JP7484838B2

JP7484838B2 - 換気制御装置、換気システム、換気制御方法及び換気制御プログラム

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Publication number: JP7484838B2
Application number: JP2021118421A
Authority: JP
Inventors: 桂樹森下; 敬行河野; 敏康藤岡; 宏幸志賀
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2041-07-19
Also published as: JP2023014472A

Description

本発明は、換気制御装置、換気システム、換気制御方法及び換気制御プログラムに関する。

従来、発熱設備を備えるごみ焼却施設は、建屋内に設けられる。建屋では、複数の換気用のファン等によって給気・排気を制御したり、外壁の開口等の開放による自然換気が行われたりする（例えば、特許文献１、２を参照）。例えば、特許文献１では、建屋内の高さ方向に関する内気の温度分布と、この温度分布から算出される浮力とに基づいて開口の給排気量を算出し、換気制御を行う。また、特許文献２では、各空間の温度及び換気量を算出し、空間の相互の圧力差と開口の流量との関係から各空間の空気の換気量を算出し、総和をゼロにする制御を実施し、建屋の換気を行う。

特開２００７－９３０４４号公報特開２００２－３４９９３７号公報

ところで、ごみ焼却施設の建屋内では、大空間内において複雑な形状の機器が配置されたり、配管や風洞の周囲に複数層にわたって点検用の歩廊が設置されたりするため、空間の温度を均一にすることは難しい。また、空間の換気を実施しつつ、その換気に要する消費電力を低減することが求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、適切な換気を実施しつつ、消費電力を低減することができる換気制御装置、換気システム、換気制御方法及び換気制御プログラムを提供することにある。

本発明に係る換気制御装置は、焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御装置であって、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する。

また、本発明に係る換気制御装置は、上記発明において、日の出時刻以降の第１の時刻、及び日没時刻以降の第２の時刻が設定され、前記空間外の外気温度は、前記第１の時刻においては予想最高気温に設定され、前記第２の時刻においては前記空間外において測定された該第２の時刻において最新の外気温度に設定される。

また、本発明に係る換気制御装置は、上記発明において、前記空間に設けられる複数の内部温度計が計測した前記空間の内部温度を取得し、前記第１及び第２の時刻以外の時刻において、前記内部温度と、前記目標温度とを比較することによって、前記制御パターンを設定する。

また、本発明に係る換気制御装置は、上記発明において、前記内部温度と、前記目標温度との差が閾値以上である前記内部温度を計測した前記内部温度計の数が、予め設定されている閾値以上である場合に、前記制御パターンを変更する。

また、本発明に係る換気制御装置は、上記発明において、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、及び前記焼却炉が設けられる空間の温度、並びに前記焼却炉が設けられる棟の開口部の開閉状態と、前記焼却炉が設けられる空間の目標温度とに基づいて前記制御パターンを設定する。

また、本発明に係る換気制御装置は、上記発明において、前記空間における二酸化炭素の濃度の計測結果を取得し、前記二酸化炭素の濃度が、予め設定している濃度を超えた場合、前記複数のファンすべてを稼働させる制御に変更する。

また、本発明に係る換気システムは、焼却炉と、該焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンと、前記空間の温度を計測する内部温度計と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する換気制御装置と、を備える。

また、本発明に係る換気制御方法は、焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御方法であって、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する。

また、本発明に係る換気制御プログラムは、焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御装置に、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御することを実行させる。

本発明によれば、適切な換気を実施しつつ、消費電力を低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却施設を備える建屋を説明するための図である。図２は、本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却施設を備える建屋を含む制御ネットワークについて説明するための図である。図３は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置の構成を説明するためのブロック図である。図４は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置が行う処理の一例を説明するフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置が実行する制御パターンの一例を説明する図である。図６は、本発明の一実施形態に係る高温時ファン制御の一例を説明するフローチャートである。図７は、本発明の一実施形態に係る低温時ファン制御の一例を説明するフローチャートである。図８は、本発明の一実施形態に係る二酸化炭素濃度によるファン制御の一例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である換気制御装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却施設を備える建屋を説明するための図である。図２は、本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却施設を備える建屋を含む制御ネットワークについて説明するための図である。図１に示す建屋１は、焼却棟１０と、管制棟２０とを備える。焼却棟１０には、焼却炉１００が設けられる。焼却炉１００にはごみピットで受け入れたごみが投入され、焼却した熱がボイラ等を介して建屋１外に排出される。この焼却炉１００や、ごみピット、ボイラ等によってごみ焼却施設が構成される。本実施の形態では、建屋１において、焼却炉１００が二基設けられるものとして説明する。なお、焼却炉１００は、二基に限らず、一基設けられる場合や、三基以上設けられる場合もある。また、焼却棟１０と管制棟２０とは、管制棟２０を備える装置が焼却棟１０内に設けられてもよいし、それぞれ別体の建物であってもよい。

焼却棟１０は、例えば、地上五階建て構造（一階Ｆ₁～五階Ｆ₅）の高さに相当する内部空間（炉室）を形成する。焼却棟１０には、炉室内に外部の空気を供給する給気ファン１１と、炉室内の空気を外部に放出する排気ファン１２と、炉室の空間と外部との開放又は閉鎖を制御する開閉装置１３と、炉室内に設けられる内部温度計１４及び二酸化炭素濃度計１５と、外部雰囲気の温度を計測する外部温度計１６とを備える。なお、焼却棟１０には、作業者が移動や作業をするための作業床や梯子、階段が適宜設けられる。また、焼却棟１０は一例であり、階数や建物の形状等が異なる場合もある。

給気ファン１１、排気ファン１２、内部温度計１４、二酸化炭素濃度計１５及び外部温度計１６は、ネットワークＮ₁₀に接続して建築設備制御装置２１と通信する。

ネットワークＮ₁₀は、例えば、インターネットなどの公衆通信網であって、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、携帯電話などの電話通信網や公衆回線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）、及び専用線などの一又は複数の組み合わせからなる。ネットワークは、有線通信及び無線通信が適宜組み合わされている。後述するネットワークについても同様である。

給気ファン１１は、例えばシロッコファンを用いて構成される。給気ファン１１は、例えば焼却炉１００よりも上階に設けられる。本実施の形態では、給気ファン１１は、三階Ｆ₃に二つ、四階Ｆ₄に一つ設けられる例について説明する。なお、給気ファン１１の配設位置については、図示する位置（階数）及び個数に限らない。

排気ファン１２は、例えばルーフファンを用いて構成される。排気ファン１２は、例えば屋上Ｆ_Rに設けられる。本実施の形態では、排気ファン１２は、五個設けられる例について説明する。なお、排気ファン１２は、図示する位置（階数）及び個数に限らない。

開閉装置１３は、焼却棟１０の外壁の一部に設けられ、棟の開口部を開閉する。開閉装置１３によって、炉室内と外部との開放又は閉鎖状態が調整される。開閉装置１３は、例えば機器の搬入又は搬出時に開閉される。棟の開口部の開閉には、シャッターのほか、扉等を用いてもよい。

内部温度計１４は、計測した温度を、管制棟２０の建築設備制御装置２１に出力する。本実施の形態では、内部温度計１４は、四階Ｆ₄及び五階Ｆ₅に相当する位置にそれぞれ八個ずつ設けられる例について説明する。内部温度計１４は、例えば、焼却炉１００の近傍や、焼却棟１０の上階等、計測を要する箇所に設けられる。

二酸化炭素濃度計１５は、計測した二酸化炭素の濃度を、管制棟２０の建築設備制御装置２１に出力する。本実施の形態では、二酸化炭素濃度計１５は、一階Ｆ₁、二階Ｆ₂、四階Ｆ₄に相当する位置にそれぞれ一つずつ設けられる例について説明するが、配設位置や戸数はこれに限らない。

外部温度計１６は、計測した温度を、管制棟２０の建築設備制御装置２１に出力する。本実施の形態では、外部温度計１６は、開閉装置１３近傍の焼却棟１０の外壁に設けられる。

給気ファン１１、排気ファン１２及び開閉装置１３は、焼却炉１００の大きさや配置、焼却棟１０（炉室）の形状に応じて設けられる。また、内部温度計１４及び二酸化炭素濃度計１５は、給気ファン１１及び排気ファン１２等の種別や配置に応じて設けられる。

管制棟２０は、例えば地上二階建て構造（一階Ｆ₁～二階Ｆ₂）をなし、二階において、建築設備制御装置２１と、建築設備監視装置２２とが設けられる。建築設備制御装置２１は、配線用遮断器、電磁接触器、変成器、変流器、継電器、端末伝送装置等を用いて構成される。また、建築設備監視装置２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプロセッサ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの主記憶部（いずれも図示せず）や、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、ＲＯＭなどの不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（Solid State Drive：ＳＳＤ）、及びリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体を備える。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、又は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、又はＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いてもよい。主記憶部や記録媒体には、各々の動作を実行するための、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどが記憶可能である。また、建築設備制御装置２１及び建築設備監視装置２２は、キーボードや、表示パネルに対するタッチ操作を検出するタッチパネル、ディスプレイ、スピーカ及びマイクロホン等を備えてもよい。

建築設備制御装置２１及び建築設備監視装置２２は、例えば、ネットワークＮ₁に接続されるＬＡＮインターフェースボードや、無線通信のための無線通信回路等を備え、ネットワークＮ₁に接続して、装置間で通信を行う。
さらに、建築設備監視装置２２は、ネットワークを介して建屋１外部の装置と通信する。建築設備監視装置２２は、例えばネットワークＮ₂に接続して、装置間で通信を行う。
なお、建築設備制御装置２１、建築設備監視装置２２および建屋１外部の装置は、ネットワークＮ₁、Ｎ₂のほか、電気信号線によって通信可能に接続されてもよい。また、建築設備制御装置２１の一部の機能を、建築設備監視装置２２が実行する構成とすることが可能である。

建屋１を含む制御システム２００は、建屋１と、換気制御装置２０１と、中央制御装置２０２と、外気温度供給サーバ２０３とを備える。建築設備監視装置２２、換気制御装置２０１、中央制御装置２０２及び外気温度供給サーバ２０３は、それぞれネットワークＮ₂に接続して、装置間の通信を行う。

換気制御装置２０１は、内部温度計１４や二酸化炭素濃度計１５の測定結果に基づいて、給気ファン１１又は排気ファン１２の駆動を制御する。図３は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置の構成を説明するためのブロック図である。換気制御装置２０１は、選択部２１１と、設定部２１２と、判定部２１３と、算出部２１４と、入力部２１５と、出力部２１６と、制御部２１７と、記憶部２１８とを有する。

選択部２１１は、記憶部２１８を参照し、入力されたパラメータに対応するファン制御パターンを選択する。

設定部２１２は、選択部２１１が選択したファン制御パターンを、建築設備制御装置２１に実行させるファン制御パターンに設定する。

判定部２１３は、記憶部２１８に記憶されている閾値を参照して換気制御装置２０１が行う各種処理における判定処理を行う。

算出部２１４は、設定される条件を満たす算出対象の数を算出する。算出部２１４は、例えば、条件を満たす温度を計測した内部温度計１４の数を算出する。

入力部２１５は、例えば、キーボードや表示パネルに対するタッチ操作を検出するタッチパネル等から構成される。入力部２１５は、外部との間の通話を可能とする音声入力デバイスを備えてもよい。

出力部２１６は、例えば、ディスプレイやスピーカマイクロホンなどから構成される。ディスプレイとしては、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイなどが用いられる。出力部２１６は、例えば、制御部２１７から入力された情報をディスプレイに表示可能に構成される。さらに、出力部２１６は、印刷用紙などに所定の情報を紙等に印刷することによって出力するプリンタを含んでもよい。

制御部２１７は、換気制御装置２０１の各部を統括的に制御する。制御部２１７は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのプロセッサ、及びＲＡＭやＲＯＭなどの主記憶部を備える。

記憶部２１８には、換気制御装置２０１の動作を実行するための、オペレーティングシステム（ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどを記憶する。また、記憶部２１８は、判定処理に用いる閾値を記憶する。

記憶部２１８は、物理的には、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、ＲＯＭなどの不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、及びリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部２１８を構成しても良い。記憶部２１８が記憶する各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。

中央制御装置２０２は、焼却炉１００の運転状況に関する情報を換気制御装置２０１に出力する。中央制御装置２０２は、建屋１が複数設けられ、それぞれと接続している場合、各建屋１の焼却炉１００の運転状況を、各建屋１の換気を制御する換気制御装置２０１にそれぞれ出力する。

外気温度供給サーバ２０３は、外気温度データを換気制御装置２０１に出力する。外気温度データは、一時間ごとの外気温度、最高気温を含む。外気温度データは、例えば気象庁が公開する外気温度データであって、建屋１に最も近い位置で観測された気温である。

中央制御装置２０２及び外気温度供給サーバ２０３は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのプロセッサや、記憶媒体を用いて構成される。各装置は、キーボードや、表示パネルに対するタッチ操作を検出するタッチパネル、ディスプレイ、スピーカ及びマイクロホン等を備えてもよい。

続いて、本実施の形態における、換気制御装置２０１が行う処理について、図４～図７を参照して説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置が行う処理の一例を説明するフローチャートである。図４は、換気制御装置２０１が実行するファンによる換気制御である。

まず、換気制御装置２０１は、最新の制御設定データを取得する（ステップＳ１）。制御設定データは、制御対象の建屋１の制御に関する情報であり、例えば、建屋１に設けられるファンに関する制御パターンを含む情報である。

そして、換気制御装置２０１は、最新の施設ステータスデータを取得する（ステップＳ２）。施設ステータスデータは、焼却炉１００の稼働状況や、気温データを含む。さらに、換気制御装置２０１は、現在設定されているパラメータを取得するとともに（ステップＳ３）、制御パラメータの変更時刻を取得する（ステップＳ４）。ここでのパラメータは、現在、建築設備制御装置２１又は建築設備監視装置２２において設定されている目標温度や、該目標温度に関連するパラメータ（パターンテーブル）である。なお、以下の説明では、一例として１０時及び２２時がパラメータ変更時刻として設定されるものとする。
ステップＳ１～Ｓ４は、例えば換気制御装置２０１を立ち上げた際に実行される。

換気制御装置２０１において、判定部２１３は、現在時刻が、パラメータ変更時刻であるか否かを判定する（ステップＳ５）。判定部２１３は、ステップＳ４において取得した変更時刻を参照して、パラメータ変更時刻であるか否かを判定する。制御部２１７は、判定部２１３がパラメータ変更時刻であると判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に移行する。これに対し、制御部２１７は、判定部２１３がパラメータ変更時刻ではないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１３に移行する。なお、ここでのパラメータ変更時刻は、前後数分間の範囲をパラメータ変更時刻としてもよい。

ステップＳ６において、判定部２１３は、現在時刻が午前１０時であるか否かを判定する。制御部２１７は、判定部２１３において現在時刻が午前１０時であると判定した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７に移行する。これに対し、制御部２１７は、判定部２１３において現在時刻が午前１０時ではない、すなわち、午後１０時（２２時）であると判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ７において、制御部２１７は、ファン制御パターンを選択するためのパラメータの一つである外気温度として、気象庁が公開する、当日の予想最高気温を取得する。

そして、選択部２１１は、入力されたパラメータをもとに、ファン制御パターンを選択する（ステップＳ８）。入力されるパラメータとしては、目標温度、外気温度（ここではステップＳ７において取得した予想最高気温）、外気温度の移動平均、及び焼却炉の運転状況がある。

図５は、本発明の一実施形態に係る換気制御装置が実行する制御パターンの一例を説明する図である。選択部２１１は、入力されたパラメータをもとに、複数のファン制御パターンから一つのファン制御パターンを選択する。図５は、ある目標温度（例えば４０℃とする）における、外気温度が１０～１９℃、外気温度の２４時間移動平均（２４ｈ平均）が２０℃、二つの焼却炉１００（炉（１）及び炉（２））が運転している場合の、給気ファン１１（給気（１）～（３））及び排気ファン１２（排気（１）～（５））の稼働パターンを組み合わせたファン制御パターンのパターンテーブルを示す。外気温度は、予測最高気温、又は、その時の外気温度である。外気温度の２４時間移動平均は、直近２４時間の外気温度の平均温度である。なお、焼却炉１００の運転、及びファンの稼働は、１が運転（稼働）、０が停止を示す。

ファン制御パターンは、例えば一年間、実際のファン制御によって、外気温度やファンの稼働パターン、その際の温度の情報を取得し、取得した外気温度、２４時間外気温度移動平均、予測最高気温、焼却炉の運転数の各データについて重回帰分析を実施することによって作成される。重回帰分析は、目的変数をＹ、説明変数をＸ_N、ａ_Nを偏回帰係数とすると、例えば、下式（１）に基づいて実施される。
Ｙ＝ａ₀＋ａ₁Ｘ₁＋ａ₂Ｘ₂＋・・・＋ａ_NＸ_N ・・・（１）
ここで、目的変数Ｙは、例えば内部温度計１４が計測する温度に相当する。Ｎは説明変数の数である。説明変数Ｘ_Nは、外気温度、２４時間外気温度移動平均、ファンの稼働パターン等の、焼却棟１０の内部の気温の変化に寄与する項目に関するパラメータである。偏回帰係数ａ_Nは、説明変数を１単位変化させたときの因果効果（目的変数の平均的な変化量）に相当する。
ファン制御パターンは、各内部温度計１４の温度が目標とする温度を下回るようにファンの稼働パターンが設定される。また、ファン制御パターンは、目標温度を達成するために稼働するファンの稼働パターンのうち、ファンの稼働数が最小となる稼働パターンが設定されることが好ましい。

ファン制御パターンは、目標温度ごとにパターンテーブルとして作成される。パターンテーブルは、図５に示すように、外気温度や２４時間外気温度移動平均、焼却炉１００の運転状態に対して、ファンの稼働パターンが対応付けられる。

選択部２１１は、目標温度が４０℃、外気温度の２４時間平均が２０℃、焼却炉１００が二基とも稼働している場合において、外気温度に応じてファン制御パターンを選択する。ここで、選択部２１１は、外気温度が１５℃である場合、ファン制御パターン４０－６を選択する。

すると、設定部２１２は、選択部２１１が選択したファン制御パターンを、制御対象のファン制御パターンとして設定する（ステップＳ９）。換気制御装置２０１は、ファン制御パターン設定後、ステップＳ１７に移行する。

また、ステップＳ１０において、制御部２１７は、ファン制御パターンを選択するためのパラメータの一つである外気温度として、気象庁が公開する、その時点において最新の外気気温を取得する。

そして、選択部２１１は、入力されたパラメータをもとに、ファン制御パターンを選択する（ステップＳ１１）。入力されるパラメータとしては、目標温度、外気温度（ここではステップＳ１０において取得した外気温度）、外気温度の移動平均、及び焼却炉の運転状況がある。

次に、設定部２１２は、選択部２１１が選択したファン制御パターンを、制御対象のファン制御パターンとして設定する（ステップＳ１２）。換気制御装置２０１は、ファン制御パターン設定後、ステップＳ１７に移行する。

また、ステップＳ１３において、判定部２１３は、実測温度が第１設定温度よりも高いか否かを判定する。本実施の形態において、実測温度は、内部温度計１４のうち、実測温度計測用に設定された内部温度計１４が測定した温度が採用される。換気制御装置２０１は、判定部２１３において、実測温度が第１設定温度よりも高いと判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に移行する。これに対し、換気制御装置２０１は、判定部２１３において、実測温度が第１設定温度以下であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５に移行する。この際に用いる第１設定温度は、現在のファン制御パターンを維持するか否かを判断するための温度であって、ファン制御パターンを維持できると判断される温度範囲の上限温度に基づいて設定される。例えば、この温度範囲は、目標温度に対して±５℃前後の範囲が設定される。

ステップＳ１４において、制御部２１７は、高温時ファン制御を実行する。図６は、本発明の一実施形態に係る高温時ファン制御の一例を説明するフローチャートである。

高温時ファン制御において、換気制御装置２０１は、過去１時間の施設ステータスデータを取得する（ステップＳ３１）。施設ステータスデータは、ここでは内部温度計１４が計測した温度を含む。

すると、算出部２１４は、取得した施設ステータスデータにおいて計測された温度が、現在設定されている設定温度よりも５℃以上高い温度を計測した内部温度計１４の個数を算出する（ステップＳ３２）。ここで、設定温度は、ファン制御パターンとして設定されている目標温度に相当する。また、本実施の形態では、計測温度と設定温度との温度差に対する閾値として５℃が設定されているものとして説明するが、５℃に限らず、例えば１℃以上１５℃以下の範囲で設定される。

そして、判定部２１３は、算出した個数が、予め設定されている閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ここで、閾値は、建屋１における内部温度計１４の数や配設位置に基づいて、ファン制御パターンを再設定すべきと判断される状態を考慮して設定される。

制御部２１７は、判定部２１３において算出した個数が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、上述した施設ステータス判定を終了し、図４のフローチャートに戻る。

制御部２１７は、判定部２１３において算出した個数が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３４に移行する。そして、ステップＳ３４において、選択部２１１は、現在のパターンテーブルの目標温度よりも５℃低い目標温度のファン制御パターンを選択する。例えば、現在のパターンテーブルの目標温度が４０℃である場合、選択部２１１は、パターンテーブルを参照し、目標温度が３５℃となるパラメータ（炉の運転状態や、外気温度（移動平均含む））のファン制御パターンを選択する。ステップＳ３４では、外気温度として、ステップＳ７において取得される予想最高気温、又はステップＳ１０において取得される外気気温が用いられるが、外部温度計１６によって測定された外気温度を用いてもよい。

その後、設定部２１２は、選択部２１１が選択したファン制御パターンを設定する（ステップ３５）。そして、制御部２１７は、ファン制御パターンを設定後、図４のフローチャートに戻り、ステップＳ１７に移行する。

また、ステップＳ１５において、判定部２１３は、実測温度が第２設定温度よりも低いか否かを判定する。制御部２１７は、判定部２１３において実測温度が第２設定温度以上であると判定した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１７に移行する。これに対し、制御部２１７は、判定部２１３において実測温度が第２設定温度よりも低いと判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に移行する。この際に用いる第２設定温度は、現在のファン制御パターンを維持するか否かを判断するための温度であって、ファン制御パターンを維持できると判断される温度範囲の下限温度に基づいて設定される。

ステップＳ１６において、制御部２１７は、低温時ファン制御を実行する。図７は、本発明の一実施形態に係る低温時ファン制御の一例を説明するフローチャートである。

低温時ファン制御において、換気制御装置２０１は、過去１時間の施設ステータスデータを取得する（ステップＳ４１）。施設ステータスデータは、ここでは内部温度計１４が計測した温度を含む。

すると、算出部２１４は、取得した施設ステータスデータにおいて計測された温度が、現在設定されている設定温度よりも５℃以上低い温度を計測した内部温度計１４の個数を算出する（ステップＳ４２）。また、本実施の形態では、計測温度と設定温度との温度差に対する閾値として５℃が設定されているものとして説明するが、５℃に限らず、例えば１℃以上１５℃以下の範囲で設定される。

そして、判定部２１３は、算出した個数が、予め設定されている閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。ここで、閾値は、建屋１における内部温度計１４の数や配設位置に基づいて、ファン制御パターンを再設定すべきと判断される状態を考慮して設定される。

これを受けて、制御部２１７は、判定部２１３において算出した個数が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、上述した施設ステータス判定を終了し、図４のフローチャートに戻る。

一方、制御部２１７は、判定部２１３において算出した個数が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４において、選択部２１１は、現在のパターンテーブルの目標温度よりも５℃高い目標温度のファン制御パターンを選択する。例えば、現在のパターンテーブルの目標温度が４０℃である場合、選択部２１１は、パターンテーブルを参照し、目標温度が４５℃となるパラメータ（炉の運転状態や、外気温度（移動平均含む））に基づいて、ファン制御パターンを選択する。

その後、設定部２１２は、選択部２１１が選択したファン制御パターンを設定する（ステップ４５）。そして、制御部２１７は、ファン制御パターンを設定後、図４のフローチャートに戻り、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１３～Ｓ１６では、上述したように、外気温度を変更せずに、内部温度計１４が計測した温度に基づいてファン制御を行う。

ステップＳ１７において、制御部２１７は、ステップＳ９、Ｓ１２、Ｓ３５又はＳ４５において設定されたファン制御パターンを、建築設備制御装置２１に実行させるファン制御パターンとして登録する。なお、ステップＳ１５において、実測温度が第２設定温度以上であると判定された場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）等、ファン制御パターンに変更がない場合は、ファン制御パターンの設定は維持される。制御部２１７は、ファン制御パターン登録後、当該ファン制御パターンを建築設備制御装置２１に出力する。建築設備制御装置２１は、取得したファン制御パターンに応じてファン制御を実行する。

その後、制御部２１７は、ファン制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ１８）。制御部２１７は、建築設備制御装置２１や建築設備監視装置２２の電源のオンオフや、ファン制御の終了指示の受付状況等を確認することによって、ファン制御を終了するか否かを判断する。制御部２１７は、例えば建築設備制御装置２１がオフになっていることを確認した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、当該ファン制御を終了する。これに対し、制御部２１７は、建築設備制御装置２１がオンになっており、ファンの駆動制御中であれば（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９において、制御部２１７は、前回ファン制御パターンの登録処理を実施してから所定時間が経過しているか否かを判断する。制御部２１７は、例えば、前回の実測温度と設定温度との比較処理を実施してから、予め設定された時間が経過している場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に移行して上述した処理を繰り返す。これに対し、制御部２１７は、所定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、経過時間の確認処理を繰り返す。ここで、所定時間は、例えば１時間が設定される。

以上、説明した実施の形態では、外気温度、２４時間外気温度移動平均、及び焼却炉１００の稼働状態をもとに、目標温度に調整するためのファンの稼働パターン（ファン制御パターン）を切り替えることによって、ファンの無駄な駆動を抑制しつつ、焼却棟１０（炉室）内の温度が目標温度となるように調整する。本実施の形態によれば、適切な換気を実施しつつ、消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態では、午前１０時と午後１０時とでパラメータを変更してファン制御パターンの調整を行う。具体的に、本実施の形態では、外気温度を、午前１０時では、気象庁が公開する予想最高気温とし、午後１０時では、その時点において取得している最新の外気温度とする。この際、予想最高気温を用いてファン制御パターンを調整することによって、午前１０時以降に外気温度が上昇したとしても、焼却棟１０内の温度が目標温度を超えにくくなるため、ファン制御パターンの変更回数を少なくすることができる。また、午後１０時以降は、外気温度が上昇することはほとんどなく、低下傾向にあるため、その時点の外気温度によってファン制御パターンを調整することによって、その外気温度に応じた、必要なファンのみを稼働させるパターンを採用することができる。さらに、１０時以外の時刻であっても、焼却棟１０内の温度に応じてファン制御パターンを適宜調整することによって、継続的に焼却棟１０内の温度変化を、目標温度を含む許容範囲内に抑えることができる。

なお、上述した実施の形態において、ステップＳ１４及びＳ１６では、実測温度計測用に設定された内部温度計１４が測定した実測温度が、設定温度よりも高いか否かを判定する例について説明したが、各内部温度計１４が測定した温度の平均を実測温度としてもよいし、任意の内部温度計１４（例えば五階Ｆ₅に設けられる内部温度計１４）が測定した温度の平均を実測温度としてもよい。

また、上述した実施の形態では、ファンの稼働のオンオフ（運転又は停止）のみを制御する例について説明したが、ファンの回転量（回転速度）をさらに制御するようにしてもよい。この場合、例えば、パターンテーブルにおける項目としては、出力が追加される。

また、上述した実施の形態において、二酸化炭素濃度計１５によって測定された濃度に応じて、ファンの稼働パターンを変更してもよい。例えば、制御部２１７は、二酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍを超えた場合に、すべてのファンを稼働するように、ファン制御パターンを変更する。これにより、焼却棟１０内のよどみの発生を抑制できる。

図８は、本発明の一実施形態に係る二酸化炭素濃度によるファン制御の一例を説明するフローチャートである。まず、制御部２１７は、各二酸化炭素濃度計１５から、計測結果を取得する（ステップＳ５１）。算出部２１４は、必要に応じて計測結果を濃度（ｐｐｍ）に変換する。

判定部２１３は、各二酸化炭素濃度計１５の計測結果のうち、１０００ｐｐｍ以上の計測結果があるか否かを判定する（ステップＳ５２）。制御部２１７は、判定部２１３によって１０００ｐｐｍ以上の計測結果があると判定された場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、ステップＳ５３に移行する。これに対し、制御部２１７は、判定部２１３によって１０００ｐｐｍ以上の計測結果はないと判定された場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、ステップＳ５５に移行する。

ステップＳ５３において、制御部２１７は、ファン制御パターンを、すべてのファンが稼働するパターンに切り替える。この際、制御部２１７は、上述したファン制御パターンを解除して、すべてのファンが稼働する制御に切り替える。これにより、ファンによる換気能力が最大となる。

その後、制御部２１７は、ステップＳ５３のファン制御に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５４）。所定時間は、数十分や、数時間等、予め設定される時間である。制御部２１７は、所定時間経過していないと判断した場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、経過時間の確認処理を繰り返す。これに対し、制御部２１７は、所定時間経過したと判断した場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５１に戻り、上述した処理を繰り返す。

また、ステップＳ５５において、判定部２１３は、各二酸化炭素濃度計１５の計測結果のうち、７００ｐｐｍ以下の計測結果があるか否かを判定する。制御部２１７は、判定部２１３によって７００ｐｐｍ以下の計測結果がないと判定された場合（ステップＳ５５：Ｎｏ）、ステップＳ５１に移行して、上述した処理を繰り返す。これに対し、制御部１７は、判定部２１３によって７００ｐｐｍ以下の計測結果があると判定された場合（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、ステップＳ５６に移行する。
なお、ステップＳ５５では、すべての計測結果が７００ｐｐｍ以下となっているか否かを判定するようにしてもよいし、少なくとも一つ、又は設定された数の計測結果が７００ｐｐｍ以下となっているか否かを判定するようにしてもよいし、設定された二酸化炭素濃度計１５の測定結果が７００ｐｐｍ以下となっているか否かを判定するようにしてもよい。

そして、ステップＳ５６において、制御部２１７は、図４に示す温度によるファン制御に切り替える。なお、ステップＳ５３におけるファン制御の切り替えを行っていない場合は、本ステップを省略してもよい。
この二酸化炭素濃度による制御は、所定の間隔で実施されることが好ましい。
また、ステップＳ５５の処理は、ハンチングを防止する観点で実行することが好ましいが、ステップＳ５５の処理を省略してもよい。

また、上述した実施の形態において、開閉装置１３による開閉が換気制御の一部の機能を担う場合、開閉装置１３による開閉状態をファンの稼働パターンのパラメータとして追加してもよい。例えば、図５において、開閉装置１３の開閉状態の項目（例えば閉鎖状態が０、開放状態が１）が追加され、稼働パターン設定時には、開閉装置１３の開閉状態が入力される。

また、本実施の形態では、午前１０時と午後１０時とでパラメータを変更してファン制御パターンの調整を行うものとして説明したが、外気温度が上昇する時刻と、外気温度が下降する時刻とが設定されていればよく、例えば、日の出時刻以降の第１の時刻、及び日没時刻以降の第２の時刻を設定することができる。

また、上述した実施の形態では、外気温度の移動平均として、２４時間の移動平均を例に説明したが、２４時間に限らず、例えば１２時間等、任意の時間を設定できる。

また、上述した実施の形態では、建屋１とは別に設けられる換気制御装置２０１が、当該建屋１の各ファンの稼働を制御する例について説明したが、換気制御装置を建屋１内に設けてもよい。

また、上述した実施の形態では、換気制御装置２０１の各部がファン制御を実行する例について説明したが、換気制御装置２０１の機能の一部を、他の装置が実行する構成としてもよい。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１建屋
１０焼却棟
１１給気ファン
１２排気ファン
１３開閉装置
１４内部温度計
１５二酸化炭素濃度計
１６外部温度計
２０管制棟
２１建築設備制御装置
２２建築設備監視装置
２００制御システム
２０１換気制御装置
２０２中央制御装置
２０３外気温度供給サーバ
２１１選択部
２１２設定部
２１３判定部
２１４算出部
２１５入力部
２１６出力部
２１７制御部
２１８記憶部

Claims

焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御装置であって、
前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する、
換気制御装置。
日の出時刻以降の第１の時刻、及び日没時刻以降の第２の時刻が設定され、
前記空間外の外気温度は、前記第１の時刻においては予想最高気温に設定され、前記第２の時刻においては前記空間外において測定された該第２の時刻において最新の外気温度に設定される、
請求項１に記載の換気制御装置。
前記空間に設けられる複数の内部温度計が計測した前記空間の内部温度を取得し、
前記第１及び第２の時刻以外の時刻において、前記内部温度と、前記目標温度とを比較することによって、前記制御パターンを設定する、
請求項２に記載の換気制御装置。
前記内部温度と、前記目標温度との差が閾値以上である前記内部温度を計測した前記内部温度計の数が、予め設定されている閾値以上である場合に、前記制御パターンを変更する、
請求項３に記載の換気制御装置。
前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、及び前記焼却炉が設けられる空間の温度、並びに前記焼却炉が設けられる棟の開口部の開閉状態と、前記焼却炉が設けられる空間の目標温度とに基づいて前記制御パターンを設定する、
請求項１に記載の換気制御装置。
前記空間における二酸化炭素の濃度の計測結果を取得し、
前記二酸化炭素の濃度が、予め設定している濃度を超えた場合、前記複数のファンすべてを稼働させる制御に変更する、
請求項１に記載の換気制御装置。
焼却炉と、
該焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンと、
前記空間の温度を計測する内部温度計と、
前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する換気制御装置と、
を備える換気システム。
焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御方法であって、
前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する、
換気制御方法。
焼却炉が設けられる空間を換気するための複数のファンの稼働を制御する換気制御装置に、
前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均、前記焼却炉の運転状態、前記複数のファンの稼働パターン、及び前記焼却炉が設けられる空間の目標温度が関連付いた複数の制御パターンのうち、設定される目標温度と、前記空間外の外気温度、該外気温度の移動平均及び前記焼却炉の運転状態とに対応する制御パターンを設定し、該設定した制御パターンを用いて前記複数のファンの稼働を制御する、
ことを実行させる換気制御プログラム。