| 研究課題/領域番号 |
18K04456
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
磯崎 日出雄 神戸大学, 学術・産業イノベーション創造本部, 特定プロジェクト研究員 (50737161)
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| 研究分担者 |
大原 誠 神戸大学, 学術・産業イノベーション創造本部, 特定プロジェクト研究員 (10633620)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | べき乗項積型空調機数値モデル / 空調機実測 / 空調負荷予測 / 機械学習 / 最適化計算 |
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| 研究実績の概要 |
① 空調負荷と熱媒条件の関係を定める空調2次側モデル開発
柔軟な送水温度変更をコントロールするためには，空調機モデルの設定が重要である．前年度の空調機実測では空調機入口空気の湿度のバリエーションが不十分であったので，より実用的モデルを得るためにフィールドにて追加実験を行いサンプルデータ範囲を広げた．加えてモデル式の構成を改良して，実測値とモデルによる計算値の誤差を縮小した．改良点は，基準点の見直し，並びに説明変数の１つとして空調機入口空気湿球温度と冷水入口温度の差を採ることにした．これによって空調機モデルの全熱能力に関するR2は0.8788より0.9076に向上した．既存空調機のべき乗項積型モデルを得る手法を得た.
②学習型負荷予測方法の開発
空調負荷予測においては，使用人数・使用者種別に伴う人体発熱負荷，必要外気量を処理する外気負荷，あるいは人が利用する小電力負荷は大きな要素であり，人数や滞在時間などを精確に予測することが重要である．前年度には人流測定実験及び人流予測方法の開発検証を行った．今年度でも引き続き，地下街通路に対して人員数予測技術を適用し，実測値と照合した結果，予測アルゴリズムが有効に働くことを確認した．また前年度で検討した人体由来以外の空調負荷（外気流入、照明など）について，従来の空調負荷計算法を踏まえて，学習型予測手法の入力（すなわち空調負荷の説明変数）と学習アルゴリズムについて再検討をおこなった．さらに神戸地下街における空調（冷房）運用時の計器データや気象データを用いて学習型負荷予測アルゴリズムが有効に働くことを検証した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
① 空調負荷と熱媒条件の関係を定める空調2次側モデル開発では，空調機モデル化のために，空調機性能のフィールド実測を行ったが，既存施設内で風量，空気温湿度，水量，水温条件を変化させて空調機性能を必要精度で計測するのは，予想以上に手間と時間がかかることが判明した．サーマルグリッドを既存ビルに適用する際に必要な空調機モデル化に対してより簡便な手法の開発が望まれる．
②学習型負荷予測方法の開発では，実データを入手・利用できる神戸地下街を例として学習型負荷予測手法の有用性を確認した．しかし，オフィスビルなど多様な（あるいは一般的な）状況下でも適用するためにはデータの入手方法や前処理方法などを考慮する必要がある。一例として，地下街では検討対象から外すことができた日射の影響について，今後算入方法を検討する必要がある．
③ 最適化計算手法の改良並びに回路網設計支援プログラムの開発については，神戸地下街の機器特性や人流特性を把握したものの，従来（インテックス大阪）の最適化手法の適用・改良には至っていない．
④ 上記を踏まえたサーマルグリッドシステム設計手法の整備については，①～③の全体的な遅れを受けつつ，サーマルグリッドの一般化に向けた検討項目を整理するに留まっている．
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| 今後の研究の推進方策 |
① 空調2次側モデル開発についてはより実用性を高めるため空調機モデルの簡易化を試みる．
② 負荷予測のロジック確立と、フィールドにたいする適用による検証「学習型負荷予測方法の開発」では，神戸地下街を例として学習型負荷予測手法の有用性を確認した．次年度では地下街の実データを用いた研究を続けるとともに，より実社会での活用を念頭においた考察を進める．一例として，今期気象情報は気象庁から入手した履歴を使用したが，実社会の活用においては天気予報を利用することとなり，入手できる気象情報の種類・精度などを考慮しなくてはならない．
③ 最適化計算手法の改良並びに回路網設計支援プログラムの開発については，当初の問題意識に立ち戻り，適用フィールドの特性を再検討し基本設計から再検討する．
④ 上記を踏まえたサーマルグリッドシステム設計手法の整備については，熱媒の変温制御と負荷予測に基づく準最適熱源運転ロジックをまとめる．
研究の部分的な適用フィールドと考えている神戸地下街の2020年夏期の運用が，新型コロナ感染症の影響を受ける場合には，机上検討に振り替えるものとする．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
最適化計算の試行プログラム外注費を見込んでいたが，発注に至らなかったので次年度に使用する予定である．
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| 備考 |
「平成31年度CO2排出削減対策強化誘導型技術開発・実証事業 人流・気流センサを用いた屋外への開放部を持つ空間の空調制御手法の開発・実証成果報告書 国立大学法人神戸大学 株式会社日建設計総合研究所 株式会社創発システム研究所 神戸地下街株式会社」に研究成果の一部を掲載した．
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