(57)【要約】【課題】空調機を運転した時間ではなく、快適環境であると判断された時間に基づき空調料金を計算する課金計算処理装置を提供する。【解決手段】課金処理装置１は快適環境判断手段１１、快適時間積算手段１２、課金計算手段１３、及び空調機最適制御手段１４により構成される。快適環境判断手段１１は、建物内温度及び湿度があらかじめ設定した範囲内にあるかどうかを判断し、範囲内にあれば、快適環境にあると判断する。快適時間積算手段１２は、快適環境にあると判断した時間を積算し、課金計算手段１３は、積算値から空調機の使用に対する課金額を計算する。空調機最適制御手段１４は、空調機４が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の温度及び湿度の目標値を演算し温度制御及湿度制御の設定値として出力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の空調機の使用に対し賦課すべき料金を算定する課金計算処理装置であって、
建物内の温度、湿度、又は快適度指数の少なくとも１つが所定の範囲内にあるとき、快適環境であると判断する快適環境判断手段と、
前記快適環境判断手段により快適環境であると判断された時間を積算する快適時間積算手段と、
前記快適時間積算手段により積算された時間に基づき空調料金を計算する課金計算手段と、
を具備することを特徴とする課金計算処理装置。
【請求項２】
建物内の温度、湿度、又は快適度指数の少なくとも１つが所定の範囲内にあり、かつ、当該建物の空調機が消費するエネルギーが最小になるよう制御する空調機最適制御手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の課金計算処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の所有者がテナントとして入居している当該建物の使用者に対し当該建物の空調機使用に伴う料金を課金する場合において、建物内の快適度により賦課すべき料金を算定する課金計算処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の所有者は、その建物にテナントとして入居している当該建物の使用者にできるだけ快適な環境を提供するため、監視制御装置を設置し、その建物内の温度や湿度を一定にするよう、あるいは、快適度指数（以後ＰＭＶ値という）が０になるよう、空調機の運転を制御するのが一般的となっている。
【０００３】
しかし、従来、建物の使用者に対して空調機使用に伴う料金を徴収する際には、空調機の運転時間に基づいて課金するのが一般的であった。すなわち、使用者との契約により、空調機運転時間を定め、その運転時間内で実際に空調機を運転した時間に契約で定めた単位時間当たりの課金額を乗算することにより空調機使用に伴う料金を定めていた。
【０００４】
運転時間に基づく課金方法以外では、空調機の出入り口温度差に空調機から出てくる風量を乗算した値を積算し、それに単価を乗算することで、空調機の使用に伴う料金を定める場合もあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３２５６５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、建物の使用者に対して空調機使用に伴う料金を徴収するに際し、空調機の運転時間や、空調機の出入り口温度差に風量を乗算した値に基づいて課金する場合は、以下のような不合理があった。
【０００７】
すなわち、空調機を運転しなくても建物内の温熱環境が快適である場合もあり、空調機の運転時間に基づいて課金した場合は、このような場合でもビルの所有者は課金したいがために、運転しなくても良い空調機を運転し、空調エネルギーが無駄に使われる場合もあった。また、空調機を運転しているにもかかわらず建物内の温熱環境が快適でないこともあり、このような場合でも、ただ空調機を運転しているというだけの理由で課金されるということもあった。
【０００８】
一方、空調機の出入り口温度差に空調機から出てくる風量を乗算した値に基づいて課金する場合も、空調機を運転することによって空調機から出てくる風量が確保されるのだから、同様の不合理が発生する。すなわち、空調機を運転しなくても建物内の温熱環境が快適である場合もあり、このような場合でもビルの所有者は課金したいがために、運転しなくても良い空調機を運転し、空調エネルギーが無駄に使われる場合もあった。また、空調機を運転しているにもかかわらず建物内の温熱環境が快適でないこともあり、このような場合でも、ただ空調機を運転しているというだけの理由で課金されるということもあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、空調機を運転した時間ではなく、建物内の空調環境の快適度に基づいて空調機使用に伴う料金を算定することで、空調機運転時間の削減および空調機における消費エネルギーの削減を図ることができる課金計算処理装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る課金計算処理装置は、建物の空調機の使用に対し賦課すべき料金を算定する課金計算処理装置であって、建物内の温度、湿度、又は快適度指数の少なくとも１つが所定の範囲内にあるとき、快適環境であると判断する快適環境判断手段と、前記快適環境判断手段により快適環境であると判断された時間を積算する快適時間積算手段と、前記快適時間積算手段により積算された時間に基づき空調料金を計算する課金計算手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
このように、本発明に係る課金計算処理装置によれば、空調機を運転した時間ではなく、快適環境であると判断された時間に基づき空調料金を計算するので、空調機運転時間の削減および空調機における消費エネルギーの削減を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る課金計算処理装置の一実施の形態について図１乃至図４を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は第１の実施の形態における課金計算処理装置の機能構成図である。
【００１４】
図１に示すように、課金処理装置１は快適環境判断手段１１、快適時間積算手段１２、課金計算手段１３、及び空調機最適制御手段１４により構成される。快適環境判断手段１１へは、監視制御装置２を経由して建物内のセンサ３（温度計３１及び湿度計３２）からの温度、及び湿度信号が入力される。空調機最適制御手段１４からは、温度及び湿度制御の設定信号を監視制御装置２へ出力する。監視制御装置２は、空調機の運転状態を監視すると共に、空調機最適制御手段１４から受け取った温度及び湿度制御の設定信号に基づき空調機を制御する。
【００１５】
快適環境判断手段１１は、監視制御装置２を経由して入力された建物内温度及び湿度があらかじめ設定した範囲内にあるかどうかを判断する。すなわち、建物内温度及び湿度が共にあらかじめ設定した範囲内にあれば、快適環境にあると判断する。
【００１６】
ここで、設定温度は建物の所有者と使用者との間で取り決めるものとし、所定の幅を持たせる。同様に設定湿度も所定の幅を持たせることとし、所有者と使用者との間で取り決める。また、これらの設定値は、季節毎に変更することができる。
【００１７】
快適時間積算手段１２は、基本空調運転時間内において快適環境判断手段１１により快適環境にあると判断した時間を積算する。そして、課金計算手段１３により所定の期間内における積算値に単位時間当たりの課金額を乗算し、この乗算結果が空調機の使用に対し賦課すべき金額（課金額）となる。
【００１８】
ここで基本空調運転時間とは、建物の所有者と使用者との間で取り決めた時間で、１日の周期で、建物内の温度及び湿度を所定値に維持すべき時間をいう。一般には、例えば８：００から１８：００までのように、その建物内で人が仕事をしている時間帯ということになる。ただし、基本空調運転時間内において建物内の温度及び湿度を所定値に維持できていれば十分なので、必ずしもこの時間内ずっと空調機を運転しておく必要はない。
【００１９】
空調機最適制御手段１４は、建物内の温度及び湿度が設定値内に入るという条件の下に、空調機４が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の温度及び湿度の目標値を演算し、監視制御装置２における温度制御及湿度制御の設定値として出力する。
【００２０】
ここで、建物内の温度及び湿度の目標値は、制御装置２や空調機４の特性等に応じて定める。例えば、外気温度も湿度も高い夏場は目標値を快適環境判断手段１１における所定の設定温度幅及び設定湿度幅の範囲で最大となる値とし、外気温度も湿度も低い冬場は目標値を所定の設定温度幅及び設定湿度幅の範囲で最小となる値を目標値とする。ただし、過渡的な温度や湿度の振れを考慮し目標値と設定温度幅及び設定湿度幅の範囲における最大・最小値との間には適当な余裕値を見ておく。
【００２１】
または、外気温度と外気湿度との関係から、建物内の温度及び湿度の目標値を定めても良い。例えば、外気温度又は湿度が快適環境判断手段１１における所定の設定温度幅又は設定湿度幅の範囲で最大となる値よりも高い場合は、所定の設定温度幅又は設定湿度幅における最大値を制御装置２における温度又は湿度の目標値とし、外気温度又は湿度が快適環境判断手段１１における所定の設定温度幅又は設定湿度幅の範囲で最小となる値よりも低い場合は、所定の設定温度幅又は設定湿度幅における最小値を制御装置２における温度又は湿度の目標値とし、外気温度又は湿度が快適環境判断手段１１における所定の設定温度幅又は設定湿度幅の範囲に収まる場合は、外気温度又は湿度を制御装置２における温度又は湿度の目標値とする。
【００２２】
あるいは、空調機４における消費エネルギー（例えば、電力、蒸気量、冷水量）を信号として入力し、快適環境判断手段１１における所定の設定温度幅における最大値と最大値及び設定湿度幅における最大値と最小値を境界条件として、消費エネルギーが最小となるように目標温度及び目標湿度を演算し、その結果を制御装置２における温度又は湿度の目標値とする。
【００２３】
次に、第１の実施の形態における課金処理装置１の処理動作について図２を参照して説明する。
【００２４】
基本時間（Ｔ１からＴ２まで）、設定温度範囲（Ａ１からＡ２まで）、設定湿度範囲（Ｂ１からＢ２まで）、及び、単位時間当たりの課金額Ｅは建物の所有者と使用者との間であらかじめ取り決めておくものとする。なお、設定温度範囲及び設定湿度範囲は春、夏、秋、冬等の季節毎に変更可能なものとする。これらの値は、あらかじめ課金処理装置１内に記憶されている。また、課金処理装置１の処理動作は一定の周期で行われる。
【００２５】
課金処理装置１は、まず、ステップＡ０１で、現在時刻Ｒが基本運転時間（Ｔ１からＴ２まで）内にあるかどうか判断し、基本運転時間から外れていれば、ステップＡ０６までジャンプし、基本運転時間内であれば次のステップＡ０２に進む。
【００２６】
ステップＡ０２では、消費エネルギーが最小となるよう温度・湿度制御を行い、次いで、ステップＡ０３にて現在の温度Ｐが設定温度範囲（Ａ１からＡ２まで）内にあるかどうかを判断し、設定温度範囲から外れていれば、ステップＡ０６までジャンプし、設定温度範囲内であれば次のステップＡ０４に進む。
【００２７】
ステップＡ０４では、現在の湿度Ｒが設定湿度範囲（Ｂ１からＢ２まで）内にあるかどうかを判断し、設定湿度範囲から外れていればステップＡ０６までジャンプし、設定湿度範囲内であれば次のステップＡ０５に進む。
【００２８】
ステップＡ０５では、以上の動作周期を快適時間Ｓとして積算する。すなわち、課金処理装置１の処理動作は一定の周期で行われるので、ステップＡ０２からステップＡ０４までの過程において温度及び湿度が双方とも設定範囲内に入っていれば課金処理装置１の処理動作周期が快適時間Ｓに加算される。
【００２９】
一方、温度及び湿度の少なくとも一方が設定範囲から外れている場合、及び現在時刻Ｒが基本運転時間から外れている場合は、上述の通りステップＡ０６にジャンプし、ステップＡ０５の処理がバイパスされるので、課金処理装置１の処理動作周期は快適時間Ｓに加算されないことになる。
【００３０】
次いで、ステップＡ０６で、課金タイミングかどうかを判断し、課金タイミングでなければステップＡ０１に戻り、課金タイミングであればステップＡ０７に進む。ここで、課金タイミングとは建物の所有者と使用者との間で取り決めたタイミングで、例えば毎月２０日を課金タイミングと決めておけば、その日（２０日）が課金タイミングとなる。
【００３１】
ステップＡ０７では、単位期間の課金額を算定する。ここで単位期間とは、建物の所有者と使用者との間であらかじめ取り決めたある課金タイミングから次の課金タイミングまでの期間で、例えば毎月２０日を課金タイミングと決めておいた場合は、１箇月毎に課金するのだから単位期間は１箇月となる。また、課金額の算定は、単位時間当たりの課金額Ｅに快適時間を乗算することにより行う。
【００３２】
ステップＡ０７で算定した単位期間の課金額が空調機の使用に対し賦課すべき金額（課金額）となる。単位期間の課金額の算定が終了すると、ステップＡ０８に進み、快適時間Ｓをリセットして、ステップＡ０１に戻り、上記課金処理装置１の処理動作を繰り返す。
【００３３】
なお、本実施の形態において、快適環境判断手段１１は、建物内温度及び湿度が共にあらかじめ設定した範囲内にある場合に快適環境にあると判断したが、これを、建物内温度又は湿度のどちらか一方があらかじめ設定した範囲内にあれば快適環境にあると判断するようにしても良い。同様に、空調機最適制御手段１４は、建物内の温度又は湿度のどちらか一方が設定値内に入るという条件の下に、空調機４が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の温度及び湿度の目標値を演算し出力するようにしても良い。
【００３４】
このように第１の実施の形態によれば、空調機を運転した時間ではなく、快適環境であると判断された時間、すなわち、基本空調運転時間内において、建物内の温度及び湿度の双方が所定の範囲内に入っている時間に基づき空調料金を計算するので、空調機運転時間を削減することができる。
【００３５】
また、空調機最適制御手段１４により、建物内の温度及び湿度が設定値内に入るという条件の下に、空調機４が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の温度及び湿度の目標値を演算し、監視制御装置２における温度制御及湿度制御の設定値として出力するので、空調機４における消費エネルギーの削減が可能となる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、快適度指数（ＰＭＶ値）に基づき快適環境を判断するものである。
【００３７】
図３は第２の実施の形態における課金計算処理装置の機能構成図である。
【００３８】
図３に示すように、課金処理装置５は快適環境判断手段５１、快適時間積算手段５２、課金計算手段５３、及び空調機最適制御手段５４により構成される。快適環境判断手段５１へは、監視制御装置６を経由して建物内のセンサ７（温度計７１、湿度計７２、気流速度計７３、及び平均輻射温度計７４）から入力される温度、湿度、気流速度、及び平均輻射温度、並びに制御装置内にあらかじめ外部から設定された着衣状態及び活動状態から算定される快適度指数（ＰＭＶ値）が入力される。空調機最適制御手段５４からは、快適度指数（ＰＭＶ値）の設定信号を監視制御装置２へ出力する。
【００３９】
なお、快適度指数（ＰＭＶ値）とは、ファンガー（Ｆａｎｇｅｒ）氏によって提案されたもので、同氏により発表された快適方程式を出発点とし、実際の代謝量、着衣条件下において、環境との間の熱の不平衡量を人体に対する熱負荷として求め、これと人体の温冷感とを結びつけたものであり、空気温度、相対湿度、平均輻射温度、気流速度、活動状態（人体の内部発熱量）、及び着衣状態の６つの変数からファジィ推論等により導き出すことができるものである。
【００４０】
監視制御装置６は、中に快適度指数（ＰＭＶ値）制御機能が組み込まれており、空調機の運転状態を監視すると共に、空調機最適制御手段５４から受け取った快適度指数（ＰＭＶ値）の設定信号に基づき空調機を制御する。
【００４１】
快適環境判断手段５１は、監視制御装置６を経由して入力された建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）があらかじめ設定した範囲内にあるかどうかを判断する。すなわち、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）があらかじめ設定した範囲内にあれば、快適環境にあると判断する。
【００４２】
ここで、快適度指数（ＰＭＶ値）の設定値は建物の所有者と使用者との間で取り決めるものとし、所定の幅を持たせる。また、これらの設定値は、季節毎に変更することができる。
【００４３】
快適時間積算手段５２は、基本空調運転時間内において快適環境判断手段５１により快適環境にあると判断した時間を積算する。そして、課金計算手段１３により所定の期間内における積算値に単位時間当たりの課金額を乗算し、この乗算結果が空調機の使用に対し賦課すべき金額（課金額）となる。
【００４４】
ここで基本空調運転時間とは、建物の所有者と使用者との間で取り決めた時間で、１日の周期で、建物内の温度及び湿度を所定値に維持すべき時間をいう。一般には、例えば８：００から１８：００までのように、その建物内で人が仕事をしている時間帯ということになる。ただし、基本空調運転時間内において建物内の温度及び湿度を所定値に維持できていれば十分なので、必ずしもこの時間内ずっと空調機を運転しておく必要はない。
【００４５】
空調機最適制御手段５４は、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）が設定値内に入るという条件の下に、空調機８が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）の目標値を演算し、監視制御装置６における快適度指数（ＰＭＶ値）の設定値として出力する。
【００４６】
ここで、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）の目標値は、制御装置６や空調機８の特性に応じて定める。例えば、外気温度も湿度も高い夏場は目標値を快適環境判断手段５１における所定の快適度指数（ＰＭＶ値）の範囲で最大となる値とし、外気温度も湿度も低い冬場は目標値を所定の快適度指数（ＰＭＶ値）の範囲で最小となる値を目標値とする。ただし、過渡的な快適度指数（ＰＭＶ値）の振れを考慮し目標値と快適度指数（ＰＭＶ値）の設定値の範囲における最大・最小値との間には適当な余裕値を見ておく。
【００４７】
または、空調機８における消費エネルギー（例えば、電力、蒸気量、冷水量）を信号として入力し、快適環境判断手段５１における所定の快適度指数（ＰＭＶ値）の設定幅における最大値と最大値を境界条件として、消費エネルギーが最小となるように目標快適度指数（ＰＭＶ値）を演算し、その結果を制御装置６における快適度指数（ＰＭＶ値）の目標値とする。
【００４８】
次に、第２の実施の形態における課金処理装置５の処理動作について図４を参照して説明する。
【００４９】
基本時間（Ｔ１からＴ２まで）、快適度指数（ＰＭＶ値）の設定範囲（Ｐ１からＰ２まで）、及び、単位時間当たりの課金額Ｅは建物の所有者と使用者との間であらかじめ取り決めておくものとする。なお、快適度指数（ＰＭＶ値）の設定範囲は春、夏、秋、冬等の季節毎に変更可能なものとする。これらの値は、あらかじめ課金処理装置５内に記憶されている。また、課金処理装置５の処理動作は一定の周期で行われる。
【００５０】
課金処理装置５は、まず、ステップＢ０１で、現在時刻Ｒが基本運転時間（Ｔ１からＴ２まで）内にあるかどうか判断し、基本運転時間から外れていれば、ステップＢ０５までジャンプし、基本運転時間内であれば次のステップＢ０２に進む。
【００５１】
ステップＢ０２では、消費エネルギーが最小となるよう快適度指数（ＰＭＶ値）制御を行い、次いで、ステップＢ０３にて現在の快適度指数（ＰＭＶ値）が設定範囲（Ｐ１からＰ２まで）内にあるかどうかを判断し、設定範囲から外れていれば、ステップＢ０５までジャンプし、設定範囲内であれば次のステップＢ０４に進む。
【００５２】
ステップＢ０４では、以上の動作周期を快適時間Ｓとして積算する。すなわち、課金処理装置１の処理動作は一定の周期で行われるので、ステップＢ０２からステップＢ０３までの過程において快適度指数（ＰＭＶ値）が設定範囲内に入っていれば課金処理装置５の処理動作周期が快適時間Ｓに加算される。
【００５３】
一方、快適度指数（ＰＭＶ値）が設定範囲から外れている場合、及び現在時刻Ｒが基本運転時間から外れている場合は、上述の通りステップＢ０５にジャンプし、ステップＢ０４の処理がバイパスされるので、課金処理装置５の処理動作周期は快適時間Ｓに加算されないことになる。
【００５４】
次いで、ステップＢ０５で、課金タイミングかどうかを判断し、課金タイミングでなければステップＢ０１に戻り、課金タイミングであればステップＢ０６に進む。ここで、課金タイミングとは建物の所有者と使用者との間で取り決めたタイミングで、例えば毎月２０日を課金タイミングと決めておけば、その日（２０日）が課金タイミングとなる。
【００５５】
ステップＢ０６では、単位期間の課金額を算定する。ここで単位期間とは、建物の所有者と使用者との間であらかじめ取り決めたある課金タイミングから次の課金タイミングまでの期間で、例えば毎月２０日を課金タイミングと決めておいた場合は、１箇月毎に課金するのだから単位期間は１箇月となる。また、課金額の算定は、単位時間当たりの課金額Ｅに快適時間を乗算することにより行う。
【００５６】
ステップＢ０６で算定した単位期間の課金額が空調機の使用に対し賦課すべき金額（課金額）となる。単位期間の課金額の算定が終了すると、ステップＢ０７に進み、快適時間Ｓをリセットして、ステップＢ０１に戻り、上記課金処理装置５の処理動作を繰り返す。
【００５７】
このように第２の実施の形態によれば、空調機を運転した時間ではなく、快適環境であると判断された時間、すなわち、基本空調運転時間内において、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）が所定の範囲内に入っている時間に基づき空調料金を計算するので、空調機運転時間を削減することができる。
【００５８】
また、空調機最適制御手段５４により、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）が設定値内に入るという条件の下に、空調機４が消費するエネルギーが最小になるような、建物内の快適度指数（ＰＭＶ値）の目標値を演算し、監視制御装置６における快適度指数（ＰＭＶ値）の設定値として出力するので、空調機８における消費エネルギーの削減が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る課金計算処理装置によれば、空調機を運転した時間ではなく、建物内の空調環境の快適度に基づいて空調機使用に伴う料金を算定することで、空調機運転時間の削減および空調機における消費エネルギーの削減を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る課金計算処理装置の第１の実施の形態における機能構成図である。
【図２】第１の実施の形態における課金計算処理装置の処理動作フロー図である。
【図３】本発明に係る課金計算処理装置の第２の実施の形態における機能構成図である。
【図４】第２の実施の形態における課金計算処理装置の処理動作フロー図である。
【符号の説明】
１  課金計算処理装置
１１  快適環境判断手段
１２  快適時間積算手段
１３  空調機最適制御手段
２  監視制御装置
３  センサ
４  空調機
【図１】
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【図２】
2004211954.tif 000004
【図３】
2004211954.tif 000005
【図４】
2004211954.tif 000006