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公開番号2025063427
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172608
出願日2023-10-04
発明の名称最適化装置、最適化方法及びプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20250409BHJP(計算;計数)
要約【課題】最適化された機器構成および運用方法を導出することができる最適化装置を提供する。
【解決手段】最適化装置は、単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、エネルギー機器の性能データと、を取得する取得部と、前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出する計算部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、前記熱エネルギーを供給するエネルギー機器の性能データと、を取得する取得部と、
前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出する計算部と、
を備える最適化装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記性能データは、前記エネルギー機器の負荷率と、前記エネルギー機器の性能に影響する他のパラメータと、前記エネルギー機器の性能との関係を定めたデータであり、前記計算部は、前記性能データから前記エネルギー機器の負荷率から前記エネルギー機器の性能を算出する簡易式を算出し、当該簡易式を使って、前記エネルギー機器の運用方法を算出する、
請求項１に記載の最適化装置。
【請求項３】
前記計算部は、前記エネルギー機器が供給する熱エネルギーが、当該熱エネルギーの供給先に届くまでの間に生じる熱損失を計算し、前記需要データが示す熱需要に熱損失を加算して、加算後の熱需要を満たせるような前記エネルギー機器の運用方法を算出する、
請求項１または請求項２に記載の最適化装置。
【請求項４】
前記計算部は、前記需要データが示す熱需要を満たせるような前記エネルギー機器の組み合わせを算出し、算出した前記組み合わせに含まれる前記エネルギー機器の消費エネルギーの合計が最小となるような前記エネルギー機器ごとの運用方法を算出する、
請求項１または請求項２に記載の最適化装置。
【請求項５】
前記計算部により算出された前記エネルギー機器の運用方法には、単位時間あたりの前記エネルギー機器の負荷率または負荷量が含まれ、前記単位時間あたりの前記負荷率または前記負荷量を出力する出力部、
をさらに備える請求項１または請求項２に記載の最適化装置。
【請求項６】
前記計算部により算出された前記エネルギー機器の運用方法には、単位時間あたりの前記エネルギー機器の消費エネルギー量が含まれ、単位時間あたりの前記消費エネルギー量を所定の期間にわたって集計した合計消費エネルギー量をＣＯ２排出量に換算した値および／又は合計消費エネルギー量をコストに換算した値を出力する出力部、
をさらに備える請求項１または請求項２に記載の最適化装置。
【請求項７】
前記エネルギー機器は、冷却塔から冷却水の供給を受けて、負荷装置へ供給する冷水を生成する冷凍機であって、
前記性能データには、前記冷凍機が供給する冷水の温度Ｔｏｕｔと、前記冷凍機が供給する冷水と前記負荷装置から還る冷水の温度差ΔＴと、前記冷却塔から供給される冷却水の温度Ｔｉｎｃｌと、前記冷凍機の運転における負荷率Ｘと、に対する前記冷凍機のＣＯＰが定められており、
前記計算部は、前記性能データから、前記温度Ｔｏｕｔと、前記温度差ΔＴと、前記温度Ｔｉｎｃｌと、前記負荷率Ｘと、を変数として前記ＣＯＰを算出する第１の非線形式を算出し、第１の非線形式において、前記温度Ｔｏｕｔと、前記温度差ΔＴと、前記温度Ｔｉｎｃｌと、に所定の既知の値を設定したときの前記第１の非線形式に基づく前記負荷率Ｘと前記ＣＯＰの関係に基づいて、前記負荷率Ｘを変数として前記ＣＯＰを算出する前記簡易式を算出する、
請求項２に記載の最適化装置。
【請求項８】
前記エネルギー機器は、負荷装置へ供給する水を生成するヒートポンプであって、
前記性能データには、前記ヒートポンプが供給する水の温度Ｔｏｕｔと、前記ヒートポンプが供給する水と前記負荷装置から還る水の温度差ΔＴと、外気温度Ｔａと、前記ヒートポンプの運転における負荷率Ｘと、に対する前記ヒートポンプのＣＯＰが定められており、
前記計算部は、前記性能データから、前記温度Ｔｏｕｔと、前記温度差ΔＴと、前記外気温度Ｔａと、前記負荷率Ｘと、を変数として前記ＣＯＰを算出する第１の非線形式を算出し、第１の非線形式において、前記温度Ｔｏｕｔと、前記温度差ΔＴと、前記外気温度Ｔａと、に所定の既知の値を設定したときの前記第１の非線形式に基づく前記負荷率Ｘと前記ＣＯＰの関係に基づいて、前記負荷率Ｘを変数として前記ＣＯＰを算出する前記簡易式を算出する、
請求項２に記載の最適化装置。
【請求項９】
前記エネルギー機器は、負荷装置へ供給する蒸気を生成する蒸気ヒートポンプであって、
前記性能データには、前記蒸気ヒートポンプが供給する蒸気の圧力Ｐｏｕｔと、前記蒸気ヒートポンプに供給される給水の温度Ｔｉｎと、外気温度Ｔａと、前記蒸気ヒートポンプの運転における負荷率Ｘと、に対する前記蒸気ヒートポンプのＣＯＰが定められており、
前記計算部は、前記性能データから、前記圧力Ｐｏｕｔと、前記温度Ｔｉｎと、前記外気温度Ｔａと、前記負荷率Ｘと、を変数として前記ＣＯＰを算出する第１の非線形式を算出し、第１の非線形式において、前記圧力Ｐｏｕｔと、前記温度Ｔｉｎと、前記外気温度Ｔａと、に所定の既知の値を設定したときの前記第１の非線形式に基づく前記負荷率Ｘと前記ＣＯＰの関係に基づいて、前記負荷率Ｘを変数として前記ＣＯＰを算出する前記簡易式を算出する、
請求項２に記載の最適化装置。
【請求項１０】
単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、前記熱エネルギーを供給するエネルギー機器の性能データと、を取得するステップと、
前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出するステップと、
を有する最適化方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、最適化装置、最適化方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エネルギーの需要および供給データと、エネルギーシステムを構成する機器の特性データ等から、当該エネルギーシステムが排出するＣＯ２又はコストを目的関数とする最適化計算を行って、ＣＯ２又はコストを最小化する機器の容量を算出する最適化装置が開示されている。また、特許文献２には、複数台の熱源を備えた空調設備の熱源制御システムに関し、熱源システム全体の消費エネルギーが空調負荷の熱量や外気湿球温度に応じて最小となるように熱源の運転を最適化するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６６９１４８号公報
特開第２０１７－１０１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来手法では、エネルギーシステムの最適な機器構成や機器の運用方法を検討する場合、最大負荷を満たせるように機器の容量や構成を決定し、年間を通じた負荷変動および負荷変動に応じた機器の特性（例えば、機器のＣＯＰ（Coefficient of Performanceなど）を考慮しないことが多い。そのため真に最適化された機器構成および機器の運用方法が算出できていない可能性がある。
【０００５】
上記課題を解決することができる最適化装置、最適化方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の最適化装置は、単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、前記熱エネルギーを供給するエネルギー機器の性能データと、を取得する取得部と、前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出する計算部と、を備える。
【０００７】
本開示の最適化方法は、単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、前記熱エネルギーを供給するエネルギー機器の性能データと、を取得するステップと、前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出するステップと、を有する。
【０００８】
本開示のプログラムは、コンピュータに、単位時間ごとの熱エネルギーの需要を示す需要データと、前記熱エネルギーを供給するエネルギー機器の性能データと、を取得するステップと、前記性能データに基づいて、前記エネルギー機器の負荷に応じた性能を考慮して、前記需要データが示す単位時間あたりの熱需要を満たし、且つ、所定期間における前記エネルギー機器の消費エネルギー量が最小となるような前記エネルギー機器の運用方法を算出するステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
上述の最適化装置、最適化方法及びプログラムによれば、最適化された機器構成および運用方法を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態における最適化装置の一例を示す図である。
実施形態における最適化対象システムの一例を示す図である。
実施形態における最適化処理の概要を説明する図である。
実施形態における出力データの一例を示す第１の図である。
実施形態における出力データの一例を示す第２の図である。
実施形態における最適化処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態における最適化対象システムの他の例を示す第１の図である。
実施形態における最適化対象システムの他の例を示す第２の図である。
実施形態における最適化装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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