本發(fā)明涉及一種進(jìn)行工廠內(nèi)的空調(diào)管理的空調(diào)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，提出了一種能量需求最優(yōu)化系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的工廠中的能量需求量的最優(yōu)化(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在這里，求出過去的外氣信息及生產(chǎn)量與消耗能量之間的相關(guān)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)關(guān)系而求出與當(dāng)日的外氣信息和生產(chǎn)量相對應(yīng)的消耗能量，基于該消耗能量對產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃進(jìn)行修正。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-151830號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，專利文獻(xiàn)1中的當(dāng)日的外氣信息，被用于求出過去的相似的外氣信息的時日下的消耗能量，并不用于計算生產(chǎn)時所需的能量。另外，專利文獻(xiàn)1用于對生產(chǎn)計劃進(jìn)行修正，并不用于對在工廠設(shè)置的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。即，在專利文獻(xiàn)1中，沒有公開下述技術(shù)：預(yù)測在工廠產(chǎn)生的熱量、考慮能效而創(chuàng)建各空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)計劃。

本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種空調(diào)管理系統(tǒng)，該空調(diào)管理系統(tǒng)按照生產(chǎn)計劃對在設(shè)置空調(diào)設(shè)備的工廠產(chǎn)生的熱量進(jìn)行預(yù)測，考慮能效而創(chuàng)建各空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)計劃，基于運轉(zhuǎn)計劃而進(jìn)行工廠中的空調(diào)管理。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)具有：工廠，其具有包含進(jìn)行工作的機(jī)械設(shè)備、照明設(shè)備以及空調(diào)設(shè)備在內(nèi)的設(shè)備，該工廠內(nèi)有作業(yè)員進(jìn)出；以及空調(diào)管理裝置，其對所述空調(diào)設(shè)備進(jìn)行控制，以使得所述工廠內(nèi)成為目標(biāo)溫度，該空調(diào)管理系統(tǒng)的特征在于，所述空調(diào)管理裝置具有：熱負(fù)載預(yù)測部，其每隔單位時間對熱負(fù)載進(jìn)行預(yù)測，該熱負(fù)載包含使用生產(chǎn)計劃信息計算出的在所述工廠內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)生熱量、使用氣象數(shù)據(jù)計算出的侵入至所述工廠內(nèi)的侵入熱量；運轉(zhuǎn)計劃部，其基于所述熱負(fù)載，每隔單位時間對所述空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)計劃進(jìn)行創(chuàng)建；以及控制指令部，其按照所述運轉(zhuǎn)計劃對所述空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，所述運轉(zhuǎn)計劃部針對所述熱負(fù)載，基于在所述工廠內(nèi)設(shè)定的溫度及濕度、所述空調(diào)設(shè)備的動作模型，使用2次規(guī)劃法，以使該空調(diào)管理系統(tǒng)整體的消耗能量相對于在將每個所述空調(diào)設(shè)備進(jìn)行額定運轉(zhuǎn)的情況下的消耗能量的總和而成為最小化的方式，制定所述運轉(zhuǎn)計劃。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，具有下述效果，即，能夠按照生產(chǎn)計劃對在設(shè)置空調(diào)設(shè)備的工廠產(chǎn)生的熱量進(jìn)行預(yù)測，考慮能效而創(chuàng)建各空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)計劃，基于運轉(zhuǎn)計劃而進(jìn)行工廠中的空調(diào)管理。

附圖說明

圖1是示意性地表示相關(guān)技術(shù)的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是表示實施方式1涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的示意性的結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

圖3是將實施方式1涉及的空調(diào)管理裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子與處理的流程一起進(jìn)行示出的圖。

圖4是表示實施方式1涉及的照明的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖5是表示實施方式1涉及的輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖6是表示實施方式1涉及的電加熱器部的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖7是表示實施方式1涉及的爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖8是表示實施方式1涉及的回焊爐的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖9是表示實施方式1涉及的作業(yè)員的發(fā)熱模型的概要的圖。

圖10是示意性地表示在將實施方式1涉及的工廠內(nèi)劃分出多個空調(diào)區(qū)域的情況下的照明、機(jī)械以及作業(yè)員的配置信息的一個例子的圖。

圖11是表示實施方式1涉及的各個空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息的一個例子的圖。

圖12是表示實施方式1涉及的每單位時間的發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值的一覽的一個例子的圖。

圖13是對實施方式1涉及的每單位時間的各結(jié)構(gòu)要素的發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值進(jìn)行曲線顯示的圖。

圖14是示意性地表示實施方式1涉及的工廠中的空調(diào)設(shè)備和外氣調(diào)節(jié)機(jī)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。

圖15是表示實施方式1涉及的空調(diào)機(jī)、熱源機(jī)以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)的運轉(zhuǎn)計劃輸出項目的一個例子的圖。

圖16是表示實施方式1涉及的熱源機(jī)的介質(zhì)的輸出特性曲線的一個例子的圖。

圖17是表示實施方式1涉及的空調(diào)管理處理的流程的一個例子的流程圖。

圖18是表示實施方式1涉及的機(jī)械為回焊爐的情況下的運轉(zhuǎn)狀況的一個例子的圖。

圖19是示意性地表示實施方式2涉及的空調(diào)管理裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。

圖20是示意性地表示實施方式3涉及的工廠內(nèi)的機(jī)械設(shè)備處的每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)與內(nèi)部發(fā)熱量之間的關(guān)系的一個例子的圖。

圖21是示意性地表示實施方式4涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。

圖22是表示實施方式4涉及的機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。

圖23是表示生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息的一個例子的圖。

圖24是示意性地表示實施方式5涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明并不限定于這些實施方式。另外，在下面，首先對由申請人提供的相關(guān)申請及其課題進(jìn)行說明，然后對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。

圖1是示意性地表示相關(guān)技術(shù)的結(jié)構(gòu)的框圖，(a)是示意性地表示第1相關(guān)技術(shù)涉及的空調(diào)系統(tǒng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖，(b)是示意性地表示第2相關(guān)技術(shù)涉及的2次規(guī)劃問題計算裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

作為第1相關(guān)技術(shù)，如日本特開2011-214794號公報所記載的空調(diào)系統(tǒng)控制裝置。該空調(diào)系統(tǒng)控制裝置700如圖1(a)所示，具有：空調(diào)機(jī)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得部701，其從外部取得空調(diào)機(jī)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；氣象數(shù)據(jù)取得部702，其取得氣象數(shù)據(jù)；參數(shù)學(xué)習(xí)部703，其具有基于熱傳導(dǎo)方程式而得出的通用的建筑物模型703a，通過學(xué)習(xí)而求出建筑物模型703的物理參數(shù)；熱負(fù)載預(yù)測部704，其基于物理參數(shù)和建筑物模型703a而對熱負(fù)載進(jìn)行預(yù)測；時間表創(chuàng)建部705，其基于預(yù)測熱負(fù)載而決定各空調(diào)機(jī)的運轉(zhuǎn)時間表；以及運轉(zhuǎn)時間表輸出部706，其將運轉(zhuǎn)時間表發(fā)送至各空調(diào)機(jī)。

在這里，能夠容許大于或等于1臺空調(diào)機(jī)。另外，空調(diào)機(jī)也可以為由室外機(jī)及室內(nèi)機(jī)構(gòu)成的大樓用空調(diào)組、組合式空調(diào)、室內(nèi)空調(diào)或者吸收式制冷機(jī)等大型熱源機(jī)。

在該空調(diào)系統(tǒng)的控制裝置中，依據(jù)物理方程實現(xiàn)對空調(diào)負(fù)載進(jìn)行預(yù)測的建筑物模型。另外，將通過建筑物模型預(yù)測出的空調(diào)負(fù)載設(shè)為輸入變量，決定在將構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)的所需總動力設(shè)為最小的情況下的空調(diào)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。并且，按照所決定的目標(biāo)值對各空調(diào)機(jī)進(jìn)行控制，高效地進(jìn)行多個空調(diào)對象空間的空氣調(diào)節(jié)，并且實現(xiàn)節(jié)能化。

作為第2相關(guān)技術(shù)，如日本特開2010-79323號公報所記載的2次規(guī)劃問題計算裝置。該2次規(guī)劃問題計算裝置800如圖1(b)所示，具有：初始化單元802，其求出控制變量及約束方程組的朗格朗日乘數(shù)組即變量的初始值，并存儲至變數(shù)存儲單元801；失配量計算單元803，其對2次規(guī)劃問題的最優(yōu)性條件背離量即失配量進(jìn)行計算；修正量計算單元804，其求出變量的修正方向及修正量，以使得失配量減少；修正量存儲單元805，其對由修正量計算單元804計算出的變量的修正方向及修正量進(jìn)行存儲；固定變量設(shè)定單元806，其對與修正量小于或等于第一閾值的控制變量或者控制變量的松弛變量相對應(yīng)的變量存儲單元801設(shè)定固定標(biāo)志；變量修正單元807，其針對沒有固定標(biāo)志的變量，通過修正方向及修正量而對變數(shù)存儲單元801的數(shù)值進(jìn)行更新；以及重復(fù)單元810，其進(jìn)行收斂判斷，將在變數(shù)存儲單元801中存儲的控制變量的值進(jìn)行輸出。

空調(diào)系統(tǒng)是將具有各種效率特性的空調(diào)設(shè)備組合而構(gòu)成的。是各空調(diào)設(shè)備的熱交換能力會受到外氣溫度及濕度、或者在熱交換器內(nèi)循環(huán)的熱媒的溫度及流量等使用條件的影響而發(fā)生變化的多變量系統(tǒng)。作為考慮這些空調(diào)設(shè)備的使用條件而求出使空調(diào)系統(tǒng)整體的消耗能量成為最小的最優(yōu)解的單元，第2相關(guān)技術(shù)的2次規(guī)劃問題計算裝置是有效的。

通常，在工廠中需要為建筑物內(nèi)的居住者導(dǎo)入新鮮的外氣，但在第1相關(guān)技術(shù)中，由于沒有考慮所導(dǎo)入的外氣的熱量，因此難以對建筑物整體的熱負(fù)載量進(jìn)行預(yù)測。另外，辦公室大樓中的空調(diào)負(fù)載的變動模式根據(jù)居住者、照明、oa(officeautomation)儀器以及氣象條件而每天示出大致固定的傾向。另一方面，工廠中的空調(diào)負(fù)載的變動模式基于生產(chǎn)計劃信息而大幅地變動。并且，在工廠中，即使在基于生產(chǎn)計劃完成生產(chǎn)后的區(qū)域，為了維持指定的溫度而使空調(diào)設(shè)備進(jìn)行工作，有時也會消耗多余的電力，要求針對每個區(qū)域變更指定溫度，以實現(xiàn)節(jié)能。但是，在第1相關(guān)技術(shù)中，沒有應(yīng)對工廠中的空調(diào)系統(tǒng)的控制。因此，在下面，對使用第2相關(guān)技術(shù)以使得能夠?qū)⒌?相關(guān)技術(shù)向工廠中的空調(diào)系統(tǒng)的控制進(jìn)行應(yīng)用的實施方式進(jìn)行說明。

實施方式1.

圖2是表示實施方式1涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的示意性的結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖?？照{(diào)管理系統(tǒng)具有：工廠10，其具有空調(diào)設(shè)備，在該工廠10中制造產(chǎn)品；以及空調(diào)管理裝置20，其對工廠10中的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行管理。

工廠10是一邊使按照生產(chǎn)計劃進(jìn)行加工或者組裝等的機(jī)械設(shè)備11進(jìn)行動作、一邊制造產(chǎn)品的設(shè)施。工廠10例示為：具有對半導(dǎo)體裝置進(jìn)行制造的裝置的無塵室；使用車床或者加工中心等工作機(jī)械、激光加工裝置或者放電加工裝置等裝置對材料進(jìn)行加工的工廠；或者一邊使用可編程控制器對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制、一邊對產(chǎn)品進(jìn)行組裝的工廠等。在圖1中，作為工廠10而示出了無塵室10a、具有展示室和辦公室的組裝室10b。

工廠10具有：機(jī)械設(shè)備11，其進(jìn)行加工或者組裝等；工廠10內(nèi)的照明設(shè)備12；以及空調(diào)設(shè)備，其進(jìn)行控制以使工廠10內(nèi)的溫度及濕度等室內(nèi)環(huán)境處于預(yù)定的范圍?？照{(diào)設(shè)備具有：空調(diào)機(jī)13，其將在配置機(jī)械設(shè)備11的工廠10內(nèi)產(chǎn)生的熱量去除，將工廠10內(nèi)調(diào)整成為設(shè)定溫度及設(shè)定濕度；以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)14，其將外氣導(dǎo)入至工廠10內(nèi)以成為工廠10內(nèi)的設(shè)定溫度及設(shè)定濕度。外氣調(diào)節(jié)機(jī)14具有熱源機(jī)141a、141b、泵142、以及熱交換器143。

圖3是將實施方式1涉及的空調(diào)管理裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子與處理的流程一起進(jìn)行示出的圖?？照{(diào)管理裝置20具有氣象數(shù)據(jù)取得部21、空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)取得部22、生產(chǎn)計劃信息取得部23、數(shù)據(jù)存儲部24、熱負(fù)載預(yù)測部25、運轉(zhuǎn)計劃部26、以及控制指令部27。

氣象數(shù)據(jù)取得部21經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而取得對設(shè)置工廠的地域進(jìn)行空調(diào)管理的時日的每單位時間的氣象數(shù)據(jù)。作為氣象數(shù)據(jù)，能夠列舉每30分鐘的日照量、外氣溫濕度等。氣象數(shù)據(jù)是從氣象數(shù)據(jù)發(fā)布公司取得的。

空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)取得部22是在控制對象的工廠10中使用的空調(diào)機(jī)的特性信息?？照{(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)是包含各空調(diào)機(jī)的消耗電力與供給熱量之間的關(guān)系在內(nèi)的信息。另外，在需要對由空調(diào)機(jī)供給的熱量、即由空調(diào)機(jī)去除的熱量進(jìn)行計算的情況下，空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)包含各室外機(jī)的運轉(zhuǎn)頻率、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度與供給熱量及消耗電力之間的關(guān)系。

生產(chǎn)計劃信息取得部23取得工廠10中的生產(chǎn)計劃信息。生產(chǎn)計劃信息包含在工廠10內(nèi)進(jìn)行工作的機(jī)械設(shè)備11的數(shù)量、進(jìn)行工作的時間及條件、在工廠10內(nèi)點亮的照明設(shè)備12的數(shù)量、點亮?xí)r間、以及進(jìn)入至工廠10內(nèi)的作業(yè)員15的數(shù)量、入室時間等。另外，在下面所示的例子中，示出工廠10內(nèi)劃分出多個空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c的情況?？照{(diào)區(qū)域是能夠由空調(diào)設(shè)備對溫度和濕度進(jìn)行調(diào)整的范圍。通過生產(chǎn)計劃信息，能夠區(qū)分出各機(jī)械設(shè)備11、照明設(shè)備12以及作業(yè)員15等存在于哪個空調(diào)區(qū)域。另外，也可以針對作業(yè)員15而規(guī)定在什么時間存在于工廠10內(nèi)的哪個區(qū)域，或者對工廠10內(nèi)不存在人的區(qū)域和時間等進(jìn)行更詳細(xì)的規(guī)定。

數(shù)據(jù)存儲部24對經(jīng)由氣象數(shù)據(jù)取得部21及空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)取得部22而取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

熱負(fù)載預(yù)測部25將空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入數(shù)據(jù)，使用與工廠10內(nèi)的發(fā)熱體相關(guān)的動作模型和建筑物的熱模型，對每單位時間在各空調(diào)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的熱量和流入至各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的熱量進(jìn)行計算。關(guān)于生產(chǎn)計劃信息，由于根據(jù)時間，進(jìn)行動作的機(jī)械設(shè)備11的種類或者數(shù)量不同，因此導(dǎo)致機(jī)械發(fā)熱量也發(fā)生變化。另外，由于根據(jù)時間，日照量、外部氣溫、外氣濕度不同，因此也會導(dǎo)致流入至工廠10內(nèi)的熱量不同。因此，優(yōu)選每隔單位時間進(jìn)行計算。單位時間為30分鐘、1小時等。另外，熱量的計算優(yōu)選是以1天為單位或者直至能夠取得氣象數(shù)據(jù)的時間為止地進(jìn)行的。并且，熱負(fù)載預(yù)測部25求出將計算出的流入至各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的熱量和在各空調(diào)區(qū)域產(chǎn)生的熱量按照每單位時間進(jìn)行合計后得出的各空調(diào)區(qū)域的空調(diào)去除熱量。

熱負(fù)載預(yù)測部25具有發(fā)熱量預(yù)測部251、侵入熱量預(yù)測部252、以及去除熱量預(yù)測部253。發(fā)熱量預(yù)測部251基于生產(chǎn)計劃信息，對每單位時間的各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測。侵入熱量預(yù)測部252對每單位時間的侵入至各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的侵入熱量進(jìn)行預(yù)測。去除熱量預(yù)測部253基于空調(diào)機(jī)的設(shè)定溫濕度，對每單位時間的各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的去除熱量進(jìn)行預(yù)測。另外，在生產(chǎn)計劃信息未將工廠10內(nèi)分割為多個空調(diào)區(qū)域的情況下，發(fā)熱量預(yù)測部251、侵入熱量預(yù)測部252以及去除熱量預(yù)測部253將工廠10整體作為一個空調(diào)區(qū)域而對每單位時間的發(fā)熱量、侵入熱量以及去除熱量進(jìn)行預(yù)測。

如圖3所示，發(fā)熱量預(yù)測部251存在于工廠10內(nèi)，使用與發(fā)熱的對象相關(guān)的動作模型而對發(fā)熱量進(jìn)行計算。作為在工廠10內(nèi)發(fā)熱的對象，能夠例示照明設(shè)備12、機(jī)械設(shè)備11以及作業(yè)員15等。在下面，將照明設(shè)備12稱為照明12，將機(jī)械設(shè)備11稱為機(jī)械11。在生產(chǎn)計劃信息中，每隔單位時間按照時間序列而規(guī)定機(jī)械11的工作狀態(tài)、照明12的點亮狀態(tài)或者作業(yè)員15的配置狀態(tài)。因此，能夠協(xié)同生產(chǎn)計劃信息而對每單位時間的發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測。

圖4是表示實施方式1涉及的照明的發(fā)熱模型的概要的圖。照明12的發(fā)熱模型是將與照明12相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入、將照明的額定功率設(shè)為預(yù)定的常數(shù)、將照明發(fā)熱量設(shè)為輸出的函數(shù)。與照明12相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息是在生產(chǎn)計劃信息中規(guī)定的每單位時間的照明12的開啟或者關(guān)閉的指示。該照明發(fā)熱模型能夠通過下面的式(1)的函數(shù)進(jìn)行表示。其中，將照明12為開啟的情況下的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為“1”，將照明12為關(guān)閉的情況下的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為“0”。

照明發(fā)熱量＝生產(chǎn)計劃信息(時間、開啟或者關(guān)閉)×照明個數(shù)×照明額定功率···(1)

作為在工廠10內(nèi)使用的機(jī)械11，存在車床、激光加工機(jī)、成膜裝置、蝕刻裝置、回焊爐、帶式輸送機(jī)等多個機(jī)械。在這里，例舉回焊爐的情況說明對機(jī)械的發(fā)熱量進(jìn)行計算的例子?；睾笭t如果按照會發(fā)熱的部件而考慮，由輸送用電動機(jī)部、電加熱器部以及爐吹風(fēng)機(jī)部而構(gòu)成。因此，對上述各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行模型化，將它們的模型進(jìn)行組合后成為回焊爐的發(fā)熱量。

圖5是表示實施方式1涉及的輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型的概要的圖。輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型是將與輸送用電動機(jī)部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入、將輸送用電動機(jī)部的額定功率、負(fù)載率以及電動機(jī)效率設(shè)為預(yù)定的常數(shù)、將輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱量設(shè)為輸出的函數(shù)。與輸送用電動機(jī)部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息是在生產(chǎn)計劃信息中規(guī)定的每單位時間的回焊爐的輸送用電動機(jī)部的輸送速度。該輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型能夠通過下面的式(2)的函數(shù)進(jìn)行表示。

輸送用電動機(jī)發(fā)熱量＝生產(chǎn)計劃信息(時間、速度)×電動機(jī)額定功率×負(fù)載率×(1－電動機(jī)效率)···(2)

圖6是表示實施方式1涉及的電加熱器部的發(fā)熱模型的概要的圖。電加熱器部的發(fā)熱模型是將與電加熱器部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入、將電加熱器部的額定功率、負(fù)載率以及加熱器效率設(shè)為預(yù)定的常數(shù)、將電加熱器部的發(fā)熱量設(shè)為輸出的函數(shù)。與電加熱器部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息是在生產(chǎn)計劃信息中規(guī)定的每單位時間的回焊爐的電加熱器部的溫度。該電加熱器部的發(fā)熱模型能夠通過下面的式(3)的函數(shù)進(jìn)行表示。

電加熱器發(fā)熱量＝生產(chǎn)計劃信息(時間、溫度)×電加熱器額定功率×負(fù)載率×(1－電加熱器效率)···(3)

圖7是表示實施方式1涉及的爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型的概要的圖。爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型是將與爐吹風(fēng)機(jī)部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入、將空氣風(fēng)量、全壓、系數(shù)以及風(fēng)扇效率設(shè)為預(yù)定的常數(shù)、將爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱量設(shè)為輸出的函數(shù)。與爐吹風(fēng)機(jī)部相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息是在生產(chǎn)計劃信息中規(guī)定的每單位時間的回焊爐的爐吹風(fēng)機(jī)部的風(fēng)量。該爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型能夠通過下面的式(4)的函數(shù)進(jìn)行表示。

爐吹風(fēng)機(jī)發(fā)熱量＝生產(chǎn)計劃信息(時間、風(fēng)量)×(空氣風(fēng)量×全壓)/(9.8×6120×風(fēng)扇效率)···(4)

圖8是表示實施方式1涉及的回焊爐的發(fā)熱模型的概要的圖?；睾笭t的發(fā)熱模型具有將圖5至圖7所示的輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型、電加熱器部的發(fā)熱模型、以及爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型組合后的構(gòu)造。具體地說，將生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型、電加熱器部的發(fā)熱模型以及爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型的共通的輸入。將輸送用電動機(jī)部的發(fā)熱模型、電加熱器部的發(fā)熱模型以及爐吹風(fēng)機(jī)部的發(fā)熱模型的輸出分別相加，相加所得成為回焊爐模型的輸出即回焊爐發(fā)熱量。

圖9是表示實施方式1涉及的作業(yè)員的發(fā)熱模型的概要的圖。作業(yè)員15的發(fā)熱模型是將與作業(yè)員15相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入、將人體發(fā)熱量設(shè)為預(yù)定的常數(shù)、將作業(yè)員15的發(fā)熱量設(shè)為輸出的函數(shù)。與作業(yè)員15相關(guān)的生產(chǎn)計劃信息是在生產(chǎn)計劃信息中規(guī)定的每單位時間的作業(yè)員15的人數(shù)。該作業(yè)員15的發(fā)熱量模型能夠通過下面的式(5)的函數(shù)進(jìn)行表示。

作業(yè)員發(fā)熱量＝生產(chǎn)計劃信息(時間、人數(shù))×人體發(fā)熱量···(5)

此外，作業(yè)員15的發(fā)熱模型僅為基于生產(chǎn)計劃信息在工廠10內(nèi)存在幾個人等，但也可以進(jìn)一步地使用工廠10內(nèi)的作業(yè)員的位置信息，對更詳細(xì)的作業(yè)員15的產(chǎn)生熱量進(jìn)行計算。例如，通過將作業(yè)員15的作業(yè)位置、行動范圍等位置信息進(jìn)行模型化，從而當(dāng)作業(yè)員15在多個空調(diào)區(qū)域間進(jìn)行移動等的情況下，能夠更準(zhǔn)確地對各空調(diào)區(qū)域中的作業(yè)員15的發(fā)熱量進(jìn)行推定。

這些模型是以模型的對象的不同特性為單位而設(shè)定的。在照明12的發(fā)熱模型的情況下，是以照明12的不同的額定功率為單位而設(shè)定的。機(jī)械11的發(fā)熱模型也是同樣。

圖10是示意性地表示在將實施方式1涉及的工廠內(nèi)劃分出多個空調(diào)區(qū)域的情況下的照明、機(jī)械以及作業(yè)員的配置信息的一個例子的圖。如該圖所示，在工廠10內(nèi)配置3個空調(diào)機(jī)14a至空調(diào)機(jī)14c，能夠由空調(diào)機(jī)14a至空調(diào)機(jī)14c分別進(jìn)行空調(diào)控制的區(qū)域為空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c。在各空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c中，如圖所示，配置有照明、機(jī)械以及作業(yè)員。這樣，在工廠10內(nèi)劃分出多個空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c的情況下，照明發(fā)熱量、機(jī)械發(fā)熱量以及作業(yè)員發(fā)熱量是分別針對空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c而求出的。此時，使用包含存在于各空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c中的照明、機(jī)械以及作業(yè)員在內(nèi)的針對空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c的各發(fā)熱模型對應(yīng)信息，求出空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c的各自的發(fā)熱量。

圖11是表示實施方式1涉及的各個空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息的一個例子的圖。各空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息針對各空調(diào)區(qū)域而規(guī)定了在該空調(diào)區(qū)域中包含的照明12的照明模型、機(jī)械11的機(jī)械模型、作業(yè)員15的作業(yè)員模型及人數(shù)。圖11的各空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息是基于圖10的照明、機(jī)械以及作業(yè)員的配置信息而創(chuàng)建出的。并且，針對空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c而分別求出的發(fā)熱量的合計值成為空調(diào)區(qū)域發(fā)熱量。發(fā)熱量預(yù)測部251在第1相關(guān)技術(shù)的熱負(fù)載預(yù)測部的基礎(chǔ)上，還能夠基于工廠特有的生產(chǎn)計劃對各空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測。

侵入熱量預(yù)測部252如圖3所示，使用建筑物的熱模型和氣象數(shù)據(jù)，對每單位時間的侵入至工廠建筑物的各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的熱量即空調(diào)區(qū)域侵入熱量進(jìn)行計算。建筑物的熱模型是用于使用外部氣溫及日照量等氣象數(shù)據(jù)對從建筑物的墻體、屋頂、玻璃等侵入的熱量進(jìn)行計算的函數(shù)。作為建筑物的熱模型而創(chuàng)建如下函數(shù)，即，根據(jù)外部氣溫、日照量、作業(yè)員15、機(jī)械11以及照明12等的產(chǎn)生熱量和相對于設(shè)定室溫的空調(diào)機(jī)13的處理熱量的實測值，對包含導(dǎo)熱率和熱容量在內(nèi)的建筑物熱特性進(jìn)行推定，使用該導(dǎo)熱率和熱容量，對從建筑物的外部侵入至內(nèi)部的熱量進(jìn)行推定。

去除熱量預(yù)測部253如圖3所示，使用由發(fā)熱量預(yù)測部251計算出的發(fā)熱量、由侵入熱量預(yù)測部252計算出的侵入熱量、以及工廠10內(nèi)的各空調(diào)區(qū)域中設(shè)定的溫濕度，對各空調(diào)區(qū)域的每單位時間的去除熱量進(jìn)行計算。下面，將空調(diào)區(qū)域的去除熱量稱為空調(diào)區(qū)域去除熱量。設(shè)定溫濕度和去除熱量被輸出至運轉(zhuǎn)計劃部26。

圖12是表示實施方式1涉及的每單位時間的發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值的一覽的一個例子的圖。在這里，針對如圖10所示地劃分出的多個空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c，計算出了每單位時間的發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值。時間表示成為預(yù)測對象的時間帶。該時間帶的長度為單位時間，在該例子中為1個小時。針對各空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c，按照每單位時間而示出了上述的由發(fā)熱量預(yù)測部251預(yù)測出的照明發(fā)熱量、機(jī)械產(chǎn)生熱量以及作業(yè)員發(fā)熱量、由侵入熱量預(yù)測部252預(yù)測出的侵入熱量、以及由去除熱量預(yù)測部253預(yù)測出的空調(diào)去除熱量的值。在該例子中，將存在于空調(diào)區(qū)域內(nèi)的全部機(jī)械的機(jī)械產(chǎn)生熱量匯總為1個而進(jìn)行顯示，但為了更詳細(xì)地進(jìn)行控制，優(yōu)選針對各機(jī)械11而顯示機(jī)械產(chǎn)生熱量。另外，熱負(fù)載預(yù)測部25通過表格形式對使用各動作模型計算出的產(chǎn)生熱量、侵入熱量以及空調(diào)去除熱量進(jìn)行顯示，但也可以在未圖示的顯示部進(jìn)行曲線顯示。

圖13是對實施方式1涉及的每單位時間的各結(jié)構(gòu)要素的發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值進(jìn)行曲線顯示的圖。在這里，將機(jī)械產(chǎn)生熱量劃分為3個種類的機(jī)械(1)至(3)而進(jìn)行顯示。在這些圖中，橫軸為時間，縱軸表示發(fā)熱量或者去除熱量。在該例子中，也分別針對空調(diào)區(qū)域a至空調(diào)區(qū)域c而創(chuàng)建了發(fā)熱量和空調(diào)去除熱量的預(yù)測值的曲線圖。在圖13中，曲線圖g1是表示照明發(fā)熱量的時間變化的圖，曲線圖g2至曲線圖g4是表示各個機(jī)械(1)至(3)的機(jī)械發(fā)熱量的時間變化的圖，曲線圖g5是表示作業(yè)員發(fā)熱量的時間變化的圖，曲線圖g6是表示侵入熱量的時間變化的圖，曲線圖g7是表示空調(diào)去除熱量的時間變化的圖。

如圖13的曲線圖g6所示，侵入至建筑物的熱量在從早晨至13時前后的期間上升，在隨后至傍晚的期間減少。這是由來自的太陽的日照量和外部氣溫導(dǎo)致的。另外，如圖13的曲線圖g2至g4所示，機(jī)械(1)、(3)為了從9點起成為可使用的狀態(tài)，電源從9點前被接通，另一方面，機(jī)械(2)是對由機(jī)械(1)、(3)處理后的材料進(jìn)行處理的機(jī)械設(shè)備，也可以從9點起接通電源。這樣，通過按照生產(chǎn)計劃進(jìn)行處理，從而根據(jù)機(jī)械設(shè)備而接通電源的開始時刻不同。另外，在12點至13點的期間，作業(yè)員15進(jìn)行午休，因此機(jī)械設(shè)備也成為休止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生熱量暫時地減少。但是，從13點起重新開始作業(yè)、或者將機(jī)械設(shè)備的電源全部關(guān)閉會導(dǎo)致至重新開動為止需要花費時間，因此僅將可以設(shè)為休止?fàn)顟B(tài)的部分設(shè)為休止?fàn)顟B(tài)。

如圖13的曲線圖g1、g5所示，照明發(fā)熱量和作業(yè)員發(fā)熱量主要是在作業(yè)員15存在于工廠10內(nèi)的9點至12點和13點至20點左右為止的期間所產(chǎn)生的。另外，12點至13點為作業(yè)員15的午休，所以由于該期間在工廠10內(nèi)不存在作業(yè)員15，因此產(chǎn)生熱量為0。另外，此時的照明12也幾乎全被熄滅，因此產(chǎn)生熱量是接近于0的數(shù)值。

圖13的曲線圖g7是將圖13的曲線圖g1至曲線圖g6的各產(chǎn)生熱量全部相加而得出的，示出為總產(chǎn)生熱量。即，該總產(chǎn)生熱量是由空調(diào)設(shè)備必須去除的熱量，成為空調(diào)去除熱量?？照{(diào)去除熱量也用于提供對空調(diào)設(shè)備的熱負(fù)載的需求，因此也稱為空調(diào)熱負(fù)載需求。

運轉(zhuǎn)計劃部26創(chuàng)建下述運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于使用在工廠中設(shè)置的空調(diào)機(jī)13和外氣調(diào)節(jié)機(jī)14而去除由熱負(fù)載預(yù)測部25預(yù)測出的空調(diào)去除熱量。運轉(zhuǎn)計劃是針對各空調(diào)區(qū)域而制定的。圖14是示意性地表示實施方式1涉及的工廠中的空調(diào)設(shè)備和外氣調(diào)節(jié)機(jī)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。在該例子中，空調(diào)設(shè)備具有空調(diào)機(jī)13、熱源機(jī)141、泵142、以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)14。

空調(diào)機(jī)13吸入工廠10內(nèi)的空氣，在對所吸入的空氣的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)整以去除空調(diào)去除熱量后，重新吹回工廠10內(nèi)。作為空調(diào)機(jī)13，能夠例示組合式空調(diào)等?？照{(diào)機(jī)13是對在工廠10內(nèi)產(chǎn)生的熱量、即空調(diào)去除熱量進(jìn)行去除的空調(diào)設(shè)備。

熱源機(jī)141是對工廠10外的空氣進(jìn)行加熱或者冷卻時的熱源，對水等介質(zhì)進(jìn)行加熱或者冷卻而使其在與熱交換器143之間進(jìn)行循環(huán)。作為熱源機(jī)141，設(shè)置冷卻用熱源機(jī)141a和加熱用熱源機(jī)141b。這是為了在利用冷卻用熱源機(jī)141a對工廠10外的空氣的濕度進(jìn)行除濕之后，利用加熱用熱源機(jī)141b將除濕后的空氣加熱至預(yù)定的溫度。泵142用于使介質(zhì)在熱源機(jī)141與外氣調(diào)節(jié)機(jī)14之間進(jìn)行流動。外氣調(diào)節(jié)機(jī)14具有：熱交換器143，其通過從熱源機(jī)141輸送來的介質(zhì)而將工廠10外的空氣冷卻或者加熱至預(yù)定的溫度；以及風(fēng)扇144，其將成為預(yù)定的溫度后的空氣送入至工廠10內(nèi)。熱交換器143還具有將工廠10外的空氣設(shè)為預(yù)定的濕度的功能。這樣，外氣調(diào)節(jié)機(jī)14是使用熱源機(jī)141將外氣設(shè)為工廠10內(nèi)的設(shè)定溫度及設(shè)定濕度而向工廠10內(nèi)進(jìn)行供給的空調(diào)設(shè)備。

在運轉(zhuǎn)計劃部26中，在第1相關(guān)技術(shù)的運轉(zhuǎn)計劃部的基礎(chǔ)上，根據(jù)將熱源機(jī)141模型化后的熱源機(jī)模型、將外氣調(diào)節(jié)機(jī)14模型化后的外氣調(diào)節(jié)機(jī)模型、以及將空調(diào)機(jī)13模型化后的空調(diào)機(jī)模型，使用第2相關(guān)技術(shù)，以成為對于空調(diào)系統(tǒng)整體而言最優(yōu)的節(jié)能運轉(zhuǎn)的方式，創(chuàng)建空調(diào)機(jī)13、冷卻用熱源機(jī)141a和加熱用熱源機(jī)141b、以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的運轉(zhuǎn)計劃。該運轉(zhuǎn)計劃部26與第1相關(guān)技術(shù)的時間表創(chuàng)建部相對應(yīng)，另外與第2相關(guān)技術(shù)的2次規(guī)劃問題計算裝置相當(dāng)。即，在運轉(zhuǎn)計劃部26中，使用2次規(guī)劃法而創(chuàng)建熱源機(jī)141、外氣調(diào)節(jié)機(jī)14以及空調(diào)機(jī)13的運轉(zhuǎn)計劃。此時，以成為對于空調(diào)系統(tǒng)整體而言最優(yōu)的節(jié)能運轉(zhuǎn)的方式，創(chuàng)建熱源機(jī)141、外氣調(diào)節(jié)機(jī)14、空調(diào)機(jī)13的運轉(zhuǎn)計劃。

運轉(zhuǎn)計劃按照每單位時間而示出了用于使各空調(diào)區(qū)域內(nèi)的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行動作的運轉(zhuǎn)參數(shù)。圖15是表示實施方式1涉及的空調(diào)機(jī)、熱源機(jī)以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)的運轉(zhuǎn)計劃輸出項目的一個例子的圖?？照{(diào)機(jī)模型將運轉(zhuǎn)或者停止、溫度設(shè)定、吹風(fēng)能力設(shè)定進(jìn)行輸出，以作為運轉(zhuǎn)計劃輸出項目。吹風(fēng)能力設(shè)定是指風(fēng)量，風(fēng)量根據(jù)壓縮機(jī)頻率f而變化。冷卻用熱源機(jī)模型將運轉(zhuǎn)或者停止、冷水溫度設(shè)定進(jìn)行輸出，以作為運轉(zhuǎn)計劃輸出項目。加熱用熱源機(jī)模型將運轉(zhuǎn)或者停止、溫水溫度設(shè)定進(jìn)行輸出，以作為運轉(zhuǎn)計劃輸出項目。外氣調(diào)節(jié)機(jī)模型將運轉(zhuǎn)或者停止、供氣溫度設(shè)定、供氣濕度設(shè)定進(jìn)行輸出，以作為運轉(zhuǎn)計劃輸出項目。

在這里，對預(yù)測出的空調(diào)去除熱量與外氣調(diào)節(jié)機(jī)的供氣溫度及濕度條件相對應(yīng)地，使熱源機(jī)141的冷水及溫水的供水溫度設(shè)定最優(yōu)化的情況進(jìn)行說明。如上所述，在工廠10內(nèi)，存在機(jī)械11、照明12、作業(yè)員15等發(fā)熱體。另外，要求向工廠10內(nèi)輸入新鮮的外氣。因此，通過有效利用外氣的溫度及濕度，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅的節(jié)能。

在將空調(diào)機(jī)13、外氣調(diào)節(jié)機(jī)14以及熱源機(jī)141組合的空調(diào)系統(tǒng)中，首先，對成為基礎(chǔ)的外氣調(diào)節(jié)機(jī)14及熱源機(jī)141的節(jié)能的最優(yōu)運轉(zhuǎn)計劃進(jìn)行計算。即，以工廠10內(nèi)或者各空調(diào)區(qū)域的溫度和濕度成為設(shè)定值、且消耗電力成為最小的方式，決定冷卻用熱源機(jī)141a和加熱用熱源機(jī)141b的輸出溫度。

圖16是表示實施方式1涉及的熱源機(jī)的介質(zhì)的輸出特性曲線的一個例子的圖，(a)表示冷水輸出特性曲線，(b)表示溫水輸出特性曲線。在這些圖中，橫軸為介質(zhì)的輸出溫度，縱軸分別為表示冷卻用熱源機(jī)模型和加熱用熱源機(jī)模型的效率的性能系數(shù)cop。通常，冷卻用熱源機(jī)模型與冷水的輸出溫度之間的關(guān)系如圖16(a)所示，表示加熱用熱源機(jī)模型的效率的性能系數(shù)cop與溫水的輸出溫度之間的關(guān)系如圖16(b)所示。

另外，如果將熱源機(jī)141的輸出設(shè)為r[w]，將輸入能量設(shè)為er[w]，則熱源機(jī)141的性能系數(shù)cop通過下面的方程(6)進(jìn)行表示。并且，通過(6)方程，熱源機(jī)141的輸出r[w]能夠變換為下面的方程(7)。

cop＝r/er···(6)

r＝cop×er···(7)

在這里，如果將外氣溫度設(shè)為ta[k]，將a設(shè)為系數(shù)，將c設(shè)為常數(shù)，則熱源機(jī)141的性能系數(shù)cop通過下面的方程(8)進(jìn)行表示。

cop(ta)＝a×ta+c···(8)

綜上所述，考慮了時刻t和外氣溫度ta[k]的熱源機(jī)j號機(jī)的輸出r(j，t)[w]表示為下面的方程(9)。其中，j為自然數(shù)。

r(j，t)＝cop(ta)×er(j，t)···(9)

另外，熱源機(jī)141的輸出r[w]由循環(huán)的水的溫度和流量表示為下面的方程(10)。其中，cp為水的比熱，為4.218j/(kg·k)，ρ為密度[kg/m³]，tin為熱源機(jī)恢復(fù)溫度[k]，tout為熱源機(jī)供水溫度[k]，rf為熱源機(jī)供水流量[m³/s]。

r＝cp×ρ×(tin－tout)×rf···(10)

考慮了時刻t的熱源機(jī)j號機(jī)的輸出r(j，t)[w]根據(jù)(10)方程而表示為下面的方程(11)。

r(j，t)＝cp×ρ×(tin(j，t)－tout(j，t))×rf(j，t)···(11)

另外，根據(jù)(9)方程和(11)方程，輸入能量er[w]表示為下面的方程(12)。

er(j，t)＝r(j，t)/cop(ta)

＝(cp×ρ×(tin(j，t)－tout(j，t))×rf(j，t))/cop(ta)···(12)

此外，關(guān)于輸入能量er[w]的計算方程，除了(12)方程之外，還能夠通過下面的方程(13)的回歸方程而進(jìn)行表示。其中，a1至a9為熱源機(jī)的特性方程的系數(shù)，例如能夠通過由國土交通部提供的空調(diào)設(shè)備模擬工具(lcem工具)而進(jìn)行計算。

er(j，t)＝a1×ta+a2×tout(j，t)+a3×tin(j，t)+a4×rf(j，t)+a5×ta×rf(j，t)+a6×tout(j，t)×rf(j，t)+a7×tin(j，t)×rf(j，t)+a8×rf(j，t)²+a9···(13)

此外，2個er(j，t)的計算方程即(12)方程和(13)方程是根據(jù)取得的輸入條件而分開使用的。

在這里，水熱源泵消耗電力pp[w]表示為下面的方程(14)。其中，a10至a11是泵固有的系數(shù)。

pp(j，t)＝a10×rf(j，t)+a11···(14)

接下來，考慮熱需求平衡。即，對于預(yù)測的熱負(fù)載需求預(yù)測值而言所需的熱源機(jī)輸出r[w]的關(guān)系表示為下面的方程(15)。

熱負(fù)載需求預(yù)測值－σr(j，t)＝0···(15)

另外，求出用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的評價函數(shù)即目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)在時刻t處的空調(diào)系統(tǒng)整體的熱源機(jī)141的輸入能量er[w]與水熱源泵消耗電力pp[w]的合計值、以及電力量單價cd，如下面的方程(16)所示，求出電力費用f(x)。并且，使該電力費用f(x)最小化的下面的方程(17)成為目標(biāo)函數(shù)。

f(x)＝{σer(j，t)+σpp(j，t)}×cd···(16)

minf(x)＝{σer(j，t)+σpp(j，t)}×cd···(17)

作為用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的控制變量，具有在通過(12)方程及(13)方程所示的er(j，t)的方程中包含的熱源機(jī)供水溫度tout[k]、熱源機(jī)恢復(fù)溫度tin[k]以及熱源機(jī)供水流量rf[m³/s]、和在(17)方程中包含的泵消耗電力pp[w]。

作為用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的約束條件方程，具有熱源機(jī)j號機(jī)處的輸出r(j)[w]、供水溫度tout[k]以及供水流量rf[m³/s]。熱源機(jī)j號機(jī)處的輸出r(j)[w]、供水溫度tout[k]以及供水流量rf[m³/s]分別如下面的方程(18)至(20)所示，具有上限及下限，這些范圍成為約束條件方程。

r(j)min≤r(j)≤r(j)max···(18)

tout(j)min≤tout(j)≤tout(j)max···(19)

rf(j)min≤rf(j)≤rf(j)max···(20)

以上，例如將(15)方程設(shè)為約束方程，將(18)至(20)方程設(shè)為約束條件方程，使用二次規(guī)劃法，將(17)方程設(shè)為目標(biāo)函數(shù)，以電力費用f(x)成為最小的方式?jīng)Q定冷卻用熱源機(jī)141a和加熱用熱源機(jī)141b的輸出溫度，以作為運轉(zhuǎn)參數(shù)。此外，在這里，最小是指相對于空調(diào)機(jī)13、熱源機(jī)141以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)14進(jìn)行額定值運轉(zhuǎn)的情況下的消耗能量值、即電力量的總和而言，使實際運轉(zhuǎn)的空調(diào)機(jī)13、熱源機(jī)141、外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的消耗能量值最小化。

控制指令部27基于由運轉(zhuǎn)計劃部26計算出的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)，執(zhí)行在工廠10中設(shè)置的包含空調(diào)機(jī)13、熱源機(jī)141以及外氣調(diào)節(jié)機(jī)14在內(nèi)的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)控制。通過由該控制指令部27執(zhí)行的運轉(zhuǎn)控制，能夠去除圖12和圖13所示的空調(diào)去除熱量，能夠?qū)⒐S10內(nèi)的溫度保持為設(shè)定溫度。

接下來，對空調(diào)管理裝置20中的處理進(jìn)行說明。圖17是表示實施方式1涉及的空調(diào)管理處理的流程的一個例子的流程圖。此外，在這里，假設(shè)處于已經(jīng)由用戶創(chuàng)建出了與工廠10相關(guān)的照明12、機(jī)械11以及作業(yè)員15的配置信息、各空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息、以及建筑物的熱模型的狀態(tài)。首先，空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)取得部22讀取空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)，存儲至數(shù)據(jù)存儲部24(步驟s11)。另外，氣象數(shù)據(jù)取得部21經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)取得進(jìn)行空調(diào)管理的時日的氣象數(shù)據(jù)，存儲至數(shù)據(jù)存儲部24(步驟s12)。并且，生產(chǎn)計劃信息取得部23取得進(jìn)行空調(diào)管理的時日的生產(chǎn)計劃信息(步驟s13)。

然后，熱負(fù)載預(yù)測部25按照每單位時間對在某個時間的工廠10內(nèi)的各空調(diào)區(qū)域處的發(fā)熱量進(jìn)行計算(步驟s14)。即，如上所述地使用各空調(diào)區(qū)域的發(fā)熱模型對應(yīng)信息，按照每單位時間對空調(diào)區(qū)域發(fā)熱量進(jìn)行計算。另外，熱負(fù)載預(yù)測部25按照每單位時間對在某個時間的向工廠10內(nèi)的各空調(diào)區(qū)域的侵入熱量進(jìn)行計算(步驟s15)。即，如上所述地使用建筑物的熱模型和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。并且，熱負(fù)載預(yù)測部25使用計算出的發(fā)熱量和侵入熱量、以及在工廠10內(nèi)設(shè)定的溫濕度，按照每單位時間對工廠10內(nèi)的各空調(diào)區(qū)域處的空調(diào)去除熱量進(jìn)行計算(步驟s16)。

然后，運轉(zhuǎn)計劃部26使用2次規(guī)劃法，對各空調(diào)區(qū)域的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行計算(步驟s17)。例如，求出能夠去除在各時間的空調(diào)去除熱量且能夠?qū)⒖照{(diào)設(shè)備處的消耗電力設(shè)為最小的、包含向熱源機(jī)141流入的介質(zhì)的溫度和從熱源機(jī)141流出的介質(zhì)的溫度在內(nèi)的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)。

并且，控制指令部27使用計算出的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)，對工廠10的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行控制(步驟s18)。以上，空調(diào)管理處理結(jié)束。

此外，熱負(fù)載預(yù)測部25將生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入，根據(jù)機(jī)械的發(fā)熱模型對各機(jī)械11的產(chǎn)生熱量進(jìn)行預(yù)測，但也可以考慮每個機(jī)械11的特性而對產(chǎn)生熱量進(jìn)行預(yù)測。圖18是表示實施方式1涉及的機(jī)械為回焊爐的情況下的運轉(zhuǎn)狀況的一個例子的圖，(a)是示意性地表示回焊爐的樣子的剖視圖，(b)是表示在沒有考慮機(jī)械特性的情況下的爐內(nèi)的溫度和帶式輸送機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個例子的圖，(c)是在考慮了機(jī)械特性的情況下的爐內(nèi)的溫度和帶式輸送機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個例子的圖。

回焊爐200具有：帶式輸送機(jī)201，其沿預(yù)定的方向?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行輸送；加熱部202，其對帶式輸送機(jī)201上的產(chǎn)品210進(jìn)行加熱；以及絕熱材料203，其設(shè)置為將帶式輸送機(jī)201覆蓋。通過向加熱部202供給電力，由此對由絕熱材料203包圍的區(qū)域進(jìn)行加熱。并且，承載于產(chǎn)品210的焊料被進(jìn)行回焊。

如圖18(b)所示，在通過加熱部202使?fàn)t內(nèi)的溫度變?yōu)?00℃的情況下，爐內(nèi)的溫度沒有立刻成為200℃。因此，提前對加熱部202供給電力，使得在產(chǎn)品210的生產(chǎn)開始的9點，爐內(nèi)的溫度成為200℃。在工廠10成為午休的12點至13點的期間，如果切斷回焊爐200的電源，則回焊爐200內(nèi)的溫度降低，但必須在13點重新成為200℃，直至成為200℃為止的時間無法通過與周圍的溫度之間的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測。因此，即使在午休期間，加熱部202也設(shè)為運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

另一方面，如圖18(c)所示，如果知道室溫，則通過計算，能夠求出在停止向加熱部202的電力的供給之后的爐內(nèi)的溫度的下降程度，另外，能夠求出為了在13點之前成為200℃而何時開始向加熱部202的電力的供給較好。這樣，通過將午休中的機(jī)械設(shè)備11的電力的供給設(shè)為所需最小限，從而能夠削減在作為1整天進(jìn)行觀察的情況下的工廠10的消耗電力。

關(guān)于在機(jī)械中進(jìn)行熱交換的干燥爐、回焊爐等，運轉(zhuǎn)中的所需熱量通過下面的方程(21)而進(jìn)行表示。

機(jī)械所需熱量＝{加熱對象物容積[vol]×加熱對象物比熱[j/deg·kg]×(機(jī)械裝置目標(biāo)溫度－室溫)}×安全率+(機(jī)械裝置目標(biāo)溫度－室溫)×機(jī)械裝置絕熱系數(shù)···(21)

根據(jù)生產(chǎn)計劃信息取得各機(jī)械設(shè)備11的加熱對象物的材質(zhì)(金屬、電木等)、體積、數(shù)量，并輸入至上述(21)方程，能夠?qū)膯訒r起經(jīng)過連續(xù)運轉(zhuǎn)時而直至冷卻運轉(zhuǎn)時所需的輸入能量值、從裝置泄漏的內(nèi)部發(fā)熱負(fù)載量進(jìn)行推定。這樣，通過將各機(jī)械設(shè)備11的啟動模式模型化，從而能夠?qū)幽Ｊ接行У厥褂糜跈C(jī)械設(shè)備11的產(chǎn)生熱量的推定。

在實施方式1中，在熱負(fù)載預(yù)測部25中，使用工廠10的建筑物的熱模型、在產(chǎn)生熱的工廠10內(nèi)配置的機(jī)械11、照明12以及作業(yè)員15的熱模型，將氣象數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃信息以及空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)設(shè)為輸入，計算出在工廠10內(nèi)應(yīng)該使用空調(diào)設(shè)備進(jìn)行去除的每單位時間的熱量即空調(diào)去除熱量。由此，具有下述效果，即，能夠準(zhǔn)確地對在工廠10內(nèi)應(yīng)該去除的熱量進(jìn)行預(yù)測，能夠基于該預(yù)測進(jìn)行空調(diào)設(shè)備的控制。

另外，運轉(zhuǎn)計劃部26在使由熱負(fù)載預(yù)測部25預(yù)測出的每單位時間的空調(diào)去除熱量與空調(diào)系統(tǒng)整體的熱源機(jī)141的輸出相等的狀態(tài)下，以對空調(diào)系統(tǒng)整體的熱源機(jī)141的輸入能量與空調(diào)系統(tǒng)整體的水熱源泵消耗電力的合計值乘以電力量單價所得的電力費用成為最小的方式，使用二次規(guī)劃法計算出包含冷卻用熱源機(jī)141a和加熱用熱源機(jī)141b的輸出溫度在內(nèi)的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)。并且，控制指令部27基于空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)對空調(diào)設(shè)備進(jìn)行控制。由此，具有能夠精密地將工廠10內(nèi)的溫度維持為目標(biāo)溫度的效果。

在如對室內(nèi)的溫度進(jìn)行測量、對其與設(shè)定溫度之間的偏差進(jìn)行檢測而對空調(diào)設(shè)備進(jìn)行反饋控制的現(xiàn)有方法中，從檢測出溫度起至達(dá)到設(shè)定溫度為止需要大于或等于15分鐘的時間。但是，在實施方式1的方法中，預(yù)先對會產(chǎn)生的熱量進(jìn)行預(yù)測，以將該熱量去除的方式而進(jìn)行控制，而非反饋控制，因此能夠高精度地將各時間的工廠10內(nèi)的溫度設(shè)定為設(shè)定溫度。并且，以往，由最大負(fù)載條件決定空調(diào)設(shè)備的額定能力，因此在輕負(fù)載時能效降低，但在實施方式1中，即使在輕負(fù)載時也不會使能效降低。

實施方式2.

如在實施方式1中所述，將1天的氣象信息和生產(chǎn)計劃信息設(shè)為輸入數(shù)據(jù)，使用工廠的熱模型而對1天中的各時間的空調(diào)去除熱量進(jìn)行計算，因此能夠進(jìn)行與現(xiàn)有的方法相比波動少的溫濕度控制。以往，通過如上所述地具有大于或等于15分鐘的延遲的反饋控制而進(jìn)行工廠等建筑物內(nèi)的空調(diào)控制，因此溫度控制難，作為工廠10內(nèi)的設(shè)定溫度，以如23℃±2℃這樣的具有大的誤差范圍的方式而對設(shè)定溫度進(jìn)行設(shè)定。在實施方式2中，說明通過外氣溫度而對工廠10內(nèi)的設(shè)定溫度進(jìn)行變更的方法。

圖19是示意性地表示實施方式2涉及的空調(diào)管理裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。該空調(diào)管理裝置20在熱負(fù)載預(yù)測部25中還具有外氣處理量預(yù)測部254。外氣處理量預(yù)測部254基于在工廠10內(nèi)存在的作業(yè)員15的數(shù)量、強(qiáng)制地進(jìn)行動作的排氣風(fēng)扇的排氣量，對每單位時間導(dǎo)入至工廠10內(nèi)的外氣處理量進(jìn)行預(yù)測。強(qiáng)制地進(jìn)行動作的排氣風(fēng)扇設(shè)置于以高溫進(jìn)行運轉(zhuǎn)的機(jī)械11等。在工廠10內(nèi)存在的作業(yè)員15、由強(qiáng)制地進(jìn)行動作的排氣風(fēng)扇實現(xiàn)的排氣量是能夠從生產(chǎn)計劃信息取得的信息。

運轉(zhuǎn)計劃部26針對由熱負(fù)載預(yù)測部25計算出的外氣處理量，通過2次規(guī)劃法以消耗電力最小化條件得出將外氣調(diào)節(jié)機(jī)14和熱源機(jī)141組合的空調(diào)系統(tǒng)的消耗電力。其結(jié)果，運轉(zhuǎn)計劃部26計算出與室內(nèi)環(huán)境條件范圍內(nèi)相對的外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的供氣溫度和供氣濕度的設(shè)定值，以作為空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)。

控制指令部27將由運轉(zhuǎn)計劃部26求出的供氣溫度和供氣濕度設(shè)定至外氣調(diào)節(jié)機(jī)14。此外，對與在實施方式1中說明的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略其說明。另外，實施方式2涉及的空調(diào)管理裝置的處理流程與在實施方式1中說明的相同，因此省略其說明。

在這里，對實施方式2涉及的運轉(zhuǎn)計劃部26中的空調(diào)設(shè)備的運轉(zhuǎn)參數(shù)的計算例進(jìn)行說明。針對預(yù)測出的熱負(fù)載需求的外氣處理量，通過2次規(guī)劃法以消耗電力最小化條件而得出熱源機(jī)141和外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的消耗電力，由此能夠求出與室內(nèi)環(huán)境條件范圍內(nèi)相對的外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的供氣溫度及供氣濕度的設(shè)定值。

首先，通過熱交換器特性模型qh求出熱交換量。外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的冷水熱交換器143連接從冷卻用熱源機(jī)141a供給的冷水，與由外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的風(fēng)扇144導(dǎo)入的外氣進(jìn)行熱交換。另外，外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的溫水熱交換器143連接從加熱用熱源機(jī)141b供給的溫水，與由外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的風(fēng)扇144導(dǎo)入的外氣進(jìn)行熱交換。

在時刻t的熱交換器j號機(jī)的外氣熱含量ei的情況下的熱交換器特性模型的熱量qh(j，t)通過下面的方程(22)進(jìn)行表示。另外，外氣熱含量ei通過下面的方程(23)進(jìn)行表示。其中，tain為熱交換器入口的空氣溫度[k]，taout為熱交換器出口的空氣溫度[k]，w為水流量[m³/s]，w為空氣流量[m³/s]，cp為空氣的比熱，為1.006j/(kg·k)。

qh(j，t)＝w(j，t)×cp(j，t)×(tin(j，t)－tout(j，t))

＝w(j，t)×cp(j，t)×(taout(j，t)－tain(j，t))···(22)

ei＝w(j，t)×cp(j，t)×(taout(j，t)－tain(j，t))···(23)

熱交換器的熱交換率hxr根據(jù)控制條件而如下分類。

<僅對溫度進(jìn)行控制的情況>

在僅對溫度進(jìn)行控制的情況下，熱交換器的熱交換率hxr表示為下面的方程(24)。其中，假設(shè)不會成為露點溫度。

hxr×w(j，t)×cp(j，t)×(tin(j，t)－tout(j，t))

＝w(j，t)×cp(j，t)×(taout(j，t)－tain(j，t))···(24)

<對溫濕度進(jìn)行控制的情況>

在對溫度和濕度進(jìn)行控制的情況下，熱交換器的熱交換率hxr表示為下面的方程(25)。其中，denv為外氣的空氣密度[kg/m³]，dsup為供給空氣的密度[kg/m³]，eenv為外氣的比熱含量[kj/(kg·k)]，esup為供給空氣的比熱含量[kj/(kg·k)]。

hxr×w(j，t)×cp(j，t)×(tin(j，t)－tout(j，t))

＝w(j，t)×(denv(t)×eenv(t)－dsup(j，t)×esup(j，t))···(25)

另外，風(fēng)扇144的在時刻t的消耗電力量fp(t)[w]表示為下面的方程(26)。其中，假設(shè)a12、a13為風(fēng)扇144的消耗電力特性的系數(shù)。

fp(t)＝a12×w(j，t)+a13···(26)

接下來，考慮熱需求平衡。對于預(yù)測的熱負(fù)載需求而言所需的熱交換器特性模型的熱量qh[w]的關(guān)系表示為下面的方程(27)。

熱負(fù)載需求預(yù)測值－qh(j，t)＝0···(27)

另外，求出用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的評價函數(shù)即目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)在時刻t的熱交換器特性模型的熱量qh[w]、風(fēng)扇144的消耗電力fp(t)[w]以及電力量單價cd，以下面的方程(28)的方式而求出電力費用f(x)。并且，使該電力費用f(x)最小化的下面的方程(29)成為目標(biāo)函數(shù)。

f(x)＝{σqh(j，t)+σfp(j，t)}×cd···(28)

minf(x)＝{σqh(j，t)+σfp(j，t)}×cd···(29)

作為用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的控制變量，具有在(22)方程所示的qh(j，t)的方程中包含的熱源機(jī)恢復(fù)溫度tin[k]、熱源機(jī)供水溫度tout[k]、風(fēng)扇144的空氣流量w[m³/s]、以及風(fēng)扇144的消耗電力fp[w]。

作為用于通過2次規(guī)劃法進(jìn)行計算的約束條件方程，具有熱交換器特性模型的輸出即熱量qh[w]、熱源機(jī)供水溫度tout[k]、水流量w[m³/s]以及空氣流量w[m³/s]。熱交換器特性模型的熱量qh[w]、熱源機(jī)供水溫度tout[k]、水流量w[m³/s]以及空氣流量w[m³/s]分別如下面的方程(30)至(33)所示，具有上限及下限，這些范圍成為約束條件方程。

qh(j)min≤qh(j)≤qh(j)max···(30)

tout(j)min≤tout(j)≤tout(j)max···(31)

w(j)min≤w(j)≤w(j)max···(32)

w(j)min≤w(j)≤w(j)max···(33)

運轉(zhuǎn)計劃部26針對預(yù)測出的熱負(fù)載需求的外氣處理量，通過2次規(guī)劃法以消耗電力最小化條件而得出熱源機(jī)141和外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的消耗電力，由此求出與室內(nèi)環(huán)境條件范圍內(nèi)相對的外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的供氣溫度及濕度的設(shè)定值。具體地說，例如將(27)方程設(shè)為約束方程，將(30)至(33)方程設(shè)為約束條件方程，使用二次規(guī)劃法，將(29)方程設(shè)為目標(biāo)函數(shù)，以電力費用f(x)成為最小的方式?jīng)Q定外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的供氣溫度及濕度，以作為運轉(zhuǎn)參數(shù)。并且，通過這樣求出的運轉(zhuǎn)參數(shù)，能夠進(jìn)行波動少的溫度及濕度的控制。因此，能夠在根據(jù)外氣溫度而設(shè)定的設(shè)定溫度21℃至25℃的范圍內(nèi)，另外在根據(jù)外氣濕度而設(shè)定的設(shè)定濕度40％至60％的范圍內(nèi)，將熱源機(jī)141和外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的能量消耗量抑制至最小。

在實施方式2中，使用在工廠10內(nèi)的作業(yè)員15的數(shù)量和排氣風(fēng)扇的排氣量而對每單位時間的外氣處理量進(jìn)行預(yù)測，在預(yù)測出的熱負(fù)載需求與熱交換器熱量相等的條件下，使用2次規(guī)劃法，以熱交換器熱量和風(fēng)扇的消耗電力之和成為最小的方式，求出外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的供氣溫度和供氣濕度。并且，使用求出的供氣溫度和供氣濕度進(jìn)行外氣調(diào)節(jié)機(jī)14的運轉(zhuǎn)。由此，具有能夠進(jìn)行波動少的溫度和濕度的控制的效果。另外，在將外氣向工廠10內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入時，由于向工廠10內(nèi)導(dǎo)入的空氣的溫度與在導(dǎo)入前的工廠10內(nèi)的溫度之差變小，因此具有能夠?qū)υ诳照{(diào)管理系統(tǒng)中消耗的電力進(jìn)行抑制的效果。

實施方式3.

在實施方式1中，使用機(jī)械設(shè)備的動作模型對產(chǎn)生熱量進(jìn)行計算。機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)生熱量在空調(diào)熱負(fù)載中所占比例大，另外變動幅度也大。因此，在實施方式3中，說明能夠以更高精度進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)生熱量的預(yù)測的方法。

圖20是示意性地表示實施方式3涉及的工廠內(nèi)的機(jī)械設(shè)備處的每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)與內(nèi)部發(fā)熱量之間的關(guān)系的一個例子的圖。在這里，預(yù)先對每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)為a、b、c時的各自的內(nèi)部發(fā)熱量a、b、c進(jìn)行計算，根據(jù)這些數(shù)據(jù)而創(chuàng)建出表示內(nèi)部發(fā)熱量相對于生產(chǎn)個數(shù)的關(guān)系的曲線l1，在圖中以實線示出。此外，圖中以虛線示出的曲線l2表示相對于實際的每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)的內(nèi)部發(fā)熱量。曲線l1、l2為生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息。關(guān)于曲線l1，在每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)為0至a的范圍，以發(fā)熱量單純從0增加至a的直線而示出，在a至b的范圍為固定值a，在b至c的范圍為固定值b，在c及其以后的范圍為固定值c。并且，該曲線l1近似于實際的曲線l2。

發(fā)熱量預(yù)測部251根據(jù)與機(jī)械設(shè)備11的產(chǎn)生熱相關(guān)的從生產(chǎn)計劃信息得到的每段時間的生產(chǎn)個數(shù)，使用如圖20所示的信息，對機(jī)械設(shè)備11的內(nèi)部發(fā)熱量進(jìn)行計算。此外，在上述的說明中，采用了每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)，但也可以為機(jī)械的運轉(zhuǎn)率。另外，在圖20中，對3點進(jìn)行測量而創(chuàng)建出曲線l1，但通過使進(jìn)行測量的點數(shù)變多，曲線l1的從實際的曲線l2偏離的程度會變小，因此能夠進(jìn)行更精密的機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量的預(yù)測。

在實施方式3中，預(yù)先求出機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量與每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)或者機(jī)械的運轉(zhuǎn)率之間的相關(guān)關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系，求出與從生產(chǎn)計劃信息得到的每段時間的生產(chǎn)個數(shù)或者機(jī)械的運轉(zhuǎn)率相對應(yīng)的機(jī)械發(fā)熱量。由此，具有能夠更精密地對機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量進(jìn)行推定的效果。

實施方式4.

在實施方式4中，說明能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的發(fā)熱量與每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)或者機(jī)械的運轉(zhuǎn)率之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行生成的空調(diào)管理系統(tǒng)。

圖21是示意性地表示實施方式4涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。空調(diào)管理系統(tǒng)在實施方式1的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部255，該生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部255從各機(jī)械設(shè)備11取得表示每單位時間的生產(chǎn)量與機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量之間的對應(yīng)關(guān)系的生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息。生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部255將所取得的生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息與相對應(yīng)的機(jī)械設(shè)備11的動作模型相關(guān)聯(lián)地儲存至數(shù)據(jù)存儲部24。此外，對與在實施方式1中說明的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略其說明。

圖22是表示實施方式4涉及的機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。如該圖所示，機(jī)械設(shè)備11具有如下結(jié)構(gòu)，即，控制對象即機(jī)械111、控制裝置112、顯示器113、電力監(jiān)視器114經(jīng)由通信線纜115進(jìn)行連接，該控制裝置112對機(jī)械111進(jìn)行控制，該顯示器113顯示由控制裝置112進(jìn)行的控制的狀態(tài)，該電力監(jiān)視器114是對機(jī)械設(shè)備11處的消耗電力進(jìn)行監(jiān)視的消耗電力測量裝置。并且，電力監(jiān)視器114經(jīng)由通信線纜與未圖示的空調(diào)管理系統(tǒng)進(jìn)行連接。

圖23是表示生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息的一個例子的圖。由電力監(jiān)視器取得的圖23所示的信息是由空調(diào)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部255進(jìn)行取得的。各機(jī)械設(shè)備11的消耗電力與發(fā)熱量相等，因此使用該關(guān)系，空調(diào)管理裝置20的發(fā)熱量預(yù)測部251能夠進(jìn)一步地取得與實施方式3的情況相比極細(xì)致的發(fā)熱量。

在實施方式4中，在工廠10內(nèi)的機(jī)械設(shè)備11設(shè)置電力監(jiān)視器114，將各機(jī)械設(shè)備11的每單位時間的生產(chǎn)個數(shù)或者運轉(zhuǎn)率與消耗電力之間的關(guān)系儲存為生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息，由空調(diào)管理裝置20對其進(jìn)行取得，在求出機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量時進(jìn)行使用。由此，具有下述效果，即，能夠求出與實施方式3的情況相比更準(zhǔn)確的各機(jī)械設(shè)備11的發(fā)熱量的值，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行工廠10內(nèi)的空調(diào)管理。

此外，在上述的說明中，說明了將生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部255添加給實施方式1的結(jié)構(gòu)的情況，但也可以添加給實施方式2的結(jié)構(gòu)。

實施方式5.

在實施方式5中，對下述情況進(jìn)行說明，即，定期地對空調(diào)管理系統(tǒng)的動作狀態(tài)進(jìn)行記錄，通過與正常時的動作狀態(tài)進(jìn)行比較，判定空調(diào)管理系統(tǒng)是否存在異常。

圖24是示意性地表示實施方式5涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖?？照{(diào)管理系統(tǒng)在實施方式1的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有動作狀態(tài)取得部256、動作狀態(tài)儲存部257、以及預(yù)防保養(yǎng)部258。

動作狀態(tài)取得部256按照某個時間間隔而對包含與生產(chǎn)計劃相對應(yīng)的設(shè)備工作信息的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)、與生產(chǎn)量相對應(yīng)的空調(diào)基本單位以及從各動作模型得到的推定信息在內(nèi)的動作狀態(tài)值進(jìn)行記錄。作為設(shè)備工作信息，能夠列舉熱源機(jī)141、空調(diào)設(shè)備、機(jī)械設(shè)備11等。作為運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，能夠列舉消耗電力、每單位時間的啟動次數(shù)、設(shè)備過程值等。作為推定信息，能夠列舉儀器運轉(zhuǎn)效率、產(chǎn)生熱量等。動作狀態(tài)儲存部257對由動作狀態(tài)取得部256取得的動作狀態(tài)值進(jìn)行儲存。

預(yù)防保養(yǎng)部258將正常動作時的成為基準(zhǔn)的動作狀態(tài)值與所取得的動作狀態(tài)值進(jìn)行比較，判定有無異常。具體地說，預(yù)防保養(yǎng)部258在判定對象的動作狀態(tài)值的與成為基準(zhǔn)的動作狀態(tài)值之間的背離量超出了預(yù)設(shè)的閾值的情況下，進(jìn)行向用戶發(fā)送警告的消息的處理等。此外，預(yù)防保養(yǎng)處理無需每次都進(jìn)行，如1日1次或者1周1次等定期地進(jìn)行即可。另外，由動作狀態(tài)取得部256取得運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的時間優(yōu)選比由熱負(fù)載預(yù)測部25進(jìn)行的空調(diào)熱負(fù)載的預(yù)測期間短。

機(jī)械設(shè)備11的消耗電力具有如果連續(xù)使用機(jī)械設(shè)備11則變大的傾向。因此，在背離量超過了預(yù)設(shè)的值的情況下，表示機(jī)械設(shè)備11的壽命將近，向用戶進(jìn)行通知。然后，用戶基于通知而進(jìn)行機(jī)械設(shè)備11的部件的更換等的處理。此外，對與在實施方式1中說明的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略其說明。

在實施方式5中，對空調(diào)管理系統(tǒng)中的動作狀態(tài)值進(jìn)行記錄，每隔預(yù)定的期間與基準(zhǔn)的動作狀態(tài)值進(jìn)行比較而判斷是否存在異常。由此，具有下述效果，即，能夠?qū)⑴袛嘟Y(jié)果有效利用于與老化相伴的設(shè)備故障、劣化的預(yù)防保養(yǎng)。

工業(yè)實用性

如上所述，本發(fā)明涉及的空調(diào)管理系統(tǒng)對在生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠中的空調(diào)管理有用。

標(biāo)號的說明

10工廠，10a無塵室，10b組裝室，11機(jī)械設(shè)備，12照明設(shè)備，13空調(diào)機(jī)，14外氣調(diào)節(jié)機(jī)，14a、14b、14c空調(diào)機(jī)，15作業(yè)員，20空調(diào)管理裝置，21氣象數(shù)據(jù)取得部，22空調(diào)機(jī)特性數(shù)據(jù)取得部，23生產(chǎn)計劃信息取得部，24數(shù)據(jù)存儲部，25熱負(fù)載預(yù)測部，26運轉(zhuǎn)計劃部，27控制指令部，111機(jī)械，112控制裝置，113顯示器，114電力監(jiān)視器，115通信線纜，141熱源機(jī)，141a冷卻用熱源機(jī)，141b加熱用熱源機(jī)，142泵，143熱交換器，144風(fēng)扇，200回焊爐，201帶式輸送機(jī)，202加熱部，203絕熱材料，210產(chǎn)品，251發(fā)熱量預(yù)測部，252侵入熱量預(yù)測部，253去除熱量預(yù)測部，254外氣處理量預(yù)測部，255生產(chǎn)量-發(fā)熱量對應(yīng)信息取得部，256動作狀態(tài)取得部，257動作狀態(tài)儲存部，258預(yù)防保養(yǎng)部，700空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，701空調(diào)機(jī)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得部，702氣象數(shù)據(jù)取得部，703參數(shù)學(xué)習(xí)部，703a建筑物模型，704熱負(fù)載預(yù)測部，705時間表創(chuàng)建部，706運轉(zhuǎn)時間表輸出部，8002次規(guī)劃問題計算裝置，801變量存儲單元，802初始化單元，803失配量計算單元，804修正量計算單元，805修正量存儲單元，806固定變量設(shè)定單元，807變量修正單元，810重復(fù)單元。