(57)【要約】【課題】空調管理システムで良好な空調機の省電力運転と可視化とを実現する。【解決手段】空調管理システムに、個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を間欠制御手段による遠隔制御とインバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を管理する遠隔管理手段と、遠隔管理手段による個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、
前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、
高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を管理する遠隔管理手段と、
前記遠隔管理手段による前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、
を有する
ことを特徴とする空調管理システム。
【請求項２】
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による出力制御による低減制御時間は、前記間欠制御手段による間欠制御による空調停止時間より長い関係にあることを特徴とする請求項１に記載の空調管理システム。
【請求項３】
前記動作サイクルの前記空調間欠制御手段による間欠制御の停止期間から、前記インバータ周波数制御手段による動作状態に切り替わる場合に高インバータ周波数動作により空調機を動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調管理システム。
【請求項４】
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による周波数制御から前記間欠制御手段による停止期間に切り替わる場合に低インバータ周波数動作から空調機を停止させることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の空調管理システム。
【請求項５】
前記遠隔管理手段は、制御情報として受け付けた空調機の運用スケジュールで定まる前記空調稼働時間帯に、制御情報で指定された運用開始時刻に、前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて開始させることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の空調管理システム。
【請求項６】
前記インバータ周波数制御手段を用いた空調機の出力制御は、１動作サイクル内に、１つの定格周波数又は基底周波数から定まる高インバータ周波数と１つの前記高インバータ周波数よりも低い低インバータ周波数で、輪番させることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の空調管理システム。
【請求項７】
前記遠隔管理手段は、制御情報として与えられた任意の空調機を開始させる時刻よりも先行して遠隔制御によって運転させる先行運転を、制御情報として与えられた指標に基づいて実行することを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の空調管理システム。
【請求項８】
前記遠隔管理手段は、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整することを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の空調管理システム。
【請求項９】
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、を有する遠隔操作制御装置に、
高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を繰り返し実施して省電力運転を管理させる遠隔管理指示を通知する手段と、
前記遠隔操作制御装置による遠隔制御動向から前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、
を有する
ことを特徴とする中央監視装置。
【請求項１０】
個々の空調機を、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を間欠制御による遠隔制御とインバータ周波数制御による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を実施すると共に、
前記個々の空調機の消費電力動向を遠隔制御元の機器で可視化する
ことを特徴とする空調機の省エネルギー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔制御によって出力を調整可能である空調機の稼働制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調管理システムに関連する技術は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１では、空調機の空調能力を電動機電源のインバータ制御によって調整する遠隔制御の一制御方式が開示されている。このインバータ制御方式では、電動機電源のオン／オフによる空調機の稼働／停止制御が可能であり、稼働状態（電動機電源のオン状態）でインバータ周波数を０Hzに設定することで、空調機を停止させるメカニズムを有している。
【０００４】
また、特許文献２では、２つのインバータを有して、空調機を成す圧縮機と送風機とをそれぞれ異なるインバータで稼働可能とした電車用空調管理システムが開示されている。この電車用空調管理システムでは、温度、湿度、及び乗車率に基づいて２つのインバータをそれぞれ遠隔制御する制御手段を用いて、温度、湿度、及び乗車率に合わせた空調制御を実現している。
【０００５】
多くの空調システムでは、電動機の回転数をインバータ制御することにより、省エネルギー運転を実現している。
【０００６】
また、インバータ制御を用いずに、電動機の間欠運転のみで省電力制御を図る空調システムもある。
【０００７】
上記空調機の制御方式は、個々の空調機の制御に係るものである。一方で、複数台の空調機を管理する空調管理システムもある。このようなシステムは、例えば特許文献３に記載されている。
【０００８】
特許文献３に記載された空調管理システムは、中央監視装置と空調機制御装置及び中継装置が連携して、複数台の空調機の出力をそれぞれ遠隔制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−５７８９０号公報
【特許文献２】特開平０１−１９７１１０号公報
【特許文献３】特開２０１１−６４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
自律制御方式を採用している空調機（遠隔操作を受けない空調機）は、多くの場合マイコンによる出力制御が行われている。大多数のマイコンは、気温と設定温度を用いてインバータ制御や間欠運転制御を用いて、電動機のオン／オフ／出力などを制御している。
【００１１】
ビルや病院、学校、工場、オフィスなどの大規模／中規模施設において、上記自律制御方式の空調機で全ての空調を賄った場合に、様々な要因でエネルギーロスが生じる。また、ピークシフトやピークオフなどの意図的な需要移動が自動化できない。
【００１２】
このエネルギーロスやピークを操作する手法として、エネルギー可視化技術やエネルギー管理システムがある。端的には、エネルギー可視化技術で空調に関するロスを見つけ、エネルギー管理システムによりロスを削減する。その結果として、省エネルギーを達成する。
【００１３】
例えば、特許文献３に記載されているようなＢＥＭＳ（Building Energy Management System）では、室内の室温や空調の必要性に応じて、自動遠隔制御で空調機を稼働／停止／出力制御することができる。一方、現実の個々の空調機の稼働／停止／出力制御の管理は、空調機やリモコンに搭載されたマイコンが自律運転に行っていることも多い。具体的には、起動停止のみを遠隔操作で制御され、出力を設定温度に従って自律制御したり、起動停止タイミングや設定温度もリモコンによる人間の設定に頼ることも多い。また、室温管理のみに着目すると現実的には、自律制御に優れた点が多い現状もある。
【００１４】
最新のエネルギー管理システムは、様々な情報を利用できるように開発が進められている。例えば、気象情報、日照情報、警報情報をシステムに取り込み、空調などの運用に関連付けることができる。
【００１５】
他方で、自律運転させる空調機でどのような出力制御が行われるか／行われたか、詳細に可視化することができていない。
【００１６】
空調機のマイコンが実施する出力制御／実施した出力制御を、空調管理システム（エネルギー管理システム）が得られないことが一つの問題である。また、既存設備の有するインタフェースや、マイコンの通信チャネル、マイコン性能などにも可視化や省エネルギー化に対する問題がある。
【００１７】
空調管理システムによるエネルギー管理によって、更なる省エネルギー化を図る上で、自律制御型の空調機のように、遠隔制御によって良好な設定温度に対する空調制御を実現する空調機が待たれる。加えて、省エネルギー運転であり、且つ可視化が可能な空調機であることも求められる。
【００１８】
遠隔制御で空調機を良好に制御できれば、遠隔制御を行う装置（中央監視装置など）で個々の空調機毎の出力可視化が容易に実現でき、以てビルや工場などの設備全体としての省エネルギー化が容易になる。
【００１９】
そこで、本発明は、遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる空調管理システム及び空調機管理方法の提供を目的とする。
【００２０】
また、本発明は、中央監視装置に実装されている遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる中央監視装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る空調管理システムは、個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を管理する遠隔管理手段と、前記遠隔管理手段による前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る中央監視装置は、個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、を有する遠隔操作制御装置に、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を繰り返し実施して省電力運転を管理させる遠隔管理指示を通知する手段と、前記遠隔操作制御装置による遠隔制御動向から前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る空調機管理方法は、個々の空調機を、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を間欠制御による遠隔制御とインバータ周波数制御による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を実施すると共に、前記個々の空調機の消費電力動向を遠隔制御元の機器で可視化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる空調管理システム及び空調機管理方法を提供できる。
【００２５】
また、本発明によれば、中央監視装置に実装されている遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる中央監視装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の空調管理システムを示した機能ブロック図である。
【図２】一実施例にかかる中央監視装置と空調機制御装置及び制御対象たる空調機を示した機能ブロック図である。
【図３】空調対象とする時間帯（空調稼働時間帯）に空調機を運転させるスケジュールを説明するための説明図である。
【図４】組み合わされるスケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御の動作タイミングを示した説明図である。
【図５】空調機を運用開始時刻より先行運転させる空調運転を説明するための説明図である。
【図６】先行運転を実施するスケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御の組み合わされるタイミングを示した説明図である。
【図７】停止スケジュール期間のインバータ周波を固定したスケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御の組み合わされるタイミングを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、実施形態の空調管理システムを示した機能ブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、空調管理システム１は、遠隔管理手段１０、間欠制御手段２０、インバータ周波数制御手段３０、及び可視化手段４０を有する。
【００３０】
遠隔管理手段１０は、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を間欠制御手段２０による遠隔制御とインバータ周波数制御手段３０による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して１ないし複数の空調機の省電力運転を管理する。
【００３１】
動作サイクルは、インバータ制御を２段階とするならば、高インバータ周波数動作 → 低インバータ周波数動作 → 空調停止の順序で組み合わせる。インバータ制御をより多くする場合には、動作サイクル中のインバータ調整領域を、最高インバータ周波数動作から最低インバータ周波数動作に順序付けるように組み合わせることができる。また、中間インバータ周波数を間欠運転での停止期間の直前に配置する動作サイクルでもよい。また、空調機毎にインバータ周波数の変更サイクルを定めるようにしてもよい。なお、高インバータ周波数は、動作させる電動機等の定格周波数や基底周波数を用いればよい。低インバータ周波数は、高インバータ周波数よりも低減周波数を指している。
【００３２】
間欠制御手段２０は、個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して、空調を間欠制御する。既存設備であっても、多くの空調機は間欠運転に対応可能に構成されており、新規設備でなくとも遠隔操作で間欠運転制御を受けられる。
【００３３】
インバータ周波数制御手段３０は、個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御する。既存設備であっても、多くの空調機はインバータ周波数制御に対応可能に構成されており、新規設備でなくとも遠隔操作でインバータ周波数制御を受けられる。一方で、個々の空調機の許容範囲が異なることもあり得るため、遠隔制御手段１０が設備仕様を踏まえた設定で動作すればよい。
【００３４】
可視化手段４０は、遠隔管理手段１０、必要に応じて間欠制御手段２０やインバータ周波数制御手段３０、空調機などから表示に必要となる情報を収集して、個々の空調機の消費エネルギー動向等を可視化する。可視化手法は、オペレータ向け画面や印刷物などの提供で可視化を実現すればどのような手法でかまわない。
【００３５】
遠隔制御対象となる個々の空調機は、空調管理システム１と通信線で接続され、少なくとも稼働／停止とインバータ制御による出力制御を遠隔制御で受け付ける手段を有する。なお、空調管理システム１として、有線接続に変えて無線接続で１ないし複数の空調機を遠隔制御する構成でもよい。
【００３６】
空調管理システム１は、省電力制御として、空調稼働時間帯に 間欠運転とインバータ制御による空調能力の調整を同期して実施する。また、空調機の運用時間を予め定めたスケジュールどおりに運転するスケジュール管理機能を遠隔管理手段１０に搭載してもよい。
【００３７】
なお、空調管理システム１の各手段は、１台の物理装置に設けてもよいし、例えば、中央監視装置や空調機制御装置、中継装置などに分散して個々の手段を複数の物理装置で実現してもよい。また、可視化手段４０や遠隔管理手段１０は、イントラネット回線／インターネット回線を介して接続されたコンピュータ内に設けてもよい。このコンピュータは、中央監視装置や利用者端末でも良いし、クラウド環境を提供するコンピュータ（サーバ）でもよい。この場合は、可視化手段４０等を提供するコンピュータも本空調管理システム１に含む。
【００３８】
上記空調管理システム１によれば、利用者は、可視化手段４０を介してエネルギーの見える化を図れ、またエネルギーロスの把握、対処などが行える。
【００３９】
次に、空調管理システムが実施する個々の空調機の遠隔操作を説明する。
【００４０】
以下の説明では、遠隔管理手段１０及び可視化手段４０を有するサーバと、間欠制御手段２０及びインバータ周波数制御手段３０を有する空調機制御装置とで構成されたシステムを用いる。また、各空調機は、稼働／停止を電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦで管理でき、またインバータ周波数制御による出力制御を受け付ける。
【００４１】
サーバでは、所望に可視化しつつ、遠隔制御で 空調機の間欠運転制御とインバータ制御の機能を利用して利用者に不快感の少ない省エネルギー運転を実現する。
【００４２】
多くの既設空調設備は、稼働／停止及びインバータ制御による出力制御を受け付け得る仕組みを有している。このため、空調管理システムは、大多数の既存空調設備をも利用できる。
【００４３】
空調機（電動機）のインバータ制御による省エネルギー運転では、機器によって、低回転数運転時に電動機の冷却手段の冷却能力も低下して電動機の異常加熱や焼損を起こす機器もある。換言すれば、空調機のインバータ制御による低出力運転には限度がある。また、一定以上の低出力運転は効率低下の要因にもなり得る。一般には、所定以下の低出力運転では空調機を止め、設定温度との差分が所定量を超えた時点で、インバータ制御の運転を再開する。  
一方、間欠運転では、所定時間毎に空調機（電動機）の起動／停止を繰り返しつつ、設定温度との差分が所定量を超えた時点で、起動維持／停止維持の制御を実行する。
【００４４】
空調システムの運用場面では、空調機の出力低減運転時や停止中に気中温度の上昇若しくは下降が大きくなる。 
例えば、空調機の間欠運転制御のみでは、室内に熱源が有る場合や外気温との差が大きい場合などに、空調機の停止中に室内温度の変化量が特に大きくなる。換言すれば、間欠運転の停止期間中に、室温が大きく上昇若しくは下降することになる。また、空調を利用する人間には、室温の上下変動自体が不快に感じることもありえる。また、人間でなくても温度変化を好まない機器や製品も多くある。
【００４５】
インバータ制御では、高出力運転から低出力運転まで多段階に変動させ得る。一方で、低出力運転は、必ずともエネルギー消費効率面から省エネルギーと云えない。また、先に述べたように、インバータ制御といえども低出力運転に限度がある。また必要以上の低出力運転は、故障の原因にもなり得る。
【００４６】
これらのことを踏まえ、サーバ（遠隔管理手段１０）は、空調機制御装置（間欠制御手段２０及びインバータ周波数制御手段３０）と協働して、それぞれの空調機を遠隔制御で、間欠運転制御とインバータ制御を同時に連動させて実行させて空調機運転期間中の省エネルギー運転を実施する。なお、本制御方式と並列的に、室内の設定温度に基づく稼働制御も行うことが望ましい。また、エネルギー管理システムとして、ピークオフタイミングを空調機毎に一致させないタイミング調整（動作サイクルの空調機間の調整）を自動的に実行してもよい。
【００４７】
サーバは、個々の空調機で用いるスケジュールや動作サイクルに従い、空調機（電動機）を、遠隔制御によって 空調機の運転スケジュール期間中に間欠運転制御と周波数制御とを同期させて実施する。この際、間欠運転制御では運転と停止を所定時間間隔で繰り返し、空調機の運転期間中に送風機や圧縮機に対して周波数制御を所定時間間隔で高周波数から低周波数にかけて周波数変動を繰り返し供給する。 
結果、間欠運転制御による稼働期間中にインバータ制御による複数段階の出力制御が実施されることになる。
【００４８】
この遠隔制御による空調機毎の運転制御を中央監視装置が管理するため、可視化手段４０によって空調機毎や室内毎、建屋毎、時間毎などのエネルギー動向が所要に把握できる。
【００４９】
次に、ＢＥＭＳに組み込んだ空調管理システムを説明する。ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）やＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）に組み込む場合も、同様に空調機の遠隔制御と可視化を行えばよい。
【００５０】
図２は、一実施例にかかる中央監視装置１００と空調機制御装置２００及び制御対象たる空調機３００を示した機能ブロック図である。各空調機３００は、制御を受ける稼働／停止スイッチ、送風機用インバータ、及び圧縮機用インバータを含んでいる。
【００５１】
ビル設備のエネルギー管理を行うための中央監視装置１００では、ＬＡＮ（Local Area Network）で接続された空調機制御装置２００に、制御対象となる空調機の動作サイクルのルールや運転期間を制御情報として通知する。この制御情報は、オペレータに操作画面を提供して個々の空調機３００の制御情報を受け付ければよい。また、複数の空調機３００に共通した制御情報を受け付ける構成でもよい。
【００５２】
空調機制御装置２００（制御部）は、制御情報を受け付けて、設定された動作サイクルのルールや運転期間に基づいて、制御対象である各空調機３００の稼働／停止スイッチ（例えばマグネットコンタクタ）、送風機用インバータ、及び圧縮機用インバータを個々に制御して、指定された動作サイクルが守られるように各空調機３００の運転を管理する。インバータ制御は、電動機等に合わせて適宜採用すればよく、Ｖ／ｆ制御などを用いればよい。空調機の稼働／停止スイッチ、送風機用インバータ、及び圧縮機用インバータとの通信は、BACnet（Building Automation and Control Networking protocol）などのプロトコルを用いたＩＰ（Internet Protocol）通信でも良いし、汎用的に搭載されているインタフェースを用いても良い。また複数の方式が混在しても良く、特に方法は問わない。
【００５３】
このように、オペレータから入力された制御情報を中央監視装置１００から空調機制御装置２００に通知して空調機制御装置２００上の制御プログラムが空調機３００のスケジュール制御を踏まえて、間欠運転制御と周波数制御を組み合わせた運転サイクルで空調機３００の運転を遠隔操作する。なお、遠隔操作を実行させる制御プログラムを空調機制御装置２００ではなく中央監視装置１００に実装する構成でもよいし、更に中継装置を介する構成でも構わない。
【００５４】
本実施例の中央監視装置１００は、空調機３００毎に、スケジュール制御、間欠運転制御、周波数制御で必要となる各制御情報を入力或いは変更するための操作画面をオペレータに提供し、空調機制御装置２００の制御プログラムが解釈可能な表現に制御情報を変換した上で空調機制御装置２００に送信する。
【００５５】
スケジュール制御では、複数の開始時刻と終了時刻、先行期間を制御情報として扱う。間欠運転制御では運転時間と停止時間を制御情報として扱う。
【００５６】
周波数制御では通常周波数（高インバータ動作周波数）、低減周波数（低インバータ動作周波数）、通常周波数時間、低減周波数時間を制御情報として扱う。
【００５７】
空調機制御装置２００では、中央監視装置１００から送信された制御情報を受け取って装置内にて記憶保持し、時計の時刻を参照しながら間欠制御回路やインバータ周波数制御回路から遠隔制御用信号を送出する。
【００５８】
なお、スケジュール制御、間欠運転制御、周波数制御を司る制御部は単一でもよいし、複数の制御部を用いて構成してもよい。また、制御プログラムも単一プログラムでも良いし、複数の制御プログラムを連動させて動作させても良い。
【００５９】
間欠制御回路では、制御部からの指示に基づき空調機のＯＮ／ＯＦＦの稼働制御を行う。間欠制御回路から稼働操作が行われると空調機が稼働状態になり、空調機の動力への給電が可能になる。このことにより空調機への電力供給が始まる。この際、空調機の運転出力は、周波数制御によって定まる。同様に間欠制御回路から停止操作が行われると空調機が停止状態になり、空調機の動力への給電が停止する。このことにより空調機への電力供給が停止する。
【００６０】
インバータ周波数制御回路では、制御部からの指示に基づき、制御対象である空調機の設定されたインバータ周波数を両インバータに伝えるためのそれぞれの信号を出力する。各インバータは、入力信号に応じた周波数で送風機と電動機を動作させる。
【００６１】
間欠運転制御の停止期間は、停止期間が長い方が消費電力の削減につながる。しかし、停止期間が長いと空調対象の居室温度の変動幅が大きくなりやすく快適さを損なうおそれが増す。このため、間欠運転制御の停止期間は、インバータ周波数の低減期間よりも短く設定されることが望ましい。スケジュール制御による空調機運転期間中は、送風機や圧縮機に供給するインバータ周波数を時間経過と共に低減して動作電力を削減しつつ、室内の温度変化と独立させて、時間を基準に空調機の動作を停止させる期間を間欠運転の機能を用いて実現する。このことで、総じて省電力を達する空調機を遠隔操作によって実現できる。
【００６２】
ここで、間欠制御とインバータ制御とを組み合わせた空調機の動作サイクルを説明する。
【００６３】
図３から図７は、制御情報による空調機の動作を説明するための説明図である。オペレータは、スケジュール制御にかかる制御情報として、開始時刻と終了時刻を中央監視装置１００に入力する。また、オペレータは、設定温度やスケジュール制御にかかる制御情報と共に、間欠運転やインバータ制御にかかる制御情報を入力する。
【００６４】
図３（ａ）及び（ｂ）には、空調対象とする時間帯（空調稼働時間帯）に空調機を運転させるスケジュールが示されている。図３（ａ）は、制御情報として空調機の開始時刻と終了時刻を受け付けたスケジュール設定を示している。図３（ｂ）は、制御情報として空調機の開始時刻と終了時刻と停止時刻を受け付けたスケジュール設定を示している。なお、空調の停止時刻は、図３（ｂ）に示すように制御情報として停止期間を指定してもよいし、複数の起動時刻と終了時刻で示してもよい。
【００６５】
図４は、組み合わされる３種類の制御の動作タイミングを示した説明図である。スケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御を分離して示している。本図では、インバータ周波数を２値で制御しているが、周期性を有する３値以上のインバータ周波数で遠隔制御することとしてもよい。
【００６６】
図示する各タイミングで、空調稼働時間帯を賄うように、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、間欠制御とインバータ周波数制御を同期させて実施する。この動作サイクルを繰り返し実施して空調稼働時間帯を賄うことで、省電力運転を実現する。
【００６７】
すなわち、図４の例では、スケジュール制御による空調機の運転期間中に、送風機や圧縮機に対してインバータから通常周波数と低減周波数を所定時間間隔で繰り返し供給する交番周波数制御と、間欠制御とを組み合わせた動作サイクルを遠隔操作で実現する。
【００６８】
図示した通常周波数は、電動機の定格周波数や基底周波数とすることが望ましい。なお、定格周波数や基底周波数より低い周波数や高い周波数を用いることしてもよい。
【００６９】
低減周波数には、冷却風量減少による過熱で電動機が焼損や劣化しない範囲で通常周波数よりも低い周波数を与える。無論、電動機効率を著しく悪化させない周波数が望ましい。
【００７０】
また、スケジュール制御による開始時刻に同期して輪番周波数制御も開始されるタイミングで遠隔制御し、且つ、輪番周波数制御の開始時は通常周波数から始まるように遠隔制御されることが望ましい。
【００７１】
また、一般に、空調機が運転を開始してから設定温度とする室温となるまでには時間を要する。この対策として、制御情報に設定された最初の開始時刻を自動的に所定時間早める先行運転を実行させるようにしてもよい。例えば、設定された要求スケジュールの１０分〜３０分程度、運転を早めればよい。また、設定温度、室内温度を参照して、先行運転を開始する時間を過去の温度上昇率に従い自動的に算定してもよい。また、設定温度に対する達成任意値（例えば８０％や何度など）まで空調を実行する設定値を設定してもよい。
【００７２】
図５は、本来の時刻より３０分早めに空調機を遠隔動作させ、運転スケジュールの開始時刻において室温が設定温度近傍に近づける空調運転を示した説明図である。図５（ａ）の例では、制御情報として先行運転を実施する時間を先行期間として与えている。図５（ｂ）の例では、制御情報として先行運転を実施する時間と設定温度に対する先行運転での達成目標値を与えている。達成目標値は設定温度に対する比率や目標温度を与えればよい。先行運転が不要であれば、先行期間を０分としたり、未設定であれば、開始時刻から運転開始となる。
【００７３】
遠隔操作では、この先行運転を含むスケジュール制御と、間欠運転、インバータ運転を組み合わせる。この際、間欠運転制御の開始時（制御情報の開始時刻）の運転は、間欠運転の運転状態であり、且つインバータ制御の通常周波数運転で始めることが望ましい。この条件を遠隔制御で実行することで、スケジュール上の開始時刻時に、目的とする室温からの乖離が小さくでき、設定温度に到達する時間が短縮される。
【００７４】
図６は、先行運転を実施するスケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御の組み合わされるタイミングを示した説明図である。この例でも、インバータ周波数は、３値以上のインバータ周波数を採用してもよい。
【００７５】
図６の下方に、各タイミングでの消費電力量の関係を参考に示す。室内の周囲環境が一定であれば図示しているとおりの消費電力量の関係となる。すなわち、「通常周波数で運転している時間帯」＞「低減周波数で運転している時間帯」＞「間欠運転で停止している時間帯」の関係が成り立つ。
【００７６】
間欠運転制御の停止時間は、制御情報として任意の時間を指定可能である。無論、停止期間が長い方が消費電力は削減される。他方で、停止期間が長いと居室温度の変動が大きくなりやすく快適さを損なう可能性が増える。
【００７７】
このため、間欠制御の運転期間にインバータ周波数を低減する期間を設け、且つ、間欠制御の停止期間を低減周波数で動作する期間よりも短めとして、消費電力を削減する期間を繰り返しながら運転する。１サイクルの各時間（比率）や高インバータ周波数と低インバータ周波数との出力差は、空調機と空調を行う空間の広さ、熱効率などに応じて適宜定めればよい。またこの動作サイクルはシステムによって自動的に調整されるメカニズムを中央監視装置１００や空調機制御装置（遠隔管理部）に設けても良い。
【００７８】
可視化された室温の温度変動幅が小さい場合、オペレータや制御部（プログラム）は、停止期間を長めに設定してもよい。また、１サイクル若しくは所定サイクルの温度変化を読み込んで、室温の温度変動幅が小さかった場合、自動的に停止期間を長めに逐次延ばすようにしてもよい。他方で、室温の温度変動幅が大きかった場合は、自動的に停止期間を短めに逐次短縮するようにしてもよい。
【００７９】
また、また、１サイクル若しくは所定サイクルの温度変化を読み込んで、室温の温度変動幅が小さかった場合、自動的に通常周波数運転期間を短めに逐次短縮し、他方で、室温の温度変動幅が大きかった場合、遠隔管理部が自動的に通常周波数運転期間を長めに逐次延ばすようにしてもよい。
【００８０】
このように動作させることで、制御情報に従った省電力運転よりも、長いスパンで見た際に不快感が少なく省エネルギー性に秀でた空調システムになる。また、中央監視装置１００や空調機制御装置２００で動作サイクルの比率を自動調性する仕組みを設ければ、長いスパンで見た際にオペレータによる調整よりも不快感が少なく省エネルギー性に秀でた空調システムになり得る。
【００８１】
また、オペレータやエネルギー管理システムからの制御情報での指定によって、インバータ制御においても常時低減周波数で動作させるように遠隔管理部に指示が可能である。ピークシフトやピークオフに役立てられる。
【００８２】
図７は、停止スケジュール期間のインバータ周波を固定したスケジュール制御、間欠運転制御、インバータ制御の組み合わされるタイミングを示した説明図である。この例でも、インバータ周波数は、３値以上のインバータ周波数を採用してもよい。
【００８３】
インバータ周波数制御回路は、スケジュールの運転期間中に、通常周波数または低減周波数を出力する。図６に示した動作サイクル例では、スケジュールの停止期間中にインバータ周波数は停止している。一方、図７に示した動作サイクル例では、スケジュールの停止期間中にインバータ周波数は通常周波数に固定されている。
【００８４】
スケジュール制御における先行期間や室内のリモコン操作などのよって空調機を運転する場合に、インバータ周波数の値が低減周波数であると空調能力が低くなる。このため、スケジュールの停止期間中に空調機を稼働させるインバータ周波数は、通常周波数に固定する。この通常周波数で動作する期間は、計時と共に低減周波数に自動的に切り替わり、その後、既定の動作サイクルを行うように遠隔制御するようにしてもよい。
【００８５】
このように、スケジュールの停止期間中にインバータ周波数が通常周波数になっていれば、オペレータや利用者の操作による空調機の手動運転を実行した場合にも空調能力の高い状態から稼働できる。また、自動的に規定動作サイクルに移行すれば、省電力化が図れる。
【００８６】
以上説明したように、遠隔操作で、スケジュール制御と共に、間欠運転制御の運転期間に輪番的に基底周波数より低い周波数を含む複数の周波数でインバータ制御させる。この結果、空調管理システムは、個々の空調機の動作状況を把握でき、エネルギーの可視化が容易に実現できる。
【００８７】
すなわち、本発明によれば、遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる空調管理システム及び空調機管理方法を提供できる。
【００８８】
また、本発明によれば、中央監視装置に実装されている遠隔制御機能を使用して個々の空調機の消費電力を低減した良好な空調制御を実現すると共に、オペレータ向け画面等の提供で可視化を実現できる中央監視装置を提供できる。
【００８９】
尚、中央監視装置などに遠隔管理手段を実装する場合、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて実現すればよい。ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態では、ＲＡＭに可視化プログラムと共に遠隔管理プログラムが展開され、これらプログラムに基づいて制御部（ＣＰＵ）等のハードウェアを各種手段として動作させる。また、このプログラムは、記録媒体に非一時的に記録されて頒布されてもよい。当該記録媒体に記録されたプログラムは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介して、メモリに読込まれ、制御部等を動作させる。尚、記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリ装置、ハードディスクなどが挙げられる。
【００９０】
以上実施形態及び実施例を図示して説明したが、そのブロック構成の分離併合、手順の入れ替えなどの変更は本発明の趣旨および説明される機能を満たせば自由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。
【００９１】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうる。尚、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。  
［付記１］
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、
前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、
高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を管理する遠隔管理手段と、
前記遠隔管理手段による前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、
を有する
ことを特徴とする空調管理システム。
【００９２】
［付記２］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による出力制御による低減制御時間は、前記間欠制御手段による間欠制御による空調停止時間より長い関係にあることを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９３】
［付記３］
前記動作サイクルの前記空調間欠制御手段による間欠制御の停止期間から、前記インバータ周波数制御手段による動作状態に切り替わる場合に高インバータ周波数動作により空調機を動作させることを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９４】
［付記４］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による周波数制御から前記間欠制御手段による停止期間に切り替わる場合に低インバータ周波数動作から空調機を停止させることを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９５】
［付記５］
前記遠隔管理手段は、制御情報として受け付けた空調機の運用スケジュールで定まる前記空調稼働時間帯に、制御情報で指定された運用開始時刻に、前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて開始させることを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９６】
［付記６］
前記インバータ周波数制御手段を用いた空調機の出力制御は、１動作サイクル内に、１つの定格周波数又は基底周波数から定まる高インバータ周波数と１つの前記高インバータ周波数よりも低い低インバータ周波数で、輪番させることを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９７】
［付記７］
前記遠隔管理手段は、制御情報として与えられた任意の空調機を開始させる時刻よりも先行して遠隔制御によって運転させる先行運転を、制御情報として与えられた指標に基づいて実行することを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９８】
［付記８］
前記遠隔管理手段は、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整することを特徴とする上記付記記載の空調管理システム。
【００９９】
［付記９］
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、を有する遠隔操作制御装置に、
高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を繰り返し実施して省電力運転を管理させる遠隔管理指示を通知する手段と、
前記遠隔操作制御装置による遠隔制御動向から前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、
を有する
ことを特徴とする中央監視装置。
【０１００】
［付記１０］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による出力制御による低減制御時間は、前記間欠制御手段による間欠制御による空調停止時間より長い関係にあることを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０１】
［付記１１］
前記動作サイクルの前記空調間欠制御手段による間欠制御の停止期間から、前記インバータ周波数制御手段による動作状態に切り替わる場合に高インバータ周波数動作により空調機を動作させることを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０２】
［付記１２］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による周波数制御から前記間欠制御手段による停止期間に切り替わる場合に低インバータ周波数動作から空調機を停止させることを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０３】
［付記１３］
前記遠隔操作制御装置への遠隔制御では、制御情報として受け付けた空調機の運用スケジュールで定まる前記空調稼働時間帯に、制御情報で指定された運用開始時刻に、前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて開始させることを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０４】
［付記１４］
前記インバータ周波数制御手段を用いた空調機の出力制御は、１動作サイクル内に、１つの定格周波数又は基底周波数から定まる高インバータ周波数と１つの前記高インバータ周波数よりも低い低インバータ周波数で、輪番させることを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０５】
［付記１５］
前記遠隔操作制御装置への遠隔制御では、制御情報として与えられた任意の空調機を開始させる時刻よりも先行して遠隔制御によって運転させる先行運転を、制御情報として与えられた指標に基づいて実行することを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０６】
［付記１６］
前記遠隔操作制御装置への遠隔制御では、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整することを特徴とする上記付記記載の中央監視装置。
【０１０７】
［付記１７］
個々の空調機を、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を間欠制御による遠隔制御とインバータ周波数制御による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を実施すると共に、
前記個々の空調機の消費電力動向を遠隔制御元の機器で可視化する
ことを特徴とする空調機の省エネルギー制御方法。
【０１０８】
［付記１８］
前記動作サイクルの出力制御による低減制御時間は、間欠制御による空調停止時間より長い関係にあることを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１０９】
［付記１９］
前記動作サイクルの間欠制御の停止期間から、動作状態に切り替わる場合に高インバータ周波数動作により空調機を動作させることを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１０】
［付記２０］
前記動作サイクルの周波数制御から停止期間に切り替わる場合に低インバータ周波数動作から空調機を停止させることを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１１】
［付記２１］
個々の空調機の遠隔制御では、制御情報として受け付けた空調機の運用スケジュールで定まる前記空調稼働時間帯に、制御情報で指定された運用開始時刻に、遠隔制御と遠隔制御を同期させて開始させることを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１２】
［付記２２］
個々の空調機の出力制御は、１動作サイクル内に、１つの定格周波数又は基底周波数から定まる高インバータ周波数と１つの前記高インバータ周波数よりも低い低インバータ周波数で、輪番させることを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１３】
［付記２３］
個々の空調機の遠隔制御では、制御情報として与えられた任意の空調機を開始させる時刻よりも先行して遠隔制御によって運転させる先行運転を、制御情報として与えられた指標に基づいて実行することを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１４】
［付記２４］
個々の空調機の遠隔制御では、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整することを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１５】
［付記２５］
個々の空調機の遠隔制御では、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整することを特徴とする上記付記記載の空調機の省エネルギー制御方法。
【０１１６】
［付記２６］
情報処理装置の制御部を、
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、
前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、
高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて繰り返し実施して省電力運転を管理する遠隔管理手段と、
前記遠隔管理手段による前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段、
として動作させることを特徴とする空調管理用プログラム。
【０１１７】
［付記２７］
情報処理装置の制御部を、
個々の空調機の始動または停止を遠隔制御して空調を間欠制御する間欠制御手段と、前記個々の空調機のインバータ周波数を遠隔制御して稼働電力を出力制御するインバータ周波数制御手段と、を有する遠隔操作制御装置に、高インバータ周波数動作、低インバータ周波数動作、空調停止を動作サイクルとして、空調稼働時間帯を前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を繰り返し実施して省電力運転を管理させる遠隔管理指示を通知する手段と、
前記遠隔操作制御装置による遠隔制御動向から前記個々の空調機の消費電力動向を可視化する可視化手段と、
として動作させることを特徴とする空調管理用プログラム。
【０１１８】
［付記２８］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による出力制御による低減制御時間では、前記間欠制御手段による間欠制御による空調停止時間より長い関係に制御させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１１９】
［付記２９］
前記動作サイクルの前記空調間欠制御手段による間欠制御の停止期間から、前記インバータ周波数制御手段による動作状態に切り替わる場合に高インバータ周波数動作により空調機を動作させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１２０】
［付記３０］
前記動作サイクルの前記インバータ周波数制御手段による周波数制御から前記間欠制御手段による停止期間に切り替わる場合に低インバータ周波数動作から空調機を停止させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１２１】
［付記３１］
個々の空調機の遠隔制御では、制御情報として受け付けた空調機の運用スケジュールで定まる前記空調稼働時間帯に、制御情報で指定された運用開始時刻に、前記間欠制御手段による遠隔制御と前記インバータ周波数制御手段による遠隔制御を同期させて開始させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１２２】
［付記３２］
前記インバータ周波数制御手段を用いた空調機の出力制御は、１動作サイクル内に、１つの定格周波数又は基底周波数から定まる高インバータ周波数と１つの前記高インバータ周波数よりも低い低インバータ周波数で、輪番させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１２３】
［付記３３］
個々の空調機の遠隔制御では、制御情報として与えられた任意の空調機を開始させる時刻よりも先行して遠隔制御によって運転させる先行運転を、制御情報として与えられた指標に基づいて実行させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【０１２４】
［付記３４］
個々の空調機の遠隔制御では、前記動作サイクルを構成する要素の時間比率を、収集した空調結果に基づいて自動的に調整させることを特徴とする上記付記記載の空調管理用プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
上記説明では、ＢＥＭＳを中心に発明を説明した。しかし、本願発明は、他のエネルギー管理システム（例えば家庭、工場、電車、など）の空調にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１      空調管理システム
１０    遠隔管理手段
２０    間欠制御手段
３０    インバータ周波数制御手段
４０    可視化手段
１００  中央監視装置
２００  空調機制御装置
３００  空調機
【図１】
2015190700.tif 000003
【図２】
2015190700.tif 000004
【図３】
2015190700.tif 000005
【図４】
2015190700.tif 000006
【図５】
2015190700.tif 000007
【図６】
2015190700.tif 000008
【図７】
2015190700.tif 000009