Fix RAC heating defrost correction responsibility

docs/calculation_differences.md

@@ -33,6 +33,7 @@ Nextの製品版は[`jjjexperiment/release.py`](../packages/pyhees-jjj/src/jjjex
 | BRI-01 | 冷房時の居室・非居室間の間仕切熱移動の符号 | `+Q_trs` | `+Q_trs` | 既定OFFは`+Q_trs`、①をONにすると全経路で`-Q_trs` |
 | BRI-02 | 全般換気なし時も区画別全般換気量を給気下限に使用 | 使用する | 使用する。最低風量直接入力時は過大値が拡大 | 既定OFFは建研式、②をONにすると換気下限と設備最低風量を分離 |
 | VP-01 | RAC活用型の冷房SHFに用いる負荷 | 該当モデルなし（ダクト式は負荷バランス後） | 負荷バランス前のRAC負荷 | 負荷バランス後の全館空調負荷 |
+| VP-02 | RAC活用型暖房のデフロスト補正の責務 | 該当モデルなし | ダクト式とRACの係数が重複 | RACの$C_{af}$と$C_{df}$だけをRAC消費電力モデルで適用 |
 
 BRI-01とBRI-02の既定値はOFFである。建研本家との比較照合ではOFF、物理的に正しいと
 判断した方法を使う計算ではONにする。①と②は独立して選択できる。
@@ -234,6 +235,7 @@ Nextでは、次の二つを別の物理量として扱う。
 | VAVあり・全般換気なし | サーモOFF・小負荷時の設備下限が不明確 | ②ONでは暖冷房期に設備最低風量を明示的に保証 |
 | 全般換気なしの中間期 | 給気またはファン電力が残る経路がある | 給気・ファン電力とも0 |
 | RAC活用型の冷房SHF | 負荷バランス前の`L_CS`、`L_CL`から算定 | 負荷バランス後の`L_star_CS`、`L_star_CL`から算定 |
+| RAC活用型暖房のデフロスト | ダクト式$C_{df}$で補正済みの能力へRAC式$C_{df}$を重ねて適用 | ダクト式補正をRAC入力境界で戻し、RAC式$C_{af}$・$C_{df}$のみ適用 |
 
 ### 6.1 VP-01：RAC活用型の冷房SHF
 
@@ -273,6 +275,105 @@ $Q_{\max,CS}$と$Q_{\max,CL}$だけに上記SHFと補正潜熱負荷を使う。
 この差は冷房の顕潜熱配分だけに生じる。暖房にはSHFによる顕熱・潜熱分割がなく、
 RACの最大暖房能力をそのまま熱源上限へ使うため、同種の問題はない。
 
+### 6.2 VP-02：RAC活用型暖房のデフロスト補正
+
+RAC活用型は、空気側の負荷・風量・温度をダクト式の計算で求め、
+消費電力だけをRACモデルで評価する。ダクト式の平均暖房能力計算は、
+空気側で実際に搬送された熱量$q_{air}$をダクト式のデフロスト係数で除している。
+
+```math
+q_{hs,duct}=\frac{q_{air}}{C_{df,duct}}
+```
+
+修正前は、この$q_{hs,duct}$をRACの暖房負荷として渡した後、RACモデル内で
+RAC専用の風量補正$C_{af,rac}$とデフロスト補正$C_{df,rac}$を適用していた。
+そのため、両方が0.77となる時刻では、機器種別の異なる補正が同じRAC評価へ重なっていた。
+
+修正後はRAC消費電力の入力境界で次のようにダクト式補正を戻す。
+
+```math
+L_{H,rac}=q_{hs,duct}C_{df,duct}=q_{air}
+```
+
+その後、RACモデルが$C_{af,rac}$と$C_{df,rac}$を1回だけ適用する。
+これにより、RAC活用型の暖房消費電力はダクト式の以下の3入力から独立する。
+
+- `C_df_H_d_t_defrost_ductcentral`
+- `defrost_temp_ductcentral`
+- `defrost_humid_ductcentral`
+
+一方、RAC側の同等の3入力は引き続きRAC活用型の暖房消費電力に影響する。
+RAC活用型の空気搬送計算で使う`Q_hs_max_H_d_t`は、RACの最大能力式で
+$C_{af,rac}$と$C_{df,rac}$を適用した上限である。今回修正するのは、その上限内で
+実際に空気が搬送した熱量をRAC消費電力モデルへ渡す境界であり、上限式自体は変更しない。
+
+検証者から受領した地域2・等級5・RAC活用型条件の年間値は次のとおりである。
+
+| 状態 | 暖房一次エネルギー [MJ/年] | 冷房一次エネルギー [MJ/年] |
+| --- | ---: | ---: |
+| ver.1.3.0修正前 | 84,222.243989 | 2,010.059118 |
+| VP-02修正後 | 70,154.484309 | 2,010.059118 |
+| 受領Excelのキャッシュ値 | 74,958.287610 | 2,010.059118と報告 |
+
+VP-02修正により14,067.759679 MJ/年（約16.7%）低下する。ただし、Excel報告値とは
+4,803.803301 MJ/年の残差がある。このため、本修正は「デフロスト補正の責務重複を解消」
+するものであり、現状Excelのキャッシュ値への一致を意味しない。
+
+#### 6.2.1 受領Excelの追跡結果
+
+比較対象は次のファイルである。
+
+- ファイル名：`第4章第2節ダクト式全館空調_VAV確認済_260816_RAC冷暖房統合.xlsm`
+- SHA-256：`0769AF8132D3463A70C3A2B3724183326EA328EE03C4AD4F7B2AFF4D2C65C565`
+- 受領日：2026-08-20
+
+受領Excelの年間暖房値74,958.287610 MJ/年は、次の内訳から再現できる。
+
+| 項目 | Excelセル・範囲 | 値 |
+| --- | --- | ---: |
+| RAC圧縮機電力量 | `インプット!S19 = SUM(計算過程_HT!F8:F8767)` | 6,808.075834 kWh/年 |
+| 送風機電力量 | `インプット!S20 = SUM(計算過程_HT!AF8:AF8767)` | 303.312287 kWh/年 |
+| 電力の一次エネルギー | `インプット!S22 = (S19+S20)×9.76` | 69,407.148055 MJ/年 |
+| 未処理暖房負荷 | `インプット!U19 = 負荷計算!GX1` | 3,802.150380 MJ/年 |
+| 未処理負荷の一次エネルギー | `インプット!U22 = U19×1.46` | 5,551.139555 MJ/年 |
+| 合計 | `インプット!V22 = S22+U22` | 74,958.287610 MJ/年 |
+
+8760時間系列を照合すると、外気温、ダクト側$C_{df}$、全般換気量および送風機電力は
+Nextと一致した。送風機電力量303.312286815 kWh/年は全時刻で一致している。
+一方、受領Excelには次の二つの内部不整合がある。
+
+1. **RACシートだけ別の相対湿度系列を使用している。**
+   `計算過程_HT!Y8:Y8767`は`AL8:AL8767`を参照するが、`AL`列は値貼付けで数式がない。
+   これに対し、空気搬送計算は`負荷計算!AZ5:AZ8764`で同じ外気データから相対湿度を
+   計算している。両列は8760時間すべて異なり、最初の時刻は72.521355%と90.375285%である。
+   外気温は両経路とも-6.9℃で一致するため、この差でRACデフロスト判定が変わる。
+2. **RAC消費電力へダクト式補正後の能力を渡している。**
+   `計算過程_HT!AM8:AM8767`は`付録A!E5:E8764×3.6/1000`である。
+   `付録A!E`は空気搬送熱量を`負荷計算!DQ`（ダクト式$C_{df}$）で除した
+   $q_{hs,duct}$であり、さらに`計算過程_HT!S`で$C_{af,rac}C_{df,rac}$により除される。
+   したがって、機器種別の異なる補正がRAC消費電力評価へ重なる。
+
+なお、`負荷計算!HC`の「最大暖房出力にデフロストをもう一度乗じた係数」は
+`HC1 = SUM(HC5:HC8764)`以外から参照されない検算列であり、年間値74,958.287610 MJ/年の
+直接の計算経路には入っていない。
+
+Excelの式を、Excel側の負荷・相対湿度系列を使ってPythonで再構成したところ、
+`計算過程_HT!F8:F8767`の全8760値と浮動小数点精度で一致した。従って残差は
+RAC式の実装差ではなく、Excelが使う入力系列と補正境界の差で説明できる。
+
+ExcelをVP-02と同じ責務へ直す場合は、少なくとも次を同時に行って再計算する必要がある。
+
+1. RAC側相対湿度を`負荷計算!AZ`と同じ気象データ・式から求める。
+2. RAC消費電力へ渡す負荷を$q_{hs,duct}$ではなく、
+   $q_{air}=q_{hs,duct}C_{df,duct}$とする。
+3. RAC最大能力と空気搬送計算も、同じ外気温・相対湿度系列から求める。
+
+この3点を別々に変更すると、能力上限、処理負荷、未処理負荷の責務が再びずれるため、
+Excel側も一括して再計算・照合する。
+
+Phase 5のRAC代表ケースでは、年間暖房値と、デフロスト影響時刻224時間の
+`E_H_d_t`・`E_E_H_d_t`だけが変化した。ダクト式代表ケース、冷房系列、入力条件は不変である。
+
 床下計算全体に関する旧版・Excel床下13・Excel床下14との差は、
 [`underfloor_ac_seven_changes.md`](underfloor_ac_seven_changes.md)および
 [`underfloor_ac_excel_alignment.md`](underfloor_ac_excel_alignment.md)に記録している。
@@ -287,6 +388,8 @@ RACの最大暖房能力をそのまま熱源上限へ使うため、同種の
 | 全般換気なし・最低風量160/420 m3/h | [`test_section4_2_preparation.py`](../tests/test_section4_2_preparation.py#L923-L1001) |
 | VAVあり・全般換気なし | [`test_section4_2_preparation.py`](../tests/test_section4_2_preparation.py#L1004-L1031) |
 | RAC活用型冷房の負荷バランス後SHF | [`test_section4_2_preparation.py`](../tests/test_section4_2_preparation.py) |
+| RAC活用型とダクト式デフロスト係数の分離 | [`test_not_broken_type2.py`](../packages/pyhees-jjj/src/tests/test_not_broken_type2.py) |
+| 地域2・等級5・RAC活用型の年間回帰 | [`test_type2_defrost_responsibility.py`](../packages/pyhees-jjj/src/tests/test_type2_defrost_responsibility.py) |
 
 ver.1.0.2リリース時には、全体pytest、Phase 5、Excel床下14 Golden、
 計算エンジン内部試験、RuffおよびGitHub Actionsの成功を確認している。

packages/pyhees-jjj/docs/計算フロー_タイプ1・2.md

@@ -493,7 +493,7 @@ style Add fill:#e1ffe1
 | **送風機電力計算** | **風量比例（換気補正あり）、P_fan_rtd = カタログ値** | **同左、ただし P_fan_rtd = V_hs_dsgn × f_SFP で算出** |
 | **圧縮機電力計算** | **理論効率 × 効率比** | **基準入出力関数（表ベース）** |
 | 容量制御 | 定格・中間・最小の3点 | 連続可変（dualcompressor時） |
-| デフロスト補正 | 条件時のみ適用（外気温 < 5℃ かつ 相対湿度 > 80%）、デフォルト値 0.77（変更可） | 同左 |
+| デフロスト補正 | ダクトセントラル専用の$C_{df,duct}$を適用 | RAC専用の$C_{df,rac}$を適用。ダクト式係数はRAC消費電力に重ねない |
 | 風量補正 | C_af (専用室・風向固定) | C_af (専用室・風向固定) |
 | 特性曲線 | ヒートポンプサイクル理論 | JIS試験データベース |
 
@@ -504,3 +504,4 @@ style Add fill:#e1ffe1
 - 2026-01-30: 初版作成（暖房・冷房統合版）
 - 2026-02-07: Type 2 (ルームエアコン) の処理フローを追加
 - 2026-03-02: ドキュメントの説明文を修正
+- 2026-08-19: タイプ2のRAC暖房にダクト式デフロスト補正を重ねない責務境界を追記

packages/pyhees-jjj/src/jjjexperiment/main.py

@@ -577,14 +577,36 @@ def _get_heating_electricity_type1_and_type3(heat_ac_setting, E_E_fan_H_d_t, q_h
         )
     )
 
-def _get_heating_electricity_type2(heat_ac_setting, house, climateFile, E_E_fan_H_d_t, q_hs_H_d_t, heat_CRAC, cool_CRAC):
+def _get_type2_rac_heating_load(q_hs_H_d_t, climate):
+    """Return delivered heat before the duct-central defrost correction.
+
+    ``dc_a.get_q_hs_H_d_t`` returns the heat-source average capacity after
+    dividing the air-side heat by the duct-central defrost coefficient.  The
+    type-2 RAC model accepts an uncorrected heating load and applies its own
+    RAC-specific ``C_af`` and ``C_df``.  Undo the duct-central correction at
+    this boundary so the two equipment-specific coefficients do not overlap.
+    """
+    return q_hs_H_d_t * climate.get_C_df_H_d_t()
+
+
+def _get_heating_electricity_type2(
+    heat_ac_setting,
+    house,
+    climateFile,
+    climate,
+    E_E_fan_H_d_t,
+    q_hs_H_d_t,
+    heat_CRAC,
+    cool_CRAC,
+):
+    rac_heating_load_d_t = _get_type2_rac_heating_load(q_hs_H_d_t, climate)
     return jjj_dc_a.calc_E_E_H_d_t_type2(
         *_HeatingType2ElectricityInputs(
             heat_ac_setting.type,
             house.region,
             climateFile,
             E_E_fan_H_d_t,
-            q_hs_H_d_t,
+            rac_heating_load_d_t,
             heat_CRAC.e_rtd,
             heat_CRAC.q_rtd,
             cool_CRAC.q_rtd,
@@ -650,6 +672,7 @@ def _select_heating_electricity(
             heat_ac_setting,
             house,
             climateFile,
+            climate,
             E_E_fan_H_d_t,
             q_hs_H_d_t,
             heat_CRAC,

packages/pyhees-jjj/src/test_utils/input_region2_grade5_type2.json

@@ -0,0 +1,119 @@
+{
+  "case_name": "region2_grade5_type2_regression",
+  "climateFile": "-",
+  "loadFile": "-",
+  "Theta_hs_out_max_H_d_t_limit": 45,
+  "Theta_hs_out_min_C_d_t_limit": 15,
+  "C_df_H_d_t_defrost_ductcentral": 0.77,
+  "defrost_temp_ductcentral": 5,
+  "defrost_humid_ductcentral": 80,
+  "phi_i": 0.49,
+  "C_V_fan_dsgn_H": 0.79,
+  "C_V_fan_dsgn_C": 0.79,
+  "C_df_H_d_t_defrost_rac": 0.77,
+  "defrost_temp_rac": 5,
+  "defrost_humid_rac": 80,
+  "C_hm_C": 1.15,
+  "q_rtd_C_limit": 5600,
+  "change_supply_volume_before_vav_adjust": "1",
+  "change_heat_source_outlet_required_temperature": "1",
+  "change_V_supply_d_t_i_max": 1,
+  "A_A": 120.08,
+  "A_MR": 29.81,
+  "A_OR": 51.34,
+  "region": 2,
+  "A_env": 307.51,
+  "U_A": 0.4,
+  "eta_A_C": 1.9,
+  "eta_A_H": 2.3,
+  "underfloor_ventilation": "1",
+  "r_A_ufvnt": 100,
+  "underfloor_insulation": "1",
+  "hs_CAV": "1",
+  "underfloor_air_conditioning_air_supply": "1",
+  "change_underfloor_temperature": "1",
+  "R_g": 0.15,
+  "input_ufac_consts": 1,
+  "Theta_g_avg": 15.7,
+  "U_s_vert": 2.223,
+  "phi": 0.846,
+  "carry_over_heat": 1,
+  "C1_BR_R_i": [893676, 500835, 400667, 325488, 325598],
+  "C1_NR_R": 1195534,
+  "H_A": {
+    "type": 2,
+    "duct_insulation": 1,
+    "VAV": 1,
+    "general_ventilation": 1,
+    "input_V_hs_dsgn": 1,
+    "V_hs_dsgn": 1500,
+    "subtract_ventilation_power": 1,
+    "input_V_hs_min": 1,
+    "V_hs_min": 1200,
+    "input_E_E_fan_min": 1,
+    "E_E_fan_logic": 1,
+    "E_E_fan_min": 100,
+    "input": 1,
+    "input_f_SFP": 1,
+    "input_C_af_H2": 1,
+    "dedicated_chamber2": 1,
+    "fixed_fin_direction2": 1,
+    "input_C_af_H3": 1,
+    "dedicated_chamber3": 1,
+    "fixed_fin_direction3": 1,
+    "input_C_af_H4": 1,
+    "dedicated_chamber4": 1,
+    "fixed_fin_direction4": 1,
+    "C_af_H2": 0,
+    "input_rac_performance": 1,
+    "q_rac_rtd_H": 2.2,
+    "q_rac_max_H": 3.3,
+    "e_rac_rtd_H": 0,
+    "dualcompressor": 1,
+    "f_SFP": 0.144,
+    "input_mode": 1,
+    "mode": 3,
+    "correct_cooling_partition_heat_transfer": 1,
+    "correct_no_general_ventilation_airflow": 1
+  },
+  "C_A": {
+    "type": 2,
+    "duct_insulation": 1,
+    "VAV": 1,
+    "general_ventilation": 1,
+    "input_V_hs_dsgn": 1,
+    "V_hs_dsgn": 1500,
+    "subtract_ventilation_power": 1,
+    "input_V_hs_min": 1,
+    "V_hs_min": 1200,
+    "input_E_E_fan_min": 1,
+    "E_E_fan_logic": 1,
+    "E_E_fan_min": 100,
+    "input": 1,
+    "input_mode": 1,
+    "input_f_SFP": 1,
+    "input_C_af_C2": 1,
+    "dedicated_chamber2": 1,
+    "fixed_fin_direction2": 1,
+    "input_C_af_C3": 1,
+    "dedicated_chamber3": 1,
+    "fixed_fin_direction3": 1,
+    "input_C_af_C4": 1,
+    "dedicated_chamber4": 1,
+    "fixed_fin_direction4": 1,
+    "C_af_C2": 0,
+    "mode": 3,
+    "input_rac_performance": 1,
+    "q_rac_rtd_C": 0,
+    "q_rac_max_C": 0,
+    "e_rac_rtd_C": 0,
+    "dualcompressor": 1,
+    "f_SFP": 0.144,
+    "correct_cooling_partition_heat_transfer": 1,
+    "correct_no_general_ventilation_airflow": 1
+  },
+  "HEX": {
+    "install": 1,
+    "etr_t": 0.4
+  }
+}

packages/pyhees-jjj/src/test_utils/utils.py

@@ -39,7 +39,7 @@ def expected_result_type1():
 @pytest.fixture
 def expected_result_type2():
     """ 負荷バランス後の冷房負荷でSHFを算定した場合の期待結果 """
-    return ResultSummary(E_C=13857.745579445591, E_H=40692.8527046848)
+    return ResultSummary(E_C=13857.745579445591, E_H=39433.352028185276)
 
 def deep_update(d, u):
     for k, v in u.items():

packages/pyhees-jjj/src/tests/test_main_refactoring_boundaries.py

@@ -391,21 +391,29 @@ def test_get_heating_electricity_type2_preserves_argument_order(monkeypatch):
     )
     setting = SimpleNamespace(type='type')
     house = SimpleNamespace(region=6)
+    climate = SimpleNamespace(
+        get_C_df_H_d_t=lambda: np.array([1.0, 0.77]),
+    )
+    q_hs = np.array([1000.0, 2000.0])
     heat = SimpleNamespace(
         e_rtd='e-rtd-h', q_rtd='q-rtd-h', q_max='q-max-h',
         input_C_af='c-af-h', dualcompressor='dual-h',
     )
     cool = SimpleNamespace(q_rtd='q-rtd-c', q_max='q-max-c')
 
     result = experiment_main._get_heating_electricity_type2(
-        setting, house, 'climate.csv', 'fan', 'q-h', heat, cool
+        setting, house, 'climate.csv', climate, 'fan', q_hs, heat, cool
     )
 
     assert result == 'electricity'
-    assert calls == [(
-        'type', 6, 'climate.csv', 'fan', 'q-h', 'e-rtd-h', 'q-rtd-h',
-        'q-rtd-c', 'q-max-h', 'q-max-c', 'c-af-h', 'dual-h',
-    )]
+    assert len(calls) == 1
+    args = calls[0]
+    assert args[:4] == ('type', 6, 'climate.csv', 'fan')
+    np.testing.assert_array_equal(args[4], np.array([1000.0, 1540.0]))
+    assert args[5:] == (
+        'e-rtd-h', 'q-rtd-h', 'q-rtd-c', 'q-max-h', 'q-max-c', 'c-af-h',
+        'dual-h',
+    )
 def test_get_heating_electricity_type4_preserves_argument_order(monkeypatch):
     calls = []
     monkeypatch.setattr(