(57)【要約】【課題】この発明は、環境変化を最小限に抑えることができる複数機器の制御順序決定方法を提供することを目的とする。【解決手段】全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態とした場合の他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、ならびに第１のステップで求められた各機器相互間の影響度の逆数に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ大きくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を求める第２ステップを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を決定するための複数機器の制御順序決定方法において、
全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、ならびに
第１のステップで求められた各機器相互間の影響度の逆数に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ大きくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を求める第２ステップ、
を備えていることを特徴とする複数機器の制御順序決定方法。
【請求項２】
第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を決定するための複数機器の制御順序決定方法において、
全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、ならびに
第１のステップで求められた各機器相互間の影響度に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ小さくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を求める第２ステップ、
を備えていることを特徴とする複数機器の制御順序決定方法。
【請求項３】
第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を制御するための複数機器の制御順序制御方法において、
全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、
第１のステップで求められた各機器相互間の影響度の逆数に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ大きくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を予め求めておく第２ステップ、ならびに
第２ステップによって決定された制御順序にしたがって、各機器の運転状態が制御されている場合であって、第２の運転状態にある第１の機器から、第１の運転状態にある第２の機器に、第２の運転状態とすべき機器が切り換えられる直前に、機器の制御順序をそのまま維持させるか、機器の制御順序を変更させるか、あるいは運転モード切替制御を一旦解除させるかを、判別して実行するといった制御順序見直し処理を行う第３ステップ、
を備えていることを特徴とする複数機器の制御順序制御方法。
【請求項４】
第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を制御するための複数機器の制御順序制御方法において、
全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、
第１のステップで求められた各機器相互間の影響度応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ小さくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を予め求めておく第２ステップ、ならびに
第２ステップによって決定された制御順序にしたがって、各機器の運転状態が制御されている場合であって、第２の運転状態にある第１の機器から、第１の運転状態にある第２の機器に、第２の運転状態とすべき機器が切り換えられる直前に、機器の制御順序をそのまま維持させるか、機器の制御順序を変更させるか、あるいは運転モード切替制御を一旦解除させるかを、判別して実行するといった制御順序見直し処理を行う第３ステップ、
を備えていることを特徴とする複数機器の制御順序制御方法。
【請求項５】
制御順序見直し処理は、
上記第２の機器の現在の周辺環境値と、当該第２の機器の第１運転状態時の周辺環境値との差が、上記第１の機器と上記第２の機器との間の影響度に所定値を加えた第１規定値を越えているか否かを判別するステップ、
上記差が上記第１規定値以内である場合には、第２の運転状態にさせる機器を、上記第１の機器から上記第２の機器に切り換えるステップ、
上記差が上記第１規定値を越えている場合には、上記第２の機器以外の第３の機器が上記第１の機器の次に第２の運転状態とされるように機器の制御順序を変更するとともに、上記第３の機器の現在の周辺環境値と、当該第３の機器の第１運転状態時の周辺環境値との差が、上記第１の機器と上記第３の機器との間の影響度に所定値を加えた第２規定値を越えているか否かを判別するステップ、
上記差が上記第２規定値以内である場合には、第２の運転状態にさせる機器を、上記第１の機器から上記第３の機器に切り換えるステップ、ならびに
上記差が上記第２規定値を越えている場合には、運転モード切替制御を一旦解除させるステップ、
を備えていることを特徴とする請求項３および４のいずれかに記載の複数機器の制御順序制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の機器の制御順序を決定するための複数機器の制御順序決定方法および複数の機器の制御順序を制御するための複数機器の制御順序制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の機器を所定の順番で一定時間ずつ停止させることによって省エネ化を図る技術が既に開発されている（特許第２９３４４１７号参照）。この技術は、短時間の機器の停止であれば、環境をさほど変化させることなく、使用電力量を削除できるとの考えに基づいて開発されたものである。また、この技術によれば、全ての機器を一斉に停止させるのではなく、順番に短時間ずつ停止させているので、全時間を通じてほぼ均一に使用電力量を削減できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、対象機器が店舗などのように仕切りのない大きな空間に設置される空調機器のような場合、停止させる機器の順番を単純に決定した場合には、互いに影響を受けやすい隣り合う機器または近接した機器が連続して停止してしまう可能性がある。したがって、停止させる機器の順番を、互いに影響を受けにくいような順番となるように決定することが重要となる。
【０００４】
また、停止させる機器の順番を、互いに影響を受けにくいような順番となるように決定したとしても、対象機器が人の出入りが多い店舗等のように環境外乱が発生しやすい環境に設置されている場合には、決定した順番で各機器を停止させるといったことが必ずしも効果的であるとは言えない場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、環境変化を最小限に抑えることができる複数機器の制御順序決定方法および複数機器の制御順序制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を決定するための複数機器の制御順序決定方法において、全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、ならびに第１のステップで求められた各機器相互間の影響度の逆数に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ大きくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を求める第２ステップを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を決定するための複数機器の制御順序決定方法において、全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、ならびに第１のステップで求められた各機器相互間の影響度に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ小さくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を求める第２ステップを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を制御するための複数機器の制御順序制御方法において、全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、第１のステップで求められた各機器相互間の影響度の逆数に応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ大きくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を予め求めておく第２ステップ、ならびに第２ステップによって決定された制御順序にしたがって、各機器の運転状態が制御されている場合であって、第２の運転状態にある第１の機器から、第１の運転状態にある第２の機器に、第２の運転状態とすべき機器が切り換えられる直前に、機器の制御順序をそのまま維持させるか、機器の制御順序を変更させるか、あるいは運転モード切替制御を一旦解除させるかを、判別して実行するといった制御順序見直し処理を行う第３ステップを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、第１の運転状態にある複数の機器を、所定の順番で一定時間ずつ第２の運転状態にさせるといった運転モード切替制御を行う場合の、機器の制御順序を制御するための複数機器の制御順序制御方法において、全ての機器が第１の運転状態である状態から、ある１台の機器を第２の運転状態にして所定時間が経過したときの他の機器の周辺の環境変化を、第２の運転状態の機器が第１の運転状態の他の各機器に与える影響度として、各機器相互間の影響度を求める第１のステップ、第１のステップで求められた各機器相互間の影響度応じた値を、各機器間の距離と定義し、総距離ができるだけ小さくなるように全ての機器を巡回する経路を求め、求めた巡回経路にしたがって、機器の制御順序を予め求めておく第２ステップ、ならびに第２ステップによって決定された制御順序にしたがって、各機器の運転状態が制御されている場合であって、第２の運転状態にある第１の機器から、第１の運転状態にある第２の機器に、第２の運転状態とすべき機器が切り換えられる直前に、機器の制御順序をそのまま維持させるか、機器の制御順序を変更させるか、あるいは運転モード切替制御を一旦解除させるかを、判別して実行するといった制御順序見直し処理を行う第３ステップを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３乃至４の複数機器の制御順序制御方法において、制御順序見直し処理は、上記第２の機器の現在の周辺環境値と、当該第２の機器の第１運転状態時の周辺環境値との差が、上記第１の機器と上記第２の機器との間の影響度に所定値を加えた第１規定値を越えているか否かを判別するステップ、上記差が上記第１規定値以内である場合には、第２の運転状態にさせる機器を、上記第１の機器から上記第２の機器に切り換えるステップ、上記差が上記第１規定値を越えている場合には、上記第２の機器以外の第３の機器が上記第１の機器の次に第２の運転状態とされるように機器の制御順序を変更するとともに、上記第３の機器の現在の周辺環境値と、当該第３の機器の第１運転状態時の周辺環境値との差が、上記第１の機器と上記第３の機器との間の影響度に所定値を加えた第２規定値を越えているか否かを判別するステップ、上記差が上記第２規定値以内である場合には、第２の運転状態にさせる機器を、上記第１の機器から上記第３の機器に切り換えるステップ、ならびに上記差が上記第２規定値を越えている場合には、運転モード切替制御を一旦解除させるステップを備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、  この発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
ここでは、図１に示すように、店舗などのように仕切りのない大きな空間に５台の空調機器Ａ〜Ｅが設置されているものとする。また、５台の空調機器Ａ〜Ｅが運転されている状態において、省エネ化を図る目的で、定期的に省エネモードに入り、これらの空調機器が順番に所定時間（この例では３分間）ずつ停止せしめられるように制御されるものとする。
【００１３】
以下、省エネモード時において、運転を停止させる空調機器の順番を制御する方法について説明する。
【００１４】
運転を停止させる空調機器の順番を制御する手順は、図２に示すように、影響度算出ステップ（ステップ１）、制御順序最適化ステップ（ステップ２）および制御順序見直しステップ（ステップ３）とからなる。影響度算出ステップおよび制御順序最適化ステップは、事前に行う処理であり、制御順序見直しステップは実際の運用段階で行うステップである。以下、これらの各ステップについて、説明する。
【００１５】
〔１〕影響度算出ステップの説明
【００１６】
このステップでは、定常状態における各空調機器相互間の影響度を測定する。各空調機器相互間の影響度としては、例えば、温度変化、湿度変化、これらの組み合わせ等が考えられるが、ここでは、説明を簡単にするために、各空調機器相互間の影響度を温度変化とする。また、ここでは、各空調機器は、冷房モードで運転されるものとする。
【００１７】
（１）まず、各空調機器Ａ〜Ｅを設定温度になるまで運転させる。このときの状態を定常状態とする。
【００１８】
（２）定常状態になった時点で、各空調機器ごとに現在の各種環境値（周辺温度等）を測定して、記録する。
【００１９】
（３）ある１台の空調機器の運転を停止し、その状態を一定時間（例えば３分間）維持する。
【００２０】
（４）一定時間経過後の各空調機器の各種環境値（周辺温度等）を測定して、記録する。このときの、環境値の変化の度合い（この例では周辺温度変化）を、その機器が停止した機器から受ける影響度とする。図３は、空調機器Ａを停止させた場合の、他の空調機器Ｂ〜Ｅの周辺温度変化の一例を示している。
【００２１】
（５）停止していた空調機器の運転を再開し、再び定常状態となるまで、全ての空調機器Ａ〜Ｅを運転する。
【００２２】
（６）運転を停止させる空調機器を変えて、上記（１）〜（５）の処理を繰り返し行う。このようにして、全ての空調機器が運転停止対象機器となるまで、同じ処理を繰り返す。
【００２３】
（７）そして、得られた結果から、各空調機器相互間の影響度を決定する。各空調機器相互間の影響度には、機器ＡＢ間、機器ＡＣ間、機器ＡＤ間、機器ＡＥ間、機器ＢＣ間、機器ＢＤ間、機器ＢＥ間、機器ＣＤ間、機器ＣＥ間および機器ＤＥ間の影響度がある。
【００２４】
表１は、１台の空調機器の運転を停止させた場合の、他の空調機器の周辺温度変化を示している。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
例えば、機器Ａと機器Ｂとの間の影響度としては、機器Ａから受ける機器Ｂの影響度（機器Ａを停止させたときの機器Ｂの周辺温度変化）を用いてもよいし、機器Ｂから受ける機器Ａの影響度（機器Ｂを停止させたときの機器Ａの周辺温度変化）を用いてもよいし、それらの平均値を用いてもよい。表１の例では、機器Ａから受ける機器Ｂの影響度は０．５であり、機器Ｂから受ける機器Ａの影響度は０．５であり、それらの平均値は０．５となり、いずれを採用しても同じ値となっている。
【００２７】
表１によれば、各機器間の影響度は次のようになる。
【００２８】
機器ＡＢ間の影響度＝０．５
機器ＡＣ間の影響度＝１．０
機器ＡＤ間の影響度＝０．７５
機器ＡＥ間の影響度＝０．５
機器ＢＣ間の影響度＝０．４３
機器ＢＤ間の影響度＝０．５
機器ＢＥ間の影響度＝１．０
機器ＣＤ間の影響度＝１．５
機器ＣＥ間の影響度＝０．４３
機器ＤＥ間の影響度＝０．６
【００２９】
〔２〕制御順序最適化ステップの説明
【００３０】
（１）  影響度算出ステップで求めた各空調機器間の影響度の逆数またはそれに応じた値（各空調機器間の影響度の逆数を正規化したもの）を算出し、これを空調機器間の「距離」と定義する。このように定義すると、空調機器間の距離が長いほどそれらの空調機器間の影響度が小さいので、なるべく距離が長くなるような巡回路を生成することで、最適な機器の制御順序を決定することができる。
【００３１】
（２）各空調機器Ａ〜Ｅをノード（節点）、各空調機器間の距離をアーク（辺）とみなし、巡回セールスマン問題としてモデル化する。このモデルに対して、総距離がなるべく大きくなるような巡回路を求める。巡回セールスマン問題は、総距離が最小となるような巡回路を求める問題があるが、総距離が最大となるような巡回路を求める問題も、同様な問題として捕らえることが可能である。
【００３２】
一般に、ノードの数が十数個程度であれば、コンピュータ上において実時間で最適解を得られることが知られている。仮にノードの数がそれ以上であったとしても、実用的な解（準最適解）を短時間で得られる方法が知られている。
【００３３】
図４は、各機器間の影響度が、上述したような値である場合に最適な機器の制御順序を示している。図４における数字は、各空調機器間の距離を表している。この例では、影響度算出ステップで求めた各空調機器間の影響度の逆数に３を乗じた値を、各空調機器間の距離として用いている。
【００３４】
なお、影響度算出ステップで求めた各空調機器間の影響度またはそれに応じた値を空調機器間の「距離」と定義し、なるべく距離が短くなるような巡回路を生成することによって、最適な機器の制御順序を決定してもよい。
【００３５】
省エネモードにおいては、制御順序最適化ステップで決定された機器の制御順序を初期の制御順序として、停止制御が行われる。
【００３６】
〔３〕制御順序見直しステップ
【００３７】
制御順序見直しステップでは、省エネモード時において、外乱が発生していた場合に、制御順序を変更したり、制御を一時的に停止させたりする。
【００３８】
制御順序見直し処理は、省エネモード時においてある１台の空調機器Ｘが停止されている状態において、運転を停止させる機器を次の空調機器Ｙに切り換えるタイミング（切り換える直前）毎に行われる。
【００３９】
図５は、制御順序見直し処理手順を示している。
【００４０】
１台の空調機器Ｘが停止されている状態において、運転を停止させる機器を次の空調機器Ｙに切り換えるタイミングがくると、まず、各空調機器の環境値（周辺温度）を求める（ステップ１１）。
【００４１】
次に停止せしめられるべき空調機器Ｙの現在の環境値（周辺温度）と定常状態での環境値（周辺温度）との差の絶対値（環境変化値）が、影響度算出ステップで算出された空調機器Ｘと空調機器Ｙとの間の影響度に所定の閾値αを加算した値（第１規定値）を越えているか否かを判別する（ステップ１２）。
【００４２】
空調機器Ｙについての環境変化値が上記第１規定値以下であれば、停止させる空調機器を、空調機器Ｘから空調機器Ｙに切り換えて（ステップ１３）、今回の順序変更処理を終了する。
【００４３】
空調機器Ｙについての環境変化値が上記第１規定値を越えている場合には、何らかの外乱が発生していると判断し、次に停止せしめられるべき空調機器Ｙ以外の残りの機器に対して、巡回路を再生成する（ステップ１４）。巡回路の再生成は、制御順序最適化ステップと同様な手法で行う。
【００４４】
そして、巡回路の再生成により決定された次に停止すべき空調機器Ｚの現在の環境値（周辺温度）と定常状態での環境値（周辺温度）との差の絶対値（環境変化値）が、影響度算出ステップで算出された空調機器Ｘと空調機器Ｚとの間の影響度に所定の閾値αを加算した値（第２規定値）を越えているか否かを判別する（ステップ１５）。
【００４５】
空調機器Ｚについての環境変化値が上記第２規定値以下であれば、再生成した巡回路の最後に空調機器Ｙを付加し、新しい巡回路とする（ステップ１６）。そして、停止させる空調機器を、空調機器Ｘから空調機器Ｚに切り換えて（ステップ１７）、今回の順序変更処理を終了する。
【００４６】
上記ステップ１５において、空調機器Ｚについての環境変化値が上記第２規定値を越えている場合には、次の停止機器切替えタイミングまでの間（この例では３分間）、全ての機器を通常運転状態にして、省エネモードを一旦解除する（ステップ１８）。そして、次の停止機器切替えタイミングになると、改めて省エネモードによる停止制御を最初から行う。
【００４７】
順序最適化ステップで、図４で示すような巡回路が決定されている場合であって、空調機器Ａから空調機器Ｅへの切替えタイミングにおいて、空調機器Ｅについての環境変化値が第１規定値を越えている場合には、空調機器Ｅ以外の残りの機器に対して、巡回路が再生成される。再生成された巡回路が例えば、図６に示すような場合には、空調機器Ｄについての環境変化値が第２規定値を越えているか否かが判別される。
【００４８】
空調機器Ｄについての環境変化値が第２規定値以内である場合には、再生成した巡回路の最後に空調機器Ｅが付加されることにより、新しい巡回路とされる。そして、停止させる空調機器が、空調機器Ａから空調機器Ｄに切り換えられる。
【００４９】
上記実施の形態では、省エネモード時においては、冷房運転状態（または暖房運転状態）にある各空調機器を、順次、停止状態にさせているが、冷房運転状態（または暖房運転状態）にある各空調機器を、順次、送風状態にさせていく場合等にもこの発明を適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
この発明によれば、環境変化を最小限に抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】店舗などのように仕切りのない大きな空間に設置された５台の空調機器Ａ〜Ｅを示すブロック図である。
【図２】運転を停止させる空調機器の順番を制御する手順を示すフローチャートである。
【図３】空調機器Ａを停止させた場合の、他の空調機器Ｂ〜Ｅの周辺温度変化の一例を示す模式図である。
【図４】制御順序最適化ステップて決定された最適な制御順序を示す模式図である。
【図５】制御順序見直し処理手順を示すフローチャートである。
【図６】制御順序見直し処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｅ  空調機器
【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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