JP4186450B2

JP4186450B2 - 空調設備運用システム及び空調設備設計支援システム

Info

Publication number: JP4186450B2
Application number: JP2001317570A
Authority: JP
Inventors: 宏成菊池; 忠克中島; 桂史笹尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: CN1275004C; TWI257995B; US7225171B2; US6591620B2; CN1412485A; KR20030032795A; JP2003120982A; US20030192328A1; KR100634929B1; US20030070438A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調設備を運用する空調設備運用システムおよびその空調設備を設計支援する設計支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空調設備の例が、特開平８−８６５３３号公報に記載されている。この公報では、吸収式空調機と圧縮式空調機とを組み合わせて空調設備を構成している。そして、低負荷時には最初に吸収式空調機を運転する。空調負荷が、吸収式空調機の最大負荷を越えたときには、吸収式空調機と圧縮式空調機の双方を運転している。
【０００３】
また、特開平７−１３９７６１号公報には、クリーンルームにおいて、冷却塔を利用してエネルギーを効率的に運用するために、外気温度検出手段が検出した外気温度が室内温度検出手段が検出した室内温度より低くいときに、冷却塔を運転することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平８−８６５３３号公報に記載のものにおいては、吸収式冷凍機を優先運転し、その後負荷に応じて圧縮式冷凍機を運転している。しかしながら、この公報に記載のものは冷却能力に応じて運転する冷凍機を変えているだけであり、各冷凍機の特性を考慮して各冷凍機の運転にかかる費用を低減することについては、必ずしも十分には考慮されていない。
【０００５】
また特開平７−１３９７６１号公報に記載のものにおいては、外気温度が低くなると、冷却塔の運転に切り換えている。しかしながら冷却塔による冷却能力は、外気の湿度条件に大きく依存するので、必ずしも冷却塔の能力を十分に利用できなかったり、冷却塔では冷却できないという事態を引き起こす恐れがある。
【０００６】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、空調設備を、ランニングコストを低減して運用することにある。本発明の他の目的は、イニシャルコストも含めて空調設備の費用を低減することにある。本発明のさらに他の目的は、低コストで冷水を提供することにある。そして本発明では、少なくともこれらのいずれかの目的を達成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、空調設備を運用する空調設備運用システムにおいて、前記空調設備を制御する空調設備管理制御装置と、この空調設備管理制御装置とネットワークを介して接続する管理サーバとを有し、この管理サーバは、外気の温度と湿度を含む時系列の予測データを格納する気象情報データベースと、前記空調設備を構成する空調機器の機器特性データが記憶されている機器情報データベースと、前記空調機器を駆動するのに必要な燃料や電力の料金データベースと、前記外気の温度と湿度の予測データと前記空調機器の機器特性データとから求めた冷却負荷を用いて前記空調機器のランニングコストをシミュレーションする空調設備シミュレータと、を有し、前記空調設備シュミレータは、前記空調設備に設けられたポンプや冷凍機の負荷率の計算、前記空調設備に設けられた冷却塔の冷却熱量と冷却水の出口温度の計算、前記空調設備に設けられた熱交換器の熱交換量と熱交換器の出口温度の計算、前記冷凍機の冷凍サイクルのシミュレーション、及び前記冷凍機の冷却負荷と消費電力の特性曲線を基に前記冷凍機の燃料消費量と消費電力の計算、を行なうプログラムを備え、少なくとも外気の温度と湿度の予測データと導入外気の風量を基に計算した導入外気の冷却負荷と、内部発熱による冷却負荷とを加算して冷却負荷を求め、この冷却負荷のときの前記空調設備の各機器の負荷率を計算し、この各機器の負荷率から各機器の消費電力と燃料消費量を計算し、この消費電力と燃料消費量を前記料金データベースに参照して前記空調設備のランニングコストを計算し、前記管理サーバは、前記冷凍機の運転又は停止状態あるいは前記冷凍機の部分負荷率が異なる複数の運用方法の候補を有し、前記空調設備シミュレータが計算したランニングコストが最も小さい運用方法の候補を前記空調機器の運転のための運用方法として決定し、この決定した運用方法に基づき運用計画データを作成し、この作成した運用計画データを前記空調設備管理制御装置へ送信し、前記空調設備管理装置は、前記運用計画データにしたがって前記空調機器を運転するものである。
【００１０】
上記構成は次のようにしてもよい；空調設備シミュレータは、空調機器の運用方法毎のランニングコストを演算し、演算されたランニングコストの中で最もランニングコストの低い運用方法から運用計画データを作成する；空調設備は吸収式冷凍機とターボ冷凍機を備えており、前記空調設備シミュレータはこの吸収式冷凍機とターボ冷凍機の設定冷却熱量に応じてこれら冷凍機の全負荷または部分負荷を選択しそのときのランニングコストを演算する；空調設備は冷却塔を備えており、前記空調設備シミュレータは冷却塔の運転と停止とに応じてランニングコストを演算する；空調設備に備えられた被冷却体を、前記サービス提供会社が備える冷水発生装置が発生した冷水で冷却し、この冷水の冷却熱量を検出するための温度センサーを被冷却体の近傍に設け、前記空調設備シミュレータはこの温度センサーが検出した温度から冷却熱量を求めて前記契約サイトの利用料金を演算する；管理サーバは気象予報会社から購入した外気の温度と湿度の予測データから冷却負荷を予測し、前記空調設備シミュレータは予測した冷却負荷から空調設備の運用方法をウエブを介して前記空調設備管理制御装置に設定する；外気の温度および湿度を検出する手段と、空調設備が備える冷却負荷の冷却負荷を検出する手段とを備え、これら検出手段が検出した外気の温度および湿度と冷却負荷から、外気の温度および湿度に対する冷却負荷の関係式を導き、この関係式を用いて冷却負荷を予測するようにしてもよい。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明のさらに他の特徴は、空調設備が有する多数の空調機器の設計を支援する空調設備設計支援システムであって、（Ａ）空調設備の年間の冷却負荷変動パターンを生成するステップと、（Ｂ）前記多数の空調機器の機器特性および価格が記憶された機器情報データベースを参照してイニシャルコストを計算するステップと、（Ｃ）年間の冷却負荷変動パターンから、機器特性及び価格が記憶されたデータベースと燃料と電力料金が記憶されたデータベースとを参照して、年間のランニングコストを計算するステップと、（Ｄ）機器の税金と金利とを含むコストを計算するステップと、（Ｅ）イニシャルコストと設定された年数のランニングコストとを含む総コストを演算するステップと、を有し、空調設備の空調機器の構成を変化させて、前記（Ｂ）〜（Ｅ）のステップを繰り返し、総コストが最も安くなるように空調設備の各空調機器を設定することにある。
【００１２】
そして好ましくは、過去の外気の気温と湿度の気象データが記憶されている気象情報データベースを用いて年間冷却負荷パターンを生成することにある。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明のさらに他の特徴は、契約サイトに設けられた空調設備をサービス提供会社が運用する空調設備運用システムにおいて、前記空調設備の被冷却体を前記サービス提供会社の冷水発生装置が発生した冷水で冷却し、この冷水の冷却熱量を被冷却体の近傍に位置する温度センサーと流量計の出力から求め、この求められた冷却熱量に予め定められた料率を演算して利用料金を求めることにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１に、本発明に係る空調設備運用システムの一実施例の全体構成図を示す。空調設備運用システムでは、サービス提供会社２と各契約サイト１、１ａ、１ｂとをネットワーク１０を介して接続している。サービス提供会社２は管理サーバ２０を有しており、この管理サーバ２０に記憶された各種情報は、通信手段５２からネットワーク１０を介して契約サイト１の空調設備管理制御装置３０に送信または受信される。契約サイト１内では、空調設備管理制御装置３０から空調設備３９の各構成機器へデータが送信または各構成機器からデータを受信できるように、空調設備通信ライン３８が接続されている。
【００１５】
サービス提供会社２は、気象予報会社８と気象予報情報提供契約を結んでいる。気象予報会社８から気象予報データがネットワーク１０を介してサービス提供会社２に提供される。気象予報データは、外気の温度や湿度を含む予測データである。サービス提供会社２は、気象予報会社８の気象予報データを用いて契約サイト１の空調設備３９の運用計画を作成する。この作成された運用計画に基づき、空調設備管理制御装置３０が空調設備３９を管理および制御する。空調設備３９から契約会社１１へ冷水が供給され、契約会社１１の各室を空調し、または装置を冷却する。
【００１６】
サービス提供会社２が備える管理サーバ２０は、ネットワーク１０を介して通信を制御する通信手段５２と、ディスプレイやキーボード、マウス等の入出力手段５1と、ハードディスク等の記憶手段５４およびマイクロコンピュータ等の演算手段５３のハードウエアを備える。そして、燃料や電力料金のデータベース２１と、機器情報データベース２４と、システム構成データベース２２と、運転記録データベース２５と、気象情報データベース２３と、運用管理手段４１と、空調設備シミュレータ４２と、機器特性修正手段４３と、運用方法最適化手段４４および設計設備支援手段４５とを備えている。
【００１７】
機器情報データベース２４には、空調設備管理制御装置３０に接続された空調設備３９を構成する機器の特性データや価格データが記憶されている。これらのデータは、各機器を製造した会社から提供された機器特性データおよび価格データと、それらの機器の運転記録データに基づいて、機器特性修正手段４３が修正した機器特性データを含む。燃料や電力料金のデータベース２１には、ガス供給会社４のガス料金、電力供給会社５の電力料金、石油販売会社６の石油販売価格が過去及び現在に渡り記憶されている。
【００１８】
気象情報データベース２３には、気温や湿度等の気象データが記憶されている。気象データには、気象庁が提供しているアメダス等のデータや気象予報会社８が予測した気象予報データが含まれる。気象予報データは、契約した気象予報会社８からネットワーク１０を介して契約サイト１、１ａ、１ｂに逐次送信され、気象情報データベース２３に記憶される。
【００１９】
運転記録データベース２５には、契約サイト１に設置された空調設備３９の運転記録データが記憶される。運転記録データは、空調設備各部に取付けた計測装置が計測したデータや各機器の運転開始信号または停止信号を時系列に記録したものである。この運転記録データは、定期的にあるいは管理サーバ２０の要求にしたがって空調設備管理制御装置３０から送信される。
【００２０】
システム構造データベース２２には、各契約サイト１、１ａ、１ｂ…の空調設備のシステム構造データが記憶されている。空調設備のシステム構造データとしては、空調設備の各機器の構成および各機器の接続情報がある。
【００２１】
運用管理手段４１は、空調設備の運用計画データを空調設備制御手段３０へネットワーク１０を介して送信するのを管理するとともに、ネットワーク１０を介して空調設備管理制御装置３０から受信した空調設備３９の運転記録データを運転記録データベース２５に記憶管理し、運転記録データから契約会社１１へ請求する料金を計算し、気象予報会社８や電力供給会社やガス供給会社に支払う料金を計算し、入出金状況を管理する。空調設備の運転計画データは、空調設備が備える各機器の運転開始指令、運転停止指令および各機器の制御目標値を含む。
【００２２】
空調設備シミュレータ４２は、契約サイト１に設置された空調機器をシミュレーションする。空調設備シミュレータ４２には、空調設備３９において接続された機器の情報から使用されるポンプや冷凍機の負荷率を計算するプログラム、空調設備３９が備える冷却コイルやドライコイルにおける交換熱量や冷却コイルおよびドライコイルの出口における水または空気の温度を計算するプログラム、熱交換器の交換熱量や熱交換器の出口における温度を計算するプログラム、冷凍機の冷凍サイクルをシミュレーションするプログラムおよび冷却塔の冷却熱量や冷却塔出口における冷却水の温度を計算するプログラムがソフトウエアとして搭載されている。
【００２３】
空調設備シミュレータ４２が、例えば外気の温度および湿度、冷却負荷、各機器の制御目標値のデータから、機器情報データベース２４に記憶されている機器特性データとシステム構造データベース２２に記憶されている契約サイト１の空調設備のシステム構造データを参照し、各機器の部分負荷率および各機器の消費電力、燃料消費量を計算する。さらに、燃料や電力料金データベースに記憶されている電力料金データおよびガス料金データ、石油価格データを参照して電力消費や燃料消費に伴うランニングコストを換算する。
【００２４】
冷却負荷から吸収式冷凍機３２の燃料消費量やターボ冷凍機３３の消費電力を求めるときに、各冷凍機が備える蒸発器や凝縮器の伝熱性能等の冷凍サイクルを計算するのに必要なパラメータ値が分かっていれば、サイクルシミュレータを用いて消費電力を計算する。これらの冷凍サイクル計算に必要なパラメータ値が分からないときは、後述する図１５に示すターボ冷凍器３３の冷却負荷と消費電力の関係を用いて消費電力を計算する。
【００２５】
機器特性修正手段４３は、運転記録データベース２５に記憶された空調設備の運転記録データを参照し、空調設備の機器特性データを修正したのち、機器情報データベース２４に修正データを記憶する。機器が劣化して機器特性が変化したことを記録する。運用方法最適化手段４４では、契約サイト１に設置された空調設備を、最もランニングコストが安くなるように運用する運用方法を探索し、運転計画データを作成する。設備設計支援手段４５は、空調設備を設計するときあるいは空調設備を交換するときに、イニシャルコストおよびランニングコスト、メインテナンスコスト、廃棄コストを含めたトータルコストが最も安くなる空調設備構成を探索する。
【００２６】
サービス提供会社２の計画員は、管理サーバ２０を用いて契約サイト１、１ａ、１ｂが備える空調設備３９の運用計画およびメインテナンス計画やリプレイス計画を作成するとともに、新規に契約した契約サイトの空調設備を設計する。サービス提供会社２の管理サーバ２０には、燃料や電力料金のデータベース２１と、機器情報データベース２４と、システム構成データベース２２と、運転記録データベース２５と気象情報データベース２３が記憶されている。新規契約サイトの空調設備を設計する際には、現在同様の機器を使用しているかあるいは過去に同様の機器を使用した契約サイトがあり、その契約サイトで蓄積したデータを使用でるときは、その蓄積データを用いて空調設備の詳細設計が可能となる。
【００２７】
同一機種が使われている他の契約サイトの運転記録データも含めて機器の特性を検討できるので、より正確な運用計画を立案できる。また、メインテナンスが必要となる時には、同一機種であれば同様の運転履歴傾向を示す。そこで、同一機種が複数の契約サイトで使用されているときは、蓄積された過去のメインテナンスが必要な時の運転履歴傾向を用いて、メインテナンス計画を立案する。燃料や電力料金のデータベース２１に燃料と電力料金の契約条件が一括記憶されているので、燃料消費が少ない時期や電力消費が少ない時期を選んで燃料や電力を多く消費することにより、低コストで燃料や電力を購入できる。
【００２８】
図１に示した空調設備管理制御装置３０の詳細を、図２に示す。空調設備管理制御装置３０は、ネットワーク１０を介して通信を制御する通信手段６１と、ディスプレイやキーボードやマウスの入出力手段６５と、ハードディスク等の記憶手段６２と、マイクロコンピュータを含む演算手段６３と、空調設備３９との通信を制御する空調設備通信手段６４とをハードウエアとして備えている。空調設備を運用する空調設備管理制御手段６６はソフトウエアである。
【００２９】
記憶手段６２には、運転記録データ６９およびサービス提供会社２の管理サーバ２０から送信された気象予報データ６８、運用計画データ６７が記憶される。空調設備管理制御装置３０の空調設備通信手段６４は、空調設備通信ライン３８を介して、空調設備３９が備える各機器とデータを送信または受信する。
【００３０】
空調設備管理制御手段６６は、空調設備３９を管理および制御する。サービス会社２の管理サーバ２０から送信され記憶手段６２に記憶された運用計画データ６７を参照して空調設備３９を制御する。それと共に、計測装置が計測した計測値や各機器の運転値を、運転記録データ６８として記憶手段６２に記憶する。空調設備管理制御手段６６は、管理サーバ２０から送信された運用計画データと気象予報データを受信し、管理サーバへ運転記録データを送信する。
【００３１】
契約サイト１の管理者は、入出力手段６５を操作して、空調設備３９の運転状況や計測装置の計測値をチェックするとともに、管理サーバの燃料や電力料金のデータベース２１、機器情報データベース２４、システム構成データベース２２および運転記録データベース２５の情報にアクセスする。さらに、管理サーバの運用管理手段４１、空調設備シミュレータ４２、機器特性修正手段４３、運用方法最適化手段４４および設備設計支援手段４５を使用する。
【００３２】
図３に、契約サイト１の空調設備３９の一例を示す。空調設備３９は、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３を備えている。これらの冷凍機３２、３３が冷水を冷却し、冷却された冷水が冷却負荷を冷却する。冷水は、冷水槽４６０に溜められる。
【００３３】
この冷水を生産する装置を、図３により説明する。吸収式冷凍機３２の冷却水は、冷却水ポンプ３４０により冷却塔３１０に導かれ、冷却される。同様に、ターボ冷凍機３３の冷却水は、冷却水ポンプ３４１により冷却塔３１１に導かれ、冷却される。吸収式冷凍機３２に、インバータ４３０で駆動される冷水一次ポンプ３４２が冷水槽４６０から冷水を導く。同様に、インバータ４３１で駆動される冷水一次ポンプ３４３が冷水槽４６０から冷水をターボ冷凍機３３へ導く。なお、インバータ４３０、４３１を用いて負荷割合を変える代わりに、吸収式冷凍機３２側に三方弁８６０を、ターボ冷凍機側に三方弁８６１を設けて、これらの三方弁８６０、８６１を制御して、各冷凍機の負荷割合を変更していもよい。その詳細は、後述する。
【００３４】
吸収式冷凍機３２では、冷水出口温度センサー８０６が検出した値が予め設定された目標温度になるように、吸収式冷凍機の図示しない制御装置が吸収式冷凍機３２を制御する。同様にターボ冷凍機３３を、冷水出口温度センサー８０７が検出した温度が、目標温度になるようにターボ冷凍機３３の図示しない制御装置が制御する。本実施例の空調設備では、目標温度を７℃に設定している。目標温度を、空調設備管理制御装置３０の指令により変えることもできる。
【００３５】
吸収式冷凍機３２には、冷水入口温度を検出する温度センサー８０８、冷水出口温度を検出する温度センサー８０６、冷水流量を検出する流量計８３０、冷却水入口温度を検出する温度センサー８０４、冷却水出口温度を検出する温度センサー８０２、冷却水流量を検出する流量計８３４が取付けられている。ターボ冷凍機には、冷水入口温度を検出する温度センサー８０９、冷水出口温度を検出する温度センサー８０７、冷水流量を検出する流量計８３１、冷却水入口温度を検出する温度センサー８０５、冷却水出口温度を検出する温度センサー８０３、冷却水流量を検出する流量計８３５が取付けられている。温度センサー８０３〜８０９および流量計８３０、８３１の出力は、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却熱量を計算するのに用いられる。
【００３６】
吸収式冷凍機３２の冷却熱量Ｑ３２（ｋＷ）は、次式により計算される。
Ｑ３２＝ｃｐ×ρ×Ｗ８３０／６０×（Ｔ８０８―Ｔ８０６）……（式１）
（式１）において、Ｑ３２は吸収式冷凍機３２の冷却熱量（ｋＷ）、ｃｐは水の定圧比熱（ｋＪ／ｋｇ°Ｃ）、ρは水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、Ｗ８３０は流量計８３０の計測値（ｍ^３／ｍｉｎ）、Ｔ８０６は温度計８０６の計測値（°Ｃ）、Ｔ８０８は温度計８０８の計測値（°Ｃ）である。
【００３７】
冷水及び冷却水を循環させるポンプ３４０〜３４３では、流量と電流との間に定まった関係があるので、冷水一次ポンプ３４２に電流計を接続して電流計が計測した値とこのポンプ３４２の機器特性データを用いて流量を計算するようにしてもよい。ポンプの電流とポンプの機器特性データを用いて流量を求めるようにすると、電流計の方が流量計より価格が安いので低コスト化できる。しかし、流量計に比べて精度は劣る。ターボ冷凍機３３の冷却熱量も、同様の計算方法で計算できる。
【００３８】
各冷却塔３１０、３１１が冷却する熱量は、温度センサー８０２〜８０５および流量計８３４、８３５が検出した温度及び流量から計算される。これらのセンサーが計測したデータは機器の特性を分析するのにも用いられ、機器特性修正手段４３でも使用される。
【００３９】
次に、冷水の二次側である冷却負荷側の構成の一例を説明する。吸収式冷凍機３２及びターボ冷凍機３３で作られ冷水槽４６０に溜められた冷水は、冷水二次ポンプ３４４により冷水ヘッダー４５０に送られる。その後、一部が外気調和機４３０が備える冷水コイル４２４に供給される。冷水ヘッダー４５０には、圧力センサー８４０が取付けられている。冷水ヘッダー４５０には、冷水槽に戻す配管が接続されておりこの配管には自動バルブ８６２が取付けれている。圧力センサー８４０が検出した圧力が予め設定した圧力となるように、自動バルブ８６２を制御する。
【００４０】
外気調和機４３０は矩形ダクト状の空気通路であり、図３の左端部から外気がこのダクトに送風機３５０により取り込まれる。送風機３５０で取り込まれた外気は、フィルター４２０、４２２で塵埃が除去される。フィルター４２０とフィルター４２２の間には予熱コイル４２１が、フィルター４２２の下流側には順に加湿器４２３、送風機３５０、冷却コイル４２４、再熱コイル４２５が配置されている。冷却コイル４２４の近傍には温度センサー８１３が配置されている。外気調和機４３０に取り込まれた外気は、予熱コイル４２１、加湿器４２３、冷却コイル４２４及び再熱コイル４２５により、目標温度及び目標温度まで温度及び湿度を調整される。温度及び湿度を調整された外気は、クリーンルーム３６０に導かれる。
【００４１】
外気調和機４３０の冷却コイル４２４に導かれた冷水は、自動バルブ８６５を経て冷水槽４６０に戻される。冷却コイル４２４の近傍には、温度センサー８１３が配置されている。この温度センサー８１３が検出した外気温度が設定温度になるように、自動バルブ８６５を制御する。なお、冷却コイル４２４に供給される冷水の温度及び流量を検出するために、温度センサー８１１及び流量計８３２が冷水供給配管４５８に、戻り温度を検出するためにの温度センサー８１２が戻り配管４５９に設けられている。
【００４２】
外気調和機４３０に取り込まれる外気を加温するために、図示しないボイラーから配管４５１を経由して予熱コイル４２１、加湿器４２３および再熱コイル４２５に蒸気が供給される。これらの機器に供給する蒸気量を、図示しないセンサーが検出した外気調和機４３０に取り込まれた外気の温度及び湿度により制御するために、予熱コイル４２１の下流側には自動バルブ８７０が、加湿器４２３の上流側には自動バルブ８７1が、再熱コイル４２５の下流側には自動バルブ８７２がそれぞれ取付けられている。
【００４３】
各機器で熱交換して温度が低下し、蒸気が凝縮して得られた水は、配管４５２を経由してボイラーに戻される。なお、蒸気供給配管４５１には流量計８３５及び温度センサー８２２が、凝縮水戻し配管４５２には流量計８３６及び温度センサー８２３が取付けられている。
【００４４】
冷水ヘッダー４５０に供給された冷水の一部は、クリーンルーム３６０内の空気を冷却するのに用いられる。冷水配管４５８から分岐した冷水配管４７１には、ドライコイル冷却水用熱交換器４５５が取付けられている。クリーンルーム３６０内を流通する外気は、ドライコイル４２７で冷却水配管４７２内を循環する冷却水と熱交換する。この冷却水と冷水配管４７１内を流通する冷水が、ドライコイル冷却水用熱交換器４５５で熱交換する。
【００４５】
ドライコイル冷却水用ポンプ３４５がドライコイル４２７内を流通させる冷却水量は、ドライコイル入口側温度センサー８１４、ドライコイル４２７の流量計およびドライコイル出口側温度センサー８１６が検出した値が予め設定した値になるように自動流量調整バルブ８６６により調整される。ドライコイル冷却水用熱交換器４５５で温度上昇した冷水は、冷水配管４５９から冷水槽４６０に戻される。温度センサー８１４が検出した温度が予め設定した温度となるように、ドライコイル冷却水用熱交換器４５５と冷水配管４５９間に設けた自動流量調整バルブ８６４を制御する。
【００４６】
冷水ヘッダー４５０に供給された冷水のさらに一部は、配管４５８から分岐した配管４７２を経てクリーンルーム３６０内に設置された生産装置４１１を冷却するのに利用される。配管４７２を流通する冷水は、生産装置冷却水用熱交換器４５６において、生産装置４１１を冷却する冷却水と熱交換する。冷却水と熱交換して温度上昇した冷水は冷水配管４５９から冷水槽４６０に戻される。生産装置冷却水用熱交換器４５６と冷水配管４５９の間には自動流量調整バルブ８６３が設けられており、配管４５９内を流通する冷水量を調整する。
【００４７】
生産装置４１１を冷却する冷却水は、装置冷却水用ポンプ３４７により生産装置冷却水槽４６１から装置冷却水用熱交換器４５６に供給され、冷水と熱交換した後、冷却水配管４７３を経て生産装置４１１に供給される。生産装置４１１を冷却した冷却水は、冷却水配管４７４を経て生産装置冷却水槽４６１に戻される。冷却水配管４７３には、冷却水の入口温度を検出する温度センサー８２０と入口圧力を検出する圧力センサー８４１及び冷却水量を検出する流量計８３４が取付けられている。冷却水配管４７４には、冷却水の出口温度を検出する温度センサー８２１が取付けられている。冷却水配管４７３から分岐して生産装置冷却水槽４１１に冷却水を戻す配管が設けられており、この配管に自動バルブ８６９が取付けられている。圧力センサー８４１が検出した圧力が、予め設定した圧力になるようにこの自動バルブ８６９を制御する。
【００４８】
クリーンルーム３６０に取り入れられた外気は、ファンユニット３５５、３５５、…によりフィルター４２６に導かれ、除塵されて生産装置４１１が配置された仕切り室３６１に供給され、仕切り室３６１内でダウンフローを形成する。その後、グレーティングが形成された床面から仕切り室３６１外に流出し、ドライコイル４２７で冷却水と熱交換して冷却される。仕切り室３６１内の温度を計測するために温度センサー８０１が、湿度を測定するために湿度計８５１が、仕切り室３６１内の適宜位置に取り付けられている。
【００４９】
冷水配管４５８に介在させた２個の温度センサー８１１、８１２と流量計８３２の検出値から、外気調和機４３０が有する冷却コイル４２４での交換熱量が求められる。ドライコイル４２７の冷却水配管に介在させた温度計８１４、８１６と流量計８３３の検出値からドライコイル４２７での交換熱量が求められる。生産装置４１１の冷却水配管４７３、４７４に介在させた温度センサー８１５、８２１と流量計８３４の検出値から、生産装置４１１の生産装置の冷却熱量が求められる。以上の各熱量を合計すると、クリーンルーム３６０全体の冷却負荷が求められる。
【００５０】
外気調和機４３０の配管４５１を流通する蒸気の質量流量を、温度センサー８２２と流量計８３５の検出値から求める。次いで、外気調和機４３０の配管４５１内を流通する水の質量流量を、温度センサー８２３と流量計８３６の検出値から求める。配管４５１を流通する蒸気の質量流量から、配管４５２を流通する水の質量流量を減算すれば、外気調和機４３０が備える加湿器４２３で使用される蒸気量が求められる。
【００５１】
外気調和機４３０の配管４５１、４５２に取付けた温度センサー８２２、８２３と流量計８３６の検出値から、配管４５１を流通する蒸気の比エンタルピおよび配管４５２を流通する水の比エンタルピと質量流量が求められる。これらの値を用いると、外気調和機４３０が備える予熱コイル４２１と再熱コイル４２５で交換された熱量の合計が、（式２）で与えられる。
（Ｑ４２１＋Ｑ４２５）＝Ｇ４５２×（ｈ４５１―ｈ４５２）………（式２）
（式２）において、Ｑ４２１は予熱コイル４２１での交換熱量（ｋＷ）であり、Ｑ４２５は再熱コイル４２５での交換熱量（ｋＷ）である。、Ｇ４５２は配管４５２での水の質量流量（ｋｇ／ｓ）であり、ｈ４５１は、配管４５１での蒸気の比エンタルピ（ｋＪ／ｋｇ）である。ｈ４５２は、配管４５２での水の比エンタルピ（ｋＪ／ｋｇ）である。
【００５２】
クリーンルーム３６０には、生産装置４１１の電源４１０が備えられており、電力計８５５により消費電力が計測される。生産装置４１１等の電力を使用する機器で発生した熱は、クリーンルーム内の空気あるいは装置冷却水の冷却負荷となる。消費電力のほとんどが熱となるので、電力計８５５が計測した消費電力を、冷却負荷の分析に用いる。外気の温度および湿度を計測するために、百葉箱３００内に温度計３０１と湿度計３０２が備えられている。
【００５３】
吸収式冷凍機３２、およびそれに付随する冷却塔３１０、ターボ冷凍機、及びそれに付随する冷却塔３１１、空調設備運用システムが備える各ポンプ３３０〜３４７、バルブ８６１〜８７２、温度センサー８００〜８２１、湿度計８５０〜８５１、流量計８３０〜８３５、圧力センサー８４０〜８４１を、空調設備通信ライン３８を用いて空調設備管理制御装置３０にまたは上記各機器間を接続している。空調設備通信ライン３８を用いて、空調設備の各機器を運転開始し、停止し、制御目標値を変更する。さらに、温度センサー、圧力センサー、流量計等の各センサーの検出値、各機器の運転信号や停止信号が送信される。
【００５４】
次に、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３を組み合せて運用する方法について説明する。図４に、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３について、冷却負荷に対する単位冷却熱量あたりのランニングコスト指数の一計算例を示す。これらの値は、機器情報データベース２４に記憶されている吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の部分負荷特性のデータ及び燃料や電力料金のデータベース２１に記憶されているガス料金データと電力料金データを参照して算出することができる。
【００５５】
冷却負荷が１００％のところは、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３を最大冷却能力で運転したときの値である。以下、熱量の％表示は、冷凍機の最大冷却能力に対する比率を示す。ターボ冷凍機３３では、最大冷却能力点で運転すれば高効率になり、冷却熱量が減少するに従い効率が低下する。これに対し、吸収式冷凍機３２は、熱量が減少しても効率の変化はわずかに増加する程度である。また図４では、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷房時の成績係数（ＣＯＰ）の比を１：４．７に、ガスと電力のエネルギー単価の比を１：４．２に設定した。
【００５６】
図４において、吸収式冷凍機の特性とターボ冷凍機の特性は、冷却熱量Ｘのところで交叉する。冷却負荷がＸ以上ではターボ冷凍機３３を、冷却負荷がＸ以下では吸収式冷凍機３２を使用した方がランニングコストが安い。図５に、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３を組み合わせて運用する例を示す。吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の最大冷却能力は、同じ１００％づつとする。
【００５７】
冷却負荷がＸ％までは吸収式冷凍機３２の方がランニングコストが小なので、吸収式冷凍機３２を運転する。冷却負荷がＸ％以上で１００％以下の範囲では、ターボ冷凍機３３の方がランニングコストが小なのでターボ冷凍機３３を運転する。冷却負荷が１００％を越え１２０％以下では、吸収式冷凍機で２０％の冷却負荷を冷却して、残り冷却負荷をターボ冷凍機で冷却する。冷却負荷が１２０％以上では、ターボ冷凍機で１００％の冷却負荷を冷却し、残りの冷却負荷を吸収式冷凍機で冷却する。
【００５８】
図６に、ターボ冷凍機１台と吸収式冷凍機1台を組み合わせて運転する場合、ターボ冷凍機２台の場合および吸収式冷凍機２台の場合について、冷却熱量に対する単位冷却熱量あたりのランニングコスト指数の変化の一例を示す。なお、ターボ冷凍機を２台使用する場合および吸収式冷凍機を２台使用する場合は、冷却負荷が１００％以下では冷凍機を１台運転し、冷却負荷が１００％より大きいときは冷凍機を２台運転する。２台の冷凍機の最大冷却熱量は、同一とする。
【００５９】
冷却負荷が約１５５％以上のところでは、ターボ冷凍機を２台運転すると最もランニングコストが小さい。それ以外の冷却負荷の範囲では、吸収冷凍機とターボ冷凍機を各１台づつ用いて、図５の運用方法に従って運転すれば最もランニングコストが小さくなる。
【００６０】
冷凍機の最大冷却能力は、夏の最も冷却負荷が大きい時であっても、多少の余裕があるように設定される。四季を通じた運転時間の中に占める、最も冷却負荷が大きい夏季の負荷帯で冷凍機を運転する時間の割合は小さい。つまり、冷却負荷が２００％に近いところでの運転時間は短い。
【００６１】
図７に、クリーンルームにおける外気の比エンタルピに対する冷却負荷の変化を示す。ライン９７０は、クリーンルーム３６０内で生産装置４１１やファンユニット３５５および照明や作業員等から発熱する量の合計量である。クリーンルーム３６０内で発生した熱は、ドライコイル４２６を流通する冷却水と生産装置を冷却する冷却水により運び去られる。この量は、ドライコイル４２６の負荷９７４と、生産装置の冷却負荷９７３としてそれぞれ表される。ライン９７１は、クリーンルーム３６０の内部で発生した熱量と外気の冷却負荷を合計した量である。ライン９７１の傾きは、導入外気の質量流量（ｋｇ／ｓ）に相当する。点９７２は、外気調和機４３０から吸込まれる外気の冷却負荷が無くなる点である。
【００６２】
図８に、冷却負荷の分布の一例を示す。図７に示した冷却負荷特性を有する空調設備を仮定している。外気条件は、日本国内の一地域の条件を想定している。冷凍機の最大冷却能力に対する冷却負荷の割合毎に、その負荷で運用される積算時間と、積算熱量が示されている。
【００６３】
以上のような条件や特性の下に、空調設備運用システムのコストを低減する方法について以下に説明する。図９に、運用方法最適化手段４４を用いてガスや電力の料金を低減する方法を示す。ガス料金と電力料金は、季節的にまたは外的要因で変動する。冷却負荷が同じでも、外気の温度や湿度が変われば、冷凍機に付随する冷却塔３１０、３１１の冷却熱量が変化する。その結果、冷却水温度が変化して吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３のランニングコストが変化する。
【００６４】
図３に示した空調設備３９を、例に取る。運用方法最適化手段４４は、時刻を計画開始時刻である０時に設定する（ステップ８００）。次に、外気の温度と湿度の予測値を読込む（ステップ８０１）。外気の温度と湿度の予測値としては、気象予報会社８が予報した値を用いる。なお、運用時刻が気象予報会社８が予測した時刻と異なるときは、気象予報会社から送られるデータを補間して運用時刻の予測値を求める。
【００６５】
冷却負荷の予測値を、計算する（ステップ８０２）。外気の温度と湿度の予測値から外気の比エンタルピの予測値を計算する。比エンタルピが求まったら、図７に示した外気の比エンタルピと冷却負荷の関係から冷却負荷を算出する。図７に示した外気の比エンタルピと冷却負荷の関係を、運転記録データベース２５に記憶された運転記録データに基づいて予め後述する方法で作成する。
【００６６】
次に、運用方法を設定する（ステップ８０３）。空調設備が、図５に示した特性を有するものとし、冷却負荷の予測値Ｘは１５０％であるとする。このとき、冷凍機１台だけでは冷却能力が不足するから、冷凍機を２台必要とする。Ｘ１を吸収式冷凍機３２の目標冷却熱量、Ｘ２をターボ冷凍機３３の目標冷却熱量として、可能な組み合わせは、以下の３通りである。この組み合わせは、データベースに予め記憶しておく。
（１）Ｘ２＝１００、Ｘ１＝Ｘ−Ｘ２
（２）Ｘ１＝１００、Ｘ２＝Ｘ−Ｘ２
（３）Ｘ１＝Ｘ／２、Ｘ２＝Ｘ／２
運用方法（１）を採用したときのランニングコストを、空調運転シミュレータを用いて計算する（ステップ８０４）。この計算されたランニングコストをステップ８１０で再度使用するので、記憶手段に記憶させる。これを、３つの運用方法すべてについて実行する。運用方法（１）〜（３）のすべてを計算したら、計算を終了しステップ８０７に進む（ステップ８０５）。まだ計算していないケースが残っているときは、ステップ８０６へ進み、他の運用方法を計算する。計算された３つのランニングコストの結果を比較し、最も安い運用方法を選択するとともに、その運用方法を出力する（ステップ８０７）。
【００６７】
冷却負荷ごとに得られた冷凍機の運用方法の候補は、次の通りである。
Ｘ≦１００の場合
（Ａ）Ｘ１＝Ｘ、Ｘ２＝０
（Ｂ）Ｘ１＝０、Ｘ２＝Ｘ
１００＜Ｘ≦１２０の場合
（Ｃ）Ｘ１＝２０、Ｘ２＝Ｘ−Ｘ１
（Ｄ）Ｘ２＝２０、Ｘ１＝Ｘ−Ｘ２
（Ｅ）Ｘ１＝Ｘ／２、Ｘ２＝Ｘ／２
１２０＜Ｘ≦２００の場合
（Ｆ）Ｘ２＝１００、Ｘ１＝Ｘ−Ｘ２
（Ｇ）Ｘ１＝１００、Ｘ２＝Ｘ−Ｘ１
（Ｈ）Ｘ１＝Ｘ／２、Ｘ２＝Ｘ／２
時刻が、運用終了時刻になっているかどうかを判断する（ステップ８０８）。時刻が運用終了時刻でないときは、予め定めた時間だけ時刻を進める（ステップ８０９）。時間間隔を１０分とし、時刻を１０分進める。この操作を繰り返し、１０分毎に記述された１日分の運用計画を作成する。1日分の運用計画を作成したら、機器の運転開始および停止時のランニングコストを考慮する（ステップ８１０）。
【００６８】
運用方法を定めて冷凍機を運転開始した後、その日の中で運用方法を変えると、機器の運転開始と停止に伴うランニングコストが発生する。そこで、１日の中で運用方法を変化させる場合と運用方法を変えない場合とのランニングコストを比較し、ランニングコストが最も低い運用方法を選択する。例えば、計画日の前日の２４時までターボ冷凍機を運転し、計画日の０〜１２時まではターボ冷凍機を運転し、１２〜１５時までは吸収式冷凍機を運転し、１５〜２４時まではターボ冷凍機を運転すると計画を立てる。このとき以下に示す運用方法（４）〜（６）を比較し、最もランニングコストが低いものを選択する。
（４）０〜１２時まではターボ冷凍機を運転し、１２〜１５時までは吸収式冷凍機を運転し、１５〜２４時まではターボ冷凍機を運転する。
（５）０〜２４時までの間、ずっとターボ冷凍機だけを運転する。
（６）０〜２４時までの間、ずっと吸収式冷凍機だけを運転する。
【００６９】
図９のステップ８０４で、ランニングコストの計算結果を記憶したので、ランニングコストの計算を行わなくて済む。前日にターボ冷凍機を運転しているので、吸収式圧縮機に代える運用方法（６）や運用冷凍機を途中で代える運用方法（４）では、機器の運転開始や停止に伴うランニングコストが発生する。この費用を加算する。このステップ８１０の操作により、短時間で運転が切替わるという不具合を排除できる。
【００７０】
運用方法最適化手段４４で作成された運用計画は、運用計画データとしてネットワーク１０を介して空調設備管理制御装置３０へ送られる。運用計画データは、例えばif〜then〜形式のような「条件」と「操作」で構成される。空調設備管理制御装置３０は、この運用計画データに基づいて空調設備を運転する。なお、機器の運転開始時には、機器が定常状態になるまでに時間を要する。この過渡状態の時間を考慮に入れて、運用計画データを作成する。吸収式冷凍機では、定常状態に達するまで３０分弱必要であるから、１２時に吸収式冷凍機を定常状態にするには、１１時３０分までに吸収式冷凍機の運転を開始する運用計画データを作成する。
【００７１】
「条件」となるものは、時刻であってもよいし外気の温度等の計測値や冷却負荷等の検出値から求められる物理量であってもよく、それらの組み合せであってもよい。「条件」として、運用を変更する時刻の外気の温度等の計測値や冷却負荷の検出値から計算される物理量と、時刻範囲との組み合せとすると、気象予報から得られた気温や湿度の予測値に対して実際の気温や湿度が多少時間的に前後しても、運用計画データを変更する必要が無いという利点を有する。例えば、「１０時に吸収式冷凍機３２の運転を開始し、その時の冷却負荷は９５％である」との計画がなされたときには、「９〜１１時の間に冷却負荷が９５％以上になったら、吸収式冷凍機の運転を開始する」との運用計画をデータを作成する。これにより、外気の温度の上昇が多少早まり、９時３０分に冷却負荷が９５％に達しても対応可能になる。
【００７２】
実際の気温や湿度が、気象予報会社８が予想した気象データから得られる許容範囲を越えてしまった場合や、気象予報会社８が気象予報を変更した場合には、運用計画を見直す。実際の気温や湿度が、予想から外れて冷凍機の冷却能力が不足するときは、未稼動の冷凍機を運転させる。この設定を、空調設備管理制御装置３０の空調設備制御手段６６に予め記憶する。この設定が実行されたときには、運用計画を見直す。
【００７３】
図１０および図１１に、空調設備管理制御装置３０の管理モニターに表示した運用計画の一例を示す。サービス提供会社２の計画員は管理サーバ２０の入出力手段５１を、契約サイト１にいる管理者は空調設備管理制装置３０の入出力手段６５を使用して、運用計画及び冷却負荷の予測値と計測値を確認する。冷却負荷の予測値、冷却負荷の計測値、現在の時刻およびランニングコストの予測値が表示されている。図１０では、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却熱量の予測値も表示されている。図１１では、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却能力の最大値も表示されている。
【００７４】
図中の現在の日時は、２００１年７月１日の２２時３０分であり、図１１の画面からは、７月２日の９時１０分頃に冷却負荷の予測値が１００％になり、ターボ冷凍機だけでは冷却能力が不足することが分かる。吸収式冷凍機３２が運転開始されてから定常状態に達するまでに３０分弱の時間を必要とすることから、８時４０分に冷却能力を補うために吸収式冷凍機３２を立ち上げればよい。８時４０分には冷却負荷が９４％になるので、冷却負荷が９４％ったら吸収式冷凍機３２の運転を開始するように予定する。冷却負荷が３０分間連続して１００％以下になったら、吸収式冷凍機３２を停止させる。冷却負荷が３０分間連続して１００％以下という条件は、短時間に運転開始や停止が繰り返されるのを防止するためである。
【００７５】
図１０の画面からは、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却負荷の分配状態が分かる。吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却負荷は、各冷凍機の冷水配管に設けられた温度センサー８０８、８０９が検出した冷水入口温度が設定した目標温度７℃になるように三方弁８６０、８６１を制御していたものを、各冷凍機の冷却負荷に応じた入口温度になるように三方弁８６０、８６１を制御することにより、分配される。吸収式冷凍機３２の冷水入口温度の目標値は、（式３）から求められる。
Ｔｔ８０８＝Ｔ８０６＋Ｑｔ３２／（ｃｐ×ρ×Ｗ８３０）………（式３）
（式３）において、Ｑｔ３２は吸収式冷凍機３２の目標冷却熱量（ｋＷ）、ｃｐは水の定圧比熱（ｋＪ／ｋｇ℃）、ρは水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、Ｗ８３０は、流量計８３０の計測値（ｍ^３／ｍｉｎ）、Ｔ８０６は温度計８０６の計測値（℃）、Ｔｔ８０８は吸収式冷凍機３２の冷水入口温度の目標値（℃）である。ターボ冷凍機３３についても、同様に計算する。
【００７６】
上記実施例では三方弁８６０、８６１を用いて、ターボ冷凍機３３と吸収式冷凍機３２の冷却負荷を分配しているが、冷水一次ポンプ３４２、３４３をインバータ４３０、４３１駆動のポンプとしても冷却負荷を分配できる。この方法について、以下に説明する。インバータ４３０、４３１により、冷水一次ポンプ３４２、３４３の冷水流量を変化させる。吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却熱量比は、冷水一次ポンプ３４２と冷水一次ポンプ３４３の冷水流量比にしたっがて変化する。例えば、吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機３３の冷却熱量比を２：１０にするときは、冷水一次ポンプ３４２と冷水一次ポンプ３４３の冷水流量比が２：１０になるようにインバータ４３０、４３１の周波数を変える。インバータ４３０、４３１を用いると、適正流量を適正動力で実現できるのでランニングコストを低減できる。
【００７７】
図１２及び図１３に、設備設計支援手段４５を用いた空調設計の最適化について示す。気象データベースに記憶されている年間の気温と湿度の変動データと、図７に示した外気の比エンタルピに対する冷却負荷の関係図を用いて、年間の冷却負荷パターンをステップ９０１で生成する。設計段階では、外気の比エンタルピと冷却負荷の関係を次のように作成する。
【００７８】
ドライコイル冷却水の冷却負荷９７３と生産装置冷却水の冷却負荷９７４は、クリーンルーム３６０内の生産装置４１１からの発熱、ファンユニット３５５の発熱および照明等の発熱である。生産装置４１１から発生される熱量の中で生産装置冷却水が冷却した熱量を推算し、生産装置冷却水の冷却負荷９７４とする。クリーンルーム内の生産装置４１１の発熱量、ファンユニット３５５の発熱量および照明等の発熱量を推算し、それらを合計した量から生産装置冷却水の冷却負荷９７４を減算して、ドライコイル冷却水の冷却負荷９７３とする。
【００７９】
図７において、導入外気の冷却負荷９７５の傾きは、導入外気の質量流量（ｋｇ／ｓ）に相当する。この導入外気の冷却負荷の線９７１が、ドライコイル冷却水の冷却負荷９７４と装置冷却水の冷却負荷９７３との和の線９７０と交わる点９７２の比エンタルピを、外気調和機４３０の冷却コイル４２４が冷却する空気の比エンタルピに設定する。
【００８０】
、ステップ９０２において、空調設備３９が有する個々の機器の接続関係を定める。設計者は、コンピュータにインストールされたエディターを用いて、ポンプや冷凍機、温度センサー等の各機器についての種類情報と、ポンプから吐出された冷水が冷凍機に導かれるという物理接続情報と、温度センサーの検出値を制御目標値である設定温度に制御するという制御情報とを入力する。
【００８１】
ステップ９０３において、各機器の型式や台数を決定する。機器情報データベース２４に登録されている機器構成データセットを参照して、１個の空調設備を構成する。図１４に、機器構成データセットの一例を示す。機器構成データセットには、各機器の型式と台数のデータが含まれる。機器情報データベース２４に登録されている機器の中から空調設備に使用する機器を選択し、機器構成データセットの項目に入力する。使用する機器が機器情報データベース２４に登録されていないときは、新たに機器情報データベース２４にこの機器を登録する。
【００８２】
機器情報データベース２４には機器特性データの他に価格データも記憶されているので、ステップ９０４ではこの価格データを用いて各空調設備のイニシャルコストを算出する。ステップ９０１で作成した年間の冷却負荷パターンに基づいて、ステップ９０５では各冷却負荷に対する最適運用方法を決定する。この方法で空調設備を１年間稼動したときのランニングコストを算出する。最適運用方法の例としては、図９で示した運用計画の最適化アルゴリズムがある。
【００８３】
ステップ９０６において、保守契約費用やメインテナンス費用、保険費用、税金、廃棄する時にかかる費用等のその他のコストを算出する。ステップ９０７において、契約等で定めた年数だけ空調設備を稼動したときのランニングコストと、イニシャルコストと、その他のコストとの合計を算出する。ステップ９０８において、上記各コストの合計であるトータルコストを安い順番から順番付ける。
【００８４】
ステップ９０９において、機器構成データセットを変更するかしないかを判断する。機器構成データセットを変更するときは、ステップ９０３に戻る。機器構成データセットを変更しないときは、ステップ９１０に進む。ステップ９１０におおいて、空調設備の接続関係（フロー）を変更するか否かを判断する。空調機器の接続関係を変更するときはステップ９０２に戻り、変更しないときはステップ９１１に進む。ステップ９１１においては、トータルコストが安い順に候補に挙げた空調設備を表示する。本実施例によれば、空調設備のフローや機器構成データセットを変更して、トータルコストの計算を繰り返しているので、トータルコストが安い空調設備を容易に構築できる。
【００８５】
冷却水入口温度が２８℃のときのターボ冷凍機３３の冷却熱量に対する消費電力の変化の一例を図１４に示す。ライン１３０は、ターボ冷凍機３３を製造した時に測定した消費電力特性ラインである。ターボ冷凍機３３を運転しつづけた結果、冷却水の汚れ等により蒸発機の伝熱管が汚れ、ターボ冷凍機３３に経時変化が生じる。その結果、消費電力の運転記録データ１３１は、初期の特性ライン１３０から上方にずれる。そこで、運転記録データを補間または近似して新たな消費電力特性ライン１３２を得る。この消費電力特性ライン１３２が初期状態から大幅にずれているときは、メインテナンスをするかどうか検討する。機器特性修正手段４３は、この変更を実行する。同様に、吸収式冷凍機３２や他の機器について予め記憶されている機器の特性データが、経時変化等により変化したことが運転記録データから判明したときには、機器特性修正手段４３は、記憶されている特性データを修正する。
【００８６】
運転記録データをプロットして得られた外気の比エンタルピに対する冷却コイル４２４の冷却負荷の変化の一例を、図１５に示す。外気の比エンタルピを、百様箱３００の温度計３０１と湿度計３０２の計測値から求め、導入外気の冷却負荷を温度センサー８１１、８１２および流量計８３２の検出値に基づいて求めている。冷却コイルで冷却される導入外気の冷却負荷は、外気の比エンタルピーと線形関係１６１にあることが分かる。この関係１６１は、運転記録データ１６０を最小２乗近似して得られる。この近似式は、図９に示した運用計画最適化アルゴリズムのステップ８０２において、冷却負荷の予測値を求めるのに使用される。また、後述するリプレイス検討時にも使用される。
【００８７】
図７に示したドライコイル冷却水の冷却負荷９７４や装置冷却水の冷却負荷９７５は、生産量や生産設備が変化しないときは、ほぼ一定である。そこで、運転記録データから各生産体制における平均値を求めておく。図３に示した空調設備の例では、ドライコイル冷却水の冷却負荷９７４を、温度センサー８１５、８１６および流量計８３３の検出値から求める。同様に、生産装置冷却水の冷却負荷９７５を、温度センサー８２０、８２１、流量計８３４の検出値から求める。なお、図９に示した運用計画最適化アルゴリズムを用いて、ステップ８０２において冷却負荷の予測値を求める際に、前日と略同じ生産状況であるとみなされるときには、ドライコイル冷却水の冷却負荷９７４と生産装置冷却水の冷却負荷９７５に前日の値を用いてもよい。
【００８８】
効率の良い機器が開発されたり、空調設備を設計した時の冷却負荷から大幅に変化したときには、設備をリプレイスすることを、図１３に示したフローに従って検討する。ここでは、リプレイスを検討することが設備を設計することと異なる点だけを説明する。
【００８９】
導入外気の冷却負荷９７５を、機器特性修正手段４３で作成した図１４に一例を示す外気の比エンタルピーに対する導入外気の冷却負荷の図から求める。ドライコイル冷却水の冷却負荷９７４と装置冷却水の冷却負荷９７３を、過去の運転記録データから求める。１年間の外気の気温と湿度の変化を、設備設計と同様に過去の外気の温度と湿度のデータから求める。これらの各値を用いて、ステップ９０１において、年間冷却負荷パターンを作成する。
【００９０】
現在ある設備に設定された年数分のトータルコストを算出する。その際、イニシャルコストを、０とみなす。図１３のステップ９０５〜９１１については、設備設計をするときと同様に実行する。ステップ９０２に戻り、変更点があるときは、ステップ９０２で空調設備のフローを変更し、ステップ９０３で各要素機器の形式や台数を変更する。
【００９１】
リプレイスを仮定したときは、イニシャルコストをリプレイスに要する費用とする。ステップ９０４で、リプレイスに要する費用を算出する。ステップ９０５〜９１１については設備設計の場合と同様に実行する。リプレイスした場合のトータルコストが、現在ある設備のトータルコストより安くなったら、ステップ９０７で先に設定した年数よりも短い期間でリプレイス費用を回収できるので、リプレイスする。
【００９２】
図１６及び図１７に、契約開始時の手続きを示す。空調設備３９と空調設備管理制御装置３０をサービス提供会社２が所有している。サービス提供会社２は、契約会社１１へ冷水を供給し、冷水の供給量に応じて契約会社１１から代金を受け取る。これにより、契約会社１１は初期投資しないで空調設備を省エネ、省コスト化できる。図１６において、サービス提供会社２に契約会社１１から注文６０１がきたら、契約サイト１の冷却負荷を調査６０２し、冷却負荷データを取得６０３する。このとき、既設の空調設備のランニングコストを調査し、この設備の単位熱量当たりのランニングコストを算出する。サービス提供会社２は、概略の空調設備を設計６０４し、製造会社３に構成機器の機器特性等の情報提供と見積りを依頼６０５し、それらの情報を受領６０６する。金融会社７と機器を購入する資金の融資を交渉６０７する。サービス提供会社２は、さらに、電力供給会社５やガス供給会社４と気象予報会社８に、電力の供給条件と料金、ガスの供給条件と料金、気象予報の提供条件と料金についての契約条件を交渉６０８する。
【００９３】
サービス提供会社２は、設備設計支援手段４５を使用して設備を詳細にな設計し、契約条件を作成６０９する。サービス提供会社２は、契約会社１１と契約条件を交渉６１０する。契約条件が合意できないときは、再検討するために６０５に戻る。契約条件が合意できるときは、契約６１１、６１２する。
【００９４】
契約会社１１に既設の空調設備があって、その空調設備の一部を使用するときは、使用する機器についてはサービス提供会社２が契約会社１１から買取るか、または賃貸契約６１２する。サービス提供会社２は、製造会社３に空調設備を発注６１３し、契約サイト１に空調設備３９と空調設備管理制御装置３０とを設置６１４する。さらにサービス提供会社２は、金融会社７と空調設備３９と空調設備管理制御装置３０の代金について融資契約６１５を結び、金融会社７から融資６１６を受ける。
【００９５】
サービス提供会社２は、製造会社３に空調設備３９と空調設備管理制御装置３０の代金を支払６１７う。契約会社１１から既設の空調設備を買取った場合は、契約会社１１にその代金を支払う。サービス提供会社２は、電力供給会社５やガス供給会社４、気象予報会社８と、電力供給契約やガス供給契約、気象予報提供契約６１８を結ぶ。
【００９６】
図１７に、通常の運用時の手続きを示す。サービス提供会社２は、契約サイト１に設置されている空調設備管理制御装置３０から、ネットワーク１０を介して空調設備３９の運転記録データを受信する。サービス提供会社２は、ネットワーク１０を介して気象予報会社８から気象予報データを受信する。そして、運用方法最適化手段４４を用いて最もランニングコストの低い運用方法を求める。得られた運用方法に従い、運用計画データを作成６３２する。
【００９７】
サービス提供会社２は、作成した運用計画データと気象予報会社から受信した気象予報データの時系列データとを、契約サイト１の空調設備管理制御装置３０に送信する。また、契約会社１１に、現在までの冷却熱量の総量、加熱熱量の総量、蒸気の使用量、現在までの利用料金、冷却熱量、加熱熱量および蒸気の質量流量の時間変化等の稼動状況を通知６３４する。
【００９８】
利用料金は、月額一定の基本料金に、冷却または加熱熱量の積算使用量と蒸気の積算使用量に単価を乗じて得られる従量料金を加えた料金である。冷却熱量は、外気調和機４３０に導入された空気を冷却コイル４２４で冷却する熱量（除湿時の潜熱も含む）と、クリーンルーム３６０内の空気をドライコイル４２６で冷却した熱量と、装置冷却水で生産装置４１１を冷却した熱量の和である。加熱熱量は、外気調和機４３０に導入された空気を予熱コイル４２１および再熱コイル４２５内を流通する蒸気で加熱した熱量である。蒸気使用量は、加湿器４２３で使用した蒸気量である。
【００９９】
年間の冷却負荷が変動が少ない契約サイトに対しては基本料金を安く設定し、年間の冷却負荷の変動が大きく年間平均の冷却負荷とピーク時の冷却負荷の差が大きい契約サイトについては、基本料金を高く設定する。あるいは、ピーク時の冷却負荷が大きくなるほど基本料金を高く設定する。加熱熱量と蒸気使用量の基本料金も同様である。
【０１００】
料金支払日かどうかを、ステップ６３５で判断する。料金支払日でないときは、ステップ６３０に戻る。料金支払日になっているときは、ステップ６３６で契約会社１１へ料金を請求する。そして、サービス提供会社２は、ステップ６３７において契約会社１１から料金を受け取る。契約会社１１へ請求するこの料金は、利用料金から土地の賃貸料金等、契約会社１１へ支払う料金を差し引いた料金である。
【０１０１】
サービス提供会社２は、ステップ６３８において気象予報会社８へ気象予報提供代金を支払う。そしてステップ６３９において電力供給会社に電力料金を、ステップ６４０においてガス供給会社４へガス料金を支払い、ステップ６４１において金融会社７に借入金うを返済する。
【０１０２】
契約サイト１が空調設備３９を保有している場合について、以下に説明する。この場合サービス提供会社２は、契約サイト１が所有する空調設備３９の効率を改善してランニングコストを削減し、この削減したコスト分を契約会社１１とサービス提供会社２が配分する。サービス提供会社２が運用する前の単位熱量当たりのランニングコスト（円／ＭＪ）を、次式により計算する。
Ａ１＝（Ｂ１＋Ｃ１）／Ｄ１……………（式４）
（式４）において、Ａ１はサービス提供会社２が運用する以前の単位熱量当たりのランニングコスト（円／ＭＪ）、Ｂ１はサービス提供会社２が運用する前の１年間のガス料金（円／年）、Ｃ１はサービス提供会社２が運用する前の１年間の電力料金（円／年）、Ｄ１はサービス提供会社２が運用する以前の１年間における冷却熱量の総量（ＭＪ／年）である。この冷却熱量Ｄ１（ＭＪ／年）は、サービス提供会社２が空調設備を運用する前に計測器を取り付け、測定した値である。これにより、サービス提供会社２の運用開始前ランニングコストＡ１を精度良く求めることができる。冷却熱量を測定する代わりに、契約会社１１の保有するデータから推算して求めてもよい。サービス契約会社２は、他の契約サイトの各種データを保有しているから、設備構成が類似する他の契約サイトのデータを用いて、単位熱量当たりのランニングコストを推定できる。
【０１０３】
（式５)を用いて、ランニングコストの削減金額を計算する。
Ｍ２＝Ｄ２×Ａ１−（Ｂ２＋Ｃ２＋Ｅ２）……………（式５）
ここで、Ｍ２は１ヶ月間のランニングコストの削減金額（円／月）、Ｂ２は１ヶ月間のガス料金（円／月）、Ｃ２は１ヶ月間の電力料金（円／月）、Ｅ２は１ヶ月間の原価償却や金利を含むその他の費用（円／月）、Ｄ２は１ヶ月間の冷却熱量の総量（ＭＪ／年）である。
【０１０４】
サービス提供会社が運用した結果得られたランニングコストの削減金額Ｍ２（円／月）を、契約で決めた割合で契約会社１１とサービス提供会社２が配分する。加熱熱量の総量や蒸気の使用量についても、同様に計算する。稼動状況が悪いと、１ヶ月間のランニングコストの削減金額Ｍ２（円／月）がマイナスになる。そこで、このリスク負担を契約会社１とサービス提供会社２とあらかじめ定めておく。
【０１０５】
図１８に、本発明の他の実施例を示す。本実施例が図３に示した実施例と異なるのは、生産装置４１１の冷却水及びクリーンルーム３６０内に配置したドライコイル４２７の冷却水を、冷却塔３１２、３１３を循環する冷却水と熱交換させていることである。つまり、ドライコイル４２７を流通した冷却水は、熱交換器４５５で冷却塔３１２を循環する冷却水と熱交換して冷却される。なお、冷却塔３１２を循環する冷却水の配管の途中には、三方弁８6７が設けられており三方弁８６７の一方は熱交換器４５５のバイパス管に接続されている。冷却塔３１２の冷却水循環配管には、ポンプ３４6と冷却水出口温度を検出する温度センサー８１７が設けられている。
【０１０６】
生産装置４１１を冷却し生産装置冷却水槽４６１に溜まった冷却水は、ポンプ３４８により冷却塔３１３に導かれる。冷却塔３１３を出た温度を検出する温度センサー８１８、この温度センサーの下流に位置し、冷却塔３１３をバイパスするバイパス管に接続された三方弁８６８、及び三方弁８６８の下流に位置し冷却水の温度を検出する温度センサー８１９が、冷却塔３1３を循環する冷却水配管に設けられている。温度センサー８１５、８１９が検出した温度が設定温度になるように、三方弁８６７、８６８を制御する。冷却塔３１２、３１３出口の冷却水の温度が低くなりすぎるのを防止するために、温度センサー８１７、８１８の検出値に応じて、冷却塔３１２、３１３が有するファンをＯＮ／ＯＦＦ制御あるいは回転数制御する。
【０１０７】
図１９に、冷却塔３１２、３１３で検出した外気の湿球温度と冷却熱量の関係を示す。この外気の温度と湿度の変化に基づいて、冷却塔３１２、３１３の運用計画を作成するとともに、契約サイトにおける年間の温度と湿度の変化に基づいてトータルコストが安くなるように空調設備を設計する。
【０１０８】
図２０に、外気の湿球温度と冷却塔３１２、３１３の単位熱量あたりのランニングコストの関係を示す。ランニングコストには、冷却塔３１２の消費電力と循環ポンプの消費電力も含む。図５に示した吸収式冷凍機３２とターボ冷凍機の単位熱量当たりのランニングコストと比較すると、外気の湿球温度によっては冷却塔３１２、３１３の単位熱量当たりのランニングコストの方が安い場合がある。その場合には、冷却塔３１２、３１３を運転して、ランニングコストを抑える。
【０１０９】
冷却塔３１２、３１３の運用方法を選択するため、各々の冷却塔３１２、３１３を運転または停止したときの組み合せを作成する。図９に示した運用フローにしたがい、最適な運用計画を作成する。具体的には、冷凍機の冷却負荷Ｘが１００％以下となったときについて、その例を示す。
Ｘ≦１００の場合
（１１）Ｘ１＝Ｘ、Ｘ２＝０、冷却塔３１２と冷却塔３１３を運転する。
（１２）Ｘ１＝０、Ｘ２＝Ｘ、冷却塔３１と冷却塔３１３を運転する。
（１３）Ｘ１＝Ｘ、Ｘ２＝０、冷却塔３１２を運転し冷却塔３１３を停止する。
（１４）Ｘ１＝０、Ｘ２＝Ｘ、冷却塔３１２を運転し冷却塔３１３を停止する。
（１５）Ｘ１＝Ｘ、Ｘ２＝０、冷却塔３１２を停止し冷却塔３１３を運転する。
（１６）Ｘ１＝０、Ｘ２＝Ｘ、冷却塔３１２を停止し冷却塔３１３を運転する。
（１７）Ｘ１＝Ｘ、Ｘ２＝０、冷却塔３１２と冷却塔３１３を停止する。
（１８）Ｘ１＝０、Ｘ２＝Ｘ、冷却塔３１２と冷却塔３１３を停止する。
【０１１０】
冷却塔３１２、３１３の運転は、外気の湿球温度で決定される。冷却塔３１２、３１３を運転可能かどうかを、機器特性データから決定する。冷却塔３１２、３１３を運転できるときは、冷却塔３１２、３１３が冷却可能な冷却熱量を求める。全体の冷却負荷から冷却塔３１２、３１３で冷却する冷却熱量を引いた値を、冷凍機の冷却負荷Ｘとして、吸収式冷凍機３４０、３４１の目標冷却熱量を設定する。
【０１１１】
図２１に、冷却塔出口温度が１４℃の時の露点温度と冷却塔の冷却熱量の関係を示す。ライン１４０は、製造時の特性ラインである。ライン１４１は、運転記録データを結んだ線である。運転記録データが、初期の特性ライン１４０から所定量だけずれたときには、運転記録データから求めたライン１４１に特性ラインを修正する。
【０１１２】
従量料金の他の計算方法を、図２２を用いて説明する。図２２は、冷水温度と冷水の重量当たりの単価を示す図である。冷水の温度が低いほど、冷水の単価を高く設定する。その理由は、低い温度の冷水ほど大きなエネルギーを要するからである。冷水コイル４２４、ドライコイル４２６および生産装置４１１の冷却負荷について、従量料金を次式により求める。
ＭＭ＝（ＭＭ１−ＭＭ２）×ＷＷ／６０×ＴＩ×ρ……………（式６）
（式６）において、ＭＭは冷水の従量料金（円）、ＭＭ１は供給した冷水の温度に対応した単価（円／ｋｇ）、ＭＭ２は戻り冷水の温度に対応した単価（円／ｋｇ）、ＷＷは流量（ｍ^３／ｍｉｎ）、ＴＩは時間（ｓ）、ρは水の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。
【０１１３】
図１９に示した実施例の変形例として、吸収式冷凍機３４０とターボ冷凍機３４１の台数を、それぞれ増やした場合を例にとる。吸収式冷凍機３４０とターボ冷凍機３４１の台数が増加しているので、それに応じて冷水１次ポンプ３４２、３４３、冷却水ポンプ３４０、３４１、冷却塔３１０、３１１も増加している。単純に組み合わせると組み合わせ数は増加するが、空調設備が有する特徴を考慮して、場合の数を減少できる。
【０１１４】
例えば、冷凍機の冷却負荷が２８０％のときに、冷凍機の運転台数を４台以上にすれば、運転される冷水一次ポンプ３４２、３４３、冷却水ポンプ３４０、３４１および冷却塔３１０、３１１の電力が増加するが、冷凍機を３台だけ運転させればランニングコストを低下できる。そこで、冷凍機３台運転の前提の下に、冷凍機の運転組み合せを設定する。これにより、組み合わせ数を低減できる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、複数の冷凍機を備えた空調設備運用システムにおいて、各冷凍機の部分負荷特性と燃料や電力の料金を考慮して空調設備を運用するようにしたので、負荷に対するランニングコストを低減した運用が可能になる。また、イニシャルコストとランニングコストを含めたトータルコストを低減した空調設備運用システムを実現できる。さらに、低コストの冷水を供給可能な運営システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空調設備運用システムの一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示した空調設備運用システムに用いられる空調設備管理制御装置のブロック図である。
【図３】図１に示した空調設備運用システムに用いられる空調設備のシステムフロー図である。
【図４】冷凍機のランニングコストを説明する図である。
【図５】冷凍機の運用パターンを説明する図である。
【図６】冷凍機のランニングコストを説明する図である。
【図７】クリーンルームの冷却負荷を説明する図である。
【図８】空調設備の冷却負荷を説明する図である。
【図９】空調設備を運用するフローチャートである。
【図１０】冷却負荷の変化を説明する図である。
【図１１】冷却負荷の変化の他の説明図である。
【図１２】空調設計を最適化するフローチャートである。
【図１３】機器構成データセットの一例を示す図である。
【図１４】空調設備における消費電力を説明する図である。
【図１５】負荷変動を説明する図である。
【図１６】各事業者間の契約関係を説明する図である。
【図１７】各事業者間の契約関係を説明する図である。
【図１８】空調設備のさらに他の実施例のシステムフロー図である。
【図１９】冷却塔の動作を説明する図である。
【図２０】空調設備のランニングコストを説明する図である。
【図２１】冷却塔の動作を説明する図である。
【図２２】冷却費用を説明する図である。
【符号の説明】
１…契約サイト、２…サービス提供会社、４…ガス供給会社、５…電力供給会社、６…石油販売会社、８…気象予報、１０…ネットワーク、１１…契約会社、２０…管理サーバ、２１…電力料金データベース、２４…機器情報データベース、２２…システム構成データベース、２５…運転記録データベース、２３…気象情報データベース、３０…空調設備管理制御装置、３９…空調設備、３８…空調設備通信ライン、４１…運用管理手段、４２…空調設備シミュレータ、４３…機器特性修正手段、４４…運用方法最適化手段、４５…設計設備支援手段。

Claims

空調設備を運用する空調設備運用システムにおいて、前記空調設備を制御する空調設備管理制御装置と、この空調設備管理制御装置とネットワークを介して接続する管理サーバとを有し、この管理サーバは、外気の温度と湿度を含む時系列の予測データを格納する気象情報データベースと、前記空調設備を構成する空調機器の機器特性データが記憶されている機器情報データベースと、前記空調機器を駆動するのに必要な燃料や電力の料金データベースと、前記外気の温度と湿度の予測データと前記空調機器の機器特性データとから求めた冷却負荷を用いて前記空調機器のランニングコストをシミュレーションする空調設備シミュレータと、を有し、
前記空調設備シュミレータは、前記空調設備に設けられたポンプや冷凍機の負荷率の計算、前記空調設備に設けられた冷却塔の冷却熱量と冷却水の出口温度の計算、前記空調設備に設けられた熱交換器の熱交換量と熱交換器の出口温度の計算、前記冷凍機の冷凍サイクルのシミュレーション、及び前記冷凍機の冷却負荷と消費電力の特性曲線を基に前記冷凍機の燃料消費量と消費電力の計算、を行なうプログラムを備え、少なくとも外気の温度と湿度の予測データと導入外気の風量を基に計算した導入外気の冷却負荷と、内部発熱による冷却負荷とを加算して冷却負荷を求め、この冷却負荷のときの前記空調設備の各機器の負荷率を計算し、この各機器の負荷率から各機器の消費電力と燃料消費量を計算し、この消費電力と燃料消費量を前記料金データベースに参照して前記空調設備のランニングコストを計算し、
前記管理サーバは、前記冷凍機の運転又は停止状態あるいは前記冷凍機の部分負荷率が異なる複数の運用方法の候補を有し、前記空調設備シミュレータが計算したランニングコストが最も小さい運用方法の候補を前記空調機器の運転のための運用方法として決定し、この決定した運用方法に基づき運用計画データを作成し、この作成した運用計画データを前記空調設備管理制御装置へ送信し、前記空調設備管理装置は、前記運用計画データにしたがって前記空調機器を運転する空調設備運用システム。
前記空調設備シミュレータは、空調機器の運用方法毎のランニングコストを演算し、演算されたランニングコストの中で最もランニングコストの低い運用方法から運用計画データを作成する請求項１に記載の空調設備運用システム。
前記空調設備は吸収式冷凍機とターボ冷凍機を備えており、前記空調設備シミュレータはこの吸収式冷凍機とターボ冷凍機の設定冷却熱量に応じてこれら冷凍機の全負荷または部分負荷を選択しそのときのランニングコストを演算する請求項２に記載の空調設備運用システム。
前記空調設備は冷却塔を備えており、前記空調設備シミュレータは冷却塔の運転と停止とに応じてランニングコストを演算する請求項２に記載の空調設備運用システム。
前記管理サーバは気象予報会社から購入した外気の温度と湿度の予測データから冷却負荷を予測し、前記空調設備シミュレータは予測した冷却負荷から空調設備の運用方法をウエブを介して前記空調設備管理制御装置に設定する請求項１に記載の空調設備運用システム。
外気の温度および湿度を検出する手段と、空調設備が備える冷却負荷の冷却負荷を検出する手段とを備え、これら検出手段が検出した外気の温度および湿度と冷却負荷から、外気の温度および湿度に対する冷却負荷の関係式を導き、この関係式を用いて冷却負荷を予測する請求項１に記載の空調設備運用システム。
複数の空調機器からなる空調設備の設計を支援する空調設備設計支援システムであって、外気の温度と湿度を含む時系列の予測データを格納する気象情報データベースと、前記空調設備を構成する空調機器の機器特性データが記憶されている機器情報データベースと、前記空調機器を駆動するのに必要な燃料や電力の料金データベースと、前記外気の温度と湿度の予測データと前記空調機器の機器特性データとから求めた冷却負荷を用いて前記空調機器のランニングコストをシミュレーションする空調設備シミュレータと、を有し、
（Ａ）少なくとも、前記外気の温度と湿度の予測データと導入外気の風量を基に計算した導入外気の冷却負荷と、内部発熱による冷却負荷とを加算して冷却負荷を求める計算を一年分行い、前記空調設備の年間の冷却負荷変動パターンを生成するステップと、
（Ｂ）前記多数の空調機器の機器特性および価格が記憶された機器情報データベースを参照してイニシャルコストを計算するステップと、
（Ｃ）年間の冷却負荷変動パターンから、前記空調設備シミュレータを用いて機器特性及び価格が記憶されたデータベースと燃料と電力料金が記憶されたデータベースとを参照して、年間のランニングコストを計算するステップと、
（Ｄ）機器の税金と金利とを含むコストを計算するステップと、
（Ｅ）イニシャルコストと設定された年数のランニングコストとを含む総コストを演算するステップと、を有し、
空調設備の空調機器の構成を変化させて、前記（Ｂ）〜（Ｅ）のステップを繰り返し、総コストが最も安くなるように空調設備の各空調機器を設定する空調設備設計支援システム。
過去の外気の気温と湿度の気象データが記憶されている前記気象情報データベースのデータを用いて年間冷却負荷パターンを生成する請求項７に記載の空調設備設計支援システム。