JP5930803B2 - 空調制御システム、および、空調制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空調制御システム、および、空調制御方法に係り、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援するのに好適な空調制御システム、および、空調制御方法に関する。

高圧受電事業者は、過去一年間の中で一番電力を使用した３０分間の平均電力を契約電力として、電力会社と契約し電気料金を支払うのが一般的である(非特許文献１、非特許文献２参照)。そのため、電気料金を節約するためには、デマンド値(最大需要電力)を抑えることが重要になってくる。

このデマンド値を抑えるために、デマンドコントローラが普及してきている。このデマンドコントローラは、需給者の時々刻々と変化する使用電力を監視し、設定されたデマンド値を超えると予測されると、負荷設備に制御をかけ一定の値を超えないようにする装置である。

例えば、特許文献１には、デマンドコントローラの設定値を自動的に変更するシステムが開示されている。

また、特許文献２には、空調機を序列データに基づいて停止させる空調機を選択するデマンドコントロールシステムが開示されている。

また、非特許文献３、非特許文献４には、デマンドコントロールをおこなうことのできる空調制御コントローラが紹介されている。

特開２００７−２０２２７７号公報 特開２０００−３３３３６８号公報

東京電力、"デマンドコントロールシステムのご紹介"、[online]、[平成２４年３月１５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ： http://www.tepco.co.jp/setsuden/business/demand-j.html＞ 東北電力、"トップページ−＞電気料金−＞ご契約電気のごあんない−＞〔法人のお客さま〕−＞契約のごあんない−＞契約電力について"、[online]、[平成２４年３月１５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.tohoku-epco.co.jp/dbusiness/service/rule.html＞ 三洋電機、カタログ"空調統合監視システム・ＳＴＡＩＭＳシステム"、[online]、[平成２４年３月１５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://catalog.jp.sanyo.com/staims/pageview/data/target.pdf＞ 山陽電子工業株式会社、"空調省エネシステム「ＥＳＳＯＲ(エソール)」"、[online]、[平成２４年３月１５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.sdk-kk.co.jp/prd/essor/ESSOR_exp.html＞

非特許文献３、４に示された従来技術に係る空調機に対するデマンドコントローラは、デマンド値を抑えるために、以下のようにデマンド超過防止機能を有する。
(１)空調機器の省エネモード
空調機器毎に、時間帯別の機器運転出力・自動オフ時間を設定する。
(２)ピーク電力カット機能
予め設定された電力値を超える、または超えると予想される場合に、空調機器の動作を制限する(停止、冷房・暖房の度合いを弱くするなど)。

しかしながら、上記従来技術に係る空調機に対するデマンドコントローラは、以下のような問題点があった。
(１)設定変更を各空調機器毎におこなうため、こまめな設定変更ができない。
(２)空調を停止することにより急激な室内温度の上昇／下降が発生することとなり、それに伴う就業環境の悪化や、貯蔵物への影響等が懸念される。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援する空調制御システムを提供することにある。

本発明の空調制御システムにおいては、各サイトに設置された電機機器の消費電力量を測定する電力計測モニターと、各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、空調機または空調機の室外機に接続され、空調機または室外機を制御する空調制御機器と、電力計測モニターおよび温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データを受信し、空調制御機器に接続され、空調制御指令を送信する拠点端末と、拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバとを有している。

そして、空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含み、拠点端末は、サーバから空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信し、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をＯＮにする制御指令を送信する。

さらに、空調制御情報には、目標温度を含み、拠点端末は、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、目標温度と上限温度の間にあるとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度と目標温度の間にあるとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、エリアにおける空調機運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信し、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、下限温度と目標温度の間にあるとき、空調機が暖房運転のときには、目標温度と上限温度の間にあるとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、エリアにおける空調機運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信する。

また、空調制御情報は、日時、時間に関する情報を含み、その日時、時間に関する情報に該当するとき、かつ、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信する。

さらに、空調制御情報には、空調機運転の冷房、暖房の種別を含んでいる。

また、さらに、空調制御情報には、サイトにおける空調機の運転に関する制御順位を含み、拠点端末は、空調制御機器に対して、制御順位の高い空調機から順に、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信する。

本発明によれば、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援する空調制御システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空調制御システムのシステム構成図である。 本発明の一実施形態に係る拠点端末の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る空調制御システムのモデルを示す図である。 サイトデマンド管理テーブルを示す図である。 サイト構成テーブルを示す図である。 空調制御設定テーブルを示す図である。 温度制御設定テーブルを示す図である。 拠点端末管理テーブルを示す図である。 空調制御条件テーブルを示す図である。 温度制御条件テーブルを示す図である。 空調制御機器構成テーブルを示す図である。 空調制御状態管理テーブルを示す図である。 空調運転履歴テーブルを示す図である。 サーバ側におけるプログラム構成を示す図である。 拠点端末側におけるプログラム構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る空調制御システムの各部の処理とやりとりされる情報を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る空調制御システムの特に空調制御に関する機能を詳細に示したデータフロー図である。 冷房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。 暖房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。 空調制御設定画面を示す図である。 追加時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。 更新／削除時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図１ないし図２１Ｂを用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明に係る第一の実施形態を、図１ないし図２１Ｂを用いて説明する。
先ず、図１ないし図３を用いて、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムのシステム構成図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る拠点端末の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の一実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。

ここで、本実施形態に係る空調制御システムにおける電力監視は、サイトという単位で管理され、その下位区分としてエリアが定義されるものとする。この具体例は、後に詳細に説明する。

本実施形態に係る空調制御システムは、図１に示されるように、拠点端末１００（親機）、電力計測モニター１０、温湿度センサー５０（子機）、信号変換装置８０、空調制御機器９０、表示端末４００、パルス検出器７０、ルータ４０、クライアント端末３０、サーバ２０からなる。

拠点端末１００は、電力計測モニター１０からの設備で一定時間消費する電力や、温湿度センサー５０からの温度、湿度を測定データとして受信し記憶し、ルータ４０を介して、インターネットによりサーバ２０に測定データをアップロードする。また、一定時間ごとの測定データを、表示端末４００に送信する。電力計測モニター１０、温湿度センサー５０から、測定データを受信する間隔、および、電力量の測定間隔は、本実施形態では、１分とする。また、サーバ２０に測定データをアップロードする期間は、本実施形態では、１２時間とする。拠点端末１００の詳細な構成と動作は、後に、詳細に説明する。

さらに、拠点端末１００は、サーバから空調制御条件を受信し、電力計測モニターで測定された拠点における電力量と、湿温度センサー５０からの温度条件により、空調制御機器９０に指令を与え、空調機３００を制御する。

電力計測モニター１０は、１分ごとに、電力量を計測した測定データを、信号変換装置８０を介して、拠点端末１００に送信する。信号変換装置８０は、シリアルインターフェースをネットワークインターフェースに変換する装置である。電力計測モニターは、例えば、電力計６０に設置されたパルス検出機７０に接続され、電力量を計測する。

温湿度センサー５０は、１分ごとに、設置場所において、測定した温度、湿度を親機である拠点端末１００に送信する。

表示端末４００は、例えば、汎用のタブレットＰＣであり、拠点端末１００から送られてきた測定データに基づいて、各サイトでの消費電力量、湿度、温度の情報を表示する。

ルータ４０は、拠点端末１００をネットワークに接続する装置である。拠点端末１００は、ルータ４０によりインターネットに接続され、サーバ２０に測定データを送ったり、サーバ２０からの管理情報、空調制御条件を受信する。

サーバ２０は、クライアント端末３０から各サイトの空調制御条件の入力を受け取り、サイトの測定データを蓄積し、各サイトの管理情報として保持する。また、各サイトの空調制御条件を拠点端末１００に送信する。

クライアント端末３０は、各サイトの空調制御条件を入力したり、サーバ２０の管理情報にアクセスし、各サイトの状況を見るための装置であり、例えば、ネットワークに接続できる汎用のパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）である。

空調制御機器９０，９５は、拠点端末１００からの指令を受けて、空調機器３００を制御するための装置である。本実施形態の空調制御機器は、二種類あり、空調機器３００に直接接続されるタイプの空調制御機器９０と、室外機３０５に接続されるタイプの空調制御機器９５がある。

空調制御機器９０は、空調機器３００に接続され、拠点端末１００からの指令を受けて、空調機器３００を制御する。一方、空調制御機器９５は、室外機３０５に接続され、拠点端末１００からの指令を受けて、室外機３０５による空調機能を操作することにより、空調機器３００を制御する。

次に、拠点端末１００のハードウェア構成について詳細に説明する。

拠点端末１００は、図２に示されるように、ＭＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、ＲＯＭ１３０、ネットワークＩＦ１４０、ＵＳＢＩＦ１５０、カードスロット１６０、無線ＩＦ１７０、アンテナ１８０からなる。

ＭＰＵ（Micro Processor Unit）１１０は、制御部であり、プログラムの実行、各種の演算をおこない、各部に入出力指令をおこなう。

ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０は、半導体による主記憶装置であり、ＭＰＵ１１０により実行するプログラムや演算のためのワークデータが保持される。

ＲＯＭ（Read Only Memory）１３０は、実行するプログラムを保持するメモリである。このＲＯＭ１３０には、電力・温湿度管理プログラムと空調制御プログラムが装置の製造時に書き込まれる。電力・温湿度管理プログラムと、空調制御プログラムの機能の詳細は後に説明する。

なお、電力・温湿度管理プログラム、空調制御プログラムは、サーバ２０から定期的に書き換え、最新のものに更新するようにしてもよい。

ネットワークＩＦ１４０は、有線ネットワークのためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）により、ルータ４０に接続される。拠点端末１００は、このネットワークＩＦ１４０を介して、クライアント端末３０に各サイトからの測定データを送信し、サーバ２０に測定データをまとめて送信する。また、このネットワークＩＦ１４０を介して、サーバ２０からサイトの管理情報、空調制御条件を受信する。

ＵＳＢＩＦ１５０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）機器を接続させるためのインターフェースである。ＵＳＢは、汎用のシリアルインターフェースであり、本実施形態の拠点端末１００では、例えば、サーバ２０のアドレスを書き込むなどのメインテナンス用に用いられる。

カードスロット１６０は、ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤメモリカードを差し込むためのスロットである。ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤメモリカードは、フラッシュメモリを記憶媒体とした規格化されたメモリカードである。本実施形態の拠点端末１００は、このカードスロット１６０に差し込まれたＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤメモリカードを補助記憶として用い、各サイトからの測定データや必要なテーブル類は、ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤメモリカードに保持される。

無線ＩＦ１７０は、アンテナ１８０から電波を送受信し、無線通信をおこなうためのインタフェースである。無線通信としては、例えば、周波数帯域２．４ＧＨｚのＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの規格による通信を用いることができる。本実施形態の拠点端末１００は、この無線ＩＦ１７０を介して、各サイトに設置された子機から測定データを収集し、表示端末４００に測定データや必要な情報を送信する。

次に、サーバ２０のハードウェア構成について詳細に説明する。

サーバ２０は、図３に示されるように、一般的なコンピュータで実現され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、主記憶装置２０２、ネットワークＩＦ２０３、グラフィックＩＦ２０４、入出力ＩＦ２０５、補助記憶装置ＩＦ２０６が、バスにより結合された形態になっている。

ＣＰＵ２０１は、サーバ２０の各部を制御し、主記憶装置２０２の必要なプログラムをロードして実行する。

主記憶装置２０２は、通常、ＲＡＭなどの揮発メモリで構成され、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム、参照するデータが記憶される。

ネットワークＩＦ２０３は、外部のインターネットと接続するためのインタフェースである。

グラフィックＩＦ２０４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置２２０を接続するためのインタフェースである。

入出力ＩＦ２０５は、入出力装置を接続するためのインタフェースである。

補助記憶装置ＩＦ２０６は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２４１やＤＶＤドライブ（Digital Versatile Disk）２４２などの補助記憶装置を接続するためのインタフェースである。

ＨＤＤ２４１は、大容量の記憶容量を有しており、本実施形態を実行するためのプログラムが格納されている。

サーバ２０は、データの安全と常時稼動の要請により、ＲＡＩＤを構成することが一般的である。また、図示していないが、専用の大容量ストレージ装置を接続することも可能である。

本実施形態のＨＤＤ２４１には、空調制御条件設定プログラム２６１、サイト管理プログラム２６２が格納されている。

空調制御条件設定プログラム２６１、サイト管理プログラム２６２の機能の詳細は後に説明する。

ＤＶＤドライブ２４２は、ＤＶＤやＣＤなどの光学ディスクにデータを書き込んだり、光学ディスクからデータを読み込んだりする装置であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭにより提供されたプログラムをサーバ２０にインストールすることができる。

本実施形態のサーバ２０は、上記のようなコンピュータに、必要なプログラムをインストールして、各機能を実行するものである。

次に、図４を用いて本実施形態の空調制御システムのモデルについて説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムのモデルを示す図である。

本実施形態の空調制御システムのモデルは、図４に示すように、Ａデパート新宿店というサイト（以下、「Ａデパート新宿店サイト」などという、その他も同じ）に、１Ｆ売り場、１Ｆ事務所というエリア（以下、「１Ｆ売り場エリア」などという、その他も同じ）が含まれ、Ａデパート渋谷店サイトに、２Ｆ売り場エリア、５Ｆ事務所エリアが含まれ、Ａデパート本社サイトに、管理部エリアが含まれるモデルを想定する。

Ａデパート新宿店サイトの１Ｆ売り場エリアには、温湿度センサーａ５０、空調機ａ３００、空調機ｂ３００、空調機ｃ３００、空調制御機器ａ９０、空調制御機器ｂ９０、空調制御機器ｃ９０が含まれる。

また、Ａデパート新宿店サイトの１Ｆ事務所エリアには、温湿度センサーｂ５０、空調機ｄ３００、空調制御機器ｄ９０、クライアント端末ａ３０が含まれる。

Ａデパート新宿店サイトは、拠点端末ａ１００、電力計測モニターａ１０が設置されている。そして、１Ｆ売り場エリアの信号変換装置ａ８０を介して、拠点端末ａ１００に接続されている。また、拠点端末ａ１００は、ルータａ４０を介してネットワークに接続されており、Ａデパート本社サイトの管理部エリア２０のサーバ２０と通信できるようになっている。

Ａデパート新宿店サイトの１Ｆ売り場エリアにある温湿度センサーａ５０は、無線により、測定した温度・湿度のデータを拠点端末１００に送信する。

また、電力計測モニター１０により、電力を測定し、信号変換装置８０を介して、拠点端末１００に送信する。

拠点端末１００は、送信されてきた温度・湿度の測定データ、電力の測定データをＡデパート本社サイトの管理部エリア２０のサーバ２０と送るとともに、サーバ２０から送られてきた空調制御条件に基づき、１Ｆ売り場エリアの空調制御機器ａ９０、空調制御機器ｂ９０、空調制御機器ｃ９０、１Ｆ事務所エリアの空調制御機器ｄ９０を制御する。ここで、拠点端末１００が、空調制御機器を制御する単位は、一つのエリア単位であるものとする。

また、Ａデパート新宿店サイトの１Ｆ事務所エリアのクライアント端末ａ３０からは、空調制御条件を入力して、ルータ４０を介して、Ａデパート本社サイトの管理部エリア２０のサーバ２０に送信したり、サーバ２０から、サイトの管理情報を受信し、表示したりする。

Ａデパート本社サイトには、ルータ４０、管理部エリアには、クライアント端末ｂ３０、サーバ２０が設置されている。

サーバ２０は、各エリアのクライアント端末３０から入力された空調制御条件を、ルータｃ４０を介して、受信して、それを各拠点端末１００に送信する。また、各エリアのクライアント端末３０からサイトの管理情報表示要求を受け、ルータｃ４０を介して、管理情報を送信する。クライアント端末ｂ３０の機能は、クライアント端末ａ３０の機能と同様である。

一方、Ａデパート渋谷店サイトの２Ｆ売り場エリアには、温湿度センサーｃ５０、室外機ａ３０５、空調機ｅ３１５、空調機ｆ３１５、空調機ｇ３１５、空調制御機器ｅ９５が含まれる。

また、Ａデパート渋谷店サイトの５Ｆ事務所エリアには、温湿度センサーｄ５０、室外機ｂ、空調機ｈ３００、空調制御機器ｆ９５が含まれる。

Ａデパート渋谷店サイトは、拠点端末ｂ１００、電力計測モニターｂ１０が設置されている。そして、２Ｆ売り場エリアの信号変換装置ｂ８０を介して、拠点端末ａ１００に接続されている。また、拠点端末ｂ１００は、ルータｂ４０を介してネットワークに接続されており、Ａデパート本社サイトの管理部エリア２０のサーバ２０と通信できるようになっている。

Ａデパート渋谷店サイトの各機器の機能は、Ａデパート新宿店サイトのものとほぼ同様であるが、空調制御機器ｅ９５が、室外機ａ３０５を制御することにより、空調機ｅ３１５、空調機ｆ３１５、空調機ｇ３１５の機能を間接的に制御し、空調制御機器ｆ９５が、室外機ｂ３０５を制御することにより、空調機ｈ３１５の機能を間接的に制御することが異なっている。

Ａデパート新宿店サイト、Ａデパート渋谷店サイトともに、各エリアが一つの空調の制御単位であるということは、共通している。しかしながら、Ａデパート新宿店サイトでは、一つのエリアにおける個々の空調機ａ３００、空調機ｂ３００、空調機ｃ３００を各々個別に制御することができるが、Ａデパート渋谷店サイトでは、空調制御機器ｅ９５が、室外機ａ３０５を制御するので、個々の空調機ｅ３１５、空調機ｆ３１５、空調機ｇ３１５は、各々個別に制御することができないという点で異なっている。

次に、図５ないし図１４を用いて上記システムのモデルに基づき、本実施形態に係るデータ構造について説明する。
図５は、サイトデマンド管理テーブルを示す図である。
図６は、サイト構成テーブルを示す図である。
図７は、空調制御設定テーブルを示す図である。
図８は、温度制御設定テーブルを示す図である。
図９は、拠点端末管理テーブルを示す図である。
図１０は、空調制御条件テーブルを示す図である。
図１１は、温度制御条件テーブルを示す図である。
図１２は、空調制御機器構成テーブルを示す図である。
図１３は、空調制御状態管理テーブルを示す図である。
図１４は、空調運転履歴テーブルを示す図である。

ここで、図５ないし図９のサイトデマンド管理テーブル、サイト構成テーブル、空調制御設定テーブル、温度制御設定テーブル、拠点端末管理テーブルが、サーバ２０に保持されるテーブルであり、図１０ないし図１４の空調制御条件テーブル、温度制御条件テーブル、空調制御機器構成テーブル、空調制御状態管理テーブル、空調運転履歴テーブルが、拠点端末１００に保持されるテーブルである。

サイトデマンド管理テーブルは、各サイトにおける目標となるデマンド値を保持するテーブルであり、図５に示されるように、「サイト」、「デマンド値」のフィールドよりなる。ここで、目標となるデマンド値とは、電力受給者が、管理の基準として目標とする最大需要電力（３０分間の平均電力）である。

サイト構成テーブルは、各サイトの構成を示すテーブルであり、図６に示されるように、「サイト」、「エリア」、「空調制御機器」、「温室度センサー」の各フィールドからなる。例えば、この例では、Ａデパート新宿店サイトの１Ｆ売り場エリアには、空調制御機器ａ，ｂ，ｃ，温室度センサーａがあることを示している。

空調制御設定テーブルは、ユーザが設定した電力の制御条件を格納するテーブルであり、図７に示されるように、「サイト」、「期間」、「時間」、「自動ＯＦＦ」、「非稼働日」、「制御設定名」、「制御順位」、「動作時点値」の各フィールドからなる。

「サイト」は、この設定が適用されるサイトを示している。「制御設定名」は、このレコードの設定を一意的に区別するためにユーザが入力した名称である（後述）。「期間」、「時間」は、空調機の運転をおこなうための期間と時間を示している。「自動ＯＦＦ」は、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にＯＦＦにするか否かを示すフラグであり、「有効」のときには、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にＯＦＦにし、「無効」のときには、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にＯＦＦにしないことを示している。「非稼働日」は、指定された期間、時間であっても、空調を稼動しない日を曜日単位で示すものである。

「制御順位」は、空調制御機器のデマンドコントロール運転をおこなう優先順位を示しており、優先順位の高い空調制御機器から、デマンドコントロール運転をおこなうものとする。

「動作時点値」は、図５に示したデマンド値の何パーセントになったときに、デマンドコントロール運転をするかを示す値である。

例えば、この例では、制御設定名が「新宿店夏期」の設定は、Ａデパート新宿店サイトに関するものであり、６月１０日〜９月１４日の期間、９：４５〜２０：００の時間に運転し、自動ＯＦＦを「有効」にし、その間の非稼働日は、水曜であり、空調制御機器をｄ，ｃ，ｂ，ａの順で、デマンドコントロール運転をし、デマンド値の９０パーセントになったときに、デマンドコントロール運転を開始することを示している。

温度制御設定テーブルは、ユーザが設定した温度の制御条件を格納するテーブルであり、図８に示されるように、「サイト」、「エリア」、「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の各フィールドからなる。

「サイト」、「エリア」は、この設定が適用されるサイトとエリアを示している。「運転選択」は、空調機器を冷房運転にするか、暖房運転にするかを示している。「下限温度」、「上限温度」は、空調運転をするときに、ＯＮにするかＯＦＦにするかの基準となる下限、上限となる温度であり、「目標温度」は、この温度に近づくようにする目標となる温度である。なお、この「下限温度」、「上限温度」、「目標温度」と空調制御の関係は、後に詳説する。

拠点端末管理テーブルは、各サイトでの拠点端末１００のＩＰアドレスを格納するためのテーブルであり、図９に示されるように、「サイト」、「拠点端末」、「ＩＰアドレス冷」の各フィールドからなる。この例では、Ａデパート新宿店の拠点端末のＩＰアドレスは、１７２．１６．０．１であることを示している。

空調制御条件テーブルは、サーバ２０から送られてきた空調制御条件を格納するためのテーブルであり、図１０に示されるように、「電力しきい値」、「時間」、「自動ＯＦＦ」の各フィールドからなる。なお、この例では、一日に一回前日に空調制御条件が、サーバ２０から拠点端末１００に送信されてくることにしている。

「電力しきい値」は、サイトにおける消費電力がこの値を超えたときに、空調制御機器のデマンドコントロール運転する値を示している。「時間」は、空調運転の時間、「自動ＯＦＦ」は、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にＯＦＦにするか否かを示すフラグ、「制御順位」は、空調制御機器のデマンドコントロール運転をおこなう優先順位を、それぞれ示している。

なお、電力しきい値＝デマンド値×動作時点値／１００の関係がある。

温度制御条件テーブルは、サーバ２０から送られてきた空調制御条件の内で、特に、温度に関する値を格納するためのテーブルであり、図１１に示されるように、「エリア」、「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の各フィールドからなる。「エリア」は、この設定が適用されるエリアを示している。「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の意味は、図８と同様である。なお、この例では、一日に一回前日に空調制御条件が、サーバ２０から拠点端末１００に送信されてくることにしている。

空調制御機器構成テーブルは、エリアにおける空調制御機器３００の構成を示すテーブルであり、図１２に示されるように「エリア」、「空調制御機器」の各フィールドよりなる。

この例では、１Ｆ売り場エリアに、空調制御機器ａ，ｂ，ｃが設置されていることを示している。

空調制御状態管理テーブルは、現在の空調制御の状態を示すテーブルであり、図１３に示されるように「空調制御機器」、「制御順位」、「運転状態」、「運転選択」の各フィールドよりなる。

この例では、空調制御機器ａのエリアにおける制御順位が４番目であり、冷房で運転がされていることを示している。

空調運転履歴テーブルは、これまでの空調運転の履歴を示すテーブルであり、図１４に示されるように「空調制御機器」、「運転期間」、「運転選択」の各フィールドよりなる。

この例では、空調制御機器ａが、２０１２年８月１２日の１１：００〜１４：００に冷房運転したことを示している。

次に、図１５および図１６を用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムのソフトウェアの機能をついて説明する。

図１５は、サーバ側におけるプログラム構成を示す図である。

図１６は、拠点端末側におけるプログラム構成を示す図である。

サーバ２０のＨＤＤ２４１に格納されるプログラムは、図１５に示されるように空調制御条件設定プログラムと、サイト管理プログラムがある。

空調制御条件設定プログラムは、制御条件記録機能と、制御条件通信機能を有する。制御条件記録機能は、クライアント端末３０からの空調制御条件を受信し、記録する機能である。制御条件通信機能は、拠点端末１００に空調制御条件を通信する機能である。

サイト管理プログラムは、サイト条件設定機能と、サイト稼働履歴記録機能と、サイト測定データ記録機能を有する。サイト条件設定機能は、クライアント端末３０で各サイトの空調制御条件を設定するための機能である。サイト稼働履歴記録機能は、各サイトからの空調運転の履歴を受信し、記録する機能である。サイト測定データ記録機能は、各サイトからの測定データを受信し、記禄する機能である。 拠点端末１００のＲＯＭ１３０、または、ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤメモリカードに格納されるプログラムは、図１６に示されるように電力、温湿度管理プログラムと、空調制御プログラムがある。

電力、温湿度管理プログラムは、電力・温湿度測定データ収集機能、測定データ記憶機能、測定データ通信機能を有する。電力・温湿度測定データ収集機能は、電力計測モニター１０から電力の測定データ、温湿度センサー５０から温度・湿度の測定データを収集する機能である。測定データ記憶機能は、送信されてきた電力、温度・湿度の測定データを、ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤカードに記録する機能である。測定データ通信機能は、サーバ２０に、測定データを送信する機能である。

空調制御プログラムは、デマンド電力管理機能、温度管理機能、空調制御機器指令機能、空調制御機器状態管理機能を有する。

デマンド電力管理機能は、デマンド値の設定された割合まで消費電力が大きくなったときには、空調機の運転を抑制する機能である。温度管理機能は、設定された温度になるように、空調機の運転を制御する機能である。空調制御機器指令機能は、空調制御機器に指令を与える機能である。空調制御機器状態管理機能は、空調機の運転履歴を保持し、サーバ２０に送信する機能である。 次に、図１７および図１８を用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムの動作と各部におけるデータフローについて説明する。

図１７は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの各部の処理とやりとりされる情報を示すタイミングチャートである。

図１８は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの特に空調制御に関する所を詳細に示したデータフロー図である。

先ず、図１に示される電力計測モニター１０が、拠点端末１００に電力に関する測定データを送信する（Ａ０１）。

それと並列的に、温湿度センサー５０は、拠点端末１００に温度・湿度に関する測定データを、無線により送信する（Ａ０２）。

これらの送信は、共に定期的に、例えば、１分ごとにおこなわれる。

拠点端末１００は、電力計測モニター１０、温湿度センサー５０から受信した測定データを、ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤカードに記憶する（Ｓ０１）。

次に、拠点端末１００は、定期的に、ネットワークを介して測定データを送信する（Ａ０３）。

サーバ２０では、拠点端末１００から送信されてくる測定データを記録する（Ｓ０８）。

測定データが記録される前段階においては、ユーザは、クライアント端末３０から、空調制御条件を入力する（Ｓ０９）。

入力された空調制御条件は、クライアント端末３０からサーバ２０に送信される（Ａ１０）。

サーバ２０では、送信されてきた空調制御条件を、図７に示した空調制御設定テーブル、図８に示した温度制御設定テーブルに格納する（Ｓ０６）。

次に、図５に示したサイトデマンド管理テーブルのデマンド値と、図７に示した空調制御設定テーブルの動作時点値をかけ合わせて、電力しきい値を求めるなど必要な空調制御条件を演算する（Ｓ０７）。

そして、サーバ２０は、受信し、演算した空調制御条件を、拠点端末１００に送信する（Ａ０４）。この送信は、対象となる日の前日に送信され、その頻度は、１日に１回である。

拠点端末１００では、送信されてきた空調制御条件を、図１０に示した空調制御条件テーブル、図１１に示した温度制御条件テーブルに格納する（Ｓ０２）。

次に、拠点端末１００は、空調制御条件テーブル、温度制御条件テーブルに格納された値に基づき、空調制御の判定をおこなう（Ｓ０３）。具体的な判定方法については、後に詳説する。

そして、拠点端末１００は、図１３の空調制御状態管理テーブルを参照し、Ｓ０３の判定結果に基づき、状態が変更したなど制御指令を発行が必要になったときに、空調制御機器９０に対して、制御指令を発行する（Ａ０５）。

空調制御機器９０は、拠点端末１００の制御指令を受け、空調機３００に対して、制御指令をおこない（Ａ０６）、それに基づいて、空調機３００は、空調動作をおこなう（Ｓ０４）。

そして、空調機３００は、空調制御機器９０に「正常」、「異常」などの状態報告をし（Ａ０７）、空調制御機器９０は、それに基づいて、拠点端末１００に状態報告をする（Ａ０８）。

拠点端末１００は、空調制御機器９０の状態報告に基づき、図１４に示した空調運転履歴テーブルに、運転状態を格納する（Ｓ０５）。

そして、拠点端末１００からサーバ２０に対して定期的に、例えば、１日に１回、空調運転の履歴を送信する（Ａ０９）。

なお、上記では、Ａデパート新宿店サイトの場合を示したが、Ａデパート渋谷店サイトの場合は、制御の流れが、拠点端末１００→空調制御機器９５→室外機３０５→空調機３１５となるほかは、同様である。

また、クライアント端末３０から、サイト管理情報の要求があったときには（Ａ１１）、サーバ３０は、クライアント端末３０にサイト管理情報を送信し（Ａ１２）、クライアント端末３０では、それを表示する（Ｓ１０）。

サイト管理情報は、サイトでの電力消費量、温度・湿度の履歴、そのサイトに現在設定されている空調制御条件、空調運転の履歴、サイトの構成情報などがある。

次に、図１９Ａおよび図１９Ｂを用いて拠点端末における空調制御判定処理の詳細について説明する。

図１９Ａは、冷房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。

図１９Ｂは、暖房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。

冷房運転時の場合で、ここでは、図１９Ａに示されるように下限温度が、２０℃、目標温度が、２５℃、上限温度が、３０℃であるものとする。
（１）消費電力＞電力しきい値（消費電力＞デマンド値×デマンド目標値／１００）のとき
室温＜下限温度のときには、冷房は不要である。このとき、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、冷房をＯＦＦにするように制御する。

下限温度≦室温＜上限温度のときには、上限温度に達するまで、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。すなわち、エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみ動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末１００は、空調制御機器９０に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、ＯＦＦにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をＯＦＦにし、逆に、ＯＮにするときには、制御順位の高いものやＯＦＦ制御している期間が長い空調機から、その空調機をＯＮにする。

上限温度＜室温のときには、デマンド目標超過であっても、空調設置場所での環境に配慮して、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、冷房をＯＮにするように制御指令を与える。
（２）消費電力≦電力しきい値（消費電力≦デマンド値×デマンド目標値／１００）のとき
室温＜下限温度のときには、冷房は不要である。このとき、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、冷房をＯＦＦにするように指令を与える。

下限温度≦室温＜目標温度のときは、目標温度を超えない範囲で、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。エリアに複数台の空調機がある場合は、一部のみを動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末１００は、空調制御機器９０に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、ＯＦＦにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をＯＦＦにし、逆に、ＯＮにするときには、制御順位の高いものやＯＦＦ制御している期間が長い空調機から、その空調機をＯＮにする。
室温≧目標温度の場合、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、目標温度に達するように、空調稼働台数を増やすように指令を与える。

一方、暖房運転時の場合は、冷房の場合と温度の制御に関しては、双対的になる。ここでは、図１９Ｂに示されるように下限温度が、１４℃、目標温度が、２２℃、上限温度が、２４℃であるものとする。
（１）消費電力＞電力しきい値（消費電力＞デマンド値×デマンド目標値／１００）のとき
室温＜下限温度のときには、デマンド目標超過であっても、空調設置場所での環境に配慮して、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、暖房をＯＮにするように制御指令を与える。

下限温度≦室温≦上限温度のときには、下限温度に達するまで、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。すなわち、エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみ動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末１００は、空調制御機器９０に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、ＯＦＦにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をＯＦＦにし、逆に、ＯＮにするときには、制御順位の高いものやＯＦＦ制御している期間が長い空調機から、その空調機をＯＮにする。

上限温度＜室温のときには、暖房は不要である。このとき、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、暖房をＯＦＦにするように制御指令を与える。
（２）消費電力≦電力しきい値（消費電力≦デマンド値×デマンド目標値／１００）のとき
室温≦目標温度のときには、デマンド目標に収まっているので、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、目標温度に到達するまで、空調稼働台数を増やすように制御指令を与える。
目標温度≦室温≦上限温度の時には、上限温度に達するまで、可能な限り空調制御台数を減らすよう制御する。エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみを動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末１００は、空調制御機器９０に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、ＯＦＦにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をＯＦＦにし、逆に、ＯＮにするときには、制御順位の高いものやＯＦＦ制御している期間が長い空調機から、その空調機をＯＮにする。

上限温度＜室温のとき、暖房は不要である。このとき、拠点端末１００は、空調制御機器９０に対して、暖房をＯＦＦにするように制御指令を与える。

次に、図２０ないし図２１Ｂを用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムのユーザインターフェースについて説明する。

図２０は、空調制御設定画面を示す図である。

図２１Ａは、追加時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

図２１Ｂは、更新／削除時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

空調制御設定画面４００、空調制御詳細設定画面５００ａ，５００ｂは、いずれもユーザがクライアント端末３０を操作することより、表示し、必要な値を入力する。

空調制御設定画面４００では、ユーザは、サイト入力欄４０１にサイトを入力するか、選択する。

設定一覧４１０には、デマンドコントロールのために予め作った空調制御設定の一覧が表示されている。

空調制御設定を追加するときには、空調制御設定入力欄４２０より、期間４２１、時間４２２、自動ＯＦＦ４２３、非稼働日４２４、エリア４２５、制御詳細設定４２６の各値を入力して、「新しい設定として追加」ボタン４０４をクリックする。この動作により、設定ＩＤが自動的に付与され、設定一覧４１０に追加される。

空調制御設定を削除するときには、削除ボタン４０３をクリックする。

また、空調制御設定を更新するときには、設定一覧４１０の空調制御を選択して、表示されている空調制御設定入力欄４２０の値を変更し、更新ボタン４０５をクリックする。表示されている空調制御設定入力欄４２０の値をクリアするときには、クリアボタン４０６をクリックすればよい。

制御詳細設定４２６は、サイト内の空調の制御順位と、デマンドコントロールするための動作時点を設定する欄である。制御詳細設定を新たに追加するためには、追加ボタン４２８をクリックする。

追加ボタン４２８をクリックすると、図２１Ａに示される空調制御詳細設定画面５００ａが表示される。そして、制御詳細設定名５０３に、制御詳細設定名を、例えば「１Ｆ売り場夏期」などと入力する。

制御順位欄５１０には、サイト内の空調機の一覧が表示されているので、対象とする空調機を選択し、順位変更ボタン５１１をクリックすることにより、選択した空調機の制御順位を変更する。ここで、上にあるものほど、優先順位が高く、デマンドコントロールのときには、優先して、空調動作が制限される。

動作時点設定５２０の欄では、サイトでの消費電力がデマンド目標値の何％に達したときに、空調機のデマンドコントロールをおこなうかを指定する。

そして、入力した値により、制御詳細設定を追加するときには、追加ボタン５０４をクリックし、入力した値をキャンセルするときには、キャンセルボタン５０５をクリックする。

また、制御詳細設定の更新／削除をおこなうためには、制御詳細設定コンボボックス４２７から制御詳細設定を選択し、更新／削除ボタン４２９をクリックする。

更新／削除ボタン４２９をクリックすると、図２１Ｂに示される空調制御詳細設定画面５００ｂが表示される。制御詳細設定欄５０２に既に入力した制御詳細設定が表示されているので、制御詳細設定名を変更したいときには、制御詳細設定名５０３に、新たな名称を入力する。

また、必要なときには、制御順位、動作時点設定の値を更新し、更新ボタン５０６をクリックする。選択した制御詳細設定を削除するときには、削除ボタン５０７をクリックし、入力した値をキャンセルするときには、キャンセルボタン５０８をクリックする。

次に、各エリアに対して、温度設定をおこなうには、温度設定入力欄４３０を用いる。

ユーザは、制御エリアの名称を入力し、運転選択が冷房か暖房かの別、下限温度、目標温度、上限温度を入力する。

また、温度設定を有効にするには、選択チェックボックス４３１をクリックする。

この例では、１Ｆ売り場エリアに対して、運転選択が冷房であり、下限温度が、２０℃、目標温度が、２５℃、上限温度が、３０℃に設定されている。

１０…電力計測モニター、５０…温湿度センサー、２０…サーバ、３０…クライアント端末、４０…ルータ、８０…信号変換装置、９０，９５…空調制御機器、１００…拠点端末（親機）、２００…表示端末、３００，３１５…空調機、３０５…室外機、
１１０…ＭＰＵ、１２０…ＲＡＭ、１３０…ＲＯＭ、１４０…ネットワークＩＦ、１５０…ＵＳＢＩＦ、１６０…カードスロット、１７０…無線ＩＦ、１８０…アンテナ、
２０１…ＣＰＵ（Central Processing Unit）、２０２…主記憶装置、２０３…ネットワークＩＦ、２０４…グラフィックＩＦ、２０５…入出力ＩＦ、２０６…補助記憶装置ＩＦ、２２０…表示装置、２４１…ＨＤＤ、２４２…ＤＶＤドライブ（Digital Versatile Disk）。

Claims (6)

1. 各サイトに設置された電機機器の消費電力量を測定する電力計測モニターと、
   各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、
   各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、
   前記空調機または空調機の室外機に接続され、前記空調機または前記室外機を制御する空調制御機器と、
   前記電力計測モニターおよび前記温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データを受信し、前記空調制御機器に接続され、前記空調制御機器に対して空調制御指令を送信する拠点端末と、
   前記拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバとを有する空調制御システムにおいて、
   前記空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける目標温度に対する下限温度と上限温度とを含み、
   前記拠点端末は、
   前記空調機が冷房運転のとき、
   前記サーバから前記空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記上限温度を下回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信し、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記上限温度を上回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＮにする制御指令を送信し、
   前記空調機が暖房運転のとき、
   前記サーバから前記空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記下限温度を上回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信し、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記下限温度を下回っている場合には、前記空調制御機器に対して空調機をＯＮにする制御指令を送信することを特徴とする空調制御システム。
2. さらに、前記空調制御情報には、目標温度を含み、
   前記拠点端末は、前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、かつ、
   前記エリアで計測される温度が、下限温度と上限温度の間にあるとき、前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して前記エリアにおける前記空調機の運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
3. 前記空調制御情報は、日時、時間に関する情報を含み、その日時、時間に関する情報に該当するとき、かつ、前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
4. さらに、前記空調制御情報には、前記空調機の運転の冷房、暖房の種別を含むことを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
5. さらに、前記空調制御情報には、前記サイトにおける前記空調機の運転に関する制御順位を含み、
   前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して、前記制御順位の高い空調機から順に、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
6. 各サイトに設置された電機機器の消費電力量を測定する電力計測モニターと、
   各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、
   各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、
   前記空調機または空調機の室外機に接続され、前記空調機または前記室外機を制御する空調制御機器と、
   前記電力計測モニターおよび前記温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データを受信し、前記空調制御機器に接続され、前記空調制御機器に対して空調制御指令を送信する拠点端末と、
   前記拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバと、
   前記サーバに接続され、前記空調制御情報を送信するクライアント端末とを有する空調制御システムの空調制御方法において、
   前記空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける目標温度に対する下限温度と上限温度とを含み、
   前記拠点端末が、前記電力計測モニターからサイトに関する電力に関する測定データを受信するステップと、
   前記拠点端末が、前記温湿度センサーからサイトに関する温度に関する測定データを受信するステップと、
   前記クライアント端末から前記サーバに空調制御情報を送信するステップと、
   前記サーバが、受信した空調制御情報を保持するステップと、
   前記サーバが、前記拠点端末に前記空調制御情報を送信するステップと、
   前記拠点端末が、
   前記空調機が冷房運転のとき、
   前記サーバから前記空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記上限温度を下回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信し、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記上限温度を上回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＮにする制御指令を送信し、
   前記空調機が冷房運転のとき、
   前記サーバから前記空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記下限温度を上回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＦＦにする制御指令を送信し、
   前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っている場合、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記下限温度を下回っている場合には、前記空調制御機器に対して、空調機をＯＮにする制御指令を送信するステップと、を有することを特徴とする空調制御システムの空調制御方法。

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