(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電動機の運転周波数を変化させるインバータ装置を動作させたときの省エネルギー量を演算する演算装置を用いる省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法において、
前記演算装置は、
前記インバータ装置の運転時消費電力と周波数を基に、商用周波数に換算して前記インバータ装置のインバータ入力電力を算出し、
前記インバータ入力電力と前記インバータ装置の効率に係る係数とに基づいて前記交流電動機への電動機入力電力を算出し、
前記電動機入力電力と前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数とに基づいて前記インバータ導入前の基準電力を算出し、
前記基準電力と前記運転時消費電力とに基づいて省消費電力を算出する
ことを特徴とする省消費電力効果の算出方法。
【請求項２】
前記電動機入力電力は、前記インバータ入力電力に、前記インバータ装置の効率に係る係数を乗算して算出し、
前記基準電力は、前記電動機入力電力に、前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数を乗算して算出し、
前記省消費電力は、前記基準電力から前記運転時消費電力を減算して算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の省消費電力効果の算出方法。
【請求項３】
前記機器制御は、ダンパ制御またはベーン制御である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の省消費電力効果の算出方法。
【請求項４】
前記交流電動機は、ファンまたはブロアに接続されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の省消費電力効果の算出方法。
【請求項５】
前記運転時消費電力は、所定期間の積算電力量を前記インバータの運転時間で除算して求める
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の省消費電力効果の算出方法。
【請求項６】
前記機器制御のときの軸動力低減率は、機器仕様から個々の既設機器制御のときの周波数に対する低減率の変化の近似式で求める
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の省消費電力効果の算出方法。
【請求項７】
交流電動機の運転周波数を変化させるインバータ装置を動作させたときの省エネルギー量を演算する演算装置を備える省エネルギー運転支援システムにおいて、
前記演算装置は、
前記インバータ装置の運転時消費電力と周波数を基に、商用周波数に換算して前記インバータ装置のインバータ入力電力を算出する手段と、
前記インバータ入力電力と前記インバータ装置の効率に係る係数とに基づいて前記交流電動機への電動機入力電力を算出する手段と、
前記電動機入力電力と前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数とに基づいて前記インバータ導入前の基準電力を算出する手段と、
前記基準電力と前記運転時消費電力とに基づいて省消費電力を算出する手段と、を有する
ことを特徴とする省エネルギー運転支援システム。
【請求項８】
前記電動機入力電力を算出する手段は、前記インバータ入力電力に、前記インバータ装置の効率に係る係数を乗算して算出し、
前記基準電力を算出する手段は、前記電動機入力電力に、前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数を乗算して算出し、
前記省消費電力を算出する手段は、前記基準電力から前記運転時消費電力を減算して算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の省エネルギー運転支援システム。
【請求項９】
交流電動機の運転周波数を変化させるインバータ装置を動作させたときの省エネルギー量を演算する演算装置を用いる省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出プログラムにおいて、
前記演算装置に、
前記インバータ装置の運転時消費電力と周波数を基に、商用周波数に換算して前記インバータ装置のインバータ入力電力を算出する処理と、
前記インバータ入力電力と前記インバータ装置の効率に係る係数とに基づいて前記交流電動機への電動機入力電力を算出する処理と、
前記電動機入力電力と前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数とに基づいて前記インバータ導入前の基準電力を算出する処理と、
前記基準電力と前記運転時消費電力とに基づいて省消費電力を算出する処理と、
を実行させることを特徴とする省消費電力効果の算出プログラム。
【請求項１０】
前記電動機入力電力を算出する処理は、前記インバータ入力電力に、前記インバータ装置の効率に係る係数を乗算して算出し、
前記基準電力を算出する処理は、前記電動機入力電力に、前記周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率に係る係数を乗算して算出し、
前記省消費電力を算出する処理は、前記基準電力から前記運転時消費電力を減算して算出する
ことを特徴とする請求項９に記載の省消費電力効果の算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネルギーサービス提供方法に係わり、工場などで行っている省エネルギー運転に使用するのに好適な省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法、省エネルギー運転支援システム、および省消費電力効果の算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
平成９年１２月に行われた地球温暖化防止京都会議では、我が国の温暖化削減目標が平成２年比の６％と定められた。これを機に「エネルギー使用の合理化に関する法律（省エネルギー法）」が改正され、平成１１年４月から施行された。
【０００３】
従来から大規模工場に対しては、省エネルギー（以下、省エネという。）に向けた取組みが義務づけられていたが、この改正により、中規模工場にまで同法の適用範囲が拡大された。一方、従来から工場などにある負荷設備には、例えば、ファン、ブロア、ポンプが使われ、その駆動のために各種モータが使われる。この駆動用の各種モータの省消費電力（省エネ）のためにインバータを導入することが良く行われている。
【０００４】
工場側が自主的に省エネを推進するとともに、一方では、省エネを提供する会社が、ＥＳＣＯ（Energy Service Company）事業の推進を進めている。ＥＳＣＯ事業は、ビルおよび工場における省エネルギー改修を促進するものである。ＥＳＣＯ事業において、当初、インバータを導入して省消費電力運転を行おうとした場合には、導入によるメリットを計算し、インバータを購入するか、またはリースあるいはレンタル方式に依っていたが、インバータを購入する場合にあっては初期投資が大変であり、リースあるいはレンタル方式にあっては、リースあるいはレンタル料金が高いものとなったり、また、省エネの効果がなかったような場合にあっても契約期間中であれば支払いを継続せざるを得ないものであった。
【０００５】
これに対し、省エネを希望するユーザが何らの初期投資をすることなく、目的の省エネサービスを受けることができる方式が提案されている（例えは、特許文献１）。省エネを提供する者がそのユーザの設備を省エネのために改善し、または設置し、省エネを達成したならばその省エネの度合いを考慮して、サービス提供者とユーザとの間で、省エネによるメリットを配分するものである。省エネの度合いとは、省電力であり、節約した電力料金である。
【０００６】
ＥＳＣＯ事業の成果としての省エネルギー量を客観的かつ科学的に評価し、事業を円滑に進めるため、国際性能計測・検証議定書（ＩＰＭＶＰ：International Performance Measurement & Verification Protocol）を作成し、その省エネルギー量の評価方法を提示し、その信頼性を高めるよう努めている。ＩＰＭＶＰでは、インバータ導入前の長期に渡って計測する方法、インバータ導入時のモデル化により計算する方法などが提示されている。しかしながら、省エネルギー計算の具体的なモデル化方法として、基準となるモデル化手法が示されていないのが現状である。
【０００７】
インバータ導入時の省エネ計算方法として、消費電力計算手段で計算されたインバータ運転時の瞬時の消費電力と、商用運転時と比較した場合の電力持性データとから、商用運転に対するインバータ運転時の瞬時の省電力効果を得る省電力効果生成手段が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５５０８９号公報
【特許文献２】ＷＯ２００５−００２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に示す省エネ計算方法は、インバータ運転時の瞬時の消費電力は、時々刻々の消費電力が計算されているが、一義的に固定された商用運転時の電力持性データと比較しているので、必ずしも正確な省電力効果を示しているとは限らないという問題があった。
【０００９】
例えば、ファン・ブロアをモータ駆動する場合、吸込みする気体の状態（温度、圧力、湿度状態）により、軸動力、すなわち、消費電力が大きく変動する。このため、時々刻々に測定されるインバータ運転時の瞬時の消費電力測定直後に、商用電力でダンパ制御に切り替えて測定するならば、同じ気体の状態の消費電力を測定することができ、その差分を省電力効果とすることができるが、現実問題として切り替え操作はできない。また、吸込みする気体の状態を測定する方法も考えられるが、測定センサを追加して測定項目が増える問題が、新たに生じる。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたもので、省エネを希望するユーザが何らの初期投資をすることなく、目的の省エネサービスを受けることができ、またこのような省エネサービスを提供する者が十分な利益が期待できる省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法、省エネルギー運転支援システム、および省消費電力効果の算出プログラム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】
【００１１】
本発明はユーザが省エネを希望し、省エネサービスを提供する者がそのユーザの設備を省エネのために改善し、または設置し、省エネを達成したならばその省エネの度合いを考慮して、サービス提供者とユーザとの間で、省エネによるメリットを配分するものである。省エネの度合いとは、省電力であり、節約した電力料金である。
【００１２】
本発明の省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法は、交流電動機の運転周波数を変化させるインバータ装置（例えば、インバータ５）を動作させたときの省エネルギー量を演算する演算装置（例えば、演算装置２６）を用いる省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法において、演算装置は、インバータ装置の運転時消費電力と周波数を基に、商用周波数に換算してインバータ装置のインバータ入力電力を算出し、インバータ入力電力に、インバータ装置の効率を乗算して交流電動機への電動機入力電力を算出し、電動機入力電力に、周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率を乗算してインバータ導入前の基準電力を算出し、基準電力から運転時消費電力を減算することにより省消費電力を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法によれば、省エネを希望するユーザが何らの初期投資をすることなく、目的の省エネサービスを受けることができ、またこのような省エネサービスを提供する者が十分な利益を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、本発明に係わるＥＳＣＯ事業のビジネス形態について、図１〜図８を参照して説明し、本発明の特徴的な技術である省エネ量を算出する方法について、図９〜図１１を参照して説明する。
【００１５】
図１は、ＥＳＣＯ事業のビジネス形態を示す説明図である。図１は、契約者Ａが後述する対象負荷設備を備え、契約者Ｂとの間で所定の契約（メリット料金の配分を含めた契約）を結び、料金授受はファイナンス会社経由で行われることを示す。契約者Ａ（ユーザ）、契約者Ｂ（サービス提供者）、およびファイナンス会社で締結された契約を矢印１４で示す。対象負荷設備とは、前述したように工場などで使用されるファンあるいはブロア１、ポンプ２などを有する設備で、これらは生産や製造の主要設備ではなく、消費電力が大きいにもかかわらず、省エネ対策が比較的遅れている部分でもある。これらの設備には現在各種のモータ３，４が駆動源として使用されている。そこで、ユーザはこれらの設備や機器にできるだけ投資をしないで省エネを図りたいという希望を持っていることが多い。
【００１６】
サービス提供者は、省エネを希望するユーザの設備の現状の消費電力を測定し、あるいは種々の変動要因を考慮してその消費電力を修正し、この設備の現状の消費電力を求める。このデータおよび計算結果をユーザに示す。次に、サービス提供者は、省エネを希望するユーザの設備インバータ単独で、インバータと新しいモータをセットで設置する。ユーザが設備更新を希望すれば、新しいモータとインバータ、ファン、ブロアなどをセットにして設置する。これらのモータ３，４にインバータ５，６を接続し、インバータ５，６によるモータ３，４の回転速度制御を行い得るようにする。監視ユニット７で収集した契約者Ａの既設のモータの現状の消費電力データを以って、省消費電力前の特性を規定する。この特性が省消費電力前の契約条件となる。なお、回転速度は、回転数ともいい、単位時間当たりに物体が回転する速さをいう。
【００１７】
インバータ５，６によるモータ３，４の回転速度制御による新しい設備、機器の消費電力量は、契約者Ｂが設置した監視ユニット７によって監視され、電力使用量であるインバータ制御運転データが求められる。この運転データと先の現状の消費電力に基づいて、メリット料金（省消費電力量）が求められる。
【００１８】
インバータ５，６、監視ユニット７などの機器納入は契約者Ｂからなされるが、この場合の機器納入に要した費用はユーザには請求されない。以上に基づいて、ユーザとサービス提供者との間で、メリット料金の配分について検討される。この際に、サービス提供者がユーザの設備に設置するインバータ、モータ、ファン、ブロア、ポンプなどの費用（リースまたはレンタルであることが多い）を考慮する。すなわち、この費用はユーザの負担ではなく、メリット料金の中でまかなわれるのが合理的である。
【００１９】
サービス提供者からは機器納入以外にもインバータ５，６についての運転管理ならびにアフターサービスがなされる。これらを矢印１１で示す。
【００２０】
ユーザは、サービス提供者との間で、インバータの回転速度制御によってもたらされる省消費電力のメリット料金を含めた省消費電力モータドライブシステム導入契約を結ぶ。
【００２１】
インバータ制御運転データは、稼働状況データとして契約者Ｂの遠隔監視システム２０に取り込まれる。これを矢印１３で示す。
【００２２】
契約者Ｂは、遠隔監視システム２０にてインバータの回転速度制御による省消費電力額を計算し、あらかじめ定めた率により省消費電力モータドライブシステム使用料を演算、確定し、請求処理を行う。即ち、契約者ＡとＢとで予め定めた比率（使用料率）により省エネ分を分け合う。だだし、本契約においては、その限定された対象機器（ファン、ブロア、ポンプ）の省エネ量は、当該機器を含む生産ラインの稼働状況によって変化するため、保証の対象とはなり得ない。このため、本契約では「一定量を越える省エネ分について」のみを分け合うのではなく、省エネ分の大小に係らず使用料率により分け合うものである。なお、本発明においては、サービス提供者へのメリット料金の配分が契約者Ａよりも大きくなることがあり、場合によっては契約者Ａへのメリット料金の配分がゼロであることもありうる。
【００２３】
得られたメリット料は契約者Ａに契約者Ｂからメリット通知がなされる。これを矢印１２で示す。この請求処理は、図に示すように金銭の支払いに多く利用されるファイナンス会社などの金融機関を利用して行われてもよい。この場合、矢印１４で示すように契約者Ａとファイナンス会社との間でも仲介のための契約が締結される。メリット通知は契約者Ｂからファイナンス会社にもなされる。これを矢印１５で示す。契約者Ｂは自社で製作したモータ、インバータをファイナンス会社に売却し、それを契約者Ｂにリースし、契約者Ｂが契約者Ａにモータ、インバータを導入してもよい。
【００２４】
メリット通知に基づいて契約者Ａからファイナンス会社を介してメリット料の支払いが契約者Ｂになされる。これを矢印１６，１７で示す。なお、料金徴収業務はファイナンス会社に限らず、銀行などの金融機関、郵便局、コンビニエンスストアなどの機関を利用してもよい。
【００２５】
本実施形態では、得られたメリット料は、契約者Ｂ側で計算され契約者Ａに通知されているが、これに限るものではない。契約者Ａ側に設置した稼働状況データ収集システム２２（図３参照）で計算してもよい。
【００２６】
図２は、ＥＳＣＯ事業の他のビジネス形態を示す説明図である。図２は、契約者Ａを契約者Ｂとの間で直接的に行われる契約の場合について示しているが、実質的には、図１と同じであり、説明を省略する。
【００２７】
モータ、インバータ、監視ユニットなどのサービス機器は、契約者Ｂ所有のものあるいは契約者がリース契約したものやレンタルしたものを契約者Ａの工場に初期投資なしに設置する。据付工事費用、契約者Ａの設備の改造費用などについては、別途定めるようにしてもよい。
【００２８】
契約者Ａは、対象負荷設備を、操業に適した回転速度制御で運用することになる。
【００２９】
図３は、省消費電力前の消費電力を収集するための方法を示すブロック図である。系統３０上の対象負荷設備３１に駆動用のモータ（ＩＭ）３２が接続され、モータ３２に接続した線路に設けた変流器（ＣＴ）３３、変圧器（ＶＴ）３４に接続される電流計および電圧計により電流、電圧が計測される。また、対象負荷設備３１から流量、圧力などの負荷が検出される。これらの計測された信号、検出された信号は稼働状況データ収集システム２２の監視ユニット２５（監視システム２４）に伝えられる。このようにして収集され、統計されたデータに基づいて現状の稼働データが計算され、その結果は、演算装置（ＰＣ）２６に伝えられる。
【００３０】
上記した稼働状況データ収集システム２２は、対象負荷設備３１の稼働状況を現状稼働データとして収集、統計し、かつインバータによる回転速度制御運転時のインバータ実際稼働データを収集、統計する。現状稼働データは、対象負荷設備３１の現状の実際稼働状況もしくは現状の想定状況に基づく稼働データである。
【００３１】
この稼働状況データ収集システム２２は、インバータ実際稼働データを収集する監視システム２４（監視ユニット２５を含む）と、それを統計する演算装置（ＰＣ）２６と、積算された電力量を契約者Ｂに伝える通信システム２７とからなる。
【００３２】
演算された結果は、通信システム２７、例えば、モデム（ｍｏｄｅｍ）３５あるいは契約者Ａのネットワーク３６を介してｅ−ｍａｉｌによって契約者Ｂに伝えられる。ネットワーク３６は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）などである。この自動送信は１回／日で充分であるが、時々刻々行うようにしてもよい。この情報収集は、図１または図２に示すように契約者Ｂの有する遠隔監視システム２０を利用して行われる。
【００３３】
現状稼働データは、遠隔監視システム２０の中にあるデータ処理装置２１に伝えられ、記憶装置２３に記憶される。
【００３４】
図４は、インバータを系統に設けて回転制御を行った場合の実際の稼働データ（インバータ実際稼働データ）を収集する方法を示すブロック図である。図３と同じ構成には、同一符号を付しており、説明を省略する。
【００３５】
図４に示す例では、系統３０上にインバータ（ＩＮＶ）５，６が設けられ、このインバータ５，６の上流側に計測用変流器３３、計測用変圧器３４がある。インバータ５，６の下流側に計測用変流器４３、計測用変圧器４４が新たに設けられる。
【００３６】
計測用変流器３３，４３および計測用変圧器３４，４４によって計測された電流、電圧は、監視システム２４の監視ユニット２５に伝えられる。また、対象負荷設備３１の流量・圧力などの負荷も同様に監視ユニット２５に伝えられる。この場合には、更に、対象負荷設備３１の温度や振動も検出されて監視ユニット２５に伝えられるようにしてもよい。この検出値は後日のメンテナンスのために使用される。
【００３７】
そして、実際の稼働データの収集、統計あるいは計算に基づいて消費電力量が積算される。積算された結果は通信システム２７によって契約者Ｂに伝えられる。この自動送信は１回／日で充分であるが、時々刻々行うようにしてもよい。
【００３８】
この情報収集は、図１または図２に示すように契約者Ｂの有する遠隔監視システム２０を利用して行われる。収集された実際の稼働データは、遠隔監視システム２０の記憶装置２３に記憶される。
【００３９】
伝送された稼働データ、すなわち電力量に基づいて省電力量、更には低減されたメリット料を契約者Ｂの有するデータ処理装置２１で直ちに計算することができる。尚、記憶装置２３を稼働状況データ収集システム２２内に設置し、その結果をデータ処理装置２１に伝送するようにしても同じ結果が得られる。演算結果は契約者Ａに通知される。また、稼働状況データ収集システム２２によってメリット料を計算するようにしてもよい。メリット料計算結果および二つの稼働データを契約者Ｂに転送するために、遠隔監視システム２０が使用される形態がシステム構成上望ましい。これによって、遠隔監視システム２０による運転管理がなされることになる。
【００４０】
図５は、対象の負荷設備にブロアを採用した場合の例を示す消費電力特性図である。図５において、対象負荷設備３１にブロアを採用した場合、特性（１）は、インバータを導入しない現状の吸込みダンパ制御のときの風量（％）に対する消費電力（％）の関係を示す。この特性（１）は、収集した現状の稼働状況データとして規定され、契約条件に採用される。
【００４１】
特性（２）は、吸込みダンパ制御に代えてインバータによる回転速度制御を採用した場合の風量（％）に対する消費電力（％）の関係を示す。この特性（２）は、インバータによる回転速度制御運転時の実際稼働データとなる。特性（１）から特性（２）を差し引くことによって省電力が計算される。
【００４２】
上記の例ではブロアについて説明したが、他のファン、ポンプなどについても同様にして省消費電力量が計算され得る。
【００４３】
図６は、省消費電力前の契約条件例として使用される風量と電力との関係を示す図である。稼働状況データ収集システム２２により設備稼働状況を示すパラメータ（例：風量、流量など）と、その時の消費電力とを測定する。測定結果から図６に示す省消費電力前の契約条件カーブを作成し、契約条件とする。図６は、風量（％）と電力（ｋＷ）との関係を示し、省消費電力前の契約条件例となる。
【００４４】
図７は、省消費電力効果の計算例を示す図である。遠隔監視システム２０により設備稼働状況を示すパラメータ（例：風量、流量など）と、その時の消費電力とを測定する。測定結果および契約時の省消費電力前の契約条件カーブを使用して図７に示すようにして省消費電力効果を計算する。図は、時刻ごとの積算電力量ＫＷｈを示す。図において、契約時のカーブから計算した、省消費電力前の積算電力量を統計し、次いで省消費電力実施中の積算電力量を時々刻々統計し、両者の差によって一日の終りに一日分の省消費電力効果を求める。
【００４５】
省消費電力効果、すなわち、省消費電力量からのメリット料金は、省消費電力量に単位当りの電力料金を掛けることによって求め、契約者Ａ，Ｂ、場合によってはファイナンス会社の間で取り決めた契約内容にメリット料金を反映して料金請求処理を行う。契約者Ａから見れば、料金が請求されるための処理ということになる。
【００４６】
新たに導入された設備運用による省消費電力メリット分の例えば半額相当が返却メリットとして契約者Ｂに支払いがなされる。すなわち、省エネ効果を実現してからのメリット料後払いとなる。省消費電力メリットは、契約者間で予め取り決めた内容により、実際の稼働データから契約者Ｂが計算し、契約者Ａに毎月通知することになる。尚、稼働データについては、契約者Ｂが請求処理する前のデータを契約者Ｂが確認するようにしてもよい。このようにして、メリット料に基づく料金請求処理がなされる。尚、メンテナンスについては、契約者Ｂが無償で実施し、日常点検は、契約者Ａが行うようにしてもよい。
【００４７】
図８は、サービス提供者と契約者との契約処理を示すフローチャートを示す。該図の如く、請求処理のためのフローは、マーケティングにより事前調査され（ステップＳ１）、契約者Ａのアプリケーションデータの入手がなされて契約者Ａから契約者Ｂへのサービス提供の提案がなされる（ステップＳ２）。契約者Ａの設備現地調査によって採算性が検討される（ステップＳ３）。現状の稼働状況データ収集がなされて稼働状況データが収集される（ステップＳ４）。このデータ収集は例えば二ケ月なされ、これによってデータ分析、最終採算検討、契約条件提示がなされる（ステップＳ５）。そして、設備の使用契約締結がなされ（ステップＳ６）、モータ・インバータなどの設備のハード投入（ステップＳ７）によってハード設置がなされる（ステップＳ８）。導入されたハードを運用し、実際稼働データ収集によって他の稼働状況データの収集がなされる（ステップＳ９）。得られた稼働状況データによってメリットの計算、メリット通知、料金請求処理がなされる（ステップＳ１０）。その後にアフターサービスが実施される（ステップＳ１１）。
【００４８】
このような本実施形態によれば、契約者Ａ（ユーザ）のメリットは次のとおりである。
（１）モータを有する電力設備の省エネを達成する事ができる。
（２）初期投資なしに省エネができる。
（３）消費電力効果を確認してから契約することができ、無駄な投資がない。
（４）省消費電力運転が可能となり、設備の経費節約が図られる。
【００４９】
一方、契約者Ｂ（サービス提供者）のメリットは、次のとおりである。
（１）メリット料金による収益が確保できる。
（２）モータ、インバータの新たなマーケットを創造できる。
（３）遠隔システムを採用することによって、契約者Ａの運転管理の容易化および管理費の低減を図ることができる。
【００５０】
以上説明した本発明の省エネルギーサービス提供方法およびその装置によれば、ユーザにとっては初期投資が不要で、義務づけられている省エネを達成することができ、サービス提供者は省エネによって発生したメリット料金の配分を受けることができる。
【００５１】
本実施形態では、図５において、特性（１）から特性（２）を差し引くことによって省電力が計算されることを示したが、遠隔監視システム２０のデータ処理装置２１が、契約条件カーブとして記憶装置２３に記憶されたインバータ導入前の風量のデータあるいは流量のデータと消費電力のデータとの関係を用いて、インバータ導入後の回転速度制御のときに時々刻々検出された風量あるいは流量に対するインバータ導入前の消費電力を演算している。しかしながら、ユーザによっては、風量あるいは流量が測定可能となっていない場合がある。風量あるいは流量が測定可能となっていない場合についての省エネモニタリングシステム（稼動状況データ収集システム）と省電力計算の方法について説明する。
【００５２】
省エネモニタリングシステムは、インバータ導入によるエネルギー使用量の実測値から、インバータ導入前の運転時での仮想的エネルギー使用量（ベースライン）が推定できることに特徴がある。
【００５３】
図９は、本発明の省エネモニタリングシステムを示すブロック図である。図９に省エネモニタリングシステム２２Ａは、インバータ５，６の上流側に計測用変流器３３、計測用変圧器３４からの電流・電圧、およびインバータ（ＩＮＶ）５，６の周波数を時々刻々とモニターしている。図９に示す省エネモニタリングシステム２２Ａは、図４と比較して他の測定項目（例えば、温度、流量、圧力）を時々刻々と監視しなくてもよい簡便なシステムである。図４に記載の同一構成については、同一符号を付しており、説明を省略する。
なお、本実施形態では、省エネモニタリングシステム２２Ａを、インバータ５，６と別個の装置として説明するが、これに限るものではない。インバータ５，６には、マイクロコンピュータ制御機能（演算機能を含む。）、通信機能を有しているので、省エネモニタリングシステム２２Ａを、インバータ５，６に内蔵することはもちろん可能である。
【００５４】
省エネモニタリングシステム２２Ａの演算装置２６は、時々刻々の測定値から省エネ量を割り出すことができる。時々刻々の演算結果は、記憶部（図示せず）に格納して所定時間後にモデム３５あるいはネットワーク３６を介して、遠隔監視システム２０に送信してもよい。あるいは、時々刻々の演算結果は、遠隔監視システム２０に随時送信してもよい。
【００５５】
通常、インバータ導入後は、ダンパ制御時（インバータ導入前＝ベースライン）の電力測定を行うことができないが、省エネモニタリングシステム２２Ａは、インバータ導入後の測定データから、以下に示すインバータ導入前の電力を逆算して省エネ量を割り出すことができる。
【００５６】
まず、インバータ導入前入力電力量Ｗ１（ｋＷｈ）を以下のステップＳ２１〜ステップＳ２５により求める。
【００５７】
ステップＳ２１:  １００％回転速度時のインバータ入力電力Ｐ（ＩＮＶ）を算出する。
Ｐ（ＩＮＶ）＝Ｗ２÷Ｔ１×（Ｆ０÷Ｆ１）＾３    ・・・（式１）
ここで、Ｗ２：所定時間（ｈ）の積算電力量（ｋＷｈ）
Ｆ１：所定時間（ｈ）の平均周波数（Ｈｚ）
Ｔ１：運転時間（ｈ）
＾  ：べき乗（例えば、＾３は３乗）
Ｆ０：商用周波数（所定周波数）（Ｈｚ）
なお、Ｗ２÷Ｔ１：単位時間あたりの電力（ｋＷ）、インバータ導入後の電力Ｐ２
【００５８】
ステップＳ２２：  １００％回転速度時の電動機入力電力Ｐ（ＩＭ）を算出する。
Ｐ（ＩＭ）＝Ｐ（ＩＮＶ）×η                        ・・・（式２）
ここで、  η  ：インバータ効率（例えば、０．９４）
【００５９】
ステップＳ２３：  周波数に対する軸動力低減率α（％）を算出する。
機器仕様から、個々の既設ダンパ制御時の「周波数（＝回転速度）に対する低減率の変化」をプロットし、周波数に対する軸動力低減率αの式を導きだす。ステップＳ２３は、ステップＳ２１の前に予め求めておくとよい。周波数に対する軸動力低減率αについては、図１０にて説明する。
【００６０】
図１０は、周波数に対する軸動力低減率の一例を示す説明図である。機器スペックから、個々の既設ダンパ制御時の「周波数（＝回転速度）に対する低減率の変化」をプロットした線を、近似式で模擬し、周波数１００％のときに軸駆動力１００％で規格化している。近似式は、ここでは、３次式として表しているが、２次式などであってもよく、近似度が高いものを採用するとよい。図１０からαの数式は、
α＝ａ×Ｎ＾３＋ｂ×Ｎ＾２＋ｃ×Ｎ＋ｄ              ・・・（式３）
ここで、Ｎ  ：回転速度（％）＝Ｆ１÷Ｆ０×１００
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数
【００６１】
ステップＳ２４：  軸動力低減率αをもとに、運転ポイントでのインバータ導入前電力Ｐ１を算出する。
Ｐ１＝Ｐ（ＩＭ）×α÷１００                        ・・・（式４）
【００６２】
ステップＳ２５：  インバータ導入前電力Ｐ１から、インバータ導入前（ベースライン）入力電力量Ｗ１を算出する。
Ｗ１＝Ｐ１×Ｔ１                                    ・・・（式５）
【００６３】
これにより、所定時間の省エネ電力量Ｗｓ（ｋＷｈ）を算出することができる。省エネ電力量Ｗｓは、インバータ運転時のみを対象とする。
Ｗｓ＝Ｗ１−Ｗ２                                    ・・・（式６）
省エネ電力量Ｗｓに対する省エネによるメリット額Ｙｓは、
Ｙｓ＝Ｗｓ×Ｙｕ                                    ・・・（式７）
ここで、Ｙｕ：使用料計算時の電力料金単価（＄／ｋＷｈ）
なお、電力料金単価は、＄（ドル）表示しているが現地通貨でもよい。
【００６４】
省エネモニタリングシステム２２Ａは、例えば、１０分間隔でモニタリングしているとすると、（１）式において、所定時間とは、例えば、現時点の運転状態の省エネ量を知りたい場合は１／６時間（１０分）とするとよい。また、１ヶ月間の省エネ量を知りたい場合は、１ヶ月とするとよい。
【００６５】
（計算の優位性）
図１１は、本発明の省電力効果を示す説明図である。図１１には、風量・回転速度（＝周波数）と、消費電力との関係を示す。例えば、ファン・ブロアをモータ駆動する場合、吸込みする気体の状態（温度、圧力、湿度）により、軸動力、すなわち、消費電力が大きく変動する。このため、本発明では、インバータ導入によるエネルギー使用量（消費電力量）の実測値から、インバータ導入前の運転時での仮想的エネルギー使用量（ベースライン）が推定できるので、吸込みする気体の状態が加味されている。気体の状態を加味したインバータ導入前の運転での仮想的エネルギー使用量を適切に推定できる。
【００６６】
具体的には、インバータによる回転速度制御の特性（２）で風量６０％の測定ポイントＸで、時々刻々の測定値が測定ポイントＹに変化した場合や実測の消費電力が低下した場合、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の演算をすることにより、吸込みダンパ制御の特性（１）の破線のベースラインと、風量６０％の図面垂直ラインとの交点Ｚ（インバータ導入前の吸込みダンパ制御による消費電力）を求めていることになる。このため、省電力効果として、正しい省電力Ｐａ，Ｐｂを算出することができる。これに対し、比較例として、一義的に吸込みダンパ特性（１）を実線に固定されているとき、正しい省電力Ｐｂと比較して過大な省電力Ｐｃを得ることになる。測定ポイントＸが測定ポイントＹというように実測の消費電力が低下しても、特性（１）の実線のラインのままであるので過大になる。本実施形態によれば、吸込みする気体の状態が加味された演算結果を簡便に算出することができる。
【００６７】
一般的に、送風機の風量調節は、ファン・ブロアの回転速度を一定として、管路抵抗や羽根車への流入角度を機械的に変化させて風量を調節するダンパ制御（吸込みダンパ制御、吐出しダンパ制御）や、べーン制御が実施されている。図１１には、吸込みダンパ制御とインバータによる回転速度制御との例について説明した。省エネモニタリングシステム２２Ａは、同様に、吐出しダンパ制御とインバータによる回転速度制御とによる省電力あるいは省電力量を、あるいは、ベーン制御とインバータによる回転速度制御とによる省電力あるいは省電力量を、簡便に演算することができる。
【００６８】
本発明の省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法は、交流電動機の運転周波数を変化させるインバータ５を動作させたときの省エネルギー量を演算する演算装置２６を用いる省エネルギー運転支援方法における省消費電力効果の算出方法において、演算装置２６は、インバータ５の運転時消費電力と周波数を基に、商用周波数に換算してインバータ５のインバータ入力電力を算出し、インバータ入力電力に、インバータ５の効率を乗算して交流電動機への電動機入力電力を算出し、電動機入力電力に、周波数に相当する機器制御のときの軸動力低減率を乗算してインバータ導入前の基準電力を算出し、基準電力から運転時消費電力を減算することにより省消費電力を求めることができるので、機器制御（例えば、吸込みダンパ制御、吐出しダンパ制御、ベーン制御）とインバータによる回転速度制御とによる省電力あるいは省電力量を、簡便に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ＥＳＣＯ事業のビジネス形態を示す説明図である。
【図２】ＥＳＣＯ事業の他のビジネス形態を示す説明図である。
【図３】省消費電力前の消費電力を収集するための方法を示すブロック図である。
【図４】インバータを系統に設けて回転制御を行った場合の実際の稼働データを収集する方法を示すブロック図である。
【図５】対象の負荷設備にブロアを採用した場合の例を示す消費電力特性図である。
【図６】省消費電力前の契約条件例として使用される風量と電力との関係を示す図である。
【図７】省消費電力効果の計算例を示す図である。
【図８】サービス提供者と契約者との契約処理を示すフローチャートを示す。
【図９】本発明の省エネモニタリングシステムを示すブロック図である。
【図１０】周波数に対する軸動力低減率を示す特性図である。
【図１１】本発明の省消費電力効果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    ファン、ブロア
２    ポンプ
３，４    モータ
５，６    インバータ
７    監視ユニット
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７    矢印
２０    遠隔監視システム
２１    データ処理装置
２２    稼働状況データ収集システム
２２Ａ    省エネモニタリングシステム
２３    記憶装置
２４    監視システム
２５    監視ユニット
２６    演算装置
２７    通信システム
３１    対象負荷設備
３３    変流器
３４    変圧器
３５    モデム
３６    ネットワーク
【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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