(57)【要約】【課題】一般的な建物での総電力消費量は、空調用電力比率が高い。社会全体の電力需要のピークを造る状況は、主として空調ピーク時であり空調運転の抑制が重要である。電力のピーク需要時間帯に状況を軽減する合理的な方法が求められる。【解決手段】中央空調式、個別分散式それぞれに、強制的に空調運転を解除または空調設定から外す仕組みを用意する。これらへの指示線を中央の運転指示装置へ集中させ、運転指示装置では、電力ピーク需要時間帯内で、強制動作指示の信号を送る機構を用意する。接続する各空調機の最大消費電力を求め所属する空調機の最大消費電力の合計が均等化するよう２〜数グループへ分割した空調機群を設定して、運転指示装置からグループ分けした空調機群へ一斉同報発信する構造とすることで、目標とする電力消費値内で全体の空調機を交互運転させることを可能とした運転指示装置を装備する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央式冷暖房空調設備においては、２次側各空調機に装備される室温等を感知し空調機への冷温水量を加減する制御弁への計装回路に付加装置を施し強制的に下限値（閉）へ向ける手段により、
個別分散式冷暖房空調設備においては、空調機の制御基板に遠方制御アダプタ等を追加し外部からの設定信号を受け取れる工夫を施し強制的に室内機の空調運転を解除して送風運転等へまたは空調設定から外す手段により、
これらへの指示線を中央の運転指示装置へ集中させ運転指示装置では設定された電力ピーク需要期における電力ピーク需要時間帯内で複数点設定された時刻に強制動作指示の信号を送る機構を設け、
所属する空調機の熱処理能力に対応する最大消費電力の合計が均等化するように２〜数グループへ分割した空調機群を設定してグループ分けした空調機群へ空調運転を解除・復帰する信号を一斉同報発信する構造とすることにより、
目標とする消費電力値内で全体の空調機を代わる代わる交互に運転させることを可能とした運転指示装置。
【請求項２】
前記計装回路への付加装置は、強制的な解除行為による手段、または、通常では到達しない数値域への設定変更により強制的な解除行為に至らせる手段を特徴とする請求項１に記載の運転指示装置。
【請求項３】
前記強制指示の設定は、指定期日・時間帯内での指定時刻による条件、または、消費電力の到達値との判定条件を特徴とする請求項１に記載の運転指示装置。
【請求項４】
前記一斉同報発信による交互に間欠な空調運転は、受容者である在室者の不快性を軽減するためにハードウェアの許容範囲内にて短期間周期で行うことを特徴とする請求項１に記載の運転指示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許は、建築設備の空調機等空調機器・システムの節電対策としての電気式熱源運転を強制的に解除・復帰する指示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷暖房空調設備は、中央に大規模熱源を持ち生成した冷温熱を配送し必要部所で熱交換して空調を行う中央空調式と、エアコン、パッケージ、マルチ型エアコン等の個別に熱源を持つ個別分散空調式に大別される。通常は両者とも建物の業務開始前後に空調運転も開始され、業務終業時までほぼ連続的に運転される。運転中、空調のための冷温熱の生成は二次側負荷の多少に対応して制御され、熱源生成に要する電力消費量も追従して変動する。その熱負荷に対応する熱源生成の制御法は、中央空調式においては、空調対象の負荷に合わせて２次側空調機の処理熱量を制御する制御弁による要求量により、個別分散式においては、室内に設置した温度センサからの要求量を受け空調機の制御基盤部の制御回路により行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平09-273800号公報
【特許文献２】特開2007-333349号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な建物での総電力消費量は、空調用電力比率が全体の半分近くに及び、空調の熱源生成部分は３０％程度と高い。社会全体の電力需要のピークを造る状況は、通常は冷房期に外気温がピークになり、建物の冷房熱負荷がピークになって、冷熱供給のための電力消費が増大することが主たる要因である。
【０００５】
電力の需給が逼迫すると、需要側での電力消費の抑制が必要となり、緊急時には、需要家側設備の強制停止も要求される。この主たる対象にピークを形成する主要因である空調が当たり、ピーク需要時間帯には強制的な冷暖房の停止対策が採られる。ピーク需要時の手動による空調停止は、多くは管理者による電力消費量の監視と手動による電力使用の緊急的遮断策により行われ、在室者は空調運転の連続停止下での執務作業を強いられる。この盛夏時の最も冷房が必要な時期での無冷房という対策を合理的に軽減する方法が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
空調機の熱源量を部分量化出来れば、熱源運転を削減し電力消費を抑えられる。通常の空調運転では負荷に応じた熱源量を要するので、空調の対象を部分化するために非空調部分を増やす対策があるが必要とする空調空間を無理に停止する意味で好ましい策ではない。他に、時間的に部分化すなわち空調時間を部分化して間欠運転とする対策がある。単一の空調系統では、間欠運転で電力消費も０−１００％となり積算電力の消費は減じられるが、１００％時のピーク値を抑えることができない。空調系統が複数系統あれば各系統の０−１００％運転を交互に行い、一定時間後には空調対象域を交代させて同時に空調運転させないことで、例えば、電力消費が同量の２系統では総電力消費量を５０％に抑えた運転となり、ピーク値を馴らすことができる。
【０００７】
本手段は、主に既設の中央式・個別分散式空調設備へ付加する抑制対策である。新設計画や大規模改修を伴う設備導入ではなく、既に設備されている冷暖房空調設備のハードウェアはそのままに、既設の自動制御装置に統括的に働きかける。各グループの電力消費量計がほぼ等しいように空調機群をグループ分けしこれらの個々の制御を統括する指示装置を付加設置して、グループ化した空調機群を交互に間欠運転させて、ピーク需要時において電力消費を抑える。発停間隔を許容できる範囲内で短く設定し運転すれば、空調を受容する在室者の不快性を軽減・解消できる。
【発明の効果】
【０００８】
空調システム、空調機に装備されている自動制御システムを上位から強制指示するデマンド抑制運転指示装置を付加することで、電力負荷のピーク需要時に空調機の熱源運転を結果的には自動的に抑制し電力消費を削減する。主として既設の空調システムに付加する装置であり、新規設備導入や大規模改修を要せずに電力のピーク需要抑制を図ることが可能である。
【０００９】
本装置を付加的に導入すると、管理者は、手動で行うデマンド抑制の煩わしさから解放され、在室者は、空調が停止し室温が上昇しても、例えば５分後には再び空調が行われるので、軽度の環境悪化で抑えられる。ピーク需要抑制が可能な程度量は、一般の建物での空調用（熱源）に供される電力の比率が３０％程度であることから、空調ピーク時のデマンドターゲットをピーク時に空調熱源全停止域までと徹底すると、１需要家において最大域３０％のピーク需要抑制が可能となる。
【００１０】
より高い節電運転を目標とした場合、設定変更によりピーク需要抑制時間帯を拡大することで効果を発揮するため、瞬時的なピーク電力抑制だけでなく積算電力消費量についても大幅な削減が期待できる。
【００１１】
設定温度による運転指示機構を採用した場合には、通常の連続空調時においても室温設定緩和策による省エネルギー策の実行が可能となる。この場合、通常期・通常時間帯での積算電力消費量も抑制できる。
【００１２】
空調機は、起動時には一般に１００％能力稼働の全負荷運転となり、間欠運転時の停止後の起動時にも同様の状況になり、過剰に処理しようと動作し過剰分電力消費が発生するが、電力のピーク需要時には、空調負荷もピーク需要時で空調機は全負荷運転状態に近い余剰能力の少ない運転状態であり、間欠起動時の過剰電力消費は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中央空調式における２次側空調機の制御弁を操作する信号回路である。
【図２】個別分散空調式における空調機の制御を操作する信号回路である。
【図３】グループ別空調機の間欠交互稼働による消費電力の削減効果である。
【図４】グループ別に分割した空調機の運転指示アルゴリズムである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。導入の対象は、主に既設の電気式冷暖房空調設備である。中央式空調システムにおいては、２次側空調機の処理熱量を熱負荷に合わせて制御する制御弁を強制的に閉状態にする図１のような計装回路を用意する。個別分散空調システムにおいては、空調機（グループまたは単体）の制御基板部の設定回路に強制的に空調運転から送風運転等を指示する図２のような計装回路を用意する。これらの信号線を集中させる遠隔指示装置部には、指定時刻に端末空調機群へ強制的に解除・復帰信号を出力する機能を装備する。
【００１５】
指示装置の処理部には、電力需要のピーク期日と逼迫時間帯および指定時刻を機能時間帯として予め設定しておき、機能時間帯内では、各空調機へ強制解除・復帰指示を送信する機能を持たせる。機能時間帯内での、ある時間帯における稼働空調機の電力消費総量を均等化するために、対象の各空調機の最大熱処理能力を求め各グループの熱処理能力の合計値が２〜数分割で等分化するよう、一括稼働する各グループの空調機群を選別する。
【００１６】
機能時間帯内での本装置の動作は、指定時刻に特定グループの空調機群を空調運転解除し、他の特定グループの空調機群はそのままとする。例えば、空調機全台が稼働する電力消費総量の２／３に抑えたいケースでは３グループ中の１グループを運転解除状態へ、１／２に抑えたいケースでは２グループ中１グループを運転解除状態へ、１／３に抑えたいケースでは３グループ中２グループを運転解除状態への指示を与える。各電力消費計を揃えたグループ数が多いほど、解除段階数が増え抑制目標値を細分化できる。図３にグループ系統の運転状態とその場合の電力消費削減効果を示す。図４に運転解除・復帰のアルゴリズムフローを示す。
【００１７】
各グループの負荷側の環境状態もグループ間で均等であることが望ましく、各グループへの運転解除・復帰信号の発信は等間隔が望ましい。また、空調受容者である在室者の不快性を軽減するためには、ハード的に許容範囲内の短時間で繰り返すことが望ましいので、これを満足する指示装置、すなわち、設定条件下で周期を短期に等間隔で運転解除・復帰信号を送信することを指向する。
【００１８】
この機能をベースに、利便性と省エネルギー性の視点から効果的な付加機能には、電力消費量を目標値と設定し制御できる機能が挙げられる。また、強制運転解除ではなく、設定温度変更により結果的に強制的に運転解除となる仕組みとすれば、電力のピーク需要期以外の時期における省エネルギー対策としての空調設定温度の緩和設定が可能になり、併用機能として有効である。中央式空調システムに於いては、熱負荷に合わせて制御する制御弁を強制的に閉へ動作させる処置ではなく強制的に解除となる温度を設定する機構とし、個別分散空調システムに於いては、空調機（グループまたは単体）の制御基盤部の設定回路に空調設定温度を強制的に指示する計装回路を用意すれば可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、建築設備分野の中央監視メーカー等、空調機群の運転指示装置を製造する産業で使用される。
【符号の説明】
【００２０】
１は、電動自動弁の制御端子板
２は、中央空調式の室内温度調節器
３は、強制運転指示を受信、操作するリレー
４は、強制運転指示を受信、操作する遠隔設定アダプタ
５は、空調機を集中操作するアダプタ
６は、空調機の室外機
７は、空調機の室内機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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