(57)【要約】  本発明の空調システムは、同一空間を空気調和する複数の空調機と、複数の空調機と通信線を介して通信する通信部と、空調効率を示す情報を含む空調データを複数の空調機のそれぞれから通信部を介して収集するデータ収集部と、収集された空調データに基づいて、複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を低効率空調機以外の他の空調機に負担させる判断部とを含むコントローラと、を有するものである。
2017183103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一空間を空気調和する複数の空調機と、
前記複数の空調機と通信線を介して通信する通信部と、空調効率を示す情報を含む空調データを該複数の空調機のそれぞれから該通信部を介して収集するデータ収集部と、収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、該低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させる判断部とを含むコントローラと、
を有する空調システム。
【請求項２】
前記空調効率を示す情報が成績係数であり、
前記判断部は、前記複数の空調機のそれぞれの前記空調データを参照し、前記成績係数の値が最も小さい空調機を前記低効率空調機に決定し、該成績係数の値が最も大きい空調機を高効率空調機に決定し、前記減らした分の負荷を該高効率空調機に負担させる、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記複数の空調機のそれぞれは、前記空調効率を示す情報として、空調運転に関連する、少なくとも１つの部品の使用状態を示す情報を含む前記空調データを前記コントローラに送信し、
前記判断部は、前記複数の空調機のそれぞれの前記空調データを参照し、前記少なくとも１つの部品の使用状態の情報に基づいて該部品の機能劣化の発生の有無を判定し、機能劣化している部品を使用している空調機を前記低効率空調機に決定する、請求項１に記載の空調システム。
【請求項４】
前記判断部は、前記減らした分の負荷に対応する、目標温度設定値の変更内容を含む指令信号を、前記低効率空調機に前記通信部および前記通信線を介して送信する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
同一空間を空気調和する複数の空調機を制御するコントローラが実行する空調制御方法であって、
前記複数の空調機のそれぞれから通信線を介して、空調効率を示す情報を含む空調データを収集し、
収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、
前記低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させる、空調制御方法。
【請求項６】
同一空間を空気調和する複数の空調機を制御するコンピュータに、
前記複数の空調機のそれぞれから通信線を介して、空調効率を示す情報を含む空調データを収集する手順と、
収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定する手順と、
前記低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させる手順と、を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の空調機を有する空調システム、空調制御方法、およびコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調システムには、室内機および室外機を有する空調機と、空調機の運転情報を通信により空調機から収集するコントローラとで構成されるものがある。コントローラには、複数の空調機を制御可能なものもある。このようなコントローラは、複数の空調機と通信可能に接続され、これら複数の空調機から各空調機の運転情報を収集する。【０００３】
電算機室のような空間には多くのサーバが設置されており、これら多くのサーバが発生する熱を奪って室内の温度を一定に保つために、複数の空調機を有する上記空調システムが電算機室に設けられている。電算機室の室内の温度を一定に保つように、コントローラは複数の空調機の運転を制御する。
電算機室にサーバが増設されると、増設されたサーバの数に応じて空調機も増設される。長年運用されている電算機室では、十数年稼働した空調機と最新の空調機が混在することもある。空調機の技術進歩により、一般的には最新機種の方が古い機種に比べて、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（成績係数））の値が高い。ＣＯＰの異なる空調機が混在する空調システムが電算機室の温度を一定にする制御を行うと、各空調機の負荷が同等であるにもかかわらず、ＣＯＰの高い空調機よりもＣＯＰの低い空調機の方の電力消費量が大きくなってしまう。【０００４】
ＣＯＰの異なる複数の室外機を有する空調システムの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１には、３台の室外機のＣＯＰ特性、最大ＣＯＰおよび能力を基に運転の優先順位を決めるための運転能力分配テーブルを予め準備し、要求される負荷に応じて、運転能力分配テーブルを用いて、優先順位の高い２台の室外機に負荷を分配し、残りの１台の室外機を運転停止状態にすることが開示されている。このようにして、ＣＯＰの高い室外機を優先して起動することで、高効率な運転の実現を図ることが、特許文献１には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１４１０１４号公報（請求項１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された空調システムでは、変動する熱負荷に応じて、ＣＯＰの高い室外機を優先的に起動しているため、ＣＯＰの低い室外機が稼働しないこともある。そのため、ＣＯＰの高い室外機の稼働時間が他の室外機に比べて長くなってしまう傾向があり、ＣＯＰの高い室外機の負荷が他の室外機に比べて極端に大きくならないような対策を行う必要がある。
特許文献１に開示された方法は、熱負荷によっては、上記のように稼働しない空調機もあるため、同一の空間を空気調和する全ての空調機を運転するシステムに適用することができない。また、特許文献１に開示された方法では、空調機の増設の度に、運転能力分配テーブルを改めて作り直す必要がある。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空調効率の異なる空調機が混在するシステムにおいて、システム全体の空調効率の向上を可能にした空調システム、空調制御方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空調システムは、同一空間を空気調和する複数の空調機と、前記複数の空調機と通信線を介して通信する通信部と、空調効率を示す情報を含む空調データを該複数の空調機のそれぞれから該通信部を介して収集するデータ収集部と、収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、該低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させる判断部とを含むコントローラと、を有するものである。【０００９】
本発明に係る空調制御方法は、同一空間を空気調和する複数の空調機を制御するコントローラが実行する空調制御方法であって、前記複数の空調機のそれぞれから通信線を介して、空調効率を示す情報を含む空調データを収集し、収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、前記低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させるものである。【００１０】
本発明に係るプログラムは、同一空間を空気調和する複数の空調機を制御するコンピュータに、前記複数の空調機のそれぞれから通信線を介して、空調効率を示す情報を含む空調データを収集する手順と、収集された空調データに基づいて、前記複数の空調機のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定する手順と、前記低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を該低効率空調機以外の他の空調機に負担させる手順と、を実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、同一空間を空気調和の対象として複数の空調機が運転している状況下で、空調効率が最も低い空調機の負荷を下げることで、その下げた分の負荷を他の空調機が自動的に補うので、空調効率の高い空調機の負荷が高くなり、システム全体での空調効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における空調システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、図１に示したコントローラの動作手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態1における空調制御方法の効果を説明するための表である。
【図４】本発明の実施の形態２の空調システムにおいて、図１に示した空調機の一構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、図１に示したコントローラの動作手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
（空調システムの概要）
本実施の形態１の空調システムの構成を説明する。
図１は、本発明の実施の形態１における空調システムを示すブロック図である。
図１に示すように、空調システムは、空調機Ａ１〜Ａ３と、空調機Ａ１〜Ａ３の運転を制御するコントローラ１と、管理者が空調機Ａ１〜Ａ３に指示を入力するための操作器２と、を有する。空調機Ａ１〜Ａ３、コントローラ１および操作器２は通信線３を介して通信可能に接続されている。
図１に示す空調システムは、空調機Ａ１〜Ａ３が複数のサーバが設置されたサーバルームという同一空間を空気調和することを想定している。そのため、空調機Ａ１〜Ａ３が空気調和する対象の空間は、熱負荷が大きく変動することがほとんどなく、熱負荷が安定している。
【００１４】
（コントローラ１の構成）
コントローラ１は、空調機Ａ１〜Ａ３の空調データを収集するとともに、目標温度設定値の変更を空調機Ａ１〜Ａ３に指示する。
コントローラ１は、空調機Ａ１〜Ａ３と通信するための通信部１１と、空調機Ａ１〜Ａ３から空調データを収集して保存するデータ収集部１２と、収集された空調データに基づいて空調機Ａ１〜Ａ３の運転状態の変更の有無を判定するデータ判断部１３とを有する。
コントローラ１は、プログラムを記憶するメモリ（不図示）と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）（不図示）とを有する。メモリ（不図示）は、例えば、フラッシュメモリを含む不揮発性メモリである。ＣＰＵ（不図示）がプログラムを実行することで、データ収集部１２およびデータ判断部１３がコントローラ１に構成される。データ収集部１２およびデータ判断部１３がマイクロコンピュータであってもよい。
【００１５】
空調データは、空調効率を示す情報として、定格ＣＯＰを含む。ＣＯＰは、一般的には、ＣＯＰ＝（冷房能力または暖房能力［ｋＷ］／消費電力［ｋＷ］）で表される。定格ＣＯＰは定格条件で運転したときのＣＯＰに相当する。空調データは、定格ＣＯＰの他に、目標温度設定値を含む運転状態の情報を含んでいてもよい。
通信部１１は、空調機Ａ１〜Ａ３が保持する空調データを通信線３を介して空調機Ａ１〜Ａ３から取得する。
データ判断部１３は、空調機Ａ１〜Ａ３から収集された空調データに基づいて、定格ＣＯＰの高い空調機と低い空調機を特定する。そして、定格ＣＯＰの高い空調機の負荷を上げるため、冷房運転中であれば、データ判断部１３は、定格ＣＯＰの高い空調機に目標温度設定値を予め決められた分だけ下げる指示を行い、下げた分に対応して、定格ＣＯＰの低い空調機に目標温度設定値を上げる指示を行う。一方、暖房運転中であれば、データ判断部１３は、定格ＣＯＰの高い空調機に目標温度設定値を予め決められた分だけ上げる指示を行い、上げた分に対応して、定格ＣＯＰの低い空調機に温度設定を下げる指示を行う。
【００１６】
（操作器２の構成）
操作器２は、空調機Ａ１〜Ａ３から収集した空調データを管理者に表示し、管理者が空調機Ａ１〜Ａ３に対して運転の開始および停止、ならびに目標温度設定値の変更等の指示を入力可能にするための機器である。
操作器２は、空調機Ａ１〜Ａ３と通信するための通信部２１と、空調機Ａ１〜Ａ３から空調データを収集して保存するデータ収集部２２と、収集された空調データの内容を表示するデータ表示部２３と、空調機Ａ１〜Ａ３の運転の設定値を入力するための操作部２４とを有する。
データ表示部２３は、空調機Ａ１〜Ａ３の空調データをデータ収集部２２から受け取り、各空調機の定格ＣＯＰの値および目標温度設定値等の運転状態を示す情報を表示する。
【００１７】
（空調機Ａ１〜Ａ３の構成）
図１に示した空調機Ａ１の構成を説明する。
空調機Ａ１は、コントローラ１および操作器２と通信するための通信部Ａ１１と、自機の定格ＣＯＰおよび目標温度設定値の情報を含む空調データを保持する空調データ保持部Ａ１２と、制御部Ａ１３とを有する。空調データ保持部Ａ１２は、例えば、不揮発性メモリである。制御部Ａ１３はマイクロコンピュータである。
通信部Ａ１１は、コントローラ１または操作器２から通信線３を介して目標温度設定値を受信すると、目標温度設定値を空調データ保持部Ａ１２に格納する。
通信部Ａ１１は、コントローラ１および操作器２からの要求に応じて、空調データ保持部Ａ１２が保持する空調データをコントローラ１および操作器２に通信線３を介して送信する。
制御部Ａ１３は、空調データ保持部Ａ１２が保持する目標温度設定値を参照し、室内の温度が目標温度設定値になるように、圧縮器（不図示）および室外機（不図示）の熱交換器（不図示）に外気を供給するファン（不図示）等を含む構成を制御する。
制御部Ａ１３は、空調機Ａ１の運転状態を監視し、運転状態の情報を空調データ保持部Ａ１２に格納する。
【００１８】
図１に示した空調機Ａ２、Ａ３の構成を説明する。
空調機Ａ２は、通信部Ａ２１、空調データ保持部Ａ２２および制御部Ａ２３を有する。空調機Ａ３は、通信部Ａ３１、空調データ保持部Ａ３２および制御部Ａ３３を有する。通信部Ａ２１、Ａ３１は、通信部Ａ１１と同様な構成である。空調データ保持部Ａ２２、Ａ３２は、空調データ保持部Ａ１２と同様な構成であり。制御部Ａ２３、Ａ３３は、制御部Ａ１３と同様な構成である。そのため、空調機Ａ２、Ａ３の構成について、詳細な説明を省略する。
【００１９】
ただし、空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれはサーバルームに設置された時期が異なっており、設置時期が遅い空調機ほど、空調効率が高い。例えば、空調機Ａ１は２００１年に設置され、空調機Ａ２は２００７年設置され、空調機Ａ３は２０１５年に設置されたものと仮定している。そのため、空調機Ａ３の空調効率が最も高く（効率高）、空調機Ａ１の空調効率が最も低く（効率低）、空調機Ａ２の空調効率は空調機Ａ１と空調機Ａ３の間（効率中）にある。空調機Ａ１〜Ａ３の定格ＣＯＰの値は、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３の関係になっている。
【００２０】
（本実施の形態１のコントローラ１が実行する空調制御方法）
次に、本実施の形態１の空調システムにおいて、コントローラ１の動作を説明する。
図１に示したような、サーバ冷却用の空調システムでは、サーバの増設に応じて空調機も増設される。そのため、同じ部屋を冷却する複数の空調機に、設置時期が異なる空調機が混在する。空調機は開発により年々空調効率が改善され、後に設置された空調機ほど定格ＣＯＰが高くなる傾向がある。上述したように、空調機Ａ１〜Ａ３の定格ＣＯＰは、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３の関係になっているものとする。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１において、図１に示したコントローラの動作手順を示すフロー図である。図３は、本発明の実施の形態1における空調制御方法の効果を説明するための表である。空調機Ａ１〜Ａ３は冷房運転を行っているものとする。
通信部１１は空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれから空調データを収集し（ステップＳ１）、収集した空調データをデータ収集部１２に格納する（ステップＳ２）。
データ判断部１３は、データ収集部１２が保持する空調データを読み出し、各空調データの定格ＣＯＰの値を比較し、定格ＣＯＰに基づいて空調機Ａ１〜Ａ３の空調効率を順位付けする（ステップＳ３）。ここでは、データ判断部１３は、空調機Ａ１〜Ａ３の定格ＣＯＰがＡ１＜Ａ２＜Ａ３と判断する。空調機Ａ１は最も空調効率の低い空調機である低効率空調機に相当する。空調機Ａ３は最も空調効率の高い空調機である高効率空調機に相当する。
【００２２】
ここで、データ収集部１２が実行する空調制御を、図３を参照して説明する。
一般的には、複数の空調機が同じ部屋を空調対象としている場合、これらの複数の空調機の目標温度設定値は同じ値に設定される。しかし、図１に示した空調システムでは、空調機Ａ１〜Ａ３が同じ目標温度設定値で運転を続けると、空調効率の低い空調機Ａ１も、空調効率の高い空調機Ａ３も同じ負荷（冷房能力）で動作し続けることになる。このことを、図３の表における「目標温度変更前の状態」に示す。
しかし、図１に示した空調システム全体でみると、同じ負荷をより少ない消費電力で処理できる、空調効率の高い空調機Ａ３の負荷を高め、空調効率の低い空調機Ａ１の負荷を小さくすれば、必要な冷房能力を維持しながら、空調システム全体の消費電力を削減できると考えられる。このことを図３の表における「目標温度変更後の状態」に示す。
【００２３】
図２に示したステップＳ３の説明に戻ると、データ判断部１３は、空調効率がＡ１＜Ａ２＜Ａ３と判断した後、最も空調効率の高い空調機Ａ３の負荷を高めるため、目標温度設定値を１［℃］低くする旨の変更内容を含む指令信号を空調機Ａ３に送出する（ステップＳ４）。また、データ判断部１３は、空調効率の最も低い空調機Ａ１の負荷を下げるため、目標温度設定値を１［℃］高くする旨の変更内容を含む指令信号を空調機Ａ１に送出する（ステップＳ５）。
空調機Ａ１の通信部Ａ１１は、受信した指令信号を空調データ保持部Ａ１２に格納する。空調データ保持部Ａ１２は、通信部Ａ１１から受け取った指令信号にしたがって、保持する目標温度設定値を変更する。制御部Ａ１３は、空調データ保持部Ａ１２が保持する目標温度設定値の変更に対応して、圧縮機（不図示）およびファン（不図示）等の運転状態を変更する。
空調機Ａ３の通信部Ａ３１は、受信した指令信号を空調データ保持部Ａ３２に格納する。空調データ保持部Ａ３２は、通信部Ａ３１から受け取った指令信号にしたがって、保持する目標温度設定値を変更する。制御部Ａ３３は、空調データ保持部Ａ３２が保持する目標温度設定値の変更に対応して、圧縮機（不図示）およびファン（不図示）等の運転状態を変更する。
【００２４】
図３を参照すると、システム全体で冷房能力３Ｑ［ｋＷ］が必要な状況において、空調機Ａ１に対し、目標温度設定値を１［℃］高くすることで、負荷（冷房能力）が２０％減少している。一方、空調機Ａ３に対して目標温度設定を１［℃］低くすることで、負荷（冷房能力）が２０％増加している。その結果、図３に示す表の最終行に記載されているように、システム全体の冷房能力３Ｑ［ｋＷ］を維持したまま、消費電力を１［Ｋｗ］低減することができる。
このように、空調効率の高い空調機Ａ３は空調機Ａ１、Ａ２よりも負荷の高い状態で運転し、空調効率の低い空調機Ａ１は空調機Ａ２、Ａ３よりも負荷の低い状態で運転するため、空調システム全体として、より高効率な空調を実現することができる。
【００２５】
なお、本実施の形態１では、３台の空調機を有する空調システムの場合で説明したが、空調機の台数は３台に限らず、２台であってもよく、４台以上であってもよい。
【００２６】
また、本実施の形態１では、定格ＣＯＰの低い空調機Ａ１から減らした分の負荷を定格ＣＯＰの高い空調機Ａ３に負担させる場合で説明したが、空調機Ａ１から減らした分の負荷を空調機Ａ３だけでなく、空調機Ａ２に負担させてもよい。例えば、空調機Ａ２、Ａ３の定格ＣＯＰがＡ２＜Ａ３の関係にあっても、その差が小さい場合が考えられる。この場合、空調機Ａ１の目標温度設定値を１［℃］上げたとき、空調機Ａ２、Ａ３のそれぞれの目標温度設定値を０．５［℃］下げてもよい。
【００２７】
また、本実施の形態１では、コントローラ１と接続されている空調機全体で、空調効率の順位付けを行っているが、コントローラ１に多数の空調機が接続されている場合、多数の空調機を複数のグループに分け、複数のグループについて優先順位を付け、最も優先順位の高いグループに本実施の形態１の空調制御方法を実行してもよい。
【００２８】
さらに、本実施の形態１では、空調効率を示す情報として定格ＣＯＰを用いたが、ＣＯＰの値は定格ＣＯＰに限定されない。また、ＣＯＰは空調機Ａ１〜Ａ３の各空調機で測定されてもよい。例えば、各空調機の圧縮機（不図示）の冷媒入口および冷媒出口のそれぞれに冷媒の圧力と温度を測定するセンサを、圧縮機（不図示）に電力計を予め設け、制御部が、これらのセンサの測定値に基づいて冷房能力を求め、求めた冷房能力の値を圧縮機（不図示）の消費電力値で除算してＣＯＰを算出する。測定の際、管理者は、一定時間、測定対象以外の空調機を室温が変動しても運転状態を維持するように設定し、測定対象の空調機を自動運転させてもよい。
【００２９】
本実施の形態１の空調システムは、同一空間を空気調和する複数の空調機Ａ１〜Ａ３と、複数の空調機Ａ１〜Ａ３と通信線３を介して通信する通信部１１、空調効率を示す情報を含む空調データを複数の空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれから通信部１１を介して収集するデータ収集部１２、および収集された空調データに基づいて、複数の空調機Ａ１〜Ａ３のうち、最も空調効率の低い空調機である低効率空調機を特定し、低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を低効率空調機以外の他の空調機に負担させるデータ判断部１３を含むコントローラ１と、を有するものである。
本実施の形態１によれば、同一空間を空気調和の対象として複数の空調機が運転している状況下で、空調効率が最も低い空調機の負荷を下げることで、その下げた分の負荷を他の空調機が自動的に補うので、空調効率の高い空調機の負荷が高くなり、空調システム全体での空調効率の向上を図ることができる。その結果、省エネルギー化を実現できる。
【００３０】
本実施の形態１において、空調効率を示す情報がＣＯＰであり、データ判断部１３は、複数の空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれの空調データを参照し、ＣＯＰの値が最も小さい空調機Ａ１を低効率空調機に決定し、ＣＯＰの値が最も大きい空調機Ａ３を高効率空調機に決定し、減らした分の負荷を高効率空調機に負担させてもよい。
この場合、データ判断部１３が、空調機Ａ１〜Ａ３から収集されたＣＯＰに基づいて、空調効率の最も高い空調機Ａ３を負荷の高い状態で運転させ、空調効率の最も低い空調機Ａ１を負荷の低い状態で運転させるため、空調システム全体として、より高効率な空調を行うことができる。
【００３１】
本実施の形態１において、データ判断部１３は、減らした分の負荷に対応する、目標温度設定値の変更内容を含む指令信号を、低効率空調機に通信部１１および通信線３を介して送信してもよい。
この場合、データ判断部１３が低効率空調機の負荷を軽減するために、目標温度設定値の変更内容を低効率空調機に明確に指示することで低効率空調機の負荷が低下するが、低下した分の負荷を他の室内機が自動的に補うことで、空調システム全体の効率向上を確実に図ることが可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
本実施の形態２は、空調運転に関連する部品の機能が劣化すると空調効率に影響を及ぼすことから、機能劣化した部品を使用している空調機の負荷を減らして、空調システムの空調効率の向上を図るものである。
【００３３】
本実施の形態２の空調システムの構成を、図１を参照して説明する。以下では、実施の形態１で説明した空調システムと同様な構成についての詳細な説明を省略する。
【００３４】
（空調機Ａ１〜Ａ３の構成）
図１に示した空調機Ａ１〜Ａ３の構成例を、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の実施の形態２の空調システムにおいて、図１に示した空調機の一構成例を示すブロック図である。ここでは、空調機Ａ１の構成の場合で説明する。
図４に示すように、空調機Ａ１は、室内機Ａ１４と、室外機Ａ１５とを有する。
室内機Ａ１４は、熱交換器１４１と、熱交換器１４１の空気吸込み口側に設置されたフィルター１４２と、ファン１４３と、室内の温度を測定する温度センサ１４５とを有する。
室外機Ａ１５は、圧縮機１５１と、熱交換器１５２と、ファン１５３と、膨張弁１５４と、制御部Ａ１３と、空調データ保持部Ａ１２と、通信部Ａ１１とを有する。
制御部Ａ１３は、ファン１４３、１５３、膨張弁１５４、圧縮機１５１、温度センサ１４５および空調データ保持部Ａ１２と信号線Ａ１６を介して接続されている。
熱交換器１４１、１５２、圧縮機１５１および膨張弁１５４は冷媒配管Ａ１７を介して接続されている。
【００３５】
なお、図４は空調機が冷房運転を行う場合の構成例を示しているが、四方切替弁が冷媒配管Ａ１７に予め設けられ、冷房と暖房の両方の運転が可能な空調機であってもよい。また、図４は、制御部Ａ１３、空調データ保持部Ａ１２および通信部Ａ１１が室外機Ａ１５に設けられている場合を示しているが、これらの構成が室内機Ａ１４に設けられていてもよい。また、フィルター１４２の汚れを検知する光学センサがフィルター１４２に設けられていてもよい。
【００３６】
本実施の形態２では、空調データは、空調運転に関連する部品の使用状態の情報を含む。空調運転に関連する部品は、例えば、熱交換器１４１、１５２、圧縮機１５１、膨張弁１５４およびフィルター１４２である。これらの部品は、その機能劣化が空調効率に影響を及ぼすおそれのある部品でもある。
制御部Ａ１３は、空調運転に関連する部品の使用状態を監視し、使用状態を示す情報を空調データ保持部Ａ１２に格納する。空調機の長期運転に伴って部品の機能が劣化すると考えると、部品が圧縮機１５１である場合、使用状態は、圧縮機１５１の使用開始または最後のメンテナンスから現在までの運転時間である。部品が熱交換器１４１、１５２、膨張弁１５４およびフィルター１４２のいずれかである場合、使用状態は、その部品の使用開始または最後のメンテナンスから現在までの使用期間である。制御部Ａ１３は、空調機Ａ１の運転に対応して、各部品の動作状態の情報を更新する。
【００３７】
（コントローラ１の構成）
次に、本実施の形態２におけるコントローラ１の構成を説明する。
データ判断部１３は、空調運転に関連する部品について、メンテナンス周期および部品交換周期を予め閾値として保持している。この閾値は、部品の使用状態から、その部品が空調効率に影響を及ぼすほど機能劣化しているか否かの判断基準となる。
データ判断部１３は、空調機Ａ１〜Ａ３から収集された空調データから部品の使用状態の情報を読み出し、使用状態が閾値を超える部品があるか否かを判定する。データ判断部１３は、部品の使用状態が閾値に達している場合、その部品は機能劣化していると判定し、部品の使用状態が閾値に達していない場合、その部品は機能劣化していないと判定する。そして、データ判断部１３は、機能劣化している部品を使用している室内機があると、その室内機の負荷を減らし、減らした分の負荷を他の室内機に負担させる。具体的には、冷房運転中の場合、データ判断部１３は、機能劣化している部品を使用している室内機に目標温度設定値を予め決められた分だけ高くする指示を行う。暖房運転中の場合、データ判断部１３は、機能劣化している部品を使用している空調機に目標温度設定値を予め決められた分だけ低くする指示を行う。
【００３８】
なお、本実施の形態２では、機能劣化の判定を運転時間および使用期間で判定する場合で説明するが、機能劣化の判定基準は運転時間および使用期間に限定されない。例えば、フィルター１４２の場合、機能劣化の有無は光学センサによる汚れ検出の有無であってもよい。
また、機能劣化している部品を使用している室内機が複数ある場合、データ判断部１３は、機能劣化している部品の数が最も多い室内機を低効率室内機に決定してもよい。
また、空調運転に関連する複数の部品について優先順位が予め決められていてもよい。この場合、データ判断部１３は、機能劣化している部品を使用している室内機が複数あっても、優先順位が最も高い部品に機能劣化が発生している室内機を低効率室内機に決定する。
さらに、空調運転に関連する複数の部品のそれぞれに、空調効率に対する影響度に対応して重み付け値が予め決められていてもよい。この場合、機能劣化している部品の数が複数ある場合、データ判断部１３は、室内機毎に機能劣化した部品の重み付け値の和を求め、求めた和の値が最も大きい室内機を低効率室内機に決定する。
【００３９】
（本実施の形態２のコントローラ１が実行する空調制御方法）
次に、本実施の形態２の空調システムにおいて、コントローラ１の動作を説明する。
空調機は長期運転に伴って部品の機能劣化が発生する。例えば、熱交換器１４１、１５２、圧縮機１５１および膨張弁１５４の機能劣化、フィルター１４２の汚れによるフィルター機能の劣化等である。空調機は、これらの部品の機能が劣化した状況で運転を継続すると、空調機の性能として発揮し得る空調効率を確保できなくなり、空調効率が低下する。
空調効率が低下した状態での運転を抑制するには、上記部品に機能劣化が発生したとき、機能劣化した部品を新しい部品に交換して、元の空調効率に戻せばよい。しかし、図１に示した空調システムにおいて、操作器２が部品に機能劣化が発生したことをデータ表示部２３に表示しても、操作器２がサーバルームに置かれていると、サーバルームは通常無人であるため、管理者は部品に機能劣化が発生したことに気づかない場合がある。この場合、空調効率が低下した状態で空調機の運転が継続されてしまうことになる。本実施の形態２では、この問題を、以下のようにして解決する。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態２において、図１に示したコントローラの動作手順を示すフロー図である。空調機Ａ１〜Ａ３は冷房運転を行っているものとする。
通信部１１は空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれから空調データを収集し（ステップＳ１１）、収集した空調データをデータ収集部１２に格納する（ステップＳ１２）。
データ判断部１３は、データ収集部１２が保持する各空調データから空調運転に関連する部品の使用状態の情報を読み出し、読み出した使用状態を閾値と比較する（ステップＳ１３）。そして、データ判断部１３は、使用状態が閾値に達しているか否かを判定することで、その部品に機能劣化が生じているか否かを判定する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４の結果、使用状態が閾値に達している場合、データ判断部１３は、その部品に機能劣化が発生していると判定する。ここでは、空調機Ａ１の部品に機能劣化が発生しているものとする。部品の機能劣化が発生した空調機Ａ１は空調効率が低下するため、データ判断部１３は、空調機Ａ１に目標温度設定値を予め決められた分だけ高くする旨の指令信号を送信する（ステップＳ１５）。予め決められた分は、例えば、１［℃］である。
【００４１】
一方、ステップＳ１４の判定の結果、いずれの空調データも、部品の使用状態が閾値に達していない場合、データ判断部１３は、ステップＳ１１の処理に戻る。また、データ判断部１３は、ステップＳ１５を実行した後もステップＳ１１の処理に戻る。
【００４２】
上述した動作により、部品の機能劣化が原因で空調効率が低下した空調機Ａ１は負荷の低い運転状態に切り替わる。一方、部品の機能劣化が発生していない空調機Ａ２、Ａ３には目標温度設定値に変更はないが、空調機Ａ１の負荷が下げられたことにより、室内温度が上昇傾向になるため、空調機Ａ２、Ａ３の負荷は自動的に高くなる。
このように、部品の機能劣化が発生し、空調効率が低くなった空調機Ａ１は負荷の低い運転状態に切り替わり、空調機Ａ２、Ａ３は空調機Ａ１で低下した負荷を補うために負荷が上がるため、空調機Ａ１の部品交換が実施されるまでの間もシステム全体として、より高効率な空調を実現することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態２では、部品の機能劣化が発生していない空調機Ａ２、Ａ３の目標温度設定値を変更していないが、空調機Ａ１の負荷の低下を補うために、空調機Ａ２、Ａ３の目標温度設定値を下げて、空調機Ａ２、Ａ３の負荷を意図的に上げてもよい。
【００４４】
本実施の形態２の空調システムは、複数の空調機Ａ１〜Ａ３と、通信部１１、データ収集部１２およびデータ判断部１３を含むコントローラ１とを有し、複数の空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれは空調効率を示す情報として、空調運転に関連する、少なくとも１つの部品の使用状態を示す情報を含む空調データをコントローラ１に送信し、データ判断部１３は、複数の空調機Ａ１〜Ａ３のそれぞれの空調データを参照し、少なくとも１つの部品の使用状態の情報に基づいてその部品の機能劣化の発生の有無を判定し、機能劣化している部品を使用している空調機を低効率空調機に決定し、低効率空調機の負荷を減らし、減らした分の負荷を低効率空調機以外の他の空調機に負担させるものである。
本実施の形態２によれば、空調機の部品に機能劣化が発生すると、空調機の空調効率が低下するため、部品の機能劣化が発生した空調機の負荷を下げることで、その下げた分の負荷を他の空調機が自動的に補い、部品の機能劣化が発生していない空調機の負荷が高くなり、空調システム全体での空調効率の向上を図ることができる。その結果、省エネルギー化を実現できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  コントローラ、２  操作器、３  通信線、１１  通信部、１２  データ収集部、１３  データ判断部、２１  通信部、２２  データ収集部、２３  データ表示部、２４  操作部、１４１、１５２  熱交換器、１４２  フィルター、１４３、１５３  ファン、１４５  温度センサ、１５１  圧縮機、１５４  膨張弁、Ａ１〜Ａ３  空調機、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１  通信部、Ａ１２、Ａ２２、Ａ３２  空調データ保持部、Ａ１３、Ａ２３、Ａ３３  制御部、Ａ１４  室内機、Ａ１５  室外機、Ａ１６  信号線、Ａ１７  冷媒配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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