JP2015218995A - 省エネルギー効果算出方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー効果の補正や近似を必要とせず、外的条件の影響が極めて少なく、より正確な省エネルギー効果を算出する。
【解決手段】省エネルギー制御切替部１５Ａが、効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、省エネルギー制御の有効／無効を切り替え、区間データ記録部１５Ｂが、区間ごとの区間データ１４Ｂとして、当該区間に測定された外的条件変数値、当該区間における省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された設備でのエネルギー消費量を記憶部１４に記録し、省エネルギー効果算出部１５Ｅが、区間データ１４Ｂのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、効果算出期間における省エネルギー効果を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、省エネルギー制御技術に関し、特に空調機や熱源等の設備においてエネルギー消費量やエネルギーコストの削減を目的とした省エネルギー制御を行った場合に、その省エネルギー効果を算出するための省エネルギー効果算出技術に関する。

空調機や熱源等の設備においてエネルギー消費量やエネルギーコストの削減を目的とした省エネルギーのために取られる施策に、例えば古くて効率の悪い冷凍機を最新型のものにするなどのような設備の変更を伴わず、設備の運転パラメータを逐次変更することで、省エネルギーを達成する方法がある。本発明では、このような設備の運転パラメータを変更することで省エネルギーを達成するものを省エネルギー制御技術という。

従来、このような省エネルギー制御技術として、例えば、熱源機器の送水温度をVWT制御により変更（緩和）することで、省エネルギーを達成するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。また、空調機の設定温度を変更（緩和）することで、省エネルギーを達成するものも提案されている（例えば、特許文献２など参照）。

特開２０１０−２３６７８６号公報 特開２０１３−０２９２７３号公報 特開平１１−３２８１５２号公報 特許第３７８３９２９号公報

このような省エネルギー制御技術による省エネルギー効果を算出する場合、一般的な手法として、その省エネルギー制御を導入する前後のエネルギー消費量を比較する方法が考えられる。
しかしながら、実際のエネルギー消費量は、省エネルギー制御の有効無効のみならず、外気温、水温、建物稼働率などの設備を取り巻く外的条件に大きく左右されるため、単純に有効時と無効時のエネルギー消費量を比較しても、その省エネルギー制御の効果は算出できない。
例えば、ある省エネルギー制御を、前月は導入しておらず、今月から導入したとする。しかし、今月が前月に比べて猛暑である場合、省エネルギー制御の効果はあるにも関わらず、省エネルギーが達成できず、逆に増エネとなっているかもしれない。

そのため、特許文献３では、省エネルギー制御が無効であるときの実績データと有効であるときの実績データを用いて近似式を求め、同じ外的条件での効果を仮想的に算出している。特許文献４では、省エネルギー制御導入前の外的条件（外気情報）に対して、導入後の外的条件と電力量から算出した近似式を適用し、導入前の電力量実績と比較することで、同じ外的条件における省エネルギー効果を仮想的に算出している。

実際には、個別の省エネルギー制御の適用有無（有効／無効）は、空調設備のオペレータによって決定されることが多い。その場合、オペレータには、省エネルギーを達成するモチベーションはあるが、省エネルギー制御そのものの詳細知識や、効果の算出過程についての詳細知識は持っていないことが想定される。

ここで、先行技術のような補正や近似による仮想的な効果算出を行う場合、補正・近似による誤差が混入するため、詳細知識のないオペレータにとっては、誤差の影響を制御ごとに考慮しながら、効果の有無大小を特定し、判断することは、実務上の大きな負担となる。また、誤差をできるだけ含まないような高精度な補正式や近似式を構築することは、それ自体に大きな労力が必要であり、また複雑な対象においては現実的でない。
一方で、補正や近似を行わない、実績値による比較ができれば、負担軽減に寄与するが、実績値は外的条件に左右されるため、これも現実的でない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、省エネルギー効果の補正や近似を必要とせず、外的条件の影響が極めて少なく、より正確な省エネルギー効果を算出できる省エネルギー効果算出技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる省エネルギー効果算出方法は、予め指定された効果算出期間において、設備に対する省エネルギー制御を有効／無効とした際に、当該設備で消費されたそれぞれのエネルギー消費量に基づいて、当該省エネルギー制御による省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出装置で用いられる省エネルギー効果算出方法であって、省エネルギー制御切替部が、少なくとも前記省エネルギー効果が発現しうる時間長で前記効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、前記設備における省エネルギー制御の有効／無効を切り替える省エネルギー制御切替ステップと、区間データ記録部が、前記区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データとして、当該区間に測定された前記省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値、当該区間における前記省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された前記設備でのエネルギー消費量を記憶部に記録する区間データ記録ステップと、省エネルギー効果算出部が、前記区間データのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、前記効果算出期間における省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出ステップとを備えている。

また、本発明にかかる上記省エネルギー効果算出方法の一構成例は、外的条件予測部が、前記効果算出期間において新たな区間が開始される際に、当該新たな区間における前記外的条件変数値を前もって予測する外的条件予測ステップと、有効／無効判定部が、前記区間データのうちから、前記省エネルギー制御を無効（または有効）とした無効区間（または有効区間）であって、かつ、当該無効区間（または有効区間）の外的変数値と前記予測で得られた前記新たな区間の外的条件変数値との差が前記判定基準値の範囲内である無効区間（または有効区間）の存在を確認し、当該無効区間（または有効区間）の存在有無に応じて、当該新たな区間における前記省エネルギー制御の有効／無効を前記省エネルギー制御切替部に指示する有効／無効判定ステップとをさらに備えている。

また、本発明にかかる上記省エネルギー効果算出方法の一構成例は、前記省エネルギー効果算出ステップが、前記各組のうち、当該組の有効区間と無効区間の外的条件変数値が指定された範囲に属する組に関する前記差分を積算することにより、前記効果算出期間における層別された省エネルギー効果を算出するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記省エネルギー効果算出方法の一構成例は、前記判定基準値が、前記外的条件変数値ごとに個別に設定されたそれぞれの許容範囲からなるものである。

また、本発明にかかる上記省エネルギー効果算出方法の一構成例は、調整部が、前記区間データのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、前記判定基準値の範囲を拡張する調整ステップをさらに備えている。

また、本発明にかかる上記省エネルギー効果算出方法の一構成例は、調整部が、前記区間データのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、前記判定基準値の範囲を拡張する調整ステップを調整部をさらに備えている。

また、本発明にかかる省エネルギー効果算出装置は、予め指定された効果算出期間において、設備に対する省エネルギー制御を有効／無効とした際に、当該設備で消費されたそれぞれのエネルギー消費量に基づいて、当該省エネルギー制御による省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出装置であって、少なくとも前記省エネルギー効果が発現しうる時間長で前記効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、前記設備における省エネルギー制御の有効／無効を切り替える省エネルギー制御切替部と、前記区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データとして、当該区間に測定された前記省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値、当該区間における前記省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された前記設備でのエネルギー消費量を記憶部に記録する区間データ記録部と、前記区間データのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、前記効果算出期間における省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出部とを備えている。

本発明によれば、効果算出期間の各区間について、省エネルギー制御の有効／無効が切り替えられて、これら区間のうちから、互いの外的条件が同一と見なしうる有効区間と無効区間との組ごとの差分エネルギー消費量に基づき、効果算出期間における省エネルギー効果が算出される。
したがって、省エネルギー効果の補正や近似を必要とせず、外的条件の影響が極めて少なく、より正確な省エネルギー効果を算出することができる。

本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置の構成を示すブロック図である。 判定基準値の設定例である。 区間データの構成例である。 比較データの構成例である。 省エネルギー要否判定処理を示すフローチャートである。 比較データ記録処理を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置の動作例である。 省エネルギー効果表示画面例（累積）である。 省エネルギー効果表示画面例（層別）である。

［発明の原理］
対象となる設備に対する省エネルギー制御の効果を算出する場合、その効果を算出するため、例えば１年間などのある程度の効果算出期間を設定し、省エネルギー制御を実施した１年間のエネルギー消費量と、省エネルギー制御を実施しなかった前年１年間のエネルギー消費量を比較する手法が考えられる。しかしながら、年によって平均気温も異なり、また暖冬や猛暑などもあるため、これら効果算出期間が両方とも一年間同じ外的条件だったと見なすのが難しいことは、容易に想像できる。また、効果算出期間を１ヶ月間に設定し、省エネルギー制御を実施した今月とエネルギー消費量と、省エネルギー制御を実施しなかった前月のエネルギー消費量を比較する場合でも、季節の移り変わりがあるため、両方とも同一の外的条件だったと見なすのは難しい。

一方、補正・近似を用いて、同一の外的条件における省エネルギー効果を仮想的に算出する手法も考えられる。しかしながら、誤差をできるだけ含まないような高精度な補正式や近似式を構築することは、それ自体に大きな労力が必要であり、また複雑な対象においては現実的でない。また、例えば冷夏の実績データを用いて補正式や近似式を作成し、猛暑の夏の省エネルギー効果を仮想的に算出する場合には、補正・近似による誤差が大きくなることが考えられる。

したがって、これら省エネルギー効果の算出手法は、比較する効果算出期間における外的条件が異なっており、このことが省エネルギー効果算出の際に誤差が発生する原因となっていることが分かる。

ここで、効果算出期間の時間位置が異なっていても設備を省エネルギー制御する際の外的条件がほぼ等しい場合が存在する。例えば、同日の30分前と現在、あるいは同じ週の同じような時刻など、少なくとも省エネルギー効果が発現しうる時間長で、効果算出期間内を短く細切れに複数の区間に分割し、これら区間のいずれかを選択すれば、同一の外的条件と見なせる場合が多い。

本発明は、このような、省エネルギー効果を算出する際に発生する誤差の原因が、比較する効果算出期間における外的条件の違いにあること、および効果算出期間内を複数に分割して設けた区間を選択すれば同一の外的条件と見なせる場合が存在することに着目したものである。これを踏まえて、設備の外的条件を次の区間ごとに逐次予測し、この予測結果に基づき次の区間に対する省エネルギー制御の適用要否を判定し、これら区間のうち外的条件が同一の区間に得られたエネルギー消費量を比較することにより、省エネルギー効果を算出するようにしたものである。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［省エネルギー効果算出装置］
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置１０について説明する。図１は、本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置の構成を示すブロック図である。

省エネルギー効果算出装置１０は、全体としてサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、予め指定された効果算出期間において、対象となる設備３０に対する省エネルギー制御を有効／無効とした際に、当該設備で消費されたそれぞれのエネルギー消費量に基づいて、当該省エネルギー制御による省エネルギー効果を算出する機能を有している。

設備制御システム２０は、設備３０の運転を制御する機能と、省エネルギー効果算出装置１０からの指示に応じて設備３０に対する省エネルギー制御の有効／無効すなわち適用有無を切り替える機能と、設備３０での省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値や、設備３０で消費されたエネルギー消費量を検出して設備制御システム２０へ通知する機能とを有している。

設備３０は、ビルや工場に設置された空調設備など、省エネルギー制御の対象となる設備である。以下では、熱源システムからなる設備３０に対して、例えば前述した特許文献１に記載の省エネルギー制御（ＶＷＴ制御）を、設備制御システム２０が適用する場合を例として説明する。

省エネルギー効果算出装置１０には、主な機能部として、通信Ｉ／Ｆ部１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５が設けられている。

通信Ｉ／Ｆ部１１は、通信回線Ｌを介して接続された設備制御システム２０などの外部機器との間でデータ通信を行う機能を有している。
操作入力部１２は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１５へ出力する機能を有している。
画面表示部１３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、演算処理部１５から出力された操作メニュー、設定画面、省エネルギー効果表示画面などの各種画面データを画面表示する機能を有している。

記憶部１４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部１５での省エネルギー効果算出処理に用いる各種処理データやプログラム１４Ｐを記憶する機能を有している。
プログラム１４Ｐは、演算処理部１５で実行されることにより省エネルギー効果算出処理のための各種処理部を実現するプログラムであり、通信Ｉ／Ｆ部１１に接続された外部装置や記録媒体から読み出されて記憶部１４に予め格納される。

記憶部１４で記憶する主な処理データとして、判定基準値１４Ａ、区間データ１４Ｂ、および比較データ１４Ｃがある。
判定基準値１４Ａは、異なる区間間について外的条件が同一であるか否かを判定するための許容範囲を示す値であり、省エネルギー効果算出に先立って、例えば操作入力部１２でのオペレータ操作により予め設定される。図２は、判定基準値の設定例である。ここでは、外的条件変数として冷却水温度［℃］と負荷熱量［ｋＷｈ］が外的条件変数として用いられており、それぞれに対して同一外的条件と判定するための許容範囲が予め設定されている。

外的条件とは、施設３０に適用する省エネルギー制御による省エネルギー効果に対して影響を与える外的な条件のことである。例えば、施設３０が熱源システムの場合、熱源機器で利用される冷却水温度が低いと熱源効率がよくなり、冷却水温度が高いと熱源効率が低下する。また、施設３０が賄う必要のある負荷熱量の大きさによって、熱源効率やエネルギー消費量が変化する。

このように、外的条件が異なる場合、同様の省エネルギー制御を適用しても、そのとき必要とされるエネルギー消費量が異なる。したがって、異なる外的条件で得られたエネルギー消費量を比較しても、正確な省エネルギー効果を算出することはできない。
本発明は、図２に示したような、判定基準値１４Ａを設定し、互いにこの判定基準値１４Ａを満たす区間で得られたエネルギー消費量を比較することにより、正確な省エネルギー効果を算出している。

区間データ１４Ｂは、各区間に実施した制御内容を履歴として記録するためのデータである。図３は、区間データの構成例である。ここでは、区間を識別するための区間ＩＤごとに、当該区間の開始日時、当該区間における省エネルギー制御の有効／無効（適用有無）、当該区間に測定された外的条件変数値である冷却水温度と負荷熱量、および当該区間に測定された設備３０におけるエネルギー消費量が組として記録されている。

比較データ１４Ｃは、区間データのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組を記録するためのデータである。図４は、比較データの構成例である。ここでは、これら有効区間および無効区間ごとに、区間ＩＤ、冷却水温度、負荷熱量、およびエネルギー消費量が記録されている。

演算処理部１５は、ＣＰＵとその周辺回路を有し、記憶部１４のプログラム１４Ｐを実行することにより、省エネルギー効果の算出に用いる各種処理部を実現する機能を有している。
演算処理部１５で実現される主な処理部として、省エネルギー制御切替部１５Ａ、区間データ記録部１５Ｂ、外的条件予測部１５Ｃ、有効／無効判定部１５Ｄ、省エネルギー効果算出部１５Ｅ、および調整部１５Ｆが設けられている。

省エネルギー制御切替部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して設備制御システム２０に指示することにより、少なくとも省エネルギー効果が発現しうる時間長で効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、設備３０における省エネルギー制御の有効／無効を切り替える機能を有している。

熱源システムの場合、設備規模にも依存するが、熱源機器の送水温度設定を変更した後、熱源機器が変更後の送水温度にしたがって３０分ほど動作すれば、省エネルギー効果が現れることから、本実施の形態では、区間の時間長を３０分とする。また、省エネルギー効果を算出するため、設備３０に対する省エネルギー制御の有効／無効を切り替えるため、効果算出期間は２週間とする。

区間データ記録部１５Ｂは、区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データ１４Ｂとして、当該区間に測定された外的条件を示す外的条件変数値である冷却水温度（区間平均）と負荷熱量（区間積算）、当該区間における省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された設備でのエネルギー消費量、例えば空調設備では熱源機器と循環ポンプのエネルギー消費量を、通信Ｉ／Ｆ部１１および設備制御システム２０から取得し、記憶部に記録する機能を有している。

外的条件予測部１５Ｃは、効果算出期間において新たな区間が開始される際に、当該新たな区間における外的条件変数値である冷却水温度（区間平均）と負荷熱量（区間積算）を前もって予測する機能を有している。
外的条件変数値の予測については、一般的な予測モデルを用いればよい。例えば、過去の外的条件変数値に基づき予測する場合には、次の区間の外的条件変数値として今後３０分間における冷却水温度と負荷熱量を予測する自己回帰モデルを用いればよい。

なお、予測モデルについては、自己回帰モデルの代わりに、設備３０から得られる他の説明変数も利用した物理モデルや、ニューラルネットワーク、サポートベクター回帰などの機械学習手法を用いてもよく、気象予報データや建物の運用計画を説明変数に用いてもよい。また、予測の分布を確率モデルで表現してもよい。

有効／無効判定部１５Ｄは、区間データ１４Ｂのうちから、省エネルギー制御を無効（または有効）とした無効区間（または有効区間）であって、かつ、当該無効区間（または有効区間）の外的変数値と予測で得られた新たな区間の外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内であり、当該新たな区間と同一条件であると見なされる無効区間（または有効区間）の存在を確認する機能と、当該無効区間（または有効区間）の存在有無に応じて、当該新たな区間における省エネルギー制御の有効／無効を省エネルギー制御切替部１５Ａに指示する機能とを有している。

省エネルギー効果算出部１５Ｅは、区間データ１４Ｂのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択して、比較データ１４Ｃに記録する機能と、比較データ１４Ｃに記録された各組の有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分を集計することにより、効果算出期間における省エネルギー効果（省エネルギー効果量および削減率）を算出する機能を有している。

調整部１５Ｆは、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、判定基準値１４Ａの範囲を拡張する機能と、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、区間の時間長を短縮する機能とを有している。

［本実施の形態の動作］
次に、図面を参照して、本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置１０の各種動作について説明する。

［省エネルギー要否判定処理］
まず、図５を参照して、区間の開始時に実行される省エネルギー要否判定処理について説明する。図５は、省エネルギー要否判定処理を示すフローチャートである。

外的条件予測部１５Ｃは、効果算出期間において新たな区間が開始される際に、当該新たな区間における外的条件変数値、ここでは冷却水温度と負荷熱量を前もって予測する（ステップ１００）。
次に、有効／無効判定部１５Ｄは、区間データ１４Ｂのうちから、省エネルギー制御を無効とした無効区間であって、かつ、判定基準値１４Ａに基づき新たな区間と同一条件であると見なされる無効区間を検索する（ステップ１０１）。

ここで、無効区間が見つかった場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、有効／無効判定部１５Ｄは、新たな区間における省エネルギー制御の有効（適用あり）を省エネルギー制御切替部１５Ａに指示する（ステップ１０３）。
一方、無効区間が見つからなかった場合（ステップ１０２：ＮＯ）、有効／無効判定部１５Ｄは、新たな区間における省エネルギー制御の無効（適用なし）を省エネルギー制御切替部１５Ａに指示する（ステップ１０４）。

このようにして、新たな区間における省エネルギー制御の有効／無効が判定された後、省エネルギー制御切替部１５Ａにより、必要に応じて新たな区間に関する省エネルギー制御の有効／無効の切り替えが指示された後、区間が開始される。
こうして、新たな区間が開始された後、区間データ記録部１５Ｂは、当該区間が終了するまで、冷却水温度、負荷熱量、およびエネルギー消費量を、通信Ｉ／Ｆ部１１および設備制御システム２０から取得し、逐次、記憶部１４の区間データ１４Ｂに記録し（ステップ１０５）、一連の省エネルギー要否判定処理を終了する。

なお、図５のフローチャートでは、ステップ１０１において無効区間を検索したが、それとは逆に、有効区間を検索し、有効区間が見つかった場合に省エネルギー制御の停止を指示し（ステップ１０４）、有効区間が見つからなかった場合に省エネルギー制御の開始を指示する（ステップ１０３）ようにしてもよい。

［比較データ記録処理］
次に、図６を参照して、区間の終了時に実行される比較データ記録処理について説明する。図６は、比較データ記録処理を示すフローチャートである。

省エネルギー効果算出部１５Ｅは、新たな区間が終了した際、当該区間が省エネルギー制御を適用した有効区間である場合（ステップ１１０：ＹＥＳ）、区間データ１４Ｂのうちから、当該区間の外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間を検索する（ステップ１１１）。

ここで、無効区間が見つかった場合（ステップ１１２：ＹＥＳ）、当該区間と無効区間との組を比較データ１４Ｃに記録し（ステップ１１３）、一連の比較データ記録処理を終了する。
また、無効区間が見つからなかった場合（ステップ１１２：ＮＯ）、比較データ１４Ｃへ記録することなく、一連の比較データ記録処理を終了する。

一方、当該区間が省エネルギー制御を適用した無効区間である場合（ステップ１１０：ＮＯ）、区間データ１４Ｂのうちから、当該区間の外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間を検索する（ステップ１１４）。
ここで、有効区間が見つかった場合（ステップ１１５：ＹＥＳ）、当該区間と無効区間との組を比較データ１４Ｃに記録し（ステップ１１６）、一連の比較データ記録処理を終了する。
また、有効区間が見つからなかった場合（ステップ１１５：ＮＯ）、比較データ１４Ｃへ記録することなく、一連の比較データ記録処理を終了する。

図７は、本実施の形態にかかる省エネルギー効果算出装置の動作例である。
ここでは、効果算出期間内にｎ（ｎは正整数）個の区間Ｓ１〜Ｓｎを設けた例が示されており、区間Ｓ１から時間順に各区間が到来する。ここで、区間Ｓ１〜Ｓｎのうち、斜線ハッチングされている区間において、省エネルギー制御が適用されなかったことを示し、空白の区間において、省エネルギー制御が適用されたことを示している。

したがって、区間Ｓ１，Ｓ２では、予測された外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間がそれまでに存在していないため、これら区間Ｓ１，Ｓ２は無効区間と判定されたことを示している。また、区間Ｓ３では、予測された外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間として区間Ｓ１が存在していたため、区間Ｓ３は有効区間と判定されたことを示している。
このため、区間Ｓ３の終了時に、実測された区間Ｓ３の外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間が再度検索されて、区間Ｓ１が再び選択され、結果的には、これら区間Ｓ１，Ｓ３が組Ｐ１として選択されて、比較データ１４Ｃに記録されている。

また、区間Ｓ８については、予測された外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間として区間Ｓ６が存在していたため、区間Ｓ８は有効区間と判定されている。しかし、区間Ｓ８の終了時に、実測された区間Ｓ３の外的条件変数値との差が判定基準値１４Ａの範囲内である無効区間が検索された場合、区間Ｓ６ではなく区間Ｓ５が選択され、結果的には、これら区間Ｓ５，Ｓ８が組Ｐ２として選択されて、比較データ１４Ｃに記録されている。

なお、有効／無効判定部１５Ｄや省エネルギー効果算出部１５Ｅにおいて、区間の組を選択する場合、すでに組として選択されている区間については、別の区間と組として重複選択することを禁止してもよい。これにより、同一区間で測定されたエネルギー消費量の重複使用を回避することができる。

このようにして、比較データ１４Ｃに記録された各組の有効区間および無効区間におけるエネルギー消費量が、省エネルギー効果算出部１５Ｅにより集計されて、効果算出期間における省エネルギー効果が算出され、省エネルギー効果表示画面により画面表示部１３でオペレータに画面表示される。

図８は、省エネルギー効果表示画面例（累積）である。ここでは、比較データ１４Ｃのうち、各無効区間におけるエネルギー消費量の積算値と、各有効区間におけるエネルギー消費量の積算値が、省エネルギー効果算出部１５Ｅにより算出されて、棒グラフで表示されている。また、これら積算値の差分が、省エネルギー制御によるエネルギー削減量および削減率により、棒グラフで表示されている。これにより、オペレータは、すべての外的条件について累積された省エネルギー効果を極めて容易に確認することができる。

図９は、省エネルギー効果表示画面例（層別）である。ここでは外的条件である冷却水温度範囲と負荷熱量範囲の入力欄が設けられており、オペレータが所望する層別を指定することができる。これにより、比較データ１４Ｃのうち、オペレータが指定した層別に属する無効区間におけるエネルギー消費量の積算値と、当該層別に属する有効区間におけるエネルギー消費量の積算値が、省エネルギー効果算出部１５Ｅにより算出されて、棒グラフで表示される。また、これら積算値の差分が、省エネルギー制御によるエネルギー削減量および削減率により、棒グラフで表示されている。これにより、オペレータは、任意に指定した層別に属する外的条件について累積された省エネルギー効果を極めて容易に確認することができる。

本実施の形態にかかる使用エネルギー効果確認装置１０を、新たな省エネルギー制御の評価に用いる場合、例えば効果算出期間である2週間が経過して、省エネルギー効果が算出され、所期の省エネルギー効果が確認できた時点で、省エネルギー制御の本稼働に移行することになる。この際、本稼働においては、省エネルギー制御の恩恵を十分に得るため、省エネルギー制御を常時有効としておくことが望ましい。なお、所期の省エネルギー効果が得られていないことが確認された場合には、省エネルギー制御の本稼働を取りやめて、省エネルギー制御の調整を行ってもよい。

また、調整部１５Ｆは、例えば、効果算出期間の途中または終了時に、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、記憶部１４の判定基準値１４Ａの範囲を拡張してもよい。あるいは、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値１４Ａの範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、区間の時間長を短縮してもよい。なお、判定基準値１４Ａの変更や区間の時間長の変更が行われた場合、新たな効果算出期間を設けて省エネルギー効果を算出することになる。

これにより、同一外的条件と見なしうる区間が少ない場合には、判定基準値１４Ａの範囲が拡張され、あるいは区間の時間長が短縮される。このため、同一外的条件と見なしうる有効区間と無効区間の組が増大することになり、結果として、より正確で信頼性のある省エネルギー効果を算出できる。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、省エネルギー制御切替部１５Ａにより、少なくとも省エネルギー効果が発現しうる時間長で効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、設備における省エネルギー制御の有効／無効を切り替えるものとし、区間データ記録部１５Ｂにより、区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データ１４Ｂとして、当該区間に測定された省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値、当該区間における省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された設備でのエネルギー消費量を記憶部１４に記録し、省エネルギー効果算出部１５Ｅにより、区間データ１４Ｂのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、効果算出期間における省エネルギー効果を算出するようにしたものである。

これにより、効果算出期間の各区間について、省エネルギー制御の有効／無効が切り替えられて、これら区間のうちから、互いの外的条件が同一と見なしうる有効区間と無効区間との組ごとの差分エネルギー消費量に基づき、効果算出期間における省エネルギー効果が算出される。
したがって、省エネルギー効果の補正や近似を必要とせず、外的条件の影響が極めて少なく、より正確な省エネルギー効果を算出することができる。

また、本実施の形態において、外的条件予測部１５Ｃにより、効果算出期間において新たな区間が開始される際に、当該新たな区間における外的条件変数値を前もって予測し、有効／無効判定部１５Ｄにより、区間データ１４Ｂのうちから、省エネルギー制御を無効とした無効区間であって、かつ、当該無効区間の外的変数値と予測で得られた新たな区間の外的条件変数値との差が判定基準値の範囲内である無効区間の存在を確認し、当該無効区間の存在有無に応じて、当該新たな区間における省エネルギー制御の有効／無効を省エネルギー制御切替部１５Ａに指示するようにしてもよい。

これにより、新たな区間と外的条件が同一と見なしうる無効区間の存在有無に応じて、新たな区間における省エネルギー制御の有効／無効が自動的に決定されるため、極めて効率よく、外的条件が同一と見なしうる有効区間と無効区間を生成することができ、結果としてより正確な省エネルギー効果を算出することが可能となる。

また、本実施の形態において、省エネルギー効果算出部１５Ｅにより、各組のうち、当該組の有効区間と無効区間の外的条件変数値が指定された範囲に属する組に関する差分を積算することにより、効果算出期間における層別された省エネルギー効果を算出するようにしてもよい。
これにより、オペレータは、任意に指定した層別に属する外的条件について累積された省エネルギー効果を極めて容易に確認することができる。

また、本実施の形態において、判定基準値を、外的条件変数値ごとに個別に設定されたそれぞれの許容範囲から構成してもよい。これにより、区間間の外的条件の同一性判定を、より詳細に設定することができ、結果としてより正確な省エネルギー効果を算出することが可能となる。

また、本実施の形態において、調整部１５Ｆにより、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、判定基準値の範囲を拡張するようにしてもよい。また、区間データ１４Ｂのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、区間の時間長を短縮するようにしてもよい。

これにより、同一外的条件と見なしうる区間が少ない場合には、判定基準値１４Ａの範囲が拡張され、あるいは区間の時間長が短縮される。このため、同一外的条件と見なしうる有効区間と無効区間の組が増大することになり、結果として、より正確で信頼性のある省エネルギー効果を算出できる。

また、本発明が解決する新たな課題として、この省エネルギー制御方法が、設備制御システム２０で利用する個別のソフトウェア・アプリケーションとして導入される場合に、例えば無料の試用期間に省エネルギー効果をユーザに確認してもらい、ある程度の効果が得られるのであれば、有償にて正式にソフトウェア・アプリケーションを使い続けてもらいたい、という、アプリケーション提供者のニーズがある。

このような場合、年間や月間の総合的なエネルギー消費量と云った視点での効果算出ではなくて、そのアプリケーションの単独の効果を、なるべく短期間で確認してもらえる方が、アプリケーション提供者の利益に繋がる。
本発明によれば、ユーザによって異なる個別の省エネルギー制御に合わせて、比較的短期間で省エネルギー効果の実績が算出できるため、ユーザが短期間で効果を確認できる。したがって、有償にて正式にソフトウェア・アプリケーションを使い続ける方向へ、ユーザを導くことが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１０…省エネルギー効果算出装置、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…操作入力部、１３…画面表示部、１４…記憶部、１４Ａ…判定基準値、１４Ｂ…区間データ、１４Ｃ…比較データ、１４Ｐ…プログラム、１５…演算処理部、１５Ａ…省エネルギー制御切替部、１５Ｂ…区間データ記録部、１５Ｃ…外的条件予測部、１５Ｄ…有効／無効判定部、１５Ｅ…省エネルギー効果算出部、１５Ｆ…調整部、２０…設備制御システム、３０…設備、Ｌ…通信回線。

Claims (7)

1. 予め指定された効果算出期間において、設備に対する省エネルギー制御を有効／無効とした際に、当該設備で消費されたそれぞれのエネルギー消費量に基づいて、当該省エネルギー制御による省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出装置で用いられる省エネルギー効果算出方法であって、
   省エネルギー制御切替部が、少なくとも前記省エネルギー効果が発現しうる時間長で前記効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、前記設備における省エネルギー制御の有効／無効を切り替える省エネルギー制御切替ステップと、
   区間データ記録部が、前記区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データとして、当該区間に測定された前記省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値、当該区間における前記省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された前記設備でのエネルギー消費量を記憶部に記録する区間データ記録ステップと、
   省エネルギー効果算出部が、前記区間データのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、前記効果算出期間における省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出ステップと
   を備えることを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
2. 請求項１に記載の省エネルギー効果算出方法において、
   外的条件予測部が、前記効果算出期間において新たな区間が開始される際に、当該新たな区間における前記外的条件変数値を前もって予測する外的条件予測ステップと、
   有効／無効判定部が、前記区間データのうちから、前記省エネルギー制御を無効（または有効）とした無効区間（または有効区間）であって、かつ、当該無効区間（または有効区間）の外的変数値と前記予測で得られた前記新たな区間の外的条件変数値との差が前記判定基準値の範囲内である無効区間（または有効区間）の存在を確認し、当該無効区間（または有効区間）の存在有無に応じて、当該新たな区間における前記省エネルギー制御の有効／無効を前記省エネルギー制御切替部に指示する有効／無効判定ステップと
   をさらに備えることを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の省エネルギー効果算出方法において、
   前記省エネルギー効果算出ステップは、前記各組のうち、当該組の有効区間と無効区間の外的条件変数値が指定された範囲に属する組に関する前記差分を積算することにより、前記効果算出期間における層別された省エネルギー効果を算出することを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の省エネルギー効果算出方法において、
   前記判定基準値は、前記外的条件変数値ごとに個別に設定されたそれぞれの許容範囲からなることを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の省エネルギー効果算出方法において、
   調整部が、前記区間データのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、前記判定基準値の範囲を拡張する調整ステップをさらに備えることを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の省エネルギー効果算出方法において、
   調整部が、前記区間データのうち、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組の割合または数が、しきい値以下の場合には、前記区間の時間長を短縮する調整ステップをさらに備えることを特徴とする省エネルギー効果算出方法。
7. 予め指定された効果算出期間において、設備に対する省エネルギー制御を有効／無効とした際に、当該設備で消費されたそれぞれのエネルギー消費量に基づいて、当該省エネルギー制御による省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出装置であって、
   少なくとも前記省エネルギー効果が発現しうる時間長で前記効果算出期間を複数に分割して設けた区間を単位として、前記設備における省エネルギー制御の有効／無効を切り替える省エネルギー制御切替部と、
   前記区間ごとに、当該区間に実施した制御内容を示す区間データとして、当該区間に測定された前記省エネルギー効果に影響を与える外的条件を示す外的条件変数値、当該区間における前記省エネルギー制御の有効／無効、および当該区間に測定された前記設備でのエネルギー消費量を記憶部に記録する区間データ記録部と、
   前記区間データのうちから、互いの外的条件変数値の差が判定基準値の範囲内である有効区間と無効区間との組をそれぞれ選択し、これら組ごとの有効区間と無効区間のエネルギー消費量との差分に基づき、前記効果算出期間における省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出部と
   を備えることを特徴とする省エネルギー効果算出装置。

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