JP4650254B2 - 設備機器の温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、設備機器の温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムに関する。

従来、ショーケースなどの複数の設備機器の温度設定は、夜間の軽負荷時に設定温度をやや高めに設定することで省エネを計るとともに、電気料金の節約を行っている。そして、店の開店時や就業開始時間などの限られた時間に、通常運転を行うため各設備機器の設定温度を一斉に通常の設定温度へ復帰させる操作を行っている。

しかし、上記のように複数の設備機器の設定温度を、店の開店時や就業開始時間などの限られた時間に一斉に通常設定温度に設定すると、集中して電力デマンドが上昇して特定の時間帯にデマンドのピークをつくることになる。たとえば、図９Ａに示すように、設備機器である複数のショーケースの設定温度を７時に通常設定温度に一斉にすると、他の時間帯の消費電力に比して７時の時点での消費電力は急激に上昇する。

本発明の課題は、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、
電力デマンドの集中を分散させることを課題とする。

第１発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第１制御手段と、復帰時間決定手段とを備えている。第１制御手段は、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが上限値を越えないように温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う。復帰時間決定手段は、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定する。

ここで、予め設定されたデマンド制御の上限値とは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値である。この上限値は、温度調節機器の電力デマンドに関するものだけでなく、他の設備機器系統と合わせた電力デマンドに対する制御の目標値であってもよい。たとえば、スーパーなどにおいては複数の温度調節機器としてのショーケースに加え、空調機器などの系統が設けられている。これら他の系統を合わせた電力デマンドの上限値を設定してもよい。また、開始時刻の調整は、開始時刻を早めたりや遅くしたりすることにより行う。

本発明の温度制御装置によれば、温度調節機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることが可能となる。また、本発明の温度制御装置によれば、予め温度調節機器の通常設定温度への復帰時間を把握する。これにより、温度調節機器の温度復帰動作の開始時刻や完了時刻を予め把握することが可能となり、予測的な処理を行うことができる。

第２発明にかかる温度制御装置は、第１発明にかかる温度制御装置であって、電力デマンド予測手段と、記憶手段と、送信手段とをさらに備えている。電力デマンド予測手段は、電力デマンドを演算し、電力デマンドが上限値を越えるかどうかを判断する。記憶手段は、すくなくとも温度調節機器と開始時刻とを関連付けて記憶する。送信手段は、第１制御手段の制御指令を温度調節機器に送信する。第１制御手段は、電力デマンド予測手段により電力デマンドが上限値を越えると判断された場合は、温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を早める処理機能を有する。また第１制御手段は、早めた開始時刻を記憶手段に記憶させる処理機能と、記憶された開始時刻に基づき制御指令を生成する処理機能とを有する。

本発明の温度制御装置によれば、温度調節機器の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行うことにより、すべての温度調節機器が所定時刻（たとえば、店の開店時刻）に合わせて温度復帰動作を完了させるよう、予測的な処理を行うことができる。

第３発明にかかる温度制御装置は、第２発明にかかる温度制御装置であって、前記記憶手段は、温度調節機器のＩＤコードと開始時刻との関連付けを含む開始時刻制御データベースを有する。

本発明の温度制御装置によれば、所定時間にすべての温度調節機器の温度復帰を完了させるよう、予測的な処理を行うことができる。

第４発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第１制御手段と、電力料金演算手段とを備える。第１制御手段は、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが上限値を越えないように温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う。電力料金演算手段は、開始時刻を調整することにより得られる電力料金の低減額を演算する処理機能と、開始時刻を調整することにより得られる電力の従量料金の増額分を演算する処理機能とを有する。さらに第１制御手段は、低減額と従量料金の増額分とを比較演算する処理機能と、従量料金の増額分が低減額を越える場合、上限値を調整する処理機能とを有する。

ここで上限値を調整するとは、デマンド制御の目標値を引き上げることをいう。

電力料金は、通常、契約電力で決定される基本料金と使用電力量に応じて課金される電力量料金との合計額からなる。基本料金を決定する契約電力は、デマンド値（最大需要電力）に合わせて更新されるため、電力デマンドの集中を分散させることで電力料金の増加も抑えることができる。一方、温度復帰動作の開始時刻の調整で全体として温度復帰動作を行う時間が長くなることで、従量料金が加算されることになる。

本発明の温度制御装置によれば、開始時刻を調整することにより節約された電力料金の低減額を演算する一方で、従量料金の増額分を演算し、従量料金による増額分が上記低減額を上回るかどうかを判断し、上回る場合は上限値を引き上げることにより調整を行う。これにより、料金をキーとした制御を行うことが可能となる。

第５発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第１制御手段と、第２制御手段とを備える。第２制御手段は、温度調節機器の設定温度を段階的に前記通常設定温度に変更させる制御を行う。第１制御手段および第２制御手段は選択可能である。ここで、選択可能とは、たとえば、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御手段による課金料金を算出し、より定額の制御手段を自動的に選択するような処理を行ってもよい。

本発明の温度制御装置によれば、第２制御手段は、温度調節機器の設定温度を段階的に通常設定温度に変更する縮減運転を行う。また、第１制御手段および第２制御手段のいずれかを選択できる。これにより、電力デマンドの急激な上昇を回避することができるとともに、状況に合わせていずれかの制御手段を選択できる。

第６発明にかかる温度制御装置は、第５発明にかかる温度制御装置であって、第３制御手段をさらに備える。第３制御手段は、温度調節機器について蓄熱利用運転をさせる制御を行う。第１制御手段および第３制御手段は選択可能である。ここで、選択可能とは、たとえば、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御手段による料金を算出し、低料金の方の制御手段を自動的に選択するような処理を行ってもよい。

本発明の温度制御装置によれば、第３制御手段は、温度調節機器について蓄熱利用運転をさせる。また、第１制御手段および第３制御手段のいずれかを選択できる。あるいは第１制御手段、第２制御手段および第３制御手段のいずれかを選択できる。これにより、電力デマンドの急激な上昇を回避することができるとともに、状況に合わせていずれかの制御手段を選択できる。

第７発明にかかる温度制御装置は、第１〜第６発明のいずれかにかかる温度制御装置であって、温度調節機器は、ショーケースである。

本発明の温度制御装置によれば、ショーケースの夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

第８発明にかかる温度制御システムは、第１、第５、第６発明のいずれかに記載の温度制御装置と、コントローラと、複数の温度調節機器とを備える。コントローラは、温度制御装置と通信可能であり、温度制御装置からの制御指令を受信して温度調節機器の温度制御を行う。温度調節機器はコントローラと接続されている。

本発明の温度制御システムによれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

第９発明にかかる温度制御方法は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させる温度制御方法であって、二つのステップを備える。すなわち、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得するステップと、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整するステップと、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定するステップとである。

本発明の温度制御方法によれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

第１０発明にかかる温度制御プログラムは、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させるための温度制御プログラムであって、第１ステップから第９ステップをコンピュータに実行させる。第１ステップは、すくなくとも夜間設定温度、通常設定温度、および予め設定された電力デマンドの上限値を取得する。第２ステップは、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を取得する。第３ステップは、通常設定温度に至るまでに必要な各温度調節機器の電力デマンドである個別冷却デマンドを演算する。第４ステップは、温度調節機器の温度復帰動作の開始時刻を演算する。第５ステップは、温度調節機器の個別冷却デマンドを加算する。第６ステップは、個別冷却デマンドの加算により得られた加算電力デマンドと上限値とを比較演算する。第７ステップは、第６ステップの比較演算の結果に基づき、開始時刻もしくは開始時刻から温度復帰時間を除算した開始時刻を記憶させる。第８ステップは、温度調節機器について第５ステップから第７ステップを繰り返す。第９ステップは、温度調節機器についてそれぞれ記憶した開始時刻に従って生成する制御指令を温度調節機器に送信する。

ここで、個別冷却デマンドとは、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各温度調節機器の電力デマンド、すなわち各温度調節機器の冷却負荷である。この個別冷却デマンドは、たとえば、各温度調節機器の冷却能力値、温度復帰時間などから演算する。温度調節機器の冷却能力は、熱量（ｋｃａｌ）×ショーケース容量×０．３（外気もれの影響など）などの式により求められる冷却能力値により特定される。

本発明の温度制御方法によれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

本発明では、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる温度制御システム１００の概略構成図を図１に示す。

＜温度制御システムの概略構成＞
図１に示すように、温度制御システム１００は、主として、温度制御装置１と温度調節機器である複数のショーケース６（冷却用）とを備える。

温度制御装置１は、複数のショーケース６と通信可能に接続されている。なお、この接続は、有線あるいは無線のいずれであってもよい。また、温度制御装置１は、遠隔地にある管理センターに設置され、ネットワーク、中継装置などを介して店舗内のショーケース６の温度を管理、制御してもよい。

＜ショーケース＞
各ショーケース６は、温度制御装置１と通信可能に接続され、温度制御装置１からの制御指令を受信してショーケースの温度制御を行うコントローラ６１を有する。

本実施例では、各ショーケース６は同一の型式のものを温度制御装置１に接続しているが、複数の異なる型のショーケースや、空調機器など他の設備機器を接続してもよい。なお、各ショーケース６は、その型式などから特定される冷却能力を有する。この冷却能力は、熱量（ｋｃａｌ）×ショーケース容量×０．３（外気もれの影響など）などの式により求められる冷却能力値により特定される。

＜温度制御装置＞
図２は、温度制御装置１の概略構成図を示す。温度制御装置１は主に、受信部１０と、記憶部２０と、演算処理部３０と、送信部４０とを含むコンピュータなどの装置である。

（１）受信部
受信部１０は、各ショーケース６から送信される、温度情報などの情報を受信する。

（２）記憶部
記憶部２０は、後述する演算処理部３０により処理された情報、受信部１０からの情報、および所定の入力手段により入力された情報などを格納する。記憶部２０は、ＲＡＭやＲＯＭなどの内部メモリやハードディスクなどの外部メモリの双方を含むものである。記憶部２０には、後述するショーケースの夜間設定温度や通常設定温度の値、デマンド制御の上限値、その他演算結果の数値などが記憶される。さらに記憶部２０には、第１〜第３の制御プログラム２７〜２９および開始時刻制御データベース２１などが格納されている。

第１〜第３の制御プログラム２７〜２９は、後述する第１〜第３制御部３７〜３９による制御を実行させるプログラムである。開始時刻制御データベース２１は、各ショーケース６を特定するコードと、各ショーケース６の温度復帰動作の開始時刻とを関連付ける関係データベースである。

（３）演算処理部
演算処理部３０は、記憶部２０や受信部１０からの情報を演算処理するＣＰＵなどの装置により構成される。演算処理部３０は、復帰時間演算部３１と、電力デマンド予測手段としての個別冷却デマンド演算部３２、総電力デマンド演算部３３およびデマンド比較演算部３４の三つの演算部と、第１〜第３制御部３７〜３９とを有する。

復帰時間演算部３１は、各ショーケース６が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する。この温度復帰時間は、後述するように、夜間設定温度、通常設定温度およびショーケースの冷却能力値などに基づき演算される。なお、この温度復帰時間は、必ずしも演算する必要はなく、予め把握されている復帰時間を読み出すなどして取得してもよい。

個別冷却デマンド演算部３２は、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各ショーケース６の電力デマンド、すなわち各ショーケース６の冷却負荷である個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８（図５Ａおよび図５Ｂ）を演算する。具体的には、ショーケース６の冷却能力値と温度復帰時間とに基づき、個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８を演算する。

総電力デマンド演算部３３は、ショーケース６すべての個別冷却デマンドに、後述する冷設用電力デマンド（図５Ａおよび図５Ｂ）を加えて総電力デマンドを演算する。なお、本実施形態においては、個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８を有する８つのショーケース６を例に挙げ、これらの個別冷却デマンドのみを考慮して総電力デマンドを演算しているが、異なる型式のショーケース群や空調設備など他の系統も合わせた電力デマンドを総電力デマンドとして演算してもよい。

デマンド比較演算部３４は、予め設定されたデマンド制御の上限値である上限電力デマンドの値を読み出し、総電力デマンドの値と比較演算する。この上限電力デマンドは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値であり、予め設定されているものである。

第１制御部３７は、デマンド比較演算部３４による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第１制御部３７が選択された場合に作動する。第１制御部３７は、後述するように、第１制御プログラム２７に従って各ショーケース６の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行う。

第２制御部３８は、デマンド比較演算部３４による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第２制御部３８が選択された場合に作動する。第２制御部３８は、後述するように、第２制御プログラム２８に従って各ショーケース６を縮減運転させる処理を行う。

第３制御部３９は、デマンド比較演算部３４による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第３制御部３９が選択された場合に作動する。第３制御部３９は、後述するように、第３制御プログラム２９に従って蓄熱利用運転を作動させるための処理を行う。

第１〜第３制御部３７〜３９は記憶部２０に格納された第１〜第３制御プログラム２７〜２９に従って作動する。第１〜第３制御プログラム２７〜２９のいずれを選択するかは、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御部による料金を算出し、低料金の方の制御部を自動的に選択するように設定してもよい。

（４）送信部
送信部４０は、第１〜第３制御部３７〜３９で生成した制御指令などを各ショーケース６のコントローラ６１に送信する。

＜温度制御システムの動作説明＞
図３Ａおよび図３Ｂは、本実施例による温度制御システム１００による温度制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに沿って、本実施形態による温度制御システムの動作を説明する。

まず、予め記憶部２０に格納された夜間設定温度、通常設定温度および各ショーケース６の冷却能力値を取得する（Ｓ１０１ステップ）。次に、夜間設定温度、通常設定温度および冷却能力値に基づき、各ショーケース６が夜間設定温度から通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する（Ｓ１０２ステップ）。冷却能力値と温定復帰時間に基づき、各ショーケース６が夜間設定温度から通常設定温度に至るまでに必要な電力デマンドである個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８（図５Ａおよび図５Ｂ）を演算し、さらに個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８の総和に冷設用の電力デマンドを加えた総電力デマンドを演算する（Ｓ１０３ステップ）。ここで、冷設用電力デマンドとは、温度復帰にかかる冷却負荷以外に必要な電力デマンドであり（図５Ａおよび図５Ｂ）、ショーケース内温度が高く設定されているときは低く、低く設定されているときは高くなる。次いで、デマンド制御の上限値である上限電力デマンドを取得する（Ｓ１０４ステップ）。

さらに、総電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する（Ｓ１０５ステップ）。この比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンド以下であれば、処理を終了する。総電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、上限電力デマンド以内に抑制するための制御を行うため、Ｓ１０６ステップに進む。

次に、第１制御部３７を選択するかどうかを判断する処理を行う（Ｓ１０６ステップ）。第１制御部３７は、各ショーケース６についての温度復帰動作の開始時刻をそれぞれ早める、すなわち先にずらす調整を行うことにより、総電力デマンドを抑える制御を行う手段である。第１制御部３７を選択する場合はＳ１０７ステップ（Ｓ１０７ａ〜Ｓ１０７ｇステップ）へ進み、選択しない場合はＳ１０８ステップへ進む。

第２制御部３８を選択するかどうかを判断する処理を行う（Ｓ１０８ステップ）。第２制御部３８は、各ショーケース６を縮減運転させるための処理を行う。第２制御部３８を選択する場合はＳ１０９ステップ（Ｓ１０９ａ〜Ｓ１０９ｃステップ）へ進み、選択しない場合はＳ１１０ステップへ進む。

第１制御部３８および第２制御部３９のいずれも選択しない場合は、第３制御部３９による処理が行う（Ｓ１１０ステップ）。第３制御部３９は、蓄熱利用運転を作動させるための処理を行う。

第１〜第３制御部３７〜３９のいずれかの処理により生成された制御指令を送信する（Ｓ１１１ステップ）。各制御部で生成された制御指令は、送信部４０を介して各ショーケース６のコントローラ６１に送信される。

＜各制御部の動作説明＞
次に、第１〜第３制御部３７〜３９の処理についてそれぞれ説明する。

（１）第１制御部
第１制御部３７は、図４に示すように、主にＳ１０７ａ〜Ｓ１０７ｇステップに従って処理が行われる。図５Ａは第１制御部による処理前の予測電力デマンドを示すグラフであり、図５Ｂは以下の処理後の予測電力デマンドを示すグラフである。

Ｓ１０６ステップ（図３Ｂ）において、第１制御部を選択するという判断の後、Ｓ１０７ａステップに進む。まず、各ショーケース６の温度復帰動作の開始時刻を計算する（Ｓ１０７ａステップ）。具体的には、店の開店時刻（所定の時刻）から各ショーケース６の温度復帰時間を除算した時刻である。次いで、各ショーケース６の個別冷却デマンドＥ１と冷設電力デマンドとを加算して加算電力デマンドとする（Ｓ１０７ｂステップ）。以下、個別冷却デマンドＥ１・・・Ｅ８を順次加算するループ処理を行う。

ループ処理の中で、上記加算電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する（Ｓ１０７ｃステップ）。加算電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、開始時刻を先にずらす処理を行うため、Ｓ１０７ｅステップに進む。加算電力デマンドが上限電力デマンド以下である場合は、Ｓ１０７ｄステップに進む。

加算電力デマンドが上限電力デマンド以下である場合、開始時刻制御データベース２１において当該ショーケース６の開始時刻に現開始時刻（Ｓ１０７ａステップで入力した開始時刻）の値を入力する（Ｓ１０７ｄステップ）。次いでＳ１０７ｇステップに進む。

一方、加算電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、開始時刻から温度復帰時間をさらに除算する（Ｓ１０７ｅステップ）。次いで、前ステップ（Ｓ１０７ｅステップ）で除算した開始時刻の値を、開始時刻制御データベース２１の当該ショーケース６の開始時刻として入力する（Ｓ１０７ｆステップ）。さらに、加算電力デマンドの値を、直近の加算対象であるショーケース６の個別冷却デマンド（先の個別冷却デマンド）と冷設電力デマンドとを加算したものを加算電力デマンドとする（Ｓ１０７ｆステップ）。これにより、加算電力デマンドの値はリセットされ、改めて、早められた開始時刻における加算電力デマンドから処理を開始する。

そして、次の加算対象であるショーケース６の個別冷却デマンド（次の個別電力デマンド）を加算する処理を行う（Ｓ１０７ｇステップ）。

以上の第１制御部３７の処理により、図５Ｂに示すごとく、各ショーケース６の開始時刻が早められ、結果として図９Ｂに示すようにデマンドのピークを抑えることができる。

なお、図５Ｂにおいて斜線で示されているＥＩは、後述するが、第１制御部３７の処理による消費電力量増を示す。

（２）第２制御部
第２制御部３８は、図６に示すように、主にＳ１０９ａ〜Ｓ１０９ｃステップに従って処理が行われる。

まず、各ショーケース６の設定温度を第１段階の設定温度に設定する（Ｓ１０９ａステップ）。この第１段階の設定温度は、夜間設定温度よりも低いが目標とする通常設定温度よりも高く設定される。次に、第２段階の設定温度に設定する（Ｓ１０９ｂステップ）。この第２段階の設定温度は、第１段階の設定温度よりも低いが目標とする通常設定温度よりも高く設定される。そして、最後に通常設定温度に設定される（Ｓ１０９ｃステップ）。

この第２制御部３８では、各ショーケース６の温度を段階的に通常設定温度に近づけていくことにより、縮減運転を行い、急激な電力デマンドの上昇を抑えられる。なお、この縮減運転制御処理は一例に過ぎず、たとえば、各ショーケース６の出力を段階的に上げていく制御をしてもよい。

（３）第３制御部
第３制御部３９は、Ｓ１１０ステップ（図３Ｂ）において、蓄熱利用運転を開始することによる制御を行う。

＜第１実施形態の空調制御システムの特徴＞
（１）本実施形態にかかる温度制御装置１は、第１制御部３７を備え、第１制御部３７はショーケース６の温度復帰動作の開始時刻を早める調整を行う。したがって、ショーケース６が夜間設定温度から通常設定温度へ復帰する時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。

また、電力デマンドの分散の結果、電気料金の増加を防ぐことが可能となる。電力料金は、通常、契約電力で決定される基本料金と使用電力量に応じて課金される電力量料金との合計額からなる。基本料金を決定する契約電力は、デマンド値（最大需要電力）に合わせて更新されるため、電力デマンドの集中を分散させることで電力料金の増加も抑えることができる。

（２）本実施形態にかかる温度制御装置１は、各ショーケース６の温度復帰時間を把握し、電力デマンドを予測するため、所定時刻にすべてのショーケース６の温度復帰を完了させるようにすることが可能となる。

（３）本実施形態にかかる温度制御装置１は、第１制御部３７の他に、第２、第３制御部３８、３９を備えており、それら制御部は選択可能である。したがって、状況に合わせた制御方法を選択できる。

＜第１実施形態の変形例＞
上記第１実施形態の第１制御部３７による処理では、各ショーケース６の通常設定温度への温度復帰動作の開始時刻を早める調整を行っている。これに代えて、単に温度復帰動作の開始時刻を遅らせることによる調整も可能である。たとえば、次のような処理である。

（ａ）各ショーケース６の設定温度を順番に通常設定温度にして、温度復帰動作を開始させる。
（ｂ）ショーケース６が順番に温度復帰動作に入ることにより、上限電力デマンドを超えると判断したら、次のショーケース６の温度復帰動作の開始を中断させる。次いで、
（ｃ）先のショーケース６の温度復帰が完了し、電力デマンドが下がったら次のショーケース６の復帰動作を開始させる。

このような（ａ）〜（ｃ）の処理を繰り返し、温度復帰動作の開始時刻を遅らせながら、すべてのショーケース６の通常設定温度への復帰を完了させる。すなわち、この場合、予測を行わずリアルタイムに温度復帰動作を行う。この処理は、特に所定時刻に通常設定温度への復帰を完了しなければならないなどの事情がない限り有用である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる温度制御システムについて説明する。なお、この空調制御システムの概略構成は、図１に示す第１実施形態の空調制御システム１００と同様であるので、その図示および説明は省略する。また、ショーケース６の構成についても、第１実施形態と同様であるので、その図示および説明は省略し、符号は第１実施形態と同一とする。

＜温度制御装置＞
図７は、温度制御装置２０１の概略構成図を示す。温度制御装置２０１は主に、受信部２１０と、記憶部２２０と、演算処理部２３０と、送信部２４０とを含むコンピュータである。

（１）受信部
受信部２１０は、各ショーケース６から送信される、温度情報などの情報を受信する。

（２）記憶部
記憶部２２０は、後述する演算処理部２３０により処理された情報、受信部２１０からの情報、および所定の入力手段により入力された情報などを格納する。記憶部２２０は、ＲＡＭやＲＯＭなどの内部メモリやハードディスクなどの外部メモリの双方を含むものである。記憶部２２０には、後述するショーケースの夜間設定温度や通常設定温度の値、デマンド制御の上限値、その他演算結果の数値などが記憶される。さらに記憶部２２０には、第１制御プログラム２２７、開始時刻制御データベース２２１および電力料金データベース２２３などが格納されている。

第１制御プログラム２２７は、後述する第１制御部２３７による制御を実行させるプログラムである。開始時刻制御データベース２２１は、各ショーケース６を特定するコードと、各ショーケース６の温度復帰動作の開始時刻とを関連付ける関係データベースである。

電気料金データベース２２３は、電力使用量とその基本料金や従量料金などとを関連付ける関係データベースである。なお、本実施形態においては、温度制御装置２０１の記憶部２２０に電気料金データベース２２３を格納しているが、これに限定されない。これらの電気料金に関する情報は、たとえば通信回線を通じてサーバや他の記憶装置にアクセスして取得するものであってもよい。

（３）演算処理部
演算処理部２３０は、記憶部２２０や受信部２１０からの情報を演算処理するＣＰＵなどの装置により構成される。演算処理部２３０は、復帰時間演算部２３１と、電力デマンド予測手段として個別冷却デマンド演算部２３２、総電力デマンド演算部２３３およびデマンド比較演算部２３４の三つの演算部と、電力料金演算部２３５と、第１制御部２３７とを有する。

復帰時間演算部２３１は、各ショーケース６が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する。この温度復帰時間は、後述するように、夜間設定温度、通常設定温度およびショーケースの冷却能力値などに基づき演算される。なお、この温度復帰時間は、必ずしも演算する必要はなく、予め把握されている復帰時間を読み出すなどして取得してもよい。

個別冷却デマンド演算部２３２は、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各ショーケース６の電力デマンド、すなわちショーケース６の冷却負荷である個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８（図５Ｂ）を演算する。具体的には、ショーケース６の冷却能力値と前記温度復帰時間とに基づき、個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８を演算する。

総電力デマンド演算部２３３は、ショーケース６すべての個別電力デマンドに、後述する冷設用電力デマンド（図５Ａおよび図５Ｂ）を加えた総電力デマンドを演算する。なお、本実施形態においては、個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８を有する８つのショーケース６を例に挙げ、これらの個別冷却デマンドのみを考慮して総電力デマンドを演算しているが、空調設備など他の系統も合わせた電力デマンドを総電力デマンドとして演算してもよい。

デマンド比較演算部２３４は、予め設定されたデマンド制御の上限値である上限電力デマンドの値を読み出し、総電力デマンドの値と比較演算する。この上限電力デマンドは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値であり、予め設定されているものである。

電力料金演算部２３５は、第１制御部２３５による処理の結果得られる電力料金の低減額や、第１制御部２３５による処理の結果課される従量料金による増額分を演算する。

第１制御部２３７は、デマンド比較演算部３９による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合に作動する。第１制御部２３７は、後述するように、第１制御プログラム２７に従って各ショーケース６の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行う。

（４）送信部
送信部２４０は、第１制御部２３７で生成した制御指令などを各ショーケース６のコントローラ６１に送信する。

＜温度制御システムの動作説明＞
図８Ａおよび図８Ｂは、本実施形態による温度制御システムによる温度制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに沿って、本実施形態による温度制御システムの動作を説明する。なお、図中の第１制御部による処理（Ｓ２１４ステップ）は、第１実施形態の第１制御部の処理（図４のＳ１０７ａ〜Ｓ１０７ｇ）と同様であるため、ここでは図示を省略する。

まず、予め記憶部２２０に格納された夜間設定温度、通常設定温度および各ショーケース６の冷却能力値を取得する（Ｓ２１１ステップ）。次に、夜間設定温度、通常設定温度および冷却能力値に基づき、各ショーケース６が夜間設定温度から通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する（Ｓ２１２ステップ）。冷却能力値と温度復帰時間に基づき、各ショーケース６が夜間設定温度から通常設定温度に至るまでに必要な電力デマンドである個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８（図５Ａおよび図５Ｂ）を演算し、さらに個別冷却デマンドＥ１…Ｅ８の総和に冷設用の電力デマンドを加えた総電力デマンドを演算する（Ｓ２１３ステップ）。次いで、デマンド制御の上限値である上限電力デマンドを取得する（Ｓ２１４ステップ）。ここで、冷設用電力デマンドとは、温度復帰にかかる冷却負荷以外に必要な電力デマンドであり（図５Ａおよび図５Ｂ）、ショーケース内温度が高く設定されているときは低く、低く設定されているときは高くなる。

さらに、総電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する（Ｓ２１５ステップ）。この比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンド以下であれば、処理を終了する。総電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、Ｓ２１６ステップに進み、第１制御部２３７による処理を行う。なお、先に述べた通り、本実施形態における第１制御部２３７による処理は、第１実施形態による第１制御部３７の処理と同一であるため（（図４のＳ１０７ａ〜Ｓ１０７ｇステップ）、図示を省略する。

第１制御部２３７による処理の後、電力料金演算部２３５は、電力料金データベース２２３から読み出した情報に基づき、第１制御部２３７の処理の結果得られた電力料金の低減額を演算する（Ｓ２１７ステップ）。ここで、電力料金の低減額とは、ショーケース６に対し第１制御部２３７による温度復帰動作の開始時刻の調整を行わず、一斉に温度復帰させた場合の電力デマンドに対して課される電力料金と、第１制御部２３７による処理の結果の電力デマンドに対する電力料金との差額である。さらに、電力料金演算部２３５は、電力料金データベース２２３から読み出した情報に基づき、第１制御部２３７の処理の結果かかる従量料金による電力料金の増額分を演算する（Ｓ２１８ステップ）。次いで、電力料金演算部２３５は、第１制御部２３７の処理による低減額と従量料金による増額分とを比較演算する（Ｓ２１９ステップ）。

低減額が増額分以上である場合、送信部２４０は、第１制御部２３７による制御指令を各ショーケース６のコントローラ６１送信する。

一方、低減額が増額分未満である場合は、上限電力デマンドを調整する（Ｓ２２０ステップ）。具体的には上限電力デマンドを引き上げる。そして第１制御部２３７による処理を再び行う（Ｓ２２１ステップ）。

この第２実施形態にかかる処理を採用する意義は次の通りである。第１制御部２３７による処理、すなわち各ショーケース６の温度復帰動作の開始時刻をずらしていく結果、温度復帰の開始から終了までの時間が長くなってしまうため、電力の従量料金による電力料金の増額が考えられる。この増額分が第１制御部２３７による処理の効果である電力料金の低減額を上回ってしまうと、本願発明の効果が発揮されなくなる。したがって、増額分が低減額を上回っている間は、（上限電力デマンドの調整）→（第１制御部による処理）を行う。上限電力デマンドを引き上げることにより、温度復帰の開始から終了までの時間を短くすることができるため、従量料金の増額も抑えられる。

＜第２実施形態の空調制御システムの特徴＞
第１制御部２３７が温度復帰動作の開始時刻の調整を行い、全体として温度復帰動作を行う時間が長くなることで、従量料金が加算されることになる。温度制御装置２０１は、第１実施形態の温度制御装置１の特徴に加え、電力料金演算部２３５をさらに備えるため、第１制御部２３７の処理の結果による電力料金の低減額を従量料金による増額分が上回る場合は、上限電力デマンドを調整する。したがって、電気料金が増加することを回避できる。

＜第２実施形態の変形例＞
上記第２実施形態では第１制御部２３７のみを設けているが、第１実施形態のように第２および第３制御部を設けてもよい。この場合、たとえば、各制御部の処理の結果の電力料金を比較して、もっとも低コストの制御部を選択するように設定してもよい。

本発明にかかる温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムは、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、電気料金を抑えることを可能とする、温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムとして有用である。

本発明の第１実施形態にかかる温度制御システムの概略構成図。 第１実施形態における温度制御装置の概略構成図。 第１実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの前半部。 第１実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの後半部。 温度制御装置の第１制御部による処理の流れを示すフローチャート。 温度制御装置の第１制御部による処理前の時刻と予測電力デマンドとの関係を示すグラフ。 温度制御装置の第１制御部による処理後の時刻と予測電力デマンドとの関係を示すグラフ。 温度制御装置の第２制御部による処理の流れを示すフローチャート。 本発明の第２実施形態にかかる温度制御装置の概略構成図。 第２実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの前半部。 第２実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの後半部。 従来の温度復帰動作における時間と消費電力との関係を示すグラフ。 本発明の温度復帰動作における時間と消費電力との関係を示すグラフ。

１、２０１ 温度制御装置
１０、２１０ 受信部
２０、２２０ 記憶部（記憶手段）
２１、２２１ 開始時刻制御データベース
２７、２２７ 第１制御プログラム（第１制御手段）
２８ 第２制御プログラム（第２制御手段）
２９ 第３制御プログラム（第３制御手段）
３０、２３０ 演算処理部
３１、２３１ 復帰時間演算部
３２、２３２ 個別冷却デマンド演算部
３３、２３３ 総電力デマンド演算部
３４、２３４ デマンド比較演算部
３７、２３７ 第１制御部（第１制御手段）
３８ 第２制御部（第２制御手段）
３９ 第３制御部（第３制御手段）
４０、２４０ 送信部
１００ 温度制御システム
２３３ 電力料金データベース
２３５ 電力料金演算部（電力料金演算手段）

Claims (10)

1. 複数の温度調節機器（６）内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置（１）であって、
   予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）と、
   前記温度調節機器（６）が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定する復帰時間決定手段（３１，２３１）と、
   を備える温度制御装置。
2. 前記電力デマンドを演算し、前記電力デマンドが前記上限値を越えるかどうかを判断する電力デマンド予測手段（３２〜３４，２３２〜２３４）と、
   すくなくとも前記温度調節機器と前記開始時刻とを関連付けて記憶する記憶手段（２０，２２０）と、
   前記第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）の制御指令を前記温度調節機器（６）に送信する送信手段（４０，２４０）と、
   をさらに備え、
   前記第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）は、
   前記電力デマンド予測手段（３２〜３４，２３２〜２３４）により前記電力デマンドが前記上限値を越えると判断された場合は、前記温度調節機器（６）のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を早める処理機能と、
   早めた前記開始時刻を前記記憶手段（２０，２２０）に記憶させる処理機能と、
   記憶された前記開始時刻に基づき前記制御指令を生成する処理機能と、を有する、
   請求項１に記載の温度制御装置。
3. 前記記憶手段（２０，２２０）は、前記温度調節機器（６）のＩＤコードと前記開始時刻との関連付けを含む開始時刻制御データベース（２１，２２１）を有する、
   請求項２に記載の温度制御装置。
4. 複数の温度調節機器（６）内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置（１）であって、
   予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）と、
   電力料金演算手段（２３５）と、
   を備え、
   前記電力料金演算手段（２３５）は、
   前記開始時刻を調整することにより得られる電力料金の低減額を演算する処理機能と、
   前記開始時刻を調整することにより得られる電力の従量料金の増額分を演算する処理機能と、
   前記低減額と前記従量料金の増額分とを比較演算する処理機能と、
   前記従量料金の増額分が前記低減額を越える場合、前記上限値を調整する処理機能と、を有する、
   温度制御装置。
5. 複数の温度調節機器（６）内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置（１）であって、
   予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）と、
   前記温度調節機器（６）の設定温度を段階的に前記通常設定温度に変更させる制御を行う第２制御手段（２８，３８，２２８，２３８）と、
   を備え、
   前記第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）および前記第２制御手段（２８，３８，２２８，２３８）は選択可能である、
   温度制御装置。
6. 前記温度調節機器（６）について蓄熱利用運転をさせる制御を行う第３制御手段（２９，３９，２２９，２３９）をさらに備え、
   前記第１制御手段（２７，３７，２２７，２３７）および前記第３制御手段（２９，３９，２２９，２３９）は選択可能である、
   請求項５に記載の温度制御装置。
7. 前記温度調節機器（６）は、ショーケースである、
   請求項１〜６のいずれかに記載の温度制御装置。
8. 請求項１、５、６のいずれかに記載の前記温度制御装置（１）と、
   前記温度制御装置（１，２０１）と通信可能であり、前記温度制御装置（１，２０１）からの制御指令を受信して前記温度調節機器（６）の温度制御を行うコントローラ（６１）と、
   前記コントローラと接続された複数の温度調節機器（６）と、
   を備える、温度制御システム（１００）。
9. 複数の温度調節機器（６）内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させる温度制御方法であって、
   予め設定されたデマンド制御の上限値を取得するステップと、
   電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器（６）のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整するステップと、
   前記温度調節機器（６）が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定するステップと、
   を備える、温度制御方法。
10. 複数の温度調節機器（６）内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させるための温度制御プログラムであって、
    すくなくとも前記夜間設定温度、前記通常設定温度、および予め設定されたデマンド制御の上限値を取得する第１ステップと、
    前記温度調節機器（６）が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を取得する第２ステップと、
    前記通常設定温度に至るまでに必要な各前記温度調節機器の電力デマンドである個別冷却デマンド（Ｅ１．．．Ｅ８）を演算する第３ステップと、
    前記温度調節機器（６）の温度復帰動作の開始時刻を演算する第４ステップと、
    前記温度調節機器の前記個別冷却デマンド（Ｅ１．．．Ｅ８）を加算する第５ステップと、
    前記個別冷却デマンド（Ｅ１．．．Ｅ８）の加算により得られた加算電力デマンドと前記上限値とを比較演算する第６ステップと、
    前記第６ステップの比較演算の結果に基づき、前記開始時刻もしくは前記開始時刻から前記温度復帰時間を除算した開始時刻を記憶させる第７ステップと、
    前記温度調節機器（６）について第５ステップから第７ステップを繰り返す第８ステップと、
    前記温度調節機器（６）についてそれぞれ記憶した前記開始時刻に従って生成する制御指令を前記温度調節機器（６）に送信する第９ステップと、
    をコンピュータに実行させるための温度制御プログラム。

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