JP5473619B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、同一空間を空調対象として設置された複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置に関するものである。

従来の技術では、例えば、「住宅の空調の設定温度を、時間帯および／または曜日により変えることができる、設定温度スケジュール部（１１２ｂ）と、エネルギーを使用して前記住宅の空調を行う空調部と、前記設定温度スケジュール部において区分されている時間帯および／または曜日のうち、所定の時間帯および／または曜日のときには、前記設定温度を優先して前記空調部を制御し、所定の時間帯および／または曜日のとき以外のときには、前記設定温度よりも前記エネルギーの単位時間当たりの消費量が所定上限値を超えないようにすることを優先して前記空調部を制御する」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また例えば、「冷房運転中室内吸込み温度とリモコン設定温度との差温に基づいて要求負荷を判断し圧縮機の運転周波数を決定する手段を有し、前記リモコンにある省エネ設定ＳＷ操作で省エネ監視を開始し、前記室内吸込み温度とリモコン設定温度との差温が所定の設定値以下を所定時間以上継続することで省エネモードに突入し、前記要求負荷を低下させて圧縮機運転周波数を低下することで省エネを行う」ものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２８５５９３号公報（請求項１４） 特開２００６−１１８７３２号公報（請求項１）

特許文献１の技術では、スケジュール設定により省エネルギー運転を行っている。しかし、エネルギー消費量の削減を目的とする運転制御を行う場合には、ユーザーの所望する空調が行われない場合があり、ユーザーにとっての快適性が損なわれる、という問題点があった。

特許文献２の技術では、室内温度と設定温度との差温に応じて省エネルギー運転を行っている。しかし、省エネルギー性の向上を図る運転制御と、快適性の向上を図る運転制御とを任意の割合で切り替えることができない、という問題点があった。

また、複数の空気調和機（以下「空調機」ともいう。）が設置される場合、各空調機がそれぞれ単独で運転制御を行うと、一部の空調機の空調能力が過大となったり、一部の空調機の空調能力が過小となるなどの運転制御が行われ、システム全体としてのエネルギー消費量の削減を図ることができない。このため、複数の空調機の協調制御を行いエネルギー消費量の削減を図ることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、快適性を大きく損なうことなく省エネルギー性を向上することができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
また、省エネルギー性の向上を図る運転制御と、快適性の向上を図る運転制御とを任意の割合で切り替えることができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
また、空調対象空間内の全体空調負荷と、空調機の空調能力の総和とのバランスを保ちながら消費電力の総和を低減することができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る空気調和機の制御装置は、同一空間を空調対象として設置された複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置であって、前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める協調演算手段と、所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が設定される割合設定手段と、前記所定時間のうち前記割合に応じた時間の間、前記協調演算手段が求めた空調能力に基づく協調制御運転を行う運転制御手段とを備え、前記協調演算手段は、前記複数の空気調和機毎に、消費電力を、空調能力を変数として近似した二次関数の係数の情報を有する性能モデルデータが記憶されるデータ記憶手段と、前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を求める全体空調負荷算出手段と、前記性能モデルデータと前記全体空調負荷とに基づいて、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷となり、且つ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める空調能力配分演算手段と、を備え、前記空調能力配分演算手段は、前記二次関数を前記空気調和機毎に加算して前記複数の空気調和機の消費電力の和を近似した多変数関数に、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷と等しくなる制約条件を係数にもつ中間変数を加算した第２の多変数関数において、該第２の多変数関数の各空調能力が極値となる条件を満たす前記中間変数を、前記全体空調負荷と前記二次関数の係数とにより表した第１算出式と、前記制約条件のもと、前記多変数関数が極値となる前記各空気調和機の空調能力を、前記中間変数と前記二次関数の係数とにより表した第２算出式と、が予め設定され、前記全体空調負荷算出手段が求めた前記全体空調負荷と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第１算出式に基づき、前記中間変数を求め、該中間変数と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第２算出式に基づき、前記各空気調和機の空調能力をそれぞれ求めるものである。

この発明は、所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が設定され、所定時間のうち前記割合に応じた時間の間、協調制御運転を行う。このため、快適性を大きく損なうことなく省エネルギー性を向上することができる。

実施の形態１に係る空気調和機の全体構成図である。 実施の形態１に係る空気調和機の冷媒回路を概略的に示す図である。 実施の形態１に係る制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る制御装置の概略外形図である。 実施の形態１に係る快適性省エネ性割合記憶部のデータ形式を示す図である。 実施の形態１に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る協調演算部の機能ブロック図である。 空調能力と消費電力の関係を表す代表的なグラフである。 実施の形態２に係る性能モデルデータのデータ形式を示す図である。 実施の形態２に係る運転情報データのデータ形式を示す図である。 実施の形態２に係る空調負荷データのデータ形式を示す図である。 実施の形態２に係る協調制御処理の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態３に係る制御装置の概略外形図である。 実施の形態３に係るスケジュール情報記憶部のデータ形式を示す図である。 実施の形態３に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態４に係る制御装置の概略外形図である。 実施の形態４に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る全体消費電力量と時間との関係を示す図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る空気調和機の全体構成図である。
図１において、本実施の形態における空気調和機の制御装置（以下「制御装置１０」という。）は、同一空間（以下「空調対象空間１」という。）を空調対象として設置された複数の空気調和機を制御するものである。
複数の空気調和機（以下「空調機」ともいう。）は、それぞれ、室内機２と室外機３とを備えている。各室内機２は、空調対象空間１の中に配置される。各室外機３は、空調対象空間１の外に配置される。室内機２と室外機３は冷媒配管により接続される。
この空調機は、制御装置１０からの制御により、冷媒配管中を流れる冷媒の圧力を変化させて冷媒の吸熱、放熱により、空調対象空間１の空気調和を行うものである。
なお、ここでは例として、４台の空調機からなる空調機システムの全体構成を示しているが、一般的に、空調機はＮ（≧２）台でも良い。
なお、以下の説明において、４台の空調機を区別するときは、空調機Ｎｏ１〜Ｎｏ４で示す。

制御装置１０は、各室内機２と通信線で接続されている。制御装置１０は、室内機２および室外機３に設置されているセンサ等によりセンシングされた計測データや運転状態に関する情報を入力情報として受け取る。
また、制御装置１０は、ユーザーが設定する空調機に関する設定情報や、当該制御装置１０内部で演算した結果データ等を室内機２および室外機３へ制御信号として送出する。
この制御装置１０は、本発明を適用しない場合の通常のコントロール機能も併せ持ったリモコン等により構成しても良いし、通常のリモコンとは別に設けても良い。
なお、制御装置１０は、計算機等であっても良い。また、制御装置１０と各室内機２との通信は無線通信であっても良い。

図２は実施の形態１に係る空気調和機の冷媒回路を概略的に示す図である。
図２に示すように、各空調機は、室内機２と室外機３とが、液接続配管およびガス接続配管を介して接続されている。
なお、ここでは、１つの空調機の室内機２および室外機３が１台である場合を説明するが、本発明はこれに限らず、複数備える構成であっても良い。

室内機２は、室内熱交換器２１、室内送風機２２、温度センサ２３、温度センサ２４を備えている。
室外機３は、圧縮機３１、四方弁３２、室外熱交換器３３、室外送風機３４、絞り装置３５、温度センサ３６、温度センサ３７を備えている。これら圧縮機３１、室外熱交換器３３、絞り装置３５、室内熱交換器２１は環状に接続され、冷媒回路を構成する。

室内熱交換器２１は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。この室内熱交換器２１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内の空気を冷却する。また、室内熱交換器２１は、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内の空気を加熱する。

室内送風機２２は、室内熱交換器２１に付設され、室内熱交換器２１に供給する空気の流量を可変することが可能なファン等からなる。この室内送風機２２は、室内機２内に室内空気を吸入し、室内熱交換器２１により冷媒との間で熱交換した空気を供給空気として空調対象空間１内に供給する。

温度センサ２３は、例えばサーミスタにより構成される。この温度センサ２３は、室内熱交換器２１内の気液二相状態の冷媒の温度を検出する。すなわち、暖房運転時における凝縮温度、冷房運転時における蒸発温度を検出する。
温度センサ２４は、例えばサーミスタにより構成される。この温度センサ２４は、室内機２内に流入する室内空気の温度を検出する。なお、温度センサ２４を室内空気の吹き出し口側に設け、室内機２から吐出する空気の温度を検出するようにしても良い。

圧縮機３１は、運転容量を可変することが可能であり、例えばインバータにより制御されるモータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機を用いる。この圧縮機３１は、制御装置１０により制御される。
なお、本実施の形態では、圧縮機３１が１台のみの場合を説明するが、これに限定されず、室内機２の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機３１が並列に接続されたものであっても良い。

四方弁３２は、冷媒の流れの方向を切り替えるための弁である。この四方弁３２は、冷房運転時には、圧縮機３１の吐出側と室外熱交換器３３とを接続し、圧縮機３１の吸入側と室内熱交換器２１とを接続するように、冷媒流路を切り替える。また、四方弁３２は、暖房運転時には、圧縮機３１の吐出側と室内熱交換器２１とを接続し、圧縮機３１の吸入側と室外熱交換器３３とを接続するように、冷媒流路を切り替える。

室外熱交換器３３は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。この室外熱交換器３３は、そのガス側が四方弁３２に接続され、その液側が絞り装置３５に接続される。室外熱交換器３３は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。

室外送風機３４は、室外熱交換器３３に付設され、室外熱交換器３３に供給する空気の流量を可変することが可能なファン等からなる。この室外送風機３４は、室外機３内に室外空気を吸入し、室外熱交換器３３により冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する。

絞り装置３５は、室外機３の液側配管に接続配置されている。この絞り装置３５は、絞り開度が可変であり、冷媒回路内を流れる冷媒の流量の調節等を行う。

温度センサ３６は、例えばサーミスタにより構成される。この温度センサ３６は、室外熱交換器３３内の気液二相状態の冷媒の温度を検出する。すなわち、冷房運転時における凝縮温度、暖房運転時における蒸発温度を検出する。
温度センサ３７は、例えばサーミスタにより構成される。この温度センサ３７は、室外機３内に流入する室外空気の温度（外気温度）を検出する。

図３は実施の形態１に係る制御装置の機能ブロック図である。
図４は実施の形態１に係る制御装置の概略外形図である。
図３に示すように、制御装置１０は、運転制御部１０１、操作部１０２、表示部１０３、通信部１０４、画面表示情報記憶部１０５、快適性省エネ性割合記憶部１０６、および協調演算部１０７を備えている。

運転制御部１０１は、各空調機を統括制御するものであり、操作部１０２からの操作や設定情報に基づいて空調機の運転操作を行うと共に、空調機の運転情報等を収集して運転状態の監視を行う。また、後述する動作により、快適性と省エネルギー性（以下「省エネ性」ともいう。）との割合（以下、単に「割合」ともいう。）に応じて、協調運転制御と通常運転制御とを切り替える制御を行う。

操作部１０２は、空調機の運転操作や、後述する快適性省エネ性割合を変更するための操作、その他各種の設定を入力するものである。
この操作部１０２は、図４に示すように、例えば制御装置１０の前面側に設けられ、例えば表示部１０３に表示されるカーソルを操作するカーソル移動ボタン（十字キー）や、入力の確定操作などを行う登録ボタンなどを有している。なお、これに限らず、例えばメニュー画面などの表示操作を行うメニューボタンや、入力のキャンセルなどを行う戻るボタン、数値等を入力する数値ボタンなどを設けるようにしても良い。

表示部１０３は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などで構成され、後述する動作により、図４に示す快適性省エネ性割合設定画面などの各種の設定画面、その他の空調機の運転に関する情報を表示する。

通信部１０４は、有線または無線通信により室内機２と通信し、運転制御部１０１の制御に基づいて、各空調機に対して空調能力を指示する制御信号などの各種制御信号や、設定情報などを送受信する。

画面表示情報記憶部１０５には、図４に示す快適性省エネ性割合設定画面などの各種の設定画面やメニュー画面などの情報が予め記憶されている。

快適性省エネ性割合記憶部１０６には、後述する動作により設定された快適性省エネ性割合の情報が記憶される。この快適性省エネ性割合の情報は、例えば図５に示すデータ形式で記憶される。

協調演算部１０７は、複数の空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空調機の消費電力の和が最小（近似値も含む。以下同様。）となるように、複数の空調機のそれぞれの空調能力を求める。

なお、運転制御部１０１、協調演算部１０７は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置（コンピュータ）上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。

なお、画面表示情報記憶部１０５、快適性省エネ性割合記憶部１０６は、例えばフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。

なお、「運転制御部１０１」は、本発明における「運転制御手段」に相当する。
また、「協調演算部１０７」は、本発明における「協調演算手段」に相当する。
また、「操作部１０２」および「快適性省エネ性割合記憶部１０６」は、本発明における「割合設定手段」に相当する。

なお、本実施の形態では、操作部１０２により快適性省エネ性割合の設定情報を入力し、この割合の情報を快適性省エネ性割合記憶部１０６に記憶する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明における「割合設定手段」を、例えばダイヤルスイッチのようなハードウェアにより構成し、ダイヤルスイッチの選択位置により、快適性省エネ性割合を設定するようにしても良い。

以上、本実施の形態における空気調和機の制御装置１０の構成を説明した。
次に、実施の形態１における動作を具体的に説明する。

［快適性省エネ性割合の設定］
まず、快適性省エネ性割合の設定動作について説明する。
ユーザーは、例えば表示部１０３に表示されたメニュー画面（図示せず）により、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、快適性省エネ性割合設定画面を表示させる旨の操作を入力する。
運転制御部１０１は、操作部１０２から当該操作が入力されると、画面表示情報記憶部１０５に記憶されている快適性省エネ性割合設定画面の情報を参照して、図４に示すように、表示部１０３に快適性省エネ性割合設定画面を表示させる。
本実施の形態１における快適性省エネ性割合設定画面としては、図４に示すように、例えば快適性省エネ性の割合を「０」〜「５」の６段階に設定可能とし、数値が大きいほど省エネ性の割合が大きくなる場合を説明する。

次に、ユーザーは、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、快適性省エネ性割合の数値を選択し、例えば登録キーなどを押下して、選択した当該数値を登録する旨の操作を行う。
運転制御部１０１は、操作部１０２から入力された割合の情報を、快適性省エネ性割合記憶部１０６に記憶させる。
例えば操作部１０２の操作により割合「３」が選択され、登録操作がされた場合、快適性省エネ性割合記憶部１０６には、図５に示すように、現在の快適性省エネ性割合の情報として「３」が記憶される。

このような快適性省エネ性割合の設定動作は、任意のタイミングで設定可能である。つまり、各空調機の運転や停止などの運転状態によらずに設定可能である。

［運転制御］
次に、設定された割合に基づく運転制御について説明する。
図６は実施の形態１に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。
以下、図６のフローチャートに沿って説明する。

（Ｓ１０１）
空調運転が開始されると、運転制御部１０１は、快適性省エネ性割合記憶部１０６に記憶された快適性省エネ性割合の設定情報（割合Ｒ）を読み込む。ここでは、割合Ｒが「３」である場合を例に説明する。

（Ｓ１０２）
次に、運転制御部１０１は、省エネ性に対応する変数Ｘに上記割合Ｒの値を代入する。
また、運転制御部１０１は、快適性に対応する変数Ｙに、割合Ｒの上限値Ｒｍａｘから上記割合Ｒを減算した値を代入する。
この上限値Ｒｍａｘとは、上述した快適性省エネ性割合の設定での上限値である。ここでは、上限値Ｒｍａｘが「５」であるとする。
なお、この上限値Ｒｍａｘの情報は予め設定するようにしても良いし、ユーザーによる操作により設定可能にしても良い。

例えば、割合Ｒが「３」のとき、省エネ性に対応する変数Ｘは「３」、快適性に対応する変数Ｙは「２」となる。
また、割合Ｒが「０」のとき、省エネ性に対応する変数Ｘは「０」、快適性に対応する変数Ｙは「５」となる。
また、割合Ｒが「５」のとき、省エネ性に対応する変数Ｘは「５」、快適性に対応する変数Ｙは「０」となる。

（Ｓ１０３）
次に、運転制御部１０１は、変数Ｘが「０」であるか否か、変数Ｙが「０」であるか否か、並びに変数ＸおよびＹが「０」より大きいか否かを判定する。

（Ｓ１０４）
変数Ｘが「０」である場合、運転制御部１０１は、各空調機のそれぞれの空調負荷に応じた空調能力を求め、当該空調能力に基づく通常制御運転を行う。
そして、次の制御タイミングにステップＳ１０１に戻り、上記動作を繰り返す。

ここで、制御タイミングとは、次のＴ分間の運転内容を各空調機に指示するタイミングである。

なお、通常制御運転としてはこれに限るものではない。例えば、運転制御部１０１は、各空調機に対して通常運転を行う旨の制御信号を送信する。そして、各空調機は、それぞれ独自の制御により、当該空調機の室内温度と設定温度との差などに応じて空調能力を設定するようにしても良い。

（Ｓ１０５）
変数Ｙが「０」である場合、協調演算部１０７は、複数の空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空調機の消費電力の和が最小となるように、各空調機のそれぞれの空調能力を求める。
運転制御部１０１は、協調演算部１０７が求めた各空調機それぞれの空調能力に基づく協調制御運転を行う。
そして、次の制御タイミングにステップＳ１０１に戻り、上記動作を繰り返す。

（Ｓ１０６）
一方、変数ＸおよびＹが「０」より大きい場合、運転制御部１０１は、カウンタｐに「０」をセットする。

（Ｓ１０７）
協調演算部１０７は、複数の空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空調機の消費電力の和が最小となるように、各空調機のそれぞれの空調能力を求める。
運転制御部１０１は、協調演算部１０７が求めた各空調機それぞれの空調能力に基づく協調制御運転を行う。
そして、次の制御タイミングにステップＳ１０８に進む。

（Ｓ１０８）
運転制御部１０１は、カウンタｐをインクリメントする。

（Ｓ１０９）
運転制御部１０１は、カウンタｐが変数Ｘに達したか否かを判断する。
カウンタｐが変数Ｘに達していない場合、ステップＳ１０７に戻り、上記動作を繰り返す。
これにより、省エネ性に対応するＸ回の制御タイミングにおいて、協調制御運転が実施される。

（Ｓ１１０）
一方、カウンタｐが変数Ｘに達した場合、運転制御部１０１は、カウンタｑに「０」をセットする。

（Ｓ１１１）
運転制御部１０１は、各空調機のそれぞれの空調負荷に応じた空調能力を求め、当該空調能力に基づく通常制御運転を行う。
そして、次の制御タイミングにステップＳ１１２に進む。

（Ｓ１１２）
運転制御部１０１は、カウンタｑをインクリメントする。

（Ｓ１１３）
運転制御部１０１は、カウンタｑが変数Ｙに達したか否かを判断する。
カウンタｑが変数Ｙに達していない場合、ステップＳ１１１に戻り、上記動作を繰り返す。
これにより、快適性に対応するＹ回の制御タイミングにおいて、通常制御運転が実施される。

一方、カウンタｑが変数Ｙに達した場合、ステップＳ１０１に戻り、上記動作を繰り返す。

このような動作により、割合Ｒが「０」の場合、制御装置１０は通常制御運転を行う。
また、割合Ｒが「５」の場合、制御装置１０は協調制御運転を行う。
さらに、割合Ｒが「１」〜「４」の場合、割合Ｒ回の制御タイミングでは協調制御運転を行い、次の「５」−Ｒ回の制御タイミングでは通常制御運転を行う。

このように、割合Ｒの設定値により、Ｒｍａｘ回の制御タイミングで設定される運転時間（所定時間）のうち、協調運転制御を行う時間の割合が設定され、所定時間のうち割合Ｒに応じた時間の間、協調制御運転が行われることになる。

なお、上記の動作では、Ｒｍａｘ回（５回）の制御タイミングのうち、Ｘ回（３回）の制御タイミングで協調制御運転を行った後、Ｙ回（２回）の制御タイミングで通常運転を行う場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。
つまり、所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が、設定された割合となるように、協調制御運転と通常制御運転とを切り替えるようにしても良い。
例えば、割合Ｒが「３」の場合、所定時間（例えば５０分）のうち、協調制御運転の合計時間が３０分となり、通常制御運転の合計時間が２０分となるように、適宜、協調制御運転と通常制御運転とを切り替えるようにしても良い。

以上のように本実施の形態においては、所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が設定され、所定時間のうち割合に応じた時間の間、協調演算部１０７が求めた空調能力に基づく協調制御運転を行う。このため、快適性を大きく損なうことなく省エネルギー性を向上することができる。
また、ユーザーが設定した割合に応じて協調制御運転を行うので、ユーザーは快適性と省エネ性の両面を同時に期待できる。

また、複数の空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空調機の消費電力の和が最小となるように、複数の空調機のそれぞれの空調能力を求める。このため、空調対象空間内の全体空調負荷と、空調機の空調能力の総和とのバランスを保ちながら消費電力の総和を低減することができる。

また、所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が、設定された割合となるように、協調制御運転と、複数の空気調和機のそれぞれの空調負荷に応じた空調能力に基づく通常制御運転とを切り替える。このため、省エネルギー性の向上を図る協調制御運転と、快適性の向上を図る通常制御運転とを任意の割合で切り替えることができる。

また、割合Ｒの設定値により、Ｒｍａｘ回の制御タイミングで設定される運転時間（所定時間）のうち、割合Ｒに応じた回数の制御タイミングの間、協調制御運転が行われ、Ｒｍａｘから割合Ｒを減じた回数の制御タイミングの間、通常制御運転が行われる。このため協調制御運転と通常制御運転の運転時間割合を、ユーザーの設定により調整することができる。よって、ユーザーによって設定した快適性と省エネ性との割合になるように運転することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める協調演算部１０７の動作の具体例について説明する。
なお、制御装置１０の構成および動作は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。

図７は実施の形態２に係る協調演算部の機能ブロック図である。
図７に示すように、協調演算部１０７は、データ格納部１１１、データ記憶部１１２、データ設定部１１３、全体空調負荷演算部１１４、および空調能力配分演算部１１５を備えている。

なお、「データ格納部１１１」は、本発明における「データ格納手段」に相当する。
なお、「データ記憶部１１２」は、本発明における「データ記憶手段」に相当する。
また、「全体空調負荷演算部１１４」は、本発明における「全体空調負荷算出手段」に相当する。
また、「空調能力配分演算部１１５」は、本発明における「空調能力配分演算手段」に相当する。

データ格納部１１１は、ユーザーから入力された設定データ、通信線を通じて入力される空調負荷データや運転情報データ、演算部で実行する演算途中の中間データ、演算終了後に得られる制御用の出力データを格納する。各データの内容は後述する。

データ記憶部１１２は、全体空調負荷演算部１１４および空調能力配分演算部１１５が演算に使用する基本的な定義データなどを記憶し、演算で必要なときに参照される。
データ記憶部１１２に記憶されるデータとしては、例えば、空調能力と消費電力との関係を定義した性能モデルを表す関数の係数データ、および最大空調能力・最小空調能力（以下「性能モデルデータ」という。）などが、各空調機毎に記憶される。データの内容は後述する。

データ設定部１１３は、演算に関する必要な種々のデータをセットしたり、初期化処理を実行する。

全体空調負荷演算部１１４は、データ格納部１１１から次の制御タイミングにおける各空調機の能力値（空調負荷）を参照する。そして、次の制御タイミングにおける各空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を演算して求める。そして、実行後に得られる全体空調負荷データをデータ格納部１１１に書き込む。

空調能力配分演算部１１５は、データ格納部１１１から全体空調負荷データを参照する。また、データ記憶部１１２から性能モデルデータを参照する。そして、全体空調負荷とのバランスを保持し消費電力を低減する空調能力を、性能モデルを考慮して各室外機に割り当てる配分量を演算して求める処理を実行する。そして、実行後に得られる空調能力値をデータ格納部１１１に書き込む。詳細は後述する。

なお、全体空調負荷演算部１１４、空調能力配分演算部１１５は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置（コンピュータ）上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。

なお、データ格納部１１１、データ記憶部１１２、データ設定部１１３は、例えばフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。

以上、本実施の形態２における空気調和機の制御装置１０の構成を説明した。
次に、データ格納部１１１、データ記憶部１１２に格納される各種データについて説明する。

［性能モデルデータ］
図８は空調能力と消費電力の関係を表す代表的なグラフである。
図９は実施の形態２に係る性能モデルデータのデータ形式を示す図である。
空調機の消費電力は、主に圧縮機消費電力、電子基盤入力電力、室内／室外ファン入力電力などからなる。空調機における空調能力と消費電力の関係は、例えば図８に示すようになり、例えば以下の（数式１）のような二次式で十分に近似できる。

ここで、Ｗｋ（ｋＷ）は空調機ｋ（ｋ＝１，２，３…）の消費電力を示す。Ｑ_k（ｋＷ）は空調機ｋの空調能力を示す。ａ_k，ｂ_k，ｃ_kは係数データを示す。

各空調機に対する（数式１）の係数データは、空調機の最小能力値Ｑ^min（ｋＷ）と最大能力値Ｑ^max（ｋＷ）と併せて、性能モデルデータと定義する。
この性能モデルデータは、各空調機毎に、例えば図９に示すデータ形式でデータ記憶部１１２に記憶される。

［運転情報データ］
図１０は実施の形態２に係る運転情報データのデータ形式を示す図である。
各空調機に対する運転情報データは、現在の運転状態と次の制御タイミングにおける外部からの制御情報（ユーザーによる主電源ＯＦＦ等）や空調機による制御判断（空調機のサーモＯＦＦ後に機器保護のための強制停止時間がある等）に基づいて設定される次の制御タイミングでの運転状態を表す。
例えば、後述する協調制御により運転する場合に「１」、協調制御により運転を停止する場合に「０」、空調機の電源がＯＦＦの場合に「−１」、協調制御の対象外とする場合に「−２」、と定義して、図１０に示すデータ形式でデータ格納部１１１に格納する。

この運転情報データは、例えば、協調制御上、次のように扱う。
ある空調機に対する運転情報データが「１」のとき、当該空調機は次の制御タイミングで協調制御により運転させる状態（以下「バランス運転」という。）であり、それ以降に制御機能がサーモＯＮ／ＯＦＦへ必要に応じて状態を遷移させることができる。
ある空調機に対する運転情報データが「０」のとき、当該空調機は次の制御タイミングで協調制御により運転を停止させる状態（以下「バランス停止」という。）であり、それ以降に制御機能がサーモＯＮ／ＯＦＦへ必要に応じて状態を遷移させることができる。
なお、バランス停止の状態においては、圧縮機３１のみを一時停止状態とするようにしても良い。
以上の２状態が協調制御の対象となる状態である。

ある空調機に対する運転情報データが「−１」のとき、当該空調機の電源がＯＦＦの状態である。電源ＯＦＦはユーザーによる主電源スイッチの開放状態であり、ユーザーにより主電源スイッチの閉路状態に切り替えられない限りサーモＯＮ／ＯＦＦ状態または協調制御対象外の状態への復帰はない。
ある空調機に対する運転情報データが「−２」のとき、当該空調機は、主電源スイッチは閉路状態でありサーモＯＮ／ＯＦＦの状態であるが、ユーザーによる設定または制御機能による判断により、協調制御対象となる空調機群から離脱し、協調制御の対象外の状態となる。

［空調負荷データ］
各空調機に対する空調負荷データは、各空調機に具備されているセンサによる計測情報に基づいて次の制御タイミングで出力すべき空調能力を決定する。
ただし、空調負荷データは、電源ＯＦＦの状態にある空調機および協調制御対象外の状態にある空調機からは得られないものとする。

本実施の形態２では、当該空調能力を次の制御タイミングにおける各空調機の空調負荷（ｋＷ）とする。例えば、空調機の設定温度と室内温度との差（ΔＴ_j）に応じて圧縮機３１の回転数（Ｈｚ）を決定し、この回転数に応じて空調能力（ｋＷ）を求め、これを当該空調機の空調負荷（ｋＷ）とする。

空調負荷データは通信線を通じて制御装置１０に送信され、図１１に示すデータ形式でデータ格納部１１１に格納する。

図１１は実施の形態２に係る空調負荷データのデータ形式を示す図である。
図１１においては、例えば図１０に示す運転情報データのもとで得られた空調負荷データであり、電源ＯＦＦの状態である空調機Ｎｏ４以外の空調負荷（≧０）を表す。
例えば、ここでは電源ＯＦＦの状態である空調機に対しては空調負荷を「−１」と表現する。また、協調制御対象外の状態である空調機に対しては空調負荷を「−２」と表現すれば良い。

次に、実施の形態２の複数台の空調機による協調制御処理内容について説明する。
上記（数式１）の二次式で表される空調能力と消費電力との関係を使用して、次の制御タイミングで運転している空調機（ここでは空調機Ｎｏ１，２，３，４の４台とする）に対して消費電力を低減する空調能力の割り当ては次のように行う。

ある全体空調負荷Ｌに対して、全体空調負荷Ｌと運転中の空調能力Ｑ_k（ｋ＝１，２，３…）の総和のバランスを保ちながら消費電力Ｗ_k（ｋ＝１，２，３…）の総和を最小にする問題を考える。
ここで、Ｑ^min、Ｑ^maxは空調機の最小能力と最大能力である。

すなわち、各空調機の消費電力の和を、各空調機の空調能力Ｑを変数とした多変数関数とする。そして、各空調機の空調能力Ｑの和が全体空調負荷Ｌとなる制約条件のもと、上記の多変数関数が極値（近似値を含む。以下同様。）となる各空調機の空調能力Ｑをそれぞれ求める。

上記（数式２）の問題の解は解析的に求めることができる。
ここでは、例えばラグランジュの未定乗数法を用いる場合を説明する。なお、上記の問題の解を求めるものであればこれに限るものではない。

まず、上記（数式２）に、各空調機の空調能力Ｑの和が全体空調負荷Ｌとなる制約条件を係数とする中間変数μを加え、以下の（数式３）のような第２の多変数関数Ｆを考える。

次に、上記（数式３）の極値条件から以下の（数式４）を得る。

上記（数式４）を整理すると、第２の多変数関数Ｆの各変数が極値となる条件を満たす中間変数μは、次の（数式５）で与えられる。

すなわち、全体空調負荷Ｌと空調能力Ｑ_kの総和とのバランス維持を表す制約式である（数式２）の、ラグランジュ乗数である中間変数μを用いると、各空調機の空調能力Ｑは次のように代数式で与えられる。

このように、中間変数μと、性能モデルデータとに基づき、各空調機の空調能力Ｑをそれぞれ求めることで、協調制御対象の複数の空調機により、最小の消費電力で全体空調負荷Ｌに見合うだけの空調能力を求めることができる。

次に、本実施の形態２における協調制御処理の動作を具体的に説明する。

図１２は実施の形態２に係る協調制御処理の動作を示すフローチャートである。
以下、図１２のフローチャートに沿って説明する。

（Ｓ２０１）
開始処理Ｓ２０１により、制御装置１０は、一連の演算処理をフローにしたがって開始する。

（Ｓ２０２）
まず、初期データ読み込み処理Ｓ２０２において、データ設定部１１３は、データ記憶部１１２に予め記憶されている性能モデルデータＤ２０１を参照する。
また、データ設定部１１３は、データ格納部１１１に格納されている、協調制御対象であり計測可能な状態（バランス運転およびバランス停止の状態）の各空調機が計測した、次の制御タイミングにおける空調負荷データＤ２０２を参照する。
また、データ設定部１１３は、次の制御タイミングにおいて、バランス運転およびバランス停止の状態の空調機の運転情報データＤ２０３を参照する。
そして、データ設定部１１３は、参照した性能モデルデータＤ２０１、空調負荷データＤ２０２、運転情報データＤ２０３を、初期データとして設定して演算の初期化を実行する。

具体的には、データ設定部１１３は、運転情報データＤ２０３より制御対象となる運転台数をメモリ上の変数にセットし、運転台数分の性能モデルデータを空調機Ｎｏごとにメモリ上の変数にセットする。
このとき、全体空調負荷Ｌに対する変数、中間変数μおよび各空調機の空調能力Ｑ_k（ｋ＝１，２，３…）に対する変数を「０」に初期化しておく。

（Ｓ２０３）
次に、全体空調負荷演算部１１４は、空調負荷データＤ２０２から全体空調負荷Ｌを求める。
具体的には次のように演算して求める。
まず、運転情報データＤ２０３に基づいて協調制御対象である空調機（バランス運転およびバランス停止の状態の空調機）を得る。そして、空調負荷データＤ２０２から、協調制御対象である空調機の空調負荷を得て、その合計値を全体空調負荷Ｌとして求める。

例えば、運転情報データＤ２０３が、例えば図１０であったとし、空調負荷データＤ２０２が、例えば図１１のようにＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，−１であるとすると、協調制御対象であり、空調負荷の計測可能な状態の空調機Ｎｏ１〜３から求められる全体空調負荷は、Ｌ＝Ｌ₁＋Ｌ₂＋Ｌ₃である。

（Ｓ２０４）
続いて、空調能力配分演算部１１５は、性能モデルデータＤ２０１と、空調負荷データＤ２０２、および運転情報データＤ２０３から、上記（数式５）にしたがって中間変数μを求める。
そして、その結果をデータ格納部１１１の変数に格納する。

（Ｓ２０５）
次に、空調能力配分演算部１１５は、運転している空調機の中で最初の空調機（例えば、空調機Ｎｏが最も小さいもの）を１つ選択する。

（Ｓ２０６）
空調能力配分演算部１１５は、上記処理Ｓ２０５により選択した空調機に対して、データ格納部１１１に格納されている中間変数μと性能モデルデータＤ２０１とから、上記（数式６）にしたがって空調能力Ｑ_kを求める。
そして、その結果をデータ格納部１１１の変数に格納する。

（Ｓ２０７）
空調機選択終了判定処理Ｓ２０７において、空調能力配分演算部１１５は、すべての運転している空調機に対して処理を終了したかどうかを判断する。

（Ｓ２０８）
終了していない場合には、未選択空調機選択処理Ｓ２０８に進み、空調能力配分演算部１１５は、未選択の空調機の中から次の空調機を選択して、処理Ｓ２０６に戻り処理を繰り返す。
空調機をすべて選択し空調能力の演算を完了した場合には、制御信号送出処理Ｓ２０９に進む。

（Ｓ２０９）
制御信号送出処理Ｓ２０９において、運転制御部１０１は、各空調機に対して一連の演算の結果求められた空調能力値を出力データとしてデータ格納部１１１より読み出す。
そして、当該空調能力値を実現する制御信号を、次の制御タイミングに合わせて通信線を通じて、各空調機に送出する。

（Ｓ２１０）
終了処理Ｓ２１０により、一連の演算処理を終了する。

このような協調制御により、必要な全体空調負荷Ｌに見合うだけの能力を、運転中の協調制御対象となる各空調機に消費電力を低減するように配分して運転することができるため、全体空調システムとして消費電力を低減するような運転条件を求めて空調機を制御することができる。

以上のように本実施の形態においては、性能モデルデータと全体空調負荷Ｌとに基づいて、複数の空調機の空調能力Ｑの和が全体空調負荷Ｌとなり、且つ、複数の空調機の消費電力Ｗの和が最小となるように、複数の空調機のそれぞれの空調能力Ｑを求める。
このため、空調対象空間１内の全体空調負荷Ｌと、運転中の空調機の空調能力Ｑ_kの総和とのバランスを保ちながら消費電力Ｗ_kの総和を低減することができる。

また、全体空調負荷Ｌと性能モデルデータとを用いて（数式５）に基づき中間変数μを求め、この中間変数μと、性能モデルデータとに基づき、（数式６）により各空調機の空調能力Ｑ_kをそれぞれ求める。
このため、空調機の空調能力の総和が全体空調負荷となり、消費電力の総和が最小となる空調能力を、全体空調負荷Ｌと性能モデルデータとから算出することができる。

なお、本実施の形態２では、図１２で示すフローチャートを用いて複数台の空調機による協調制御処理内容を説明したが、このフローチャートは実質的に協調制御処理内容を実行するプログラムにより実現しても良い。このプログラムは、制御装置１０としてのリモコンのマイコンに搭載されるが、制御装置１０としてリモコンを使用せずに計算機で構成する場合には、例えば、記録媒体であるハードディスク等に格納されているものが考えられる。

また、このプログラムを記録したコンピュータ読取可能な媒体は、ハードディスクの他にＣＤ−ＲＯＭやＭＯ等であっても良い。
さらには、記録媒体を介することなくプログラム自体を、電気通信回線を介して取得するようにすることもできる。

実施の形態３．
本実施の形態３では、スケジュール設定情報により設定された空調機の運転状態および快適性省エネ性割合に基づいて運転制御を行う。

図１３は実施の形態３に係る制御装置の機能ブロック図である。
図１３に示すように、本実施の形態３における制御装置１０は、上記実施の形態１の構成に加え、現在時刻通知部２０１、およびスケジュール情報記憶部２０２を備えている。
なお、本実施の形態３では、快適性省エネ性割合記憶部１０６を設けない。その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
また、協調演算部１０７は、例えば上記実施の形態２と同様の構成、動作により空調能力を求めることができる。

現在時刻通知部２０１は、例えば、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）により構成され、現在の日時を検出して運転制御部１０１へ入力する。

スケジュール情報記憶部２０２は、スケジュール設定情報が記憶される。
このスケジュール設定情報としては、時刻、日付および曜日の少なくとも１つに応じて、空調機の運転または停止や運転モード、設定温度などの空調機の運転状態の情報と、快適性省エネ性割合の情報とが記憶される。
スケジュール情報記憶部２０２は、例えばフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。

次に、実施の形態３における動作を具体的に説明する。

［スケジュールの設定］
図１４は実施の形態３に係る制御装置の概略外形図である。
図１５は実施の形態３に係るスケジュール情報記憶部のデータ形式を示す図である。
まず、スケジュールの設定動作について説明する。
ユーザーは、例えば表示部１０３に表示されたメニュー画面（図示せず）により、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、スケジュール設定画面を表示させる旨の操作を入力する。
運転制御部１０１は、操作部１０２から当該操作が入力されると、画面表示情報記憶部１０５に記憶されているスケジュール設定画面の情報を参照して、図１４に示すように、表示部１０３にスケジュール設定画面を表示させる。

本実施の形態３におけるスケジュール設定画面としては、図１４に示すように、例えば、月曜から日曜までの各曜日、空調機の運転開始時刻および終了時刻などが設定可能である。なお、スケジュールの設定内容としてはこれに限るものではなく、例えば運転モード、設定温度など、空調機の運転に関する任意の項目を設定するようにしても良い。
そして、各スケジュールごとに、上記実施の形態１と同様に、快適性省エネ性の割合を「０」〜「５」の６段階に設定可能である。

次に、ユーザーは、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、空調機の運転状態について所望のスケジュールを設定する。また、設定したスケジュール毎に快適性省エネ性割合の数値を選択する。そして、例えば登録キーなどを押下して、設定したスケジュールと選択した当該数値を登録する旨の操作を行う。
運転制御部１０１は、操作部１０２から入力されたスケジュールおよび割合の情報を、スケジュール情報記憶部２０２に記憶させる。

例えば操作部１０２の操作により、曜日「月曜」、開始時刻「８：００」、終了時刻「１２：００」、温度「２５℃」とするスケジュール設定において、割合「２」が選択され、登録操作がされた場合、スケジュール情報記憶部２０２には、図１５に示すように、曜日、運転状態とする時間、温度の設定値、および快適性省エネ性割合の情報が記憶される。
上記登録動作を繰り返すことで、スケジュール設定情報が順次追加されることとなる。

なお、上記説明では、曜日および時刻に応じて運転状態と設定温度を設定する場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、特定の日付を設定するようにしても良いし、時刻のみを設定するようにしても良い。

なお、このようなスケジュール設定情報の登録動作は、任意のタイミングで設定可能である。つまり、各空調機の運転や停止などの運転状態によらずに設定可能である。

［運転制御］
次に、スケジュール設定情報に基づく運転制御について説明する。
図１６は実施の形態３に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。
以下、図１６のフローチャートに沿って説明する。

（Ｓ３０１）
まず、運転制御部１０１は、次の制御タイミングとなるまで待機する。
ここで、制御タイミングとは、次のＴ分間の運転内容を各空調機に指示するタイミングである。

（Ｓ３０２）
制御タイミングとなったとき、運転制御部１０１は、スケジュール情報記憶部２０２に記憶されたスケジュール設定情報を読み込む。

（Ｓ３０３）
次に、運転制御部１０１は、現在時刻通知部２０１から、現在の日時の情報を読み込む。

（Ｓ３０４）
運転制御部１０１は、現在日時が、スケジュール設定情報に設定された日時に含まれるか否かを判断する。

（Ｓ３０５）
現在日時が、スケジュール設定情報に設定された日時に含まれる場合、運転制御部１０１は、スケジュール設定情報に基づいて運転を実施する。
そして、ステップＳ３０１に戻り、上記動作を繰り返す。

例えば、図１５の例において、現在が月曜の８：００である場合、現在日時がスケジュール設定情報に設定された日時に含まれると判断し、設定温度を「２５℃」とする空調運転を行う。また、この運転においては、快適性省エネ性割合の設定を「２」として、協調制御運転と通常運転とを切り替える運転を行う。
なお、快適性省エネ性割合の設定による制御は、上記実施の形態１と同様である。
また、協調制御運転における協調演算部１０７の動作については、上記実施の形態２と同様の動作を用いることができる。

（Ｓ３０６）
一方、現在日時が、スケジュール設定情報に設定された日時に含まれない場合、運転制御部１０１は、前回の制御タイミングでの状態を継続する。
そして、ステップＳ３０１に戻り、上記動作を繰り返す。

以上のように本実施の形態においては、時刻、日付および曜日の少なくとも１つに応じて、空気調和機の運転状態の情報および所定時間における協調制御運転を行う時間の割合の情報が、スケジュール設定情報として記憶され、このスケジュール設定情報に基づいて、空気調和機の運転状態および所定時間における協調制御運転を行う時間の割合を制御する。このため、上記実施の形態１または２の効果に加え、運転状態と共に、省エネ性と快適性との割合をスケジュール設定することができる。よって、空調対象空間１の利用予定に応じて、省エネ性と快適性との割合を予め設定することができる。

実施の形態４．
本実施の形態４では、複数の空気調和機の消費電力の合計値である全体消費電力（以下「消費電力」ともいう。）が所定値（閾値）を超えたとき、協調制御運転を行う形態について説明する。

図１７は実施の形態４に係る制御装置の機能ブロック図である。
図１７に示すように、本実施の形態４における制御装置１０は、上記実施の形態１の構成に加え、消費電力閾値記憶部３０１、および全体消費電力算出部３０２を備えている。
なお、本実施の形態４では、快適性省エネ性割合記憶部１０６を設けない。その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
また、協調演算部１０７は、例えば上記実施の形態２と同様の構成、動作により空調能力を求めることができる。

なお、「全体消費電力算出部３０２」は、本発明における「全体消費電力算出手段」に相当する。

消費電力閾値記憶部３０１は、後述する動作により、複数の空調機の消費電力の合計値の閾値が記憶される。
消費電力閾値記憶部３０１は、例えばフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。

全体消費電力算出部３０２は、複数の空気調和機の消費電力の合計値である全体消費電力を求める。動作の詳細は後述する。

次に、実施の形態４における動作を具体的に説明する。

［消費電力閾値の設定］
図１８は実施の形態４に係る制御装置の概略外形図である。
まず、消費電力の閾値の設定動作について説明する。
ユーザーは、例えば表示部１０３に表示されたメニュー画面（図示せず）により、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、消費電力閾値設定画面を表示させる旨の操作を入力する。
運転制御部１０１は、操作部１０２から当該操作が入力されると、画面表示情報記憶部１０５に記憶されている消費電力閾値設定画面の情報を参照して、図１８に示すように、表示部１０３に消費電力閾値設定画面を表示させる。
本実施の形態４におけるスケジュール設定画面としては、図１８に示すように、例えば、消費電力の閾値が任意の値に設定可能である。

なお、閾値の入力範囲を所定の範囲に制限するようにしても良い。例えば、通常制御運転時に想定される最小の全体消費電力を、閾値が下回らないようにする。また例えば、通常制御運転時に最大の全消費電力を、閾値が上回らないようにする。このような制限を設けることで、通常制御運転と協調制御運転の切り替えが行われなくなることを防止することができる。

次に、ユーザーは、操作部１０２としての十字キーなどを操作して、消費電力の閾値を設定する。そして、例えば登録キーなどを押下して、設定した閾値を登録する旨の操作を行う。
運転制御部１０１は、操作部１０２から入力された閾値の情報を、消費電力閾値記憶部３０１に記憶させる。
例えば操作部１０２の操作により、消費電力「２７００Ｗ」が設定され、登録操作がされた場合、消費電力閾値記憶部３０１には、閾値ｋの情報として「２７００」が記憶される。

なお、このような消費電力の閾値の登録動作は、任意のタイミングで設定可能である。つまり、各空調機の運転や停止などの運転状態によらずに設定可能である。

［運転制御］
次に、スケジュール設定情報に基づく運転制御について説明する。
図１９は実施の形態４に係る運転制御の動作を示すフローチャートである。
図２０は実施の形態４に係る全体消費電力量と時間との関係を示す図である。
以下、図１９のフローチャートに沿って、図２０を参照しつつ説明する。

（Ｓ４０１）
まず、運転制御部１０１は、次の制御タイミングとなるまで待機する。
ここで、制御タイミングとは、次のＴ分間の運転内容を各空調機に指示するタイミングである。

（Ｓ４０２）
制御タイミングとなったとき、運転制御部１０１は、消費電力閾値記憶部３０１に記憶された消費電力の閾値ｋの情報を読み込む。

（Ｓ４０３）
次に、全体消費電力算出部３０２は、複数の空気調和機の消費電力の合計値である全体消費電力Ｗを求める。
この全体消費電力Ｗの算出は、例えば各空調機がそれぞれ計測した消費電力の情報を取得し、これを合計するようにしても良い。また、例えば図４、図５に示した、空調能力と消費電力との関係に基づき、各空調機から取得した現在の空調能力から消費電力を算出し、合計消費電力を求めても良い。

（Ｓ４０４）
次に、運転制御部１０１は、ステップＳ４０３で全体消費電力算出部３０２により算出された現在の全体消費電力Ｗと、ステップＳ４０２で読み込んだ消費電力の閾値ｋとを比較する。

（Ｓ４０５）
全体消費電力Ｗが閾値ｋ以下のとき、運転制御部１０１は、各空調機のそれぞれの空調負荷に応じた空調能力を求め、当該空調能力に基づく通常制御運転を行う。
そして、ステップＳ４０１に戻り、上記動作を繰り返す。

（Ｓ４０６）
一方、全体消費電力Ｗが閾値ｋを超えたとき、協調演算部１０７は、複数の空調機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、複数の空調機の消費電力の和が最小となるように、各空調機のそれぞれの空調能力を求める。
運転制御部１０１は、協調演算部１０７が求めた各空調機それぞれの空調能力に基づく協調制御運転を行う。
そして、ステップＳ４０１に戻り、上記動作を繰り返す。
なお、協調制御運転における協調演算部１０７の動作については、上記実施の形態２と同様の動作を用いることができる。

このような動作により、例えば図２０に示すように、全体消費電力が上昇して閾値ｋを超えたとき（図２０の（ａ）点）において、協調制御運転に切り替わり、複数の空調機の合計消費電力を低減させるように制御する。そして、全体消費電力が閾値以下となったとき（図２０の（ｂ）点）において、再度、通常制御運転に切り替わる。

以上のように本実施の形態においては、全体消費電力Ｗが所定値（閾値ｋ）を超えたとき、協調演算部１０７が求めた空調能力に基づく協調制御運転を行う。このため、消費電力が大きい場合のみ協調制御運転をすることができ、快適性を大きく損なうことなく効率的な省エネを実現可能な効果を有する。

また、例えば図４、図５に示した空調能力と消費電力との関係に基づき、各空調機から取得した現在の空調能力から消費電力を算出し合計消費電力を求めることで、全体消費電力Ｗを精度良く求めることができる。

なお、上記実施の形態１〜４においては、複数の空調機を制御する空調機の制御装置１０について説明したが、これに限らず、同一空間を冷却対象として設置された複数の冷凍装置を制御する冷凍装置の制御装置であっても、上記実施の形態１〜４の動作を適用することができる。

１ 空調対象空間、２ 室内機、３ 室外機、１０ 制御装置、２１ 室内熱交換器、２２ 室内送風機、２３ 温度センサ、２４ 温度センサ、３１ 圧縮機、３２ 四方弁、３３ 室外熱交換器、３４ 室外送風機、３５ 絞り装置、３６ 温度センサ、３７ 温度センサ、１０１ 運転制御部、１０２ 操作部、１０３ 表示部、１０４ 通信部、１０５ 画面表示情報記憶部、１０６ 快適性省エネ性割合記憶部、１０７ 協調演算部、１１１ データ格納部、１１２ データ記憶部、１１３ データ設定部、１１４ 全体空調負荷演算部、１１５ 空調能力配分演算部、２０１ 現在時刻通知部、２０２ スケジュール情報記憶部、３０１ 消費電力閾値記憶部、３０２ 全体消費電力算出部。

Claims (4)

1. 同一空間を空調対象として設置された複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置であって、
   前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める協調演算手段と、
   所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が設定される割合設定手段と、
   前記所定時間のうち前記割合に応じた時間の間、前記協調演算手段が求めた空調能力に基づく協調制御運転を行う運転制御手段と
   を備え、
   前記協調演算手段は、
   前記複数の空気調和機毎に、消費電力を、空調能力を変数として近似した二次関数の係数の情報を有する性能モデルデータが記憶されるデータ記憶手段と、
   前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を求める全体空調負荷算出手段と、
   前記性能モデルデータと前記全体空調負荷とに基づいて、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷となり、且つ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める空調能力配分演算手段と、を備え、
   前記空調能力配分演算手段は、
   前記二次関数を前記空気調和機毎に加算して前記複数の空気調和機の消費電力の和を近似した多変数関数に、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷と等しくなる制約条件を係数にもつ中間変数を加算した第２の多変数関数において、該第２の多変数関数の各空調能力が極値となる条件を満たす前記中間変数を、前記全体空調負荷と前記二次関数の係数とにより表した第１算出式と、
   前記制約条件のもと、前記多変数関数が極値となる前記各空気調和機の空調能力を、前記中間変数と前記二次関数の係数とにより表した第２算出式と、
   が予め設定され、
   前記全体空調負荷算出手段が求めた前記全体空調負荷と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第１算出式に基づき、前記中間変数を求め、
   該中間変数と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第２算出式に基づき、前記各空気調和機の空調能力をそれぞれ求める
   ことを特徴とする空気調和機の制御装置。
2. 前記運転制御手段は、
   所定時間における協調制御運転を行う時間の割合が、設定された前記割合となるように、前記協調制御運転と、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調負荷に応じた空調能力に基づく通常制御運転とを切り替える
   ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
3. 時刻、日付及び曜日の少なくとも１つに応じて、前記空気調和機の運転状態の情報および所定時間における協調制御運転を行う時間の割合の情報が、スケジュール設定情報として記憶されるスケジュール情報記憶手段を備え、
   前記運転制御手段は、
   前記スケジュール設定情報に基づいて、前記空気調和機の運転状態および所定時間における協調制御運転を行う時間の割合を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の制御装置。
4. 同一空間を空調対象として設置された複数の空気調和機を制御する空気調和機の制御装置であって、
   前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を維持しつつ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める協調演算手段と、
   前記複数の空気調和機の消費電力の合計値である全体消費電力を求める全体消費電力算出手段と、
   前記全体消費電力が所定値を超えたとき、前記協調演算手段が求めた空調能力に基づく協調制御運転を行う運転制御手段と
   を備え、
   前記協調演算手段は、
   前記複数の空気調和機毎に、消費電力を、空調能力を変数として近似した二次関数の係数の情報を有する性能モデルデータが記憶されるデータ記憶手段と、
   前記複数の空気調和機の空調負荷の合計値である全体空調負荷を求める全体空調負荷算出手段と、
   前記性能モデルデータと前記全体空調負荷とに基づいて、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷となり、且つ、前記複数の空気調和機の消費電力の和が最小となるように、前記複数の空気調和機のそれぞれの空調能力を求める空調能力配分演算手段と、を備え、
   前記空調能力配分演算手段は、
   前記二次関数を前記空気調和機毎に加算して前記複数の空気調和機の消費電力の和を近似した多変数関数に、前記複数の空気調和機の空調能力の和が前記全体空調負荷と等しくなる制約条件を係数にもつ中間変数を加算した第２の多変数関数において、該第２の多変数関数の各空調能力が極値となる条件を満たす前記中間変数を、前記全体空調負荷と前記二次関数の係数とにより表した第１算出式と、
   前記制約条件のもと、前記多変数関数が極値となる前記各空気調和機の空調能力を、前記中間変数と前記二次関数の係数とにより表した第２算出式と、
   が予め設定され、
   前記全体空調負荷算出手段が求めた前記全体空調負荷と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第１算出式に基づき、前記中間変数を求め、
   該中間変数と、前記性能モデルデータの前記二次関数の係数の情報とを用いて前記第２算出式に基づき、前記各空気調和機の空調能力をそれぞれ求める
   ことを特徴とする空気調和機の制御装置。

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