(57)【要約】【課題】快適性をできるだけ維持しながら、複数の冷媒系統についての総合的なデマンド管理を簡単に実現する。【解決手段】空気調和機を含む複数の冷媒系統のそれぞれに設定された電力デマンドの上限値に基づいてデマンド制御が行われる場合に、例えば親機となる室外機４の制御部４０は、予め各冷媒系統に現在設定されている電力デマンドの上限値を記憶部４３に記憶しておき、各電流検出部１１，４１，７１から各冷媒系統の現在の空調負荷を把握するとともに、設定されている上限値に対して現在の空調負荷から導出される余裕値を把握する。そして、現在の空調負荷が電力デマンドの上限値を超える一の冷媒系統がある場合に、余裕値のある他の冷媒系統から電力デマンドの上限値を削減し、その削減量を当該一の冷媒系統の上限値に加算するように移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷媒系統（Ａ，Ｂ，Ｃ）を有し、各冷媒系統には単数又は複数の空気調和機が含まれる空調システム（１００）において、前記複数の冷媒系統（Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれに設定された電力デマンドの上限値に基づいてデマンド制御が行われる場合に、いずれかの空気調和機によって、又は複数の空気調和機を集中管理する集中管理機器によって行われる全系統についてのデマンド管理方法であって、
予め各冷媒系統に現在設定されている電力デマンドの上限値を記憶し、
各冷媒系統の現在の空調負荷を把握するとともに、設定されている上限値に対して現在の空調負荷から導出される余裕値を把握し、
いずれか一の冷媒系統の空調負荷が、電力デマンドの上限値を超える場合に、前記余裕値のある他の冷媒系統から電力デマンドの上限値を削減し、その削減量を当該一の冷媒系統の上限値に加算するように移動させる、
ことを特徴とするデマンド管理方法。
【請求項２】
前記他の冷媒系統において、現在の空調負荷が電力デマンドの上限値を超える状態になった場合は、移動させた数値を、前記一の冷媒系統から戻す請求項１記載のデマンド管理方法。
【請求項３】
前記他の冷媒系統が電力デマンドの上限値に係る数値の移動をする相手は、１つの冷媒系統に限定される請求項１又は２に記載のデマンド管理方法。
【請求項４】
単数又は複数の空気調和機を含む冷媒系統を複数備え、複数の冷媒系統のそれぞれに設定された電力デマンドの上限値に基づいてデマンド制御が行われる空調システム（１００）であって、
各冷媒系統に現在設定されている電力デマンドの上限値を記憶する記憶部（４３）と、
各冷媒系統の現在の空調負荷を把握するとともに、設定されている上限値に対して現在の空調負荷から導出される余裕値を把握する制御部（４０）と、を備え、
前記制御部（４０）は、いずれか一の冷媒系統の空調負荷が、電力デマンドの上限値を超える場合に、前記余裕値のある他の冷媒系統から電力デマンドの上限値を削減し、その削減量を当該一の冷媒系統の上限値に加算するように移動させることを特徴とする空調システム。
【請求項５】
前記記憶部（４３）及び前記制御部（４０）は、いずれか１つの冷媒系統の空気調和機に設けられている請求項４記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機を含む冷媒系統が複数ある空調システムにおけるデマンド管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルや工場等、多数の空気調和機が運転される環境では、空調に費やす電力の管理が非常に重要となって来ている。そのための主な制御として、電力デマンドの上限値を設定し、設定された電力（電流）を超えると、空気調和機の能力を抑制するデマンド制御が行われている。このような電力デマンドの上限値を設定できる機能が搭載された空気調和機の室外機が、販売されている（例えば、非特許文献１参照。）。この場合は、室外機及びこれと共通の冷媒配管に接続されている複数の室内機を１冷媒系統として、当該系統内でデマンド制御が行われる。
【０００３】
一方、複数の室外機に対して、デマンド制御を集中管理する空調装置も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、制御部により、全体としての消費電力と目標電力とを互いに比較して必要な電力削減量を求める。そして、制御部は、当該電力削減量を各圧縮機の消費電力の比率に合わせて按分し、各圧縮機の節電量を求め、それに従って、室外機に消費電力の削減指令を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１８４９９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ダイキン工業株式会社ホームページ［平成２３年１２月３日検索］、インターネット〈URL:http://www.daikin.co.jp/setsuden/gyoumu/summer/index.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冷媒系統ごとに室外機に電力デマンドの上限値の設定をした場合、例えば、第１の冷媒系統では消費電力が電力デマンドの上限値を超えて、デマンド制御が必要になったときでも、第２，第３の冷媒系統では、まだ電力デマンドの上限値までに余裕がある、という状態が起こり得る。このような場合、複数系統全体で見ると、まだ総合的には上限値までに余裕があるが、第１の冷媒系統ではデマンド制御が行われ、空気調和機の能力は低下させられることになる。当然ながら、第１の冷媒系統の空気調和機を使用している室内の温度は上昇（又は下降）し、快適性は損なわれる。
【０００７】
一方、特許文献１に記載されたように、室外機ごとにではなく、複数の冷媒系統全体でデマンド管理すれば、デマンド制御は按分によって行われるので、全体としてまだ余裕があるのに特定の冷媒系統のみ快適性が下がるという、不公平は無い。しかし、按分という演算処理が実際には複雑であり、制御部の負担が大きい。制御部の能力をさらに高くすれば負担の大きい処理も可能であるが、それは当然に、製造コストの増加を招く。
【０００８】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、快適性をできるだけ維持しながら、複数の冷媒系統についての総合的なデマンド管理を簡単に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、複数の冷媒系統を有し、各冷媒系統には単数又は複数の空気調和機が含まれる空調システムにおいて、前記複数の冷媒系統のそれぞれに設定された電力デマンドの上限値に基づいてデマンド制御が行われる場合に、いずれかの空気調和機によって、又は複数の空気調和機を集中管理する集中管理機器によって行われる全系統についてのデマンド管理方法であって、（ａ）予め各冷媒系統に現在設定されている電力デマンドの上限値を記憶し、（ｂ）各冷媒系統の現在の空調負荷を把握するとともに、設定されている上限値に対して現在の空調負荷から導出される余裕値を把握し、（ｃ）いずれか一の冷媒系統の空調負荷が、電力デマンドの上限値を超える場合に、前記余裕値のある他の冷媒系統から電力デマンドの上限値を削減し、その削減量を当該一の冷媒系統の上限値に加算するように移動させる、というものである。
【００１０】
上記のようなデマンド管理方法では、１つの冷媒系統で空調負荷（電力消費）が電力デマンドの上限値を超えて、デマンド制御による空調能力抑制が必要な状態になっても、まだ、他の冷媒系統にはデマンド制御までに余裕値（いわば余力）がある場合に、この余裕値の範囲内で、電力デマンドの上限値超えとなる冷媒系統について上限値の引き上げを行うことができる。すなわち、このようにしてデマンドの余裕値を複数の冷媒系統間で融通することにより、複数の冷媒系統全体で、総合的なデマンド管理を簡単に行うことができる。
【００１１】
（２）また、上記（１）のデマンド管理方法では、他の冷媒系統において、現在の空調負荷が電力デマンドの上限値を超える状態になった場合は、移動させた数値を、一の冷媒系統から戻すことが好ましい。
この場合、上限値の貸し借りのルートが単純化され、総合的なデマンド管理が簡単である。
【００１２】
（３）また、上記（１）又は（２）のデマンド管理方法において、他の冷媒系統が電力デマンドの上限値に係る数値の移動をする相手は、１つの冷媒系統に限定されることが好ましい。
この場合、上限値に係る数値の移動が一対一の単純な関係となり、総合的なデマンド管理が簡単である。
【００１３】
（４）一方、本発明は、単数又は複数の空気調和機を含む冷媒系統を複数備え、複数の冷媒系統のそれぞれに設定された電力デマンドの上限値に基づいてデマンド制御が行われる空調システムであって、各冷媒系統に現在設定されている電力デマンドの上限値を記憶する記憶部と、各冷媒系統の現在の空調負荷を把握するとともに、設定されている上限値に対して現在の空調負荷から導出される余裕値を把握する制御部と、を備え、前記制御部は、いずれか一の冷媒系統の空調負荷が、電力デマンドの上限値を超える場合に、前記余裕値のある他の冷媒系統から電力デマンドの上限値を削減し、その削減量を当該一の冷媒系統の上限値に加算するように移動させることを特徴とする。
【００１４】
上記のような空調システムにおいては、１つの冷媒系統で空調負荷（電力消費）が電力デマンドの上限値を超えて、デマンド制御による空調能力抑制が必要な状態になっても、まだ、他の冷媒系統にはデマンド制御までに余裕値（いわば余力）がある場合に、この余裕値の範囲内で、電力デマンドの上限値超えとなる冷媒系統について上限値の引き上げを行うことができる。すなわち、このようにしてデマンドの余裕値を複数の冷媒系統間で融通することにより、複数の冷媒系統全体で、総合的なデマンド管理を簡単に行うことができる。
【００１５】
（５）また、上記（４）の空調システムにおいて、記憶部及び制御部は、いずれか１つの冷媒系統の空気調和機に設けられていてもよい。
この場合、デマンド管理のための集中管理機器を別途設けなくてもよいので、システム構成が簡素である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、快適性をできるだけ維持しながら、複数の冷媒系統についての総合的なデマンド管理を簡単に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るデマンド管理方法を適用する空調システムの構成図である。
【図２】総合的なデマンド管理に関する３つの室外機の主な機能を示すブロック図である。
【図３】制御部によって行われる総合的なデマンド管理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るデマンド管理方法を適用する空調システム１００の構成図である。このような空調システムは、例えば、ビル、工場等に設置される。ここでは、例えば、空気調和機を含む３つの冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃが存在するものとする。冷媒系統Ａは、空気調和機として、室外機１と、室内機２，３とを備えている。なお、室内機の数は、一例に過ぎない。また、１系統で室外機が複数の場合もあるが、ここでは簡単な例を示している。同様に、冷媒系統Ｂは、室外機４と、室内機５，６とを備え、冷媒系統Ｃは、室外機７と、室内機８，９とを備えている。
【００１９】
室外機１，４，７は、通信線Ｌ１，Ｌ４によって接続され、互いに通信可能である。室外機１と室内機２，３とは、通信線Ｌ２，Ｌ３によって接続され、互いに通信可能である。室外機４と室内機５，６とは、通信線Ｌ５，Ｌ６によって接続され、互いに通信可能である。室外機７と室内機８，９とは、通信線Ｌ８，Ｌ９によって接続され、互いに通信可能である。
なお、各室外機１，４，７への電源供給系統（配電系統）は、共通であってもよいし、別々であってもよい。どちらにしても、事業所等全体で見れば、受電の「大元」は同じである。
【００２０】
室外機１，４，７はそれぞれ、自己の系統内でデマンド制御を行うことができる。また、いずれか１つの室外機が総合的なデマンド管理を行うための親機となる。ここでは、例えば室外機４が親機の役割をする。すなわち、室外機４の制御基板に搭載される制御部及び記憶部（ＲＡＭ）は、自己の系統内のデマンド制御を行うほか、３系統全体の総合的なデマンド管理を実行する。
【００２１】
図２は、総合的なデマンド管理に関する３つの室外機１，４，７の主な機能を示すブロック図である。図において、室外機１は、デマンド制御の演算制御機能を有する制御部１０と、冷媒系統Ａの空調負荷となる電流を検出する電流検出部１１と、電力デマンドの上限値設定用の設定部１２と、記憶部（ＲＡＭ）１３とを備えている。同様に、室外機４は、制御部４０と、冷媒系統Ｂの空調負荷となる電流を検出する電流検出部４１と、設定部４２と、記憶部（ＲＡＭ）４３とを備えている。室外機７は、制御部７０と、冷媒系統Ｃの空調負荷となる電流を検出する電流検出部７１と、設定部７２と、記憶部（ＲＡＭ）７３とを備えている。
【００２２】
なお、本実施形態では電力デマンドの上限値及び現在の空調負荷を、電流値によって表す。もちろん、電力値（電圧×電流×力率）によって表すことも可能であるが、ここでは、より簡易な、電流値で考えるものとする。
また、一般に、電力デマンドは、電力値（瞬時値）を単位時間で積分した電力量［Ｗ・ｈ］を単位時間［ｈ］で割った平均値としての電力［Ｗ］で表すが、ここでは、その代わりに、電流値（瞬時値）を単位時間で積分した積分量を単位時間で割った平均値としての電流値により、電力デマンドを表しているものとする。
【００２３】
電流検出部１１，７１の出力はそれぞれ、自己の制御部１０，７０のみならず、親機である室外機４の制御部４０にも与えられる。従って、制御部４０は、全ての冷媒系統について現在の空調負荷を把握することができる。また、設定部１２，７２に設定されている電力デマンドの上限値（初期値）はそれぞれ、自己の記憶部１３，７３のみならず、親機である室外機４の記憶部４３にも与えられる。従って、制御部４０は、記憶部４３を参照することにより、各冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃに設定されている電力デマンドの上限値を把握することができる。
【００２４】
そして、親機である室外機４の制御部４０は、各冷媒系統について電力デマンドの上限値の変更を行うことができ、変更に係るテーブルを記憶部４３に作成する。このテーブルに基づいて、制御部４０は、各冷媒系統の電力デマンドの上限値を管理する。また、他の室外機１又は７の電力デマンドの上限値を変更する場合には、制御部４０は、その室外機の記憶部１３又は７３に対して、変更後の上限値を指示することができる。上限値が変更された場合には、設定部１２，４２，７２による初期設定ではなく、変更後の上限値が適用される。
【００２５】
図３は、制御部４０によって行われる総合的なデマンド管理のフローチャートである。このデマンド管理の処理は、周期的に繰り返し実行される。図において、制御部４０は、まず、各電流検出部１１，４１，７１から送られてくる電流値に基づいて、電力デマンドの上限値（ここでは電流値）を超える冷媒系統が存在するか否かを判定する（ステップＳ１）。そのような冷媒系統が無い場合は、処理は終了となる。一方、上限値を超える冷媒系統がある場合には、制御部４０は、全部の冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃで電力デマンドの上限値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２６】
ステップＳ２での判定が「Ｙｅｓ」であれば、デマンド制御は不可避であり、制御部４０は、自己の冷媒系統Ｂについてデマンド制御を行う（ステップＳ３）。また、制御部１０，７０によってそれぞれ、冷媒系統Ａ，Ｃについてのデマンド制御が行われる。なお、冷媒系統Ａ，Ｃについてのデマンド制御はあくまで、それぞれの制御部１０，７０の機能で実行されるのであって、親機としての制御部４０からの指示で実行されるのではない。
【００２７】
一方、ステップＳ２において、「Ｎｏ」すなわち、まだ電力デマンドの上限値までに余裕がある冷媒系統が存在している場合、制御部４０は、上限値の変更処理を実行する（ステップＳ４）。この処理については、具体的な数値例を挙げて説明する。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
上記表１は、冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃの電力デマンドの上限値がいずれも１５Ａで、消費電流がそれぞれ２０Ａ，１０Ａ，５Ａである場合の上限値の変更処理の一例を示す。この場合、（上限値−消費電流）は、電力デマンドの上限値（電流値）から現在の空調負荷（電流値）を減じた余裕値を表わしている。この例では、冷媒系統Ａが−５Ａとなって不足するが、他の冷媒系統Ｂ，Ｃにはまだ余裕がある。
【００３０】
そこで例えば、余裕値が、最も大きい冷媒系統Ｃからその余裕値の範囲内の数値を冷媒系統Ａに貸し出す。但し、不足する５Ａをいきなり貸し出すのではなく、一定の最小単位量として例えば１Ａずつ、貸し出す。１Ａ貸し出しても冷媒系統Ａの不足が解消しなければ、さらに１Ａを貸し出す、という過程を繰り返し、最終的に５Ａを移動させて、冷媒系統Ａの不足を解消させる。こうして、正の余裕値のある冷媒系統Ｃから上限値を５Ａ削減し、その削減量５Ａを冷媒系統Ａの上限値に加算するように移動させる。
【００３１】
以上のように、１つの冷媒系統で空調負荷が電力デマンドの上限値を超えて、デマンド制御による空調能力抑制が必要な状態になっても、まだ、他の冷媒系統にはデマンド制御までに余裕値（いわば余力）がある場合に、この余裕値の範囲内で、上限値超えとなる冷媒系統について上限値の引き上げを行うことができる。すなわち、このようにして電力デマンドの余裕値を複数の冷媒系統間で融通することにより、複数の冷媒系統全体で、総合的なデマンド管理を簡単に行うことができる。
【００３２】
表１において、移動後の（上限値−消費電流）は、冷媒系統Ａの不足が解消している。従って、冷媒系統Ａにおける室外機１の圧縮機について、回転数を低下させる能力抑制は、その必要がない。このようにして、デマンドの余裕値を複数の冷媒系統間で融通することにより、複数の冷媒系統全体で総合的なデマンド管理を簡単に行うことができ、結果的に、快適性を維持することができる。
上記の場合に、親機である室外機４の記憶部４３に作成されるテーブルは、以下の表２のようになる。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２において、電力デマンドの上限値オフセットは、元の値（初期値）からの変化分を示している。すなわち、元の電力デマンドの上限値が表１の通りであれば、冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃについての、移動後の上限値はそれぞれ、２０Ａ，１５Ａ，１０Ａとなる。
【００３５】
なお、上記の例では、冷媒系統Ｃからのみ冷媒系統Ａに数値を移動させたが、複数の冷媒系統から特定の冷媒系統に数値を移動させることも可能である。
【００３６】
【表３】
2013134012.tif 000005
【００３７】
すなわち、上記の表３のテーブルによれば、冷媒系統Ｂ，Ｃからそれぞれ５Ａ，３Ａを冷媒系統Ａに移動させている。従って、移動後の冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃの電力デマンドの上限値オフセットは、それぞれ、＋８Ａ，−５Ａ，−３Ａとなる。このようにして、上限値超えとなる冷媒系統が、１又は複数の他の冷媒系統から上限値を引き上げる数値をもらうことができる限り、デマンド制御は回避することができる。
【００３８】
なお、このデマンド管理方法では、移動先は１つである。従って、１つの冷媒系統から、上限値超えとなる複数の冷媒系統へ数値を提供することは、しない。移動先を１つに限定することによって、上限値に係る数値の移動が常に一対一の単純な関係となり、総合的なデマンド管理が簡単になる。なお、１つの冷媒系統から、上限値超えとなる複数の冷媒系統へ数値を提供することは可能であるが、総合的なデマンド管理が複雑になるので好ましくない。
【００３９】
また、表３のように移動させた後、例えば、冷媒系統Ａに数値の貸し出しをしている冷媒系統Ｂにおいて、電流値が上限値に達すると、例えば以下の表４のように、移動させた数値の一部（又は全部）を元に戻すように移動させる。
【００４０】
【表４】
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【００４１】
上記の表４は、表３との比較により明らかなように、冷媒系統Ｂの移動量が５Ａから２Ａに減少し、冷媒系統Ａの電力デマンドの上限値オフセットは、＋８Ａから＋５Ａに減少する。言い換えれば、一旦移動させた数値を、戻している。この結果、冷媒系統Ｂの電流値が上限値以下になり、かつ、冷媒系統Ａ，Ｃも電流値が上限値以下であれば、どの冷媒系統でもデマンド制御は、実行されない。
このように、電力デマンドの上限値に係る数値の貸し借りに関して、貸した相手から戻すという管理を基本とすることにより、上限値の貸し借りのルートが単純化され、総合的なデマンド管理が簡単になる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、総合的なデマンド管理を実行する制御部４０及び記憶部４３が、１つの冷媒系統Ｂの室外機４に設けられている。この構成は、デマンド管理のための集中管理機器を別途設けなくてもよいので、システム構成が簡素であるという利点がある。しかしながら、別途、各冷媒系統Ａ，Ｂ，Ｃの空気調和機を集中管理する集中管理機器を設けて、当該集中管理機器により同様の総合的なデマンド管理を行うことも可能である。
【００４３】
また、上記実施形態において、電力デマンドの上限値に関し、電力（電流）消費の実績から、いわゆる「学習」をすることは可能であるが、その必要は必ずしも無い。なぜならば、常に、電力デマンドの上限値の需要と供給に基づくままに、数値を移動させればよいからである。いわば、深く考える必要はなく、その都度、必要な数値を移動させればよい。このような技術的思想に基づくデマンド管理は、本質的に簡単であり、制御部４０にとっても、処理負担が少ない。なお、室外機４の電源を落とした場合には、記憶部４０の記憶（テーブル）は失われるが、再起動時には初期値からスタートして、必要に応じて電力デマンドの上限値のやり取りが行われるので、何ら支障はない。
【符号の説明】
【００４４】
１，４，７：室外機(空気調和機)
４０：制御部
４３：記憶部
１００：空調システム
Ａ，Ｂ，Ｃ：冷媒系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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