JPH0355453A

JPH0355453A - 熱負荷予測装置

Info

Publication number: JPH0355453A
Application number: JP1187449A
Authority: JP
Inventors: Sumiyasu Kodama; 純康小玉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1991-03-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、熱消費機器で当日消費される熱負荷データを
前日に予測する熱負荷予測装置に関する。

（従来の技術）ビルディングや家屋、公共施設等の冷暖房装置には、蓄
熱槽を備えたものがあり、昼間に消費される熱負荷の一
部またはすべてを夜間に冷水、温水、及び蒸気として蓄
熱している。こうすることによって、昼間における熱源
機器の熱負荷が軽減されるので、熱源機器の設備容量を
小さくすることが可能となり、また、熱源機器の運転効
率、負荷率の向上が図られている。

また、電気による冷暖房の場合には電力会社と業務用蓄
熱調整契約をすることで、安価な夜間電力を利用してラ
ンニングコストを節約することができる。

このような冷暖房装置において、蓄熱槽を効率良く使う
ために、前日の業務用蓄熱調整契約の始まる時間前に当
日消費される熱負荷データを予測して、契約時間帯（夜
間）にその予測データに従って過不足のない熱量を蓄積
するようにしている。

また、当日にはこの予測データに従って、冷暖房装置へ
の冷水、温水、及び蒸気の供給量を操作している。

従来において、当日の熱負荷を前日に予ｔｉｌｌするた
めに、例えば、月別に設定した基準熱負荷を実績熱負荷
や外気温度で補正する方式や、冷暖房の熱負荷を日射量
、外気侵入熱量、室内発生熱、室内蓄熱などの要因毎に
求めた熱量を合計する方式などが試みられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の予測方式では、前日の
時点でいかに精度良く当日の熱負荷データを予測しても
、予測データを得るために用いる要因には必ず不確定要
素が存在するので、予ハ１が外れることがある。

このような時には、前日中に蓄積される熱量が不足した
り、過剰となるばかりでなく、当日、冷暖房機器へ適切
な熱の供給が行なわれなくなるという不具合が発生して
いた。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、前日の熱負荷予
測が外れた場合においても、当日の熱負荷データを基に
修正することのできる熱負荷予測装置を提供することに
ある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を違戊するため、本発明は、熱消費機器で消費
される熱負荷データを検出する熱負荷検出手段と、前記
熱負荷検出手段で検出された前日以前の熱負荷データか
ら当日の熱負荷を予測する第１の熱負荷予δ―１手段と
、前記第１の熱負荷予測手段とは異なる１以上の方法で
当日の熱負荷を予測する他の熱負荷予測手段と、当日に
おける現在までの熱負荷データから、所定時間後の熱負
荷を予測する第２の熱負荷予測手段と、前記第１の熱負
荷予測手段、及び他の熱負荷予測手段の各予測データの
うち、現在の熱負荷検出データとの誤差が最小となるも
のを選択し、選択された予測データを前記第２の熱負荷
予測手段による予δ−１データに基づいて修正する修正
手段と、前記第１の熱負荷予測による予測データと前記
修正手段による予測データとを所定の時間帯で切換えて
出力する切換手段と、を有することが特徴である。

（作用）上述の如く構戊すれば、前口中に、第１の熱負荷予測手
段、及び他の熱負荷予測手段によって当日の熱負荷が予
測される。また、第２の熱負荷予δ−１手段では当日に
おける現在までの熱負荷データに基づいて、所定時間後
の熱負荷が予測される。

そして、修正手段では、第１の熱負荷予測手段、及び他
の熱負荷予測手段による各゛予測データのうち、現在の
熱負荷検出データとの誤差が最小となるものを選択し、
選択された予測値が第２の熱負荷予測手段で求められた
所定時間後の熱負荷予測値によって修正される。

従って、前日において予測された当日の熱負荷予測値が
外れた場合においても、最新の熱負荷検出値に基づいて
修正されるので、高制度な熱負荷予測が可能となる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の構或を示すブロック図であ
る。

同図に示すように、熱消費機器となる被冷暖房設備１に
は熱源機器となる冷暖房設備２から、温水、冷水、蒸気
等の熱エネルギーが供給されている。この熱エネルギー
量、即ち熱負荷は熱負荷検出器３にて検出され、この検
出データは熱負荷予ｌ−１演算部４に供給されている。

熱負荷予測演算部４は、１次熱負荷予測部５と２次熱負
荷予測部６と、平均値演算部７と、予測データ修正部８
と、切換部つと、蓄熱計画演算部１０とを有しており、
熱負荷検出器３の検出データに基づいて将来の熱負荷デ
ータを予測している。

１次熱負荷予測部５は、当日の熱負荷データを前日中に
予測するものであり、熱負荷検出器３による前日以前の
熱負荷データに基づいて、公知の技術であるカルマンフ
ィルタやファジー理論等を用いて当日の１次熱負荷予測
値宜を演算している。

なお、カルマンフィルタやファジー理論による具体的な
演算方法は他の文献等で詳解されているので、ここでは
その説明を省略する。

２次熱負荷予測部６は、当日における現在までの熱負荷
データに基づいて、１時間後の熱負荷予測データを２次
熱負荷予測値省や，として前述したカルマンフィルタや
ファジィ理論等で予測している。

平均値演算部７は、熱負荷検出器３で検出された前日以
前の熱負荷データの平均値を演算し、これを当日の平均
熱負荷予測値百として出力している。

予測データ修正部８は、当日の熱消費量が多い時間帯で
ある９時から２２時までの間において、現在時刻の熱負
荷実績データｑと、１次熱負荷予測値省および平均熱負
荷予測値百とのそれぞれの差分を演算し、この差分が小
さい方を適切な熱負荷予測値として選択する。そして、
この選択された予測値舎または石を、後述する演算式に
よって修正し、修正熱負荷予測値ｑ　を求めている。

切換部９は、熱消費量の多い時間帯である９時から２２
時までの間には修正熱負荷千川値省′を出力し、熱消費
量の少ない時間帯である０時から９時、及び２２時から
２４時の間には１次熱負荷予測値舎を出力するように切
換えている。

蓄熱計画演算部１０は、切換部９から出力された予測値
に従って、実際に温水、冷水、及び蒸気の蓄積量を演算
している。また、符号１１は、操作部であり、蓄熱計画
演算部１０の演算結果に基づいて実際に冷暖房設１ｉ！
２に蓄熱指令を与えるものである。

次に動作について説明する。

冷暖房設備２に蓄積された冷水、温水、蒸気が被冷暖房
設備１に供給され、冷暖房が開始されると、消費された
熱量が熱負荷データｑとして熱負荷検出器３にて検出さ
れる。この熱負荷データｑは、熱負荷予測演算部４の１
次熱負荷予測部５．２次熱負荷予測部６、及び平均値演
算部７に供給される。

そして、１次熱負荷予測部５では、前日以前の熱負荷デ
ータｑからカルマンフィルタやファジィ理論等による予
測方法で当日の１次熱負荷予測値谷を演算する。その結
果、例えば第２図１点鎖線に示すデータが得られる。

また、平均値演算部７では、前日以前の熱負荷データｑ
を基に、当日の平均熱負荷予測値石を演算する。その結
果、例えば第２図点線で示すデータが得られる。

一方、当日早朝の熱消費量が少ない時間帯である９時以
前では、１次熱負荷予測値ｑが出力されるように切換部
９が動作するので、蓄熱計画演算部８では、この予測値
舎に従って冷暖房設１２に蓄積する冷水、温水、蒸気量
が演算される。

また、第２図の実線は当日における実績熱負荷データを
示しており、９時を経過すると２次熱負荷予測部６では
現在時刻ｔｏまでの実績熱負荷デテータｑに基づいて、
カルマンフィルタやファジィ理論等の予測方法を用いて
１時間後の熱負荷予測値舎。１を求める。そして、この
予測値ｑ。，を予測データ修正部８に供給する。

また、予測データ修正部８では、熱負荷実績Ｑ　（ｔ）
と平均熱負荷予測値ｑ″Ｃｔ＞との誤差σｏ２、及び熱
負荷実績ｑ　（ｔ）と１次熱負荷予測値ｑ　（ｔ）との
誤差σＩ２を次の（＋）．　＜２＞式による演算で求め
る。

σｏ　２＝　（１／Ｎ）　ｎ　Ｘ．　　（ｑ　（ｔ）１
−９ −ｑ　（ｔ））２　　　　　　　　　　　　　・・・（
１》ｃＢ　２−　（１／Ｎ）ｎ子　（６（ｔ）−ｑ（ｔ
））２　　　　　　　　　　　　・・・（２）ただし、
ｔｏ：現在時刻（９時から２２時の間）Ｎ　：データの
個数（ｔｏ　−８）そして、これらの誤差σ０２，σＩ２大きさを比較して
、以下に示すように判定する。

（ａ）　　σ０２〈σ１２ならば平均熱負荷予測値万（
１）の方が予測データとして適切である。

（ｂ）　　σ０２〉σＩ２ならば１次熱負荷予７！！１
値ｑ（１）の方が予測データとして適切である。

（Ｃ）　　σｏ２−σ１２ならばどちらの予測値を選択
しても良い。

そして、上述した（ａ）の場合には、次の（３），　（
４）式によって修正熱負荷予測値６゛を求める。

Ｑ−（ｔ＋１）一ｑや，　　　　　　　　・・・（３）
合”　　（ｔ＋ｎ）−βｍ　−　１　　（　ｑ　＋１一
百（ｔ＋１））＋τ（ｔ＋ｎ）　　　・・・（４）また
、上述した（ｂ）．　（Ｃ）の場合には、次の（５），
　（６）式によって修正熱負荷予測値ｑ　を求める。

分　−　　　（ｔ＋１）　　　−Ｑ＋ｔ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・《５｝倉”　　
（ｔ＋ｎ）一β“−１　（合川一分（ｔ＋１））＋ｑ　
（ｔ＋ｎ）　　　・・・（６｝ただし、β：ＯＳβ≦１
の定数ｎｅｔＯ（ｔ＋ｎ≦２２なる整数（３）．　（４）式では、現在時刻ｔｏから２２時まで
の間に、現在の実績熱負荷データｑが徐々に平均熱負荷
予測値Ｗに接近するように、修正熱負荷予ΔＰＩ値↑“
を求めている。

また、（５），　（６）式では、現在時刻ｔｏから２２
時までの間に、現在の実績熱負荷データｑが徐々に１次
熱負荷予測値ｑに接近するように修正熱負荷予測値ｑ　
を求めている。

こうして求められた修正熱負荷予測値分１よ９時から２
２時までの間は切換部９を介して蓄熱計画演算部１０に
供給されるので、蓄熱計画演算部１０では、この予測値
を基に被冷暖房設６１１に供給する冷水、温水、蒸気量
を求める。これによって、操作部１１は実際に冷水、温
水、蒸気が所定量供給されるように冷暖房設備２に操作
指令を与える。

また、時刻が２２時を経過すると、切換部９が動作して
１次熱負荷予測値分が出力されるようになる。つまり、
熱消費量が少ない時間帯では１次熱負荷予測値脅が外れ
ることは殆んどないのでこの予測値ｑを使用し、熱消費
量が多い時間帯（９時〜２２時）では、できるだけ新し
い実績熱負荷データに基づいて何れかの予測値を修正し
、この修正熱負荷予測値分゛を用いて蓄熱計画を行なう
ようにしているのである。

このようにして、本実施例では、熱消費量の少ない時間
帯である０時〜９時，２２時〜２４時の間は、１次熱負
荷予測値ｑが正確であると判断して、この予測値令によ
る蓄熱計画が行なわれる。

また、熱消費量の多い時間帯である９時〜２２時の間は
、１次熱負荷予測値舎と平均熱負荷予測値石のうち現在
の実勢熱負荷データとの誤差が小さいものを選択し、選
択された予測値を２次熱負荷予測値ｑや、を用いて修正
している。そして、求められた修正熱負荷予測値谷゛に
基づいて蓄熱計画が行なわれる。

従って、前日中に予測した当日の熱負荷予測値が外れた
場合でも、この予測値が当日における最新熱負荷実績値
に基づいて修正されるので、常時、精度の良い熱負荷予
測が可能となる。

なお、本実施例では、他の熱負荷予測手段として、平均
値演算部を設けるＩＩＩＦｆ５．とじたが、これ以外の
方法で当日の熱負荷を予ｆｉｌ１する演算部を複数設置
しても良い。

［発明の効果］以上説明したように、本発明では、前日中に予測された
当日の熱負予測データを、当日におけろ最新の熱負荷実
績値で修正している。従って、前日における熱負荷予測
が外れた場合でも精度の良い熱負荷予測が可能となり、
従来のように熱消費機器へ供給する熱量が不足したり、
過剰となることはなくなり、適切な熱エネルギー、の供
給が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構威図、第２図は１次
熱負可予測値ｑ，平均熱負荷予測値石，及び熱負荷実績
値の変化を示す図である。３・・・熱負荷検出器　　　４・・・熱負荷予７１１１
　？ｍ算部５・・・１次熱負荷予測部　６・・・２次熱
負荷″ｆ−Ａｐｔ部７・・・平均値演算部　　　８・・
・予測データ修疋部９・・・切換部ｌ０・・・蓄熱計画演算部

Claims

【特許請求の範囲】熱消費機器で消費される熱負荷データを検出する熱負荷
検出手段と、前記熱負荷検出手段で検出された前日以前の熱負荷デー
タから当日の熱負荷を予測する第１の熱負荷予測手段と
、前記第１の熱負荷予測手段とは異なる１以上の方法で当
日の熱負荷を予測する他の熱負荷予測手段と、当日における現在までの熱負荷データから、所定時間後
の熱負荷を予測する第２の熱負荷予測手段と、前記第１の熱負荷予測手段、及び他の熱負荷予測手段の
各予測データのうち、現在の熱負荷検出データとの誤差
が最小となるものを選択し、選択された予測データを前
記第２の熱負荷予測手段による予測データに基づいて修
正する修正手段と、前記第１の熱負荷予測による予測デ
ータと前記修正手段による予測データとを所定の時間帯
で切換えて出力する切換手段と、を有することを特徴とする熱負荷予測装置。