JP2019203652A - Shop air-conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショーケース等の冷凍装置が設置された店舗の空調を行う店舗空調システムに関するものである。 The present invention relates to a store air conditioning system that performs air conditioning of a store in which a refrigeration apparatus such as a showcase is installed.
従来より、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗には、冷蔵/冷凍ショーケース等の複数の冷凍装置が設けられている。そして、近年ではこれら店舗に設置されたショーケースを省エネ運転するために、未来の外気温度を予測してショーケースを制御するシステムも開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, stores such as convenience stores and supermarkets have been provided with a plurality of refrigeration apparatuses such as refrigeration / frozen showcases. In recent years, in order to perform energy-saving operation on the showcases installed in these stores, a system that predicts the future outside air temperature and controls the showcase has been developed (see, for example, Patent Document 1).
ここで、上述したショーケースを含む冷凍装置が設置された店舗内は、所定の空調設定温度に基づき、空調装置によって空調されるものであるが、空調設定温度が変更されて店舗内の温湿度が変化すると、それは店舗内に設置された冷凍装置の運転にも影響を与えることになる。 Here, the inside of the store where the refrigeration apparatus including the showcase described above is installed is air-conditioned by the air conditioner based on a predetermined air conditioning set temperature, but the temperature and humidity in the store are changed by changing the air conditioning set temperature. Will change the operation of the refrigeration system installed in the store.
しかしながら、従来では季節毎に空調装置の空調設定温度が固定値で設定され、店員が感覚で、お客の不快感を無くすように空調設定温度の微調整を行っていたため、場合によっては冷凍装置の運転に悪影響を与えて、空調装置を含む店舗全体としての消費電力が著しく増大してしまうという問題があった。 However, in the past, the air conditioning set temperature of the air conditioner was set at a fixed value for each season, and the store clerk made a fine adjustment of the air conditioning set temperature so as to eliminate customer discomfort. There is a problem in that the power consumption of the entire store including the air conditioner is remarkably increased by adversely affecting the operation.
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ショーケースを含む冷凍装置が設置された店舗において、空調装置により店舗内を快適に空調しながら、空調装置と冷凍装置が消費する電力も削減することができると空調システムを提供することを目的とする。 The present invention is made in order to solve the conventional technical problem, and in a store where a refrigeration apparatus including a showcase is installed, the air conditioner It is an object of the present invention to provide an air conditioning system that can reduce the power consumed by the refrigeration apparatus.
本発明の店舗空調システムは、ショーケースを含む冷凍装置が設置された店舗内を空調するものであって、店舗内を空調する空調装置の運転を、所定の空調設定温度に基づいて制御する空調装置制御部と、外気温度を検出する外気温度検出部と、店舗内の温度を検出する店内温度検出部と、店舗内の湿度を検出する店内湿度検出部と、空調装置と冷凍装置が消費する消費電力を検出する消費電力検出部と、店舗内の温度及び湿度から当該店舗内の不快指数を算出する不快指数算出部と、少なくとも外気温度、空調設定温度、消費電力、及び、不快指数を所定期間分蓄積して構築されたデータベースと、このデータベースに基づいて機械学習を行い、少なくとも直近の外気温度、空調設定温度、消費電力、及び、不快指数から、所定時間後の消費電力及び不快指数を予測するための予測モデルを作成する予測モデル作成部と、この予測モデル作成部が作成した予測モデルに複数の空調設定温度を当てはめることにより、所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測する予測部と、この予測部が予測した複数の所定時間後の消費電力及び不快指数から、所定時間後の不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の消費電力が最も小さくなる空調設定温度の最適値を算出する最適値算出部を備え、空調装置制御部は、最適値算出部が算出した最適値を空調設定温度として空調装置の運転を制御することを特徴とする。 The store air-conditioning system of the present invention air-conditions a store where a refrigeration apparatus including a showcase is installed, and controls the operation of the air-conditioner that air-conditions the store based on a predetermined air-conditioning set temperature. Consumed by the device control unit, the outside air temperature detecting unit for detecting the outside air temperature, the in-store temperature detecting unit for detecting the temperature in the store, the in-store humidity detecting unit for detecting the humidity in the store, the air conditioner and the freezing device A power consumption detection unit that detects power consumption, a discomfort index calculation unit that calculates a discomfort index in the store from the temperature and humidity in the store, and at least predetermined outside air temperature, air conditioning set temperature, power consumption, and discomfort index A database constructed by accumulating data for a period of time and machine learning based on this database, and at least the most recent outside temperature, air conditioning set temperature, power consumption, and discomfort index A prediction model creation unit that creates a prediction model for predicting the power and discomfort index, and by applying a plurality of air conditioning set temperatures to the prediction model created by the prediction model creation unit, the power consumption and discomfort index after a predetermined time Air-conditioning that consumes the least amount of power after a predetermined time in a range in which the discomfort index after a predetermined time can be tolerated from a plurality of power consumption and discomfort index after a predetermined time predicted by the prediction unit. An optimum value calculation unit that calculates an optimum value of the set temperature is provided, and the air conditioner control unit controls the operation of the air conditioner using the optimum value calculated by the optimum value calculation unit as the air conditioning set temperature.
請求項2の発明の店舗空調システムは、上記発明において予測モデル作成部は、定期的に予測モデルを作成して更新することを特徴とする。
The store air-conditioning system according to the invention of
請求項3の発明の店舗空調システムは、上記各発明において予測モデル作成部は、線形回帰分析、及び、非線形回帰分析のうちの何れか、又は、それらの組み合わせにより機械学習を行い、予測モデルを作成することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the above-described invention, the prediction model creation unit performs machine learning by any one of linear regression analysis and nonlinear regression analysis, or a combination thereof, and obtains a prediction model. It is characterized by creating.
請求項4の発明の店舗空調システムは、上記各発明において予測部は、定期的に所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測し、最適値算出部は予測部が予測する毎に最適値を算出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the above-described invention, the predicting unit periodically predicts a plurality of power consumption and discomfort index after a predetermined time, and the optimum value calculating unit predicts the optimum value every time the predicting unit predicts. Is calculated.
請求項5の発明の店舗空調システムは、上記各発明においてデータベースには、消費電力と不快指数に影響を与える空調装置、及び/又は、冷凍装置の運転ファクタに関するデータが追加して設けられ、予測モデル作成部は、追加された運転ファクタを加えて所定時間後の消費電力と不快指数を予測する予測モデルを作成すると共に、予測部は、予測モデルに空調設定温度に加えて追加された運転ファクタを複数当てはめることで所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測し、最適値算出部は、予測部が予測した複数の所定時間後の消費電力及び不快指数から、所定時間後の不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の消費電力が最も小さくなる追加された運転ファクタの最適値を算出し、空調装置制御部、及び/又は、冷凍装置の運転を制御する冷凍装置制御部は、最適値算出部が算出した最適値を追加された運転ファクタとして空調装置、及び/又は、冷凍装置の運転を制御することを特徴とする。
In the store air conditioning system of the invention of
請求項6の発明の店舗空調システムは、上記発明において追加された運転ファクタは、空調装置の運転モード、ショーケースの庫内温度、ショーケースの庫内循環ファンの風量、冷凍装置の目標低圧圧力、冷凍装置の高圧圧力、冷凍装置の圧縮機の回転数、冷凍装置の膨張弁の最小弁開度、空調装置の一部を構成する全熱交換機の運転状態、のうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであることを特徴とする。
In the store air-conditioning system according to the invention of
本発明の店舗空調システムによれば、少なくとも外気温度、空調設定温度、消費電力、及び、不快指数を所定期間分蓄積してデータベースを構築し、予測モデル作成部がこのデータベースに基づいて機械学習を行い、少なくとも直近の外気温度、空調設定温度、消費電力、及び、不快指数から、所定時間後の消費電力及び不快指数を予測するための予測モデルを作成し、予測部がこの予測モデルに複数の空調設定温度を当てはめることにより、所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測し、最適値算出部がこれら予測された複数の所定時間後の消費電力及び不快指数から、所定時間後の不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の消費電力が最も小さくなる空調設定温度の最適値を算出すると共に、空調装置制御部が、最適値算出部が算出した最適値を空調設定温度とし、店舗内を空調する空調装置の運転を制御するようにしたので、店舗内の不快指数が許容できる範囲で、空調装置と冷凍装置が消費する電力を最も小さくすることができる最適値に空調設定温度を自動的に調整し、空調装置の運転を制御することができるようになる。 According to the store air conditioning system of the present invention, a database is constructed by accumulating at least the outside air temperature, the air conditioning set temperature, the power consumption, and the discomfort index for a predetermined period, and the prediction model creation unit performs machine learning based on this database. And creating a prediction model for predicting the power consumption and discomfort index after a predetermined time from at least the latest outside air temperature, air conditioning set temperature, power consumption, and discomfort index. By applying the air conditioning set temperature, a plurality of power consumption and discomfort index after a predetermined time are predicted, and the optimum value calculation unit calculates the discomfort index after a predetermined time from the predicted power consumption and discomfort index after a plurality of predetermined times. Within the allowable range, the optimum value of the air conditioning set temperature that minimizes the power consumption after a predetermined time is calculated, and the air conditioner controller calculates the optimum value. The optimal value calculated by is used as the air conditioning set temperature, and the operation of the air conditioner that air-conditions the store is controlled, so that the power consumed by the air conditioner and the refrigeration device is the most within the acceptable range of the discomfort index in the store. The air conditioning set temperature can be automatically adjusted to an optimum value that can be reduced, and the operation of the air conditioner can be controlled.
これにより、店舗内の快適性を担保しながら、空調装置と冷凍装置の消費電力を削減することができるようになる。 Thereby, the power consumption of the air conditioner and the refrigeration apparatus can be reduced while ensuring the comfort in the store.
この場合、請求項2の発明の如く予測モデル作成部が、定期的に予測モデルを作成して更新するようにすれば、店舗を取り巻く環境の変化に応じて的確に空調設定温度の最適値を算出することができるようになる。
In this case, if the prediction model creation unit periodically creates and updates the prediction model as in the invention of
尚、予測モデル作成部における機械学習には 線形回帰分析、及び、非線形回帰分析のうちの何れか、又は、それらの組み合わせが考えられる。 The machine learning in the prediction model creation unit may be either linear regression analysis or nonlinear regression analysis, or a combination thereof.
また、請求項4の発明の如く予測部が、定期的に所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測し、最適値算出部は予測部が予測する毎に最適値を算出するようにすれば、店舗内の状況の変化に迅速に対応して、精度良く空調設定温度の最適値を算出することができるようになる。
Further, as in the invention of
更に、請求項5の発明の如くデータベースに、消費電力と不快指数に影響を与える空調装置、及び/又は、冷凍装置の運転ファクタに関するデータが追加して設け、予測モデル作成部が、追加された運転ファクタを加えて所定時間後の消費電力と不快指数を予測する予測モデルを作成すると共に、予測部が、予測モデルに空調設定温度に加えて追加された運転ファクタを複数当てはめることで所定時間後の消費電力及び不快指数を複数予測し、最適値算出部が、予測部が予測した複数の所定時間後の消費電力及び不快指数から、所定時間後の不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の消費電力が最も小さくなる追加された運転ファクタの最適値を算出し、空調装置制御部、及び/又は、冷凍装置の運転を制御する冷凍装置制御部が、最適値算出部が算出した最適値を追加された運転ファクタとして空調装置、及び/又は、冷凍装置の運転を制御するようにすれば、外気温度や空調設定温度以外の消費電力や不快指数に影響を与える運転ファクタについても最適値で制御し、より一層の快適性の向上と消費電力の削減効果を得ることが可能となる。
Further, as in the invention of
尚、この場合の追加された運転ファクタとしては、請求項6の発明の如き、空調装置の運転モード、ショーケースの庫内温度、ショーケースの庫内循環ファンの風量、冷凍装置の目標低圧圧力、冷凍装置の高圧圧力、冷凍装置の圧縮機の回転数、冷凍装置の膨張弁の最小弁開度、空調装置の一部を構成する全熱交換機の運転状態が考えられる。 In this case, the added operation factors include the operation mode of the air conditioner, the temperature in the showcase, the air flow rate of the circulation fan in the showcase, and the target low pressure of the refrigeration system. The high pressure of the refrigeration apparatus, the rotation speed of the compressor of the refrigeration apparatus, the minimum valve opening of the expansion valve of the refrigeration apparatus, and the operating state of the total heat exchanger that constitutes a part of the air conditioner can be considered.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
(1)店舗1
図1は店舗1の実施例としての一般的なコンビニエンスストアの概略平面図を示している。店舗1の売場2内には、正面の入口3から見て奥からオープンタイプのショーケース4(冷蔵冷凍。複数台有り)、商品棚6〜8が設置されており、左側の機械室9にはリーチインタイプのショーケース11(冷蔵冷凍。複数台有り)が設置され、その手前にトイレ12が配置され、右側にはレジスペース13、調理室14、事務所16が配置されている。そして、売場2や調理室14及び事務所16の天井には、店舗1内を空調するための空調装置19(図2)の室内機17がそれぞれ設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)
FIG. 1 is a schematic plan view of a general convenience store as an example of the
尚、図中18は調理室14に設けられたフライヤ(揚げ物調理器)である。また、本出願では図1に示す太線の枠内が店内、その外側が店外とする。そして、店外にはショーケース4、11に冷媒を循環させるための冷凍機15や空調装置19の室外機20が設置され、ショーケース4、11と冷凍機15(冷媒回路を構成する圧縮機や膨張弁の他、ショーケース4、11の庫内循環ファンを含む)にて冷凍装置21(図2)が構成され、室内機17と室外機20にて空調装置19が構成される。また、店舗1には店内に供給される外気と店外に排出される空気とを熱交換させるための全熱交換機22が設置されており、これも本出願における空調装置19の一部を構成するものとする。
In the figure, 18 is a fryer (fried food cooker) provided in the
(2)店舗空調システム24
次に、図2は図1の店舗1に設けられた本発明の店舗空調システム24の構成の一例を示している。この実施例の店舗空調システム24は、前述した空調装置19及び冷凍装置21と、これら空調装置19と冷凍装置21を合わせた全体の消費電力Pを検出する電力計から成る消費電力検出部26と、店舗1の外気温度Tを検出する温度センサから成る外気温度検出部27と、店舗1内の温度を検出する温度センサから成る店内温度検出部28と、店舗1内の湿度を検出する湿度センサから成る店内湿度検出部29と、何れもマイクロプロセッサを備えたマイクロコンピュータより構成された最適化コントローラ31、空調装置制御部32及び冷凍装置制御部33から構成されている。
(2) Store
Next, FIG. 2 shows an example of the configuration of the store
(3)空調装置制御部32及び冷凍装置制御部33
空調装置制御部32は空調装置19に設けられ、後述する空調設定温度Aに基づき、店舗1内の温度がこの空調設定温度Aとなるように前述した室外機20及び室内機17を含む空調装置19の運転を制御する。また、冷凍装置制御部33は冷凍装置21に設けられ、各ショーケース4、11の庫内温度が所定の設定温度となるように前述した冷凍機15及びショーケース4、11を含む冷凍装置21の運転を制御する。
(3) Air
The air
(4)最適化コントローラ31の構成
最適化コントローラ31には、消費電力検出部26が出力する空調装置19と冷凍装置21を合わせた全体の消費電力Pと、外気温度検出部27が検出する外気温度Tと、店内温度検出部28が検出する店舗1内の温度と、店内湿度検出部29が検出する店舗1内の湿度が入力される。そして、この最適化コントローラ31は、空調装置19の空調装置制御部32と、冷凍装置21の冷凍装置制御部33との間でデータの送受信を行い、後述する如くこれらの運転を最適化する最適化制御を行う。
(4) Configuration of the
次に、図3を用いてこの最適化コントローラ31の詳細構成を説明する。実施例の最適化コントローラ31は、データ受信部34と、不快指数算出部36と、データベース37と、予測モデル作成部38と、最適化制御部41と、データ送信部46を備えており、最適化制御部41は予測部42と最適値算出部44を有している。
Next, the detailed configuration of the
最適化コントローラ31のデータ受信部34は、空調装置制御部32及び冷凍装置制御部33からのデータを受信する動作を行う他、前述した消費電力検出部26からの消費電力Pと、外気温度検出部27からの外気温度Tと、店内温度検出部28からの店舗1内の温度と、店内湿度検出部29からの店舗1内の湿度に関するデータを受信する。また、データ送信部46は空調装置制御部32及び冷凍装置制御部33にデータを送信する動作を行う。
The
(5)最適化コントローラ31の動作
以上の構成で、次に図4〜図11を参照しながら、最適化コントローラ11による最適化制御について説明する。
(5−1)データベース37の構築
図3の最適化コントローラ31のデータ受信部34は、図4のステップS1で、消費電力検出部26からの消費電力Pと、外気温度検出部27からの外気温度Tと、店内温度検出部28からの店舗1内の温度と、店内湿度検出部29からの店舗1内の湿度に関するデータを受信する。また、空調装置制御部32からは空調設定温度Aに関するデータを受信する。
(5) Operation of the
(5-1) Construction of
このとき、店舗1内の温度と湿度に関するデータは不快指数算出部36に送られる。この不快指数算出部36は、データ受信部34から受け取った店舗1内の温度及び湿度から、店舗1内の不快指数Dを算出し、データ受信部34に返送する。そして、データ受信部34は、受信した外気温度T、空調設定温度A、消費電力P及び不快指数Dのデータについて、所定期間(実施例では1年間)分蓄積して、図6に示す如き内容のデータベース37を構築する。尚、図6では空調設定温度を空調設定、消費電力を電力と表記している。
At this time, the data regarding the temperature and humidity in the
この場合、実施例ではデータ受信部21は、定期的(実施例では図6の如く30分毎)に、外気温度T、空調設定温度A、消費電力P、及び、不快指数Dのデータをデータベース37に記録し、1年経過したものから順次更新していく。図6では1年分の30毎の各外気温度Tの値をt1〜t17520で示し、各空調設定温度Aの値をa1〜a17520で示し、各消費電力Pの値をp1〜p17520で示し、各不快指数Dの値をd1〜d17520で示している。
In this case, in the embodiment, the
(5−2)予測モデルの作成(その1)
次に、最適化コントローラ31の予測モデル作成部38は、図4のステップS2で、データベース37中の直近(実施例では直近の過去1日分)の外気温度T〜T48、空調設定温度A〜A48、消費電力P〜P48、及び、不快指数D〜D48のデータに基づき、機械学習により所定時間後(実施例では1時間後)の消費電力TGT1を予測する予測モデルと、同じく所定時間後(同じく実施例では1時間後)の不快指数TGT2を予測する予測モデルを作成する。
(5-2) Creation of prediction model (1)
Next, in step S2 of FIG. 4, the prediction
図7はこの機械学習に用いるデータを示しており、図8は予測モデルにより予測したい1時間後(所定時間後)の消費電力TGT1の実際の値TGT1realと1時間後(所定時間後)の不快指数TGT2の実際の値TGT2realを、1日分の図7のデータと並べて各行に示している。尚、図7、図8でも空調設定温度を空調設定、消費電力を電力と表記している。 FIG. 7 shows data used for this machine learning, and FIG. 8 shows an actual value TGT1real of the power consumption TGT1 one hour later (predetermined time) and an uncomfortable one hour later (predetermined time) to be predicted by the prediction model. The actual value TGT2real of the index TGT2 is shown in each row side by side with the data of FIG. 7 for one day. In FIGS. 7 and 8, the air conditioning set temperature is expressed as air conditioning setting, and the power consumption is expressed as electric power.
この実施例の予測モデルは、下記式(I)及び式(II)で示す線形回帰分析の一つである重回帰分析の算出式である。
TGT1=b0+b1×T+b2×T1+・・・・+b196×D48 ・・(I)
TGT2=c0+c1×T+c2×T1+・・・・+c196×D48 ・・(II)
尚、式(I)が1時間後の消費電力TGT1を予測する予測モデル、式(II)が1時間後の不快指数TGT2を予測する予測モデルである。
The prediction model of this example is a calculation formula for multiple regression analysis, which is one of linear regression analyzes represented by the following formulas (I) and (II).
TGT1 = b0 + b1 × T + b2 × T1 +... + B196 × D48 (I)
TGT2 = c0 + c1 × T + c2 × T1 +... + C196 × D48 (II)
Equation (I) is a prediction model for predicting power consumption TGT1 after 1 hour, and Equation (II) is a prediction model for predicting discomfort index TGT2 after 1 hour.
ステップS2の機械学習で、予測モデル作成部38は図8の各行のデータを式(I)と式(II)に当てはめた場合に、全ての行で算出される1時間後の消費電力TGT1とその実際の値TGT1realの差、及び、1時間後の不快指数TGT2とその実際の値TGT2realの差が最も小さくなるような共通の係数b0〜b196、及び、c0〜c196を決定する。
In the machine learning in step S2, the prediction
そして、予測モデル作成部38は、このようにして作成した1時間後の消費電力TGT1を予測する予測モデル(式(I))と、1時間後の不快指数TGT2を予測する予測モデル(式(II))を、図4のステップS3で出力する(図3に符号39で示す)。尚、予測モデル作成部38は、係る予測モデルを定期的(実施例では1日に1回)作成し、更新していくものとする。
Then, the prediction
(5−3)最適化制御
次に、最適化コントローラ31の最適化制御部26が有する予測部27は、図5のステップS4で、直近(実施例では直近の過去1日分)の外気温度T、空調設定A、電力P、不快指数Dのデータをデータベース37から取得し、ステップS5で前述した式(I)、(II)で示した各予測モデルに当てはめ、ステップS6、ステップS7で1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測し、出力する(図3に予測結果43で示す)。尚、予測部27は定期的に(実施例では1時間に1回)、1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測して出力するものとする。
(5-3) Optimization Control Next, the
ここで、ステップS5で予測部42は、図7中の現在の空調設定温度Aを複数の値、例えば21℃、22℃、23℃、24℃に変化させることで、複数の1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測する。今、予測した結果が例えば図9の如きものであった場合、即ち、空調設定温度Aを21℃としたときの1時間後の消費電力TGT1は「5kW」、1時間後の不快指数TGT2は「不快」、空調設定温度Aを22℃としたときの1時間後の消費電力TGT1は「4kW」、1時間後の不快指数TGT2は「快適」、空調設定温度Aを23℃としたときの1時間後の消費電力TGT1は「3kW」、1時間後の不快指数TGT2は「快適」、空調設定温度Aを24℃としたときの1時間後の消費電力TGT1は「4kW」、1時間後の不快指数TGT2は「快適」であったものとすると、最適値算出部44は図5のステップS8で23℃を選択し、空調設定温度Aの最適値Aoptとして算出する(図9に「結果:選択」で示す)。
Here, in step S5, the
この最適値Aoptである23℃は、1時間後の不快指数TGT2が許容できる範囲(快適)において、1時間後の消費電力TGT1が最も小さくなる空調設定温度Aである。次に、データ送信部46は図5のステップS9で空調装置制御部32にこの空調設定温度Aの最適値Aoptを送信し、空調設定温度を変更させる。空調装置制御部32は受信した最適値Aoptを空調設定温度Aとして空調装置19の運転を制御することになる。尚、最適値算出部44は予測部42が予測する毎に、即ち定期的に最適値Aoptを算出することになる。
The optimum value Aopt, 23 ° C., is the air conditioning set temperature A at which the power consumption TGT1 after 1 hour is the smallest in the range (comfort) in which the discomfort index TGT2 after 1 hour is acceptable. Next, the
(5−4)予測モデルの作成(その2)
次に、図10、図11を用い、非線形回帰分析の一つである決定木分析によって前述した1時間後の消費電力TGT1を予測する予測モデルと、1時間後の不快指数TGT2を予測する予測モデルを作成し、最適化制御を行う場合の実施例について説明する。
(5-4) Creation of prediction model (2)
Next, using FIG. 10 and FIG. 11, the prediction model for predicting the power consumption TGT1 after 1 hour and the prediction for predicting the discomfort index TGT2 after 1 hour by decision tree analysis which is one of nonlinear regression analysis. An embodiment in which a model is created and optimization control is performed will be described.
この場合、図3の最適化コントローラ31の予測モデル作成部38は、データベース37中の直近(同じく直近の過去1日分)の外気温度T〜T48、空調設定温度A〜A48、消費電力P〜P48、及び、不快指数D〜D48のデータに基づき、機械学習により所定時間後(同じく1時間後)の消費電力TGT1を予測する決定木分析の予測モデルと、同じく所定時間後(1時間後)の不快指数TGT2を予測する決定木分析の予測モデルを作成する。
In this case, the prediction
予測モデル作成部38は、図8の全ての行で予測される1時間後の消費電力TGT1とその実際の値TGT1realの差、及び、1時間後の不快指数TGT2とその実際の値TGT2realの差が最も小さくなるような決定木を図10、図11の如く作成する。図10は1時間後の消費電力TGT11を決定木分析で予測する消費電力Pの予測モデル、図11は1時間後の不快指数TGT2を決定木分析で予測する不快指数Dの予測モデルとなる。
The prediction
(5−5)図10、図11の場合の最適化制御
次に、最適化コントローラ31の最適化制御部41の予測部42は、図10の予測モデルに複数の空調設定温度Aを当てはめることで、1時間後の消費電力TGT1を複数予測すると共に、図11の予測モデルにも複数の空調設定温度Aを当てはめて、1時間後の不快指数TGT2を複数予測する。
(5-5) Optimization Control in the Cases of FIGS. 10 and 11 Next, the
この例では、空調設定温度Aとして21℃、22℃、23℃、24℃を当てはめたものとすると、図11の予測モデルでは、空調設定温度Aを22℃、23℃、24℃としたときに1時間後の不快指数TGT2は快適となり、図10の予測モデルでは空調設定温度を23℃としたときに、1時間後の消費電力TGT1は最も小さい3kWとなる。そこで、この実施例の場合にも最適値算出部44は、23℃を空調設定温度Aの最適値Aoptとして算出すると共に、データ送信部46が空調装置制御部32に送信することになる。
In this example, assuming that the air conditioning set temperature A is 21 ° C., 22 ° C., 23 ° C., and 24 ° C., the air conditioning set temperature A is 22 ° C., 23 ° C., and 24 ° C. in the prediction model of FIG. The discomfort index TGT2 after 1 hour becomes comfortable, and in the prediction model of FIG. 10, when the air conditioning set temperature is 23 ° C., the power consumption TGT1 after 1 hour is the smallest 3 kW. Therefore, also in this embodiment, the optimum
以上詳述した如く、本発明の店舗空調システム24は、外気温度T、空調設定温度A、消費電力P、及び、不快指数Dを所定期間(1年間)分蓄積してデータベース37を構築し、予測モデル作成部38がこのデータベース37に基づいて機械学習を行い、直近(過去1日)の外気温度T、空調設定温度A、消費電力P、及び、不快指数Dから、所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2を予測するための予測モデルを作成し、予測部42がこの予測モデルに複数の空調設定温度Aを当てはめることにより、所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2を複数予測し、最適値算出部44がこれら予測された複数の所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2から、所定時間(1時間)後の不快指数TGT2が許容できる範囲において、所定時間(1時間)後の消費電力TGT1が最も小さくなる空調設定温度Aの最適値Aoptを算出すると共に、空調装置制御部32が、最適値算出部44が算出した最適値Aoptを空調設定温度とし、店舗1内を空調する空調装置19の運転を制御するようにしたので、店舗1内の不快指数Dが許容できる範囲で、空調装置19と冷凍装置21が消費する電力Pを最も小さくすることができる最適値Aoptに空調設定温度Aを自動的に調整し、空調装置19の運転を制御することができるようになる。
As described in detail above, the store
これにより、店舗1内の快適性を担保しながら、空調装置19と冷凍装置21の消費電力Pを削減することができるようになる。この場合、実施例では予測モデル作成部38が、定期的に予測モデルを作成して更新するようにしているので、店舗1を取り巻く環境の変化に応じて的確に空調設定温度Aの最適値Aoptを算出することができるようになる。
Thereby, the power consumption P of the
また、実施例では予測部42が、定期的に所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2を複数予測し、最適値算出部44は予測部42が予測する毎に最適値Aoptを算出するようにしているので、店舗1内の状況の変化に迅速に対応して、精度良く空調設定温度Aの最適値Aoptを算出することができるようになる。
Further, in the embodiment, the
(6)最適化コントローラの他の例
次に、図12は本発明の店舗空調システム24を構成する最適化コントローラ31の他の構成例を示している。図3の実施例では、最適化コントローラ31の全ての機能が店舗1側に設けられていたが、この実施例では図3の予測モデル作成部38が、店舗1を管理する管理会社のサーバー47側に設けられている。
(6) Other examples of optimization controller Next, FIG. 12 has shown the other example of a structure of the
即ち、この場合の店舗空調システム24では、店舗1側の最適化コントローラ31Aは予測モデルの作成を行わず、最適化コントローラ31A側で構築したデータベース37をサーバー47に送信する。そして、このサーバー47の予測モデル作成部38が予測モデル(符号39)を作成し、最適化コントローラ31Aの最適化制御部41に送信する。
That is, in the store
最適化コントローラ31Aの予測部42は、この予測モデルを利用して1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測し、空調設定温度Aの最適値Aoptを算出してデータ送信部46により空調装置制御部32に送信することになる。このようにサーバー47側で予測モデルの作成を行うようにすれば、店舗1側での制御が簡素化される利点がある。
The
(7)その他の構成
尚、前述した実施例では機械学習で行う線形回帰分析として重回帰分析を採用したが、それに限らず、一般化線形回帰分析等も使用可能である。また、前述した非線形回帰分析についても、他の実施例で示した決定木分析に限らず、ランダムフォレスト分析、ニューラルネット分析、SVM分析等も使用可能である。
(7) Other Configurations In the above-described embodiment, multiple regression analysis is adopted as linear regression analysis performed by machine learning. However, not limited to this, generalized linear regression analysis can also be used. Also, the above-described nonlinear regression analysis is not limited to the decision tree analysis shown in the other embodiments, and random forest analysis, neural network analysis, SVM analysis, and the like can be used.
また、実施例では重回帰分析により1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測し、或いは、決定木分析により1時間後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測するようにしたが、それに限らず、消費電力TGT1は線形回帰分析で予測し、不快指数TGT2は非線形回帰分析で予測する、或いは、その逆等、各分析手法を組み合わせてもよい。 In the embodiment, the power consumption TGT1 and the discomfort index TGT2 after 1 hour are predicted by multiple regression analysis, or the power consumption TGT1 and the discomfort index TGT2 after 1 hour are predicted by decision tree analysis. However, the power consumption TGT1 may be predicted by linear regression analysis, and the discomfort index TGT2 may be predicted by nonlinear regression analysis, or vice versa.
更に、前述した実施例では外気温度Tと、空調設定温度Aと、消費電力Pと、不快指数Dを所定期間(1年間)分蓄積することでデータベース37を構築するようにしたが、それらに加えて、データベース37に、消費電力Pと不快指数Dに影響を与える空調装置19、冷凍装置21の運転ファクタに関するデータが追加して設けてもよい。
Furthermore, in the embodiment described above, the
この場合に追加する運転ファクタとしては、空調装置19の運転モード(冷房、暖房、ドライ等)、ショーケース4、11の庫内温度、ショーケース4、11の庫内循環ファンの風量、冷凍装置21の目標低圧圧力、冷凍装置21の高圧圧力、冷凍装置21の圧縮機の回転数(インバータ制御)、冷凍装置21の膨張弁の最小弁開度、全熱交換機22の運転状態が考えられる。
The operating factors to be added in this case include the operation mode of the air conditioner 19 (cooling, heating, dry, etc.), the internal temperature of the
そして、その場合には予測モデル作成部38が、追加された運転ファクタを加えて所定時間(1時間)後の消費電力TGT1と不快指数TGT2を予測する予測モデルを作成し、予測部42が、予測モデルに空調設定温度Aに加えて追加された運転ファクタを複数当てはめることで所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2を複数予測する。
In that case, the prediction
最適値算出部44は、予測部42が予測した複数の所定時間(1時間)後の消費電力TGT1及び不快指数TGT2から、所定時間(1時間)後の不快指数TGT2が許容できる範囲において、所定時間(1時間)後の消費電力TGT1が最も小さくなる追加された運転ファクタの最適値を算出する。
The optimum
空調装置制御部32や冷凍装置制御部33は、最適値算出部44が算出した最適値を追加された運転ファクタとして空調装置19や冷凍装置21の運転を制御するようにすれば、外気温度Tや空調設定温度A以外の消費電力Pや不快指数Dに影響を与える運転ファクタについても最適値で制御し、より一層の快適性の向上と消費電力の削減効果を得ることが可能となる。
If the air
更に、例えば実施例の店舗1にショーケース4、11に追加してショーケースが設置された場合を想定すると、例えばショーケースや冷凍装置に関する前述した運転ファクタとしては、類似する機器のデータを平均値や最大値、最小値や標準偏差を用いて一つに纏めることが考えられる。そのようにすることで、店舗1のショーケースの構成がその後変更された場合にも、支障無くデータベース37を構築して、消費電力TGT1及び不快指数TGT2の予測と最適値の算出を行うことが可能となる。
Further, for example, assuming that a showcase is installed in the
1 店舗
4、11 ショーケース
15 冷凍機
17 室内機
19 空調装置
20 室外機
21 冷凍装置
22 全熱交換機
24 店舗空調システム
26 消費電力検出部
27 外気温度検出部
28 店内温度検出部
29 店内湿度検出部
31 最適化コントローラ
32 空調装置制御部
33 冷凍装置制御部
34 データ受信部
36 不快指数算出部
37 データベース
38 予測モデル作成部
42 予測部
44 最適値算出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記店舗内を空調する空調装置の運転を、所定の空調設定温度に基づいて制御する空調装置制御部と、
外気温度を検出する外気温度検出部と、
前記店舗内の温度を検出する店内温度検出部と、
前記店舗内の湿度を検出する店内湿度検出部と、
前記空調装置と前記冷凍装置が消費する消費電力を検出する消費電力検出部と、
前記店舗内の温度及び湿度から当該店舗内の不快指数を算出する不快指数算出部と、
少なくとも前記外気温度、前記空調設定温度、前記消費電力、及び、前記不快指数を所定期間分蓄積して構築されたデータベースと、
該データベースに基づいて機械学習を行い、少なくとも直近の前記外気温度、前記空調設定温度、前記消費電力、及び、前記不快指数から、所定時間後の前記消費電力及び不快指数を予測するための予測モデルを作成する予測モデル作成部と、
該予測モデル作成部が作成した予測モデルに複数の前記空調設定温度を当てはめることにより、所定時間後の前記消費電力及び不快指数を複数予測する予測部と、
該予測部が予測した複数の所定時間後の前記消費電力及び不快指数から、所定時間後の前記不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の前記消費電力が最も小さくなる前記空調設定温度の最適値を算出する最適値算出部を備え、
前記空調装置制御部は、前記最適値算出部が算出した前記最適値を前記空調設定温度として前記空調装置の運転を制御することを特徴とする店舗空調システム。 In the store air conditioning system that air-conditions the store where the refrigeration system including the showcase is installed,
An air conditioner control unit for controlling the operation of the air conditioner for air conditioning the store based on a predetermined air conditioning set temperature;
An outside temperature detector for detecting the outside temperature;
An in-store temperature detector that detects the temperature in the store;
An in-store humidity detector that detects humidity in the store;
A power consumption detector that detects power consumed by the air conditioner and the refrigeration apparatus;
A discomfort index calculating unit for calculating a discomfort index in the store from the temperature and humidity in the store;
A database constructed by accumulating at least the outside temperature, the air conditioning set temperature, the power consumption, and the discomfort index for a predetermined period;
A prediction model for performing machine learning based on the database and predicting the power consumption and the discomfort index after a predetermined time from at least the latest outside air temperature, the air conditioning set temperature, the power consumption, and the discomfort index A prediction model creation unit for creating
A prediction unit that predicts a plurality of the power consumption and discomfort index after a predetermined time by applying a plurality of air conditioning set temperatures to the prediction model created by the prediction model creation unit;
The optimum air conditioning set temperature at which the power consumption after a predetermined time is minimized within the allowable range of the discomfort index after a predetermined time from the power consumption and the discomfort index after a plurality of predetermined times predicted by the prediction unit An optimal value calculation unit for calculating a value,
The air conditioner control unit controls the operation of the air conditioner using the optimum value calculated by the optimum value calculation unit as the air conditioning set temperature.
前記予測モデル作成部は、前記追加された運転ファクタを加えて所定時間後の前記消費電力及び不快指数を予測する予測モデルを作成すると共に、
前記予測部は、前記予測モデルに前記空調設定温度に加えて前記追加された運転ファクタを複数当てはめることで所定時間後の前記消費電力及び不快指数を複数予測し、
前記最適値算出部は、前記予測部が予測した複数の所定時間後の前記消費電力及び不快指数から、所定時間後の前記不快指数が許容できる範囲において、所定時間後の前記消費電力が最も小さくなる前記追加された運転ファクタの最適値を算出し、
前記空調装置制御部、及び/又は、前記冷凍装置の運転を制御する冷凍装置制御部は、前記最適値算出部が算出した前記最適値を前記追加された運転ファクタとして前記空調装置、及び/又は、前記冷凍装置の運転を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の店舗空調システム。 In the database, the air conditioner that influences the power consumption and the discomfort index, and / or data regarding the operating factor of the refrigeration apparatus are additionally provided,
The prediction model creating unit creates a prediction model for predicting the power consumption and discomfort index after a predetermined time by adding the added driving factor,
The prediction unit predicts a plurality of the power consumption and discomfort index after a predetermined time by applying a plurality of the added operation factors in addition to the air conditioning set temperature to the prediction model,
The optimum value calculation unit has the smallest power consumption after a predetermined time in a range in which the discomfort index after a predetermined time can be tolerated from the power consumption and the discomfort index after a plurality of predetermined times predicted by the prediction unit. Calculating the optimum value of the added operating factor,
The air conditioning device control unit and / or the refrigeration device control unit that controls the operation of the refrigeration device, the air conditioning device, and / or the optimum value calculated by the optimum value calculation unit as the added operating factor The store air conditioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein operation of the refrigeration apparatus is controlled.
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CN112050397A (en) * | 2020-08-27 | 2020-12-08 | 浙江省邮电工程建设有限公司 | Method and system for regulating and controlling temperature of machine room |
CN112465230A (en) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 施耐德电气(中国)有限公司 | Self-adaptive water chilling unit starting combination optimization prediction method and system |
CN112926791A (en) * | 2021-03-19 | 2021-06-08 | 中国工商银行股份有限公司 | Computer room temperature distribution prediction method and system |
-
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