(57)【要約】【課題】  シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数を設定できる空調システムの最適運転制御システムおよび最適運転制御方法を提供する。【解決手段】  最適運転制御システム３０は、空調システム１の運転を制御するシステムである。このシステムは、エネルギー消費関数決定部１８を備えている。エネルギー消費関数決定部１８は、空調システム１の運転時の計測データを用いて、エネルギー消費関数を決定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調システム（１）の運転を制御する最適運転制御システム（３０）であって、
前記空調システム（１）の運転時の計測データを用いて、前記空調システム（１）の運転に関連する運転関連関数を決定する関数決定手段（１８）、
を備えている最適運転制御システム（３０）。
【請求項２】
前記運転関連関数に、空調負荷状況変数を入力する空調負荷状況変数入力手段（１９）と、
前記運転関連関数に、目標室内環境変数の範囲を入力する目標室内環境変数範囲入力手段（２０）と、
前記空調負荷状況変数および前記目標室内環境変数の範囲が入力された前記運転関連関数から出力される関数値が小さくなるように、制御可能な条件群の変数の最適制御値を求める最適制御値取得手段（２１）と、
をさらに備えている、
請求項１に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項３】
前記最適制御値を用いて、前記空調システム（１）の運転を制御する制御手段（４）をさらに備えている、
請求項２に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項４】
前記空調負荷状況変数は、建物外部環境変数を含む、
請求項２に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項５】
前記空調負荷状況変数は、予測変化値を含む、
請求項２に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項６】
前記空調負荷状況変数は、現在の制御可能な変数を含む
請求項２に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項７】
前記現在の制御可能な変数は、さらに前記空調システム（１）の運転時の計測データに含められる、
請求項６に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項８】
前記運転関連関数は、エネルギー消費関数である、
請求項１から７のいずれかに記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項９】
前記運転関連関数は、運転コスト関数である、
請求項１から７のいずれかに記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項１０】
前記運転関連関数は、二酸化炭素消費関数である、
請求項１から７のいずれかに記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項１１】
前記運転関連関数の初期の関数形である初期関数形を作成する初期関数形作成手段（１７）をさらに備えている、
請求項１から１０のいずれかに記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項１２】
前記初期関数形は、季節または月に応じた複数の初期関数形を含む、
請求項１１に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項１３】
前記初期関数形は、前記空調システム（１）に含まれる機器の構成に応じた初期関数形を含む、
請求項１１または１２に記載の最適運転制御システム（３０）。
【請求項１４】
空調システム（１）の運転を制御する最適運転制御方法であって、
前記空調システム（１）の運転時の計測データを用いて、前記空調システム（１）の運転に関連する運転関連関数を決定する関数決定ステップ、
を含む最適運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムの最適運転制御システムおよび最適運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セントラル空調システムの最適運転制御方法として、従来より種々の方法が提案されている。特許文献１には、シミュレーションモデルを用いて空調設備の運転制御を行う方法が記載されている。この方法では、空調設備全体のシミュレーションモデルがあらかじめ構築される。このシミュレーションモデル上で空調設備の運転のシミュレーションが行われることにより、空調設備全体のランニングコストが最小となる最適制御目標値が求められる。この最適制御目標値を用いて、実際の空調設備の運転が行われる。
【特許文献１】特開２００４−２９３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の運転制御方法では、空調設備全体のシミュレーションモデルをあらかじめ構築する必要がある。しかも、実際の空調設備では、設置状況および運転状況に応じて動作特性が各空調設備ごとに異なっている。そのため、シミュレーションモデルを実際の空調設備の動作特性と合わせるために、調整作業が必要である。この調整作業は、多くの時間と労力を必要とする。
【０００４】
本発明の課題は、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数を設定できる空調システムの最適運転制御システムおよび最適運転制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の最適運転制御システムは、空調システムの運転を制御するシステムである。このシステムは、関数決定手段を備えている。関数決定手段は、空調システムの運転時の計測データを用いて、運転関連関数を決定する。運転関連関数は、空調システムの運転に関連する。
ここでは、空調システムの運転に関連する運転関連関数は、関数決定手段によって、実際の空調システムの運転時の計測データを用いて決定される。したがって、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数が決定される。
【０００６】
第２発明の最適運転制御システムは、第１発明の最適運転制御システムであって、空調負荷状況変数入力手段と、目標室内環境変数範囲入力手段と、最適制御値取得手段とをさらに備えている。空調負荷状況変数入力手段は、運転関連関数に、空調負荷状況変数を入力する。目標室内環境変数範囲入力手段は、運転関連関数に、目標室内環境変数の範囲を入力する。最適制御値取得手段は、空調負荷状況変数および目標室内環境変数の範囲が入力された運転関連関数から出力される関数値が小さくなるように、制御可能な条件群の変数の最適制御値を求める。
【０００７】
ここでは、運転関連関数に、空調負荷状況変数および目標室内環境変数の範囲が入力されることにより、制御可能な条件群の変数の最適制御値が求められる。したがって、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの設置状況および運転状況に応じて、制御可能な変数の最適化が行われる。これにより、空調システムの最適な運転制御を行うための最適制御値は、シミュレーションモデルを構築することなく得られる。
【０００８】
第３発明の最適運転制御システムは、第２発明の最適運転制御システムであって、制御手段をさらに備えている。制御手段は、最適制御値を用いて、空調システムの運転を制御する
ここでは、シミュレーションモデルを構築することなく、最適制御値を用いて、空調システムの設置状況および運転状況に応じて最適な運転制御が行われる。
【０００９】
第４発明の最適運転制御システムは、第２発明の最適運転制御システムであって、空調負荷状況変数は、建物外部環境変数を含む。
ここでは、空調負荷状況変数が建物外部環境変数を含むので、建物外部環境に応じて最適な運転制御が行われる。
【００１０】
第５発明の最適運転制御システムは、第２発明の最適運転制御システムであって、空調負荷状況変数は、予測変化値を含む。
ここでは、空調負荷状況変数が予測変化値を含むので、空調負荷状況の予測される変化に対応して最適な運転制御が行われる。また、最適制御値の急変動も防止される。
第６発明の最適運転制御システムは、第２発明の最適運転制御システムであって、空調負荷状況変数は、現在の制御可能な変数を含む。
ここでは、空調負荷状況変数が現在の制御可能な変数を含むので、現在の制御可能な変数に応じて最適な運転制御が行われる。
【００１１】
第７発明の最適運転制御システムは、第６発明の最適運転制御システムであって、現在の制御可能な変数は、さらに空調システムの運転時の計測データに含められる。
ここでは、現在の制御可能な変数が、運転関連関数を決定するために運転時の計測データに含められる。これにより、運転時間が経過するにつれて運転関連関数の精度（正確性）が自動的に向上する。
【００１２】
第８発明の最適運転制御システムは、第１発明から第７発明のいずれかの最適運転制御システムであって、運転関連関数は、エネルギー消費関数である。
ここでは、運転関連関数がエネルギー消費関数であるので、シミュレーションモデルを構築することなく、エネルギー消費関数が決定される。
【００１３】
第９発明の最適運転制御システムは、第１発明から第７発明のいずれかの最適運転制御システムであって、運転関連関数は、運転コスト関数である。
ここでは、運転関連関数が運転コスト関数であるので、シミュレーションモデルを構築することなく、運転コスト関数が決定される。
第１０発明の最適運転制御システムは、第１発明から第７発明のいずれかの最適運転制御システムであって、運転関連関数は、二酸化炭素消費関数である。
ここでは、運転関連関数が二酸化炭素消費関数であるので、シミュレーションモデルを構築することなく、二酸化炭素消費関数が決定される。
【００１４】
第１１発明の最適運転制御システムは、第１発明から第１０発明のいずれかの最適運転制御システムであって、運転関連関数の初期の関数形である初期関数形を作成する初期関数形作成手段をさらに備えている。
ここでは、運転関連関数の初期の関数形は、初期関数形作成手段によって、任意に作成される。
【００１５】
第１２発明の最適運転制御システムは、第１１発明の最適運転制御システムであって、初期関数形は、季節または月に応じた複数の初期関数形を含む。
ここでは、初期関数形が季節または月に応じた複数の初期関数形を含むので、季節または月に応じた運転関連関数が設定される。
【００１６】
第１３発明の最適運転制御システムは、第１１発明または第１２発明の最適運転制御システムであって、初期関数形は、空調システムに含まれる機器の構成に応じた複数の初期関数形を含む。
ここでは、初期関数形が空調システムに含まれる機器の構成に応じた複数の初期関数形を含むので、空調システムに含まれる機器の構成に応じた運転関連関数が設定される。
【００１７】
第１４発明の最適運転制御方法は、空調システムの運転を制御する方法である。この最適運転制御方法は、関数決定ステップを含んでいる。関数決定ステップでは、空調システムの運転時の計測データを用いて、運転関連関数が決定される。運転関連関数は、空調システムの運転に関連する。
ここでは、空調システムの運転に関連する運転関連関数は、実際の空調システムの運転時の計測データに基づいて決定される。したがって、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数が決定される。
【発明の効果】
【００１８】
第１発明によれば、実際の空調システムの運転時の計測データを用いて、運転関連関数を決定するので、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数を決定することができる。
第２発明によれば、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの設置状況および運転状況に応じて制御可能な変数の最適化を行うことができ、最適制御値を求めることができる。
【００１９】
第３発明によれば、シミュレーションモデルを構築することなく、最適制御値を用いて、空調システムの設置状況および運転状況に応じて最適な運転制御を行うことができる。
第４発明によれば、建物外部環境に応じて最適な運転制御を行うことができる。
第５発明によれば、空調負荷状況の予測される変化に対応して最適な運転制御を行うことができる。しかも、最適制御値の急変動を防止してスムーズな運転制御を行うことができる。
【００２０】
第６発明によれば、現在の制御可能な変数に応じて最適な運転制御を行うことができる。
第７発明によれば、運転時間が経過するにつれて運転関連関数の精度（正確性）が自動的に向上する。
第８発明によれば、シミュレーションモデルを構築することなく、エネルギー消費関数を決定することができる。
【００２１】
第９発明によれば、シミュレーションモデルを構築することなく、運転コスト関数を決定することができる
第１０発明によれば、シミュレーションモデルを構築することなく、二酸化炭素消費関数を決定することができる
第１１発明によれば、運転関連関数の初期の関数形を任意に作成することができる。
【００２２】
第１２発明によれば、季節または月に応じた運転関連関数を設定できる。
第１３発明によれば、空調システムに含まれる機器の構成に応じた運転関連関数を設定できる。
第１４発明によれば、実際の空調システムの運転時の計測データを用いて、運転関連関数を決定するので、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システムの運転に関連する関数を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜セントラル空調システム１の構成＞
図１に示されるように、セントラル空調システム（以下、空調システムという）１は、熱源システム２と、二次側システム３と、中央監視装置４と、最適化処理装置５とを備えている。熱源システム２と二次側システム３と中央監視装置４とは、ＤＤＣ（ダイレクト・デジタル・コントロール）６〜７を介して、イーサネット（登録商標）などのネットワーク９で接続されている。空調システム１の最適運転制御システム３０は、後述する最適制御値を用いて空調システム１の運転を制御する制御手段である中央監視装置４と、最適化処理装置５およびＤＤＣ６〜７とを備えている。
【００２４】
熱源システム２は、冷却塔１０と、冷凍機１１とを備えている。冷却塔１０と冷凍機１１とは、ＤＤＣ６から延びるローカルバス１４ａに接続されている。
冷却塔１０は、既存の（入口側の）冷却水用温度センサ、（入口側の）冷却水用流量センサ、および（出口側の）冷却水用温度センサ（いずれも図示せず）を有している。また、冷凍機１１は、既存の（入口側の）冷温水用温度センサおよび（出口側の）冷温水用温度センサ、冷温水用流量センサ（いずれも図示せず）を有している。これらのセンサによって測定されたデータは、ローカルバス１４ａおよびネットワーク９を経由して、中央監視装置４および最適化処理装置５へ送信される。
【００２５】
さらに、熱源システム２の冷却塔１０または冷凍機１１には、外部環境に関する計測データを計測するために、外気用温度センサ、外気用湿度センサ、日射量センサ、（いずれも図示せず）が設けられ、ローカルバス１４ａに接続されている。なお、外部環境に関する計測データを計測するためのセンサ類は、冷却塔１０または冷凍機１１以外の他の設置場所（既存の百葉箱など）に設置してもよい。
【００２６】
二次側システム３は、空調機１２と、空調機１２の吹き出し側に接続されるＶＡＶ（Variable Air Volume）ユニット（以下、ＶＡＶという）１３とを備えている。空調機１２およびＶＡＶ１３は、ＤＤＣ７から延びるローカルバス１４ｂに接続されている。
空調機１２は、既存の吹き出し風量用風量センサ、吹き出し温度用温度センサ、（入口側および出口側の）冷温水用温度センサ、（出口側の）冷温水用流量センサ（いずれも図示せず）を有している。さらに、空調機１２は、外気取り入れ量用風量センサ（図示せず）を有している。また、空調機１２には、吸い込み温度用温度センサ（図示せず）が設けられている。これらのセンサによって測定されたデータは、ローカルバス１４ｂおよびネットワーク９を経由して、中央監視装置４および最適化処理装置５へ送信される。
【００２７】
さらに、空調機１２またはＶＡＶ１３のいずれかには、室内環境に関する計測データを計測するために、室内温度用温度センサ、室内湿度用湿度センサ、室内風速用風速センサ、室内輻射温度用輻射温度センサ、およびＣＯ2濃度センサ（いずれも図示せず）が設けられ、ローカルバス１４ｂに接続されている。なお、室内環境に関する計測データを計測するためのセンサ類は、空調機１２またはＶＡＶ１３のいずれか以外の他の設置場所（室内の壁または天井など）に設置してもよい。
【００２８】
中央監視装置４およびＤＤＣ６〜７は、熱源システム２および二次側システム３の各機器の運転を制御および監視する。熱源システム２および二次側システム３の運転時の計測データは、ローカルバス１４ａまたは１４ｂを介してネットワーク９を経由して、中央監視装置４および最適化処理装置５へ送信される。
最適化処理装置５は、ネットワーク９に通信可能に接続されている。最適化処理装置５は、熱源システム２および二次側システム３の運転時の計測データを受信する。最適化処理装置５は、最適制御値を作成して、中央監視装置４およびＤＤＣ６〜７へ送信する。最適制御値は、中央監視装置４およびＤＤＣ６〜７が空調システム１の最適な運転制御を行うために用いられる。最適化処理装置５の各部の構成は、以下の別項目で詳細に説明する。
＜最適化処理装置５の構成＞
図２に示されるように、最適化処理装置５は、初期関数形作成部１７と、エネルギー消費関数決定部１８と、空調負荷状況変数入力部１９と、目標室内環境変数範囲入力部２０と、最適制御値取得部２１と、制御部２２と、送信部２３と、受信部２４とを備えている。
【００２９】
初期関数形作成部１７は、空調システム１の運転に関連する運転関連関数であるエネルギー消費関数の初期の関数形（初期関数形）を作成する。エネルギー消費関数の詳細な説明は、別項目で後述される。
エネルギー消費関数決定部１８は、空調システム１の運転時の計測データを用いてエネルギー消費関数を決定する。関数決定処理の詳細な説明は、別項目で後述される。
【００３０】
空調負荷状況変数入力部１９は、エネルギー消費関数決定部１８によって決定されたエネルギー消費関数に、空調負荷状況変数を入力する。空調負荷状況変数の詳細な説明は、別項目で後述される。
目標室内環境変数範囲入力部２０は、エネルギー消費関数決定部１８によって決定されたエネルギー消費関数に、目標室内環境変数の範囲を入力する。目標室内環境変数の範囲の詳細な説明は、別項目で後述される。
【００３１】
最適制御値取得部２１は、エネルギー消費関数から出力される関数値が小さくなるように、制御可能な条件群の変数の最適制御値を求める。最適制御値の詳細な説明は、別項目で後述される。
制御部２２は、最適化処理装置５を構成する各構成要素（初期関数形作成部１７、エネルギー消費関数決定部１８、空調負荷状況変数入力部１９、目標室内環境変数範囲入力部２０、最適制御値取得部２１、送信部２３、および受信部２４）の動作を制御する。制御部２２としては、動作制御機能その他の機能を有するマイクロプロセッサ等が用いられる。
【００３２】
送信部２３は、最適制御値取得部２１によって求められた最適制御値を、中央監視装置４およびＤＤＣ６〜７へ送信する。
受信部２４は、熱源システム２および二次側システム３の運転時の計測データを受信する。
＜空調システム１の運転時の計測データ＞
空調システム１の運転時の計測データは、エネルギー消費関数決定部１８がエネルギー消費関数を決定するために用いられる。空調システム１の運転時の計測データは、ローカルバス１４ａ、１４ｂおよびネットワーク９経由で最適化処理装置５へ送られる。
【００３３】
空調システム１の運転時の計測データとしては、冷温水温度、冷温水流量、冷却水温度、冷却水流量、吹き出し風量、吹き出し温度、吸い込み温度、熱源運転台数、各機器の消費電力、外気温度、外気湿度、日射量、室内温度、室内湿度、室内風速、室内輻射温度、および室内ＣＯ2濃度からなる群のうち少なくとも１つのデータが用いられる。
入口側または出口側についての冷温水流量および冷却水流量のデータは、冷却塔１０、冷凍機１１、および空調機１２から、ローカルバス１４ａ、１４ｂおよびネットワーク９経由で最適化処理装置５へ送られる。
【００３４】
吹き出し風量および吹き出し温度は、空調機１２の既存の吹き出し風量用風量センサおよび吹き出し温度用温度センサによって測定される。
吸い込み温度は、空調機１２に設けられた、吸い込み温度用温度センサによって測定される。
熱源運転台数は、運転中の熱源（冷凍機１１または図示しないボイラ）の台数である。熱源運転台数の情報は、中央監視装置４またはＤＤＣ６〜７から最適化処理装置５へ送信される。
【００３５】
各機器の消費電力は、冷却塔１０、冷凍機１１および空調機１２のそれぞれの消費電力である。消費電力のデータは、それぞれの機器から、ローカルバス１４ａ、１４ｂおよびネットワーク９経由で最適化処理装置５へ送られる。
外気温度、外気湿度、および日射量は、冷却塔１０または冷凍機１１に設けられた、外気用温度センサ、外気用湿度センサ、および日射量センサによって測定される。
【００３６】
室内温度、室内湿度、室内風速、室内輻射温度、および室内ＣＯ2濃度は、空調機１２に設けられた、室内空気用温度センサ、室内湿度用湿度センサ、室内風速用風速センサ、室内輻射温度用輻射温度センサ、およびＣＯ2濃度センサによって測定される。
＜エネルギー消費関数＞
エネルギー消費関数決定部１８によって決定されるエネルギー消費関数は、上記の空調システム１の運転時の計測データをそれぞれ入力変数として、空調システム全体のエネルギー消費量を求めるための関数である。エネルギー消費関数の初期関数形は、初期関数形作成部１７によって作成される。ここでは、機器構成や季節または月に基づきエネルギー消費関数の初期の関数形が設定される。
＜空調負荷状況変数＞
空調負荷状況変数は、現在の空調負荷状況に関する変数である。空調負荷状況変数は、建物外部環境変数、室内環境変数、および現在の制御可能な変数を含む。空調負荷状況変数は、ローカルバス１４ａ、１４ｂおよびネットワーク９経由で最適化処理装置５へ送られる。
【００３７】
建物外部環境変数は、建物外部の環境に関する変数である。建物外部環境変数としては、外気温度、外気湿度、および日射量からなる群のうち少なくとも１つの変数が用いられる。外気温度、外気湿度、および日射量は、前述と同様に、冷却塔１０または冷凍機１１に設けられた、外気用温度センサ、外気用湿度センサ、および日射量センサによって測定される。
【００３８】
室内環境変数は、室内の環境に関する変数である。室内環境変数としては、室内温度、室内湿度、室内輻射温度、および室内ＣＯ2濃度からなる群のうち少なくとも１つの変数が用いられる。室内温度、室内湿度、室内輻射温度、および室内ＣＯ2濃度は、前述と同様に、空調機１２またはＶＡＶ１３に設けられた、室内温度用温度センサ、室内湿度用湿度センサ、室内輻射温度用輻射温度センサ、およびＣＯ2濃度センサによって測定される。
【００３９】
現在の制御可能な変数は、空調システム１が運転している現在の制御可能な変数である。現在の制御可能な変数としては、熱源出口側の冷温水流量および冷温水温度、冷却塔入口側の冷却水流量の他に、空調機１２の吹き出し風量、吹き出し温度および外気取り入れ量、熱源運転台数、冷温水ポンプ（図示せず）運転台数、室内ＣＯ2濃度、からなる群のうち少なくとも１つの変数が用いられる。
【００４０】
現在の制御可能な変数のうち、冷温水流量、冷温水温度、冷却水流量、吹き出し風量、吹き出し温度、および室内ＣＯ2濃度、に関するそれぞれのデータは、前述と同様に、冷却塔１０、冷凍機１１および空調機１２のセンサ類で測定される。
外気取り入れ量のデータは、空調機１２に設けられた、外気取り入れ量用風量センサ（図示せず）から、ローカルバス１４ｂおよびネットワーク９経由で最適化処理装置５へ送られる。
【００４１】
これらの現在の制御可能な変数のうちの少なくとも１つの変数は、エネルギー消費関数を決定するために、上記の空調システム１の運転時の計測データに含められる（図３のステップＳ３および図５のステップＳ３４参照）。すなわち、現在の制御可能な変数は、関数決定のためにフィードバックされる。
＜目標室内環境変数範囲＞
目標室内環境変数範囲は、室内環境が目標となる環境条件になるように、室内環境に関する変数について設定された範囲である。目標室内環境変数範囲としては、室内温度、室内湿度、室内風速、および室内ＣＯ2濃度からなる群のうち少なくとも１つの変数の範囲が用いられる。これらの目標室内環境変数範囲は、空調システム１の過去の運転状況に基づいて、空調システム１の管理者等によってあらかじめ設定される。
＜関数決定処理＞
関数決定処理は、初期関数形作成部１７によって作成されたエネルギー消費関数の初期関数形から、前述の空調システム１の運転時の計測データを用いて、エネルギー消費関数を決定する処理である。この処理では、初期関数形作成部１７によって最初に作成されたエネルギー消費関数の初期関数形を、ある一定期間（１週間など）における実際の使用状況で蓄積された運転時の計測データを用いて、回帰分析または最小自乗法などの方法で、エネルギー消費関数の各項の係数等を決定する。
【００４２】
関数決定処理の頻度は、任意の頻度に設定することができるが、例えば１日１回程度の頻度に設定される。
＜最適制御値＞
最適制御値は、決定されたエネルギー消費関数に、現在の空調負荷状況変数および目標室内環境条件変数範囲を入力した場合に、エネルギー消費関数の関数値である空調システム１のエネルギー消費量を最小にする制御可能な変数群の最適値である。
【００４３】
最適制御値は、空調負荷状況変数および目標室内環境変数の範囲が入力された運転関連関数から出力される関数値が小さくなるように、総当たり法などの方法で求められる。
最適制御値としては、出口側の冷温水流量および冷温水温度、冷却塔入口側の冷却水流量の他に、空調機１２の吹き出し風量、吹き出し温度および外気取り入れ量、熱源運転台数、冷温水ポンプ（図示せず）運転台数からなる群のうち少なくとも１つの変数が用いられる。  
最適制御値決定処理の頻度は、任意の頻度に設定することができるが、例えば５分毎に設定される。
＜関数決定処理の手順＞
つぎに、図３のフローチャートを参照しながら、本実施形態のエネルギー消費関数の決定のための関数決定処理の手順を説明する。
【００４４】
まず、ステップＳ１において、エネルギー消費関数の初期関数形が、最適化処理装置５の初期関数形作成部１７によって作成される。ここでは、機器構成や季節に対応して、初期のエネルギー消費関数の関数形が設定される。
ステップＳ２において、上記の空調システム１の運転時の計測データが、ローカルバス１４ａ、１４ｂおよびネットワーク９経由で、最適化処理装置５へ入力される。
【００４５】
ステップＳ３において、エネルギー消費関数が、エネルギー消費関数決定部１８によって、上記の関数決定処理にしたがって決定される。
＜最適制御値決定処理の手順＞
つぎに、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態の空調システム１の、最適制御値決定の手順を説明する。
【００４６】
ステップＳ２１において、現在における上記の空調負荷状況変数が、空調負荷状況変数入力部１９によって、関数決定処理後のエネルギー消費関数に入力される。
ステップＳ２２において、上記の目標室内環境変数範囲が、目標室内環境変数範囲入力部２０によって、関数決定処理後のエネルギー消費関数に入力される。
ステップＳ２３において、空調負荷状況変数および目標室内環境変数の範囲が入力されたエネルギー消費関数から出力される関数値が小さくなるように、制御可能な条件群の変数の最適制御値が、最適制御値取得部２１によって求められる。
＜最適運転制御方法の説明＞
つぎに、図５のフローチャートを参照しながら、本実施形態の空調システム１の最適運転制御方法を説明する。
【００４７】
ステップＳ３１において、中央監視装置４またはＤＤＣ６〜７が、上記の最適制御値決定処理によって決定された最適制御値を用いて空調システム１の運転を制御する。
ステップＳ３２において、最適化処理装置５の制御部２２が、最適運転制御が停止されたか否かを判別する。最適運転制御が停止されたことが判別された場合には、最適運転制御は終了する。最適運転制御が停止されていないことが判別された場合には、ステップＳ３１へ戻り、上記の最適運転制御の手順を繰り返す。
【００４８】
この最適運転制御を行っている間、ステップＳ３３において、５分ごとに上記の最適制御値決定処理（図４参照）を行い、最適制御値を変更する。
また、最適運転制御を行っている間、ステップＳ３４において、１日ごとに上記の関数決定処理（図３参照）を行い、ステップＳ３３の最適制御値の変更のために用いられるエネルギー消費関数を決定する。ここで、上記の空調負荷状況変数に含まれる現在の制御可能な変数は、上記の空調システム１の運転時の計測データに含められ、エネルギー消費関数を決定するために用いられる。したがって、現在の制御可能な変数は、エネルギー消費関数の決定のためにフィードバックされる。
［実施形態の特徴］
（１）
本実施形態の最適運転制御システム３０および最適運転制御方法では、エネルギー消費関数は、エネルギー消費関数決定部１８によって、実際の空調システム１の運転時の計測データを用いて決定される。したがって、実際の空調システム１の動作特性に合わせるための全体的なシミュレーションモデルの構築作業および各要素のシミュレーションモデルの調整作業が不要である。
（２）
本実施形態の最適運転制御システム３０および最適運転制御方法では、経年変化等によって、空調システム１の各機器が劣化等によって動作特性が変化しても、従来のシミュレーションモデルを用いた運転制御方法のように、シミュレーションモデルの調整作業や変更が不要である。
（３）
本実施形態では、空調システム１の運転時間が経過するにつれ、運転時の計測データが蓄積されていき、それを用いてエネルギー消費関数が決定されるため、エネルギー消費関数の精度が運転時間経過とともに自動的に向上する。
（４）
本実施形態では、エネルギー消費関数決定部１８によって決定されたエネルギー消費関数に、空調負荷状況変数および目標室内環境変数の範囲が入力されることにより、制御可能な条件群の変数の最適制御値が求められる。したがって、シミュレーションモデルを構築することなく、空調システム１の設置状況および運転状況に応じて、制御可能な変数（熱源運転台数など）の最適化が行われる。これにより、空調システム１の最適な運転制御を行うための最適制御値は、シミュレーションモデルを構築することなく得られる。
（５）
本実施形態では、中央監視装置４またはＤＤＣ６〜７は、シミュレーションモデルを構築することなく、最適制御値を用いて、空調システムの設置状況および運転状況に応じて最適な運転制御を行うことができる。
（６）
本実施形態では、空調負荷状況変数が建物外部環境変数を含むので、建物外部環境に応じて最適な運転制御が行われる。
（７）
本実施形態では、空調負荷状況変数が現在の制御可能な変数を含むので、現在の制御可能な変数に応じて最適な運転制御が行われる。
（８）
本実施形態では、エネルギー消費関数の初期関数形は、初期関数形作成部１７を用いて、空調システム１の管理者等によって任意に作成される。
（９）
本実施形態では、空調システム１の運転に関連する運転関連関数として、エネルギー消費関数が用いられる。したがって、シミュレーションモデルを構築することなく、エネルギー消費関数が決定される。
［変形例］
（ａ）
上記の実施形態では、空調負荷状況変数が現在の空調負荷状況に関する変数であるが、本発明はこれに限定されるものではない。変形例として、空調負荷状況変数は、さらに予測変化値を含んでもよい。この場合、例えば、５分刻みで１時間後までの空調負荷は、過去の空調負荷の変化の履歴または気象予測情報に基づいて、最適化処理装置５の制御部２２などで予測される。その予測に対応する予測変化値は、制御部２２などによって自動的に作成される。これにより、今後の最適制御値がどう変化するかを予測して、今後の最適制御値を求めることができる。これによって、空調負荷の変化を先取りして空調システム１の運転制御を行うことができる。その結果、運転制御における空調負荷変化への追随性が向上し、より省エネルギー化を図ることができる。
【００４９】
また、この場合には、最適制御値がスムーズに変化してエネルギー消費を減らす方向に運転制御が行われるので、運転制御状態のジャンピング（すなわち、最適制御値がジャンプすることによる急変動）が防止される。したがって、スムーズで、しかも省エネルギーに配慮した運転制御が行われる。
なお、予測変化値を制御部２２によって作成する代わりに、過去の空調負荷の変化の履歴または気象予測情報に基づいて予測変化値を作成する予測変化値作成部を、最適化処理装置５にさらに含めてもよい。
（ｂ）
上記実施形態では、空調システム１の通常の運転状態において、空調システム１の運転時の計測データが取得されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、より多くの計測データをサンプリングするために、室内環境が悪化しない範囲で、上記の制御可能な変数（たとえば、冷温水温度や冷却水流量など）を変化させ、その状態での空調システム１の運転時の計測データをサンプリングしてもよい。このサンプリングされた計測データを用いることにより、エネルギー消費関数の決定をより精度良くかつより効率的に行うことができる。
（ｃ）
空調システム１のエネルギー消費の状況は、季節によって大きく異なると考えられる。そこで、エネルギー消費関数の初期関数形は、季節または月別に求めてもよい。この場合、エネルギー消費関数の初期関数形は、季節または月に応じた複数の初期関数形を含む。季節または月に応じた複数の初期関数形のそれぞれについて、実際の空調システム１の運転時の計測データを用いて上記の関数決定処理でエネルギー消費関数を決定することにより、季節または月に応じたエネルギー消費関数が設定される。
（ｄ）
また、空調システム１のエネルギー消費の状況は、空調システム１に含まれる機器の構成によって大きく異なると考えられる。そこで、エネルギー消費関数の初期関数形は、空調システム１に含まれる機器の構成に応じて求めてもよい。この場合、エネルギー消費関数の初期関数形は、空調システム１に含まれる機器の構成に応じた初期関数形となる。機器の構成に応じた初期関数形について、実際の空調システム１の運転時の計測データを用いて上記の関数決定処理でエネルギー消費関数を決定することにより、空調システム１に含まれる機器の構成に応じたエネルギー消費関数が設定される。
（ｅ）
また、エネルギー消費関数の初期関数形は、季節または月および空調システム１に含まれる機器の構成に応じて求めてもよく、この場合も、季節または月および機器の構成に応じた初期関数形について、実際の空調システム１の運転時の計測データを用いて上記の関数決定処理でエネルギー消費関数を決定することにより、季節または月および機器の構成に応じたエネルギー消費関数が設定される。
（ｆ）
上記実施形態では、空調システム１の運転に関連する運転関連関数として、エネルギー消費関数が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の運転関連関数が採用され得る。たとえば、空調システム１の運転に関連する他の運転関連関数として、空調システム１の運転コストについての関数である運転コスト関数が採用され得る。この運転コスト関数を用いれば、空調システム１の設置状況および運転状況に応じて運転コストの低い最適制御値を設定することができる。
【００５０】
なお、上記変形例（ｃ）〜（ｅ）と同様に、運転コスト関数の初期関数形についても、季節または月あるいは、空調システム１に含まれる機器の構成に応じて求めてもよい。
（ｇ）
また、空調システム１の運転に関連するさらに他の運転関連関数として、空調システム１による二酸化炭素の消費量についての関数である二酸化炭素消費関数も採用され得る。この二酸化炭素消費関数を用いれば、空調システム１の設置状況および運転状況に応じて二酸化炭素の消費量が少ない最適制御値を設定することができる。
【００５１】
なお、上記変形例（ｃ）〜（ｅ）と同様に、二酸化炭素消費関数の初期関数形についても、季節または月あるいは、空調システム１に含まれる機器の構成に応じて求めてもよい。
（ｈ）
上記実施形態で計測される各機器の消費電力、冷温水流量、または冷却水流量は、実測値でもよいし、他のセンサからの推定値であってもよい。
（ｉ）
本実施形態では、最適化処理装置５は、イーサネットなどのネットワーク９に直接接続されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、中央監視装置４の内部に最適化処理装置５を含めてもよいし、または、中央監視装置４自体に最適化処理装置５の処理を行う機能を持たせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態である最適運転制御システムを含む空調システムの構成図。
【図２】図１の最適化処理装置の内部構成を示す構成図。
【図３】本発明の実施形態である空調システムの最適運転制御方法に用いられる関数決定処理の手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態である空調システムの最適運転制御方法に用いられる最適制御値決定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施形態である空調システムの最適運転制御方法の動作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１  空調システム
４  中央監視装置
５  最適化処理装置
１７  初期関数形作成部
１８  エネルギー消費関数決定部
１９  空調負荷状況変数入力部
２０  目標室内環境変数範囲入力部
２１  最適制御値取得部
３０  最適運転制御システム
【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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