(57)【要約】【課題】ピークカット運転を維持しつつ需要家の空調制御に支障を与えずに突発的に発生するデマンドレスポンスにも極力対応できるようにすることである。【解決手段】消費電力の削減要求であるＤＲ指令のＤＲ応答開始時刻がＤＲ応答運転可能時間帯であると運転条件判断部２６で判断されたとき、蓄熱余力判断部２７は蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かを判断し、蓄熱余力があるときは、運転可否判断部２８はＤＲ応答運転に関係する機器がＤＲ応答運転に対応できるか否かを判断し、運転制御装置２９はその機器がＤＲ応答運転に対応できるときはＤＲ応答開始時刻でＤＲ応答運転を開始し、運転可否判断部２８はＤＲ応答運転中において空調負荷への空調媒体温度を監視し、その空調媒体温度が所定範囲を逸脱したときはＤＲ応答運転を停止し、また、運転制御装置２９はＤＲ応答運転時間を経過するとＤＲ応答運転を停止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機により所定の蓄熱時間帯に蓄熱槽に冷熱または温熱を蓄熱し、
需要電力が大きくなる所定のピークカット時間帯に前記蓄熱槽に蓄熱した冷熱または温熱を消費して需要電力を抑制するピークカット運転を行い、
前記蓄熱時間帯または前記ピークカット時間帯以外の時間帯であるデマンドレスポンス応答運転可能時間帯において消費電力の削減要求であるデマンドレスポンス指令に対して所定のデマンドレスポンス応答運転時間だけデマンドレスポンス応答運転を行う蓄熱式空調システムのデマンドレスポンス応答制御装置において、
前記デマンドレスポンス指令があったときそのデマンドレスポンス応答開始時刻が前記デマンドレスポンス応答運転可能時間帯であるか否かを判断する運転条件判断部と、
前記運転条件判断部でデマンドレスポンス応答開始時刻が前記デマンドレスポンス応答運転可能時間帯であると判断されたときは、前記デマンドレスポンス応答運転時間を満たすデマンドレスポンス応答運転を行うことができる蓄熱余力が前記蓄熱槽にあるか否かを判断する蓄熱余力判断部と、
前記蓄熱余力判断部で蓄熱余力が前記蓄熱槽にあると判断されたときは、デマンドレスポンス応答運転に関係する機器がデマンドレスポンス応答運転に対応できるか否かを判断する運転可否判断部と、
前記運転可否判断部で前記機器がデマンドレスポンス応答運転に対応できる判断されたときはデマンドレスポンス応答開始時刻でデマンドレスポンス応答運転を開始しデマンドレスポンス応答運転時間を経過するとデマンドレスポンス応答運転を停止する運転制御装置とを備え、
前記運転可否判断部は、前記運転制御装置がデマンドレスポンス応答運転中において空調負荷への空調媒体温度を監視し、前記空調媒体温度が所定範囲を逸脱したときはデマンドレスポンス応答運転を停止することを特徴とする蓄熱式空調システムのデマンドレスポンス応答制御装置。
【請求項２】
前記蓄熱余力判断部は、デマンドレスポンス応答開始時刻が前記ピークカット時間帯以前であるときは前記蓄熱余力を下記（１）式で判断し、前記ピークカット時間帯以後であるときは前記蓄熱余力を下記（２）式で判断することを特徴とする請求項１に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
蓄熱槽の蓄熱量−ピークカット運転での予測消費熱量＞蓄熱余力判断値  …（１）
蓄熱槽の蓄熱量＞蓄熱余力判断値  …（２）
【請求項３】
前記蓄熱余力判断値は、前記デマンドレスポンス応答運転での消費熱量を確保できる熱量であることを特徴とする請求項２に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
【請求項４】
前記蓄熱余力判断部は、前記デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間を下記（３）式で計算することを特徴とする請求項１に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間＝蓄熱槽の蓄熱量／予測空調負荷  …（３）
【請求項５】
前記蓄熱余力判断部は、前記デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間が前記デマンドレスポンス応答運転時間を満たすときは前記蓄熱余力が前記蓄熱槽にあると判断することを特徴とする請求項４に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
【請求項６】
前記蓄熱余力判断部は、前記蓄熱槽の蓄熱量を前記蓄熱槽の水位または温度に基づいて求めることを特徴とする請求項２乃至請求項５に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
【請求項７】
前記デマンドレスポンス指令があったとき、デマンドレスポンス応答運転による消費熱量を前記ピークカット運転以前のデマンドレスポンス応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽に蓄熱し、昼間の空調時間帯のデマンドレスポンス指令に対してデマンドレスポンス応答運転を行い、デマンドレスポンス指令が無いときは、終日蓄熱使い切り運転ができる予測運転により、残蓄の回避のための、放熱運転を行うことを特徴する請求項１乃至請求項６に記載のデマンドレスポンス応答制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱式空調システムのデマンドレスポンス応答制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
需要電力を平準化するシステムとして、蓄熱式空調システムがある。蓄熱式空調システムは、夜間（２２時〜翌８時）に熱源機を運転して蓄熱槽に熱を貯めておき、昼間（８時〜２２時）の空調時に蓄熱槽の熱を取り出して利用し需要電力を平準化するシステムである。
【０００３】
ここで、夏季（６〜９月）の平日１３時〜１６時の間に需要電力を抑制するピークカット運転を行うことで割引を得られる電力会社との契約（ピーク時間調整契約）がある。例えば、氷蓄熱の蓄熱式空調システムを有した需要家は、ピーク時間調整契約に則り、当該期間の平日１３時〜１６時の間は冷凍機の運転を強制的に停止して蓄熱槽からの放熱運転を行い、併せて、その間の放熱が不足しないよう予測制御により午前中に冷凍機の追掛運転（冷凍機による冷却運転）を行うようにしている。
【０００４】
一方、電力会社から供給する電力が不足しそうな時に、各需要家へ消費電力の削減を要求し、その要求に応じて需要家側が消費電力を調整するデマンドレスポンス（ＤＲ、需要応答）対応が注目されている。このデマンドレスポンス対応を実現した氷蓄熱システムとして、ある条件が満たされると、冷熱源を作動させるための消費電力等を削減し、特定エリアの消費電力の削減を図るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、氷蓄熱槽における伝熱管の内部に第１熱搬送流体を供給してその伝熱管の内側から氷を融解させて取り出した冷熱を放熱対象流体に放熱させる放熱部による第１運転モードと、放氷蓄熱槽における伝熱管の外側に第２熱搬送流体を供給して氷を外側から融解させて取り出した冷熱を放熱対象流体に放熱させる放熱部による第２運転モードと、冷熱源からの冷熱を前記放熱対象流体に放熱させる付加放熱部による付加放熱運転とを有し、第１運転切換条件を、特定エリアにおける消費電力量が設定電力量を超えることが予想されるタイミングとなる条件に設定し、放熱部が第１運転モードと第２運転モードの一方の運転モードで放熱運転を実行中であり、且つ、付加放熱部が付加放熱運転を実行中である場合に、この第１運転切換条件が満たされると、付加放熱部を運転停止させて、冷熱源を作動させるための消費電力等を削減し、特定エリアの消費電力の削減を図るようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のものは、氷蓄熱システムを有する施設を含んだ特定エリアにおける消費電力量が設定電力量を超えると予想されるタイミングになると、冷熱源を作動させるための消費電力等を削減し、特定エリアの消費電力の削減を図り、デマンドレスポンス対応を実現したものである。
【０００８】
ピークカット運転は、ピーク時間調整契約に則り、決められた時間帯（夏季（６〜９月）の平日１３時〜１６時の間）に需要電力を調整制御するので、設定電力量は、ピークカット運転を考慮に入れて設定できるが、実際のデマンドレスポンス対応による電力削減要求は、季節、昼夜問わず、電力会社から、前日、１時間前、１０分前等に電力削減の依頼が突発的に来るので、デマンドレスポンス対応制御を効果的に行うためには、突発的な電力削減の依頼にも極力対応できるようにしておくことが望まれる。また、需要家の空調制御に支障を与えずにデマンドレスポンス対応制御することが必要である。
【０００９】
本発明の目的は、ピークカット運転を維持しつつ需要家の空調制御に支障を与えずに突発的に発生するデマンドレスポンスにも極力対応できるデマンドレスポンス応答制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、熱源機により所定の蓄熱時間帯に蓄熱槽に冷熱または温熱を蓄熱し、需要電力が大きくなる所定のピークカット時間帯に前記蓄熱槽に蓄熱した冷熱または温熱を消費して需要電力を抑制するピークカット運転を行い、前記蓄熱時間帯または前記ピークカット時間帯以外の時間帯であるデマンドレスポンス応答運転可能時間帯において消費電力の削減要求であるデマンドレスポンス指令に対して所定のデマンドレスポンス応答運転時間だけデマンドレスポンス応答運転を行う蓄熱式空調システムのデマンドレスポンス応答制御装置において、前記デマンドレスポンス指令があったときそのデマンドレスポンス応答開始時刻が前記デマンドレスポンス応答運転可能時間帯であるか否かを判断する運転条件判断部と、前記運転条件判断部でデマンドレスポンス応答開始時刻が前記デマンドレスポンス応答運転可能時間帯であると判断されたときは、前記デマンドレスポンス応答運転時間を満たすデマンドレスポンス応答運転を行うことができる蓄熱余力が前記蓄熱槽にあるか否かを判断する蓄熱余力判断部と、前記蓄熱余力判断部で蓄熱余力が前記蓄熱槽にあると判断されたときは、デマンドレスポンス応答運転に関係する機器がデマンドレスポンス応答運転に対応できるか否かを判断する運転可否判断部と、前記運転可否判断部で前記機器がデマンドレスポンス応答運転に対応できると判断されたときはデマンドレスポンス応答開始時刻でデマンドレスポンス応答運転を開始しデマンドレスポンス応答運転時間を経過するとデマンドレスポンス応答運転を停止する運転制御装置とを備え、前記運転可否判断部は、前記運転制御装置がデマンドレスポンス応答運転中において空調負荷への空調媒体温度を監視し、前記空調媒体温度が所定範囲を逸脱したときはデマンドレスポンス応答運転を停止することを特徴とする蓄熱式空調システムのデマンドレスポンス応答制御装置。
【００１１】
請求項２の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項１の発明において、前記蓄熱余力判断部は、デマンドレスポンス応答開始時刻が前記ピークカット時間帯以前であるときは前記蓄熱余力を下記（１）式で判断し、前記ピークカット時間帯以後であるときは前記蓄熱余力を下記（２）式で判断することを特徴とする。
【００１２】
蓄熱槽の蓄熱量−ピークカット運転での予測消費熱量＞蓄熱余力判断値  …（１）
蓄熱槽の蓄熱量＞蓄熱余力判断値  …（２）
請求項３の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項２の発明において、前記蓄熱余力判断値は、前記デマンドレスポンス応答運転での消費熱量を確保できる熱量であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項１の発明において、前記蓄熱余力判断部は、前記デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間を下記（３）式で計算することを特徴とする。
【００１４】
デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間＝蓄熱槽の蓄熱量／予測空調負荷  …（３）
請求項５の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項４の発明において、前記蓄熱余力判断部は、前記デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間が前記デマンドレスポンス応答運転時間を満たすときは前記蓄熱余力が前記蓄熱槽にあると判断することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項２乃至請求項５の発明において、前記蓄熱余力判断部は、前記蓄熱槽の蓄熱量を前記蓄熱槽の水位または温度に基づいて求めることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明に係るデマンドレスポンス応答制御装置は、請求項１乃至請求項６の発明において、前記デマンドレスポンス指令があったとき、デマンドレスポンス応答運転による消費熱量を前記ピークカット運転以前のデマンドレスポンス応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽に蓄熱し、昼間の空調時間帯のデマンドレスポンス指令に対してデマンドレスポンス応答運転を行い、デマンドレスポンス指令が無いときは、終日蓄熱使い切り運転ができる予測運転により、残蓄の回避のための、放熱運転を行うことを特徴する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、デマンドレスポンス応答開始時刻が蓄熱時間帯またはピークカット時間帯以外のデマンドレスポンス応答運転可能時間帯において、デマンドレスポンス応答運転を行うことができる蓄熱余力が蓄熱槽にあり、デマンドレスポンス応答運転に関係する機器がデマンドレスポンス応答運転に対応できるときは、デマンドレスポンス応答開始時刻でデマンドレスポンス応答運転を開始し、デマンドレスポンス応答運転時間を経過するとデマンドレスポンス応答運転を停止するので、ピークカット運転を維持しつつ突発的に発生するデマンドレスポンスにも極力対応できる。また、デマンドレスポンス応答運転中において空調負荷への空調冷媒温度が所定範囲を逸脱したときはデマンドレスポンス応答運転を停止するので、デマンドレスポンス応答運転により需要家の空調制御が阻害されることを防止できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、デマンドレスポンス応答開始時刻がピークカット時間帯以前であるときは、蓄熱余力の有無を、蓄熱槽の蓄熱量−ピークカット運転での予測消費熱量＞蓄熱余力判断値で判断し、以後であるときは、蓄熱槽の蓄熱量＞蓄熱余力判断値で判断するので、ピークカット運転での消費熱量を考慮した蓄熱余力の判断が合理的に行える。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、蓄熱余力判断値をデマンドレスポンス応答運転での消費熱量を確保できる熱量とするので、デマンドレスポンス応答運転を行える適切な蓄熱余力判断値とすることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間を、デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間＝蓄熱槽の蓄熱量／予測空調負荷で計算するので、デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間を把握できる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加え、蓄熱余力判断部は、デマンドレスポンス応答運転の残り対応時間がデマンドレスポンス応答運転時間を満たすときは蓄熱余力が蓄熱槽にあると判断するので、蓄熱余力判断値と比較しなくても蓄熱余力の有無を判断できる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、請求項２乃至請求項４の発明の効果に加え、蓄熱槽の蓄熱量を蓄熱槽の水位または温度に基づいて求めるので、例えば氷蓄熱の蓄熱槽に対しては蓄熱槽の水位で、水蓄熱の蓄熱槽に対しては蓄熱槽の温度で蓄熱量を求めることができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項６の発明の効果に加え、ピークカット運転以前のデマンドレスポンス応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽に蓄熱し、昼間の空調時間帯のデマンドレスポンス指令に対してデマンドレスポンス応答運転を行い、デマンドレスポンス指令が無いときは、終日蓄熱使い切り運転ができる予測運転により、残蓄の回避のための、放熱運転を行うことを特徴する
ので、無駄なエネルギーを使用することなく、デマンドレスポンス応答運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のデマンドレスポンス応答運転装置を氷蓄熱の蓄熱式空調システムに適用したシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置のブロック構成図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置のブロック構成図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置での蓄熱運転、放熱運転、追掛運転による熱量グラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のデマンドレスポンス応答運転装置を氷蓄熱の蓄熱式空調システムに適用したシステム構成図である。以下の説明では、本発明のデマンドレスポンス応答運転装置を氷蓄熱の蓄熱式空調システムに適用した場合について説明するが、冷水または温水を蓄熱する水蓄熱の蓄熱式空調システムの場合も同様に適用できる。水蓄熱の蓄熱式空調システムの場合は、熱源機として、冷凍機に代えて例えばヒートポンプを用い、蓄熱槽には、氷に代えて冷水または温水を貯蔵することになる。
【００２６】
氷蓄熱の蓄熱式空調システムは、冷熱を蓄熱する蓄熱槽１１を有し、複数台の冷凍機１２ａ〜１２ｄを有している。冷凍機１２ａ、１２ｂは所定の蓄熱時間帯（例えば夜間２２時〜翌８時）に運転され蓄熱槽１１に氷として冷熱を蓄熱する。そして、昼間（８時〜２２時）のピーク負荷時に合わせて、昼間の空調時に蓄熱槽１１の冷水を放熱ポンプ１３ａ、１３ｂで汲み上げて熱交換器１４ａ、１４ｂにて冷水の冷熱を空調冷媒に伝達し、熱交換器１４ａ、１４ｂからの空調冷媒は空調負荷１５に供給される。また、冷凍機１２ｃ、１２ｄは夜間に貯めた冷熱が昼間に不足しそうな場合に追掛運転される。すなわち、冷凍機１２ｃ、１２ｄは冷熱を蓄熱槽１１に蓄熱することなく、熱交換器１４ｃ、１４ｄにて空調冷媒に伝達し、熱交換器１４ｃ、１４ｄからの空調冷媒は空調負荷１５に供給される。
【００２７】
さらに、蓄熱式空調システムは、需要電力が大きくなる所定のピークカット時間帯（例えば、夏季（６〜９月）の平日１３時〜１６時）には、蓄熱槽１１に蓄熱した冷熱を消費して需要電力を抑制するピークカット運転を行う。蓄熱式空調システムのこれらの運転制御は、図示省略の蓄熱制御装置で行われる。
【００２８】
デマンドレスポンス応答制御装置１６は、デマンドレスポンス応答開始時刻ｔ１（以下、ＤＲ応答開始時刻ｔ１という）になると、蓄熱時間帯またはピークカット時間帯以外の時間帯であるデマンドレスポンス応答運転可能時間帯（以下、ＤＲ応答運転可能時間帯という）において、消費電力の削減要求であるデマンドレスポンス指令（以下、ＤＲ指令という）に対して所定のデマンドレスポンス応答運転時間（以下、ＤＲ応答運転時間という）だけデマンドレスポンス応答運転（以下、ＤＲ応答運転という）を行うものである。ＤＲ応答運転時間は、例えば、３０分、６０分、９０分、１２０分のうちの需要家ごとに予め定められたいずれかの時間である。
【００２９】
ＤＲ指令はＤＲ応答開始時刻ｔ１とともにデマンドレスポンス応答制御装置１６に入力される。デマンドレスポンス応答制御装置１６は、ＤＲ応答開始時刻ｔ１を入力すると、蓄熱槽１１の蓄熱槽水位ｈを入力し、蓄熱槽水位ｈに基づいて蓄熱槽１１の蓄熱量を算出し蓄熱余力を判断する。そして、蓄熱余力があるときは、ＤＲ応答運転に関係する機器、すなわち、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂ及び冷凍機１２ｃ、１２ｄがＤＲ応答運転に対応できるか否かを判断する。この判断は、放熱ポンプ状態ａ及び冷凍機運転台数ｂを入力し、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂが点検等でシステムから除外されていない状態であり、冷凍機１２ｃ、１２ｄが双方とも停止していない状態であるときに、ＤＲ応答運転に対応できると判断する。これは、ＤＲ応答運転は、追掛運転を行っている冷凍機１２ｃ、１２ｄを停止し、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂにより蓄熱槽１１からの冷熱を空調負荷１５に供給する運転を行い、需要電力の消費を抑制するものであるからである。
【００３０】
次に、ＤＲ応答開始時刻ｔ１になると、デマンドレスポンス応答制御装置１６は、ＤＲ応答運転を開始する。運転中の冷凍機１２ｃ、１２ｄに冷凍機停止指令ｄを出力するとともに、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂに運転増指令ｃを出力する。これにより、停止させた冷凍機１２ｃ、１２ｄが分担していた冷熱を放熱ポンプ１３ａ、１３ｂに負担させる。放熱ポンプ１３ａ、１３ｂのうちいずれかが停止していて、要求熱量がある閾値を超えると、放熱ポンプ１３が増段する。
【００３１】
また、デマンドレスポンス応答制御装置１６は、ＤＲ応答運転中において、空調負荷１５への空調冷媒温度Ｔを入力し、空調冷媒温度Ｔが所定範囲（例えば、７℃〜１２℃）を逸脱したときはＤＲ応答運転を停止し、ＤＲ応答運転により空調が阻害されることを防止する。空調冷媒温度Ｔが所定範囲を逸脱しないときはＤＲ応答運転を継続し、ＤＲ応答運転時間を経過するとＤＲ応答運転を停止する。これにより、デマンドレスポンス応答制御装置１６から、図示省略の蓄熱制御装置に制御が移行する。
【００３２】
図２は本発明の第１実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置１６のブロック構成図である。デマンドレスポンス応答制御装置１６は、演算制御部１７、記憶部１８、入出力部１９、表示装置２０を備えたコンピュータで構成され、例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）で構成される。
【００３３】
記憶部１８は、ＤＲ応答運転時間記憶部２１、蓄熱時間帯記憶部２２、ピークカット時間帯記憶部２３、蓄熱余力判断値記憶部２４、運転記録記憶部２５を有し、ＤＲ応答運転時間記憶部２１にはＤＲ指令に対してＤＲ応答運転を行う時間を定めたＤＲ応答運転時間（３０分、６０分、９０分、１２０分）が予め記憶され、蓄熱時間帯記憶部２２には冷凍機１２ａ、１２ｂによる蓄熱槽１１への蓄熱時間帯（例えば夜間２２時〜翌８時）が予め記憶され、ピークカット時間帯記憶部２３には需要電力が大きくなる所定のピークカット時間帯（例えば、夏季（６〜９月）の平日１３時〜１６時）が記憶されている。
【００３４】
また、蓄熱余力判断値記憶部２４にはＤＲ応答運転を行った場合に、蓄熱槽１１の蓄熱量が不足しないための閾値である蓄熱余力判断値が記憶されている。蓄熱余力判断値については後述する。さらに、運転記録記憶部２５にはデマンドレスポンス応答制御装置１６の運転記録が記憶されている。
【００３５】
演算制御部１７の運転条件判断部２６は、ＤＲ指令があったときそのＤＲ応答開始時刻ｔ１がＤＲ応答運転可能時間帯内の時刻か否かを判断する。ＤＲ応答運転可能時間帯は、蓄熱時間帯またはピークカット時間帯以外の時間帯である。蓄熱時間帯またはピークカット時間帯には冷凍機１２ｃ、１２ｄは運転されておらず、停止できる冷凍機１２ｃ、１２ｄがなくＤＲ応答運転ができないから、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がＤＲ応答運転できる応答運転可能時間帯内の時刻であることを確認する。
【００３６】
すなわち、運転条件判断部２６は、入出力装置１９からＤＲ応答開始時刻ｔ１を入力すると、蓄熱時間帯記憶部２２から蓄熱時間帯を入力するとともに、ピークカット時間帯記憶部２３からピークカット時間帯を入力しＤＲ応答運転可能時間帯を確認し、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がその応答運転可能時間帯内の時刻であるか否かを判断する。そして、その判断結果を運転記録装置２５に出力するとともに表示装置２０に表示出力する。
【００３７】
運転条件判断部２６でＤＲ応答開始時刻ｔ１が応答運転可能時間帯内の時刻であると判断されたときは、蓄熱余力判断部２７は蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かを判断する。すなわち、蓄熱余力判断部２７は、入出力装置１９から蓄熱槽水位ｈを入力し、蓄熱槽水位ｈに基づいて蓄熱槽１１の蓄熱量を算出し、また、蓄熱余力判断値記憶部２４から蓄熱余力判断値を入力し、ＤＲ応答運転時間を満たすＤＲ応答運転を行うことができる蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かを下記（１）または（２）式で判断する。下記（１）式は、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット時間帯以前であるとき、下記（２）式は、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット時間帯以後であるときである。  
【００３８】
蓄熱槽の蓄熱量−ピークカット運転での予測消費熱量＞蓄熱余力判断値  …（１）
蓄熱槽の蓄熱量＞蓄熱余力判断値  …（２）
蓄熱余力判断値は、デマンドレスポンス応答運転での消費熱量を確保できる熱量である。デマンドレスポンス応答開始時刻がピークカット時間帯以前であるときは、蓄熱槽の蓄熱量からピークカット運転での予測消費熱量を減算した熱量がデマンドレスポンス応答運転を行うことができる熱量以上であることが必要であり、一方、デマンドレスポンス応答開始時刻がピークカット時間帯以後であるときは、ピークカット運転後の終日蓄熱使い切り運転を考慮しデマンドレスポンス応答運転を行うことができる熱量である。ピークカット時間帯での消費熱量や終日蓄熱使い切り運転ができる熱量は過去の実績値から予め求められる。
【００３９】
ここで、上記（１）式または（２）式を用いて、ＤＲ応答運転を行うことができる蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かを判断することに代えて、蓄熱余力判断部２７は、下記の（３）式でＤＲ応答運転の残り対応時間を計算し、ＤＲ応答運転の残り対応時間がＤＲ応答運転時間を満たすときは蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断するようにしてもよい。
【００４０】
ＤＲ応答運転の残り対応時間＝蓄熱槽の蓄熱量／予測空調負荷  …（３）
すなわち、ＤＲ応答指令があったとき、蓄熱余力判断部２７は、（３）式でＤＲ応答運転の残り対応時間を計算する。そして、ＤＲ応答運転の残り対応時間が、ＤＲ応答指令のあったＤＲ応答運転に対するＤＲ応答運転時間を満たすか否かを判断し、ＤＲ応答運転時間を満たすときは蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断する。この場合は蓄熱余力判断値を用いる必要がない。
【００４１】
蓄熱余力判断部２７でのＤＲ応答運転を行うことができる蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かの判断結果や演算結果（蓄熱槽の蓄熱量、ＤＲ応答運転の残り対応時間等）は、運転記録装置２５に出力されるとともに表示装置２０に表示出力される。
【００４２】
蓄熱余力判断部２７で蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断されたときは、運転可否判断部２８は、ＤＲ応答運転に関係する機器がＤＲ応答運転に対応できるか否かを判断する。運転可否判断部２８は、入出力装置１９から放熱ポンプ状態ａを入力し、ＤＲ応答運転に関係する機器である放熱ポンプ１３ａ、１３ｂが点検等でシステムから除外されていない状態（駆動できる状態）であるときはＤＲ応答運転に対応できると判断する。同様に、冷凍機運転台数ｂを入力し、冷凍機１２ｃ、１２ｄが双方とも停止していない状態であるときはＤＲ応答運転に対応できると判断する。これは、前述したように、ＤＲ応答運転は、追掛運転を行っている冷凍機１２ｃ、１２ｄを停止し、放熱ポンプ１４ａ、１４ｂにより蓄熱槽１１からの冷熱を空調負荷１５に供給する運転を行い、需要電力の消費を抑制するものであり、冷凍機１２ｃ、１２ｄが停止している状態であれば停止すべき冷凍機１２がなく、需要電力の抑制に寄与しないからである。運転可否判断部２８の判断結果は運転記録装置２５に出力されるとともに表示装置２０に表示出力される。運転可否判断部２８には、入出力装置１９から空調冷媒温度Ｔも入力されているが、これについては後述する。
【００４３】
運転可否判断部２８で、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂ、冷凍機１２ｃ、１２ｄがＤＲ応答運転に対応できる判断されたときは、運転制御装置２９は、ＤＲ応答開始時刻となるとＤＲ応答運転を開始する。ＤＲ応答運転中において、運転可否判断部２８は、入出力装置１９から空調冷媒温度Ｔを入力し、空調負荷１５への空調冷媒温度Ｔが所定範囲（例えば、７℃〜１２℃）を逸脱したか否かを判断し、空調負荷１５への空調冷媒温度Ｔが所定範囲を逸脱したときはＤＲ応答運転時間が経過していなくてもＤＲ応答運転を停止する。これによりＤＲ応答運転により空調が阻害されることを防止する。
【００４４】
一方、ＤＲ応答運転中において、空調負荷１５への空調冷媒温度Ｔが所定範囲を逸脱しないときは、ＤＲ応答運転時間を経過するとＤＲ応答運転を停止する。ＤＲ応答運転を停止したときは、デマンドレスポンス応答制御装置１６から、図示省略の蓄熱制御装置に制御が移行する。また、運転制御装置２９の制御結果は運転記録装置２５に出力されるとともに表示装置２０に表示出力される。
【００４５】
図３は、本発明の第１実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置の動作を示すフローチャートである。まず、デマンドレスポンス対応の契約加入の有無に際して、デマンドレスポンス応答制御装置を通じてＤＲ応答運転をするかの判断をする（Ｓ０）。ＤＲ応答運転をする場合、記憶部１８のＤＲ応答運転時間記憶部２１にＤＲ応答運転時間を予め記憶しておく（Ｓ１）。そして、ＤＲ指令があると運転条件判断部２６は入出力装置１９を介してＤＲ応答開始時刻ｔ１を入力し（Ｓ２）、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がＤＲ応答運転可能時間帯内の時刻か否かを判断する（Ｓ３）。ＤＲ応答開始時刻ｔ１が応答運転可能時間帯内の時刻であると判断されると、蓄熱余力判断部２７は蓄熱余力を計算する（Ｓ４）。蓄熱余力の計算は、前述したように、蓄熱槽水位ｈに基づいて蓄熱槽１１の蓄熱量を算出し、蓄熱余力判断部２７は、蓄熱槽１１にＤＲ応答運転を行うことができる蓄熱余力があるか否かを判断する（Ｓ５）。
【００４６】
蓄熱余力判断部２７は、前述したように、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット時間帯以前であるときは（１）式により、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット時間帯以後であるときは（２）式により、蓄熱余力が蓄熱槽１１にあるか否かを判断する。
【００４７】
蓄熱余力判断部２７で蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断されたときは、運転可否判断部２８は、ＤＲ応答運転に関係する機器がＤＲ応答運転可能状態にあるか否かを判断する（Ｓ６）。前述したように、運転可否判断部２８は、ＤＲ応答運転に関係する機器である放熱ポンプ１３ａ、１３ｂが点検等でシステムから除外されていない状態（駆動できる状態）か否か、冷凍機１２ｃ、１２ｄが双方とも停止していない状態であるか否かを判断する。
【００４８】
そして、運転可否判断部２８でＤＲ応答運転に関係する機器がＤＲ応答運転可能状態にあると判断されたときは、運転制御部２９はＤＲ応答開始時刻になったか否かを判定し（Ｓ７）、ＤＲ応答開始時刻になったときはＤＲ応答運転を開始する（Ｓ８）。
【００４９】
このＤＲ応答運転中において、運転可否判断部２８は、蓄熱式空調システムの放熱運転に支障を与えないか否かを判断する（Ｓ９）。前述したように、運転可否判断部２８は、空調負荷１５への空調冷媒温度Ｔが所定範囲を逸脱したときはＤＲ応答運転時間が経過していなくてもＤＲ応答運転を停止する（Ｓ１０）。所定範囲を逸脱しないときは、運転可否判断部２８はＤＲ応答運転を経過したか否かを判断し（Ｓ１１）、ＤＲ応答運転を経過したときはＤＲ応答運転を停止する（Ｓ１０）。
【００５０】
以上のステップＳ４において「蓄熱余力を計算する」に代えて、「ＤＲ応答運転の残り対応時間を計算し」、ステップＳ５において、ＤＲ応答運転の残り対応時間がＤＲ応答運転時間を満たすときは蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断するようにしてもよい。
【００５１】
本発明の第１実施形態によれば、デマンドレスポンス応答運転可能時間帯において、ＤＲ応答運転を行うことができる蓄熱余力が蓄熱槽１１にあり、ＤＲ応答運転に関係する機器がＤＲ応答運転に対応できるときは、ＤＲ応答開始時刻でＤＲ応答運転を開始し、ＤＲ応答運転時間を経過するとＤＲ応答運転を停止するので、ピークカット運転を維持しつつ突発的に発生するデマンドレスポンスにも極力対応できる。また、ＤＲ応答運転中において空調負荷１５への空調冷媒温度が所定範囲を逸脱したときはＤＲ応答運転を停止するので、ＤＲ応答運転により空調が阻害されることを防止できる。
【００５２】
また、蓄熱槽１１の蓄熱量の判断は、蓄熱槽１１の水位に基づいて求めるので精度の良い蓄熱量を得ることができ、ＤＲ応答開始時刻がピークカット時間帯以前であるときは、ピークカット運転での予測消費熱量を考慮した蓄熱余力判断値を用い、ピークカット時間帯以後であるときは、ピークカット運転後の終日蓄熱使い切り運転ができる熱量を考慮した蓄熱余力判断値を用いるので蓄熱余力の判断が合理的に行える。
【００５３】
以上の説明では、放熱ポンプ１３ａ、１３ｂは２台の場合について説明したが、３台以上であってもよい。冷凍機１２ａ〜１２ｄについても、４台で２台の冷凍機１２ａ、１２ｂで蓄熱運転を行い、２台の冷凍機１２ｃ、１２ｄで追掛運転を行うようにしたが、４台に限らず、４台以上の冷凍機１２にて、蓄熱運転と追掛運転とを分担させるようにしてもよい。また、入出力装置１９に蓄熱槽水位ｈを入力し、蓄熱量を判断しているが、冷水または温水を蓄熱する水蓄熱の蓄熱式空調システムの場合は、蓄熱槽の蓄熱量は温度に基づいて求めることになる。
【００５４】
図４は本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置１６のブロック構成図である。この第２実施形態は、図２に示した第１実施形態に対し、ＤＲ応答運転による消費熱量をＤＲ応答運転可能時間帯のいずれかで蓄熱槽１１に蓄熱する消費熱量蓄熱部３０を追加して設けたものである。図２と同一要素には同一符号を付し重複する説明を省略する。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５５】
図４において、消費熱量蓄熱部３０は、ＤＲ応答開始時刻ｔ１とともにＤＲ指令を入力すると、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット運転帯内の時刻か否かを判断し、ピークカット運転以前であるときは、ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱できるか否か、もしくは、十分な蓄熱量があるか否かを判断する。ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯にＤＲ応答運転による消費熱量を予め蓄熱できるときは、冷凍機１２a、１２bが蓄熱できる時間帯に冷凍機１２a、１２bに蓄熱指令ｅを出力し、ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯において予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱する。
【００５６】
図５は、本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置の動作を示すフローチャートである。図３に示した本発明の第２実施形態のフローチャートに対し、ステップＳ５とステップＳ６との間に、ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱するためのステップＳ１２、Ｓ１３を追加したものである。図３と同一ステップには同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５７】
ステップＳ５にて、蓄熱余力判断部２７で蓄熱余力が蓄熱槽１１にあると判断されたときは、消費熱量蓄熱部３０は、ＤＲ応答運転による消費熱量をピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱できるか否かを判断する（Ｓ１２）。すなわち、消費熱量蓄熱部３０は、ＤＲ応答開始時刻ｔ１がピークカット運転帯内の時刻か否かを判断し、ピークカット運転以前であるときは、ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱できるかどうかを判断する。ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯にＤＲ応答運転による消費熱量を予め蓄熱できるときは、ピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱する（Ｓ１３）。
【００５８】
図６は本発明の第２実施形態に係るデマンドレスポンス応答制御装置での蓄熱運転、放熱運転、追掛運転による熱量グラフであり、図６（ａ）はＤＲ応答運転をしない場合の熱量グラフまたはＤＲ応答運転による消費熱量の蓄熱をしない場合の熱量グラフ、図６（ｂ）はＤＲ応答運転による消費熱量の蓄熱をピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯にする場合でＤＲ応答開始時刻ｔ１においてＤＲ応答運転をする熱量グラフ、図６（ｃ）はＤＲ応答運転による消費熱量の蓄熱をピークカット運転以前のＤＲ応答運転可能時間帯に行いＤＲ指令がなかった場合でピークカット運転後の終日蓄熱使い切り運転を考慮し放熱運転をしている場合の熱量グラフである。
【００５９】
図６（ａ）において、斜線の塗りつぶしが蓄熱運転による熱量、網掛けの塗りつぶしが放熱運転による熱量、点の塗りつぶしが追掛運転による熱量であり、ＤＲ運転をしない場合、またはＤＲ応答運転による消費熱量の蓄熱をしない場合の運転パターンの一例を示している。この一例では、２２時〜翌８時の時間帯に、冷凍機１２ａ、１２ｂにより蓄熱運転を行い蓄熱槽１１に蓄熱する。そして、８時〜１７時に蓄熱槽１１からの放熱運転を行い空調負荷１５に冷熱を供給し、１７時〜２２時に冷凍機１２ｃ、１２ｄによる追掛運転を行い空調負荷１５に冷熱を供給する。また、８時〜１７時の間の１０時〜１３時、及び１６時〜１７時までは、蓄熱槽１１からの放熱運転に加え、冷凍機１２ｃ、１２ｄによる追掛運転を行う。さらに、８時〜１７時の間の１３時〜１６時はピークカット運転であり蓄熱槽１１からの放熱運転のみとなる。８時〜１７時の間の８時〜１０時は蓄熱槽１１からの放熱運転のみを示しているが、空調負荷１５の大きさよって追掛運転をすることもある。
【００６０】
ＤＲ応答運転をする場合で、図６（ａ）の運転パターンでの運転中に、いま、ＤＲ応答開始時刻ｔ１が１６時でＤＲ応答運転時間が６０分であるＤＲ指令があったとする。その際、ＤＲ指令は、前日、１時間前、１０分前は問わない。その場合は、ピークカット運転以前（１３時以前）のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１にＤＲ応答運転による消費熱量を蓄熱できるので、図６（ｂ）に示すように、消費熱量蓄熱部３０はピークカット運転以前（１３時以前）のＤＲ応答運転可能時間帯に予め蓄熱槽１１に１６時〜１７時のＤＲ応答運転のための消費熱量Ｑ１を蓄熱する。図６（ｂ）では、消費熱量Ｑ１を熱量Ｑ１１と熱量Ｑ１２とに２分割し、８時〜９時に熱量Ｑ１１を蓄熱し、９時〜１０時に熱量Ｑ１２を蓄熱する場合を示している。
【００６１】
また、図６（ｂ）の運転パターンにおいて、ＤＲ指令がなかったとする。その場合は、図６（ｃ）に示すように、ピークカット運転後の終日使い切り運転により、残蓄を回避するために、放熱運転を行う。
【００６２】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、ＤＲ応答運転による消費熱量をピークカット運転以前に蓄熱槽１１に蓄熱するので、ピークカット運転とあらゆるデマンドレスポンス応答運転に対応できる。
【００６３】
このように、本発明の実施形態では、ＤＲ応答に対応すべく、事前に冷凍機１２ｃ、１２ｄを停止するピークカット時間とＤＲ応答運転時間とを記憶しておき、ＤＲ応答があったとき、ピークカット運転を維持できる蓄熱槽１１の蓄熱余力を計算し、ＤＲ応答運転の消費熱量に振り分けられる放熱量を算出し、突発的に発生するＤＲ指令への対応可否を速やかに判断する。また、空調負荷１５への冷熱供給も維持する。
【００６４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１１…蓄熱槽、１２…冷凍機、１３…放熱ポンプ、１４…熱交換器、１５…空調負荷、１６…デマンドレスポンス応答制御装置、１７…演算制御部、１８…記憶部、１９…入出力部、２０…表示装置、２１…ＤＲ応答運転時間記憶部、２２…蓄熱時間帯記憶部、２３…ピークカット時間帯記憶部、２４…蓄熱余力判断値記憶部、２５…運転記録記憶部、２６…運転条件判断部、２７…蓄熱余力判断部、２８…運転可否判断部、２９…運転制御装置、３０…消費熱量蓄熱部
【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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