室内空気質改善及び省エネルギー性向上のための建築設備システムの最適化

优化建筑设备系统，改善室内空气质量，节约能源

基本信息

批准号：
08F08400
负责人：
大岡龍三
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

民生部門におけるエネルギー消費量が増加する傾向がある。特に、最近の集合住宅の大型化、高層化及び高級化は、家庭部門のエネルギー消費量増加の大きい原因となっている。一方、民生部門のエネルギー問題の対策として、分散型エネルギーシステムが導入されている。本研究では、GAを用いて、集合住宅における設備システムの最適設計を行い、設備システムの省エネルギー性を検討する。まず(Step1)、集合住宅における総エネルギー負荷を計算し、時刻別エネルギー需要を検討する。エネルギー負荷計算は、TRNSYS(冷暖房エネルギー負荷計算)を用いる。次のStepでは、GA(Genetic Algorithm)を用いて、総エネルギー負荷に基づき、設備システムの機種、容量、台数を選定し、最小エネルギー消費で運転が可能なパタンを選ぶ。分散遺伝的アルゴリズムとも呼ばれるMIGAモデルを用いて、最適化された設備システムを提案する。平成20年度の研究では、集合住宅を対象建物とし、TRNSYSを用いて集合住宅における消費冷暖房エネルギー量を予測し、冷暖房エネルギーの日中変化量を検討した。検討を行った予測値に基づき、集合住宅の冷暖房に必要な冷熱、温熱設備機器を選定し、エネルギー消費量が最も少ない設備機器の容量や台数、最適な設備機器の運転パタンを決め、今後の使用可能性を検討した。本研究のように集合住宅を想定した場合、1世帯(4人家族、三つ部屋)に必要な冷暖房設備はヒートポンプの1台のみとなり、ヒートポンプの運用計画を適切に立てることにより、設備機器のコスト問題と省エネルギーが図れた。

消费部门的能源消耗往往会增加。特别是，最近的公寓大楼规模，增强和高档化的增加一直是家庭部门能源消耗增加的主要原因。同时，已经引入了分散的能源系统，以此作为对消费部门的能源问题的对策。在这项研究中，我们将使用GA在公寓大楼中优化设备系统，并检查设备系统的节能。首先（第1步），计算公寓仪的总能量负载，并检查了按时间进行的能量需求。使用TRNSYS（加热和冷却能量负载计算）进行能量负载计算。在下一步中，GA（遗传算法）用于根据总能量负载选择设备系统的模型，容量和数量，并选择一种可以在最低能源消耗的情况下运行的模式。提出了使用MIGA模型（也称为分布式遗传算法）的优化设施系统。在2008年的研究中，我们预测了使用TRNSYS在公寓楼消耗的加热和冷却能量的量，并检查了白天的加热和冷却能量的变化量。根据我们检查的预测值，我们选择了公寓楼中采暖和冷却所需的冷却和加热设备，并决定消耗最低能源的设备的容量和数量，以及设备最具能源的设备的操作模式，并检查了未来使用的可能性。在考虑公寓大楼时，就像在这项研究中一样，一个家庭（四口之家，三个房间）只需要一个热泵，并且通过适当地计划了热泵的运营计划，为设备提供了成本问题和节能。