JP7630708B2

JP7630708B2 - 換気制御システムおよび換気制御装置

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Publication number: JP7630708B2
Application number: JP2024502382A
Authority: JP
Inventors: 章太小森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2025-02-17
Anticipated expiration: 2042-02-25
Also published as: WO2023162150A1; JPWO2023162150A1

Description

本開示は、屋内の換気を制御する換気制御システムおよび換気制御装置に関する。

従来、発熱機器のような熱源が設置された建屋の空気調和を管理する空気調和システムでは、発熱機器が発生する熱による建屋の内部の温度上昇への対策として、冷房のみによる冷却、発熱機器が発生する熱の強制排気、または冷房と排気との組み合わせを用いた手法が用いられている。一般的に、冷房のみによって空気調和管理する場合よりも、排気用換気扇を用いて建屋の内部の熱を屋外へ排出するほうが消費電力を低くできる。

また、その他の手法として特許文献１では、屋外の温度が屋内の温度より低くなる夏場等において、夜間換気が挙げられている。夜間換気は、ナイトパージとも称される。特許文献１では、ナイトパージを行った場合には、ナイトパージによって給気される冷気である外気が建屋の壁または床に蓄積して蓄冷され、ナイトパージをしない場合に比べて、蓄冷による冷気により日中の建屋の内部の温度を１．５℃以上２．０℃以下程度低下できることが示唆されている。また、特許文献１におけるナイトパージは、日中の外気、日射、建屋の内部の設備の発熱により蓄積された熱の放熱と言い換えることができる。

そして、特許文献１では、建屋内の複数の計測点の温度データに基づいて、建屋内の換気装置を一律に制御する方法が開示されている。

特開２０２０－９４７６８号公報

例えば、発熱を伴う生産設備などの熱源が設置された工場においては、設備の稼働に伴い、建屋の壁または床に熱が蓄積される傾向にある。このようにして蓄積された熱が夜間に十分に放熱されずに翌日に持ち越された場合には、翌日に持ち越された熱が、翌日の工場内の温度を上昇させ、工場内の作業環境の悪化、または工場内の空気調和を担う空気調和システムの消費電力の増大を引き起こすことがある。また、設備の稼働に伴い建屋の壁または床に蓄熱されることから、建屋の構造または熱源との位置関係によって、同一建屋の壁または床においても場所によって蓄熱の度合いが異なる場合がある。通常は、熱源付近の壁または床への蓄熱量が最も大きい。

ただし、建屋内において熱源と作業エリアとが混在しているような環境では、熱源周辺の壁または床などの躯体に蓄積された熱が、同一建屋の躯体を伝うことで作業エリア近傍の躯体にも拡散する。このようにして拡散した熱は、作業エリアの温度上昇を引き起こす。このような作業エリアの温度上昇を回避するためには、作業エリアのナイトパージを行う必要がある。

換気扇は、得てして熱源の排熱のために建屋において熱源の周辺に集中して設置されている。このため、建屋に設置されている換気扇を一律に稼働させてしまうと、建屋内に供給された外気が熱源の周辺の換気扇によって誘導されてしまい、作業エリアへの外気の供給が十分に行われず、作業エリアのナイトパージができなくなる。したがって、建屋内における目的のエリアの適切なナイトパージを行うためには、建屋に設置されている換気扇を一律に稼働させるのではなく、換気扇と作業エリアとの位置関係を考慮しつつ、適切な運転制御を行う必要がある。

しかしながら、特許文献１では、躯体の温度について計測点ごとに温度差があることは示唆されているものの、対処方法については言及されておらず、ナイトパージについては、建屋に設置されている換気装置を一律に稼働停止させる方法のみが言及されている。したがって、特許文献１では、躯体に蓄積した熱の適切なナイトパージを行うことができない。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、建屋の躯体に蓄えられた熱に起因した、作業員が作業を行う作業エリアの温度上昇を防止することができる換気制御システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる換気制御システムは、構成機器として、稼働時に熱を発生する熱源装置が内部に配置された建屋の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇と、建屋の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇と、建屋の内部の空気を循環させる循環用送風機と、のうちの少なくとも排気用換気扇と給気用換気扇とを含む換気システムを備える。換気制御システムは、建屋の内部における作業員が作業を行う予め決められたエリアであって建屋の躯体に熱が蓄えられることによって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサからなる温度センサシステムを備える。換気制御システムは、換気システムの構成機器の稼働状態を示す機器稼働データおよび構成機器の位置を示す機器位置情報と、複数の温度センサから得られる温度データおよび複数の温度センサの位置を示す温度位置情報とに基づいて、換気システムの構成機器の動作を個別に制御して、作業エリアの周辺の建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで作業エリアの温度を屋外の空気の温度に近づける躯体蓄熱放出制御を行う制御手段を備える。機器位置情報は、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、建屋の特定の位置を原点とする座標で与えられる。制御手段は、少なくとも排気用換気扇と給気用換気扇との動作を個別に制御して建屋の内部についての給気から排気までの換気流を創出する制御を行う躯体蓄熱放出制御を行う。

本開示によれば、建屋の躯体に蓄えられた熱に起因した、作業員が作業を行う作業エリアの温度上昇を防止することができる換気制御システムが得られる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる換気制御システムが工場の建屋に適用された例を示す第１の模式図実施の形態１にかかる換気制御システムが工場の建屋に適用された例を示す第２の模式図実施の形態１にかかる換気制御システムが工場の建屋に適用された例を示す第３の模式図図１に示す工場の建屋の模式平面図実施の形態１にかかる換気制御システムの機能構成を示すブロック図実施の形態１にかかる換気制御システムの換気扇の機能構成を示すブロック図実施の形態１にかかる換気制御システムの循環用送風機の機能構成を示すブロック図実施の形態１にかかる換気制御システムの温度センサの機能構成を示すブロック図実施の形態１にかかる換気制御システムの制御手段の換気制御装置の機能構成を示すブロック図実施の形態１にかかる換気制御システムの制御手段を実現するハードウェア構成例を示す図実施の形態１にかかる換気制御システムの動作の手順を示すフローチャート実施の形態２にかかる換気制御システムの機能構成を示すブロック図実施の形態２にかかる換気制御システムの動作の手順を示すフローチャート実施の形態３にかかる学習装置の構成を示すブロック図実施の形態３にかかる学習装置による学習処理の処理手順を示すフローチャート実施の形態３にかかる推論装置の構成を示すブロック図実施の形態３にかかる推論装置による推論処理および換気制御装置による制御処理の処理手順を示すフローチャート実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図

以下に、実施の形態にかかる換気制御システムおよび換気制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００が工場の建屋７０１に適用された例を示す第１の模式図である。図２は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００が工場の建屋７０１に適用された例を示す第２の模式図である。図３は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００が工場の建屋７０１に適用された例を示す第３の模式図である。図１および図２では、換気制御システム１００が工場の建屋７０１に適用されて、建屋７０１の内部である室内が換気対象空間とされる場合について示している。図３では、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の制御手段４００が工場の制御室７０２に配置されている状態を示している。

図４は、図１に示す工場の建屋７０１の模式平面図である。図４では、建屋７０１の天井を透過して見える建屋７０１に配置された構成を模式的に示している。また、図４では、理解の容易のため、局所排気用換気扇２３０およびダクト２３１が建屋の床面７０１ｂの面内方向において製造装置７０３および熱源装置７０６の横の位置に記載されているが、実際には、局所排気用換気扇２３０およびダクト２３１は、図１および図２に示すように実際には製造装置７０３および熱源装置７０６の上方に配置されている。図５は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の機能構成を示すブロック図である。換気制御システム１００は、建屋７０１の内部の換気もしくはナイトパージを行うシステムである。ダクト２３１の下端の吸気口には、熱源装置７０６の排熱に起因する熱気を集めるためのフードが設けられる。

実施の形態１においては、図１における建屋７０１の幅方向をＸ方向とし、建屋７０１の奥行き方向をＹ方向とし、建屋７０１の高さ方向をＺ方向として説明する。Ｘ方向とＹ方向とは、水平方向に平行な方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な方向である。また、Ｘ方向においては、図１における左から右に向かう方向をＸ方向の＋方向とし、図１における右から左に向かう方向をＸ方向の－方向とする。Ｙ方向においては、図１における右上から左下に向かう方向をＹ方向の＋方向とし、図１における左下から右上に向かう方向をＹ方向の－方向とする。Ｚ方向においては、図１における下から上に向かう方向をＺ方向の＋方向とし、図１における上から下に向かう方向をＺ方向の－方向とする。

図２および図３に示すように、工場には、閉鎖系の空間である建屋７０１と、制御手段４００が設置された制御室７０２と、が設けられている。建屋７０１と制御室７０２とは、工場内における同じ場所に設けられてもよい。すなわち、制御室７０２は、建屋７０１の内部に設けられてもよい。また、建屋７０１と制御室７０２とは、工場内における異なる場所に設けられてもよい。

図１および図２に示すように、建屋７０１の内部には、製造装置７０３が配置されている。製造装置７０３は、稼働時に熱を発生する熱源装置７０６を含んでいる。すなわち、製造装置７０３が動作することにより、熱が発生する。製造装置７０３は、建屋７０１の室内を温めることを目的として配置されている装置ではなく、製品の製造を目的として設置された装置である。

図２および図４に示すように、製造装置７０３から放出される排熱によって建屋７０１の他の領域よりも相対的に温度が上昇した高温空気７０５は、製造装置７０３の周囲に広がる。製造装置７０３の周囲に広がった高温空気７０５は、換気制御システム１００の後述する排気用換気扇２１０または局所排気用換気扇２３０が稼働することにより、建屋７０１の外部に排気される。建屋７０１の外部に排気される高温空気７０５が排気される過程で天井または壁などの躯体に触れることにより、高温空気７０５の熱が躯体に伝わる。これにより、高温空気７０５の熱が、蓄熱７０７として躯体に熱が蓄えられる。また、排気用換気扇２１０または局所排気用換気扇２３０の稼働により捕集し切れなかった高温空気７０５が天井または壁などの躯体に触れることにより、高温空気７０５の熱が躯体に伝わる。これにより、高温空気７０５の熱が、蓄熱７０７として躯体に熱が蓄えられる。

さらに、製造装置７０３に接している建屋の床面７０１ｂへも製造装置７０３から直接熱が伝熱される。これにより、製造装置７０３の熱が蓄熱７０７として躯体に熱が蓄えられる。蓄熱７０７は、躯体内の温度勾配に従って、作業員７０４の周辺の躯体まで拡散し、さらに作業員７０４の周辺の空気温度より躯体の温度が高い場合に、蓄熱７０７の熱を作業員７０４の周辺の空気に放出し、作業員７０４の周辺の空気温度を上昇させる。

建屋７０１で用いられる換気制御システム１００は、換気システム２００と、温度センサシステム３００と、制御手段４００と、を備える。

換気システム２００は、建屋７０１の内部の換気または蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行う。換気システム２００は、１つ以上の排気用換気扇２１０と、１つ以上の給気用換気扇２２０と、１つ以上の局所排気用換気扇２３０と、１つ以上の循環用送風機２４０と、換気制御インターフェース２６０と、を備える。

換気制御インターフェース２６０は、温度センサシステム３００および制御手段４００と接続されるインターフェースである。以下では、インターフェースをＩ／Ｆと略称する。例えば、以下では、換気制御インターフェース２６０を、換気制御Ｉ／Ｆ２６０と略称する。換気制御Ｉ／Ｆ２６０は、排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、局所排気用換気扇２３０および循環用送風機２４０の制御手段４００による制御に用いられるＩ／Ｆである。すなわち、換気制御Ｉ／Ｆ２６０は、排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、局所排気用換気扇２３０および循環用送風機２４０と、制御手段４００との間の情報通信を仲介する。

排気用換気扇２１０は、建屋７０１の内部の換気もしくはナイトパージを行う換気設備であり、建屋７０１の内部と建屋７０１の外部とを仕切る建屋７０１の外壁７０１ａに設置され、建屋７０１の内部の空気を建屋７０１の外部である屋外へ排出するための排気機器である。排気用換気扇２１０は、一般的な排気用の換気扇に相当する機能を有する。排気用換気扇２１０は、換気制御Ｉ／Ｆ２６０を介して制御手段４００と通信可能とされており、制御手段４００による制御が可能とされている。

給気用換気扇２２０は、建屋７０１の内部の換気もしくはナイトパージを行う換気設備であり、建屋７０１の外壁７０１ａに設置され、建屋７０１の屋外の空気である外気を建屋７０１の内部に給気するための給気機器である。給気用換気扇２２０は、一般的な給気用の換気扇に相当する機能を有する。給気用換気扇２２０は、換気制御Ｉ／Ｆ２６０を介して制御手段４００と通信可能とされており、制御手段４００による制御が可能とされている。

局所排気用換気扇２３０は、建屋７０１の内部の換気もしくはナイトパージを行う換気設備であり、建屋７０１の内部において製造装置７０３の近くの位置に設置され、建屋７０１の内部の空気をダクト２３１を介して建屋７０１の外部である屋外へ排出するための局所排気機器である。ダクト２３１は、局所排気用換気扇２３０が発生する気流によって建屋７０１の内部の空気を吸い込んで建屋７０１の内部の空気を屋外に流すための導風路である。なお、導風路として、ダクト２３１の代わりに、建屋７０１の内部の空気を吸い込むための排気フードが用いられてもよい。

図６は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の換気扇１０の機能構成を示すブロック図である。以下、排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と局所排気用換気扇２３０との構成について説明する。排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と局所排気用換気扇２３０との基本的な構成は同じであるため、ここでは排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と局所排気用換気扇２３０を換気扇１０と総称する。

換気扇１０は、換気部１１と、換気通信部１２と、換気記憶部１３と、換気制御部１４と、を備える。換気部１１は、建屋７０１の内部の換気もしくはナイトパージを行う。なお、排気用換気扇２１０と局所排気用換気扇２３０との換気部１１は、建屋７０１の内部の空気を屋外へ排気する。給気用換気扇２２０の換気部１１は、外気を建屋７０１の内部に給気する。換気通信部１２は、制御手段４００との間で通信を行う。換気記憶部１３は、換気扇１０の制御に用いられる各種の情報を記憶する。換気記憶部１３は、換気扇１０の機器位置情報である、換気扇１０が設置された場所の位置情報を記憶する。

換気制御部１４は、換気扇１０の動作を制御する。換気制御部１４は、制御手段４００から送信される動作指示情報を換気通信部１２を介して受信し、動作指示情報に基づいて換気扇１０の運転を制御する。すなわち、換気制御部１４は、動作指示情報に基づいて換気扇１０の稼働、停止、風量の調整といった換気扇１０の動作を制御する。換気部１１と換気通信部１２と換気記憶部１３と換気制御部１４とは、互いに情報の送受信が可能である。換気通信部１２と換気記憶部１３と換気制御部１４とは、換気扇１０の内部に搭載されていてもよく、その他の装置内、例えば換気制御Ｉ／Ｆ２６０あるいは制御手段４００の内部に取り込まれていてもよい。

循環用送風機２４０は、建屋７０１の内部に配置され、建屋７０１の内部の空気を吸い込んで建屋７０１の内部に送風することにより建屋７０１の内部の空気を循環させる、もしくはナイトパージによって取り込まれた外気を建屋７０１内で循環させるための送風機器である。循環用送風機２４０は、一般的な扇風機またはエアー搬送ファンといった送風機に相当する機能を有する。循環用送風機２４０は、換気制御Ｉ／Ｆ２６０を介して制御手段４００と通信可能とされており、制御手段４００による制御が可能とされている。

図７は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の循環用送風機２４０の機能構成を示すブロック図である。循環用送風機２４０は、送風部２４１と、送風通信部２４２と、送風記憶部２４３と、送風制御部２４４と、を備える。送風部２４１は、建屋７０１の室内の空気を循環させる送風、もしくはナイトパージによって取り込まれた外気を建屋７０１内で循環させる送風を行う。送風通信部２４２は、制御手段４００との間で通信を行う。送風記憶部２４３は、循環用送風機２４０の制御に用いられる各種の情報を記憶する。送風記憶部２４３は、循環用送風機２４０の機器位置情報である、循環用送風機２４０が設置された場所の位置情報を記憶する。

送風制御部２４４は、循環用送風機２４０の動作を制御する。送風制御部２４４は、制御手段４００から送信される動作指示情報を送風通信部２４２を介して受信し、動作指示情報に基づいて循環用送風機２４０の運転を制御する。すなわち、送風制御部２４４は、動作指示情報に基づいて循環用送風機２４０の稼働、停止、風量の調整といった循環用送風機２４０の動作を制御する。送風部２４１と送風通信部２４２と送風記憶部２４３と送風制御部２４４とは、互いに情報の送受信が可能である。送風通信部２４２と送風記憶部２４３と送風制御部２４４とは、循環用送風機２４０の内部に搭載されていてもよく、その他の装置内、例えば換気制御Ｉ／Ｆ２６０あるいは制御手段４００の内部に取り込まれていてもよい。

なお、建屋７０１には、換気制御システム１００の他に、建屋７０１内の空気調和を行う１つ以上の空気調和機２５０が、設けられている。空気調和機２５０は、建屋７０１の内部に配置され、建屋７０１の内部の空気を吸い込み、吸い込んだ空気を加熱あるいは冷却して建屋７０１の内部に供給することで、建屋７０１の内部の空気を空気調和する空気調和設備である。空気調和機２５０は、一般的な空気調和機に相当する機能を有する。空気調和機２５０は、一体型の空気調和機であってもよく、セパレート型の空気調和機であってもよい。

温度センサシステム３００は、制御手段４００が換気システム２００の制御に用いる情報を収集する情報収集システムである。温度センサシステム３００は、建屋７０１の内部の空気の温度と、屋外の空気の温度と、を測定して収集する。温度センサシステム３００は、複数の温度センサ３１０を備える。温度センサ３１０は、温度センサ３１０が設置された場所の温度を測定して収集する環境センサである。具体的に、温度センサ３１０は、温度センサ３１０が設置された場所の周囲の空気の温度を測定して収集する。温度センサ３１０は、測定結果である温度センサ３１０が設置された場所の温度の情報を、電気信号に変換して制御手段４００に温度データとして送信する。温度センサシステム３００は、熱源装置７０６の温度を測定する熱源温度センサまたは躯体に接することで躯体の温度を直接測定する躯体温度センサを含んでもよい。

また、温度センサ３１０は、温度センサ３１０の機器位置情報である温度センサ３１０が設置された場所の位置情報を記憶しておき、温度センサ３１０が設置された場所の温度の情報と共に、温度センサ３１０の機器位置情報を電気信号に変換して制御手段４００に送信することができる。

温度センサ３１０には、設置が容易である一般的な温度センサを用いることができる。温度センサ３１０は、建屋７０１の内部と建屋７０１の外部とにおける複数個所に設置されている。建屋７０１の外部に設置された温度センサ３１０は、例えば給気用換気扇２２０の近くの位置の外気と接する場所に設置されており、外気の温度を測定する。外気の温度は、屋外の空気の温度である。以下では、外気の温度を外気温度と呼ぶ。

建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０は、例えば建屋７０１の内部において、予め決められた作業エリアである作業員７０４が作業を行う場所の近くの位置に設置されており、作業員７０４の在否に関わらず、作業員７０４が作業を行う場所の空気の温度を測定する。また、建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０は、例えば建屋７０１の内部において製造装置７０３の近くの位置に設置されており、製造装置７０３の周囲の空気の温度を測定する。建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０は、内部温度センサといえる。内部温度センサのうち、作業エリアの温度を測定する温度センサ３１０は、作業エリア温度センサといえる。建屋７０１の外部に設置された温度センサ３１０は、外部温度センサといえる。

作業エリアは、建屋７０１の内部における作業員７０４が作業を行う予め決められたエリアであって、蓄熱７０７によって温度の影響を受けるエリアである。作業エリアは、建屋７０１の内部における予め決められた温度制御対象位置と換言できる。作業員７０４が作業を行うエリアであれば、作業員７０４が不在であっても作業エリアとみなす。作業エリアの近くの位置に設置された温度センサ３１０により測定された温度、すなわち、作業員７０４が作業を行う場所の近くの位置に設置された温度センサ３１０により測定された温度は、作業エリアの温度といえる。作業エリアの温度は、作業エリアの周囲の建屋の壁または床などの躯体に蓄積された熱の影響を、躯体に蓄積された蓄熱量に対応して受ける。このため、作業エリア温度センサで計測される空気温度から、作業エリア温度センサの周辺の躯体への蓄熱量を推定することができる。

すなわち、建屋の壁または床などの躯体に蓄積した熱は、蓄熱量に対応して躯体の近傍の空気中に放熱されて空気温度を上昇させる。このため、作業エリア温度センサで計測される空気温度から作業エリア温度センサの周辺の躯体に蓄積した熱量を推定することができる。さらに、作業エリア温度センサの値を外部温度センサの値にどれだけ近づけられたかをもって、ナイトパージの効果を推し量ることができる。すなわち、作業エリアの温度を屋外の空気の温度にどれだけ近づけられたかをもって、躯体の蓄熱７０７をどれだけ放熱させられたか推定することができ、作業エリアの温度と屋外の空気の温度とが同一温度になった場合に、作業エリアの躯体の蓄熱７０７が全て放熱されたとみなすことができる。

図８は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の温度センサ３１０の機能構成を示すブロック図である。温度センサ３１０は、測定部３１１と、センサ通信部３１２と、センサ記憶部３１３と、センサ制御部３１４と、を有する。

測定部３１１は、温度センサ３１０が設置された場所の温度を測定する。具体的に、測定部３１１は、温度センサ３１０が設置された場所の周囲の空気の温度を測定する。センサ通信部３１２は、制御手段４００との間で通信を行う。センサ記憶部３１３は、温度センサ３１０の制御に用いられる各種の情報を記憶する。センサ記憶部３１３は、温度センサ３１０の機器位置情報である、温度センサ３１０が設置された場所の位置情報を記憶する。

センサ制御部３１４は、温度センサ３１０の動作を制御する。センサ制御部３１４は、制御手段４００から送信される動作指示情報をセンサ通信部３１２を介して受信し、動作指示情報に基づいて温度センサ３１０の動作を制御する。すなわち、センサ制御部３１４は、動作指示情報に基づいて温度センサ３１０の稼働、停止の動作を制御する。センサ制御部３１４は、測定部３１１における測定結果の情報を、センサ通信部３１２を介して、制御手段４００の後述する制御装置制御部４０３に送信する。測定部３１１とセンサ通信部３１２とセンサ記憶部３１３とセンサ制御部３１４とは、互いに情報の送受信が可能である。

制御手段４００は、換気システム２００と温度センサシステム３００とから取得したデータに基づいて、作業エリアの周辺の蓄熱７０７を放熱させるナイトパージを行うために、換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御する。このとき、蓄熱７０７が十分に放熱されたかどうかは、作業エリア周辺の空気温度がどれだけ外気温度に近づいたかによって判定される。すなわち、制御手段４００は、換気システム２００と温度センサシステム３００とから取得したデータに基づいて、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０とに対して、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行う。また、制御手段４００は、換気システム２００と温度センサシステム３００とから取得したデータに基づいて、建屋７０１の内部の換気を行うために、換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御する。

なお、制御手段４００が換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御して作業エリアの周辺の建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御、すなわち作業エリアの温度を屋外の空気の温度に近づける制御を、躯体蓄熱放出制御と呼ぶ。

図９は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の制御手段４００の換気制御装置４１０の機能構成を示すブロック図である。

制御手段４００は、換気制御装置４１０と、記憶装置４２０と、を備える。

換気制御装置４１０は、換気システム２００の動作を制御して換気制御システム１００による建屋７０１の内部の換気制御もしくはナイトパージ制御を、制御する。換気制御装置４１０は、制御装置通信部４０１と、制御装置記憶部４０２と、制御装置制御部４０３と、を備える。

制御装置通信部４０１は、換気制御システム１００における制御手段４００以外の機器との間で通信を行う。制御装置通信部４０１は、換気システム２００の、排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、局所排気用換気扇２３０および循環用送風機２４０との間で、換気制御Ｉ／Ｆ２６０を介して通信を行う。また、制御装置通信部４０１は、温度センサシステム３００の温度センサ３１０との間で通信を行う。

制御装置記憶部４０２は、換気制御装置４１０の制御を含む換気制御システム１００全体の制御に用いられる各種の情報を記憶する。

制御装置制御部４０３は、換気制御装置４１０の制御を含む換気制御装置４１０の全体の動作を制御する。制御装置制御部４０３は、換気システム２００の各構成機器の稼働状態を示す機器稼働データを取得して記憶する処理と、換気システム２００の各構成機器の位置を示す機器位置情報を取得して記憶する処理と、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０において測定された温度データを取得して記憶する処理と、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０の位置を示す温度位置情報を取得して記憶する処理と、を制御する。

そして、制御装置制御部４０３は、ナイトパージにおいて、換気システム２００と温度センサシステム３００とから取得したデータに基づいて、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０とに対して、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行う。

機器稼働データは、換気システム２００の各構成機器の稼働状態を示すデータである。換気システム２００の各構成機器の稼働状態は、各構成機器の稼働条件と換言できる。各構成機器の稼働条件には、稼働、停止、風量といった制御条件が含まれる。換気システム２００の各構成機器の制御部は、予め決められた周期で、制御装置制御部４０３に機器稼働データを送信する。機器稼働データは、機器によって稼働状態を表すために必要なパラメータが異なる。換気システム２００の各構成機器の機器稼働データをまとめて、換気システム２００の機器稼働データと称することができる。機器稼働データの詳細については後述する。

機器位置情報は、換気システム２００に含まれる機器の位置情報である。換気システム２００の各構成機器の位置を示す機器位置情報は、換気システム２００に含まれる機器の位置情報である。換気システム２００の各構成機器の制御部は、機器稼働データと共に機器位置情報を制御装置制御部４０３に送信することができる。また、制御装置制御部４０３は、後述するデータベース４３０に記憶されている機器位置情報を取得することも可能である。

温度データは、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０において測定された温度のデータであり、建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０において測定された温度のデータと、建屋７０１の外部に設置された温度センサ３１０において測定された温度のデータと、が含まれる。温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４は、予め決められた周期で、制御装置制御部４０３に温度データを送信する。

温度位置情報は、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０の位置を示す位置情報であり、温度センサシステム３００の温度センサ３１０で測定された温度の位置の情報といえる。温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４は、温度データと共に温度位置情報を制御装置制御部４０３に送信することができる。また、制御装置制御部４０３は、後述するデータベース４３０に記憶されている温度位置情報を取得することも可能である。

また、制御装置制御部４０３は、取得した上記の情報に基づいて、作業エリア周辺の蓄熱７０７を放熱させるナイトパージを行うために、換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御する。このとき、蓄熱７０７が十分に放熱されたかどうかは、作業エリア周辺の空気温度がどれだけ外気温度に近づいたかによって判定される。すなわち、制御装置制御部４０３は、取得した上記の情報に基づいて、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０とに対して、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行う。また、制御装置制御部４０３は、建屋７０１の内部の換気を行うために、換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御する。

すなわち、制御装置制御部４０３は、換気システム２００の動作を制御して建屋７０１の内部の換気もしくは作業エリア周辺の蓄熱７０７を放熱させるナイトパージを制御する換気制御システム１００のシステム制御部としての機能を有するといえる。

記憶装置４２０は、換気制御装置４１０による換気システム２００の制御に用いられる各種の情報を記憶する記憶部である。記憶装置４２０は、データベース４３０を有する。

データベース４３０は、制御装置制御部４０３が取得した、換気システム２００の制御に用いられる各種の情報が記憶される。すなわち、データベース４３０には、制御装置制御部４０３が取得した、機器稼働データ、機器位置情報、温度データ、温度位置情報といった各種の情報が記憶される。また、データベース４３０には、換気システム２００の各構成機器を個別に制御するために用いられる、複数の異なる稼働停止パターンが記憶されている。

稼働停止パターンは、換気システム２００の各構成機器について、稼働、停止、風量といった動作パターンが個別に設定された制御条件である。具体的に、稼働停止パターンは、制御装置制御部４０３が、機器稼働データと、機器位置情報と、温度データと、温度位置情報とに基づいて、作業エリア周辺の蓄熱７０７を放熱させるナイトパージを行うために、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０との各構成機器の動作を個別に制御する制御条件である。このとき、蓄熱７０７が十分に放熱されたかどうかは、作業エリア周辺の空気温度がどれだけ外気温度に近づいたかによって判定される。

すなわち、稼働停止パターンは、制御装置制御部４０３が、取得した上記の情報に基づいて、作業エリアの温度を外気温度に近づけるように換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御する制御条件である。したがって、稼働停止パターンは、機器稼働データと、機器位置情報と、温度データと、温度位置情報との組み合わせに適した、建屋７０１の内部における作業エリア周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うための制御条件である。

稼働停止パターンにおいては、排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と循環用送風機２４０については、例えば稼働、停止、風量の条件が設定される。

制御装置制御部４０３は、データベース４３０に記憶された稼働停止パターンを用いて、排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、循環用送風機２４０の稼働あるいは停止を個別に制御することができる。

排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と局所排気用換気扇２３０と循環用送風機２４０との機器位置情報および温度センサ３１０の位置情報である温度位置情報のデータベース４３０への入力方法は、ユーザが工場の施工図面などから各構成機器の機器位置情報および各温度センサ３１０の温度位置情報を読み取って、読み取った機器位置情報および温度位置情報を、換気制御装置４１０を介してデータベース４３０に記憶させる方法が挙げられる。すなわち、換気制御装置４１０の制御装置制御部４０３が、換気制御装置４１０に入力された機器位置情報および温度位置情報をデータベース４３０に記憶させる。

また、他の方法として、制御装置制御部４０３が、排気用換気扇２１０と給気用換気扇２２０と局所排気用換気扇２３０と循環用送風機２４０とのそれぞれから送信される機器位置情報を受信して、受信した機器位置情報をデータベース４３０に記憶させる方法が挙げられる。また、制御装置制御部４０３が、各温度センサ３１０から送信される温度位置情報を受信して、受信した温度位置情報をデータベース４３０に記憶させる方法が挙げられる。

なお、機器稼働データ、機器位置情報、温度データ、温度位置情報、および稼働停止パターンといった換気制御装置４１０による換気システム２００の制御に用いられる各種の情報は、換気制御装置４１０の制御装置記憶部４０２に記憶されてもよい。

ここで、制御手段４００のハードウェア構成について説明する。図１０は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の制御手段４００を実現するハードウェア構成例を示す図である。換気制御装置４１０は、プロセッサ４１１、メモリ４１２、制御インターフェース４１３、センサインターフェース４１４、入力インターフェース４１５、表示部インターフェース４１６を備える。データベース４３０は、制御に必要なデータや制御のための設定値をファイル４３２として格納する。

プロセッサ４１１は、例えば中央演算装置（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：ＣＰＵ）である。プロセッサ４１１は、バス４１７等を介して換気制御装置４１０の他のハードウェアと接続され、当該ハードウェアを制御する。プロセッサ４１１は、データベース４３０からプログラム４３１を読み出してメモリ４１２に展開し、メモリ４１２に展開したプログラム４３１を実行する。制御Ｉ／Ｆ４１３は、換気制御Ｉ／Ｆ２６０を介して排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、局所排気用換気扇２３０、循環用送風機２４０を制御するためのＩ／Ｆである。センサＩ／Ｆ４１４は、温度センサシステム３００のデータを収集するためのＩ／Ｆである。入力Ｉ／Ｆ４１５は、キーボードおよびマウス等の入力装置のＩ／Ｆである。表示部Ｉ／Ｆ４１６は、ディスプレイ等の表示装置とのＩ／Ｆである。

つぎに、図１および図４を参照して、制御装置制御部４０３が取得する情報について説明する。まず、換気システム２００の各構成機器の機器位置情報について説明する。換気システム２００の各構成機器の機器位置情報は、各構成機器の英語表記におけるアルファベットの２文字の略号を用いて識別される。同じ構成機器が複数ある場合は、Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・といった３文字目のアルファベットの１文字で識別される。

排気用換気扇２１０は、「Ｆａｎ－Ｅｘｈａｕｓｔ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＦＥ」を用いて識別される。給気用換気扇２２０は、「Ｆａｎ－Ｓｕｐｐｌｙ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＦＳ」を用いて識別される。局所排気用換気扇２３０は、「Ｆａｎ－Ｌｏｃａｌ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＦＬ」を用いて識別される。循環用送風機２４０は、「Ｆａｎ－Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＦＣ」を用いて識別される。建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０は、「Ｓｅｎｓｏｒ－Ｉｎｄｏｏｒ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＳＩ」を用いて識別される。屋外に設置された温度センサ３１０は、「Ｓｅｎｓｏｒ－Ｏｕｔｄｏｏｒ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＳＯ」を用いて識別される。製造装置７０３は、「Ｐｒｏｄｕｃｔ－Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＰＥ」を用いて識別される。熱源装置７０６は、「Ｈｅａｔ－Ｓｏｕｒｃｅ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＨＳ」を用いて識別される。また、作業員７０４についても、「Ｗｏｒｋ－Ｐｅｒｓｏｎ」におけるアルファベットの２文字の略号である「ＷＰ」を用いて識別される。

機器位置情報は、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、例えば図１および図４における建屋の床面７０１ｂの左上の位置を原点とするＸＹＺ座標で与えられる。例えば、排気用換気扇２１０である排気用換気扇２１０Ａの機器位置情報である機器位置座標Ｐ＿ＦＥＡは、（Ｐ＿ＦＥＡ＿Ｘ、Ｐ＿ＦＥＡ＿Ｙ、Ｐ＿ＦＥＡ＿Ｚ）で表される。また、給気用換気扇２２０である給気用換気扇２２０Ａの機器位置情報である機器位置座標Ｐ＿ＦＳＡは、（Ｐ＿ＦＳＡ＿Ｘ、Ｐ＿ＦＳＡ＿Ｙ、Ｐ＿ＦＳＡ＿Ｚ）で表される。なお、図１および図４では１つの給気用換気扇２２０を示しているが、ここでは理解の容易のため、複数の機器を識別するアルファベットであるＡを記載して説明している。

つぎに、換気システム２００の機器稼働データについて説明する。排気用換気扇２１０は、建屋７０１の内部の空気を屋外へ排出する。そこで、排気用換気扇２１０の稼働状態を示す機器稼働データは、排気用換気扇２１０の風量と風向きとによって表される。例えば、排気用換気扇２１０である排気用換気扇２１０Ａの機器稼働データである風量Ｑ＿ＦＥＡは、（Ｑ１＿ＦＥＡ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｚ）で表される。Ｑ１＿ＦＥＡは、風量の絶対値である。（ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｚ）は、風量の絶対値が１である風の風向きベクトルである。

例えば、発生する風の風向きが建屋７０１における外壁７０１ａのうちＸＺ面に沿った面に垂直な方向とされて外壁７０１ａに設置されている排気用換気扇２１０Ａの場合、排気用換気扇２１０Ａの機器稼働データの風向きベクトルは、（ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｚ）＝（０、－１、０）となる。排気用換気扇２１０Ａが発生する風の風向きは、建屋７０１の内部から屋外に向かう方向の風向きとなるため、ＱＶ＿ＦＥＡ＿Ｙはマイナスの値となる。

換気扇は、一般的には風向きが固定されており、風向きベクトルの方向が機器ごとに固定されている。一方、換気扇は、風量が可変とされており、例えば強運転と弱運転との２段階の風量から選択して運転される。換気扇の風向きが固定されており、風向きベクトルの方向が固定されている機器の場合、風向きベクトルの情報は、予め制御装置制御部４０３またはデータベース４３０に記憶しておくことも可能である。

給気用換気扇２２０は、建屋７０１の屋外の空気である外気を建屋７０１の内部に給気する。そこで、給気用換気扇２２０の稼働状態を示す機器稼働データは、排気用換気扇２１０と同様に、給気用換気扇２２０の風量と風向きとによって表される。例えば、給気用換気扇２２０である給気用換気扇２２０Ａの機器稼働データである風量Ｑ＿ＦＳＡは、（Ｑ１＿ＦＳＡ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｚ）で表される。Ｑ１＿ＦＳＡは、風量の絶対値である。（ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｚ）は、風量の絶対値が１である風の風向きベクトルである。

例えば、発生する風の風向きが建屋７０１における外壁７０１ａのうちＹＺ面に沿った面に垂直な方向とされて外壁７０１ａに設置されている給気用換気扇２２０Ａの場合、給気用換気扇２２０Ａの機器稼働データの風向きベクトルは、（ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＳＡ＿Ｚ）＝（１、０、０）となる。

局所排気用換気扇２３０は、建屋７０１の内部の空気をダクト２３１を介して建屋７０１の外部である屋外に排気する。局所排気用換気扇２３０は、設置位置が建屋７０１の壁面ではなく建屋７０１の内部である。局所排気用換気扇２３０の稼働状態を示す機器稼働データのパラメータは、排気用換気扇２１０と同様に、局所排気用換気扇２３０の風量と風向きとによって表される。例えば、局所排気用換気扇２３０である局所排気用換気扇２３０Ａの機器稼働データである風量Ｑ＿ＦＬＡは、（Ｑ１＿ＦＬＡ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｚ）で表される。Ｑ１＿ＦＬＡは、風量の絶対値である。（ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｚ）は、風量の絶対値が１である風の風向きベクトルである。

局所排気用換気扇２３０の機器位置情報は、建屋７０１の内部から空気を吸い込むダクト２３１の位置で規定される。一般的には、局所排気用換気扇２３０のダクト２３１は、熱源装置７０６の上方に設置される。

そして、ダクト２３１が、図１に示すように熱源装置７０６の上方から、建屋７０１における外壁７０１ａのうちＹＺ面に沿った面まで水平方向において引き回されて建屋７０１の内部と屋外とを連通させる場合には、建屋７０１の内部の空気は、上向き、すなわち＋Ｚ方向に排気される。この場合の局所排気用換気扇２３０の機器稼働データの風向きベクトルは、建屋７０１の内部の空気の吸込み方向が＋Ｚ方向であるので、（ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｚ）＝（０、０、１）となる。

また、例えばダクト２３１が、建屋７０１の内部から不図示の建屋７０１の天面まで引き回されて建屋７０１の内部と屋外とを連通させる場合も、建屋７０１の内部の空気は、上向き、すなわち＋Ｚ方向に排気される。この場合も、局所排気用換気扇２３０の機器稼働データの風向きベクトルは、建屋７０１の内部の空気の吸込み方向が＋Ｚ方向であるので、（ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＬＡ＿Ｚ）＝（０、０、１）となる。

循環用送風機２４０は、建屋７０１の内部の空気を吸い込んで建屋７０１の内部に循環させる。循環用送風機２４０の稼働状態を示す機器稼働データは、排気用換気扇２１０と同様に、循環用送風機２４０の風量と風向きとによって表される。例えば、循環用送風機２４０である循環用送風機２４０Ａの機器稼働データである風量Ｑ＿ＦＣＡは、（Ｑ１＿ＦＣＡ、ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｚ）で表される。Ｑ１＿ＦＣＡは、風量の絶対値である。（ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｘ、ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｙ、ＱＶ＿ＦＣＡ＿Ｚ）は、風量の絶対値が１である風の風向きベクトルである。

なお、図１および図４では１つの循環用送風機２４０を示しているが、ここでは理解の容易のため、複数の機器を識別するアルファベットであるＡを記載して説明している。

また、循環用送風機２４０は、風向きベクトルが可変とできるものであってもよい。すなわち、循環用送風機２４０は、風向可変機能を備えていてもよい。循環用送風機２４０が風向可変機能を備える場合、循環用送風機２４０の風量と風向きベクトルとの両方のデータが循環用送風機２４０から制御手段４００に送信されて伝達される。上記のように風向きが固定されており、風向きベクトルの方向が固定されている機器の場合、風向きベクトルの情報は予めデータベース４３０に記憶されていてもよい。一方、循環用送風機２４０が風向可変機能を備える場合には、風向きベクトルの方向が固定されないため、循環用送風機２４０の風量と風向きベクトルとの両方のデータが循環用送風機２４０から制御手段４００に送信されて伝達される。

つぎに、温度位置情報について説明する。温度位置情報は、機器位置情報と同様に、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、例えば図１および図４における建屋の床面７０１ｂの左上の位置を原点とするＸＹＺ座標で与えられる。例えば建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０である温度センサ３１０Ａの温度位置情報である温度位置座標Ｐ＿ＳＩＡは、（Ｐ＿ＳＩＡ＿Ｘ、Ｐ＿ＳＩＡ＿Ｙ、Ｐ＿ＳＩＡ＿Ｚ）で表される。

つぎに、温度データについて説明する。温度データＴ＿ＳＩは、建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０において測定された温度のデータである。例えば建屋７０１の内部に設置された温度センサ３１０である温度センサ３１０Ａの温度データである温度データＴ＿ＳＩＡは、例えば（Ｔ＿ＳＩＡ）で表される。

温度データＴ＿ＳＯは、建屋７０１の外部に設置された温度センサ３１０において測定された温度のデータである。例えば建屋７０１の外部に設置された温度センサ３１０である温度センサ３１０Ｃの温度データである温度データＴ＿ＳＯＣは、例えば（Ｔ＿ＳＯＣ）で表される。

つぎに、換気制御システム１００におけるナイトパージの動作について説明する。図１１は、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の動作の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０において、換気システム２００の機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データおよび温度位置情報とが取得される。具体的に、制御手段４００の制御装置制御部４０３が、換気システム２００の機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データおよび温度位置情報とを取得する。

換気システム２００の各構成機器の制御部は、予め決められた周期で、制御装置制御部４０３に機器稼働データを送信する。また、換気システム２００の各構成機器の制御部は、機器稼働データと共に機器位置情報を制御装置制御部４０３に送信する。また、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４は、予め決められた周期で、制御装置制御部４０３に温度データを送信する。温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４は、温度データと共に温度位置情報を制御装置制御部４０３に送信する。

制御手段４００の制御装置制御部４０３は、換気システム２００および温度センサシステム３００から送信された各情報を受信することにより、換気システム２００の機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データおよび温度位置情報と、を取得することができる。

ステップＳ１２０において、制御装置制御部４０３において取得された情報に基づいて、換気システム２００の動作を制御するための稼働停止パターンが判定される。具体的に、制御装置制御部４０３が、換気システム２００から取得した機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００から取得した温度データおよび温度位置情報とに基づいて、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行うために適切な稼働停止パターンを、データベース４３０に記憶されている複数の異なる稼働停止パターンから判定して選択する。

ステップＳ１３０において、判定された稼働停止パターンに基づいて、換気システム２００の稼働が個別に制御される。具体的に、制御装置制御部４０３が、判定された稼働停止パターンに基づいて、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０との各構成機器の動作を個別に制御する。これにより、換気制御システム１００は、作業エリアの周辺の蓄熱７０７を放熱させるナイトパージを行うために、換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御することができ、作業エリアの温度を外気温度に近づけるように換気システム２００の各構成機器の動作を個別に制御することができる。このとき、蓄熱７０７が十分に放熱されたかどうかは、作業エリアの周辺の空気温度がどれだけ外気温度に近づいたかによって判定される。

図１に示す構成例では、例えば、制御装置制御部４０３は、複数の排気用換気扇２１０のうち作業エリアに相対的に近い位置に配置されている排気用換気扇２１０Ａと給気用換気扇２２０とを稼働させる。一方、制御装置制御部４０３は、複数の排気用換気扇２１０のうち排気用換気扇２１０Ａと比べて作業エリアから相対的に遠い位置に配置されている排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃを停止させる制御を行う。これにより、給気用換気扇２２０より取り込まれた外気が複数の排気用換気扇２１０のうち排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃと比べて作業エリアから相対的に近い位置に配置されている排気用換気扇２１０Ａによって誘導されることにより、作業エリアおよび作業エリアの周辺に外気を供給することができる。

排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃが稼働する場合には、給気用換気扇２２０から取り込まれた外気が、排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃが停止している場合に比べ、作業エリアから－Ｘ方向に誘引される。この場合、作業エリアおよび作業エリアの周辺に供給される外気量が排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃが停止している場合に比べ少なくなり、作業エリアおよび作業エリアの周辺の蓄熱７０７を放熱させにくくなる。

しかしながら、排気用換気扇２１０Ｂおよび排気用換気扇２１０Ｃを停止させるとともに排気用換気扇２１０Ａと給気用換気扇２２０とを稼働させることにより、給気用換気扇２２０から取り込まれた外気を作業員７０４が作業を行う作業エリアおよび作業エリアの周辺に誘導させることができる。この結果、作業エリアおよび作業エリアの周辺の蓄熱７０７をナイトパージにより放熱させることができる。また、換気制御システム１００では、作業エリアおよび作業エリアの周辺の蓄熱７０７をナイトパージにより放熱させることで、作業員７０４が作業を行う作業エリアの空気の温度上昇を防止することができ、作業員７０４が作業を行う作業エリアの不快な状態を解消するための空気調和システムの消費電力を抑えることができる。

したがって、ステップＳ１２０において制御装置制御部４０３は、上記のような稼働停止パターンをデータベース４３０に記憶されている複数の異なる稼働停止パターンから判定して選択する。

ここで、稼働停止パターンを求める方法の例について説明する。制御装置制御部４０３による排気用換気扇２１０の制御において、排気用換気扇２１０が建屋７０１における複数個所に設置されており、複数の排気用換気扇２１０の作業エリアからの距離がそれぞれ異なる場合を想定する。この場合は、例えば、作業エリアから最も近い位置に設置されている排気用換気扇２１０Ａから順番に停止させて、異なる複数の稼働停止パターンにおける作業エリアの温度データが取得される。

作業員７０４が作業を行う作業エリアの場所は、工場の設備管理者などが、予め制御手段４００に入力しておく必要がある。すなわち、作業エリアの位置情報は、工場の設備管理者などが、予め制御手段４００に入力しておく必要がある。このとき、作業員７０４が作業を行う作業エリアの設定方法としては、作業エリアの場所付近に設置された温度センサ３１０を１つ以上選定することで、制御手段４００に選定された温度センサ３１０の位置を作業員７０４が作業を行う作業エリアとして認識させる方法がある。すなわち、制御手段４００は、作業エリアの場所付近に設置された１つ以上の温度センサ３１０の位置情報を、作業エリアの位置情報として記憶することができる。

これらの温度センサ３１０での温度データと外気温度との比較によって、稼働停止パターンを決定することになるが、比較のために参照する温度センサ３１０での温度データは、１箇所の特定の温度センサ３１０の温度データが選定されてもよく、複数の温度センサ３１０の平均温度、または複数の温度センサ３１０の最大温度もしくは最小温度が用いられてもよい。

そして、複数の稼働停止パターンにおいて取得された、作業エリアの温度データが比較されることで、作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度と外気温度との乖離が最も小さかった稼働停止パターンが求められる。このような稼働停止パターンは、工場の設備管理担当者などによるトライアンドエラーによって求められる。このようにして予め決められた複数の異なる稼働停止パターンは、機器稼働データと、機器位置情報と、温度データと、温度位置情報との組み合わせのデータと関連付けられてデータベース４３０に記憶されている。また、このような稼働停止パターンは、後述する機械学習を用いて求められてもよい。

図１では、１つの給気用換気扇２２０が建屋７０１に設けられる場合について示しているが、建屋７０１に複数の給気用換気扇２２０が設けられてもよい。制御装置制御部４０３は、複数の給気用換気扇２２０についても、排気用換気扇２１０と同様に、作業エリアからの距離によって動作の個別の制御を判断することができる。

例えば、作業エリアから最も近い位置にある給気用換気扇２２０から順番に稼働させて、複数の給気用換気扇２２０について異なる複数の稼働停止パターンを検討する。そして、複数の稼働停止パターンそれぞれにおける温度データを比較し、作業員７０４が居る作業エリアの温度と外気温度との乖離が最も小さかった稼働停止パターンを求めることができる。

循環用送風機２４０については、温度センサ３１０の温度データから必要と判断された場合に限定して稼働させることができる。これにより、不要なタイミングでの循環用送風機２４０の稼働時間を減らすことができるため、循環用送風機２４０の稼働による消費電力を低減させることができる。

循環用送風機２４０を稼働させるか停止させるかの判断基準としては、温度センサ３１０の温度データについて予め閾値を設定しておくことができる。そして、温度センサ３１０の温度データが閾値を超えた場合に運転させるように自動で動作を切り替えるように設定することができる。これにより、蓄熱７０７に起因する空気温度の上昇が検出された場合に、当該空気温度の上昇が検出された場所の周辺の循環用送風機２４０を稼働させて室内空気の循環を発生させることによって、蓄熱７０７の放熱を促すことができる。また、循環用送風機２４０は、排気用換気扇２１０および給気用換気扇２２０の稼働に合わせて稼働させるように制御されてもよい。また、循環用送風機２４０の周辺の空気温度が、送風先の空気温度より低いことが温度センサシステム３００から得られた温度データと温度位置情報とから判明している場合に循環用送風機２４０を稼働させるという制御を行うことで、作業エリアの温度を下げたり、建屋７０１内の温度ムラを軽減することで、蓄熱７０７の放熱を促すことが可能である。

排気用換気扇２１０および給気用換気扇２２０をどのような状態で稼働しても、作業エリアの温度環境が改善しない場合は、建屋７０１内または作業エリアの周囲に空気のよどみによる熱だまりが発生している可能性がある。この場合、風向可変機能を持つ循環用送風機２４０を用いて、熱だまりの発生場所へ風向を向けて送風することで、熱だまりを解消することができる。熱だまりの解消は、熱だまりの発生場所および熱だまりの発生場所の周辺の蓄熱７０７の解消につながる。循環用送風機２４０の風向は、制御装置制御部４０３により、温度センサシステム３００から得られた温度データと温度位置情報とに基づいて制御することができる。

上述したように、実施の形態１にかかる換気制御システム１００では、換気システム２００の機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データおよび温度位置情報と、作業員７０４が作業を行う作業エリアの位置情報を利用して、制御手段４００の制御装置制御部４０３が、排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、循環用送風機２４０の個別制御を行う。これにより、換気制御システム１００では、建屋７０１の内部において、作業エリア周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止し、作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度環境を改善し、また空気調和システムの消費電力を低減することができる。

すなわち、換気制御システム１００では、排気用換気扇２１０および給気用換気扇２２０といった換気扇などの稼働あるいは停止を建屋７０１全体で一律に制御することは行われない。換気制御システム１００では、換気扇ごとに個別に制御することで給気から排気まで適切な換気流を創出し、作業エリアである作業員７０４が作業を行う場所の周辺の床、壁、天井などの躯体に蓄えられた蓄熱７０７をナイトパージにより放熱させることで、作業エリアの温度上昇を防ぐ、あるいは余分な熱を空気調和システムによって冷やす必要をなくし、空気調和負荷を低減することができる。

なお、上記においては、排気用換気扇２１０の代わりに局所排気用換気扇２３０を稼働させてもよい。

したがって、本実施の形態１にかかる換気制御システム１００によれば、建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができる、という効果を奏する。すなわち、換気制御システム１００によれば、建屋の躯体に蓄えられた熱に起因した、作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度上昇を防止することができる、という効果を奏する。これにより、換気制御システム１００では、換気制御システム１００のユーザである作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度環境の改善、建屋内の空気調和を行う空気調和システムの消費電力の低減、および換気システム２００の稼働停止に係る作業負荷の低減を実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、換気制御システムにおけるナイトパージの他の制御方法について、説明する。

実施の形態２では、製造装置７０３は、予め決められた生産時間帯のみに駆動される。生産時間帯は、製造装置７０３による製品の生産が行われる予め決められた時間帯である。生産時間帯は、例えば９時から１７時までの間の時間帯である。すなわち、製造装置７０３は、例えば９時から１７時までの間の時間帯に駆動される。

一方、換気システム２００の各構成機器は、生産時間帯における建屋７０１の換気と、待機時間帯における建屋７０１のナイトパージと、に使用される。待機時間帯は、製造装置７０３による製品の生産が行われない時間帯であり、１日における生産時間帯以外の時間帯である。待機時間帯は、例えば１７時から９時までの間の時間帯である。すなわち、換気システム２００の各構成機器は、生産時間帯に加えて、生産時間帯以外の待機時間帯にも使用される。

夜間の待機時間帯の外気温度が室内温度よりも低い場合には、夜間に換気を行って建屋７０１内の空気と屋外の外気とを入れ替え、建屋７０１の躯体に蓄えられた蓄熱７０７を放出させるナイトパージを実施することにより、昼間の建屋７０１内の冷房のための消費電力を削減することができる。すなわち、夜間の待機時間帯の外気温度が室内温度よりも低い場合には、夜間の待機時間帯にナイトパージを実施することにより、生産時間帯における作業エリアの不快な状態を解消するための空気調和システムの冷房運転の消費電力を抑えることができる。

このため、夜間の待機時間帯においてナイトパージに使用される夜間換気電力量と、翌日の昼間の生産時間帯の建屋７０１内の換気空気調和に使用される昼間換気空気調和電力量との合計値が最小になるようにナイトパージを実施することが好ましい。

昼間の生産時間帯の建屋７０１内の換気空気調和は、昼間の生産時間帯における換気システム２００による建屋７０１の換気と、昼間の生産時間帯における空気調和機２５０による建屋７０１の空気調和である。

夜間換気電力量は、夜間の待機時間帯におけるナイトパージにおいて稼働している換気システム２００の消費電力量である。換気システム２００の消費電力量は、換気システム２００の各構成機器の消費電力量の総和である。したがって、夜間換気電力量は、夜間におけるナイトパージにおいて稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量の総和である。

昼間換気空気調和電力量は、夜間の後の昼間の生産時間帯における換気空気調和において稼働している、換気システム２００の消費電力量と、空気調和機２５０の消費電力量と、の総和である。したがって、昼間換気空気調和電力量は、昼間の建屋７０１の換気において稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量の総和と、昼間の建屋７０１の空気調和において稼働している空気調和機２５０の消費電力量と、の総和である。ここでの空気調和機２５０の消費電力量は、空気調和機２５０の冷房運転における消費電力量である。

また、夜間の待機時間帯における夜間換気電力量と、翌日の昼間換気空気調和電力量の総和を、総合換気電力量とする。以下では、総合換気電力量のデータを、総合換気電力量データと呼ぶ。

ここで、ナイトパージの効果は、夜間の気温といった夜間気候条件によって変動する。すなわち、夜間最低気温が相対的に高い場合は、ナイトパージの効果は相対的に小さくなる。一方、夜間最低気温が相対的に低い場合は、ナイトパージの効果は相対的に大きくなる。

また、昼間の生産時間帯の換気空気調和に使用される昼間換気空気調和電力量は、昼間の気温といった昼間気候条件、または製造装置７０３における製品の生産に使用される生産電力といった生産条件によっても変動する。

図１２は、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａの機能構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａは、実施の形態１にかかる換気制御システム１００と同様の機能を有する。したがって、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａは、実施の形態１にかかる換気制御システム１００と同様の効果を有する。

また、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａは、実施の形態１にかかる換気制御システム１００の構成に加えて、電力計測器インターフェース２７０を備える。以下では、電力計測器インターフェース２７０を電力計測器Ｉ／Ｆ２７０と略称する。

電力計測器Ｉ／Ｆ２７０は、換気制御システム１００ａの外部に設けられて換気システム２００の消費電力量のデータの収集を行う電力計測器７１０と、換気システム２００との間を仲介する。電力計測器Ｉ／Ｆ２７０は、換気システム２００の各構成機器と電気的に接続されている。

電力計測器７１０は、監視対象機器あるいは監視対象機器に電力を供給する配電盤などに設置されて、監視対象機器において消費される消費電力量を計測して収集するものである。ここでの監視対象機器は、換気システム２００の各構成機器である。電力計測器７１０には、一般的な電力計測器を用いることができる。電力計測器７１０は、電力計測器Ｉ／Ｆ２７０と電気的に接続されている。電力計測器７１０は、電力計測器Ｉ／Ｆ２７０を介して、稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量を計測する。電力計測器７１０は、計測結果である、稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量の情報を、すなわち稼働している換気システム２００の消費電力量のデータである換気システム２００の消費電力データを、制御手段４００の制御装置制御部４０３に送信する。

また、電力計測器７１０は、空気調和機２５０を監視対象機器として、空気調和機２５０において消費される消費電力量を計測して収集することができる。電力計測器７１０は、電力計測器Ｉ／Ｆ２７０を介して、稼働している空気調和機２５０の消費電力量を計測することができる。電力計測器７１０は、計測結果である、稼働している空気調和機２５０の消費電力量の情報を、すなわち稼働している空気調和機２５０の消費電力量のデータである空気調和機２５０の消費電力データを、制御手段４００の制御装置制御部４０３に送信することができる。

制御装置制御部４０３は、電力計測器７１０から送信された計測結果である、稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量のデータである換気システム２００の消費電力データを受信して、記憶する。また、制御装置制御部４０３は、電力計測器７１０から受信した、稼働している換気システム２００の各構成機器の消費電力量のデータをデータベース４３０に記憶させてもよい。

電力計測器Ｉ／Ｆ２７０が設置される目的は、監視対象機器である換気システム２００の各構成機器の消費電力データの収集を行う電力計測器７１０と、換気システム２００の各構成機器との間を仲介して、換気システム２００の消費電力量のデータの収集を可能にすることである。すなわち、電力計測器Ｉ／Ｆ２７０は、換気システム２００の消費電力を計測して収集するために設けられている。電力計測器Ｉ／Ｆ２７０は、換気システム２００の各構成機器に設置されてもよく、換気システム２００の各構成機器に電力を供給する配電盤に類するものに設置されてもよい。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａでは、換気システム２００の消費電力量のデータの収集が可能となる。このため、制御手段４００の制御装置制御部４０３は、換気システム２００の総合換気電力量が最小となる換気システム２００の稼働停止パターンを選定することができる。これにより、換気制御システム１００ａでは、作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度上昇を抑制しつつ、高い省エネルギー効果が得られる。

例えば、制御装置制御部４０３は、建屋７０１の内部における作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度と、外気温度との乖離が予め決められた状態よりも小さくなる、いくつかの換気システム２００の稼働停止パターンの中から、夜間換気電力量と翌日の昼間換気空気調和電力量との総和である総合換気電力量が最小となる稼働停止パターンを選定する。すなわち、制御装置制御部４０３は、建屋７０１の内部における作業エリアの温度と、外気温度との温度差を算出する。そして、制御装置制御部４０３は、算出した温度差が予め決められた温度差範囲内に収まる複数の換気システム２００の稼働停止パターンのグループの中から、夜間換気電力量と翌日の昼間換気空気調和電力量との総和である総合換気電力量が最小となる稼働停止パターンを選定する。

つぎに、換気制御システム１００ａの動作について説明する。図１３は、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａの動作の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ２１０において、換気システム２００の機器稼働データ、機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データ、温度データの取得時刻に対応する温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力量のデータである総合換気電力量データと、が取得される。具体的に、制御手段４００の制御装置制御部４０３が、換気システム２００の機器稼働データ、機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００の温度データ、温度データの取得時刻に対応する温度時刻データおよび温度位置情報と、総合換気電力量データと、を取得する。

機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データは、制御手段４００の制御装置制御部４０３が、換気システム２００の各構成機器の制御部から送信された機器稼働データを受信した時刻の情報である。制御手段４００の制御装置制御部４０３は、換気システム２００の各構成機器の制御部から送信された機器稼働データを受信した時刻の情報を、当該機器稼働データに関連付けて、機器稼働時刻データとして記憶する。これにより、制御手段４００の制御装置制御部４０３は、機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データを取得することができる。制御装置制御部４０３は、機器稼働時刻データに示される時刻に基づいて、現在が、夜間の時間帯であるか、昼間の時間帯であるかを判定することができる。

温度データの取得時刻に対応する温度時刻データは、制御手段４００の制御装置制御部４０３が、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４から送信された温度データを受信した時刻の情報である。制御手段４００の制御装置制御部４０３は、温度センサシステム３００の各温度センサ３１０のセンサ制御部３１４から送信された温度データを受信した時刻の情報を、当該温度データに関連付けて、温度時刻データとして記憶する。これより、制御手段４００の制御装置制御部４０３は、温度データの取得時刻に対応する温度時刻データを取得することができる。制御装置制御部４０３は、温度時刻データに示される時刻に基づいて、現在が、夜間の時間帯であるか、昼間の時間帯であるかを判定することができる。

総合換気電力量データは、夜間の時間帯における躯体蓄熱放出制御によって稼働した換気システム２００の消費電力量である夜間換気電力量と、昼間の時間帯に建屋７０１の換気において稼働した換気システム２００の構成機器の消費電力量の総和、および昼間の時間帯に稼働した建屋７０１を空気調和する空気調和機２５０の消費電力量の総和である昼間換気空気調和電力量と、の総和である、消費電力データである。

ここで、空気調和機２５０の消費電力量の総和である昼間換気空気調和電力量は、電力計測器７１０によって計測された空気調和機２５０の消費電力量の実測値とされてもよく、予め決められた空気調和機２５０の消費電力量とされてもよい。空気調和機２５０の消費電力量の実測値は、電力計測器７１０から制御装置制御部４０３に送信される。また、予め決められた空気調和機２５０の消費電力量は、換気制御装置４１０のキーボードおよびマウス等の入力装置から入力Ｉ／Ｆ４１５を介して制御装置制御部４０３に入力され、制御装置制御部４０３または制御装置記憶部４０２に予め記憶される。

ステップＳ２２０において、制御装置制御部４０３において取得された情報に基づいて、換気システム２００の動作を制御するための稼働停止パターンが判定される。具体的に、制御装置制御部４０３が、換気システム２００から取得した機器稼働データおよび機器位置情報と、温度センサシステム３００から取得した温度データおよび温度位置情報と、換気システム２００の総合換気電力量とに基づいて、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行うために適切な稼働停止パターンをデータベース４３０に記憶されている複数の異なる稼働停止パターンから判定して選択する。

ここで、制御装置制御部４０３は、建屋７０１の内部における作業エリアの温度と外気温度との温度差が予め決められた温度差範囲内に収まる複数の換気システム２００の稼働停止パターンの中から、換気システム２００の総合換気電力量が最小となる稼働停止パターンを選定する。

ステップＳ２３０において、判定された稼働停止パターンに基づいて、換気システム２００の稼働が個別に制御される。具体的に、制御装置制御部４０３が、判定された稼働停止パターンに基づいて、排気用換気扇２１０と、給気用換気扇２２０と、循環用送風機２４０との各構成機器の動作を個別に制御する。すなわち、制御装置制御部４０３は、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御して作業エリアの温度を外気温度に近づけるとともに換気システム２００の総合換気電力量を最小とする制御を行う。

ここで、ステップＳ２３０において行われる、換気システム２００の総合換気電力量を最小とする制御は、夜間の時間帯と夜間の後の昼間の時間帯における作業エリアで単位時間内に使用される電力量を低減する制御と換言できる。

上記のように、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａの制御手段４００の制御装置制御部４０３は、機器稼働データ、機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、温度データ、温度データの取得時刻に対応する温度時刻データおよび温度位置情報と、換気制御システム１００ａの消費電力を計測する電力計測器７１０から得られる消費電力データとに基づいて、換気制御システム１００ａの構成機器の動作を個別に制御して、夜間の時間帯と夜間の後の昼間の時間帯における作業エリアで単位時間内に使用される電力量を低減する制御を行う。

そして、消費電力データは、夜間の時間帯における躯体蓄熱放出制御によって稼働する換気システムの消費電力量である夜間換気電力量と、昼間の時間帯に建屋７０１の換気において稼働する換気システムの構成機器の消費電力量の総和、および昼間の時間帯に稼働した建屋７０１を空気調和する空気調和機の消費電力量の総和である昼間換気空気調和電力量と、の総和である総合換気電力量のデータとされる。

上述したように、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａは、実施の形態１にかかる換気制御システム１００と同様の効果を有する。

また、換気制御システム１００ａは、作業員７０４が作業を行う作業エリアの温度上昇を抑制しつつ、高い省エネルギー効果が得られる。

実施の形態３．
＜学習フェーズ＞
図１４は、実施の形態３にかかる学習装置８００の構成を示すブロック図である。学習装置８００は、実際の建屋７０１の内部の換気制御に用いられた換気システム２００の稼働停止条件と、実際の建屋７０１の内部の換気またはナイトパージにおいて取得された制御結果とに基づいて、学習済みモデル８３０を生成するコンピュータであり、建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができる換気システム２００の構成機器の動作を制御する稼働停止条件を学習する。制御結果は、温度センサシステム３００から得られる温度データおよび温度位置情報を含む。学習済みモデル記憶部９００は、学習装置８００が生成した学習済みモデル８３０を記憶する。

学習装置８００は、第１のデータ取得部８１０と、モデル生成部８２０とを備えている。

第１のデータ取得部８１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とを学習用データとして取得する。

換気制御推定パラメータＰｒｍ１は、少なくとも、温度センサシステム３００から得られる温度データおよび温度位置情報を含む。第１のデータ取得部８１０が換気制御推定パラメータＰｒｍ１として取得する情報のうち、温度センサシステム３００から得られる温度データおよび温度位置情報以外の情報は、学習装置８００が用いられる換気制御システムによって異なる。

換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２は、換気システム２００から得られる換気システム２００の機器稼働データおよび機器位置情報を含む。換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２は、換気システム２００の個別の機器の稼働停止条件ともいえ、換気システム２００の構成機器のそれぞれの制御条件ともいえる。

モデル生成部８２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とを含む学習用データに基づいて、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を学習する。すなわち、モデル生成部８２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とから建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度を外気温度に近づけて作業エリアの温度上昇を防止することができる換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論する学習済みモデル８３０を生成する。

したがって、モデル生成部８２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とを含む学習用データに基づいて、換気システム２００の個別の機器の稼働停止条件を学習するといえる。すなわち、モデル生成部８２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とから建屋７０１の内部において、作業エリア周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができる換気システム２００の個別の機器の稼働停止条件を推論する学習済みモデル８３０を生成するといえる。

モデル生成部８２０が用いる学習アルゴリズムは、教師あり学習、教師なし学習、強化学習等の公知のアルゴリズムを用いることができる。一例として、強化学習（ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔＬｅａｒｎｉｎｇ）を適用した場合について、説明する。

強化学習では、ある環境内におけるエージェント（行動主体）が、現在の状態（環境のパラメータ）を観測し、取るべき行動を決定する。エージェントの行動により環境が動的に変化し、エージェントには環境の変化に応じて報酬が与えられる。エージェントはこれを繰り返し、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られる行動方針を学習する。強化学習の代表的な手法として、Ｑ学習（Ｑ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ）およびＴＤ学習（ＴＤ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ）が知られている。例えば、Ｑ学習の場合、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）の一般的な更新式は以下の式（１）で表される。

式（１）において、ｓ_ｔは時刻ｔにおける環境の状態を表し、ａ_ｔは時刻ｔにおける行動を表す。行動ａ_ｔにより、環境の状態はｓ_ｔ＋１に変わる。ｒ_ｔ＋１はその状態の変化によってもらえる報酬を表し、γは割引率を表し、αは学習係数を表す。なお、γは０＜γ≦１、αは０＜α≦１の範囲とする。換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２が行動ａ_ｔとなり、換気制御推定パラメータＰｒｍ１が状態ｓ_ｔとなる。学習装置８００は、時刻ｔの状態ｓ_ｔにおける最良の行動ａ_ｔを学習する。

式（１）で表される更新式は、時刻ｔ＋１における最もＱ値の高い行動ａの行動価値Ｑが、時刻ｔにおいて実行された行動ａの行動価値Ｑよりも大きければ、行動価値Ｑを大きくし、逆の場合は、行動価値Ｑを小さくする。換言すれば、学習装置８００は、時刻ｔにおける行動ａの行動価値Ｑを、時刻ｔ＋１における最良の行動価値Ｑに近づけるように、行動価値関数Ｑ（ｓ，ａ）を更新する。それにより、ある環境における最良の行動価値Ｑが、それ以前の環境における行動価値Ｑに順次伝播していくようになる。

上記のように、モデル生成部８２０が強化学習によって学習済みモデル８３０を生成する場合、モデル生成部８２０は、報酬計算部８２１と、関数更新部８２２とを備えている。

報酬計算部８２１は、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）および換気制御推定パラメータＰｒｍ１（状態）に基づいて換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２の報酬を計算する。例えば、報酬計算部８２１は、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアの温度との乖離度合いに基づいて、報酬ｒを計算する。例えば、報酬計算部８２１は、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアにおける温度との乖離度合いが前回よりも減少する場合には報酬ｒを増大させ（例えば「１」の報酬を与える。）、他方、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアの温度との乖離度合いが前回よりも増加する場合には報酬ｒを減少させる（例えば「－１」の報酬を与える。）。

報酬計算部８２１は、上述した乖離度合いと比較することによって、適用した換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２に対する報酬を増加させるか、または報酬を減少させるかを判断するための基準値である閾値８３１を記憶している。閾値８３１は、ユーザが学習装置８００に値を設定することにより、任意の値に変更可能である。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００の場合、消費電力データを用いて報酬を計算してもよい。報酬計算部８２１は、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）および換気制御推定パラメータＰｒｍ１（状態）に基づいて報酬を計算する。報酬計算部８２１は、上述した乖離度合いに基づいて、報酬ｒを計算する。

例えば、報酬計算部８２１は、上述した乖離度合いが前回よりも減少する場合には報酬ｒを増大させ（例えば「１」の報酬を与える。）、他方、上述した乖離度合いが前回よりも増加する場合には報酬ｒを低減する（例えば「－１」の報酬を与える。）。

また、報酬計算部８２１は、上述した乖離度合いが予め決められた基準範囲内にある場合は、さらに、上述した総合換気電力量を用いて報酬ｒを計算する。総合換気電力量は、夜間の待機時間帯における夜間換気電力量と、翌日の昼間換気空気調和電力量の総和である。総合換気電力量が前回よりも減少する場合には報酬ｒを増大させ（例えば「１」の報酬を与える。）、他方、総合換気電力量が前回よりも増加する場合には報酬ｒを低減する（例えば「－１」の報酬を与える。）。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００の場合、第１のデータ取得部８１０は、学習用データの換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データと、を取得する。また、第１のデータ取得部８１０は、学習用データの換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２として、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報を取得する。

また、ナイトパージの効果は、夜間の気温といった夜間気候条件によって変動する。すなわち、夜間最低気温が相対的に高い場合は、ナイトパージの効果は相対的に小さくなる。一方、夜間最低気温が相対的に低い場合は、ナイトパージの効果は相対的に大きくなる。また、昼間の生産時間帯の換気空気調和に使用される昼間換気空気調和電力量は、昼間の気温といった昼間気候条件、または製造装置７０３における製品の生産に使用される生産電力といった生産条件によっても変動する。

このため、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００において消費電力データを用いて報酬を計算する場合、さらに夜間気候条件、昼間気候条件および生産条件を加味して報酬を計算することが好ましい。

この場合、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００の場合、第１のデータ取得部８１０は、学習用データの換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データである総合換気電力量のデータとの他に、夜間気候条件と、昼間気候条件と、生産条件とを、さらに取得する。また、第１のデータ取得部８１０は、学習用データの換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２として、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、を取得する。

そして、報酬計算部８２１は、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）および換気制御推定パラメータＰｒｍ１（状態）に基づいて換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２の報酬を計算する。例えば、報酬計算部８２１は、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアの温度との乖離度合いに基づいて、報酬ｒを計算する。例えば、報酬計算部８２１は、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアにおける温度との乖離度合いが前回よりも減少する場合には報酬ｒを増大させ（例えば「１」の報酬を与える。）、他方、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアの温度との乖離度合いが前回よりも増加する場合には報酬ｒを減少させる（例えば「－１」の報酬を与える。）。

さらに、報酬計算部８２１は、複数の学習用データのセットを、夜間気候条件と、昼間気候条件と、生産条件との条件の組み合わせに基づいてグループ分けし、同じグループの中で、夜間換気電力と翌日の昼間換気空気調和電力の合計値である総合換気電力が同じグループ内の平均値より小さくなる夜間換気制御条件のときに、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２の報酬ｒを増大させて、夜間換気制御条件の行動価値Ｑを大きくする。夜間換気制御条件は、ナイトパージを行うための制御条件である稼働停止条件である。

すなわち、報酬計算部８２１は、１つの夜間気候条件と、１つの昼間気候条件と、１つの生産条件と、を組み合わせた条件セットを作成する。そして、報酬計算部８２１は、各条件セットに対応する、異なる条件の複数の夜間換気制御条件を含むグループを作成する。そして、報酬計算部８２１は、同じグループの中で、夜間換気電力と翌日の昼間換気空気調和電力の合計値である総合換気電力が同じグループ内の平均値より小さくなる夜間換気制御条件についての報酬ｒを増大させて、夜間換気制御条件の行動価値Ｑを大きくする。

関数更新部８２２は、報酬計算部８２１によって計算される報酬に基づいて、次回の換気システム２００の個別の機器の稼働停止条件である換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を決定するための関数を更新し、学習済みモデル記憶部９００に出力する。例えばＱ学習の場合、関数更新部８２２は、式（１）で表される行動価値関数Ｑ（ｓ_ｔ，ａ_ｔ）を、稼働停止条件となる換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を算出するための関数として用いる。行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）は、稼働停止条件を算出するための稼働停止条件生成関数といえる。

学習装置８００は、以上のような学習を繰り返し実行する。学習済みモデル記憶部９００は、関数更新部８２２によって更新された行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）、すなわち、学習済みモデル８３０を記憶する。

つぎに、図１５を用いて、学習装置８００が学習する処理の処理手順について説明する。図１５は、実施の形態３にかかる学習装置８００による学習処理の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ３１０において、第１のデータ取得部８１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とを学習用データとして取得する。

実施の形態１にかかる換気制御システム１００に用いられる学習装置８００の場合、第１のデータ取得部８１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度センサシステム３００から得られる温度データおよび温度位置情報を取得する。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００の場合、第１のデータ取得部８１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度センサシステム３００から得られる温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データと、を取得する。また、第１のデータ取得部８１０は、学習用データの換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２として、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報を取得する。

ステップＳ３２０において、モデル生成部８２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２とに基づいて、適用した稼働停止条件である換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２に対する報酬を計算する。具体的には、報酬計算部８２１は、予め定められた報酬基準である閾値８３１に基づいて、報酬ｒを計算する。報酬計算部８２１は、閾値８３１と、外気温度と温度センサシステム３００から得られる温度データに示される作業エリアにおける温度との乖離度合いとに基づいて、適用した稼働停止条件に対する報酬を増加させるか、または報酬を減少させるかを判定する。

報酬計算部８２１は、報酬を増大させると判断した場合に（ステップＳ３２０、報酬増大基準）、ステップＳ３３０において報酬を増大させる。一方、報酬計算部８２１は、報酬を減少させると判断した場合に（ステップＳ３２０、報酬減少基準）、ステップＳ３４０において報酬を減少させる。

ステップＳ３５０において、関数更新部８２２は、報酬計算部８２１によって計算された報酬に基づいて、学習済みモデル記憶部９００が記憶する式（１）で表される行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）を更新する。

学習装置８００は、以上のステップＳ３１０からステップＳ３５０までのステップを繰り返し実行し、生成された行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）を学習済みモデル８３０として学習済みモデル記憶部９００に記憶させる。

実施の形態１にかかる換気制御システム１００に用いられる学習装置８００は、機器稼働データおよび機器位置情報と、温度データおよび温度位置情報とを含む学習用データを取得する第１のデータ取得部８１０と、学習用データを用いて、温度データおよび温度位置情報から、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデル８３０を生成するモデル生成部８２０と、を備える学習装置として実現される。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる学習装置８００は、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データとを含む学習用データとを取得する第１のデータ取得部８１０と、学習用データを用いて、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、消費電力データとから、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御して作業エリアの周辺の建屋７０１の躯体に蓄えられた熱を放出させることで作業エリアの温度を外気温度に近づけるとともに総合換気電力量のデータを最小とする構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデル８３０を生成するモデル生成部８２０と、を備える学習装置として実現される。

なお、実施の形態３にかかる学習装置８００は、学習済みモデル８３０を学習装置８００の外部に設けられた学習済みモデル記憶部９００に記憶させるものとしたが、学習済みモデル記憶部９００は、学習装置８００の内部に配置されていてもよい。

学習装置８００は、上述した乖離度合いを小さくする行動価値関数Ｑ（ｓ_t，ａ_t）の学習済みモデル８３０を生成することにより、建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができる換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論するための、換気制御推定パラメータＰｒｍ１と、換気制御推定パラメータＰｒｍ１に対応する換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２との関係を学習することができる。

＜活用フェーズ＞
図１６は、実施の形態３にかかる推論装置の構成を示すブロック図である。推論装置１０００は、学習済みモデル８３０を用いて、換気制御推定パラメータＰｒｍ１から、建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができる換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論するコンピュータである。

推論装置１０００は、第２のデータ取得部１０１０と、推論部１０２０とを備える。第２のデータ取得部１０１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１を取得する。推論部１０２０は、学習済みモデル８３０を用いて、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論し、推論した換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２として制御手段４００の制御装置制御部４０３に出力する。すなわち、推論部１０２０は、学習済みモデル８３０に第２のデータ取得部１０１０が取得した換気制御推定パラメータＰｒｍ１を入力することで、換気制御推定パラメータＰｒｍ１に適した換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論することができる。換気制御推定パラメータＰｒｍ１に適した換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２は、上述した乖離度合いを小さくする換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２といえる。なお、推論装置１０００は、換気制御システムの外部に配置することも可能である。第２のデータ取得部１０１０は、第１のデータ取得部８１０と共通であってもよい。また、第２のデータ取得部１０１０は、第１のデータ取得部８１０と別体として設けられてもよい。

なお、実施の形態３では、推論装置１０００が、モデル生成部８２０が学習した学習済みモデル８３０を用いて、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論する場合について説明したが、推論装置１０００は、学習装置８００以外の他の学習装置から学習済みモデル８３０を取得し、この学習済みモデル８３０に基づいて換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論してもよい。

つぎに、図１７を用いて、推論装置１０００が、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を推論する処理の処理手順について説明する。図１７は、実施の形態３にかかる推論装置１０００による推論処理および換気制御装置４１０による制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ４１０において、第２のデータ取得部１０１０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１を推論用データとして取得する。実施の形態１にかかる換気制御システム１００に用いられる推論部１０２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、を取得する。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる推論部１０２０は、換気制御推定パラメータＰｒｍ１として、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データとを取得する。

また、実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる推論部１０２０は、夜間気候条件、昼間気候条件および生産条件を加味する場合は、夜間気候条件と、昼間気候条件と、生産条件とを、さらに取得する。この場合、夜間気候条件は、リアルタイムで取得される現在値が使用される。一方、翌日の昼間気候条件、生産条件は、推測に基づいた条件が使用される。例えば、翌日の昼間気候条件、生産条件については、前日と同一の条件が使用される。また、翌日の昼間気候条件および生産条件については、換気制御システム１００ａの外部から通信等によって取得される気象予測情報および生産計画が使用されてもよい。

推論部１０２０は、ステップＳ４２０において、学習済みモデル記憶部９００に記憶されている学習済みモデル８３０に、推論用データである換気制御推定パラメータＰｒｍ１を入力し、換気制御推定パラメータＰｒｍ１に適した換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を得る。ステップＳ４３０において、推論部１０２０は、得られたデータである、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を、換気制御システムの換気制御装置４１０の制御装置制御部４０３に出力する。

ステップＳ４３０において、実施の形態１にかかる換気制御システム１００に用いられる推論部１０２０は、得られた換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を、換気制御システム１００における制御手段４００の換気制御装置４１０の制御装置制御部４０３に出力する。実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる推論部１０２０は、得られた換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２を、換気制御システム１００ａにおける制御手段４００の換気制御装置４１０の制御装置制御部４０３に出力する。

ステップＳ４４０において、換気制御システム１００の制御装置制御部４０３は、推論部１０２０から出力された換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を用いて、換気システム２００の排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、循環用送風機２４０の稼働、停止、風量の調整を個別に制御する。換気制御システム１００ａの制御装置制御部４０３も同様に、推論部１０２０から出力された換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を用いて、換気システム２００の排気用換気扇２１０、給気用換気扇２２０、循環用送風機２４０の稼働、停止、風量の調整を個別に制御する。すなわち、学習済みモデル８３０から得られた換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２による換気制御が、実施される。これにより、換気制御システム１００および換気制御システム１００ａでは、建屋７０１の内部において、作業エリアの周辺の蓄熱７０７の放熱を促すためのナイトパージを行うことで、作業エリアの温度上昇を防止することができ、作業エリアの温度環境の改善、換気システム２００の最適稼働停止パターンの検討負荷の低減、および換気システム２００の稼働停止に係る作業負荷の低減を実現することができる。

実施の形態１にかかる換気制御システム１００に用いられる推論装置１０００は、温度データおよび温度位置情報を含む推論用データを取得する第２のデータ取得部１０１０と、温度データおよび温度位置情報から、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける構成機器の制御条件を推論する学習済みモデル８３０を用いて、温度データおよび温度位置情報に対応する制御条件を出力する推論部１０２０と、を備える推論装置として実現される。

実施の形態２にかかる換気制御システム１００ａに用いられる推論装置１０００は、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データとを含む推論用データを取得する第２のデータ取得部１０１０と、温度データ、温度時刻データおよび温度位置情報と、消費電力データとから、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御して作業エリアの周辺の建屋７０１の躯体に蓄えられた熱を放出させることで作業エリアの温度を屋外の空気の温度に近づけるとともに消費電力データを最小とする構成機器の制御条件を推論する学習済みモデル８３０を用いて、機器稼働データ、機器稼働時刻データおよび機器位置情報と、消費電力データとに対応する制御条件を出力する推論部１０２０と、を備える推論装置として実現される。

なお、実施の形態３では、推論部１０２０が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。学習アルゴリズムについては、強化学習以外にも、教師あり学習、教師なし学習、または半教師あり学習等を適用することも可能である。

また、学習装置８００および推論装置１０００は、例えば、ネットワークを介して換気制御システムに接続された、この換気制御システムとは別個の装置であってもよい。また、学習装置８００および推論装置１０００は、換気制御システムに内蔵されていてもよい。さらに、学習装置８００および推論装置１０００は、クラウドサーバ上に存在していてもよい。

また、例えば学習装置８００が換気制御システム１００の制御手段４００の換気制御装置４１０に内蔵される場合、換気制御装置４１０は、第１のデータ取得部８１０と、モデル生成部８２０とを備え、モデル生成部８２０で生成された学習済みモデル８３０を用いて推論される換気システム２００の構成機器の制御条件に基づいて、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行う。

この場合、第１のデータ取得部８１０は、建屋７０１の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇２１０と、建屋７０１の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇２２０と、建屋７０１の内部の空気を循環させる循環用送風機２４０と、のうちの少なくとも１つを構成機器として含む換気システム２００の構成機器の稼働状態を示す機器稼働データおよび構成機器の位置を示す機器位置情報と、建屋７０１の内部における作業員７０４が作業を行う予め決められたエリアであって蓄熱７０７によって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサ３１０から得られる温度データおよび複数の温度センサ３１０の位置を示す温度位置情報と、を含む学習用データを取得する。

また、モデル生成部８２０は、第１のデータ取得部８１０で取得された学習用データを用いて、温度データおよび温度位置情報から、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデル８３０を生成する。

また、例えば推論装置１０００が換気制御システム１００の制御手段４００の換気制御装置４１０に内蔵される場合、換気制御装置４１０は、第２のデータ取得部１０１０と、推論部１０２０と、を備え、推論部１０２０が出力した換気システム２００の構成機器の制御条件に基づいて、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける制御を行う。

この場合、第２のデータ取得部１０１０は、建屋７０１の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇２１０と、建屋７０１の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇２２０と、建屋７０１の内部の空気を循環させる循環用送風機２４０と、のうちの少なくとも１つを構成機器として含む換気システム２００が設けられた建屋７０１の内部における、作業員７０４が作業を行う予め決められたエリアであって蓄熱７０７によって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサ３１０から得られる温度データおよび複数の温度センサ３１０の位置を示す温度位置情報を含む推論用データを取得する。

また、推論部１０２０は、第２のデータ取得部１０１０で取得された温度データおよび温度位置情報から、換気システム２００の構成機器の動作を個別に制御してナイトパージを行い、作業エリアの温度を外気温度に近づける構成機器の制御条件を推論する学習済みモデル８３０を用いて、温度データおよび温度位置情報に対応する制御条件を出力する。

上記のような学習装置８００または推論装置１０００を備えた換気制御装置４１０は、換気制御システム１００から独立して設けられた、換気制御システム１００とは別個の単体の装置として提供されてもよい。

また、モデル生成部８２０は、複数の換気制御システムから取得される学習用データを用いて、換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を学習するようにしてもよい。なお、モデル生成部８２０は、同一のエリアで使用される複数の換気制御システムから学習用データを取得してもよいし、異なるエリアで独立して動作する複数の換気制御システムから収集される学習用データを利用して換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を学習してもよい。また、学習装置８００は、学習用データを収集する換気制御システムを途中で対象に追加したり、対象から除去することも可能である。さらに、ある換気制御システムに関して換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を学習した学習装置８００が、これとは別の換気制御システムに適用され、当該別の換気制御システムに関して換気稼働停止制御パラメータＰｒｍ２（行動）を再学習して学習済みモデル８３０を更新するようにしてもよい。

さらに、稼働あるいは停止させる換気扇の選定にあたって、多数の稼働および停止の組合せがある場合、適切な稼働停止パターンを求めるには膨大な量の温度データや機器稼働データなどを分析する必要があり、分析作業としての負荷が非常に大きくなることが予想される。

学習装置８００では、機械学習を活用することで、換気扇の適切な稼働停止パターンを求めるための分析負荷の低減をすることも可能である。すなわち、換気制御システムが学習装置８００を構成の一部として備えることにより、機械学習によって個別の換気扇を個別に制御する制御パターンを容易に決定することが可能となる。

換気扇１０の換気制御部１４と、循環用送風機２４０の送風制御部２４４と、温度センサ３１０のセンサ制御部３１４と、換気制御装置４１０の制御装置制御部４０３と、学習装置８００と、推論装置１０００との各制御部は、例えば、図１８に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図１８は、実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。上記の各制御部が図１８に示す処理回路により実現される場合、上記の各制御部は、例えば、図１８に示すメモリ１１０２に記憶されたプログラムをプロセッサ１１０１が実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、上記の各制御部の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１１０１およびメモリ１１０２を用いて実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０換気扇、１１換気部、１２換気通信部、１３換気記憶部、１４換気制御部、１００，１００ａ換気制御システム、２００換気システム、２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ排気用換気扇、２２０，２２０Ａ給気用換気扇、２３０，２３０Ａ局所排気用換気扇、２３１ダクト、２４０，２４０Ａ循環用送風機、２４１送風部、２４２送風通信部、２４３送風記憶部、２４４送風制御部、２５０空気調和機、２６０換気制御インターフェース、２７０電力計測器インターフェース、３００温度センサシステム、３１０，３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ温度センサ、３１１
測定部、３１２センサ通信部、３１３センサ記憶部、３１４センサ制御部、４００制御手段、４０１制御装置通信部、４０２制御装置記憶部、４０３制御装置制御部、４１０換気制御装置、４１１プロセッサ、４１２メモリ、４１３制御インターフェース、４１４センサインターフェース、４１５入力インターフェース、４１６表示部インターフェース、４１７バス、４２０記憶装置、４３０データベース、４３１プログラム、４３２ファイル、７０１建屋、７０１ａ外壁、７０１ｂ床面、７０２制御室、７０３製造装置、７０４作業員、７０５高温空気、７０６
熱源装置、７０７蓄熱、７１０電力計測器、８００学習装置、８１０第１のデータ取得部、８２０モデル生成部、８２１報酬計算部、８２２関数更新部、８３０
学習済みモデル、８３１閾値、９００学習済みモデル記憶部、１０００推論装置、１０１０第２のデータ取得部、１０２０推論部、１１０１プロセッサ、１１０２
メモリ。

Claims

構成機器として、稼働時に熱を発生する熱源装置が内部に配置された建屋の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇と、前記建屋の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇と、前記建屋の内部の空気を循環させる循環用送風機と、のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇とを含む換気システムと、
前記建屋の内部における作業員が作業を行う予め決められたエリアであって前記建屋の躯体に熱が蓄えられることによって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサからなる温度センサシステムと、
前記換気システムの前記構成機器の稼働状態を示す機器稼働データおよび前記構成機器の位置を示す機器位置情報と、複数の前記温度センサから得られる温度データおよび複数の前記温度センサの位置を示す温度位置情報とに基づいて、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して、前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づける躯体蓄熱放出制御を行う制御手段と、
を備え、
前記機器位置情報は、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、前記建屋の特定の位置を原点とする座標で与えられ、
前記制御手段は、少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇との動作を個別に制御して前記建屋の内部についての給気から排気までの換気流を創出する制御を行う前記躯体蓄熱放出制御を行うこと、
を特徴とする換気制御システム。
前記機器稼働データおよび前記機器位置情報と、前記温度データおよび前記温度位置情報とを含む学習用データを取得する第１のデータ取得部と、
前記学習用データを用いて、前記温度データおよび前記温度位置情報から、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して、前記躯体蓄熱放出制御における前記構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデルを生成するモデル生成部と、
を備える学習装置を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の換気制御システム。
前記温度データおよび前記温度位置情報を含む推論用データを取得する第２のデータ取得部と、
前記温度データおよび前記温度位置情報から、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して、前記躯体蓄熱放出制御における前記構成機器の制御条件を推論する学習済みモデルを用いて、前記温度データおよび前記温度位置情報に対応する前記制御条件を出力する推論部と、
を備える推論装置を有すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の換気制御システム。
前記制御手段は、前記躯体蓄熱放出制御を、夜間の時間帯に行うこと、
を特徴とする請求項１に記載の換気制御システム。
前記制御手段が、前記機器稼働データ、前記機器稼働データの取得時刻に対応する機器稼働時刻データおよび前記機器位置情報と、前記温度データ、前記温度データの取得時刻に対応する温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記換気制御システムの消費電力を計測する消費電力計測器から得られる消費電力データとに基づいて、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して、夜間の時間帯と前記夜間の後の昼間の時間帯における前記作業エリアで単位時間内に使用される電力量を低減する制御を行うこと、
を特徴とする請求項４に記載の換気制御システム。
前記消費電力データは、前記夜間の時間帯における前記躯体蓄熱放出制御によって稼働した前記換気システムの消費電力量である夜間換気電力量と、前記昼間の時間帯に前記建屋の換気において稼働した前記換気システムの前記構成機器の消費電力量の総和、および前記昼間の時間帯に稼働した前記建屋を空気調和する空気調和機の消費電力量の総和である昼間換気空気調和電力量と、の総和である総合換気電力量のデータであること、
を特徴とする請求項５に記載の換気制御システム。
前記機器稼働データ、前記機器稼働時刻データおよび前記機器位置情報と、前記温度データ、前記温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記消費電力データとを含む学習用データとを取得する第１のデータ取得部と、
前記学習用データを用いて、前記機器稼働データ、前記機器稼働時刻データおよび前記機器位置情報と、前記消費電力データとから、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づけるとともに前記消費電力データを最小とする前記構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデルを生成するモデル生成部と、
を備える学習装置を有すること、
を特徴とする請求項６に記載の換気制御システム。
前記建屋の内部に配置された生産装置を備え、
第１のデータ取得部は、前記学習用データとして、前記夜間の気候の条件である夜間気候条件と、前記昼間の気候の条件である昼間気候条件と、前記生産装置における製品の生産の条件である生産条件とを、さらに取得し、
前記モデル生成部は、前記学習用データを用いて、前記機器稼働データ、前記機器稼働時刻データおよび前記機器位置情報と、前記消費電力データと、前記夜間気候条件と、前記昼間気候条件と、前記生産条件とから、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づけるとともに前記消費電力データを最小とする前記構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデルを生成すること、
を特徴とする請求項７に記載の換気制御システム。
前記温度データ、前記温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記消費電力データとを含む推論用データとを取得する第２のデータ取得部と、
前記温度データ、前記温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記消費電力データとから、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づけるとともに前記消費電力データを最小とする前記構成機器の制御条件を推論する学習済みモデルを用いて、前記機器稼働データ、前記機器稼働時刻データおよび前記機器位置情報と、前記消費電力データとに対応する前記制御条件を出力する推論部と、
を備える推論装置を有すること、
を特徴とする請求項７または８に記載の換気制御システム。
前記建屋の内部に配置された生産装置を備え、
第２のデータ取得部は、前記推論用データとして、前記夜間の気候の条件である夜間気候条件と、前記昼間の気候の条件である昼間気候条件と、前記生産装置における製品の生産の条件である生産条件とを、さらに取得し、
前記推論部は、前記温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記消費電力データと、前記夜間気候条件と、前記昼間気候条件と、前記生産条件とから、前記換気システムの前記構成機器の動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づけるとともに前記消費電力データを最小とする前記構成機器の制御条件を推論する学習済みモデルを用いて、前記温度時刻データおよび前記温度位置情報と、前記消費電力データと、前記夜間気候条件と、前記昼間気候条件と、前記生産条件とに対応する前記制御条件を出力すること、
を特徴とする請求項９に記載の換気制御システム。
前記換気システムが前記循環用送風機を備え、
前記循環用送風機が風向可変機能を有すること、
を特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の換気制御システム。
稼働時に熱を発生する熱源装置が内部に配置された建屋の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇と、前記建屋の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇と、前記建屋の内部の空気を循環させる循環用送風機と、のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇とを構成機器として含む換気制御システムの前記構成機器の稼働状態を示す機器稼働データおよび前記構成機器の位置を示す機器位置情報と、
前記建屋の内部における作業員が作業を行う予め決められたエリアであって前記建屋の躯体に熱が蓄えられることによって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサから得られる温度データおよび複数の前記温度センサの位置を示す温度位置情報と、
を含む学習用データを取得する第１のデータ取得部と、
前記学習用データを用いて、前記温度データおよび前記温度位置情報から、前記換気制御システムの前記構成機器の動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づける躯体蓄熱放出制御における前記構成機器の制御条件を推論するための学習済みモデルを生成するモデル生成部と、
を備え、
前記学習済みモデルを用いて推論される前記制御条件に基づいて、前記換気制御システムの前記構成機器のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇との動作を個別に制御して前記建屋の内部についての給気から排気までの換気流を創出する制御を行う前記躯体蓄熱放出制御を行い、
前記機器位置情報は、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、前記建屋の特定の位置を原点とする座標で与えられること、
を特徴とする換気制御装置。
稼働時に熱を発生する熱源装置が内部に配置された建屋の内部の空気を屋外に排出する排気用換気扇と、前記建屋の内部に屋外の空気を給気する給気用換気扇と、前記建屋の内部の空気を循環させる循環用送風機と、のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇とを構成機器として含む換気制御システムが設けられた前記建屋の内部における、作業員が作業を行う予め決められたエリアであって前記建屋の躯体に熱が蓄えられることによって影響を受けるエリアである作業エリアの温度を測定する作業エリア温度センサと、屋外の空気の温度を測定する外部温度センサとを含む複数の温度センサから得られる温度データおよび複数の前記温度センサの位置を示す温度位置情報を含む推論用データを取得する第２のデータ取得部と、
前記温度データおよび前記温度位置情報から、前記換気制御システムの前記構成機器のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇との動作を個別に制御して前記作業エリアの周辺の前記建屋の躯体に蓄えられた熱を放出させることで前記作業エリアの温度を前記屋外の空気の温度に近づける躯体蓄熱放出制御における前記構成機器の制御条件を推論する学習済みモデルを用いて、前記温度データおよび前記温度位置情報に対応する前記制御条件を出力する推論部と、
を備え、
前記推論部が出力した前記制御条件に基づいて、前記換気制御システムの前記構成機器のうちの少なくとも前記排気用換気扇と前記給気用換気扇との動作を個別に制御して前記躯体蓄熱放出制御を行い、
前記温度位置情報は、水平方向の位置情報と垂直方向の位置情報とにより表され、前記建屋の特定の位置を原点とする座標で与えられること、
を特徴とする換気制御装置。