(57)【要約】【課題】  所望の室内環境を維持して、省電力化を実現する消費電力削減装置の提供。【解決手段】  室内の空調用機器または室内の冷凍用機器ＭＣに取り付けられ、設定タイミングで設定時間、前記機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置１であって、室内の温度および／または湿度に基づき、強制停止の有無もしくはタイミングを制御する。また、室内の温度および／または湿度に基づき、強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御する。温度センサや湿度センサ１２からの出力に基づき、室内の温度や湿度が設定範囲内にある場合にのみ、前記機器ＭＣの動作状態の強制停止を行う（ＳＴ６，ＳＴ７）。また、強制停止中に温度や湿度が設定範囲を超えると、強制停止を解除する（ＳＴ８，ＳＴ９）。【選択図】      図３
2006349302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、
温度センサおよび／または湿度センサの出力に基づき、前記強制停止の有無もしくはタイミング、または前記強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御する
ことを特徴とする消費電力削減装置。
【請求項２】
室内の空調用機器または冷凍用機器などに取り付けられ、設定タイミングで設定時間、前記機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、
前記室内の温度および／または湿度に基づき、前記強制停止の有無もしくはタイミングを制御する
ことを特徴とする消費電力削減装置。
【請求項３】
前記室内の温度を計測する温度センサと、前記室内の湿度を計測する湿度センサとを備え、
前記温度センサおよび前記湿度センサの出力に基づいて、前記室内の温度および湿度のいずれもが設定範囲内の場合に限って前記強制停止を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の消費電力削減装置。
【請求項４】
前記強制停止の対象機器は、空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、
前記強制停止は、前記圧縮機の動作中で、かつ直前の再起動から設定された保護時間以上経過後に行う
ことを特徴とする請求項３に記載の消費電力削減装置。
【請求項５】
室内の空調用機器または冷凍用機器などに取り付けられ、設定タイミングで設定時間、前記機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、
前記室内の温度および／または湿度に基づき、前記強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御する
ことを特徴とする消費電力削減装置。
【請求項６】
前記室内の温度を計測する温度センサと、前記室内の湿度を計測する湿度センサとを備え、
前記強制停止中、前記温度センサまたは前記湿度センサの出力に基づいて、前記室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になると、前記強制停止を前記設定時間前に解除する
ことを特徴とする請求項５に記載の消費電力削減装置。
【請求項７】
前記強制停止の対象機器は、空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、
前記強制停止中、前記室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になると、前記強制停止時から設定された保護時間以上経過後にその強制停止を解除する
ことを特徴とする請求項６に記載の消費電力削減装置。
【請求項８】
前記強制停止の対象機器は、冷暖房可能な空調機の圧縮機であり、
前記設定範囲として、それ以下の温度では暖房運転を強制的に停止しない下限温度と、それ以上の温度または湿度では冷房運転を強制的に停止しない上限温度および上限湿度とが設定される
ことを特徴とする請求項３、請求項４、請求項６、または請求項７のいずれかに記載の消費電力削減装置。
【請求項９】
前記強制停止の対象機器は、冷房可能な空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、
前記設定範囲として、それ以上の温度または湿度では冷房、冷蔵または冷凍の運転を強制的に停止しない上限温度および上限湿度が設定される
ことを特徴とする請求項３、請求項４、請求項６、または請求項７のいずれかに記載の消費電力削減装置。
【請求項１０】
室内の空調用機器、室内の冷蔵用機器、または室内の冷凍用機器など、圧縮機を備えた機器に取り付けられ、その圧縮機の動作状態を設定タイミングで設定時間だけ強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、
前記圧縮機の動作状態を監視する動作監視部と、
前記圧縮機の動作状態を強制停止する遮断部と、
前記室内の温度および／または湿度を計測するセンサと、
このセンサの出力に基づき前記遮断部の強制停止およびその解除の動作タイミングを制御するタイミング制御部と
を備えることを特徴とする消費電力削減装置。
【請求項１１】
室内の空調用機器、室内の冷蔵用機器、または室内の冷凍用機器など、圧縮機を備えた機器の消費電力を削減するために、その圧縮機の動作を設定タイミングで設定時間だけ強制停止させる消費電力削減方法であって、
前記室内の温度および／または湿度を計測するステップと、
前記圧縮機の動作状態と、前記室内の温度および／または湿度とに基づき、前記圧縮機の強制停止のタイミングを調整するステップと、
前記圧縮機の強制停止中、前記室内の温度および／または湿度に基づき、その強制停止を解除するタイミングを調整するステップと
を含むことを特徴とする消費電力削減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機や冷凍機などの各種機器の消費電力を削減するための消費電力削減装置と消費電力削減方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調機や冷凍機は、内蔵されている圧縮機（コンプレッサー）の電力使用量が多いので、消費電力を削減し、あるいはさらに、それにより契約電力ひいては電気基本料金を削減するために、消費電力削減装置が取り付けられることがある。従来の消費電力削減装置は、いわゆるデマンド制御に代表されるように、一定時間ごとに設定時間だけ圧縮機の運転を強制的に停止することで、消費電力の削減を図るものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一定時間ごとに設定時間だけ強制的に運転を停止する従来方法では、室内環境の悪化を招くおそれがあった。すなわち、消費電力削減装置を用いて空調機を運転した場合、真夏に室内温度がたとえば２８℃以上もあるのに、一定時間ごとに冷房運転が一律に強制停止されるのでは、室内が蒸し暑くなってしまうものであった。逆に、真冬に室内温度がたとえば２０℃以下であるのに、一定時間ごとに暖房運転が一律に強制停止されるのでは、室内が肌寒くなってしまうものであった。
【０００４】
また、冷凍機の場合も同様に、消費電力削減装置を取り付けて運転すると、庫内温度が所定温度以上であるのに、一定時間ごとに冷凍運転が一律に強制停止されるのでは、庫内の食材などに悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
さらに、これらのことは、室内（庫内）の温度だけでなく、湿度についても同様であった。たとえば、空調機に消費電力削減装置を取り付けて運転した場合、室内の湿度が高いのに、一定時間ごとに運転が一律に強制停止されるのでは、室内が蒸し暑くなってしまうものであった。また、特に紙や粉末を取り扱う工場などでは、室内の湿度を所定範囲に抑えつつ、省エネを図りたい場合もある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、所望の室内環境を維持しつつ、省電力化を実現することのできる消費電力削減装置と消費電力削減方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、温度センサおよび／または湿度センサの出力に基づき、前記強制停止の有無もしくはタイミング、または前記強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御することを特徴とする消費電力削減装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止することで、前記機器の消費電力を削減することができる。しかも、前記機器の強制停止またはその解除は、室内の温度および／または湿度に基づいて制御されるので、室内環境を考慮した電力削減が可能である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、室内の空調用機器または冷凍用機器などに取り付けられ、設定タイミングで設定時間、前記機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、前記室内の温度および／または湿度に基づき、前記強制停止の有無もしくはタイミングを制御することを特徴とする消費電力削減装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止することで、前記機器の消費電力を削減することができる。しかも、前記機器の強制停止は、室内の温度および／または湿度に基づいて制御されるので、室内環境を考慮した電力削減が可能である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記室内の温度を計測する温度センサと、前記室内の湿度を計測する湿度センサとを備え、前記温度センサおよび前記湿度センサの出力に基づいて、前記室内の温度および湿度のいずれもが設定範囲内の場合に限って前記強制停止を行うことを特徴とする請求項２に記載の消費電力削減装置である。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外にあれば、強制停止を控えるよう制御することで、室内環境の悪化を防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記強制停止の対象機器は、空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、前記強制停止は、前記圧縮機の動作中で、かつ直前の再起動から設定された保護時間以上経過後に行うことを特徴とする請求項３に記載の消費電力削減装置である。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、圧縮機は、再起動から設定された保護時間を経過しないと強制停止されることはない。従って、圧縮機の負担を和らげ、故障を防止することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、室内の空調用機器または冷凍用機器などに取り付けられ、設定タイミングで設定時間、前記機器の動作を強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、前記室内の温度および／または湿度に基づき、前記強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御することを特徴とする消費電力削減装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止することで、前記機器の消費電力を削減することができる。しかも、前記機器の強制停止の解除は、室内の温度および／または湿度に基づいて制御されるので、室内環境を考慮した電力削減が可能である。典型的には、前記機器の強制停止中に、室内の温度または湿度が設定範囲を超えると、前記強制停止を早期に終了するよう制御することで、室内環境の悪化を防止しつつ、省エネを図ることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記室内の温度を計測する温度センサと、前記室内の湿度を計測する湿度センサとを備え、前記強制停止中、前記温度センサまたは前記湿度センサの出力に基づいて、前記室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になると、前記強制停止を前記設定時間前に解除することを特徴とする請求項５に記載の消費電力削減装置である。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になれば、強制停止からの復帰を早めることで、室内環境の悪化を防止することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記強制停止の対象機器は、空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、前記強制停止中、前記室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になると、前記強制停止時から設定された保護時間以上経過後にその強制停止を解除することを特徴とする請求項６に記載の消費電力削減装置である。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、圧縮機の強制停止中に、室内の温度または湿度のいずれかが設定範囲外になっても、強制停止から設定された保護時間を経過しないと、圧縮機は再起動されることはない。従って、圧縮機の負担を和らげ、故障を防止することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、前記強制停止の対象機器は、冷暖房可能な空調機の圧縮機であり、前記設定範囲として、それ以下の温度では暖房運転を強制的に停止しない下限温度と、それ以上の温度または湿度では冷房運転を強制的に停止しない上限温度および上限湿度とが設定されることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項６、または請求項７のいずれかに記載の消費電力削減装置である。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、室内温度が設定された下限温度を下回っているのに、暖房運転が強制停止されることが防止される。また、室内温度が設定された上限温度を上回っており、あるいは室内湿度が設定された上限湿度を上回っているのに、冷房運転が強制停止されることが防止される。従って、室内環境の悪化を防止することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、前記強制停止の対象機器は、冷房可能な空調機、冷蔵機または冷凍機の圧縮機であり、前記設定範囲として、それ以上の温度または湿度では冷房、冷蔵または冷凍の運転を強制的に停止しない上限温度および上限湿度が設定されることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項６、または請求項７のいずれかに記載の消費電力削減装置である。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、室内温度が設定された上限温度を上回っており、あるいは室内湿度が設定された上限湿度を上回っているのに、冷房や冷凍の運転が強制停止されるのが防止される。従って、室内環境の悪化を防止することができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、室内の空調用機器、室内の冷蔵用機器、または室内の冷凍用機器など、圧縮機を備えた機器に取り付けられ、その圧縮機の動作状態を設定タイミングで設定時間だけ強制停止させて、前記機器の消費電力を削減する消費電力削減装置であって、前記圧縮機の動作状態を監視する動作監視部と、前記圧縮機の動作状態を強制停止する遮断部と、前記室内の温度および／または湿度を計測するセンサと、このセンサの出力に基づき前記遮断部の強制停止およびその解除の動作タイミングを制御するタイミング制御部とを備えることを特徴とする消費電力削減装置である。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、設定タイミングで設定時間、圧縮機の動作を強制停止することで、消費電力を削減することができる。しかも、その強制停止またはその解除は、室内の温度および／または湿度に基づいて制御されるので、室内環境を考慮した電力削減が可能である。さらに、圧縮機の動作状態を監視しつつ制御するので、機器自らの温度調節機構による送風時（圧縮機の自己停止時）を外して強制停止でき、確実な省エネを図ることができる。また、圧縮機の再起動後すぐの強制停止や、圧縮機の停止後すぐの再起動を防止することで、圧縮機の保護を図ることもできる。
【００２７】
さらに、請求項１１に記載の発明は、室内の空調用機器、室内の冷蔵用機器、または室内の冷凍用機器など、圧縮機を備えた機器の消費電力を削減するために、その圧縮機の動作を設定タイミングで設定時間だけ強制停止させる消費電力削減方法であって、前記室内の温度および／または湿度を計測するステップと、前記圧縮機の動作状態と、前記室内の温度および／または湿度とに基づき、前記圧縮機の強制停止のタイミングを調整するステップと、前記圧縮機の強制停止中、前記室内の温度および／または湿度に基づき、その強制停止を解除するタイミングを調整するステップとを含むことを特徴とする消費電力削減方法である。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、設定タイミングで設定時間、機器の動作を強制停止することで、前記機器の消費電力を削減することができる。しかも、前記機器の強制停止またはその解除は、室内の温度および／または湿度に基づいて制御されるので、室内環境を考慮した電力削減が可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、所望の室内環境を維持しつつ、省電力化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の消費電力削減装置および消費電力削減方法の一実施形態について説明する。
【００３１】
本発明は、従来公知の各種の消費電力削減装置に適用できる。この種の装置には、いわゆる電気基本料金の削減を目的としたデマンド制御を行うデマンド制御装置も含まれる。消費電力削減装置は、設定された動作タイミングで設定時間、空調機や冷凍機などの制御対象機器の動作を強制的に停止させて、その機器の消費電力の削減を図る装置である。典型的には、一定周期ごとに一定時間だけ、空調機などに付属の圧縮機の動作を強制停止する構成である。本実施形態の消費電力削減装置は、その強制停止の有無もしくはタイミング、および／または、その強制停止の解除の有無もしくはタイミングの制御を、室内温度および／または室内湿度を考慮して実行する。なお、本明細書において、「室内」とは「庫内」をも含む概念である。
【００３２】
温度を考慮した制御を行う際には、室内の温度を計測する温度センサが必要である。また、湿度を考慮した制御を行う際には、室内の湿度を計測する湿度センサが必要である。さらに、温度と湿度との双方を考慮した制御を行う際には、温度センサと湿度センサの双方が用いられる。この際、温度センサと湿度センサは、別体である必要はなく、両者が一体化した温湿度センサを用いてもよい。なお、温度センサや湿度センサの種類は問わないが、たとえば温度センサとしてサーミスタを用いることができ、また湿度センサとして高分子膜湿度センサを用いることができる。
【００３３】
消費電力削減装置が取り付けられた圧縮機の強制停止は、室内温度および／または室内湿度が設定範囲内にある場合にのみなされる。この際、温度範囲は、上限温度と下限温度で設定してもよいし、ある特定温度のみを指定してそれ以上またはそれ以下の温度域として設定するようにしてもよい。これと同様に、湿度範囲は、上限湿度と下限湿度で設定してもよいし、ある特定湿度のみを指定してそれ以上またはそれ以下の湿度域として設定するようにしてもよい。
【００３４】
室内温度を考慮して制御する場合、温度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の有無もしくはタイミングが制御される。典型的には、室内温度が設定範囲内にある場合にのみ、圧縮機の強制停止がなされる。設定タイミングにおいて、室内温度が設定範囲内にない場合には、設定範囲内になるまで待機した後、圧縮機を強制停止してもよいし、あるいはその回（時限）の強制停止はスキップしてもよい。ところで、強制停止中には、温度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御することもできる。典型的には、強制停止中、室内温度を常時監視し、室内温度が設定範囲外になると、圧縮機の強制停止を早期解除するのがよい。
【００３５】
室内湿度を考慮して制御する場合、湿度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の有無もしくはタイミングが制御される。典型的には、室内湿度が設定範囲内にある場合にのみ、圧縮機の強制停止がなされる。設定タイミングにおいて、室内湿度が設定範囲内にない場合には、設定範囲内になるまで待機した後、圧縮機を強制停止してもよいし、あるいはその回（時限）の強制停止はスキップしてもよい。ところで、強制停止中には、湿度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御することもできる。典型的には、強制停止中、室内湿度を常時監視し、室内湿度が設定範囲外になると、圧縮機の強制停止を早期解除するのがよい。
【００３６】
室内温度と室内湿度の双方を考慮して制御する場合、温度センサおよび湿度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の有無もしくはタイミングが制御される。典型的には、室内温度と室内湿度のいずれもが設定範囲内にある場合にのみ、圧縮機の強制停止がなされる。設定タイミングにおいて、室内温度および室内湿度のいずれかが設定範囲内にない場合には、設定範囲内になるまで待機した後、圧縮機を強制停止してもよいし、あるいはその回（時限）の強制停止はスキップしてもよい。ところで、強制停止中には、温度センサおよび湿度センサの出力に基づき、圧縮機の強制停止の解除の有無もしくはタイミングを制御することもできる。典型的には、強制停止中、室内温度および室内湿度を常時監視し、室内温度および室内湿度のいずれかが設定範囲外になると、圧縮機の強制停止を早期解除するのがよい。温度センサおよび湿度センサを用いる場合、温度と湿度に優先順位を付けて、制御することもできる。
【００３７】
消費電力削減装置を空調機に取り付けた場合、たとえば設定された上限温度または上限湿度以上では圧縮機の強制停止を行わないことで、高温または高湿の室内の冷房運転や除湿運転を阻害することなく、快適な室内環境を実現する。逆に、設定された下限温度以下では圧縮機の強制停止を行わないことで、低温の室内の暖房運転を阻害することなく、快適な室内環境を実現する。
【００３８】
さらに、湿度センサの出力に基づき、空調機（空調システムを含む）に付属の加湿器および／または除湿器の作動を操作してもよい。加湿器を用いる場合、消費電力削減装置は、たとえば加湿器への電源ラインの中途に設けたリレー接点を操作して、設定された下限湿度以下では加湿器を作動させる。また、除湿器を用いる場合、消費電力削減装置は、たとえば除湿器への電源ラインの中途に設けたリレー接点を操作して、設定された上限湿度以上では除湿器を作動させる。
【００３９】
冷暖房を行う空調機の場合には、上限温度（および／または上限湿度）と下限温度の双方を設定するのがよいが、いずれか一方のみを設定して冷房または暖房のいずれかの場合にだけ、室内温度または室内湿度を考慮した消費電力削減制御を行うようにしてもよい。また、冷房専用機の場合には、前記上限温度（および／または上限湿度）に相当する特定温度（および／または特定湿度）のみを設定して、その特定温度以下の場合にのみ消費電力削減制御を行うようにできる。また、暖房専用機の場合には、前記下限温度に相当する特定温度のみを設定して、その特定温度以上の場合にのみ消費電力削減制御を行うようにできる。なお、冷房専用機または暖房専用機であっても、上限温度と下限温度とを設定可能な消費電力削減装置を使用し、事実上その上限温度または下限温度のいずれかのみが機能するような使い方も可能である。
【００４０】
本発明の消費電力削減装置は、空調機だけでなく、冷凍機や冷蔵機にも適用可能である。この場合、庫内温度を計測する温度センサを利用して、設定温度が異なるだけで、前記冷房専用機と同様の制御がなされる。よって、冷凍機において、たとえば−１８℃以上の温度では消費電力削減制御による圧縮機の強制停止を行わないよう構成できる。あるいは、冷蔵機において、たとえば１５℃以上の温度では消費電力削減制御による圧縮機の強制停止を行わないよう構成できる。
【００４１】
ところで、圧縮機は、再起動と自己停止（または強制停止）が繰り返されるが、再起動により一旦運転を開始すると所定時間（第一保護時間）は停止させない方が望ましい。また、一旦停止すると所定時間（第二保護時間）は再起動させない方が望ましい。そこで、圧縮機を強制停止しようとするタイミング、および／または、その強制停止を解除しようとするタイミングで、圧縮機の動作状態を考慮するのがよい。
【００４２】
具体的には、圧縮機を強制停止しようとするタイミングで、圧縮機が動作中で、かつ直前の再起動から設定された第一保護時間以上経過しているか否かが確認され、第一保護時間の経過後に強制停止がなされる。もし、第一保護時間経過前に圧縮機が、空調機の温度調節機構により自己停止した場合には、次の再起動を待ち、それから第一保護時間経過後に強制停止がなされる。このようにして、第一保護時間以上継続して圧縮機が動作状態にある場合に限って、圧縮機の強制停止を行うのが望ましい。
【００４３】
また、圧縮機の強制停止中に、室内の温度または湿度が設定範囲外になり、強制停止を早期に解除しようとする場合には、強制停止時から設定された第二保護時間以上経過しているか否かが確認され、第二保護時間の経過後に強制停止を解除する。もし、第二保護時間経過前に室内温度または室内湿度が設定範囲外になれば、第二保護時間の経過まで待機した後、強制停止を解除する。強制停止から第二保護時間経過後に室内温度または室内湿度が設定範囲外になれば、直ちに強制停止を解除する。なお、第一保護時間と第二保護時間は、同一であってもよいし異なってもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の消費電力削減装置および消費電力削減方法について、図面に基づき更に詳細に説明する。
【００４５】
図１は、本発明の消費電力削減装置の一実施例の使用状態を示す概略図であり、消費電力削減装置１と、それが取り付けられた電力機器２との接続関係を示している。
【００４６】
制御対象となる電力機器２は、特に限定されるものではないが、典型的には、空調機や冷凍機である。ここでは、室内の冷暖房を行う空調機として説明する。本実施例の消費電力削減装置１は、空調機の室外機、特にその圧縮機の作動を制御する。
【００４７】
図１に示すように、圧縮機のモータＭＣは、電源ラインを介して２００Ｖの３相交流電圧Ｒ，Ｓ，Ｔを受けて運転される。消費電力削減装置１は、このモータＭＣの運転を強制的に停止させるために、前記電源ラインに設けたリレーＲｅを操作する。
【００４８】
図２は、本実施例の消費電力削減装置１のブロック図である。この図に示すとおり、本実施例の消費電力削減装置１は、電源装置３、圧縮機運転状態監視装置（動作監視部）４、圧縮機運転状態表示器５、制御有無切替スイッチ６、制御状態表示器７、保護時間設定器８、制御率設定器９、圧縮機制御器（遮断部）１０、空調対象の部屋の温度および／または湿度を計測するセンサ１２およびそのセンサ制御部１３の他、これらの動作を制御する中央演算装置（マイコンＣＰＵ）１１を備える。
【００４９】
中央演算装置１１は、消費電力削減装置全体の動作を、所定の手順（プログラム）に従い制御し、特に前記センサの出力に基づき前記遮断部による圧縮機の強制停止またはその解除の動作タイミングを制御する。また、電源装置３は、交流１００Ｖまたは２００Ｖを受けて直流電圧に変換する。
【００５０】
圧縮機運転状態監視装置４は、圧縮機の運転状態を把握する。本実施例の運転状態監視装置４は、モータＭＣに供給される３相交流の電流値を検出する電流検出器Ｓｅであり、中央演算装置１１は、検出された電流値に基づいて圧縮機が運転状態であるか否かを判定する。但し、圧縮機の動作状態の監視は、電流検出器Ｓｅに限らない。たとえば、圧縮機の動作をＯＮ／ＯＦＦする圧縮機用電磁接触器の補助接点を利用して、圧縮機の動作を監視してもよい。なお、圧縮機を強制停止するために操作する前記リレーＲｅとして、この圧縮機用電磁接触器を利用することもできる。
【００５１】
圧縮機運転状態表示器５は、圧縮機の運転状態を表示する。本実施例の運転状態表示器５は、たとえば緑色のＬＥＤランプであり、制御対象である圧縮機が動作状態であれば、ＬＥＤランプが緑色に点灯し、停止状態であればＬＥＤランプが消灯する。
【００５２】
制御有無切替スイッチ６は、消費電力削減装置１を動作させるか否かを設定する。本実施例の切替スイッチ６は、消費電力削減装置１を使用する場合にはＯＮに、使用しない場合にはＯＦＦに設定して使用される。
【００５３】
制御状態表示器７は、消費電力削減装置１が制御モードにあるか非制御モードにあるかを表示する。つまり、圧縮機が消費電力削減装置１による強制停止中か否かを表示する。本実施例の制御状態表示器７は、たとえば赤色のＬＥＤランプであり、消費電力削減装置１のケースを閉じた状態でも目視できる位置に設けられている。そして、消費電力削減装置１の動作状態が制御モードであれば０．１秒間隔で点滅し、非制御モードであれば２秒間隔で点滅する。
【００５４】
保護時間設定器８は、本実施例では圧縮機が再起動して何分間かは必ず非制御モードにして、強制停止しないことで圧縮機の保護を図るが、その非制御モードを維持する持続時間（第一保護時間）を設定する。また、本実施例では圧縮機を強制停止中に、仮に室内温度または室内湿度が設定範囲を超えても、前記強制停止してから何分間かは必ず制御モードにして、強制停止を維持することで圧縮機の保護を図るが、その制御モードを維持する持続時間（第二保護時間）を設定する。本実施例では、第一保護時間および第二保護時間は、同一のものとしている。また、本実施例の保護時間設定器８は、可変抵抗であり、その抵抗値に基づいて、たとえば３分〜１５分位の範囲内で、圧縮機再起動後における非制御状態の持続時間、および圧縮機強制停止後における制御状態の持続時間を設定できる。
【００５５】
制御率設定器９は、電力削減率（典型的にはデマンド制御の制御率）を設定する。本実施例の制御率設定器９は、たとえば多段階に切り替え可能なスイッチで構成されており、その切り替え位置に応じて、１０％制御、１５％制御などの制御率を設定できる。ここで、制御率とは、運転時間の何％の期間を省電力モードとするかを示すものである。たとえば３０分間に１回の割合で制御モードに突入する場合、１０％制御では３分間だけ圧縮機を強制停止させる制御となり、また１５％制御では４．５分間だけ圧縮機を強制停止させる制御となる。
【００５６】
なお、デマンド制御では、通常、３０分間に１回の割合で制御モードに突入するよう構成されるが、所定スイッチの操作により、３０分間に２回の割合で制御モードに突入するなど、制御周期（時限時間）の変更を可能としてもよい。また、一つの部屋を複数個の空調機で冷暖房しているような場合に、各空調機（圧縮機）が同時に制御モードに突入しないよう構成するのが望ましい。
【００５７】
圧縮機制御器１０は、本実施例では、制御対象の電力機器２に内蔵されたリレーＲｅを制御することよって圧縮機のモータＭＣをＯＮ／ＯＦＦ制御する。消費電力削減装置１による圧縮機の強制停止は、モータＭＣへの電源ラインにリレーＲｅを設け、そのリレーＲｅの接点を開くためのコイルへの電源供給の有無を操作することでなされる。
【００５８】
さらに、消費電力削減装置１には、空調対象の部屋の温度を計測する温度センサと、空調対象の部屋の湿度を計測する湿度センサとの内、少なくとも一方のセンサ１２がセンサ制御部１３を介して接続される。本実施例では、温度センサと湿度センサの双方が用いられる。つまり、空調機により冷暖房がなされる室内には、温度および湿度を計測するセンサ１２が設けられ、そのセンサ１２からの出力は、消費電力削減装置１本体のセンサ制御部１３へ送られる。これにより、消費電力削減装置１は、空調対象の部屋の温度や湿度を常時把握することができる。
【００５９】
消費電力削減装置１が取り付けられた圧縮機の強制停止は、室内温度および室内湿度が設定範囲内にある場合にのみなされる。そのために、消費電力削減装置１には、温度や湿度についての前記設定範囲が予め登録、または変更可能に設定される。この設定は、本実施例では、センサ制御部１３を介してなされる。この際、温度範囲は、上限温度と下限温度で設定してもよいし、ある特定温度のみを指定してそれ以上またはそれ以下の温度域として設定するようにしてもよい。これと同様に、湿度範囲は、上限湿度と下限湿度で設定してもよいし、ある特定湿度のみを指定してそれ以上またはそれ以下の湿度域として設定するようにしてもよい。
【００６０】
次に、空調機に取り付けられた本実施例の消費電力削減装置１の動作について説明する。なお、消費電力削減装置１が非動作状態（切替スイッチ６がＯＦＦ）の場合には、空調機自らの温度調節機構に基づいて、圧縮機の動作が制御されており、圧縮機は自己停止と再起動とを繰り返している。
【００６１】
図３は、本実施例の消費電力削減装置１による空調機の制御状態を示すフローチャートである。本実施例の消費電力削減装置１は、予め設定された時限時間ごとに制御を繰り返すものであり、時限時間内では、設定された停止時間だけ圧縮機が強制停止される。強制停止が解除された状態では、圧縮機は、空調機自らの温度調節機構に基づいて、自己停止と再起動とを繰り返すことになる。時限時間や停止時間は、適宜に設定されるが、本実施例では、時限時間は３０分とされ、圧縮機の強制停止時間は４分３０秒（制御率１５％）に設定される。
【００６２】
まず、時限開始時には、タイマー用の変数Ｔ１，Ｔ２をゼロリセットする。具体的には、時限時間計数用カウンタＴ１と、停止時間計数用カウンタＴ２が０にリセットされる（ＳＴ１）。そして、時限時間計数用カウンタＴ１による時間計数が開始される（ＳＴ２）。
【００６３】
その後、消費電力削減装置１を制御モードに突入させて、圧縮機を強制停止するのであるが、たとえば事務所における空調機において、真夏の朝一番に空調機を立ち上げた際にまで、所定時間ごとに強制停止したのでは、室内環境がなかなか所望のものに達しないおそれがある。そこで、本実施例では、圧縮機の停止が上限停止時間（たとえば１５分）を超過している場合には、リレー接点はＣＬＯＳＥの状態に維持して、設定された非制御時間（たとえば２０分）は強制停止せずに、非制御モードの運転を継続させる（ＳＴ３，ＳＴ４）。つまり、この場合、空調機は非制御時間だけ、消費電力削減制御を受けることがなく、自らの温度調節機構に基づいて、圧縮機の動作を制御している。なお、空調機の停止状態（電源ＯＦＦ状態）においても、消費電力削減装置１は、常時圧縮機の動作を監視しているので、このような制御が可能である。但し、このＳＴ３およびＳＴ４の処理は、省略してもよい。
【００６４】
次に、消費電力削減装置１を制御モードに突入させて、圧縮機を設定された停止時間だけ強制停止するが、その前に、まず圧縮機が運転状態にあり、かつ直前の再起動から保護時間だけ経過しているか否かが判定される（ＳＴ５）。ここで、再起動から経過すべき時間は、保護時間設定器８によって設定された値であり典型的には３分である。従って、典型的には、ＳＴ５の処理で、圧縮機の運転状態が、直前の再起動から３分以上継続しているか否かが判定され、継続していなければ３分間だけ待機することになる。このような処理を設けているので、再起動の直後であるにも拘わらず圧縮機が強制停止されるのが防止され、圧縮機の保護が図られる。なお、圧縮機が動作中であるか否かや、圧縮機の再起動のタイミングは、電流検出器Ｓｅの出力から知ることができる。また、圧縮機が動作状態のタイミングで強制停止するので、消費電力の削減を確実に図ることができる。ところで、圧縮機の再起動から３分経過前に圧縮機が自己停止した場合には、次の再起動まで待機し、さらに保護時間経過するまで待機することになる。
【００６５】
圧縮機が動作状態にあり、かつ保護時間以上その動作状態を継続していることが確認されると、次に、センサ１２による室内温度や室内湿度が設定範囲内か否かが判定される（ＳＴ６）。これらがいずれも設定範囲内ならば、制御率設定器９によって設定された停止時間だけリレー接点をＯＰＥＮにして、圧縮機を強制停止させる（ＳＴ７〜ＳＴ１１）。具体的には、１０％制御時には３分間、１５％制御時には４．５分間、圧縮機が停止されて送風状態となり、その後にリレー接点はＣＬＯＳＥ状態に戻される。具体的には、圧縮機の強制停止時に、停止時間計数用カウンタＴ２による時間計数が開始され（ＳＴ７）、そのＴ２が停止時間に達すると強制停止を解除する（ＳＴ１０，ＳＴ１１）。
【００６６】
ところで、前記の設定温度や設定湿度は、適宜に設定される。たとえば温度設定の場合、上限２８℃で下限２０℃として設定される。この室内温度や室内湿度は、センサ制御部などを用いて変更可能とするのがよい。本実施例では、室内温度および室内湿度の双方が設定可能とされ、そのいずれもが設定範囲内の場合のみ強制停止制御がなされる。したがって、たとえば真夏の冷房運転時、室温が２８℃以上あり、あるいは設定湿度以上にあれば、消費電力削減装置１は、圧縮機の強制停止を控えることになる。逆に、たとえば真冬の暖房運転時、室温が２０℃以下になれば、消費電力削減装置１は、圧縮機の強制停止を控えることになる。図３のフローチャートでは、温度や湿度が設定範囲外の場合、設定範囲内になるまで待機させているが、その制御周期（時限）における圧縮機の強制停止処理はスキップしてもよい。
【００６７】
本実施例では、圧縮機の強制停止中にも、室内温度および室内湿度が常時監視され、それらが前記設定範囲を超えると、強制停止は停止時間満了前でも早期に解除される（ＳＴ８，ＳＴ９）。但し、強制停止から保護時間経過前に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えても、保護時間の経過までそのまま待機し、保護時間の経過後、直ちに強制停止が解除される。また、強制停止から保護時間は経過したが、停止時間満了前に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えた場合には、その時点で直ちに強制停止が解除される。
【００６８】
このようにして、設定された少なくとも保護時間以上の強制停止がなされた後、リレー接点をＯＮ状態にして非制御モードに移行させ（ＳＴ１１）、タイマー変数Ｔ１の値に基づいてＳＴ２の処理から３０分経過しているか否かが判定され、３０分経過すればＳＴ１の処理へ戻り、次の時限へ入る（ＳＴ１２）。
【００６９】
ところで、ＳＴ１２以前の工程においても、タイマー変数Ｔ１が時限時間に達するかを常時チェックし、達した場合には次の時限へ移行するよう構成するのがよい。この場合、圧縮機の強制停止（ＳＴ７）直前において、残り時間が保護時間より少ない場合、すなわちタイマー変数Ｔ１が「時限時間−保護時間」（本実施例では２７分）以上の場合には、ＳＴ１１の直後までジャンプして、その時限での強制停止をスキップするよう構成するのがよい。これにより、強制停止中に時限時間が満了しても、強制停止から保護時間は経過することになり、強制停止から復帰させても圧縮機の保護が図られる。
【００７０】
消費電力削減装置１の動作内容は以上の通りであるが、消費電力削減装置１には、ディップスイッチによって、それぞれ異なる機器番号が付されている。そして、機器番号０の機器は、電源投入後直ちにＳＴ１の処理を開始し、機器番号１の機器は、電源投入後待機時間ＴＴの後にＳＴ１の処理を開始し、機器番号ｉの機器は、電源投入後待機時間ＴＴ×ｉの後にＳＴ１の処理を開始するようになっている。したがって、一つの部屋をｉ台の機器で冷暖房しているような場合にも、ｉ台の機器が同時に制御モードに突入して、部屋の温度が大きく変化するような弊害が生じない。但し、いずれの機器も、その時限時間の始期と終期は一致させるのが好ましい。
【００７１】
図４から図７は、本実施例の消費電力削減装置１を取り付けた場合のタイムチャートの一例であり、それぞれ、（Ａ）は空調機自らの温度調節機構による圧縮機の状態を示し、（Ｂ）は消費電力削減装置１による圧縮機の状態を示し、（Ｃ）は（Ａ）および（Ｂ）をまとめた圧縮機の状態を示している。
【００７２】
図４の場合、圧縮機は温度調節機構により、時間Ｔ１１から自己停止に入り、時間Ｔ１２にて再起動した。消費電力削減装置１は、時間ＴＳにて、圧縮機を強制停止するタイミングであるとする。この場合、時間ＴＳにおいて、圧縮機が動作状態にあり、かつ直前の再起動Ｔ１２から既に保護時間（３分）以上経過しているとすれば、消費電力削減装置１は、時間ＴＳにおいて、温度および湿度が設定範囲内であるならば、直ちに圧縮機を強制停止させる。そして、強制停止時間（５分）を経過後の時間ＴＢにおいて、強制停止を解除する。強制停止解除後には、圧縮機は、空調機自らの温度調節機構により、再起動または自己停止のいずれかの状態とされる。
【００７３】
ところで、圧縮機の強制停止中（時間ＴＳ〜ＴＢ）で、かつ圧縮機の強制停止時ＴＳから保護時間（３分）経過前の時間ＴＸにおいて、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えたとする。この場合は、強制停止時ＴＳから保護時間が経過するまでそのままの状態を維持し、その保護時間経過時の時間ＴＢ´において、強制停止が解除される。
【００７４】
また、圧縮機の強制停止中（時間ＴＳ〜ＴＢ）で、かつ圧縮機の強制停止時ＴＳから保護時間（３分）経過後に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えたとする。この場合、その設定範囲を超えた時点（時間ＴＢ´´）において、直ちに強制停止が解除される。
【００７５】
図５の場合、圧縮機は温度調節機構により、時間Ｔ２１から自己停止に入り、時間Ｔ２２にて再起動した。消費電力削減装置１は、時間ＴＳにて、圧縮機を強制停止するタイミングであるとする。この場合、時間ＴＳにおいて、圧縮機が動作状態にあり、かつ直前の再起動Ｔ２２から保護時間が経過していないとすれば、まずその保護時間が経過するまで待機する。ところが、その保護時間が経過する前に、時間Ｔ２３にて圧縮機が自己停止してしまうので、この場合は時間Ｔ２４にて再起動するまで待機し、その時間Ｔ２４から保護時間が経過する時間Ｔ２５にて、温度および湿度が設定範囲内であるならば、圧縮機を強制停止させる。そして、強制停止時間を経過後の時間Ｔ２６において、強制停止を解除する。なお、強制停止中に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えた場合の処理は、図４の場合と同様である。
【００７６】
図６の場合、圧縮機は温度調節機構により、時間Ｔ３１から自己停止に入り、時間Ｔ３２にて再起動した。消費電力削減装置１は、時間ＴＳにて、圧縮機を強制停止するタイミングであるとする。この場合、時間ＴＳにおいて、圧縮機が動作状態にあり、かつ直前の再起動Ｔ３２から保護時間が経過していないとすれば、まずその保護時間が経過するまで待機する。そして、その保護時間が経過する時間Ｔ３３まで、圧縮機が動作状態を継続し、温度および湿度が設定範囲内であるならば、その時間Ｔ３３にて圧縮機を強制停止させる。そして、強制停止時間を経過後の時間Ｔ３４において、強制停止を解除する。なお、強制停止中に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えた場合の処理は、図４の場合と同様である。
【００７７】
図７の場合、圧縮機は温度調節機構により、時間Ｔ４１から自己停止に入っている。消費電力削減装置１は、時間ＴＳにて、圧縮機を強制停止するタイミングであるとする。この場合、時間ＴＳにおいて、圧縮機が停止しているので、次に再起動するまで待機する。そして、時間Ｔ４２にて再起動するので、その時間Ｔ４２から保護時間が経過する時間Ｔ４３にて、温度および湿度が設定範囲内であるならば、圧縮機を強制停止させる。そして、強制停止時間を経過後の時間Ｔ４４において、強制停止を解除する。なお、強制停止時間中に、室内温度または室内湿度のいずれかが設定範囲を超えた場合の処理は、図４の場合と同様である。
【００７８】
本発明の消費電力削減装置および消費電力削減方法は、上記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、図３における時限時間、圧縮機の強制停止時間、上限停止時間、非制御時間、圧縮機の保護時間は、一例であって適宜に変更されることは、言うまでもない。
【００７９】
また、たとえば、上記実施例では、冷暖房を行う空調機に適用した例について説明したが、温度（または湿度）の上限または下限のいずれか一方のみを機能させて、またはそのように構成して、冷房専用機、暖房専用機、冷凍機、冷蔵機などにも適用可能である。また、室内（庫内）の温度および／または湿度を判定しつつ電力削減制御を行う構成であれば、処理の流れも適宜に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の消費電力削減装置の一実施例の使用状態を示す概略図であり、消費電力削減装置と、それが取り付けられた電力機器との接続関係を示している。
【図２】図１の消費電力削減装置のブロック図である。
【図３】図１の消費電力削減装置による空調機の制御状態を示すフローチャートである。
【図４】図１の消費電力削減装置を取り付けた空調機の圧縮機の状態を示すタイムチャートであり、（Ａ）は空調機自らの温度調節機構による状態を示し、（Ｂ）は消費電力削減装置による状態を示し、（Ｃ）は（Ａ）および（Ｂ）をまとめた状態を示している。
【図５】図４の別の例を示すタイムチャートである。
【図６】図４のさらに別の例を示すタイムチャートである。
【図７】図４のさらに別の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１  消費電力削減装置
２  電力機器（空調機や冷凍機）
１２  温度センサおよび／または湿度センサ
ＭＣ  強制遮断の対象となる該当機器
Ｓｅ  動作監視部（電流検出器）
Ｒｅ  遮断部（リレー）
【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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【図６】
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【図７】
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