JP2008092320A - 集中管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】新築建物等は勿論のこと、特に、旧来設備が残存する建物を保有する事業者、需要家等が導入しやすく、使い勝手を向上させると共に、システム構築の作業性を高めて、消費電力の割合が大きい空調設備を主眼に、省エネルギー運用を効率的かつ低コストにて実現可能とした集中管理システムを提供する。
【解決手段】集中管理装置６０は、電力量センサ４１の電力量計測データと、温度センサ４２の温度計測データと、湿度センサ４３の湿度計測データと、ＤＩＯセンサ４４の接点動作データを用い、各空調設備の状態監視を行いつつ電力量が適正になるように動作制御を行うような集中管理システム１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、分散した複数エリアに設置されている各種負荷に対し、計測、監視、制御を効率的に行う集中管理システム関する。

近年、省エネルギーの関心が高まる中、建物管理システムの中にＢＥＭＳ（Building and Energy Management System）や、ＨＥＭＳ（Home Energy Management system）等のエネルギー管理システムを導入する事業者、需要家が増えつつあり、これらが定着化し始めている。

このような省エネルギー対策を講じるシステムの従来技術として、例えば、特許文献１（特許第３１１８３７６号公報，「空気調和機」）、特許文献２（特開２００３−２７９１１２号公報，「空気調和システム及び集中コントローラ」）、特許文献３（特開２００６−０３８３３４号公報，「マルチエアコンの省エネ制御システム」）などが知られている。

特許文献１では、温度設定にゆらぎを用いて空調負荷を低減化する空気調和機が開示されている。特許文献２では、集中コントローラから運転諾否を手元リモコンに送信し、きめ細かい制御をする空気調和システムが開示されている。特許文献３では、マルチエアコンをグループ分けし、系統別に運転制御することで効率化、等省エネルギー対策を施すマルチエアコンの省エネ制御システムが開示されている。

特許第３１１８３７６号公報 特開２００３−２７９１１２号公報 特開２００６−０３８３３４号公報

上記の特許文献１，２，３における省エネルギー対策を講じるシステムは、熱源設備、配管、各種センサや制御機器の配設をはじめ、空調設備全体にかかわり、概して大掛かりなシステム構築とならざるを得なかった。
このような事情により、需要家側においても、特に、省エネルギー対策の観点から、容易に敷設可能で効率的なシステムの実現が望まれている。

そこで、本発明の目的は、新築建物等は勿論のこと、特に、旧来設備が残存する建物を保有する事業者、需要家等が導入しやすく、使い勝手を向上させると共に、システム構築の作業性を高めて、消費電力の割合が大きい空調設備を主眼に、省エネルギー運用を効率的かつ低コストにて実現可能とした集中管理システムを提供することにある。

本発明の請求項１に係る集中管理システムは、
複数の空調設備を集中して管理する集中管理システムであって、
空調設備に供給する電力量について計測する電力量センサと、
電力量センサが接続される第１の分岐通信回線と、
第１の分岐通信回線を通じて電力量センサから電力量計測データを読み出す第１のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
空調対象の環境について計測する環境センサと、
環境センサが接続される第２の分岐通信回線と、
第２の分岐通信回線を通じて環境センサから環境計測データを読み出す第２のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
複数の空調設備にそれぞれ接続される制御センサと、
制御センサが接続される第３の分岐通信回線と、
第３の分岐通信回線を通じて制御センサから接点動作データをそれぞれ読み出し、また、制御センサへ制御コマンドを出力する第３のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置がそれぞれバス接続される基幹通信回線と、
基幹通信回線に接続され、第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置と通信するように接続される集中管理装置と、
を備え、この集中管理装置は、
第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置から読み出した電力量センサの電力量計測データと、環境センサの環境計測データと、制御センサの接点動作データと、を入力する入力手段と、
電力量計測データおよび環境計測データに基づいて、各空調設備の状態監視を行う監視手段と、
各制御センサを介して電力量が適正になるように動作制御を行う動作制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る集中管理システムは、
請求項１記載の集中管理システムにおいて、
前記集中管理システムは集中管理装置が設置される一棟の親局ビルと複数棟の子局ビルをまたがって構築されるシステムであって、
前記制御センサは、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビル内で空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う複数の制御センサであり、
前記環境センサは、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルに設置された複数の環境センサであり、
前記集中管理装置は、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルを一括して空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る集中管理システムは、
請求項１または請求項２に記載の集中管理システムにおいて、
前記空調設備は、一または複数の室外機と一または複数の室内機とを冷媒配管にて接続して形成される設備であり、
前記制御センサは、空調設備の室外機および／または室内機の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うセンサであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る集中管理システムは、
請求項３記載の集中管理システムにおいて、
前記空調設備は、室外機に強制散水する補助冷却装置を備え、
前記集中管理装置は、電力量計測データから演算するデマンド値が、設定された第１のデマンド警報レベルを超えた場合、補助冷却装置との連動運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る集中管理システムは、
請求項４記載の集中管理システムにおいて、
前記集中管理装置は、デマンド値が設定された第１のデマンド警報レベルを越え更に第２のデマンド警報レベルを超えた場合、補助冷却装置を運転停止すると共に、送風モード運転を行う強制スケジュール運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る集中管理システムは、
請求項５記載の集中管理システムにおいて、
前記集中管理装置は、複数の空調設備をグループ別に強制スケジュール運転するようになされ、各グループの空調設備が設定時間間隔をもって順次強制スケジュール運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る集中管理システムは、
請求項１〜請求項６の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
前記環境センサは、室内に設置されて室内の温度計測データを出力する温度センサであり、
前記集中管理装置は、標準設定温度データを登録する手段と、標準設定温度データからゆらぎ用設定温度データおよびゆらぎ用上限温度データを算出する手段と、室内の温度計測データから室内温度がゆらぎ用上限温度を超えないようにしつつ標準設定温度とゆらぎ用設定温度との間で一定時間毎に微小温度変化するように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
として機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る集中管理システムは、
請求項１〜請求項７の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
前記環境センサは、
屋外に設置されて外気の温度計測データを出力する温度センサ、および、屋外に設置されて外気の湿度計測データを出力する湿度センサであり、
前記集中管理装置は、外気の温度計測データおよび湿度計測データから不快指数を演算する手段と、不快指数が設定範囲内の場合に外気を取り込む送風モード運転に切り換え、また、不快指数が設定範囲にない場合に空調設備を通常モード運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
として機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る集中管理システムは、
請求項１〜請求項８の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
利用者により空調設備のオン／オフ指令を行うリモコンと、を備え、
前記集中管理装置は、強制スケジュール運転される空調設備が、オフ時間中にリモコンからオン指令された場合、設定時間経過後に運転を停止するように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
として機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る集中管理システムは、
請求項１〜請求項９の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
プロトコル変換機能付サーバ装置に接続される分岐通信回線は、マイクロＬＡＮ回線とすることを特徴とする。

このような本発明の集中管理システムによれば、新築建物等は勿論のこと、特に、旧来設備が残存する建物を保有する事業者、需要家等が導入しやすく、使い勝手を向上させると共に、システム構築の作業性を高めて、消費電力の割合が大きい空調設備を主眼に、省エネルギー運用を効率的かつ低コストにて実現可能とした集中管理システムを提供することができる。

本発明の集中管理システム１は、分散した複数エリアに設置されている各種負荷、詳しくは省エネ効果が大きい空調設備に対し、計測、監視、制御を効率的に行えるシステムである。以下、本発明の集中管理システムを実施するための最良の形態について図に基づき説明する。図１は本形態の集中管理システムの概略図である。
集中管理システム１は、図１で示すように、コンピュータ端末１０、インターネット回線２１、基幹通信回線２２、分岐通信回線２３、プロトコル変換機能付サーバ装置３０、電力量センサ４１、温度センサ４２、湿度センサ４３、ＤＩＯセンサ４４、ＰＡＣ（Package Air Conditioner：パッケージエアコン）５０、集中管理装置６０を備えている。

インターネット回線２１、基幹通信回線２２は、あわせてネットワーク２０を形成する。電気系センサとしての電力量センサ４１、環境系センサとしての温度センサ４２および湿度センサ４３、ならびに、制御系センサとしてのＤＩＯセンサ４４は、センサ装置４０に相当する。

コンピュータ端末１０は、インターネット回線２１に接続され、プロトコル変換機能付サーバ装置３０や集中管理装置６０と通信するようになされている。
インターネット回線２１は、公衆回線・ＬＡＮ等を含むものであり、インターネットにより通信でき、Ｗｅｂデータやファイルデータが送受信できるようになされているものであればよい。インターネット回線２１は、基幹通信回線２２に接続される。

基幹通信回線２２は、公衆回線・ＬＡＮ等を含むものであり、Ｗｅｂデータやファイルデータが送受信できるようになされ、また、集中管理装置６０とプロトコル変換機能付サーバ装置３０とが通信できるようになされているものであればよい。
プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、ソフトウェアをインストールして後述するような各種の処理機能を行う。このようなプロトコル変換機能付サーバ装置３０が複数個にわたって基幹通信回線２２にバス接続される。これらのプロトコル変換機能付サーバ装置３０は多数箇所の空調設備近くに設置されるものである。図１では７個のプロトコル変換機能付サーバ装置３０が設置されるものとしているが、その台数は特に限定されるものではなく、適数個設置することができる。
このような一台のプロトコル変換機能付サーバ装置３０は、適宜チャンネル数を設けて一以上の個数のセンサ装置４０を接続出来るようにしている。

プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、コンピュータ端末１０または集中管理装置６０からの制御コマンドを受けて、センサ装置４０側から収集した一連の計測データを通信データに変換して基幹通信回線２２、インターネット回線２１を介してコンピュータ端末１０や集中管理装置６０へ送信する機能を備えている。この点につき他の図を参照しつつ説明する。図２は集中管理システムの通信を説明する説明図である。なお、図２ではインターネット回線２１および基幹通信回線２２をネットワーク２０と、また、電力量センサ４１、温度センサ４２、湿度センサ４３、および、センサ装置４４をともにセンサ装置４０と略記して説明している。

プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、接続されている各種センサ装置４０で計測された計測データを収集・解析し、この多数の計測データをまとめてファイルデータとして保存する。
ファイルデータの例として、例えば、計測データを時系列的に並べたＣＳＶ形式によるファイルデータとし、このファイルデータをＦＴＰ（図２参照）によりコンピュータ端末１０へダウンロードにより送信しても良い。また、このファイルデータをＨＴＭＬデータやＸＭＬデータというＷｅｂデータとして、ＨＴＴＰによりコンピュータ端末１０のＷｅｂブラウザを用いて閲覧により送信するようにしても良い。

また、ファイルデータの他の例として、エクセル（登録商標）などの帳票形式のファイルデータとしても良い。この場合、プロトコル変換機能付サーバ装置３０は計測データを帳票形式のファイルデータに変換する表計算ソフトウェアなどを備え、センサ装置４０からの各種の計測データを一括して収集・解析・集計できるようになされ、収集した計測データを解析・集計し、帳票形式のファイルデータとして保存する。このソフトウェアは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）プログラムとして動作するものである。このファイルデータをＦＴＰ（図２参照）によりコンピュータ端末１０へダウンロードにより送信しても良い。また、このファイルデータをＨＴＭＬデータやＸＭＬデータというＷｅｂデータとして、ＨＴＴＰによりコンピュータ端末１０でのＷｅｂブラウザによる閲覧により送信するようにしても良い。

このようなプロトコル変換機能付サーバ装置３０は、インターネット回線２１および基幹通信回線２２におけるネットワークプロトコルと、分岐通信回線２３における制御プロトコルと、を変換する機能も有している。基幹通信回線２２が例えば構内ＬＡＮ回線ならば、ネットワークプロトコルは、例えば、物理層・データリンク層ではＬＡＮプロトコル（例えばイーサネット（登録商標））とし、トランスポート層・ネットワーク層ではＴＣＰ／ＩＰとなるようにプロトコル変換する。
同様に、基幹通信回線２２が公衆回線ならば、ネットワークプロトコルは、少なくとも通常のＴＣＰ／ＩＰによる通信プロトコルとする。

プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、それぞれにアクセス可能な固定ＩＰアドレスもしくはドメイン名が割り当てられており、アクセス可能になされている。
コンピュータ端末１０は、プロトコル変換機能付きサーバ装置３０にアクセスする。プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、上記したＣＳＶ形式のファイルデータとして出力する。コンピュータ端末１０は、このＣＳＶ形式のファイルデータを取得し、例えばエクセル（登録商標）などの表計算ソフトウェアを起動させてこのファイルデータを帳票形式のファイルデータに変換して解析・集計して、閲覧や加工を行うことができる。または、帳票形式のファイルデータを取得し、例えばエクセル（登録商標）などの表計算ソフトウェアを起動させてこのファイルデータを解析・集計して、閲覧や加工を行うようにしても良い。
このようなプロトコル変換機能付サーバ装置３０は、上記のような必要最小限の機能のみ搭載するようにして比較的安価で小形となるようにしている。

図１に戻るが、電気系センサである電力量センサ４１は、電流センサと電圧センサとを備えており、電流センサと電圧センサとにより検出される電流値（Ｉ）、電圧値（Ｖ）およびｃｏｓθ（力率）とを別途設定することにより、電力量（Ｗ）をＷ＝ＶＩｃｏｓθから演算して電力量値を検出する。そして、電力量センサは、プロトコル変換機能付サーバ装置３０からの指令コマンドに応じて電力量計測データを送信する。

なお、図示してはいないが、上述の電力量センサ４１からの電力量演算に替えて、事業所内の主変電所に設置される電力量計に、パルス変換器、電気／光変換器、光ファイバーケーブル、光／電気変換器等を備え、計測データとしての電力量を、パルス信号から光信号に変換して伝送するなどして、電力量計測データとして集中管理装置６０に取り込むようにしてもよい。また、複数個の電力量センサ４１が一台のプロトコル変換機能付サーバ装置３０に接続されるようにしても良い。

また、環境系センサである温度センサ４２は、配設された空間環境の温度を検出し、プロトコル変換機能付サーバ装置３０からの指令コマンドに応じて温度計測データを送信する。なお、複数個の温度センサ４２が一台のプロトコル変換機能付サーバ装置３０に接続されるようにしても良い。
また、環境系センサである湿度センサ４３は、配設された空間環境の湿度を検出し、プロトコル変換機能付サーバ装置３０からの指令コマンドに応じて湿度計測データを送信する。なお、複数個の湿度センサ４３が一台のプロトコル変換機能付サーバ装置３０に接続されるようにしても良い。

制御系センサであるＤＩＯセンサ４４はＤＯ部とＤＩ部があり、ＤＯ部は、図示しない空調設備の接点のオン／オフ制御（例えば、開閉部の有接点リレーをオン／オフする）を行い、ＤＩ部がこの接点の状態（例えば、開閉部の有接点リレーのリレートリップ状態）を監視し、プロトコル変換機能付サーバ装置３０からの指令コマンドに応じて監視状況等制御センサの接点動作データを送信する。ＤＩＯセンサ４４には後述するＰＡＣ５０が接続される。なお、複数個のＤＩＯセンサ４４が一台のプロトコル変換機能付サーバ装置３０に接続されるようにしても良い。

これらのセンサ装置４０は、上記のセンサ以外にも、電力量をパルス変換してパルスカウントするＰＩセンサ、接点の入力・出力をするセンサ装置、アナログ入力を計測するＡＩセンサ、アナログ出力をするＡＯセンサ、接点入力を監視するＤＩポート、接点出力をするＤＯポート等を採用することができる。

これらのセンサ装置４０は、分岐通信回線２３であるマイクロＬＡＮ（Micro Local Area Network）回線に接続される。ここにマイクロＬＡＮとは、ダラス・セミコンダクタ社が開発したバス・システム（一本の線にバス接続されるシステム）である。そして、プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、ＬＡＮ回線で用いられるイーサネット（登録商標）による方式と、マイクロＬＡＮ回線で用いられるマイクロＬＡＮ方式と、の通信プロトコルを変換する。

ＰＡＣ５０は、室内を空調するための調整空気を供給する空調設備で、空気の温湿度を調整する冷温水コイル（加熱・冷却）、加湿器と空気の清浄度を調整するエアフィルタ、及び調整空気を送風する送風機を一体のケーシングに収めた機器である。空気の温湿度を調整するために、熱源には冷凍設備（コンプレッサ）とＤＸコイル（直接膨張コイル）を内蔵している。なお、さらに室外機に強制散水する補助冷却装置を有するようにしてもよい（後述）。

以上、説明したような集中管理システム１全体が企業の一事業所の複数ビルに分散されて配置されるものであってもよいし、一つのビル内の各室分散であってもよい。本形態では例示的に一事業所の複数ビル分散として説明する。集中管理システム１は、一事業所の同じエリア内にあって、集中管理装置６０が設置される一棟の親局ビルと、複数棟の子局ビル（事務棟や研究棟、工場など）Ａ〜Ｄと、をまたがって構築されるシステムとする。
つまり、電力量センサ４１は、複数棟の建屋毎の６．６ＫＶ受変電の電力量を計測するセンサとなる。温度センサ４２や湿度センサ４３は、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルそれぞれに設置された複数のセンサとなる。ＤＩＯセンサ４４は、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルそれぞれに設置された複数のセンサとなる。そして、この親局ビル内に設置された集中管理装置６０とそれぞれのプロトコル変換機能付サーバ装置３０とは、ＬＡＮ回線などの基幹通信回線２２を介して通信可能に接続されている。そして、プロトコル変換機能付サーバ装置３０から分岐通信回線２３を介して、センサ装置４０と接続される。図２で示すように、電気系センサの一例である電力量センサ４１、環境系センサである温度センサ４２および湿度センサ４３、制御系センサであるＤＩＯセンサ４４等のセンサ装置と接続されている。
集中管理装置６０は、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルを一括して空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うシステムとなる。集中管理装置６０が設置された独立のビルは、一括集中的な空調設備の状態監視及び動作制御を実行する親局ビルとして機能する。

ここに空調設備（ＰＡＣ５０）に供給する電力量について計測する一または複数の電力量センサ４１と、この一または複数の電力量センサ４１が接続される第１の分岐通信回線２３と、この第１の分岐通信回線２３を通じて一または複数の電力量センサから電力量計測データを読み出す第１のプロトコル変換機能付サーバ装置３０とで第１の通信部としている。また、空調対象の環境について計測する一または複数の温度センサ４２や湿度センサ４３と、これら一または複数の温度センサ４２や湿度センサ４３が接続される第２の分岐通信回線２３と、この第２の分岐通信回線２３を通じて一または複数の温度センサ４２や湿度センサ４３から温度計測データや温度計測データを読み出す第２のプロトコル変換機能付サーバ装置３０とで第２の通信部としている。また、一または複数の空調設備（ＰＡＣ５０）にそれぞれ接続される一または複数のＤＩＯセンサ４４と、この一または複数のＤＩＯセンサ４４が接続される第３の分岐通信回線２３と、この第３の分岐通信回線２３を通じて一または複数のＤＩＯセンサ４４から接点動作データをそれぞれ読み出し、また、一または複数のＤＩＯセンサ４４へ制御コマンドを出力する第３のプロトコル変換機能付サーバ装置３０とで第３の通信部としている。
これら第１，第２，第３の通信部は、一以上設けられるものである。また、プロトコル変換機能付サーバ装置３０で適宜センサ装置４０を複数個接続するようにしても良い。

続いてプロトコル変換機能付サーバ装置３０の通信・データ処理について説明する。プロトコル変換機能付サーバ装置３０は、まず、分岐通信回線２３（マイクロＬＡＮ回線）に接続されるセンサ装置４０と通信する。個々のセンサ装置４０には、それぞれＩＤデータが付与されている。このようなＩＤデータを含むデータがプロトコル変換機能付サーバ装置３０から分岐通信回線２３（マイクロＬＡＮ回線）へ出力されたならば、これらセンサ装置はそれぞれＩＤデータを取り込み、それぞれ自らが保持するＥＥＰＲＯＭに登録されたＩＤデータと比較照合し、一致する場合にデータを取り込んでセンサ装置４０として機能する。

具体的には電力量センサ４１が自らを指定するＩＤデータを含むデータを受信したならば、電力量センサ４１の電力量計測部は電力量を計測して電力量に係るデータをプロトコル変換機能付サーバ装置３０へ送信することとなる。
そして、温度センサ４２が自らを指定するＩＤデータを含むデータを受信したならば、温度センサ４２の温度計測部は温度を計測して温度に係るデータをプロトコル変換機能付サーバ装置３０へ送信することとなる。また、湿度センサ４３が自らを指定するＩＤデータを含むデータを受信したならば、湿度センサ４３の湿度計測部は湿度を計測して湿度に係るデータをプロトコル変換機能付サーバ装置３０へ送信することとなる。また、ＤＩＯセンサ４４が自らを指定するＩＤデータを含むデータを受信したならば、ＰＡＣ５０の接点をオン／オフする（例えば、開閉部の有接点リレーをオン／オフする）コマンドを出力し、または、ＰＡＣ５０の接点の状態を監視（例えば、開閉部の有接点リレーのリレートリップ状態監視）を行い、この監視状態を表すデータをプロトコル変換機能付サーバ装置３０へ送信する。このようにしてプロトコル変換機能付サーバ装置３０はデータを収集して、メモリやハードディスク（図示せず）などに蓄積する。

なお、本形態における集中管理装置６０は、主に、室外機と室内機とを冷媒配管にて接続して形成されるパッケージエアコン運転の状態監視と動作制御を対象とし、監視項目及び管理形式は、主に電力量、電力デマンド、温度、湿度をメインとしているが、必要に応じて、ＣＯ_２濃度の計測、火災感知、照明の監視と制御、エアハンドリングユニットの発停、ファンコイルユニットの発停、バルブの監視と制御、熱量の計測、ダンバー、チラーユニットの監視と制御、蓄熱槽内水温の計測等を必要に応じて拡充具備してもよい。

また、集中管理装置６０は、子局ビルＡ〜Ｄ内の空調設備としてのパッケージエアコンであるＰＡＣ５０の状態監視機能、運転制御機能も含み、設備監視（各種設備の監視、温度・湿度等の状態監視、その表示等）、履歴管理（機器の発停時刻や警報発生、復旧時刻の記録、表示等）、トレンド表示（収集データの経時的なグラフ表示等）、日報・月報作成管理（収集データを日報・月報として作成、表示等）、デマンド監視制御（電力量センサ４１による計測データに基づく使用電力量のグラフ表示や電力需要の予測、契約電力を超えないような負荷制御等）、その他各種の設定機能を有しているが、その詳述は省く。

さらに、上述の空調設備の状態監視、動作制御に対し、不快感を低減しながら、省エネルギーをはかる個別の機能を付加している。このような機能について図を参照しつつ説明する。図３は、室外機用の補助冷却装置の説明図、図４は補助冷却装置を用いるデマンド制御の説明図である。電力デマンドを指標とし、室外機に対して散水する補助冷却装置を用いて管理するというものである。室外機の補助冷却装置７０は散水装置を内蔵するというものであり、散水装置は、図３で示すように、室外機５１の熱交換器５２に水を散布するノズル７１と、このノズル７１を支持する取り付け枠７２を備えると共に、上記の取り付け枠７２を室外機５１に対し着脱固定可能としている。

その補助冷却装置７０はノズル７１への給水量を段階的に制御する制御部（図示せず）を有しており、ＤＩＯセンサ４４のＤＯ部により給水量が制御され、ＤＩ部を通じて給水量データが取得されるように接続されている。集中管理装置６０は、複数棟の建屋毎の６．６ＫＶ受変電の電力量を複数の電力量センサ４１を通じて計測し、これら電力量計測データから複数棟の建屋毎のデマンド値を演算する。そして、複数棟の建屋毎にデマンド制御を行う。ある建家について図４で示すようなデマンド値が得られているものとすると、集中管理装置６０は、まず、設定された第１のデマンド警報レベルを超えた場合、空調設備（ＰＡＣ５０）の運転を補助冷却装置７０との連動運転に切り換えるというものであり、デマンド制御による集中管理に加えて補助冷却装置７０へ冷却開始の指令を出力して室外機の散水装置の制御部に対して強制散水指令を行うとともに、空調設備（ＰＡＣ５０）の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能する。補助冷却装置７０の制御部は、指令に応じてノズル７１から間欠的に散水を行う。図４でも明らかなように散水時にはデマンド値の増加傾向が抑えられ、デマンド値が直ちに上限を超えるような事態は回避される。

また、集中管理装置６０は、デマンド値が設定された第１の警報レベルを越え更に第２の警報レベルを超えた場合、補助冷却装置７０を運転停止すると共に、ＰＡＣ５０の室内機を送風モード運転に切替える強制スケジュール運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能する。図４でも明らかなように送風モード運転時にはデマンド値の増加傾向が抑えられ、デマンド値が直ちに上限を超えるような事態は回避される。

なお、複数の空調設備があらかじめグループ分けされてグループ別に強制スケジュール運転されるように集中管理装置６０に登録されているものとし、集中管理装置６０は各グループが設定時間間隔をもって順次強制スケジュール運転されるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うようにしても良い。例えば、本形態では一個のＰＡＣ５０をもって一グループにするとともに、図１のＡのＰＡＣ１、ＢのＰＡＣ２、ＣのＰＡＣ３が順次送風モードに切り換えられて、デマンドの増加率を抑えてデマンドが設定を超えないようにしている。これら制御を行うことで、デマンドが設定範囲内に収まるという効果を奏しうるものとなる。このような集中管理システム１としても良い。

続いて他の機能について図を参照しつつ説明する。図５は、ゆらぎ制御を併用して室内温度を指標とするＰＡＣの集中制御の説明図である。今まで説明した上記のような形態に加え、さらに以下の機能を持たせたものである。このゆらぎ制御では室内温度を計測し、設定温度を自動制御でこまめに最適設定変更し省エネを図る。パッケージエアコン運転時、計測温度が標準設定温度になった場合、冷房時においては、設定時間経過後、設定温度をゆらぎ用設定温度にあげる。ただし、ゆらぎ用上限温度を設け上限温度以上にならないようにする。計測温度がゆらぎ用設定温度になった後、復帰設定時間経過後に設定温度を標準温度に戻す。逆に、暖房運転時は、ゆらぎ用設定温度に下げる設定制御を行う。処理の概要はこのようなものである。

まず、集中管理装置６０は、標準設定温度データを登録する手段として機能する。図５では２４℃に設定される。
集中管理装置６０は、標準設定温度データからゆらぎ用設定温度データおよびゆらぎ用上限温度データを算出する手段として機能する。図５ではゆらぎ用設定温度は標準設定温度データから＋２℃の２６℃に、ゆらぎ用上限温度は標準設定温度データから＋４℃の２８℃に設定される。
集中管理装置６０は、室内の温度計測データから室内温度がゆらぎ用上限温度を超えないようにしつつ標準設定温度とゆらぎ用設定温度との間で一定時間毎に微小温度変化するように空調設備（ＰＡＣ５０）の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能する。
このようにすることで、省エネルギーを図ることができる。

続いて他の機能について図を参照しつつ説明する。図６は、外気温度と外気湿度とを用いるＰＡＣの集中制御の説明図である。今まで説明した上記のような形態に加え、さらに以下の機能を持たせたものである。ここに、温度センサ４２が屋外に設置されて外気の温度計測データを出力するようになされ、また、湿度センサ４３が屋外に設置されて外気の湿度計測データを出力するようになされているものとする。この図６ではＰＡＣの状態監視、動作制御を示している。外気温度及び外気湿度から外気の不快指数を算出し、この不快指数から人間が快適と感じる条件であった場合、つまり、室内よりは外気の方が快適状態であるような場合、外気を取り込んだ空調を運用可能にする。快適条件では、ＰＡＣを送風モードに変更する。

ここで不快指数とは夏の蒸し暑さを数量的に表した指数であり次式のようになる。

［数１］
不快指数（ＤＩ）＝０．８１Ｔ＋０．０１Ｕ（０．９９Ｔ−１４．３）＋４６．３
Ｔ：外気の気温（℃）
Ｕ：外気の相対湿度（％）

この不快指数と体感温度とは、以下のような関係となる。５５以下で寒い、５５〜６０で肌寒い、６０〜６５で何も感じない、６５〜７０で快い、７０〜７５で暑くない、７５〜８０でやや暑い、８０〜８５ 暑くて汗が出る、８５以上で暑くてたまらない、という関係である。不快指数が７５を越えると人口の一割が不快になり、８０を越えると全員が不快になると言われている。

処理であるが、まず、集中管理装置６０は、外気の温度計測データ及び湿度計測データから上記の不快指数を演算する手段として機能する。
集中管理装置６０は、不快指数が設定範囲内の場合、例えば上記数値で不快指数が６０〜７５の場合に空調設備を外気を取り込む送風モード運転に切り換え、また、不快指数が設定範囲にない、例えば、不快指数が７５を上回る、または、不快指数が６０を下回るような場合に空調設備を通常モード運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能する。ここに不快指数が７５を上回る場合は冷房による通常モード運転、または、不快指数が６０を下回るような場合は暖房による通常モード運転とすればよい。

ここで別途設けたデマンドコントローラ（図示せず）にて計測した外気温度および外気湿度から、集中管理装置６０では、制御可否を判断して各建屋の端末装置へ制御信号送信し、ＰＡＣ５０を送風モードに変更する。その際に、利用者の手元からＰＡＣ５０のリモコン操作が禁止され、利用者が勝手にオン／オフ指令や冷房／暖房モードへの変更を出来ないようにしている。

続いて他の機能について図を参照しつつ説明する。図７は、自動停止解除制御として時刻設定スケジュールによる警報集中制御の説明図である。今まで説明した上記のような形態に加え、さらに以下の機能を持たせたものである。図７では警報集中制御の状態監視、動作制御を示す。利用者のＰＡＣ５０の消し忘れ防止による省エネルギーを目的として、自動停止の時刻と手元リモコンの操作可能解除のスケジュール時刻設定による制御を行う。各部屋の手元リモコン単位で指定時刻のスケジュール設定による、ＰＡＣ５０のオン／オフ指令（Ｏｎ：自動停止解除、Ｏｆｆ：停止（最大１日３回のＯｎ／Ｏｆｆ））を可能にする。スケジュールは、グループ単位で設定可能とする。オフ時間中に手元リモコンにより運転指令された場合、設定時間の運転経過後に停止する。この機能は、最初の運転後と２回目以降の運転後で別々にグループ単位で時間設定可能とする。

こうして、電力量計測データと環境計測データとともに、空調設備の状態監視、動作制御を行うセンサから空調設備の接点動作データを収集することにより、空調設備の効率的運転を可能にしながら、ゆらぎ制御、送風モード、室外機散水など付加機能を備えて更なる省エネルギーを図れるようにしている。そして、通信線の敷設工事低減をはじめ、既存建屋空調設備対応等本発明の集中管理システムを構築し易くしている。

このような本発明の集中管理システムにより、新築建物等は勿論のこと、特に、旧来設備が残存する建物を保有する事業者、需要家等が導入しやすく、使い勝手を向上させると共に、システム構築の作業性を高めて、消費電力の割合が大きい空調設備の省エネ運用を効率的かつ低コストにて実現可能となる。

本発明を実施するための最良の形態の集中管理システムの概略図である。 集中管理システムの通信を説明する説明図である。 室外機用の補助冷却装置の説明図である。 補助冷却装置を用いるデマンド制御の説明図である。 ゆらぎ制御を併用して室内温度を指標とするＰＡＣの集中制御の説明図である。 外気温度と外気湿度とを用いるＰＡＣの集中制御の説明図である。 自動停止解除制御として時刻設定スケジュールによる警報集中制御の説明図である。

符号の説明

１：集中管理システム
１０：コンピュータ端末
２０：ネットワーク
２１：インターネット回線
２２：基幹通信回線
２３：分岐通信回線
３０：プロトコル変換機能付サーバ装置
４０：センサ装置
４１：電力量センサ
４２：温度センサ
４３：湿度センサ
４４：ＤＩＯセンサ
５０：ＰＡＣ
５１：室外機
５２：熱交換機
６０：集中管理装置
７０：補助冷却装置
７１：ノズル
７２：取付枠

Claims (10)

1. 複数の空調設備を集中して管理する集中管理システムであって、
   空調設備に供給する電力量について計測する電力量センサと、
   電力量センサが接続される第１の分岐通信回線と、
   第１の分岐通信回線を通じて電力量センサから電力量計測データを読み出す第１のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
   空調対象の環境について計測する環境センサと、
   環境センサが接続される第２の分岐通信回線と、
   第２の分岐通信回線を通じて環境センサから環境計測データを読み出す第２のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
   複数の空調設備にそれぞれ接続される制御センサと、
   制御センサが接続される第３の分岐通信回線と、
   第３の分岐通信回線を通じて制御センサから接点動作データをそれぞれ読み出し、また、制御センサへ制御コマンドを出力する第３のプロトコル変換機能付サーバ装置と、
   第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置がそれぞれバス接続される基幹通信回線と、
   基幹通信回線に接続され、第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置と通信するように接続される集中管理装置と、
   を備え、この集中管理装置は、
   第１，第２，第３のプロトコル変換機能付サーバ装置から読み出した電力量センサの電力量計測データと、環境センサの環境計測データと、制御センサの接点動作データと、を入力する入力手段と、
   電力量計測データおよび環境計測データに基づいて、各空調設備の状態監視を行う監視手段と、
   各制御センサを介して電力量が適正になるように動作制御を行う動作制御手段と、
   を備えることを特徴とする集中管理システム。
2. 請求項１記載の集中管理システムにおいて、
   前記集中管理システムは集中管理装置が設置される一棟の親局ビルと複数棟の子局ビルをまたがって構築されるシステムであって、
   前記制御センサは、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビル内で空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う複数の制御センサであり、
   前記環境センサは、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルに設置された複数の環境センサであり、
   前記集中管理装置は、一棟の親局ビルおよび複数棟の子局ビルを一括して空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うことを特徴とする集中管理システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の集中管理システムにおいて、
   前記空調設備は、一または複数の室外機と一または複数の室内機とを冷媒配管にて接続して形成される設備であり、
   前記制御センサは、空調設備の室外機および／または室内機の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うセンサであることを特徴とする集中管理システム。
4. 請求項３記載の集中管理システムにおいて、
   前記空調設備は、室外機に強制散水する補助冷却装置を備え、
   前記集中管理装置は、電力量計測データから演算するデマンド値が、設定された第１のデマンド警報レベルを超えた場合、補助冷却装置との連動運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能することを特徴とする集中管理システム。
5. 請求項４記載の集中管理システムにおいて、
   前記集中管理装置は、デマンド値が設定された第１のデマンド警報レベルを越え更に第２のデマンド警報レベルを超えた場合、補助冷却装置を運転停止すると共に、送風モード運転を行う強制スケジュール運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段として機能することを特徴とする集中管理システム。
6. 請求項５記載の集中管理システムにおいて、
   前記集中管理装置は、複数の空調設備をグループ別に強制スケジュール運転するようになされ、各グループの空調設備が設定時間間隔をもって順次強制スケジュール運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行うことを特徴とする集中管理システム。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
   前記環境センサは、室内に設置されて室内の温度計測データを出力する温度センサであり、
   前記集中管理装置は、標準設定温度データを登録する手段と、標準設定温度データからゆらぎ用設定温度データおよびゆらぎ用上限温度データを算出する手段と、室内の温度計測データから室内温度がゆらぎ用上限温度を超えないようにしつつ標準設定温度とゆらぎ用設定温度との間で一定時間毎に微小温度変化するように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
   として機能することを特徴とする集中管理システム。
8. 請求項１〜請求項７の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
   前記環境センサは、
   屋外に設置されて外気の温度計測データを出力する温度センサ、および、屋外に設置されて外気の湿度計測データを出力する湿度センサであり、
   前記集中管理装置は、外気の温度計測データおよび湿度計測データから不快指数を演算する手段と、不快指数が設定範囲内の場合に外気を取り込む送風モード運転に切り換え、また、不快指数が設定範囲にない場合に空調設備を通常モード運転に切り換えるように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
   として機能することを特徴とする集中管理システム。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
   利用者により空調設備のオン／オフ指令を行うリモコンと、を備え、
   前記集中管理装置は、強制スケジュール運転される空調設備が、オフ時間中にリモコンからオン指令された場合、設定時間経過後に運転を停止するように空調設備の状態監視とオン／オフ接点動作制御を行う手段と、
   として機能することを特徴とする集中管理システム。
10. 請求項１〜請求項９の何れか一項記載の集中管理システムにおいて、
    プロトコル変換機能付サーバ装置に接続される分岐通信回線は、マイクロＬＡＮ回線とすることを特徴とする集中管理システム。

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