.tif 000016
(式中、Costq(k)は、前記期間(k)中にエネルギー源(q)によって生産されるエネルギー単位のコストを表す)を最小限に抑えることにより、前記建物のエネルギー消費を最適化するステップ、
下記エネルギーバランス
【数５】
0005841943.tif 000017
を確認するステップ、
を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項６】
次の条件:
Pm(k) ≦ Pmmax(k)(m∈ [1, M], k ∈ [1, K]
Eq(k) ≦ Eqmax(k)(q ∈ [1, Q], k ∈ [1, K]
を確認することにより、
期間(k)中にエネルギー源(q)によって生産されるエネルギーの最大値(Eqmax(k))と、前記期間(k)中に前記設備(m)によって注入されるエネルギーの最大値(Pmmax(k))とを考慮する
ことを特徴とする請求項5に記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項７】
下記和：
【数６】
0005841943.tif 000018
を最小限に抑えることにより、期間(k)中にエネルギー生産源(q)によるCO2q(k)の排出を最小限に抑えることを考慮する
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の建物のエネルギー管理方法。
【請求項８】
エネルギーの消費設備を含む、各々が、所与の期間に関して快適性に関する要望を決定する、建物のゾーン(i)に存在し得る一人以上の占有者を含む建物のエネルギー管理装置であって、請求項1から7のいずれかに記載の建物のエネルギー管理方法を実施する手段を含む
ことを特徴とする建物のエネルギー管理装置。
【請求項９】
前記建物のエネルギー管理方法を実施する手段が、
一方で、前記方法を実行する前記計算機を含み、
他方では、前記計算機の結果を受信し、かつ前記建物内部の少なくとも一つのエネルギー消費設備に操作指令を伝送する通信手段によって前記計算機に接続された知的装置(70, 70')を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の建物のエネルギー管理装置。
【請求項１０】
前記知的装置(70, 70')が、リモコンの形状、又は通信用コンセント若しくは通信用インバータの形状を有する
ことを特徴とする請求項9に記載の建物のエネルギー管理装置。
【請求項１１】
建物のエネルギー管理方法を実施する前記手段が、
前記建物の全体的占有パラメータを推測できるように、占有者となり得る人、占有者グループ及び/又は前記建物のゾーン及び/又は少なくとも一つの存在のセンサの一つ以上の電子手帳に接続される
ことを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の建物のエネルギー管理装置。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれかに記載のエネルギー管理装置を備えることを特徴とする建物。
【請求項１３】
各々が、独立した、又は中央のサーバ(82)によって接続された前記エネルギー管理装置を備えたゾーン(80)を有することを特徴とする請求項12に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物のエネルギー管理方法、及びかかる方法を利用する建物のエネルギー管理装置に関する。更に、本発明は、かかる方法によるエネルギー管理を利用する建物自体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物セクターは、消費エネルギー全体の非常に大きな部分を占めており、従ってエネルギーを良好に管理するためには、建物のレベルで消費を最適化することが非常に重要である。例えば、建物セクターは、フランスの全体的消費エネルギーの40%に相当する。居宅は、建物のエネルギー消費の約三分の二に相当する。その上、このエネルギーの70%は、暖房及び空調システムによって消費される。
【０００３】
建物内の電力消費は、不規則な性質を有する。この不規則な電力消費は、電力生産システムによって許容できない閾値を超えるか、又は単に、ある建物について契約により規定された限界を超える危険がある。かかる極限状況を緩和するために、既知の解決策は、暖房システム又は湯沸かし器のような、幾つかの装置の給電を一時的に切断して、いずれかの電力消費に対して自動的に電力するものである。しかしながら、この解決策は基本的なものであり、最適でない。この解決策は、住人の快適さを考慮に入れず、かつ上記のようなピークの到来を予測していない。
【０００４】
住人の快適さを考慮に入れるための一般的な解決策は、様々な期間に関して異なる設定温度を入力できるようにするサーモスタットを設置することである。これらの入力は、住人自身によって行われ、建物の使用状況も、需要ピークの問題もあまり考慮に入れないので、多くの場合最適化されない。その上、これらの入力は、一般的に異なる期待を持っていると考えられる複数の所有者が要望する快適さを最適に提供するわけではない。
【０００５】
このように、最も発展した解決策が、ニューラルネットワーク及び人工知能から、建物内でエネルギーを管理する知的システムを設置することからなる文献米国特許出願公開第2008/0177423号に記載されている。かかるシステムは、測定及び観測履歴を蓄積するために絶えず働き、建物のエネルギー挙動を知的に適応させ得るようにする。特に建物の暖房は、無駄な消費を取り除くことにより消費エネルギーの全体的削減を追求して、住人の習慣に適応し、その快適さを最適化できる。この解決策は、一時的送電停止の複雑で、次々に変わる規則により、消費ピークも回避する。かかる解決策は、強力な計算機を含み、絶えず働き、それ自体が大きなエネルギー量を消費する装置を必要とするので、設置が大きな負担となるという不都合を有する。このように、この解決策は、全体的消費が比較的低く留まる小規模の建物に適さない。
【０００６】
建物内の暖房及び/又は空調システム管理の主要な問題に加えて、例えば太陽又はそれ以外のような、様々な電気エネルギー源の異なるコスト、及び建物の全ての消費設備を含む全体的電力消費も考慮せねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにして、全体的エネルギー消費を削減し、かつ消費ピークを管理しながら、建物の占有者にとっての最適な快適さを実現するために、簡易かつ最適化されたエネルギー管理方法が必要である。
【０００８】
従って本発明の一般的な対象は、占有者の快適さを考慮して、建物のレベルで簡易かつ最適化されたエネルギー管理の解決策を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、本発明は、所与の期間に関して各々が熱的快適性に関する要望を決定する、建物に存在し得る一人以上の占有者を含む建物のエネルギー管理方法であって、所与の期間に前記建物のゾーンに存在する各占有者の前記熱的快適性に関する要望から所与の期間(k)に関する全体的な熱的感覚値Si(k)を決定することを含む、全体的な熱的快適性パラメータを決定するステップを含み、この全体的な熱的快適性パラメータが、建物内に存在する占有者のみの快適性に関する要望に応じてエネルギーを管理するために使用されることを特徴とする方法に立脚する。
【００１０】
本発明は、請求項によって更に特別に定義される。
【００１１】
本発明のこれらの対象、特徴及び利点は、添付図面に関係して非限定的になされる、特殊な実施態様の次に続く記載において詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施態様による建物のエネルギー管理方法を概略的に表す図である。
【図２】本発明の実施態様による、建物の各ゾーンに関して実施される熱的モデリングを示す図である。
【図３】本発明の実施態様による、建物のエネルギー管理方法の実施例により得られた結果を表す図である。
【図４】本発明による建物のエネルギー管理方法を実施するための装置の第一の実施態様を表す図である。
【図５】本発明による建物のエネルギー管理方法を実施するための装置の第二の実施態様を表す図である。
【図６】本発明による建物のエネルギー管理方法を実施するための装置の実施態様の応用例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、例えば占有者となり得る人の電子手帳から、建物の全体的な占有状態を自動的に考慮に入れるという概念に立脚する。
【００１４】
以下に記載する好適な実施は、建物の占有状態を考慮に入れて、全体的占有パラメータと、消費エネルギーを最小限に抑えながら建物の占有者の快適さの最適化を得るための熱的快適性パラメータとの積を使用する。好適な実施は、生産及び全体的に消費されるエネルギー収支を考慮に入れ、最適化された予測計算によって、これらのエネルギー挙動を予測する。最後に好適な実施は、環境への影響を最小限に抑えられるようにする。
【００１５】
本発明の好適な実施態様によれば、所与の建物内のエネルギー管理方法は、最初に空間において建物をl個のゾーンに分割することを規定し、各ゾーンは、例えば所与の部屋に対応し得る。次に、将来の現象予測に立脚する方法は、考慮される将来の期間への第二の時間的分割に立脚する。各期間は、好適にはある種の占有状態のような、建物使用の特殊かつ安定した状況を表す。将来予想は、好適には次の二、三日まで及び得る。
【００１６】
本発明の次に続く記載のために、毎日がKの期間に分割されるものとする。建物のエネルギー管理方法によって実施される、空間及び時間における二重分割、すなわちゾーン数l及び期間数Kの選択は、多数のゾーン及び瞬間への分割を要求する計算の精度と、分割が少数のゾーン及び瞬間を含むならば一層簡易である、結果として生じる計算の複雑さ及び重さとの間の最適な妥協に対応する。
【００１７】
建物のエネルギー管理方法は、図1に表すように、概略的に記載しやすくするために、ブロックに分割して明確にする。この方法の様々なブロックは、同じコンピュータによって全体的に、又は部分的に実施できる。方法を実施する装置は、あとで詳述する。
【００１８】
方法は、検討される各期間kに関する建物の各ゾーンiの全体的占有パラメータを計算する第一のブロック10を含む。ブロック10には、建物の可能な、Jの様々な占有者の様々な電子手帳11jのデータが入力される。ブロック10は、幾つかの占有者グループの電子手帳12と、建物の幾つかのゾーンの手帳13も含む。実際に、各個人はその個人手帳を持つが、企業のある部局のような個人グループも、全体として考察されるグループの手帳を有することができ、グループメンバー全体又は一部の集会を予想する。その上、前もって予約すべき集会室のような、建物の幾つかの部屋も手帳を有することができる。建物の占有ブロック10は、これら様々なデータを計算ブロック14内で編集又は融合させ、そこから期間kに関するゾーンiの全体的占有パラメータOi,kを、出力15で推測する。
【００１９】
手帳11j、12、13の入力データは、任意の電子手帳、例えばPIM又はアウトルックのようなソフトウェアを介してパーソナルコンピュータ、又は携帯用電子手帳上で使用される電子手帳から生じてもよい。これらのデータは、あらゆる通信手段により、例えばインターネット接続又はイントラネットを介して融合ブロック14に伝送できる。計算機14は、コンピュータ又はセントラルサーバであってもよい。
【００２０】
電子手帳の各データは、期間kに関してゾーンiに個人jが存在するか、しないかに関する情報、すなわち個人占有パラメータOi,j,kを最終的に表す。
【００２１】
この二値パラメータに関して、次の値を定めることが決められている:
個人jが期間kでゾーンiに存在するならばOi,j,k = 1、存在しないならば0。
【００２２】
これらデータの融合手段14は、以上に定義された全体的占有パラメータOi,kを定義するために、次の計算を実施する。
【数１】
0005841943.tif 000002
【００２３】
このように、占有パラメータOi,kは、期間kの間ゾーンiに少なくとも一人が居る場合に1に等しい値を取り、一人も居ない場合に0を取る。
【００２４】
管理方法はその上、求める快適性のデータを計算するブロック20を含む。このために、各個人jは、各期間kに関する所望の最高周囲温度Tmaxj(k)と、所望の最低周囲温度Tminj(k)と、所望の理想周囲温度Toptj(k)とを規定する。ブロック20は、同時に同じゾーンiに存在する全ての個人のこれら様々なデータを編集して、ゾーンi及び期間k当たりの熱的快適性の唯一の共通した値を得る。このために、ブロック20は、次の計算を行って、そこから各ゾーンi及び各期間kに関して所望の平均最高周囲温度Tmaxi(k)と、所望の平均最低周囲温度Tmini(k)と、所望の平均理想周囲温度Topti(k)とを、関係:Tmini(k) ≦ Topti(k) ≦ Tmaxi(k)を遵守して推測する計算ブロック24を含む。
【数２】
0005841943.tif 000003
【００２５】
これらの式は、瞬間kに、ゾーンiに存在する様々な個人jが所望する温度を平均することからなる。得られたデータは、ブロック20の出力25に伝送される。
【００２６】
方法が、個人によって情報が与えられる値を持たない場合、例えば熱的快適性規格ISO7730に基づき、初期設定による値が事前定義及び使用されてもよい。
【００２７】
次に方法は、各期間kに関する各ゾーンiでの温度を計算する第三のブロック30を使用する。この計算は、図2に概略的に表した建物の各ゾーンの熱的挙動モデルに立脚する。好適には、二次モデルにより、期間kに関するゾーンiの空気温度Ta(i,k)と、建物の外装温度Tm(i,k)を得ることが可能になる。このモデルは、期間kに関する外部温度Text(k)、及び期間kに関してゾーンiに影響する太陽放射点Φs(k)の情報を与えられるようにする、気象予報31を入力で考慮に入れる。気象データは、局所的に生成できるか、又はインターネット若しくはあらゆる通信網を介して遠隔で得られる。モデルは、物理定数を考慮し、物理定数のriは、空気量の熱抵抗を表し、rmは、建物の外装の熱抵抗を表し、Ciは、空気量の熱容量を表し、Cmは、建物の外装の熱容量を表す。最後に、モデルは、期間kの際にゾーンi内部に介在する暖房又は冷房Pを考慮する。使用されるモデルは、次式:
【数３】
0005841943.tif 000004
によって表すことができる。
【００２８】
この式は、離散化後に、次式を更に簡易に与えることもできる:
Ti(k+1) = ATi(k) + BPm(k) + C1Text(k) + C2(s(k)
(式中、A、B、C1及びC2は、建物の熱挙動を特徴付けるマトリックスであり、Ti(k)は、期間kに関するゾーンiの温度であり、かつPm(k)は、期間kにおいて設備mによって注入されるエネルギーを表す)。
【００２９】
このモデルは、初期温度知識及び気象データから、各期間kでの各ゾーンiの予測温度を計算できるようにする。この値は、ブロック30の出力35に伝送される。応用例では、他のあらゆる熱計算モデルが使用できる。
【００３０】
本方法は、エネルギー源の容量制約を遵守しながら、最小エネルギー消費に対して最適な快適さに到達するように、最適温度の設定を、各ゾーンi及び各期間kに関して決定して、予め定義されたブロック20で決定された快適性基準に到達するために各ゾーンi及び各瞬間kにおいて必要な暖房又は冷房を決定する必要がある。
【００３１】
管理方法は、建物に接続された、可能なQのエネルギー源Eqのデータ41を入力で含む、第四のブロック40を含む:
Eq(k):期間k中にエネルギー源qによって生産されるエネルギーを表し、
Eqmax(k):期間k中にエネルギー源qが生産し得る最大エネルギーを表し、
Costq(k):期間k中にエネルギー源qによって生産されるエネルギー単位のコストを表し、
CO2q(k):期間k中にエネルギー源qによって生産されるエネルギー単位によって排出されるCO2量を表す。
【００３２】
従って各エネルギー源に関して、本方法は、次のデータの全部又は一部を考慮する:
- 期間kにおける最大生産能力;
- 建物の消費ピークのコスト;
- 生産されたエネルギー単位のCO2排出量;
- エネルギー単位の生産コスト。
【００３３】
例えば、光起電力生産単位に関して、生産能力は、日照次第であり、気象予報から、予測により概算できる。建物が、国内電気網にのみに接続されるならば、時間料金は、変動制であり、考慮される各期間kに関してコストを規定する閑散時及び繁忙時を含むことがある。
【００３４】
建物は、次のデータによって特徴付けられる、建物内に存在するMの設備42の作動のために利用できるQのエネルギー源を利用できる：
Pm(k):期間kにおいて設備mにより注入されるエネルギーを表し;
Pmmax(k):期間kにおいて設備mにより注入される最大エネルギーを表す。
【００３５】
このブロック40によって考慮される様々な値は、出力45に伝送される。
【００３６】
先のブロックにおいて考慮される値は、各ゾーンi及び将来の期間kに関して様々な温度設定と、各ゾーン及び各期間に関してできるだけ最適化されるように、これらの設定に到達するために建物内で注入するエネルギーとを決定する第五のブロック50内で最終的に利用される。
【００３７】
予め、ブロック50は、期間k中のゾーンiでの熱的感覚を規定する変数Si(k)、すなわち熱的快適性を表す変数を、次式により定義する。
【数４】
0005841943.tif 000005
【００３８】
これらの式は、次の一次式によって書き表される：
Ti(k) ≦ Topti(k)ならば、Si(k) = a2Ti(k) + b2又は
Ti(k) > Topti(k)ならば、Si(k) = a1Ti(k) + b1
Ti(k) ≦ Topti(k)ならば、1に等しい値を取り、Ti(k) > Topti(k)ならば0に等しい値を取る二値変数δi(k)を使用すると、次の形式で書き表すこともできる:
Ti(k) - Topti(k) ≦ (Tmaxi(k) - Topti(k)) × (1 - δi(k))
及びTi(k) - Topti(k) ≧ ε - (-Tmini(k) + Topti(k) + ε) x δi(k)
よって先の二つの式は、より簡易には:
Si(k) = [1 - δi(k)] [a1Ti(k) + b1] + δi(k) [a2Ti(k) + b2]
によって書き表すことができる。
【００３９】
次に、ブロック50は、次の条件に到達しようと努める：
【数５】
0005841943.tif 000006
Ti(k+1) = ATi(k) + BPm(k) + C Text(k) + C2Φs(k)      (2)
Si(k) = [1 - δi(k)] [a1Ti(k) + b1] + δi(k)[a2Ti(k) + b2]  (3)
条件(1)は、全体的占有パラメータOi,kと、熱的感覚又は熱的快適性のそれSi(k)とを組み合わせて、この実施態様におけるそれらの単純な積に基づき、ゾーン及び期間当たりの最適な快適さを得られるようにする。そのことにより、存在する占有者のみの要望から、占有ゾーンに関する快適さのみを考慮できるようになる。
【００４０】
先の熱的アプローチに加えて、ブロック50は、求める最適な快適さに到達するために必要なエネルギーのコストを最小限に抑えることにも努める。このことは、次の演算によるエネルギー生産Eq(k)及びエネルギー消費Pm(k)の値を求めることによって表される。
【数６】
0005841943.tif 000007
【００４１】
条件(4)は、建物によって使用されるエネルギー源全体のコストを最小限に抑えられるようにする。式(5)は、建物内で消費されるエネルギーが、建物内での消費のために生産されたエネルギーに対応する、システム全体のエネルギー平衡を表す。後者の二つの条件(6)、(7)は、関係する装置に固有の限界のために、利用可能なエネルギーの限界を表す。
【００４２】
最後に、ブロック50は、環境条件などの一つ以上の他の条件を考慮に入れることができる。特に、大気中のCO2排出を最小限に抑えること、すなわちエネルギーEqの生産によって誘発されるCO2排出を最小限に抑えることでき、そのことは、次の条件(8)によって表される。
【数７】
0005841943.tif 000008
【００４３】
従ってブロック50は、好適には、先の条件及び式を遵守する解を見出すために、コンピュータプログラムを含むことができる計算機を含む。このために、分岐限定法を適用できる。
【００４４】
例として、一時間のサンプリング時間を考察して、24時間の期間に対してエネルギーの計画を立てることを望む唯一のゾーンの建物を考察しよう。
【００４５】
この建物の熱モデルは、既知であり、かつ次式によって書き表される。
【数８】
0005841943.tif 000009
【００４６】
建物の唯一のゾーンは、18時から6時まで占有されると想定される。このようにして、全体的占有パラメータは、次のパラメータによって表現される:
O1,k = [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
熱的感覚基準は:
Tmin = 18℃; Topt = 22℃; Tmax = 26℃
によって定義される。
【００４７】
熱的感覚変数は、次のように書き表される。
【数９】
0005841943.tif 000010
【００４８】
考慮される建物は、生産コストが、閑散時か、繁忙時かに応じて変化する電気網に接続される。エネルギー源の最大出力は、2kWである。
【数１０】
0005841943.tif 000011
【００４９】
本発明の実施態様は、下記を最小限に抑えるように、k全体に関するT1(k)及びP1(k)の値を求める：
【数１１】
0005841943.tif 000012
【００５０】
図3は、この実施例に関して得られた結果を示し、第一の曲線61は、時間に応じた設定温度の変動を、第二の曲線62は、建物内部の温度の変動を示す。これらの温度は、建物の占有を表す曲線64、及び建物のエネルギー消費を表す曲線63に関連する。暖房が、建物の占有前の閑散時期にエネルギーを消費し、そのことにより、最小限に抑えられたエネルギー出費と組み合わされた、占有の瞬間の快適温度を得られるようになることに気が付く。意図的に簡易にした、この実施例は、多数のゾーン及び占有者となり得る人を含む大型建物に対して再現できる、本発明により得られた最適化された結果を示す。
【００５１】
住環境のエネルギー管理の先に記載した実施態様は、冒頭ですでに明白にしたように、暖房及び空調システムが、全体的消費エネルギーの大半となるので、主に建物の各ゾーンの内部温度の管理による所望の熱的快適性を得るための暖房及び空調の管理を特に詳述した。しかしながら、先に記載したようなエネルギー管理方法は、建物内でエネルギーを消費するあらゆる装置を考慮するように構成される。
【００５２】
例えば方法は、光も管理し、かつ気象データ及び外光を考慮に入れて、個人の要望から占有者の全体的な光に関する要望の間で、最適な妥協に到達するために、いずれの光源を、建物内で何時に点灯すべきかを決定する。先に記載した方法は、従って建物内の照明の管理にも同じように応用される。同様に、更に一般的には、エネルギー管理方法は、全てのエネルギー消費装置、全体的快適値を推測するための全ての占有者の関連した要望、全ての外部条件等を考慮して、建物の全体的エネルギー消費の最適化に応用できる。
【００５３】
その上、先の方法は、例として明白にされ、かつ多数の応用例によって実施できる。
【００５４】
例えば、建物の全体的占有パラメータを決定するブロック10は、電子手帳を入力で使用できるか、イントラネットを介した休暇管理の他の独立したソースからの休暇予定表を入力で使用できるか、又は一つ以上の存在センサから存在のデータを得ることができる。
【００５５】
建物の全体的エネルギー管理は、三つの主要な基準、すなわち占有者の快適さ、エネルギーのコスト又は性能、及び排出CO2を最小限に抑えることによる生態学的基準に基づき記載されている。電気網切断の場合の建物自律の第四の基準が検討できる。
【００５６】
しかしながら、本発明は、上述した全ての基準の義務的な研究に限定されないことに注目すべきである。すでに本発明は、これら基準の一つのみ、特に占有者の快適さに基づき非常に好適な効果に到達できる。次に、占有者の快適さの基準とのこれら様々な基準のあらゆる組み合わせが検討でき、エネルギー管理方法の種々の応用例に相当する。
【００５７】
上記建物のエネルギー管理方法は、様々な装置によって実施できる。
【００５８】
しかしながら、好適な実施は、知的装置70の使用に立脚し、知的装置は一般的に、知的装置に結果及び指令を転送するための方法の最も複雑な計算を実行する、少なくとも一つのコンピュータと組み合わせて、先に記載した方法の全部又は一部を実施して、暖房及び空調のような様々なエネルギーシステムを管理する中間機能を果たす。装置により管理される主要な指令は、暖房及び/又は空調の温度設定の決定、様々なゾーンでの照明の修正、情報設備を待機状態にすること、電気装置の起動及び動作停止である。かかるアプローチの利点は、以下に記載されるように、小型の知的装置に限定される、建物内のハードウェアレベルでの最小限の付け足しにより先に記載したエネルギー管理方法を実施できるようにすることであり、建物のコンピュータは、コンピュータプログラムによって方法の一部を実施するために使用される。
【００５９】
第一の実施態様によれば、知的装置は、建物の様々なシステムと赤外線、無線等のようなあらゆる非接触手段によって通信する、図4に表すような、ユニバーサルリモコンの形状を示す。このために、リモコン70は、マイクロプロセッサ72として計算機、又は本発明の方法を実施できるあらゆるハードウェア及び/又はソフトウェア装置を含む。リモコンは、電池71により自律的に作動し、赤外線通信のために赤外線エミッタ73を含み、温度センサ74とディスプレイ75とを含む。その上リモコンは、中央コンピュータ、及び暖房又は空調のような操作すべき装置によるアクセスを可能にする建物の通信網76に接続される。
【００６０】
第二の実施態様によれば、図5に示した知的装置70'は、マイクロプロセッサ72'及び接続部76'のようなリモコンの形状で以上に表したものと類似した構成部品と、中央コンピュータ81、プリンタ、スクリーン、ランプ等83のような建物の様々な電子設備が分岐するコンセント78'の起動及び動作停止を可能にするスイッチ77'とを統合できる、複数コンセント(multiprises)タイプの、電気通信用コンセントの形状を示す。この形状で、知的装置は、様々な装置を電気網に接続する又は接続しない、補足的機能を果たす。このことにより、必要でない装置の接続を切って建物の電気消費を最小限に抑えることができるようになる。このことにより、電気設備を待機状態にすることを回避し、かつ電気消費の節約をすることもできるようになる。その上、知的装置70'は、接続された様々な設備を、例えばその各々によって消費される電力を測定及び区別して、自動的に検出することもできる。
【００６１】
検討される第三の実施態様によれば、知的装置は、通信用インバータ(onduleur communicant)からなっていてもよい。
【００６２】
全ての場合において、知的装置は例えば、先に記載した管理方法に必要なデータを管理し、知的装置とこの方法の実施をともにするコンピュータとの接続のために、イーサネット(登録商標)、ブルートゥース、ジグビー、USB、RS232等のタイプの接続部を持つことができる。
【００６３】
知的装置は、好ましくはエネルギーの次元で、電池を用いて自律性であり、かつ例えば中央コンピュータの電源が切られる夜間に、中央コンピュータとのあらゆる接続がなくても、かかる中央コンピュータとの新規な通信の際にデータが回復することを待ちながら、記憶されたデータに基づき建物を管理できる。このことにより、低消費電力の知的装置は、一定の期間、建物を管理するために十分であり得るので、建物の全体的エネルギー消費を削減できるようになる。高い電力消費の装置を絶えず作動させる必要はない。
【００６４】
このようにして、知的装置は、作動中の中央コンピュータと接触する時に電気網に接続でき、中央コンピュータは先に記載された方法により、建物の将来のエネルギー制御の計画を立て、かつ数日の期間、例えば二、三日に関し得る、これら将来の指令を知的装置に伝送し、知的装置は、これらの指令に基づき建物を操作する。装置は、コンピュータの電源が切られる時、記憶した指令に基づき一定期間、自律的に建物を操作できる。コンピュータが、再び通電されると、計算を再開し、かつ知的装置に対する指令データを更新できる。
【００６５】
建物が、図6に示すような幾つものゾーンを含む場合に、各ゾーン80は、自律的に暖房及び空調のようなゾーンのエネルギーシステム83を操作するために、コンピュータ81と、知的装置70、70'とを含むことができる。好適な実施によれば、中央サーバ82は、各ゾーンの全てのデータを追跡及び集中させるために、各ゾーンの全てのコンピュータ81に接続できる。
【００６６】
本発明の概念は、住宅のような使用、又は工業的使用のための簡易なトレーラハウスから大型不動産に至るまでの広い意味で理解されるあらゆる建物に適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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