JP5525944B2 - 空調機制御装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、空調機を制御する技術に係り、特にエネルギーの消費を低減することができる空調機制御装置および方法に関するものである。

空調制御では、例えば図１２に示すように、部屋毎に個別の空調機（例えばビル用マルチ空調機など）を設置し、居住者がリモコンなどの操作手段を用いて、居住者の判断で個別空調機を操作する空調システムが実用化されている（例えば特許文献１参照）。図１２の例では、部屋１００−１，１００−２の各々に熱交換式の個別空調機１０１−１，１０１−２が設けられている。図１２において、１０２−１，１０２−２は部屋１００−１，１００−２から個別空調機１０１−１，１０１−２に空気（還気）を戻すダクト、１０３−１，１０３−２は個別空調機１０１−１，１０１−２によって冷却または加熱された空気（給気）を部屋１００−１，１００−２へ供給するダクト、１０４−１，１０４−２は給気の吹出口である。

一方で、セントラル空調システムでは、外気温度が低い冬期においては、外気を利用した冷房（外気冷房）が行なえるように構成されており、制御パラメータの調整についても効率化が図られている（特許文献２参照）。

以上のような空調システムでは、室内の空気を循環させることによる還気や、室外の空気を導入することによる外気を、空調機に取り込んで、加熱あるいは冷却の処埋を行なって、室内に吹き出すことで室内温度を制御する。
大規模建物の中の大空間では、形式的には１個の部屋であっても、床面積の大きさに応じて空調機を複数利用している。これらの空調機の合計の電力需要が過大となり、ピークカット（最大電力の抑制）が必要な場合には、空調機を適宜停止することも行なわれている。

特開２００３−１４８７９０号公報 特許第３３３４０７３号公報

従来の空調システムでは、地球温暖化問題への対応として、省エネルギーを重視した目標室温設定（冷暖房設定）を行うようにしているが、このような目標室温設定を行う場合でも、設定した目標室温に室温を一致させるように厳密に制御する。そのため、室内居住者にとって空調効果が小さくなっている状態、すなわち、空調機を完全に停止しても室温が目標室温から大きく離れなくなっている状態であっても、空調機は動作する。この状態では、空気搬送動力などの、空調機の動作に使用されるエネルギーは、実質的に無駄なエネルギーと言える。

また、ピークカット（最大電力の抑制）が必要な場合に、空調機を適宜停止する方式では、エネルギーの消費が低減されることもある。しかし、複数の空調機に対して予め決められた順序でいずれかの空調機を停止するという手順なので、本来停止すべき空調機が動作を継続し、一方で停止すべきではない空調機が停止するということも起こり得る。この場合には、エネルギーの消費の低減とは言えない状況になる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、室内居住者にとって空調効果が小さくなっている状態で空調機が動作するという実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができる空調機制御装置および方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、電力のピークカットが必要な場合に、空調機を適宜停止させることができ、エネルギーの消費を低減することができる空調機制御装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の空調機制御装置は、空調機の負荷指標を求める負荷指標確定手段と、予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定手段と、前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機を停止させる空調機停止手段とを備え、複数の前記空調機のうち少なくとも１台が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定手段を備え、前記負荷指標確定手段は、被制御エリアから複数の前記空調機に戻る還気の温度を空調機毎に取得する還気温度取得手段と、複数の前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を空調機毎に取得する給気温度取得手段と、前記還気と前記給気との温度差を空調機毎に算出する温度差算出手段と、複数の前記空調機の給気風量の情報を空調機毎に取得する風量情報取得手段と、前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を空調機毎に算出する負荷指標算出手段とから構成され、前記空調機停止手段は、送風しているだけの状態と判定された前記空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を前記負荷指標が小さい順に停止させることを特徴とするものである。

また、本発明の空調機制御装置は、空調機の負荷指標を求める負荷指標確定手段と、予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定手段と、前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機を停止させる空調機停止手段と、前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示する提示手段とを備え、前記負荷指標確定手段は、被制御エリアから前記空調機に戻る還気の温度を取得する還気温度取得手段と、前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を取得する給気温度取得手段と、前記還気と前記給気との温度差を算出する温度差算出手段と、前記空調機の給気風量の情報を取得する風量情報取得手段と、前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を算出する負荷指標算出手段とから構成され、前記空調機停止手段は、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して前記空調機を停止させることを特徴とするものである。

また、本発明の空調機制御方法は、空調機の負荷指標を求める負荷指標確定ステップと、予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定ステップと、前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機を停止させる空調機停止ステップと、複数の前記空調機のうち少なくとも１台が送風しているだけの状態と判定したときに、前記負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定ステップとを含み、前記負荷指標確定ステップは、被制御エリアから複数の前記空調機に戻る還気の温度を空調機毎に取得する還気温度取得ステップと、複数の前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を空調機毎に取得する給気温度取得ステップと、前記還気と前記給気との温度差を空調機毎に算出する温度差算出ステップと、複数の前記空調機の給気風量の情報を空調機毎に取得する風量情報取得ステップと、前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を空調機毎に算出する負荷指標算出ステップとからなり、前記空調機停止ステップは、送風しているだけの状態と判定した前記空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を前記負荷指標が小さい順に停止させることを特徴とするものである。
また、本発明の空調機制御方法は、空調機の負荷指標を求める負荷指標確定ステップと、予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定ステップと、前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機を停止させる空調機停止ステップと、前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示する提示ステップとを含み、前記負荷指標確定ステップは、被制御エリアから前記空調機に戻る還気の温度を取得する還気温度取得ステップと、前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を取得する給気温度取得ステップと、前記還気と前記給気との温度差を算出する温度差算出ステップと、前記空調機の給気風量の情報を取得する風量情報取得ステップと、前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を算出する負荷指標算出ステップとからなり、前記空調機停止ステップは、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して前記空調機を停止させることを特徴とするものである。

本発明によれば、空調機の負荷指標を求め、予め規定された閾値と負荷指標とを比較して、空調機が送風しているだけの状態か否かを判定し、空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、空調機を停止させることにより、室内居住者にとって空調効果が小さくなっている状態で空調機が動作するという実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができる。

また、本発明では、送風しているだけの状態と判定した空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を負荷指標が小さい順に停止させることにより、実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができると共に、複数の空調機が同時に停止することを回避することができる。

また、本発明では、空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示し、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して空調機を停止させることにより、居住者または設備管理者の意思を反映させることができる。

また、本発明では、複数の空調機の負荷指標を求め、複数の空調機の消費電力を検出し、負荷指標の順位を小さい順に決定して、動作している空調機の消費電力の合計が総電力上限値を下回るまで負荷指標が小さい順に空調機を停止させることにより、電力のピークカットが必要な場合に、空調機を適宜停止させることができ、エネルギーの消費を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空調機の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空調機の別の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空調機の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。 従来の空調システムの構成を示す図である。

［発明の原理１］
室内居住者にとって空調効果が小さくなっている状態を判断するための指標として、負荷指標を利用できることに着眼した。負荷指標は、冷暖房能力の出力状態であり、空調機を通過する前後の空気の温度差と風量の積で決まる。したがって、基本的には「負荷指標＝温度差×風量」と定義し、この指標が予め規定された閾値未満である場合は、実質的に室内に気流を発生させているだけに近い状態と見なして、空調機を停止すればよい。これにより、実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができる。

なお、風量が一定の空調機の場合は、「負荷指標＝温度差×風量」という式において風量が定数になるのと同等なので、最も基本的には温度差のみで判断しても、負荷指標に基づく空調機動作と等価な動作を実現することができる。あるいは、負荷指標としての精度は落ちることになるが、空調機の制御出力（操作量信号）や膨張弁開度（熱媒流量を制御する弁の開度）を負荷指標として利用してもよい。空調機の制御出力、膨張弁開度のいずれの場合も、値が小さいほど負荷指標としての値も小さくなる。

また、空調機を停止させた場合の再起動方法としては、室温が目標室温から大きく離れた場合に空調機を再起動させるとか、あるいは空調機の停止から一定時間経過した場合に再起動させるとかいったように、予め条件を規定しておけばよい。

［発明の原理２］
大規模建物の中の大空間では、形式的には１個の部屋であっても、床面積の大きさに応じて空調機を複数利用する。この場合、負荷指標に応じて全ての空調機が、偶然にでもほぼ同時に停止すると、室内居住者にとっての空調効果が急激に減少することにもなり得る。そこで、大空間内の複数台の空調機が連携して動作することにより、同時に停止することを回避するのが好ましい。例えば、一定割合の台数までの空調機のみが停止するようにする。
電力のピークカットが必要な場合には、負荷指標が低い空調機から停止させていく。このピークカットにおいては、閾値とは無関係に、必要な台数だけ停止させるものとする。

［発明の原理３］
室内居住者にとって空調効果が小さくなっている場合であっても、省エネルギーを優先して自動的に空調機を停止するのであれば、室内居住者から不満が出る可能性が若干高くなる。そこで、室内居住者の意思を反映しやすくすることが好ましい。例えば、空調機を停止してもよい状態になったら、まずはその状況を室内居住者（あるいは室内居住者の許容性を予め把握している管理者）が認識できるように提示し、室内居住者あるいは管理者が停止することを許容する場合に、室内居住者あるいは管理者自身の操作で空調機を停止する。このとき、提示する情報の中に、搬送動力の節約による省エネルギー効果の情報を含めてもよい。また、情報の提示を一定時間継続している間に、室内居住者あるいは管理者が空調機の停止を拒否しない場合に、空調機を停止させるようにしてもよい。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１に対応するものである。空調機制御装置は、被制御エリアから空調機に戻る還気の温度を取得する還気温度取得部１と、空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を取得する給気温度取得部２と、還気と給気との温度差を算出する温度差算出部３と、空調機の給気風量の情報を取得する風量情報取得部４と、温度差に給気風量を乗算して空調機の負荷指標を算出する負荷指標算出部５と、予め規定された閾値と負荷指標とを比較して、空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定部６と、空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、空調機を停止させる空調機停止部７と、被制御エリアの室温を取得する室温取得部８と、目標室温と室温との偏差に基づいて空調機を再起動する空調機再起動部９とから構成される。

次に、本実施の形態で対象とする空調機について説明する。図２に、外気と還気とを取り込み、外気と還気との混合気に対して熱交換を行ない、給気を送る空調機の例を示す。図２において、２０１は被制御エリアである空間２００に給気を送る空調機、２０２は外気の取り入れ口、２０３は空間２００から空調機２０１に空気（還気）を戻す還気ダクト、２０４は空調機２０１によって冷却または加熱された混合気（給気）を空間２００へ供給する給気ダクト、２０５は給気の吹出口である。ここで、外気の温度をＡ［℃］、還気の温度をＣ［℃］、混合気の温度をＢ［℃］、給気の温度をＤ［℃］、室温をＥ［℃］とする。また、給気風量をＲ［ｍ³／ｍｉｎ］とする。負荷指標Ｌは以下のように計算できる。
Ｌ＝｜Ｃ−Ｄ｜Ｒ ・・・（１）

図２の計装で例えば冷房を行なっている場合において、室内に発熱物があり、Ｄ［℃］の給気を室内に吹出すことで、室温をＥ［℃］（Ｄ＜Ｅ）に保っているとする。還気の温度はＣ［℃］であるが、壁面を通じて室外の貫流熱があることにより、Ｃ≒Ｄになり得る。このとき、Ａ［℃］の外気についてもＡ≒Ｂになっているはずである。したがって、空調機２０１としては単に送風しているだけに近い状態であり、室内に気流を発生させているだけなので、空気搬送動力が実質的に無駄なエネルギー消費になり得る。

図３に、還気を取り込み、還気に対して熱交換を行ない、給気を送る空調機の例を示す。図３において、２０６は空間２００に給気を送る空調機である。給気風量をＲ［ｍ³／ｍｉｎ］とすれば、負荷指標Ｌは式（１）で計算できる。

図３の計装で例えば冷房を行なっている場合において、室内に発熱物があり、Ｄ［℃］の給気を室内に吹出すことで、室温をＥ［℃］（Ｄ＜Ｅ）に保っているとする。還気はＣ［℃］であるが、壁面を通じて室外の貫流熱があることにより、Ｃ≒Ｄになり得る。すなわち、温度差Ｃ−Ｄが小さくなり、空調機２０６としては単に送風しているだけに近い状態であり、室内に気流を発生させているだけなので、空気搬送動力が実質的に無駄なエネルギー消費になり得る。
本実施の形態では、図２、図３に示したいずれの空調機の場合でも、以下のようにしてエネルギー消費を低減する制御を行うことができる。

図４は本実施の形態の空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。還気温度取得部１は、還気ダクト２０３に取り付けられた温度センサ（不図示）によって計測された還気温度Ｃを取得する（図４ステップＳ１００）。
給気温度取得部２は、給気ダクト２０４に取り付けられた温度センサ（不図示）によって計測された給気温度Ｄを取得する（ステップＳ１０１）。

温度差算出部３は、還気と給気との温度差｜Ｃ−Ｄ｜を算出する（ステップＳ１０２）。なお、温度差（Ｃ−Ｄ）の絶対値｜Ｃ−Ｄ｜を算出しているのは、冷房と暖房の両方を想定しているためである。すなわち、一般に冷房ではＣ＞Ｄとなり、暖房ではＣ＜Ｄとなるからである。

風量情報取得部４は、給気風量Ｒの情報を取得する（ステップＳ１０３）。空調機２０１，２０６が変風量空調機の場合、空調機制御装置の図示しない制御演算部は、給気温度設定値と給気温度Ｄとの偏差に基づいて、例えばＰＩＤ演算によって操作量を求めると共に給気風量を演算し、演算した操作量を空調機２０１，２０６のバルブ（不図示）に出力してバルブ開度を制御し、また演算した風量の給気が空調機２０１，２０６から送り出されるように、空調機２０１，２０６のファン回転数を制御する。言うまでもなく、空調機２０１，２０６に供給される熱媒（冷水または温水）の量はバルブによって制御される。

一方、空調機２０１，２０６が定風量空調機の場合、空調機２０１，２０６のファン回転数は一定である。この場合、空調機制御装置の図示しない制御演算部は、給気温度設定値と給気温度Ｄとの偏差に基づいて、例えばＰＩＤ演算によって操作量を求め、演算した操作量を空調機２０１，２０６のバルブに出力してバルブ開度を制御する。
空調機２０１，２０６が変風量空調機、定風量空調機のいずれの場合でも、風量情報取得部４は、制御演算部から給気風量Ｒの情報を取得することができる。

次に、負荷指標算出部５は、温度差算出部３が算出した温度差｜Ｃ−Ｄ｜に給気風量Ｒを乗算して、負荷指標Ｌを算出する（ステップＳ１０４）。
判定部６は、予め規定された閾値Ｔと負荷指標Ｌとを比較して、Ｌ＜Ｔの場合に、空調機２０１，２０６が送風しているだけの状態と判定する（ステップＳ１０５）。

空調機制御装置は、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１０５の処理を定期的に行う。そして、空調機停止部７は、空調機２０１，２０６が送風しているだけの状態と判定部６が判定したときに（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、空調機２０１，２０６を一時的に停止させる（ステップＳ１０６）。

次に、空調機２０１，２０６の停止後、室温取得部８は、空間２００に設置された温度センサ（不図示）から室温Ｅを取得する（ステップＳ１０７）。
空調機再起動部９は、目標室温ＳＰと室温Ｅとの室温偏差｜ＳＰ−Ｅ｜を算出し、この室温偏差が予め規定された温度閾値Ｈを超えたかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。室温取得部８と空調機再起動部９とは、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を定期的に行う。

そして、空調機再起動部９は、室温偏差が温度閾値Ｈを超えたときに、空調機２０１，２０６による調整が必要になったものと判断して、空調機２０１，２０６を再起動する（ステップＳ１０９）。なお、再起動の必要性が生じることは予め予想できるわけであるから、空調機２０１，２０６の停止から一定時間が経過したら、空調機再起動部９が空調機２０１，２０６を再起動するというように、単純な方法を採用してもよい。

以上のように、本実施の形態では、空調機の負荷指標を求め、予め規定された閾値と負荷指標とを比較して、空調機が送風しているだけの状態か否かを判定し、空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、空調機を停止させることにより、室内居住者にとって空調効果が小さくなっている状態で空調機が動作するという実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応するものである。空調機制御装置は、被制御エリアから複数の空調機に戻る還気の温度を空調機毎に取得する還気温度取得部１ａと、複数の空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を空調機毎に取得する給気温度取得部２ａと、還気と給気との温度差を空調機毎に算出する温度差算出部３ａと、複数の空調機の給気風量の情報を空調機毎に取得する風量情報取得部４ａと、温度差に給気風量を乗算して負荷指標を空調機毎に算出する負荷指標算出部５ａと、予め規定された閾値と負荷指標とを比較して、空調機が送風しているだけの状態か否かを空調機毎に判定する判定部６ａと、室温取得部８と、空調機再起動部９と、負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定部１０と、送風しているだけの状態と判定された空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を負荷指標が小さい順に停止させる順位基準停止部１１とから構成される。

次に、本実施の形態で対象とする空調機について説明する。図６に、還気を取り込み、還気に対して熱交換を行ない、給気を送る複数の空調機の例を示す。本実施の形態では、被制御エリアである空間２００ａの床面積が図２、図３の空間２００よりも広く、複数の空調機２０７−１〜２０７−４が利用される場合を想定している。図６において、２０３−１〜２０３−４は還気ダクト、２０４−１〜２０４−４は給気ダクト、２０５−１〜２０５−４は給気の吹出口である。なお、空調機２０７−１〜２０７−４は図２に示した例のように混合気に対して熱交換を行なうタイプのものであってもよい。

図７は本実施の形態の空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。還気温度取得部１ａは、複数の空調機２０７−１〜２０７−４についての還気温度、すなわち還気ダクト２０３−１〜２０３−４にそれぞれ取り付けられた各温度センサ（不図示）によって計測された還気温度Ｃ１〜Ｃ４［℃］を取得する（図７ステップＳ２００）。
給気温度取得部２ａは、複数の空調機２０７−１〜２０７−４についての給気温度、すなわち給気ダクト２０４−１〜２０４−４にそれぞれ取り付けられた各温度センサ（不図示）によって計測された給気温度Ｄ１〜Ｄ４［℃］を取得する（ステップＳ２０１）。

温度差算出部３ａは、還気と給気の温度差｜Ｃ１−Ｄ１｜，｜Ｃ２−Ｄ２｜，｜Ｃ３−Ｄ３｜，｜Ｃ４−Ｄ４｜を空調機２０７−１〜２０７−４毎に算出する（ステップＳ２０２）。
風量情報取得部４ａは、複数の空調機２０７−１〜２０７−４についての給気風量Ｒ１〜Ｒ４［ｍ³／ｍｉｎ］の情報を取得する（ステップＳ２０３）。第１の実施の形態と同様に空調機制御装置の図示しない制御演算部が空調機２０７−１〜２０７−４を制御するので、この制御演算部から給気風量Ｒ１〜Ｒ４の情報を取得することができる。

負荷指標算出部５ａは、温度差算出部３ａが算出した温度差に給気風量Ｒ１〜Ｒ４を乗算して、各空調機２０７−１〜２０７−４の負荷指標Ｌ１〜Ｌ４を以下のように算出する（ステップＳ２０４）。
Ｌ１＝｜Ｃ１−Ｄ１｜Ｒ１ ・・・（２）
Ｌ２＝｜Ｃ２−Ｄ２｜Ｒ２ ・・・（３）
Ｌ３＝｜Ｃ３−Ｄ３｜Ｒ３ ・・・（４）
Ｌ４＝｜Ｃ４−Ｄ４｜Ｒ４ ・・・（５）

判定部６ａは、予め規定された閾値Ｔと負荷指標Ｌ１〜Ｌ４とを比較する（ステップＳ２０５）。そして、判定部６ａは、負荷指標Ｌ１〜Ｌ４のうち少なくとも１つが閾値Ｔ未満の場合に、閾値Ｔ未満の負荷指標に対応する空調機が送風しているだけの状態と判定する。空調機制御装置は、以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２０５の処理を定期的に行う。

次に、順位決定部１０は、空調機２０７−１〜２０７−４のうち少なくとも１台が送風しているだけの状態と判定されたときに（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、負荷指標Ｌ１〜Ｌ４の順位を小さい順に決定する（ステップＳ２０６）。ここでは、負荷指標は小さい順にＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４であったとする。また、ステップＳ２０５の判定において、負荷指標Ｌ１〜Ｌ３が閾値Ｔ未満であったとする。

順位基準停止部１１は、送風しているだけの状態と判定された空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を負荷指標が小さい順に停止させる（ステップＳ２０７）。ここでは、予め規定された停止可能割合が５０％であったとする。空調機２０７−１〜２０７−４の総台数は４台なので、空調機２０７−１，２０７−２を一時的に停止させることになる。
図７のステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理は、図４のステップＳ１０７〜Ｓ１０９と同じである。

本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に実質的に無駄なエネルギーの消費を低減することができると共に、複数の空調機が同時に停止することを回避することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図８は本発明の第３の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図であり、図１、図５と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応するものである。空調機制御装置は、還気温度取得部１ａと、給気温度取得部２ａと、温度差算出部３ａと、風量情報取得部４ａと、負荷指標算出部５ａと、空調機再起動部９ａと、負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定部１０ａと、外部から複数の空調機の総電力上限値の情報を受信する電力要求受信部１２と、複数の空調機の消費電力を検出する電力検出部１３と、動作している空調機の消費電力の合計が総電力上限値を下回るまで負荷指標が小さい順に空調機を停止させる電力基準停止部１４とから構成される。

本実施の形態で対象とする空調機は図６で説明したとおりなので、図６の符号を用いて説明する。
図９は本実施の形態の空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。まず、図６に示した空間２００ａを含む建物の設備管埋システム（不図示）は、電力のピークカットが必要な場合、ピークカット要求を空調機制御装置に送信する。このピークカット要求には、空調機の総電力上限値Ｗｔ［Ｗ］を示す情報が含まれる。

ピークカット要求の受信後（図９ステップＳ３００においてＹＥＳ）、還気温度取得部１ａと給気温度取得部２ａと温度差算出部３ａと風量情報取得部４ａと負荷指標算出部５ａとは、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を行う。このステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理は、図７のステップＳ２００〜Ｓ２０４と同じである。

電力検出部１３は、各空調機２０７−１〜２０７−４の消費電力Ｗ１〜Ｗ４［Ｗ］を検出する（ステップＳ３０６）各空調機２０７−１〜２０７−４の消費電力Ｗ１〜Ｗ４は、消費電力を管理する外部の装置（不図示）から取得してもよいし、電力検出部１３が例えば各空調機２０７−１〜２０７−４のファン回転数などの情報から計算するようにしてもよい。

順位決定部１０ａは、負荷指標Ｌ１〜Ｌ４の順位を小さい順に決定する（ステップＳ３０７）。ここでは、負荷指標は小さい順にＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４であったとする。
電力基準停止部１４は、動作している空調機の消費電力の合計Ｗｔｏｔａｌ［Ｗ］が総電力上限値Ｗｔ［Ｗ］を下回るまで負荷指標が小さい順に空調機を一時的に停止させる（ステップＳ３０８）。

空調機の停止後、空調機再起動部９ａは、総電力上限に余裕ができたかどうかを判定する（ステップＳ３０９）。空調機再起動部９ａは、電力のピークカット要求が更新されて、総電力上限値Ｗｔ［Ｗ］が前回値に対して高い値に更新され、この更新後の総電力上限値Ｗｔ［Ｗ］と現在動作している空調機の消費電力の合計Ｗｔｏｔａｌ［Ｗ］との差が、停止中の空調機の停止前の消費電力よりも大きい場合、総電力上限に余裕ができたと判定する。そして、空調機再起動部９ａは、動作している空調機の消費電力と再起動しようとする空調機の消費電力との合計が総電力上限値Ｗｔ［Ｗ］を下回る範囲で負荷指標が大きい順に停止中の空調機を再起動する（ステップＳ３１０）。

以上のように、本実施の形態では、電力のピークカットが必要な場合に、空調機を適宜停止させることができ、エネルギーの消費を低減することができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は本発明の第４の実施の形態に係る空調機制御装置の構成を示すブロック図であり、図１、図５、図８と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理３に対応するものである。空調機制御装置は、還気温度取得部１と、給気温度取得部２と、温度差算出部３と、風量情報取得部４と、負荷指標算出部５と、判定部６と、室温取得部８と、空調機再起動部９と、空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示する提示部１５と、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して空調機を停止させる意思準拠停止部１６とから構成される。

本実施の形態で対象とする空調機は図２、図３で説明したとおりである。図１１は本実施の形態の空調機制御装置の動作を示すフローチャートである。還気温度取得部１と給気温度取得部２と温度差算出部３と風量情報取得部４と負荷指標算出部５と判定部６とは、図１１のステップＳ４００〜Ｓ４０５の処理を行う。このステップＳ４００〜Ｓ４０５の処理は、図４のステップＳ１００〜Ｓ１０５と同じである。

提示部１５は、空調機が送風しているだけの状態と判定部６が判定したときに（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、空調機が停止許容状態であることと空調機の停止による削減電力（搬送動力の節約による省エネルギー効果）とを室内居住者（あるいは室内居住者の許容性を予め把握している設備管理者）に対して提示する（ステップＳ４０６）。情報の提示方法としては、室内に設置されたリモコン等の操作器に情報を表示させる方法や、操作器から情報を音声出力する方法などがある。

提示された情報を受け取った室内居住者あるいは管理者は、空調機の停止を許容する場合、操作器に対して空調機停止の操作を行う（ステップＳ４０７においてＹＥＳ）。この操作に応じて、意思準拠停止部１６は、空調機を一時的に停止させる（ステップＳ４０８）。
図１１のステップＳ４０９〜Ｓ４１１の処理は、図４のステップＳ１０７〜Ｓ１０９と同じである。

なお、意思準拠停止部１６は、ステップＳ４０６の情報の提示が一定時間継続されている間に、室内居住者あるいは管理者が空調機の停止を拒否しない場合に、空調機を一時的に停止させるようにしてもよい（ステップＳ４０８）。
また、本実施の形態は第２の実施の形態と組み合わせてもよい。すなわち、提示部１５は、送風しているだけの状態と判定された空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機のみを、負荷指標の小さい順に停止許容状態の空調機として提示するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、空調機を停止するかどうかの判定に、室内居住者または設備管理者の意思を反映させることができる。

第１〜第４の実施の形態における空調機制御装置は、例えばＣＰＵ、メモリおよびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、空調機のエネルギー消費を低減する技術に適用することができる。

１，１ａ…還気温度取得部、２，２ａ…給気温度取得部、３，３ａ…温度差算出部、４，４ａ…風量情報取得部、５，５ａ…負荷指標算出部、６，６ａ…判定部、７…空調機停止部、８…室温取得部、９，９ａ…空調機再起動部、１０，１０ａ…順位決定部、１１…順位基準停止部、１２…電力要求受信部、１３…電力検出部、１４…電力基準停止部、１５…提示部、１６…意思準拠停止部。

Claims (4)

1. 空調機の負荷指標を求める負荷指標確定手段と、
   予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定手段と、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機を停止させる空調機停止手段と、
   複数の前記空調機のうち少なくとも１台が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定手段とを備え、
   前記負荷指標確定手段は、
   被制御エリアから複数の前記空調機に戻る還気の温度を空調機毎に取得する還気温度取得手段と、
   複数の前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を空調機毎に取得する給気温度取得手段と、
   前記還気と前記給気との温度差を空調機毎に算出する温度差算出手段と、
   複数の前記空調機の給気風量の情報を空調機毎に取得する風量情報取得手段と、
   前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を空調機毎に算出する負荷指標算出手段とから構成され、
   前記空調機停止手段は、送風しているだけの状態と判定された前記空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を前記負荷指標が小さい順に停止させることを特徴とする空調機制御装置。
2. 空調機の負荷指標を求める負荷指標確定手段と、
   予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定手段と、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機を停止させる空調機停止手段と、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定されたときに、前記空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示する提示手段とを備え、
   前記負荷指標確定手段は、
   被制御エリアから前記空調機に戻る還気の温度を取得する還気温度取得手段と、
   前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を取得する給気温度取得手段と、
   前記還気と前記給気との温度差を算出する温度差算出手段と、
   前記空調機の給気風量の情報を取得する風量情報取得手段と、
   前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を算出する負荷指標算出手段とから構成され、
   前記空調機停止手段は、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して前記空調機を停止させることを特徴とする空調機制御装置。
3. 空調機の負荷指標を求める負荷指標確定ステップと、
   予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定ステップと、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機を停止させる空調機停止ステップと、
   複数の前記空調機のうち少なくとも１台が送風しているだけの状態と判定したときに、前記負荷指標の順位を小さい順に決定する順位決定ステップとを含み、
   前記負荷指標確定ステップは、
   被制御エリアから複数の前記空調機に戻る還気の温度を空調機毎に取得する還気温度取得ステップと、
   複数の前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を空調機毎に取得する給気温度取得ステップと、
   前記還気と前記給気との温度差を空調機毎に算出する温度差算出ステップと、
   複数の前記空調機の給気風量の情報を空調機毎に取得する風量情報取得ステップと、
   前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を空調機毎に算出する負荷指標算出ステップとからなり、
   前記空調機停止ステップは、送風しているだけの状態と判定した前記空調機のうち、空調機の総台数に対して予め規定された停止可能割合以下の台数の空調機を前記負荷指標が小さい順に停止させることを特徴とする空調機制御方法。
4. 空調機の負荷指標を求める負荷指標確定ステップと、
   予め規定された閾値と前記負荷指標とを比較して、前記空調機が送風しているだけの状態か否かを判定する判定ステップと、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機を停止させる空調機停止ステップと、
   前記空調機が送風しているだけの状態と判定したときに、前記空調機が停止許容状態であることに関する情報を提示する提示ステップとを含み、
   前記負荷指標確定ステップは、
   被制御エリアから前記空調機に戻る還気の温度を取得する還気温度取得ステップと、
   前記空調機から被制御エリアに供給される給気の温度を取得する給気温度取得ステップと、
   前記還気と前記給気との温度差を算出する温度差算出ステップと、
   前記空調機の給気風量の情報を取得する風量情報取得ステップと、
   前記温度差に前記給気風量を乗算して前記負荷指標を算出する負荷指標算出ステップとからなり、
   前記空調機停止ステップは、被制御エリアの居住者または設備管理者の意思を確認して前記空調機を停止させることを特徴とする空調機制御方法。