(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調設備が有する複数基(１〜Ｍ)の空調機の総和である総消費電力量を予め設定した削減率に基づいて削減するに際し、制御単位時間毎に停止する空調機を選択するため、各空調機に停止優先順位を割り当ててそれぞれ第１〜Ｍ空調機とし、目標削減電力量は総消費電力量×削減率から求めておき、まず基本選択手順として、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である第ｍ空調機を選択し、該第ｍ空調機の消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出し、残余削減電力量が０以下でない場合に追加選択手順として、残る空調機中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第ｍ'空調機を選択し、該第ｍ'空調機の前記消費電力量を残余削減電力量から減じて新しい残余削減電力量を算出する手順を該残余削減電力量が０以下となるまで繰り返し、残余削減電力量が０以下となった時点を空調機停止手順として、上記基本及び追加選択手順で選択した第ｍ空調機と第ｍ'空調機、…を現制御単位時間に停止して該現制御単位時間での削減率を達成し、これら基本選択手順、追加選択手順及び空調機停止手順を制御単位時間毎に繰り返して実行することで、空調設備としての削減率に基づいた総消費電力量の削減を実施する空調機の台数制御方法。
【請求項２】
追加選択手順で選択する第ｍ'空調機は、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機であり、前記第１選択条件に該当する空調機がない場合には、最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる空調機である請求項１記載の空調機の台数制御方法。
【請求項３】
追加選択手順で選択する第ｍ'空調機は、各空調機が複数の子機に分けて接続している場合に、選択した空調機を停止しても、該空調機を接続している子機毎の作動している空調機が設定最低台数以上となるように選択する空調機である請求項１記載の空調機の台数制御方法。
【請求項４】
空調設備が有する複数基(１〜Ｎ)の子機にそれぞれ複数基(１〜Ｍ、各子機毎のＭは異同を問わない)接続した空調機の総和である総消費電力量を予め設定した削減率に基づいて削減するに際し、制御単位時間毎に停止する空調機を選択するため、各子機毎の各空調機に停止優先順位を割り当ててそれぞれ第11〜NM空調機とし、目標削減電力量は総消費電力量×削減率から求めておき、まず基本選択手順として、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である各子機の第1m〜Nm空調機のうち、最も消費電力量の大きな第nm空調機の前記消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出し、残余削減電力量が０以下でない場合に追加選択手順として、同順位の残る第1m〜Nm空調機(第nm空調機を除く)中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n'm空調機の前記消費電力量を残余削減電力量から減じて新しい残余削減電力量を算出する手順、又は同順位の空調機が選択できない場合に次順位の第1m'〜Nm'空調機のうち最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n"m'空調機の前記消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出する手順を該残余削減電力量が０以下となるまで繰り返し、残余削減電力量が０以下となった時点を空調機停止手順として、上記基本及び追加選択手順で選択した第nm空調機と第n'm空調機又は第n"m'空調機、…を現制御単位時間に停止して該現制御単位時間での削減率を達成し、これら基本選択手順、追加選択手順及び空調機停止手順を制御単位時間毎に繰り返して実行することで、空調設備としての削減率に基づいた総消費電力量の削減を実施する空調機の台数制御方法。
【請求項５】
追加選択手順で選択する第n'm空調機又は第n"m'空調機は、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない同順位の空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機であり、前記第１選択条件に該当する空調機がない場合には、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる空調機である請求項４記載の空調機の台数制御方法。
【請求項６】
追加選択手順で選択する第n'm空調機又は第n"m'空調機は、選択した空調機を停止しても、該空調機を接続している子機毎の作動している空調機が設定最低台数以上となるように選択する空調機である請求項４記載の空調機の台数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場、ホテル、病院やオフィスビル等、比較的大規模な建造物に設置した空調設備の消費電力量を、予め設定した削減率に基づいて削減する制御方法(いわゆるデマンドコントロール)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場、ホテル、病院やオフィスビル等、比較的大規模な建造物に設置した空調設備の消費電力量を、予め設定した削減率に基づいて削減するための制御方法(いわゆるデマンドコントロール)に関しては、従来より様々な提案がなされている(例えば、特許第2934417号等)。また、具体的な商品化も多々見られる。これら従来技術では、それぞれ一定の消費電力量を削減できるという効果が期待できる。具体的には、制御単位時間(１サイクル)、例えば30分単位内で削減率に応じて空調機の作動、停止を切り替えるようにして、空調機の消費電力量を削減する。例えば、削減率を30％に設定した場合には、空調機を21分間作動し、残りの９分間停止することにより、消費電力量を30％削減できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
削減率を、総消費電力量に対する相対的な割合(％)で設定するのは、制御も容易であるが、能力の小さな空調機に対して能力の大きな空調機では、作動、停止に伴なう絶対的な変動幅が大きくなり、この空調機が担う室内の温度変化が大きくなりやすい。前記温度変化は、十分に体感できる程度のものであり、能力の大きな空調機は能力の小さな空調機と同様に停止させることは好ましくないことが分かる。そこで、空調機が消費する消費電力量を予め設定した削減率に基づいて削減するに際し、空調機を一定時間停止した場合でも、この空調機が担う室内の温度変化を最小限度に抑えることを目標に、新しい台数制御方法を検討した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、空調機を能力別に組み合わせて、各制御単位時間毎に作動、停止する空調機を選択することとした。具体的には、空調設備が有する複数基(１〜Ｍ)の空調機の総和である総消費電力量を予め設定した削減率に基づいて削減するに際し、制御単位時間毎に停止する空調機を選択するため、各空調機に停止優先順位を割り当ててそれぞれ第１〜Ｍ空調機とし、目標削減電力量は総消費電力量×削減率から求めておき、まず基本選択手順として、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である第ｍ空調機を選択し、この第ｍ空調機の消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出し、残余削減電力量が０以下でない場合に追加選択手順として、残る空調機中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第ｍ'空調機を選択し、この第ｍ'空調機の前記消費電力量を残余削減電力量から減じて新しい残余削減電力量を算出する手順をこの残余削減電力量が０以下となるまで繰り返し、残余削減電力量が０以下となった時点を空調機停止手順として、上記基本及び追加選択手順で選択した第ｍ空調機と第ｍ'空調機、…を現制御単位時間に停止してこの現制御単位時間での削減率を達成し、これら基本選択手順、追加選択手順及び空調機停止手順を制御単位時間毎に繰り返して実行することで、空調設備としての削減率に基づいた総消費電力量の削減を実施する空調機の台数制御方法である。本発明の制御方法は、制御単位時間毎に停止する空調機を選択する手順を示すものであり、次の制御単位時間には先の制御単位時間に停止していた空調機は再び作動し、改めて停止する空調機を選択する。
【０００５】
本発明に言う空調機の作動、停止は、空調機自体の作動、停止のみならず、室外機のコンプレッサの作動、停止により、室内機を送風状態にする場合を含む。また、本発明の台数制御を施した空調設備では、別途各空調機の作動、停止を手動操作できるようにしてもよく、この場合は残る制御対象となった空調機を選択的に停止することで目標削減電力量を達成することになる。本発明の台数制御方法における制御単位時間(＝空調機の停止時間)は、１〜５分、好ましくは２〜４分が適当である。一般に、空調機の室外機(コンプレッサ)はモータ駆動であり、停止後は冷媒圧力が下がるまで一定時間は保護回路が作動して再起動できない。制御単位時間(＝空調機の停止時間)は、前記保護回路の停止後に室外機(コンプレッサ)を再起動できるよりも長くする一方で、各空調機の作動、停止の間隔が短くなるように決定する。
【０００６】
本発明では、停止する空調機の組合わせを効率よく選択するため、空調設備が有する複数基(１〜Ｍ)の空調機にそれぞれ停止優先順位を割り振り、この停止優先順位に従って、一定の選択条件を満たす空調機を選択し、停止していく。そして、前記組合わせた空調機の全消費電力量の和が常に目標削減量を上回ることで、空調設備全体としての削減率が達成する。ここで、ある空調機の消費電力量が大きければ他の空調機と組み合わせて停止する機会が少なく、相対的に他の空調機に比べて停止間隔が長くなりやすい。逆に、空調機の消費電力量が小さければ目標削減電力量を満たすために選択される機会が多くなり、相対的に他の空調機に比べて停止間隔が短くなりやすい。これにより、消費電力量が大きな＝能力の大きな空調機の停止に伴う室温の変化を抑制しながら、空調設備全体としての必要な電力削減を達成するわけである。これは、大きな温度変化を緩和するために必要な最大電力の抑制をもたらし、結果として前記最大電力に従う基本電力料金を抑制して、電器料金の節約をもたらす。
【０００７】
ここで、追加選択手順で選択する第ｍ'空調機は、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機であり、前記第１選択条件に該当する空調機がない場合には、最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる空調機であることが望ましい。第２選択条件を適用する場合、削減電力が過剰になる場合も考えられるが、第２選択条件が適用される場合は稀であるため、空調設備の稼動時間全体から見て、適切な電力の削減が達成できる。ここで、前記第ｍ'空調機は、各空調機が複数の子機に分けて接続している場合、選択した空調機を停止しても、この空調機を接続している子機毎の作動している空調機が設定最低台数以上となるように選択する空調機であることが望ましい。最低設定台数は自由に設定できるが、目安としては子機毎に接続している空調機の接続台数/２台以上が作動していることが望ましい。
【０００８】
実際の空調設備では、上述のように、１基の親機(制御装置)が複数基の子機を有し、各子機が更に複数の空調機を接続している構成が多い。こうした実際の空調設備に本発明を適用した場合、次の台数制御方法がより適している。すなわち、空調設備が有する複数基(１〜Ｎ)の子機にそれぞれ複数基(１〜Ｍ、各子機毎のＭは異同を問わない)接続した空調機の総和である総消費電力量を予め設定した削減率に基づいて削減するに際し、制御単位時間毎に停止する空調機を選択するため、各子機毎の各空調機に停止優先順位を割り当ててそれぞれ第11〜NM空調機とし、目標削減電力量は総消費電力量×削減率から求めておき、まず基本選択手順として、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である各子機の第1m〜Nm空調機のうち、最も消費電力量の大きな第nm空調機の前記消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出し、残余削減電力量が０以下でない場合に追加選択手順として、同順位の残る第1m〜Nm空調機(第nm空調機を除く)中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n'm空調機の前記消費電力量を残余削減電力量から減じて新しい残余削減電力量を算出する手順、又は同順位の空調機が選択できない場合に次順位の第1m'〜Nm'空調機のうち最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n"m'空調機の前記消費電力量を目標削減電力量から減じて残余削減電力量を算出する手順をこの残余削減電力量が０以下となるまで繰り返し、残余削減電力量が０以下となった時点を空調機停止手順として、上記基本及び追加選択手順で選択した第nm空調機と第n'ｍ空調機又は第n"m'空調機、…を現制御単位時間に停止してこの現制御単位時間での削減率を達成し、これら基本選択手順、追加選択手順及び空調機停止手順を制御単位時間毎に繰り返して実行することで、空調設備としての削減率に基づいた総消費電力量の削減を実施する空調機の台数制御方法である。
【０００９】
子機を介在した上記台数制御方法では、各子機毎に同順位の第1m〜Nm空調機(すべてｍ順位)が存在するため、基本選択手順は、まず同順位の第1m〜Nm空調機の中で実施する。この基本選択手順は上述の制御方法と同様であるが、追加選択手順では同順位内での空調機の選択ができない場合に下位順位へ移っていく点が異なる。追加選択手順では、(1)同順位の残る第1m〜Nm空調機(第nm空調機を除く)中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n'm空調機をまず調べ、前記要件にこの当がなければ(2)次順位の第1m'〜Nm'空調機のうち最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第n"m'空調機を調べる。ここで、追加選択手順で選択する第n'm空調機又は第n"m'空調機は、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない同順位の空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機であり、前記第１選択条件に該当する空調機がない場合には、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる空調機とするとよい。更に、追加選択手順で選択する第n'm空調機又は第n"m'空調機には、選択した空調機を停止しても、この空調機を接続している子機毎の作動している空調機が最低設定台数以上となるように選択する条件を付してもよい。上述同様、最低設定台数は自由に設定できるが、目安としては子機毎に接続している空調機の接続台数/２台以上が作動していることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。各例は、５基の子機100〜500毎に分けて接続した全15基の空調機101〜502を有する空調設備において、空調機101〜502を全基通して停止優先順位を割り当てて制御する場合(図１〜図５)と、空調機101〜502を子機100〜500毎に分けて停止優先順位を割り当てて制御する場合(図６〜図11)とである。両者は空調設備としての能力は同一(空調機の能力が同一)であるため、各空調機には全図通じて同じ符号(101〜502)を付している。しかし、各例はいずれも削減率20％として設定しながらも、制御方法の手順の違いから、若干停止する空調機の組合わせが異なる。
【００１１】
まず、空調機101〜502を全基通して停止優先順位を割り当てて制御する場合について説明する。図１は本発明に従う制御手順の一例を表した制御フローチャート図、図２は最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図３は次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図４は更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図であり、図５は更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【００１２】
本発明の制御方法を実現する制御装置は、図２以下に示す設備構成ブロック図における親機600にある。この親機600に図１に示す制御フローに従う制御プログラムがあり、停止する空調機の選択終了後、各子機100〜500へ停止すべき空調機の停止信号及び先の制御単位時間に停止していた空調機の作動信号を送り、次の制御単位時間における全空調機101〜502の作動及び停止を制御する。実際には、先の制御単位時間において、次の制御単位時間に停止する空調機を予め選択しておき、制御単位時間の切り替りと同時に予め選択しておいた空調機を停止し、親機は更に次の制御単位時間に停止させる空調機の選択にかかる。また、空調機そのものの作動を停止させるわけではなく、例えば冷房時にあっては室外機(コンプレッサ)の作動を停止し、室内機を送風状態にする態様で停止状態とするほうがよいため、本例での空調機の「停止」も前記室外機の停止の意味で用いている。
【００１３】
基本的な制御手順は図１の制御フローに従う。制御開始後(START後)、親機600では準備手順として全空調機101〜502の総和である総消費電力量を算出し、外部から入力(ボタン入力、ダイヤル入力等)された削減率を設定、全空調機101〜502に停止優先順位を全基通して割り当てると同時に、総消費電力量×削減率から目標削減電力量を算出する。削減率は、制御毎に任意の数値を設定するものであるが、総消費電力量は空調設備が設置された段階で予め判明しているため先に算出しておくことができる。本例では、総消費電力量66.2kwh×削減率30％から目標削減電力量13.2kwhとしている。また、停止優先順位についても、空調設備が設置された段階で予め割り当てておくことができる。この停止優先順位の割り当てには特に限定はなく、各空調機の消費電力量順や設置場所順等、自由に設定してよい。本例では、図２に見られるように、子機100〜500毎に分かれた全空調機101〜502を、全基通じて消費電力量順に停止優先順位を割り当て、#01空調機401〜#15空調機103を設定している(図２以下参照)。
【００１４】
制御手順は、基本選択手順、追加選択手順及び空調機停止手順を一組として繰り返すようになっている。そこで、繰り返しの最初に制御を終了するか否かの分岐を設け、ひとつの制御単位時間終了後に、全体の制御終了が実行できるようにしている。また、任意の空調機を制御中自由に制御対象から除外して手動で設定ができるようにし、この手動切り替えの処理を繰り返しの最初に持ってきている。手動切り替えが加わった場合の制御については、後述の子機毎に優先停止順位を割り当てた例で説明する(図12〜図15)が、基本的には手動操作の空調機を除外した残りについて、本発明の制御手順を適用して、空調設備全体として目標削減電力量を達成する。
【００１５】
まず、最初の制御単位時間(１サイクル目)では未だいずれの空調機101〜502も停止していないため、基本選択手順では、単に停止優先順位が最高順位＝第１順位である#01空調機401(10.4kwh、＃４子機400接続)を選択する。この基本選択手順での残余削減電力量は13.2kwh−10.4kwh＝2.8kwhである。次に、追加選択手順では、第１選択条件である残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ最も小さい消費電力量を有する空調機として、#11空調機201(2.8kwh、＃２子機200接続)を選択する。これにより、残余削減電力量は2.8kwh−2.8kwh＝０kwhで、目標削減電力量を達成したことになるため、図２に見られるように、選択した#01空調機401及び#11空調機201を空調機停止手順で停止する。図２中停止した空調機は細線破線表示をしている。
【００１６】
先の制御単位時間に停止していた空調機は、次の制御手順に移る前に再作動しておく。こうして次の制御単位時間(２サイクル目)に移っての基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#02空調機302(8.5kwh、＃３子機300接続)を選択する。この段階での残余削減電力量は13.2kwh−8.5kwh＝4.7kwhである。次に、追加選択手順では、残る空調機中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#04空調機101(5.0kwh、＃１子機100接続)を選択でき、残余削減電力量は4.7kwh−5.0kwh＝−0.3kwh≦０となって、目標削減電力量を達成できる。こうして、図３に見られるように、選択した#02及び#04空調機を空調機停止手順で停止する。図３中停止している空調機は細線破線表示をしている。また、先に停止していた空調機は、全空調機の停止回数がすべて１回となるまでもはや選ばれることがなく、選択対象外になるため、太線表示をしている。
【００１７】
制御単位時間経過後、停止していた空調機を再作動して、次の制御単位時間(３サイクル目)に移る。まず、基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#03空調機403(5.2kwh、＃４子機400接続)を選択するので、残余削減電力量は13.2kwh−5.2kwh＝8.0kwhとなる。次に、追加選択手順では、残る空調機中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第１選択条件に該当する空調機がもはや存在しないので、最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#05空調機102(5.0kwh、＃１子機100接続)を選択する。しかし、残余削減電力量は8.0kwh−5.0kwh＝3.0kwh≧０であるために、再度追加選択手順を実行して、第１選択条件に当て嵌まる#08空調機501(4.3kwh、＃５子機500接続)を選択することで、残余削減電力量は3.0kwh−4.3kwh＝−1.3kwh≦０となり、目標削減電力量を達成する。こうして、図４に見られるように、選択した#03空調機403、#05空調機102及び#08空調機501を空調機停止手順で停止する。図４中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は、太線表示をしている。
【００１８】
制御単位時間経過後、停止していた空調機を再作動して、次の制御単位時間(４サイクル目)に移る。基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#06空調機303(5.0kwh、＃３子機300接続)を選択し、残余削減電力量は13.2kwh−5.0kwh＝8.2kwhとなる。次に、追加選択手順では、残る空調機中最も停止回数が少なく、かつ前記残余削減電力量に最も近い消費電力量を有する第１選択条件に該当する空調機が存在しないので、最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#07空調機202(4.5kwh、＃２子機200接続)を選択して、残余削減電力量は8.2kwh−4.5kwh＝3.7kwhとする。しかし、残余削減電力量が０以下にならないので、更に追加選択手順を実行し、第１選択条件に当て嵌まる#09空調機105(4.0kwh、＃１子機100接続)を選択して、ようやく残余削減電力量は3.7kwh−4.0kwh＝−0.3kwh≦０となる。こうして、図５に見られるように、選択した#06空調機303、#07空調機202及び#09空調機105を空調機停止手順で停止する。図５中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は、太線表示をしている。
【００１９】
実際の空調設備では、上記例の設備構成ブロック図(図１)にも見られるように、複数の空調機101〜502を複数の子機100〜500に振り分ける場合がほとんどである。この場合、本発明の制御手順を適用する際に、各子機毎で停止優先順位を割り当て直すことで、より細やかで柔軟な台数制御を実現することができる。次に示す例は、空調機101〜502を子機100〜500毎に停止優先順位を割り当てて制御する場合についてであり、図６は本発明に従う制御手順の一例を表した制御フローチャート図、図７は最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図８は次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図９は更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図10は更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図であり、図11は更に次の制御単位時間(５サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【００２０】
本例の台数制御では、図７以下に示すように、親機600に制御装置があり、この親機600が図６に示す制御フローに従って、子機100〜500を介して空調機101〜502の停止、作動を制御する。実際には、先の制御単位時間において次の制御単位時間に停止する空調機を予め選択しておく点、また、空調機そのものの作動を停止させるわけではなく、室内機を送風状態にする態様で停止状態とする点は、上記例と変わりはない。
【００２１】
まず、最初の制御単位時間(１サイクル目)に対しては、基本選択手順で、停止優先順位が最高順位である各子機の#11空調機101〜#51空調機501のうち、最も消費電力量の大きな#41空調機401(10.4kwh、＃４子機400接続)を選択する。残余削減電力量は13.2kwh−10.4kwh＝2.8kwhとなる。次に、追加選択手順では、前記残余削減電力量＝2.8kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#41空調機401と同順位の未だ選択されていない#11空調機101〜#51空調機501(#41空調機401を除く)中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#21空調機201(2.8kwh、＃２子機200接続)を選択する。これにより、残余削減電力量は2.8kwh−2.8kwh＝０kwhとなり、目標削減電力量を達成できる。後は、図７に見られるように、選択した#21空調機201及び#41空調機401を空調機停止手順で停止する。この最初の制御単位時間では、上述の例と停止する空調機は変わらない。図７中停止した空調機は細線破線表示をしている。
【００２２】
先の制御単位時間に停止していた空調機は、次の制御手順に移る前に再作動し、次の制御単位時間(２サイクル目)に移る。まず基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である各子機の#11空調機101〜#51空調機501(#21空調機201及び#41空調機401を除く)のうち、最も消費電力量の大きな#11空調機101(5.0kwh、＃１子機100接続)を選択する。残余削減電力量は13.2kwh−5.0kwh＝8.2kwhである。そこで、追加選択手順では、前記残余削減電力量＝8.2kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#11空調機101と同順位の未だ選択されていない#31空調機301及び#51空調機501のいずれかで最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機を探すが、いずれの空調機も残余削減電力量を超えることができないので、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#51空調機501(4.3kwh、＃５子機500接続)を選択する。この段階では、残余削減電力量は8.2kwh−4.3kwh＝3.9kwh≧０であるため、再び同じ追加選択手順を繰り返し、第２選択条件に当て嵌まる#31空調機301(2.0kwh、＃３子機300接続)を選択する。しかし、この段階でも残余削減電力量は3.9kwh−2.0kwh＝1.9kwh≧０であるため、選択する空調機の次順位へ移る。
【００２３】
次順位で選択する空調機は、原則に従えば、前記残余削減電力量＝1.9kwhを超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない同順位の空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#52空調機502(2.2kwh、＃５子機500接続)となる。しかし、同一子機に接続している空調機が作動する最低設定台数を過半数とすれば、既に#51空調機501が停止している＃５子機500を選択対象から外し、次に前記第１条件に当て嵌まる#42空調機402(3.6kwh、＃４子機400接続)を選択する。この場合、残余削減電力量は1.9kwh−3.6kwh＝−1.7kwh≦０となり、目標削減電力量が達成できる。こうして、図８に見られるように、選択した#11空調機101、#31空調機301、#42空調機402及び#51空調機501を空調機停止手順で停止する。ここで、上記例と比較する(図３及び図８比較対照)と、停止する空調機が異なっていることが分かる。図８中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は太線表示をしている。
【００２４】
制御単位時間経過後、停止していた空調機を再作動し、次の制御単位時間(３サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#32空調機302(8.5kwh、＃３子機300接続)を選択して、残余削減電力量は13.2kwh−8.5kwh＝4.7kwhとする。次に、追加選択手順では、前記残余削減電力量＝4.7kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#32空調機302と同順位の未だ選択されていない#12空調機102、#22空調機202及び#52空調機502のいずれかで最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#12空調機102を選択する。これによる残余削減電力量は4.7kwh−5.0kwh＝−0.3kwh≦０となり、目標削減量が達成できる。こうして、図９に見られるように、選択した#12空調機102及び#32空調機302を空調機停止手順で停止する。図９中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は太線表示をしている。
【００２５】
制御単位時間経過後、停止していた空調機を再作動して、次の制御単位時間(４サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#22空調機202(4.5kwh、＃２子機200接続)を選択し、残余削減電力量を13.2kwh−4.5kwh＝8.7kwhとする。次に、追加選択手順では、前記残余削減電力量＝8.7kwhを超える消費電力量を有する#22空調機202と同順位の空調機が存在しない(第１条件該当無し)ために、同順位で最も大きな消費電力を有する第２条件に当て嵌まる#52空調機502(2.2kwh、＃５子機500接続)を選択する。前記#52空調機502は、同順位中に残る唯一の空調機であり、同時に最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる空調機である。これにより、残余削減電力量を8.7kwh−2.2kwh＝6.5kwhとなる。
【００２６】
残余削減電力量は０を大きく上回っているが、追加選択手順では同順位の空調機が選択できないために次順位へ移り、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない同順位の#13空調機103、#33空調機303及び#43空調機403空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機を探す。しかし、前記#13空調機103、#33空調機303及び#43空調機403空調機中には該当するものがないので、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#43空調機403(5.2kwh、＃４子機400接続)を選択する。これで、残余削減電力量は6.5kwh−5.2kwh＝1.3kwhであり、再度追加選択手順を実行する。今度は、第１条件に当て嵌まる#13空調機103(1.3kwh、＃１子機100接続)を選択して、最終的に残余削減電力量は1.3kwh−1.3kwh＝０kwhとなり、目標削減電力量を満たすことができる。こうして、図10に見られるように、選択した#13空調機103、#22空調機202、#43空調機403及び#52空調機502を空調機停止手順で停止する。図10中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は、太線表示をしている。本例のように、全子機100〜500に同順位の空調機がない場合も考えられるが、こうした空調設備の構成では、先の制御単位時間に停止していた空調機を除外して選択対象を探す場合と同じであるから、本発明に基づく制御手順に影響はない。
【００２７】
制御単位時間経過後、停止していた空調機を再作動して、次の制御単位時間(５サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#33空調機303(5.0kwh、＃３子機300接続)を選択し、残余削減電力量を13.2kwh−5.0kwh＝8.2kwhとする。次の追加選択手順では、前記#33空調機303と同順位の空調機がもはや存在しないために次順位へ移り、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ選択されていない同順位の空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる空調機を探す。しかし、この第１選択条件に該当する空調機がないので、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#14空調機104を選択する。こうして、残余削減電力量は8.2kwh−2.5kwh＝5.7kwhとなるため、更に追加選択手順を繰り返す必要がある。
【００２８】
次の追加選択手順では、そもそも#14空調機104と同順位の空調機が存在しないために次順位へ移るが、追加選択手順における第１選択条件該当の空調機がないために、同順位の空調機中で最も大きな消費電力量を有する第２選択条件に当て嵌まる#15空調機105(4.0kwh、＃４子機400接続)を選択する。ここで、#14空調機104及び#15空調機105は同じ＃１子機100に接続しているが、この段階では依然として＃１子機100接続の空調機の過半数が作動するため、前記#14空調機104及び#15空調機105の選択が可能である。これで、残余削減電力量は5.7kwh−4.0kwh＝1.7kwh≧０となるため、更に追加選択手順を実行する必要がある。ところが、既にすべての空調機は１度停止していることになるから、順位の移行により再び第１順位に戻ることになる。そこで、第１順位の空調機中、残余削減電力量を超える消費電力量を有し、かつ未だ２回目の停止に選択されていない同順位の空調機中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#21空調機201(2.8kwh、＃２子機200接続)を選択する。こうして、最終的な残余削減電力量は1.7kwh−2.8kwh＝−1.1kwh≦０となり、目標削減電力量を達成し、図11に見られるように、選択した#14空調機104、#15空調機105、#21空調機201及び#33空調機303を空調機停止手順で停止する。図11中停止している空調機は細線破線表示し、先に停止していた空調機は既にすべての空調機が１回停止したために表示を省略している。
【００２９】
本発明の台数制御では、空調設備中、例えば手動操作等により制御対象から外れた空調機が存在する場合、それらを除いた空調機で目標削減電力量を達成することができる。最後に示す例は、空調機101〜502を子機100〜500毎に停止優先順位を割り当てて制御する際、#12空調機102(5.0kwh)及び#51空調機501(4.3kwh)を手動操作する場合についてであり、図12は最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図13は次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図、図14は更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図であり、図15は更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。装置構成は上記例(図７以下)と同様であるため、説明は省略する。また、制御フローは図６に従い、制御手順の繰り返し最初(基本選択手順前)に、毎回手動操作空調機を選択、除外する処理を実施する。選択手順の繰り返しに際して毎回選択対象を除外する空調機を調べるのは、台数制御中自由に空調機を手動又は自動の切り替えができるようにするためである。
【００３０】
まず、最初の制御単位時間(１サイクル目)では、停止優先順位が最高順位である各子機の#11空調機101〜#51空調機501のうち、最も消費電力量の大きな#41空調機401(10.4kwh、＃４子機400接続)を基本選択手順で選択し、前記残余削減電力量＝2.8kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#41空調機401と同順位の未だ選択されていない#11空調機101〜#51空調機501(#41空調機401を除く)中で最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まる#21空調機201(2.8kwh、＃２子機200接続)を追加選択手順で選択し、それぞれを空調機停止手順で停止することは、図12に見られるように、上記例と変わりはない(図７及び図12比較対照)。図12中停止した空調機は細線破線表示をし、制御対象から除外している手動操作の空調機は太線破線表示している。
【００３１】
次の制御単位時間(２サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である各子機の#11空調機101及び#31空調機301のうち、最も消費電力量の大きな#11空調機101(5.0kwh、＃１子機100接続)を選択し、残余削減電力量を13.2kwh−5.0kwh＝8.2kwhとする。次いで追加選択手順では、前記残余削減電力量＝8.2kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#11空調機101と同順位の未だ選択されていない#31空調機301(2.0kwh、＃３子機300接続)を、第２選択条件に従って選択することになる。上記例では、#31空調機301及び#51空調機501との比較を要したが、#51空調機501は選択対象から外れているため、本例では選択の余地なく#31空調機301を選択することになる。この段階では、残余削減電力量は8.2kwh−2.0kwh＝6.2kwh≧０であるため、再び追加選択手順を繰り返す。
【００３２】
既に第１順位の空調機が存在しないため、再び追加選択手順では次順位へ移る。原則によれば、手動操作により選択対象外となっている#12空調機102を除く#22空調機202〜#52空調機502から、第１選択条件に該当する#32空調機302が選択されるべきであるが、子機毎の最低設定台数が過半数であると、#32空調機302が選択されれば＃３子機300で停止する空調機が逆に過半数を超えてしまうので、ここでは例外として#32空調機302を除いて第２条件に該当する#22空調機202(4.5kwh、＃２子機200)を選択する。残余削減電力量は6.2kwh−4.5kwh＝1.7kwhとなるため、更に追加選択手順を実施する。今度は、第２順位において第１選択条件に該当する#52空調機502(2.2kwh、＃５子機500)が選択でき、残余削減電力量は1.7kwh−2.2kwh＝−0.5kwh≦０となり、目標削減電力量を達成する。こうして、図13に見られるように、選択した#11空調機101、#22空調機202、#31空調機301及び#52空調機502を空調機停止手順で停止する。ここで、上記例と比較する(図８及び図13比較対照)と、停止する空調機が異なっていることが分かる。図13中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は太線表示、そして制御対象から除外している手動操作の空調機は太線破線表示している。
【００３３】
次の制御単位時間(３サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#32空調機302(8.5kwh、＃３子機300接続)を選択して、残余削減電力量は13.2kwh−8.5kwh＝4.7kwhとする。次に、追加選択手順では、前記残余削減電力量＝4.7kwhを超える消費電力量を有し、かつ前記#32空調機302と同順位の未だ選択されていない#42空調機402が最も小さい消費電力量を有する第１選択条件に当て嵌まるとして選択し、残余削減電力量を4.7kwh−3.6kwh＝1.1kwh≦０とする。このため、再度追加選択手順を繰り返すが、既に第２順位で選択できる空調機がないために次順位へ移り、第１選択条件に該当する#13空調機103(1.3kwh、＃１子機100接続)を選択する。この結果、残余削減電力量は1.1kwh−1.3kwh＝−0.2kwh≦０となり、目標削減電力量を達成しうる。こうして、図14に見られるように、選択した#13空調機103、#32空調機302及び#42空調機402を空調機停止手順で停止する。図14中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は太線表示、そして制御対象から除外している手動操作の空調機は太線破線表示している。
【００３４】
次の制御単位時間(４サイクル目)の基本選択手順では、全空調機中最も停止回数が少なく、かつ停止優先順位が最高順位である#43空調機403(5.2kwh、＃４子機400接続)を選択し、残余削減電力量を13.2kwh−5.2kwh＝8.0kwhとする。次に追加選択手順では、#43空調機403と同順位の#33空調機303(5.0kwh、＃３子機300接続)を第２選択条件に従って選び、残余削減電力量を8.0kwh−5.0kwh＝3.0kwhとする。この段階でも選択した空調機の消費電力量を合計しても目標削減電力量に達しないため、更に追加選択手順を繰り返すことになる。しかし、既に第３順位の空調機がないために、次は唯一の第４順位である#14空調機104を第２選択条件に従って選択することになる。ここで、残余削減電力量を3.0kwh−2.5kwh＝0.5kwhとなり、更に追加選択手順の繰り返しが要求される。
【００３５】
次の追加選択手順では、原則に従えば#15空調機105が選択されるはずであるが、この場合、子機毎の最低設定台数を過半数とすれば、＃１子機100における制御対象の空調機が過半数に達してしまうため、次順位として再び第１順位へ戻り、第１選択条件に該当する#21空調機201(2.8kwh、＃２子機200接続)を選択する。制御対象外の#12空調機102は、作動又は停止が不明なため、子機毎に作動している空調機が最低設定台数を超えているかは制御対象となっている空調機のみで判断する。これにより、残余削減電力量は0.5kwh−2.8kwh＝−2.3kwh≦０となり、目標削減電力量が達成できる。こうして、図15に見られるように、選択した#14空調機104、#21空調機201、#33空調機303及び#43空調機403を空調機停止手順で停止する。図15中停止している空調機は細線破線表示、先に停止していた空調機は太線表示、そして制御対象から除外している手動操作の空調機は太線破線表示している。上記例(図７以下)では、手動操作による制御対象外の空調機が存在しなかったため、第１順位へ戻る制御単位時間は５サイクル目であったことと比較すれば、制御対象外の空調機が存在する場合は、制御対象となる空調機の停止間隔が短くなることが分かる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、停止する空調機の組合わせを効率よく選択し、一方では空調設備全体としての削減率を達成しながら、他方では消費電力の大きな空調機の停止間隔を相対的に他の空調機に比べて長くし、逆に消費電力量の小さな空調機の停止間隔を相対的に他の空調機に比べて短くすることで、とりわけ消費電力の大きな空調機の停止に伴う温度変化を抑制する効果がある。これは、副次的に大きな温度変化を緩和するために必要な最大電力の抑制をもたらし、結果として前記最大電力に従う基本電力料金を抑制して、電器料金の節約をもたらす効果となる。こうした本発明による空調機の選択は、機械的な計算作業で容易に実施できるため、自動化しやすく、比較的容易に制御システムを構築できる利点がある。
【００３７】
また、例示からも分かるように、本発明の台数制御は、複数台の空調機に対し、通しによる停止優先順位を割り当てても、任意の一定数単位の空調機又は子機毎の空調機にそれぞれ停止優先順位を割り当てても適用可能で、柔軟なシステム構成が可能である。更に、あくまで各制御単位時間での空調機の組合わせを図るだけであるから、適宜手動操作として任意の空調機を制御対象から外したり、逆に加えても制御の流れを乱すことなく、適切な空調機を組合わせて停止することができる。このように、本発明は柔軟な台数制御ができる効果をも有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う制御手順の一例を表した制御フローチャート図である。
【図２】最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図３】次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図４】更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図５】更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図６】本発明に従う制御手順の一例を表した制御フローチャート図である。
【図７】最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図８】次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図９】更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１０】更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１１】更に次の制御単位時間(５サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１２】第12及び第51空調機を手動操作する場合で、最初の制御単位時間(１サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１３】第12及び第51空調機を手動操作する場合で、次の制御単位時間(２サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１４】第12及び第51空調機を手動操作する場合で、更に次の制御単位時間(３サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【図１５】第12及び第51空調機を手動操作する場合で、更に次の制御単位時間(４サイクル目)での空調設備の稼動状況を説明する設備構成ブロック図である。
【符号の説明】
100  ＃１子機100
101  #04空調機(通しでの優先停止順)、#11空調機(子機毎の優先停止順)
102  #05空調機(通しでの優先停止順)、#12空調機(子機毎の優先停止順)
103  #15空調機(通しでの優先停止順)、#13空調機(子機毎の優先停止順)
104  #12空調機(通しでの優先停止順)、#14空調機(子機毎の優先停止順)
105  #09空調機(通しでの優先停止順)、#15空調機(子機毎の優先停止順)
200  ＃２子機200
201  #11空調機(通しでの優先停止順)、#21空調機(子機毎の優先停止順)
202  #07空調機(通しでの優先停止順)、#22空調機(子機毎の優先停止順)
300  ＃３子機300
301  #14空調機(通しでの優先停止順)、#31空調機(子機毎の優先停止順)
302  #02空調機(通しでの優先停止順)、#32空調機(子機毎の優先停止順)
303  #06空調機(通しでの優先停止順)、#33空調機(子機毎の優先停止順)
400  ＃４子機400
401  #01空調機(通しでの優先停止順)、#41空調機(子機毎の優先停止順)
402  #10空調機(通しでの優先停止順)、#42空調機(子機毎の優先停止順)
403  #03空調機(通しでの優先停止順)、#43空調機(子機毎の優先停止順)
500  ＃５子機500
501  #08空調機(通しでの優先停止順)、#51空調機(子機毎の優先停止順)
502  #13空調機(通しでの優先停止順)、#52空調機(子機毎の優先停止順)
600  親機(制御装置)
【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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【図１５】
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