JP2015092124A - シミュレーション装置、及びシミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建物の内部空間の熱環境を精度よくシミュレーションする。
【解決手段】シミュレーション装置１０は、建物２の内部空間３の熱環境情報１３２を取得し、熱環境情報１３２と内部空間３について設定した熱モデルに基づき、内部空間３の所定期間における発熱量をシミュレーションにより求め、内部空間３を満たす空気の上記所定期間における温度変化を次式「温度変化＝補正係数×発熱量／（空気の比熱×空気の質量）」から求め、熱環境情報から取得される、上記空気の所定期間における温度変化、上記空気の比熱と質量、及びシミュレーションにより求めた所定期間における発熱量を次式「補正係数＝温度変化×空気の比熱×空気の質量／シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量」に代入することにより上記補正係数を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、シミュレーション装置、及びシミュレーション方法に関する。

特許文献１には、「空調機器を所定の運転条件で作動させ、空調機器のエネルギ使用量と内部空間内外の所定の環境データを測定し、そのエネルギ使用量と環境データに基づいて、内部空間を形成する構造体部位と熱負荷源の各部分熱負荷を与える負荷計算式の不明パラメータを予備的に導出し、その不明パラメータと既知パラメータに基づいて各負荷計算式を予備的に導出し、空調機器の所定の運転条件下における所定の環境データについて実測と予備的に導出された各負荷計算式を用いたシミュレーションの両結果を比較して予備的に導出された不明パラメータの調整を行い、各負荷計算式の予備的導出とシミュレーションと不明パラメータの調整を適宜繰り返すことにより不明パラメータを導出する。」と記載されている。

特開２００２−２６７２３５号公報

昨今、電力不足に対する対策強化、温室効果ガスの排出削減などの観点から、省エネルギー化に対する意識が高まっている。このため、スマートメータの導入促進と共に、空調機器（冷房、暖房等）やこれを制御する機器（ＨＥＭＳサーバ（HEMS:Home Energy Management System）、ホームゲートウェイ等）には、需要家が電力消費量を一時的に削減するデマンドレスポンス（ＤＲ（Demand Response））、自動デマンドレスポンス（ＡＤＲ（Automated Demand Response））等に対応した機能や消費エネルギーの可視化（見える化）機能などの実装が求められるようになってきている。ここでこうした機能は、空調機器が設置される空間の温度変化をシミュレーションにより予測し、その結果を空調機器の制御に反映することで実現することができるが、シミュレーションの精度を高めることで空調機器の更なる効率的な制御が可能となる。

本発明はこうした背景に鑑みてなされたものであり、建物の内部空間の熱環境を精度よくシミュレーションすることが可能な、シミュレーション装置、及びシミュレーション方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のうちの一つは、シミュレーション装置であって、建物の内部空間の熱環境に関する情報である熱環境情報を取得する熱環境情報取得部と、前記熱環境情報及び前記内部空間について設定した熱モデルに基づき、前記内部空間の所定期間における発熱量をシミュレーションにより求めるシミュレーション処理部と、求めた前記発熱量、前記内部空間を満たす空気の比熱と質量、及び記憶している補正係数を次式に代入することにより、前記内部空間を満たす空気の前記所定期間における温度変化を求める温度変化算出部と、
温度変化＝補正係数×発熱量／（空気の比熱×空気の質量）
前記内部空間の前記熱環境情報として取得される所定期間の温度変化、前記空気の比熱と質量、及び前記シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量を次式に代入することにより前記補正係数を求める補正係数算出部と
補正係数＝温度変化×空気の比熱×空気の質量
／シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量
を備える。

本発明によれば、建物の内部空間の熱環境を精度よくシミュレーションすることができる。

実施例１のシミュレーションシステム１の概略的な構成を示す図である。 実施例１における熱環境情報１３２の一例である。 シミュレーション処理Ｓ３００を説明するフローチャートである。 収集期間決定処理Ｓ３１２を説明するフローチャートである。 シミュレーション装置１０がユーザに熱環境情報１３２の収集期間を選択させる際に表示する画面５００の一例である。 補正係数更新処理Ｓ３１５を説明するフローチャートである。 シミュレーション装置１０がシミュレーション結果として表示する画面の一例である。 実施例２のシミュレーションシステム１の概略的な構成を示す図である。 実施例２における熱環境情報１３２の一例である。

以下、実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明において、同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。また符号の添字部分を省略して同一の構成要素を総称することがある（例えば、内部空間３Ａ，３Ｂ，・・・を内部空間３と総称する。）。

図１に、実施例１として説明する、建物２の内部空間３の熱環境のシミュレーションを行うシミュレーションシステム１の概略的な構成を示している。このシミュレーションシステム１によるシミュレーションの結果は、例えば、建物２の内部空間３に設けられている空調機器３０（エアコン（冷房機器、暖房機器））の自動運転の最適化、屋内環境の快適度の予測、建物２の居住者等への生活アドバイスのための情報などとして利用される。

同図に示すように、シミュレーションシステム１は、シミュレーション装置１０、建物２の内部空間３の夫々に設けられた内部温湿度センサ２１、消費電力センサ２２、及び空調機器３０、及び、建物２の外部に設けられた外部温湿度センサ４０等を含む。建物２は、例えば、住宅、ビル、店舗等であり、内部空間３は、例えば、リビング、寝室、オフィス空間、売り場空間等である。

建物２には有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、センサネットワーク（Wireless Sensor Networks）等で構成された通信ネットワーク５１が設けられている。通信ネットワーク５１はインターネット等の外部の通信ネットワーク５２と接続している。通信ネットワーク５１又は通信ネットワーク５２に接続する装置はＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに従って通信することができる。通信ネットワーク５１又は通信ネットワーク５２に接続する個々の装置にはＩＰアドレス等の固有のネットワークアドレスが付与されている。シミュレーション装置１０は、通信ネットワーク５１及び通信ネットワーク５２を通じて気象情報提供サーバ６０と通信することができる。中継装置５０は、通信ネットワーク５１と通信ネットワーク５２を接続する装置であり、ルータ、ゲートウェイ装置等である。中継装置５０の機能の全部又は一部をシミュレーション装置１０によって実現してもよい。

シミュレーション装置１０、内部温湿度センサ２１、消費電力センサ２２、及び空調機器３０は通信ネットワーク５１を介して通信する。内部温湿度センサ２１は、内部空間３の温度及び湿度を計測し、計測値を自発的にもしくはシミュレーション装置１０からの要求に応じてシミュレーション装置１０に送信する。消費電力センサ２２は、空調機器３０の消費電力を計測し、計測値を自発的にもしくはシミュレーション装置１０からの要求に応じてシミュレーション装置１０に送信する。

シミュレーション装置１０は建物２の空調環境について監視や制御を行う。シミュレーション装置１０は、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）、ＢＥＭＳ（Building Energy Management System）、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）などにおける、サーバ装置、ゲートウェイ装置などとして機能するものであってもよい。

シミュレーション装置１０は情報処理装置（コンピュータ）を用いて構成されており、中央処理装置１１（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等）、記憶装置１２（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光学式記憶装置等）、通信装置１３（ＮＩＣ（Network Interface Card）等）、入力装置１４（キーボード、マウス、タッチパネル等）、表示装置１５（液晶モニタ等）、計時装置１６、及びこれらの装置を通信可能に接続するバス（bus）等の通信手段１７を備える。計時装置１６は、ＲＴＣ（Real Time Clock）等を用いて構成され、現在時刻等の日時情報や各種時間情報を生成する。通信装置１３は、通信ネットワーク５１を介して他の装置と通信する。入力装置１４及び表示装置１５の機能は、シミュレーション装置１０と通信ネットワーク５１を介して通信可能に接続する情報処理装置（操作入力端末）によって実現してもよい。

記憶装置１２は、シミュレーション装置１０が備える各種の機能（処理部）を実現するためのプログラム（以下、「ＰＧ」と略記することがある。）やデータを記憶する。同図に示すように、記憶装置１２は、主なプログラムとして、シミュレーションＰＧ１２１、補正係数算出ＰＧ１２２、熱環境情報取得ＰＧ１２３、及び機器制御ＰＧ１２４を記憶する。また記憶装置１２は、主なデータとして、熱モデル１３１、熱環境情報１３２、及び補正係数１３３を記憶する。

上記プログラムのうち、シミュレーションＰＧ１２１は、内部空間３の発熱量（発熱量が負値の場合は吸熱量を意味する。）のシミュレーションに関する機能（シミュレーションの実施機能、シミュレーション結果の表示機能等）を実現する。

補正係数算出ＰＧ１２２は、後述する補正係数の算出に関する機能を実現する。例えば、補正係数算出ＰＧ１２２は、熱環境情報１３２の後述の収集期間の決定、補正係数を求めるための熱環境情報１３２の収集、補正係数を求めるためのシミュレーション等の機能を実現する。

熱環境情報取得ＰＧ１２３は、建物２の内部空間３の熱環境に関する情報である熱環境情報１３２（内部空間３を満たす空気の温湿度、建物２の外部の空気の温湿度、空調機器３０の消費電力等）を、内部温湿度センサ２１、外部温湿度センサ４０、消費電力センサ２２から取得する機能を実現する。また熱環境情報取得ＰＧ１２３は、気象情報提供サーバ６０から熱環境情報１３２を取得する機能を実現する。

機器制御ＰＧ１２４は、通信ネットワーク５１を介して内部空間３に設けられている空調機器３０を遠隔制御（稼働停止制御等）する機能を実現する。

気象情報提供サーバ６０は、建物２が存在する地域の気象情報（気温、湿度、照度、日照時間、雨量、降雪量、風速、風向等）を熱環境情報１３２として、通信ネットワーク５２を介してシミュレーション装置１０に提供する。気象情報提供サーバ６０は、過去又は現在の気象情報、予測した未来の気象情報を熱環境情報１３２として提供する。

図２にシミュレーション装置１０が記憶する熱環境情報１３２の一例を示す。同図に示すように、熱環境情報１３２は、当該レコードの内容の取得日時２１１、内部温湿度センサ２１Ａから取得した内部空間３Ａの温度（温度Ａ２１２）、内部温湿度センサ２１Ａから取得した内部空間３Ａの湿度（湿度Ａ２１３）、内部温湿度センサ２１Ｂから取得した内部空間３Ｂの温度(温度Ｂ２１４）、内部温湿度センサ２１Ｂから取得した内部空間３Ｂの湿度（湿度Ｂ２１５）、外部温湿度センサ４０から取得した外部の温度（外部温度２１６）、外部温湿度センサ４０から取得した外部の湿度（外部湿度２１７）、内部空間３Ａの空調機器３０Ａの消費電力(消費電力Ａ２１８）、及び内部空間３Ｂの空調機器３０Ｂの消費電力（消費電力Ｂ２１９）の各項目を有する一つ以上のレコードで構成されている。尚、同図に示す各レコードの内容はシミュレーション装置１０が所定の取得日時１３１に同時に取得したものである。

続いて、シミュレーション装置１０が行う内部空間３のシミュレーションについて説明する。シミュレーション装置１０は、各内部空間３の熱モデル１３１を記憶している。熱モデルは、内部空間３の構造物（壁、天井、床等）、内部空間３に存在する機器（電灯、テレビ、パソコン等）や人体、及び空調機器３０等の要素についての熱収支をモデル化（例えば、部屋モデル、壁モデル、換気モデル、蓄熱モデル、空調モデル、人体熱源モデル、家電熱源モデル等でモデル化）したものである。シミュレーション装置１０は、熱モデルの各要素について単位時間当たりの発熱量を積算することにより内部空間３の単位時間あたりの熱収支を求め、求めた熱収支を発熱量とする。またシミュレーション装置１０は、潜熱負荷として発生する水蒸気量（水蒸気量が負値の場合は除湿を意味する。）を求める。シミュレーション装置１０は、例えば、各要素について予め設定された条件、温度、湿度に基づき、所定期間における単位時間あたりの発熱量を求める。

ここで内部空間３に発生した熱が全て内部空間３に蓄熱されると仮定すれば、温度変化と全発熱量の関係は次式で表すことができる。
［数１］
シミュレーションで算出した全発熱量（J）
＝温度変化（K）×空気の比熱（J/gK）×空気質量（g） … 式１
尚、上式における空気質量（g）は内部空間３に存在する空気の質量である。

式１では全発熱量が全て内部空間３に蓄熱されると仮定している。このため、壁等の構造物から外部へ移動する熱や、内部空間３に存在する構造物への蓄熱等の影響によりシミュレーションで算出した全発熱量（J）は必ずしも正確ではなく、式１から求めた温度変化（K）は実際の温度変化（K）と必ずしも一致しない。そこでシミュレーション装置１０は、式１に補正係数を導入した次式に基づき、より正確な温度変化を求める。
［数２］
シミュレーションで算出した全発熱量（J） ×補正係数
＝温度変化（K）×空気の比熱（J/gK）×空気質量（g） … 式２

ここで補正係数は、式１の左辺を実測値である右辺に合わせるための係数である。シミュレーション装置１０は、補正係数を図１における補正係数１３３として記憶装置１２に記憶する。シミュレーション装置１０は式２に基づき求めた単位時間毎の温度変化を結んでいくことにより内部空間３の温度変化をシミュレーションする。

シミュレーション装置１０は、湿度（％）について、各熱モデルの計算より得た単位時間あたりの発生水蒸気量を内部空間３の水蒸気量に積算していくことで計算対象空間の水蒸気量の時間変化を求める。そしてシミュレーション装置１０は、求めた水蒸気量と温度とに基づき内部空間３の相対湿度を求める。

空調機器３０の消費電力について、シミュレーション装置１０は、例えば、次式で表される消費電力モデルに基づきシミュレーションを行う。尚、消費電力モデルは、例えば、温度、設定温度、並びにその他の変数を引数とする関数で表現される別態様のモデルであってもよい。
［数３］
消費電力（W）＝（温度（℃）-設定温度（℃））×出力比（W/K） … 式３
但し「温度≦設定温度」の場合は「空調機器３０の消費電力＝０」とし、また「消費電力＞空調機器３０の定格電力」の場合は「消費電力＝定格電力」とする。温度（℃）は、内部空間３の温度であり、また設定温度（℃）はユーザ等が設定した空調機器３０の設定温度である。また出力比（W/K）は、温度と設定温度の温度差と空調機器３０の出力とが比例すると仮定した場合における温度差と出力との比である。空調機器３０の設定温度と出力比を固定すれば、式２から取得される温度（の時間変化）を式３に代入して空調機器３０の消費電力を求めることができる。

＜処理説明＞
続いて図３に示すフローチャートとともに内部空間３の熱環境のシミュレーションに関してシミュレーション装置１０が行う処理（以下、シミュレーション処理Ｓ３００とも称する。）について説明する。

同図に示すように、シミュレーション装置１０は、まず所定の判断基準に従い補正係数を更新する必要があるか否かを判断する（Ｓ３１１）。上記判断基準は、例えば、補正係数に初期値が設定されているか否か（補正係数に初期値が設定されている場合は補正係数を必ず更新するように設定されている場合）、以前に行ったシミュレーションにより求めた内部空間３の温度変化と実測された温度変化との偏差が予め設定された閾値を超えている（シミュレーションの誤差が大きい）か否か、予め設定された更新時期が到来した（例えば、季節の変わり目や予め設定された周期が到来した）か否かである。補正係数を更新する必要があると判断すると（Ｓ３１１：ＹＥＳ）、シミュレーション装置１０は、補正係数の更新に関する処理（Ｓ３１２からの処理）を開始する。補正係数を更新する必要がないと判断した場合（Ｓ３１１：ＮＯ）、シミュレーション装置１０は、シミュレーションの実施に関する処理（Ｓ３２１からの処理）を開始する。

Ｓ３１２では、シミュレーション装置１０は、熱環境情報１３２の収集期間（以下、単に「収集期間」とも称する。）を決定する。この処理（以下、収集期間決定処理Ｓ３１２と称する）の詳細については後述する。Ｓ３１３では、シミュレーション装置１０は、決定した収集期間において熱環境情報１３２の収集を行う。

Ｓ３１４では、シミュレーション装置１０は、熱環境情報１３２の収集が完了しているか否かを判断する。熱環境情報１３２の収集が完了している場合（Ｓ３１４：ＹＥＳ）、シミュレーション装置１０は、収集した熱環境情報１３２に基づき補正係数を求め、記憶装置１２に記憶している補正係数１３３を、新たに求めた上記補正係数に更新する（Ｓ３１５）。その後、シミュレーション装置１０は、シミュレーションの実施に関する処理（Ｓ３２１からの処理）を開始する。

一方、Ｓ３１４において熱環境情報１３２の収集が完了していない場合（Ｓ３１４：ＮＯ）、シミュレーション装置１０は、シミュレーションの実施に関する処理（Ｓ３２１からの処理）を開始する。つまりシミュレーション装置１０はシミュレーションの実施を補正係数の更新に優先する。

Ｓ３２１では、シミュレーション装置１０は、現在が熱環境情報１３２の収集期間内であるか否かを判断する。収集期間内であれば（Ｓ３２１：ＹＥＳ）、シミュレーション装置１０は、空調機器３０の稼働を停止させてから（Ｓ３２２）、シミュレーションを実施する（Ｓ３２３）。このように空調機器３０の稼働を停止させるのは空調機器３０の影響（外乱）を抑えて補正係数の精度を高めるためである。尚、現在が熱環境情報１３２の収集期間内か否かに応じて空調機器３０を停止させるか否かを判断するのではなく、熱環境情報１３２の収集期間とは別に、ユーザ等から空調機器３０を停止させてもよい期間を受け付け、現在が受け付けた上記期間内であるか否かに応じて空調機器３０の稼働を制御するようにしてもよい。

現在が空調機器３０の熱環境情報１３２の収集期間内でなければ（Ｓ３２１：ＮＯ）、シミュレーション装置１０は空調機器３０の稼働停止制御を行わずにシミュレーションを実施する（Ｓ３２３）。シミュレーションの実施に際し、シミュレーション装置１０は、熱モデル１３１、熱環境情報１３２、及び補正係数１３３を取得する。また必要な場合は気象情報提供サーバ６０から気象情報（建物２が存在する地域に関するもの）を取得する。例えば、内部空間３Ａについてシミュレーションを実施する場合、シミュレーション装置１０は、シミュレーションの対象期間における、内部温湿度センサ２１Ａの計測値、消費電力センサ２２Ａの計測値、及び外部温湿度センサ４０の計測値を取得する。

シミュレーションの実施後、シミュレーション装置１０はその結果を表示装置１５に表示する（Ｓ３２４）。その後、処理はＳ３１１に戻る。

図４は、図３に示した収集期間決定処理Ｓ３１２の詳細を説明するフローチャートである。同図に示すように、まずシミュレーション装置１０は、熱環境情報１３２の収集期間の候補を生成して記憶装置１２に記憶する（Ｓ４１１）。シミュレーション装置１０は、例えば、空調機器３０を停止させることによりユーザに与える影響が少ない時間帯（深夜の時間帯等）を熱環境情報６の収集期間の候補として生成する。また例えば、シミュレーション装置１０は、ユーザに与える影響が少なく外乱の影響も少ない、消費電力センサ２２から取得される空調機器３０の消費電力が期間全体にわたって予め設定された閾値以下となる期間を熱環境情報１３２の収集期間の候補として生成する。また例えば、シミュレーション装置１０は、入力装置１４や通信ネットワーク５１等を介してユーザから受け付けた、ユーザが熱環境情報１３２の収集を行ってもよいとする期間もしくはユーザが内部空間３に不在となる期間等を熱環境情報１３２の収集期間の候補として生成する。また例えば、シミュレーション装置１０は、任意の期間（現在から２４時間後までの期間等）を熱環境情報１３２の収集期間の候補として生成する。

熱環境情報１３２の収集期間の候補を生成すると、シミュレーション装置１０は、続いてユーザに熱環境情報１３２の収集期間の候補の一つを提示し（Ｓ４１２）、これを熱環境情報１３２の収集期間として設定するか否かをユーザに尋ねる（Ｓ４１３）。ユーザは、例えば、空調機器３０の稼働を停止させたくない期間を避けて熱環境情報１３２の収集期間を選択する。

図５は、シミュレーション装置１０がユーザに熱環境情報１３２の収集期間を選択させる際（図４のＳ４１２〜Ｓ４１４の処理の際）に表示装置１５に表示する画面５００の一例である。同図に示すように、この画面５００には、空間Ａ（内部空間３Ａに相当）についての熱環境情報１３２の収集期間の候補５０１と空間Ｂ（内部空間３Ｂに相当）についての熱環境情報１３２の収集期間の候補５０３が表示されている。このうち候補５０１は「2013年7月1日の01:00〜05:00に空調機器３０Ａを停止する」ことを、候補５０３は「2013年7月2日の13:00〜17:00に空調機器３０Ｂを停止する」ことを表している。

ユーザは、候補５０１については選択ボタン５０２の「はい」又は「いいえ」を選択することでこれを熱環境情報１３２の収集期間とするか否かを、また候補５０３については選択ボタン５０４の「はい」又は「いいえ」を選択することでこれを熱環境情報１３２の収集期間とするか否かを、シミュレーション装置１０に指示することができる。「はい」が選択されるとシミュレーション装置１０は該当の候補を熱環境情報１３２の収集期間として決定し、「いいえ」が選択されるとシミュレーション装置１０は他の候補を提示してユーザに熱環境情報１３２の収集期間の指定を促す。尚、提示可能な全ての候補について「いいえ」が選択された場合、シミュレーション装置１０は、例えば、図３のＳ３２１の判断の結果を「ＮＯ」とし、この場合は空調機器３０を停止させずにＳ３２２の処理をスキップしてＳ３２３からの処理を行う。尚、空調機器３０に備えられている操作パネル等をユーザが直接操作することにより空調機器３０が運転されてしまう可能性もあるが、その場合もシミュレーション装置１０は図３のＳ３２２の処理をスキップしてＳ３２３の処理を行う。

提示中の収集期間の候補を熱環境情報１３２の収集期間とする旨をユーザから受け付けると（Ｓ４１４：ＹＥＳ）、シミュレーション装置１０は、提示中の熱環境情報１３２の収集期間の候補を熱環境情報１３２の収集期間として決定する（Ｓ４１５）。一方、提示中の収集期間の候補を熱環境情報１３２の収集期間としない旨をユーザから受け付けると（Ｓ４１４：ＮＯ）、シミュレーション装置１０は未選択の収集期間の候補の一つを提示して以上と同様の処理を繰り返す（Ｓ４１２）。

尚、Ｓ４１２〜Ｓ４１４のようにユーザに収集期間を選択させるのではなく、シミュレーション装置１０がＳ４１５にて熱環境情報１３２の収集期間の候補のうちの一つを熱環境情報１３２の収集期間として自動的に決定するようにしてもよい。その場合、シミュレーション装置１０は、例えば、収集期間の候補のうち現在から最も早期に開始されるものを熱環境情報１３２の収集期間として決定する。

図６は図３のＳ３１５の処理（以下、補正係数更新処理Ｓ３１５と称する。）の詳細を説明するフローチャートである。以下、同図とともに補正係数更新処理Ｓ３１５について説明する。

まずシミュレーション装置１０は、式２を変形することにより得られる次式に基づき補正係数を求める。
［数４］
補正係数＝温度変化（K）×空気の比熱（J/gK）×空気質量（g）
／シミュレーションで算出した全発熱量（J） …式４
具体的には、シミュレーション装置１０は、まず補正係数の初期値を「１」として（補正係数の大凡の値が知得されている場合はそのような値を初期値として設定してもよい。）、図３のＳ３２１〜Ｓ３２３と同様の手順でシミュレーションを実施することにより、Ｓ３１２で取得した期間中における発熱量の総和、即ち式４の右辺の分母の値を求める（Ｓ６１１）。

またシミュレーション装置１０は、Ｓ３１２で取得した期間の最初の時点における温度と最後の時点における温度を取得し、その温度差を温度変化（K）として求める（Ｓ６１２）。

そしてシミュレーション装置１０は、Ｓ６１１で求めたシミュレーションで算出した全発熱量（J）並びにＳ６１２で求めた温度変化（K）と、既知の空気の比熱（J/gK）及び空気質量（g）とを式４に代入して補正係数を求める（Ｓ６１３）。

図７はＳ３２４にてシミュレーション装置１０がシミュレーション結果として表示装置１５に表示する画面の一例である。この画面７００は、例えば、シミュレーション装置１０が入力装置１４を介してユーザから表示要求を受け付けた場合に表示される。

同図に示すように、この画面７００には、内部空間３Ａを対象として２０１３年７月１日にシミュレーション装置１０が行ったシミュレーションの結果がグラフの形式で表示されている。グラフの横軸は時間であり、縦軸は内部空間３Ａを満たしている空気の温度である。図中、符号７１１で示すグラフは補正係数を更新する前に更新前の補正係数を用いて行ったシミュレーション結果であり、符号７１２で示すグラフは補正係数の更新後に行ったシミュレーション結果であり、符号７１３は内部温湿度センサ２１Ａから取得される、内部空間３Ａの空気の温度変化の実測値である。

以上に説明したように、シミュレーション装置１０は、実際の熱環境に適合するように補正係数を自動的に調整するので、建物２の内部空間３の熱環境（熱量と温度変化の関係）のシミュレーションの精度を向上することができる。また図６及び図７に示したように、ユーザの許可を得て熱環境情報１３２の収集期間を決定するので、ユーザに不便をかけずに外乱の少ない熱環境情報１３２を収集することができる。またシミュレーション装置１０は熱環境情報１３２の収集に際して空調機器３０を停止させるので、空調機器３０による温度変化の影響がない状態で熱環境情報１３２を収集することができ、補正係数を正確に求めることができる。

尚、本実施形態のシミュレーション装置１０の応用としては様々なものが想定される。例えば、このシミュレーション装置１０の機能を空調機器３０の自動運転機能（内部空間３の空気の温度を自動的に設定温度に近づける機能）に適用すれば、補正係数自動調整機能付きの空調機器（環境自動適応型の空調機器）を実現することができ、低消費電力かつ高効率で動作する空調機器を実現することができる。またそのような空調機器に、例えば図７に示すグラフを表示する機能を付加することで、上記補正係数自動調整機能の効果を視覚情報として直感的にユーザに知らせることができる。

図８に実施例２として示すシミュレーションシステム１の概略的な構成を示している。実施例２のシミュレーション装置１０の構成は実施例１に示したものと同様である。実施例２では、実施例１と異なり、同じシミュレーション装置１０が複数の建物２の夫々の内部空間３のシミュレーションを行う。シミュレーション装置１０は、例えば、データセンタやシステムセンタ等の建物２の外部に設けられるが、いずれかの建物２内に設けてもよい。

実施例２では、シミュレーション装置１０は、通信ネットワーク５２、中継装置５０、及び通信ネットワーク５１を介して、各建物２の内部空間３に設けられている内部温湿度センサ２１、消費電力センサ２２、及び空調機器３０（以下、屋内設置機器と称する。）と通信する。また実施例２では、シミュレーション装置１０は、通信ネットワーク５２を介することで各建物２の内部空間３に設けられている空調機器３０の遠隔制御（稼働停止制御等）を行う。

図９にシミュレーション装置１０が記憶装置１２に記憶する熱環境情報９００を示す。実施例２では、同じシミュレーション装置１０が複数の建物２の夫々の熱環境のシミュレーションを行うため、各レコードの内容がいずれの建物２の屋内設置機器から取得したものであるかを区別できるように各レコードに建物２ごとに付与した識別子である建物ＩＤ９１１を対応づけている。尚、同図における他の項目については図２に示した熱環境情報１３２と同様であるので説明を省略する。

このように実施例２では、同じシミュレーション装置１０が、複数の建物２の夫々の熱環境のシミュレーションを担うため、シミュレーション装置１０のコスト面や運用面での設置負担を軽減することができる。また複数の建物２の熱環境情報９００がシミュレーション装置１０に集約されるので、例えば、ある建物２の内部空間３について行ったシミュレーションの結果に基づき他の建物２の内部空間３のシミュレーションにおける補正係数を決定する際の初期値を設定するなど、ある建物２の内部空間３について行ったシミュレーションの結果を他の建物２の内部空間３のシミュレーションに役立てることができる。

ところで、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。またある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、またある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また上記の各構成、機能等は、中央処理装置（プロセッサ）がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶することができる。

また制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示すものであり、必ずしも本発明が適用される製品の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。

１ シミュレーションシステム、 ２ 建物、 ３ 内部空間、 １０ シミュレーション装置、 １１ 中央処理装置、 １２ 記憶装置、 １３ 通信装置、 １４ 入力装置、 １５ 表示装置、 １６ 計時装置、 １２１ シミュレーションＰＧ、 １２２ 補正係数算出ＰＧ、 １２３ 熱環境情報取得ＰＧ、 １２４ 機器制御ＰＧ、 ２１ 内部温湿度センサ、 ２２ 消費電力センサ、 ３０ 空調機器、 ４０ 外部温湿度センサ、 ５０ 中継装置、 ５１ 通信ネットワーク、 ５２ 通信ネットワーク、 ６０ 気象情報提供サーバ

Claims (12)

1. 建物の内部空間の熱環境に関する情報である熱環境情報を取得する熱環境情報取得部と、
   前記熱環境情報及び前記内部空間について設定した熱モデルに基づき、前記内部空間の所定期間における発熱量をシミュレーションにより求めるシミュレーション処理部と、
   求めた前記発熱量、前記内部空間を満たす空気の比熱と質量、及び記憶している補正係数を次式に代入することにより、前記内部空間を満たす空気の前記所定期間における温度変化を求める温度変化算出部と、
   温度変化＝補正係数×発熱量／（空気の比熱×空気の質量）
   前記内部空間の前記熱環境情報として取得される所定期間の温度変化、前記空気の比熱と質量、及び前記シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量を次式に代入することにより前記補正係数を求める補正係数算出部と
   補正係数＝温度変化×空気の比熱×空気の質量
   ／シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量
   を備えるシミュレーション装置。
2. 請求項１に記載のシミュレーション装置であって、
   前記内部空間に設けられている空調機器と通信可能に接続する通信装置と、
   前記熱環境情報の前記取得に際して前記空調機器の運転を停止させる機器制御部と
   を備えるシミュレーション装置。
3. 請求項２に記載のシミュレーション装置であって、
   前記空調機器の運転を停止させる候補とする期間である候補期間を受け付けるユーザインタフェースを備え、
   前記機器制御部は、前記熱環境情報の前記取得に際して受け付けた前記候補期間のうちのいずれかの期間を選択し、選択した期間に前記空調機器の運転を停止させる
   シミュレーション装置。
4. 請求項１に記載のシミュレーション装置であって、
   前記熱環境情報取得部は、前記内部空間の熱環境を制御する空調機器の消費電力を取得し、
   前記消費電力が期間全体にわたって予め設定された閾値以下となる期間を前記内部空間の前記熱環境情報を取得する期間とする
   シミュレーション装置。
5. 請求項１に記載のシミュレーション装置であって、
   前記内部空間に設けられたセンサと通信可能に接続する通信装置を備え、
   前記センサの計測値を前記熱環境情報として受信する
   シミュレーション装置。
6. 請求項１に記載のシミュレーション装置であって、
   前記熱環境情報には、前記内部空間を満たす空気の温湿度、前記建物の外部の温湿度、及び通信ネットワークを介して接続するサーバ装置から取得した気象情報のうちの少なくともいずれかが含まれる
   シミュレーション装置。
7. 情報処理装置が、
   建物の内部空間の熱環境に関する情報である熱環境情報を取得するステップ、
   前記熱環境情報及び前記内部空間について設定した熱モデルに基づき、前記内部空間の所定期間における発熱量をシミュレーションにより求めるステップ、
   求めた前記発熱量、前記内部空間を満たす空気の比熱と質量、及び記憶している補正係数を次式に代入することにより、前記内部空間を満たす空気の前記所定期間における温度変化を求めるステップ、
   温度変化＝補正係数×発熱量／（空気の比熱×空気の質量）
   前記内部空間の前記熱環境情報として取得される所定期間の温度変化、前記空気の比熱と質量、及び前記シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量を次式に代入することにより前記補正係数を求めるステップ
   補正係数＝温度変化×空気の比熱×空気の質量
   ／シミュレーションにより求めた所定期間における発熱量
   を実行するシミュレーション方法。
8. 請求項７に記載のシミュレーション方法であって、
   前記情報処理装置は、前記内部空間に設けられている空調機器と通信可能に接続し、
   前記情報処理装置が、前記熱環境情報の前記取得に際して前記空調機器の運転を停止させるステップを実行する
   シミュレーション方法。
9. 請求項８に記載のシミュレーション方法であって、
   前記情報処理装置は、前記空調機器の運転を停止させる候補とする期間である候補期間を受け付けるユーザインタフェースを備え、
   前記情報処理装置が、前記熱環境情報の前記取得に際して受け付けた前記候補期間のうちのいずれかの期間を選択し、選択した期間に前記空調機器の運転を停止させるステップを実行する
   シミュレーション方法。
10. 請求項７に記載のシミュレーション方法であって、
    前記情報処理装置が、
    前記内部空間の熱環境を制御する空調機器の消費電力を取得するステップと、
    前記消費電力が期間全体にわたって予め設定された閾値以下となる期間を前記内部空間の前記熱環境情報を取得する期間とするステップと
    を実行する、シミュレーション方法。
11. 請求項７に記載のシミュレーション方法であって、
    前記情報処理装置は、前記内部空間に設けられたセンサと通信可能に接続し、
    前記情報処理装置が、前記センサの計測値を前記熱環境情報として受信する
    シミュレーション方法。
12. 請求項７に記載のシミュレーション方法であって、
    前記熱環境情報には、前記内部空間を満たす空気の温湿度、前記建物の外部の温湿度、及び通信ネットワークを介して接続するサーバ装置から取得した気象情報のうちの少なくともいずれかが含まれる
    シミュレーション方法。

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