JP4130134B2 - 施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置および施設内機器の消費電力量算出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置および施設内機器の消費電力量算出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スーパー等の店舗、コインランドリー等の施設において、省エネを目的とした電力管理を行う場合には、その内部に設置されている消費電力の大きい多数の機器に関して、個別に使用電力を測定する必要がある。
【0003】
しかしながら、計測の容易性や機器単体での電力使用量が少ないこと等から、配電盤で全体の電力計測が行われたり、あるいは系統別の電力計測が行われたりしているのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この発明は、簡易な方法で施設内の各機器の電力使用量を推定することができるようになる施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置および施設内機器の消費電力量算出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置において、所定時間単位毎に、所定時間単位における各機器の消費電力量の総和を測定する第1手段、所定時間単位毎に、各機器毎に、当該所定時間単位内における運転モード別の運転時間を算出する第2手段、ならびに複数回分の第1手段による測定結果および第2手段の算出結果をもとにして、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を、行列演算を用いて求める第3手段を備えていることを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、施設内機器の消費電力量算出装置において、所定時間単位毎に、所定時間単位における各機器の消費電力量の総和を測定する第1手段、所定時間単位毎に、各機器毎に、当該所定時間単位内における運転モード別の運転時間を算出する第2手段、ならびに複数回分の第1手段による測定結果および第2手段の算出結果をもとにして、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を、行列演算を用いて求める第3手段、第3手段によって求められた各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、第2手段の算出結果とに基づいて、各機器毎の上記所定時間単位内における消費電力量を算出する第4手段を備えていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【0009】
図1は、スーパーマーケット等の店舗、コインランドリーなどの施設に設けられた施設内電気機器システムを示している。
【0010】
分電盤100からの電力は、複数の系統A、Bに分配されている。この例では、系統Aには、空調機(室外機)11と3つの空調機(室内機)12、13、14とが接続されている。系統Bには、第1のショーケース群21と第2のショーケース群22と、冷凍機23とが接続されている。冷凍機23は、2台のコンプレッサ(C1、C2)を有している。
【0011】
空調機(室外機)11の運転モードには、図2(a)に示すように、停止モード(OFF)、冷房の低能力モード、冷房の中能力モード、冷房の高能力モード、暖房の低能力モード、暖房の中能力モードおよび暖房の高能力モードがある。
【0012】
空調機(室内機)12、13、14の運転モードには、図2(b)に示すように、停止モード(OFF)、弱風モード、中風モードおよび強風モードがある。
【0013】
第1のショーケース群21と第2のショーケース群22とに含まれるショーケースの運転モードには、図2(c)に示すように、通常モードおよび霜取りモードがある。霜取りは、各ショーケース群21、22毎に時分割して行われる。例えば、第1のショーケース群21内のショーケースに対して13:00から霜取りを開始した場合、庫内温度が上限になるか、あるいは最大霜取り時間が経過するまで、第1のショーケース群21の霜取りが実施される。
【0014】
冷凍機23の運転モードには、図2(d)に示すように、停止モード(OFF)、第1のコンプレッサC1のみが作動しているC1作動モード、第2のコンプレッサC2のみが作動しているC2作動モードおよび両方のコンプレッサC1、C2が作動しているC1、C2作動モードがある。
【0015】
各機器の運転モード(運転状態)に関する情報は、各機器に設けられたコントローラ(図示略)に接続された施設内統合コントローラ200によって、短いサンプリング間隔で収集されている。また、施設内統合コントローラ200は、分電盤100から、所定時間単位(30分)毎の各系統の合計消費電力量を計測・収集している。
【0016】
ところで、所定時間単位(30分)毎の各機器(機器群)の消費電力量は、各機器(機器群)の各運転モード毎の1分間当たり(単位時間当たり)の消費電力量が分かれば、所定時間単位(30分)内での各機器(機器群)の運転モードに関する情報に基づいて算出することが可能となる。
【0017】
この実施の形態では、図4に示すように、施設内統合コントローラ100は、所定時間単位(30分)毎に分電盤200から得られた各系統の合計消費電力量と、各所定時間単位において収集された所定時間単位内での各機器(機器群)の運転モードに関する情報をもとにして、各機器(機器群)の各運転モード毎の1分単位の電力消費量を、行列演算(重回帰分析)を用いて算出する(図4 ステップ1)。そして、得られた各機器(機器群)の各運転モード毎の1分単位の電力消費量と、各機器(機器群)の運転モードに関する情報とに基づいて、各機器(機器群)の所定時間単位(30分)毎の電力消費量を算出する(図4 ステップ2)。
【0018】
以下、各機器(機器群)の各運転モード毎の1分間当たりの消費電力量を算出する方法について、説明する。
【0019】
ここでは、説明の便宜上、図3に示すように、系統Aには空調機(室内機)12のみが接続され、系統Bにはショーケース群21のみが接続されている場合を想定する。
【0020】
(1)空調機(室内機)12およびショーケース群21について、所定時間単位(30分)内での各運転モードに関する情報に基づいて、空調機(室内機)12およびショーケース群21毎に、各運転モード別の運転時間を求める。また、分電盤100から得られた各系統毎の上記所定時間単位(30分)での消費電力量の和(以下、トータル測定電力量という)、つまり、上記所定時間単位(30分)での空調機(室内機)12およびショーケース群21の消費電力量の総和を求める。
【0021】
このような動作を、所定時間単位毎に繰り返し行う。
【0022】
表1は、所定時間単位毎に得られた、空調機(室内機)12およびショーケース群21の各運転モード別の運転時間と、トータル測定電力量を示している。
【0023】
【表1】
【0024】
表1において、各記号の意味は、次の通りである。
【0025】
xNi:iで特定される所定時間単位(30分)中にショーケース群21の運転モードが冷却モード(N)であった時間
xDi:iで特定される所定時間単位(30分)中にショーケース群21の運転モードが霜取りモード(D)であった時間
xLi:iで特定される所定時間単位(30分)中に空調機12の運転モードが弱風モード(L)であった時間
xMi:iで特定される所定時間単位(30分)中に空調機12の運転モードが中風モード(M)であった時間
xHi:iで特定される所定時間単位(30分)中に空調機12の運転モードが強風モード(H)であった時間
yi :iで特定される所定時間単位(30分)中のトータル測定電力量
【0026】
(2)ショーケース群21および空調機(室内機)12およびそれぞれの各運転モード毎の1分間当たりの消費電力量を未知数WN 、WD 、WL 、WM 、WH とする。
【0027】
WN :ショーケース群21が冷却モード(N)で運転されている場合の1分間当たりの消費電力量
WD :ショーケース群21が霜取りモード(D)で運転されている場合の1分間当たりの消費電力量
WL :空調機(室内機)12が弱風モード(L)で運転されている場合の1分間当たりの消費電力量
WM :空調機(室内機)12が中風モード(M)で運転されている場合の1分間当たりの消費電力量
WH :空調機(室内機)12が強風モード(H)で運転されている場合の1分間当たりの消費電力量
【0028】
ショーケース群21および空調機(室内機)12それぞれの各運転モード毎の1分間当たりの消費電力量を未知数WN 、WD 、WL 、WM 、WH とすると、次式(1)の関係式が成り立つ。
【0029】
【数1】
【0030】
各所定時間単位毎に得られたデータ(表1参照)毎に、上記式(1)の関係式が得られるので、得られた複数の関係式をもとにして、未知数WN 、WD 、WL 、WM 、WH を行列演算(重回帰分析)によって求める。
【0031】
つまり、次式(2)の関係式が成り立つ。
【0032】
【数2】
【0033】
上記式(2)において、各記号の意味は、次の通りである。
【0034】
S2 xN :xN の分散
S2 xD :xD の分散
S2 xL :xL の分散
S2 xM :xM の分散
S2 xH :xH の分散
Sab :aとbとの共分散(例えば、SxN xD は、xN とxD との共分散)
【0035】
したがって、次式(3)に基づいて、未知数WN 、WD 、WL 、WM 、WH を求めることができる。
【0036】
【数3】
【0037】
以下、具体例について説明する。
【0038】
表2は、所定時間単位毎に得られた、空調機(室内機)12およびショーケース群21の各運転モード別の運転時間と、トータル測定電力量の具体例を示している。
【0039】
【表2】
【0040】
ショーケース群21および空調機(室内機)12それぞれの各運転モード毎の1分間当たりの消費電力量をWN 、WD 、WL 、WM 、WH とすると、上記式(2)に基づいて、表2から次式(4)の関係式が成り立つ。
【0041】
【数4】
【0042】
また、上記式(3)に基づいて、WN 、WD 、WL 、WM 、WH は、次式(5)式で表される。
【0043】
【数5】
【0044】
上記式(5)を解くと、WN 、WD 、WL 、WM 、WH は、次のようになる。
WN =4.93737≒4.9
WD =12.03131≒12.0
WL =10.01356≒10.0
WM =14.82631≒14.8
WH =20.09134≒20.1
【0045】
得られたWN 、WD 、WL 、WM 、WH と、ショーケース群21および空調機(室内機)12それぞれの上記各所定時間単位の各運転モード毎の動作時間との積算から各運転モード毎の推定消費電力量を求めると、表3のようになる。
【0046】
【表3】
【0047】
表3から、ショーケース群21および空調機(室内機)12それぞれの上記各所定時間単位の推定消費電力量を、各運転モード毎の推定消費電力量の和算により求める。
【0048】
【発明の効果】
この発明によれば、簡易な方法で施設内の各機器の電力使用量を推定することができるようになる施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置および施設内機器の消費電力量算出装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】施設内電気機器システムの構成を示すブロック図である。
【図2】各機器の運転モードの種類を説明するための説明図である。
【図3】各機器(機器群)の各運転モード毎の1分間当たりの消費電力量を算出する方法を説明するために想定した施設内電気機器システムの構成を示すブロック図である。
【図4】各機器(機器群)の所定時間(30分)毎の電力消費量の算出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11 空調機(室外機)
12〜13 空調機(室内機)
21、22 ショーケース群
23 冷凍機
100 分電盤
200 施設内統合コントローラ
Claims (2)
- 施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置において、
所定時間単位毎に、所定時間単位における各機器の消費電力量の総和を測定する第1手段、
所定時間単位毎に、各機器毎に、当該所定時間単位内における運転モード別の運転時間を算出する第2手段、ならびに
複数回分の第1手段による測定結果および第2手段の算出結果をもとにして、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を、行列演算を用いて求める第3手段、
を備えていることを特徴とする施設内機器の各運転モード毎の単位時間当たりの消費電力量算出装置。 - 施設内機器の消費電力量算出装置において、
所定時間単位毎に、所定時間単位における各機器の消費電力量の総和を測定する第1手段、
所定時間単位毎に、各機器毎に、当該所定時間単位内における運転モード別の運転時間を算出する第2手段、ならびに
複数回分の第1手段による測定結果および第2手段の算出結果をもとにして、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を、行列演算を用いて求める第3手段、
第3手段によって求められた各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、第2手段の算出結果とに基づいて、各機器毎の上記所定時間単位内における消費電力量を算出する第4手段を備えていることを特徴とする施設内機器の消費電力量算出装置。
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