JP4363244B2 - エネルギー管理装置 - Google Patents
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Description
258934号公報(特許文献1)では、月間の電気料金がユーザーに指定された上限額以内に収まるように設備機器を運用する方法を考案している。
110a,照明設備111a,空調設備112a,防災設備113a,防犯設備114a,エレベータ設備115a,環境計測装置116aがそれぞれフィールドコントローラ
110b〜116bを介してBA系通信路120に接続されている。各設備機器110a〜116aは複数種複数台存在する。BAサーバ102から制御指令がBA系通信路120を通じてフィールドコントローラ110b〜116bに送信されると、各設備機器110a〜116aはそれに応じて稼動する。また、各設備機器110a〜116aの稼動情報や内部センサの計測値は、フィールドコントローラ110b〜116bからBA系通信路
120を通じてBEMSセンター装置101やBAサーバ102に送信される。各設備機器110a〜116aの消費エネルギーは、設備機器ごと又は各階ごと、又は電力であればフィーダごとなどの区切りで消費エネルギー計測機器110c〜115cにより計測され、フィールドコントローラ118を通じてBEMSセンター装置101やBAサーバ
102に送信される。
内容は、BAから得られる消費エネルギーや機器稼動のデータそのもの、もしくはそれらを加工した値を記録する。
ID,区域名称,時間帯ごとの重要度を含む。時間帯ごとの重要度は、その設備が稼動することの重要度であり、全区域で同じ指標を使用してよい。制御対象建物設備データベースの対象区域データは、設備対象区域データベースの区域IDに対応する。
102や気象情報配信サーバ160から一括受信するとする。BAサーバ102,気象情報配信サーバ160から送信されたデータは、インターネットを経由して、遠隔制御サーバ150内のBA情報データベースに保存される。BAサーバからのデータは、将来のエネルギー消費予測に必要な期間以上で、サービス契約上定められた期間だけ保存する。気象情報配信サーバからのデータは、エネルギー消費予測に必要な期間だけ保存し、その後は必要な時に気象情報配信サーバ160から取得する。
2つ目はエルミート曲線などでデータ点間を補間し、エネルギー消費モデルの各時間幅で積分する。
50%以上の点灯は無駄と判定している。
WWWを利用した社員用ポータルサイトから、PC稼動がなくなってからの消灯待ち時間を各個人が入力し、社員IDとその人の執務場所から区画の対応を取る。又はPC稼動情報を収集するためのクライアントソフトを各PCにインストールし、その設定機能で消灯待ち時間と区画を登録する。遠隔制御サーバ150は各区画において各人が入力したなかで正の一番短い時間を採用する。0以下もしくは「消灯しない」という入力が一つでもあれば制御による消灯はしない。3つ目の方法で判別された無駄は3cとする。1つ目の方法で判別された無駄と重なる場合は、こちらの判別を優先する。
220で判別した無駄な消費を省いたエネルギー消費実績値を用いる。
グラフ要素512〜516は翌月の予想額であり、グラフ要素512は標準的な運用時、グラフ要素514は今月と同じ設定の制御時、グラフ516はサービス利用者による翌月の設定における制御時の値である。グラフ要素510〜516は積み上げ棒グラフなどを使用して、エネルギー種別ごとに区別して表示しても良い。
554が下に移動する。ボタン559aを押すとバー557が右に、ボタン559bを押すとバー557が左に移動する。バー554が移動すると対応する入力部530のエネルギーコスト上限額も変化する。バー557が移動すると対応する入力部540の快適性下限値も変化する。
ピーク削減による基本料金削減額は、無駄削減効果と同様に、エネルギーコスト削減目標額から差し引いて運用計画を立てることができる。基本料金削減額はサービス前と比較して、もしくは運用計画サービスを行わないときのエネルギー消費量から予測される契約電力(年間最大電力に、ある余裕率を乗じた値)と比較しての金額とする。運用計画サービスがないとすると契約電力を増加させる必要がある建物もあるため、運用計画を開始してから1年間は前者の比較、それから先は後者の比較で基本料金削減効果を算出する、などのような計算方法をとることが適当である。
IDを抽出して、省エネ制御データベース内で対応する運用計画作成ルーチン名(呼び出しアドレス)を検索すると、処理すべき運用計画作成ルーチンが得られる。複数の設備について共通の運用計画作成ルーチンにより制御方法を決める場合には、その運用計画作成ルーチンは1回だけ処理すればよいので、重複しないように検索をかける。
mCr=m!/(m−r)!r!として、mC1×mC2×…mCm個となる。
出力をBAから直接取得できる場合はそちらを使用しても良い。
Average)などの統計モデルやバックプロパゲーションにより学習可能なニューラルネットワークなどを用いることができる。ステップ854では在室率の予測に応じた点灯スケジュールを作成する。一人でもいる時点では点灯することにする、在室率から照明出力を求めるテーブルを用意しておく、などにより点灯スケジュールを決めることができる。ステップ955でステップ808と同様に点灯スケジューリングの省エネ効果を求める。
1aを50%削減する点灯スケジュール案を示している。
150が遠隔設備制御の実績データから、間接制御による削減効果の平均値などとして統計的に求めてもよい。
削減量は、各区域の無駄レベルごとに、無駄の量に比例した配分を行う。重要度が同じ時間帯の中では、図4のグラフ要素406のように、各時点の削減率を同じにすればよい。
従来通り手元操作のみで点灯した場合のコストをエネルギー消費予測モデルで予測し、点灯スケジュール実施時のエネルギーコスト予測額を差し引いて、各点灯スケジュール実施により削減できるエネルギーコストを予測する。点灯スケジュールとその効果であるエネルギー削減予測額は、ペアで一時記憶領域に保存する。
102から取得したエネルギー消費データから算出して差し引く。
204と同様にして、将来の制御対象期間(翌月など)の気象予測データを受信する。すでに制御対象期間に入っている場合には、翌日から月末までの気象予測データとする。1ヶ月分など長期の気象予測データが気象情報配信サーバ160にない場合には、標準気象データを用いてもよい。暑め・中くらい・寒めと3段階で標準気象データを用意しておき、気象情報配信サーバ160の長期傾向予測から使い分けてもよい。
305の説明では、「標準的な運用をした場合」と同じにするとしたが、この例で照明に関しては無駄削減レベルごとの点灯スケジュールを条件としている。
914を繰り返す。
PC稼動情報収集クライアントソフトに、空調に対する主観申告機能と同様に、各人の希望する時間を申告する機能をつけ、各区域の平均もしくは最大値を採用する方法が考えられる。
BAサーバ102の実際の制御は異なったものになるが、その場合には予測と実際が異なった理由を、外気や室内空気の条件に関する予測が外れたことに求められる。遠隔制御サーバ150とBAサーバ102の判定ロジックが異なると、予測と実際が異なった理由を特定するのが難しくなる。
各日の快適性指標(平均値)1320,無駄を削減しないで快適性低減のみで制御していた場合の快適性指標予測値(平均値)1325,指定した快適性下限1330もあわせて表示している。これにより、無駄を優先的に削減することのエネルギーコスト削減と快適性維持への貢献を知ることができる。
270やステップ272のように運用の途中結果や過去の実績を表示して、サービス利用者がそれを見ながら設定を考えることができるようにしてもよい。
(Predicted Mean Vote),米国空調学会(ASHRAE)が採用している新有効温度ET*(new Effective Temperature)などがある。
(Discomfort Index)などがある。DIを使用する場合は、日本では不快指数77で半数の人が不快、不快指数85で全員が不快とされるため、不快指数77で不快率50%、不快指数85で不快率100%となる一次関数の不快率に変換表示して、サービス利用者の不快性上限の指定を受け付けても良い。ET*についても、適宜設定した快適率との相互変換テーブルを用意して、快適率に変換した上でサービス利用者に提示しても良い。
クライアントソフトを利用する場合には、BEMSセンター装置101が申告を収集する。この場合、主観申告は人が自発的に行うものでも、BEMSセンター装置101側から質問する形でもどちらでもよい。ウェブサイトを利用する場合には、BEMSセンター装置101をウェブサーバとする。個人IDを同時に送信することにより、申告者の区別を行う。申告は「かなり暑い」「暑い」「少し暑い」「ちょうどよい」「少し寒い」「寒い」「かなり寒い」のように数段階の主観選択肢を用意して、各人に選択してもらうことによる。
1500では領域1510内にあるデータが、快適性指標を算出するのに有効であるとして抽出する。それから設定可能温度(制御対象空調機の設定温度間隔が1℃なら、20℃,21℃,22℃,…など)で一番近い温度を代表室温として、代表室温ごとに申告データを纏める。グラフ1500で領域1520内にあるデータを纏めると、室内温度25℃に一番近いデータでグループ化することになる。快適性指標の予測値を求めるなら外気温度と室内湿度も予測値,快適性指標の実績値を求めるなら外気温度と室内湿度は実測値を使用する。
LCC(Life Cycle Cost,生涯に掛かる費用)の視点から総費用が安くなるようにすることも大切である。
(コスト増大)に相当する。これをエネルギーコスト削減額のみを考慮した点灯スケジューリングにおいて、本来は点灯している時間帯内で消灯をしてから再び点灯するまでに期待される蛍光灯の電気料金削減額と比較し、期待される損失額の方が大きい場合には、その消灯を行わない。
BA系通信路、130…建物内LAN、131…ゲートウェイ、135…イントラネット上の端末、140…インターネット、150…遠隔制御サーバ、155…サービス管理サーバ、160…気象データ配信サーバ、170…インターネット上の端末、190…制御対象建物、401…ある区域の点灯率の例、402…昼休みの無駄な点灯と判断した分、403…終業時刻以降で無駄な点灯と判断した分、405…点灯スケジュール案、406…終業時刻以降で無駄な点灯と判断しつつも削減しない分、410…照明点灯の各時点における重要度、501…制御対象建物のエネルギーコストのグラフ、510〜516…エネルギーコストの実績額・予測額を示すグラフ要素、530…エネルギーコスト上限額入力部、535…入力されたエネルギーコスト上限額に対応する快適性指標値、537…エネルギーコスト上限額を快適性下限に反映するボタン、540…快適性下限入力部、545…入力された快適性下限に対応するエネルギーコスト予測額、547…快適性下限をエネルギーコスト上限額に反映するボタン、550…エネルギーコスト予測額と快適性指標の関係を示すグラフ、551…エネルギーコスト予測額と快適性指標の対応曲線、552…運用計画の設定点、553…快適性下限を遵守して実現可能な領域、554…エネルギーコスト上限額を示す直線、555…エネルギーコスト上限額に対応する快適性指標値を示す補助線、556a,556b…エネルギーコスト上限額操作ボタン、557…快適性下限を示す直線、558…快適性下限に対応するエネルギーコスト予測額を示す補助線、
559a,559b…快適性下限操作ボタン、590…コスト指標制御と快適性指標制御の切替え入力部、595…コスト削減優先オプション実施のチェックボックス、600…エネルギーコスト削減予測額と不快性指標の関係を示すグラフ、601…エネルギーコスト削減予測額と不快性指標の対応曲線、602…運用計画の設定点、603…不快性上限を遵守して実現可能な領域、604…エネルギーコスト削減額を示す直線、605…エネルギーコスト削減額に対応する不快性指標値を示す補助線、607…不快性上限を示す直線、608…不快上限に対応するエネルギーコスト削減予測額を示す補助線、610…エネルギーコスト削減額入力部、615…入力されたエネルギーコスト削減額に対応する不快性指標値、620…不快性上限入力部、625…入力された不快性上限に対応するエネルギーコスト削減予測額、650…エネルギーコスト予測額と快適性指標の関係を示すグラフ、651…エネルギーコスト予測額と快適性指標の対応曲線、652…運用計画の設定点、653…快適性下限を遵守して実現可能な領域、654…エネルギーコスト上限額を示す直線、655…エネルギーコスト上限額に対応する不快性指標値を示す補助線、
657…不快性上限を示す直線、658…快適性下限に対応するエネルギーコスト予測額を示す補助線、660…エネルギーコスト上限額入力部、665…入力されたエネルギーコスト上限額に対応する快適性指標値、670…快適性下限入力部、675…入力された快適性下限に対応するエネルギーコスト予測額、680…無駄削減効果を示す領域、690…設備運用計画案のエネルギーコスト予測額と快適性指標、1000…設定温度の決定方法に関する説明用グラフ、1010…標準的な設定温度、1020…快適性下限に対応する設定温度、1030…標準時と快適性下限の設定温度差、1040…空調開始時刻、
1045…空調終了時刻、1050…空調設定温度グラフ、1060…空調設定温度スケジュール案、1100…制御内容通知画面、1110…直接制御項目表、1120…間接制御項目表、1125…間接制御項目を人に忘れず実行させるための注意書き、1130…制御項目の具体的内容を表示するボタン、1170…間接制御項目チェックリスト、
1175…間接制御項目チェックボックス、1200…エネルギーコスト月間積算額グラフ、1210…標準的な設備運用をした場合の予測額を示すグラフ曲線、1220…設備運用の実績額を示すグラフ曲線、1225…設備運用を続けた場合の予測額を示すグラフ曲線、1230…運用設定達成見通し表示、1240…快適性指標制御表示、1245…コスト指標制御期間表示、1247…コスト指標制御期間表示(予定)、1250…日ごとの設備運用結果を示すグラフ、1260…標準運用時のエネルギーコスト予想額、1270…制御対象機器の設備運用下でのエネルギーコスト実績額、1275…非制御対象機器のエネルギーコスト実績額、1280…制御対象機器の設備運用下でのエネルギーコスト予測額、1285…非制御対象機器のエネルギーコスト予測額、1300…日ごとの設備運用結果を示すグラフ、1310…無駄削減によるエネルギーコスト削減実績額、1315…快適性低減によるエネルギーコスト削減実績額、1320…各日の快適性指標値、1325…快適性低減のみで設備運用した場合の快適性指標予測値、1330…快適性下限のサービス利用者指定値、1500…主観申告値散布図、1510…快適性指標算出上有効な湿度領域、1520…ある温度に代表される温度領域、1530…快適性指標値の出現確率分布、1600…ある区域の快適性指標値分布図、1650…ある区域の快適性指標平均値分布図、1690…快適性指標値近似直線、1700…制御対象建物運用実績表示部、1730…制御対象建物基本データ表示部、1750…制御対象建物検索条件入力部、
1770…制御対象建物検索結果表示部、1780…近似制御対象建物リスト、1803…BAサーバ用ファイアウォール、1836…PC稼動情報収集サーバ。
Claims (13)
- 建物内の空調設備をネットワークを介して制御する制御サーバと、
前記制御サーバにネットワークを介して接続され、サービス内容を入力する画面をユーザの端末に提供しサービス内容の設定を行うサービス管理サーバとを備えたエネルギー管理装置であって、
前記制御サーバは、快適性指標の下限値または不快指標の上限値で前記空調設備を所定の期間運転したときのエネルギーコストの予測値を算出するとともに、前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値を変化させて複数の点における前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値と前記エネルギーコストの予測値との対応関係を算出する算出手段を有し、
前記サービス管理サーバは、前記複数の点における前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値と前記エネルギーコストの予測値との対応関係を視覚化して前記ユーザの前記端末に表示させる表示手段と、前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値または前記エネルギーコストの上限値の何れかの制約条件を前記ユーザの前記端末から入力させる入力手段を有し、
前記制御サーバは、前記入力手段によって前記ユーザが入力した前記制約条件を満たすような前記空調設備の運用計画を作成する運用計画作成手段と、前記運用計画に従って前記空調設備を制御する制御手段とを有することを特徴とするエネルギー管理装置。 - 前記サービス管理サーバは、前記所定の期間の途中で、現時点までの運用結果によるエネルギーコストと、前記所定の期間の終了時点まで前記制約条件で運用した場合の最終的なエネルギーコストの予測値とを前記ユーザの端末に表示させる途中経過表示手段と、その時点より後の前記制約条件の変更を前記ユーザの前記端末から入力させる運用方針変更入力手段とを有し、
前記制御サーバの前記運用計画作成手段は、前記運用方針変更入力手段により変更された制約条件を満たすような前記空調設備の運用計画を作成し、前記制御手段は、前記変更された制約条件によって作成された前記運用計画に従って前記空調設備を制御することを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理装置。 - 前記運用方針変更入力手段によって、前記ユーザは、前記制約条件を、前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値による制約条件から、前記エネルギーコストの上限値による制約条件に変更可能であることを特徴とする請求項2に記載のエネルギー管理装置。
- 前記運用方針変更入力手段によって、前記ユーザは、前記制約条件を、前記エネルギーコストの上限値による制約条件から前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値による制約条件に変更可能であることを特徴とする請求項2に記載のエネルギー管理装置。
- 前記運用方針変更入力手段によって、前記ユーザは、前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値または前記エネルギーコストの上限値の数値を変更可能であることを特徴とする請求項2に記載のエネルギー管理装置。
- 前記制御サーバは、前記建物の外に配置され、前記建物内の前記空調設備を遠隔制御する遠隔制御サーバであることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のエネルギー管理装置。
- 前記算出手段は、前記エネルギーコストの予測値の算出の際に、前記所定の期間の気象予測データを利用して前記エネルギーコストの予測値を算出することを特徴とする請求項1から6の何れかに記載のエネルギー管理装置。
- 前記算出手段は、前記空調設備の設定温度と快適性指標との関係を示す快適性モデルから、前記快適性指標の下限値に対応する前記空調設備の設定温度を求めるか、あるいは、前記空調設備の設定温度と不快指標との関係を示す不快性モデルから、前記不快指標の上限値に対応する前記空調設備の設定温度を求め、前記快適性指標の下限値または前記不快指標の上限値に対応する前記空調設備の設定温度から、エネルギー消費予測モデルを用いて前記エネルギーコストの予測値を予測することを特徴とする請求項1から7の何れかに記載のエネルギー管理装置。
- 前記運用計画作成手段は、エネルギー消費予測モデルと、前記空調設備の設定温度と快適性指標との関係を示す快適性モデル、あるいは、前記空調設備の設定温度と不快指標との関係を示す不快性モデルから、前記制約条件を満たす快適性指標または不快指標の範囲を求め、前記空調設備の設定温度の運用計画を決定することを特徴とする請求項1から8の何れかに記載のエネルギー管理装置。
- 前記快適性モデルまたは前記不快性モデルは、前記空調設備の空調対象区域毎のモデルであることを特徴とする請求項8または9に記載のエネルギー管理装置。
- 前記建物内の居住者の主観申告に基づいて前記快適性モデルまたは前記不快性モデルを、前記居住者ごとに作成し、その後、前記空調設備の空調対象区域毎に作成する主観申告モデル作成手段を有することを特徴とする請求項10に記載のエネルギー管理装置。
- 前記空調設備の空調対象区域にいる人を確認する確認手段を有し、
前記主観申告モデル作成手段は、前記確認手段によって確認された前記空調設備の空調対象区域にいる人の主観申告に基づいて前記快適性モデルまたは前記不快性モデルを作成することを特徴とする請求項11に記載のエネルギー管理装置。 - 前記建物内に設置され、前記主観申告モデル作成手段を有するセンター装置を有することを特徴とする請求項11または12に記載のエネルギー管理装置。
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