TRNSYSの計算の仕組み
TRNSYSではコンポーネントを組み合わて計算を行います。図のように標準コンポーネントやオプションのコンポーネントを必要に応じて組み合わせて計算を行います。
この例では左端のEqua(Equation)から出力されたデータが矢印に沿って、Type194、Type65dへ順番に流れて計算が進んでいきます。順番にデータが処理されていくので、非常に流れとして分かりやすいモデルになっています。
相互に値を参照するコンポーネント
ところでこのデータの流れですが、モデルによってはループ状になることがあります。例えば下の図の例（TRNSYS17\Examples\3D_Building）では2つのコンポーネントが相互にループ状に接続されています。(お互いに相手のデータを受け取って計算する接続になっている）
Building(Type56)は室温を計算し、Switchでは換気の調整を行っています。（いわゆる外気導入の処理） こういった接続では、お互いの計算結果が相互に影響します。さて、どちらの計算結果が優先されるのでしょうか？そもそもどちらが先に計算されるのでしょうか？
くるくる回るよイテレーション
TRNSYSでは基本的にコンポーネントが配置された順番に計算が行われます。ただし、これは一回のみの計算ではなく、タイムステップごとにすべてのコンポーネントを呼び出して何度も繰り返して計算を行います。（この繰り返し処理をイテレーションと呼びます。）
ループ状に接続されているコンポーネントの間では、このイテレーションを通して、お互いの計算結果を相互に受け取り再計算が繰り返されます。最終的にすべてのコンポーネントの計算結果が変化しなくなった（収束した）時点で次のタイムステップへと処理を進めます。
このようにイテレーションを繰り返すことで相互に依存する接続関係を含め、すべてのコンポーネントの計算を処理します。（図にすると以下のような処理を繰り返しています。）
この例では最終的に換気するか、しないかどちらかに落ち着きます。 Debug機能を使ってログを書き出すと、コンポーネントの間を流れるデータの値がイテレーションを通して、次第に安定していく状態を確認することができます。(参考：「TRNSYSのDebug機能を使ってみる」） これって、他のツールだと収束処理として内部で行われていると思うんですが、TRNSYSはその様子を確認する手段が用意されています。
実はイテレーションが終わらないケースも。。。
さて、このモデルですが、イテレーションの流れを順番に見ていくと。。。
- 室温が上昇→外気導入開始
- 外気導入で室温が低下→外気導入停止
- 外導入停止で室温が上昇→１.へ戻る
という流れで、結果的に計算が終わらなくなるような気がします。
実際、単純な判定処理、例えば「外気温」＜「室温」で換気するような判定にすると、１～３の処理の繰り返しになっていまい、計算結果が安定しなくなります。
イテレーションが終わらなくなる（収束しない）ので、計算が先に進めず最終的にはエラーとして処理されます。 通常、こういった判定では、サーモスタットなどのコントローラーを使って、ある程度判定の幅を設けて処理を行います。
日常生活でも窓を開けてから、多少肌寒くなるぐらいまでは開けっ放しにしますよね？それと同じように換気開始と終了の条件を分けて室温が28℃以上なら換気を開始、25℃になったら換気を止める、といった換気の開始条件と終了条件に幅を持たせておきます。こうすることでイテレーションの繰り返しの中でも計算結果が安定し、外気導入が成り立つようになります。
このモデルの例ではコントローラー（Type2）を複数使って、判定処理を行っています。 注：換気量が極端に多かったり、外気温が低かったりと、室温が急に下がる条件になっていると、やはり１～３の繰り返しになってイテレーションが終わらなくなります。
