能量管理裝置以及能量管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及推測建筑物內(nèi)的能量消耗量來進(jìn)行高效的能量管理的能量管理裝置以及能量管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在辦公用大廈、商業(yè)用大廈等建筑物內(nèi)，導(dǎo)入能量管理系統(tǒng)(EMS:EnergyManagement System)。已知EMS以建筑物(例如大廈)內(nèi)的空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、防災(zāi)設(shè)備、防盜設(shè)備等建筑設(shè)備為對(duì)象，通過各種傳感器、儀表來監(jiān)視室內(nèi)環(huán)境、能量消耗的狀況、各裝置設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等，進(jìn)行各裝置設(shè)備的最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)管理、控制。
[0003]另外，近年來，由于對(duì)地球環(huán)境的關(guān)注，節(jié)約能量(簡稱為節(jié)能)的重要性以及利用EMS的能量管理的重要性都提高。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)I中，提出了通過收集大廈的設(shè)施內(nèi)的各種裝置設(shè)備的能量數(shù)據(jù)、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況并實(shí)時(shí)地監(jiān)視、或者根據(jù)歷史來解析并顯示能量消耗傾向，有效地進(jìn)行能量管理的方法。
[0005]另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，提出了根據(jù)物理模型，計(jì)算室內(nèi)環(huán)境、空調(diào)設(shè)備的熱負(fù)荷，采用在空調(diào)負(fù)荷的估計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等中利用的室內(nèi)環(huán)境/空調(diào)仿真(參照非專利文獻(xiàn))，進(jìn)行高效的空調(diào)控制的方法。
[0006]進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)2中，記載了通過根據(jù)氣象條件的信息、室內(nèi)環(huán)境的測定值和空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行計(jì)劃，執(zhí)行幾小時(shí)?I日的仿真，從而進(jìn)行能量消耗、舒適性、成本等的評(píng)價(jià)，支援管理者的運(yùn)行計(jì)劃制定的方法。根據(jù)該方法，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧舒適性、以及節(jié)能和省成本性的控制。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-248568號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-141092號(hào)公報(bào)
[0009]非專利文獻(xiàn)1:空気調(diào)和.衛(wèi)生工學(xué)會(huì)“空気調(diào)和.衛(wèi)生工學(xué)便覧第14版” p443-p469

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]但是，在按照專利文獻(xiàn)2的方法進(jìn)行空調(diào)設(shè)備的控制的情況下，為了高精度地進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境/空調(diào)負(fù)荷仿真，需要在進(jìn)行仿真的計(jì)算機(jī)中，正確地設(shè)定內(nèi)部熱負(fù)荷。照明裝置、0A(0ffice Automat1n，辦公自動(dòng)化)設(shè)備等室內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生大的熱負(fù)荷。為了高精度地辨別這些熱負(fù)荷，需要通過專利文獻(xiàn)I中的那樣的EMS，測量并掌握室內(nèi)的各設(shè)備的工作狀況、功耗。但是，為了單獨(dú)地測量室內(nèi)的各設(shè)備的全部工作狀況、功耗，需要多個(gè)價(jià)格高的電力計(jì)等，所以存在成本大幅提高而難以實(shí)現(xiàn)這樣的問題。
[0011]因此，一般采用用電力計(jì)僅測量大廈整體的電力消耗的結(jié)構(gòu)。即使在附加價(jià)值稍高的大廈中，也采用僅限于針對(duì)每個(gè)樓層配備電力計(jì)而測量電力消耗的結(jié)構(gòu)。
[0012]另外，在一般的事務(wù)所大廈的情況下，室內(nèi)人員的人體熱負(fù)荷與室內(nèi)設(shè)備的發(fā)熱量的程度相同地，產(chǎn)生大的影響，但存在無直接測量人體熱負(fù)荷的手段這樣的問題。
[0013]近年來，還有與根據(jù)安全方面的理由而導(dǎo)入的出入房間管理系統(tǒng)等組合來推測人體熱負(fù)荷的方法，但成本還是高。另外，出入房間管理系統(tǒng)不是那種在任意處的設(shè)施中都導(dǎo)入的物體，所以特別是在不導(dǎo)入大規(guī)模的大廈管理系統(tǒng)等的中小規(guī)模的大廈中，存在難以辨別人體熱負(fù)荷這樣的問題。由于這些問題，在進(jìn)行建筑物內(nèi)的能量需求預(yù)測的情況下，存在無法低成本且適合地進(jìn)行這樣的問題。
[0014]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于，提供一種能夠低成本且高精度地推測建筑物內(nèi)的各設(shè)備、人體等內(nèi)部熱負(fù)荷而能夠低成本且適合地進(jìn)行建筑物內(nèi)的能量需求預(yù)測的能量管理裝置以及能量管理系統(tǒng)。
[0015]為了解決上述課題，本發(fā)明具備:取得單元，取得在建筑物中設(shè)置了的空調(diào)設(shè)備的動(dòng)作信息、和該建筑物的修建地域的氣象條件的信息；外部熱負(fù)荷計(jì)算部，使用取得了的所述氣象條件的信息，計(jì)算從所述建筑物的外部向內(nèi)部流入的外部熱負(fù)荷；以及內(nèi)部熱負(fù)荷推測部，根據(jù)取得了的所述空調(diào)設(shè)備的動(dòng)作信息，推測作為該空調(diào)設(shè)備的熱負(fù)荷的空調(diào)熱負(fù)荷，根據(jù)該空調(diào)熱負(fù)荷和計(jì)算出的所述外部熱負(fù)荷的差分，推測所述建筑物的內(nèi)部的除了該空調(diào)熱負(fù)荷以外的內(nèi)部熱負(fù)荷。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠低成本且高精度地推測建筑物內(nèi)的各設(shè)備、人體等內(nèi)部熱負(fù)荷而能夠低成本且適合地進(jìn)行建筑物內(nèi)的能量需求預(yù)測的能量管理裝置以及能量管理系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖2是示出本實(shí)施方式的能量管理系統(tǒng)中的能量管理裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0019]圖3是示出在大廈內(nèi)的一個(gè)事務(wù)室中對(duì)室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生影響的代表性的熱負(fù)荷的大廈事務(wù)室部分的剖面圖。
[0020]圖4是示出由能量管理裝置推測的內(nèi)部熱負(fù)荷以及外部熱負(fù)荷、空調(diào)熱負(fù)荷的一個(gè)例子的曲線圖。
[0021]圖5是示出由能量管理裝置求出的內(nèi)部熱負(fù)荷(推測值)、室內(nèi)設(shè)備功耗(測量值)以及人體熱負(fù)荷(推測值)的一個(gè)例子的曲線圖。
[0022]圖6是示出室內(nèi)設(shè)備功耗的變動(dòng)模式例的曲線圖。
[0023]圖7是示出室內(nèi)的人體熱負(fù)荷的變動(dòng)模式例的曲線圖。
[0024]圖8是將由能量管理裝置求出的能量需求預(yù)測結(jié)果、和當(dāng)前的各種功耗的變動(dòng)一并示出的曲線圖。
[0025]圖9是用于說明由能量管理系統(tǒng)進(jìn)行大廈的能量需求預(yù)測的動(dòng)作的第I流程圖。
[0026]圖10是用于說明由能量管理系統(tǒng)進(jìn)行大廈的能量需求預(yù)測的動(dòng)作的第2流程圖。
[0027]圖11是用于說明由能量管理系統(tǒng)進(jìn)行大廈的能量需求預(yù)測的動(dòng)作的第3流程圖。
[0028]圖12是用于說明由能量管理系統(tǒng)進(jìn)行大廈的能量需求預(yù)測的動(dòng)作的第4流程圖。
[0029](符號(hào)說明)
[0030]10:能量管理系統(tǒng)；11:能量管理裝置；lla:能量需求預(yù)測部(需求預(yù)測部)；llb:內(nèi)部熱負(fù)荷推測部；llc:運(yùn)用數(shù)據(jù)庫部；lld:外部熱負(fù)荷計(jì)算部；12:局域網(wǎng)；13:電力測量裝置；14:空調(diào)設(shè)備控制器(空調(diào)信息取得單元)；15:公共網(wǎng)絡(luò)；16:氣象信息提供裝置；31:配電盤;41a?41η:空調(diào)設(shè)備;42、43:室外機(jī)；42a、42b…42m、43a、43b...43m:室內(nèi)機(jī)；Qew:外壁熱負(fù)荷；QSK:日照熱負(fù)荷；Qe:窗熱傳遞熱負(fù)荷；QINF:換氣間隙風(fēng)熱負(fù)荷；QIW:內(nèi)壁地板熱負(fù)荷；QE:室內(nèi)設(shè)備熱負(fù)荷(設(shè)備熱負(fù)荷)；Qh、105:人體熱負(fù)荷；Qac、101:空調(diào)熱負(fù)荷；102:外部熱負(fù)荷；103:內(nèi)部熱負(fù)荷；104:室內(nèi)設(shè)備功耗(設(shè)備功耗)；104M:室內(nèi)設(shè)備功耗模式(室內(nèi)設(shè)備功耗的變動(dòng)模式)；105:人體熱負(fù)荷模式(人體熱負(fù)荷的變動(dòng)模式)；121:預(yù)想外部氣溫；122:預(yù)測空調(diào)設(shè)備功耗；123:預(yù)測大廈整體功耗；124:空調(diào)設(shè)備功耗；125:大廈整體功耗(整體功耗)。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0032]<實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)>
[0033]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的能量管理系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0034]能量管理系統(tǒng)10低成本且高精度地推測建筑物(例如大廈)內(nèi)的空調(diào)設(shè)備、照明器具、OA設(shè)備等室內(nèi)設(shè)備、人體等的熱負(fù)荷，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行大廈內(nèi)的能量需求預(yù)測。該能量管理系統(tǒng)10構(gòu)成為具備能量管理裝置11、經(jīng)由局域網(wǎng)12與能量管理裝置11連接了的電力測量裝置13和空調(diào)設(shè)備控制器14、以及經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)15與能量管理裝置11連接了的氣象信息提供裝置16。
[0035]電力測量裝置13設(shè)置于大廈內(nèi)的配電盤31，測量至少大廈整體的電器設(shè)備的功耗(大廈整體功耗)。將作為該測量到的大廈整體功耗值的電力測量數(shù)據(jù)23經(jīng)由局域網(wǎng)12發(fā)送到能量管理裝置11。
[0036]空調(diào)設(shè)備控制器14連接了 η (η是自然數(shù))臺(tái)空調(diào)設(shè)備41a?41η，取得作為各空調(diào)設(shè)備41a?41η的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的信息的空調(diào)設(shè)備運(yùn)用數(shù)據(jù)24，經(jīng)由局域網(wǎng)12發(fā)送到能量管理裝置11。其中，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的信息是指包括作為各空調(diào)設(shè)備41a?41η的動(dòng)作信息的負(fù)荷電流、進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)時(shí)的吸引以及排出空氣的各溫度等測量值的信息。動(dòng)作信息除了負(fù)荷電流以外，還包括各空調(diào)設(shè)備41a?41η中的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度等與動(dòng)作有關(guān)的信息。
[0037]另外，設(shè)為各空調(diào)設(shè)備41a?41η是組合了室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)的封裝空調(diào)機(jī)。因此，第I臺(tái)空調(diào)設(shè)備41a構(gòu)成為具備與空調(diào)設(shè)備控制器14連接了的室外機(jī)42、和與該室外機(jī)42連接了的多個(gè)室內(nèi)機(jī)42a、42b…42η。第η臺(tái)空調(diào)設(shè)備41η也同樣地構(gòu)成為具備與空調(diào)設(shè)備控制器14連接了的室外機(jī)43、和與該室外機(jī)43連接了的多個(gè)室內(nèi)機(jī)43a、43b-43n。
[0038]另外，在封裝空調(diào)機(jī)中，由室外機(jī)42、43以及各室內(nèi)機(jī)42a?42m、43a?43m這雙方構(gòu)成了用于進(jìn)行供冷供熱的制冷循環(huán)，成為將未圖示的壓縮器、蒸發(fā)器、冷凝器、送風(fēng)機(jī)等適時(shí)裝入到這雙方而得到的組件。
[0039]氣象信息提供裝置16設(shè)置于氣象公司等，將在上述大廈的修建地域中測量的外部空氣的氣溫、濕度、風(fēng)速、日照量等氣象數(shù)據(jù)21、由基于氣象預(yù)報(bào)員等的操作的計(jì)算機(jī)預(yù)測了的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)22經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)15發(fā)送到能量管理裝置11。
[0040]能量管理裝置11構(gòu)成為具備能量需求預(yù)測部11a、內(nèi)部熱負(fù)荷推測部11b、運(yùn)用數(shù)據(jù)庫部11c、以及外部熱負(fù)荷計(jì)算部lid。
[0041]運(yùn)用數(shù)據(jù)庫部Ilc針對(duì)該測量日期時(shí)間、預(yù)先確定的日期時(shí)間的每個(gè)日期時(shí)間，存儲(chǔ)并積蓄從電力測量裝置13接收到的電力測量數(shù)據(jù)23、從空調(diào)設(shè)備控制器14接收到的空調(diào)設(shè)備運(yùn)用數(shù)據(jù)24、從氣象信息提供裝置16接收到的作為氣象條件的信息的氣象數(shù)據(jù)21以及氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)22。其中，通過能量管理裝置11的未