JP2016044855A - 空調制御装置、空調制御方法および空調制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】部屋の利用開始時刻にその部屋の空調が適切になっているよう制御する、空調の予備運転における電力コストを抑えることができる空調制御装置、空調制御方法および空調制御プログラムを提供する。【解決手段】本実施形態による空調制御装置は、部屋に対応して設けられた空調設備を制御する空調制御装置であり、スケジュール生成部と、記憶部とを備えている。スケジュール生成部は、部屋の利用開始時刻に前記部屋内の温度を所定の設定温度にほぼ等しくするための予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、予備運転にかかる電力料金が低額となるよう予備運転の開始時刻と予備運転における空調設備の負荷とを定めた運転スケジュールを生成する。記憶部は、運転スケジュールを格納する。【選択図】図１

Description

本発明による実施形態は、空調制御装置、空調制御方法および空調制御プログラムに関する。

従来の空調装置では、建物の各部屋に個別に設置されたリモートコントローラよりマニュアル操作で空調のオン／オフや温度設定をして制御するか、ＢＥＭＳ（Building Energy Management System）等の中央監視システムが導入されている場合には、中央監視システムより各部屋の空調を集中制御していた。

ところで、これらの空調装置により空調がなされる部屋の利用者としては、利用開始時刻にはその部屋の空調が適切な状態になっていることが望ましいことから、そのように部屋の利用開始時刻に合わせて空調の予冷運転または予暖運転（以下まとめて予備運転ともいう）を空調装置に行わせることがある。そして、従来のこの予備運転の際、空調装置のスケジュール機能を使用すれば、予め設定された時刻に空調を開始し部屋の利用時間には適切な空調状態にしておくことができた。

しかしながら、この従来のスケジュール機能を利用した予備運転においては、部屋の利用開始時刻までにその部屋が適切な温度になるよう空調制御するに止まり、電力コストは考慮した制御は全く行われていなかった。

特開昭６３−５０６２０号公報 特開２０１２−３７２２２号公報

部屋の利用開始時刻にその部屋の空調が適切になっているよう制御する、空調の予備運転における電力コストを抑えることができる空調制御装置、空調制御方法および空調制御プログラムを提供する。

本実施形態による空調制御装置は、部屋に対応して設けられた空調設備を制御する空調制御装置であり、スケジュール生成部と、記憶部とを備えている。スケジュール生成部は、部屋の利用開始時刻に前記部屋内の温度を所定の設定温度にほぼ等しくするための予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、予備運転にかかる電力料金が低額となるよう予備運転の開始時刻と予備運転における空調設備の負荷とを含めた運転スケジュールを生成する。記憶部は、運転スケジュールを格納する。

第１の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図。 第１の実施形態による空調運転管理装置３０の運転スケジュールの生成動作の一例を示す図。 電力単価、空調設備２０の負荷、電力料金等の時間的な変化を示すグラフ。 予備運転の開始時刻と予備運転にかかる電力料金との関係を示すグラフ。 第１の実施形態による空調運転管理装置３０を用いた空調制御方法の一例を示すフロー図。 電力単価、空調設備２０ａ〜２０ｃの負荷、電力料金の時間的な変化を示すグラフ。 第３の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図。 電力単価、空調設備２０ａ〜２０ｃの負荷、電力需要量の時間的な変化を示すグラフ。 第３の実施形態による空調運転管理装置３０を用いた空調制御方法の一例を示すフロー図。 第４の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１（Ａ）は、第１の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図である。図１（Ｂ）は、第１の実施形態による空調監視装置３０の構成の一例を示す概略図である。

空調制御装置１は、ビルや工場等の建物内の部屋１０に設けられた空調設備２０を制御するシステムである。空調設備２０は、送風機（室内機）２２と、圧縮機（室外機）２４とを備えている。

空調制御装置１は、空調運転制御装置２５と、空調運転管理装置３０とを備えている。空調運転制御装置２５と空調運転管理装置３０とは互いに通信可能であり、図示しない物理的に着脱可能な通信線路を介して接続される。空調運転管理装置３０は、運転スケジュールを生成してこれを、空調運転制御装置２５に送信することができる、サーバ装置又はコンピュータ装置である。空調運転制御装置２５は、空調運転管理装置３０から受け取った運転スケジュールに従って空調設備２０を制御する。また、空調運転制御装置２５は、空調設備２０から受け取った空調設備２０の稼働状況および設定情報、並びに、ユーザによって設定された利用開始時刻を空調運転管理装置３０へ送信する。空調運転制御装置２５は、例えば、ＢＥＭＳにおけるピルエネルギー管理用のコンピュータ装置又はサーバ装置である。尚、空調設備２０の稼働状況は、空調設備２０の実際の運転状況（稼働負荷）である。空調設備２０から設定情報は、設定温度、空調の強弱、風量設定等を含む空調設備２０の稼働負荷に関する情報である。

空調運転管理装置３０は、図１（Ｂ）に示すように、スケジュール生成部３２と、記憶部３４とを備えている。スケジュール生成部３２は、予備運転の開始時刻および予備運転における空調設備２０の負荷を規定した運転スケジュールを生成する。生成された運転スケジュールは、上述の通り空調運転制御装置２５へ送信される。予備運転は、ユーザが部屋１０を利用する前に部屋１０の空調を開始し、部屋１０の使用開始時刻において部屋１０内の温度を所定の設定温度にほぼ等しくする動作である。例えば、夏期において予備運転は予冷運転であり、冬期において予備運転は予暖運転である。運転スケジュールは、空調設備２０の稼働時間（例えば、稼働開始時刻および稼働停止時刻）や稼働負荷（例えば、空調の強度）を予め定めたスケジュールであり、空調運転制御装置２５は、運転スケジュールに従って空調設備２０を制御する。本実施形態において、運転スケジュールは、予備運転のスケジュールを示す。従って、部屋１０の使用開始前から使用開始時刻までの予備運転の空調設備２０の稼働時間や稼働負荷を予め定めたスケジュールである。

スケジュール生成部３２は、例えば、ＣＰＵ等の演算処理装置でよい。スケジュール生成部３２は、予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、予備運転にかかる電力料金が低額となるように予備運転の開始時刻および予備運転における空調設備２０の負荷を規定し、それにより運転スケジュールを生成する。本実施形態では、以下、電力料金が、予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づく低額の目標値として、最小額となるよう運転スケジュールを生成しているが、電気料金に影響を与える他の要因をも加えて考慮した場合においては、全体として低額又は最小額となるよう運転スケジュールを生成するものである。 記憶部３４は、スケジュール生成部３２において生成された運転スケジュールを格納する。記憶部３４は、過去に生成された運転スケジュールを履歴情報として格納してもよい。記憶部３４は、運転スケジュールを生成するために必要なプログラム（空調制御プログラム）等のプログラムも格納する。記憶部３４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置でよい。

尚、空調運転管理装置３０および空調運転制御装置２５は、図１（Ａ）に示すように別体のコンピュータとしてそれぞれ設けてもよく、また空調運転管理装置３０と空調運転制御装置２５とが夫々有する機能を持った一台のコンピュータであってもよい。また、空調運転管理装置３０を、複数の空調運転制御装置２５と通信可能に接続し、空調運転管理装置３０において、複数の空調運転制御装置２５の運転を一元的に管理してもよい。勿論、空調運転管理装置３０は複数の空調運転制御装置２５のそれぞれに異なる運転スケジュールを生成し、適用するように構成してもよい。

空調運転制御装置２５は、ネットワーク（図示せず）を介して空調設備２０を制御し、あるいは、空調設備２０の稼働状況（オン／オフ、空調の強度等）を示す信号を各空調設備２０から受け取ることができる。

また、空調運転管理装置３０は、電力会社４０、気象予報会社５０、温度計および日射量計６０等と通信できるよう、図示しない広域ネットワーク等に接続されることが可能である。これにより、空調運転管理装置３０は、電力会社４０から電力単価情報、気象予報会社５０から気象予報情報、温度計および日射量計６０から外気温や日射量を取得する。気象予報情報、外気温、日射量は、後述するロスエネルギー量に加味される。

図２は、第１の実施形態による空調運転管理装置３０の運転スケジュールの生成動作の一例を示す図である。運転スケジュールは、予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、予備運転にかかる電力料金を最小化するように決定される。予備運転に消費されるエネルギー量（以下、予備空調エネルギー量）は、部屋１０の容量、部屋１０内の温度、設定温度、ロスエネルギー量等の条件に基づいて演算される。部屋１０内の温度は、空調設備２０から空調運転制御装置２５を介して取得する。

ロスエネルギー量は、予備運転中に部屋１０から外壁を介して部屋１０の外部へ拡散するエネルギー量である。ロスエネルギー量は、部屋１０内の温度と外気温との差、実際の天気、天気予報、日射量等を用いて予め演算する。このとき、部屋１０内の温度と外気温との差、実際の天気、天気予報、日射量等は、過去の履歴または統計に基づいてエネルギー量に換算してロスエネルギー量に加味される。例えば、部屋１０内の温度と外気温との差が大きい場合には、空調運転管理装置３０はロスエネルギー量を大きくする。また、実際の天気または天気予報が夏期において晴天である場合、あるいは、日射量が夏期において多い場合、空調運転管理装置３０はロスエネルギー量を大きくする。実際の天気または天気予報が冬期において曇や雪である場合、あるいは、日射量が冬期において少ない場合、空調運転管理装置３０はロスエネルギー量を大きくする。それらの逆の場合には、空調運転管理装置３０はロスエネルギー量を小さくすればよい。ロスエネルギー量の増減の度合いは、過去の履歴等を参照して統計的に適切に設定され得る。

予備運転における電力料金は、以下のように演算され得る。例えば、部屋１０の容量をＶ１０とし、部屋１０の実際の室温をｔ１０とし、設定温度をｔｓとし、ロスエネルギー量をＥｌｏｓｓとする。また、単位容量の空気の温度を単位温度だけ変化させるために必要なエネルギー量をＥ０とする。さらに予備運転時間をＴとする。この場合、予備空調エネルギーＥｐは、おおよそ式１で表される。勿論、その他のファクタを式１に加えることによって、予備空調エネルギーＥｐをより正確に演算可能にしてもよい。
Ｅｐ＝（Ｅ０×Ｖ１０×（｜ｔｓ−ｔ０｜）＋Ｅｌｏｓｓ）×Ｔ （式１）

一方、電力単価情報は、電力会社４０から提供されるものであり、記憶部３４に予め格納しておく。あるいは、図１（Ａ）に示すように空調運転管理装置３０は、広域ネットワーク等を介して電力単価情報を電力会社４０から取得してもよい。

スケジュール生成部３２は、予備空調エネルギーＥｐと電力単価とを乗算することによって、予備運転における電力料金を演算する。

ここで、電力料金制度として時間帯別料金制度やリアルタイムプライシング制度が導入される場合、電力需要量や電力需給バランスによって時間帯ごとの電力単価が変動する。従って、電力単価は、時間帯によって変化する場合がある。このような場合、電力単価の高い時間帯に予備運転を行うと、予備運転にかかる電力料金が高くなる。また、空調設備２０は、空調運転開始時に大きなエネルギーを消費し、かつ、人々のライフスタイルは時間的に或る程度重複している。このため、部屋１０の予備運転は、電力需要の大きな時間帯、即ち、電力単価の高い時間帯に自然と重なってしまう。

そこで、本実施形態による空調運転管理装置３０では、このような電力単価情報に基づいて予備運転の運転スケジュールを生成する。

図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、電力単価、空調設備２０の負荷、電力料金等の時間的な変化を示すグラフである。本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、部屋１０は、午前９時から利用されるものとする。即ち、部屋１０の利用開始時刻は午前９時である。また、図３（Ｂ）に示すように、設定温度は２５℃であり、空調運転管理装置３０は、利用開始時刻の午前９時に部屋１０内の温度が２５℃になるように空調設備２０を制御し予備運転を実行する。

図３（Ｃ）に示すように、電力単価は、夜間および早朝において安価に設定されており、朝および夕方において高く設定されている。

図３（Ｄ）は、空調設備２０の負荷を示す。ラインＥｐ０は、午前７時から予備運転を開始した場合における空調設備２０の負荷を示す。ラインＥｐ１は、午前６時から予備運転を開始した場合における空調設備２０の負荷を示す。尚、負荷は、電力（ワット）で表してもよく、熱量（ジュール）等で表してもよい。

午前７時から予備運転を開始した場合、空調運転管理装置３０は、利用開始時刻の午前９時までに部屋１０の温度を設定温度の２５℃にするために、空調設備２０を比較的高い負荷で稼働させる。このとき、午前７時以降の電力単価は、図３（Ｃ）に示すように、午前７時より前のそれより高くなっている。電力料金は、空調設備２０の負荷に電力単価を乗算して算出されるので、図３（Ｅ）のＬ０に示すように、電力料金は、高くなる。特に、予備運転の開始時には、空調設備２０の負荷が大きいため、電力料金は非常に高くなる。

一方、午前６時から予備運転を開始した場合、空調運転管理装置３０は、利用開始時刻の午前９時までに部屋１０の温度を設定温度の２５℃にするために、空調設備２０を比較的低い負荷で稼働させる。さらに、午前６時〜７時までの電力単価は、図３（Ｃ）に示すように、午前７時以降のそれより安い。従って、電力料金は、図３（Ｅ）のＬ１に示すように、比較的安い。特に、予備運転の開始時において、電力料金は非常に低く抑えられている。

予備運転にかかる総電力料金は、予備運転の開始から利用開始時刻までの電力料金を積分することによって求められる。よって、午前７時から予備運転を開始した場合の予備運転にかかる総電力料金は、面積Ｓ０に対応し、午前６時から予備運転を開始した場合の予備運転にかかる総電力料金は、面積Ｓ１に対応する。面積Ｓ１は、面積Ｓ０よりも明らかに小さいため、予備運転に係る電力料金は、午前７時よりも午前６時から開始した方が安く済むことがわかる。このように、予備運転を午前６時から開始した場合、予備運転を午前７時から開始した場合よりも、予備運転の時間自体は長くなる。しかし、電力料金を低く抑えるためには、予備運転は、午前７時よりも午前６時から開始した方が好ましいことがわかる。

利用開始時刻の午前９時以降、空調運転管理装置３０は、通常通り、空調設備２０を制御する。従って、図３（Ｄ）においてＥｐ０およびＥｐ１はほとんど差がなくなる。また、図３（Ｅ）においてＬ０およびＬ１はほとんど差がなくなる。

尚、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）では、予備運転の開始時刻が午前７時の場合の電力料金と予備運転の開始時刻が午前６時の場合の電力料金とについて比較している。しかし、電力料金（面積Ｓ０、Ｓ１）は、図４を参照して説明するように、予備運転の開始時刻を変化させることによって様々に変化する。

図４は、予備運転の開始時刻と予備運転にかかる電力料金との関係を示すグラフである。横軸は予備運転の開始時刻を示し、縦軸は予備運転にかかる電力料金を示す。曲線Ｌ２〜Ｌ４は、それぞれ空調設備２０の稼働負荷において異なる。曲線Ｌ２に対応する空調設備２０の稼働負荷は、比較的高く設定されており、曲線Ｌ３、Ｌ４と空調設備２０の稼働負荷が次第に低くなるように設定されている。

図４に示すように、予備運転にかかる電力料金は、予備運転の開始時刻によって変化する。例えば、曲線Ｌ２を参照すると、予備運転の開始時刻を午前６時にすれば、予備運転にかかる電力料金を最小化することができる。曲線Ｌ３を参照すると、予備運転の開始時刻を午前６時にすれば、予備運転にかかる電力料金を最小化することができる。曲線Ｌ４を参照すると、予備運転の開始時刻を午前４時にすれば、予備運転にかかる電力料金を最小化することができる。

また、Ｌ２〜Ｌ４の各最小値を比較すると、Ｌ３の最小値が最も小さい。従って、スケジュール生成部３２は、Ｌ３に対応する稼働負荷で空調設備２０を稼働させ、かつ、予備運転の開始時刻を午前６時に設定するように運転スケジュールを生成する。これにより、スケジュール生成部３２は、運転スケジュールにおいて、予備運転にかかる電力料金を最小化するように、予備運転の開始時刻および空調設備２０の稼働負荷を設定することができる。尚、上記例は、あくまでも一例であって、特にこれに限定されない。

図５は、第１の実施形態による空調運転管理装置３０を用いた空調制御方法の一例を示すフロー図である。本実施形態による空調制御方法では、空調運転管理装置３０は、運転スケジュールを生成し、その運転スケジュールに従って空調設備２０を制御する。

部屋１０の容量Ｖ１０、ロスエネルギー量Ｅｌｏｓｓ、単位容量の空気の温度を単位温度だけ変化させるために必要なエネルギー量Ｅ０は、予め設定されており記憶部２０に格納されているものとする。

まず、空調運転管理装置３０は、部屋の利用開始時刻、電力単価情報、部屋１０の実際の室温ｔ１０、設定温度ｔｓ等の運転スケジュールを生成するために必要な情報を取得する（Ｓ１０）。部屋の利用開始時刻および設定温度ｔｓは、ユーザによって設定されればよい。電力単価情報は電力会社から取得し、実際の室温ｔ１０は、温度計から取得すればよい。

次に、スケジュール生成部３２が上記情報を用いて予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成する（Ｓ２０）。このとき、スケジュール生成部３２は、図３および図４を参照して説明したように、予備運転に消費される予備空調エネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該予備運転にかかる電力料金を最小化するように予備運転の開始時刻および予備運転における空調設備２０の稼働負荷を演算する。これにより、運転スケジュールは、該予備運転にかかる電力料金が最小になるように最適化される。

次に、空調運転管理装置３０は、運転スケジュールを空調運転制御装置２５へ送信する。空調運転制御装置２５は、運転スケジュールに従って空調設備２０を制御する（Ｓ３０）。これにより、空調設備２０は、予備運転にかかる電力料金を最小化しつつ、部屋１０の利用開始時刻までに室温を設定温度にすることができる。その結果、予備運転にかかる電力コストを最小化し、かつ、ユーザは部屋１０に入室したときに不快感を感ずることなく部屋１０を利用することができる。

（変形例）
リアルタイムプライシング制度等のように実際の電力需給状況に応じて電力単価が変動する場合、空調運転管理装置３０は、運転スケジュールを生成する際に、電力単価情報の過去の履歴から電力単価を予測してもよい。例えば、気象予報、外気温等の条件から電力需要が或る程度予測可能である。従って、空調運転管理装置３０は、このような電力需要の予測に基づいて、電力単価を予測することができる。空調運転管理装置３０は、予測された電力単価を用いて予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成してもよい。

より詳細には、空調運転管理装置３０は、データベースとして記憶部３４内に格納されている過去の気象、過去の外気温、過去の電力単価情報、過去の予備運転で消費されたエネルギー量等の履歴情報を参照して、現在の気象および外気温から電力単価と予備運転で消費されるエネルギー量とを予測する。例えば、現在の気象および外気温に一致する履歴情報が記憶部３４に格納されていれば、スケジュール生成部３２は、その履歴情報に対応する電力単価と予備運転で消費されるエネルギー量とを用いて運転スケジュールを作成する。勿論、現在の気象および外気温に一致する履歴情報が記憶部３４に格納されていない場合もある。このような場合には、空調運転管理装置３０は、現在の気象および外気温に最も近い履歴情報を検索し、そのような履歴情報に対応する電力単価と予備運転で消費されるエネルギー量とを使用すればよい。このように、空調運転管理装置３０は、過去の履歴情報から予測される電力単価と予備運転で消費されるエネルギー量とを用いて、予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成してもよい。

（第２の実施形態）
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、第２の実施形態における電力単価、空調設備２０ａ〜２０ｃの稼働負荷、電力料金の時間的な変化を示すグラフである。第２の実施形態では、空調制御装置１は、複数の空調設備２０ａ〜２０ｃを制御している。空調運転管理装置３０は、複数の空調設備２０ａ〜２０ｃに共通の運転スケジュールまたは複数の空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれに対応する運転スケジュールを生成する。

第２の実施形態においても、図３（Ａ）に示すように、部屋１０は、午前９時から利用されるものとする。また、図３（Ｂ）に示すように、設定温度は２５℃であり、空調運転管理装置３０は、利用開始時刻の午前９時に部屋１０内の温度が２５℃になるように空調設備２０を制御し予備運転を実行するものとする。

図６（Ａ）に示すように、電力単価は、夜間および早朝において安価に設定されており、朝および夕方において高く設定されている。

図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）は、複数の空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれの稼働負荷を示す。ラインＥｐ１０は、午前７時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ａの稼働負荷を示す。ラインＥｐ１１は、午前６時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ａの稼働負荷を示す。ラインＥｐ２０は、午前７時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ｂの稼働負荷を示す。ラインＥｐ２１は、午前６時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ｂの稼働負荷を示す。ラインＥｐ３０は、午前７時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ｃの稼働負荷を示す。ラインＥｐ３１は、午前６時から予備運転を開始した場合における空調設備２０ｃの稼働負荷を示す。

空調運転管理装置３０は、空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれの電力料金の合計を予備運転の開始から利用開始時刻まで積分する。これにより空調運転管理装置３０は、予備運転にかかる総電力料金を求めることができる。よって、午前７時から予備運転を開始した場合の予備運転にかかる総電力料金は、図６（Ｅ）の面積Ｓ０で表され、午前６時から予備運転を開始した場合の予備運転にかかる総電力料金は、図６（Ｅ）の面積Ｓ１で表される。

さらに、図４を参照して説明したように、スケジュール生成部３２は、予備運転にかかる総電力料金を最小化するように、予備運転の開始時刻および空調設備２０の負荷を設定する。これにより、空調運転管理装置３０は、予備運転にかかる総電力料金を最小化するように、空調設備２０ａ〜２０ｃに対して共通の運転スケジュールを生成することができる。

また、空調運転管理装置３０は、空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれについて電力料金を算出した後、空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれについて、予備運転にかかる電力料金を最小化するように、予備運転の開始時刻および空調設備２０の負荷を設定してもよい。これにより、空調運転管理装置３０は、空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれについて、予備運転にかかる電力料金を最小化するように、異なる運転スケジュールを生成することができる。この場合、空調設備２０ａ〜２０ｃの予備運転開始時刻は、それぞれ異なり得る。

第２の実施形態のその他の構成および動作は、第１の実施形態の対応する構成および動作と同じでよい。これにより、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図である。第３の実施形態では、空調制御装置１は、電力会社４０から電力需要抑制要求（デマンドレスポンス等）を受信している。この場合、電力需要抑制要求に合うように電力需要量の上限値が設定される。空調運転管理装置３０は、電力需要量の上限値以下の範囲内において、予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成する。第３の実施形態のその他の構成は、第１の実施形態の対応する構成と同様でよい。

図８（Ａ）〜図８（Ｅ）は、電力単価、空調設備２０ａ〜２０ｃの負荷、電力需要量の時間的な変化を示すグラフである。図９は、第３の実施形態による空調運転管理装置３０を用いた空調制御方法の一例を示すフロー図である。

第３の実施形態では、空調運転管理装置３０は、複数の空調設備２０ａ〜２０ｃの電力負荷のピークが重複しないようにそれぞれに対応する運転スケジュールを生成する。

まず、空調制御装置１は、運転スケジュールを生成するために必要な情報を取得する。例えば、空調制御装置１は、部屋の利用開始時刻、電力単価情報、部屋１０の実際の室温ｔ１０、設定温度ｔｓの他、電力需要抑制要求を受け取る（Ｓ１１）。

次に、空調運転管理装置３０は、総電力需要量が電力需要量の上限を超えないように、空調設備２０ａの予備運転開始時刻と空調設備２０ｂの予備運転開始時刻との間隔ｔａｂ、および、空調設備２０ｂの予備運転開始時刻と空調設備２０ｃの予備運転開始時刻との間隔ｔｂｃをそれぞれ或る間隔に設定する（Ｓ２１）。これにより、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）に示すように、空調設備２０ａ〜２０ｃの予備運転開始時における電力需要量のピークが互いにずれるので、図８（Ｅ）に示すように、総電力需要量が電力需要量の上限を超えることを防止することができる。

さらに、空調運転管理装置３０は、空調設備２０ａ〜２０ｃの予備運転開始時刻の時間間隔ｔａｂ、ｔｂｃを維持しながら、空調設備２０ａ〜２０ｃの予備運転開始時刻を様々にずらして、予備運転にかかる電力料金を最小化するように空調設備２０ａ〜２０ｃの予備運転開始時刻を決定する（Ｓ３１）。これにより、空調運転管理装置３０は、空調設備２０ａ〜２０ｃのそれぞれに対応する運転スケジュールを生成することができる。

このように電力需要抑制要求が電力会社から送信された場合であっても、第３の実施形態による空調運転管理装置３０は、電力需要抑制要求に適切に対応し、快適性を損なわず、かつ、予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成することができる。

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態による空調制御装置１および空調設備２０等の構成の一例を示す概略図である。第４の実施形態による空調制御装置１は、複数の地域における複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の空調設備に広域ネットワークを介して通信可能に接続されている。尚、建物Ｂ１〜Ｂ３はそれぞれ空調設備を備えている。空調運転制御装置２５は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３に対して共通に設けられていてもよく、あるいは、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれに対応して設けられていてもよい。

空調運転管理装置３０は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３に対して共通に設けられており、例えば、エネルギー需給管理事業者によって管理されている。空調運転管理装置３０の他の構成は、第１の実施形態の空調運転管理装置３０の対応する構成と同様でよい。

第４の実施形態による空調運転管理装置３０は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の空調設備の予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の空調設備の予備運転にかかる電力料金を最小化するように運転スケジュールを生成する。この場合、第２の実施形態の空調設備２０ａ〜２０ｃに置き換えて、建物Ｂ１〜Ｂ３を当てはめれば、空調運転管理装置３０は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の運転スケジュールを生成することができる。これにより、第４の実施形態は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の予備運転について第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

電力需要抑制要求が電力会社から送信された場合には、第３の実施形態の空調設備２０ａ〜２０ｃに置き換えて、建物Ｂ１〜Ｂ３を当てはめれば、空調運転管理装置３０は、電力需要抑制要求に適切に対応しつつ、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の運転スケジュールを生成することができる。これにより、第４の実施形態は、複数の建物Ｂ１〜Ｂ３の予備運転について第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第４の実施形態によれば、電力需要家は比較的安価に電力を利用でき、かつ、電力需要家によるピークシフトが進み、電力需要ピークを低減させることができる。電力需要ピークの低減の結果、電力会社は設備投資を低減することができる。

本実施形態による運転管理装置１における運転管理方法の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１・・・空調制御装置、１０・・・部屋、２０・・・空調設備、２５・・・空調運転制御装置、３０・・・空調運転管理装置

Claims (9)

1. 部屋に対応して設けられた空調設備を制御する空調制御装置であって、
   前記部屋の利用開始時刻に前記部屋内の温度を設定温度にほぼ等しくするための予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該予備運転にかかる電力料金が低額となるよう前記予備運転の開始時刻と前記予備運転における前記空調設備の負荷とを定めた運転スケジュールを生成するスケジュール生成部と、
   前記運転スケジュールを格納する記憶部と、を備えた空調制御装置。
2. 前記予備運転に消費されるエネルギー量は、前記部屋内の温度と前記設定温度との差、前記部屋の容量、および、前記予備運転中に前記部屋からその外部へ拡散するロスエネルギー量とに基づいて決定される、請求項１に記載の空調制御装置。
3. 前記電力単価情報に含まれる電力単価は時間帯に従って設定されている、請求項１または請求項２に記載の空調制御装置。
4. 前記スケジュール生成部は、外気温または気象予報に基づいて前記ロスエネルギー量を予測する、請求項２に記載の空調制御装置。
5. 前記記憶部は、過去の気象、過去の外気温、過去の電力単価情報、および、過去の予備運転で消費されたエネルギー量を含む履歴情報を格納し、
   前記スケジュール生成部は、前記履歴情報に基づいて前記予備運転で消費されるエネルギー量を予測し、該予備運転にかかる電力料金が低額となるように前記運転スケジュールを生成する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空調制御装置。
6. 電力需要量に対して上限が設定されている場合、前記スケジュール生成部は、前記予備運転に消費されるエネルギー量が前記電力需要量の上限以下となるように前記運転スケジュールを生成する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空調制御装置。
7. 当該空調制御装置は、複数の地域における複数の建物の空調設備に広域ネットワークを介して通信可能に接続され、
   前記スケジュール生成部は、前記複数の建物の空調設備の前記予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該複数の建物の空調設備の前記予備運転にかかる電力料金が低額となるように前記運転スケジュールを生成する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空調制御装置。
8. 部屋の空調設備を管理する空調制御装置を用いた空調制御方法であって、
   前記部屋の利用開始時刻に前記部屋内の温度を所定の設定温度にほぼ等しくするための予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該予備運転にかかる電力料金が低額となるよう前記予備運転の開始時刻と前記予備運転における前記空調設備の負荷とを定めた運転スケジュールを生成することを具備した、空調制御方法。
9. 部屋の空調設備を管理する空調制御装置に、
   前記部屋の利用開始時刻に前記部屋内の温度を所定の設定温度にほぼ等しくするための予備運転に消費されるエネルギー量と電力単価情報とに基づいて、該予備運転にかかる電力料金が低額となるよう前記予備運転の開始時刻と前記予備運転における前記空調設備の負荷とを定めた運転スケジュールを生成させる、空調制御プログラム。

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