"複数の空調機器で構成される空調システムと当該空調システムの最適化制御を行う空調最適制御装置とを有する空調最適制御システムにおいて、前記空調システムは、当該空調システムを構成する所定の空調機器に対応付けて設けられ、当該空調システムを動作させるために必要な水,空気,冷媒などの作動流体の温度,湿度,流量その他の物理量を計測し出力する各種センサと、前記空調最適制御装置によって得られる空調制御目標値に基づいて前記作動流体の物理量を制御する制御機構とを備え、前記空調最適制御装置は、前記空調システムを構成する前記空調機器である少なくとも1台の熱交換器で熱交換する2つの作動流体の入力流路及び出力流路に前記各種センサの一部である温度センサ及び流量計を設置し、これら温度センサ及び流量計で計測される温度及び流量を用いて、前記熱交換器の総括伝熱係数と伝熱面積との積または等価な物理量を推定する状態量推定用演算手段と、前記温度センサ及び流量計で計測される温度及び流量の物理量と前記状態量推定用演算手段で推定された前記熱交換器の総括伝熱係数と伝熱面積との積または等価な物理量とに基づき、各空調機器の動力を最小とする前記空調システムの最適化演算より、前記温度センサ及び流量計で計測される作動流体の最適物理量を決定する空調最適化演算手段と、前記温度センサ及び流量計で計測される作動流体の物理量が前記最適物理量となるための空調制御目標値を決定し、前記空調システムの制御機構に送出する手段とを備えたことを特徴とする空調最適制御システム。請求項1に記載の空調最適制御システムにおいて、前記熱交換器は、前記空調システムを構成する前記空調機器である冷却塔、熱源機または冷凍機の凝縮器と直膨コイル、冷水コイルであることを特徴とする空調最適制御システム。複数の空調機器で構成される空調システムと当該空調システムの最適化制御を行う空調最適制御装置とを有する空調最適制御システムにおいて、前記空調システムは、当該空調システムを構成する所定の空調機器に対応付けて設けられ、当該空調システムを動作させるために必要な水,空気,冷媒などの作動流体の温度,湿度,流量その他の物理量を計測し出力する各種センサと、前記空調最適制御装置によって得られる空調制御目標値に基づいて前記作動流体の物理量を制御する制御機構とを備え、前記空調最適制御装置は、前記作動流体を搬送する前記空調機器であるファン、ポンプ、コンプレッサに対して、これら各空調機器の動力によって消費される電力量を計測する前記各種センサの一部である電力量計を設置し、これら電力量計で計測される電力量と他の各種センサの出力値との関係を定める電力推定モデルパラメータを推定する状態量推定用演算手段と、前記電力計で計測される電力量の物理量と前記状態量推定用演算手段で推定された電力推定モデルパラメータとに基づき、各空調機器の動力を最小とする前記空調システムの最適化演算より、前記電力計で計測される作動流体の最適物理量を決定する空調最適化演算手段と、前記電力計で計測される作動流体の物理量が前記最適物理量となるための空調制御目標値を決定し、前記空調システムの制御機構に送出する手段とを備えたことを特徴とする空調最適制御システム。しかし、以上のような従来の空調制御システムは、前述したようにそれぞれ個別的な省エネ化を実現したものであって、例えば冷却水の温度差が何度になったとき、システム全体として最も省エネルギーになるか等について評価されておらず、最適な運用制御がなされていない。すなわち、冷凍機の特性や冷却塔の特性を無視し、単にポンプ動力だけを考慮し、冷却水温度差、冷風温度差、冷水温度差を決定すると、システム全体から見たときに十分な省エネルギーとはならない。その理由は、例えば冷風用ファンの動力を削減するために、単純に冷風温度差を大きくすれば、冷水の供給温度を下げる必要がある。しかし、当該冷水の供給温度を下げると、中央熱源の効率はその下げた温度に比例して低下する。少なくとも省エネルギーを達成するためには、その時々の負荷状態を考慮しつつ、システム全体から最も省エネとなる運用温度を決めていく必要があるが、その為には次の2つの点を考慮すべきである。その1つは、空調システム内を流れる全ての熱媒体空気、水、冷媒などの状態を把握し、各熱媒体の熱物質移動の平衡状態を求めることにより、所望の室内温熱環境空調を必要とする部屋の温度、湿度などを保持し、同時に空調システムの動力が最小となる最適な状態を求めることである。他の1つは、空調制御システムとしては、与えられた幾つかの制御メカニズムのもとに、空調システム全体が最適な状態を維持できるように制御することである。そこで、以上のような2つの機能を実現するための空調制御システムを考えると、さらに次のような問題が発生する。空調制御システムとしては、空調システム内の全ての熱物質移動の平衡状態を推定する必要があるが、その為には各設備機器の熱的特性を把握しなければならない。例えば冷水コイルや冷凍機の直膨コイル/凝縮器について考えると、これら設備機器の熱伝達特性は前述した熱物質移動の平衡状態を推定する上で重要であるが、これら設備機器に関する設計データや実測データを入手できるとは限らない。また、空調制御システムとしては、その時々の負荷状態に合わせて最適制御を実施する必要があるが、最適計算に際し、各負荷、例えば部屋の単位時間当りの熱や水蒸気の発生量やそれら発生熱量の大きさ等が推定できていることが前提となる一方、これら発生量や熱量を直接計測できない問題がある。さらに、空調システムの動力を最小化するためには、空調システム各所の制御対象例えば流量などの運転条件と、空気、水等の熱媒体を送給したり、循環させるためのファンやポンプ等で必要とする動力との関係を把握しなければならない問題がある。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ビルなどに設置される空調システムに対して、最適な省エネ制御を実現する空調最適制御システムを提供することを目的とする。上記課題を解決するために、本発明に係る空調最適制御システムは、複数の空調機器で構成される空調システムと当該空調システムの最適化制御を行う空調最適制御装置とを有し、前記空調システムは、当該空調システムを構成する所定の空調機器に対応付けて設けられ、当該空調システムを動作させるために必要な水,空気,冷媒などの作動流体の温度,湿度,流量その他の物理量を計測し出力する各種センサと、前記空調最適制御装置によって得られる空調制御目標値に基づいて前記作動流体の物理量を制御する制御機構とを備え、前記空調最適制御装置は、前記空調システムを構成する前記空調機器である少なくとも1台の熱交換器で熱交換する2つの作動流体の入力流路及び出力流路に前記各種センサの一部である温度センサ及び流量計を設置し、これら温度センサ及び流量計で計測される温度及び流量を用いて、前記熱交換器の総括伝熱係数と伝熱面積との積または等価な物理量を推定する状態量推定用演算手段と、前記温度センサ及び流量計で計測される温度及び流量の物理量と前記状態量推定用演算手段で推定された前記熱交換器の総括伝熱係数と伝熱面積との積または等価な物理量とに基づき、各空調機器の動力を最小とする前記空調システムの最適化演算より、前記温度センサ及び流量計で計測される作動流体の最適物理量を決定する空調最適化演算手段と、前記温度センサ及び流量計で計測される作動流体の物理量が前記最適物理量となるための空調制御目標値を決定し、前記空調システムの制御機構に送出する手段とを備えた構成である。また、本発明に係る空調最適制御システムは、複数の空調機器で構成される空調システムと当該空調システムの最適化制御を行う空調最適制御装置とを有し、前記空調システムは、当該空調システムを構成する所定の空調機器に対応付けて設けられ、当該空調システムを動作させるために必要な水,空気,冷媒などの作動流体の温度,湿度,流量その他の物理量を計測し出力する各種センサと、前記空調最適制御装置によって得られる空調制御目標値に基づいて前記作動流体の物理量を制御する制御機構とを備え、前記空調最適制御装置は、前記作動流体を搬送する前記空調機器であるファン、ポンプ、コンプレッサに対して、これら各空調機器の動力によって消費される電力量を計測する前記各種センサの一部である電力量計を設置し、これら電力量計で計測される電力量と他の各種センサの出力値との関係を定める電力推定モデルパラメータを推定する状態量推定用演算手段と、前記電力計で計測される電力量の物理量と前記状態量推定用演算手段で推定された電力推定モデルパラメータとに基づき、各空調機器の動力を最小とする前記空調システムの最適化演算より、前記電力計で計測される作動流体の最適物理量を決定する空調最適化演算手段と、前記電力計で計測される作動流体の物理量が前記最適物理量となるための空調制御目標値を決定し、前記空調システムの制御機構に送出する手段とを備えた構成である。本発明によれば、前記各種センサのうち、所要とするセンサで計測される作動流体の物理量から最適化するために必要な空調システムの状態量を推定し、これら作動流体の物理量及び空調システムの状態量を用いて、最適化演算により最適物理量を決定し、空調制御目標値を取得するので、最適な省エネ制御を実現できる空調最適制御システムを提供できる。以下、本発明に係る空調最適制御システムの一実施の形態例について、図1及び図2を参照して説明する。空調最適制御システムは、典型的な構成を示す制御対象である空調システム1図1参照と当該空調システム1を制御する空調最適制御装置2図2参照とによって構成される。空調システム1は、図1に示すように、冷却塔10から供給される送り冷却水を取り込んで循環させつつ冷房用冷水または暖房用温水を製造する中央熱源冷凍機11と、冷水コイル12と、冷凍機13とから成る。冷却塔10は、冷房負荷熱である空気と水との熱交換により冷却水を得た後、中央熱源11に供給する。中央熱源11は、冷却塔11から供給される冷却水との熱交換を行うことにより、所定温度の冷房用冷水または暖房用温水を製造する水冷却装置としての機能を有し、凝縮器11aと直膨コイル蒸発器に相当する11bとからなる。中央熱源11で製造された例えば冷水は、冷水用ポンプ及び冷水バルブ図示せずを介して冷水コイル12内を循環させた後、冷凍機13を介して中央熱源11に戻される。冷水コイル12は、冷却器に相当するものであって、中央熱源11から供給される冷水と空調ゾーンとなる部屋14などから戻ってくる冷房負荷熱である空気との熱交換により、冷風を製造して部屋14に戻すことにより、部屋14内を冷房する。また、冷水コイル12は、暖房のとき、中央熱源11から供給される温水と空調ゾーンとなる部屋14などから戻ってくる暖房負荷熱である空気との熱交換により、温風を製造して部屋14に戻すことにより、当該部屋14内を暖房する。なお、ここでは、1つの部屋14の空調ゾーンのみを図示しているが、これは図を簡略化するためであり、実際は多数の空調ゾーンが存在する。冷凍機13は、外気を取り込んで冷風を製造するものであって、凝縮器13aと直膨コイル13bとからなる。凝縮器13aは、前述した冷水コイル12内を循環してくる例えば冷水で冷やされた後、中央熱源11に戻す。直膨コイル13bは、部屋14の負荷に見合う冷房容量又は暖房容量のコンプレッサに相当し、外気を取り込んだ後、凝縮器13aを通る冷水と熱交換することにより、外気を冷やして部屋14に供給する。また、空調システム1の各個所には所要のプロセス量を計測する多数のセンサが設置されるが、少なくとも部屋14への空気入口側には入口空気の温度及び湿度を検出する部屋入口温度/湿度センサ15aが設けられ、また、部屋14内には部屋内空気の温度及び湿度を検出する部屋内温度/湿度センサ15bが設けられている。さらに、部屋14の空気出口側には部屋出側の空気の温度及び湿度を検出する部屋出口温度/湿度センサ15c及び流量計16が設けられている。なお、温度/湿度センサ15a~15cは、温度センサと湿度センサとを一体的にまとめた計測器としたが、温度と湿度とを別々に計測する対をなすセンサであっても良い。また、図1では、部屋14内に1個の固体としての温度/湿度センサ15bを設置したが、例えば複数個の温度/湿度センサ15b,...を設置し、これら温度/湿度センサ15b,...で検出されたデータの平均値を部屋14内の代表温度及び代表湿度としても良い。図2は空調最適制御システムの全体構成を示す図であって、空調システム1と空調最適制御装置2とで構成される。空調システム1は、各種センサ17と、空調機器18と、制御機構19とが設けられる。各種センサ17としては、最適制御を実行する上で必要とする図1に示すセンサ15a,15b,15c,16の他、空調システム1を構成する各空調機器18の適宜な個所に取り付けられる消費電力量を計測する電力量計図示せずなどを含む。各種センサ17は、空調機器18の各個所の状態、例えば空調用作動流体の温度,流量,湿度等の物理量、空調機器18である例えばポンプ,ファンなどの動力に伴う消費電力量を計測し、各種センサ17の出力データとして空調最適制御装置2に送信する機能を有する。空調機器18は、図1に示す各種機器11~14の他、建物の空調上必要な各種の付属設備,例えばポンプ,ファンその他多くの機器図示せずで構成される。制御機構19は、センサ15a,15b,15c,16を含む各種センサ17から受け取る物理量をもとに、空調最適制御装置2が定めた各種の制御目標値を受信し、当該制御目標値に向けて各個所の状態である物理量を制御する。ここで、制御機構19としては、一例として例えばバルブ開閉装置、ファン回転数制御装置等が挙げられる。空調最適制御装置2は、各センサ17から空調システム1の各個所の物理量を受け取りつつ、多数の部屋14,...を含んだ全体のバランスを取りながら、必要な空調機器18を制御するための制御機構19に制御目標値を出力し、最適制御を実行する。空調最適制御装置2は、具体的には、各種センサ17の出力データを受信するセンサデータ受信部21と、このデータ受信部21で受信された各種センサ17の出力データから空調システム1の状態量を推定する状態量推定用演算部22と、各種センサ17の出力データである物理量や状態量推定用演算部22で得られた状態量とを用いて、各種センサ17で得る物理量が所定の値となるような最適な物理量を推定する空調最適化演算部23とが設けられている。空調最適化演算部23は、部屋の設定温度/湿度、外気の温度/湿度、空調負荷、など空調条件や熱交換器の伝熱特性および、ファン、ポンプ、圧縮機の電力の消費特性を表すモデル式のパラメータを入力することによって、最適化演算を実行し、例えば各空調機器18の動力を最小とする空調システムの熱力学的な諸量作動流体の温度や流量の最適平衡解を求めることによって、最適な空調システムの状態を与える物理量例えば冷水や冷却水の流量やそれらの温度を推定する。また、空調最適制御装置2は、各種センサ17の物理量と状態量推定用演算部22で得られた状態量と前記空調最適化演算部23で得られる空調システム1の最適な物理量とに基づいて、空調システム1の各種空調制御目標値を決定する空調制御目標値演算部24と、この演算部24で決定された各種の空調制御目標値を空調システム1の制御機構20に向けて送出する目標値出力部25とが設けられている。次に、以上のように構成された空調最適制御システムの動作について説明する。1状態量推定例1について。先ず、空調システム1においては、部屋14内の温熱環境を快適に維持するために出入力空気の温度及び湿度を検出する部屋入口温度/湿度センサ15a及び部屋出口温度/湿度センサ15cにて、空気の部屋入口温度T1及び部屋入口湿度φ1、部屋14から出る空気の部屋出口温度T2及び部屋出口湿度φ2の他、流量計16にて空気の質量流量Maを検出する。また、部屋14内には部屋内温度/湿度センサ15bが設置され、当該部屋内温度/湿度センサ15bにより部屋内代表温Tm及び部屋内代表湿度φmを計測する。そして、空調システム1は、各種センサ17で検出された各種データを所定の周期ごとに空調最適制御装置2に送信する。このとき、所要とする空調機器18に設置される電力量計から消費電力Wii=1,2,...も送信される。空調最適制御装置2のセンサデータ受信部21は、空調システム1から送信されてくる各種センサ17の出力データを受信し、適宜な記憶手段に格納した後、状態量推定用演算部22に渡す。ここで、状態量推定用演算部22は、各種センサ17の出力データを受け取り、部屋入側空気の入口温度T1と部屋入口湿度φ1とから部屋入口空気のエンタルピh1及び絶対湿度x1を求め、また、部屋出側空気の出口温度T2と出口湿度φ2とから部屋出口空気のエンタルピh2及び絶対湿度x2を求める。また、状態量推定用演算部22は、部屋14内の代表温度Tmと代表湿度φmとから部屋14内の代表エンタルピhm及び代表絶対湿度xmを求めた後、これら代表エンタルピhm及び代表絶対湿度xmにおける単位時間当たりの変分Δhm/Δt及びΔxm/Δtを求める。ここで、Δtは空調システム1の各個所の温度や湿度を測定する時間間隔周期、ΔhmやΔxmはその所定時間内のエンタルピhm及び代表絶対湿度xmの変分である。状態量推定用演算部22は、以上のようにして各箇所のエンタルピ,絶対湿度及び所定時間内のエンタルピhm及び代表絶対湿度xmの変分Δhm/Δt、Δxm/Δtを用い、例えば以下のような演算式に従って部屋14内の単位時間当たりの発生熱量Sh、発生水蒸気量xhを推定する。ところで、部屋14の体積をVm、空気の密度をρaとすれば、部屋14内エンタルピのバランス式は次の関係式で表すことができる。ρaVmΔhm/Δt=Mah1-h2Sh...1また、部屋14内絶対湿度のバランス式は次の関係式で表すことができる。ρaVmΔxm/Δt=Max1-x2xh...2よって、単位時間当りの発生熱量Shは、前記1式を変形することにより、Sh=ρaVmΔhm/ΔtMah2-h1...3と推定できる。また単位時間当たりの発生水蒸気xhは、前記2式を変形することにより、xh=ρaVmΔxm/ΔtMax2-x1...4と推定できる。また、部屋14内の空気と部屋出口側の空気は熱的に等しいと考えれば、近似的にhm=h2,xm=x2で表すことができ、これにより部屋出口温度/湿度センサ15cを省略することが可能となる。従って、以上のような状態量推定用演算部22によれば、部屋14内から流出する空気の質量流量=部屋14内に流入する空気の質量流、部屋14内に流入するエンタルピh1と絶対湿度x1、部屋14から流出する空気のエンタルピh2と絶対温度x2、部屋14内のエンタルピhmと絶対温度xmを推定することにより、部屋14で発生する単位時間当たりの発生熱量Shや発生水蒸気量xhを推定することができる。従って、空調最適化演算部23は、以上のように推定された単位時間当たりの状態量である発生熱量Shや発生水蒸気量xhの推定値と、各種センサ17のうち、温度/湿度センサ15a,15b,15c及び流量計16で計測される物理量とを用い、空調システム1全体の温度,湿度バランスを推定し、空調システム1の各空調機器18の各個所の物理量の一部または全部の最適値を推定し、空調制御目標値演算部24に送出し、空調制御目標値を得るものである。2状態量推定例2について。次に、空調最適化演算部23が最適化制御を実現するために必要とする、状態量推定用演算部22における他の状態量の推定する例について説明する。図1に示す冷却塔10、中央熱源11及び冷凍機13に付随する凝縮器11a,13a及び直膨コイル11b,13b、冷水コイル12は、基本的には、全て図3に示す熱交換器に相当する構成となっている。例えば冷水コイル12を例に挙げて説明すると、当該冷水コイル12である図3に示す熱交換器30において、作動流体31は部屋14を空気であり、作動流体32は中央熱源11を出た冷水または温水である。このような熱交換器30の性能/特性としては、次式で定義される伝達係数αで表すことができる。ここで、伝達係数とは、単位時間当たりに熱交換器30の伝達面を通過する熱量を、前記熱交換器30に流入し互いに熱交換する2つの作動流体31,32の平均温度差で除して得られる値である。αΔT=Q...5上式において、ΔTは図3に示す作動流体31と作動流体32との平均温度差を表すものであって、算術平均温度差と対数平均温度差とを推定する方法がある。何れの推定方法でも、熱交換器30に入出力する2つの作動流体31,32の出入口温度を計測することにより、容易に推定できる。また、上式において、Qは熱交換器30内で作動流体31から作動流体32に移動する熱量であって、作動流体31,32の出入口エンタルピの差と質量流量の積で求めることができる。従って、作動流体31と作動流体32との平均温度差を推定するためには、熱交換器30に入出力する2つの作動流体31及び作動流体32のそれぞれの出入口流路に温度を検出する温度センサ33i,33o、34i,34oを設ける必要がある。また、作動流体31,32の出入口エンタルピの差と質量流量の積で求めるためには、前記センサ33i,33o、34i,34oの他に、作動流体31及び作動流体32の入り側流路にそれぞれ流量計35,36を設ける必要がある。そこで、空調機器である冷却塔10、中央熱源11及び冷凍機13に付随する凝縮器11a,13a及び直膨コイル11b,13b、冷水コイル12をそれぞれ熱交換器30と考え、図3に示すように温度センサ33i,33o、34i,34o及び流量計35,36を設置し、前述した空調システム1の各種センサ17の出力データとして送信し、空調最適制御装置2のセンサデータ受信部21を介して状態量推定用演算部22に渡す。ここで、状態量推定用演算部22は、温度センサ33i,33o、34i,34o及び流量計35,36から得られた出力データを用いて、ΔT及びQを求めることにより、前記5式に基づいて各熱交換器30,...の伝達係数αを推定することができる。よって、空調最適化演算部23は、以上のように推定された各熱交換器30,...の伝達係数αの推定値に基づき、空調システム1全体の温度,湿度バランスを推定し、空調システム1の各空調機器18の物理量の一部または全部の最適値の推定を行うことができる。なお、図示されていないが作動流体が空気の場合には、熱量Qを求めるために、各熱交換器30,...の出入口温度だけでなく、出入口湿度を測定するセンサを設けてもよい。3状態量推定例3について。さらに、空調最適化演算部23が最適化制御を実現するために必要とする、状態量推定用演算部22における、さらに他の状態量の推定する例について説明する。空調システム1においては、空気を搬送するファン、水を送流するポンプ、中央熱源11である冷凍機や冷凍機13に付属するコンプレッサなどの空調機器18が設置されている。このため、前述した各種センサ17の中には、各空調機器18であるファン、ポンプ、コンプレッサなどの電力値を計測する電力量計が設置され、図2に示すように各電力量計で計測されたファン電力値、ポンプ電力値、コンプレッサ電力値が所定の周期ごとに空調最適制御装置2に送信される。空調最適制御装置2のデータ受信部21は、空調システム1から送信されてくるファン電力値、ポンプ電力値、コンプレッサ電力値を受信し、状態量推定用演算部22に送出する。状態量推定用演算部22は、各電力量計の電力値に対し、他のセンサ例えば流量計などの出力データとの関係式で定める係数に基づき、所要電力推定モデルのパラメータを推定する。因みに、ファンやポンプの動作に必要な電力は、これらファンやポンプが搬送する作動流体の流量の3乗に比例すると仮定し、その比例係数をモデルパラメータとして推定する。また、状態量推定用演算部22は、予め複数の各種センサ17の出力値と前述した各電力量計の電力値との関係を関数として定めておけば、回帰分析等によって自動的にモデルパラメータを求めることが可能である。従って、空調最適化演算部23は、各種センサ17の出力値と各設備機器18の電力値との関係が分れば、空調システム全体の温度、湿度バランスを維持するための所要動力を計算することができ、その所要動力を最小にするように空調システム1の状態量の一部または全部の最適値を推定することができる。従って、以上のような実施の形態によれば、従来は空調制御装置が各種センサの出力値のみを用いて、空調システム1の各個所の状態量を制御することから、最適な制御を実現できなかったが、本発明システムでは、空調最適制御装置2に状態量推定用演算部22を設け、ここで各種センサ17の出力値から空調最適化に必要な状態量,例えば部屋内発生熱量、部屋内発生水蒸気量等,より高度な状態量や物理量を推定し、空調最適化演算部23に提供することにより、空調システム1全体を見通した最適な制御が可能となり、空調システム1の大幅な省エネを実現することができる。その他の実施の形態図1に示す部屋入口温度/湿度センサ15a及び部屋出口温度/湿度センサ15cとしては、空調システム1の部屋入口及び部屋出口の温度/湿度を計測し、空調最適制御装置2に送信する構成としたが、例えば各温度/湿度センサ15a,15cの内部に、計測した温度及び湿度からエンタルピと絶対湿度を演算する機能を備えた構成であってもよい。また、部屋内温度/湿度センサ15bとしては、部屋内のエンタルピや絶対湿度の時間微分を求める機能を持たせ、所定時間ごとに温度、湿度を計測し、この計測した温度及び湿度からエンタルピ及び絶対湿度を求めた後、それらエンタルピ及び絶対湿度の時間微分値を計算し、出力する構成であってもよい。その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。"