(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出装置であって、
前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める第１の熱負荷解析部と、
熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記第１の熱負荷解析部で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する第１の消費電力量推定部と、
前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更するパラメータ変更部と、
前記パラメータ変更部で前記パラメータが変更された場合に前記消費電力量の最適値を求める最適化処理部とを備え、
前記第１の熱負荷解析部は、前記パラメータ変更部で前記パラメータが変更されるごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求め、
前記第１の消費電力量推定部は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記第１の熱負荷解析部で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定し、
前記最適化処理部は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記第１の消費電力量推定部で推定された複数の前記消費電力量の最小値を前記最適値として抽出する
ことを特徴とする消費エネルギー算出装置。
【請求項２】
前記建物情報と前記発熱体情報の実績データ群と前記環境情報の実績データ群と前記運用情報の実績データ群とを用いて過去の熱負荷のデータ群を求める第２の熱負荷解析部と、
前記第２の熱負荷解析部で求められた前記過去の熱負荷のデータ群と過去の消費電力量の実績データ群とを統計的に関連付けた統計モデルを用いて前記冷熱装置特性を求める統計解析部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の消費エネルギー算出装置。
【請求項３】
前記冷熱装置とは異なる他の装置の消費電力量を推定する第２の消費電力量推定部と、
前記第２の消費電力量推定部で推定された前記他の装置の消費電力量と前記冷熱装置の消費電力量との総和を総電力量として求める総電力量算出部と
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の消費エネルギー算出装置。
【請求項４】
建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出方法であって、
前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める第１のステップと、
熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記第１のステップで求めた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する第２のステップと、
前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更する第３のステップと、
前記第３のステップで前記パラメータを変更するごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求める第４のステップと、
前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記第４のステップで求めた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定する第５のステップと、
前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記第５のステップで推定した複数の前記消費電力量の最小値を前記消費電力量の最適値として抽出する第６のステップと
を有することを特徴とする消費エネルギー算出方法。
【請求項５】
建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出するために、コンピュータを、
前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める熱負荷解析手段、
熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記熱負荷解析手段で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する消費電力量推定手段、
前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更するパラメータ変更手段、および、
前記パラメータ変更手段で前記パラメータが変更された場合に前記消費電力量の最適値を求める最適化処理手段として機能させるためのプログラムであって、
前記熱負荷解析手段は、前記パラメータ変更手段で前記パラメータが変更されるごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求め、
前記消費電力量推定手段は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記熱負荷解析手段で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定し、
前記最適化処理手段は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記消費電力量推定手段で推定された複数の前記消費電力量の最小値を前記最適値として抽出する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出装置、消費エネルギー算出方法、および、上記冷熱装置の消費電力量を算出する手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化に伴って省エネルギーの社会的要求が高まっている。現在の省エネルギー法は、民生部門に対して、機器単体の性能向上だけではなく、例えばＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などを利用した管理面での省エネルギー化も要求している。こうした管理体制の強化の対象が大型ビルから専門的な管理者を抱えない中小ビルにまで広がりつつあり、省エネルギーを意識した管理を効果的に実践できるような制度設計やそれを支援するためのツール設備が必要である。また、中小ビルの省エネルギー実践方法として各種さまざまな実証実験が行われている。このような実証実験の結果から得られる知見として、機器の稼動時間と設定値とを適正に管理することが、省エネルギーとして即効性が高く、大掛かりな初期投資を必要としない点で省エネルギーの近道であるといえる。ただし、こうした管理を実践するためには機器の効率を改善するだけでは十分ではなく、少なくともユーザ（管理者など）側から何らかの協力を得ながら推進していくことが必要不可欠である。
【０００３】
なお、特許文献１には、空調システムを動作させるための作動流体の物理量に基づいて空調システムの所定の状態量を推定するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２５０７号公報
【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、ユーザ（管理者など）側に対して協力を得るための説得材料が上述したような省エネルギー効果であるが、従来、省エネルギー効果を試算するための簡易的なシミュレーション・ツールが十分に整備されていなかった。
【０００６】
すなわち、省エネルギーシステムを導入する際に、ユーザなどを説得するためには、導入による省エネルギー効果を提示する必要があるが、従来のシミュレーション・ツールでは建物特性による影響が考慮されていなかった。このため、どの建物でも推定結果が同一になり、説得力が低かった。
【０００７】
こうした状況を鑑みれば、高度な入力は不要だが、実際の建物実態（例えば運用データおよび過去の電力量データなど）に即した省エネルギー効果を見込むことのできるツールが求められている。
【０００８】
ところが、建物特性を考慮したシミュレーション・ソフトの多くは、省エネルギー効果の算出機能を有しているものの、建物設計条件を決定するために構築されており、省エネルギー効果を推定することを目的に特化されていない。このため、上記シミュレーション・ソフトは、運用改善の視点からすれば重要でない多量のパラメータ入力をユーザに要求し、運用改善用のソフトウェアとしては適していない。特に、空調装置に関するシミュレーションは、構成が複雑であるために要求される入力パラメータが極めて多く、さらに、入力作業には専門家レベルの知識が要求される。
【０００９】
一方、エネルギーの使用実態に即し、かつ入力変数を減らす手法として、例えば重回帰分析などのような統計モデルが古くから知られている。例えば、空調装置を一つの系として、出力条件を空調装置の消費電力量とし、入力条件を気象条件および運用条件として、入力データと出力データとの関係を定量的に評価し、出力データの変動に大きく寄与する入力条件を選定する方法がある。ところが、上記手法は、消費電力量の推定までのプロセスを一切記述しないため、入力条件の変更（例えば設定温度の変更または運転時間の変更など）に関するシミュレートができなかった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、冷熱装置の消費電力量を推定するために必要なパラメータを少なくしながらも、冷熱装置の消費電力量を精度よく推定することができる消費エネルギー算出装置、消費エネルギー算出方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の消費エネルギー算出装置は、建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出装置であって、前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める第１の熱負荷解析部と、熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記第１の熱負荷解析部で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する第１の消費電力量推定部と、前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更するパラメータ変更部と、前記パラメータ変更部で前記パラメータが変更された場合に前記消費電力量の最適値を求める最適化処理部とを備え、前記第１の熱負荷解析部は、前記パラメータ変更部で前記パラメータが変更されるごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求め、前記第１の消費電力量推定部は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記第１の熱負荷解析部で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定し、前記最適化処理部は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記第１の消費電力量推定部で推定された複数の前記消費電力量の最小値を前記最適値として抽出することを特徴とする。
【００１３】
この消費エネルギー算出装置において、前記建物情報と前記発熱体情報の実績データ群と前記環境情報の実績データ群と前記運用情報の実績データ群とを用いて過去の熱負荷のデータ群を求める第２の熱負荷解析部と、前記第２の熱負荷解析部で求められた前記過去の熱負荷のデータ群と過去の消費電力量の実績データ群とを統計的に関連付けた統計モデルを用いて前記冷熱装置特性を求める統計解析部とを備えることが好ましい。
【００１４】
この消費エネルギー算出装置において、前記冷熱装置とは異なる他の装置の消費電力量を推定する第２の消費電力量推定部と、前記第２の消費電力量推定部で推定された前記他の装置の消費電力量と前記冷熱装置の消費電力量との総和を総電力量として求める総電力量算出部とを備えることが好ましい。
【００１６】
本発明の消費エネルギー算出方法は、建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出方法であって、前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める第１のステップと、熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記第１のステップで求めた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する第２のステップと、前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更する第３のステップと、前記第３のステップで前記パラメータを変更するごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求める第４のステップと、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記第４のステップで求めた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定する第５のステップと、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記第５のステップで推定した複数の前記消費電力量の最小値を前記消費電力量の最適値として抽出する第６のステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のプログラムは、建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出するために、コンピュータを、前記建物に関するパラメータを含む建物情報と、前記建物内に存在する発熱体に関するパラメータを含む発熱体情報と、前記建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む環境情報と、前記冷熱装置の運用に関するパラメータを含む運用情報とを入力情報とした物理モデルを用いて、前記空間の熱負荷を求める熱負荷解析手段、熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性から、前記熱負荷解析手段で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を推定する消費電力量推定手段、前記入力情報のうち前記建物情報、前記発熱体情報および前記環境情報の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更するパラメータ変更手段、および、前記パラメータ変更手段で前記パラメータが変更された場合に前記消費電力量の最適値を求める最適化処理手段として機能させるためのプログラムであって、前記熱負荷解析手段は、前記パラメータ変更手段で前記パラメータが変更されるごとに、前記パラメータが変更された前記入力情報を用いて前記熱負荷を求め、前記消費電力量推定手段は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに、前記熱負荷解析手段で求められた前記熱負荷に対応する前記消費電力量を前記冷熱装置特性から推定し、前記最適化処理手段は、前記パラメータが変更された前記入力情報ごとに前記消費電力量推定手段で推定された複数の前記消費電力量の最小値を前記最適値として抽出するためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、冷熱装置の消費電力量を推定する際に、空間の熱負荷の解析までを物理モデルによる解析とし、熱負荷を解析した後の過程を、熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性で消費電力量を推定する。これにより、本発明では、冷熱装置の消費電力量を推定するために必要なパラメータを少なくしながらも、冷熱装置の消費電力量を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る消費エネルギー算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】冷熱装置の構成図である。
【図３】空間熱負荷を説明する図である。
【図４】実施形態１に係る消費エネルギー算出装置で用いられる冷熱装置特性を示す図である。
【図５】実施形態１に係る消費エネルギー算出装置による冷熱装置特性の算出の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１に係る消費エネルギー算出装置による最適化処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施形態１の変形例の消費エネルギー算出装置で用いられる冷熱装置特性を示す図である。
【図８】実施形態２に係る消費エネルギー算出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態３に係る消費エネルギー算出装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の実施形態１〜３では、建物内の予め決められた空間の温度を制御する冷熱装置の消費電力量を算出する消費エネルギー算出装置について説明する。
【００２１】
（実施形態１）
実施形態１に係る消費エネルギー算出装置１は、図１に示すように、第１の入力部１１と、第１の熱負荷解析部１２と、記憶部１３と、第１の消費電力量推定部１４と、第２の入力部１５と、第２の熱負荷解析部１６と、統計解析部１７とを備えている。
【００２２】
冷熱装置２（図２参照）の消費電力量を推定するプロセスは、空間３（図２参照）の熱負荷量（以下「空間熱負荷」という）４を推定するプロセスと、空間熱負荷４を処理するのに要求される消費電力量を推定するプロセスとからなる。空間熱負荷４は、例えば屋内外の環境および冷熱装置２の運用条件など各種の要因によって発生する熱量から構成される。
【００２３】
本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、冷熱装置２の消費電力量を推定するプロセスを、運用改善に利用するパラメータに関するプロセス部分を物理モデルで記述し、その他のプロセスに統計モデルを活用した場合（ハイブリッド型）モデルを構築している。
【００２４】
冷熱装置２は、例えば空調装置または冷凍装置などである。本実施形態では、冷凍装置よりも現象が複雑な空調装置を対象とする。
【００２５】
空間熱負荷４は、図３に示すように、例えば、壁より貫流する貫流熱４１と、窓面より透過する日射熱４２と、空間３内の発熱体の内部発熱４３と、取り入れ外気による外気負荷４４とで構成され、冷熱装置２（空調装置）が処理すべき熱負荷量である。空間熱負荷４は、図２に示すように、ファン２１，２２によって空間３内の空気が冷熱装置２内に取り込まれ、冷水／温水の流れるコイル２３で処理され、さらに熱源（図２では空冷ＨＰ）２４および熱交換器２５で処理される。最終的には冷却塔２６で大気中に放熱される。このプロセスにおいて、空気および水を搬送したり、熱源２４で空気を圧縮／膨張させたりするために、ファン２１，２２と熱源２４と冷却塔２６とポンプ２７，２８，２９とで電力が消費される。
【００２６】
図１に示す第１の入力部１１は、第１の熱負荷解析部１２で用いられる入力情報５をユーザが入力する際に用いられ、具体的には、建物情報５１と発熱体情報５２と環境情報５３と運用情報５４とが入力される。
【００２７】
第１の熱負荷解析部１２は、建物情報５１と発熱体情報５２と環境情報５３と運用情報５４とを入力情報５とした物理モデルを用いて空間熱負荷４（空間３（図２参照）の熱負荷）を求める。
【００２８】
建物情報５１は、建物に関するパラメータを含む情報であり、例えば外気量、壁の断熱性・面積もしくは窓の断熱性・面積、またはこれらの組み合わせなどに関する情報である。空間熱負荷４は、建物の間取り、天井の高さ、壁体構造、開口部構造（窓面積、窓断熱性）などの建物躯体情報に大きく影響される。本実施形態では、実際の食品スーパーマーケットまたはオフィスなどの建物構造は同業種内で類似パターンを構築するとして、パターン化された建物構造を基本としている。建物ごとの熱負荷特性の違いについては、例えば建物の空間３の面積および壁体構造（壁・窓）の断熱レベル・開口度合の少なくとも１つのパラメータで表わす。このように建物情報５１について同業種におけるパターン化された建物構造を基本にすることによって、入力パラメータを例えば建物の空間３の面積および壁体構造の少なくとも１つに絞ることができる。これにより、空間熱負荷４の推定のための入力作業を容易にすることができる。
【００２９】
発熱体情報５２とは、建物内に存在する複数の発熱体に関するパラメータを含む情報である。各発熱体は、例えばＯＡ（Office Automation）機器、照明器具または人体などである。複数の発熱体は、異種（例えばＯＡ機器、照明器具および人体のうちの少なくとも２つ）の組み合わせであってもよいし、全て同種（例えばＯＡ機器、照明器具または人体のいずれか）であってもよい。発熱体は、空間３内に直接放熱するため、空間熱負荷４に大きな影響を与える。ところで、発熱体情報５２は、同業種内でパターン化が可能であり、例えば、用途別ごとに整理された原単位（単位面積当たりの熱負荷であり、例えばオフィス照明の場合、１２Ｗ／ｍ２である）と用途ごとの運転パターンと床面積との積で簡単に求められる。なお、発熱体情報５２は、建物内に存在する複数の発熱体ではなく、建物内に存在する１つの発熱体に関するパラメータを含む情報であってもよい。
【００３０】
環境情報５３は、建物の設置場所の環境に関するパラメータを含む情報である。環境情報５３には、気象条件（外気温度、湿度および日射量）と室内環境条件（室内温度および湿度）とが含まれる。環境情報５３については、例えば建物内外に設置されるセンサによって測定されたデータ、建物が存在する地域の過去の気象データまたは上記地域の数年分の気象データを統計的にまとめて標準化した標準気象データなどから入手することができる。
【００３１】
運用情報５４は、冷熱装置２の運用に関する複数のパラメータを含む情報である。冷熱装置２の運用に関する複数のパラメータとしては、例えば店舗の営業時間・オフィスアワーに伴う設備稼働時間（スケジュール）、冷熱装置２の設定温度および冷熱装置２の運転状態（冷房運転状態・暖房運転状態）などが用いられる。運用情報５４については、過去の電力データの波形特性から読み取ったり、ユーザ側へのヒアリングを行ったりすることによって、入手することができる。なお、運用情報５４は、冷熱装置２の運用に関する複数のパラメータではなく、冷熱装置２の運要に関する１つのパラメータを含む情報であってもよい。
【００３２】
第１の熱負荷解析部１２において空間熱負荷４を求めるための計算方法は、３種類存在する。第１の計算方法として、伝熱計算の計算原理に基づくシミュレーションモデルにより、冷熱装置２で処理すべき全ての熱負荷を推定する方法がある。この方法は、一般に市販されているシミュレーション・ソフトウェアと同様の計算方法である。理論的な計算方法としては、例えばレスポンスファクタ法および動的空調熱負荷計算法（松尾陽）などが一般的に公開されている。
【００３３】
第２の計算方法としては、空間熱負荷４を構成する負荷成分に分解し、その中で、運用に関する項目（例えばスケジュール情報または設定温度など）ごとに上記項目に起因して生成される負荷成分を物理モデルで記述し表現する方法がある（動的空調熱負荷計算法を参照）。こうした運用改善に必要な項目を含む負荷成分の推定手順を物理原則に従い記述することで、運用改善に必要な熱負荷の増減を評価することができる。
【００３４】
例えば、日射負荷Ｑ１、室温変動による熱負荷Ｑ２、換気・貫流熱による熱負荷Ｑ３は以下のように表現される。
日射負荷Ｑ１：Ｑ１＝Ｉ＊ＳＣ＊Ａ  （１）
Ｉ：標準３ｍｍガラスの日射取得率、ＳＣ：日射遮蔽係数、Ａ：ガラス面積
室温変動による熱負荷Ｑ２：Ｑ２＝ΣＷＺｊ＊ｔ（−ｊ)  （２）
ＷＺ：室温変位に対するレスポンスファクタ、ｔ（−ｊ）：過去ｊ時間前の温度変      位
換気・貫流熱による熱負荷Ｑ３：Ｑ３＝ΣＧｊ＊φ（−ｊ）  （３）
φ：換気・貫流熱に対するレスポンスファクタ、Ｇ（−ｊ）：過去ｊ時間前の換        気・貫流熱
【００３５】
第３の計算方法としては、業種ごとにパターン化された空間熱負荷４の原単位（面積あたりの熱負荷）と用途ごとの運転パターンと床面積との積で標準的な熱負荷を推定する方法がある。建物特性の差異については、例えば数式（１）〜（３）のような物理モデルで修正することで、空間熱負荷４を算出することができる。
【００３６】
記憶部１３は、熱負荷と消費電力量とを対応付けた冷熱装置特性１３１を記憶している。本実施形態の冷熱装置特性１３１は、統計解析部１７で求められる特性である。冷熱装置特性１３１の求め方については後述する。
【００３７】
第１の消費電力量推定部１４は、記憶部１３に記憶されている冷熱装置特性１３１から、第１の熱負荷解析部１２で求められた空間熱負荷４に対応する消費電力量を推定する。
【００３８】
続いて、本実施形態の消費エネルギー算出装置１による冷熱装置特性１３１の求め方について図１，５を用いて説明する。
【００３９】
第２の入力部１５は、第２の熱負荷解析部１６または統計解析部１７で用いられる情報をユーザが入力する際に用いられる。具体的には、第２の入力部１５には、建物情報５１と発熱体情報の実績データ群６１と環境情報（気象情報）の実績データ群６２と運用情報の実績データ群６３と消費電力量の実績データ群６４とが入力される。実績データ群とは、これまでに実測されたデータの集合のことである。
【００４０】
第２の熱負荷解析部１６は、建物情報５１と発熱体情報の実績データ群６１と環境情報の実績データ群６２と運用情報の実績データ群６３とを用いて負荷成分を求めてから（図５のＳ１）、過去の空間熱負荷のデータ群を求める（Ｓ２）。
【００４１】
統計解析部１７は、第２の熱負荷解析部１６で求められた過去の空間熱負荷のデータ群と消費電力量の実績データ群６４とを統計的に関連付けた統計モデルを用いて冷熱装置特性１３１を求める（Ｓ３，Ｓ４）。冷熱装置特性１３１を求める方法としては、単回帰分析法と重回帰分析法とがある。
【００４２】
単回帰分析法は、第２の熱負荷解析部１６で推定される過去の空間熱負荷と冷熱装置２の消費電力量の実績データ群６４とを用いて、熱負荷と消費電力量とを単回帰分析でモデリングする方法である。傾きは、冷熱装置２（空調装置）の効率（冷熱装置特性）として表される。図４は、ある建物を対象に単回帰分析を適用した結果である。横軸は各月の熱負荷（計算値）、縦軸は消費電力量（実測値）を表わす。なお、空調装置・冷凍装置の併用されていない建物では、建物全体の消費電力量と建物全体の熱負荷との関係から得られた傾きが、空調効率（冷熱装置特性）を表わす。
【００４３】
一方、重回帰分析法では、以下の式によって冷熱装置特性１３１を求めることができる。
Ｅ＝ａ１＊ｘ１＋ａ２＊ｘ２＋ａ３＊ｘ３＋……  （４）
Ｅ：冷熱装置２（空調装置）の消費電力量、ｘｉ（ｉ＝１，２，３，……）：入        力、ａｉ（ｉ＝１，２，３，……）：入力ｘｉに対する重回帰係数
【００４４】
なお、入力ｘｉは、空間熱負荷４、数式（１）〜（３）で得られる負荷成分、外気温度または冷熱装置２の運転時間などである。
【００４５】
上記のようにして統計解析部１７で求められた冷熱装置特性１３１は、記憶部１３に格納される。
【００４６】
次に、本実施形態の消費エネルギー算出方法について説明する。まず、第１の熱負荷解析部１２が、建物情報５１と発熱体情報５２と環境情報５３と運用情報５４とを入力情報５とした物理モデルを用いて空間熱負荷４を求める。その後、第１の消費電力量推定部１４が、記憶部１３に記憶されている冷熱装置特性１３１から、第１の熱負荷解析部１２で求められた空間熱負荷４に対応する消費電力量を推定する。
【００４７】
ところで、消費エネルギー算出装置１は、入力情報５の少なくとも１つのパラメータを少しずつ変更し、変更後の入力情報５に対する冷熱装置２の消費電力量を比較して消費電力量（またはピーク・デマンド）の小さくなる条件を求める機能を有している。例えば、消費エネルギー算出装置１は、運用情報５４のパラメータを変更していくことによって、消費電力量の小さくなる運用条件を見つけ出すことができる。
【００４８】
本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、図１に示すように、パラメータ変更部１８と、最適化処理部１９とをさらに備えている。
【００４９】
パラメータ変更部１８は、第１の入力部１１に入力された入力情報５の中の少なくとも１つのパラメータを予め決められた範囲で変更する。
【００５０】
第１の熱負荷解析部１２は、パラメータ変更部１８でパラメータが変更されるごとに、パラメータが変更された入力情報５を用いて空間熱負荷４を求める。
【００５１】
第１の消費電力量推定部１４は、パラメータが変更された入力情報５ごとに、第１の熱負荷解析部１２で求められた空間熱負荷４に対応する消費電力量を冷熱装置特性１３１から推定する。
【００５２】
最適化処理部１９は、パラメータが変更された入力情報５ごとに第１の消費電力量推定部１４で推定された複数の消費電力量の最小値を最適値として抽出する。
【００５３】
続いて、本実施形態の消費エネルギー算出装置１による最適化処理の動作について図６を用いて説明する。まず、パラメータ変更部１８が入力情報５（建物情報５１・発熱体情報５２・環境情報５３・運用情報５４）を第１の入力部１１から受け取る（図６のＳ１１）。その後、パラメータ変更部１８が入力情報５の少なくとも１つのパラメータを変更し、変更された入力情報５を用いて第１の熱負荷解析部１２が負荷成分を求め、空間熱負荷４を求める（Ｓ１２）。その後、第１の消費電力量推定部１４が空間熱負荷４から消費電力量を推定する（Ｓ１３）。パラメータ変更部１８がパラメータを変更するたびにステップＳ１２およびステップＳ１３の動作を繰り返す。その後、最適化処理部１９が消費電力量の最小値を最適値として抽出し、最適値が得られるときの入力情報５（建物情報５１・発熱体情報５２・環境情報５３・運用情報５４）を決定する（Ｓ１４）。
【００５４】
さらに、本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、図１に示すように、第３の入力部７１と、第２の消費電力量推定部７２と、総電力量算出部７３とを備えている。
【００５５】
第３の入力部７１は、冷熱装置２とは異なる他の装置の情報８１をユーザが入力する際に用いられる。他の装置の情報８１は、例えば他の装置の定格電力、台数もしくは運転時間、またはこれらの組み合わせなどに関する情報である。
【００５６】
第２の消費電力量推定部７２は、冷熱装置２とは異なる他の装置の消費電力量を推定する。他の装置が照明機器である場合、第２の消費電力量推定部７２は、照明機器の能力（定格電力）（Ｗ／台）と台数と運転時間との積で照明機器の消費電力量を算出する。
【００５７】
総電力量算出部７３は、第２の消費電力量推定部７２で推定された他の装置の消費電力量と冷熱装置２の消費電力量との総和を総電力量として求める。
【００５８】
本実施形態に係る消費エネルギー算出装置１は、ユーザが主体となるエネルギー管理において、運用情報５４を変更しながら消費電力量を推定していくことによって、運用情報５４の変更による省エネルギー効果の影響を評価（比較）することができる。
【００５９】
なお、消費エネルギー算出装置１の記憶部１３には、消費エネルギー算出装置１が各種の機能を実行するためのプログラムが格納されている。つまり、記憶部１３には、消費エネルギー算出装置（コンピュータ）１を、第１の入力部１１、第１の熱負荷解析部１２、記憶部１３および第１の消費電力量推定部１４として機能させるためのプログラムが格納されている。また、記憶部１３には、消費エネルギー算出装置１を、第２の入力部１５、第２の熱負荷解析部１６、統計解析部１７、パラメータ変更部１８および最適化処理部１９として機能させるためのプログラムが格納されている。
【００６０】
上記プログラムは、消費エネルギー算出装置１の出荷時に記憶部１３に予め記憶される。ただし、消費エネルギー算出装置１が上記プログラムを出荷後に搭載する場合、消費エネルギー算出装置１が上記プログラムを搭載する手法の一例としては、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いる手法がある。記録媒体を用いる場合、消費エネルギー算出装置１は、記録媒体のデータを読み取るためのドライブ装置（図示せず）を備えていればよい。また、他の手法としては、ネットワークを用いて上記プログラムをサーバからダウンロードする手法がある。ネットワークを介して上記プログラムをダウンロードする場合、消費エネルギー算出装置１は、ネットワークを用いてサーバと通信するための通信機能（図示せず）を有していればよい。
【００６１】
以上の説明より、本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、冷熱装置２の消費電力量を推定する際に、空間熱負荷４の解析までを物理モデルによる解析とし、空間熱負荷４を解析した後の過程を、熱負荷と消費電力量とを関連付けた統計モデルによる解析とする。これにより、本実施形態では、冷熱装置２の消費電力量を推定するために必要なパラメータを少なくしながらも、冷熱装置２の消費電力量を精度よく推定することができる。その結果、冷熱装置２に対して特別な専門知識を持たない管理者でも利用することができる。
【００６２】
すなわち、冷熱装置２について優れた専門知識を有していないユーザを対象に、運用改善に特化し、さらに実態に即する省エネルギー推定シミュレーション・ツールを提供することができる。これにより、普及や利用に当たって障害となっていた「運用改善に重要視されない入力変数の煩雑さ」を取り除くことができる。
【００６３】
また、本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、入力情報５の中の少なくとも１つのパラメータが変更された入力情報５ごとに推定された複数の消費電力量の最小値を最適値として抽出する。これにより、本実施形態では、第１の熱負荷解析部１２で用いられる入力情報５を最適にすることができるので、建物の管理者は運用方針について適切なアドバイスを受けることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態の消費エネルギー算出装置１は、例えば照明機器などのような他の装置の消費電力量を定格電力と台数と運転時間とに基づいて推定し、他の装置の消費電力量と冷熱装置２の消費電力量との総和である総電力を求める。これにより、総電力量を用いて従来の場合と比較することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、冷熱装置２として空調装置を用いた場合について説明したが、冷熱装置２は、空調装置に限定されず、冷凍装置であってもよい。以下の実施形態２，３においても同様である。図７は、冷熱装置２が冷凍装置である場合の冷熱装置特性１３１を示す。図７の横軸は１日の積算熱負荷を表わし、縦軸は１日の積算消費電力量を表わしている。
【００６６】
また、入力情報５は、建物情報５１を除いた情報であってもよい。以下の実施形態２においても同様である。建物情報５１は固定の情報であって消費電力量の実績データ群６４に反映されている場合つまり冷熱装置特性１３１に反映されている場合が多く、このような場合、建物情報５１が入力情報５として入力されなくても、消費電力量を推定することができる。上記のように建物情報５１の入力を省略することができれば、入力作業をさらに簡単にすることができる。
【００６７】
（実施形態２）
実施形態２では、図８に示すように、統計解析部１７が冷熱装置特性１３１を求める際に消費電力量の伝票データ６５を用いる場合について説明する。なお、実施形態１の消費エネルギー算出装置１（図１参照）と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態の第２の入力部１５には、消費電力量の伝票データ６５が入力される。なお、実施形態１の第２の入力部１５（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００６９】
本実施形態の統計解析部１７は、伝票データ６５に含まれている消費電力量を実績データとして第２の入力部１５から受け取る。統計解析部１７は、第２の熱負荷解析部１６で求められた空間熱負荷４のデータ群と伝票データ６５の消費電力量とを統計的に関連付けた統計モデルを用いて冷熱装置特性１３１を求める。なお、実施形態１の統計解析部１７（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００７０】
本実施形態に係る消費エネルギー算出装置１は、運用改善を主目的とする省エネルギー制御装置の販売などを提案する場合に用いられる。省エネルギー制御装置の提案において、運用情報５４を変更しながら消費電力量を推定していくことによって、省エネルギー制御装置を導入した際の運用改善による電力削減効果を評価（比較）することができる。
【００７１】
（実施形態３）
実施形態３では、図９に示すように、冷熱装置特性１３１をカタログ情報６６から求める場合について説明する。なお、実施形態１の消費エネルギー算出装置１（図１参照）と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施形態の記憶部１３は、複数の冷熱装置２の各々の冷熱装置特性１３１を記憶している。各冷熱装置２の冷熱装置特性１３１は、冷熱装置２のカタログ情報６６から予め設定された特性である。なお、実施形態１の記憶部１３（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００７３】
本実施形態の消費エネルギー算出装置１では、第２の入力部１５と第２の熱負荷解析部１６と統計解析部１７とが不要である。
【００７４】
本実施形態に係る消費エネルギー算出装置１は、冷熱装置２の販売を提案する場合などに用いられる。例えば、現状よりも高効率の冷熱装置２を提案する際に、冷熱装置特性１３１を変更しながら消費電力量を推定していくことによって、消費電力量の削減効果を評価（比較）することができる。
【００７５】
なお、各実施形態において、第１の入力部１１、第２の入力部１５および第３の入力部７１は、個別に設けられていてもよいし、１つの入力部として設けられていてもよい。
【００７６】
また、第１の熱負荷解析部１２および第２の熱負荷解析部１６は、個別に設けられていてもよいし、１つの熱負荷解析部として設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  消費エネルギー算出装置
１２  第１の熱負荷解析部
１３１  冷熱装置特性
１４  第１の消費電力量推定部
１６  第２の熱負荷解析部
１７  統計解析部
１８  パラメータ変更部
１９  最適化処理部
２  冷熱装置
３  空間
５  入力情報
５１  建物情報
５２  発熱体情報
５３  環境情報
５４  運用情報
６１  発熱体情報の実績データ群
６２  環境情報の実績データ群
６３  運用情報の実績データ群
６４  消費電力量のデータ群
６５  伝票データ
７２  第２の消費電力量推定部
７３  総電力量算出部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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