JP2009041801A - 電気/ガス式混在空調制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、顧客の要望に合わせて、EHPとGHPとが同一の空間を空調する空気調和装置を一括で制御できる制御システムを提供することにある。
【解決手段】本発明に係る電気/ガス式混在空調制御システム1は、第1空気調和装置4と第2空気調和装置5とを運転制御する。電気/ガス式混在空調制御システムは、情報記憶手段32と空調負荷パターン導出手段31aと入力手段35と最適制御パターン導出手段31bとを備える。情報記憶手段は地域別外気温データと地域別電気/ガス料金データと容量データとを有する。空調負荷パターン導出手段は顧客情報と地域別外気温データとに基づいて空調負荷パターンを導出する。入力手段は顧客の要望を入力できる。最適制御パターン導出手段は、空調負荷パターンと地域別電気/ガス料金データと容量データと顧客の要望とに基づいて、顧客の要望に最適な最適制御パターンを導出する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明に係る電気/ガス式混在空調制御システム1は、第1空気調和装置4と第2空気調和装置5とを運転制御する。電気/ガス式混在空調制御システムは、情報記憶手段32と空調負荷パターン導出手段31aと入力手段35と最適制御パターン導出手段31bとを備える。情報記憶手段は地域別外気温データと地域別電気/ガス料金データと容量データとを有する。空調負荷パターン導出手段は顧客情報と地域別外気温データとに基づいて空調負荷パターンを導出する。入力手段は顧客の要望を入力できる。最適制御パターン導出手段は、空調負荷パターンと地域別電気/ガス料金データと容量データと顧客の要望とに基づいて、顧客の要望に最適な最適制御パターンを導出する。
【選択図】図2
Description
本発明は、それぞれ別系統で同一空間を空調する電気式空気調和装置とガス式空気調和装置とを制御する空調制御システムに関する。
電気式空気調和装置(以下EHPとする)とガス式空気調和装置(以下GHPとする)とを混在させて空調する建物において、電気料金とガス料金とを計算する装置がある(特許文献1参照)。特許文献1の技術では、個々の空調室内機に対して一つの按分方式を設定することにより適切な按分計算を行うことで空気調和に係る料金を計算しており、より利便性の高いエネルギー管理を可能としている。
特開2006−125734号公報
ところで、特許文献1における空調設備において、別系統のEHPとGHPとを組み合わせて同一の空間を空調させることにより、電力デマンドを抑制したりエネルギーコストを低減したりするのに有利な場合がある。このため、同一空間の空気調和に、GHPとEHPとを組み合わせて行うことが検討されている。
この場合に、EHPとGHPとを独立した制御系統で運転させてしまうと、それぞれが単独で空間を空調することになり、電力デマンド、エネルギーコストなどが大きくなったり、GHPの動力源であるガスエンジンの寿命はEHPの動力源である電動機の寿命よりも短くメンテナンス頻度が比較的多いためGHPのガスエンジンのメンテナンスコストが大きくなったりする恐れがある。このため、顧客の要望に合わせて、EHPおよびGHPを一括で制御する必要がある。
本発明の課題は、EHPとGHPとが同一の空間を空調する空気調和装置において、顧客の要望に合わせて、EHPとGHPとを一括で制御できる制御システムを提供することにある。
第1発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムは、同一の空間を空調する第1空気調和装置と第2空気調和装置とを、空間を所有する顧客の要望に応じて運転制御する。第1空気調和装置は、電動機を動力源とする第1空調系統に属する。第2空気調和装置は、ガスエンジンを動力源とする第2空調系統に属する。電気/ガス式混在空調制御システムは、情報記憶手段と、空調負荷パターン導出手段と、入力手段と、最適制御パターン導出手段とを備える。情報記憶手段は、地域別外気温データと地域別電気/ガス料金データと容量データとを有する。地域別外気温データは、空間が属する地域と外気温データとを対応付けたデータである。また、地域別電気/ガス料金データは、地域と電気料金およびガス料金とを対応付けたデータである。容量データは、第1空気調和装置および第2空気調和装置のデータである。空調負荷パターン導出手段は、地域を含む顧客情報と地域別外気温データとに基づいて空調負荷パターンを導出する。入力手段は、顧客の要望を入力可能である。最適制御パターン導出手段は、空調負荷パターンと地域別電気/ガス料金データと容量データと顧客の要望とに基づいて、顧客の要望に最適な最適制御パターンを導出する。
本発明では、例えば、顧客情報としての地域、空間の床面積、空間の用途などの情報を入力することにより、その空間の空調負荷パターンを求め、空調負荷パターンと地域別電気/ガス料金データと容量データとに基づいて、顧客の要望(例えば、電力デマンド制限、GHP運転時間制限、ランニングコスト制限など)に最適で、かつ、第1空気調和装置および第2空気調和装置を一括で制御できる最適制御パターンを導出している。
したがって、第1空気調和装置と第2空気調和装置とを同一空間で空調させる場合においても、顧客の要望に合わせて、最適な制御を行うことができる。これにより、例えば、電力デマンドに応じて消費電力量を制限したり、GHP運転時間を制限してガスエンジンの寿命を延ばしたり、ランニングコストを制限したりすることができる。
第2発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムは、第1発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムであって、顧客の要望は、契約電力を制限することである。そして、最適制御パターン導出手段は、契約電力に基づいて第1空気調和装置と第2空気調和装置とを制御する第1最適制御パターンを、最適制御パターンとして導出する。
本発明では、電力デマンド制限(電気基本料金制限)値を超えないように、EHPの運転負荷を抑制して、GHPの運転負荷が増加するように制御するなどの第1最適制御パターンを導出する。
これにより、電力デマンドを抑制するように第1空気調和装置および第2空気調和装置を一括して制御することができる。このため、顧客は、電力デマンドを抑えることができ、契約電力を超えないように各空気調和装置を運用することができる。
第3発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムは、第1発明または第2発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムであって、顧客の要望は、第2空気調和装置の第1運転時間を制限することである。そして、最適制御パターン導出手段は、第1運転時間を所定時間以内に抑えて第1空気調和装置と第2空気調和装置とを制御する第2最適制御パターンを、最適制御パターンとして導出する。
本発明では、第2空気調和装置は、圧縮機の動力源としてガスエンジンを利用した物である。このため、第2空気調和装置の運転時間が長くなるほど、ガスエンジンのメンテナンス間隔が短くなってしまい、メンテナンスコストが多くかかることになる。また、ガスエンジンの寿命は電動機の寿命よりも短いために、ガスエンジンの交換時期が短くなってしまう。本発明では、導入が検討される空調設備が行う最適な制御パターンを導出している。本発明では、例えば、第2空気調和装置(GHP)の運転時間を所定時間以内に抑えて制御するなどの制御パターンを導出する。したがって、第2空気調和装置の運転時間を低減でき、メンテナンス頻度を抑制することができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。
第4発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムは、第1発明から第3発明のいずれかに係る電気/ガス式混在空調制御システムであって、顧客の要望は、ランニングコストを抑制することである。そして、最適制御パターン導出手段は、電気料金とガス料金との合計が最も安くなるように第1空気調和装置と第2空気調和装置とを制御する第3最適制御パターンを最適制御パターンとして導出する。
本発明では、各空気調和装置の運用に係るエネルギーコストが最も安くなる制御パターンを導出している。したがって、エネルギーコストを低減することができる。
第1発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムでは、第1空気調和装置と第2空気調和装置とを同一空間で空調させる場合においても、顧客の要望に合わせて、最適な制御を行うことができる。これにより、例えば、電力デマンドに応じて消費電力量を制限したり、GHP運転時間を制限してガスエンジンの寿命を延ばしたり、ランニングコストを制限したりすることができる。
第2発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムでは、電力デマンドを抑制するように第1空気調和装置および第2空気調和装置を一括して制御することができる。このため、顧客は、電力デマンドを抑えることができ、契約電力を超えないように各空気調和装置を運用することができる。
第3発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムでは、第2空気調和装置の運転時間を低減でき、メンテナンス頻度を抑制することができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。
第4発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムでは、エネルギーコストを低減することができる。
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置制御システム1の実施形態について説明する。
<空気調和装置制御システム>
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置制御システム1の概略構成図である。空気調和装置制御システム1は、電動機(図示せず)を動力源とする電気式空気調和装置4(以下EHP4)と、ガスエンジン(図示せず)を動力源とするガス式空気調和装置5(以下GHP5)との運転制御を行う。なお、この空気調和装置制御システム1に制御されるEHP4とGHP5とは、同一の空間を混在して空調している。ここで、EHP4は、EHP室外機41と、それに接続される複数のEHP室内機42とにより構成される。また、GHP5は、GHP室外機51と、それに接続される複数のGHP室内機52とにより構成される。空気調和装置制御システム1は、主に、監視装置2、集中コントローラ3、EHP4、およびGHP5から構成される。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置制御システム1の概略構成図である。空気調和装置制御システム1は、電動機(図示せず)を動力源とする電気式空気調和装置4(以下EHP4)と、ガスエンジン(図示せず)を動力源とするガス式空気調和装置5(以下GHP5)との運転制御を行う。なお、この空気調和装置制御システム1に制御されるEHP4とGHP5とは、同一の空間を混在して空調している。ここで、EHP4は、EHP室外機41と、それに接続される複数のEHP室内機42とにより構成される。また、GHP5は、GHP室外機51と、それに接続される複数のGHP室内機52とにより構成される。空気調和装置制御システム1は、主に、監視装置2、集中コントローラ3、EHP4、およびGHP5から構成される。
なお、この空気調和装置制御システム1において、EHP4とGHP5とは、集中コントローラ3を介して空調ネットワーク10により監視装置2と接続されている。EHP4とGHP5とは、それぞれ監視装置2または集中コントローラ3によって監視される。
(1)集中コントローラの概略構成
図2に、集中コントローラ3の概略構成図を示す。集中コントローラ3は、データ処理部31と、メモリ32と、表示部(出力部)33と、通信インターフェイス等の通信部34と、入力装置35、制御部36等によって構成されている。
図2に、集中コントローラ3の概略構成図を示す。集中コントローラ3は、データ処理部31と、メモリ32と、表示部(出力部)33と、通信インターフェイス等の通信部34と、入力装置35、制御部36等によって構成されている。
データ処理部31は、メモリ32に記憶される演算プログラムに従って、メモリ32や通信部34から得られる運転データ処理、表示処理等の各種情報を演算処理して規定の情報を導出し、その情報をメモリ32、表示部33、および通信部34に送信する。また、データ処理部31は、空調負荷パターン導出手段31aと最適制御パターン導出手段31bと運転時間取得手段31cと空調時間帯導出手段31dとを備えている。ここで、空調負荷パターン導出手段31aは、後述する空調負荷パターンを導出する。最適制御パターン導出手段31bは、季節ごと、運転モードごと、重視モード(後述参照)ごとに後述する最適制御パターンを導出する。運転時間取得手段31cは、EHP4とGHP5との運転時間を運転時間データとして取得する。空調時間帯導出手段31dは、運転時間データから空調時間帯を算出する。
メモリ32には、EHP4およびGHP5を制御するために必要な各種制御テーブルT1〜T9(後述参照)、EHP4およびGHP5などとの通信に必要な位置データ、グルーピングデータなどの各空気調和装置4,5に関する情報や各種演算プログラムなどが記憶されている。
表示部33は、メモリ32に記録されているデータに基づいて、データ処理部31からの処理に応じて出力する。
通信部34は、EHP4を制御するEHP制御部43およびGHP5を制御するGHP制御部53と接続されており、EHP4およびGHP5から各種運転データを受信したり、EHP4およびGHP5に各種制御信号を送信したりしている。ここで、EHP制御部43は、EHP室外機41内部に設けられ、EHP4の各種運転制御を行う装置である。また、GHP制御部53は、GHP室外機51内部に設けられ、GHPの各種運転制御を行う装置である。
入力装置35は、顧客が集中コントローラ3に情報を入力可能な装置であり、各空気調和装置4,5に対して各種設定やその変更などを行うことができる。
制御部36は、メモリ32に記録されている演算プログラムなどにしたがってEHP制御部43またはGHP制御部53を通じて各空気調和装置4,5の制御を行っている。
(2)各種制御テーブル
メモリ32に記憶されている各種制御テーブルT1〜T9には、地域外気温テーブルT1、建物使用業態テーブルT2、電気料金テーブルT3、ガス料金テーブルT4、月別予測負荷導出テーブルT5、時間帯別予測負荷導出テーブルT6、月別補正負荷導出テーブルT7、時間帯別補正負荷導出テーブルT8、および電気/ガス料金等予測テーブルT9がある。
メモリ32に記憶されている各種制御テーブルT1〜T9には、地域外気温テーブルT1、建物使用業態テーブルT2、電気料金テーブルT3、ガス料金テーブルT4、月別予測負荷導出テーブルT5、時間帯別予測負荷導出テーブルT6、月別補正負荷導出テーブルT7、時間帯別補正負荷導出テーブルT8、および電気/ガス料金等予測テーブルT9がある。
以下、各制御テーブルT1〜T9について詳述する。
(地域外気温テーブル)
地域外気温テーブルT1には、図3および図4に示されるように、2種類のテーブルがある。1つは、地域情報としての地域区分と各時間帯別の温度、湿度、およびエンタルピとを関連付けた時刻外気温テーブルT1a(図3参照)である。もう1つは、地域区分と月ごとの平均気温、最高気温、および最低気温とを関連付けた月間外気温テーブルT1b(図5参照)である。ここで、時刻外気温テーブルT1aは、さらに夏期(7月〜9月の期間)と冬期(1月〜3月の期間)とに分かれている。なお、ここにいう「地域区分」とは、(日本における)地域を外気温別にレベル1からレベル6までの6段階の外気温レベルに区分けしたもので、最も寒い地域をレベル1とし、最も暖かい地域をレベル6としている。この地域区分は、市区町村単位でレベル分けされている。ここで、外気温レベルを6段階にしているがこれに限るものではない。さらに、地域を外気温レベルに区分けせずにそれぞれの地域ごとの外気温データを利用しても構わない。
地域外気温テーブルT1には、図3および図4に示されるように、2種類のテーブルがある。1つは、地域情報としての地域区分と各時間帯別の温度、湿度、およびエンタルピとを関連付けた時刻外気温テーブルT1a(図3参照)である。もう1つは、地域区分と月ごとの平均気温、最高気温、および最低気温とを関連付けた月間外気温テーブルT1b(図5参照)である。ここで、時刻外気温テーブルT1aは、さらに夏期(7月〜9月の期間)と冬期(1月〜3月の期間)とに分かれている。なお、ここにいう「地域区分」とは、(日本における)地域を外気温別にレベル1からレベル6までの6段階の外気温レベルに区分けしたもので、最も寒い地域をレベル1とし、最も暖かい地域をレベル6としている。この地域区分は、市区町村単位でレベル分けされている。ここで、外気温レベルを6段階にしているがこれに限るものではない。さらに、地域を外気温レベルに区分けせずにそれぞれの地域ごとの外気温データを利用しても構わない。
(建物使用業態テーブル)
建物使用業態テーブルT2は、図5に示されるように、業態情報としての建物の使用業態にかかる部屋の種類と、冷房および暖房の際のそれぞれの熱負荷を関連付けたものである。なお、ここにいう「建物の使用業態」とは、建物の使用用途をその業態別に分類したものであり、例えば、事務所、銀行、デパート、スーパーマーケット、ホテル、飲食店、公民館、図書館、病院、劇場などに分類される。そして、部屋の種類は、事務所がペリメータ、インテリアなどに分類でき、銀行が営業客室、応接室、ロッカー室などに分類でき、デパートが1階売場、特売場、売場などに分類でき、スーパーマーケットが食料品売場、衣料品売場などに分類でき、ホテルが宴会場、客室(各方角別)などに分類でき、飲食店が客室、厨房などに分類でき、公民館がホール、研修室などに分類でき、図書館が閲覧室、司書室などに分類でき、病院が病室(各方角別)、診療室などに分類でき、劇場が客席、ロビーなどに分類できる。
建物使用業態テーブルT2は、図5に示されるように、業態情報としての建物の使用業態にかかる部屋の種類と、冷房および暖房の際のそれぞれの熱負荷を関連付けたものである。なお、ここにいう「建物の使用業態」とは、建物の使用用途をその業態別に分類したものであり、例えば、事務所、銀行、デパート、スーパーマーケット、ホテル、飲食店、公民館、図書館、病院、劇場などに分類される。そして、部屋の種類は、事務所がペリメータ、インテリアなどに分類でき、銀行が営業客室、応接室、ロッカー室などに分類でき、デパートが1階売場、特売場、売場などに分類でき、スーパーマーケットが食料品売場、衣料品売場などに分類でき、ホテルが宴会場、客室(各方角別)などに分類でき、飲食店が客室、厨房などに分類でき、公民館がホール、研修室などに分類でき、図書館が閲覧室、司書室などに分類でき、病院が病室(各方角別)、診療室などに分類でき、劇場が客席、ロビーなどに分類できる。
(電気料金テーブル)
電気料金テーブルT3は、図6に示すように、各地域における電気使用に係る基本使用料および従量料金をまとめたものである。なお、ここにいう「基本使用料」は電気のエネルギー供給者との間の契約種類に応じて支払う料金である。基本使用料は、1ヶ月の契約電力量やその供給電圧(特別高圧、高圧500kW以上、高圧500kW未満など)に応じて変動する。また、「従量料金」は電気の使用量に応じて支払う1kW単位の使用料金であり、期間や時間帯に応じて3種類の従量料金がある。従量料金Aは、重負荷時間(毎年7月1日から9月30日までの期間の毎日午前10時から午後5時までの時間)における従量料金である。従量料金Bは、昼間時間(毎日午前8時から午後10時までの時間であり、重負荷時間および日曜日、祝日を除く)における従量料金である。従量料金Cは、夜間時間(重負荷時間および昼間時間を除く時間)における従量料金である。
電気料金テーブルT3は、図6に示すように、各地域における電気使用に係る基本使用料および従量料金をまとめたものである。なお、ここにいう「基本使用料」は電気のエネルギー供給者との間の契約種類に応じて支払う料金である。基本使用料は、1ヶ月の契約電力量やその供給電圧(特別高圧、高圧500kW以上、高圧500kW未満など)に応じて変動する。また、「従量料金」は電気の使用量に応じて支払う1kW単位の使用料金であり、期間や時間帯に応じて3種類の従量料金がある。従量料金Aは、重負荷時間(毎年7月1日から9月30日までの期間の毎日午前10時から午後5時までの時間)における従量料金である。従量料金Bは、昼間時間(毎日午前8時から午後10時までの時間であり、重負荷時間および日曜日、祝日を除く)における従量料金である。従量料金Cは、夜間時間(重負荷時間および昼間時間を除く時間)における従量料金である。
(ガス料金テーブル)
ガス料金テーブルT4は、電気料金テーブルT3と同様に、各地域におけるガス使用に係る基本使用料および単価をまとめたものである(ここでは図示しない)。ここにいう「基本使用料」はガスのエネルギー供給者との間の契約種類に応じて支払う料金である。基本使用料は、1ヶ月の契約使用量に応じて変動する。また、「単価」はガスの使用量に応じて支払う料金であり、1m3単位の使用料金である。
ガス料金テーブルT4は、電気料金テーブルT3と同様に、各地域におけるガス使用に係る基本使用料および単価をまとめたものである(ここでは図示しない)。ここにいう「基本使用料」はガスのエネルギー供給者との間の契約種類に応じて支払う料金である。基本使用料は、1ヶ月の契約使用量に応じて変動する。また、「単価」はガスの使用量に応じて支払う料金であり、1m3単位の使用料金である。
(月別予測負荷導出テーブル)
月別予測負荷導出テーブルT5は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、地域外気温テーブルT1と建物使用業態テーブルT2とから、地域外気温抽出工程および月別空調負荷予測工程を経て作成される。なお、この月別予測負荷導出テーブルT5には、図7に示されるように、あらかじめ、月フィールド、外気温フィールド、および予測負荷フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、1から12までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれ1月から12月までの月を表している。
月別予測負荷導出テーブルT5は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、地域外気温テーブルT1と建物使用業態テーブルT2とから、地域外気温抽出工程および月別空調負荷予測工程を経て作成される。なお、この月別予測負荷導出テーブルT5には、図7に示されるように、あらかじめ、月フィールド、外気温フィールド、および予測負荷フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、1から12までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれ1月から12月までの月を表している。
地域外気温抽出工程では、入力装置35により入力された顧客情報(後述参照)に基づいて、地域外気温テーブルT1から、その地域の熱負荷レベルに基づいた月ごとの外気温データ(月別平均外気温)が抽出され外気温フィールドに挿入される。
月別空調負荷予測工程では、入力装置35により入力された顧客情報(後述参照)と、地域外気温抽出工程により抽出された月別平均外気温とに基づいて、月ごとの予測空調負荷(月別予測空調負荷)が算出される。月別空調負荷予測工程では、建物使用業態テーブルT2から部屋の種類における最大熱負荷と外気温フィールドに挿入された外気温データとに基づいてその時間帯における単位床面積当たりの空調負荷パターンを算出する。そして、単位床面積当たりの空調負荷パターンと空間の床面積とに基づいてその部屋の月別予測空調負荷を算出している。そして、ここで算出された月別予測空調負荷は、予測負荷フィールドに挿入される。
(時間帯別予測負荷導出テーブル)
時間帯別予測負荷導出テーブルT6は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、地域外気温テーブルT1と月別予測負荷導出テーブルT5とから、予想気温導出工程、時間帯別予測負荷導出工程、および時間帯別予測能力導出工程を経て作成される。なお、この時間帯別予測負荷導出テーブルT6には、図8に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、予想気温フィールド、予測負荷フィールド、および予測能力率フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、運転時間データに基づく1時間ごとの時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が8時から20時となっている場合には、8時から20時までの1時間ごとの時間帯が挿入される(図8参照)。
時間帯別予測負荷導出テーブルT6は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、地域外気温テーブルT1と月別予測負荷導出テーブルT5とから、予想気温導出工程、時間帯別予測負荷導出工程、および時間帯別予測能力導出工程を経て作成される。なお、この時間帯別予測負荷導出テーブルT6には、図8に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、予想気温フィールド、予測負荷フィールド、および予測能力率フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、運転時間データに基づく1時間ごとの時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が8時から20時となっている場合には、8時から20時までの1時間ごとの時間帯が挿入される(図8参照)。
予想気温導出工程では、空調時間帯フィールドに挿入されている時間帯に基づいて、地域外気温テーブルT1からその月の外気温データが抽出され予想気温フィールドに挿入される。
時間帯別予測負荷導出工程では、月別予測負荷導出テーブルT5の月別予測空調負荷と予想気温導出工程で導出された予想気温とに基づいて空調時間帯ごとの空調負荷(時間帯予測空調負荷)が算出され予測負荷フィールドに挿入される。時間帯予測空調負荷は、月別予測負荷導出テーブルT5における月別予測空調負荷を月間運転日数で除して得られる1日当たりの予測空調負荷(日別予測空調負荷)を、時間帯別の予想気温に基づいて(重み付けして)得られる時間帯別の空調負荷(時間帯別予測負荷)である。
時間帯別予測能力率導出工程では、EHP4およびGHP5の容量と、時間帯別予測負荷導出工程で導出された予測負荷とに基づいて空調時間帯ごとの能力率が算出され予測能力率フィールドに挿入される。なお、ここにいう能力率とはEHP4およびGHP5の全能力に対する予測負荷の割合であり、EHP4およびGHP5がどのくらいの能力で運転するかを表す値である。
(月別補正負荷導出テーブル)
月別補正負荷導出テーブルT7は、空気調和装置制御システム1を所定期間(例えば1年間)運用した後にその期間に蓄積された運転データ(ここでは、月ごとの総仕事量)に基づいて作成される。なお、月別補正負荷導出テーブルT7には、図9に示されるように、あらかじめ、月フィールド、平均外気温フィールド、および実測負荷フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、1から12までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれの数字は1月から12月までの月を表している(例えば、月フィールドの4は4月を示す)。また、「平均外気温フィールド」には、過去1年間の各月における平均外気温が挿入されている。また、「実測負荷フィールド」には、過去1年間の各月におけるEHP4の運転負荷の実測値とGHP5の運転負荷の実測値との合計が挿入されている。
月別補正負荷導出テーブルT7は、空気調和装置制御システム1を所定期間(例えば1年間)運用した後にその期間に蓄積された運転データ(ここでは、月ごとの総仕事量)に基づいて作成される。なお、月別補正負荷導出テーブルT7には、図9に示されるように、あらかじめ、月フィールド、平均外気温フィールド、および実測負荷フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、1から12までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれの数字は1月から12月までの月を表している(例えば、月フィールドの4は4月を示す)。また、「平均外気温フィールド」には、過去1年間の各月における平均外気温が挿入されている。また、「実測負荷フィールド」には、過去1年間の各月におけるEHP4の運転負荷の実測値とGHP5の運転負荷の実測値との合計が挿入されている。
(時間帯別補正負荷導出テーブル)
時間帯別補正負荷導出テーブルT8は、月別補正負荷導出テーブルT7と同様に空気調和装置制御システム1を所定期間(本実施形態では1年間)運用した後にその期間に蓄積された運転データ(ここでは、空調時間帯ごとの仕事量)に基づいて、時間帯別予測負荷導出テーブルT6と月別補正負荷導出テーブルT7とから、時間帯別補正負荷導出工程および時間帯別補正能力率導出工程を経て作成される。なお、時間帯別補正負荷導出テーブルT8には、図10に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、平均外気温フィールド、補正負荷フィールド、および補正能力率フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、所定期間運用時に蓄積された空調時間帯ごとの仕事量に基づいて、そのときの空調時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が8時から20時となっている場合には、8時から20時までの1時間ごとの時間帯が挿入される(図10参照)。また、「平均外気温フィールド」には、過去1年間の各時間帯における平均外気温が挿入されている。
時間帯別補正負荷導出テーブルT8は、月別補正負荷導出テーブルT7と同様に空気調和装置制御システム1を所定期間(本実施形態では1年間)運用した後にその期間に蓄積された運転データ(ここでは、空調時間帯ごとの仕事量)に基づいて、時間帯別予測負荷導出テーブルT6と月別補正負荷導出テーブルT7とから、時間帯別補正負荷導出工程および時間帯別補正能力率導出工程を経て作成される。なお、時間帯別補正負荷導出テーブルT8には、図10に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、平均外気温フィールド、補正負荷フィールド、および補正能力率フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、所定期間運用時に蓄積された空調時間帯ごとの仕事量に基づいて、そのときの空調時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が8時から20時となっている場合には、8時から20時までの1時間ごとの時間帯が挿入される(図10参照)。また、「平均外気温フィールド」には、過去1年間の各時間帯における平均外気温が挿入されている。
時間帯別補正負荷導出工程では、時間帯別予測負荷導出テーブルT6の予測負荷フィールドの値を時間帯別に取得した運転データ(具体的には、過去1年間の各時間帯におけるEHP4の運転負荷の実測値とGHP5の運転負荷の実測値)との平均値が算出され補正負荷フィールドに挿入される。
時間帯別補正能力率導出工程では、EHP4およびGHP5の容量と、時間帯別補正負荷導出工程で導出された補正負荷とに基づいて空調時間帯ごとの能力率が算出され補正能力率フィールドに挿入される。
(電気/ガス料金等予測テーブル)
電気/ガス料金等予測テーブルT9は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、月別予測負荷導出テーブルT5または月別補正負荷導出テーブルT7と、時間帯別予測負荷導出テーブルT6または時間帯別補正負荷導出テーブルT8と、電気料金テーブルT3と、およびガス料金テーブルT4とから、エネルギーコスト算出工程、年間運転時間算出工程、およびGHP年間運転時間算出工程を経て作成される。なお、この電気/ガス料金等予測テーブルT9には、図11に示されるように、あらかじめ、能力率フィールド、エネルギーコストフィールド、運転時間フィールド、およびGHP運転時間フィールドが設けられている。
電気/ガス料金等予測テーブルT9は、顧客情報入力画面SC1(後述参照)にキーボードまたはマウスなどの入力装置35により入力される顧客情報(後述参照)に基づいて、月別予測負荷導出テーブルT5または月別補正負荷導出テーブルT7と、時間帯別予測負荷導出テーブルT6または時間帯別補正負荷導出テーブルT8と、電気料金テーブルT3と、およびガス料金テーブルT4とから、エネルギーコスト算出工程、年間運転時間算出工程、およびGHP年間運転時間算出工程を経て作成される。なお、この電気/ガス料金等予測テーブルT9には、図11に示されるように、あらかじめ、能力率フィールド、エネルギーコストフィールド、運転時間フィールド、およびGHP運転時間フィールドが設けられている。
電気/ガス料金等予測テーブルT9は、その部屋の空調設備全体の全能力を100%として、10%、20%、30%、・・・90%、100%の能力率別分類されており能力率フィールドに挿入されている。そして、これらの能力率別に、エネルギーコスト、運転時間、およびGHP運転時間を算出している。また、ここにいう能力率における10%は0%より大きく10%以下の能力率を表し、以下同様にして、20%は10%より大きく20%以下、30%は20%より大きく30%以下、・・・、100%は90%より大きく100%以下とする。
エネルギーコスト算出工程では、能力率、建物使用業態テーブルT2、電気料金テーブルT3、ガス料金テーブルT4に基づいて、電気料金とガス料金との合計値であるエネルギーコストが能力率別に算出されエネルギーコストフィールドに挿入される。
年間運転時間算出工程では、能力率および建物使用業態テーブルT2に基づいて、各能力率における年間運転時間が算出され運転時間フィールドに挿入される。
GHP運転時間算出工程では、運転時間フィールドに挿入された能力率別の年間運転時間と容量比とに基づいてGHPの年間運転時間が算出されGHP運転時間フィールドに挿入される。
<最適制御パターン導出>
顧客情報入力画面SC1(後述参照)により、地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量の顧客情報が入力されると、最適制御パターンが導出される。この最適制御パターンは、季節ごと、運転モードごと、重視モードごとに導出され、顧客情報および各種制御テーブルT1〜T9に基づいて導出される。なお、各最適制御パターンの導出には、空気調和装置制御システム1の運用を始めてから1年間は、月別予測負荷導出テーブルT5、時間帯別予測負荷導出テーブルT6、および電気/ガス料金等予測テーブルT9により導出され、空気調和装置制御システム1の運用を初めて1年経過後からは、月別補正負荷導出テーブルT7、時間帯別補正負荷導出テーブルT8、および電気/ガス料金等予測テーブルT9により導出されることになる。
顧客情報入力画面SC1(後述参照)により、地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量の顧客情報が入力されると、最適制御パターンが導出される。この最適制御パターンは、季節ごと、運転モードごと、重視モードごとに導出され、顧客情報および各種制御テーブルT1〜T9に基づいて導出される。なお、各最適制御パターンの導出には、空気調和装置制御システム1の運用を始めてから1年間は、月別予測負荷導出テーブルT5、時間帯別予測負荷導出テーブルT6、および電気/ガス料金等予測テーブルT9により導出され、空気調和装置制御システム1の運用を初めて1年経過後からは、月別補正負荷導出テーブルT7、時間帯別補正負荷導出テーブルT8、および電気/ガス料金等予測テーブルT9により導出されることになる。
以下、図面に基づいて各制御パターンについて説明する。
(1)電力デマンド制限制御パターン
図12は、電力デマンド制限制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。電力デマンド制限制御パターンは、EHP4の消費電力を契約電力より少なくなるように運転制御をかける制御である。そして、電力デマンド制限制御パターンは、重視モードが電力デマンド重視モードとして導出される。図12では、空調負荷が大きくなり空調負荷がx1の時にEHP4の空調出力がEHP4のデマンド目標値に達している。空調負荷がx1を超えると、EHP4に対してはEHP4の空調出力がEHPデマンド目標値を超えないようにEHP4の能力抑制を行い、GHP5に対してはGHP5の空調出力をEHP4の能力抑制を行っている分だけ増加させる。このように、電力デマンド制限制御パターンでは、空調負荷がx1を超えるとGHP5の空調出力により空調負荷の増加分を賄うことで空調負荷に対する空調出力を制御することになる。なお、x1は、顧客情報入力画面SC1により入力された各顧客情報に基づいて、季節ごと、運転モードごとに最適な値が導出される。
図12は、電力デマンド制限制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。電力デマンド制限制御パターンは、EHP4の消費電力を契約電力より少なくなるように運転制御をかける制御である。そして、電力デマンド制限制御パターンは、重視モードが電力デマンド重視モードとして導出される。図12では、空調負荷が大きくなり空調負荷がx1の時にEHP4の空調出力がEHP4のデマンド目標値に達している。空調負荷がx1を超えると、EHP4に対してはEHP4の空調出力がEHPデマンド目標値を超えないようにEHP4の能力抑制を行い、GHP5に対してはGHP5の空調出力をEHP4の能力抑制を行っている分だけ増加させる。このように、電力デマンド制限制御パターンでは、空調負荷がx1を超えるとGHP5の空調出力により空調負荷の増加分を賄うことで空調負荷に対する空調出力を制御することになる。なお、x1は、顧客情報入力画面SC1により入力された各顧客情報に基づいて、季節ごと、運転モードごとに最適な値が導出される。
(2)GHP運転時間制限制御パターン
図13は、GHP運転時間制限制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。GHP運転時間制限制御パターンは、GHP5が常に運転しないように運転時間の制限をかける制御である。そして、GHP運転時間制限制御パターンは、重視モードがGHP運転時間重視モードとして導出される。GHP5は、その動力源であるガスエンジンの寿命がEHP4の動力源である電動機の寿命よりも短いため、GHP5の運転時間とEHP4の運転時間が同じであるとガスエンジンが早期に故障してしまう恐れがある。このため、GHP5の運転時間を制限する制御が必要になる。また、電気料金にかかる従量料金よりもガス料金にかかる従量料金の方が大きいため、空調負荷が小さいときにGHP5の運転を抑制するとエネルギーコストの面からも有利になる。
図13は、GHP運転時間制限制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。GHP運転時間制限制御パターンは、GHP5が常に運転しないように運転時間の制限をかける制御である。そして、GHP運転時間制限制御パターンは、重視モードがGHP運転時間重視モードとして導出される。GHP5は、その動力源であるガスエンジンの寿命がEHP4の動力源である電動機の寿命よりも短いため、GHP5の運転時間とEHP4の運転時間が同じであるとガスエンジンが早期に故障してしまう恐れがある。このため、GHP5の運転時間を制限する制御が必要になる。また、電気料金にかかる従量料金よりもガス料金にかかる従量料金の方が大きいため、空調負荷が小さいときにGHP5の運転を抑制するとエネルギーコストの面からも有利になる。
GHP運転時間制限制御パターンでは、空調負荷がy1よりも小さい場合にGHP5を停止させて、空調負荷がy1よりも大きくなるとGHP5を運転させている。図13では、y1がEHP4の空調出力がEHP上限出力になった場合になっているが、これに限らず、EHP上限出力未満の場合であっても構わない。なお、y1は、顧客情報入力画面SC1により入力された各顧客情報に基づいて、季節ごと、運転モードごとに最適な値が導出される。
(3)従量料金低減制御パターン
図14は、従量料金低減制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。従量料金低減制御パターンは、電気料金にかかる従量料金とガス料金にかかる従量料金との合計が空調負荷別に最安になるようにEHP4とGHP5との空調出力の割合を決定する制御である。そして、従量料金低減制御パターンは、重視モードが従量料金重視モードとして導出される。例えば、図14では、空調負荷が0%〜z1まではEHP単独の従量料金が最安、空調負荷がz1〜z2までは空調出力の比(EHP:GHP)が1:3(図14の○で囲んだ数字を参照)の従量料金が最安、空調負荷がz2〜z3までは空調出力の比(EHP:GHP)が1:1(図14の□で囲んだ数字を参照)の従量料金が最安、空調負荷がz3〜100%まではEHP上限出力で最安となっている。なお、z1〜z3は、顧客情報入力画面SC1により入力された各顧客情報に基づいて、季節ごと、運転モードごとに最適な値が導出され、その区切り方はz1〜z3のように3つに限らず、4つ以上であっても構わない。また、従量料金が最安となる空調出力の比も上述の例の限りではない。
図14は、従量料金低減制御パターンの各空調負荷におけるEHP4とGHP5との空調出力の割合を示したものである。従量料金低減制御パターンは、電気料金にかかる従量料金とガス料金にかかる従量料金との合計が空調負荷別に最安になるようにEHP4とGHP5との空調出力の割合を決定する制御である。そして、従量料金低減制御パターンは、重視モードが従量料金重視モードとして導出される。例えば、図14では、空調負荷が0%〜z1まではEHP単独の従量料金が最安、空調負荷がz1〜z2までは空調出力の比(EHP:GHP)が1:3(図14の○で囲んだ数字を参照)の従量料金が最安、空調負荷がz2〜z3までは空調出力の比(EHP:GHP)が1:1(図14の□で囲んだ数字を参照)の従量料金が最安、空調負荷がz3〜100%まではEHP上限出力で最安となっている。なお、z1〜z3は、顧客情報入力画面SC1により入力された各顧客情報に基づいて、季節ごと、運転モードごとに最適な値が導出され、その区切り方はz1〜z3のように3つに限らず、4つ以上であっても構わない。また、従量料金が最安となる空調出力の比も上述の例の限りではない。
(4)組み合わせ制御パターン
図15は、上述の3つの制御パターンを組み合わせたものである。すなわち、空調負荷が小さい部分ではGHP運転制限を行っており、空調負荷が中間の部分では従量料金低減制御を行っており、空調負荷が大きくなると電力デマンド制限を行っている。このように、3つの制御パターンを組み合わせた組み合わせ制御パターンとしても良い。
図15は、上述の3つの制御パターンを組み合わせたものである。すなわち、空調負荷が小さい部分ではGHP運転制限を行っており、空調負荷が中間の部分では従量料金低減制御を行っており、空調負荷が大きくなると電力デマンド制限を行っている。このように、3つの制御パターンを組み合わせた組み合わせ制御パターンとしても良い。
<顧客情報の入力>
本実施形態の空気調和装置制御システム1の導入時に、顧客は、図16に示すような顧客情報入力画面SC1により、後述する顧客情報をあらかじめ入力する必要がある。この顧客情報を入力することにより、上述した各データベース内の各テーブルに顧客情報に応じた制御情報が導出される(すなわち後述する最適制御パターンが導出される)ことになる。また、上述した重視モードをあらかじめ入力する必要がある。この重視モードは、図17に示す重視モード選択画面SC2により選択できる。
本実施形態の空気調和装置制御システム1の導入時に、顧客は、図16に示すような顧客情報入力画面SC1により、後述する顧客情報をあらかじめ入力する必要がある。この顧客情報を入力することにより、上述した各データベース内の各テーブルに顧客情報に応じた制御情報が導出される(すなわち後述する最適制御パターンが導出される)ことになる。また、上述した重視モードをあらかじめ入力する必要がある。この重視モードは、図17に示す重視モード選択画面SC2により選択できる。
以下、図16〜図17に基づいて各画面について説明する。
(1)顧客情報入力画面
図16は、顧客情報入力画面SC1を表す図である。まず、顧客情報入力画面SC1において、各部屋ごとに顧客情報の一部である地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量を入力する。ここで、地域情報は顧客情報入力画面SC1最上段の地域入力欄EB1に、業態情報は2段目の業態入力欄EB2に、床面積は3段目の床面積入力欄EB3に、空調時間帯は4段目の空調時間帯入力欄EB4に、月間運転日数は5段目の月間運転日数入力欄EB5に、目標運転年数は目標運転年数入力欄EB6に、EHP容量は顧客情報入力画面SC1最上段右側のEHP容量入力欄EB7に、GHP容量はEHP容量入力欄EB7の直下にあるGHP容量入力欄EB8に入力できる。地域入力欄EB1には、空調設備を導入する空間が属する建物の地域情報をプルダウンボタンPD1により入力できる。なお、ここで地域情報を都道府県単位で入力できるが、これに限るものではなく、例えば郵便番号を入力するなどして市区町村単位で選択できるようにしても構わない。業態入力欄EB2には、業態情報をプルダウンボタンPD2により入力できる。床面積入力欄EB3は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。空調時間帯入力欄EB4には、空調時間帯情報として空調開始時間と空調終了時間とをそれぞれプルダウンボタンPD3,PD4により入力できる。月間運転日数入力欄EB5は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。なお、月間運転日数は上限が30日であり、30日を超える数値を入力するとエラー表示される。目標運転年数入力欄EB6は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。ここで、目標運転年数は初期状態では15年となっている。なお、目標運転年数は上限が20年であり、20年を超える数値を入力するとエラー表示される。EHP容量入力欄EB7には、EHPの容量をプルダウンボタンPD5により入力できる。GHP容量入力欄EB8には、GHPの容量をプルダウンボタンPD6により入力できる。これらの顧客情報を入力し終えたら、顧客情報入力画面SC1右下のOKボタンB11をクリックする。これにより、この空間に対する最適制御パターンが季節ごと、運転モードごと、重視モード(後述参照)ごとに導出される。また、OKボタンB11の右側にクリアボタンB12があるが、このクリアボタンB12をクリックすると入力した各顧客情報をクリアできる。
図16は、顧客情報入力画面SC1を表す図である。まず、顧客情報入力画面SC1において、各部屋ごとに顧客情報の一部である地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量を入力する。ここで、地域情報は顧客情報入力画面SC1最上段の地域入力欄EB1に、業態情報は2段目の業態入力欄EB2に、床面積は3段目の床面積入力欄EB3に、空調時間帯は4段目の空調時間帯入力欄EB4に、月間運転日数は5段目の月間運転日数入力欄EB5に、目標運転年数は目標運転年数入力欄EB6に、EHP容量は顧客情報入力画面SC1最上段右側のEHP容量入力欄EB7に、GHP容量はEHP容量入力欄EB7の直下にあるGHP容量入力欄EB8に入力できる。地域入力欄EB1には、空調設備を導入する空間が属する建物の地域情報をプルダウンボタンPD1により入力できる。なお、ここで地域情報を都道府県単位で入力できるが、これに限るものではなく、例えば郵便番号を入力するなどして市区町村単位で選択できるようにしても構わない。業態入力欄EB2には、業態情報をプルダウンボタンPD2により入力できる。床面積入力欄EB3は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。空調時間帯入力欄EB4には、空調時間帯情報として空調開始時間と空調終了時間とをそれぞれプルダウンボタンPD3,PD4により入力できる。月間運転日数入力欄EB5は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。なお、月間運転日数は上限が30日であり、30日を超える数値を入力するとエラー表示される。目標運転年数入力欄EB6は、テキスト入力欄となっており、ここに入力装置35であるキーボードで数値を入力できるようになっている。ここで、目標運転年数は初期状態では15年となっている。なお、目標運転年数は上限が20年であり、20年を超える数値を入力するとエラー表示される。EHP容量入力欄EB7には、EHPの容量をプルダウンボタンPD5により入力できる。GHP容量入力欄EB8には、GHPの容量をプルダウンボタンPD6により入力できる。これらの顧客情報を入力し終えたら、顧客情報入力画面SC1右下のOKボタンB11をクリックする。これにより、この空間に対する最適制御パターンが季節ごと、運転モードごと、重視モード(後述参照)ごとに導出される。また、OKボタンB11の右側にクリアボタンB12があるが、このクリアボタンB12をクリックすると入力した各顧客情報をクリアできる。
(2)重視モード選択画面
最適制御パターンは、季節ごと、運転モードごと、重視モードごとに導出されるが、顧客は、重視モードを以下の4つの内から選択する必要がある。この重視モードの選択は、図17に示すような重視モード選択画面SC2において、電力デマンド重視ボタンSB1、GHP運転時間重視ボタンSB2、従量料金重視ボタンSB3のどれかを選択することにより、重視モードである電力デマンド重視モード、GHP運転時間重視モード、および従量料金重視モードを選択するでき、また、おまかせボタンSB4を選択することで各重視モードにおける制御を組み合わせたおまかせ制御を選択できる。なお、ここにいう「電力デマンド重視モード」は、契約電力に基づいて電力デマンド制限値を超えないことを重視するモードであり、電力デマンド重視モードを選択すると上述した電力デマンド制限制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。また、ここにいう「GHP運転時間重視モード」は、GHP5の運転時間を制限してGHP5のガスエンジンのメンテナンス頻度を抑制してメンテナンスコストを抑えることを重視するモードであり、GHP運転時間重視モードを選択すると上述したGHP運転時間制限制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。また、ここにいう「従量料金重視モード」は、エネルギーコストにかかる従量料金を制御するモードであり、従量料金重視モードを選択すると上述した従量料金低減制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。すなわち、従量料金重視モードは、EHP4の運転で消費されるエネルギー(電気)に係る電気料金とGHP5の運転で消費されるエネルギー(ガス)に係るガス料金との合計が最安になるように制御するモードである。重視モード選択画面SC2右下には、OKボタンB21と戻るボタンB22とがある。OKボタンB21をクリックすると選択された重視モードに決定することができる。また、戻るボタンB22をクリックすることで前画面の顧客情報入力画面SC1に遷移することができる。なお、これらの各種制御パターンの導出は、演算部31の最適制御パターン導出手段31bにより行われている。
最適制御パターンは、季節ごと、運転モードごと、重視モードごとに導出されるが、顧客は、重視モードを以下の4つの内から選択する必要がある。この重視モードの選択は、図17に示すような重視モード選択画面SC2において、電力デマンド重視ボタンSB1、GHP運転時間重視ボタンSB2、従量料金重視ボタンSB3のどれかを選択することにより、重視モードである電力デマンド重視モード、GHP運転時間重視モード、および従量料金重視モードを選択するでき、また、おまかせボタンSB4を選択することで各重視モードにおける制御を組み合わせたおまかせ制御を選択できる。なお、ここにいう「電力デマンド重視モード」は、契約電力に基づいて電力デマンド制限値を超えないことを重視するモードであり、電力デマンド重視モードを選択すると上述した電力デマンド制限制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。また、ここにいう「GHP運転時間重視モード」は、GHP5の運転時間を制限してGHP5のガスエンジンのメンテナンス頻度を抑制してメンテナンスコストを抑えることを重視するモードであり、GHP運転時間重視モードを選択すると上述したGHP運転時間制限制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。また、ここにいう「従量料金重視モード」は、エネルギーコストにかかる従量料金を制御するモードであり、従量料金重視モードを選択すると上述した従量料金低減制御パターンにより季節ごと、運転モードごとの制御が行われる。すなわち、従量料金重視モードは、EHP4の運転で消費されるエネルギー(電気)に係る電気料金とGHP5の運転で消費されるエネルギー(ガス)に係るガス料金との合計が最安になるように制御するモードである。重視モード選択画面SC2右下には、OKボタンB21と戻るボタンB22とがある。OKボタンB21をクリックすると選択された重視モードに決定することができる。また、戻るボタンB22をクリックすることで前画面の顧客情報入力画面SC1に遷移することができる。なお、これらの各種制御パターンの導出は、演算部31の最適制御パターン導出手段31bにより行われている。
<特徴>
(1)
本発明の実施形態に係る空気調和装置制御システム1は、まず、顧客情報(具体的には、地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量)が顧客情報入力画面SC1において入力装置35から入力されることにより、入力された顧客情報と、あらかじめメモリ32に記録されている地域外気温テーブルT1および建物使用業態テーブルT2とに基づいて、時間帯別予測負荷導出テーブルT6および月別補正負荷導出テーブルT7が導出される。そして、導出された時間帯別予測負荷導出テーブルT6および月別補正負荷導出テーブルT7と、あらかじめメモリ32に記録されている電気料金テーブルT3およびガス料金テーブルT4と、顧客情報とに基づいて、電気/ガス料金等予測テーブルT9が導出される。この電気/ガス料金等予測テーブルT9に基づいて、電力デマンド制限制御パターン、GHP運転時間制限制御パターン、従量料金低減制御パターン、および組み合わせ制御パターンが、最適制御パターン導出部31aにより最適制御パターンとして季節ごと、運転モードごとに導出される。そして、空気調和装置制御システム1は、導出された複数の最適制御パターンから、重視モード選択画面SC2において顧客が選択した重視モードと、そのときの季節と、運転モードとに一致した最適制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5を運転制御している。
(1)
本発明の実施形態に係る空気調和装置制御システム1は、まず、顧客情報(具体的には、地域情報、業態情報、床面積、空調時間帯、月間運転日数、目標運転日数、EHP容量、およびGHP容量)が顧客情報入力画面SC1において入力装置35から入力されることにより、入力された顧客情報と、あらかじめメモリ32に記録されている地域外気温テーブルT1および建物使用業態テーブルT2とに基づいて、時間帯別予測負荷導出テーブルT6および月別補正負荷導出テーブルT7が導出される。そして、導出された時間帯別予測負荷導出テーブルT6および月別補正負荷導出テーブルT7と、あらかじめメモリ32に記録されている電気料金テーブルT3およびガス料金テーブルT4と、顧客情報とに基づいて、電気/ガス料金等予測テーブルT9が導出される。この電気/ガス料金等予測テーブルT9に基づいて、電力デマンド制限制御パターン、GHP運転時間制限制御パターン、従量料金低減制御パターン、および組み合わせ制御パターンが、最適制御パターン導出部31aにより最適制御パターンとして季節ごと、運転モードごとに導出される。そして、空気調和装置制御システム1は、導出された複数の最適制御パターンから、重視モード選択画面SC2において顧客が選択した重視モードと、そのときの季節と、運転モードとに一致した最適制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5を運転制御している。
したがって、EHP4とGHP5とを同一空間で空調させる場合において、顧客の要望(本実施形態では、顧客が選択した重視モード)に合わせて、季節ごと、運転モードごとに最適な制御を行うことができる。すなわち、本実施形態に係る空気調和装置制御システム1は、EHP4とGHP5とにより同一の空間を空調する空気調和装置において、顧客が電力デマンド重視モードを選択すると電力デマンドを制限することができ、顧客がGHP運転時間重視モードを選択するとGHP運転時間を制限してガスエンジンの寿命を延ばすことができ、顧客が従量料金重視モードを選択するとランニングコストを制限することができる。
(2)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、電力デマンド重視モードを選択していた場合に、電力デマンド制限制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。この電力デマンド制限制御パターンでは、電力デマンド制限(電気基本料金制限)値を超えないように、EHP4の運転負荷を抑制して、EHP4の運転負荷抑制分だけGHP5の運転負荷を増加させる制御を行っている。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、電力デマンド重視モードを選択していた場合に、電力デマンド制限制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。この電力デマンド制限制御パターンでは、電力デマンド制限(電気基本料金制限)値を超えないように、EHP4の運転負荷を抑制して、EHP4の運転負荷抑制分だけGHP5の運転負荷を増加させる制御を行っている。
したがって、電力デマンド制限値を超えないようにEHP4およびGHP5を一括して制御することができる。このため、顧客は、電力デマンド制限値を超えないように電力消費量を抑えることができ、電気料金の基本料金が上がらないようにEHP4およびGHP5の運転制御を行うことができる。
(3)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、GHP運転時間重視モードを選択していた場合に、GHP運転時間制限制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。このGHP運転時間制限制御パターンでは、GHP5の運転時間を所定時間以内に抑えるようにEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、GHP運転時間重視モードを選択していた場合に、GHP運転時間制限制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。このGHP運転時間制限制御パターンでは、GHP5の運転時間を所定時間以内に抑えるようにEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。
したがって、GHP5の運転時間を所定時間以内に低減でき、メンテナンス頻度を抑制することができる。このため、GHP5にかかるメンテナンスコストを低減することができる。
(4)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、従量料金重視モードを選択していた場合に、従量料金低減制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。この従量料金低減制御パターンでは、電気料金とガス料金との合計が最も安くなるようにEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、顧客が重視モード選択画面SC2において、従量料金重視モードを選択していた場合に、従量料金低減制御パターンに基づいてEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。この従量料金低減制御パターンでは、電気料金とガス料金との合計が最も安くなるようにEHP4およびGHP5の運転制御を行っている。
したがって、電気料金とガス料金との合計が最も安くなるようにできるため、エネルギーコストを低減することができる。
<変形例>
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、集中コントローラ3において、最適制御パターンの導出や、最適制御パターンに基づくEHP4およびGHP5の運転制御が行われているが、これに限らず、監視装置2によって行われていても構わない。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、集中コントローラ3において、最適制御パターンの導出や、最適制御パターンに基づくEHP4およびGHP5の運転制御が行われているが、これに限らず、監視装置2によって行われていても構わない。
また、最適制御パターンの導出のみを監視装置2によって行われるようにし、導出された最適制御パターンを集中コントローラ3に受け渡して、その最適制御パターンに基づいて集中コントローラ3がEHP4およびGHP5の運転制御を行うようにしても構わない。なお、この場合に、メモリ32に記録されている各種制御テーブルT1〜T9は、監視装置2内の記憶装置(図示せず)に記憶される。
(2)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、空調負荷パターンとしての月別予測負荷導出テーブルT5および時間帯別予測負荷導出テーブルT6を導出するのに、あらかじめメモリ32に記録されている地域外気温テーブルT1を利用しているが、ネットワークを通じて地域外気温テーブルT1に相当する気象情報を外部から取得しても構わない。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、空調負荷パターンとしての月別予測負荷導出テーブルT5および時間帯別予測負荷導出テーブルT6を導出するのに、あらかじめメモリ32に記録されている地域外気温テーブルT1を利用しているが、ネットワークを通じて地域外気温テーブルT1に相当する気象情報を外部から取得しても構わない。
(3)
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、地域外気温テーブルT1および建物使用業態テーブルT2を利用してその建物の空調負荷パターンを予測しているが、これに限らずに、HASP/ACLD/ACSS、MICRO/ACSSなどのシミュレーションプログラムを利用しても構わない。
本実施形態に係る空気調和装置制御システム1では、地域外気温テーブルT1および建物使用業態テーブルT2を利用してその建物の空調負荷パターンを予測しているが、これに限らずに、HASP/ACLD/ACSS、MICRO/ACSSなどのシミュレーションプログラムを利用しても構わない。
本発明に係る電気/ガス式混在空調制御システムは、電気式空気調和装置およびガス式空気調和装置の制御を顧客の要望に最適に行うことができ、それぞれ別系統で同一空間を空調する電気式空気調和装置とガス式空気調和装置とを制御する空調制御システム等として有用である。
1 空気調和装置制御システム(電気/ガス式混在空調制御システム)
31a 空調負荷パターン導出手段
31b 最適制御パターン導出手段
31c 運転時間取得手段
31d 空調時間帯導出手段
32 メモリ(情報記憶手段)
35 入力装置
31a 空調負荷パターン導出手段
31b 最適制御パターン導出手段
31c 運転時間取得手段
31d 空調時間帯導出手段
32 メモリ(情報記憶手段)
35 入力装置
Claims (4)
- 同一の空間を空調する、電動機を動力源とする第1空調系統に属する第1空気調和装置(4)と、ガスエンジンを動力源とする第2空調系統に属する第2空気調和装置(5)とを、前記空間を所有する顧客の要望に応じて運転制御する電気/ガス式混在空調制御システムであって、
前記空間が属する地域と外気温データとを対応付けた地域別外気温データと、前記地域と電気料金およびガス料金とを対応付けた地域別電気/ガス料金データと、前記第1空気調和装置および前記第2空気調和装置の容量データとを有する情報記憶手段(32)と、
前記地域を含む顧客情報と前記地域別外気温データとに基づいて空調負荷パターンを導出する空調負荷パターン導出手段(31a)と、
前記顧客の要望を入力可能な入力手段(35)と、
前記空調負荷パターンと前記地域別電気/ガス料金データと前記容量データと前記顧客の要望とに基づいて、前記顧客の要望に最適な最適制御パターンを導出する最適制御パターン導出手段(31b)と、
を備える電気/ガス式混在空調制御システム(1)。 - 前記顧客の要望は、契約電力を制限することであり、
前記最適制御パターン導出手段は、契約電力に基づいて前記第1空気調和装置と前記第2空気調和装置とを制御する第1最適制御パターンを、前記最適制御パターンとして導出する、
請求項1に記載の電気/ガス式混在空調制御システム(1)。 - 前記顧客の要望は、前記第2空気調和装置の第1運転時間を制限することであり、
前記最適制御パターン導出手段は、前記第1運転時間を所定時間以内に抑えて前記第1空気調和装置と前記第2空気調和装置とを制御する第2最適制御パターンを、前記最適制御パターンとして導出する、
請求項1または2に記載の電気/ガス式混在空調制御システム(1)。 - 前記顧客の要望は、ランニングコストを抑制することであり、
前記最適制御パターン導出手段は、前記電気料金と前記ガス料金との合計が最も安くなるように前記第1空気調和装置と前記第2空気調和装置とを制御する第3最適制御パターンを前記最適制御パターンとして導出する、
請求項1から3のいずれかに記載の電気/ガス式混在空調制御システム(1)。
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