CN105324614B - 空调系统控制装置以及空调系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种空调系统控制装置(41)，对设置在建筑物内的一个或多个空调机(21)进行控制，具备：空调机数据取得部(64)；预测热负荷取得部(62)；和空调机控制指令决定部(63)，决定空调机控制指令，使得在预先设定的制约条件下在预先设定的控制对象期间使预先设定的评价指标满足预先设定的条件，空调机控制指令决定部(63)被设定将控制对象期间按照一个或多个预先设定的分割宽度分割为多个时间的时间截面，求出室内温度满足制约条件的室内温度变更容许范围，根据室内温度、室内温度变更容许范围、预测热负荷(53)及空调机(21)各自应处理的热负荷，求出热负荷变更容许范围，针对每个时间截面，根据热负荷变更容许范围和空调机(21)的运转效率，决定空调机(21)的运转频率及起动停止作为空调机控制指令。

Description

空调系统控制装置以及空调系统控制方法
技术领域
本发明涉及空调系统控制装置以及空调系统控制方法。
背景技术
一般，在中等规模以上的建筑物中，采用了中央方式的空调系统。中央方式的空调系统在一个部位准备冷水或者热水，使所准备的冷水或者热水在设置于建筑物的各室中循环。
但是，近年来，鉴于廉价且施工性良好、居住者的使用性良好这样的观点，单独分散型的封装空调、即大厦用多联式空调方式的空调系统的采用正在增加。在大厦用多联式空调方式的空调系统中，针对作为空调对象空间而分配的每个空调区域设置了室内机，使该多个室内机连接到1台室外机，从而提供单独分散型的封装空调。例如，作为大厦用多联式空调方式的空调系统，在专利文献1中，公开了根据所计算的热负荷而正好地供给必要的能力的技术。
一般，在控制空调系统的空调系统控制装置中，鉴于进行节能运转这样的观点，要求提高空调机的运转效率。例如，作为提高空调机的运转效率的中央方式的空调系统，在专利文献2中公开了如下技术：以存在多个热源机为前提，准备各热源机的性能特性，根据热负荷来制作多个热源机的最佳的运转模式。另外，例如作为提高空调机的运转效率的空调系统，在专利文献3中公开了在存在空调机的运转效率变低的热负荷的情况下停止空调机的技术。
专利文献1：日本特开平03-217746号公报(权利要求1)
专利文献2：日本特开2012-154563号公报(权利要求1)
专利文献3：日本专利第5029913号公报(权利要求1)
发明内容
专利文献1中公开那样的以往的空调系统控制装置根据热负荷，正好地将必要的能力供给到空调对象空间，所以室内温度被保持为恒定。但是，未考虑空调机的运转效率。因此，专利文献1公开那样的以往的空调系统控制装置无法提高空调机的运转效率。
另一方面，专利文献2公开那样的以往的空调系统控制装置能够制作考虑了空调机的运转效率的运转模式。但是，由于热负荷是被提供的对象，所以专利文献2公开那样的以往的空调系统控制装置无法调整热负荷。因此，专利文献2公开那样的以往的空调系统控制装置在使空调机工作的期间，无法根据热负荷来提高空调机的运转效率。
另外，专利文献3公开那样的以往的空调系统控制装置考虑空调机的运转效率来控制各种机器，所以根据预先决定的条件来停止空调机。因此，在专利文献3公开那样的以往的空调系统控制装置中，由于室内温度频繁地变化，所以无法将室内温度的变动抑制为预先决定的范围。
根据上述说明，专利文献1～3公开那样的以往的空调系统控制装置存在如下问题：在使空调机工作中的期间，无法在将室内温度的变动抑制为预先决定的范围内的同时提高空调机的运转效率。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种在使空调机工作的期间能够将室内温度的变动抑制为预先决定的范围内的同时提高空调机的运转效率的空调系统控制装置以及空调系统控制方法。
本发明的空调系统控制装置，对设置在建筑物内的一个或者多个空调机进行控制，具备：空调机数据取得部，取得所述一个或者多个空调机的运转数据；预测热负荷取得部，取得所述建筑物内的预测热负荷；以及空调机控制指令决定部，决定空调机控制指令，使得在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间中使预先设定的评价指标满足预先设定的条件，在所述空调机控制指令决定部中，被设定将所述控制对象期间按照一个或者多个预先设定的分割宽度分割为多个时间的时间截面，求出所述运转数据中包含的室内温度满足所述制约条件的室内温度变更容许范围，根据所述运转数据中包含的室内温度、所述室内温度变更容许范围、所述预测热负荷、以及所述一个空调机应处理的热负荷或者所述多个空调机各自应处理的热负荷，求出热负荷变更容许范围，针对每个所述时间截面，根据所述热负荷变更容许范围、以及所述一个空调机的运转效率或者所述多个空调机各自的运转效率，决定所述一个或者多个空调机的运转频率以及起动停止作为所述空调机控制指令。
在本发明中，针对每个时间截面，通过用根据室内温度变更容许范围求出的热负荷变更容许范围以及空调机的运转效率来求出的最佳的控制指令，控制空调机。因此，本发明在使空调机工作的期间，能够在将室内温度的变动抑制为预先决定的范围内的同时，提高空调机的运转效率。因此，本发明具有如下效果：能够在将空调对象空间保持为舒适的状态的同时，可靠地进行节能运转。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的空调系统1的概要结构的一个例子的图。
图2是示出本发明的实施方式1中的空调系统1的概要结构的另一例子的图。
图3是示出本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的功能结构的一个例子的图。
图4是示出本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的详细的功能结构的一个例子的图。
图5是示出本发明的实施方式1中的室内温度的变更容许范围的一个例子的图。
图6是示出本发明的实施方式1中的热负荷的变更容许范围的一个例子的图。
图7是示出本发明的实施方式1中的空调机21的性能特性的一个例子的图。
图8是直观地说明对本发明的实施方式1中的空调机效率高的热负荷进行推算的算法的图。
图9是直观地说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例的图。
图10是说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例中的、空调机控制指令决定处理的一个例子的流程图。
图11是说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例中的执行空调机21的控制的一连串的动作例的流程图。
图12是示出本发明的实施方式2中的空调系统控制装置41的详细的功能结构中的评价指标的一个例子的图。
图13是示出本发明的实施方式2中的空调系统控制装置41的详细的功能结构中的、制约条件追加数据群101被追加到制约条件的一个例子的图。
图14是示出本发明的实施方式3中的空调系统控制装置41的功能结构的一个例子的图。
图15是示出本发明的实施方式3中的空调系统控制装置41的详细的功能结构的一个例子的图。
图16是示出本发明的实施方式4中的空调系统控制装置41的详细的功能结构中的评价指标的一个例子的图。
图17是示出本发明的实施方式4中的空调系统控制装置41的详细的功能结构中的、制约条件追加数据群101被追加到制约条件的一个例子的图。
(符号说明)
1：空调系统；11：空调控制器；12：空调设备；13：空调网络；14：机器连接用控制器；15：空调控制用计算机；16：通用网络；19：传感器；21：空调机；21a：室外机；21b：室内机；22：换气设备；23：全热交换器；24：加湿器；25：除湿器；26：加热器；27：外部调节装置；41：空调系统控制装置；51：空调机性能特性；52：建筑物构成部件物理参数；53：预测热负荷；61：数据存储部；62：预测热负荷取得部；63：空调机控制指令决定部；64：空调机数据取得部；65：控制指令部；71：热负荷变更容许范围预测单元；72：最佳热负荷推算单元；73：最佳控制指令推算单元；81：室内温度变更容许范围计算部；82：热负荷计算部；83：热负荷变更容许范围计算部；101：制约条件追加数据群。
具体实施方式
以下，使用附图，详细说明本发明的实施方式。另外，记述进行本发明的实施方式的动作的程序的步骤是依照所记载的顺序按时间序列进行的处理，但也可以不一定按时间序列处理，还包括并列地或者单独地执行的处理。
另外，本实施方式中说明的各功能既可以用硬件来实现，也可以用软件来实现。即，本实施方式中说明的各框图既可以考虑为硬件的框图，也可以考虑为软件的功能框图。例如，各框图既可以用电路设备等硬件来实现，也可以用在未图示的处理器等运算装置上执行的软件来实现。
另外，关于本实施方式中说明的框图的各块，实施其功能即可，在这些各块中结构不分离也可以。另外，在本实施方式1～4的各个中，关于未特别记述的项目设为与实施方式1～4同样，关于同一功能以及结构，使用同一符号来记述。另外，本实施方式1～4的各个既可以单独地实施，也可以组合实施。不论在哪一个的情况下，都起到下述说明的有利的效果。另外，本实施方式中说明的各种具体的设定例仅表示一个例子，不特别限定于这些。
实施方式1.
(空调系统1的第1结构例)
图1是示出本发明的实施方式1中的空调系统1的概要结构的一个例子的图。如图1所示，空调系统1具备空调控制器11和空调设备12。空调控制器11和空调设备12经由空调网络13连接。
空调控制器11通过与空调设备12进行各种通信，控制空调设备12、或者监视空调设备12。另外，在图1中，说明了仅设置1台空调控制器11的一个例子，但空调控制器11的设置台数没有特别地限定于此。例如，也可以设置多台空调控制器11。另外，也可以在相互离开的部位分别设置多台空调控制器11。另外，空调控制器11例如一般设置于建筑物的内部的管理室等，但空调控制器11的设置场所没有特别地限定于此。
空调设备12如图1所示，作为构成要素具备室外机21a、室内机21b、换气设备22、全热交换器23、加湿器24、除湿器25、加热器26、以及外部调节装置27等。这样的构成要素一般分别设置多台。另外，上述说明的空调设备12的构成要素仅表示一个例子，不特别限定于这些，无需这些全部是构成要素。另外，即便是上述说明的空调设备12的构成要素以外，对室内的空气状态进行控制的其他种类的机器也可以是构成要素。即，关于空调设备12，设想上述说明的空调设备12的构成要素中的某1台或者多台。另外，也可以设置多台具备多台构成要素的空调设备12。
另外，将室外机21a和室内机21b总称为空调机21。在图1的例子中，空调机21是1台，但空调机21的台数不限于此。例如，也可以设置2台以上的多台空调机21。另外，关于室外机21a的台数以及室内机21b的台数，也没有特别限定。
空调网络13例如既可以形成为进行依照对外部非公开的通信协议的通信的通信介质，也可以形成为进行依照对外部公开的通信协议的通信的通信介质。空调网络13例如也可以是如下结构：根据电缆的种类或者通信协议，而混合存在多个不同种类的网络。作为多个不同种类的网络，例如将对空调设备12进行测量控制的专用网络、LAN(Local AreaNetwork，局域网)、以及针对空调设备12的每个构成要素而不同的单独专用线等设想为一个例子。
另外，空调控制器11和空调设备12也可以是经由机器连接用控制器14连接了的结构。机器连接用控制器14安装有对空调控制器11与空调设备12之间的数据通信进行中继的功能。例如，也可以是如下结构：空调设备12的构成要素中的一部分的空调设备12的构成要素与空调网络13直接连接，另一部分的空调设备12的构成要素与机器连接用控制器14连接。也可以使机器连接用控制器14隐藏空调设备12与空调控制器11的通信协议的差异、或者监视空调设备12与空调控制器11的通信内容。
空调系统1也可以具备传感器19。传感器19是例如温度传感器、湿度传感器以及CO2浓度传感器等进行传感的机器。另外，在图1中，示出仅设置1台传感器19的一个例子，但传感器19的设置台数没有特别限定于此。也可以设置多台传感器19。关于传感器19，也可以设置多台进行不同种类的传感的机器。关于传感器19，也可以设置用1台进行不同种类的传感的机器。传感器19的设置场所是例如作为空调设备12的空调对象空间的室内等。在对外部气温以及日照量等进行传感那样的情况下，传感器19设置于屋外即可。
如图1所示，在空调系统1中设置有空调控制器11的情况下，在图3以及图4中在空调控制器11上执行后述的各种功能。另外，说明了空调系统1的结构的一个例子，但空调系统1的结构没有特别限定于此。作为其他空调系统1的结构的一个例子，使用图2来说明。
(空调系统1的第2结构例)
图2是示出本发明的实施方式1中的空调系统1的概要结构的另一例子的图。如图2所示，在空调系统1中，设置了空调控制用计算机15。空调控制用计算机15经由通用网络16而与空调控制器11连接。空调控制用计算机15经由通用网络16而与空调控制器11进行各种通信。
通用网络16是例如LAN或者电话线路等依照通信协议的通信介质。因此，在通过空调控制用计算机15和空调控制器11进行各种通信的情况下，也可以根据IP地址等进行各种通信。另外，空调控制用计算机15也可以经由空调控制器11或者机器连接用控制器14而与传感器19或者空调设备12进行各种通信。
空调控制用计算机15经由通用网络16而与空调设备12进行各种通信，从而执行各种运算。空调控制用计算机15也可以经由通用网络16、空调控制器11以及空调网络13等而与机器连接用控制器14或者传感器19进行各种通信，取得各种数据。
如图2所示，在空调系统1中设置了空调控制器11以及空调控制用计算机15的情况下，在图3中后述的各种功能也可以被空调控制器11和空调控制用计算机15所分担。空调控制用计算机15既可以与空调控制器11同样地设置于作为空调设备12的空调对象空间的室内等，也可以设置于地基内或者从远程地域对多个建筑物进行管理的集中管理中心等。
另外，在上述说明中，分别说明了在空调控制器11中安装各功能的一个例子、和通过空调控制器11以及空调控制用计算机15分担各功能的一个例子，但各功能的安装方式不特别限定于这些。例如，也可以在未图示的多个服务器装置中，分散地安装空调控制器11的功能。另外，例如也可以在未图示的一个服务器装置中，分别以逻辑上不同的方式来安装空调控制器11的功能和空调控制用计算机15的功能。即，上述说明的各功能只要能够分别执行即可，所以其物理上的储存场所或者其物理上的执行场所没有特别限定。
例如，也可以使分别在远程地域中设置了的多个服务器装置等分散处理上述说明的各功能，相互取得运算结果的同步的同时执行一连串的处理。另外，也可以如上述说明那样，作为空调控制器11的功能和空调控制用计算机15的功能按照逻辑上不同的方式被假想化了的装置而发挥功能，从而在一个服务器装置中安装两个功能。
(功能框图：概要)
接下来，使用图3，说明在上述说明的空调系统1中安装的功能。图3是示出本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的功能结构的一个例子的图。如图3所示，空调系统控制装置41与空调机21发送接收各种数据等。例如，空调系统控制装置41从空调机21接收空调机21的输入信息。另外，例如空调系统控制装置41向空调机21发送控制指令。如图3所示，此处设想了设置有多个空调机21的结构。因此，空调系统控制装置41与多个空调机21发送接收各种数据等。另外，如果设想设置有1台空调机21的结构，则空调系统控制装置41与1台空调机21发送接收各种数据等。总之，空调机21的台数没有特别限定。
另外，作为空调系统控制装置41的控制对象的空调机21例如如图1以及图2说明那样，是由室外机21a以及室内机21b构成的大厦用多联式空调，但不特别限定于此。例如，作为空调系统控制装置41的控制对象的空调机21也可以是封装空调器、房间空调器以及吸收式制冷机等大型热源机。
空调系统控制装置41取得空调机性能特性51、建筑物构成部件物理参数52、以及预测热负荷53。空调机性能特性51是与作为空调系统控制装置41的控制对象的空调机21的性能特性有关的数据。建筑物构成部件物理参数52是与设置空调机21的对象建筑物有关的各种物理参数。预测热负荷53是在设置空调机21的对象建筑物中预测的热负荷。
即，空调系统控制装置41根据来自空调机21的输入信息、空调机性能特性51、建筑物构成部件物理参数52、以及预测热负荷53，控制在对象建筑物中设置了的空调机21。如图3所示，在空调系统控制装置41中，作为功能结构具备数据存储部61、预测热负荷取得部62、空调机控制指令决定部63、空调机数据取得部64、以及控制指令部65等。空调机控制指令决定部63具备热负荷变更容许范围预测单元71、最佳热负荷推算单元72、以及最佳控制指令推算单元73等。
(功能框图：详细)
接下来，使用图4～图9，说明空调系统控制装置41的各种功能的详情。图4是示出本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的详细的功能结构的一个例子的图。图4示出空调系统控制装置41的各种功能的输入输出数据的详细例。图4还示出热负荷变更容许范围预测单元71的详细例。图5是示出本发明的实施方式1中的室内温度的变更容许范围的一个例子的图。图6是示出本发明的实施方式1中的热负荷的变更容许范围的一个例子的图。图7是示出本发明的实施方式1中的空调机21的性能特性的一个例子的图。图8是直观地说明对本发明的实施方式1中的空调机效率高的热负荷进行推算的算法的图。图9是直观地说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例的图。
(数据存储部61)
数据存储部61保存经由空调机数据取得部64所取得的各种数据等。数据存储部61保存经由预测热负荷取得部62所取得的各种数据等。数据存储部61保存空调机性能特性51以及建筑物构成部件物理参数52等。数据存储部61将以所保存的各种数据为构成要素的控制指令决定用输入数据供给到空调机控制指令决定部63。数据存储部61保存空调机控制指令决定部63的各种运算结果、例如空调机21的最佳控制指令。数据存储部61将所保存的最佳控制指令供给到控制指令部65。
(空调机性能特性51)
说明在数据存储部61中保存的空调机性能特性51的详情。空调机性能特性51至少包括多个空调机21各自的消耗电力与供给(除去)热量的相关关系。空调机性能特性51也可以通过用户操作而预先登记在数据存储部61中。另外，空调机性能特性51也可以通过根据多个空调机21各自的运转数据进行推测来求出。此处所称的运转数据是例如室内温度以及设定温度等的时间序列值。另外，在图4中，在消耗电力与供给(除去)热量之间存在相关关系，为了示出对应关联有与消耗电力对应的供给(除去)热量的意思，附加了从消耗电力向供给(除去)热量的箭头，但不特别限定于此。总之，在数据结构上，在消耗电力与供给(除去)热量之间形成有映射关系即可。
在通过推测来求出空调机性能特性51的情况下，需要取得与成为对象的空调机21有关的供给(除去)热量和消耗电力的相关关系。在未从空调机数据取得部64向数据存储部61保存与成为对象的空调机21有关的供给(除去)热量和消耗电力的相关关系的情况下，也可以利用其他数据。例如，关于供给(除去)热量，空调机数据取得部64也可以测量空调机21的压缩机的运转频率、空调机21的压缩机的入口侧的制冷剂压力、空调机21的压缩机的出口侧的制冷剂压力、以及根据配管温度求出的制冷剂温度，使用这些测量结果，求出与成为对象的空调机21有关的供给(除去)热量和消耗电力的相关关系。
另外，作为其他方法，例如关于供给(除去)热量，空调机数据取得部64也可以测量空调机21的压缩机的运转频率、以空调机21的压缩机为构成要素的制冷剂回路中的凝结温度、以及以空调机21的压缩机为构成要素的制冷剂回路中的蒸发温度，使用这些测量结果，求出与成为对象的空调机21有关的供给(除去)热量和消耗电力的相关关系。另外，例如关于消耗电力，空调机数据取得部64也可以根据未图示的电力仪表的测量结果，求出对应的消耗电力。另外，在通过推测来求出空调机性能特性51的情况下，既可以通过在空调机21工作之前进行试验来求出空调机性能特性51，也可以在空调机21工作的过程中储存与空调机性能特性51有关的各种数据。
(建筑物构成部件物理参数52)
说明在数据存储部61中保存的建筑物构成部件物理参数52的详情。建筑物构成部件物理参数52是表示建筑物的绝热性以及建筑物的蓄热性的值，例如相应的是由以下说明的式(1)～(3)示出的热传导方程式中包含的参数之中的热电阻、热容量以及校正系数。由式(1)～(3)示出的热传导方程式表示建筑物的热的出入，将空调机21所供给(除去)的热量数据、包括外部气温和日照量中的至少一方的气象数据、以及在建筑物内部发生的内部发热数据作为输入数据，求出室内温度的时间变化。即，由式(1)～(3)示出的热传导方程式是公式模型，是预测室内温度的室内温度预测模型。
[式1]
[式2]
[式3]
在式(1)～(3)中，QS是日照量[kW]、QOCC是人体发热量[kW]、QEQP是机器发热量[kW]、QHVAC是空调机供给热量[kW]。另外，TO是外部气温[K]、T1是外壁室外侧表面温度[K]、T2是外壁室内侧表面温度[K]、TZ是室内温度[K]、TOZ是邻接区域的温度[K]。R1是外壁室外侧表面热电阻[K/kW]、R2是外壁热电阻[K/kW]、RZ是外壁室内侧表面电阻[K/kW]、ROZ是与邻接区域之间的热电阻[K/kW]、R3是外壁以外的热电阻[K/kW]。C1是外壁室外侧热容量[kJ/K]、C2是外壁室内侧热容量[kJ/K]、CZ是室内热容量[kJ/K]。
α是向室内透射的日照量的校正系数[-]、β是向外壁照射的日照量的校正系数[-]、γ是对室内温度造成影响的机器发热量的校正系数[-]、δ是空调机供给热量的校正系数[-]、ρ是对室内温度造成影响的人体发热量的校正系数[-]、μ是对外壁室内侧表面温度造成影响的人体发热量的校正系数[-]、λ是对外壁室内侧表面温度造成影响的机器发热量的校正系数[-]。
在式(1)～(3)中，是设想了邻接区域仅为一个区域的情况的式子，但在与多个区域相接的情况下，以针对对应的每个区域提供TOZ和ROZ的方式进行变更即可。另外，在式(1)～(3)中，是与一个区域对应的式子，但也可以在各区域中利用单独的公式模型。另外，也可以导出与全部区域对应的式子，并组合所导出的式子，从而导出整个空调控制对象区段的公式模型。另外，建筑物构成部件物理参数52例如也可以是根据建筑物的构造数据、即壁的材料、壁的厚度、壁的面积以及房间的宽度等建筑物数据而计算出的值。另外，也可以在对由上述说明的式(1)～(3)示出的热传导方程式进行变换得到的公式中应用各种测量数据，从而求出建筑物构成部件物理参数52。
具体而言，将由式(1)～(3)示出的热传导方程式变换为在控制理论以及系统辨识中使用的状态空间模型等标准形式。通过利用基于变换了的标准形式和各种测量数据的灰盒模型(gray-box model)，求出热电阻、热容量以及校正系数等。将求出的热电阻数据群、热容量数据群以及校正系数数据群定义为建筑物构成部件物理参数52。另外，建筑物构成部件物理参数52也可以通过用户操作而预先登记于数据存储部61。另外，建筑物构成部件物理参数52也可以从空调系统控制装置41的外部随时更新。
(预测热负荷取得部62)
预测热负荷取得部62从空调系统控制装置41的外部取得在设置空调机21的对象建筑物中预测的热负荷即预测热负荷53，将所取得的预测热负荷53供给到数据存储部61。预测热负荷取得部62经由通信介质取得预测热负荷53，但通信介质没有被特别限定。通信介质例如既可以是有线，另外也可以是无线。向预测热负荷取得部62，供给定期地取得预测热负荷53的定时即预测热负荷取得周期。因此，预测热负荷取得部62针对每个预测热负荷取得周期，从外部取得预测热负荷53。
(预测热负荷53)
预测热负荷取得部62取得的预测热负荷53是为了使空调对象空间的室内温度成为设定温度而由空调机21应供给(除去)的热量的时间序列值。应供给的热量是指例如制热时的热量。应除去的热量是指例如制冷时的热量。如果是将应供给的热量统一为正的热量的表现形式，则应除去的热量被表现为负的热量。另一方面，如果是将应除去的热量统一为正的热量的表现形式，则应供给的热量被表现为负的热量。
预测热负荷53是空调机21应供给(除去)的热量的时间序列值，所以被表现为预测了热量的时间变化。例如如上述说明的式(1)～(3)所示，通过对建筑物的热特性进行模型化得到的热负荷预测模型，求出预测热负荷53。能够根据由上述说明的热传导方程式定义的室内温度预测模型来导出热负荷预测模型。另外，热负荷预测模型无需根据热传导方程式来定义。例如，热负荷预测模型只要是根据可获得的输入数据来预测热负荷的模型，就没有特别限定。
(空调机控制指令决定部63)
空调机控制指令决定部63决定空调机21的控制指令。具体而言，空调机控制指令决定部63决定空调机21的控制指令，使得在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间，预先设定的评价指标成为最大化或者最小化，即，使预先设定的评价指标满足预先设定的条件。因此，空调机控制指令决定部63为了执行上述说明的功能，具有热负荷变更容许范围预测单元71、最佳热负荷推算单元72、以及最佳控制指令推算单元73。
空调机控制指令决定部63决定空调机21的运转频率以及空调机21的起动停止，使得在前后的时间，错开地处理应处理的热负荷。具体而言，在空调机控制指令决定部63中设定时间截面，该时间截面是将控制对象期间分割为多个时间的分割宽度的单位。空调机控制指令决定部63在控制对象期间，针对每个时间截面，处理应处理的热负荷。空调机控制指令决定部63根据制约条件，求出室内温度变更容许范围。空调机控制指令决定部63根据室内温度变更容许范围，求出热负荷变更容许范围。空调机控制指令决定部63根据空调机性能特性51，求出空调机运转效率。空调机控制指令决定部63用评价指标来评价根据热负荷变更容许范围和空调机运转效率求出的与空调机21有关的特性关系，根据评价指标满足预先设定的条件的情形，决定空调机21的运转频率以及空调机21的起动停止。
具体地说明控制对象期间。控制对象期间是任意的期间之中的、决定对空调机21进行控制的期间的期间。例如，控制对象期间也可以如8：00～22：00那样是一连串的期间。另外，例如控制对象期间也可以如8：00～12：00和13：00～22：00那样是多个期间。如上述说明那样，在控制对象期间中设定有时间截面。例如，如果将时间截面设定为每5分钟的分割宽度，则在8：30～9：00的期间，存在6个时间截面。另外，此处作为时间截面的一个例子，说明了5分钟的情况，但不特别限定于此。时间截面既可以是3分钟，也可以是7.5分钟。另外，如直至某个时间为止时间截面是每5分钟、而在某个时间以后时间截面是每3分钟那样，时间截面无需是固定间隔。在任何情况下，空调机控制指令决定部63都针对每个时间截面，决定最佳控制指令。即，空调机控制指令决定部63反复进行针对每个时间截面决定最佳控制指令的处理。
具体地说明制约条件。制约条件是指例如将室内温度维持为预先设定的上下限设定范围。预先设定的上下限设定范围是在预先设定的室内温度上限设定值与预先设定的室内温度下限设定值之间定义的室内温度的容许变动幅度。预先设定的室内温度上限设定值和预先设定的室内温度下限设定值能够由用户来设定。因此，用户能够分别单独地设定预先设定的室内温度上限设定值和预先设定的室内温度下限设定值。
预先设定的室内温度上限设定值以及预先设定的室内温度下限设定值也可以通过设定室内温度与设定温度的差分值的上限值来求出。例如，设想为将差分值的上限值的绝对值设定为1℃，设定温度是27℃。在这样的设想中，设定温度±1℃成为预先设定的室内温度上限设定值以及预先设定的室内温度下限设定值，所以预先设定的室内温度上限设定值被设定为28℃，预先设定的室内温度下限设定值被设定为26℃。详细后述，热负荷变更容许范围预测单元71以满足这样的制约条件的方式求出热负荷变更容许范围。
具体地说明评价指标。评价指标是根据例如空调机性能特性51求出的。在空调机性能特性51中，与多个空调机21的各个对应的消耗电力量和供给(除去)热量被关联起来。因此，在对空调机21进行节能控制的情况下，以使空调机21的消耗电力量成为最小化的方式控制空调机21。因此，如果空调机21的节能控制是目的，则评价指标采用消耗电力量。另外，此处作为评价指标的一个例子，说明了采用消耗电力量的情况，但不特别限定于此。
接下来，依次说明上述示出的热负荷变更容许范围预测单元71、最佳热负荷推算单元72、以及最佳控制指令推算单元73的详情。
(热负荷变更容许范围预测单元71)
热负荷变更容许范围预测单元71根据经由空调机数据取得部64所取得的空调机21的空调对象空间的室内温度、作为制约条件的室内温度上限设定值以及室内温度下限设定值、经由预测热负荷取得部62所取得的预测热负荷53、以及建筑物构成部件物理参数52，求出作为所处理的热负荷的变更容许范围的热负荷变更容许范围。具体而言，热负荷变更容许范围预测单元71具备室内温度变更容许范围计算部81、热负荷计算部82、以及热负荷变更容许范围计算部83。
(室内温度变更容许范围计算部81)
如上述说明那样，室内温度变更容许范围计算部81根据室内温度的容许变动幅度，求出室内温度变更容许范围。即，室内温度变更容许范围是制约条件的部分集合。例如，在根据空调机21的设定温度和室内温度的差分值设定了室内温度上限设定值和室内温度下限设定值的情况下，室内温度变更容许范围计算部81根据设定温度和差分值来求出室内温度上限设定值和室内温度下限设定值。
例如，如上述说明那样，如果设定温度是27℃，差分值是1℃，则设定温度±1℃被设定为室内温度上限设定值以及室内温度下限设定值，所以室内温度变更容许范围被设定为26℃～28℃。例如，如果设想为图5所示的Δt1是+1℃，图5所示的Δt2是-1℃，则室内温度上限设定值被设定为设定温度+1℃，室内温度下限设定值被设定为设定温度-1℃。另外，例如，在单独地设定了室内温度上限设定值以及室内温度下限设定值的各个的情况下，将单独地设定了的室内温度上限设定值以及室内温度下限设定值设定为室内温度变更容许范围即可。
(热负荷计算部82)
热负荷计算部82通过将建筑物构成部件物理参数52的热电阻数据群中包含的热电阻数据、和建筑物构成部件物理参数52的校正系数数据群中包含的校正系数数据应用于由式(4)表示的公式，求出每单位温度的热负荷。
[式4]
式(4)意味着为了使设置有空调机21的房间的室内温度变化1K而所需的空调机21的供给(除去)热量。因此，在存在多个房间的情况下，热负荷计算部82针对各房间，使用式(4)来求出每单位温度的热负荷。此处，ΔQ是每单位温度的热负荷[kW]、RZ是外壁的室内侧热电阻[K/kW]、R3是外壁以外的热电阻[K/kW]、6是空调机21的供给(除去)热量的校正系数[-]。另外，关于式(4)中的ΔQ，如果将Δt设为单位温度[K]，则正确而言是ΔQ/Δt，但为了便于说明，设为ΔQ意味着ΔQ/Δt而进行以后的说明。另外，只要是使用建筑物构成部件物理参数52的式子，则也可以是式(4)以外的式子。
(热负荷变更容许范围计算部83)
热负荷变更容许范围计算部83根据室内温度变更容许范围计算部81求出的室内温度变更容许范围、热负荷计算部82求出的每单位温度的热负荷、使用空调机数据取得部64所测量的室内温度、以及经由预测热负荷取得部62所取得的预测热负荷53，求出热负荷变更容许范围。具体而言，通过下式所示的式(5)来求出热负荷变更容许范围。
[式5]
QHVAC+ΔQ×(tmax-tmeasure)≤Q≤QHVAC+ΔQ×(tmin-tmeasure) (5)
此处，Q是热负荷[kW]、QHVAC是所取得的预测热负荷[kW]、ΔQ是每单位温度的热负荷[kW/K]、tmeasure是所测量的室内温度[K]、tmax是室内温度上限值[K]、tmin是室内温度下限值[K]。另外，关于式(5)，在tmin时热负荷更大，示出了制冷时的范围，因此在制热时通过调换tmax和tmin，从而示出在tmax时热负荷更大的情况。
在式(5)中，作为参数，包括室内温度变更容许范围、即室内温度上限值以及室内温度下限值。室内温度上限值是室内温度上限值设定值的部分集合。室内温度下限值是室内温度下限设定值的部分集合。即，室内温度上限值以及室内温度下限值是制约条件的部分集合。因此，如果在使用式(5)求出的热负荷变更容许范围内决定最佳热负荷，则室内温度收敛于室内温度变更容许范围，在上述例子中收敛于26℃～28℃。因此，如果在使用式(5)求出的热负荷变更容许范围内决定最佳热负荷，则所决定的最佳热负荷满足制约条件。即，图6所示的ΔQ1是QHVAC+ΔQ×(tmin-tmeasure)，图6所示的ΔQ2是QHVAC+ΔQ×(tmax-tmeasure)，在ΔQ1与ΔQ2之间决定最佳热负荷即可。
(最佳热负荷推算单元72)
最佳热负荷推算单元72根据由热负荷变更容许范围预测单元71求出的热负荷变更容许范围、和空调机性能特性51，在制约条件下，求出使控制对象期间中的评价指标最大化或者最小化的热负荷。具体而言，最佳热负荷推算单元72根据由热负荷变更容许范围计算部83求出的热负荷变更容许范围、和空调机性能特性51，求出最佳热负荷。此处，关于由热负荷变更容许范围计算部83求出的热负荷变更容许范围，如上述说明那样满足制约条件，所以将作为评价指标的空调机效率成为最高的热负荷设为最佳热负荷即可。
首先，说明空调机效率和热负荷的相关关系。图7示出空调机效率和热负荷的相关关系。图7所示的空调机21的性能特性是根据空调机性能特性51而求出的。在空调机性能特性51中，将消耗电力量与供给(除去)热量关联起来。
接下来，在图7所示的空调机21的性能特性中，应用热负荷变更容许范围。图8示出其结果。即，与ΔQ1以及ΔQ2对应的空调机性能特性51中的与最大的空调机性能特性51对应的热负荷是满足制约条件，并且评价指标满足预先设定的条件的最佳热负荷。
另外，存在还能够停止空调机21的情况。例如，设想为设定了与成为预先设定的空调机效率以上的空调机效率对应的热负荷。具体而言，设想为与热负荷变更容许范围无关地设定了从空调机效率成为最高的热负荷进行了-10％的下限值的热负荷。在该情况下，在相比于下限值的热负荷，热负荷变更容许范围更低的情况下，空调系统控制装置41将停止空调机21的控制指令供给到空调机21即可。
(最佳控制指令推算单元73)
最佳控制指令推算单元73根据由最佳热负荷推算单元72求出的最佳热负荷和空调机性能特性51，求出用于处理最佳热负荷而所需的空调机21的最佳控制指令。具体而言，最佳控制指令推算单元73通过在下式所示的式(6)中应用最佳热负荷以及根据空调机性能特性51而计算出的系数，求出空调机21的运转频率和空调机21的起动停止。
[式6]
Q＝af2+bf+c (6)
Q是所求出的最佳热负荷[kW]，f是空调机21的运转频率[Hz]，a、b以及c是根据空调机性能特性51计算出的系数。例如，如果最佳热负荷是0，则停止空调机21的控制指令是最佳控制指令。另外，最佳控制指令推算单元73也可以根据最佳热负荷的符号，求出空调机21的运转模式作为向空调机21的控制指令。
例如，设想为最佳热负荷是根据应供给的热量而运算出的负荷。在该情况下，也可以求出向空调机21的控制指令，使得如果最佳热负荷的符号是正则将运转模式设定为制热模式，如果是负则将运转模式设定为制冷模式，如果是零则将运转模式设定为送风模式。另外，在设想为最佳热负荷是根据应除去的热量而运算出的负荷的情况下，制热模式的判定和制冷模式的判定与上述说明相比成为相反。
(空调机数据取得部64)
空调机数据取得部64经由通信介质取得空调机21的各种数据，但通信介质没有特别限定。通信介质例如既可以是有线，另外也可以是无线。具体而言，空调机数据取得部64测定在空调机控制指令决定部63中所需的空调机21的运转数据。空调机21的运转数据是从空调机21供给的输入信息，至少包括设置了空调机21的房间的室内温度。另外，空调机21的运转数据也可以包括设置了空调机21的房间的设定温度。
另外，空调机数据取得部64也可以测量在空调机控制指令决定部63以外中使用的数据、例如在独自地推算空调机性能特性51的情况下所需的数据。能够独自地推算空调机性能特性51的数据是例如在空调机21中设置了的压缩机的运转频率、在空调机21中设置了的压缩机的入口的制冷剂压力、在空调机21中设置了的压缩机的出口的制冷剂压力、以及根据配管温度求出的制冷剂的温度等即可。另外，例如，能够独自地推算空调机性能特性51的数据是在空调机21中设置了的压缩机的运转频率、具备在空调机21中设置了的压缩机的制冷剂回路中的凝结温度、以及具备在空调机21中设置了的压缩机的制冷剂回路中的蒸发温度等即可。另外，如果需要，则空调机数据取得部64也可以如测量室内温度的温度传感器等那样，从与空调机21独立地设置了的各种传感器测量数据。
(控制指令部65)
控制指令部65将空调机21的控制指令传递给空调机21。向控制指令部65供给作为定期地传递控制指令的定时的控制指令发送周期。因此，控制指令部65针对每个控制指令发送周期，将控制指令供给到空调机21。具体而言，控制指令部65取得在数据存储部61中所保存的最佳控制指令，并将最佳控制指令变换为分别适合于多个空调机21的形式之后，按照控制指令发送周期，作为控制指令而供给到多个空调机21的各个。然后，针对每个时间截面反复进行上述说明的处理的结果，如图9所示，室内温度被控制。
另外，上述说明的空调系统控制装置41的各种运算也可以通过在上述示出的式(1)～(6)中应用各种参数来执行。另外，如果预先制作了将各种参数与把各种参数应用于式(1)～(6)得到的结果关联起来的表格，则通过参照该表格来执行上述说明的空调系统控制装置41的各种运算。在使用这样的表格的情况下，关于不存在的各种数据等，通过执行插值处理来执行运算即可。不论怎样，只要执行基于上述说明的算法的各种运算即可，因此关于其安装方式没有特别限定。
接下来，以上述说明的功能结构为前提，说明空调系统控制装置41的动作例。图10是说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例之中的空调机控制指令决定处理的一个例子的流程图。如图10所示，步骤S11～步骤S13的处理对应于热负荷变更容许范围预测处理。步骤S14的处理对应于最佳热负荷运算处理。步骤S15对应于最佳控制指令运算处理。步骤S16的处理对应于时间截面宽度判定处理。
空调系统控制装置41决定空调机21的控制指令，使得在热负荷变更容许范围预测处理、最佳热负荷运算处理以及最佳控制指令运算处理的一连串的处理中，在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间中使预先设定的评价指标满足预先设定的条件，例如使得预先设定的评价指标最大化或者最小化。另外，在上述说明中，说明了评价指标被最大化或者最小化的一个例子，但不特别限定于此。例如，也可以决定空调机21的控制指令，使得成为评价指标的-10％。
(空调机控制指令决定处理)
(热负荷变更容许范围预测处理)
(步骤S11)
空调系统控制装置41根据所测量的室内温度、室内温度上限设定值、以及室内温度下限设定值，求出室内温度变更容许范围。
(步骤S12)
空调系统控制装置41根据建筑物构成部件物理参数52，求出每单位温度的热负荷。
(步骤S13)
空调系统控制装置41根据室内温度变更容许范围、每单位温度的热负荷、所预测的预测热负荷53、以及所测量的室内温度，求出热负荷变更容许范围。
(最佳热负荷运算处理)
(步骤S14)
空调系统控制装置41根据热负荷变更容许范围和空调机性能特性51，求出空调效率成为最高的最佳热负荷。
(最佳控制指令运算处理)
(步骤S15)
空调系统控制装置41根据求出的热负荷，求出空调机21的最佳控制指令。
(最终时间截面宽度判定处理)
(步骤S16)
空调系统控制装置41判定是否达到最终的时间截面宽度。空调系统控制装置41在达到最终的时间截面宽度的情况下，结束空调机控制指令决定处理。另一方面，空调系统控制装置41在未达到最终的时间截面宽度的情况下，返回到步骤S11。
接下来，以上述说明的空调机控制指令决定处理的动作例为前提，说明空调系统控制装置41控制空调机21的动作。图11是说明本发明的实施方式1中的空调系统控制装置41的控制例之中的执行空调机21的控制的一连串的动作例的流程图。如图11所示，步骤S31～步骤S34的处理对应于控制指令决定用输入数据准备处理。步骤S35～步骤S36对应于最佳控制指令制作处理。步骤S37～步骤S38的处理对应于控制指令处理。
另外，步骤S35的处理是使利用图10说明的空调机控制指令决定处理进行动作的处理。因此，与图11的步骤S21的处理对应的热负荷变更容许范围预测处理对应于图10的步骤S11～步骤S13的处理。与图11的步骤S22的处理对应的最佳热负荷运算处理对应于图10的步骤S14。与图11的步骤S23的处理对应的最佳控制指令运算处理对应于图10的步骤S15。与图11的步骤S24的处理对应的时间截面宽度判定处理对应于图10的步骤S16。
(空调机控制指令决定处理)
(步骤S21)
空调系统控制装置41执行热负荷变更容许范围预测处理。
(步骤S22)
空调系统控制装置41执行最佳热负荷运算处理。
(步骤S23)
空调系统控制装置41执行最佳控制指令运算处理。另外，设想为在执行后述步骤S36的处理之前求出最佳控制指令运算处理的执行结果。另外，在未求出最佳控制指令运算处理的执行结果的情况下，后述步骤S36的处理的执行转移到待机模式，在求出了最佳控制指令运算处理的执行结果时执行后述步骤S36的处理即可。
(步骤S24)
空调系统控制装置41判定是否达到最终的时间截面宽度。空调系统控制装置41在达到最终的时间截面宽度的情况下，结束空调机控制指令决定处理，进入到步骤S36。另一方面，空调系统控制装置41在未达到最终的时间截面宽度的情况下，返回到步骤S21。
(空调系统控制处理)
(控制指令决定用输入数据准备处理)
(步骤S31)
空调系统控制装置41判定预测热负荷取得周期是否到来。空调系统控制装置41在预测热负荷取得周期到来的情况下，进入到步骤S32。另一方面，空调系统控制装置41在预测热负荷取得周期未到来的情况下，返回到步骤S31。
(步骤S32)
空调系统控制装置41取得预测热负荷53。
(步骤S33)
空调系统控制装置41取得空调机数据。
(步骤S34)
空调系统控制装置41存储预测热负荷53、空调机数据、空调机性能特性51、以及建筑物构成部件物理参数52。
(最佳控制指令制作处理)
(步骤S35)
空调系统控制装置41决定空调机21的控制指令。具体而言，空调系统控制装置41通过执行上述说明的步骤S21～步骤S24的处理，决定空调机21的控制指令。
(步骤S36)
空调系统控制装置41存储空调机21的控制指令。
(控制指令处理)
(步骤S37)
空调系统控制装置41判定控制指令发送周期是否到来。空调系统控制装置41在控制指令发送周期到来的情况下，进入到步骤S38。另一方面，空调系统控制装置41在控制指令发送周期未到来的情况下，返回到步骤S37。
(步骤S38)
空调系统控制装置41向空调机21发送控制指令，结束处理。
(效果)
在上述结构中，空调系统控制装置41通过决定空调机21的控制指令，能够执行空调机21的控制，使得在遵守制约条件的同时使评价指标最大化或者最小化、即满足预先设定的条件。因此，空调系统控制装置41能够将室内温度的变动抑制为预先决定的范围并且实现节能。
以上，在本实施方式1中，空调系统控制装置41对设置在建筑物内的一个或者多个空调机21进行控制，空调系统控制装置41构成为具备：空调机数据取得部64，取得一个或者多个空调机21的运转数据；预测热负荷取得部62，取得建筑物内的预测热负荷53；以及空调机控制指令决定部63，决定空调机控制指令，使得在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间中使预先设定的评价指标满足预先设定的条件，空调机控制指令决定部63被设定将控制对象期间按照一个或者多个预先设定的分割宽度分割为多个时间的时间截面，求出运转数据中包含的室内温度满足制约条件的室内温度变更容许范围，根据运转数据中包含的室内温度、室内温度变更容许范围、预测热负荷53、以及一个空调机21应处理的热负荷或者多个空调机21各自应处理的热负荷来求出热负荷变更容许范围，针对每个时间截面，根据热负荷变更容许范围、以及一个空调机21的运转效率或者多个空调机21各自的运转效率，决定一个或者多个空调机21的运转频率以及起动停止作为空调机控制指令。
在上述结构中，空调系统控制装置41在使空调机21工作的期间，能够将室内温度的变动抑制为预先决定的范围，并且提高空调机21的运转效率。因此，空调系统控制装置41能够将空调对象空间保持为舒适的状态，并且可靠地进行节能运转。
另外，在上述结构中，在制约条件下实施空调机21的运转使得评价指标满足预先设定的条件，所以能够实现节能。
另外，在本实施方式1中，空调机控制指令决定部63具有热负荷变更容许范围预测单元71，该热负荷变更容许范围预测单元71根据所测量的室内温度、作为制约条件的预先设定的室内温度上限设定值、作为制约条件的预先设定的室内温度下限设定值、表示建筑物的绝热性以及建筑物的蓄热性的建筑物构成部件物理参数52、以及预测热负荷53，求出热负荷变更容许范围。
在上述结构中，能够使在室内温度的变动收敛于室内温度容许范围的同时，决定空调机控制指令。
另外，在本实施方式1中，空调机控制指令决定部63具有最佳热负荷推算单元72，该最佳热负荷推算单元72根据热负荷变更容许范围、以及与一个空调机21的运转效率或者多个空调机21的运转效率关联的空调机性能特性51，求出一个空调机21的最佳热负荷或者多个空调机21各自的最佳热负荷，使得在制约条件下，在控制对象期间中使评价指标满足预先设定的条件。
在上述结构中，能够抑制室内温度的频繁的变动，并且提高空调机21的运转效率。
另外，在本实施方式1中，空调机控制指令决定部63根据最佳热负荷和空调机性能特性51，求出用于处理最佳热负荷而所需的一个或者多个空调机21的运转频率以及起动停止。
在上述结构中，能够决定处理最佳热负荷的空调机21的控制指令。
另外，在本实施方式1中，空调机控制指令决定部63根据最佳热负荷，决定一个空调机21的运转模式或者多个空调机21各自的运转模式。
在上述结构中，用户无需变更运转模式，而能够自动地根据热负荷来变更运转模式。
根据以上的说明，空调系统控制装置41能够特别显著地将空调对象空间保持为舒适的状态，并且可靠地进行节能运转。
实施方式2.
(评价指标以及制约条件的变化)
与实施方式1的不同点是评价指标以及制约条件。以下，首先说明评价指标，接下来说明制约条件。
(评价指标的变化)
(与所追加的评价指标有关的功能结构)
在实施方式1中，作为评价指标，采用了消耗电力量。但是，作为评价指标，也可以采用运行成本。图12是示出本发明的实施方式2中的空调系统控制装置41的详细的功能结构之中的评价指标的一个例子的图。如图12所示，在求出最佳热负荷时，作为评价指标考虑了运行成本。此时，也可以根据需要，设定按时间段的电力量费用等。
而且，由于设为还考虑了舒适性的评价指标，所以也可以在消耗电力以及运行成本中设定将室内温度从设定温度偏移的偏移程度和室内温度的时间变化率进行了组合的式(7)所示的评价指标G。
[式7]
G＝α1×G1+α2×G2+α3×G3+α4×G4 (7)
此处，G1是空调机21的整个计划对象期间中的消耗电力量、G2是空调机21的整个计划对象期间中的运行成本、G3是室内温度从设定温度偏移的偏移程度的平方平均值、G4是室内温度的时间变化率的平方平均值、α1～α4分别是权重系数。其中，关于G3和G4，无需将平方平均值编入到评价指标。例如，在G3中，是还对偏移程度的绝对值的最大值进行了考虑的评价指标即可。另外，在G4中，是还对时间变化率的绝对值的最大值进行了考虑的评价指标即可。
(与所追加的评价指标有关的效果)
在上述说明的结构中，并非是简单地用于使消耗电力量以及运行成本最小化的评价指标，而成为还包括舒适性的评价指标，能够决定考虑了节能性和舒适性的平衡的空调机21的最佳控制指令。
(制约条件的变化)
(在室内温度的时间变化率中追加制约条件的情况)
(与室内温度的时间变化率的制约有关的功能结构)
另外，在实施方式1中，将把室内温度维持在预先设定的室内温度上限设定值与预先设定的室内温度下限设定值之间的条件设为与室内温度有关的制约条件，但除此以外，也可以在制约条件中追加将室内温度的时间变化率维持为预先设定的温度变化率内的条件。即，也可以使室内温度的时间变化率不超过室内温度的时间变化率上限值的条件成为制约条件。
图13是示出本发明的实施方式2中的空调系统控制装置41的详细的功能结构之中的制约条件追加数据群101被追加到制约条件的一个例子的图。如图13所示，在制约条件中追加了制约条件追加数据群101。制约条件追加数据群101是使例如室内温度的时间变化率不超过室内温度的时间变化率上限值这样的条件。例如，在室内温度的时间变化率中设置0.2[℃/5分钟以下]等制约。
(与室内温度的时间变化率的制约有关的效果)
其结果，空调系统控制装置41能够避免与急剧的温度变化相伴的空调机21的控制，舒适性进一步提高。
(在空调机21的消耗电力量中追加制约条件的情况)
(与消耗电力量的制约有关的功能结构)
另外，也可以通过在制约条件追加数据群101中追加将空调机21的消耗电力量维持为预先设定的消耗电力量上限值以下这样的条件，从而在制约上限中追加消耗电力量上限值。例如，空调系统控制装置41也可以对消耗电力量设置10[kW]以下等制约。即，也可以在消耗电力量中设置10[kW]以下的制约。
(与消耗电力量的制约有关的效果)
其结果，空调系统控制装置41能够抑制峰值电力以及契约电力，所以能够削减用户的空调费。
(在空调机21的起动停止次数中追加制约条件的情况)
(与起动停止次数的制约有关的功能结构)
另外，也可以通过在制约条件追加数据群101中追加将空调机21的起动停止次数维持为预先设定的起动停止次数上限值以下这样的条件，从而在制约上限中追加起动停止次数上限值。例如，空调系统控制装置41针对起动停止次数上限值，通过将1次/1小时以下这样的条件追加到制约条件追加数据群101，从而对起动停止次数附加限制。
(与起动停止次数的制约有关的效果)
其结果，空调系统控制装置41能够以不损耗设置于空调机21的压缩机等的机器寿命的方式实现节能运转。
(与评价指标及制约条件有关的效果)
根据上述说明，空调系统控制装置41能够决定考虑了基于各种观点的舒适性、峰值电力的抑制、以及空调机21的机器寿命等的最佳控制指令。
以上，在本实施方式2中，制约条件由使室内温度维持在室内温度上限设定值与室内温度下限设定值之间的第1条件、使室内温度的时间变化率维持为预先设定的室内温度的时间变化率的第2条件、使空调机21的消耗电力量维持为预先设定的消耗电力量范围的第3条件、以及使空调机21的起动停止的次数维持在预先决定的次数以内的第4条件之中的某一个或者两个以上的组合构成。
在上述结构中，不仅使室内温度的变动收敛于室内温度变更容许范围，而且还能够在使室内温度的频繁的变化、峰值电力、以及空调机21的起动停止次数收敛于容许范围的同时实现节能。
另外，在本实施方式2中，评价指标由控制对象期间中的一个空调机21的消耗电力量或者多个空调机21各自的消耗电力量、一个空调机21的运行成本或者多个空调机21各自的运行成本、根据空调机性能特性51求出的空调机效率、室内温度从设定温度偏移的偏移程度、以及室内温度的时间变化率中的某一个或者两个以上的组合构成。
在上述结构中，并非是简单地使消耗电力量或者运行成本最小化，而是使用还包括舒适性的评价指标，能够实施考虑了节能性和舒适性的平衡的空调机21的运转。
实施方式3.
(空调系统控制装置41的功能结构的变化)
与实施方式1以及实施方式2的不同点是未设置控制指令部65的点。图14是示出本发明的实施方式3中的空调系统控制装置41的功能结构的一个例子的图。图15是示出本发明的实施方式3中的空调系统控制装置41的详细的功能结构的一个例子的图。
如图14以及图15所示，在实施方式3中的空调系统控制装置41中，未设置控制指令部65。此处，在从数据存储部61向空调机21传递控制指令的情况下，例如也可以由未图示的处理器或者未图示的对空调系统控制装置41进行总体控制的总体控制部从数据存储部61向空调机21传递控制指令。另外，如果在数据存储部61中构成有未图示的数据控制部，则也可以由未图示的数据控制部从数据存储部61向空调机21传递控制指令。
另外，在从空调机控制指令决定部63向空调机21传递控制指令的情况下，空调机控制指令决定部63也可以在求出控制指令之后，将求出的控制指令传递给空调机21。
不论在哪一个情况下，都设想为在数据存储部61或者空调机控制指令决定部63中事先设定有指定空调机21的标识符、例如空调机21的地址。另外，在数据存储部61或者空调机控制指令决定部63中事先未设定有空调机21的地址的情况下，在传递控制指令之前设定到数据存储部61或者空调机控制指令决定部63即可。
根据上述说明，空调系统控制装置41即使未设置有控制指令部65，也能够将控制指令传递给空调机21。
实施方式4.
(空调系统控制装置41的功能结构的变化)
与实施方式1以及实施方式2的不同点是未设置控制指令部65的点。与实施方式3的不同点是评价指标以及制约条件，但关于它，与实施方式2相同。
图16是示出本发明的实施方式4中的空调系统控制装置41的详细的功能结构之中的评价指标的一个例子的图。图17是示出本发明的实施方式4中的空调系统控制装置41的详细的功能结构之中的制约条件追加数据群101被追加到制约条件的一个例子的图。
如图16以及图17所示，在实施方式4中的空调系统控制装置41中，未设置控制指令部65。此处，在从数据存储部61向空调机21传递控制指令的情况下，例如也可以由未图示的处理器或者对未图示的空调系统控制装置41进行总体控制的总体控制部从数据存储部61向空调机21传递控制指令。另外，如果在数据存储部61中构成有未图示的数据控制部，则也可以由未图示的数据控制部从数据存储部61向空调机21传递控制指令。
另外，在从空调机控制指令决定部63向空调机21传递控制指令的情况下，空调机控制指令决定部63也可以在求出控制指令之后，将求出的控制指令传递给空调机21。
不论在哪种情况下，都设想为在数据存储部61或者空调机控制指令决定部63中事先设定了指定空调机21的标识符、例如空调机21的地址。另外，在数据存储部61或者空调机控制指令决定部63中事先未设定空调机21的地址的情况下，在传递控制指令之前，设定到数据存储部61或者空调机控制指令决定部63即可。
根据上述说明，空调系统控制装置41即使未设置控制指令部65，也能够将控制指令传递给空调机21。

Claims (9)

1.一种空调系统控制装置，对设置在建筑物内的一个或者多个空调机进行控制，具备：
空调机数据取得部，取得所述一个或者多个空调机的运转数据；
预测热负荷取得部，取得所述建筑物内的预测热负荷；以及
空调机控制指令决定部，决定空调机控制指令，使得在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间中使预先设定的评价指标满足预先设定的条件，
对所述空调机控制指令决定部设定将所述控制对象期间按照一个或者多个预先设定的分割宽度分割为多个时间的时间截面，
在所述空调机控制指令决定部中，
求出所述运转数据中包含的室内温度满足所述制约条件的室内温度变更容许范围，
根据所述运转数据中包含的室内温度、所述室内温度变更容许范围中的室内温度上限设定值及室内温度下限设定值、表示所述建筑物的绝热性及所述建筑物的蓄热性的建筑物构成部件物理参数、所述预测热负荷、以及所述一个空调机应处理的热负荷或者所述多个空调机各自应处理的热负荷，求出热负荷变更容许范围，
针对每个所述时间截面，根据所述热负荷变更容许范围、以及所述一个空调机的运转效率或者所述多个空调机各自的运转效率，决定所述一个或者多个空调机的运转频率以及起动停止作为所述空调机控制指令。
2.根据权利要求1所述的空调系统控制装置，其中，
所述空调机控制指令决定部具有最佳热负荷推算单元，该最佳热负荷推算单元根据所述热负荷变更容许范围、以及与所述一个空调机的运转效率或者所述多个空调机的运转效率关联的空调机性能特性，求出所述一个空调机的最佳热负荷或者所述多个空调机各自的最佳热负荷，使得在所述制约条件下，在所述控制对象期间中使所述评价指标满足所述预先设定的条件。
3.根据权利要求2所述的空调系统控制装置，其中，
所述空调机控制指令决定部根据所述最佳热负荷和所述空调机性能特性，求出用于处理所述最佳热负荷而所需的所述一个或者多个空调机的运转频率以及起动停止。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的空调系统控制装置，其中，
所述制约条件由使室内温度维持在所述室内温度上限设定值与所述室内温度下限设定值之间的第1条件、使室内温度的时间变化率维持为预先设定的室内温度的时间变化率的第2条件、使所述空调机的消耗电力量维持在预先设定的消耗电力量范围的第3条件、以及使所述空调机的起动停止的次数维持在预先决定的次数以内的第4条件中的某一个或者两个以上的组合构成。
5.根据权利要求2或者3所述的空调系统控制装置，其中，
所述评价指标由所述控制对象期间中的所述一个空调机的消耗电力量或所述多个空调机各自的消耗电力量、所述一个空调机的运行成本或所述多个空调机各自的运行成本、根据所述空调机性能特性求出的空调机效率、室内温度从设定温度偏移的偏移程度、以及室内温度的时间变化率之中的某一个或者两个以上的组合构成。
6.根据权利要求2或者3所述的空调系统控制装置，其中，
所述空调机控制指令决定部根据所述最佳热负荷，决定所述一个空调机的运转模式或者所述多个空调机各自的运转模式。
7.一种空调系统控制方法，对设置在建筑物内的一个或者多个空调机进行控制，具备：
取得所述一个或者多个空调机的运转数据的步骤；
取得所述建筑物内的预测热负荷的步骤；以及
决定空调机控制指令，使得在预先设定的制约条件下，在预先设定的控制对象期间中使预先设定的评价指标满足预先设定的条件的步骤，
在决定所述空调机控制指令的步骤中，
被设定将所述控制对象期间按照一个或者多个预先设定的分割宽度分割为多个时间的时间截面，
求出所述运转数据中包含的室内温度满足所述制约条件的室内温度变更容许范围，
根据所述运转数据中包含的室内温度、所述室内温度变更容许范围中的室内温度上限设定值及室内温度下限设定值、表示所述建筑物的绝热性及所述建筑物的蓄热性的建筑物构成部件物理参数、所述预测热负荷、以及所述一个空调机应处理的热负荷或者所述多个空调机各自应处理的热负荷，求出热负荷变更容许范围，
针对每个所述时间截面，根据所述热负荷变更容许范围、以及所述一个空调机的运转效率或者所述多个空调机的运转效率，决定所述一个或者多个空调机的运转频率以及起动停止作为所述空调机控制指令。
8.根据权利要求7所述的空调系统控制方法，其中，
在决定所述空调机控制指令的步骤中，根据所述热负荷变更容许范围、以及与所述一个空调机的运转效率或者所述多个空调机的运转效率关联的空调机性能特性，求出所述一个空调机的最佳热负荷或者所述多个空调机的最佳热负荷，使得在所述制约条件下，在所述控制对象期间中使所述评价指标满足所述预先设定的条件。
9.根据权利要求8所述的空调系统控制方法，其中，
在决定所述空调机控制指令的步骤中，根据所述最佳热负荷和所述空调机性能特性，求出用于处理所述最佳热负荷而所需的所述一个或者多个空调机的运转频率以及起动停止。
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