JP5374394B2

JP5374394B2 - 空調エネルギ使用量案分システム

Info

Publication number: JP5374394B2
Application number: JP2010005858A
Authority: JP
Inventors: 正樹小松
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: JP2011144999A

Description

本発明は、テナントオフィスビルに設置される空調機のエネルギ使用量をテナントごとに案分する空調エネルギ使用量案分システムに関する。

燃料資源の有効な利用を促す観点から、エネルギの使用の合理化に関する法律（省エネ法）が規制する事業者には、その事業場のエネルギ管理が義務付けられている。この省エネ法により、事業者は、テナントとして入居する個々の事業場のエネルギ使用量も把握しなければならない。そのため、テナントオフィスビルを提供するビルオーナーは、各テナントに対してエネルギ使用量を提示することが求められている。

テナントのエネルギ使用量には、このテナントに対応する空調機のエネルギ使用量（以下、「空調エネルギ使用量」と記す）が含まれる。この空調エネルギ使用量を把握するには、空調機ごとのエネルギを計測する計測器、例えば電力計を設置する必要がある。しかし、計測器の設置には、多くの費用がかかってしまう。また、１台の空調機が複数のテナントに対応している場合、その空調機の計測器だけでは、各テナントの空調エネルギ使用量をそれぞれ把握することができない。

そこで、従来から、各テナントの空調エネルギ使用量を把握する簡易な方法として、各テナントの専有面積で空調エネルギ使用量を案分する方法、またはその専有面積と各テナントの執務時間とで空調エネルギ使用量を案分する方法がある。

下記特許文献１には、複数のエリアに対応する空調機を制御する空調制御システムが記載されている。この空調制御システムは、エリア情報に応じて空調機を制御する制御部と、制御部の制御内容を加味して、空調機の消費エネルギ量をエリアそれぞれに対して案分する演算部とを有する。エリア情報とは、外気の情報、発熱機器の情報、空調機との距離情報、利用者の快適度の情報などのことである。この空調制御システムは、これらの情報に応じて、空調機から吹き出される空気の流れ、または熱量を制御して快適な空調環境を提供している。このように、この文献においては、複雑な情報及び制御内容に基づいて空調エネルギ使用量をエリアごとに案分している。

特開２００４−１４４３４８号公報

しかしながら、従来の空調エネルギ使用量の案分方法においては、空調エネルギ使用量に大きく依存するテナントの熱負荷が考慮されていない。よって、案分された空調エネルギ使用量と実際の空調エネルギ使用量との誤差が大きくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、簡易な方法で、複数のテナントに対応する空調機の空調エネルギ使用量から、各テナントの空調エネルギ使用量を精度良く案分することができる空調エネルギ使用量案分システムを提供することにある。

本発明は、複数のテナントに対応する空調機のエネルギ使用量をテナントごとに案分する空調エネルギ使用量案分システムにおいて、建物におけるテナントの位置情報とテナントの専有面積とを含むテナント情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたテナントの位置情報と、事務所の冷暖房熱負荷計算に用いられる予め規格化された単位面積当たりの最大熱負荷とに基づいて各テナントに対応する負荷係数を算出する負荷係数算出部と、負荷係数算出部により算出された負荷係数と、記憶部に記憶されたテナントごとの専有面積とを掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する案分部と、を有することを特徴とする。

また、テナント情報は、テナントの執務時間を含み、案分部は、テナントごとの執務時間と専有面積と負荷係数とを掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分することができる。

また、各テナントの位置情報は、方位別ゾーンを含み、負荷係数算出部は、方位別ゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出することができる。

また、方位別ゾーンは、インテリアゾーンと、東西南北の４つの方位に対応するペリメータゾーンとを含み、負荷係数算出部は、インテリアゾーンとペリメータゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出することができる。

また、各テナントの位置情報は、階別ゾーンを含み、負荷係数算出部は、さらに、階別ゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出することができる。

本発明の空調エネルギ使用量案分システムによれば、簡易な方法で、複数のテナントに対応する空調機の空調エネルギ使用量から、各テナントの空調エネルギ使用量を精度良く案分することができる。

本実施形態に係る空調エネルギ使用量案分システムの構成を示す図である。テナントのレイアウトの一例を示す図である。テナント情報を示す表である。事務所の最大熱負荷を示す表である。テナントに対応する負荷係数を示す表である。テナントの空調エネルギ使用量の案分係数を示す表である。

以下、本発明に係る空調エネルギ使用量案分システムの実施形態について、図１を用いて説明する。一例として、一つの建物を挙げ、この建物に配置される空調エネルギ使用量案分システムであって、この建物内のテナントに対応する空調機のエネルギ使用量をテナントごとに案分する空調エネルギ使用量案分システムについて説明する。なお、本発明は、この態様に限らず、複数の建物を対象にする空調エネルギ使用量案分システムにも適用することができる。また、本発明は、該当する建物に配置される空調エネルギ使用量案分システムに限らず、通信回線を介して遠隔から建物を監視する遠隔監視センタに配置される空調エネルギ使用量案分システムにも適用することができる。

図１は、本実施形態に係る空調エネルギ使用量案分システム（以下、単にシステムと記す）１０の構成を示す図である。システム１０は、建物１２内の複数のテナントに対応する空調機１４のエネルギ使用量をテナントごとに案分するシステムである。

建物１２は、複数の事業者が入居するテナントオフィスビルである。空調機１４は建物１２に配置され、建物１２の室内（図示せず）に対して冷房及び暖房を行なう装置である。室内は、利用者が利用する部屋であり、テナントと共用部とを含む。共用部は、建物１２のエントランス、エレベータホールまたは廊下を含む。

空調機１４は、１組の室外機１６と、この室外機１６に対応する少なくとも１台の室内機１８とを有する。すなわち、空調機１４は、いわゆるビル用マルチエアコンである。本実施形態の空調機１４においては、エネルギ源が電気である。しかし、本発明は、これに限定されず、エネルギ源がガスであってもよい。

室外機１６は、屋外に設置される。１組の室外機１６は、室内機１８の数および処理可能な空調負荷に応じて１台または複数台の室外機１６から構成される。

一方、室内機１８は、室内に設置される。具体的には、室内機１８は、室内の天井面に設置、天井内部に設置、天井から吊り下げて設置、または壁面に壁掛けて設置される。なお、１つの室内に対応する室内機１８の台数が１台に限らず複数台とすることができる。

空調機１４においては、通常、運用管理を容易にするため、建物１２の階、区画、用途など応じて複数の系統が設定され、その設定された系統に属する室内にその系統の室内機１４が設けられる。例えば、空調機１４は、テナントと共用部との系統に分けられる。本実施形態におけるテナント系統の空調機１４は、１つ系統で複数のテナントに対応する。

建物１２は、空調機１４の制御および管理を行なう空調コントローラ２０と、空調機１４を含む建物１２の設備を管理する管理部２２とを有する。建物１２の設備は、昇降設備、照明設備、防災設備、給排水衛生設備およびセキュリティ設備を含むことができる。

空調コントローラ２０は、例えば建物１２を管理する管理室に配置される。空調コントローラ２０は、配線を介して空調機１４に接続され、空調機１４の制御、管理を行なう。具体的には、空調コントローラ２０は、一括またはグループごとの室内機１８に対して、運転及び停止、運転モードの切り替え、設定温度の調整、風向き及び風速の調整、リモコン操作禁止の設定、タイマー（スケジュール）運転などを行なうことができる。また、空調コントローラ２０は、空調機１４の状態及び異常の表示、それらの情報の外部通報などを行うことができる。空調機１４の状態には、例えば、室内温度、外気温度及び運用時の空気調和機の能力が含まれる。本実施形態においては、空調コントローラ２０は、空調機１４の空調エネルギ使用量の管理を含まない。しかし、本発明はこの構成に限定されず、空調コントローラ２０は、空調機１４の空調エネルギ使用量の管理をすることもできる。この場合、空調エネルギ使用量は空調コントローラ２０から管理部２２内のシステム１０に出力される。

管理部２２は、例えば建物１２を管理する管理室に配置される。管理部２２は、配線を介して空調コントローラ２０に接続される。そして、管理部２２は、システム１０を有する。しかし、本発明はこの構成に限定されず、システム１０を、管理部２２とは別体に設けてもよい。

管理部２２は、空調機１４の状態と異常を含む運用データの収集などを行って空調機１４を管理する。また、管理部２２は、建物１２の設備のエネルギ使用量を管理する。このエネルギ使用量は、建物１２全体のエネルギ使用量と、共用部の照明・コンセント・搬送動力のエネルギ使用量と、テナントの照明・コンセントのエネルギ使用量とである。これらのエネルギ使用量は、建物１２の受変電設備と電気設備に設けられる電力計により計測されて管理部２２に出力される。ここで、テナント全体の空調エネルギ使用量は、上記の建物１２全体のエネルギ使用量から、残り２種のエネルギ使用量、すなわち共用部の照明・コンセント・搬送動力のエネルギ使用量と、テナントの照明・コンセントのエネルギ使用量とを引くことにより概略的に算出することができる。算出された空調エネルギ使用量はシステム１０に出力される。

本実施形態のシステム１０は、入力部２４と記憶部２６と負荷係数算出部２８と案分部３０と出力部３２とを有する。

入力部２４は、管理部２２に接続される装置またはキーボードなどの入力手段からシステム１０に入力された各種情報を、記憶部２６と負荷係数算出部２８と案分部３０にそれぞれ出力する。各種情報には、テナント情報、熱負荷、空調エネルギ使用量が含まれ、入力部２４は、記憶部２６にテナント情報を、負荷係数算出部２８に熱負荷を、案分部３０に空調エネルギ使用量をそれぞれ出力する。

記憶部２６は、建物１２内の各テナントに関する情報であるテナント情報を記憶する装置である。テナント情報は、建物１２におけるテナントの位置情報、テナントの専有面積、所定期間（例えば月間）内のテナントの執務時間またはテナント全体の空調エネルギ使用量を含む。

テナントの位置情報は、方位別ゾーンと階別ゾーンに関する情報を含む。方位別ゾーンは、日射や外気温度の変化などの自然条件の影響を受けにくい建物１２の内周部であるインテリアゾーンと、上記自然条件の影響を大きく受ける建物１２の外周部であるペリメータゾーンとに分けられ、ペリメータゾーンは、さらに東西南北の４つの方位に対応するゾーンに分けられる。一方、階別ゾーンは、屋根がある最上階と、中間階と、自然条件の影響を受けにくい地下階とに分けられる。

記憶部２６に記憶されるテナント情報の一例について、図２及び３を用いて説明する。図２は、テナントのレイアウトの一例を示す図であり、図３は、テナント情報を示す表である。なお、本実施形態においては、一例として、テナントが建物１２の中間階に位置する、すなわち階別ゾーンが中間階である場合について説明する。また、本実施形態においては、説明を簡略化するために、テナント情報にテナントの執務時間とテナント全体の空調エネルギ使用量が含まれないものとする。

図２には、建物１２の一部の中間階が示され、この階には、３つのテナント、すなわちテナントＡ，Ｂ，Ｃがそれぞれ区画されている。そして、図２には、建物１２の方位が示されている。すなわち、図中の上方が北、下方が南、右側が東、左側が西であることが示されている。また、図に示される破線は、建物１２のインテリアゾーンとペリメータゾーンとの境界線である。

図３には、テナントＡ，Ｂ，Ｃのテナント情報、すなわち専有面積、階別ゾーンそして方位別ゾーンがそれぞれ示されている。テナントＡ，Ｂ，Ｃの専有面積は、それぞれ４００ｍ^２、５００ｍ^２、６００ｍ^２であり、テナントＡ，Ｂ，Ｃの階別ゾーンは、全て中間階である。テナントＡの方位別ゾーンは、図２に示されるように、南と西側に対応するペリメータゾーンとインテリアゾーンとを含む。テナントＢの方位別ゾーンは、同様に、南側に対応するペリメータゾーンとインテリアゾーンとを含む。そして、テナントＣの方位別ゾーンは、同様に、南と東側に対応するペリメータゾーンとインテリアゾーンとを含む。これらのテナント情報は、後述する負荷係数算出部２８と案分部３０に用いられる。

負荷係数算出部２８は、記憶部２６に記憶されたテナントの位置情報に基づいて各テナントに対応する負荷係数を算出する。具体的には、負荷係数算出部２８は、テナントの位置情報に関連付けられた熱負荷に基づいて各テナントに対応する負荷係数を算出する。テナントの位置情報に関連付けられた熱負荷とは、方位別ゾーンと階別ゾーンの熱負荷を含む。以下、負荷係数の算出方法について、図４及び５を用いて説明する。図４は、事務所の最大熱負荷を示す表であり、図５は、テナントに対応する負荷係数を示す表である。なお、テナントの位置情報は、図３に示されるものを使用する。

図４は、空気調和・衛生工学会規格であるSHASE-S112の表であり、事務所の冷暖房熱負荷計算に用いられる単位面積当たりの最大熱負荷を示す表である。この表には、方位別ゾーン、すなわちインテリアゾーンと４つのペリメータゾーンの熱負荷が、冷房と暖房に分けて示され、さらに、階別ゾーンごとに分けてそれぞれ示されている。本実施形態におけるテナントの位置情報に関連付けられる熱負荷は、冷房の場合、例えば庇なし、窓面積率が３０％の条件のものとし、暖房の場合、中間階、室奥行きが８ｍの条件のものとする。なお、本実施形態においては、テナントの位置情報に関連付けられた熱負荷が、空気調和・衛生工学会規格であるSHASE-S112に基づく場合について説明したが、この構成に限定されず、熱負荷として、他の規格または過去の運用実績値を採用することもできる。

図５には、テナントＡ，Ｂ，Ｃの負荷係数の算出式が、冷房と暖房とに分けてそれぞれ示されている。一つのテナントの負荷係数は、そのテナントの方位別ゾーンごとの熱負荷を足した数値を方位別ゾーンの数で割ることで求められる。すなわち、そのテナントの位置情報に関連付けられる熱負荷の平均値である。例えば、テナントＡの方位別ゾーンは、図２に示されるように、南と西側に対応するペリメータゾーンとインテリアゾーンとを含む。そして、各方位別ゾーンの熱負荷は、図４から、冷房時、１２６Ｗ／ｍ^２、１３８Ｗ／ｍ^２、９２Ｗ／ｍ^２であり、暖房時、１３７Ｗ／ｍ^２、１５８Ｗ／ｍ^２、１２６Ｗ／ｍ^２である。負荷係数算出部２８は、これらの数値の合計を方位別ゾーンの数で割ることで、冷房と暖房時におけるテナントＡの負荷係数をそれぞれ算出する。なお、テナントＢ，Ｃの負荷係数の算出方法については、テナントＡのものと同様のため、詳細な説明は省略する。

そして、案分部３０は、負荷係数算出部２８により算出された負荷係数に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する。この構成により、システム１０は、空調エネルギ使用量に大きく依存するテナントの熱負荷が考慮されるので、従来の案分方法に比べ、各テナントの空調エネルギ使用量を精度良く案分することができる。以下、空調エネルギ使用量の案分方法について、図６を用いて説明する。図６は、テナントの空調エネルギ使用量の案分係数を示す表である。

図６には、テナントＡ，Ｂ，Ｃの空調エネルギ使用量の案分係数の算出式が、冷房と暖房とに分けてそれぞれ示されている。一つのテナントの案分係数は、そのテナントの専有面積と負荷係数とを掛け合わせた数値に基づいて求められ、各テナントの案分係数は、これらの数値の比、割合または歩合で構成される。そして、対象となる全テナントの空調エネルギ使用量に各テナントの案分係数を掛け合わせることで、その空調エネルギ使用量をテナントごとに案分することができる。なお、全テナントの空調エネルギ使用量は、入力部から入力される最新のものであっても、記憶部に記憶された過去のものであってもよい。

具体的には、テナントＡ，Ｂ，Ｃの専有面積は、図２に示されるように、それぞれ４００ｍ^２、５００ｍ^２、６００ｍ^２であり、テナントＡ，Ｂ，Ｃの負荷係数は、図５に示されるように、冷房時、それぞれ１１９Ｗ／ｍ^２、１０９Ｗ／ｍ^２、１１３Ｗ／ｍ^２であり、暖房時、それぞれ１４０Ｗ／ｍ^２、１３２Ｗ／ｍ^２、１３６Ｗ／ｍ^２である。案分部３０は、各テナントの専有面積と、冷房と暖房時における負荷係数とを掛け合わせた数値から、これらの数値の歩合、すなわち案分係数をそれぞれ算出する。そして、案分部３０は、対象となる全テナント、すなわちテナントＡ，Ｂ，Ｃの空調エネルギ使用量に各テナントの案分係数を掛け合わせることで、その空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する。

そして、出力部３２が、案分部３０により案分された空調エネルギ使用量を、画面、紙媒体または記録媒体などで出力する。

本実施形態のシステム１０によれば、テナントの位置情報と、予め規格化された周知の熱負荷の値とから、空調エネルギ使用量の案分に必要な負荷係数を容易に算出することができる。また、本システム１０によれば、上述したように、従来の案分方法に対して、空調エネルギ使用量に大きく依存するテナントの熱負荷の重み付けが付加されたので、各テナントの空調エネルギ使用量を精度良く案分することができる。

本実施形態においては、案分部３０が、テナントごとの専有面積と負荷係数とを掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。案分部３０が、専有面積と負荷係数を掛け合わせた数値に、さらに、空調エネルギ使用量に大きく依存するテナントの執務時間を掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分することもできる。この場合、一つのテナントの案分係数は、そのテナントの専有面積と負荷係数と執務時間とを掛け合わせた数値に基づいて求められ、各テナントの案分係数は、これらの数値の比、割合または歩合で構成される。

また、本実施形態において、空調機１４がビル用マルチエアコンである場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。室内に対して冷房及び暖房を行なう装置であれば、空調機１４がエアハンドリングユニットであってもよい。この場合、対象となる全テナントの空調エネルギ使用量は、熱源設備、搬送設備そしてエアハンドリングユニットのエネルギ源の計測値である。

また、本実施形態では、管理部２２が、他のエネルギ使用量から全テナントの空調エネルギ使用量を算出する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。空調機１４のエネルギ源を計測する計測器、例えば電力計またはガスメータを設置し、計測器から直接に空調エネルギ使用量を計測し、管理部２２がその計測値を管理することができる。

１０空調エネルギ使用量案分システム、１２建物、１４空調機、２６記憶部、２８負荷係数算出部、３０案分部。

Claims

複数のテナントに対応する空調機のエネルギ使用量をテナントごとに案分する空調エネルギ使用量案分システムにおいて、
建物におけるテナントの位置情報とテナントの専有面積とを含むテナント情報を記憶する記憶部と、
記憶部に記憶されたテナントの位置情報と、事務所の冷暖房熱負荷計算に用いられる予め規格化された単位面積当たりの最大熱負荷とに基づいて各テナントに対応する負荷係数を算出する負荷係数算出部と、
負荷係数算出部により算出された負荷係数と、記憶部に記憶されたテナントごとの専有面積とを掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する案分部と、
を有することを特徴とする空調エネルギ使用量案分システム。
請求項１に記載の空調エネルギ使用量案分システムにおいて、
テナント情報は、テナントの執務時間を含み、
案分部は、テナントごとの執務時間と専有面積と負荷係数とを掛け合わせた数値に基づいて空調エネルギ使用量をテナントごとに案分する、
ことを特徴とする空調エネルギ使用量案分システム。
請求項１または２に記載の空調エネルギ使用量案分システムにおいて、
各テナントの位置情報は、方位別ゾーンを含み、
負荷係数算出部は、方位別ゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出する、
ことを特徴とする空調エネルギ使用量案分システム。
請求項３に記載の空調エネルギ使用量案分システムにおいて、
方位別ゾーンは、インテリアゾーンと、東西南北の４つの方位に対応するペリメータゾーンとを含み、
負荷係数算出部は、インテリアゾーンとペリメータゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出する、
ことを特徴とする空調エネルギ使用量案分システム。
請求項３または４に記載の空調エネルギ使用量案分システムにおいて、
各テナントの位置情報は、階別ゾーンを含み、
負荷係数算出部は、さらに、階別ゾーンの熱負荷に基づいて負荷係数を算出する、
ことを特徴とする空調エネルギ使用量案分システム。