JP6868798B2 - 環境推定装置、及び、環境推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、環境推定装置、及び、環境推定方法に関する。

特許文献１には、倉庫等の建屋内の鉛直温度分布を把握して、適正な保管温度が定められた商品を可能な限り常温管理できる技術が開示されている。

特開２０１０−１１２６０５号公報

ところで、空間内の任意の位置を、目標の環境状態にすることは難しい。例えば、空調機器によって空間内が空調される場合、当該空調は、空調機器が備えるセンサが検知した温度または湿度に基づいて行われる。このため、空間内のセンサが配置されていない位置を目標温度または目標湿度にするには、センサが配置されていない位置の温度を推定する必要がある。

本発明は、空間内の任意の位置の環境状態を推定することができる環境推定装置、及び、環境推定方法を提供する。

本発明の一態様に係る環境推定装置は、空間内に設置された１以上の機器の動作状態及び前記空間内の環境情報を取得する取得部と、取得された動作状態、及び、取得された前記空間内の環境情報に基づいて、前記空間内と前記空間外との境界における前記空間内の環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成する生成部と、生成された前記数値流体力学モデルに基づいて、前記空間内の三次元環境分布を推定する推定部と、前記境界変数を初期値から変動させることにより、推定された前記三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、前記第一環境情報と、取得された前記空間内の環境情報に含まれる前記特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの前記境界変数を対象境界変数として特定する特定部と、前記数値流体力学モデルの前記変動パラメータを、特定された前記対象境界変数に固定することにより、前記数値流体力学モデルを補正する補正部とを備える。

本発明の一態様に係る環境推定方法は、空間内に設置された１以上の機器の動作状態及び前記空間内の環境情報を取得し、取得された動作状態、及び、取得された前記空間内の環境情報に基づいて、前記空間内と前記空間外との境界における前記空間内の環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成し、生成された前記数値流体力学モデルに基づいて、前記空間内の三次元環境分布を推定し、前記境界変数を初期値から変動させることにより、推定された前記三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、前記第一環境情報と、取得された前記空間内の環境情報に含まれる前記特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの前記境界変数を対象境界変数として特定し、前記数値流体力学モデルの前記変動パラメータを、前記対象境界変数に固定することにより、前記数値流体力学モデルを補正する。

本発明の一態様に係る環境推定装置、及び、環境推定方法は、空間内の任意の位置の環境状態を推定することができる。

図１は、実施の形態に係る環境制御システムの概要を示す図である。 図２は、実施の形態に係る環境制御システムの機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る環境推定装置の第二数値流体力学モデルの生成動作のフローチャートである。 図４Ａは、対象熱移動度の特定方法を説明するための第一の図である。 図４Ｂは、対象熱移動度の特定方法を説明するための第二の図である。 図４Ｃは、対象熱移動度の特定方法を説明するための第三の図である。 図５は、実施の形態に係る環境推定装置の空調機器の制御動作のフローチャートである。 図６は、ユーザの操作の対象となる画像の一例を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

（実施の形態）
［環境制御システムの概要］
まず、実施の形態に係る環境制御システムの全体構成について説明する。図１は、実施の形態に係る環境制御システムの概要を示す図である。図２は、実施の形態に係る環境制御システムの機能構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示されるように、環境制御システム１００は、ユーザ６０が環境推定装置３０を操作することにより、空調機器１０を制御し、空間５０内の任意の位置を目標の温度にすることができるシステムである。環境制御システム１００は、空調機器１０と、外気温計測装置２０と、環境推定装置３０とを備える。以下、各装置について説明する。

［空調機器］
空調機器１０は、冷房及び暖房の少なくとも一方を行うことにより、建物４０に囲まれた空間５０内の温度を調整する装置である。空調機器１０は、空間５０内に配置される。空調機器１０は、具体的には、第一温度計測部１１と、第二温度計測部１２と、空調処理部１３と、第一通信部１４と、第一記憶部１５とを備える。

第一温度計測部１１は、空間５０内の空気を吸い込む吸い込み口等に取り付けられ、空間５０内の温度を計測する。第一温度計測部１１は、言い換えれば、図１の点（ａ）における温度を計測する。第一温度計測部１１は、具体的には、サーミスタまたは熱電対などの温度計測用の素子を備える装置である。

第二温度計測部１２は、建物４０の天井４１、及び、壁４２等の温度を計測する。第二温度計測部１２は、言い換えれば、図１の点（ｂ）、及び、図１の点（ｃ）における温度を計測する。また、第二温度計測部１２は、ユーザ６０の近傍の温度を計測する。第二温度計測部１２は、言い換えれば、図１の点（ｄ）における温度を計測する。第二温度計測部１２は、具体的には、複数の赤外線検出素子を有する熱画像センサである。

空調処理部１３は、第一通信部１４が受信した制御信号に基づいて室内の空調（冷房及び暖房）を行う。また、空調処理部１３は、第一温度計測部１１によって計測された温度を示す温度情報、及び、第二温度計測部１２によって計測された温度を示す温度情報を第一通信部１４に送信させる。空調処理部１３は、現在の動作状態を示す動作状態情報（以下、単に動作状態とも記載される）を第一通信部１４に送信させる。動作状態には、具体的には、運転モード、設定温度、風向き、及び、風量等が含まれる。

空調処理部１３は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、または専用回路によって実現される。空調処理部１３は、プロセッサ、マイクロコンピュータ、および専用回路の２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。

第一通信部１４は、空調機器１０が環境推定装置３０と通信を行うための通信モジュール（通信回路）である。第一通信部１４は、例えば、環境推定装置３０から制御信号を受信する。また、第一通信部１４は、温度情報または動作状態情報を環境推定装置３０に送信する。なお、空調機器１０及び環境推定装置３０の間で行われる通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。

第一記憶部１５は、空調処理部１３が実行する制御プログラム等が記憶される記憶装置である。第一記憶部１５は、具体的には、半導体メモリなどにより実現される。

［外気温計測装置］
外気温計測装置２０は、建物４０の外壁などに取り付けられ当該建物４０の周辺における外気温を計測する装置である。外気温計測装置２０は、言い換えれば、図１の（ｅ）点における温度を計測する。外気温計測装置２０は、具体的には、サーミスタまたは熱電対などの温度計測用の素子を備える装置である。

また、外気温計測装置２０は、環境推定装置３０と通信を行うための通信モジュール（通信回路）を有し、外気温を示す温度情報を環境推定装置３０に送信する。

［環境推定装置］
環境推定装置３０は、空間５０に対応してカスタマイズされた数値流体力学モデルを生成する装置である。環境推定装置３０は、例えば、タブレット端末であるが、スマートフォンなどのその他の携帯型情報端末であってもよい。また、環境推定装置３０は、パーソナルコンピュータ等の据え置き型の情報端末であってもよい。環境推定装置３０は、空調機器１０に対応する専用の装置であってもよい。実施の形態では、環境推定装置３０は、ユーザ６０が空調機器１０を制御するために操作する制御装置としても機能する。

環境推定装置３０は、具体的には、操作受付部３１と、表示部３２と、第二通信部３３と、情報処理部３４と、第二記憶部３５とを備える。

操作受付部３１は、ユーザ６０の操作を受け付けるユーザインタフェースである。環境推定装置３０がタブレット端末である場合、操作受付部３１は、タッチパネルを含むＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。操作受付部３１の具体的態様は特に限定されず、環境推定装置３０がパーソナルコンピュータである場合には、操作受付部３１は、キーボード及びマウスなどである。

表示部３２は、表示処理部３４ａの制御に基づいてユーザの操作の対象となる画像等を表示する。表示部３２は、具体的には、液晶パネル、または、有機ＥＬパネルなどによって実現される。

第二通信部３３は、環境推定装置３０が空調機器１０及び外気温計測装置２０と通信を行うための通信モジュール（通信回路）である。第二通信部３３は、取得部の一例である。第二通信部３３は、例えば、空調機器１０が備える第一温度計測部１１及び第二温度計測部１２によって計測された温度を示す、空間５０内の温度情報を取得する。また、第二通信部３３は、空間５０内に配置された空調機器１０の動作状態を取得する。第二通信部３３は、外気温計測装置２０によって計測された温度を示す、空間５０外の温度情報（外気温情報）を取得する。

また、第二通信部３３は、操作受付部３１がユーザ６０の操作を受け付けると、制御部３４ｆの制御に基づいて制御信号を空調機器１０に送信する。なお、環境推定装置３０及び空調機器１０の間で行われる通信、並びに、環境推定装置３０及び外気温計測装置２０の間で行われる通信のそれぞれは、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。

情報処理部３４は、環境推定装置３０の動作に関連する各種情報処理を行う。情報処理部３４は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、または専用回路によって実現される。情報処理部３４は、プロセッサ、マイクロコンピュータ、および専用回路の２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。情報処理部３４は、具体的には、表示処理部３４ａと、生成部３４ｂと、推定部３４ｃと、特定部３４ｄと、補正部３４ｅと、制御部３４ｆとを備える。

表示処理部３４ａは、ユーザ６０の操作の対象となる画像を表示するための映像信号を生成し、生成した映像信号を表示部３２に出力する。この結果、表示部３２に画像が表示される。

生成部３４ｂは、第二記憶部３５にあらかじめ記憶された数値流体力学モデル（以下、ベースモデルとも記載される）、第二通信部３３によって取得された温度情報、及び、第二通信部３３によって取得された空調機器１０の動作状態に基づいて、空間５０に対してカスタマイズされた第一数値流体力学モデルを生成する。ベースモデルは、空間５０に対してカスタマイズされた第一数値流体力学モデルを生成するための基礎となる数値流体力学モデルである。第一数値流体力学モデルは、空間５０内と空間５０外との境界における熱移動度を変動パラメータ（未知数）として含む。熱移動度は、境界変数の一例である。

推定部３４ｃは、第一数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元温度分布を推定する。また、推定部３４ｃは、補正後の第一数値流体力学モデルである第二数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元温度分布を推定する。

特定部３４ｄは、推定部３４ｃの三次元温度分布の推定結果に基づいて、上記境界における熱移動度の推定最適値である対象熱移動度を特定する。

補正部３４ｅは、数値流体力学モデルに特定された対象熱移動度を適用することにより、第一数値流体力学モデルを補正する。補正後の第一数値流体力学モデルである第二数値流体力学モデルは、第一数値流体力学モデルにおいて、変動パラメータである熱移動度が対象熱移動度に固定された数値流体力学モデルである。

制御部３４ｆは、第二数値流体力学モデルを用いて推定された三次元温度分布に基づいて、空調機器１０を制御する。制御部３４ｆは、具体的には、第二通信部３３に制御信号を送信させることにより、空調機器１０を制御する。

第二記憶部３５は、空間５０に対してカスタマイズされた第一数値流体力学モデルを生成するための基礎となるベースモデルが記憶される記憶装置である。第一数値流体力学モデル及び第二数値流体力学モデルが生成された後には、第二記憶部３５には、第一数値流体力学モデル及び第二数値流体力学モデルも記憶される。また、第二記憶部３５には、空間５０の形状（部屋の形状）、温度の計測位置（図１の点（ａ）〜点（ｅ）の位置）などの情報も記憶される。第二記憶部３５は、具体的には、半導体メモリなどによって実現される。

［第二数値流体力学モデルの生成動作］
次に、環境推定装置３０の動作について説明する。まず、第二数値流体力学モデルの生成動作について説明する。図３は、環境推定装置３０の第二数値流体力学モデルの生成動作のフローチャートである。なお、以下の説明で用いられる温度の計測位置、温度の具体的な値などは例示である。

まず、第二通信部３３は、空間５０内の温度情報を取得する（Ｓ１１）。情報処理部３４は、例えば、空調機器１０に対する温度情報の要求を第二通信部３３に送信させる。このような要求が空調機器１０の第一通信部１４によって受信されると、空調処理部１３は、第一温度計測部１１及び第二温度計測部１２によって計測された現在の温度を示す温度情報（図１の点（ａ）〜点（ｄ）における温度を示す、空間５０内の温度情報）を第一通信部１４に送信させる。この結果、第二通信部３３は、第一通信部１４によって送信された、空間５０内の温度情報を取得する。

また、第二通信部３３は、空調機器１０の動作状態を取得する（Ｓ１２）。情報処理部３４は、例えば、空調機器１０に対する動作状態の要求を第二通信部３３に送信させる。このような要求が空調機器１０の第一通信部１４によって受信されると、空調処理部１３は、現在の動作状態を第一通信部１４に送信させる。この結果、第二通信部３３は、第一通信部１４によって送信された、空調機器１０の動作状態を取得する。

また、第二通信部３３は、空間５０外の温度情報を取得する（Ｓ１３）。情報処理部３４は、例えば、外気温計測装置２０に対する温度情報の要求を第二通信部３３に送信させる。このような要求が外気温計測装置２０によって受信されると、外気温計測装置２０は、現在の外気温を示す温度情報（図１の点（ｅ）における温度を示す、空間５０外の温度情報）を送信する。この結果、第二通信部３３は、外気温計測装置２０によって送信された、空間５０外の温度情報を取得する。なお、第二通信部３３が空間５０外の温度情報を取得することは必須ではなく、ステップＳ１３は省略されてもよい。

次に、生成部３４ｂは、第一数値流体力学モデルを生成する（Ｓ１４）。言い換えれば、生成部３４ｂは、空間５０内の温度分布をモデル化する。

生成部３４ｂは、具体的には、第二記憶部３５に記憶されたベースモデル、及び、空間５０の形状等の情報を読み出す。生成部３４ｂは、読み出したベースモデルを、読み出した空間５０の形状等の情報、ステップＳ１１において取得された空間５０内の温度情報、ステップＳ１２において取得された空調機器１０の動作状態、及び、ステップＳ１３において取得された空間５０外の温度情報に基づいてカスタマイズする。この結果、空間５０に適した第一数値流体力学モデルが得られる。

第一数値流体力学モデルは、空間５０内と空間５０外との境界における熱移動度を変動パラメータとして含む。空間５０を規定する全ての境界における熱移動度を事前に取得することは難しいため、熱移動度は変動パラメータとされ、後述のように計算により最適と考えられる熱移動度（対象熱移動度）が特定される。

熱移動度は、具体的には、熱貫流率（Ｕ値）、または、熱損失係数（Ｑ値）などの断熱性能を示すパラメータである。ステップＳ１４の時点において、熱移動度は、初期値をとり、初期値としては、例えば、あらかじめ定められた平均的な熱貫流率が用いられてもよいし、後述のように、各種手法によって推定されてもよい。熱移動度の初期値は、例えば、空間５０に対して１つ定められ、ステップＳ１４の時点においては、空間５０を規定する全ての境界の熱移動度が同一となる。

なお、第一数値流体力学モデルの生成には、既存のどのような手法が用いられてもよい。第一数値流体力学モデルは、空間５０内の三次元温度分布を推定できるモデルであって、熱移動度を変動パラメータとして含むモデルであればよく、あらかじめ第二記憶部３５に記憶されていてもよい。

次に、推定部３４ｃは、生成された第一数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元温度分布を推定する（Ｓ１５）。言い換えれば、推定部３４ｃは、順解析を行う。

次に、特定部３４ｄは、熱移動度を初期値から変動させることにより感度解析を行い、対象熱移動度を特定する（Ｓ１６）。図４Ａ〜図４Ｃは、特定部３４ｄによる対象熱移動度の特定方法を説明するための図である。

図４Ａは、熱移動度が初期値である場合の空間５０の三次元温度分布を示す図である。上述のように初期値は、空間５０に対して一つ定められる。したがって、初期値をＡ［Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）］とすると、空間５０における全ての境界における熱移動度が初期値Ａであるとして三次元温度分布が推定される。以下の説明では、説明の便宜上、天井４１、壁４２、壁４３、及び床４４の４つの境界について説明される。図４Ａでは、境界における熱移動度は、（天井４１の熱移動度、壁４２の熱移動度、壁４３の熱移動度、床４４の熱移動度）＝（Ａ、Ａ、Ａ、Ａ）である。

このとき、点（ｂ）における温度の解析値は、２５℃である。この温度の解析値は、推定された三次元温度分布上の特定領域における第一環境情報の一例である。点（ｂ）における温度の実測値（第二温度計測部１２によって計測された実測値）は、２２℃であるとする。この温度は、第二通信部３３によって取得された特定領域における第二環境情報である。

特定部３４ｄは、三次元温度分布上で、熱移動度を初期値から変動させることにより点（ｂ）における温度の解析値を取得する。例えば、図４Ｂのように、境界における熱移動度が、（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１）であるときには、点（ｂ）における温度の解析値２２．５℃が得られ、図４Ｃのように、境界における熱移動度が、（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２）であるときには、点（ｂ）における温度の解析値２４．０℃が得られる。

このように、特定部３４ｄは、熱移動度を初期値から変動させ、点（ｂ）における温度の解析値を取得することを繰り返す。特定部３４ｄは、点（ｂ）における温度の解析値が点（ｂ）における温度の計測値に最も近づいたとき（例えば、解析値と計測値との差が所定範囲となったとき）の境界における熱移動度を対象熱移動度として特定する。なお、特定部３４ｄの対象移動度の特定には、既存の最適化の手法、及び、これに類似する手法が用いられてもよい。特定部３４ｄの対象移動度の特定には、既存の感度解析の手法、または、これに類似する手法などが用いられてもよい。

熱移動度は、境界のそれぞれに対して個別に定められる。なお、壁に窓があるような場合には、壁と窓とにそれぞれ別の熱移動度が割り当てられてもよい。

ステップＳ１６において対象熱移動度が特定されると、補正部３４ｅは、第一数値流体力学モデルに特定された対象熱移動度を適用することにより、第一数値流体力学モデルを補正する（Ｓ１７）。言い換えれば、補正部３４ｅは、第一数値流体力学モデルにおいて、変動パラメータである熱移動度が対象熱移動度に固定された第二数値流体力学モデルを生成する。生成された第二数値流体力学モデルは、第二記憶部３５に記憶される。

以上のように、環境推定装置３０は、第二数値流体力学モデルによって、温度センサが配置されていない位置における温度を推定することができる。

なお、ステップＳ１４においては、空間５０の気密性を示すＣ値が第一数値流体力学モデルの生成に用いられてもよい。この場合、Ｃ値は、ステップＳ１４よりも前に、第二通信部３３によって、Ｃ値を管理する管理装置（サーバ装置）などの外部装置から取得されてもよいし、操作受付部３１が受け付ける操作によって入力されてもよい。Ｃ値が入力される場合、操作受付部３１は、取得部として機能する。

［空調機器の制御動作］
上述のように、実施の形態では、環境推定装置３０は、空調機器１０を制御する制御装置としても機能する。上記のように生成された第二数値流体力学モデルによれば、ユーザ６０は、環境推定装置３０を操作することにより、温度センサが配置されていない位置における温度を対象として空調機器１０を動作させることができる。図５は、環境推定装置３０の空調機器１０の制御動作のフローチャートである。

まず、表示処理部３４ａは、表示部３２にユーザ６０の操作の対象となる画像を表示させる（Ｓ２１）。図６は、ユーザ６０の操作の対象となる画像の一例を示す図である。ユーザ６０は、例えば、図６に示される画像に含まれる、空間５０を示す模式図のうち任意の点をタップ操作する。また、ユーザ６０は、上記画像を通じて、タップ操作した点の目標温度を指定する。

このようなユーザ６０の操作は、操作受付部３１によって受け付けられる。つまり、操作受付部３１は、空間５０内の任意の位置における目標温度の指定を受け付ける（Ｓ２２）。操作受付部３１によって目標温度の指定が受け付けられると、推定部３４ｃは、第二記憶部３５に記憶された第二数値流体力学モデルを用いて空間５０内の三次元温度分布（温度ムラ）を推定する（Ｓ２３）。

その後、制御部３４ｆは、ステップＳ２３において推定された三次元温度分布に基づいて空調機器１０を制御する（Ｓ２４）。制御部３４ｆは、具体的には、ステップＳ２３において推定された三次元温度分布に基づいて空調機器１０を制御することにより、ステップＳ２２において指定された任意の位置を目標温度に近づける。

以上のように、環境推定装置３０は、三次元温度分布を推定することにより、温度センサが配置されていない位置における温度を対象として、空調機器１０を制御することができる。つまり、環境推定装置３０は、空間５０内の任意の位置を目標の環境状態に近づけることができる。

［変形例１］
上記実施の形態で用いられた温度情報は、環境情報の一例であり、三次元温度分布は、三次元環境分布の一例である。環境制御システム１００においては、例えば、環境情報として、湿度、風速、浮遊粒子濃度、または、輻射熱などが用いられてもよい。三次元環境分布は、三次元湿度分布、三次元風速分布、三次元粒子濃度分布、または、三次元輻射熱分布などであってもよい。

例えば、環境情報が湿度である場合、環境推定装置３０は、空間５０内（または空間５０外）に配置された湿度センサから湿度情報を取得し、三次元湿度分布を算出するための数値流体力学モデルを用いて三次元湿度分布を推定する。

また、環境情報が風速である場合、環境推定装置３０は、空間５０内（または空間５０外）に配置された風速計から風速情報を取得し、三次元風速分布を算出するための数値流体力学モデルを用いて三次元風速分布を推定する。環境情報が浮遊粒子濃度である場合、環境推定装置３０は、空間５０内（または空間５０外）に配置された浮遊粒子濃度計から浮遊粒子濃度情報を取得し、三次元粒子濃度分布を算出するための数値流体力学モデルを用いて三次元粒子濃度分布を推定する。環境情報が輻射熱である場合、空間５０内（または空間５０外）に配置された輻射計（熱流束センサ）から輻射熱情報を取得し、三次元輻射熱分布を算出するための数値流体力学モデルを用いて三次元輻射熱分布を推定する。

また、上記実施の形態で用いられた熱移動度は、境界変数の一例である。境界変数は、環境情報に応じたものであればよく、湿度、風速、浮遊粒子濃度、または、輻射熱などに応じた境界変数であってもよい。

［変形例２］
上記実施の形態では、熱移動度の初期値は、あらかじめ定められていたが、環境推定装置３０の生成部３４ｂは、熱移動度の初期値を推定し、推定した熱移動度の初期値をパラメータとして含む数値流体力学モデルを生成してもよい。推定により適切な初期値が用いられれば、環境推定装置３０は、対象移動度の特定にかかる計算コスト（計算量、及び、計算時間）を低下させることができる。

例えば、生成部３４ｂは、過去に特定部３４ｄによって特定された対象熱移動度の平均値または中間値などを熱移動度の初期値として用いてもよい。つまり、生成部３４ｂは、特定部３４ｄによって過去に特定された対象熱移動度の履歴に基づく統計的手法を用いて熱移動度の初期値を推定してもよい。

また、生成部３４ｂは、過去に特定部３４ｄによって特定された対象熱移動度と、当該対象熱移動度の境界を有する空間の大きさ、及び、当該空間において取得された温度情報等の各種情報（空間に関する情報）との関係性に基づく機械学習によって熱移動度の初期値を推定してもよい。

また、生成部３４ｂは、空間５０とは異なる他の空間（例えば、空間５０に環境がよく似た空間）に対して過去に特定部３４ｄが特定した対象熱移動度を、空間５０の熱移動度の初期値として推定してもよい。

なお、上記のように、生成部３４ｂが過去に特定部３４ｄによって特定された対象熱移動度を用いて空間５０に対する熱移動度の初期値を推定する場合、環境推定装置３０は、例えば、サーバクライアントシステムとして実現されてもよい。つまり、環境推定装置３０は、過去に特定された対象熱移動度と、当該対象熱移動度を有する空間に関する情報とを蓄積するサーバ装置を備えてもよい。

また、生成部３４ｂは、第二温度計測部１２（熱画像センサ）によって計測された温度情報、つまり、境界（壁）の表面温度に基づいて熱移動度の初期値を推定してもよい。また、生成部３４ｂは、空間５０内と空間５０外が熱平衡状態であるとき、または、熱平衡状態に近い状態であるときに空間５０内の空調機器１０を停止させたときの空間５０内の温度変化に基づいて断熱性能を推定してもよい。

［変形例３］
上記実施の形態では、制御部３４ｆは、１つの空調機器１０を制御したが、制御部３４ｆは、複数の空調機器１０を制御してもよい。また、制御部３４ｆは、空間５０内に配置された、空間５０内の環境を調和（調整）する１以上の機器を制御すればよい。空間５０内の環境を調和（調整）する１以上の機器は、例えば、ハロゲンヒータ、加湿器、または、空気清浄機等である。また、制御部３４ｆは、このような複数種類の機器を制御してもよい。

同様に、第二通信部３３は、空間５０内に配置された、空間５０内の環境を調和する１以上の機器の動作状態を取得すればよい。機器の動作状態は、当該機器から取得されてもよいし、当該機器を制御する、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラ等の制御装置から取得されてもよい。また、制御部３４ｆは、複数種類の機器の動作状態を取得してもよい。

［効果等］
以上説明したように、環境推定装置３０は、空間５０内に設置された１以上の機器の動作状態及び空間５０内の環境情報を取得する第二通信部３３と、取得された動作状態、及び、取得された空間５０内の環境情報に基づいて、空間５０内と空間５０外との境界における空間５０内の環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成する生成部３４ｂと、生成された数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元環境分布を推定する推定部３４ｃと、境界変数を初期値から変動させることにより、推定された三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、第一環境情報と、取得された空間５０内の環境情報に含まれる特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの境界変数を対象境界変数として特定する特定部３４ｄと、数値流体力学モデルの変動パラメータを、特定された対象境界変数に固定することにより、数値流体力学モデルを補正する補正部３４ｅとを備える。第二通信部３３は、取得部の一例である。

これにより、環境推定装置３０は、空間５０の境界における正確な境界変数を事前に取得することなく、空間５０に対応する数値流体力学モデルを生成することができる。また、環境推定装置３０は、このような数値流体力学モデルを用いて三次元環境分布を推定することにより、空間５０内の任意の位置の環境状態を推定することができる。

また、第二通信部３３は、さらに、空間５０外の環境情報を取得してもよい。生成部３４ｂは、取得された動作状態、取得された空間５０内の環境情報、及び、取得された空間５０外の環境情報に基づいて、数値流体力学モデルを生成してもよい。

これにより、環境推定装置３０は、空間５０外の環境状態を反映して三次元環境分布を推定することができる。

また、第二通信部３３は、さらに、空間５０の気密性を示すＣ値を取得してもよい。生成部３４ｂは、取得された動作状態、取得された空間５０内の環境情報、及び、取得されたＣ値に基づいて、数値流体力学モデルを生成してもよい。

これにより、環境推定装置３０は、空間５０のＣ値を反映して三次元環境分布を推定することができる。

また、空間５０内の環境情報は、空間５０内の温度情報であってもよい。境界変数は、熱移動度であってもよい。推定部３４ｃは、数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元温度分布を推定してもよい。特定部３４ｄは、推定された三次元温度分布の特定領域における第一温度情報を変化させ、第一温度情報と、取得された空間５０内の温度情報に含まれる特定領域における第二温度情報との差が所定範囲内となるときの熱移動度である対象熱移動度を特定してもよい。

これにより、環境推定装置３０は、数値流体力学モデルを用いて三次元温度分布を推定することにより、空間５０内の任意の位置の環境状態を推定することができる。

また、生成部３４ｂは、特定部３４ｄによって過去に特定された対象境界変数の履歴に基づく統計的手法を用いて境界変数の初期値を推定してもよい。生成部３４ｂは、推定した境界変数の初期値を変動パラメータの初期値として含む数値流体力学モデルを生成してもよい。

このように統計的に基づく初期値が用いられることにより、対象境界変数を特定するためにかかる計算コストを低下させることができる。

また、生成部３４ｂは、特定部３４ｄが空間５０と異なる他の空間に対して特定した対象境界変数を境界変数の初期値として推定してもよい。生成部３４ｂは、推定した境界変数の初期値を変動パラメータの初期値として含む数値流体力学モデルを生成してもよい。

このように他の空間５０の対象境界変数が初期値として用いられることにより、空間５０と他の空間５０とが類似の空間であるような場合に、空間５０の対象境界変数を特定するためにかかる計算コストを低下させることができる。

また、生成部３４ｂは、機械学習によって境界変数の初期値を推定してもよい。生成部３４ｂは、推定した境界変数の初期値を変動パラメータの初期値として含む数値流体力学モデルを生成してもよい。

このように機械学習に基づく初期値が用いられることにより、対象境界変数を特定するためにかかる計算コストを低下させることができる。

また、本発明は、環境推定方法として実現されてもよい。環境推定方法は、空間５０内に設置された１以上の機器の動作状態及び空間５０内の環境情報を取得し、取得された動作状態、及び、取得された空間５０内の環境情報に基づいて、空間５０内と空間５０外との境界における環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成し、生成された数値流体力学モデルに基づいて、空間５０内の三次元環境分布を推定し、境界変数を初期値から変動させることにより、推定された三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、第一環境情報と、取得された空間５０内の環境情報に含まれる特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの境界変数を対象境界変数として特定し、数値流体力学モデルの変動パラメータを、特定された対象境界変数に固定することにより、数値流体力学モデルを補正する。

これにより、環境推定方法は、空間５０の境界における正確な境界変数を事前に取得することなく、空間５０に対応する数値流体力学モデルを生成することができる。また、環境推定方法は、このような数値流体力学モデルを用いて三次元環境分布を推定することにより、空間５０内の任意の位置の環境状態を推定することができる。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る環境制御システム及び環境推定装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態で説明した装置間の通信方法については特に限定されるものではない。装置間で無線通信が行われる場合、無線通信の方式（通信規格）は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の周波数を利用した特定小電力無線であるが、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などである。また、装置間においては、無線通信に代えて、有線通信が行われてもよい。有線通信は、具体的には、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）または有線ＬＡＮを用いた通信などである。

また、例えば、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

また、環境推定装置が備える構成要素の複数の装置への振り分けは、一例である。例えば、環境推定装置は、クライアントサーバシステムとして実現され、上記実施の形態において環境推定装置が備える構成要素がサーバ装置及びクライアント装置に振り分けられてもよい。具体的には、環境推定装置が備える構成要素のうち、三次元環境分布の推定に用いられる構成要素がサーバ装置に振り分けられ、それ以外の構成要素がクライアント装置に振り分けられてもよい。

また、上記実施の形態において、情報処理部などの構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、情報処理部などの構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、スマートフォンまたはタブレット端末などの汎用の情報端末が環境推定装置として利用される場合、本発明は、情報端末（コンピュータ）を環境推定装置として機能させるためのアプリケーションプログラムとして実現されてもよい。また、本発明は、環境推定装置（コンピュータ）が実行する環境推定方法として実現されてもよい。また、本発明は、環境制御システムとして実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

３０ 環境推定装置
３１ 操作受付部
３２ 表示部
３３ 第二通信部（取得部）
３４ｂ 生成部
３４ｃ 推定部
３４ｄ 特定部
３４ｅ 補正部
３４ｆ 制御部
３５ 第二記憶部
５０ 空間

Claims (7)

1. 空間内に設置された１以上の空調機器の動作状態を当該空調機器または当該空調機器の制御装置から取得し、かつ、前記空間内の環境情報を取得する取得部と、
   取得された動作状態、及び、取得された前記空間内の環境情報に基づいて、前記空間内と前記空間外との境界における前記空間内の環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成する生成部と、
   生成された前記数値流体力学モデルに基づいて、前記空間内の三次元環境分布を推定する推定部と、
   前記境界変数を初期値から変動させることにより、推定された前記三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、前記第一環境情報と、取得された前記空間内の環境情報に含まれる前記特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの前記境界変数を対象境界変数として特定する特定部と、
   前記数値流体力学モデルの前記変動パラメータを、特定された前記対象境界変数に固定することにより、前記数値流体力学モデルを補正する補正部とを備え、
   前記生成部は、前記特定部が前記空間と異なる他の空間に対して特定した対象境界変数を前記境界変数の初期値として推定し、推定した境界変数の初期値を前記変動パラメータの初期値として含む前記数値流体力学モデルを生成する
   環境推定装置。
2. 前記取得部は、さらに、前記空間外の環境情報を取得し、
   前記生成部は、取得された動作状態、取得された前記空間内の環境情報、及び、取得された前記空間外の環境情報に基づいて、前記数値流体力学モデルを生成する
   請求項１に記載の環境推定装置。
3. 前記取得部は、さらに、前記空間の気密性を示すＣ値を取得し、
   前記生成部は、取得された動作状態、取得された前記空間内の環境情報、及び、取得された前記Ｃ値に基づいて、前記数値流体力学モデルを生成する
   請求項１または２に記載の環境推定装置。
4. 前記空間内の環境情報は、前記空間内の温度情報であり、
   前記境界変数は、熱移動度であり、
   前記推定部は、前記数値流体力学モデルに基づいて、前記空間内の三次元温度分布を推定し、
   前記特定部は、推定された前記三次元温度分布の特定領域における第一温度情報を変化させ、前記第一温度情報と、取得された前記空間内の温度情報に含まれる前記特定領域における第二温度情報との差が所定範囲内となるときの前記熱移動度である対象熱移動度を特定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の環境推定装置。
5. 前記空調機器の動作状態には、前記空調機器の運転モード、設定温度、風向き、及び、風量の少なくとも１つの状態が含まれる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境推定装置。
6. 空間内に設置された１以上の空調機器の動作状態を当該空調機器または当該空調機器の制御装置から取得し、かつ、前記空間内の環境情報を取得し、
   取得された動作状態、及び、取得された前記空間内の環境情報に基づいて、前記空間内と前記空間外との境界における前記空間内の環境情報に応じた境界変数を変動パラメータとして含む数値流体力学モデルを生成し、
   生成された前記数値流体力学モデルに基づいて、前記空間内の三次元環境分布を推定し、
   前記境界変数を初期値から変動させることにより、推定された前記三次元環境分布の特定領域における第一環境情報を変化させ、前記第一環境情報と、取得された前記空間内の環境情報に含まれる前記特定領域における第二環境情報との差が所定範囲内となるときの前記境界変数を対象境界変数として特定し、
   前記数値流体力学モデルの前記変動パラメータを、前記対象境界変数に固定することにより、前記数値流体力学モデルを補正し、
   前記数値流体力学モデルの生成においては、前記特定部が前記空間と異なる他の空間に対して特定した対象境界変数を前記境界変数の初期値として推定し、推定した境界変数の初期値を前記変動パラメータの初期値として含む前記数値流体力学モデルを生成する
   環境推定方法。
7. 前記空調機器の動作状態には、前記空調機器の運転モード、設定温度、風向き、及び、風量の少なくとも１つの状態が含まれる
   請求項６に記載の環境推定方法。

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