(57)【要約】【課題】  空調機器と冷設機器が混在する店舗・施設において、空調機器と冷設機器にかかる消費電力量をシミュレートし、店舗・施設オペレータが空調機器の運転パターンを選択する際に、予測消費電力量を店舗・施設オペレータに提示する温湿度設定支援技術を提供する。【解決手段】  本発明の温湿度設定支援装置２は、消費電力量をシミュレーションするシミュレーション部２０と、シミュレーション結果を提示し、店舗・施設オペレータから１つの運転パターンを選択することを指示する選択入力を受け付けるユーザインタフェース部１０と、選択された運転パターンにおける各時間ごとの設定温湿度を空調機器３に設定する設定部１８とを備える。【選択図】  図１
2005201482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機器を含む機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算するシミュレーション部と、
シミュレーション結果を提示し、１つの運転パターンの選択入力を受け付けるユーザインタフェース部と、
選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定する設定部と、
を備えることを特徴とする温湿度設定支援装置。
【請求項２】
空調機器と、熱量の吸収または放出を行う電気機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器および電気機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算するシミュレーション部と、
シミュレーション結果を提示し、１つの運転パターンの選択入力を受け付けるユーザインタフェース部と、
選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定する設定部と、
を備えることを特徴とする温湿度設定支援装置。
【請求項３】
前記シミュレーション部によるシミュレーションの前に、ユーザインタフェース部は、ユーザからシミュレーションのための設定データの入力を受け付けることを特徴とする請求項１または２に記載の温湿度設定支援装置。
【請求項４】
前記複数の運転パターンは、省エネルギーを優先するタイプと、ユーザからの設定温度および／または設定湿度を優先するタイプに分類されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の温湿度設定支援装置。
【請求項５】
省エネルギーを優先するタイプの運転パターンにおけるシミュレーションは、前記空調機器の設定温度および／または設定湿度を変更しながら前記消費電力量を最小とする設定温度および／または設定湿度を探索することで行われることを特徴とする請求項４に記載の温湿度設定支援装置。
【請求項６】
空調機器を含む機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算するステップと、
シミュレーション結果を提示するステップと、
１つの運転パターンの選択入力を受け付けるステップと、
選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定するステップと、
を備えることを特徴とする温湿度設定支援方法。
【請求項７】
コンピュータに、
空調機器を含む機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算する機能と、
シミュレーション結果を提示する機能と、
１つの運転パターンの選択入力を受け付ける機能と、
選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定する機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項８】
空調機器の複数の運転パターンを予め用意し、その運転パターンに応じて空調機器が存在する空間の消費電力量をシミュレーションにより計算して、複数の運転パターンで空調機器を運転した場合の消費電力量をそれぞれユーザに提示することで、運転パターンを選択するための指標をユーザに与えることを特徴とする温湿度設定支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機器の消費電力量を予測するシミュレーション技術に関し、特にユーザによる空調機器の温度設定および／または湿度設定を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機器の省エネルギ（以下、「省エネ」と呼ぶ）化を行うためには、設定温度および／または設定湿度を調整するか、または運転時間を短縮することが必要である。エネルギ資源の効率的な利用を図るべく、従来より省エネ化を目的とした技術が提案されている。そのような技術の一つとして、オフィスビルや一般住宅等を対象として、快適性と省エネ性を考慮した温度設定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−２８８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
食品を販売するコンビニエンスストアなどの食品店舗においては、エアコンなどの空調機器と、冷凍・冷蔵ショーケースのような冷設機器が混在している。このような食品店舗において空調機器の設定温湿度を管理するオペレータは、空調機器の運転開始前後で、店舗全体での省エネ化を重視するか、あるいは店舗内の温湿度を重視するかなどの状況に応じて、複数の運転パターンの中から１つの運転パターンを選択し、選択した運転パターンの中で設定温湿度を決定する。
このような場合、シミュレーションにより計算した店舗の予測消費電力量を判断指標とし、複数の運転パターン別にこの指標をオペレータに提供することが有効といえるが、そのような技術はこれまでに提案されていない。
【０００４】
また、上記のような食品店舗に限らず、他の業種の店舗や一般家庭などにおいても、空調機器の運転開始前後において空調機器の温湿度設定は、オペレータの感覚に依存して行われている。機器の予測消費電力量等の指標があれば、オペレータもその指標の下に温湿度の設定を行うことができるが、現状の空調機器においては、そのようなユーザインタフェースは存在しない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、店舗・施設などの略密閉空間における空調機器の設定温度および／または設定湿度の決定に際し、オペレータに温度および／または湿度の設定に関する情報を提供することで、オペレータが状況に応じて主体的に空調機器の運転パターンを決定できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、空調機器を含む機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算するシミュレーション部と、シミュレーション結果を提示し、１つの運転パターンの選択入力を受け付けるユーザインタフェース部と、選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定する設定部とを備える温湿度設定支援装置を提供する。この態様の温湿度設定支援装置によると、消費電力量のシミュレーション結果をユーザに提示することで、ユーザが、予測される消費電力量を考慮して、温度設定および／または湿度設定を行うことが可能となる。なお、予測される消費電力量は、空調機器単独のものであってもよいが、空調機器以外の他の機器の消費電力量も含んだものであってよい。この態様の温湿度設定支援装置は、温度および湿度の双方の設定を支援するものに限らず、温度または湿度の一方のみの設定を支援するものも含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、空調機器と、熱量の吸収または放出を行う電気機器が存在する空間において、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器および電気機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算するシミュレーション部と、シミュレーション結果を提示し、１つの運転パターンの選択入力を受け付けるユーザインタフェース部と、選択入力を受けて、選択された運転パターンにおける設定温度および／または設定湿度を、空調機器に設定する設定部とを備える温湿度設定支援装置を提供する。この態様の温湿度設定支援装置によると、消費電力量のシミュレーション結果をユーザに提示することで、ユーザが、予測される消費電力量を考慮して、温度設定および／または湿度設定を行うことが可能となる。なお、予測される消費電力量は空調機器および電気機器のものであってよいが、それ以外の他の機器の消費電力量を含んだものであってよい。この態様の温湿度設定支援装置は、温度および湿度の双方の設定を支援するものに限らず、温度または湿度の一方のみの設定を支援するものも含む。
【０００８】
空間は、例えば店舗・施設や室内に形成される略密閉空間である。略密閉空間は、通常状態において外部に開放されていない実質的に閉じた空間を意味し、店舗・施設以外にも、デパートの食品売場が設けられたフロアなどを含む。なお、略密閉空間は、全体として実質的に閉じた空間であればよく、一部において外部との連絡口があるような空間も含む概念である。
【０００９】
電気機器は、空調機器が存在する空間内で空調機器とは別に熱量の吸収または放出を行う機器であって、食品店舗におけるショーケースなどの冷設機器が例としてあげられる。なお電気機器は、空間内で熱量を吸収または放出することを目的として設置されるものではなく、運転の結果として熱量を吸収または放出するものであってもよい。電気機器は、熱量を吸収する冷設機器だけでなく、コンビニエンスストア（以下、「コンビニ」と呼ぶ）などでドリンク缶などを温めるための機器など、空間内に熱量を放出する機器も該当する。
【００１０】
また、本発明のさらに別の態様は、空調機器の複数の運転パターンを予め用意し、その運転パターンに応じて空調機器が存在する空間の消費電力量をシミュレーションにより計算して、複数の運転パターンで空調機器を運転した場合の消費電力量をそれぞれユーザに提示することで、運転パターンを選択するための指標をユーザに与えることを特徴とする温湿度設定支援方法を提供する。この態様の温湿度設定支援方法は、温度および湿度の双方の設定を支援する方法に限らず、温度または湿度の一方のみの設定を支援する方法も含む。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、空調機器の温度設定および／または湿度設定に際して、オペレータが空調機器の運転パターンを選択することのできる技術を提供することができる。また本発明によれば、空調機器の温度設定および／または湿度設定に際して、オペレータに設定変更時における、店舗・施設に設置された機器全体の消費電力量に関するシミュレーション結果を提示することで、オペレータが空調機器の運転パターンを選択することのできる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例は、選択することのできる複数のタイプの運転パターンをオペレータに提示し、オペレータが提示された運転パターンの１つを選択することで、空調機器の温湿度設定を行うことのできる技術を提供する。このとき、店舗・施設に設置された機器全体の予測消費電力量を提示することで、オペレータは、消費電力に配慮するなど状況に応じて運転パターンを選択することができる。以下では、空調機器と冷却用ショーケースとが混在する食品店舗の環境において、負荷熱量や消費電力量をシミュレートし、その結果をオペレータに提示して、オペレータによる温湿度設定を支援する技術を示す。
【００１４】
図１は、実施例に係る店舗・施設システム１の機能ブロック図を示す。店舗・施設システム１は、シミュレーション機能をもつ温湿度設定支援装置２および空調機器３を備える。なお図示していないが、店舗・施設システム１は冷設機器を含む。温湿度設定支援装置２は、ユーザインタフェース部１０、通信部１６、設定部１８、シミュレーション部２０、表示制御部２２および店舗・施設情報格納部２４を備える。温湿度設定支援装置２は、温度および湿度の双方の設定を支援するものに限らず、温度または湿度の一方のみの設定を支援するものも含む。この温湿度設定支援装置２は、温度のみの設定を支援する場合は温度設定支援装置と呼んでもよく、また湿度のみの設定を支援する場合は湿度設定支援装置と呼んでもよいが、ここでは、これらを総括して、温度または湿度の少なくとも一方の設定支援を行うものを温湿度設定支援装置と定義する。ユーザインタフェース部１０は、入力部１２および表示部１４を備え、ユーザの入力支援ツールとして機能する。ユーザインタフェース部１０は、オペレータからのシミュレーション条件の入力や運転パターンの選択入力の受け付け、また空調機器３の運転パターンの提示などを行う。ユーザインタフェース部１０は、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）として機能し、入力手順を簡易なものとすることが好ましい。また、ユーザインタフェース部１０は、タッチパネルとして構成されてもよい。
【００１５】
空調機器３は通信部１６と接続する。これらは、ＬＡＮやＷＡＮなどのネットワークにより接続されてもよく、また直接ケーブルなどで接続されてもよい。接続方式は、無線または有線のいずれであってもよい。空調機器３は、通信部１６を介して設定温度値および／または設定湿度値を受け付け、運転温度および／または運転湿度を設定する機能をもつ。なお以下では、空調機器３が温度および湿度の双方を設定する機能をもつ場合を例にとり説明する。
【００１６】
店舗・施設情報格納部２４は、シミュレーション部２０におけるシミュレーションに必要な店舗・施設環境情報、例えば店舗・施設形状、外壁、屋根、ガラス面等のパラメータ情報から構成されるテーブルを有する。シミュレーション部２０は、店舗・施設情報格納部２４に記憶された店舗・施設環境情報をもとに、空調機器３および冷設機器にかかる負荷熱量を計算により求め、空調機器３および冷設機器を含む機器の消費電力量を予測する。シミュレーション部２０における予測結果は表示制御部２２により、所定の形式で表示部１４に表示される。オペレータは表示部１４に表示されるシミュレーション結果をもとに、空調機器３の設定温湿度に関する運転パターンを決定する。設定部１８は、決定された運転パターンにより、空調機器３の設定温湿度値を通信部１６を介して空調機器３に送信する。設定温湿度が時間に応じて変動する場合、設定部１８は、変動するタイミングごとに設定温湿度値を空調機器３に送信してもよく、また変動タイミングを含んだ運転パターンを空調機器３に送信して、空調機器３が、所定のタイミングで設定温湿度を切り替えるようにしてもよい。
【００１７】
本実施例における温湿度設定支援装置２は、ユーザインタフェース機能とシミュレーション機能とを併せ持って構成される。これらの機能は、温湿度設定支援装置２において、ＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。プログラムは、温湿度設定支援装置２に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。温湿度設定支援装置２は、店舗・施設システム１において専用の端末機として存在してもよく、また所期のプログラムをダウンロードすることで機能するパーソナルコンピュータなどの汎用機として存在してもよい。したがってこれらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者に理解されるところである。
【００１８】
まず最初に、温湿度設定支援装置２におけるシミュレーション機能を示す。このシミュレーション機能は、シミュレーション部２０により実現される。
【００１９】
図２は、店舗・施設９における熱量移動を示すための概念図である。店舗・施設９には、室外機５および室内機６を含む空調機器３と、冷凍機７およびショーケース８を含む冷設機器とが存在する。店舗・施設９には、外部から負荷熱量Qshopが侵入し、このうち空調機器３は熱量Qairを、冷設機器は熱量Qscを処理する。ここで、Qshop＝Qsc＋Qairである。
【００２０】
以下のシミュレーション機能に関する実施例では、店舗・施設９への負荷熱量や冷設機器および空調機器３の処理熱量の計算において、１）店舗・施設、空調機器、ショーケース等の対象が集中定数系とした場合における、熱負荷計算式の定式化、２）定常特性のみを考慮した熱負荷計算式の定式化、という前提条件を設定している。
【００２１】
図３は、シミュレーション部２０の計算機能を行う構成を中心としたブロック図である。シミュレーション部２０は、熱量計算部５０、消費電力計算部５８および評価部６０を有する。熱量計算部５０は、店舗・施設への侵入負荷熱量Qshopを計算する店舗・施設熱量計算部５２、ショーケースへの侵入負荷熱量Qscを計算する冷設機器熱量計算部５４、および空調機器の処理熱量Qairを計算する空調機器熱量計算部５６を有する。
【００２２】
（１）店舗・施設への侵入負荷熱量Qshopの計算
店舗・施設熱量計算部５２は、店内温湿度条件を設定し、店舗・施設内の空気温湿度、外気温湿度、外壁・窓面積、照明機器等の店舗・施設環境条件を考慮して、ある時刻において店舗・施設へ侵入する負荷熱量Qshopを計算する。サンプリング時間の指定については後述する。
【００２３】
＜計算式＞
・店舗・施設への侵入負荷熱量：Qshop[kcal/h]＝室内負荷量[kcal/h]＋外気負荷量[kcal/h]
（室内負荷量）
以下の負荷熱量の合計値とする。
・太陽ふく射熱（ガラス面）[kcal/h]＝Ａ×Ｓ×ＳＣ
Ａ：ガラス面積[m2]、Ｓ：標準日射熱取得[kcal/(m2・h)]、ＳＣ：しゃへい係数
・伝導熱＋ふく射熱（外壁・屋根）[kcal/h]：Ａ×Ｋ×ＥＴＤ
Ａ：壁・屋根の面積[m2]、Ｋ：熱通過率[kcal/(m2・h・℃)]、ＥＴＤ：実効温度差[℃]
・伝導熱（屋根以外、ガラス、間仕切り等）[kcal/h]：Ａ×Ｋ×Ｔ
Ａ：壁・屋根の面積[m2]、Ｋ：熱通過率[kcal/(m2・h・℃)]、Ｔ：店内外の温度差[℃]
・内部発生熱（人体）[kcal/h]：ｍ×q 
ｍ：人数  q：１人当りの人体からの発生熱量[kcal/(h・人)]＝102（なお、この数値はデパート用）
・内部発生熱（照明（蛍光灯））[kcal/h]：ワット数[W]・1.08
（外気負荷量）：換気用、換気回数法  [kcal/h]
0.28×n×V×(t1-t2)  ＋  720×n×V×(x1-x2)
n：回数[回/h]、Ｖ：店舗・施設容積[m3]、t1,t2：店内外の温度[℃]、x1,x2：店内外の絶対湿度[kg/kg']
【００２４】
（２）ショーケースへの侵入負荷熱量Qscの計算
冷設機器熱量計算部５４は、店内設定温湿度毎に、ショーケース８に侵入する、すなわち処理する負荷熱量Qscを計算する。冷設機器熱量計算部５４は、ショーケース８において冷却される空気の顕熱・潜熱変化に着目し、ショーケース８への侵入空気量、店内空気温湿度値、ショーケース冷却器の冷却空気温度値から、ショーケース８（冷凍機７）が処理する顕熱量と潜熱量を計算し、その合計値を計算する。さらにショーケース冷却器の着霜を融解するために必要な熱量を計算する。
【００２５】
図４は、冷凍機７およびショーケース８からなる冷設機器の構造を示す。図中、矢印は、ショーケース８における空気の流路を示す。ショーケース８において、空気は、背面側に設けられた冷却器７４において冷却され、吹出口７１から吹き出され、吸込口７３により吸い込まれて、冷却器７４に戻される。ショーケース８の前面側にはエアカーテン７２が形成され、店内へ冷気が放出されるのを防ぐようにしている。冷設機器熱量計算部５４は、店内温湿度値毎にショーケース８へ侵入する負荷熱量QSCを以下のように計算する。
【００２６】
ショーケース冷却器７４で店内湿り空気の顕熱、潜熱が除去される。具体的には、１）乾き空気、水蒸気（相変化後の水、氷も含む）からの顕熱除去、２）水蒸気の相変化に要する潜熱除去となる。潜熱除去に関しては、冷凍ショーケースの場合、冷却空気温度が０[℃]以下となるので、店内温度から冷却空気温度まで冷却する間に、空気中水分から、水蒸気→水（露点到達：凝縮熱除去）→氷（融点到達：凝固熱除去）という流れで相変化を起こすためのそれぞれの潜熱除去が必要となる。また、顕熱除去については、店内温度から冷却空気温度までの冷却に関して、冷却器部で凝結（水）、凝固（氷）した水分の顕熱を除去することになる。以上より、顕熱[kJ/kg]、潜熱[kJ/kg]は、以下の計算式とする。
【００２７】
＜計算式用パラメータ＞
・店内空気の温度ts[℃]、相対湿度φs[％]は、初期計算条件として設定する。これにより、店内空気の絶対湿度xs[kg/kg']、露点td[℃]が求まる。
・初期計算条件として設定されるショーケース冷却空気の温度tr[℃]と、上記の絶対湿度xsから、ショーケース冷却空気の絶対湿度xr[kg/kg']が求まる。
・冷却器７４で最終的に着霜する水の量：xs-xr [kg/kg']
・ショーケース庫内への侵入空気量Gin[kg/h]：初期計算条件として設定する。
・水の凝固点温度：tm=０[℃]
・Cpa：乾き空気の平均定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝1.005
・Cpv：水蒸気の平均定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝1.859
・Cpw：水の定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝4.186
・Cpi：氷の定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝2.093
【００２８】
＜計算式＞
ａ）顕熱の計算式
ａ−１）湿り空気
Qa1[kJ/h]＝Gin×Cps×(ts−td)    水分凝結前
Qa2[kJ/h]＝Gin×Cpr×(td−tr)    水分凝結後
水分凝結前空気定圧比熱：Cps[kJ/(kg・K)]
【数１】
2005201482.tif 000003
水分凝結後空気定圧比熱：Cpr[kJ/(kg・K)]
【数２】
2005201482.tif 000004
ａ−２）水
Qw[kJ/h]＝Gin×(xs−xr)×Cpw×(td−tm) 
ａ−３）氷
Qi[kJ/h]＝Gin×(xs−xr)×Cpi×(tm−tr)
なお、Qa2はtd＞trであることを条件とし、すなわち水分が凝結した場合に計算する。同様に、例えばａ−３）に示すQiも、氷ができた場合に計算する。
【００２９】
ｂ）潜熱の計算式
凝縮熱：Qe[kJ/h]
【数３】
2005201482.tif 000005
tdにおける凝縮潜熱[kJ/kg]：he＝2501−2.34×td
凝固熱：Qm[kJ/h]
【数４】
2005201482.tif 000006
tm（＝0[℃]）における凝固熱[kJ/kg]：hm＝334.9
【００３０】
以上より、ショーケースにかかる熱負荷Qscは、以下となる。なお、冷蔵型の場合tr＞tmのため、Qi＝Qm＝0となる。
QSC[kJ/h]＝Qa1＋Qa2＋Qw＋Qi＋Qe＋Qm
また、冷却装置の除霜に要する熱量Qdfは、Qdf＝Qi＋Qmとなる。（冷凍型の場合のみ）
【００３１】
（３）空調機器の処理負荷熱量Qairの計算
空調機器熱量計算部５６は、店内設定温湿度毎に、店舗・施設への侵入負荷熱量とショーケースに作用する負荷熱量の差として負荷熱量Qairを計算する。
・店舗・施設への侵入負荷熱量：4.186×Qshop[kJ/h]
・ショーケースへの侵入負荷熱量：Qsc[kJ/h]
・空調機器の処理負荷熱量：Qair[kJ/h]＝4.186×Qshop[kJ/h]−Qsc[kJ/h]
【００３２】
（４）各機器の消費電力の計算
消費電力計算部５８は、各機器が処理する負荷熱量及び各機器のCOP（Coefficient of Performance：エネルギ消費効率）から、その負荷熱量を処理するために要する消費電力を計算する。このとき、機器のファン駆動電力や、照明電力などを考慮することで、機器全体の消費電力を計算する。さらに、ショーケース冷却器での着霜量及び融解するために必要な熱量を計算することで、冷却ショーケースに特有の霜取りヒータ電力も計算する。
機器の消費電力は、以下の３種類の消費電力の合計値になる。なお、店舗・施設内に他の機器も存在する場合、それら他の機器の消費電力も、以下で計算する消費電力に加えて、店舗・施設全体としての消費電力を計算してもよい。
【００３３】
ａ）熱負荷処理に要する消費電力
各機器が処理する負荷熱量及び機器の定格COP（Coefficient of Performance：エネルギ消費効率）から、機器消費電力を計算する。
ａ−１）空調機器の場合（室外機のCOP：COPa）
消費電力[kW]＝Qair[kJ/h]/(COPa×3600)
ａ−２）ショーケースの場合（冷凍機のCOP：COPs）
消費電力[kW]＝Qsc[kJ/h]/(COPs×3600)
ｂ）ショーケースの霜取りヒータ消費電力（ヒータのCOP：COPd）
また、冷却器部での除霜に必要な熱量およびヒータの定格COPからヒータの消費電力を計算する。
消費電力[kW]＝Qdf／(COPd×3600)
冷却器部での除霜に必要な熱量：Qdf＝Qi＋Qm
ｃ）その他の消費電力
これは、各機器が処理する熱負荷とは無関係な機器消費電力であり、例えば機器の定格消費電力値を利用する。
・空調機器の場合
室内機ファン、室外機ファンの消費電力
・ショーケースの場合
ショーケース本体：庫内ファン、照明等の消費電力
冷凍機：ファン等の消費電力
【００３４】
（５）消費電力量の評価
評価部６０が、消費電力計算部５８において算出された消費電力と、使用時間から、機器の消費電力量を評価する。評価部６０は、店舗・施設や各機器に作用する負荷熱量及び消費電力量の、ある期間における推移を計算する。具体的には、上記した（１）〜（４）の計算を、ある定められたサンプリング時間毎に実施し、負荷熱量や消費電力量等に関して、所定期間、例えば１日や年間の推移を計算する。空調機器の温湿度設定値を時間ごとに変更して、その推移を計算し、消費電力量の合計値をもとに省エネ性を評価する。
【００３５】
図５は、所定期間における消費電力量の評価フローを示す。ここでは、１日分の消費電力量を１時間毎に計算する。すなわち、サンプリング時間は１時間に設定している。まず、消費電力量の合計値Ｗを０に設定する（Ｓ１０）。計算開始時刻Ｔαを設定し、例えば、計算開始時刻を８時と指定する（Ｓ１２）。この評価フローでは、８時から翌日の８時までの消費電力量を試算する。
【００３６】
時刻８時における空調機器の設定温湿度値等を設定する（Ｓ１４）。続いて、８時から１時間分の店舗・施設への侵入負荷熱量、ショーケースへの侵入負荷熱量および空調機器の処理負荷熱量を計算により求め（Ｓ１６）、冷設機器および空調機器の１時間分の消費電力量Ｗcalを算出する（Ｓ１８）。ＷにＷcalを加算し（Ｓ２０）、時刻が翌日の７時になっているか否かを判定する（Ｓ２２）。翌日の７時になっていない場合（Ｓ２２のＮ）、時刻ＴをΔＴ（ここでは１時間）だけインクリメントし（Ｓ２４）、Ｓ１４からＳ２０のステップを繰り返し実行する。時刻が翌日の７時になった場合（Ｓ２２のＹ）、このシミュレーションを終了する。このとき、Ｗは、翌日の８時までに推定される１日分の消費電力量の総和となる。
【００３７】
評価部６０は、Ｓ１４において、空調機器の設定温湿度値を時間ごとに変更して、図５に示すシミュレーションを繰り返すことにより、消費電力量Ｗを最小とする設定値を探索することができる。空調機器と冷設機器とが混在する店舗・施設においては、空調機器を完全に停止すると冷設機器への負荷が過度に増大するため、空調機器の完全停止は、結果として省エネとならないこともある。本フローを利用することで、空調機器の適切な運転状態を探索により求め、トータルの省エネを図ることが可能となる。このとき、空調機器の設定温湿度値については、例えば店舗・施設内の快適性を保持するための閾値を設定する。これにより、空調機器の機能を維持しつつ、消費電力量Ｗを最小とする最適な設定値を探索することができる。これにより、省エネ化を実現しつつ、且つ快適性などにも配慮した設定値を求めることが可能となる。
【００３８】
本実施例におけるシミュレーション技術を利用することにより、食品店舗のような空調機器とショーケースが混在する空間において、ある期間における、店舗・施設トータルの負荷熱量、消費電力量のシミュレーションが可能になり、省エネ化を図るために空調機器の設定値をどのようにすべきかを、シミュレーションにより計算し、評価できるようになる。季節ごとの外気温湿度値の予測値を利用して店舗・施設や機器への負荷熱量を計算することにより、店舗・施設における機器の、例えば１年間などの長期間にわたる消費電力量のシミュレーションも可能となる。
【００３９】
以上は、店舗・施設システム１における負荷熱量、消費電力量のシミュレーション機能について説明した。このシミュレーション機能を用いると、例えば店舗・施設の開店時から閉店時までの店舗・施設営業中の１日の消費電力量を予測することができる。
【００４０】
次に、店舗・施設システム１におけるユーザインタフェース機能について説明する。ユーザインタフェース機能を用いると、食品店舗の空調機器設定温湿度を管理するオペレータは、省エネの観点で空調機器設定温湿度を決定したり、シーズンキャンペーン時においては省エネの観点よりも、空調機器３の設定温湿度（店内環境温湿度）を重視して設定温湿度を決定する、というように、様々な観点から空調機器３の運転パターンを決定し、設定温湿度管理を行うことができる。このとき、オペレータには、上記したシミュレーション機能を利用して求める消費電力量などの予測値が提示される。オペレータは、空調機器３の温湿度設定変更時において、どれほどの消費電力量となるかを把握することができ、消費電力量の予測値を、オペレータが省エネをとるか、または店内温湿度を重視するかの判断材料として利用することができる。すなわち、店舗オペレータは、状況に応じた設定温湿度運転パターンの決定を行うことが可能となる。
【００４１】
図６は、表示制御部２２により表示部１４に表示される運転パターン決定時の初期設定画面を示す。空調機器３の運転前後、具体的には温湿度設定時、表示制御部２２は、空調機器３の３種類の運転パターン、すなわち「省エネ優先タイプ」、「キャンペーンタイプ」、「通常タイプ」を選択可能な態様で店舗オペレータに提示する。店舗オペレータは、このうちの１つのタイプを選択する。ユーザインタフェース部１０がタッチパネルで構成される場合、店舗オペレータは、表示部１４に表示されるいずれかのタイプの枠を直接押せばよい。また、ポインティングデバイスを用いてタイプが選択されてもよい。
【００４２】
「省エネ優先タイプ」は、当日の店内機器の消費電力量が最小になるように空調機器３の設定温湿度をスケジューリングする運転パターンである。
「キャンペーンタイプ」は、特定曜日や特売日、シーズンキャンペーンなど、店内人数が通常よりも多くなる場合に、店舗オペレータが空調機器３の設定温湿度を優先する運転パターンである。店内人数が多い場合には、シミュレーションの計算式で示したように、人的熱負荷の増加により、店舗への侵入負荷熱量が増大し、通常よりも消費電力量が大きくなる。店舗オペレータは、キャンペーン中の客に不快な思いをさせることは好ましくないと判断する場合は、省エネについては目をつぶり、空調機器３を快適な設定温湿度に設定する選択肢をとることができる。
「通常タイプ」は、通常時に店舗オペレータが空調機器３の設定温湿度を優先する運転パターンである。
【００４３】
図７は、図６に示す表示画面において、省エネ優先タイプを選択した場合の画面表示例を示す。表示部１４には、開店時から閉店時までの１日の空調機器３の設定温湿度のパターンと、１日の店舗における予測消費電力量および当月の積算電力量が示される。当月の積算電力量は、例えば電力メータ値をもとに表示される。省エネ優先タイプにおいては、シミュレーション部２０は消費電力量を最小とする設定温湿度を探索して求め、店舗オペレータからの入力は必要としない。すなわち、店舗オペレータが省エネ優先タイプを選択すると、シミュレーション部２０により最も省エネを実現する時間ごとの設定温湿度パターンが定められる。このシミュレーションは、空調機器３の設定温湿度を時間ごとに変更しながら消費電力量を最小とする設定温湿度を探索することで行われる。店舗の運営主体は、コストを予測するために月あたりの消費電力量の予定をたてることが多いが、例えば当月の積算電力量が予定をオーバーしている場合には、省エネ優先タイプを選択することで、消費電力量を抑えることができる。
【００４４】
図８は、図６に示す表示画面において、キャンペーンタイプを選択した場合の画面表示例を示す。キャンペーンタイプを選択すると、店舗オペレータは、空調機器３の設定温度および設定湿度と、予測される顧客数を入力する。このデータは、消費電力量のシミュレーションに用いられる。
【００４５】
図９は、設定温度値を２３℃、設定湿度値を５５％、予測顧客数を５０人／ｈに設定したときの消費電力量のシミュレーション結果を示す。なお、ここでは夏場における消費電力量のシミュレーションを行っている。
【００４６】
図１０は、設定温度値を２１℃、設定湿度値を５５％、予測顧客数を５０人／ｈに設定したときの消費電力量のシミュレーション結果を示す。図９のシミュレーション結果と比較すると、夏場で設定温度値をさらに低く設定しているため、１日の予測消費電力量は増加している。
【００４７】
図１１は、図６に示す表示画面において、通常タイプを選択した場合の画面表示例を示す。通常タイプを選択すると、店舗オペレータは、空調機器３の設定温度および設定湿度を入力する。予測顧客数については、例えば１０人／ｈなどのデフォルト値が設定されており、これは通常時の平均顧客数に相当する。なお、前述した省エネ優先タイプにおいても予測顧客数の入力を必要としていないが、これも、通常タイプと同様に１０人／ｈ等のデフォルト値が設定されていることを前提としている。
【００４８】
図１２は、設定温度値を２３℃、設定湿度値を５５％に設定したときの消費電力量のシミュレーション結果を示す。図９のシミュレーション結果と比較すると、顧客数が少ないため、予測消費電力量が少なくなっている。
【００４９】
図１３は、設定温度値を２１℃に設定したときの消費電力量のシミュレーション結果を示す。図１２のシミュレーション結果と比較すると、夏場で設定温度値をさらに低く設定しているため、１日の予測消費電力量は増加しており、図１０のシミュレーション結果と比較すると、顧客数が少ないため、予測消費電力量が少なくなっている。
【００５０】
以上のように、空調機器の複数の運転パターンのうち、少なくとも１つの運転パターンにおける空調機器を含む機器の消費電力量をシミュレーションにより計算し、シミュレーション結果をオペレータに提示することで、オペレータは、状況に応じて１つの運転パターンを選択することができる。図１に戻って、入力部１２は、オペレータから１つの運転パターンを選択することを指示する選択入力を受け付ける。設定部１８は、入力部１２から選択入力を受け取り、選択された運転パターンにおける設定温湿度を、空調機器３に設定する。これにより、空調機器３が、オペレータの希望する運転パターンで動作するようになる。
【００５１】
既述のごとく、複数の運転パターンは、省エネを優先するタイプと、オペレータからの設定温湿度を優先するタイプに分類されている。後者のタイプの場合には、複数の設定温湿度を入力して、それぞれの設定温湿度によるシミュレーションを行うことで消費電力量の予測値を得ることができ、オペレータは、設定温湿度決定の判断材料を得ることができる。
【００５２】
温湿度設定支援装置２のシミュレーション機能およびユーザインタフェース機能によると、様々な観点で空調機器設定温湿度を変更した場合の運転タイプ毎の消費電力量予測値を店舗オペレータに提供できるようになる。その結果、店舗オペレータが重視する観点に最も適した設定温湿度運転タイプを、店舗オペレータ自身が選択でき、空調機器３の設定温湿度として、空調機器３に設定することができる。
【００５３】
以上、実施例をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施例に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。
【００５４】
例えば、シミュレーション機能に関する実施例では、店舗・施設内の負荷熱量を吸収する冷設機器を例としたが、熱を放出する機器が存在する場合であっても同様に、本発明によるシミュレーション技術を利用することができる。例えば、コンビニにおいてドリンク缶などを温めるための機器が存在するが、これは、ドリンク缶を一定温度に保つように電力制御されるものであって、熱の放出と吸収の違いはあるものの、それ以外については冷設機器と同様にモデル化することが可能である。したがって、本発明は、店舗・施設内に熱を吸収する電気機器だけでなく、放熱する電気機器が存在する場合であっても、負荷熱量や消費電力量についてのシミュレーションを行うことができる。
【００５５】
また、シミュレーション結果の表示は、図１４に示すように、全ての運転タイプのシミュレーション結果が、１画面に表示されてもよい。これにより、店舗オペレータは、１目で予測消費電力量を比較することができ、効率的に運転パターンを選択することができる。なお、この場合、温湿度設定時には図８に示すような入力画面が表示され、オペレータが設定温度、設定湿度および予測顧客数を入力した後、全ての運転パターンにおけるシミュレーションが実行されて、その結果が１画面に表示されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例に係る店舗・施設システムの機能ブロック図である。
【図２】店舗・施設における熱量移動を示すための概念図である。
【図３】シミュレーション部の計算機能を行う構成を中心としたブロック図である。
【図４】冷凍機およびショーケースからなる冷設機器の構造を示す図である。
【図５】所定期間における消費電力量の評価フローを示す図である。
【図６】表示制御部により表示部に表示される初期設定画面を示す図である。
【図７】省エネ優先タイプを選択した場合の画面表示例を示す図である。
【図８】キャンペーンタイプを選択した場合の画面表示例を示す図である。
【図９】消費電力量のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】消費電力量のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】通常タイプを選択した場合の画面表示例を示す図である。
【図１２】消費電力量のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】消費電力量のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】全ての運転パターンのシミュレーション結果を１画面に表示する例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・店舗・施設システム、２・・・温湿度設定支援装置、３・・・空調機器、１０・・・ユーザインタフェース部、１２・・・入力部、１４・・・表示部、１６・・・通信部、１８・・・設定部、２０・・・シミュレーション部、２２・・・表示制御部、２４・・・店舗・施設情報格納部、５０・・・熱量計算部、５８・・・消費電力計算部、６０・・・評価部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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