JP6527374B2 - 情報提示装置、情報提示方法および情報提示システム - Google Patents
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Description
本質的なエネルギーの節約よりも、エネルギーコスト(電力料金)の節約が、建物オーナやビル管理者にとって重要なケースがあることに着眼した。
特にプレクールを実施しなかった場合について、上記「プレクールを実施しない場合」の予測と実施しなかったことの結果を提示し、予測機能自体の信頼性を認識してもらうステップを実行するのが、さらに好ましい。管理者にとって、予測が当たりやすいケース(あるいは当たりにくいケース)を学習できるので、実施選択権限者の実施選択能力向上という効果が期待できる。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る情報提示システム1は、空調制御装置100と、空調を運転するときの電力料金に関連した情報を提示する情報提示装置200とを備えている。
空調制御装置100は、室内空間r1に設置された空調機acを制御するものである。空調制御装置100は、空調機acのファン出口に設けられた給気温度センサS1、および、室内空間r1内に設置された室温センサS2と接続されている。
情報提示装置200は、プレクール室温推移予測部210、プレクール所要時間推定部220、プレクール効果時間推定部230、プレクール電力料金予測部240、非プレクール室温推移予測部250、非プレクール電力料金予測部260、予測結果提示部270、実績取得部280、および、実績提示部290を備えている。
続いて、情報提示装置200による実際の予測手法について、具体的な数値を用いて説明するが、ここでは、説明を簡潔にするために、以下のように記号を定義する。
E=(D−A)S(θ)[℃m3/min]……………………………………………(式1)
RΔF/Δt=−(F−A)S(θp)+E…………………………………………(式2)
R(F´−F)/Δt=−(F−A)S(θp)+E………………………………(式3)
F´=F+{−(F−A)S(θp)+E}Δt/R…………………………………(式4)
F´=F+{−(F−A)S(θp)+(D−A)S(θ)}Δt/R……………(式5)
F´=F+{−(F−A)S(θp)+E}Δt/R…………………………………(式6)
F´=F{1−S(θp)Δt/R}+{A+E/S(θp)}{S(θp)Δt/R}…(式7)
F´=F{1−Δt/T}+GΔt/T…………………………………………………(式8)
T=R/S(θp)………………………………………………………………………(式9)
G=A+E/S(θp)=A+(D−A)S(θ)/S(θp)………………(式10)
F´(t)=D+(G−D){1−exp(−t/T)}…………………………(式11)
τ=−T・ln{1−(C−D)/(G−D)}……………………………………(式12)
τr=−T・ln{1−(C−D)/(A−D)}……………………………………(式13)
次に、具体的な数値に基づく室温推定値F´の室温推移予測、プレクール所要時間τのシミュレーション例について説明する。(式1)乃至(式12)の推定式を検証するために、室内空間r1に人間や電子機器等の発熱物が存在しない状態のシミュレーション1と、室内空間r1に発熱物が存在する状態のシミュレーション2とに分けて説明する。
室内空間r1に発熱物が存在せず、空調機acによる冷房運転が行われていない停止状態から、プレクール時間帯PCtのプレクール実施時において最大冷房能力の空調ファン動力θp[kW]で冷房運転を開始する場合について確認する。
E=(D−A)S(θ)=(25.0−18.0)×0.0=0.0[℃m3/min]……(式14)
T=R/S(θp)=100.0/1.0=100.0[min]…………………(式15)
G=A+E/S(θp)=18.0+0.0/1.0=18.0[℃]…………(式16)
F´(t)=D+(G−D){1−exp(−t/T)}
=25.0+(18.0−25.0){1−exp(−t/100.0)}……(式17)
τ=−T・ln{1−(C−D)/(G−D)}=−100.0・ln{1−(C−25.0)/(18.0−25.0)}……………………………………………………(式18)
続いて、室内空間r1に発熱物が存在し、空調機acにより現時点の室温計測値D[℃]=25.0[℃]に空調制御されている状態から、プレクールを実施する時の最大冷房能力の空調ファン動力θp[kW]で室内空間r1の室温を更に下降させる場合について確認する。
E=(D−A)S(θ)=(25.0−18.0)×0.5=3.5[℃m3/min]……(式19)
T=R/S(θp)=100.0/1.0=100.0[min]…………………(式20)
G=A+E/S(θp)=18.0+3.5/1.0=21.5[℃]…………(式21)
F´(t)=D+(G−D){1−exp(−t/T)}
=25.0+(21.5−25.0){1−exp(−t/100.0)}……(式22)
τ=−T・ln{1−(C−D)/(G−D)}=−100.0・ln{1−(C−25.0)/(21.5−25.0)}……………………………………………………(式23)
次に、図5のフローチャートを参照しながら、情報提示装置200による予測結果提示動作について説明する。
DR時間帯DRtの第1の設定温度(27[℃])よりも4[℃]降下させたプレクール時間帯PCtの第2の設定温度23[℃]に室内空間r1を設定しておくことが適切であると予め規定されている場合、プレクール所要時間推定部220はプレクール所要時間τ(60分間)を求め、このプレクール所要時間τに基づいてプレクール開始時点を推定する(ステップSP1。)
その後、プレクール終了時点において、DR時間帯DRtの第1の設定温度(27[℃])よりも4[℃]低い第2の設定温度(23[℃])に室内空間r1を設定し終わった後、空調機acを運転停止させたときに、発熱物の影響によりDR時間帯DRtの第1の設定温度(27[℃])に室温が戻るまでの戻り時間τr(60分間)をプレクール効果時間としてプレクール効果時間推定部230により推定する(ステップSP2)。
プレクール時間帯PCtでプレクールを実施する時のプレクール開始時点からDR時間帯DRtのDR終了時点までの対象時間範囲ALtにおける室内空間r1の室温推移は、プレクール室温推移予測部210により、図7に示すように予測される(ステップSP3)。
このとき、消費電力についても、プレクール時間帯PCtのプレクール開始時点からプレクール終了時点まで60分間では、最大冷房時の空調機ファン動力θp=1.0[kW]まで上昇し、その後、空調機acの冷房運転が停止された時点からDR時間帯DRtの第1の設定温度27[℃]に戻るまでは空調機ファン動力θ=0.0[kW]に下降し、その後はDR時間帯DRtの第1の設定温度27[℃]を維持するために空調機ファン動力θ=0.4[kW]となることがプレクール電力料金予測部240により予測される。
その後、プレクールを実施したときと同じ対象時間範囲ALtにおいて、空調機acによりプレクールを実施することなくDR時間帯DRtの第1の設定温度(27[℃])を維持するように空調機acが空調動作を制御する場合の図9に示すような室内空間r1の室温推移を、非プレクール室温推移予測部250により予測する(ステップSP5)。
このとき、消費電力については、対象時間範囲ALtにおいて、第1の設定温度27[℃]に終始維持するため、空調機ファン動力θ=0.4[kW]となることが非プレクール電力料金予測部260により予測される。
予測結果提示部270は、プレクール開始時点情報、対象時間範囲ALtにおけるプレクール時電力料金および非プレクール時電力料金に基づいて生成した予測結果画面データに対応する予測結果画面G1を予測結果として表示パネルに表示する(ステップSP7)。
<ステップSP11:非プレクール時の実績結果の取得>
その後、図11に示すように、実績取得部280は、プレクールを実施したときと同じ対象時間範囲ALtにおいて、プレクールを実施することなく、DR時間帯DRtの第1の設定温度を維持するように空調制御装置100が空調機acによる通常空調運転動作を実際に制御したときの空調実績値算出部100eにより算出された実績値を取得する(ステップSP11)。
そして、実績提示部290は、実績取得部280により取得された実績値に基づいて生成した実績画面データに対応する実績結果画面G2を実績結果として表示パネルに表示する(ステップSP12)。
このように情報提示システム1の情報提示装置200は、プレクールを実施したときと、プレクールを実施しなかったときのエネルギーコストの節約の目安となる電力料金に関連した情報を予測結果画面G1によりオペレータに直観的に理解できるように提示した。これにより、オペレータのプレクールを実施するか否かの判別を支援し、オペレータにプレクールの実施を容易に決断させることができるので、DR時間帯DRtでの電力使用を抑制することができる。
なお、上述した実施の形態においては、予測結果画面G1と実績結果画面G2とをそれぞれ別個に表示するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図13に示すように、予測結果画面G1と実績結果画面G2とをマージした状態の予測実績結果画面G3を生成して表示するようにしてもよい。
Claims (5)
- 空調機により第1の設定温度を目標室温として室内空間の室温を制御する場合の電力料金に関連した情報を提示する情報提示装置であって、
電力を抑制することが定められた第1の時間帯よりも前の第2の時間帯に、前記室内空間の室温が前記第1の時間帯の第1の設定温度とは異なる第2の設定温度になるように前記空調機を動作させる予備空調運転を行い、前記第1の時間帯に前記第1の設定温度を目標室温として前記空調機を動作させる通常空調運転を行う場合の、前記第2の時間帯および前記第1の時間帯を含む対象時間範囲における前記室内空間の第1の室温推移を予測する第1の室温推移予測部と、
前記第1の時間帯とこの第1の時間帯よりも前の前記第2の時間帯とを含む対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第1の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第1の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第1の電力料金を予測する第1の電力料金予測部と、
前記第2の時間帯および前記第1の時間帯において前記通常空調運転を行う場合の、前記対象時間範囲における前記室内空間の第2の室温推移を予測する第2の室温推移予測部と、
前記対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第2の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第2の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第2の電力料金を予測する第2の電力料金予測部と、
前記第1の電力料金および前記第2の電力料金を予測結果として提示する予測結果提示部と
を備えることを特徴とする情報提示装置。 - 前記第1の室温推移に基づいて前記予備空調運転に要する所要時間を推定する所要時間推定部を更に備え、
前記予測結果提示部は、前記所要時間に対応した前記予備空調運転の開始時点を前記第1の電力料金および前記第2の電力料金とともに前記予測結果として提示する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報提示装置。 - 前記第2の時間帯に前記予備空調運転を行わずに前記第2の時間帯および前記第1の時間帯で前記通常空調運転を行ったときの前記空調機の消費電力の実績値と、前記対象時間範囲における時間帯毎の電力料金単価とに基づいて、前記対象時間範囲における前記電力料金の実績値を取得する実績取得部と、
前記電力料金の実績値を提示する実績提示部と
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の情報提示装置。 - 空調機により第1の設定温度を目標室温として室内空間の室温を制御する場合の電力料金に関連した情報を情報提示装置により提示する情報提示方法であって、
電力を抑制することが定められた第1の時間帯よりも前の第2の時間帯に、前記室内空間の室温が前記第1の時間帯の第1の設定温度とは異なる第2の設定温度になるように前記空調機を動作させる予備空調運転を行い、前記第1の時間帯に前記第1の設定温度を目標室温として前記空調機を動作させる通常空調運転を行う場合の、前記第2の時間帯および前記第1の時間帯を含む対象時間範囲における前記室内空間の第1の室温推移を第1の室温推移予測部により予測する第1の室温推移予測ステップと、
前記第1の時間帯とこの第1の時間帯よりも前の前記第2の時間帯とを含む対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第1の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第1の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第1の電力料金を第1の電力料金予測部により予測する第1の電力料金予測ステップと、
前記第2の時間帯および前記第1の時間帯において前記通常空調運転を行う場合の、前記対象時間範囲における前記室内空間の第2の室温推移を第2の室温推移予測部により予測する第2の室温推移予測ステップと、
前記対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第2の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第2の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第2の電力料金を第2の電力料金予測部により予測する第2の電力料金予測ステップと、
前記第1の電力料金および前記第2の電力料金を予測結果提示部により予測結果として提示する予測結果提示ステップと
を有することを特徴とする情報提示方法。 - 空調機を介して第1の設定温度を目標室温として室内空間の室温を制御する空調制御装置と、
電力を抑制することが定められた第1の時間帯よりも前の第2の時間帯に、前記室内空間の室温が前記第1の時間帯の第1の設定温度とは異なる第2の設定温度になるように前記空調制御装置を介して前記空調機を動作させる予備空調運転を行い、前記第1の時間帯に前記第1の設定温度を目標室温として前記空調制御装置を介して前記空調機を動作させる通常空調運転を行う場合の、前記第2の時間帯および前記第1の時間帯を含む対象時間範囲における前記室内空間の第1の室温推移を予測する第1の室温推移予測部と、
前記第1の時間帯とこの第1の時間帯よりも前の前記第2の時間帯とを含む対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第1の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第1の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第1の電力料金を予測する第1の電力料金予測部と、
前記第2の時間帯および前記第1の時間帯において前記通常空調運転を行う場合の、前記対象時間範囲における前記室内空間の第2の室温推移を予測する第2の室温推移予測部と、
前記対象時間範囲の時間帯毎の電力料金単価と前記第2の室温推移の予測結果に対応した前記空調機の動作により消費される第2の消費電力とに基づいて、前記対象時間範囲における第2の電力料金を予測する第2の電力料金予測部と、
前記第1の電力料金および前記第2の電力料金を予測結果として提示する予測結果提示部と
を備えることを特徴とする情報提示システム。
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