(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定室内の空調を行うための複数の空調機器を含む空調システムに対して、該複数の空調機器の各々の運転状態を制御する空調制御システムであって、
前記空調システムにおける空調負荷処理の流れに従って、前記複数の空調機器に所定の処理順序を設定する処理順序設定部と、
前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序に従って、前記複数の空調機器のうち一部又は全部の運転状態を制御する運転制御部と、を備え、
前記運転制御部は、
前記所定の処理順序における前記複数の空調機器のうち上位側に位置する上位空調機器の目標とする運転状態が達成されるように、又は前記所定室内の目標とする空調状態が達成されるように、該所定の処理順序において下位側に位置する下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該下位空調機器に関して予め設定されている事前運転条件の中から抽出する運転範囲抽出部と、
前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件範囲の中から、前記下位空調機器のエネルギー消費量が所定の最小状態となる運転条件を該下位空調機器の所定運転条件として特定する運転条件特定部と、
前記運転条件特定部によって特定された前記所定運転条件に従って、前記下位空調機器の運転条件を指令する運転条件出力部と、を有する、
空調制御システム。
【請求項２】
前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序において最上位に設定される空調機器は、前記所定室内に設定すべき室温に関する設定室温指示に従った空調を行う二次側端末機器であって、
前記運転制御部は、前記二次側端末機器を始点として前記所定の処理順序に従う前記空調機器の運転状態を前記二次側端末機器側から最下位の空調機器に向かって順次制御する、
請求項１に記載の空調制御システム。
【請求項３】
前記運転制御部による空調機器の運転状態制御は、前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序のうち、最上位および最下位の空調機器を除く中間位の空調機器を始点として開始することが可能である、
請求項１に記載の空調制御システム。
【請求項４】
前記運転範囲抽出部は、前記下位空調機器の部分負荷率が前記上位空調機器に要求される目標運転状態が達成される所定負荷率以上となるように、該下位空調機器の一又は複数の運転パラメータで形成される前記運転可能条件の範囲を、前記事前運転条件の中から抽出する、
請求項１から請求項３の何れかに記載の空調制御システム。
【請求項５】
前記運転条件特定部は、前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件の範囲において、前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件を前記所定条件として特定し、又は該運転可能条件の範囲に含まれる運転条件のうち該下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる複数の運転条件の平均を前記所定条件として特定する、
請求項１から請求項４の何れかに記載の空調制御システム。
【請求項６】
前記処理順序設定部は、前記所定の処理順序の一部又は全部において、一の下位空調機器に対して、該一の下位空調機器に関連する前記上位空調機器を複数台設定し、
前記運転範囲抽出部は、前記複数の上位空調機器の各々に対応する前記一の下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該一の下位空調機器の事前運転条件の中からそれぞれ抽出し
、
前記運転条件特定部は、前記運転範囲抽出部によって抽出された全ての運転可能条件の範囲の中から一の運転条件を前記所定運転条件として特定する、
請求項１から請求項５の何れかに記載の空調制御システム。
【請求項７】
前記運転範囲抽出部によって抽出されたそれぞれの運転可能条件範囲において、一の運転可能条件範囲と他の運転可能条件範囲とがそれらの一部又は全部で重複する場合、前記運転条件特定部は、該重複した運転可能条件範囲の中の運転条件のうち前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件を前記所定運転条件として特定し、又は該運転可能条件の範囲に含まれる運転条件のうち該下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる複数の運転条件の平均を前記所定条件として特定する、
請求項６に記載の空調制御システム。
【請求項８】
前記運転範囲抽出部によって抽出されたそれぞれの運転可能条件範囲において、一の運転可能条件範囲と他の運転可能条件範囲とが重複しない場合、前記運転条件特定部は、それぞれの運転可能条件範囲で前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件に基づいて、前記所定運転条件を特定する、請求項６に記載の空調制御システム。
【請求項９】
前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序において、前記運転条件出力部によって運転条件を指令された一の空調機器の運転状態に基づいて、該空調機器の上位側に位置する空調機器の運転状態を推定する運転状態推定部を、
更に備える請求項１から請求項８の何れかに記載の空調制御システム。
【請求項１０】
所定室内の空調を行うための複数の空調機器を含む空調システムに対して、該複数の空調機器の各々の運転状態の制御をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記空調システムにおける空調負荷処理の流れに従って、前記複数の空調機器に所定の処理順序を設定する処理順序設定ステップと、
前記処理順序設定ステップで設定された前記所定の処理順序に従って、前記複数の空調機器のうち一部又は全部の運転状態を制御する運転制御ステップと、を実行させ、
且つ、前記運転制御ステップは、
前記所定の処理順序における前記複数の空調機器のうち上位側に位置する上位空調機器の目標とする運転状態が達成されるように、又は前記所定室内の目標とする空調状態が達成されるように、該所定の処理順序において下位側に位置する下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該下位空調機器に関して予め設定されている事前運転条件の中から抽出する運転範囲抽出ステップと、
前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件範囲の中から、前記下位空調機器のエネルギー消費量が所定の最小状態となる運転条件を該下位空調機器の所定運転条件として特定する運転条件特定ステップと、
前記運転条件特定部によって特定された前記所定運転条件に従って、前記下位空調機器の運転条件を指令する運転条件出力ステップと、
を有する空調制御用プログラム。
【請求項１１】
前記処理順序設定ステップでは、前記所定室内の室温を目的空調温度に自動的に設定すること、又はユーザから出された該所定室内の室温要求である目的空調温度を受け付けることが、前記所定の処理順序において最上位に設定され、
前記運転制御ステップでは、前記目的空調温度に基づいて、前記所定の処理順序に従う前記空調機器の運転状態を前記空調機側から最下位の空調機器に向かって順次制御する、
請求項１０に記載の空調制御用プログラム。
【請求項１２】
前記運転制御ステップにおける空調機器の運転状態制御は、前記処理順序設定ステップで設定された前記所定の処理順序のうち、最上位および最下位の空調機器を除く中間位の空調機器を始点として開始することが可能である、
請求項１０に記載の空調制御用プログラム。
【請求項１３】
所定室内の空調を行うための複数の空調機器を含む空調システムに対して、該複数の空調機器の各々の運転状態を制御する制御方法であって、
前記空調システムにおける空調負荷処理の流れに従って、前記複数の空調機器に所定の処理順序を設定する処理順序設定ステップと、
前記処理順序設定ステップで設定された前記所定の処理順序に従って、前記複数の空調機器のうち一部又は全部の運転状態を制御する運転制御ステップと、を含み、
且つ、前記運転制御ステップは、
前記所定の処理順序における前記複数の空調機器のうち上位側に位置する上位空調機器の目標とする運転状態が達成されるように、又は前記所定室内の目標とする空調状態が達成されるように、該所定の処理順序において下位側に位置する下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該下位空調機器に関して予め設定されている事前運転条件の中から抽出する運転範囲抽出ステップと、
前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件範囲の中から、前記下位空調機器のエネルギー消費量が所定の最小状態となる運転条件を該下位空調機器の所定運転条件として特定する運転条件特定ステップと、
前記運転条件特定部によって特定された前記所定運転条件に従って、前記下位空調機器の運転条件を指令する運転条件出力ステップと、
を有する空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の空調を行う空調システムに含まれる空調機器を制御する空調制御システム、空調制御用プログラム、空調制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やビル等の空調システムとして、ヒートポンプやターボ冷凍機等の多種多様な設備が使用されている。そして、昨今の地球環境の保全の観点等から、省エネルギーや運転コストの低減を考慮して空調システムの制御が行われるようになってきている。例えば、建物の空調システムを構成する熱源機器、負荷側機器、搬送機器等の種々の機器同士の相互関係に基づいて、空調のために使用する設備全体の電力消費とコストを算出することで、その最小化を図ろうとする技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、空調システム全体の消費電力の削減を目的とする空調システムの制御に関する技術として、特許文献２の技術が開示されている。この技術では、空調システムを構成する空調機、冷温熱発生機、放吸熱機のそれぞれの配管に関する抵抗係数を考慮して空調システム全体のエネルギー消費量が最小となるように、それぞれの機器の運転条件が決定される。
【特許文献１】特開２００２−３６４９０１号公報
【特許文献２】特許第３７８３８５９号公報
【特許文献３】特開２００３−１２０９８２号公報
【特許文献４】特開２００６−２６６５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空調システムのエネルギー消費量の低減等の環境面やランニングコスト等を考慮した空調システムの制御において、使用されるエネルギーを動向を予測し、その予測に基づいて空調システムを制御しようとする場合、その予測と実際に消費されるエネルギーとの間に差異が生じ、空調システムとして予期せぬ制御を行う必要性が生じ、却ってランニングコストがかかってしまったり、ユーザに対して快適な空調環境を提供することが困難となってしまったりする場合がある。
【０００５】
また、空調システムを構成する個々の空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件を求め、空調システム全体のエネルギー消費量を最小とするような場合では空調システムにおいては空調機器同士が物理的には配管等でつながっており、それぞれの運転は他機器に対して影響を及ぼす場合がある。例えば、冷凍機は冷却水入口温度と冷水出口温度に大きく依存することが当業者には知られており、従って該冷凍機の運転効率は、冷凍機の凝縮熱の排熱を行う冷却塔の影響を受ける。そして、従来の空調システムの制御技術においては、これらの空調機器同士の相関関係は考慮されていないため、たとえ個々の空調機器での最適運転条件であっても、空調システム全体で見たときにそれが必ずしも設備全体の最適条件となっていない虞がある。
【０００６】
そこで、本発明では、上記した問題に鑑み、空調システム全体の運転効率をより向上させ、該空調システムにおけるエネルギー消費量の低減を促進させる、空調システムの制御技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記した課題を解決するために、空調システムを構成する複数の空調機器
において行われる空調負荷処理の流れを十分に考慮した。即ち、各空調機器で行われる空調のための負荷処理に基づいた、機器同士の相関関係を考慮した上で、空調システム全体の制御を行うことで、該空調システム全体のより効率的な運転を可能とし、その結果、空調システムにおけるエネルギー消費量の低減を促進させるものである。
【０００８】
そこで、先ず、本発明を、所定室内の空調を行うための複数の空調機器を含む空調システムに対して、該複数の空調機器の各々の運転状態を制御する空調制御システムの観点から捉える。当該空調制御システムは、前記空調システムにおける空調負荷処理の流れに従って、前記複数の空調機器に所定の処理順序を設定する処理順序設定部と、前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序に従って、前記複数の空調機器のうち一部又は全部の運転状態を制御する運転制御部と、を備える。そして、その運転制御部は、前記所定の処理順序における前記複数の空調機器のうち上位側に位置する上位空調機器の目標とする運転状態が達成されるように、又は前記所定室内の目標とする空調状態が達成されるように、該所定の処理順序において下位側に位置する下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該下位空調機器に関して予め決定されている事前運転条件の中から抽出する運転範囲抽出部と、前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件範囲の中から、前記下位空調機器のエネルギー消費量が所定の最小状態となる運転条件を該下位空調機器の所定運転条件として特定する運転条件特定部と、前記運転条件特定部によって特定された前記所定運転条件に従って、前記下位空調機器の運転条件を指令する運転条件出力部と、を有する。
【０００９】
本発明に係る空調制御システムは、複数の空調機器を含んでなる空調システムの、該空調機器の運転状態を制御するものであり、その制御においては、処理順序設定部によって設定された空調機器の所定の処理順序に従って、運転制御部が各空調機器を制御するものである。即ち、当該空調制御システムでは、空調システムの空調負荷処理の流れに従った空調機器の運転制御が行われることになる。ここで、空調システムの空調負荷処理の流れとは、所定室内に提供される空調状態を実現するために構成されている空調システムにおいて、複数の空調機器が順次、又は並列的に行う空調のための一連の負荷処理であって、該所定室内を上位側とした場合の処理の流れのことを言う。換言すると、空調負荷処理の流れの下位側は、空調の目的とする所定室内から遡った空調処理の末端側（例えば、空調処理のための熱媒の流れの末端側）となる。従って、本発明に係る空調制御システムは、この空調負荷処理の流れに沿う空調機器を制御対象であり、当該空調機器は、空調システムの構成要素であって、空調制御システムによる制御の対象となるものである。ここで、空調機器の位置関係について例示すると、一般的な冷却水ポンプは、一般的な冷却塔よりも、空調の対象である所定空間から熱媒の流れを辿ると上流側に位置するため、この場合、冷却水ポンプは、冷却塔より上位に位置することになる。
【００１０】
そして、この空調負荷処理の流れに従った空調機器の運転制御は、更に、運転範囲抽出部と運転条件特定部と運転条件出力部によって行われる。運転範囲抽出部は、上記空調負荷処理の流れに沿って配置される上位空調機器と下位空調機器との空調処理における相関関係及び所定室内との相関関係を考慮して、換言すると下位空調機器が上位空調機器又は所定室内に及ぼす影響を考慮した上で、該下位空調機器を運転すべき運転条件（運転可能条件）を抽出する。即ち、運転範囲抽出部によれば、所定室内又は上位空調機器の運転状態が達成されるように、それに影響を及ぼしうる位置関係（上記空調負荷処理の流れにおける位置関係）にある下位空調機器の運転可能条件の範囲が抽出される。尚、ここで言う上位空調機器と下位空調機器とは、上記空調負荷処理の流れにおいて二つの空調機器の相対関係を示すものであり、従って該空調負荷処理の流れにおける二つの空調機器の認定に応じて、一の空調機器が上位空調機器の立場も下位空調機器の立場も採り得る。
【００１１】
ここで、運転範囲抽出部は、運転可能条件範囲の抽出に際しては、事前運転条件の中か
ら当該抽出を行う。この事前運転条件は、予め空調機器の各々に対して設定されている運転条件であって、その空調機器を下位空調機器としたとき、その上位側に位置する上位空調機器の運転状態に影響を及ぼすパラメータ等を含む運転条件である。これにより、運転範囲抽出部は、上記空調負荷処理の流れを踏まえたうえで、空調機器同士の相関関係を考慮した運転可能条件の範囲を抽出することができる。
【００１２】
そして、運転条件特定部は、上記運転範囲抽出部が抽出した運転可能条件範囲の中から、エネルギー消費量の観点から該範囲に対応する下位空調機器の運転条件を所定運転条件として特定する。この特定においては、下位空調機器のエネルギー消費量を所定の最小状態とするエネルギー消費量の観点に従うが、ここで言う所定の最小状態とは、好ましくは該下位空調機器のエネルギー消費量が最も小さくなる状態であるが、該下位空調機器の運転環境等を考慮してある程度のエネルギー消費量低減が可能な状態をも含むものである。従って、運転条件特定部は、エネルギー消費量の観点に基づいて上記運転範囲抽出部が抽出した運転可能条件範囲の中から複数の条件を選択し、その選択された条件に基づいて、最終的な所定運転条件を特定してもよい。
【００１３】
そして、運転条件出力部が、運転条件特定部によって特定された所定運転条件に従って、上記下位空調機器に対してその運転条件を指令することで、上位空調機器の運転状態を実現させながら、且つ該下位空調機器においてはそこでのエネルギー消費量を所定の最小状態とすることが可能となる。以上までの運転制御部による制御が、空調システムの複数の空調機器のうち一部又は全部に対して行われることで、空調システム全体を見ると、制御の対象となる各空調機器の運転状態は所望の状態が達成され、空調システム全体のエネルギー消費量は低く抑えられ、以て効率的な運転が達成される。
【００１４】
ここで、上記空調制御システムにおいて、前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序において最上位に設定される空調機器は、前記所定室内に設定すべき室温に関する設定室温指示に従った空調を行う二次側端末機器であって、前記運転制御部は、前記二次側端末機器を始点として前記所定の処理順序に従う前記空調機器の運転状態を前記二次側端末機器側から最下位の空調機器に向かって順次制御するようにしてもよい。即ち、所定室内へ空調された空気を提供する二次側端末機器を最上位の空調機器として、空調負荷処理の流れに従って空調システムを構成する空調機器の各々の運転状態を制御することで、空調機器間の相関関係を考慮しながら空調システム全体の効率的な運転が可能となる。ここで、上記設定室温指示は、所定室内の在室者や空調システムの運転管理者等のユーザにより設定される室温指示であってもよく、また、空調システムにおいて予め設定されている室温指示であってもよい。また、二次側端末機器の一例として、所定室内の空調を行う空調機や、空調機からの空調空気の流量を調整する可変風量装置等が挙げられる。
【００１５】
また、上記空調制御システムにおいて、前記運転制御部による空調機器の運転状態制御は、前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序のうち、最上位および最下位の空調機器を除く中間位の空調機器を始点として開始することを可能としてもよい。即ち、空調負荷処理の流れでの任意の中間位から運転制御部による制御が可能となることで、空調制御システムは、空調システムにおける空調機器の種々の運転に対応することが可能となる。
【００１６】
ここで、上述までの空調制御システムにおいて、前記運転範囲抽出部は、前記下位空調機器の部分負荷率が前記上位空調機器に要求される目標運転状態が達成される所定負荷率以上となるように、該下位空調機器の一又は複数の運転パラメータで形成される前記運転可能条件の範囲を、前記事前運転条件の中から抽出するようにしてもよい。即ち、上記上位空調機器において目標とされる運転状態が達成されるためにその下位空調機器で必要と
される部分負荷率を、該下位空調機器が発揮できる運転条件を運転可能条件として、その範囲を運転範囲抽出部が抽出するものである。このように運転可能条件の範囲が抽出されることで、上位空調機器での運転状態が担保された状態で、下位空調機器での所定運転条件の特定を行うことができる。例えば、空調システムの設計時点では１００%の負荷で運転されるべく機器が選定されているが、盛夏の真昼等のピーク時を外れると、空調機器が定格能力で運転されることは少ない。従来では、空調機器ごとにその出力を落とした運転を行っていたのに対して、本発明に係る空調制御システムは、下位の空調機器の部分負荷率を上位の空調機器に要求される目標に合わせて運転するため、所定空間の快適性を実現しながら空調負荷を必要範囲で賄うことが可能となる。
【００１７】
また、上述までの空調制御システムにおいて、前記運転条件特定部は、前記運転範囲抽出部によって抽出された運転可能条件の範囲において、前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件を前記所定条件として特定し、又は該運転可能条件の範囲に含まれる運転条件のうち該下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる複数の運転条件の平均を前記所定条件として特定するようにしてもよい。これにより、空調システムを構成する空調機器の各々でのエネルギー消費量を最小とでき、その結果空調システム全体でのエネルギー消費量も低く抑えることが可能となる。
【００１８】
ここで、上述までの空調制御システムでの空調負荷処理の流れにおける、上位空調機器と下位空調機器との相関関係について、一の下位空調機器に対して複数の上位空調機器を配しても良い。即ち、上記空調制御システムにおいて、前記処理順序設定部は、前記所定の処理順序の一部又は全部において、一の下位空調機器に対して、該一の下位空調機器に関連する前記上位空調機器を複数台設定し、そして、前記運転範囲抽出部は、前記複数の上位空調機器の各々に対応する前記一の下位空調機器の運転可能条件の範囲を、該一の下位空調機器の事前運転条件の中からそれぞれ抽出し、前記運転条件特定部は、前記運転範囲抽出部によって抽出された全ての運転可能条件の範囲の中から一の運転条件を前記所定運転条件として特定するようにしてもよい。即ち、空調負荷処理の流れにおいて、空調機器同士の相関関係が直列の関係ではなく、並列の関係にある場合（即ち、一の下位空調機器に対して、複数の上位空調機器が並列に配されている場合）にも、本発明に係る空調制御システムは適用可能である。言い換えるならば、本発明に係る空調制御システムは、空調負荷処理によって関連付けられる複数の空調機器に適用可能なシステムである。
【００１９】
そして、このような空調制御システムにおいては、前記運転範囲抽出部によって抽出されたそれぞれの運転可能条件範囲において、一の運転可能条件範囲と他の運転可能条件範囲とがそれらの一部又は全部で重複する場合、前記運転条件特定部は、該重複した運転可能条件範囲の中の運転条件のうち前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件を前記所定運転条件として特定し、又は該運転可能条件の範囲に含まれる運転条件のうち該下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる複数の運転条件の平均を前記所定条件として特定するようにしてもよい。このようにすることで、上位側として設定されている複数の上位空調機器での運転状態は担保された状態で、下位側として設定される下位空調機器でのエネルギー消費量を低く抑えることができる。
【００２０】
また、上記空調制御システムにおいて、前記運転範囲抽出部によって抽出されたそれぞれの運転可能条件範囲において、一の運転可能条件範囲と他の運転可能条件範囲とが重複しない場合は、前記運転条件特定部は、それぞれの運転可能条件範囲で前記下位空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件に基づいて、前記所定運転条件を特定するようにしてもよい。このようにすることで、上位側として設定されている複数の上位空調機器での運転状態は担保された状態で、下位側として設定される下位空調機器でのエネルギー消費量を可及的に低く抑えることができる。
【００２１】
また、上述までの空調制御システムでは、運転制御部が上位側の空調機器から下位側の空調機器に向かって、各空調機器の運転状態を制御するが、それに加えて下位側の空調機器から上位側の空調機器に向かって各空調機器の運転状態に関する処理が行われるようにしてもよい。即ち、上述までの空調制御システムにおいて、前記処理順序設定部によって設定された前記所定の処理順序において、前記運転条件出力部によって運転条件を指令された一の空調機器の運転状態に基づいて、該空調機器の上位側に位置する空調機器の運転状態を推定する運転状態推定部を、更に備えるようにしてもよい。即ち、空調システムにおける空調負荷処理の流れを利用して、下位空調機器での運転状態が上位空調機器に及ぼす影響を考慮することで、運転状態推定部による推定処理が可能となる。これにより、設備の管理者に、例えば冷凍機の冷水出口温度を１℃変えたら室温が何℃になるかのシミュレーションを可能とさせ、実行前の確認に役立たせることができる。また、運転前のガイダンスや、未熟練の運転者の教育にも役立てることができる。
【００２２】
ここで、上述までの本発明に係る空調制御システムの技術的思想は、空調システムを構成する空調機器の制御を行うコンピュータに所定の動作を実行させるプログラムに適用することも可能である。また、当該技術的思想は、空調システムを構成する空調機器の制御方法にも適用することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
空調システム全体の運転効率をより向上させ、該空調システムにおけるエネルギー消費量の低減を促進させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ここで、本発明に係る空調制御システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１には、空調システム１を構成する様々な空調機器の運転状態を制御する統合型制御システムであって、本発明に係る空調制御システム５０が示されている。空調制御システム５０と空調システム１とは通信など計装信号で接続されることで、各空調機器の運転状態の制御が行われる。また、これらのシステムには、中央監視装置９０も通信など計装信号で接続されており、上記制御の様子等をユーザが効率的に監視することが可能となっている。本発明においては、当該ユーザは特定の人物に限定されるものではないが、一例として、空調システム１によって空調される室内の在室者や、当該空調システムの運転管理者、建物の保守者等が含まれる。以下においては、これらを単に「ユーザ」とのみ記載する。
【００２６】
ここで、空調システム１を構成する空調機器は、居住、作業等のための室内空間の空調を行うために必要とされる制御機器であって、大別して該室内の空調を直接的に行う、いわゆる二次側空調機器と、その二次側空調機器に熱媒体の供給等を行う、いわゆる熱源機器とが含まれる。これらの二次側空調機器と熱源機器は、空調のための負荷処理を一連の流れに沿って行うことで、ユーザに対して快適な空調環境を提供するものであり、具体的な構成については後述する。また、熱源機器にはターボ冷凍機、冷却塔、ヒートポンプ、氷蓄熱ユニット、ボイラー、一次ポンプ等とそれらに関する弁類が例示でき、二次側空調機器にはエアハンドリングユニット、ファンコイルユニット、床吹きだしファンユニット、二次ポンプ、全熱交換器等の換気機器等およびそれらに関する弁類・ダンパ類が例示できる。更に、空調機器は、空調システム１を構成するバルブ（二次側に設置されるものは二次側機器、一次側に設置されるものは一次側機器）やダンパ（二次側のみに設置）等を含んでもよい。尚、ここではヘッダまでを一次側、ヘッダから負荷側(室内側)に出た配管から室内側端末機器までを二次側としている。
【００２７】
ここで、図１中では、空調制御システム５０の制御対象である各空調機器は、その制御単位として一つの点線による枠で囲って表示されている。そして、この空調制御システム５０は、これらの制御単位である空調機器をそれぞれ個別に制御するのではなく、各空調機器間に存在する空調負荷処理を介した相関関係（図１中には、該相関関係を矢印で模式的に示している。具体的には右部の「二次側空調機器」の実線は熱媒としての空気のつながり、「二次側空調機器」の実線は熱媒としての水のつながりを示している。）を考慮し、各空調機器を連携させて制御するものである。特に、上述したように、熱源機器と二次側空調機器との間には空調負荷処理のための熱媒体を介した熱エネルギーの移動があり、また熱源機器間や二次側空調機器間にもそれぞれ同様の熱エネルギーの移動が存在するので、本空調制御システム５０は、これらの空調機器間の相関関係を十分に考慮して、各空調機器を連携させて、そして結果的に空調システム１全体を効率的に制御する。
【００２８】
この空調制御システム５０の制御により、空調システム１全体でのエネルギー消費量を可及的に抑えることができ、効率的な空調環境の提供が可能となる。また、空調システム１自体は既設の設備であっても、それに対して本発明に係る空調制御システム５０を適用することで、空調システムの空調能力を十分に引き出し、システム全体の運転効率を向上させることが可能となる。そこで、以下に、この空調制御システム５０の詳細について説明する。
【００２９】
図２は、室内５の空調を行うために、空調機器である空調機１０、変水量ポンプ（二次側ポンプ）２０、ターボ冷凍機３０、冷却塔４０で構成される空調システム１と、その空調システム１全体を制御するために組み込まれた空調制御システム５０の概略構成を示す図である。室内５のための空調負荷処理の流れに沿って空調システム１を説明する。室内５側を該空調負荷処理の流れの上位側とすると、最上位に位置する空調機器が空調機（通水されるコイルを有するエアハンドリングユニット）１０である。空調機１０は、ユーザからの室温要求による設定室温と室内５の状態値を検出する室温センサ６との偏差が解消するように、室内５に空調された空気を、供給ダクト１４を介して供給する。次に、空調負荷処理の流れにおいて空調機１０の下位側に位置する空調機器が、変水量ポンプ２０である。変水量ポンプ２０は、空調機１０の空調処理に必要な熱媒体を可変供給することが可能なポンプである。尚、この熱媒体の供給は、循環路として形成されている供給配管２４を介して行われる。
【００３０】
更に、空調負荷処理の流れにおいて変水量ポンプ２０の下位側に位置する空調機器が、ターボ冷凍機３０である。ターボ冷凍機３０は、供給配管２４を流れる熱媒体と熱交換を行うことで、該熱媒体の温度を調整する機能を有する。つまり、空調目的の空間で消費された熱を熱媒体を介して再生産して供給する。尚、ターボ冷凍機３０の凝縮器側で使用される熱媒体は、循環路として形成される供給配管４４を介して供給され、この供給配管４４を後述する冷却塔４０へと流れ込む。最後に、空調負荷処理の流れにおいてターボ冷凍機３０の下位側であって、該流れの最下位に位置する空調機器が、冷却塔４０である。冷却塔４０は、外気との熱交換により供給配管４４を流れる熱媒体の温度を調整する機能を有する。つまり、空調目的の空間に供給する熱を生成する空調機器を好適に運転するために該空調機器に熱を付与する。
【００３１】
このように、図２に示す空調システム１は、空調負荷処理の流れにおいて上位側から順に、空調機１０、変水量ポンプ２０、ターボ冷凍機３０、冷却塔４０が設けられることで構成され、これにより室内５の空調環境が形成される。そして、各空調機器には、それぞれを駆動するためのコントローラ（ＤＤＣ）が設けられており、このコントローラは空調制御システム５０側に設けられた中央処理装置（ＣＰＵ）１４０によって制御されている。詳細には、空調機１０には、該空調機１０用のコントローラ１１が設けられている。こ
のコントローラ１１は、上記室温センサ６に接続され、更に供給ダクト１４を流れる供給空気の風量（給気風量）を検出する風量センサ（ＦＥ）１２とその供給空気の温度（給気温度）を検出する温度センサ（ＴＥＤ）１３にも接続される。そして、これらからの信号とＣＰＵ１４０からの制御指示に従って、コントローラ１１は空調機１０を駆動制御する。
【００３２】
次に、変水量ポンプ２０には、該変水量ポンプ２０用のコントローラ２１が設けられている。このコントローラ２１は、供給配管２４を流れる熱媒体である水の圧力（送水圧力）を検出する圧力センサ（ＰＥ）２２とその熱媒体の流量（送水水量）を検出する水量センサ（ＦＥ）２３に接続される。そして、これらからの信号とＣＰＵ１４０からの制御指示に従って、コントローラ２１は変水量ポンプ２０を駆動制御する。また、ターボ冷凍機３０には、該ターボ冷凍機３０用のコントローラ３１が設けられている。このコントローラ３１は、ターボ冷凍機３０から供給配管２４へ送り出される熱媒体の温度（冷水出口温度）を検出する温度センサ（ＴＥＷ）３２と、該ターボ冷凍機３０に供給配管４４から送り込まれる熱媒体の温度（冷却水入口温度：冷凍機３０からみて入口の温度）を検出する温度センサ（ＴＥＷ）３３に接続される。そして、これらからの信号とＣＰＵ１４０からの制御指示に従って、コントローラ３１はターボ冷凍機３０のインバータやベーンを駆動制御する。最後に、冷却塔４０には、該冷却塔４０用のコントローラ４１が設けられている。このコントローラ４１は、冷却塔４０に供給配管４４から送り込まれる熱媒体の温度（冷却水温度：冷却塔に入る入口の温度）を検出する温度センサ（ＴＥＷ）４２と、該冷却塔４０の周囲の外気の外気湿球温度を検出する外気湿球温度センサ（ＷＢ）４３に接続される。そして、これらからの信号とＣＰＵ１４０からの制御指示に従って、コントローラ４１は冷却塔４０のファンを駆動制御する。
【００３３】
このように構成される空調システム１と空調制御システム５０では、ＣＰＵ１４０によって各空調機器が制御される。そこで、図３に、このＣＰＵ１４０によって行われる制御での各機能を機能部としてイメージ化して示す。図３にイメージ化された各機能部の機能は、主にＣＰＵ１４０内で所定の制御プログラムが実行されることで発揮される。以下に、各機能部の相関を中心に説明する。
【００３４】
図３に示す空調制御システム５０には、処理順序設定部５１、運転制御部５２、運転状態推定部５３、情報受付部５４が含まれる。更に、運転制御部５２を形成する機能部として、運転範囲抽出部５２Ａ、運転条件特定部５２Ｂ、運転条件出力部５２Ｃが含まれる。処理順序設定部５１は、上述した空調負荷処理の流れを認識し、各空調機器の制御のために設定する機能部である。運転制御部５２は、処理順序設定部５１によって設定された空調負荷処理の流れに基づいて、各空調機器を制御する機能部である。この運転制御部５２による制御は、詳細には運転範囲抽出部５２Ａ、運転条件特定部５２Ｂ、運転条件出力部５２Ｃによって行われる。運転状態推定部５３は、処理順序設定部５１によって設定された空調負荷処理の流れを利用して、空調機器の運転状態を推定するための機能部である。情報受付部５４は、空調システム１から送られてくる様々な情報の信号を受け付け、運転制御部５２に引き渡す。これらの機能部によって発揮される機能の詳細については、後述する。
【００３５】
ここで、ＣＰＵ１４０には、各空調機器に対応した、機器の運転条件と該機器でのエネルギー消費量との相関関係を示すテーブルが格納されており、そのテーブルの概念図を図４に示す。図４（ａ）は、空調機１０のエネルギー消費量のテーブルである。風量センサ１２で検出される給気風量と温度センサ１３によって検出される給気温度を運転条件のパラメータとして、空調機１０内の給気ファンの動力と熱量（空調機１０の出入口温度差と流量の積で算出される。）の二つの値が、一セル毎に入力されている（図中では、値ａ、ｂを例示）。図４（ｂ）は、変水量ポンプ２０のエネルギー消費量のテーブルである。圧
力センサ２２によって検出される送水圧力と水量センサ２３によって検出される送水量を運転条件のパラメータとして、変水量ポンプ２０の動力の値が、一セル毎に入力されている（図中では、値ｃを例示）。図４（ｃ）は、ターボ冷凍機３０のエネルギー消費量に関するテーブルである。温度センサ３２によって検出される冷水出口温度と温度センサ３３によって検出される冷却水温度を運転条件のパラメータとして、ターボ冷凍機３０の入力率（所定の出力における運転動力／定格動力、で定義される。）の値が、一セル毎に入力されている（図中では、値ｄを例示）。尚、ターボ冷凍機３０のエネルギー消費量である動力は、その定格動力に部分負荷率と入力率とを乗じて算出される。図４（ｄ）は、冷却塔４０のエネルギー消費量のテーブルである。温度センサ４２によって検出される冷却水温度と外気湿球温度センサ４３によって検出される外気湿球温度を運転条件のパラメータとして、冷却塔４０内の送風機の動力の値が、一セル毎に入力されている（図中では、値ｅを例示）。尚、空調機器は同一系統に１台とは限らず、例えば空調機は同一系統に複数台設けられる場合がある。このような場合の上記テーブル中の数値については、採用するパラメータがエネルギー消費量のような「量」である場合には複数台分の合計の値を、部分負荷率のように「比率」である場合には複数台にわたる平均値を用いればよい。
【００３６】
また、図４に示すこれらのテーブルは、上位の空調機器と下位の空調機器との相関関係を踏まえながら、各制御機器の運転条件を特定するために用いられるものである。即ち、これらのテーブルは、空調システム１における各空調機器が配置される位置関係が反映されているものである。これらのテーブルを用いた各空調機器の運転条件の具体的な特定については、後述する図７及び図８に基づいて詳細に説明する。ところで、これらの図４に示す各空調機器のエネルギー消費量に関するデータは、上述した運転制御部５２、特に運転範囲抽出部５２Ａと運転条件特定部５２Ｂによる処理に供されるものでもある。そこで、これらのエネルギー消費量に関するデータの作成方法について、図５および図６に基づいて言及する。ここで、図５は、空調機器のエネルギー消費量のテーブル構造を示す図であり、図６は、そのテーブルに格納されるデータ値を決定するための手順を示すフローチャートである。
【００３７】
ここで、各空調機器のエネルギー消費量テーブルは、該空調機器の上位の空調機器の達成すべき目標となる運転状態又は室内５で達成されるべき目標となる空調状態（以下、「上位の空調機器等の目標状態」若しくは単に「目標状態」と言う。）の実現のために該空調機器で必要とされる運転状態を賄うべく、該空調機器に必要なエネルギー消費量を示したものである。そして、テーブルに格納すべき空調機器のエネルギー消費量は、上位の空調機器等の目標状態と、当該空調機器の運転条件によって変動する。そこで、各空調機器のエネルギー消費量テーブルは、該空調機器の運転条件をパラメータとして、上位の空調機器等の目標状態毎に設定される。
【００３８】
ここで、各空調機器のエネルギー消費量テーブルには、上述したように二つの運転条件のパラメータ（例えば、空調機１０の場合は、給気風量と給気温度）が設定される。そこで、本実施例では、各空調機器のエネルギー消費量は、以下の式に従って算出される。
エネルギー消費量E(i,j)L=A(i)×B(j)×定格能力×部分負荷率L×効率L・・（式１）
ここで、整数i,jは、エネルギー消費量テーブルの行、列に対応する。また、A(i)は、一方の運転条件の値C1(i),i=1〜mによって決まる定格能力の補正係数であり、B(j)は、一方の運転条件の値C2(j),j=1〜nによって決まる定格能力の補正係数である。また、定格能力は、各空調機器の仕様によって決定される能力である。部分負荷率Lは、各空調機器の定格能力に対する実際の出力の比率であり、L=0.1〜1.0の範囲で0.1刻みに設定される。効率Lは、各空調機器の出力に対するエネルギー消費量の比率で、部分負荷率Lによって変動する値である。
【００３９】
そして、図６に示すフローに従って、上位の空調機器等の目標状態毎に、下位の空調機
器の二つの運転条件をパラメータとして該下位の空調機器のエネルギー消費量が算出される。具体的には、Ｓ１０１では一方の運転条件１の範囲C1(i),i=1〜mが設定される。次に、Ｓ１０２では他方の運転条件２の範囲C2(j),j=1〜nが設定される。更に、Ｓ１０３では、上述した定格能力、効率、二つの補正係数A(i)、B(j)の設定が行われ、そしてＳ１０４では、エネルギー消費量の設定が行われる空調機器の上位の空調機器における目標値Ｐ（これは、上記目標状態を数値化したものである。）の設定が行われる。そして、Ｓ１０４〜Ｓ１０７とＳ１１０〜Ｓ１１５の処理によって、運転条件１、２をパラメータとして、目標値Ｐについて、各運転条件値C1(i)、C2(j)での部分負荷率毎に繰り返し算出が行われる。
【００４０】
その繰り返し計算の途中において、Ｓ１０８において、部分負荷率Lで目標値Pが達成できるのか否かについて判定が行われる。ここで否定判定されると、部分負荷率Lを０．１増加させて再度Ｓ１０８の判定が行われる。また肯定判定されると、上記式１に従ってエネルギー消費量E(i,j)Lの計算が行われる（Ｓ１０９）。上位の制御機器での全ての目標値Ｐについて計算が終了した場合（Ｓ１１６で肯定された場合）、エネルギー消費量の算出が終了したものとし、該全ての目標値Ｐについての計算が終了していない場合（Ｓ１１６で否定判定された場合）、エネルギー消費量の算出をＳ１０４の処理から継続する。
【００４１】
このように算出されたエネルギー消費量値によって構成されるテーブルの構造について図５に基づいて説明する。図５に示すテーブルは、ある目標値Ｐでのエネルギー消費量を一まとまりの行列形式として、運転条件１の値C1(i)を該行列の行に割り付け、運転条件２のC2(j)を列に割り付ける。テーブルのｉ行、ｊ列には、先のフローに従って算出された運転条件Ｃ１とＣ２でのエネルギー消費量E(i,j)を、部分負荷率L=0.1〜1.0の10個について入力する。これを全ての目標値P1,P2,P3等について、行列形式にテーブルが作成される。尚、図４に示す各テーブルは、一の目標値Pに対応する行列形式のテーブルである。
【００４２】
次に、空調制御システム５０内のＣＰＵ１４０による空調システム１の各空調機器の制御について、図７および図８に基づいて説明する。図７は、ＣＰＵ１４０によって行われる空調制御システム５０による制御のフローであり、当該制御は図３に示す各機能部によって実現され、図８は、図７に示す制御フローが行われる際の各空調機器に対応するエネルギー消費量テーブルの処理の状況を示す図である。また、図７に示す制御は、ユーザが空調機１０を始動させたとき等をトリガーとして開始される。
【００４３】
先ず、Ｓ２０１では、情報受付部５４によって室温センサ６によって検出された室温と、ユーザからの室温要求による設定室温の情報取得が行われる。その後、Ｓ２０２では、上記処理順序設定部５１によって、空調制御システム５０の制御対象である空調システム１を構成する各空調機器の処理順序、即ち空調負荷処理の流れに沿った空調機器の処理順序を上位から下位側に向かって認識し、それを制御用の処理順序として設定する。本実施例においては、図２に示すように、空調機１０、変水量ポンプ２０、ターボ冷凍機３０、冷却塔４０の順をなす「処理順序」が処理順序設定部５１によって設定される。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００４４】
Ｓ２０３では、運転制御部５２による各空調機器の制御が開始される。そして、この運転制御部５２による制御は、処理順序設定部５１によって設定された処理順序に従って、上位側の空調機器から順次下位側の空調機器へと行われていくことになる。次に、Ｓ２０４では、運転範囲抽出部５２Ａによって運転可能条件の範囲が抽出される。この運転可能条件の範囲は、その上位の空調機器等の目標状態を達成するために、下位の空調機器が採用し得る運転条件の範囲である。尚、この運転可能条件として設定されるパラメータは、上記の通り各空調機器毎に決まっている。
【００４５】
ここで、上記順序の最上位の空調機器である空調機１０には、更にその上位の空調機器は存在しないため、「室温センサ６によって検出された室温と、ユーザからの室温要求による設定室温との偏差を解消すること」が、「上位の空調機器等の目標状態」であり、これが空調機１０に「伝達」されることで、該空調機１０の採用すべき運転条件が決定されることになる。このように、上位の空調機器等の目標状態を達成すべく、下位の空調機器においてその目標状態が考慮されるように、該下位の空調機器に知らしめることを、本実施例においては「伝達」と称する。具体的には、ＣＰＵ１４０が各空調機器や室温センサ６と通信など計装信号で接続されることで、この目標状態の伝達が行われることになる。そこで空調機１０に関する処理がＳ２０４で行われる場合、室温センサ６等から室内５の目標状態である設定室内温度と空調負荷が伝達され、この目標状態を達成することが可能な空調機１０の運転可能条件の範囲が、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出される。その模式図を、図８の上段と中段に示す。上段図は、室内５で実現される空調状態を概略的に行列形式で示したものであり、そのうちハッチングされている部分が室内５の目標状態であり、これが空調機１０の運転によって実現されることになる。また、中段図は、空調機１０のためのエネルギー消費量テーブルの概略図である。図中では、室内５側から空調機１０側への目標状態の伝達の状況を、矢印６０で示す。そして運転可能条件の抽出については、運転範囲抽出部５２Ａによって、伝達された空調負荷を賄える部分負荷率で、且つ設定室温を維持できる「給気温度」と「給気風量」の運転条件の範囲６１が、運転可能条件の範囲として抽出される。Ｓ２０４の処理が終了すると、Ｓ２０５へ進む。
【００４６】
次に、Ｓ２０５〜Ｓ２０７の処理が、運転条件特定部５２Ｂによって行われる。先ず、Ｓ２０５では、Ｓ２０４で抽出された運転可能条件範囲の中で、対応する空調機器のエネルギー消費量が最小となる運転条件が一つか否かが判定される。例えば、運転条件特定部５２Ｂは、図８に示すように抽出された運転可能条件範囲６１のセル中に格納されているエネルギー消費量の中で、最小値である運転条件が一つか否かを判定する。ここで、肯定判定されると、Ｓ２０６において、その一つの運転条件を本発明に係る所定運転条件（対応する空調機器において消費されるエネルギーを最小とするために設定されるべき運転条件）として特定される。図８に示す例では、抽出範囲６１のうちエネルギー消費量最小条件６２が所定条件として特定される。また、Ｓ２０５で否定判定されると、Ｓ２０７において、エネルギー消費量が最小となる複数の運転条件に基づいて、所定運転条件の算出が行われる。例えば、該複数の運転条件が近接する運転条件（例えば、テーブル中の隣接するセルに対応する運転条件）である場合には、それぞれの運転条件の平均を所定運転条件としてもよい。また、該複数の運転条件が近接していない運転条件である場合には、複数の運転条件のうち何れかの運転条件を所定条件としてもよく、好ましくは複数の運転条件のうち現時点での空調機器の運転状態からの変動が少ない運転条件を所定条件とする。Ｓ２０６、Ｓ２０７の処理が終了すると、Ｓ２０８へ進む。
【００４７】
Ｓ２０８では、最下位の空調機器での所定運転条件の特定が終了したか否かが判定される。本実施例では、冷却塔４０での所定運転条件の特定が終了したか否かが判定されることになる。ここで否定判定されると、次の下位の空調機器について、再びＳ２０４以降の処理が行われる。また、ここで肯定判定されると、Ｓ２０９へ進む。
【００４８】
ここで、本実施例では、上記空調機１０の例に続き、変水量ポンプ２０、ターボ冷凍機３０、冷却塔４０のための所定運転条件の特定についても言及する。即ち、Ｓ２０８での判定により、Ｓ２０２で設定された処理順序に従って行われる、変水量ポンプ２０、ターボ冷凍機３０、冷却塔４０のための所定運転条件の特定は以下のように行われる。
【００４９】
先ず、変水量ポンプ２０については、上述したように、空調機１０の所定条件であるエネルギー消費量最小条件６２での運転状態が空調機１０で達成されるように、空調機１０内のコイルユニットを流れる水の通水状態が、空調機１０側の目標状態として変水量ポン
プ２０に伝達される。そして、空調機１０側でのこの目標状態を達成することが可能となる、変水量ポンプ２０の運転可能条件の範囲が、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出される。その模式図を、図８の中段と下段に示す。下段図は、変水量ポンプ２０のためのエネルギー消費量テーブルの概略図である。図中では、空調機１０側から変水量ポンプ２０側への目標状態の伝達の状況を、矢印６０’で示す。そして変水量ポンプ２０の運転可能条件の抽出については、目標状態として伝達された通水状態以上の部分負荷率達成が可能な「送水流量」と「送水圧力」の運転可能条件の範囲６１’が、運転可能条件の範囲として抽出される。更に、上述した運転条件特定部５２Ｂによって、上記運転可能条件の範囲６１’の中から所定運転条件６２’が特定される。
【００５０】
次に、ターボ冷凍機３０については、上記変水量ポンプ２０の所定運転条件での運転状態が該変水量ポンプ２０で達成されるために、変水量ポンプ２０の送水流量と送水温度とが、該変水量ポンプ２０の目標状態としてターボ冷凍機３０側に伝達される。そして、変水量ポンプ２０側でのこの目標状態を達成することが可能となる、ターボ冷凍機３０の運転可能条件の範囲が、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出される。具体的には、ターボ冷凍機３０の運転可能条件の抽出については、目標状態として伝達された送水流量に所定の温度差（例えば、設計で仕様値として設定した５度差）を乗じた冷房熱量を賄える部分負荷率で、且つ送水温度を達成（例えば、熱媒体が冷水の場合は、目標値の送水温度以下の温度になること）できる、「冷水出口温度」と「冷却水温度」の運転可能条件の範囲が、運転可能条件の範囲として抽出される。更に、上述した運転条件特定部５２Ｂによって、この運転可能条件の範囲の中からターボ冷凍機３０のための所定運転条件が特定される。
【００５１】
次に、冷却塔４０については、上記ターボ冷凍機３０の所定運転条件での運転状態が該ターボ冷凍機３０で達成されるために、ターボ冷凍機３０からの冷房熱量と冷却水温度と外気湿球温度が、その目標状態として冷却塔４０側に伝達される。そして、ターボ冷凍機３０側でのこの目標状態を達成することが可能となる、冷却塔４０の運転可能条件の範囲が、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出される。具体的には、冷却塔４０の運転可能条件の抽出については、冷却塔の能力が十分に確保できるように目標値以上の外気湿球温度において、伝達された冷房熱量を賄える部分負荷率で、且つ冷却水温度を達成（例えば、熱媒体が冷水の場合は、目標値の冷却水温度以下の温度になること）できる、「冷却水温度」と「外気湿球温度」の運転可能条件の範囲が、運転可能条件の範囲として抽出される。更に、上述した運転条件特定部５２Ｂによって、上記運転可能条件の範囲の中から冷却塔４０のための所定運転条件が特定される。
【００５２】
そして、各空調機器の所定運転条件が全て特定されると、Ｓ２０９において、運転制御出力部５２Ｃにより、各空調機器に対して特定された所定運転条件の指令が出力され、これにより各空調機器の運転が行われる。このように、本空調システム制御処理では、空調負荷処理の流れに沿って各空調機器の所定運転条件が特定されるため、各空調機器で求められる運転状態が確実に行われるとともに、空調システム１全体のエネルギー消費量を可及的に低く抑えることができる。
【００５３】
尚、図７に示す制御フローでは、室内５の室温を検出する室温センサ６等を始点として空調制御システム５０による制御が開始されたが、それに代えて空調負荷処理の流れの途中の空調機器を該制御の始点としてもよい。即ち、何れかの空調機器における運転状態を所望の状態とすべく、該空調機器を始点として本空調システム制御処理を行うことも可能である。
【００５４】
＜変形例１＞
ここで、上記の実施例では、空調システム１で構成される空調機器の空調負荷処理の流れは、室温センサ６を始点として、空調機１０、変水量ポンプ２０、ターボ冷凍機３０、
冷却塔４０が直列に並んでいる。しかし、本発明に係る空調制御システム５０は、直列ではなく並列に並んでいる空調機器にも適用が可能である。この場合、図９に示すように、運転範囲抽出部５２Ａは、それぞれの上位にある空調機器での達成すべき運転状態を可能とするための運転条件を、下位の空調機器でのエネルギー消費量テーブルにおいてそれぞれ抽出する。図９においては、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出範囲６１Ａ、６１Ｂが抽出され、このときそれぞれの抽出範囲が範囲６１Ｃで重複している。そこで、運転条件特定部５２Ｂは、この重複範囲６１Ｃの中からエネルギー消費量が最小となる運転条件範囲であるエネルギー消費量最小条件６２を、当該下位の空調機器での所定運転条件として特定する。
【００５５】
また、図１０に示すように、運転範囲抽出部５２Ａによって抽出された運転可能条件範囲が重複しない場合は、抽出範囲６１Ａ、６１Ｂのそれぞれの範囲でエネルギー消費量が最小となる運転条件を特定し、更にそのうちでよりエネルギー消費量が低い方を最終的に所定運転条件として特定する。尚、抽出範囲６１Ａ、６１Ｂでそれぞれ特定された運転条件が近接している場合（例えば、テーブル中の隣接するセルに対応する運転条件）は、それぞれの運転条件の平均を所定運転条件として特定してもよい。
【００５６】
尚、図９および図１０中の上位空調機器１、２には、例えば、図２に示す室内５に設けられた室温センサ６のように、最上位の空調機器（図２の場合は空調機１０）に対して、指示を出す装置を適用することも可能である。即ち、一つの空調機１０に対して複数の室温センサ６が対応させられるような場合にも、上記の通り、本発明に係る空調制御システム５０の適用は可能である。
【００５７】
＜変形例２＞
上述までの実施例においては、室温センサ６を空調負荷処理の流れの始点として、図４に示すテーブルを用いた、図７に示す空調システム制御処理が行われた。その変形例として、空調負荷処理の流れの始点を上記室温センサ６に代えて、ユーザからの設定室温を受け付ける受付装置を用いてもよい。この受付装置に対して、上記空調機１０のコントローラ１１が接続され、そこで受け付けられたユーザからの設定温度に関する指示に従って、該空調機１０が、室内５に空調された空気を、供給配管を介して供給する。
【００５８】
そして、図７に示す空調システム制御処理は、ユーザが受付装置６により空調機１０を始動させたとき等をトリガーとして開始されることになる。この場合、空調システム制御処理においては、情報受付部５４によって受付装置を介してユーザから受け付けられた設定室温の情報取得が行われる。そのようにして取得された設定室温と、その実現のために要する空調負荷が、「上位の空調制御機器等の目標状態」として、空調機１０に「伝達」され、以降、上述した各空調機器の運転条件の特定が実行される。従って、当該制御により、空調システム１全体のエネルギー消費量を可及的に低く抑えることができる。
【００５９】
＜変形例３＞
上述までの実施例においては、空調システムでの空調負荷処理の流れを上位側から下位側に進むように各空調機器の所定運転条件が決定されたが、応用的に、当該流れを下位側から上位側に進むように空調機器に関する処理を行ってもよい。即ち、当該流れは空調機器間の相関関係を反映するものであるから、当該流れを利用した新たな処理を提案するものである。例えば、下位側に位置する空調機器の運転条件を変化させたときの上位側に位置する空調機器の運転状態を、上述したエネルギー消費量テーブルの関連性から推定することが可能である。尚、この推定処理は、上記運転状態推定部５３によって実行される。これにより、設備の管理者に、例えば冷凍機の冷水出口温度を１℃変えたら室温が何℃になるかのシミュレーションを可能とさせ、実行前の確認に役立たせることができる。また、運転前のガイダンスや、未熟練の運転者の教育にも役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例に係る空調制御システムと空調システムとの相関的な構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る空調制御システムが適用される空調システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る空調制御システムの各機能部をイメージ化した図である。
【図４】本発明の実施例に係る空調制御システムにおいて、各空調機器のために設定されているエネルギー消費量テーブルの概略構成を示す図である。
【図５】図４に示されるエネルギー消費量テーブルの詳細な構造を示す図である。
【図６】図５に示されるエネルギー消費量テーブルを作成するための手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例に係る空調制御システムによって行われる、各空調機器の運転状態の制御のためのフローチャートである。
【図８】図７に示す制御が行われる際の、運転可能条件の範囲の抽出と、所定運転条件の特定の様子を概略的に示す図である。
【図９】本発明のその他の実施例に係る空調制御システムによって行われる空調機器の制御の際の、運転可能条件の範囲の抽出と、所定運転条件の特定の様子を概略的に示す第一の図である。
【図１０】本発明のその他の実施例に係る空調制御システムによって行われる空調機器の制御の際の、運転可能条件の範囲の抽出と、所定運転条件の特定の様子を概略的に示す第二の図である。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・・空調システム
１０・・・・空調機
１４０・・・・中央処理装置（ＣＰＵ）
２０・・・・変水量ポンプ
３０・・・・ターボ冷凍機
４０・・・・冷却塔
５０・・・・空調制御システム
【図１】
0005005578.tif 000002
【図２】
0005005578.tif 000003
【図３】
0005005578.tif 000004
【図４】
0005005578.tif 000005
【図５】
0005005578.tif 000006
【図６】
0005005578.tif 000007
【図７】
0005005578.tif 000008
【図８】
0005005578.tif 000009
【図９】
0005005578.tif 000010
【図１０】
0005005578.tif 000011