(57)【要約】  空調冷凍複合設備は、空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、空気調和装置及び冷凍装置の動作を制御する運転制御装置とを有する。運転制御装置は、空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、運転監視部において検出された空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、ピーク予測部において予測されたピーク時間に空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転を行うこと、ピーク時間の前に冷凍機器の冷やし込み運転を行うこと、冷凍機器の霜取運転をピーク時間の前後にずらして行うことの３つの運転制御のうちいずれかを実行する動作制御部とを備える。
2016046991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、前記空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、
冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、前記冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、
前記空気調和装置及び前記冷凍装置の動作を制御する運転制御装置と
を有し、
前記運転制御装置は、
前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、
前記運転監視部において検出された前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、
前記ピーク予測部において予測された前記ピーク時間に前記空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転を行うこと、前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行うこと、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の前後にずらして行うことの３つの運転制御のうちいずれかを実行する動作制御部と
を備えた空調冷凍複合設備。
【請求項２】
前記動作制御部は、前記空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の前後にずらして行うこと、前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行うことの優先順位で制御するものである請求項１に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項３】
前記動作制御部は、前記ピーク時間に前記空調用圧縮機の運転周波数を下げた場合であって空調空間の室温が設定温度より高くなったとき、前記空調用圧縮機の運転周波数を上げて、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の後に行うように制御するものである請求項１又は２に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項４】
前記動作制御部は、前記霜取運転を前記ピーク時間よりも後に実行し、前記冷やし込み運転を前記ピーク時間の前に実行するように制御するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項５】
前記動作制御部は、前記ピーク時間に前記空調用圧縮機の周波数を下げているときに、前記冷凍機器の庫内温度が設定庫内温度以上になったとき、前記空調用圧縮機の運転周波数をさらに下げて前記冷凍用圧縮機の運転周波数を上げるように制御するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項６】
前記ピーク予測部は、前日の前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量とから当日の前記ピーク時間を予測するものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項７】
前記空気調和装置及び前記冷凍装置の使用電力量を計測する電力量計をさらに備え、
前記運転監視部は、前記電力量計において計測された運転状態から前記空気調和装置及び前記冷凍装置の使用電力量を取得するものである請求項１〜６のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項８】
前記運転監視部は、前記空気調和装置及び前記冷凍装置の運転状態から使用電力量を取得するものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置と冷凍装置とを連携して制御し、使用電力量の制御を行う空調冷凍複合設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調機器と冷凍機器とが併設された空調冷凍複合設備が知られており、空調冷凍複合設備は食品工場もしくはスーパーマーケット等に設置される。空調冷凍複合設備において、空調機器と冷凍機器とが伝送線で接続されており、互いの使用電力量や使用電流量等の電気負荷量が検出され、それぞれの電気負荷量の全体の使用電力が目標とした電力（契約電力）を超えないように、空調機器と冷凍機器とを制御することが提案されている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１において、例えば空気調和装置における室温と設定温度との差温、もしくは冷凍機システムにおける庫内温度と設定温度との差温に基づいて、制御装置がいずれか一方の圧縮機の運転周波数を下げる制御を行うことが開示されている。これにより、被冷却空間内の物品に悪影響を与えること及び被空調空間内の人間に不快感を与えることを極力防止しつつ、空気調和装置と冷凍機システムの合計使用電力のピーク値を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０４６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の空調冷凍複合設備は、被空調空間の温度に依存する空気調和装置の運転状況と、庫内温度に依存する冷凍装置の運転状況とに応じて、使用電力量が契約電力量以上にならないように制御している。しかしながら、空気調和装置及び冷凍装置は、被空調空間もしくは庫内の冷却等の他に例えば霜取運転等の電力を消費する運転が行われる。このため、霜取運転のような瞬間的に使用する電力が多い運転を行ったとしても、所定の電力量を超えないようにすることが望まれている。【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、瞬間的に使用する電力が多い運転内容を行った場合でも契約電力量を超過するのを防止することができる空調冷凍複合設備を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空調冷凍複合設備は、空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、空気調和装置及び冷凍装置の動作を制御する運転制御装置とを有し、運転制御装置は、空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、運転監視部において検出された空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、ピーク予測部において予測されたピーク時間に空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転を行うこと、ピーク時間の前に冷凍機器の冷やし込み運転を行うこと、冷凍機器の霜取運転をピーク時間の前後にずらして行うことの３つの運転制御のうちいずれかを実行する動作制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空調冷凍複合設備によれば、ピーク時間に空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転を行うこと、ピーク時間の前に冷凍機器の冷やし込み運転を行うこと、冷凍機器の霜取運転をピーク時間の前後にずらして行うことの３つの運転制御のうちいずれかが実行されることにより、瞬間的に使用する電力が多い運転内容の動作時刻の重なりを抑制して契約電力量を超過するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る空調冷凍複合設備の一例を示すブロック図である。
【図２】空気調和装置と冷凍装置とが敷設されている施設における従来の電力量の推移を示したグラフである。
【図３】図１の空調冷凍複合設備における運転制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】図１の空調用圧縮機の運転周波数の時間推移を示すグラフである。
【図５】図１の冷凍空調用室外機における圧縮機の運転周波数の時間推移を示すグラフである。
【図６】図１の冷凍装置の霜取運転の時間推移を示すグラフである。
【図７】空調用圧縮機の運転周波数の状態と、冷凍装置の霜取運転と、冷凍用圧縮機の運転周波数を示すグラフである。
【図８】図１の冷凍機器が冷却を行う冷却空間の非冷却時の時間と温度上昇の関係を表したグラフである。
【図９】図３の動作制御部によりピーク時間の前に冷し込み運転が行われる様子を示すグラフである。
【図１０】図３の動作制御部において霜取運転の時間をシフトさせた様子を示すグラフである。
【図１１】ピーク時間に空調用圧縮機の運転周波数を制限している様子を示すグラフである。
【図１２】冷凍機器の冷し込み運転、霜取運転の時間のシフト制御、空気調和装置の能力セーブ運転のうち、いずれか１つ以上を実行した場合の使用電力量を示すグラフである。
【図１３】冷凍機器の冷し込み運転、霜取運転の時間のシフト制御、空気調和装置の能力セーブ運転のうち、いずれか１つ以上を複数の日にわたって実行した場合の使用電力量を示すグラフである。
【図１４】図１の空調冷凍複合設備の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態．
以下、本発明の空調冷凍複合設備の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る空調冷凍複合設備を示す模式図である。図１の空調冷凍複合設備１は、例えば食品工場等の空気調和装置１０と冷凍装置２０とが併設される施設へ敷設されるシステムであって、空気調和装置１０、冷凍装置２０、運転制御装置３０を有している。図１において、空調冷凍複合設備１は、１台の空気調和装置１０と１台の冷凍装置２０とを有する場合について例示しているが、２台以上の空気調和装置１０又は２台以上の冷凍装置２０を有していてもよい。
【００１１】
空気調和装置１０は、空調空間の空気調和を行うものであって、空調用室外機１１と複数の室内機１２Ａ〜１２Ｄとを有している。空調用室外機１１と室内機１２Ａ〜１２Ｄとは冷媒配管１３により接続された冷媒回路を構成しており、冷媒が冷媒回路を循環することにより、空調空間の空気を加熱または冷却して空気調和を行う。なお、図１の空気調和装置１０は、１台の空調用室外機１１と４台の室内機１２Ａ〜１２Ｄとを有する場合について例示しているが、台数は限定されず、例えば２台以上の空調用室外機１１を有してもよいし、１台以上の室内機１２Ａを備えたものであればよい。
【００１２】
冷凍装置２０は、被冷却物を周囲より低い温度に冷却又は冷凍するための低温設備であって、冷凍用室外機２１と冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄとを有している。冷凍用室外機２１と冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄとは冷媒配管２３により接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成している。各冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄは、被冷却空間の空気を冷却することにより、食品等の被冷却物の冷却が行われる。なお、図１の冷凍装置２０は、１台の冷凍用室外機２１と４台の冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄとを有する場合について例示しているが、台数は限定されず、例えば２台以上の冷凍用室外機２１を有してもよいし、１台以上の冷凍機器２２Ａを備えたものであればよい。
【００１３】
運転制御装置３０は、空調用室外機１１、複数の室内機１２Ａ〜１２Ｄ、冷凍用室外機２１及び複数の冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの運転を制御するものである。この際、運転制御装置３０は、空調用室外機１１の空調用圧縮機１１ａ及び冷凍用室外機２１の冷凍用圧縮機２１ａの運転周波数を増減もしくは停止等の運転状態を制御する。さらに、運転制御装置３０は、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの霜取を目的として各冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの霜取運転の動作を制御する。霜取運転は、一般的にヒーターなどによる加熱を行い霜を溶かす運転である。
【００１４】
空気調和装置１０及び冷凍装置２０による使用電力量は、電力量計２により計測されており、運転制御装置３０は、電力量計２において計測された空調冷凍複合設備１全体の使用電力量を取得する。なお、電力量計２は、冷凍用室外機２１、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ、空調用室外機１１及び室内機１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの機器で消費した電力量を個別に計測する機能を有しており、運転制御装置３０は構成機器毎の使用電力量を取得するようにしてもよい。
【００１５】
ここで、図２は空気調和装置と冷凍装置とが敷設されている施設における使用電力量の時間推移を示すグラフである。図２において、空気調和装置１０の使用電力量ＡＥＣと、冷凍装置２０の使用電力量ＣＥＣと、使用電力量ＡＥＣ及び使用電力量ＣＥＣの合計の電力使用量ＴＥＣとの時間推移が示されている。上述のような施設は通常、電力会社と使用電力について契約を締結しており、最大需要電力に基づいて基本料金が算出されるため、最大需要電力を抑えることが必要である。例えば図２において、契約電力が電力量換算で４００ｋＷｈである場合、１０時〜１１時と１２時〜１６時において、空気調和装置１０と冷凍装置２０とが同時に使用電力量のピークを迎え、単純にそれぞれの使用電力量が加算され、契約電力量４００ｋＷｈを超えてしまう。
【００１６】
そこで、運転制御装置３０は、空気調和装置１０及び冷凍装置２０の過去の使用電力量から合計の使用電力量が所定の設定電力値よりも大きくなる時間帯であるピーク時間を予測し、予測したピーク時間の使用電力を抑制するように、空気調和装置１０と冷凍装置２０を連動して運転を制御する機能を有している。図３は図１の空調冷凍複合設備における運転制御装置の一例を示すブロック図である。図３において、運転制御装置３０は、運転監視部３１、ピーク予測部３２、動作制御部３３を備えている。
【００１７】
また、運転監視部３１は、空気調和装置１０及び冷凍装置２０の運転状況を監視するものであり、監視した監視データを記憶部３１ａに記憶するようになっている。また、運転監視部３１は、空気調和装置１０の使用電力量と冷凍装置２０の使用電力量とを取得する機能を有している。具体的には、運転監視部３１は、例えば図２に示すような電力量計２において計測された空気調和装置１０及び冷凍装置２０の使用電力量を取得する。
【００１８】
あるいは、運転監視部３１は、空気調和装置１０及び冷凍装置２０の運転状態から使用電力量を取得してもよい。例えば空調用室外機１１、室内機１２Ａ〜１２Ｄ、冷凍用室外機２１、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの運転時間、室温／庫内温度と設定温度との差、圧縮機周波数、霜取運転の情報（予め設定された霜取運転の消費電力、霜取運転の実施時間など）の情報から冷凍用室外機２１、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ、空調用室外機１１及び室内機１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの機器で消費した使用電力量を算出する。
【００１９】
運転監視部３１は、空気調和装置１０及び冷凍装置２０の各機器の運転状況を監視しており、監視データとして記憶部３１ａに記憶している。図４は図１の空調用圧縮機の運転周波数の時間推移を示すグラフである。図４に示すように、空調用圧縮機１１ａの運転周波数ｆ１０は空調空間の空調負荷に応じて変動する。図５は図１の冷凍空調用室外機における圧縮機の運転周波数の時間推移を示すグラフである。図５に示すように、冷凍用圧縮機２１ａの運転周波数ｆ２０は庫内の負荷に応じて変動する。
【００２０】
図６は図１の冷凍装置の霜取運転の時間推移を示すグラフである。冷却空間の湿度にもよるが、冷凍装置２０はファンの周辺に霜が付くことが一般的である。霜が付着すると冷却効率の低下が起きるため、定期的に霜取を行う必要がある。通常、霜取運転は、熱コイルを用いて行われており、ヒーターなどによる加熱が定期的に期間ＤＤだけ行われて霜を溶かすものであり、ヒーターなどにおいて多くの電力が消費される運転である。
【００２１】
一般的に、空気調和装置１０の使用電力量は、空調用室外機１１における圧縮機の運転周波数が支配的である。また、冷凍装置２０の使用電力量は、冷凍用室外機２１の圧縮機の運転周波数及び霜取運転が支配的である。そこで、運転監視部３１は、空調用室外機１１における圧縮機の運転周波数と、冷凍装置２０における冷凍用室外機２１の圧縮機の運転周波数と、冷凍装置２０の霜取運転の状態とからシステム全体の使用電力量を時間毎に算出し取得する。
【００２２】
ピーク予測部３２は、運転監視部３１において取得された空気調和装置１０の使用電力量と冷凍装置２０の使用電力量との合計が設定電力値Ｐｒｅｆ以上になるピーク時間を予測するものである。この際、ピーク予測部３２は、電力量計２において計測された使用電力量を用いてもよいし、運転監視部３１において算出された使用電力量を用いてもよい。設定電力値は、例えば契約電力よりも小さい値であり、ユーザーが任意に設定してもよいし、一律に契約電力から所定割合引いた値に設定してもよい。例えば契約電力が５００ｋＷｈである場合、設定電力値が契約電力の９割である４００ｋＷｈに設定される。そして、ピーク予測部３２は、空気調和装置１０と冷凍装置２０との使用電力量を合わせたシステム全体の使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆより大きく契約電力より小さくなっている時間をピーク時間として予測する。
【００２３】
ピーク予測部３２は、前日のシステム全体の使用電力量ピーク電力に達するピーク時間を予測する。具体的には、ピーク予測部３２は、前日の空気調和装置１０と冷凍装置２０との使用電力量を合算し、システム全体の消費電力が設定電力値Ｐｒｅｆより大きく契約電力より小さくなっている時間をピーク時間として予測する。図７は、空調用圧縮機の運転周波数ｆ１０と、冷凍装置の霜取運転の期間ＤＤと、冷凍用圧縮機の運転周波数ｆ２０を示すグラフである。特に、図７に示すような運転状態である場合、ピーク予測部３２は、３つの運転制御が重複する期間が設定電力値Ｐｒｅｆより大きくなるピーク時間ＰＤとして予測する。あるいは、前日のシステム全体の使用電力量が図２に示すように推移している場合、ピーク予測部３２は、設定電力値（例えば４００ｋＷｈ）以上である１０時〜１１時と１２時〜１６時とを当日のピーク時間として予測する。
【００２４】
なお、ピーク予測部３２は、前日の使用電力量もしくは運転状態を用いて当日のピーク時間を予測する構成について例示しているが、直近の過去の１日以上（例えば１週間）の過去データの時間毎の平均値、又は時間毎の平均値などを用いてピーク時間を予測するようにしてもよい。
【００２５】
図３の動作制御部３３は、ピーク予測部３２において予測されたピーク時間において、冷凍装置２０の霜取運転、冷凍装置２０の冷やし込み運転、もしくは空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる運転の３つの運転制御のうちいずれかを実行する。この際、動作制御部３３は、空気調和装置１０及び冷凍装置２０の合計の使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆよりも小さくなるように空気調和装置１０及び冷凍装置２０を制御し、システム全体の使用電力量が契約電力を超えないようにする。以下に、冷凍装置２０の霜取運転、冷凍装置２０の冷やし込み運転、もしくは空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる運転について詳細に説明する。
【００２６】
はじめに、冷やし込み運転は、ピーク時間中に冷却を行わなくても冷却空間の温度が上限温度以下に維持されるように、ピーク時間の前に通常の目標温度よりも低い温度まで冷却空間を冷却する運転を意味する。図８は、図１の冷凍機器が冷却を行う冷却空間の非冷却時の時間と温度上昇の関係を表したグラフである。なお、図８において、Ｔ０は冷やし込み運転時の目標温度を示し、Ｔ１は通常運転時の冷却空間の目標温度を示し、Ｔ２は冷却対象物の品質を確保するために許容される上限温度を示す。冷し込み運転において、動作制御部３３は、例えば冷やし込み運転時の目標温度Ｔ０＝通常時の設定温度Ｔ１−５℃に設定した冷房運転を行うように冷凍装置２０を制御する。そして、冷やし込み運転が停止した後、冷却空間内の温度はゆっくりと増加していき、到達時間ｔ（例えば１５分）で上述の上限温度Ｔ２に達する。
【００２７】
図９は、図３の動作制御部によりピーク時間の前に冷し込み運転が行われる様子を示すグラフである。図９に示すように、動作制御部３３は、予測されるピーク時間になる前の冷却期間ＣＰにおいて、冷凍用圧縮機２１ａの運転周波数ｆ２０を制御し、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ内の冷却空間の温度が冷やし込み運転時の目標温度Ｔ０になるまで冷却空間を冷却する。そして、動作制御部３３は、目標温度Ｔ０になったときに冷やし込み運転が停止するように冷凍装置２０を制御する。なお、動作制御部３３は、ピーク時間の経過後に上限温度Ｔ２に達すると、通常の冷却運転を再開するように冷凍装置２０を制御する。
【００２８】
このとき、霜取運転の運転時間が到達時間ｔよりも長くなるように、冷やし込み運転時の目標温度Ｔ０が設定されてもよい。例えば霜取運転の運転時間が１０分の場合には冷やし込み運転時の目標温度Ｔ０は到達時間ｔ＞１０分になるように設定される。そして、霜取運転前に冷やし込み運転を行なうことにより、霜取運転中に冷やし込み運転が行われることを防止することができる。
【００２９】
次に、霜取運転の時間のシフトについて説明する。図１０は図３の動作制御部において霜取運転の期間ＤＤをシフトさせた様子を示すグラフである。図１０に示すように、動作制御部３３は、霜取運転の期間ＤＤがピーク時間に重なると判断した場合、霜取運転を行う期間ＤＤをピーク時間の前後にシフトし、ピーク時間に霜取運転の期間ＤＤが重ならないように制御を行う。この際、動作制御部３３は、シフトさせた先が空調用圧縮機１１ａ及び冷凍用圧縮機２１ａの運転周波数のピークと重複しないようにシフトさせる時刻を導出し、霜取運転が行われるように制御する。
【００３０】
特に、動作制御部３３は、冷やし込み運転がピーク時間より前に実行され、霜取運転がピーク時間より後に実行されるように制御する。これにより、ピーク時間に冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの庫内温度が上限温度Ｔ２を上回る可能性を抑制しつつ、ピーク時間の前後の電力消費量を分散させて、契約電力を上回る可能性を抑制することができる。
【００３１】
次に、空調用圧縮機の運転周波数を制限する制御について説明する。図１１はピーク時間に空調用圧縮機の運転周波数を制限している様子を示すグラフである。図１１に示すように、動作制御部３３は、ピーク時間において空調用圧縮機１１ａに対して運転周波数の制限（能力セーブ）を実行する。この際、動作制御部３３は、例えば前日の空調用圧縮機１１ａの運転周波数から所定の割合（たとえば３０％）だけ下げて運転を行うように制御する。これにより、システム全体の使用電力が抑制される。
【００３２】
図１２は冷凍機器の冷し込み運転、霜取運転の時間のシフト制御、空気調和装置の能力セーブ運転のうち、いずれか１つ以上を実行した場合の使用電力量を示すグラフである。図３の動作制御部３３は、ピーク予測部３２において予測されたピーク時間において、冷凍装置２０の霜取運転、冷凍装置２０の冷やし込み運転、もしくは空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる運転の３つの運転制御のうちいずれかを実行する。すると、図１２に示すように、電力使用量のピーク時間に、ピーク時間においても使用電力量のピーク値を抑制することができる。
【００３３】
なお、図１２に示すシステム全体の電力使用量は設定電力値を超えた期間が存在する。動作制御部３３は、翌日の運転制御を行う際に、図１２に示す電力量取得結果を元に、再度前述の３種類の制御を行う。このように、動作制御部３３は、１日の低温電力量と空調電力量の合計が設定電力値を超えなくなるまで、毎日３種類の制御を実行する。図１３は冷凍機器の冷し込み運転、霜取運転の時間のシフト制御、空気調和装置の能力セーブ運転のうち、いずれか１つ以上を複数の日にわたって実行した場合の使用電力量を示すグラフである。上述した３つの運転制御を複数回繰り返し行うことにより、図１３に示すように、システム全体の使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆ以内に収まるようになる。
【００３４】
なお、図９〜図１１において、動作制御部３３は、上述した３つの運転制御のうちいずれか１つを実行した場合について例示しているが、２つもしくは３つすべての運転制御を実行するようにしてもよい。また、動作制御部３３は、上述した３つの運転制御のうち、空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる、霜取運転、冷やし込み運転の優先順序で制御を行うことが望ましい。さらに、動作制御部３３は、優先順位を付ける場合に限らず、冷し込み運転を行う、霜取運転をシフトさせる、もしくは空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げるかは、ユーザーが任意に設定してもよい。
【００３５】
さらに、動作制御部３３は、ピーク時間において、空調用圧縮機１１ａの周波数を下げた場合であって室温が室温設定温度より高くなったとき、空調用室外機１１の圧縮機の運転周波数を上げて、冷凍装置２０の霜取運転をピーク時間の後に行うように制御してもよい。これにより、空調空間に居る人々の不快感を極力抑えながら、ピーク時間における瞬間的な使用電力量の上昇を抑制することができる。
【００３６】
また、動作制御部３３は、霜取運転及び冷やし込み運転の双方をピーク時間より前にシフトさせる場合、霜取運転を冷やし込み運転よりも前に実行させ、霜取りを行なった後に冷やし込み運転を行なうようにしてもよい。これにより、霜取りが行われた後に冷却空間の冷却が行われるため、効率良く冷やし込み運転を行なうことができる。
【００３７】
さらに、冷凍装置２０は、被冷却物の冷却を行う庫内の温度を検知する庫内温度検知部を備え、動作制御部３３は、ピーク時間において、空調用圧縮機１１ａの周波数を下げているときに、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの庫内温度が設定庫内温度以上になったとき、空調用室外機１１の圧縮機の周波数をさらに下げて、冷凍用室外機２１の圧縮機の周波数を上げるように制御するようにしてもよい。これにより、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの庫内に保管されている被冷却物の品質の劣化を防止することができる。
【００３８】
図１４は、図１の空調冷凍複合設備の動作例を示すフローチャートであり、図１〜図１４を参照して空調冷凍複合設備１の動作例について説明する。まず、使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆよりも大きいか否かが判断される（ステップＳＴ１）。使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆより大きい場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、運転監視部３１及びピーク予測部３２において過去の運転状態の分析が行われ（ステップＳＴ２）、システム全体の使用電力量のピーク時間が予測される（ステップＳＴ３）。その後、動作制御部３３において、ピーク時間に基づいて、冷し込み制御（ステップＳＴ４ａ）、霜取運転の時間シフト（ステップＳＴ４ｂ）、空気調和装置１０の能力セーブ（ステップＳＴ４ｃ）のうち、いずれか１つ以上の運転制御を行う。すると、システム全体の使用電力量が契約電力を超えるのを防止することができる。
【００３９】
その後、運転監視部３１は、当日の使用電力量を記憶部３１ａに記憶して翌日の運転制御を行うデータとして利用する（ステップＳＴ５）。そして、翌日において使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆ以下である場合、運転監視部３１は最適な運転制御状態であると判断して、前日の制御内容を継続する（ステップＳＴ６）。一方、翌日においても使用電力量が設定電力値Ｐｒｅｆより大きい場合、再び運転状態の分析（ステップＳＴ２）及びピーク時間の予測を行い（ステップＳＴ２、ＳＴ３）、３つの運転制御のいずれか１つが行われる（ステップＳＴ４ａ〜ＳＴ４ｃ）。
【００４０】
上記実施の形態によれば、運転制御装置３０が過去の空気調和装置１０及び冷凍装置２０の運転状態に基づいてピーク電力を予測し、ピーク時間に空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる運転を行うこと、ピーク時間の前に冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの冷やし込み運転を行うこと、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの霜取運転をピーク時間の前後にずらして行うことのいずれか１つ以上を行うことにより、瞬間的に使用する電力が多い運転内容の動作時刻の重なりを抑制することができ、使用者は契約電力を遵守することができる。
【００４１】
また、動作制御部３３が、空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げる運転、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの霜取運転をピーク時間の前後にずらして行うこと、ピーク時間の前に冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの冷やし込み運転を行うことの優先順位で制御するとき、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ内に収納された被冷却物の品質低下を抑制しながら、空調空間の不快感を極力抑え、使用電力量の抑制を図ることができる。
【００４２】
さらに、動作制御部３３が、ピーク時間に空調用圧縮機１１ａの運転周波数を下げた場合であって空調空間の室温が設定温度より高くなったとき、空調用圧縮機１１ａの運転周波数を上げて、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの霜取運転をピーク時間の後に行う場合、空調空間の不快感を極力抑えながら、使用電力量の抑制を図ることができる。
【００４３】
また、動作制御部３３が、霜取運転をピーク時間よりも後に実行し、冷やし込み運転はピーク時間の前に実行するように制御する場合、ピーク時間内における被冷却物の品質低下を確実に抑制しながら、使用電力量の抑制を図ることができる。
【００４４】
さらに、動作制御部３３が、ピーク時間において、空調用圧縮機１１ａの周波数を下げているときに、冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄの庫内温度が設定庫内温度以上になったとき、空調用圧縮機１１ａの運転周波数をさらに下げて冷凍用圧縮機２１ａの運転周波数を上げるように制御するとき、被冷却物の品質低下を確実に抑制しながら、使用電力量の抑制を図ることができる。
【００４５】
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。例えば、３つの運転制御のうち１つ以上を実行するものであればよいが、ピーク予測部３２がピーク時間のみならず、ピーク時間における使用電力であるピーク電力を予測するようにしてもよい。そして、動作制御部３３は予測したピーク電力の大きさに基づいて、３つの運転制御のうち実行する運転制御の個数を決定するようにしてもよい。例えば複数の設定電力値が設定されており、ピーク電力が設定された最も大きい設定電力値よりも大きい場合には３つの運転制御のすべてを実行し、２番目に大きい設定電力値よりも大きい場合には２つの運転制御を実行し、一番低い設定電力値よりも大きい場合には１つの運転制御を実行するようにしてもよい。これにより、瞬間的に使用する電力が多い運転内容の動作時刻の重なりを確実に抑制することができる。
【００４６】
また、上記実施の形態において、霜取運転は複数の冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄに行われるものであるため、動作制御部３３は、複数の冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ毎に霜取運転の時間をずらすように制御するようにしてもよい。同様に、動作制御部３３は、冷やし込み運転についても複数の冷凍機器２２Ａ〜２２Ｄ毎に霜取運転の時間をずらすように制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  空調冷凍複合設備、２  電力量計、１０  空気調和装置、１１  空調用室外機、１１ａ  空調用圧縮機、１２Ａ-１２Ｄ  室内機、１３  冷媒配管、２０  冷凍装置、２１  冷凍用室外機、２１ａ  冷凍用圧縮機、２２Ａ-２２Ｄ  冷凍機器、２３  冷媒配管、３０  運転制御装置、３１  運転監視部、３１ａ  記憶部、３２  ピーク予測部、３３  動作制御部、４０  運転制御装置、ＡＥＣ  使用電力量、ＣＥＣ  使用電力量、ＣＰ  冷却期間、ＤＤ  運転期間、ｆ１０  空調用圧縮機の運転周波数、ｆ２０  冷凍用圧縮機の運転周波数、ＰＤ  ピーク時間、Ｐｒｅｆ  設定電力値、ｔ  到達時間、Ｔ０  目標温度、Ｔ１  設定温度、Ｔ２  上限温度、ＴＥＣ  電力使用量。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月14日(2016.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る空調冷凍複合設備は、空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、空気調和装置及び冷凍装置の動作を制御する運転制御装置とを有し、運転制御装置は、空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、運転監視部において検出された空気調和装置の使用電力量と冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、ピーク予測部において予測されたピーク時間の前に冷凍機器の冷やし込み運転を行い、冷凍機器の霜取運転をピーク時間及び冷やし込み運転の前に行うように冷凍装置の動作を制御する動作制御部とを備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、前記空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、
冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、前記冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、
前記空気調和装置及び前記冷凍装置の動作を制御する運転制御装置と
を有し、
前記運転制御装置は、
前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、
前記運転監視部において検出された前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、
前記ピーク予測部において予測された前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行い、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間及び前記冷やし込み運転の前に行うように前記冷凍装置の動作を制御する動作制御部と
を備えた空調冷凍複合設備。
【請求項２】
前記動作制御部は、前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行うことよりも前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の後に行うことを優先して実行する請求項１に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項３】
前記動作制御部は、
前記ピーク時間に前記空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転を行い、
前記空調用圧縮機の運転周波数を下げる運転、前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行うこと、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の後に行うこと、の優先順位で制御する請求項１に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項４】
前記ピーク予測部は、前日の前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量とから当日の前記ピーク時間を予測するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項５】
前記空気調和装置及び前記冷凍装置の使用電力量を計測する電力量計をさらに備え、
前記運転監視部は、前記電力量計において計測された運転状態から前記空気調和装置及び前記冷凍装置の使用電力量を取得するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項６】
前記運転監視部は、前記空気調和装置及び前記冷凍装置の運転状態から使用電力量を取得するものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調冷凍複合設備。
【請求項７】
空調用圧縮機を備えた空調用室外機と、前記空調用室外機に配管を介して接続され空調空間の空気調和を行う室内機とを有する空気調和装置と、
冷凍用圧縮機を備えた冷凍用室外機と、前記冷凍用室外機に配管を介して接続され被冷却物の冷却を行う冷凍機器とを有する冷凍装置と、
前記空気調和装置及び前記冷凍装置の動作を制御する運転制御装置と
を有し、
前記運転制御装置は、
前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量とを取得する運転監視部と、
前記運転監視部において検出された前記空気調和装置の使用電力量と前記冷凍装置の使用電力量との合計が最大になるピーク時間及びピーク電力使用量を予測するピーク予測部と、
前記ピーク予測部において予測された前記ピーク時間の前に前記冷凍機器の冷やし込み運転を行い、前記冷凍機器の霜取運転を前記ピーク時間の後に行うように前記冷凍装置の動作を制御する動作制御部と
を備えた空調冷凍複合設備。
【国際調査報告】
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