JP7386637B2 - データ処理装置、データ処理プログラム及びデータ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱源ユニット及び複数の利用ユニットを用いてオフィスビルの室内空気を温調する空気調和システムにおいて、図面データから空気調和システムの配管構造を抽出し、空気調和システムの運転状態を確認するための技術に関する。

従来では、特許文献１に開示されているように、熱源機が熱媒体である水の温度を調節する。温度調節された水が利用ユニットに送られることで、温度調節された水が利用ユニットに流れる空気に熱を伝え、室内を温調する空気調和設備の開示がある。

特開２０１４―３５０９０号公報

特許文献１では、圧力計測手段によって計測された熱媒体の圧力データと、流量把握手段によって把握された熱媒体の流量データとに基づいて、複数の利用側回路それぞれについて、配管および熱交換器における熱媒体に対する通過抵抗値を求める。
特許文献１では、熱媒体に対する通過抵抗値を求めることで、利用側回路毎に水量計を設けなくても、利用側を流れる熱媒体が受ける通過抵抗値を特定することができると共に、設備のコストを抑えることができるとしている。
そして、このようにして求めた各通過抵抗値を利用して、利用側で要求されている負荷を処理するために必要な電力を小さく抑える運転を行うことが可能であるとしている。

しかし、特許文献１に開示された方法では、圧力データ及び流量データがない状態では、配管抵抗を求めることができない。最近では、水空気調和システムにおいて、設置オフィスビルの空気調和負荷に合わせて、機器の動作が省エネルギーとなるように制御動作をチューニングする省エネルギーチューニング業務が一般的となってきている。そのため、運転データ取得前に機器動作変更に対する省エネルギーチューニング効果を試算し、ユーザーに省エネルギーチューニング保守を提案するニーズがある。特許文献１の技術は、圧力データ及び流量データという運転データを取得する必要がある。よって、特許文献１の技術では、運転データ取得前に、機器動作変更に対する省エネルギーチューニング効果を試算し、ユーザーに省エネルギーチューニング保守を提案することが難しい状況であった。

本発明は、図面データから配管長さ及び配管径を抽出し、水空気調和システムの運転状態を計算する装置の提供を目的とする。

この発明のデータ処理装置は、
熱源機とポンプと複数の熱交換器とが複数の配管によって接続された回路であり、熱媒体が循環する回路である循環回路の構成を示す回路構成データに基づいて、配管の長さ及び径を決定する決定部と、
決定された配管の長さ及び径と、前記循環回路の運転条件とに基づいて、前記運転条件に対応する前記循環回路の運転状態を演算する演算部と、
前記運転状態を記憶装置へ出力する出力制御部と
を備える。

本発明のデータ処理装置は、図面データから配管長さ及び配管径を抽出し、水空気調和システムの運転状態を計算するので、実際の物件の運転データ取得前に、精度のよいシミュレーションを実施できる。

実施の形態１の図で、水空気調和システム１００のシステム構成を示す図。 実施の形態１の図で、水空気調和システム１００の制御装置の構成を示す図。 実施の形態１の図で、運転状態計算装置３４１のハードウェア構成を示す図。 実施の形態１の図で、電子データ３３３の取得を示す概略図。 実施の形態１の図で、運転状態計算装置３４１の動作を示すフローチャート。 実施の形態２の図で、図面データ３３４の取得を示す図。 実施の形態２の図で、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２の設置位置の高さ方向を示す図。 実施の形態２の図で、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２の設置位置の平面方向を示す平面図。 実施の形態２の図で、建物４０１の平面寸法を示した平面図。 実施の形態３の図で、太さの異なる配管を使用する水空気調和システム２００を示す図。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
＜システム構成＞
図１は、実施の形態１の水空気調和システム１００のシステム構成を示した概略図である。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付すものとする。水空気調和システム１００はビルなどの商業建物に設置され、室内空気を温調することができるシステムである。

水空気調和システム１００では、屋上に設置された熱源ユニット３０１と、一次ポンプ９と、二次ポンプ１と、バイパス弁２と、ビル建物内の機械室に設置された２台の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂとを、水配管で接続することで構成されている。
室内空気は、室内に設置された吸込口からダクトを介して利用ユニット３０２に供給され、利用ユニット３０２で温調された空気はダクトを介して吹出口から室内に供給される（図示せず）。
熱源ユニット３０１は熱源機である。
利用ユニット３０２は、利用ユニット３０２Ａ、利用ユニット３０２Ｂの二つを示している。
利用ユニット３０２Ａ及び利用ユニット３０２Ｂは同様な構成であり、アルファベットのＡ、Ｂで利用ユニット３０２Ａ及び利用ユニット３０２Ｂを区別している。
区別の必要が無い場合は、利用ユニット３０２と記載する。
利用ユニット３０２Ａ及び利用ユニット３０２Ｂの有する利用熱交換器５Ａ及び利用熱交換器５Ｂは、複数の熱交換器である。図１では複数の熱交換器が２台の場合を示している。
水空気調和システム１００は、熱媒体が循環回路を形成する。水空気調和システム１００では熱媒体は水である。

＜配管＞
図１において、配管は以下の様である。
配管３は、ヘッダ１５に示す点ｐと、点ｑ１との間である。
配管８は、ヘッダ１６に示す点ｕと、点ｔ１との間である。
配管４Ａは、点ｑ１と、利用熱交換器５Ａの流入口を示す点ｒ１との間である。
配管７Ａは、点ｔ１と、利用熱交換器５Ａの流出口を示す点ｓ１との間である。
配管４Ｂは、点ｑ２と、利用熱交換器５Ｂの流入口を示す点ｒ２との間である。
配管７Ｂは、点ｔ２と、利用熱交換器５Ｂの流出口を示す点ｓ２との間である。
後述する運転状態計算装置３４１は、少なくとも、配管４Ａ、配管７Ａ、配管４Ｂ、配管７Ｂの、配管長さ及び配管径を決定する。
ヘッダ１６から、一次ポンプ９、熱源ユニット３０１、ヘッダ１４を経てヘッダ１５までの配管を熱源側配管という。
熱源側配管の、長さ及び配管径は、容易にわかる場合が多く、通常は、熱源側配管の配管長及び配管径は運転状態計算装置３４１に格納されている。
もちろん、運転状態計算装置３４１は、熱源側配管の配管長差及び配管径を決定してもよい。
また以下の説明で、配管４，７と記載した場合は、配管４Ａ、配管７Ａ、配管４Ｂ、配管７Ｂを示している。

＜機器＞
熱源ユニット３０１は空気熱源ヒートポンプである。
利用ユニット３０２は、例えばエアーハンドリングユニットであり、利用熱交換器５と電動二方弁６にて構成されている。
利用熱交換器５は、例えばフィンチューブ形熱交換器であり、水と空気との間で熱交換を行う。
電動二方弁６は開度を連続的に変更することができるものである。
一次ポンプ９は渦巻き式であり、熱源ユニット３０１の運転動作によりＯＮ／ＯＦＦ制御となる。
二次ポンプ１も渦巻き式であるが、インバータが接続されており（図示せず）、水回路の運転状態により回転数制御される。
バイパス弁２も水回路の運転状態により開度制御される。

熱源ユニット３０１の水配管出口に温度センサ２０５が設置され、設置場所の水温を検出する。
また、利用熱交換器５の吸込側に温度センサ２０４が設置され、設置場所の空気温度を検出する。
さらに、配管８に設置されている負荷流量計２０２により負荷流量を検出し、利用ユニット３０２の電動二方弁６の出口に設置されている利用流量計２０７により利用流量を計測する。
また、往路ヘッダ１４と往路ヘッダ１５の間に設置されている差圧計２０１で送水差圧を検出し、利用ユニット３０２の利用熱交換器５入口から電動二方弁６の出口をつなぐ部分に設置されている差圧計２０６により、利用ユニット差圧を検出する。

＜制御装置＞
図２は、制御装置のブロック図である。水空気調和システム１００には例えば、マイクロコンピュータにより構成された水空気調和システムの運転動作を調節するためのシステム制御装置３０３を備えている。利用ユニット３０２Ａには利用制御装置３１３Ａが設けられている。なお、利用ユニット３０２Ｂには、利用制御装置３１３Ａと同仕様の利用制御装置３１３Ｂが設置されている。モニター装置３２３は多くの建物に設置されている機器の運転状態を表示し、異常がないかをチェックするための中央監視システムの一部に搭載されているものであり、建物管理者が運転状態を監視できるようにするためのものである。
また、建物が小規模の場合はスタッフルームに設置のコンピュータに搭載するようにしてもよい。また、外部保守業者が定期メンテナンスで自由に使えるようにコンピュータ又はタブレット端末に搭載するようにしてもよい。

システム制御装置３０３には、システム測定部１０２、システム演算部１０３、システム制御部１０４、システム記憶部１０５、システム通信部１０６が設けられている。システム制御装置３０３では、各センサ、によって検知された各諸量をシステム測定部１０２に入力し、入力した情報に基づき、システム演算部１０３にて種々の制御パラメータを演算し、システム制御部１０４にて、二次ポンプ１などの各機器の制御をするようになっている。システム記憶部１０５は半導体メモリなどによって構成され、設定値、機器制御目標値、などを記憶する。また、システム通信部１０６は無線または有線によってモニター装置３２３との間で各種情報を送受信できるようになっている。

利用制御装置３１３には、利用測定部１１２、利用演算部１１３、利用制御部１１４、利用記憶部１１５、利用通信部１１６、が設けられている。利用制御装置３１３では、温度センサ、によって検知された諸量を利用測定部１１２に入力し、入力した情報に基づき、利用演算部１１３にて種々の制御パラメータを演算し、利用制御部１１４にて、電動二方弁６などの各機器の制御をするようになっている。利用記憶部１１５は、半導体メモリなどによって構成され、設定値、機器制御目標値、などを記憶する。また、利用通信部１１６は、無線または有線によってモニター装置３２３との間で各種情報を送受信できるようになっている。

モニター装置３２３には、モニター記憶部１２５、モニター通信部１２６、モニター表示部１２７、が設けられている。モニター装置３２３では、システム通信部１０６と利用通信部１１６から送信された運転情報をモニター通信部１２６にて受信することでモニター表示部１２７によって利用者に表示することがきる。

モニター装置３２３は、コンピュータ１２０に設置されている。
また、コンピュータ１２０は水空気調和シミュレーションの運転状態をシミュレーションするための運転状態計算装置３４１である。
運転状態計算装置３４１は、データ処理装置である。
運転状態計算装置３４１は、取得部１４１、決定部１４２、受付制御部１４３、演算部１４４、出力制御部１４５を備える。運転状態計算装置３４１は、水空気調和システム１００の配管仕様を抽出する。
そして、運転状態計算装置３４１は、運転条件を用いて水空気調和システム１００のシミュレーションを行い、シミュレーション結果として運転条件に対応する水空気調和システム１００の運転状態を演算する。
ここで、運転条件とは、二次ポンプ１の差圧と熱源ユニット３０１の出口温度である。二次ポンプ１の差圧は差圧計２０１の計測値である。熱源ユニット３０１の出口温度は温度センサ２０５の計測値である。運転状態とは、例えば、熱媒体である水の流量及び水温である。流量は、流量計２０７Ａ，２０７Ｂ、流量計２０２のシミュレーション結果として得られる。水温は、温度センサ２０４Ａ，２０４Ｂ、２０５のシミュレーション結果として得られる。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図３は、運転状態計算装置３４１のハードウェア構成を示す。図３を参照して運転状態計算装置３４１のハードウェア構成を説明する。

運転状態計算装置３４１は、コンピュータである。運転状態計算装置３４１は、プロセッサ５１０を備える。運転状態計算装置３４１は、プロセッサ５１０の他に、主記憶装置５２０、補助記憶装置５３０、入力ＩＦ５４０、出力ＩＦ５５０及び通信ＩＦ５６０といった、他のハードウェアを備える。プロセッサ５１０は、信号線５７０を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。

運転状態計算装置３４１は、機能要素として、取得部１４１、決定部１４２、受付制御部１４３、演算部１４４及び出力制御部１４５を備える。取得部１４１、決定部１４２、受付制御部１４３、演算部１４４及び出力制御部１４５は運転状態計算プログラム５１１により実現される。

プロセッサ５１０は、運転状態計算プログラム５１１を実行する装置である。運転状態計算プログラム５１１は、取得部１４１、決定部１４２、受付制御部１４３、演算部１４４及び出力制御部１４５の機能を実現するプログラムである。プロセッサ５１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ５１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

主記憶装置５２０は記憶装置である。主記憶装置５２０の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置５２０は、プロセッサ５１０の演算結果を保持する。

補助記憶装置５３０は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置５３０の具体例は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置５３０は、ＳＤ（登録商標）（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。補助記憶装置５３０は運転状態計算プログラム５１１を格納している。

入力ＩＦ５４０は、各装置からデータが入力されるポートである。出力ＩＦ５５０は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ５１０によりデータが出力されるポートである。出力ＩＦ５５０には表示装置６００が接続している。

プロセッサ５１０は補助記憶装置５３０から運転状態計算プログラム５１１を主記憶装置５２０にロードし、主記憶装置５２０から運転状態計算プログラム５１１を読み込み実行する。

運転状態計算プログラム５１１は、取得部１４１、決定部１４２、受付制御部１４３、演算部１４４及び出力制御部１４５の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。また、運転状態計算方法は、コンピュータである運転状態計算装置３４１が運転状態計算プログラム５１１を実行することにより行われる方法である。運転状態計算プログラム５１１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＜運転動作＞
次に、水空気調和システム１００の運転動作について冷水運転を例にして説明する。冷水運転は、いずれかひとつ以上の利用ユニット３０２にて冷房運転となった場合に開始される。ここでは利用ユニット３０２Ａが冷水運転、利用ユニット３０２Ｂが停止している場合の運転状態について説明する。一次ポンプ９より送水された熱媒体は、熱源ユニット３０１にて冷やされ、往路ヘッダ１４に進行し、配管１０又は二次ポンプ１へと分流される。二次ポンプ１に流れた水は押し出された後、往路ヘッダ１５にてバイパス弁２または配管３に流れる水に分配される。バイパス弁２方向に流れた水は、バイパス弁２を通過後に往路ヘッダ１４へと合流する。一方、配管４Ａに流れた水は、利用熱交換器５Ａにて室内から供給された空気を冷やし、電動二方弁６Ａを通過後に配管７Ａを通過する。その後、配管８を通過して還路ヘッダ１６にて配管１０をながれてきた水と合流する。その後、一次ポンプ９へと進行し、水回路内を循環する。なお、いずれかひとつ以上の利用ユニット３０２にて暖房運転となった場合に開始される温水運転についても、運転状態は同様である。利用熱交換器５Ｂについても同様である。

熱源ユニット３０１の運転容量は、熱源出口水温が設定水温（例えば７℃）と同様となるように熱源ユニット３０１により制御される。熱源出口水温は、温度センサ２０５検出温度である。また、二次ポンプ１回転数及びバイパス弁２開度は往路ヘッダ１５と往路ヘッダ１４の間の送水差圧が、目標送水差圧値（例えば２００ｋＰａ）となるようにシステム制御装置３０３に制御されている。なお、送水差圧は、差圧計２０１検出値である。負荷流量は流量計２０２の検出流量である。さらに、電動二方弁６は吸込温度が室内設定温度と等しくなるように制御されている。吸込温度は、温度センサ２０４検出値である。電動二方弁６Ｂは、利用ユニット３０２Ｂが停止となっているため、全閉開度（例えば開度０％）となっており、一次ポンプ９の回転数は運転状態によらず一定速（固定値）である。

＜配管仕様＞
水空気調和システム１００の運転状態をシミュレーションする場合、熱源ユニット３０１、利用ユニット３０２、二次ポンプ１、一次ポンプ９、バイパス弁２、電動二方弁６、ヘッダ１４、１５、１６の仕様値は機器の型名から入手することが可能である。
しかし、配管４、７、１０に関しては、ＰＤＦ図面データから施工状態を認識することは可能であるが、配管長さとその場所での配管径となる配管仕様値についてはＰＤＦ図面から詳細に追わないと値を取得することはできない。
特にヘッダ１５からヘッダ１６の間にある配管４、７については、利用ユニット３０２がオフィスビルの各執務フロアに設置されている場合が多いので、施工状態が複雑となり、ＰＤＦ図面データから仕様値を読み込むことができない。
そのため、従来では配管４，７の配管仕様は不明であり、経験的な勘や、実測の運転データから流路抵抗（配管長さ）を決めていた。
なお、配管１０に関しては、熱源ユニット３０１、二次ポンプ１、一次ポンプ９、バイパス弁２、ヘッダ１４、１５、１６が屋上の一区画にまとめて設置されている場合が多く、配管仕様値をＰＤＦ図面から読み取ることができる。
なお、熱源ユニット３０１、二次ポンプ１、一次ポンプ９、バイパス弁２、ヘッダ１４、１５、１６をまとめて熱源関係ユニットという。

図４は、運転状態計算装置３４１の電子データ３３３の取得を示す。運転状態計算装置３４１では電子データ３３３から配管４、７の配管仕様を含む各機器の仕様値をデータ取得部１４１で取得する。近年の新築物件は、ＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）または３Ｄ－ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）のような３次元データを用いて設計されていることが多い。
電子データ３３３とは、物件のＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）または３Ｄ－ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）のような３次元データである。
運転状態計算装置３４１は、電子データ３３３から配管仕様を読み取る。具体的には、従来からＰＤＦ図面から取得していた熱源機械室配管平面図、熱源機械室の配管詳細図、配管の縦断面配管系統図、建物階高を確認するための建物立面図、基準階配管系統図、基準空調機械室の配管詳細図に相当する図面データを、運転状態計算装置３４１はＢＩＭから抽出し、配管長及び配管径を抽出する。このようにすることで、従来では作業者ごとにＰＤＦ図面からの読み取り値に誤差があったものが、図面通りに配管仕様を定量化することができる。そして、この後に実行する運転状態計算にて、高い計算精度を確保することができる。なお、電子データ３３３は、関係者だけがアクセスできるクラウドまたはインターネット上の共有サーバー、またはローカルコンピュータに、保存されている。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
＜運転状態計算＞
図５は、運転状態計算装置３４１の動作を示すフローチャートである。図５を参照して運転状態計算装置３４１の動作を説明する。運転状態計算装置３４１の動作手順は、運転状態計算方法に相当する。運転状態計算装置３４１の動作を実現するプログラムは、運転状態計算プログラム５１１に相当する。運転状態計算方法はデータ処理方法である。運転状態計算プログラム５１１はデータ処理プログラムである。

＜ステップＳ１＞
まずステップＳ１において、取得部１４１は、例えばＢＩＭで構成されている電子データ３３３を取得する。回路構成データである電子データ３３３は、配管の長さ及び径を直接抽出できる抽出可能データである。

＜ステップＳ２＞
決定部１４２は、熱源機とポンプと複数の熱交換器とが複数の配管によって接続された回路であり、熱媒体が循環する回路である循環回路の構成を示す回路構成データに基づいて、それぞれの配管の長さ及び径を決定する。ここで循環回路は図１に示す水空気調和システム１００である。また回路構成データは電子データ３３３である。ステップＳ２において、決定部１４２は、抽出可能データである電子データ３３３から、配管の長さ及び径を、直接抽出する。つまり、決定部１４２は、電子データ３３３から配管４、７の配管長さと、配管径を定量値で配管仕様として抽出し、配管４、７の配管長さと、配管径を決定する。

＜ステップＳ３＞
次にステップＳ３において、受付制御部１４３は、熱源ユニット３０１及び二次ポンプ１の仕様値のような、水空気調和システム１００を構成する機器の仕様情報の入力を受け付ける。受付制御部１４３はこのとき、熱源側配管の配管長さ及び配管径を受け付けてもよい。あるいは、機器の仕様情報と、熱源側配管の配管長さ及び配管径とは、補助記憶装置５３０に格納されており、決定部１４２は補助記憶装置５３０に格納された情報を参照してもよい。

＜ステップＳ４＞
次にステップＳ４において、受付制御部１４３は、運転条件１Ａの入力を受け付ける。運転条件１Ａは、省エネルギーチューニングによる制御動作の変更前の運転条件である。特に目標送水の差圧値は、利用ユニット３０２への送水流量が不足しないように、余裕を持って過大に設定されている場合が多い。例えば、目標送水差圧値を３００ｋＰａとして、二次ポンプ１の周波数及びバイパス弁２の開度を制御する。

＜ステップＳ５＞
演算部１４４は、決定部１４２によって決定された配管の長さ及び径と、循環回路の運転条件とに基づいて、運転条件に対応する循環回路の運転状態を演算する。演算部１４４は、演算された運転状態を用いて、運転状態に対応する消費電力を演算する。具体的には以下のようである。
ステップＳ５において、演算部１４４は、運転条件１Ａを使用して、運転条件１Ａに対応する運転状態１Ｂを演算する。演算部１４４は、また、演算結果の運転状態１Ｂから、熱源ユニット３０１と、二次ポンプ１と一次ポンプ９との、合計消費電力１Ｃを演算する。

＜ステップＳ６＞
ステップＳ６において、受付制御部１４３は、運転条件２Ａの入力を受け付ける。運転条件２Ａは、例えば、省エネルギーチューニングによる制御動作変更後の運転条件である。特に、目標送水差圧値を今回取得した配管仕様から送水流量が不足しないと思われる送水差圧値にする。例えば、目標推差圧を２００ｋＰａとする。

＜ステップＳ７＞
ステップＳ７において、演算部１４４は、運転条件２Ａを使用して、運転条件２Ａに対応する運転状態２Ｂを演算する。演算部１４４は、また、演算結果の運転状態２Ｂから、熱源ユニット３０１と、二次ポンプ１と一次ポンプ９との、合計消費電力２Ｃを演算する。

＜ステップＳ８＞
出力制御部１４５は、運転状態１Ｂ、２Ｂを記憶装置へ出力する。また出力制御部１４５は、演算部１４４の演算した消費電力を記憶装置へ出力する。記憶装置とは、主記憶装置５２０でも良いし、補助記憶装置５３０でも良い。
具体的には、以下のようである。
ステップＳ８において、出力制御部１４５は、「運転条件１Ａ、運転状態１Ｂ、合計消費電力１Ｃ」と、「運転条件２Ａ、運転状態２Ｂ、合計消費電力２Ｃ」を、記憶装置に出力する。また、出力制御部１４５は、オフィスビルのオーナーのようなユーザーに、運転状態１Ｂ、合計消費電力１Ｃ、運転状態２Ｂ及び合計消費電力２Ｃを提示する。
具体的には、出力制御部１４５は、「運転条件１Ａ、運転状態１Ｂ、合計消費電力１Ｃ」と、「運転条件２Ａ、運転状態２Ｂ、合計消費電力２Ｃ」を、表示装置６００に表示する。出力制御部１４５は、表示装置への表示により、ユーザーへの省エネルギーチューニング保守の提案を行うことができる。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
ユーザーは、運転状態２Ｂをみることで、ＢＩＭデータである電子データ３３３から取得した配管仕様で設定した目標送水差圧で、利用ユニット３０２に流量不足がないかどうかを確認できる。
運転状態２Ｂの示す値は、現実に施工されている配管仕様（長さ、φ）に基づくため、運転状態２Ｂの予測精度も高い。
さらに、合計消費電力１Ｃ及び合計消費電力２Ｃに関しては、主に、送水差圧制御の対象となる二次ポンプ１の消費電力変化の寄与が大きい。
二次ポンプ１の揚程、消費電力及び流量は、配管４、７の長さ、径に対して大きく変化する。このため、運転状態計算装置３４１を用いる予測では現実に施工されている配管仕様（長さ、φ）に基づくため、従来よりも高精度に予測できる。

本実施の形態１では、省エネルギーチューニング保守を対象として運転状態計算装置３４１の使用例を示したが、デマンド制御に対する効果を予め試算する用途もある。
例えば、夏場の昼間における、外気温度３５℃の時の消費電力（消費電力１）を計算し、そこから、熱源機の出口水温を７℃設定から８℃設定、９℃設定にした時（または熱源機の運転容量上限を１００％から７５％まで落とした時）の消費電力（消費電力２）を計算し、その比較をすることでデマンド制御時の効果を試算、ユーザーに予め効果を提案することができる。
さらに、使用年数が多くなると、機器異常や性能劣化の可能性があり、機器性能の維持に対する保守である機器性能保守についても異常を提示する。
例えば、機器性能低下前の「運転状態１Ｂ、合計消費電力１Ｃ」と、機器性能低下後の「運転状態２Ｂ、合計消費電力２Ｃ」をユーザーに提示する。
この提示により、ユーザーは性能低下による「運転状態及び消費電力」の変化について理解しやすくなり、保守業務遂行が円滑になる。

実施の形態１では、利用ユニット３０２が２台の場合を示したがこれに限定されず、３台、４台以上となるケースでも適用することができる。

出力制御部１４５は、熱媒体が流出される熱源機の流出側の位置から、複数の熱交換器 のそれぞれの熱交換器における熱媒体の流入口までの熱交換器ごとの配管の長さを、長さの長い順と短い順との、いずれかの順で出力する。
具体的には以下のようである。
また、決定部１４２が使用を決定した配管４について、出力制御部１４５は、配管４Ａ、配管４Ｂのうちで配管長さについて、配管長さが長い順に、配管４Ａ、配管４Ｂを順序付けして、配管長さが長い順に明示する。
こうすることで、ユーザーは、計算前に水が流れにくそうな経路を事前に把握できるので、計算後の運転状態のチェックが容易になる。

実施の形態２．
実施の形態２は、決定部１４２による配管仕様の決定に関する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
図６は、運転状態計算装置３４１が図面データ３３４を取得する概念図である。
実施の形態２は、実施の形態１に対して、抽出可能データである電子データ３３３ではなく、ＰＤＦ図面のような取得不能データである図面データ３３４を用いる。なお、図面データ３３４は回路構成データである。取得不能データは、配管長さ及び配管径である配管仕様の値を、直接抽出できないデータである。従来、作業者は、図面データ３３４から、配管仕様の値を読み取る必要があった。

取得不能データである図面データ３３４は、上記のように、配管の長さ及び径を、直接取得できないデータである。また、取得不能データである図面データ３３４は、複数の熱交換器の型名と、熱源機の位置と複数の熱交換器との位置関係とが示されている。
決定部１４２は、熱交換器の型名から、その熱交換器に接続する配管の配管径を知ることができる。型名に対応する配管径の情報は、例えば、補助記憶装置５３０に格納されている。後述のように、決定部１４２は、取得不能データである図面データ３３４に示されている型名と位置関係とに基づいて、配管の長さ及び径を決定する。

従来では、図面データ３３４の示す配管経路図から、作業者が手作業で配管長さと配管径との値を抽出していた。手作業の場合、作業者によっては、特に、配管長さの値の読み取り値が、大きく異なる場合がある。そのため、運転状態計算装置３４１では、
決定部１４２が、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２との設置位置から、配管仕様、つまり配管長さ及び配管径を求める。
図７は、建物４０１に設置された、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２の設置位置の高さ方向を示す概略図である。熱源機である熱源ユニット３０１は、複数の階を有する建物４０１の屋上に配置されている。利用ユニットは利用熱交換器５を有するので、２つの利用熱交換器５Ａ及び利用熱交換器５Ｂは、複数の階のいずれかの階に配置されている。図７には座標４０２を示しているが、建物４０１の高さ方向がＺ軸方向である。
図８は、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２の設置位置の平面図である。

図７より、決定部１４２は、配管４Ａ、７Ａ及び配管４Ｂ、７Ｂの高低差を知ることができる。なお、図面データ３３４には、決定部１４２が高低差を知ることができるような、縮尺情報が格納されており、決定部１４２は縮尺情報を参照する。縮尺情報とは尺度１／１００とすれば、図面データ３３４で２ｃｍは、実際は２ｍのような情報である。あるいは、縮尺情報は補助記憶装置５３０に格納されており、決定部１４２が補助記憶装置５３０の縮尺情報を参照する。

例えば、利用ユニット３０２Ａが建物４０１の３階に設置され、利用ユニット３０２Ｂが建物４０１の２階に設置されているとする。建物４０１の高さ方向おける配管長さは、熱源ユニット３０１に対して、利用ユニット３０２ＡでＨａであり、利用ユニット３０２ＢではＨｂとなる。決定部１４２は、建物４０１の高さ方向おける配管長さを、利用ユニット３０２ＡついてＨａ、利用ユニット３０２ＢについてＨｂと、決定する。

また、決定部１４２は、平面図である図８から、配管４、７の平面方向、つまりＸ－Ｙ方向の長さを決定できる。
図８に示すように、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２Ａとは、Ｙ軸方向である縦方向にＬａ１の距離があり、Ｘ軸方向である横方向にＬａ２の距離がある。決定部１４２は、配管４Ａ、７Ａの平面方向長さは、合計でＬａ１＋Ｌａ２と決定する。
熱源ユニット３０１と利用ユニット３０２Ｂとは、Ｙ軸方向である縦方向にＬｂ１の距離があり、Ｘ軸方向である横方向にＬｂ２の距離がある。決定部１４２は、配管４Ｂ、７Ｂの平面方向長さは、合計でＬｂ１＋Ｌｂ２と決定する。

図７及び図８から、決定部１４２は、配管４Ａ、７Ａの配管長さを、「Ｌａ１＋Ｌａ２＋Ｈａ」と決定する。また決定部１４２は、配管４Ｂ、７Ｂの配管長さを、「Ｌｂ１＋Ｌｂ２＋Ｈｂ」と決定する。配管４Ａ、７Ａの配管径は、決定部１４２は、利用ユニット３０２Ａに接続される配管の径の値を採用する。配管４Ｂ、７Ｂの配管径は、決定部１４２は、利用ユニット３０２Ｂに接続される配管の径の値を採用する。
このようにすることで、配管をＰＤＦ図面から具体的に追っていく場合よりも、作業者による読み取りバラつきが解消され、計算品質を一定に保つことができる。ここで、利用ユニット３０２Ａに接続される配管の径の値と、利用ユニット３０２Ｂに接続される配管の径の値は、図面データ３３４に記載されており、決定部１４２はこれを抽出する。あるいは、利用ユニット３０２Ａに接続される配管の径の値と、利用ユニット３０２Ｂに接続される配管の径の値は、主記憶装置５２０または補助記憶装置５３０に格納されており、決定部１４２は格納されている値を参照する。以上によって決定部１４２は、図面データ３３４に基づき、配管仕様の値を決定できる。

以上のように、回路構成データである図面データ３３４は、複数の熱交換器の型名と、熱源機の建物の平面図における設置位置及び複数の熱交換器の建物の平面図における設置位置と、熱源機と複数の熱交換器との設置されている設置階とが示されていると共に、それぞれの配管の長さ及び径を、直接取得できない取得不能データである。
そして決定部１４２は、図面データ３３４に示されている型名と、熱源機の設置位置及び複数の熱交換器の設置位置と、熱源機と複数の熱交換器との設置階とに基づいて、配管の長さ及び径を決定する。

図８の平面図データは、水空気調和システム１００が設置されている建物４０１の平面寸法が記載されている。
もし、建物４０１が図８の平面図を取得できない場合、
決定部１４２は、利用ユニット３０２と熱源ユニット３０１の設置フロア、及び建物４０１寸法から配管４Ａ、７Ａ、配管４Ｂ、７Ｂの配管長さを決定する。
図９は、決定部１４２による配管仕様値の決定方法を示す。図９により、決定部１４２は、配管４Ａ、７Ｂ及び配管４Ｂ，７Ｂの平面方向の寸法は、共通の値として
「Ｌａｂ１＋Ｌａｂ２」と決定する。なお、利用ユニット３０２Ａ、利用ユニット３０２Ｂの建物４０１の高さ方向の設置位置は図７と同じである。よって決定部１４２は、配管４Ａ、７Ａの長さを「Ｌａｂ１＋Ｌａｂ２＋Ｈａ」決定し、配管４Ｂ、７Ｂの長さを「Ｌａｂ１＋Ｌａｂ２＋Ｈｂ」と決定する。

このような決定部１４２による決定方式によって、利用ユニットの設置位置の詳細が不明であっても、決定部１４２は配管仕様を決定できる効果がある。

実施の形態３．
実施の形態３では実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
図１０は、太さの異なる配管を使用する水空気調和システム２００を示す。実施の形態３は実施の形態１に対して、配管４Ａ、４Ｂの上流側に配管４Ａ、４Ｂよりも配管径が大きい配管３が接続されている。配管３は、図１０の点ｐと点ｑ１との間である。また、配管７Ａ、７Ｂの下流側に、配管７Ａ、７Ｂよりも配管径が大きい配管８が接続されている。配管８は、図１０の点ｔ１と点ｕとの間である。運転状態計算装置３４１は、配管３、４、７、８を別々に考慮して運転状態を計算する。

実施の形態３のように、熱源関係ユニットと利用ユニット３０２との間に配管径の異なる配管３、４が接続されている場合、運転状態計算装置３４１は、配管径の相違を考慮することで、運転状態の計算精度が向上する。

具体的には図５のフローチャートのステップＳ２において、決定部１４２は、配管４、配管７に加えて配管３、配管８の配管仕様値である配管長さ、配管径も取得し、ステップＳ４において、演算部１４４が配管３、４、７、８の配管仕様値を用いて演算する。こうすることで、配管径が途中で変わっても、現実の施工状態を考慮した運転状態の計算をすることができる。
なお、熱源関係ユニットと利用ユニット３０２の間が、さらに配管径が途中で変更箇所されている箇所が多い場合でも、今回と同様の手法により、運転状態計算装置３４１の演算に反映することができる。

なお、実施の形態１から実施の形態３で説明した運転状態計算装置３４１では、決定部１４２が電子データ３３３または図面データ３３４から決定できる配管仕様値以外のデータで、かつ、演算部１４４の演算に必要なデータは、補助記憶装置５３０に格納しておいてもよいし、受付制御部１４３が受け付ける構成でもよい。

実施の形態１から実施の形態３では、運転状態計算装置３４１は水空気調和システム１００を対象としたが、運転状態計算装置３４１は回路構成データとして、ビルディング用のマルチエアコンディショナー、いわゆるビル用マルチの循環回路のデータを用いてシミュレーションしてもよい。

１Ａ 運転条件、１Ｂ 運転状態、１Ｃ 合計消費電力、２Ａ 運転条件、２Ｂ 運転状態、２Ｃ 合計消費電力、１ 二次ポンプ、２ バイパス弁、３ 配管、４Ａ 配管、４Ｂ 配管、５ 利用熱交換器、５Ａ 利用熱交換器、５Ｂ 利用熱交換器、６ 電動二方弁、６Ａ 電動二方弁、６Ｂ 電動二方弁、７Ａ 配管、７Ｂ 配管、８ 配管、９ 一次ポンプ、１０ 配管、１４，１５，１６ ヘッダ、１００，２００ 水空気調和システム、１２０ コンピュータ、２０１ 差圧計、２０２ 流量計、２０４ 温度センサ、２０４Ａ 温度センサ、２０４Ｂ 温度センサ、２０５ 温度センサ、２０６ 差圧計、２０６Ａ 差圧計、２０６Ｂ 差圧計、２０７ 流量計、２０７Ａ 流量計、２０７Ｂ 流量計、３０１ 熱源ユニット、３０２ 利用ユニット、３０２Ａ 利用ユニット、３０２Ｂ 利用ユニット、３０３ システム制御装置、１０２ システム測定部、１０３ システム演算部、１０４ システム制御部、１０５ システム記憶部、１０６ システム通信部、３１３ 利用制御装置、１１２ 利用測定部、１１３ 利用演算部、１１４ 利用制御部、１１５ 利用記憶部、１１６ 利用通信部、３１３Ａ 利用制御装置、３１３Ｂ 利用制御装置、３２３ モニター装置、１２５ モニター記憶部、１２６ モニター通信部、１２７ モニター表示部、３３３ 電子データ、３３４ 図面データ、３４１ 運転状態計算装置、１４１ 取得部、１４２ 決定部、１４３ 受付制御部、１４４ 演算部、４０１ 建物、４０２ 座標、５１０ プロセッサ、５２０ 主記憶装置、５３０ 補助記憶装置、５４０ 入力ＩＦ、５５０ 出力ＩＦ、５６０ 通信ＩＦ、５７０ 信号線。

Claims (7)

1. 熱源機とポンプと複数の熱交換器とが複数の配管によって接続された回路であり、熱媒体が循環する回路である循環回路の構成を示す回路構成データに基づいて、配管の長さ及び径を決定する決定部と、
   決定された配管の長さ及び径と、前記循環回路の運転条件とに基づいて、前記運転条件に対応する前記循環回路の運転状態を演算する演算部と、
   前記運転状態を記憶装置へ出力する出力制御部と
   を備え、
   前記回路構成データは、
   前記複数の熱交換器の型名と、前記熱源機の位置と前記複数の熱交換器との位置関係とが示されていると共に、配管の長さ及び径を、直接取得できない取得不能データであり、
   前記決定部は、
   前記取得不能データである前記回路構成データに示されている前記位置関係に基づいて、配管の長さを、決定するデータ処理装置。
2. 前記熱源機は、
   複数の階を有する建物の屋上に配置されており、
   前記複数の熱交換器は、
   前記複数の階のいずれかの階に配置されており、
   前記回路構成データは、
   前記複数の熱交換器の型名と、前記熱源機の前記建物の平面図における設置位置及び前記複数の熱交換器の前記建物の平面図における設置位置と、前記熱源機と前記複数の熱交換器との設置されている設置階とが示されていると共に、配管の長さ及び径を、直接取得できない取得不能データであり、
   前記決定部は、
   前記取得不能データである前記回路構成データに示されている前記熱源機の前記平面図における前記設置位置及び前記複数の熱交換器の前記平面図における前記設置位置と、
   前記取得不能データである前記回路構成データに示されている前記熱源機と前記複数の熱交換器との前記設置階とに基づいて、配管の長さを決定する請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記演算部は、
   演算された前記運転状態を用いて、前記運転状態に対応する消費電力を演算し、
   前記出力制御部は、
   前記消費電力を前記記憶装置へ出力する、
   請求項１または請求項２に記載のデータ処理装置。
4. 前記出力制御部は、
   前記熱媒体が流出される前記熱源機の流出側の位置から、前記複数の熱交換器のそれぞれの前記熱交換器における前記熱媒体の流入口までの前記熱交換器ごとの配管の長さを、長さの長い順と短い順との、いずれかの順で出力する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
5. 前記回路構成データは、
   ビルディング用のマルチエアコンディショナーの前記循環回路の構成を示す請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
6. コンピュータに、
   熱源機とポンプと複数の熱交換器とが複数の配管によって接続された回路であり、熱媒体が循環する回路である循環回路の構成を示す回路構成データに基づいて、配管の長さ及び径を決定する決定処理と、
   決定された配管の長さ及び径と、前記循環回路の運転条件とに基づいて、前記運転条件に対応する前記循環回路の運転状態を演算する演算処理と、
   前記運転状態を記憶装置へ出力する出力制御処理と
   を実行させるデータ処理プログラムであって、
   前記回路構成データは、
   前記複数の熱交換器の型名と、前記熱源機の位置と前記複数の熱交換器との位置関係とが示されていると共に、配管の長さ及び径を、直接取得できない取得不能データであり、
   前記決定処理では、
   前記取得不能データである前記回路構成データに示されている前記位置関係に基づいて、配管の長さを、決定するデータ処理プログラム。
7. コンピュータが、
   熱源機とポンプと複数の熱交換器とが複数の配管によって接続された回路であり、熱媒体が循環する回路である循環回路の構成を示す回路構成データに基づいて、配管の長さ及び径を決定し、
   決定された配管の長さ及び径と、前記循環回路の運転条件とに基づいて、前記運転条件に対応する前記循環回路の運転状態を演算し、
   前記運転状態を記憶装置へ出力する、
   データ処理方法であって、
   前記回路構成データは、
   前記複数の熱交換器の型名と、前記熱源機の位置と前記複数の熱交換器との位置関係とが示されていると共に、配管の長さ及び径を、直接取得できない取得不能データであり、
   前記コンピュータが、
   前記取得不能データである前記回路構成データに示されている前記位置関係に基づいて、配管の長さを、決定するデータ処理方法。

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