(57)【要約】【課題】ＩＣＴ機器内の温度を安全に保ち、空調機の消費電力を抑えつつ、空調機の圧縮機の故障率を減少させる。【解決手段】室内機の第１の吹出し温度を、第２の吹出し温度に変更する空調制御方法であって、前記第１の吹出し温度に基づいて前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式の定数を算出する第１のステップと、前記第１の吹出し温度および前記室内機の第１の吸込み温度に基づいて前記圧縮機の運転周波数を推定する第２の計算式の定数を算出する第２のステップと、前記第２の吹出し温度の合計値が最大とする第１の条件式と、前記第１の計算式に前記第２の吹出し温度を代入した値が第１の閾値以下とする第２の条件式と、前記第２の計算式に前記第２の吹出し温度および前記室内機の第２の吸込み温度を代入した値が第２の閾値以下とする第３の条件式とを満足するように、前記第２の吹出し温度を計算する第３のステップとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣＴ機器の吸込み温度が一定の温度を超えた場合に、前記ＩＣＴ機器を冷却する冷気を生成するための冷媒を圧縮する圧縮機の運転により、空調機の室内機の予め設定された第１の吹出し温度を、第２の吹出し温度に変更するシステムによる空調制御方法であって、
前記第１の吹出し温度に基づいて前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式の定数を算出する第１のステップと、
前記第１の吹出し温度および前記室内機の第１の吸込み温度に基づいて前記圧縮機の運転周波数を推定する第２の計算式の定数を算出する第２のステップと、
前記第２の吹出し温度の合計値が最大とする第１の条件式と、前記第１の計算式に前記第２の吹出し温度を代入した値が第１の閾値以下とする第２の条件式と、前記第２の計算式に前記第２の吹出し温度および前記室内機の第２の吸込み温度を代入した値が第２の閾値以下とする第３の条件式とを満足するように、前記第２の吹出し温度を計算する第３のステップと
を備えることを特徴とする空調制御方法。
【請求項２】
前記算出する第１のステップは、前記第１の吸込み温度の代わりに前記室内機の吸込み温度に基づいて、前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式を算出することを特徴とする請求項１に記載の空調制御方法。
【請求項３】
前記室内機の吹出し口付近に設置されたセンサで計測された前記室内機の吹出し温度の実測値が、前記第２の吹出し温度に到達するかを判定する第４のステップと、
前記室内機の吹出し温度の前記実測値が、前記第２の吹出し温度に到達した場合、前記ＩＣＴ機器の吸込み口付近に設置されたセンサで計測された前記ＩＣＴ機器の吸込み温度の実測値が前記第１の閾値以下となるかを判定する第５のステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調制御方法。
【請求項４】
前記計算する第３のステップは、数理計画法を含み、
前記第１の条件式は、前記数理計画法の目的関数であり、
前記第２の条件式は、前記数理計画法の第１の不等式制約条件であり、
前記第３の条件式は、前記数理計画法の第２の不等式制約条件であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調制御方法。
【請求項５】
ＩＣＴ機器の吸込み温度が一定の温度を超えた場合に、前記ＩＣＴ機器を冷却する冷気を生成するための冷媒を圧縮する圧縮機の運転により、空調機の室内機の予め設定された第１の吹出し温度を、第２の吹出し温度に変更する空調制御システムであって、
前記第１の吹出し温度に基づいて前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式の定数を算出する第１の算出部と、
前記第１の吹出し温度および前記室内機の第１の吸込み温度に基づいて前記圧縮機の運転周波数を推定する第２の計算式の定数を算出する第２の算出部と、
前記第２の吹出し温度の合計値が最大とする第１の条件式と、前記第１の計算式に前記第２の吹出し温度を代入した値が第１の閾値以下とする第２の条件式と、前記第２の計算式に前記第２の吹出し温度および前記室内機の第２の吸込み温度を代入した値が第２の閾値以下とする第３の条件式とを満足するように、前記第２の吹出し温度を計算する第３の算出部と
を備えたことを特徴とする空調制御システム。
【請求項６】
前記第１の算出部は、前記第１の吸込み温度の代わりに前記室内機の吸込み温度に基づいて、前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式を算出することを特徴とする請求項５に記載の空調制御システム。
【請求項７】
前記室内機の吹出し口付近に設置されたセンサで計測された前記室内機の吹出し温度の実測値が、前記第２の吹出し温度に到達するかを判定する第１の判定部と、
前記室内機の吹出し温度の前記実測値が、前記第２の吹出し温度に到達した場合、前記ＩＣＴ機器の吸込み口付近に設置されたセンサで計測された前記ＩＣＴ機器の吸込み温度の実測値が前記第１の閾値以下となるかを判定する第２の判定部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の空調制御システム。
【請求項８】
前記第３の算出部は、数理計画法を用いて前記第２の吹出し温度を計算し、
前記第１の条件式は、前記数理計画法の目的関数であり、
前記第２の条件式は、前記数理計画法の第１の不等式制約条件であり、
前記第３の条件式は、前記数理計画法の第２の不等式制約条件であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御方法および空調制御システムに関し、より詳細には、サーバ室、通信機械室やデータセンタなど複数のＩＣＴ機器が設置された室内の空調を制御する空調制御方法および空調制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）機器が設置されたフロアではＩＣＴ機器を冷却するための冷房の空調機を制御する空調制御システムが存在する。本明細書では、ＩＣＴ機器は、サーバ等のＩＴ機器やルータ等の通信機器をいい、ラックに格納され得る。また、フロアとは、例えば、複数のＩＣＴ機器と、複数のＩＣＴ機器が収納されるラックとが設置されたサーバ室、および通信機械室をいう。
【０００３】
データセンタや通信機械室における空調方式として、あらかじめ運用者によって設定された室内機の吸込み温度もしくは室内機の吹出し温度に基づいて各空調機の出力を制御し、ＩＣＴ機器を冷却するシステムが多く用いられている。例えば、室内機の設定温度を変更する際にＩＣＴ機器の冷え過ぎまたは温まり過ぎを防ぐ空調機が特許文献１に開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された従来の空調制御システムは、空調の消費電力の制御まで考慮されていなかった。近年、空調の省エネルギー性の向上のため、消費電力削減を目的とした空調制御においてさまざまな検討が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−２６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷房運転する空調機は、室外機と室内機とからなる。室外機は、例えば、室内機から吹出す冷気を生成するために用いられる冷媒を高温高圧で圧縮する圧縮機と、高温高圧の冷媒を放熱させる第１の熱交換器と、冷媒を液化するための凝縮器とを備える。室内機は、液化した冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張させて低温低圧となった冷媒に吸熱させる第２の熱交換器と、冷媒を気化するための蒸発器とを備える。一般的に空調機の冷房運転の場合は、空調機の設定温度を上げると空調機の消費電力を下げることができる。何故なら、空調機の設定温度を現在のフロア内の温度近くまで上げると、冷房運転によって室内温度が目標となる設定温度に早く到達することができ、電力を消費する室外機の圧縮機が早く停止するためである。
【０００７】
空調機の室内機の吹出し温度は、設定することが可能であり、室内機の吹出し温度の設定可能な範囲は、空調機の型式ごとに定められている。室内機の吹出し温度とは、室内機の冷気の吹き出し口付近の温度である。しかし、室内機の吹出し温度を設定可能な範囲内に設定したとしても、空調機の室外機付近の外気温が高い等の理由により、実際には、設定通りの室内機の吹出し温度とならない場合がある。
【０００８】
例えば、フロア外に設置された室外機付近の外気温が高温となる場合、室外機での熱交換がうまく行われないため、室内機の室内機の吹出し温度の実測値が設定通りの室内機の吹出し温度とならない場合がある。室内機の吹出し温度の実測値は、室内機の吹出し口付近に設置された温度センサ部で計測された温度である。
【０００９】
圧縮機で圧縮され高温高圧となった冷媒は、室外機に設置された第１の熱交換器に送られ、ファンで吸込まれた外気によって第１の熱交換器内の冷媒を放熱させる。外気温が高い場合、熱交換器内の冷媒をうまく放熱させることができない。次に、冷媒は、凝縮器において液化され、膨張弁で膨張され、第２の熱交換器に送られる。第２の熱交換器において充分に温度が低下していない状態の冷媒に、室内機で吸込まれた空気を当てても、うまく吸熱させることができない。したがって、空調機の室内機の吹き出し温度を所望の温度（例えば、16℃）に設定したにもかかわらず、空調機の室内機の吹出し温度の実測値が所望の温度に下がるまで相当時間を要する場合がある。
【００１０】
一方、フロアに設置された室内機から吹出される冷気は、フロア内のラックに格納されたＩＣＴ機器まで到達する。到達した冷気は、ＩＣＴ機器に内蔵されたファンによって吸込まれる。ＩＣＴ機器の内部は、ＩＣＴ機器で処理される負荷に応じて発熱し、吸込まれた冷気は、発熱した電子基板等から熱を奪う。熱を奪った空気は、ＩＣＴ機器の排気口から排出され、排出された熱によってフロア内の温度が上昇する。
【００１１】
空調機の室内機の吹出し温度の実測値が所望の温度に下がらず、フロア内の温度の上昇を抑えることができない場合、フロア内の温度が上昇し続ける事になる。フロア内の温度が上昇し続けた場合、ＩＣＴ機器内の温度も上昇し、ＩＣＴ機器内の上限温度を超える結果、ＩＣＴ機器を安定して動作させることができない可能性があるという問題があった。
【００１２】
また、室内機の吹出し温度の実測値が所望の温度に達するように、室外機の圧縮機を運転させようとすると、圧縮機の運転周波数が定格周波数を超えてしまい、室外機の圧縮機が故障する可能性が高くなるという問題があった。圧縮機の運転周波数とは、圧縮機のモータを駆動させる電力の周波数をいう。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ＩＣＴ機器内の温度を安全な温度に保ち、空調機の消費電力を抑えつつ、空調機の圧縮機の故障率を減少させるための空調制御方法および空調制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、具体的には一台以上のＩＣＴ機器とＩＣＴ機器を冷却する一台以上の空調機が備え付けられた空間における空調制御システムにおいて、空調機の室内機の吹出し温度を取得する手段と、空調機の各圧縮機の運転周波数を取得する手段と、空調機の室内機の吹出し温度からＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する手段を有し、ＩＣＴ機器の吸込み温度の推定値がＩＣＴ機器の上限温度以下で且つ空調機の圧縮機の運転周波数が定格周波数を超えない範囲において各空調機の室内機の吹出し温度を決定する手段を有することを特徴とする空調制御方法および空調制御システムを提供する。
【００１５】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＩＣＴ機器の吸込み温度が一定の温度を超えた場合に、前記ＩＣＴ機器を冷却する冷気を生成するための冷媒を圧縮する圧縮機の運転により、空調機の室内機の予め設定された第１の吹出し温度を、第２の吹出し温度に変更するシステムによる空調制御方法であって、前記第１の吹出し温度に基づいて前記ＩＣＴ機器の吸込み温度を推定する第１の計算式の定数を算出する第１のステップと、前記第１の吹出し温度および前記室内機の第１の吸込み温度に基づいて前記圧縮機の運転周波数を推定する第２の計算式の定数を算出する第２のステップと、前記第２の吹出し温度の合計値が最大とする第１の条件式と、前記第１の計算式に前記第２の吹出し温度を代入した値が第１の閾値以下とする第２の条件式と、前記第２の計算式に前記第２の吹出し温度および前記室内機の第２の吸込み温度を代入した値が第２の閾値以下とする第３の条件式とを満足するように、前記第２の吹出し温度を計算する第３のステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、ＩＣＴ機器内の温度を安全な温度に保ちつつ、室外機の圧縮機の運転周波数が閾値を超えないようにすることにより、ＩＣＴ機器の故障や空調機の圧縮機の故障のリスクを緩和することが可能となる。また、本発明によれば、空調機の消費電力を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる、空調制御システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる、空調制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる、空調制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
（空調制御システムの構成）  
図１に本発明の一実施形態にかかる、空調制御システムの構成を示す。フロア１００は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊ（ｊ＝１〜ｍ，ｍは正の整数）と、ＩＣＴ機器２００Ｉｊを冷却するための冷気を吹出す室内機３１０Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）と、ＩＣＴ機器２００Ｉｊおよび空調機３００Ａｉからの情報の受信や室内機３１０Ａｉの吹出し温度の制御を行う空調制御装置４００とを備える。空調制御装置４００と、ＩＣＴ機器２００Ｉｊと、空調機３００Ａｉとは、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク５００で接続されている。図１では、フロア１００内に空調制御装置４００が設置されているが、フロア１００外に設置されてもよい。
【００２０】
空調機３００Ａｉは、室内機３１０Ａｉと、室外機３２０Ａｉとを備える。室外機３２０Ａｉは、冷媒を高温高圧で圧縮する圧縮機３２１Ｐｉを備える。圧縮機３２１Ｐｉは、空調制御装置４００によってインバータ制御される。例えば、空調制御装置４００によって、室内機３１０Ａｉの吸込み口付近に設置された温度センサ部で計測された温度に基づいて、フロア１００の室内温度が一定の温度を維持するように、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数が制御される。
【００２１】
空調機３００Ａｉにおいて、室内機３１０Ａｉと、室外機３２０Ａｉと、圧縮機３２１Ｐｉとは、通信線でそれぞれ接続される。空調制御装置４００は、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報を、圧縮機３２１Ｐｉから室外機３２０Ａｉおよび室内機３１０Ａｉを介して取得する。空調制御装置４００は、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報を、圧縮機３２１Ｐｉから直接取得してもよい。
【００２２】
ＩＣＴ機器２００Ｉｊは、ＩＣＴ機器２００Ｉ１，…ＩＣＴ機器２００Ｉｍを含む。ＩＣＴ機器２００Ｉｊは、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度を計測する温度センサ部を備える。ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度とは、ＩＣＴ機器２００Ｉｊ内に吸気される開口部付近の温度である。ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の実測値は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊ内に吸気される開口部付近に設置された温度センサ部によって測定される。
【００２３】
空調機３００Ａｉは、空調機３００Ａ１，…空調機３００Ａｎ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を備え、各空調機３００Ａｉは、室内機３１０Ａｉ、室外機３２０Ａｉ、圧縮機３２１Ｐｉを備える。また室内機３１０Ａｉは、室内機３１０Ａ１，…室内機３１０Ａｎを備え、室外機３２０Ａｉは、室外機３２０Ａ１，…室外機３２０Ａｎを備える。さらに圧縮機３２１Ｐｉは、圧縮機３２１Ｐ１，…圧縮機３２１Ｐｎを備える。
【００２４】
図１では、空調機３００Ａｉがフロア１００に含まれているが、空調機がフロアとは別の部屋に設けられ、ダクトを通じてＩＣＴ機器に冷気を供給する態様でもよい。空調機３００Ａｉは、吹出し温度を制御するための温度設定が可能であり、室内機３１０Ａｉの吹出し温度、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数、および室内機３１０Ａｉの吸込み温度を計測している。室内機３１０Ａｉの吸込み温度とは、室内機３１０Ａｉの内部に取り込まれる空気の温度であって、室内機３１０Ａｉの開口部付近の温度である。室内機３１０Ａｉの吸込み温度は、室内機３１０Ａｉの開口部付近に設置された温度センサ部によって測定される。
【００２５】
空調制御装置４００は、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）などを用いて室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値の情報、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報、および室内機３１０Ａｉの吸込み温度の実測値の情報を収集したり、室内機３１０Ａｉの吹出し温度を設定したりすることができる。
【００２６】
本明細書では、圧縮機３２１Ｐｉが室外機３２０Ａｉに配置される場合について説明したが、圧縮機３２１Ｐｉが室内機３１０Ａｉに配置され、室外機３２０Ａｉは、熱交換器の機能のみを有するようにしてもよい。圧縮機３２１Ｐｉが室内機３１０Ａｉに配置される場合、空調制御装置４００は、室外機３２０Ａｉのパラメータを使用せずに、室内機３１０Ａｉに設置された圧縮機３２１Ｐｉから運転周波数の実測値の情報、圧縮機３２１ＰｉのＩＤ、及び圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数を、ネットワーク５００を介して取得する。これにより、圧縮機３２１Ｐｉが室内機３１０Ａｉに配置される場合についても、圧縮機３２１Ｐｉが室外機３２０Ａｉに配置される場合と同様の効果が得られる。
【００２７】
（空調制御装置の各機能）  
図２に本発明の一実施形態にかかる、空調制御装置４００のブロック図を示す。本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、ＬＡＮ経由で空調機３００Ａｉから室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値の情報、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値の情報、室内機３１０Ａｉの吸込み温度の実測値の情報、および室外機３２０Ａｉと室内機３１０Ａｉを介して圧縮機３２１Ｐｉから圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報を収集する空調機情報取得部４１０を備える。空調機情報取得部４１０は、圧縮機３２１Ｐｉから、圧縮機３２１ＰｉのＩＤとともに定格周波数の情報を受信しても良い。また、空調機情報取得部４１０は、圧縮機３２１ＰｉのＩＤとともに定格周波数の情報を、外部から取り込んでも良い。
【００２８】
室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値とは異なり、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の目標値である。実際に空調機３００Ａｉで設定できるのは室内機３１０Ａｉの吹出し温度の目標値である吹出し温度の設定値であり、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値が室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値と等しくなるにはある程度の時間を要する。
【００２９】
本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの温度センサ部からＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の実測値の情報を受信するＩＣＴ機器情報取得部４２０を備える。ＩＣＴ機器情報取得部４２０は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊから、ＩＣＴ機器２００ＩｊのＩＤとともに上限温度の情報を受信しても良い。また、ＩＣＴ機器情報取得部４２０は、ＩＣＴ機器２００ＩｊのＩＤとともに上限温度の情報を、外部から取り込んでも良い。
【００３０】
また本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値の情報、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値の情報などを格納する記憶部４３０を備える。さらに本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値を算出するための計算式を決定するＩＣＴ機器吸込み温度推定部４４０（第１の算出部）と、各圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値を算出するための計算式を決定する圧縮機運転周波数推定部４５０（第２の算出部）とを備える。
【００３１】
そして本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、ＩＣＴ機器吸込み温度推定部４４０で決定された式および圧縮機運転周波数推定部４５０で決定された式を用いて、一定の温度条件および一定の運転周波数条件を満足し、かつ室内機３１０Ａｉの吹出し温度の和が最大となる室内機３１０Ａｉの吹出し温度の推定値を算出する室内機吹出し温度算出部（第３の算出部）４６０を備える。また、本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、算出された室内機３１０Ａｉの吹出し温度の推定値で、室内機３１０Ａｉの吹出し温度を設定する室内機吹出し温度設定部４７０を備える。
【００３２】
さらに、本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値が、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値に到達したかどうかを判定する室内機吹出し温度判定部（第１の判定部）４８０を備える。また、本発明の一実施形態にかかる空調制御装置４００は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第２の実測値が上限温度を超えているかどうかを判定するＩＣＴ機器吸込み温度判定部（第２の判定部）４９０を備える。
【００３３】
（計算式の決定）  
空調機情報取得部４１０は、ＬＡＮ経由で空調機３００Ａｉから室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値の情報、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報、および室内機３１０Ａｉの吸込み温度の実測値の情報を収集する。本実施形態では、室内機３１０Ａｉにおいて予め設定された室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の設定値（第１の吹出し温度）と、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値とは、等しいと仮定する。また、ＩＣＴ機器情報取得部４２０は、ＬＡＮ経由でＩＣＴ機器２００ＩｊからＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値の情報を収集する。各室内機３１０Ａｉの吹出し温度を変化させた時、各ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値がどのようになるかを表わした関係式を次の（式１）（第１の計算式）に示す。
Tｊ=fｊ(S1,S2,…Sn)  j=1〜m     （式１）
【００３４】
nは空調機３００Ａｉの台数、ｍはＩＣＴ機器２００Ｉｊの台数、TｊはＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の実測値、S1,S2,…Snは室内機３１０Ａｉの吹出し温度、fｊは室内機３１０Ａｉの吹出し温度を変数とするＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値を表す関数である。ＩＣＴ機器吸込み温度推定部４４０は、各ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値Tｊを（式１）から計算する。ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値を表す関数fｊの各パラメータは、センサで計測して得られた情報を用いて回帰分析や機械学習により予め決定され、学習データとして記憶部４３０にそれぞれ格納される。関数fｊは、簡単な関数では、室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siの一次式で与えることができる。
【００３５】
関数fｊの具体例として一番簡単な形は、次の一次式（式２）で示される。
Tｊ=a1j・S1+a2j・S2+…+anj・Sn    （式２）
【００３６】
aij（i＝1〜n，j=1〜m, nおよびmは正の整数）は正の定数である。ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値T’ｊおよび室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値S’ｊから（式２）の決定を試みる。求める対象のＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値Tｊと、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の実測値T’ｊとの差が最小となれば理想的な（式２）が求まる。そこで求める対象のＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値Tｊと、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の実測値T’ｊとの差の自乗和が最小となる定数aijを求めるために最小自乗法を用いる。
【００３７】
各室内機３１０Ａｉの吹出し温度を変化させると、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度も時間の経過とともに変化する。よって、ある時刻に実測された各室内機３１０Ａｉの吹出し温度と、同じ時刻に実測されたＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度との組を、異なる時刻ごとに複数組用意する。時刻の異なるデータの複数の組は、学習データとして記憶部４３０にそれぞれ格納される。
【００３８】
ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値Tｊ’のデータからなるベクトルT’を次の（式３）に示す。
T’=（T’ｊ(1), T’ｊ(2), …, T’ｊ(q))t    k=1〜q     （式３）
【００３９】
T’ｊ(1), T’ｊ(2), …, T’ｊ(q)は同じＩＣＴ機器２００Ｉｊの異なる時刻における吸込み温度の実測値を表し、T’ｊの括弧の中の数字はそれぞれ時刻（例えば、単位時間を１０分ごととすると、１は１０分、２は２０分）を表し、tは転置を表す。
【００４０】
さらに、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値S’iのデータからなる行列S’を次の（式４）に示す。
【００４１】
【数１】
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【００４２】
S’i(1), S’i(2), …, S’i(q) （i=1〜n）は同じ室内機３１０Ａｉの異なる時刻における吹出し温度の実測値を表し、S’1(k), S’2(k), …, S’n(k) （k=1〜q）は異なる室内機３１０Ａｉの同じ時刻における吹出し温度の実測値を表す。S’1,S’2,…S’nの括弧の中の数字はそれぞれT’ｊの時刻と同じ時刻を表す。
【００４３】
aijのベクトルAを、  
A=(a1j, a2j, …, anj)t    （式５）  
とすると、  
A=(S’t・S’)-1 S’t・T’    （式６）  
となる。ここで−1は逆行列を表す。
【００４４】
よってベクトルT’を示す（式３）、行列S’を示す（式４）、およびベクトルT’と行列S’とベクトルAの関係を示す（式６）によりベクトルAを示す（式５）が決定され、ベクトルAが求まる。求まったベクトルAにより（式２）が決定する。
【００４５】
空調機情報取得部４１０で取得した室内機３１０Ａｉの吹出し温度の実測値および室内機３１０Ａｉの吸込み温度の実測値を用いて、室内機３１０Ａｉの吹出し温度および室内機３１０Ａｉの吸込み温度を変化させた時の、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数と室内機３１０Ａｉの吹出し温度と室内機３１０Ａｉの吸込み温度との関係式を次の（式７）（第２の計算式）に示す。
Ci=gi(Si,ti)  i=1〜n    （式７）
【００４６】
Ciは圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数、tiは室内機３１０Ａｉの吸込み温度、gｉは室内機３１０Ａｉの吹出し温度および室内機３１０Ａｉの吸込み温度を変数とする圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値を表す関数である。
【００４７】
圧縮機運転周波数推定部４５０は、各空調機３００Ａｉの圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値Ciを（式７）から計算する。圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数を表す関数gｉの各パラメータは、センサで計測して得られた情報を用いて回帰分析や機械学習により予め決定され、学習データとして記憶部４３０にそれぞれ格納される。関数gｉは、簡単な関数では、室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siの１次式および室内機３１０Ａｉの吸込み温度tiの１次式で与えることができる。
【００４８】
（式７）は、第１の変数Hiと第２の変数Liを用いて、次の（式８）から（式１０）のように表すことができる。
Ci=gi(Si,ti)=Hi・Li    （式８）  
Hi=hi(Si)     （式９）  
Li=li(ti)     （式１０）
【００４９】
第１の変数Hiは、室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siを関数hiに代入して得た値である。また、第２の変数Liは、室内機３１０Ａｉの吸込み温度tiを関数liに代入して得た値である。
【００５０】
また、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値C’iは、第３の変数H’i、第４の変数L’i、および（式８）から（式１０）を用いて、次の（式１１）から（式１３）のように表すことができる。
C’i=gi(S’i,t’i)=H’i・L’i      （式１１）  
H’i=hi(S’i)    （式１２）  
L’i=li(t’i)    （式１３）
【００５１】
t’iは、室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値を表す。第３の変数H’iは、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値S’iを関数hiに代入して得た値である。また、第４の変数L’iは、室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値t’iを関数liに代入して得た値である。
【００５２】
関数hiの具体例として一番簡単な形は、次の一次式（式１４）で示される。
Hi=b1i・Si+b2i    （式１４）
【００５３】
b1iは負の定数、b2iは正の定数である。
【００５４】
また、関数liの具体例として一番簡単な形は、次の一次式（式１５）で示される。
Li=d1i・ti+d2i    （式１５）
【００５５】
d1iおよびd2iは、正の定数である。
【００５６】
圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値C’、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値S’、および室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値ti’から（式８）の決定を試みる。求める対象の圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値Cｊと、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値C’との差が最小となれば理想的な（式８）が求まる。
【００５７】
即ち、第１の変数Hiと第２の変数Liとを乗算して得た値と、第３の変数H’iと第４の変数L’iとを乗算して得た値との差が最小となれば良い。例えば、第１の変数Hiと第３の変数H’iとの差が最小となり、且つ第２の変数Liと第４の変数L’iとの差が最小となれば、第１の変数Hiと第２の変数Liとを乗算して得た値と、第３の変数H’と第４の変数L’とを乗算して得た値との差が最小となりうる。
【００５８】
そこで求める対象の圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値Cｊと、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値C’との差の自乗和が最小となりうる定数b1i，定数b2i，定数d1i，および定数d2iを求めるために最小自乗法を用いる。
【００５９】
室内機３１０Ａｉの吹出し温度および室内機３１０Ａｉの吸込み温度が変化すると、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数も時間の経過ともに変化する。よって、ある時刻に実測された室内機３１０Ａｉの吹出し温度および室内機３１０Ａｉの吸込み温度と、同じ時刻に実測された圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数との組を、異なる時刻ごとに複数組用意する。時刻の異なるデータの複数の組は、学習データとして記憶部４３０にそれぞれ格納される。
【００６０】
第３の変数H’iからなるベクトルH’を次の（式１６）に示す。
H’=(H’i(1), H’i(2), …, H’i(q))t    k=1〜q    （式１６）
また、第４の変数L’iからなるベクトルH’を次の（式１７）に示す。
L’=(L’i(1), L’i(2), …, L’i(q))t    k=1〜q    （式１７）
【００６１】
第３の変数H’iおよび第４の変数L’iの括弧の中の数字はそれぞれ時刻（例えば、単位時間を１０分ごととすると、１は１０分、２は２０分）を表し、tは転置を表す。第３の変数H’iの時刻は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値S’iを実測した時刻と同じである。また、第４の変数L’iの時刻は、室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値t’iを実測した時刻と同じである。
【００６２】
さらに、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値のデータからなる行列Rを次の（式１８）に示す。
【００６３】
【数２】
2015132388.tif 000004
【００６４】
S’i(1), S’i(2), …, S’i(q) （i=1〜ｎ）は同じ室内機３１０Ａｉの異なる時刻における吹出し温度の実測値を表す。S’iの括弧の中の数字はそれぞれ第３の変数H’iの時刻と同じ時刻を表す。
【００６５】
定数b1i、定数b2iのベクトルBを、  
B=(b1i,b2i)t    （式１９）  
とすると、  
B=(Rt・R)-1 Rt・H’    （式２０）  
となる。ここで−1は逆行列を表す。
【００６６】
よってベクトルH’を示す（式１６）、行列Rを示す（式１８）、およびベクトルH’と行列RとベクトルBの関係を示す（式２０）によりベクトルBを示す（式１９）が決定され、ベクトルBが求まる。求まったベクトルBにより（式１４）が決定する。
【００６７】
また、室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値のデータからなる行列Uを次の（式２１）に示す。
【００６８】
【数３】
2015132388.tif 000005
【００６９】
t’i(1), t’i(2), …, t’i(q) （i=1〜ｎ）は同じ室内機３１０Ａｉの異なる時刻における吸込み温度の実測値を表す。t’iの括弧の中の数字はそれぞれ第４の変数L’iの時刻と同じ時刻を表す。
【００７０】
定数d1i、定数d2iのベクトルDを、  
D=(d1i,d2i)t    （式２２）  
とすると、  
D=(Ut・U)-1 Ut・L’    （式２３）  
となる。ここで−1は逆行列を表す。
【００７１】
よってベクトルL’を示す（式１７）、行列Uを示す（式２１）、およびベクトルL’と行列UとベクトルDの関係を示す（式２３）によりベクトルDを示す（式２２）が決定され、ベクトルDが求まる。求まったベクトルDにより（式１５）が決定する。
【００７２】
したがって、決定された（式１４）および（式１５）により（式８）が決定し、（式７）が決定する。
【００７３】
（室内機の吹出し温度の決定）  
ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値が一定の温度に達したとき、室内機吹出し温度算出部４６０は、（式１）により得られるＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値と、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの上限温度である閾値（第１の閾値）を比較し、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値が、上限温度である閾値以下であるか否かを判定する。また室内機吹出し温度算出部４６０は、（式７）により得られる圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値と、圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数（第２の閾値）を比較し、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値が、圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数以下であるか否かを判定する。判定結果に基づいて、室内機３１０Ａｉの吹出し温度を求める。
【００７４】
室内機３１０Ａｉの吹出し温度を求める方法として数理計画法を用いる。数理計画法は、任意の等式もしくは不等式で表される制約条件下で、任意の目的関数を最小化あるいは最大化する変数の組を求める手法である。室内機３１０Ａｉの吹出し温度を求める方法として数理計画法を用いる場合、求める変数の組は各室内機３１０Ａｉの吹出し温度であり、最大化する目的関数は室内機３１０Ａｉの吹出し温度の和である。冷房運転における室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値が上昇すると、空調機３００Ａｉの消費電力が減少するため、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の設定値の合計が最大であれば、空調機３００Ａｉの消費電力の最小化に繋がる。
【００７５】
室内機３１０Ａｉの吹出し温度を求める方法として数理計画法を用いる場合、  
（１）室内機３１０Ａｉの吹出し温度の合計値が最大となり、  
（２）全てのＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値が上限値以下とし、  
（３）全ての圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数が定格周波数以下となる、  
という３つの条件を満たす室内機３１０Ａｉの吹出し温度を求める。
【００７６】
条件（１）において、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の合計値が最大となる室内機３１０Ａｉの吹出し温度を、目的関数として次の（式２４）（第１の条件式）に示す。
【００７７】
【数３】
2015132388.tif 000006
【００７８】
S’’iは、求める室内機３１０Ａｉの吹出し温度（第２の吹出し温度）であり、S’’sumは、S’’iの合計値である。室内機吹出し温度算出部４６０は、S’’sumの値が最大となるよう、S’’iの値を算出する。
【００７９】
条件（２）において、全てのＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値が上限値以下となる不等式制約条件を（式１）を用いて次の（式２５）（第２の条件式）に示す。
fj (S’’1,S’’2,…S’’n)≦Tj_limit      （式２５）
【００８０】
S’’1,S’’2,…S’’nは、求める室内機３１０Ａｉの吹出し温度の組み合わせである。Tj_limitはＩＣＴ機器２００Ｉｊの上限温度で、例えば27℃である。
【００８１】
条件（３）において、全ての圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数が定格周波数以下となるように、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値が圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数以下となるための不等式制約条件を（式７）を用いて次の（式２６）（第３の条件式）に示す。
gi(S’’i,ti’’)≦C’’i        （式２６）
【００８２】
C ''iは圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数であり、ti’’は室内機３１０Ａｉの第２の吸込み温度である。
【００８３】
室内機吹出し温度算出部４６０は、（式２４）、（式２５）、および（式２６）を満たすような室内機３１０Ａｉの吹出し温度の組み合わせS’’1,S’’2,…S’’nを数理計画法により求める。
【００８４】
目的関数や制約条件式が全て線形式であれば線形計画法を利用し、目的関数や制約条件式が線形式でなければ非線形計画法を利用する。室内機吹出し温度設定部４７０は、数理計画法により求めた室内機３１０Ａｉの吹出し温度を各空調機３００Ａｉへそれぞれ送信し設定する。
【００８５】
なお、室内機３１０Ａｉの第２の吸込み温度が一定の温度を超えないようにすることを、条件（４）として規定しても良い。
【００８６】
また、室内機３１０Ａｉの吹出し温度を計算する際、条件（１）、条件（２）、および条件（３）のうち条件（２）を最優先させるという優先順位付けを行っても良い。
【００８７】
（空調制御方法のフローチャート）  
図３に本発明の一実施形態にかかる、空調制御方法のフローチャートを示す。空調機情報取得部４１０は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値の情報、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報、および室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値の情報を収集し（Ｓ１０１）、記憶部４３０に記録する。
【００８８】
ＩＣＴ機器情報取得部４２０は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値の情報を収集し（Ｓ１０２）、記憶部４３０に記録する。
【００８９】
ＩＣＴ機器吸込み温度推定部４４０は、収集された室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値の情報およびＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値の情報に基づいて（式１）の定数を算出して、（式１）を決定し（Ｓ１０３）、決定された（式１）は、記憶部４３０に記録される。
【００９０】
圧縮機運転周波数推定部４５０は、収集された室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値の情報、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報、および室内機３１０Ａｉの第１の吸込み温度の実測値の情報に基づいて（式７）の定数を算出して、（式７）を決定し（Ｓ１０４）、決定された（式７）は、記憶部４３０に記録される。
【００９１】
室内機吹出し温度算出部４６０は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値が一定の温度を超えた場合、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値と、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値と、記憶部４３０から読みだした、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度を推定する計算式（式１）と、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数を推定する計算式（式７）とを用いて各室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siを数理計画法にて算出する。室内機吹出し温度算出部４６０は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の推定値が、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの上限温度以下であり、かつ圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の推定値が、圧縮機３２１Ｐｉの定格周波数以下となるように各室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siを算出する（Ｓ１０５）。室内機吹出し温度算出部４６０は、室内機３１０Ａｉの第２の吸込み温度が一定の温度を超えないように、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度Siを算出しても良い。
【００９２】
室内機吹出し温度設定部４７０は、室内機吹出し温度算出部４６０によって計算された吹出し温度の推定値を各空調機３００Ａｉに送信し、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の推定値を各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値（第２の吹出し温度）として設定する（Ｓ１０６）。各室内機３１０Ａｉは設定された吹出し温度に基づいて、冷気を吹出す。
【００９３】
空調機情報取得部４１０は、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の実測値の情報を収集し（Ｓ１０７）、記憶部４３０に記録する。
【００９４】
室内機吹出し温度判定部４８０は、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の実測値が、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値にそれぞれ到達したかを判定する（Ｓ１０８）。各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の実測値が、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値にそれぞれ到達しなかった場合、到達するまで、一定間隔でステップ１０７およびステップ１０８の処理を繰り返す。各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の実測値が、各室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値にそれぞれ到達した場合、ステップ１０９の処理に進む。
【００９５】
ＩＣＴ機器情報取得部４２０は、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第２の実測値の情報を収集し（Ｓ１０９）、記憶部４３０に記録する。
【００９６】
ＩＣＴ機器吸込み温度判定部４９０は、各ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第２の実測値が、それぞれ上限温度以下になったかを判定する（Ｓ１１０）。各ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第２の実測値が、それぞれ上限温度以下にならなかった場合、ステップ１０１の処理に戻る。各ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第２の実測値が、それぞれ上限温度以下となった場合、処理を終える。本実施形態における一連の処理（Ｓ１０１からＳ１１０を参照）は、一定時間ごと、例えば30分ごとに行う。
【００９７】
なお、記憶部４３０は、ＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを含んで構成される。ＲＯＭには、空調機制御装置４００全体の動作制御に必要なプログラムや各種のデータ（例えば、ＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度を推定するための計算式、および、圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数を推定するための計算式など）が記録される。ＲＡＭには、データやプログラムを一時的に記憶するための記録領域が設けられ、プログラムやデータが保持される。
【００９８】
また、関数fｊと関数Ciの決定は、本発明の空調制御システムに必要な計測機能と学習機能とを組み込んだ上で、最初に関数決定のための学習を行なうことにより決定してもいいし、別のシステムを用いて決定した関数を本発明の空調制御システムに格納してもよい。
【００９９】
本発明の別の実施形態では、パラメータとして室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第１の実測値の情報を使用する代わりに、室内機３１０Ａｉの吸込み温度の第１の実測値の情報を使用する。本発明の別の実施形態では、ＩＣＴ機器吸込み温度推定部４４０は、収集された室内機３１０Ａｉの吸込み温度の第１の実測値の情報およびＩＣＴ機器２００Ｉｊの吸込み温度の第１の実測値の情報に基づいて（式１）の定数を算出して、（式１）を決定し、決定された（式１）は、記憶部４３０に記録される。また、本発明の別の実施形態では、圧縮機運転周波数推定部４５０は、収集された室内機３１０Ａｉの吸込み温度の第１の実測値の情報、および圧縮機３２１Ｐｉの運転周波数の実測値の情報に基づいて（式７）の定数を算出して、（式７）を決定し、決定された（式７）は、記憶部４３０に記録される。
【０１００】
また、本発明の別の実施形態では、図３に示すステップ１０８において、所定の時間までに任意の室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の実測値が室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値に到達しない場合は、自動的にステップ１０９に進むようにして良い。これにより、室内機３１０Ａｉの吹出し温度の第２の設定値に到達しない任意の室内機３１０Ａｉの出力を、他の室内機３１０Ａｉの出力で適宜補うことが可能となる。
【０１０１】
本実施形態によれば、ＩＣＴ機器内の温度を安全な温度に保ちつつ、室外機の圧縮機の運転周波数が閾値を超えないようにすることにより、ＩＣＴ機器の温度逸脱による故障や空調機の圧縮機の故障のリスクを緩和することが可能となる。また、本実施形態によれば、空調機の消費電力を抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  フロア
２００Ｉ１、２００Ｉ２、２００Ｉｊ、２００Ｉｍ  ＩＣＴ機器
３００Ａ１、３００Ａ２、３００Ａｉ、３００Ａｎ  空調機
３１０Ａ１、３１０Ａ２、３１０Ａｉ、３１０Ａｎ  室内機
３２０Ａ１、３２０Ａ２、３２０Ａｉ、３２０Ａｎ  室外機
３２１Ｐ１、３２１Ｐ２、３２１Ｐｉ、３２１Ｐｎ  圧縮機
４００  空調制御装置
４１０  空調機情報取得部
４２０  ＩＣＴ機器情報取得部
４３０  記憶部
４４０  ＩＣＴ機器吸込み温度推定部
４５０  圧縮機運転周波数推定部
４６０  室内機吹出し温度算出部
４７０  室内機吹出し温度設定部
４８０  室内機吹出し温度判定部
４９０  ＩＣＴ機器吸込み温度判定部
５００  ネットワーク
【図１】
2015132388.tif 000007
【図２】
2015132388.tif 000008
【図３】
2015132388.tif 000009