WO2024252601A1 - 空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラム - Google Patents

空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラム Download PDF

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WO2024252601A1
WO2024252601A1 PCT/JP2023/021281 JP2023021281W WO2024252601A1 WO 2024252601 A1 WO2024252601 A1 WO 2024252601A1 JP 2023021281 W JP2023021281 W JP 2023021281W WO 2024252601 A1 WO2024252601 A1 WO 2024252601A1
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air
air conditioner
information
selection
conditioned space
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隆太郎 浅野
智哉 福井
直彦 本間
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G06Q10/10—Office automation; Time management
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    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
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    • G06Q30/0601—Electronic shopping [e-shopping]
    • G06Q30/0631—Recommending goods or services

Definitions

  • This disclosure relates to an air conditioner selection system, a server, an information processing terminal, and a program for selecting an air conditioner.
  • Patent Document 1 describes that information related to the building and meteorological conditions are input into the air-conditioning equipment selection system as information required for heat load calculations.
  • the information related to the building includes the structure, thermal characteristics, and area of the walls, windows, ceiling, and floors that make up the space to be air-conditioned, as well as the solar radiation load, ventilation volume, indoor temperature conditions, and outdoor temperature conditions of the space to be air-conditioned.
  • the air conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 calculates the heat load based on information about the building and weather conditions, but among the information about the building, the thermal characteristics, area, solar radiation load, and ventilation rate of the space to be air-conditioned are parameters that can be expressed only as scalar quantities. Meanwhile, Patent Document 1 states that the information about the building includes information about the structure of the walls, windows, ceilings, and floors that make up the space to be air-conditioned, but does not clearly state the content of the structure.
  • parameters for building information correspond to one-dimensional information that can express scalar quantities on one coordinate axis.
  • parameters such as the shape of the air-conditioned space and the position of windows require not only scalar quantities but also directional information, and therefore correspond to two- or three-dimensional information. For example, when comparing a space to be air-conditioned that has a rectangular floor shape with a space to be air-conditioned that has a diamond floor shape, the flow of air blown out from the indoor unit of the air conditioner into the space to be air-conditioned will be different, even if the floor area, which is the scalar quantity for each, is the same.
  • the air conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 calculates the heat load using one-dimensional information when selecting an air conditioner, and does not take into account two-dimensional or three-dimensional information.
  • the air conditioner selected by the air conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 may have over-specified or under-specified air conditioning capacity.
  • the air conditioner may not be able to operate appropriately for the space to be air-conditioned, which may result in reduced operating efficiency and increased power consumption.
  • This disclosure has been made to solve the problems described above, and provides an air conditioner selection system, server, information processing terminal, and program that can select air conditioners that reduce power consumption.
  • the air conditioner selection system is an air conditioner selection system that selects an air conditioner, and has an input unit for inputting information necessary to determine the air state of the air conditioned space, the air conditions of the air conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraint conditions that the air conditioner must satisfy, a storage unit that stores information on the air conditioner selection candidates, and a selection unit that selects an air conditioner that satisfies the air conditions and the constraint conditions from the air conditioner selection candidates stored in the storage unit based on data input to the input unit, and the information necessary to determine the air state of the air conditioned space that is input to the input unit includes three-dimensional information about the air conditioned space.
  • the server is a server that is connected to an information processing terminal via a network and selects an air conditioner, and has a memory unit that stores information on the selection candidates for the air conditioner, and a selection unit that, upon receiving from the information processing terminal, information necessary for determining the air state of the air conditioned space, the air conditions of the air conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraint conditions that the air conditioner must satisfy, selects an air conditioner that satisfies the air conditions and the constraint conditions from the selection candidates for the air conditioner stored in the memory unit based on the data received from the information processing terminal, and the information necessary for determining the air state of the air conditioned space that is received from the information processing terminal includes three-dimensional information regarding the air conditioned space.
  • the information processing terminal is an information processing terminal connected to a server that selects air conditioners via a network, and has an input unit that transmits input data to the server when information necessary for determining the air state of the air conditioned space, the air conditions of the air conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraints that the air conditioner must satisfy are input, and a display unit that displays the selection results when the selection results of the air conditioner by the server are received from the server, and the information necessary for determining the air state of the air conditioned space that is input to the input unit includes three-dimensional information regarding the air conditioned space.
  • the program disclosed herein is a program executed by a computer that selects an air conditioner, and causes the computer to execute a storage procedure for storing information on the selection candidates for the air conditioner, an input procedure for inputting information necessary for determining the air state of the air conditioned space, the air conditions of the air conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraints that the air conditioner must satisfy, and a selection procedure for selecting an air conditioner that satisfies the air conditions and the constraints from the selection candidates for the air conditioner stored in the storage procedure, based on data input in the input procedure, and the information necessary for determining the air state of the air conditioned space in the input procedure includes three-dimensional information on the air conditioned space.
  • the air condition in the space can be obtained as a three-dimensional distribution. Based on the obtained distribution of air conditions, an air conditioner that satisfies the specified air conditions and constraint conditions is selected. Compared to when an air conditioner is selected based only on the heat load calculated based on one-dimensional information, an air conditioner that precisely matches the air conditions in the target air conditioned space and the constraint conditions of the air conditioner is selected. This prevents the selection of an air conditioner with over- or under-specified air conditioning capacity, making it possible to reduce power consumption.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example configuration of an air-conditioner selection system according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an air-conditioned space in which an air conditioner is installed.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of an interface of a first input unit illustrated in FIG. 1 .
  • 2 is a conceptual diagram illustrating an example of an interface of a second input unit illustrated in FIG. 1 .
  • 2 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of a selection unit shown in FIG. 1 .
  • 4 is a flowchart showing an operation procedure of the air conditioner selection system according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of an air conditioner selection system according to Modification 1.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an air conditioner selection system according to Modification 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an air-conditioned space in which an air conditioner is installed.
  • FIG. 2 is a conceptual
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of an air conditioner selection system according to Modification 2.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example configuration of an air conditioner selection system according to a second embodiment.
  • 13 is a flowchart showing an operation procedure of the air conditioner selection system according to the second embodiment.
  • 13 is a flowchart showing an operation procedure of the air conditioner selection system according to the third embodiment.
  • 13 is a flowchart showing an operation procedure of the air conditioner selection system according to the fourth embodiment.
  • 13 is a flowchart showing an operation procedure of the air conditioner selection system according to the fifth embodiment.
  • Embodiment 1 (System Overview) The configuration of the air-conditioner selection system according to the present embodiment 1 will be described.
  • Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the air-conditioner selection system according to the embodiment 1.
  • Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of an air-conditioned space in which an air-conditioner is installed.
  • the air conditioner selection system 100 of the first embodiment is a system for selecting an air conditioner 2 to be installed in the air conditioned space 1 shown in FIG. 2.
  • the air conditioned space 1 shown in FIG. 2 is an example of a room in a building. If the building is an apartment building, the air conditioned space 1 shown in FIG. 2 is one of the rooms in the building. If the building is a single-story detached house, the air conditioned space 1 shown in FIG. 2 is the main room of the building.
  • the building is assumed to be a regular house, and the air conditioner 2 is assumed to be a home air conditioner.
  • the air conditioners targeted by the air conditioner selection system 100 of the present disclosure are not limited to either home air conditioners or commercial air conditioners.
  • home air conditioners are simpler in configuration than commercial air conditioners, the following explanation will be mainly focused on home air conditioners as the air conditioners targeted by the air conditioner selection system 100.
  • the space to be air-conditioned 1 is a space surrounded by a ceiling 4, a floor 7, and a number of walls 3. As shown in FIG. 2, a window 6 may be provided in the wall 3.
  • FIG. 2 shows a virtually installed air conditioner 2.
  • the air conditioner 2 has an indoor unit and an outdoor unit, and performs air conditioning by discharging indoor heat absorbed by the indoor unit to the outside via the outdoor unit during cooling, and discharging outdoor heat absorbed by the outdoor unit to the inside of the room during heating.
  • the indoor unit is often attached to the wall 3, and the outdoor unit is attached outdoors.
  • the air conditioner selection system 100 is used to select an air conditioner, including an indoor unit and an outdoor unit, for air-conditioning the air-conditioned space 1.
  • the air conditioner selection system 100 is primarily used by people such as purchasers, installers, and sellers of air conditioners. Hereinafter, these people who use the air conditioner selection system 100 will be referred to as "users.”
  • the air conditioner selection system 100 has an input unit 5, a selection unit 30, a storage unit 40, and a display unit 50.
  • the air conditioner selection system 100 is, for example, an information processing device such as a computer.
  • the input unit 5 has a first input unit 10 for the user to input information about the air-conditioned space 1, and a second input unit 20 for the user to input the conditions required of the air conditioner 2.
  • the memory unit 40 stores information on the selection candidates for the air conditioner 2.
  • the selection unit 30 selects an appropriate air conditioner from the selection candidates for the air conditioner 2 stored in the memory unit 40 based on the information input to each of the first input unit 10 and the second input unit 20.
  • the display unit 50 outputs the results of the selection by the selection unit 30 to the user.
  • the selection results may be displayed by the display unit 50 shown in FIG. 1, or may be provided to the user as data.
  • the air conditioner selection system 100 basically comprises the input unit 5 including the first input unit 10 and the second input unit 20, the selection unit 30, the storage unit 40, and the display unit 50. Each component is constructed by combining software including programs and data with hardware.
  • Information relating to the air-conditioned space 1 that is necessary when selecting an air conditioner is input by the user to the first input unit 10.
  • the information relating to the air-conditioned space 1 that is necessary when selecting an air conditioner is information necessary to determine the air condition in the air-conditioned space 1.
  • Information necessary to determine the air condition in the air-conditioned space 1 includes, for example, geometric information, thermal information, and meteorological information.
  • Geometric information is information such as the area, height, layout, and window arrangement of the air-conditioned space 1.
  • Thermal information is information such as the insulation performance and airtightness of the walls and ceiling, and the amount of ventilation.
  • Meteorological information is information such as the outside temperature, amount of solar radiation, and room orientation. Geometric information, thermal information, and meteorological information are classified into one-dimensional information and three-dimensional information.
  • One-dimensional information is information obtained as scalar quantities, such as the area of a room and ventilation rate. Some one-dimensional information belongs to the information used in conventional heat load calculation processing, or the information used to select air conditioners using conventional heat load calculations. On the other hand, three-dimensional information is information that cannot be expressed as scalar quantities, such as the shape of the room and the arrangement and shape of windows. Also, when the thermal properties of the multiple walls surrounding the sides of the space to be air-conditioned differ from wall to wall, the information on the arrangement and thermal properties of each wall belongs to three-dimensional information in the space.
  • the air conditioner selection system 100 disclosed herein is characterized in that the above three-dimensional information is input and used to select air conditioners.
  • information showing the floor plan is often shown as two-dimensional information in a diagram, as can be seen from advertising diagrams by real estate agents, but in this disclosure, information showing the floor plan is also included in the three-dimensional information.
  • the three-dimensional information when the coordinate of the Z-axis (the direction opposite to gravity is positive) is set to zero becomes two-dimensional information showing the floor plan.
  • the air conditioner selection system 100 can perform a minimum thermal calculation by setting a provisional value for the insulation performance of the wall based on the material of the wall.
  • the air conditioner selection system 100 can perform a minimum calculation if the region where the building is located or the direction of the building is known. When such necessary information is unknown, the air conditioner selection system 100 can perform calculations based on the input information, substituting provisional values or general values for the unknown information. However, the less information there is, the lower the accuracy of determining the indoor air condition. The more information is input to the first input unit 10, the more precise and accurate the selection process the air conditioner selection system 100 can perform. On the other hand, even if there is little information input to the first input unit 10, the air conditioner selection system 100 can perform a minimum selection process, although the accuracy will be lower.
  • the one-dimensional information that is particularly desirable to be input to the first input unit 10 in order to effectively operate the air conditioner selection system 100 of the present disclosure is the volume of the target air conditioned space 1, the thermal properties of each wall and the thermal properties of the glass of each window, the ventilation rate, and the outside air temperature and humidity.
  • the three-dimensional information that is particularly desirable to be input to the first input unit 10 is data on the three-dimensional shape of the target air conditioned space 1, the direction of each wall of the target air conditioned space 1, the position and shape of the windows, and the position and heat value of heating elements in the target air conditioned space 1.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the interface of the first input unit shown in FIG. 1.
  • the display unit 50 may display the image shown in FIG. 3, and the user may operate an input device (not shown) such as a keyboard and mouse to input information for each item while looking at the image displayed by the display unit 50.
  • the example interface image shown in FIG. 3 shows that there are columns for inputting one-dimensional information such as the region and size of the room as "basic information," and two-dimensional information such as the shape of the room and the position of the windows as "floor plan information.”
  • the interface image shown in FIG. 3 is an example of input information, and it is necessary to design an appropriate interface according to the input information required by the air conditioner selection system 100 and the attributes of the user.
  • the floor plan information shown in FIG. 3 indicates that window 6-1 is double glazed and has dimensions H1 x W1.
  • the floor plan information also indicates that window 6-2 is single glazed and has dimensions H2 x W2.
  • the floor plan information indicates that walls 3-1 and 3-2 face the interior of the room, and walls 3-3 and 3-4 face the exterior.
  • the second input unit 20 is used by the user to input an air conditioning target, which is a target that the air conditioner must achieve.
  • the air conditioning target includes the air conditions in the conditioned space 1 that the user wants the air conditioner to achieve, and constraint conditions that the air conditioner must satisfy.
  • Air conditions are conditions for physical quantities that represent the air state in the air-conditioned space 1.
  • conditions for physical quantities that represent the air state in the air-conditioned space 1 are referred to as "air targets.”
  • the air target is, for example, the temperature or wind speed at a specific position in the air-conditioned space 1.
  • the air target may also be a temperature distribution or spatial average temperature in a specific range in the air-conditioned space 1.
  • the temperature at a specific position and the temperature distribution in a specific range may be average values for a predetermined period of time.
  • the constraint conditions that an air conditioner must satisfy include at least one of the following: the condition on the installation location of the air conditioner, the condition on monetary costs such as the unit price of the air conditioner, and the condition on the power consumed by the air conditioning performed by the air conditioner.
  • the constraint conditions that an air conditioner must satisfy may also include a condition on the presence or absence of a specific function such as a function to automatically clean the inside of the indoor unit, or a condition on specifications other than air conditioning performance such as noise.
  • the condition on the power consumed by the air conditioner for air conditioning performed by the air conditioner is also related to running costs, so it may be included in the condition on monetary costs.
  • the constraint conditions that an air conditioner must satisfy may be given in the form of specific numerical values, for example, a condition on monetary costs such as “unit price of 200,000 yen or less” and a condition on noise such as “noise level of 40 dB or less”, or may be given in the form of a condition on power consumption that indicates the direction of selection such as "minimum power consumption”.
  • the air conditioner selection system 100 of the present disclosure it is desirable to include at least the air target and conditions related to the power consumption and installation location of the air conditioner as the air conditioning target input to the second input unit 20. By including these conditions in the air conditioning target, it is possible to select an air conditioner and its installation location that achieves the air target with less power consumption.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the interface of the second input unit shown in FIG. 1.
  • the display unit 50 displays the image shown in FIG. 4, and the user can operate an input device (not shown) such as a keyboard and mouse to input information for each item while looking at the image displayed by the display unit 50.
  • the example of the interface image shown in FIG. 4 shows a case in which the total cost is minimized when the life of use is set to 10 years as the cost target, the average temperature of the entire room is specified as the air target during cooling operation, and the average temperature in a specific range within the room is specified as the air target during heating operation.
  • the configuration of the storage unit 40 will be described.
  • the storage unit 40 is, for example, a HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive).
  • the storage unit 40 stores information necessary for selecting an air conditioner.
  • the information necessary for selecting an air conditioner is, for example, specification information and price information of all air conditioners that are candidates for selection.
  • the storage unit 40 does not necessarily need to store all necessary information at all times.
  • a network not shown
  • the Internet such as the Internet
  • the storage unit 40 may obtain the necessary information from a catalog published on a website via the network.
  • the storage unit 40 may obtain information that is similar to the necessary information from the catalog published on the website and use the similar information as a substitute for the necessary information.
  • the configuration of the selection unit 30 will be described.
  • the selection unit 30 performs calculations to select an air conditioner.
  • the selection unit 30 performs calculations required for selecting an air conditioner using data input to the first input unit 10 and the second input unit 20, and selects an optimal air conditioner based on information on the air conditioner selection candidates acquired from the storage unit 40.
  • the optimal air conditioner means, for example, the model and installation location of an air conditioner that can achieve the air conditioning target with the minimum power consumption for a space having the characteristics input to the first input unit 10 when the average temperature at a specific position is input to the second input unit 20 as the air target, and the minimization of power consumption and the range of the wall surface on which the air conditioner can be installed are input as constraints.
  • the selection unit 30 obtains a three-dimensional distribution of the air condition in the air conditioned space 1 according to the characteristics based on the one-dimensional information and three-dimensional information of the air conditioned space 1.
  • the selection unit 33 selects an air conditioner that satisfies the air condition of the specified air conditioned space 1 and the constraints of the air conditioner based on the obtained distribution of the air condition.
  • the selection unit 30 determines the air conditioning output required to air-condition the air-conditioned space 1 based on the obtained air condition distribution, and determines the model and installation location of the air conditioner that can achieve that air conditioning output with the minimum necessary power consumption.
  • the optimal air conditioner selected by the selection unit 30 does not necessarily have to be limited to a single model.
  • the selection unit 30 may select multiple candidates as the optimal air conditioner and display a list of the multiple candidates on the display unit 50.
  • a single or multiple candidate air conditioners selected by the selection unit 30 will be referred to as the optimal air conditioner.
  • the selection unit 30 selects multiple candidates and displays them on the display unit 50, allowing the user to select an air conditioner that best meets their needs from the multiple candidates.
  • the display unit 50 is, for example, a liquid crystal display.
  • the display unit 50 displays information related to the optimal air conditioner selected by the selection unit 30.
  • the information related to the air conditioner includes information on the model of the air conditioner as well as information on the appearance, specifications, price, etc. of the air conditioner.
  • the display unit 50 may also display information that is the basis for selecting the air conditions to be achieved by the air conditioner, etc.
  • the selection result by the selection unit 30 is outputted by the display unit 50 so that the user can visually recognize it, but the information on the selection result does not necessarily have to be outputted visually.
  • information on the selected air conditioner may be provided as data to an information processing terminal (not shown) used by the user.
  • FIG. 5 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the selection unit shown in FIG. 1.
  • the selection unit 30 shown in FIG. 1 has a processor 91 such as a CPU, and a memory 92.
  • the functions of the selection unit 30 are realized by the processor 91 and the memory 92.
  • FIG. 5 shows that the processor 91 and the memory 92 are connected to each other so that they can communicate with each other via a bus 93.
  • the functions of the selection unit 30 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software and firmware are written as programs and stored in the memory 92.
  • the processor 91 realizes the functions of the selection unit 30 by reading and executing the programs stored in the memory 92.
  • the program executed by the processor 91 does not have to be stored in advance in the memory 92, and may be provided to the user's information processing device (not shown) from an information processing device (not shown) such as a server via a network (not shown). In addition, the program executed by the processor 91 may be provided to the user in a packaged state as dedicated software.
  • non-volatile semiconductor memory such as ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable and Programmable ROM), and EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) may be used as the memory 92.
  • Volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory) may also be used as the memory 92.
  • removable recording media such as magnetic disks, flexible disks, optical disks, CDs (Compact Discs), MDs (Mini Discs), and DVDs (Digital Versatile Discs) may also be used as the memory 92.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation procedure of the air-conditioner selection system according to embodiment 1.
  • the user inputs information required to determine the air state of the air conditioned space 1 into the first input unit 10, and inputs the air conditions in the air conditioned space 1 that the air conditioner is to achieve and the constraint conditions that the air conditioner must satisfy into the second input unit 20.
  • the user sets the conditions required to select an air conditioner in the air conditioner selection system 100, including three-dimensional information about the air conditioned space 1 in the information required to determine the air state of the air conditioned space 1 (step S1).
  • the selection unit 30 selects an air conditioner that satisfies the air conditions and constraint conditions from among the air conditioner selection candidates stored in the memory unit 40, based on the data input to the input unit 5.
  • the display unit 50 outputs information about the air conditioner selected by the selection unit 30.
  • the optimal air conditioner that meets the user's preferences and satisfies the air conditions in the air-conditioned space 1 and the constraints of the air conditioner is selected.
  • the configuration of the air conditioner selection system 100 is not limited to a single information processing device.
  • the functions of the air conditioner selection system 100 may be shared and executed by multiple information processing devices, and the air conditioner selection system 100 may be realized by multiple information processing devices. Below, modified examples of the configuration of the air conditioner selection system 100 are described.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example configuration of an air conditioner selection system according to Modification 1.
  • the air conditioner selection system 100a has an information processing terminal 60 and a server 70 connected to the information processing terminal 60 via a network 80.
  • the network 80 is, for example, a LAN (Local Area Network).
  • the network 80 may be the Internet.
  • the information processing terminal 60 has an input unit 5 and a display unit 50.
  • the server 70 has a selection unit 30 and a storage unit 40.
  • the operation of the air conditioner selection system 100a of this modified example 1 will be briefly described.
  • the user operates the information processing terminal 60 to input to the input unit 5 the information necessary to determine the air state of the air conditioned space, the air conditions of the air conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraint conditions that the air conditioner must satisfy.
  • the input unit 5 transmits the data input by the user to the server 70 via the network 80.
  • the selection unit 30 of the server 70 receives the data from the information processing terminal 60, it selects an air conditioner that satisfies the air conditions and constraint conditions based on the received data from among the air conditioner selection candidates stored in the storage unit 40.
  • the selection unit 30 transmits information of the selected air conditioner to the information processing terminal 60 via the network 80.
  • the display unit 50 of the information processing terminal 60 receives information of the selected air conditioner from the server 70, it displays the received information.
  • FIG. 7 shows a case where one information processing terminal 60 is connected to the network 80, multiple information processing terminals 60 may be connected to the server 70 via the network 80.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of an air conditioner selection system according to Modification 2.
  • the air conditioner selection system 100b has an information processing terminal 61 and a server 70 connected to the information processing terminal 61 via a network 81.
  • the network 81 is, for example, the Internet.
  • the network 81 may also be a LAN.
  • the information processing terminal 61 has an input unit 5, a display unit 50, and a control unit 65.
  • the control unit 65 has a memory 92 that stores programs, and a processor 91 that executes processing according to the programs, similar to the configuration described with reference to FIG. 5.
  • the memory 92 stores a program for a web browser.
  • the information processing terminal 61 may be a mobile terminal such as a smartphone or a PDA (Personal Digital Assistant), or may be a desktop or notebook PC (Personal Computer).
  • the selection unit 30 of the server 70 stores a program for executing the air conditioner selection process described in the first embodiment as a program for a web browser.
  • the operation of the air conditioner selection system 100b of this modified example 2 will be briefly described below.
  • the user operates the input unit 5 of the information processing terminal 61 to cause the control unit 65 to execute a web browser program.
  • the control unit 65 starts the web browser program, and when the user inputs an instruction to access the server 70, it sends an access request signal to the server 70 requesting access.
  • the selection unit 30 sends to the information processing terminal 61 a web page that displays a format in which the items necessary for air conditioner selection are listed.
  • the control unit 65 causes the display unit 50 to display the received web page. While viewing the items listed on the web page displayed on the display unit 50, the user inputs, via the input unit 5, the information necessary to determine the air state of the air-conditioned space, the air conditions of the air-conditioned space that the air conditioner is to achieve, and the constraint conditions that the air conditioner must satisfy.
  • the control unit 65 transmits the data input by the user to the server 70 via the network 81.
  • the selection unit 30 of the server 70 receives the data from the information processing terminal 61, it selects an air conditioner that satisfies the air conditions and constraint conditions based on the received data from among the air conditioner selection candidates stored in the storage unit 40.
  • the selection unit 30 transmits information on the selected air conditioner to the information processing terminal 61 via the network 81.
  • the display unit 50 of the information processing terminal 61 receives information on the selected air conditioner from the server 70, it displays the received information.
  • FIG. 8 shows a case where one information processing terminal 61 is connected to the network 81, multiple information processing terminals 61 may be connected to the server 70 via the network 81.
  • the server 70 may provide the program executed by the selection unit 30 to another information processing device (not shown) via the network 80 or 81.
  • the program executed by the selection unit 30 may be stored in a portable recording medium.
  • the program may be provided to another information processing device (not shown) by the recording medium that stores the program executed by the selection unit 30.
  • the air conditioner selection system 100 of the first embodiment has an input unit 5, a storage unit 40, and a selection unit 30.
  • the input unit 5 is for a user to input information necessary for determining the air state of the air conditioned space 1, the air conditions of the air conditioned space 1 that the air conditioner is to achieve, and the constraints that the air conditioner must satisfy.
  • the storage unit 40 stores information on selection candidates for air conditioners.
  • the selection unit 30 selects an air conditioner that satisfies the air conditions of the air conditioned space 1 and the constraints of the air conditioner from the selection candidates for air conditioners stored in the storage unit 40 based on the data input to the input unit 5.
  • the information necessary for determining the air state of the air conditioned space that is input to the input unit 5 includes three-dimensional information on the air conditioned space 1.
  • the air conditioner selection process three-dimensional information about the air conditioned space 1 is added to the information required to determine the air condition in the air conditioned space 1, and the air condition in the space is obtained as a three-dimensional distribution.
  • An air conditioner that satisfies the specified air conditions and constraint conditions is selected based on the obtained distribution of air conditions.
  • an air conditioner that precisely matches the air conditions in the air conditioned space and the constraint conditions of the air conditioner is selected. This prevents the selection of an air conditioner with over- or under-specified air conditioning capacity, making it possible to reduce power consumption.
  • an air conditioner that is suitable for the air conditions in the air conditioned space 1 and the constraint conditions of the air conditioner is selected, it is possible to reduce running costs and monetary costs.
  • the air conditioner selection system 100 calculates air conditions other than heat load, i.e., distribution of temperature and flow rate, by inputting three-dimensional information such as the layout, window positions, and thermal characteristics of each wall for the air-conditioned space 1 in addition to one-dimensional information such as floor area and insulation that is also used in conventional heat load calculations. Furthermore, the air conditions that the air conditioner must satisfy are also input to the air conditioner selection system 100. The air conditions are, for example, the capabilities that a user requires from an air conditioner. The air conditioner selection system 100 outputs the optimal air conditioner model and installation location based on this input information. This allows the user to obtain information on air conditioners and installation locations that are more precisely suited to the air-conditioned space 1 and the user's needs.
  • an air conditioner with air conditioning capacity and its installation location that takes into account the distribution of air conditions within the space is selected. Therefore, it is possible to select an air conditioner that is more suitable for the characteristics of the space and the preferences of the user.
  • the air conditioner selected based on the heat load by the air-conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 will have an over-specified air-conditioning capacity.
  • the air conditioner selected based only on the heat load by the air-conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 will have an under-specified air-conditioning capacity.
  • three-dimensional information of the air-conditioned space is input to the air-conditioner selection system 100 as information necessary to determine the air condition of the air-conditioned space, so that the three-dimensional distribution of the air condition in the space is reflected in the air-conditioner selection. Therefore, an air conditioner with good air-conditioning efficiency is selected when mainly air-conditioning the portion of the space desired by the user. As a result, power consumption can be reduced.
  • the heat load calculation in the air conditioner selection system disclosed in Patent Document 1 cannot take into account the installation location of the air conditioner, so there is a possibility that the air conditioner will not be able to perform at its maximum capacity during actual operation.
  • the installation location is input to the air conditioner selection system 100 as a constraint condition for the air conditioner, so that an air conditioner that meets not only the air conditions in the space 1 to be air conditioned but also the constraint conditions for the air conditioner is selected.
  • the air conditioner selected by the air conditioning equipment selection system disclosed in Patent Document 1 is an air conditioner that has the capacity to process the heat load of the space to be air-conditioned.
  • the comfort of the user is improved because indexes such as comfort that are tailored to the user's preferences obtained from the air conditions during use are reflected. For example, if a user prefers a higher temperature than the general set temperature in cooling operation, an air conditioning target including information on the average temperature in a specific range is input via the second input unit 20, and an air conditioner that meets the user's needs is selected.
  • Embodiment 2 the calculation process performed by the selection unit 30 based on the data input to the input unit 5 is divided into an evaluation calculation process and an optimization calculation process.
  • differences from the first embodiment will be mainly described, and detailed description of the configuration and operation similar to those of the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the air conditioner selection system according to the second embodiment.
  • the selection unit 30a has an evaluation calculation unit 31 and an optimization calculation unit 32.
  • the evaluation calculation unit 31 calculates the air state of the target space 1 to be air conditioned from the geometric information, thermal information, and meteorological information input to the first input unit 10 and the state of the air conditioner that is finally determined. Variables such as the installation position and air conditioning capacity of the air conditioner for determining the final state of the air conditioner are set as design variables. Such a calculation will be referred to as an evaluation calculation below.
  • the air state found by the evaluation calculation unit 31 is used to create an objective function in the optimization calculation unit 32.
  • the objective function is an evaluation function for evaluating the degree of achievement of the current design variables relative to the target.
  • the objective function is composed of not only the degree of achievement of the air state found by the evaluation calculation unit 31, but also constraints such as monetary costs and the degree of achievement of the air target input to the second input unit 20.
  • the optimization calculation unit 32 evaluates the value of the objective function and updates the design variables in a direction that is deemed more optimal.
  • the optimization calculation unit 32 determines the optimal values of the design variables by repeatedly evaluating the value of the objective function and updating the design variables. This type of calculation is called optimization calculation.
  • optimization calculation There are various methods for optimization calculation, such as gradient methods, genetic algorithms, and Bayesian optimization. There are various methods, and the optimization method used in this system is not limited to any one of them.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation procedure of the air conditioner selection system according to the second embodiment.
  • the processing of steps S1 and S3 is similar to the content explained with reference to Figure 6 in the first embodiment, and therefore a detailed explanation thereof will be omitted.
  • the processing of step S2 will be explained in detail.
  • step S11 the evaluation calculation unit 31 sets initial values of the design variables.
  • step S12 the evaluation calculation unit 31 performs an evaluation calculation based on the input conditions and information on the design variables, and calculates the objective function.
  • step S13 the optimization calculation unit 32 evaluates the value of the objective function.
  • step S14 the optimization calculation unit 32 judges whether the target is satisfied. If the result of the judgment in step S14 is that the target is not satisfied, the optimization calculation unit 32 updates the design variables. After the processing in step S15, the selection unit 30a returns to the processing in step S12. On the other hand, if the result of the judgment in step S14 is that the target is satisfied, the optimization calculation unit 32 outputs the evaluation result to the display unit 50 (step S3).
  • the air conditioner selection system 100 of the second embodiment by repeatedly executing evaluation calculations and optimization calculations, it is possible to search for values of design variables that best satisfy the targets and select the optimal air conditioner.
  • Embodiment 3 an evaluation calculation unit 31 uses numerical calculations by CFD (Computational Fluid Dynamics) for the evaluation calculation.
  • CFD computational Fluid Dynamics
  • differences from the second embodiment will be mainly described, and detailed descriptions of the configuration and operation similar to those of the second embodiment will be omitted.
  • the selection unit 30a has an evaluation calculation unit 31 and an optimization calculation unit 32, similar to the configuration described with reference to FIG. 9.
  • the evaluation calculation unit 31 uses CFD as part of the evaluation calculation.
  • CFD is a computational fluid analysis that numerically calculates the spatial distribution of physical quantities related to air conditions based on given conditions.
  • CFD requires the three-dimensional geometric shape of the space, boundary conditions, and initial conditions.
  • the three-dimensional geometric shape of the space is obtained from the geometric information input to the first input unit 10.
  • boundary conditions the thermal properties of the walls and windows and the inflow and outflow of air are obtained from the thermal information input to the first input unit 10.
  • the initial conditions for example, as the initial conditions, such as a still air state that is the same as the outside temperature.
  • CFD requires modeling the operation of the air conditioner.
  • the simplest model involves setting boundary conditions for the air volume and heat quantity according to the operating state of the air conditioner. Specifically, the amount of air given from the air conditioner to the space per unit time and the heat given to the air in the space are set as boundary conditions at the air conditioner's outlet.
  • sensible heat which appears as a change in air temperature
  • latent heat that is condensed and discharged during cooling operation is also taken into account.
  • the evaluation calculation unit 31 does not necessarily need to perform all of the evaluation calculations using CFD.
  • the evaluation calculation unit 31 calculates the heat load using a conventional calculation method in addition to calculating the spatial distribution of temperature and flow velocity using CFD, and combines the results of these calculations to form the evaluation calculation.
  • the optimization calculation unit 32 uses the result of this evaluation calculation in the objective function.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation procedure of the air conditioner selection system according to the third embodiment.
  • the processing of steps S1 and S3 is similar to that described with reference to FIG. 6 in the first embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.
  • the processing of steps S11 and S12 to S15 is similar to that described with reference to FIG. 10 in the second embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.
  • step S21 the evaluation calculation unit 31 sets the CFD calculation conditions.
  • step S22 the evaluation calculation unit 31 calculates the physical quantities by CFD based on the information on the CFD calculation conditions and design variables, and calculates the objective function.
  • more accurate evaluation calculations can be performed by numerical calculations based on physical governing equations, thereby improving the accuracy of air conditioner selection.
  • Embodiment 4 is designed to achieve faster processing than the third embodiment. In the fourth embodiment, differences from the third embodiment will be mainly described, and detailed descriptions of the configuration and operation similar to those of the third embodiment will be omitted.
  • the selection unit 30a has an evaluation calculation unit 31 and an optimization calculation unit 32, similar to the configuration described with reference to FIG. 9.
  • the CFD used by the evaluation calculation unit 31 for the evaluation calculation is a method of determining the distribution of physical quantities in space through repeated calculations by a processor, and generally requires a long time to obtain a solution.
  • a computer and software suitable for high-speed calculations are required, and even if a computer and software suitable for high-speed calculations are used, there is a limit to how fast the calculation can be achieved within the realistic cost and technical range.
  • the evaluation calculation unit 31 of this embodiment 4 therefore performs evaluation calculations using a surrogate model that uses machine learning.
  • the surrogate model is a machine learning model that inputs calculation conditions such as boundary conditions and initial conditions, and outputs values of physical quantities obtained by experiments or CFD.
  • the surrogate model is trained using large amounts of data obtained from CFD, experiments, and observations in the real space.
  • the surrogate model is constructed by applying common techniques such as DNN (Deep Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), GAN (Generative Adversarial Network), and Diffusion Model. Note that the method of constructing the surrogate model is not limited to these methods.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation procedure of the air conditioner selection system according to the fourth embodiment.
  • the processing of steps S1 and S3 is similar to that described with reference to FIG. 6 in the first embodiment, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
  • the processing of steps S11 and S12 to S15 is similar to that described with reference to FIG. 10 in the second embodiment, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
  • step S31 the evaluation calculation unit 31 estimates physical quantities using machine learning. Specifically, the evaluation calculation unit 31 performs an evaluation calculation using a proxy model based on the input conditions and design variable information to calculate an objective function.
  • the air conditioner selection system 100 of the fourth embodiment by performing evaluation calculations using a proxy model, the amount of calculations required is reduced compared to CFD, and the processing speed of the entire system can be improved. In addition, by using experimental data when learning the proxy model, the accuracy of the evaluation calculations can also be improved.
  • Embodiment 5 the selection process is faster than in the embodiment 4. In the present embodiment 5, differences from the embodiment 1 will be described, and detailed description of the configuration and operation similar to the embodiment 1 will be omitted.
  • the configuration of the air conditioner selection system 100 in this embodiment 5 is the same as the configuration described with reference to FIG. 1 in embodiment 1.
  • the selection unit 30 selects an air conditioner using a machine learning model.
  • the processing speed of the entire system is improved by using machine learning in the evaluation calculation unit 31 of the selection unit 30.
  • the optimization calculation unit 32 performs calculations to maximize or minimize an objective function based on the results of the evaluation calculation unit 31.
  • the optimization process becomes a bottleneck in the processing speed of the entire system. Therefore, in the fifth embodiment, machine learning is used in the entire processing of the selection unit 30 to further increase the speed.
  • the selection unit 30 uses a machine learning model that outputs the optimal air conditioner or a candidate for the optimal air conditioner to the display unit 50 for the information input to the first input unit 10 and the second input unit 20.
  • the selection unit 30 stores in the storage unit 40 a data set consisting of the input information input to the first input unit 10 and the second input unit 20 and the output information output to the display unit 50, creates it using a flow similar to any of those shown in Figures 10 to 12, and builds a machine learning model by learning it in advance.
  • the selection unit 30 can select air conditioners that meet the air conditioning targets using a pre-trained machine learning model, eliminating the need to perform evaluation and optimization calculations, and improving the processing speed of the entire system.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation procedure of the air conditioner selection system according to the fifth embodiment.
  • the processing of steps S1 and S3 is similar to that described with reference to FIG. 6 in the first embodiment, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
  • step S41 the selection unit 30 uses a machine learning model to select an air conditioner that satisfies the air conditions of the space to be air-conditioned and the constraints on the air conditioner, based on the input conditions.
  • the optimal air conditioner can be selected without going through optimization calculations, thereby increasing the processing speed of the entire system.
  • Modifications 1 and 2 may be applied to any of the second to fifth embodiments.
  • Air-conditioned space 2 Air conditioner, 3, 3-1 to 3-4 Walls, 4 Ceiling, 5 Input section, 6, 6-1, 6-2 Window, 7 Floor, 10 First input section, 20 Second input section, 30, 30a Selection section, 31 Evaluation calculation section, 32 Optimization calculation section, 40 Memory section, 50 Display section, 60, 61 Information processing terminal, 65 Control section, 70 Server, 80, 81 Network, 91 Processor, 92 Memory, 93 Bus, 100, 100a, 100b Air conditioner selection system.

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Abstract

空調機選定システムは、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と空調機に達成させたい空調対象空間の空気条件および空調機が満たすべき制約条件とを入力するための入力部と、空調機の選定候補の情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された空調機の選択候補の中から、入力部に入力されたデータに基づいて、空気条件および制約条件を満たす空調機を選定する選定部と、を有し、入力部に入力される、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、空調対象空間に関する３次元情報を含むものである。これにより、空調対象空間の条件およびユーザのニーズに適合した空調機が選定される。

Description

空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラム
　本開示は、空調機を選定するための空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラムに関する。
　空調機のユーザは、空調機を購入する際、通常、空調機が設置される部屋の床面積を空調機の選択指標にして、床面積に対応する空調能力を備えた空調機を選定する。近年、新たに建築される住宅は、冬季における保温性および夏季における保冷性を高めるために高気密化および高断熱化されていることが多い。このような住宅に住むユーザが床面積のみを選択指標として空調機を選択してしまうと、冬季の暖房能力および夏季の冷房能力が過剰になってしまう。空調能力に関して過剰なスペックの空調機を使用すると、冬季に限らず、空調機の運転時のエネルギー効率が低くなる。空調能力に関して、過剰なスペックの空調機を使用すると、適切なスペックの空調機を使用する場合と比べて消費電力が大きくなるという課題がある。
　この課題に対して、ビル用マルチ空調機を対象として、空調機が設置される空間の熱負荷を算出し、複数種の空調機のそれぞれに設けられる圧縮機の馬力の情報を含む固有情報を参照し、必要な熱負荷処理能力を有する空調機を選定する空調機器選定システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、熱負荷計算に必要な情報として、建物に関する情報および気象条件が空調機器選定システムに入力されることが記載されている。建物に関する情報は、空調対象空間を構成する壁、窓、天井および床の構造、熱特性および面積等と、空調対象空間の日射負荷、換気量、室内温度条件および室外温度条件等である。
特許第６６８７０４３号公報
　特許文献１に開示された空調機器選定システムは、建物に関する情報および気象条件に基づいて熱負荷を計算しているが、建物に関する情報のうち、空調対象空間の熱特性、面積、日射負荷および換気量は、スカラー量のみで表すことができるパラメータである。一方、特許文献１には、建物に関する情報に、空調対象空間を構成する壁、窓、天井および床の構造の情報が含まれることが記載されているが、構造の内容について明確に記載されていない。
　建物に関する情報について、上記のパラメータは、スカラー量を１つの座標軸で表すことができる１次元情報に相当する。これに対して、空調対象空間の形状および窓の位置等のパラメータは、スカラー量だけでなく、方向に関する情報も必要になるため、２次元情報または３次元情報に相当する。例えば、空調対象空間の床の形状が長方形の場合と床の形状が菱形の場合とを比べると、それぞれのスカラー量である床面積が同じだとしても、空調機の室内機から空調対象空間に吹き出される空気の流れ方が異なる。
　特許文献１に開示された空調機器選定システムは、空調機を選定する際、１次元情報を用いて熱負荷を計算しており、２次元情報または３次元情報を考慮していない。そのため、特許文献１に開示された空調機器選定システムによって選定された空調機は、空調能力に関して過剰スペックまたは過小スペックになるおそれがある。その結果、空調機は空調対象空間に適した運転を行うことができず、運転効率が低下し、消費電力が増加してしまうことがある。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、消費電力を抑制した空調機を選定することができる空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラムを提供するものである。
　本開示に係る空調機選定システムは、空調機を選定する空調機選定システムであって、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを入力するための入力部と、前記空調機の選定候補の情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記入力部に入力されたデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定部と、を有し、前記入力部に入力される、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含むものである。
　本開示に係るサーバは、情報処理端末とネットワークを介して接続され、空調機を選定するサーバであって、前記空調機の選定候補の情報を記憶する記憶部と、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを前記情報処理端末から受信すると、前記記憶部に記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記情報処理端末から受信したデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定部と、を有し、前記情報処理端末から受信する、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含むものである。
　本開示に係る情報処理端末は、空調機を選定するサーバとネットワークを介して接続される情報処理端末であって、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とが入力されると、入力されたデータを前記サーバに送信する入力部と、前記サーバによる前記空調機の選定結果を前記サーバから受信すると、前記選定結果を表示する表示部と、を有し、前記入力部に入力される、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含むものである。
　本開示に係るプログラムは、空調機を選定するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記空調機の選定候補の情報を記憶させる記憶手順と、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを入力する入力手順と、前記記憶手順において記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記入力手順において入力されるデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定手順と、を前記コンピュータに実行させ、前記入力手順における、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含むものである。
　本開示によれば、空調機の選定処理において、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報に空調対象空間に関する３次元情報を加えることで、空間内の空気状態を３次元の分布で得られる。得られた空気状態の分布を基に、指定された空気条件および制約条件を満たす空調機が選択される。１次元情報に基づいて計算された熱負荷のみによって空調機を選定する場合に比べて、空調対象空間における空気条件および空調機の制約条件に精緻に適合した空調機が選定される。そのため、空調能力に関して過剰スペックまたは過小スペックの空調機を選定することが抑制され、消費電力を抑制することができる。
実施の形態１に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。 空調機が設置される空調対象空間の一例を示す概略図である。 図１に示した第１入力部のインターフェースの一例を示す概念図である。 図１に示した第２入力部のインターフェースの一例を示す概念図である。 図１に示した選定部の構成例を示すハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。 変形例１に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。 変形例２に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。
　本開示の空調機選定システム、サーバ、情報処理端末およびプログラムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において、同一の符号を付した構成は同一または同等の機能を有する構成であり、実施の形態１～５において共通するものとする。
実施の形態１．
（システムの概要）
　本実施の形態１の空調機選定システムの構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。図２は、空調機が設置される空調対象空間の一例を示す概略図である。
　本実施の形態１の空調機選定システム１００は、図２に示す空調対象空間１に設置される空調機２を選定するためのシステムである。図２に示す空調対象空間１は建物内の部屋の一例である。建物が集合住宅である場合、図２に示す空調対象空間１は建物の一部の部屋である。建物が平屋の一戸建ての場合、図２に示す空調対象空間１は建物の主要な部屋である。
　図２では建物として一般住宅を想定し、空調機２として家庭用の空調機を想定している。一方、建物が比較的大きな施設等であれば業務用の空調機が用いられることが多く、本開示の空調機選定システム１００が対象とする空調機は、家庭用の空調機か、業務用の空調機かのどちらかに限定するものではない。ただし、家庭用の空調機の方が業務用の空調機よりも構成が簡単なので、以下では、空調機選定システム１００が対象とする空調機として、主に家庭用の空調機の場合で説明する。
　空調対象空間１は、天井４、床７および複数の壁３で囲まれた空間である。図２に示すように、壁３に窓６が設けられていてもよい。図２は、仮想的に設置された空調機２を示す。空調機２は、室内機と室外機を有する構成であり、冷房時には室内機で吸収した室内の熱を室外機で室外に排出し、暖房時には室外機で吸収した室外の熱を室内機で室内に放出することで空調を行う。空調機２が家庭用の空調機である場合、室内機は壁３に取り付けられることが多く、室外機は屋外に取り付けられる。
　空調機選定システム１００は、空調対象空間１を空気調和するための、室内機および室外機を含む空調機を選定するために用いられる。空調機選定システム１００は、主に空調機の購入者、設置者および販売者等の人によって使用される。以下では、空調機選定システム１００を使用する、これらの人を「使用者」と称する。
　空調機選定システム１００は、入力部５と、選定部３０と、記憶部４０と、表示部５０とを有する。空調機選定システム１００は、例えば、１台のコンピュータ等の情報処理装置である。入力部５は、使用者が空調対象空間１に関する情報を入力するための第１入力部１０と、使用者が空調機２に要求する条件を入力するための第２入力部２０とを有する。
　記憶部４０は、空調機２の選定候補の情報を記憶する。選定部３０は、第１入力部１０および第２入力部２０のそれぞれに入力された情報を基に、記憶部４０に記憶された空調機２の選定候補の中から適切な空調機を選定する。表示部５０は、選定部３０によって選定された結果を、使用者に対して出力する。選定結果は、図１に示す表示部５０によって表示されてもよく、データとして使用者に提供されてもよい。
（システムの詳細）
　空調機選定システム１００の構成について、詳しく説明する。空調機選定システム１００は、上述したように、第１入力部１０および第２入力部２０を含む入力部５、選定部３０、記憶部４０ならびに表示部５０を基本構成として備える。各構成は、プログラムおよびデータを含むソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構築される。
　第１入力部１０に入力される情報について説明する。第１入力部１０は、使用者によって、空調機を選定するにあたって必要となる空調対象空間１に関する情報が入力される。空調機を選定するにあたって必要となる空調対象空間１に関する情報とは、空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報である。空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報は、例えば、幾何的情報、熱的情報および気象的情報がある。
　幾何的情報は、空調対象空間１の面積、高さ、間取りおよび窓の配置等の情報である。熱的情報は、壁および天井の断熱性能および気密性ならびに換気量等の情報である。気象的情報は、外気温、日射量および部屋の向き等の情報である。幾何的情報、熱的情報および気象的情報は、１次元的な情報と３次元的な情報とに分類される。
　１次元情報とは、部屋の面積および換気量等のスカラー量として得られる情報である。１次元情報の一部は、従来の熱負荷演算処理に用いられる情報、または従来の熱負荷演算よる空調機選定に用いられる情報に属する。一方、３次元情報は、部屋の形状、窓の配置および形状等、スカラー量では表せない情報である。また、空調対象空間の側面を囲む複数の壁の熱特性が壁ごとに異なる場合、各壁の配置および熱特性の情報は、空間上の３次元情報に属する。
　本開示の空調機選定システム１００は、上記の３次元情報が入力され、空調機選定に３次元情報が用いられることが特徴である。なお、間取りを示す情報は不動産仲介業者の広告図を見てわかるように、２次元情報として図に表される場合が多いが、本開示においては、間取りを示す情報も３次元情報に含める。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３つの座標軸で空調対象空間の任意の点を定義する場合、Ｚ軸（重力の反対方向がプラス）の座標をゼロとした場合の３次元情報が、間取りを示す２次元情報になる。
　空調対象空間１の空気状態を決定づけるために必要な幾何的情報、熱的情報および気象的情報は、無数に存在するが、必ずしも全て必要というわけではなく、必要最低限の情報が第１入力部１０に入力されればよい。例えば、壁の断熱性能が不明である場合、壁が木造か鉄筋コンクリート造などの情報があれば、壁の素材を基に壁の断熱性能に関して仮の値を設定することで、空調機選定システム１００は熱的な計算を最低限行うことができる。
　また、外気温および日射量が不明である場合、建物がある地域または建物の方角などが分かれば、空調機選定システム１００は、最低限の計算を行うことができる。このような必要な情報が不明な場合、空調機選定システム１００は、入力された情報を基に不明な情報に仮の値または一般的な値を代用して、計算を行うことができる。ただし、それらの情報が少なくなるほど、室内の空気状態を決定する精度は低下する。第１入力部１０に入力される情報が多いほど、空調機選定システム１００は、緻密で精度の高い選定処理を行うことができる。一方、第１入力部１０に入力される情報が少なくても、空調機選定システム１００は、精度が低くなるが、最低限の選択処理を行うことができる。
　これらの情報のうち、本開示の空調機選定システム１００を有効に動作させるために、第１入力部１０に入力されることが特に望ましい１次元情報は、空調対象空間１の容積と、各壁の熱特性および各窓のガラスの熱特性と、換気量と、外気の温度および湿度である。第１入力部１０に入力されることが特に望ましい３次元情報は、空調対象空間１の３次元の形状のデータおよび空調対象空間１の各壁の方角と、窓の位置および形状と、空調対象空間１内の発熱体の位置および発熱量である。
　図３は、図１に示した第１入力部のインターフェースの一例を示す概念図である。例えば、表示部５０が図３に示す画像を表示し、使用者が表示部５０によって表示される画像を見ながら、キーボードおよびマウス等の入力デバイス（図示せず）を操作して、各項目の情報入力するケースが考えられる。図３に示すインターフェースの画像の例は、地域および部屋の広さ等の１次元情報を「基本情報」として、部屋の形および窓の位置等の２次元情報を「間取り情報」として、それぞれの情報を入力するための欄が設けられていることを示す。図３に示すインターフェースの画像は、入力情報の一例であり、空調機選定システム１００が必要とする入力情報および使用者の属性等に合わせて適切なインターフェースを設計する必要がある。
　図３に示す間取り情報は、窓６－１が２重ガラスで、寸法がＨ１×Ｗ１であることを示す。また、間取り情報は、窓６－２が１重ガラスで、寸法がＨ２×Ｗ２であることを示す。間取り情報は、壁３－１および壁３－２が室内に面しており、壁３－３および３－４が室外に面していることを示す。
　第２入力部２０に入力される情報について説明する。第２入力部２０は、使用者によって、空調機が達成すべき目標である空調目標が入力される。空調目標は、空調機に達成させたい空調対象空間１の空気条件と、空調機が満たすべき制約条件とを含む。
　空気条件は、空調対象空間１の空気状態を表す物理量に対する条件である。以下では、空調対象空間１の空気状態を表す物理量に対する条件を「空気目標」と称する。空調目標が１つ以上の空気目標を含むことが望ましい。空気目標は、例えば、空調対象空間１において、ある特定の位置における温度または風速である。また、空気目標は、空調対象空間１において、ある特定の範囲の温度分布または空間平均温度であってもよい。特定の位置における温度および特有な範囲の温度分布は、予め決められた一定時間の平均値であってもよい。
　空調機が満たすべき制約条件は、空調機の設置位置の条件、空調機の本体価格などの金銭的コストに関する条件、および空調機が行う空気調和によって消費する電力に関する条件のうち、少なくとも１つを含む。また、空調機が満たす制約条件は、室内機内部を自動的に掃除する機能等の特定の機能の有無に関する条件、または騒音等の空調性能以外のスペックに関する条件を含んでいてもよい。空調機が行う空気調和によって消費する電力に関する条件は、ランニングコストにも関係するので、金銭的コストに関する条件に含まれてもよい。空調機が満たすべき制約条件は、例えば、金銭的コストに関する条件が「本体価格が２０万円以下」であったり、騒音に関する条件が「騒音レベルが４０ｄＢ以下」であったりするような具体的な数値による与え方でもよく、消費電力に関する条件が「消費電力が最小」であったりするような選定の方向性を示す与え方でもよい。
　これらの条件を空調目標に含めることで、より使用者のニーズに合った空調機選定が可能となり、空気目標とトレードオフの関係にあるコスト等ともバランスの取れた空調機を選定することができる。
　本開示の空調機選定システム１００をより有効に動作させるためには、第２入力部２０に入力する空調目標として、少なくとも空気目標と空調機の消費電力および設置位置に関する条件とを含めることが望ましい。これらの条件を空調目標に含めることで、より少ない消費電力で空気目標を達成する空調機およびその設置位置を選定することができる。
　図４は、図１に示した第２入力部のインターフェースの一例を示す概念図である。表示部５０が図４に示す画像を表示し、使用者が表示部５０によって表示される画像を見ながら、キーボードおよびマウス等の入力デバイス（図示せず）を操作して、各項目の情報入力するケースが考えられる。図４に示すインターフェースの画像の例は、コストの目標として使用年数を１０年とした場合のトータルコストを最小にすること、冷房運転時の空気目標として部屋全体の平均温度、および暖房運転時の空気目標として部屋内の特定の範囲における平均温度を指定した場合を示す。
　記憶部４０の構成を説明する。記憶部４０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）である。記憶部４０は、空調機の選定に必要な情報を記憶する。空調機の選定に必要な情報とは、例えば、選定の候補となる全空調機のスペック情報および価格情報等である。記憶部４０は、必ずしも必要な情報を常に全て記憶している必要はない。空調機選定システム１００がインターネット等のネットワーク（図示せず）と接続される構成である場合、記憶部４０は、必要な情報を記憶していない場合、ネットワークを介して、ウェブサイト上で公開されているカタログから必要な情報を取得してもよい。さらに、記憶部４０は、必要な情報がウェブサイト上のカタログでも見つからない場合、ウェブサイト上で公開されているカタログから必要な情報に近似した情報を取得し、近似した情報を必要な情報に代用してもよい。
　選定部３０の構成を説明する。選定部３０は、空調機を選定するための演算を行う。選定部３０は、第１入力部１０および第２入力部２０に入力されたデータを用いて空調機の選定に必要な演算を行い、記憶部４０から取得した空調機の選定候補の情報を基に、最適な空調機を選定する。最適な空調機とは、例えば、第２入力部２０に空気目標として特定の位置の平均温度が入力され、制約条件として消費電力の最小化および空調機の設置可能な壁面の範囲が入力された場合、第１入力部１０に入力された特徴をもつ空間に対して、最小の消費電力で空調目標を達成することができる空調機の機種および設置位置を意味する。選定部３０は、空調対象空間１の１次元情報および３次元情報に基づく特性に合わせて、空調対象空間１内の空気状態を３次元の分布で得る。そして、選定部３３は、得られた空気状態の分布を基に、指定された空調対象空間１の空気条件および空調機の制約条件を満たす空調機を選択する。例えば、選定部３０は、得られた空気状態の分布と基に空調対象空間１を空気調和するために必要な空調出力を決定し、その空調出力を必要最小限の消費電力で実現できる空調機の機種および設置位置を決定する。
　選定部３０によって選定される最適な空調機は必ずしも単一の機種に絞られていなくてもよい。選定部３０は、最適な空調機として複数の候補を選定し、複数の候補の一覧を表示部５０に表示させてもよい。以下においては、選定部３０によって選定された単一または複数の候補の空調機を、最適な空調機と称する。特に、空調目標として、トレードオフの関係にある空調能力および金銭的コスト等の複数の条件を有する場合、選定部３０が複数の候補を選定して表示部５０に表示することによって、使用者は複数の候補の中からよりニーズに合致した空調機を選択できる。
　表示部５０の構成を説明する。表示部５０は、例えば、液晶ディスプレイである。表示部５０は、選定部３０によって選定された最適な空調機に関する情報を表示する。空調機に関する情報は、空調機の機種の情報の他に、空調機の外観、スペックおよび価格等の情報を含む。また、表示部５０は、空調機が実現する空気条件等の選定の根拠になった情報を表示してもよい。
　本実施の形態１においては、選定部３０による選定結果を、表示部５０によって使用者が視覚的に認識できるように出力する場合で説明するが、選定結果の情報を必ずしも視覚的に出力する必要はない。例えば、選定された空調機の情報を、データとして使用者が使用する情報処理端末（図示せず）に提供してもよい。
　ここで、選定部３０のハードウェア構成例を説明する。図５は、図１に示した選定部の構成例を示すハードウェア構成図である。図１に示した選定部３０は、図５に示すように、ＣＰＵ等のプロセッサ９１と、メモリ９２とを有する構成である。選定部３０の機能は、プロセッサ９１およびメモリ９２により実現される。図５は、プロセッサ９１およびメモリ９２が互いにバス９３を介して通信可能に接続されることを示している。
　選定部３０の機能がソフトウェアで実行される場合、選定部３０の機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、選定部３０の機能を実現する。
　プロセッサ９１が実行するプログラムは、予めメモリ９２に記憶されていなくてもよく、ネットワーク（図示せず）を介してサーバ等の情報処理装置（図示せず）から使用者の情報処理装置（図示せず）に提供されてもよい。また、プロセッサ９１が実行するプログラムは、専用のソフトウェアとしてパッケージ化された状態で使用者に提供されてもよい。
　メモリ９２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ９２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ９２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
（システムの動作）
　本実施の形態１の空調機選定システム１００の動作を説明する。図６は、実施の形態１に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。
　使用者は、第１入力部１０に空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報を入力し、第２入力部２０に空調機に達成させたい空調対象空間１の空気条件および空調機が満たすべき制約条件を入力する。使用者は、空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報に、空調対象空間１に関する３次元情報を含める、空調機の選定に必要な条件が空調機選定システム１００に設定される（ステップＳ１）。ステップＳ２において、選定部３０は、記憶部４０に記憶された空調機の選択候補の中から、入力部５に入力されたデータに基づいて、空気条件および制約条件を満たす空調機を選定する。ステップＳ３において、表示部５０は、選定部３０によって選定された空調機の情報を出力する。
　このようにして、３次元情報を含む入力情報に基づいて、使用者の嗜好に適合し、かつ、空調対象空間１の空気条件および空調機の制約条件を満たす最適な空調機が選定される。
　なお、空調機選定システム１００の構成は１台の情報処理装置の場合に限らない。空調機選定システム１００の機能が複数の情報処理装置に分担して実行され、空調機選定システム１００が複数の情報処理装置で実現される構成であってもよい。以下に、空調機選定システム１００の構成の変形例を説明する。
（変形例１）
　図７は、変形例１に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。空調機選定システム１００ａは、情報処理端末６０と、情報処理端末６０とネットワーク８０を介して接続されるサーバ７０とを有する。ネットワーク８０は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅｒａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。ネットワーク８０は、インターネットであってもよい。情報処理端末６０は、入力部５および表示部５０を有する。サーバ７０は、選定部３０および記憶部４０を有する。
　本変形例１の空調機選定システム１００ａの動作を簡単に説明する。使用者が情報処理端末６０を操作して入力部５に、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、空調機に達成させたい空調対象空間の空気条件および空調機が満たすべき制約条件とを入力する。入力部５は、使用者によって入力されたデータを、ネットワーク８０を介してサーバ７０に送信する。サーバ７０の選定部３０は、情報処理端末６０からデータを受信すると、記憶部４０に記憶された空調機の選択候補の中から、受信したデータに基づいて空気条件および制約条件を満たす空調機を選定する。選定部３０は、選定した空調機の情報を、ネットワーク８０を介して情報処理端末６０に送信する。情報処理端末６０の表示部５０は、選定された空調機の情報をサーバ７０から受信すると、受信した情報を表示する。
　本変形例１においても、図１に示した空調機選定システム１００と同様な効果が得られる。なお、図７は、ネットワーク８０と接続される情報処理端末６０が１台の場合を示しているが、複数の情報処理端末６０がネットワーク８０を介してサーバ７０と接続されるようにしてもよい。
（変形例２）
　図８は、変形例２に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。空調機選定システム１００ｂは、情報処理端末６１と、情報処理端末６１とネットワーク８１を介して接続されるサーバ７０とを有する。ネットワーク８１は、例えば、インターネットである。ネットワーク８１はＬＡＮであってもよい。
　情報処理端末６１は、入力部５、表示部５０および制御部６５を有する。制御部６５は、図５を参照して説明した構成と同様に、プログラムを記憶するメモリ９２と、プログラムにしたがって処理を実行するプロセッサ９１とを有する。メモリ９２は、ウェブブラウザ用プログラムを記憶している。情報処理端末６１は、スマートフォンおよびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の携帯端末であってもよく、デスクトップ型およびノート型のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であってもよい。また、本変形例２において、サーバ７０の選定部３０は、本実施の形態１で説明した空調機選定処理を実行するプログラムを、ウェブブラウザ用プログラムとして記憶している。
　本変形例２の空調機選定システム１００ｂの動作を簡単に説明する。使用者が情報処理端末６１の入力部５を操作してウェブブラウザ用プログラムを制御部６５に実行させる。制御部６５がウェブブラウザ用プログラムを起動し、使用者からサーバ７０にアクセスする旨の指示が入力されると、アクセスを要求する旨のアクセス要求信号をサーバ７０に送信する。選定部３０は、空調機選定に必要な項目が列記されたフォーマットを表示するウェブページを情報処理端末６１に送信する。
　情報処理端末６１がウェブページをサーバ７０から受信すると、制御部６５は、受信したウェブページを表示部５０に表示させる。使用者は、表示部５０に表示されるウェブページに列記された項目を見ながら、入力部５を介して、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、空調機に達成させたい空調対象空間の空気条件および空調機が満たすべき制約条件とを入力する。制御部６５は、使用者によって入力されたデータを、ネットワーク８１を介してサーバ７０に送信する。サーバ７０の選定部３０は、情報処理端末６１からデータを受信すると、記憶部４０に記憶された空調機の選択候補の中から、受信したデータに基づいて空気条件および制約条件を満たす空調機を選定する。選定部３０は、選定した空調機の情報を、ネットワーク８１を介して情報処理端末６１に送信する。情報処理端末６１の表示部５０は、選定された空調機の情報をサーバ７０から受信すると、受信した情報を表示する。
　本変形例２においても、図１に示した空調機選定システム１００と同様な効果が得られる。なお、図８は、ネットワーク８１と接続される情報処理端末６１が１台の場合を示しているが、複数の情報処理端末６１がネットワーク８１を介してサーバ７０と接続されるようにしてもよい。
　また、変形例１および２において、サーバ７０は、選定部３０によって実行されるプログラムを、ネットワーク８０または８１を介して他の情報処理装置（図示せず）に提供してもよい。さらに、選定部３０によって実行されるプログラムが携帯可能な記録媒体に保存されてもよい。選定部３０によって実行されるプログラムを保存する記録媒体によって、プログラムが他の情報処理装置（図示せず）に提供されてもよい。
　本実施の形態１の空調機選定システム１００は、入力部５と、記憶部４０と、選定部３０とを有する。入力部５は、使用者が、空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報と、空調機に達成させたい空調対象空間１の空気条件および空調機が満たすべき制約条件とを入力するためものである。記憶部４０は、空調機の選定候補の情報を記憶する。選定部３０は、記憶部４０に記憶された空調機の選択候補の中から、入力部５に入力されたデータに基づいて、空調対象空間１の空気条件および空調機の制約条件を満たす空調機を選定する。入力部５に入力される、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、空調対象空間１に関する３次元情報を含む。
　本実施の形態１によれば、空調機の選定処理において、空調対象空間１の空気状態を決めるために必要な情報に空調対象空間１に関する３次元情報を加えることで、空間内の空気状態を３次元の分布で得られる。得られた空気状態の分布を基に、指定された空気条件および制約条件を満たす空調機が選択される。従来の１次元情報に基づいて計算された熱負荷のみによって空調機を選定する場合に比べて、空調対象空間における空気条件および空調機の制約条件に精緻に適合した空調機が選定される。そのため、空調能力に関して過剰スペックまたは過小スペックの空調機を選定することが抑制され、消費電力を抑制することができる。さらに、空調対象空間１の空気条件および空調機の制約条件に適した空調機が選定されるので、ランニングコストを抑えることができ、金銭的コストを抑制することができる。
　また、本実施の形態１においては、空調機選定システム１００は、空調対象空間１に関して、従来の熱負荷計算にも用いられる床面積および断熱性等の１次元情報に加えて、間取り、窓の位置および各壁の熱的特徴等の３次元情報が入力されることで、熱負荷以外の空気条件、すなわち温度および流速等の分布を計算する。さらに、空調機選定システム１００には、空調機が満たすべき空気条件も入力される。空気条件は、例えば、使用者が空調機に求める能力である。空調機選定システム１００は、これらの入力情報を基に最適な空調機の機種および設置位置を出力する。これにより、使用者は、空調対象空間１および使用者のニーズに対してより精緻に適合した空調機および設置位置の情報を得られる。
　また、本実施の形態１によれば、３次元情報と、設置位置等に関する制約条件を含む使用者の快適性に基づく空調目標とが入力されることで、空間内の空気状態の分布を考慮した空調機能力の空調機およびその設置位置が選定される。そのため、空間の特徴および使用者の嗜好性により適した空調機を選定することができる。
　例えば、特徴的な形状をした間取りの空調対象空間において、使用者が空間の一部を空調したい場合、特許文献１に開示された空調機器選定システムによって熱負荷を基に選定された空調機は、空調能力に関して過剰スペックになる。一方、空間全体を空調したい場合、特許文献１に開示された空調機器選定システムによって熱負荷のみによって選定された空調機は、空調能力に関して過少スペックになる。これに対して、本実施の形態１は、空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報として空調対象空間の３次元情報が空調機選定システム１００に入力されるため、空調機選定に空間内の空気状態の３次元の分布が反映される。そのため、使用者が希望する空間の一部を主に空気調和する際に空調効率のよい空調機が選定される。その結果、消費電力を抑制できる。
　また、特許文献１に開示された空調機器選定システムにおける熱負荷計算は空調機の設置位置を考慮することができないため、実運転時には空調機の能力が最大限発揮できない可能性もある。これに対して、本実施の形態１においては、空調機の制約条件として設置位置が空調機選定システム１００に入力されるため、空調対象空間１の空気条件だけでなく、空調機の制約条件に適合する空調機が選定される。
　さらに、特許文献１に開示された空調機器選定システムによって選定される空調機は、空調対象空間の熱負荷を処理できる能力を有する空調機として選定されたものである。これに対して、本実施の形態１によれば、使用時の空気条件から得られる使用者の嗜好性に合わせた快適性等の指標が反映されるため、使用者の快適性が向上する。例えば、使用者が冷房運転において一般的な設定温度よりも高めの温度を好む場合、第２入力部２０を介して、特定の範囲の平均温度の情報を含む空調目標を入力することで、使用者のニーズに適合した空調機が選定される。また、空調能力に関して過剰スペックとなる空調機が選択されることを抑制できる。
実施の形態２．
　本実施の形態２は、選定部３０が入力部５に入力されたデータを基に行う演算処理を、評価演算処理および最適化演算処理に分けたものである。本実施の形態２においては、主に実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同様な構成および動作の詳細な説明を省略する。
　本実施の形態２の空調機選定システム１００の構成を説明する。図９は、実施の形態２に係る空調機選定システムの一構成例を示すブロック図である。選定部３０ａは、評価演算部３１と、最適化演算部３２とを有する。評価演算部３１は、第１入力部１０に入力された幾何的情報、熱的情報および気象的情報と、最終的に決定される空調機の状態から空調対象空間１の空気状態を演算する。最終的な空調機の状態を求めるための空調機の設置位置および空調能力等の変数を設計変数とする。このような演算を、以下では評価演算とよぶ。
　評価演算部３１によって求められた空気状態は、最適化演算部３２において目的関数の作成に使用される。目的関数は、現在の設計変数の目標に対する達成度を評価するための評価関数である。目的関数は、評価演算部３１で求められた空気状態の達成度に加えて、第２入力部２０に入力される金銭的コスト等の制約条件および空気目標の達成度も合わせて構成される。
　最適化演算部３２は、目的関数の値を評価し、より最適だと思われる方向に設計変数を更新する。最適化演算部３２は、目的関数の値の評価と設計変数の更新とを繰り返すことによって最適な設計変数の値を決定する。このような演算を最適化演算と称する。最適化演算の方法として、勾配法、遺伝的アルゴリズムまたはベイズ最適化等の種々の方法がある。様々な手法があり、本システムで用いる最適化手法はそのいずれかに限定しない。
　本実施の形態２の空調機選定システム１００の動作を説明する。図１０は、実施の形態２に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１およびＳ３の処理は、実施の形態１において図６を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。ステップＳ２の処理について、詳しく説明する。
　ステップＳ１１において、評価演算部３１は、設計変数の初期値を設定する。ステップＳ１２において、評価演算部３１は、入力された条件および設計変数の情報を基に評価演算を行い、目的関数を計算する。ステップＳ１３において、最適化演算部３２は、目的関数の値を評価する。
　ステップＳ１４において、最適化演算部３２は、目標を満足するか否かを判定する。ステップＳ１４の判定の結果、目標を満足していない場合、最適化演算部３２は、設計変数を更新する。ステップＳ１５の処理の後、選定部３０ａはステップＳ１２の処理に戻る。一方、ステップＳ１４の判定の結果、目標を満足している場合、最適化演算部３２は、評価結果を表示部５０に出力させる（ステップＳ３）。
　本実施の形態２の空調機選定システム１００によれば、評価演算と最適化演算とを繰り返し実行することによって、目標をより満足する設計変数の値を探索し、最適な空調機を選定することができる。
実施の形態３．
　本実施の形態３は、評価演算部３１が、評価演算に、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｆｌｕｉｄ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ）による数値計算を用いるものである。本実施の形態３においては、主に実施の形態２と異なる点を説明し、実施の形態２と同様な構成および動作の詳細な説明を省略する。
　本実施の形態３の空調機選定システム１００は、図９を参照して説明した構成と同様に、選定部３０ａが評価演算部３１および最適化演算部３２を有する。評価演算部３１は、評価演算の一部にＣＦＤを使用する。
　ＣＦＤは、与えられた条件を基に空気条件に関する物理量の空間分布を数値的に計算する数値流体解析である。ＣＦＤでは、空間の３次元的な幾何形状、境界条件および初期条件が必要になる。空間の３次元的な幾何形状は、第１入力部１０に入力される幾何的情報から得られる。境界条件のうち、壁面および窓の熱特性ならびに空気の流出および流入は、第１入力部１０に入力される熱的情報から得られる。部屋内の定常状態を求めるような定常計算では、初期条件によって計算結果は本質的に変わらない。そのため、初期条件として、例えば、外気温と同じ静止した空気状態等の初期条件等を適当に選択すればよい。
　また、ＣＦＤでは空調機の運転をモデル化する必要がある。もっとも簡単なモデルとしては、空調機の運転状態に応じた風量および熱量に境界条件を与える方法がある。具体的には、単位時間あたりに空調機から空間に与えられる空気量および空間の空気に与えられる熱を、空調機の吹き出し口に境界条件として与える。空気の温度変化として顕れる顕熱だけでなく、冷房運転時には結露して排出される潜熱も考慮する。
　評価演算部３１は、必ずしも評価演算の全てをＣＦＤによって行う必要はない。例えば、評価演算部３１は、ＣＦＤによる温度および流速の空間分布の計算とは別に、熱負荷を従来の計算方法を用いて計算し、これらの計算結果を組み合わせたものを評価演算とする。最適化演算部３２は、この評価演算の結果を目的関数に使用する。
　本実施の形態３の空調機選定システム１００の動作を説明する。図１１は、実施の形態３に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１およびＳ３の処理は、実施の形態１において図６を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。ステップＳ１１およびＳ１２～Ｓ１５の処理は、実施の形態２において図１０を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
　ステップＳ２１において、評価演算部３１は、ＣＦＤの計算条件を設定する。ステップＳ２２において、評価演算部３１は、ＣＦＤの計算条件と設計変数との情報を基にＣＦＤによる物理量を演算し、目的関数を計算する。
　本実施の形態３の空調機選定システム１００によれば、物理的な支配方程式に基づいた数値計算によって、より精度の高い評価演算を行うことができ、空調機の選定精度を向上することができる。
実施の形態４．
　本実施の形態４は、実施の形態３よりも高速に処理できるようにしたものである。本実施の形態４においては、主に実施の形態３と異なる点を説明し、実施の形態３と同様な構成および動作の詳細な説明を省略する。
　本実施の形態４の空調機選定システム１００は、図９を参照して説明した構成と同様に、選定部３０ａが評価演算部３１および最適化演算部３２を有する。
　評価演算部３１が評価演算に用いるＣＦＤは、空間の物理量の分布をプロセッサによる繰り返し演算によって求める手法であり、解を得るためには一般に多くの時間を要する。大量の演算を高速に実行するためには、高速演算に適した計算機およびソフトウェアが必要な上、高速演算に適した計算機とソフトウェアを用いても現実的なコストおよび技術の範囲内では高速化に限界がある。
　そこで、本実施の形態４の評価演算部３１は、機械学習を用いた代理モデルによって評価演算を行う。代理モデルは境界条件や初期条件等の計算条件を入力、実験やＣＦＤで得られる物理量の値を出力とした機械学習モデルである。代理モデルの学習は、ＣＦＤや実験、実空間の観測で得られる大量のデータを用いて行う。
　代理モデルは、ＤＮＮ（Ｄｅｅｐ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＡＮ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ　Ａｄｖｅｒｓａｒｉａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌなどの一般的な手法を応用することで構築される。なお、代理モデルの構築方法はこれらの方法に限らない。
　本実施の形態４の空調機選定システム１００の動作を説明する。図１２は、実施の形態４に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１およびＳ３の処理は、実施の形態１において図６を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。ステップＳ１１およびＳ１２～Ｓ１５の処理は、実施の形態２において図１０を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
　ステップＳ３１において、評価演算部３１は、機械学習による物理量推定を行う。具体的には、評価演算部３１は、入力された条件と設計変数との情報を基に、評価演算を代理モデルによって行って目的関数を計算する。
　本実施の形態４の空調機選定システム１００によれば、代理モデルを用いて評価演算を行うことで、ＣＦＤと比べて必要な演算量が減り、システム全体の処理速度を向上することができる。また、実験に基づくデータを代理モデルの学習時に使用することで、評価演算の精度も向上することができる。
実施の形態５．
　本実施の形態５は、実施の形態４よりも選定処理を高速化したものである。本実施の形態５においては、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同様な構成および動作の詳細な説明を省略する。
　本実施の形態５の空調機選定システム１００の構成は、実施の形態１において図１を参照して説明した構成と同様である。本実施の形態５においては、選定部３０は、機械学習モデルを用いて、空調機を選定する。
　実施の形態４において、選定部３０のうち評価演算部３１に機械学習を用いることで、システム全体の処理速度を向上した。しかし、最適化演算部３２は、評価演算部３１の結果を基にした目的関数を最大化または最小化する演算を行う。そのため、最適化処理がシステム全体の処理速度のボトルネックとなる。そこで、本実施の形態５では、選定部３０の処理全体に機械学習を用いることで、さらに高速化を図っている。つまり、選定部３０は、第１入力部１０および第２入力部２０に入力される情報に対して、最適な空調機またはその候補を表示部５０に出力する機械学習モデルを用いるものである。
　選定部３０は、第１入力部１０および第２入力部２０に入力される入力情報と表示部５０に出力される出力情報とからなるデータセットを記憶部４０に保存し、図１０～図１２のいずれかと同様のフローを用いて作成し、それを予め学習することで、機械学習モデルを構築する。
　これにより、選定部３０は、予め学習された機械学習モデルによって空調目標を満たす空調機を選定することができるため、評価演算および最適化演算を行う必要がなくなり、システム全体の処理速度が向上する。
　本実施の形態５の空調機選定システム１００の動作を説明する。図１３は、実施の形態５に係る空調機選定システムの動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１およびＳ３の処理は、実施の形態１において図６を参照して説明した内容と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
　ステップＳ４１において、選定部３０は、入力された条件を基に、空調対象空間の空気条件および空調機の制約条件を満たす空調機を、機械学習モデルを用いて選定する。
　本実施の形態５の空調機選定システム１００によれば、最適な空調機の選定を、最適化演算を介さずに得ることができるため、システム全体の処理速度を高速化することができる。
　なお、実施の形態２～５のいずれの各実施の形態において、変形例１および変形例２を適用してもよい。
　１　空調対象空間、２　空調機、３、３－１～３－４　壁、４　天井、５　入力部、６、６－１、６－２　窓、７　床、１０　第１入力部、２０　第２入力部、３０、３０ａ　選定部、３１　評価演算部、３２　最適化演算部、４０　記憶部、５０　表示部、６０、６１　情報処理端末、６５　制御部、７０　サーバ、８０、８１　ネットワーク、９１　プロセッサ、９２　メモリ、９３　バス、１００、１００ａ、１００ｂ　空調機選定システム。

Claims (11)

  1. 　空調機を選定する空調機選定システムであって、
    　空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを入力するための入力部と、
    　前記空調機の選定候補の情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記入力部に入力されたデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定部と、
    　を有し、
    　前記入力部に入力される、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含む、
    　空調機選定システム。
  2. 　前記空気条件は、前記空調対象空間における特定の位置の温度、または特定の範囲の温度分布に関する条件を含む、
    　請求項１に記載の空調機選定システム。
  3. 　前記制約条件は、前記空調機の設置位置に関する条件、前記空調機の金銭的コストに関する条件、および前記空調機が行う空調によって消費する電力に関する条件のうち、少なくとも１つを含む、
    　請求項２に記載の空調機選定システム。
  4. 　前記選定部は、
    　前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報として、前記入力部に入力される前記空調対象空間に関する幾何的情報、熱的情報および気象的情報を基に前記空調対象空間の空気状態を求める評価演算部と、
    　前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を、前記評価演算部によって求められた前記空気状態に関する情報を用いて求める最適化演算部と、を有する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の空調機選定システム。
  5. 　前記評価演算部は、前記空調対象空間の空気状態を求める評価演算の一部に数値流体解析を使用する、
    　請求項４に記載の空調機選定システム。
  6. 　前記評価演算部は、機械学習による代理モデルを用いて、前記空調対象空間の空気状態を求める、
    　請求項４に記載の空調機選定システム。
  7. 　前記選定部は、前記空調機の選定処理に機械学習を用いる、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の空調機選定システム。
  8. 　前記選定部による選定の結果を出力する表示部を有する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の空調機選定システム。
  9. 　情報処理端末とネットワークを介して接続され、空調機を選定するサーバであって、
    　前記空調機の選定候補の情報を記憶する記憶部と、
    　空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを前記情報処理端末から受信すると、前記記憶部に記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記情報処理端末から受信したデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定部と、
    　を有し、
    　前記情報処理端末から受信する、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含む、
    　サーバ。
  10. 　空調機を選定するサーバとネットワークを介して接続される情報処理端末であって、
    　空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とが入力されると、入力されたデータを前記サーバに送信する入力部と、
    　前記サーバによる前記空調機の選定結果を前記サーバから受信すると、前記選定結果を表示する表示部と、
    　を有し、
    　前記入力部に入力される、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含む、
    　情報処理端末。
  11. 　空調機を選定するコンピュータに実行させるプログラムであって、
    　前記空調機の選定候補の情報を記憶させる記憶手順と、
    　空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報と、前記空調機に達成させたい前記空調対象空間の空気条件および前記空調機が満たすべき制約条件とを入力する入力手順と、
    　前記記憶手順において記憶された前記空調機の選択候補の中から、前記入力手順において入力されるデータに基づいて、前記空気条件および前記制約条件を満たす空調機を選定する選定手順と、を前記コンピュータに実行させ、
    　前記入力手順における、前記空調対象空間の空気状態を決めるために必要な情報は、前記空調対象空間に関する３次元情報を含む、
    　プログラム。
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