(57)【要約】【課題】空調熱源機を改造する必要がなく、空調熱源機の出力を調整して、デマンド制御に対応する消費電力を低減させる空調熱源設備を提供する。【解決手段】本発明の空調システムは、空気と熱媒体との熱交換により室内の温度を調整する空調機と、空調機が送出する熱媒体の熱交換を行い、送出する熱媒体の温度である出口温度が、設定された設定温度となるように出力制御を行う空調熱源機と、空調機がら送出する熱媒体を空調熱源機に圧送する一次ポンプと、空調熱源機が送出する熱媒体の出口温度を測定する出口温度センサと、空調熱源機がら送出する熱媒体を空調機に対して圧送する二次ポンプと、消費電力を指定された制御目標である目標消費電力に変更する際、出口温度と設定温度との差分温度が、制御目標の目標消費電力に対応する制御差分温度となる制御設定温度に、空調熱源機に記憶されている設定温度を書き換えて変更する制御サーバとを備える。【選択図】図１
2015169367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と熱媒体との熱交換により室内の温度を調整する空調機と、
前記空調機から送出される前記熱媒体の熱交換を行い、送出する前記熱媒体の温度である出口温度が、予め設定された設定温度となるように出力制御を行う空調熱源機と、
前記空調機から送出される前記熱媒体を前記空調熱源機に圧送する一次ポンプと、
前記空調熱源機から送出される前記熱媒体の前記出口温度を測定する出口温度センサと、
前記空調熱源機から送出される前記熱媒体を前記空調機に対して圧送する二次ポンプと、
前記消費電力を指定された制御目標である目標消費電力に変更する際、前記出口温度と前記設定温度との差分温度が、制御目標の目標消費電力に対応する制御差分温度となる制御設定温度に、前記空調熱源機に記憶されている前記設定温度を書き換えて変更する制御サーバと
を備えることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記制御サーバは、
前記差分温度と、前記空調熱源機における前記消費電力との対応関係を示す関係テーブルあるいは関係式を有し、
前記関係テーブルあるいは関係式を用い、前記目標消費電力に対応する前記制御差分温度を求め、前記出口温度から前記制御差分温度を減算して前記制御設定温度を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
空気と熱媒体との熱交換により室内の温度を調整する空調機と、
前記空調機から送出される前記熱媒体の熱交換を行い、送出する前記媒体の温度である出口温度が、予め設定された設定温度となるように出力制御を行う空調熱源機と、
前記空調機から送出される前記熱媒体を前記空調熱源機に圧送する一次ポンプと、
前記空調熱源機から送出される前記熱媒体の前記出口温度を測定する出口温度センサと、
前記空調熱源機から送出される前記熱媒体を前記空調機に対して圧送する二次ポンプと、
制御サーバと
を有する空調システムを制御する制御方法であり、
前記制御サーバが、
前記消費電力を指定された制御目標である目標消費電力に変更する際、前記出口温度と前記設定温度との差分温度が、制御目標の目標消費電力に対応する制御差分温度となる制御設定温度に、前記空調熱源機に記憶されている前記設定温度を書き換えて変更する
ことを含むことを特徴とする空調システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートグリッドのシステムに用いて好適な、空調システム及び空調システムの制御方法（消費電力を調整する制御方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートグリッドに対応して建物の需給電力調整手法の１つとして、時々刻々の電力消費量をモニタリングし、建物全体の買電量を目標とする値とするような設備機器の容量制御を行う（リアルタイムＤＲ（デマンドレスポンス）と称する）ものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。このような容量制御の対象設備機器の中で、冷凍機等の空調熱源機（ヒートポンプ：圧縮機）は、比較的調整能力が高く、対象設備機器として優れており、冷凍機等の空調熱源機のより効率的な制御が検討されている。
また、空調熱源機が多くの電力を消費するため、空調熱源機の出力制御を行うことにより、比較的大きな消費電力の削減が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３９５２８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的な空調システムにおいては、空調熱源機の出力を直接に変更するためのインターフェースが備えられておらず、その時々の必要熱処理量に応じ、空調熱源機が自動制御により出力を変化させるため、期待する消費電力の低減を図ることが困難である。
また、すでに設けられている空調熱源機を外部指令により出力制御を行えるようにするためには、改造が必要となる。
【０００５】
このため、消費電力を低減させるために、一般的には、空調機の停止、送風への切り替え、空調機の設定温度を変える（例えば、冷房時であれば設定温度を上昇させる）などの制御を行う。
ところが、空調機の設定温度自体を上げる場合、空調機の設定温度を何度上げれば必要な消費電力の低減を実現できるかが一般的には判らない。そのため、空調機の温度設定を最適に行うことができず、充分な消費電力の低減が実現できなかったり、必要以上に室温が上昇して不快な環境となる場合がある。また、空調機を停止させたり、あるいは送風に切り替える場合にも同様である。さらに、空調機の設定温度を上げる場合、通常は特定の箇所のみで温度計測を行うため、室内に温度ムラが生じている場合、適切な制御が難しい。すなわち、室内の大半の温度が設定温度まで上がっていないにもかかわらず空調機が再び動作を始めることによって、充分な消費電力の低減が実現できなかったり、逆に室内の温度が上昇して不快な環境が多くなっているにもかかわらず、不必要に空調機が停止したままになることがある。
【０００６】
上述の課題を鑑み、本発明は、空調熱源機を改造する必要がなく、この空調熱源機の出力を調整して、デマンド制御に対応する消費電力を低減させることができる空調システム及び空調システムの制御方法（消費電力を調整する制御方法）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明の空調システムは、空気と熱媒体との熱交換により室内の温度を調整する空調機と、前記空調機から送出される前記熱媒体の熱交換を行い、送出する前記熱媒体の温度である出口温度が、予め設定された設定温度となるように出力制御を行う空調熱源機と、前記空調機から送出される前記熱媒体を前記空調熱源機に圧送する一次ポンプと、前記空調熱源機から送出される前記熱媒体の前記出口温度を測定する出口温度センサと、前記空調熱源機から送出される前記熱媒体を前記空調機に対して圧送する二次ポンプと、前記消費電力を指定された制御目標である目標消費電力に変更する際、前記出口温度と前記設定温度との差分温度が、制御目標の目標消費電力に対応する制御差分温度となる制御設定温度に、前記空調熱源機に記憶されている前記設定温度を書き換えて変更する制御サーバとを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の空調システムは、前記制御サーバは、前記差分温度と、前記空調熱源機における前記消費電力との対応関係を示す関係テーブルあるいは関係式を有し、前記関係テーブルあるいは関係式を用い、前記目標消費電力に対応する前記制御差分温度を求め、前記出口温度から前記制御差分温度を減算して前記制御設定温度を求めることを特徴とする。
【０００９】
本発明の空調システムの制御方法は、空気と熱媒体との熱交換により室内の温度を調整する空調機と、前記空調機から送出される前記熱媒体の熱交換を行い、送出する前記媒体の温度である出口温度が、予め設定された設定温度となるように出力制御を行う空調熱源機と、前記空調機から送出される前記熱媒体を前記空調熱源機に圧送する一次ポンプと、前記空調熱源機から送出される前記熱媒体の前記出口温度を測定する出口温度センサと、前記空調熱源機から送出される前記熱媒体を前記空調機に対して圧送する二次ポンプと、制御サーバとを有する空調システムを制御する制御方法であり、前記制御サーバが、前記消費電力を指定された制御目標である目標消費電力に変更する際、前記出口温度と前記設定温度との差分温度が、制御目標の目標消費電力に対応する制御差分温度となる制御設定温度に、前記空調熱源機に記憶されている前記設定温度を書き換えて変更することを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空調熱源機自体を改造することなく、空調熱源機の出力する熱媒体の出口温度を制御する、空調熱源機に設定されている設定温度を変更することにより、空調熱源機の消費電力を所望の目標消費電力へ容易に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る空調システムの構成例を示すものである。
【図２】熱媒体の温度変化量と、この温度変化量の温度変化を得るための空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す熱源出力テーブルの図である。
【図３】空調熱源機１１１の消費電力と、空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す消費電力テーブルの図である。
【図４】本発明に係る空調熱源設備機器を利用できるスマートグリッドシステムの一例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る空調システムの構成例を示すものである。図１に示すように、本発明の実施形態に係る空調システムは、熱源側の熱媒体（例えば水：冷却水など）の搬送を受け持つ一次ポンプ１２１と、空調負荷側の熱媒体の搬送を受け持つ二次ポンプ１２５とからなるツーポンプシステムの構成とされている。
【００１３】
熱源側は、空調熱源機（例えば、冷凍機）１１１と、一次側往水管路１１２と、還ヘッダ１１７と、一次側還水管路１１８と、一次ポンプ１２１と、二次ポンプ１２５と、往ヘッダ１１３とを備えている。
空調負荷側は、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚと、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚ及び二次側還水管路１１６ａ、１１６ｂ、…、１１６ｚと、流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚとを備えている。空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚの各々には、それぞれ熱交換機（不図示）が設けられている。また、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚの各々には、それぞれインバータファン１２７ａ，１２７ｂ，…，１２７ｚが設けられている。
制御サーバ１３１は、空調熱源機１１１、一次ポンプ１２１、二次ポンプ１２５、流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚ及びインバータファン１２７ａ，１２７ｂ，…，１２７ｚの各々の制御を行う。一次ポンプ１２１及び二次ポンプ１２５の各々は、圧送する熱媒体流量が通常の場合、同様の量に設定されている。
【００１４】
空調熱源機１１１は、一次側往水管路１１２を介して、往ヘッダ１１３に接続されている。往ヘッダ１１３は、一次側往水管路１１２に接続される第１ヘッダ１２３と、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚに接続される第２ヘッダ１２４とから構成されている。第１ヘッダ１２３と第２ヘッダ１２４との間には、熱媒体を空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚへ圧送するための二次ポンプ１２５が設けられている。第２ヘッダ１２４は、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚの各々を介して、室内側に設けられた空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚのそれぞれに接続されている。
二次ポンプ１２５は、第１ヘッダ１２３から第２ヘッダ１２４に流れる熱媒体の流量を制御する。また、二次ポンプ１２５は、予め制御サーバ１３１から供給された制御値により一定の回転速度で稼働する。
【００１５】
空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚは、二次側還水管路１１６ａ、１１６ｂ、…、１１６ｚを介して、還ヘッダ１１７に接続されている。還ヘッダ１１７は、一次側還水管路１１８を介して、空調熱源機１１１と接続されている。
一次側還水管路１１８は、還ヘッダ１１７と空調熱源機１１１の流入口との間に設けられている。
【００１６】
一次ポンプ１２１は、一次側還水管路１１８に設けられており、還ヘッダ１１７から空調熱源機１１１の流入口に流れる熱媒体の流量を制御する。一次ポンプ１２１は、予め制御サーバ１３１から供給された制御値により一定の回転速度で稼働する。一次ポンプ１２１は、空調熱源機１１１と連動して動作する。
【００１７】
一次側往水管路１１２は、空調熱源機１１１の送出口と第１ヘッダ１２３の間に設けられている。一次側往水管路１１２は、空調熱源機１１１から第１ヘッダ１２３に対し、熱媒体が流れる経路である。
また、一次側往水管路１１２には、空調熱源機１１１の送出口の近傍に出口温度センサ（温度計）１２２が設けられている。
【００１８】
出口温度センサ１２２は、空調熱源機１１１により冷却されて送出される熱媒体の温度を測定する水温センサである。すなわち、出口温度センサ１２２は、空調熱源機１１１が一次側往水管路１１２に出力する熱媒体の温度である出口温度Ｔｍの測定を行う。
【００１９】
流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚの各々は、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚのそれぞれに設けられている。流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚの各々は、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚの各々に流れる熱媒体の流量を開閉状態により制御する。
往ヘッダ１１３の第１ヘッダ１２３と還ヘッダ１１７との間には、両者を流体である熱媒体が流通できるように連通させるバイパス管路１３０が設けられている。
【００２０】
本実施形態の空調システムにおいては、空調熱源機１１１によって生成された熱媒体は、二次ポンプ１２５により、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚそれぞれへ送られる。また、熱媒体は、流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚの各々により、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚそれぞれへ送られる流量が制御される。
そして、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚで熱交換された後、熱媒体は、還ヘッダ１１７を経て、再び空調熱源機１１１へ送られる。流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂ，…，１２６ｚの各々は、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚそれぞれにより、図示しない室温センサの測定する室温に対応してバルブの開度が制御される。
【００２１】
例えば、空調機１１５ａにおいて、設定温度に対して室温が高い場合、空調機１１５ａは流量調整バルブ１２６ａの開度を調整し、空調機１１５ａの熱交換機に供給される熱媒体の流量を増加させる制御を行う。同様に、空調機１１５ａの設定温度に対して室温が高い場合、空調機１１５ａはインバータファン１２７ａの回転数を制御し、熱交換機にて熱媒体と熱交換する空気の供給量を増加させる制御を行う。
また、他の空調機１１５ｂ、…、１１５ｚの各々も同様に、設定温度と室温とにより、流量調整バルブ１２６ｂ、…、１２６ｚと、インバータファン１２６ｂ、…、１２６ｚとの制御を行う。
【００２２】
空調熱源機１１１は、出口温度センサ１２２の測定する出口温度Ｔｍが予め設定された設定温度（Ｔｔｈ）となるように、一次ポンプ１２１により供給される熱媒体を冷却する。そして、空調熱源機１１１は、冷却により温度が低下した熱媒体を送出口から出力する。設定温度は、季節などの環境に対応させて、空調熱源機１１１に対して、制御サーバ１３１により予め設定されている。
【００２３】
二次ポンプ１２５の回転数が低下し、空調熱源機１１１から第１ヘッダ１２３へ供給される熱媒体の流量に比較し、第１ヘッダ１２３から第２ヘッダ１２４へ出力される熱媒体の流量が少ない場合、熱媒体の流れる経路は以下のようになる。
第１ヘッダ１２３から第２ヘッダ１２４へ送出されなかった熱媒体（往水：供給される冷却水）は、バイパス管路１３０を介して、第１ヘッダ１２３から還ヘッダ１１７に対して還流される。
【００２４】
すなわち、第１ヘッダ１２３において供給余剰となった熱媒体については、バイパス管路１３０を介して直接、還ヘッダ１１７へ戻され、ここで空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚからの還水（還流される熱媒体）と合流する。合流した後、各空調熱源機１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに、一次ポンプ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの各々により往ヘッダ１１３により搬送される。上記合流により、バイパス管路１３０からの熱媒体と、空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、１１５ｚからの熱媒体との温度が平均化されて低下する。バイパス管路１３０からの熱媒体は、熱交換されていないため、空調熱源機１１１から送出された温度のままである。このため、合流により、バイパス管路１３０からの熱媒体は、バイパス管路１３０からの熱媒体の温度を低下させる。
【００２５】
制御サーバ１３１は、すでに述べたように、空調システムにおける空調熱源機１１１、空調機１１５ａ、…、１１５ｚ、二次ポンプ１２５、流量調整バルブ１２６ａ、…、１２６ｚの制御を行っている。
制御サーバ１３１は、消費電力を低減させる制御指令を受けると、所定時間の間において空調熱源機１１１の消費電力を目標消費電力とする。空調熱源機１１１の消費電力が空調システムで最も大きいため、消費電力を低減する際の効果も大きい。制御指令は、低減する電力の値として要求低減電力が含まれている。また、制御指令は、直接に制御サーバ１３１に対して入力されても、あるいは接続されているネットワーク経由で入力されても、どちらでも良い。
【００２６】
制御サーバ１３１は、空調システムの消費電力を低減させる制御指令を受けると、制御指令から要求低減電力を抽出する。制御サーバ１３１は、現在の空調熱源機１１１の消費電力から要求低減電力を減算し、空調熱源機１１１の目標消費電力を算出する。
制御サーバ１３１は、この目標消費電力となるように、空調熱源機１１１の運転を制御する（後述）。
【００２７】
図２は、熱媒体の温度変化量と、この温度変化量の温度変化を得るための空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す熱源出力テーブルの図である。熱源出力は、空調熱源機１１１の最大出力に対する、熱媒体の温度を変化させるために必要な出力の割合を示す。図２には、空調熱源機１１１における熱媒体の温度変化量に対応した熱源出力が示されている。本実施形態における温度変化量は、空調熱源機１１１から送出される熱媒体の温度と、空調熱源機１１１に設定されている設定温度との差分温度である。空調熱源機１１１から送出される熱媒体の温度は、出口温度センサ１２２が測定した出口温度Ｔｍである。ここで熱源機の出力は、以下の式で求められる数値である。
熱源機の出力＝α×ΔＴ
ΔＴは、出口温度Ｔｍから設定温度を減算した差分温度である。
【００２８】
設定温度は、空調熱源機１１１に設定されている、空調熱源機１１１から送出される熱媒体の制御目標の温度である。また、設定温度は、制御サーバ１３１により空調熱源機１１１に対して設定される。空調熱源機１１１は、熱媒体の出口温度Ｔｍが設定温度となるように、熱媒体を冷却する。上述したように、熱源出力は、空調熱源機１１１が熱媒体を温度Ａから温度Ｂに冷却する際、温度Ａから温度Ｂを減算した差分温度の冷却に必要な出力がである。
また、図２に示す熱源出力テーブルではなく、熱媒体の温度変化量と、この温度変化量の温度変化を得るための空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す関係式を用いても良い。
【００２９】
図３は、空調熱源機１１１の消費電力と、空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す消費電力テーブルの図である。図３の消費電力と熱源出力との対応関係は、所定の環境条件毎に設定される。例えば、空調熱源機１１１の効率が環境条件毎に異なるため、季節毎に外気温や湿度などに対応して設定される。この図３からは、熱源出力が増加するに従い、消費電力も増加している。
したがって、空調熱源機１１１の消費電力を低下させる場合、出口温度Ｔｍと設定温度との差分温度を小さくすることが必要であることが分かる。
【００３０】
制御サーバ１３１は、空調システムの消費電力を低減させる制御指令を受けると、所定時間の間において空調熱源機１１１の消費電力を目標消費電力とする制御を行う。
本実施形態においては、制御サーバ１３１は、上記差分温度を小さくするため、空調熱源機１１１の設定温度を書き換える処理を行う。
制御サーバ１３１は、図２の熱源出力テーブル及び図３の消費電力テーブルが記憶された内部記憶部（不図示）を有している。
また、図３に示す消費電力テーブルではなく、空調熱源機１１１の消費電力と、空調熱源機１１１の熱源出力との対応関係を示す関係式を用いても良い。
【００３１】
図１に戻り、制御サーバ１３１は、内部記憶部の消費電力テーブルを参照し、目標消費電力に対応する熱源出力を読み出す。また、制御サーバ１３１は、内部記憶部の消費電力テーブルから読み出した熱源出力に対応する差分温度を、内部記憶部の熱源出力テーブルから読み出す。そして、制御サーバ１３１は、内部記憶部の消費電力テーブルから読み出した差分温度を制御差分温度とする。制御サーバ１３１は、出口温度センサ１２２から、出口温度センサ１２２の測定する出口温度Ｔｍを読み込む。そして、制御サーバ１３１は、読み込んだ出口温度Ｔｍから制御差分温度を減算し、減算結果を制御設定温度とする。
【００３２】
制御サーバ１３１は、空調熱源機１１１に設定されている設定温度を、制御設定温度に書き換える。これにより、熱媒体の温度を出口温度Ｔｍを設定温度（制御設定温度）に冷却する際、空調熱源機１１１が消費する消費電力を目標消費電力とすることができる。
制御サーバ１３１は、デマンド時間における所定の期間のみ、上述した制御設定温度に空調熱源機１１１の設定温度を書き換えておく。所定の期間は、例えばデマンド時間の３０分のうち１０分間である。制御サーバ１３１は、上記所定の期間が経過した後、再度、空調熱源機１１１の設定温度を、制御設定温度から、この制御設定温度に書き換える前に設定されていた温度に書き換える。
【００３３】
上述した構成により、本実施形態は、制御サーバ１３１により、熱源空調機１１１の送出する熱媒体の出口温度Ｔｍの制御目標である設定温度を、目標消費電力に対応する制御設定温度に書き換える。
これにより、本実施形態によれば、空調熱源機１１１における熱媒体の温度変化量、すなわち差分温度を小さくすることができ、空調熱原機１１１の制御インターフェースの改造を行うことなく、制御サーバ１３１の制御のみにより、熱源空調機１１１の消費電力を目標消費電力に容易に低下させることができる。これにより、本実施形態によれば、デマンド時間内における空調システムの消費電力を任意に制御することができる。
【００３４】
＜スマートグリッドシステム＞
図４は、本発明に係る空調熱源設備機器を利用できるスマートグリッドシステムの一例を示す概略ブロック図である。図４に示す通り、このスマートグリッドシステムは、運転管理装置１と、空調熱源設備機器３と、作業設備機器４と、電源機器６と、電源出力制御装置７と負荷電力制御装置８（図１における制御サーバ１３１に対応する）とを備える。
【００３５】
このスマートグリッドシステムは、負荷装置として、例えば、空調熱源設備機器３と作業設備機器４を含む。なお、空調熱源設備機器３は熱源を備えているため、作業設備機器４に比べて消費電力の変動が大きく、天気や室内の利用環境に応じてその消費電力が変動しやすい。
【００３６】
空調熱源設備機器３（図１における空調熱源設備１０１に対応する）は、空調熱源機３１（空調熱源機１１１に対応する）と、外調機３２と、空調機３３（空調機１１５ａ、１１５ｂ、…、空調機１１５ｚに対応する）と、熱循環機構３４と、パッケージ空調機３５とを含む。この空調熱源設備機器３のうち、空調熱源機３１と、外調機３２と、空調機３３は、熱循環機構３４を介して循環する熱媒体（例えば水）の温度を調整して、例えば各部屋に設置された空調機３３を介して室内の温度を調整する設備機器である。この空調熱源設備機器３は、熱循環機構３４を利用して、負荷装置が必要とする熱量を、外調機３２や空調機３３に提供する。
【００３７】
この熱循環機構３４は、例えば、各部屋に張り巡らされ、空調熱源機３１によって与えられた熱量を保持する熱媒体（液体や気体）を充填したパイプ３４１（図１における一次側往水管路１１２及び一次側還水管路１１８と、二次側往水管路１１４ａ、１１４ｂ、…、１１４ｚ及び二次側還水管路１１６ａ、１１６ｂ…、１１６ｚ等を含むと）と、この熱媒体を循環させるポンプ３４２（図１における一次ポンプ１２１及び二次ポンプ１２５を含むと）と、熱量を保持する熱媒体を蓄える蓄熱槽３４３を含む。
【００３８】
空調熱源機３１は、例えばヒートポンプである空調熱源機やジェネリンク等を含み、パイプ３４１に充填された熱媒体の温度を上げる加熱処理、及び、熱媒体の温度を下げる冷却処理を行う。
【００３９】
外調機３２は、外気を取り込み、室内温度にあわせてある程度、外気温度を調整する。空調機３３は、空調熱源機３１により加熱処理あるいは冷却処理された熱媒体の温度を利用して、外調機３２が取り込んだ外気を室内温度に合わせて調整する。パッケージ空調機３５は、空調熱源機３１により加熱・冷却処理された熱媒体の温度を利用せずに、外調機３２が取り込んだ外気を室内温度に合わせて調整する。
【００４０】
作業設備機器４は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）４１と、照明機器４２と、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器４３とを含む。これらＰＣ４１、照明機器４２、ＯＡ機器４３は、オフィス等のビル内に多く設置されている作業設備機器であって、本発明に係る作業設備機器４の一例である。
【００４１】
また、このスマートグリッドシステムは、これら負荷装置に電力を供給する電源機器６として、第１発電機６１と、第２発電機６２と、蓄電池６３と、買電電源６４を含む。
【００４２】
第１発電機６１は、風力エネルギーや太陽光エネルギー等を利用して自家発電により電力を発電する。この第１発電機６１の発電エネルギーは天候によって左右されるため、その出力電力は一定ではない。第２発電機６２は、例えばガスエンジン発電機やガスタービン発電機等の発電機である。この第２発電機６２は、天候によって左右される発電エネルギーを使用していないため、出力電力を調整することができる。蓄電池６３は、第１発電機６１及び第２発電機６２によって発電された発電電力、及び買電電源６４から出力される買電電力を蓄電する。買電電源６４は、例えば、使用者が電力会社から購入する電力（買電電力）を出力する。
【００４３】
なお、この電力会社からの買電については、使用者に応じて契約電力Ｃ［ｋＷ］が決まっており、使用した予め決められた一定時間（デマンド時限）あたりの平均電力が契約電力Ｃを超えた場合、予め契約電力Ｃに応じて決められている支払料金に違約金等の追加料金が課せられる。ここでは、契約電力のことを、以下、デマンド目標値Ｃということもある。以下、予め決められた一定時間当たりとはデマンド時限に相当し、任意に決められる一定の時間であって、例えば３０分である。
【００４４】
運転管理装置１は、空調熱源運転計画と電源設備運転計画について管理する。この空調熱源運転計画とは、空調熱源に相当する負荷装置が必要とする熱負荷をデマンド時限毎に割り振り、この割り振りを時刻毎に示す計画である。空調熱源運転計画は、例えば、予測日において予め決められている設定温度に温度調整するために予想される熱量を供給するため、一日の各時間帯において予測される空調熱源に相当する負荷装置が消費する放熱量と蓄熱槽に蓄熱される蓄熱量を示す。
【００４５】
電源設備運転計画とは、全ての負荷装置に供給する電力源（発電電力と買電電力）の割り振りを時刻毎に示す計画である。この電源設備運転計画は、電源機器６から給電されることが予想される電力負荷予測値を、電源機器６に含まれる各電源出力（第１発電機６１と、第２発電機６２と、蓄電池６３と、買電電源６４）毎の運転のスケジュールにより示すものである。例えば、電源設備運転計画は、一日の各時間帯において予測される供給電力を給電するため、電源機器６が、予め決められた一定時間（デマンド時限）毎に運転するための電力を示す。
【００４６】
運転管理装置１は、予め、空調熱源設備機器３、作業設備機器４及び電源機器６の最適運転制御を行うために各種情報を入力し、その情報を基に空調熱負荷予測処理と発電出力予測処理を行う。この空調熱負荷予測処理では、予め決められている設定温度に温度調整するために必要と予測される熱量（空調熱負荷）を算出する処理を行う。発電出力予測処理は、第１発電機６１が発電すると予測される電力を算出する処理を行う。
【００４７】
運転管理装置１は、空調熱負荷予測処理と発電出力予測処理の結果に基づき、運転計画作成処理を行う。この運転計画作成部は、これらの予想結果に基づき、予測される空調熱負荷に応じて空調熱源運転計画の作成を行うとともに、予測される空調熱負荷に応じて、買電電源６４からの買電電力が任意の目標値（例えば最小値）となる電源機器６の各電源（第１発電機６１と、第２発電機６２と、蓄電池６３と、買電電源６４）の電力負荷を示す電源設備運転計画を作成する。
【００４８】
この運転管理装置１の基本処理は、各種情報を収集して空調熱負荷予測処理と発電出力予測処理を行う処理行程１と、その結果に基づいて空調熱源運転計画と電源設備運転計画を作成するための運転計画作成処理を行う処理行程２と、の２つの処理工程である。運転管理装置１は、この２つの処理工程に加え、計画ＤＲを実行する処理と、リアルタイムＤＲを実行する処理を、場合に応じて行う。
【００４９】
電源出力制御装置７は、運転管理装置１による運転計画、計画ＤＲ、リアルタイムＤＲ処理に基づき、電源機器６から負荷装置である空調熱源設備機器３と作業設備機器４に対して電力を供給する電力源（第１発電機６１、第２発電機６２、蓄電池６３、買電電源６４）を指定するとともに、この電力源が出力する電力とそのタイミングとを制御する。具体的にいうと、この電源出力制御装置７は、電力源のうち第１発電機６１、第２発電機６２及び蓄電池６３が出力する電力を制御する。なお、買電電源６４が出力する電力は、負荷装置（空調熱源設備機器３及び作業設備機器４）のデマンドに対して、第１発電機６１、第２発電機６２及び蓄電池６３が出力する電力では不足する電力である。
【００５０】
負荷電力制御装置８は、運転管理装置１による運転計画、計画ＤＲ、リアルタイムＤＲ処理に基づき、空調熱源設備機器３及び作業設備機器４の運転を制御する。
【００５１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１１１…空調熱源機
１１２…一次側往水管路
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｚ…二次側往水管路
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｚ…空調機
１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｚ…二次側還水管路
１１７…還ヘッダ
１１８…一次側還水管路
１２１…一次ポンプ
１２２…出口温度センサ
１２３…第１ヘッダ
１２４…第２ヘッダ
１２５…二次ポンプ
１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｚ…流量調整バルブ
１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｚ…インバータファン
１３０…バイパス管路
１３１…制御サーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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