JP6125009B2 - 電力管理システム及び冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫を含む宅内の複数の家電機器を管理する宅内コントローラを備えた電力管理システム及び冷蔵庫に関するものである。

昨今の節電志向の高まりから、各種家電機器では様々な節電運転モードが搭載されており、代表的なものとしては、空調機の人の在否検知によるＯＮ／ＯＦＦ制御や、給湯器の深夜電力を利用した夜間沸き上げなどが挙げられる。しかし、食品を管理する冷蔵庫においては、人の在否や昼夜を問わず、継続的な冷却運転が求められ、大幅な節電を可能とする運転制御を行うことは困難である。冷蔵庫において節電運転を行うためには、ユーザーが消費電力量や庫内の収納負荷状況を確認し、自分の判断において節電運転モードを選択する必要がある。

そこで、ＤＣモータを搭載したＤＣコンプレッサの回転数と駆動デューティーから消費電力を算出するとともに消費電力から電気代を算出し、消費電力及び電気代を表示部に表示する冷蔵庫が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、設定温度、扉開閉状況、圧縮機の運転状態、外気温度、急冷運転有無などに基づいて運転負荷状態を総合的に判断し、現在の運転負荷状態を表示部に表示する冷蔵庫が提案されている（例えば特許文献２参照）。

計測された電流値が、予め設定された警報基準量を超えてから所定の時間を経過するまでの間に、所定の電流量まで低下しない場合、予め定めた負荷機器の電力供給を個別に遮断することにより、電気を使いすぎることにより全ての負荷機器への電力供給が電流制限器（リミッタ）またはブレーカにより一斉に遮断されるのを未然に防ぐことが開示されている。

特許４６８２４１４号公報（段落００４９−００５８、図６） 特許４７４９４５１号公報（段落００１２−００１６、図４−図７）

ところで、近年、ホーム・エネルギー・マネジメントシステム（ＨＥＭＳ）と呼ばれる住宅単位で電力管理を行う電力管理システムが注目されている。この電力管理システムにおいては、供給電力が逼迫した場合であっても家電機器の機能や性能を制限することで、電力消費を抑制し、快適さをできるだけ損なわないようにしている。しかしながら、冷蔵庫のような場合、庫内に保管されている食品の保存品質を維持することができない事態も考えられる。一方で、冷蔵庫において高い消費電力を消耗する運転が行われた場合、宅内全体の電力が逼迫してしまう可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、電力が逼迫する期間において、食品の保存品質を維持しながら、最適な節電運転を自動で実施する電力管理システム及び冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明の電力管理システムは、冷蔵庫を含む複数の家電機器を制御する宅内コントローラと、複数の家電機器のそれぞれにおいて消費される消費電力を計測する電力計測装置と、を備え、冷蔵庫は、筐体内に形成された貯蔵室を備え、電力計測装置は、宅内全体において消費される総消費電力を計測する機能を有し、宅内コントローラは、宅内において電力の需給が逼迫した場合に、家電機器に対し運転の制限を指示する運転管理手段を備えたものであって、外部サーバからシステムが存在する地域の現在または将来の少なくともいずれか一方の地域電力需給情報を取得するものであり、電力計測装置において計測された時間毎の総消費電力の履歴を記憶し、総消費電力の履歴から電力の逼迫による電力供給が規制される期間を予測して電力規制期間を設定する規制期間設定手段と、複数の家電機器から各家電機器の運転状態を取得し、取得した運転状態の履歴から家電機器の運転タイミングを予測する運転予測手段と、を有し、運転管理手段は、地域電力需給情報及び電力計測装置において計測された総消費電力に基づいて電力が逼迫しているか否かを判定し、電力逼迫に関する情報を取得し、取得した電力逼迫に関する情報に応じて家電機器の消費電力を抑制するように制御する機能と、規制期間設定手段により予測され設定された電力規制期間内に運転予測手段において予測された運転タイミングが含まれるか否かを判断し、電力規制期間内に運転タイミングが含まれる場合、電力規制期間より前に貯蔵室の設定温度を下降させて急冷運転を実施するように冷蔵庫を制御する機能と、を有するものである。

本発明の電力管理システムによれば、冷蔵庫の一部の動作を制限することにより、電力の需給が逼迫する電力規制期間において、冷蔵庫に収容された食品等の品質を損なうことなく、冷蔵庫の動作を規制して節電運転を実施することができる。

本発明の実施形態１に係る冷蔵庫が載置される電力管理システムの構成図である。 本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の正面図である。 本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の側面断面図である。 図１の電力管理システムにおける各家電機器の消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 図１の電力管理システムにおける冷蔵庫の消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 図１の電力管理システムにおけるエアコンの消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 図１の電力管理システムにおける給湯器の消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 図１の電力管理システムにおけるＩＨクッキングヒータの消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 図１の電力管理システムにおける電子レンジの消費電力レベルを示す履歴データの一例である。 本発明の実施形態２に係る冷蔵庫が載置される電力管理システムの構成図である。 図５の電力管理システムが載置される地域における地域電力需給レベルの一例を示すグラフである。 図５の電力管理システムにおける冷蔵庫の消費電力レベル一例を示すグラフである。 本発明の実施形態３に係る冷蔵庫が載置される電力管理システムの構成図である。 本発明の実施形態４に係る冷蔵庫の側面断面図である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が４０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が７０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が４０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が７０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が４０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が７０％である場合の温度を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が０％である場合の庫内外差圧履歴を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が４０％である場合の庫内外差圧履歴を示す実測データの一例である。 図８の冷蔵庫において冷蔵室の収納容積占有率が７０％である場合の庫内外差圧履歴を示す実測データの一例である。

実施形態１．
以下、図面を参照しながら本発明の冷蔵庫の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る冷蔵庫が載置される電力管理システム１００の概略構成図である。図１の電力管理システム１００は、例えば家屋に設置された複数の家電機器１Ａ〜１Ｅの電力を一括して管理するものであって（ＨＥＭＳ：ＨＯＭＥ ＥＮＥＲＧＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ）、複数の家電機器１Ａ〜１Ｅ、宅内コントローラ２、電力計測装置３を備えている。複数の家電機器１Ａ〜１Ｅは、例えば冷蔵庫１Ａ、エアコン１Ｂ、給湯器１Ｃ、ＩＨクッキングヒータ１Ｄ、電子レンジ１Ｅである。冷蔵庫１Ａ、エアコン１Ｂ、給湯器１Ｃ、ＩＨクッキングヒータ１Ｄ、電子レンジ１Ｅなどの各家電機器１Ａ〜１Ｅは、系統電源１から電力が供給されて各種運転が実施される。また、各家電機器１Ａ〜１Ｅは、それぞれ情報の送受信を行う通信手段５を有している。

宅内コントローラ２は、複数の家電機器１Ａ〜１Ｅの運転を管理するものであって、通信手段５を介して複数の家電機器１Ａ〜１Ｅが有線もしくは無線で接続されたネットワークＮＷに接続されている。なお、通信手段５は、有線で通信する場合は、例えばシリアルインターフェース、ＬＡＮドライバであってもよいし、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信モジュールを有していてもよい。そして、宅内コントローラ２は、通信手段５を介して各家電機器１Ａ〜１Ｅから運転状態の情報を取得するようになっている。

電力計測装置３は、各家電機器１Ａ〜１Ｅに供給される個別消費電力と、系統電源１から供給される全電力とを計測するものであって、例えばＣＴ（変流器）等の複数の電力計測端子４を有している。電力計測装置３は電力計測端子４において計測された各家電機器１Ａ〜１Ｅに供給されている電流を取得し、電流値に基づいて各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力及び系統電源１の総消費電力を算出する。そして、電力計測装置３は、通信手段５を介して宅内コントローラ２に消費電力及び系統電源１の総消費電力を送信するようになっている。また、電力計測装置３は、時間毎の総消費電力及び各家電機器１Ａ〜１Ｅでの消費電力を保存する機能を有している。そして、宅内コントローラ２では、電力計測装置３から入手した総消費電力、各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力及び各家電機器１Ａ〜１Ｅから入手した運転状態の情報を管理し、各家電機器１Ａ〜１Ｅに対して制御変更指示を送信することも可能な構成となっている。

そして、図１において、冷蔵庫１Ａ、エアコン１Ｂ、給湯器１Ｃ、ＩＨクッキングヒータ１Ｄ、電子レンジ１Ｅなどの各家電機器は、系統電源１から電力を供給されて運転が実施される。この際、各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転状態の情報は、継続的あるいは宅内コントローラ２からの要求により、通信手段５を介して宅内コントローラ２に送信する。冷蔵庫１Ａの運転状態の情報としては、例えば、各貯蔵室の設定温度や実際の温度履歴、製氷運転や急冷運転の有無などの運転モード、さらに給水タンクの空状態や扉の開状態などのアラート情報等がある。

一方、電力計測端子４により各家電機器１Ａ〜１Ｅに供給されている電流が測定され、電力計測装置３において、各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力及び系統電源１からの供給電力が算出される。算出された消費電力及び総供給電力は電力計測装置３から宅内コントローラ２に送信される。宅内コントローラ２において、電力計測装置３から入手した各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力、系統電源１の供給電力及び各家電機器１Ａ〜１Ｅから入手した運転状態の情報が管理され、この情報に基づいて宅内コントローラ２により各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転の管理が行われる。

図２及び図３は、本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の正面図、図３は図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。図２及び図３に示すように、冷蔵庫１Ａは、筐体２０に形成された例えば冷蔵室２１、製氷室２２、切替室２３、冷凍室２４、野菜室２５からなる複数の貯蔵室を備えている。これら複数の貯蔵室２１〜２５は、上段から冷蔵室２１、製氷室２２及び切替室２３、冷凍室２４、野菜室２５の順で配置されている。また、製氷室２２、切替室２３、冷凍室２４、野菜室２５は、それぞれの扉とともに冷蔵庫１Ａの手前側に引き出されるように形成されている。チルド室２６は冷蔵室２１の内部の最下段に配設されており、チルド室２６内に設置されたチルドケース２６ａはレール等の案内冶具により冷蔵室２１の扉側へ引き出されるように形成されている。

冷蔵室２１の扉には、タッチパネル等からなる操作パネル２７が設けられている。操作パネル２７は、各貯蔵室２１〜２５の温度を設定する等の操作部としての機能と、各貯蔵室２１〜２５の現在の温度情報等を表示する表示部としての機能とを有している。なお、操作パネル２７の設置位置は、冷蔵室２１の扉に限るものではなく、他の貯蔵室２２〜２５の扉でも良いし、冷蔵庫１Ａの筐体２０から着脱可能に設けられ、通信手段５を介して無線でデータ通信を行うユーザー端末であっても良い。

操作パネル２７には、各貯蔵室の温度情報を表示するとともに、宅内コントローラ２において保管された系統電源１の供給電力や冷蔵庫１Ａの消費電力情報、節電指示により変更された制御内容、例えば圧縮機３１の運転率などを表示することができる。電力の需給状況及びそれに対応した制御内容を表示することにより、ユーザーが自動制御内容を確認できるだけでなく、ユーザーに節電行動を啓蒙することが可能になるという効果が得られる。さらに、操作パネル２７をユーザー端末とし、通信手段５を介して無線で通信可能とすることにより、ユーザーは遠距離から冷蔵庫１Ａの運転情報及び異常状態を確認することができる。

冷蔵庫１Ａの背面側には、各貯蔵室２１〜２５へ供給する空気を冷却する冷凍サイクル回路が配置されている。冷凍サイクル回路は、冷媒を圧縮する圧縮機３１、圧縮機３１から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮器から流出した冷媒を膨張させる絞り装置及び絞り装置で膨張した冷媒によって各貯蔵室へ供給する空気を冷却する冷却器３２等によって構成されている。このうち、圧縮機３１は例えば冷蔵庫１Ａの背面側の下部に配置されており、冷却器３２は冷却風路４１上に配置されている。また、冷蔵庫１Ａは、冷却器３２で冷却された空気を各貯蔵室２１〜２５へ送るための送風機である空気搬送装置３３が設けられている。

冷蔵庫１Ａの筐体２０内には、冷凍サイクル回路によって冷却された空気を各貯蔵室２１〜２５へ供給するための風路が形成されている。この風路は冷却風路４１、戻り風路４２、冷蔵室戻り風路４３及び野菜室戻り風路４４等から構成されている。冷却風路４１は、冷蔵庫１Ａの背面側に形成された通風路であって、冷却風路４１から冷却器３２において冷却された空気が各貯蔵室２１〜２５に搬送される。戻り風路４２は、各貯蔵室２１〜２５を冷却した空気が冷却器３２へ搬送される通風路である。冷蔵室戻り風路４３は、冷蔵室２１及びチルド室２６を冷却した空気が野菜室２５に搬送される通風路である。野菜室戻り風路４４は、冷蔵室２１及びチルド室２６を冷却した空気と野菜室２５を冷却した空気とが混合され、冷却器３２に搬送される通風路である。図３において、冷蔵室２１に対応するダンパ３４が配置されているように、冷却風路４１内には貯蔵室２１〜２５毎に対応してダンパが設置されており、各貯蔵室２１〜２５への冷却空気の流入量は、ダンパの開閉によって調節される。

また、冷蔵庫１Ａの背面側には制御基板３６が設置されており、制御基板３６には上述した通信手段５が実装されているとともに、冷蔵庫１Ａの動作を制御するための冷却制御手段５０が実装されている。この冷却制御手段５０は、圧縮機３１、空気搬送装置３３、冷蔵室２１のダンパ３４、その他の貯蔵室のダンパ等の冷蔵庫１Ａの構成要素の動作を制御するものであって、例えば操作パネル２７から入力された使用者からの指示に従い冷蔵庫１Ａの動作を制御するようになっている。さらに、冷却制御手段５０は、宅内コントローラ２から通信手段５を介して受信した運転指示により冷蔵庫１Ａの動作を制御する機能を有している。さらに、冷却制御手段５０は、冷蔵庫１Ａの運転状態を通信手段５を介して宅内コントローラ２に送信する機能を有している。

次に、図２及び図３を参照して冷蔵庫１Ａの冷却動作について説明する。冷凍サイクル回路の駆動により冷却器３２で冷却された空気は、空気搬送装置３３によって冷却風路４１を経由して各貯蔵室２１〜２５へ搬送される。そして、各貯蔵室２１〜２５を冷却した後の戻り空気が戻り風路４２を経由して再度冷却器３２に戻る。このとき、冷却器３２で冷却された空気（例えば−３０℃〜−２５℃）が分配されて各貯蔵室２１〜２５を冷却する。この際、冷却制御手段５０により冷蔵室２１のダンパ３４等の複数のダンパの開閉が制御され、各貯蔵室２１〜２５に対する冷却空気の流入量が調節される。例えば、最も低温設定となる冷凍室２４（例えば−２２℃〜−１６℃）のダンパはほぼ全開に制御され、最も高温設定となる野菜室２５（例えば３℃〜９℃）のダンパはほぼ全閉に制御される。また、野菜室２５は、設定温度の低い冷蔵室２１（例えば０℃〜６℃）及びチルド室２６（例えば０℃〜２℃）を冷却した戻り空気を用いて間接的に冷却される。このように、各貯蔵室２１〜２５毎にそれぞれ異なる設定温度になるように冷却制御手段５０による自動温度制御が行われる。

具体的には、特定の貯蔵室のみに冷却不足が生じた場合、特定の貯蔵室への冷却空気の流入量を増加させるために、冷却制御手段５０により特定の貯蔵室に対応するダンパの開度が大きくなるように制御される。一方、特定の貯蔵室のみに冷却過剰が生じた場合、特定の貯蔵室への冷却空気の流入量を減少させるように、冷却制御手段５０により特定の貯蔵室に対応するダンパの開度が小さくなるように制御される。また、複数の貯蔵室２１〜２５全体を低温化する必要がある場合、圧縮機３１の回転数や空気搬送装置３３による搬送風量を増加させるように、冷凍サイクルの冷却能力を上昇させる急冷運転が行われる。一方、複数の貯蔵室２１〜２５全体に冷却過剰が生じた場合、圧縮機３１の回転数や空気搬送装置３３による搬送風量が減少するように、冷凍サイクルの冷却能力を減少させる制御が行われる。

ここで、冷蔵庫１Ａの消費電力は、エアコン１ＢやＩＨクッキングヒータ１Ｄなどの他の家電機器１Ｂ〜１Ｅに比べて小さい。しかしながら、食品を管理しているために冷却を停止（電源ＯＦＦ）することはできない。一方で、電力が逼迫している時間帯において、冷蔵庫１Ａの運転が規制されない場合、宅内全体に不利益が生じてしまうおそれがある。例えば冷蔵庫１Ａにおいては、食品を出し入れした際などの温度上昇を改善するために急冷運転が行われるとともに、冷却器３２への着霜を除去する霜取運転が１〜２日に１回実施される。このような急冷運転時及び霜取運転時には、通常運転に対し急冷運転で最大２〜３倍、霜取運転で最大３〜５倍の消費電力が必要になるため、一時的に冷蔵庫１Ａの消費電力が上昇する。したがって、急冷運転時及び霜取運転時が実施される時間帯によっては宅内の電力が逼迫する場合がある。そこで、宅内コントローラ２は、電力が逼迫したことを検知して各家電機器１Ａ〜１Ｅの動作を規制する機能と、電力が逼迫する電力規制期間ＴＰを予め設定もしくは予測し、各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転タイミングをずらすように各家電機器１Ａ〜１Ｅを制御する機能とを有している。

図１に示すように、宅内コントローラ２は、規制期間設定手段６１、運転予測手段６２、運転管理手段６３を備えており、これらの構成は、コンピュータもしくはマイコン等に記憶されたプログラムを実行することにより構築される。規制期間設定手段６１は、電力の需給が逼迫する電力規制期間ＴＰを設定するものである。この電力規制期間ＴＰは、例えば６：００〜８：００等の所定の期間を予め電力規制期間ＴＰとして設定するようにしてもよい。あるいは、規制期間設定手段６１は、総消費電力及び各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力の履歴をデータベースとして記憶しており、総消費電力に基づいて電力規制期間ＴＰを設定するようにしてもよい。

この際、規制期間設定手段６１は、過去の履歴から時間毎の総消費電力の平均値（たとえば直近１ヶ月の平均値）を算出する。一方、規制期間設定手段６１には電力逼迫しきい値が予め記憶されており、各家電機器１Ａ〜１Ｅの総消費電力が電力逼迫しきい値よりも大きいか否かを判断する。なお、この電力逼迫しきい値は、例えば電力計測装置３において計測された供給電力よりも所定値だけ小さい値に設定するようにしてもよいし、予め記憶されたものであってもよい。そして、規制期間設定手段６１は、総消費電力が電力逼迫しきい値よりも大きい時間帯を総消費電力が系統電源１の供給容量に迫る電力規制期間ＴＰとして設定する。これにより各宅内の使用環境に合致した電力規制期間ＴＰの設定を行うことができる。

運転予測手段６２は、各家電機器１Ａ〜１Ｅから送られる運転情報に基づいて、各家電機器１Ａ〜１Ｅが運転を行う運転タイミングを予測するものである。具体的には、運転予測手段６２は、各家電機器１Ａ〜１Ｅから送られる運転情報の履歴をデータベースとして記憶している。そして、運転予測手段６２は、例えば急冷運転や霜取運転等の各家電機器１Ａ〜１Ｅの各機能が実行される頻度の高い日時もしくは実行される周期間隔を統計的に割り出す。そして、運転予測手段６２は、割り出した日時もしくは実行される周期間隔から各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転タイミングを予測する。

運転管理手段６３は、電力管理システム１００内のネットワークＮＷに接続された家電機器１Ａ〜１Ｅに対し制御指示信号を送信することにより、各家電機器１Ａ〜１Ｅの動作を制御するものである。具体的には、運転管理手段６３は、現在の電力の需給が逼迫している場合に各家電機器１Ａ〜１Ｅの動作を規制する機能を有している。この際、運転管理手段６３には運転を規制する優先順位が予め記憶されており、優先順位に従い各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転を規制する。例えば運転管理手段６３は、総消費電力が予め記憶された系統電源１の供給容量に迫っている場合、優先順位の高く設定されている消費電力の大きい家電機器に対し節電指示を送信する。

一方、電力規制期間ＴＰにおいて各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転を規制する場合、消費電力が大きい調理を実施しているＩＨクッキングヒータ１Ｄや電子レンジ１Ｅの運転ではなく、冷蔵庫１Ａやエアコン１Ｂの消費電力を規制するように優先順位が設定されている。すなわち、運転管理手段６３は、電力規制期間ＴＰにおいては、上述した通常運転時の優先順位とは異なる優先順位で制御を行う。そして、節電指示を受けた冷蔵庫１Ａの冷却制御手段５０は、貯蔵室２１〜２５の設定温度と実際の温度履歴とを比較して冷却が過剰であるか否かを判断する。冷却が過剰であると判断した場合、運転管理手段６３は冷蔵庫１Ａに対し設定温度の上昇を指示することにより、冷蔵庫１Ａの消費電力を規制する。なお、各家電機器１Ａ〜１Ｅ側において消費電力を抑える場合について例示しているが、運転管理手段６３側において設定温度等の指示を行うようにしてもよい。

さらに、運転管理手段６３は、運転予測手段６２において予測された家電機器１Ａ〜１Ｅの予測動作タイミングが規制期間設定手段６１により推定された電力規制期間ＴＰ内であるか否かを判定する。予測動作タイミングが電力規制期間ＴＰ内である場合、運転管理手段６３は、動作タイミングを電力規制期間ＴＰよりも前もしくは後ろにずらすように、各家電機器１Ａ〜１Ｅの運転を制御する。この際、前にずらす運転と後にずらす運転とは運転管理手段６３内に予め設定されており、例えば冷蔵庫１Ａの場合、急冷運転は電力規制期間ＴＰよりも前に行うように設定されている。また、霜取運転は電力料金の安くなる時間帯に行われるように設定されている。

図４Ａ〜図４Ｆは、図１の総消費電力及び各家電機器１Ａ〜１Ｅの１日の消費電力ＷＡ〜ＷＥの一例を示すグラフである。なお、図４Ａは電力管理システム１００の総消費電力Ｗ０、図４Ｂは冷蔵庫１Ａの消費電力ＷＡ、図４Ｃはエアコン１Ｂの消費電力ＷＢ、図４Ｄは給湯器１Ｃの消費電力ＷＣ、図４ＥはＩＨクッキングヒータ１Ｄの消費電力ＷＤ、図４Ｆは電子レンジ１Ｅの消費電力ＷＥをそれぞれ示している。また、図４Ａ〜図４Ｆにおいて、電力管理システム１００は、共働き家庭の住居に設置され、昼間（８：００〜１８：００）は宅内が不在となることを想定している。

図４Ｅ及び図４Ｆに示すように、ＩＨクッキングヒータ１Ｄと電子レンジ１Ｅとは、調理に使用されるため、朝食時（６：００〜８：００）と夕食時（１８：００〜２０：００）に突発的に上昇している。一方、図４Ｃに示すようにエアコン１Ｂは、朝食時と重なる起床時及び夕食時と重なる帰宅時に起動して急激に大きくなり、その後は比較的低い消費電力レベルで定常運転を継続している。図４Ｄに示すように給湯器１Ｃは、夜間の入浴時に若干上昇する以外は、深夜電力時間帯に沸き上げられることが想定される。図４Ｂの冷蔵庫１Ａは、朝食時と夕食時に扉の開閉が頻発するので、温度上昇を回避するために冷却し、通常運転時の消費電力レベルは上昇している。

結果的に、図４Ａの電力管理システム１００の通常運転時の総消費電力Ｗ０は、朝食時と夕食時に集中的に上昇する。さらに、冷蔵庫１Ａにおいて、霜取運転が夜間（２１：００〜２３：００）に実施されるように制御されている場合であっても、霜取運転も朝食時あるいは夕食時に重なった場合、供給電力を逼迫する可能性が高くなる。

ここで、現在の総消費電力Ｗ０が所定のしきい値以上になったとき、運転管理手段６３は、各家電機器１Ａ〜１Ｅの機能を制限して消費電力を低減させる。例えば冷蔵庫１Ａにおいては、朝食時や夕食時の電力規制期間ＴＰに冷蔵室２１の扉開閉が頻発した場合であっても、冷却制御手段５０の制御により急冷運転が行われず、冷蔵室のダンパ３４の開率が大きく設定される。また、圧縮機３１の回転数及び空気搬送装置３３による搬送風量を減少させる信号が送信され、冷蔵室２１に集中的に冷却空気が流入するように制御される。これにより、朝食時及び夕食時の冷蔵庫１Ａ及び総消費電力Ｗ０を低減することができる。

このように、例えば朝食時や夕食時のような電力規制期間ＴＰにおいて、調理を実施しているＩＨクッキングヒータ１Ｄや電子レンジ１Ｅの運転を規制し使用者が不利益を被るのを防止しながら、その時間帯に高消費電力運転をする必然性のない冷蔵庫１Ａやエアコン１Ｂを規制して節電運転を実施することができる。

また、図４Ｂの急冷運転及び霜取運転のように、規制期間設定手段６１における電力規制期間ＴＰ内に動作タイミングがくると予測された場合、運転管理手段６３は、家電機器１Ａ〜１Ｅにおける所運転を電力規制期間ＴＰの前後にずらすように制御する。例えば冷蔵庫１Ａの場合、朝食時及び夕食時直前の電力供給が安定している間に、予め急冷運転を実施しておく。この急冷運転により、貯蔵室２１〜２５内及び食品温度をある程度低温化しておけば、扉開閉が頻発した場合に急冷運転を実施しなくても、貯蔵室内や食品の温度上昇を抑制し、食品の保存品質を維持することが可能となる。また、消費電力が大きくなる霜取運転は、他の家電機器の消費電力レベルが小さい時間帯、特に単位電力あたりの電気代が安い深夜電力時間帯に実施される。これにより、消費電力の集中を回避するだけでなく、電力代を低減することもできる。

実施形態２．
図５は、本発明の実施形態２に係る冷蔵庫が載置される電力管理システム２００の概略構成図である。なお、実施形態２において、実施形態１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図５の電力管理システム２００が図１の電力管理システム１００と異なる点は、宅内コントローラ２が外部ネットワークＮＷ１０に接続されており、電力会社１０１等の外部サーバ２１０から電力管理システム１００が構築されている地域の電力の供給状況を示す地域電力需給情報を取得する点である。

図５の電力管理システム２００は、インターネット等の外部ネットワークＮＷ１０に接続するためのルーター等からなる情報伝送手段２０１を有しており、外部ネットワークＮＷ１０には、各種電力情報が格納されているクラウドサーバ等の外部サーバ２１０が接続されている。ここで、外部サーバ２１０には、地域電力需給情報として、地域供給電力レベル及び地域消費電力レベルとともに、それらの実績値及び予測値が保管されている。

なお、外部ネットワークＮＷ１０にはスマートフォンや携帯タブレットなどのユーザー端末２２０が接続されており、電力計測装置３から入手した、各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力や系統電源１の供給電力、及び各家電機器から入手した運転状態の情報をユーザー端末２２０に送信することが可能な構成となっている。

宅内コントローラ２は、外部サーバ２１０から地域電力需給情報を入手し、地域電力需給情報に従い各家電機器１Ａ〜１Ｅを制御する機能を有している。具体的には、地域電力需給情報に停電情報が含まれている場合、図５の規制期間設定手段６１は、停電になる時間帯を電力規制期間ＴＰとして設定する。また、地域電力需給情報として電力供給レベルの情報が含まれている場合、図５の運転予測手段６２は電力供給レベルに合わせてしきい値Ｗ０ｒｅｆを変更するとともに、運転管理手段６３は、電力の需給が逼迫しているか否かを判定する際のしきい値を変更するようになっている。そして、現在の地域の消費電力が供給可能電力に迫っている場合、運転管理手段６３は、消費電力の大きい家電機器に対して節電指示を送信する。一方、冷蔵庫１Ａの冷却制御手段５０は、各貯蔵室２１〜２５の設定温度と実際の温度履歴から冷却過剰と判断された場合に設定温度の上昇を指示する。

具体的には、図６Ａは、電力管理システム２００が存在する地域における電力需給レベルの一例を示すグラフであり、図６Ｂは冷蔵庫１Ａの消費電力レベルの一例を示すグラフである。なお、図６Ａは図５の電力管理システム２００が外部サーバ２１０から入手した地域電力消費レベル及び地域電力需給レベルの１週間の履歴データを示したものであり、図５Ｂは電力計測装置３が計測した冷蔵庫１Ａの消費電力レベルの１週間の履歴データを模擬したものである。また、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、３／２６の１０：００〜１３：００、及び３／２９の１６：００〜１８：００に計画的に停電が実施され、冷蔵庫１Ａは、共働き家庭の住居に設置され、昼間（８：００〜１８：００）は宅内が不在となることを想定している。

図６Ａに示すように、地域供給電力レベルは、計画的に実施される停電期間以外は、日によって若干の上下はあるが、ほぼ安定したレベルを維持している。地域消費電力レベルについては、昼間（９：００〜１８：００）において土日のレベルが低くなっているが、１週間を通じて、０：００〜６：００までが最も低く、９：００頃に向かって急上昇し、１８：００頃ピークとなって、その後減少するという傾向が見られる。すなわち、朝食時と夕食時に集中的に上昇する傾向がある。これに対し、図６Ｂの冷蔵庫１Ａの消費電力レベルは、扉開閉が頻発する朝食時と夕食時に急冷運転、及び１．５日間隔程度で実施される霜取運転による上昇が見られ、地域消費電力レベルの上昇タイミングと一致する。このため、宅内の電力需給が逼迫する可能性が高くなる。

ここで、宅内コントローラ２においては、外部サーバ２１０から地域電力需給情報を入手し、現在の消費電力が供給可能電力に迫っているか否かを判断する。現在の消費電力が供給可能電力に迫っている場合、図１の運転管理手段６３は、実施形態１と同様、各家電機器１Ａ〜１Ｅの機能を制限することにより総消費電力Ｗ０を抑制する。この際、運転管理手段６３は、例えば電力計測装置３から各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力を入手して、消費電力の大きい家電機器に対して、通信手段５を介して節電指示を送信する。これにより、図６Ｂの冷却制御変更後の消費電力レベルに示したように、朝食時及び夕食時の冷蔵庫１Ａの消費電力レベルを低減することができる。

また、図５の規制期間設定手段６１は、保管された各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力の履歴と比較することにより、電力管理システム２００における消費電力が、地域供給電力に影響を及ぼす時間帯を予測し電力規制期間ＴＰを設定する。そして、運転管理手段６３は運転予測手段６２で予測された霜取運転や急冷運転等の予測運転タイミングが電力規制期間（停電期間）ＴＰに重なるか否かを判断する。予測運転タイミングが電力規制期間（停電期間）ＴＰに重なると判断したとき、図６Ｂの冷却制御変更後の消費電力レベルに示したように、運転管理手段６３は、霜取運転は電力規制期間（停電期間）ＴＰの後にずらし、急冷運転は電力規制期間（停電期間）ＴＰ直前の電力供給が安定している間に予め実施する。これにより、停電時に霜取運転を行うことができないことによる不利益の発生を防止することができる。

さらに、宅内コントローラ２は、外部サーバ２１０から時間帯毎の単位電力あたりの電気代情報を取得し、運転管理手段６３は、図６Ｂに示すように、霜取運転が電力規制期間ＴＰ内に行われないと予測される場合であっても、単位電力あたりの電気代が安い時間帯に急冷運転もしくは霜取運転が実施されるように冷蔵庫１Ａを制御する。これにより、消費電力の集中を回避するだけでなく、電力代の低減効果も得られる。

特に、冷蔵庫１Ａの霜取運転のタイミングをずらした場合、１度霜取運転を実施しておけば、その後１日以上は着霜を回避できるので、停電発生後も安定した冷却運転ができる。さらに、急冷運転により、貯蔵室内及び食品温度をある程度低温化しておけば、停電が発生しても貯蔵室内や食品の温度上昇による劣化を最低限に抑制することが可能となる。

なお、図６Ｂには図示されていないが、実施形態１と同様、電力規制期間ＴＰ前に朝食時及び夕食時直前の電力供給が安定している間に、予め急冷運転を実施しておくことができる。そして、この急冷運転により貯蔵室内及び食品温度をある程度低温化しておけば、扉開閉が頻発した場合に急冷運転を実施しなくても、貯蔵室内や食品の温度上昇を抑制し、食品の保存品質を維持することが可能となる。

また、実施形態１と同様に、操作パネル２７に、外部サーバ２１０から取得した地域の供給電力及び消費電力情報や、電力管理システム２００の節電指示により変更された制御内容、例えば圧縮機３１の運転率などを表示させることができる。よって、ユーザーが自動制御内容を確認できるだけでなく、ユーザーに節電行動を啓蒙することが可能になるという効果が得られる。さらに、これらの情報を宅内コントローラ２からユーザー端末２２０へ送信し、ユーザー端末２２０でも閲覧することができるため、ユーザーは遠距離から冷蔵庫１Ａの運転情報、及び異常状態を確認することができる。

実施形態３．
図７は、本発明の実施形態３に係る冷蔵庫が載置される電力管理システムの一例を示す構成図である。なお、図７の電力管理システム３００において図１〜図６の電力管理システム１００、２００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図７の電力管理システム３００が図１〜６の電力管理システム１００、２００と異なる点は、電源配線に蓄電池等の２次電源が接続されている点である。

図７の電力管理システム３００は、電気自動車３２０及び太陽光発電システム３１０と連携したものであって、太陽光発電システム３１０において発電した電力が複数の家電機器１Ａ〜１Ｅに供給されるほか、電気自動車３２０の蓄電池へ充電される。また、災害等による停電時や社会的な節電要請時において、電気自動車３２０の蓄電池に蓄電された電力が複数の家電機器１Ａ〜１Ｅに供給される。この際、太陽光発電システム３１０及び蓄電池３３０には、発電電力を計測するための電力計測端子４が設置され、電力計測装置３において、各家電機器における消費電力とともに管理される構成となっている。

さらに、電力管理システム３００は、２次電源として太陽光発電システム３１０、蓄電池３３０及び発電電力を系統電力に変換する双方向ＰＣＳ（パワーコンディショナ）３４０等が電源配線に接続されている。双方向ＰＣＳ３４０には、蓄電及び発電を行う電気自動車３２０の他に系統電源１の直下に設置されており、電源系統を切替える自立切替装置３０１が接続されている。さらに、双方向ＰＣＳ３４０は、有線または無線ＬＡＮによって情報伝送手段２０１に接続されている。そして、図７の宅内コントローラ２の運転管理手段６３は、太陽光発電システム３１０及び電気自動車３２０の発電状況及び充電状況を加味して家庭内の電力負荷の調整を行う機能を有している。

このように、電力管理システム３００においては、太陽光発電システム３１０や蓄電池３３０などの２次電源から、各家電機器１Ａ〜１Ｅに対し停電の有無に関わらず電力の供給を行うことができる構成を有している。また、電気自動車３２０は、双方向ＰＣＳ３４０による制御により系統電源１からの電力供給が安定している間は充電し、停電が発生した場合には自立切替装置３０１によって電力供給源を系統電源１から電気自動車３２０に切替え、冷蔵庫１Ａに継続して電力を供給することが可能となる。したがって、停電中であっても冷蔵庫１Ａは最低限の冷却運転を維持できるので、庫内の食品の品質を維持することができる。また、実施形態１、２と同様、規制期間設定手段６１、運転予測手段６２及び運転管理手段６３の動作により、消費電力の集中を回避しながら、冷蔵庫１Ａ内の食品の劣化を最小限に抑えることができる。

なお、図７においては太陽光発電システム３１０や蓄電池３３０と、双方向ＰＣＳ３４０に接続した電気自動車３２０が独立して電力を供給しているが、太陽光発電システム３１０と蓄電池３３０に設置された電力計測端子４と双方向ＰＣＳ３４０を接続し、双方向ＰＣＳ３４０によって供給電力量を一括管理してもよい。双方向ＰＣＳ３４０によって、残留電力を考慮して発電及び供給電力を最適化することにより、充電電力の浪費を回避し、電力供給の長期化を図ることができる。

実施形態４．
図８は、本発明の実施形態４に係る電力管理システムに適用される冷蔵庫の側面断面図である。なお、図８の冷蔵庫４０１Ａが図２及び図３の冷蔵庫１Ａと同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図８の冷蔵庫４０１Ａが図２及び図３の冷蔵庫１Ａと異なる点は、貯蔵室２１〜２５内の収納負荷を推定する収納負荷推定手段４５１を有する点である。

図８の冷蔵庫４０１Ａは、冷蔵室２１の扉の裏面に設けられた、冷蔵室２１内の扉側上方温度を検出する庫内温度検出手段４１０と、冷蔵室２１の天井面に設けられた、庫内の圧力を検出する庫内圧力検出手段４１１とを有している。さらに、冷却制御手段５０は、冷蔵室２１内の収納負荷を推定する収納負荷推定手段４５１を備えている。

収納負荷推定手段４５１は、庫内温度検出手段４１０により検出された扉側上方温度と、庫内圧力検出手段４１１により検出された庫内圧力とを用いて、冷蔵室２１内の収納物の冷却負荷を推定する。なお、収納負荷推定手段４５１は、収納物の冷却負荷を判定する場合、一時的な庫内温度上昇の要因となる扉開閉履歴を取得し、扉側上方温度及び庫内圧力に扉開閉履歴も加えて収納負荷を推定するようにしてもよい。これにより、扉開閉による一時的な温度上昇や圧力低下の影響を考慮して、より精度よく収納物の冷却負荷を判定することが可能となる。

ここで、一般的に冷蔵庫１Ａには扉の開閉を検知するためのマグネット式の開閉スイッチが設置されており、冷却制御手段５０は開閉スイッチによる開閉履歴を記憶する機能を有している。したがって、収納負荷推定手段４５１は、この開閉履歴も加味して収納負荷を推定する。なお、開閉スイッチが取り付けられていない場合、庫内圧力検出手段４１１から扉開閉を検知し記憶するようにしてもよい。すなわち、冷蔵庫４０１Ａの扉の開閉によって庫内の圧力が変化するため、圧力変化から扉開閉を検知することができる。

冷却制御手段５０は、宅内コントローラ２から受信した電力供給情報または制御変更指示に応じて、収納負荷推定手段４５１により推定された収納負荷をもとに圧縮機３１、空気搬送装置３３及び冷蔵室のダンパ３４を制御する。具体的には、冷却制御手段５０は、収納負荷毎に節電時の設定温度もしくは設定温度の上昇量が記憶されており、収納負荷推定手段４５１により推定された収納負荷に応じて設定温度を変更する。

ここで、冷蔵庫１Ａに食品を保管する場合、食品の品質を維持するためには、なるべく庫内を低温に維持する必要があり、設定温度の上昇は、食品が品質劣化する直接の原因となる。一方で、庫内にほとんど食品が収納されていない場合は、設定温度上昇の影響は小さく、場合によっては、宅内コントローラ２からの節電指示よりも、さらに設定温度を上昇させることができる可能性がある。したがって、節電指示に対する庫内温度の設定については、食品の収納量、すなわち冷却負荷量を反映させることが望ましい。

そこで、図８に示すように、収納負荷推定手段４５１が収納物の冷却負荷を推定し、冷却制御手段５０が収納負荷推定手段４５１の推定結果に基づいて冷蔵室２１の設定温度を変更する。これにより、節電効果の高い設定温度に自動的に設定することができる。

図９〜図１２は、本発明の実施形態４に係る冷蔵庫４０１Ａの冷蔵室２１における温度及び庫内外差圧の一例を示すグラフである。図９Ａ〜図９Ｃは冷蔵室２１内の異なる収納容積占有率における主要温度と消費電力であって、図中のＴ１は冷蔵室天井面の平均温度、Ｔ２は冷蔵室背面の平均温度、Ｔ３は冷蔵室２１の背面に設置された吹出口から供給される冷却空気の平均温度、Ｗ０は冷蔵庫１Ａ全体の消費電力を示している。図１０Ａ〜図１０Ｃは、冷蔵室の棚板によって４段に仕切られた、冷蔵室２１内の異なる収納容積占有率における各棚の温度であって、図中のＴ４は最上段の温度、Ｔ５は２段目の温度、Ｔ６は３段目の温度、Ｔ７は最下段の温度を示している。なお、冷蔵室棚の温度は、収納物より背面側で測定されたものである。図１１Ａ〜図１１Ｃは、冷蔵室２１の扉の裏面に３段分設置された各扉棚の温度であり、図中のＴ８は扉棚上段の温度であり、Ｔ９は扉棚中段の温度であり、Ｔ１０は扉棚下段の温度である。図１２Ａ〜図１２Ｃは、庫内圧力検出手段４１１によって検出された庫内圧力の実測値及び大気圧との差から算出された冷蔵室２１の内外差圧である。なお、収納物は袋入りインスタントラーメンで模擬し、図９Ａ〜図１２Ａは収納容積占有率が０％である場合、図９Ｂ〜図１２Ｂは収納容積占有率が４０％である場合、図９Ｃ〜図１２Ｃは収納容積占有率が７０％である場合であって、冷蔵室２１の扉が１分間全開にされた後に２４時間運転して各種温度及び外差圧を計測したものである。

図１０Ａ〜図１０Ｃに示す庫内温度Ｔ４〜Ｔ７において、収納容積占有率が高いほど、収納物より背面側に配置されている冷蔵室棚の温度Ｔ４〜Ｔ７は低温になっており、収納容積占有率が７０％の場合は、冷蔵室２１の３段目温度Ｔ６及び最下段温度Ｔ７が０℃以下まで低下している。また、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、収納物より扉側に配置されている冷蔵室扉棚の温度Ｔ８〜Ｔ１０は収納容積占有率が高いほど高温になっている。このように、冷却空気の扉側への供給が収納物により阻害されていることがわかる。特に、図１１Ａ〜図１１Ｃの冷蔵室２１の扉棚上段温度Ｔ８は１３〜１４℃を維持しており、冷蔵温度帯から外れ、食品の劣化を促進させる温度環境となっていることが示されている。さらに、図９Ａ〜図９Ｃの消費電力ＷＡは、収納容積占有率が０〜７０％において、最大値は５０Ｗ程度を維持しているが、圧縮機３１をＯＦＦして、空気搬送装置３３のみで運転されている期間が、収納容積占有率が高いほど減少しており、消費電力量としては増加していることが示されている。

図９〜図１２に示すように、継続的に実施される冷蔵室のダンパ３４の開閉による冷却空気の流入量の増減に伴って、図１２Ａ〜図１２Ｃにおいて、冷蔵室内外差圧も変動しており、その変動幅は収納容積占有率が高いほど大きくなっている。具体的な差圧の数値として、図１２Ａの収納容積占有率：０％では０．５〜０．８Ｐａ（変動幅Δ０．３Ｐａ）、図１２Ｂの収納容積占有率：４０％では０．１〜１．１Ｐａ（変動幅Δ１．０Ｐａ）、図１２Ｃの収納容積占有率：７０％では−０．４〜１．５Ｐａ（変動幅Δ１．９Ｐａ）となっている。すなわち、収納容積占有率が高く冷蔵室２１内の余剰容積が小さいほど、冷却空気供給時における差圧の最大値が増加し、逆に冷却空気停止時における差圧の最小値が減少していることが示されている。

したがって、収納負荷推定手段４５１は、冷蔵室内外差圧の変動幅や絶対値に対して閾値が設定されており、庫内圧力検出手段４１１によって検出された庫内圧力の実測値と閾値とを用いて収納された食品の容積を推定する。また、冷蔵室２１内の温度、特に冷蔵室扉棚上段温度Ｔ５に示されているように、収納容積による変化が大きい位置における温度を測定することにより、冷却のしにくさが推定できる。したがって、庫内温度検出手段４１０によって検出された扉側上方温度と、庫内圧力検出手段４１１によって検出された庫内圧力を用いることにより、収納物の冷却負荷を判定することが可能となる。

以上より、冷却制御手段５０は、宅内コントローラ２から節電指示を受信した際、収納負荷推定手段４５１において冷却負荷が大きいと判定された場合、例えば冷蔵室２１内が過負荷状態で、設定温度の上昇が困難な場合には、冷蔵室のダンパ３４の開率を大きくして冷蔵室２１を優先的に冷却し、他の貯蔵室の設定温度を上昇させるために、圧縮機３１の回転数及び空気搬送装置３３による搬送風量を減少させる信号を送信することにより、冷蔵室２１内に収納された食品の保存品質を維持しつつ、消費電力レベルを若干低減することが可能となる。逆に、収納負荷推定手段４５１において冷却負荷が小さいと判定された場合、例えば貯蔵室内がほとんど空状態で熱容量が小さい場合には、宅内コントローラ２からの節電指示による設定温度よりもさらに上昇させ、大幅な節電効果を得ることができる。

また、操作パネル２７に電力情報、節電指示により変更された制御内容の他に、収納負荷推定手段４５１によって判定された、貯蔵室内の冷却負荷情報も併せて表示することができる。これにより、ユーザーが自動制御内容を確認できるだけでなく、ユーザーに冷却負荷と消費電力の相関を明示することができ、節電行動を啓蒙することが可能になるという効果が得られる。さらに、操作パネル２７がユーザー端末である場合、ユーザーは遠距離から冷蔵庫１Ａの運転情報及び異常状態を確認できるだけでなく、例えば買い物中に過負荷状態を確認できるため、保管できない買い物を抑制するなどの利便性効果も得られる。

なお、図８において、庫内に庫内温度検出手段４１０と庫内圧力検出手段４１１を設置し、扉側上方温度と庫内圧力との双方によって、収納物の冷却負荷が判定される場合について例示しているが、扉側上方温度あるいは庫内圧力のいずれか一方のみを設け、収納物の負荷を推定するようにしてもよい。さらに、実施形態４では、冷蔵室２１に庫内温度検出手段４１０及び庫内圧力検出手段４１１を設置する構成を例に説明したが、これらの構成を適用する貯蔵室は任意であり、複数の貯蔵室２１〜２５のいずれにも適用することができる。いずれの貯蔵室２１〜２５の冷却負荷を判定しても同様の効果が得られ、特に全ての貯蔵室２１〜２５の冷却負荷を反映できれば、より精度の高い節電運転制御が可能となる。

本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されない。たとえば、実施形態１〜４において、電力計測装置３は電力計測端子４を用いて各家電機器１Ａ〜１Ｅに供給されている電流を測定し、各家電機器１Ａ〜１Ｅの消費電力及び系統電源１の供給電力を算出しているが、各家電機器１Ａ〜１Ｅに消費電力測定機能を搭載し、各家電機器１Ａ〜１Ｅから宅内コントローラ２に消費電力情報を直接送信してもよい。これにより、電力計測装置３及び電力計測端子４は不要となるため、電力管理システム１００、２００、３００が簡略化し、低コストで構築できるという効果が得られる。

また、実施形態１〜４において、冷蔵庫１Ａの動作を対象として運転タイミングをずらす等の制御を行う場合について例示しているが、例えば空気調和機のデフロスト運転等についても同様に適用することができる。さらに、電力管理システム１００、２００、３００が家庭内に適用される場合について例示しているが、ビル管理システム（ＢＥＭＳ）に適用されるものであってもよい。

１ 系統電源、１Ａ、４０１Ａ 冷蔵庫、１Ｂ エアコン、１Ｃ 給湯器、１Ｄ クッキングヒータ、１Ｄ ＩＨクッキングヒータ、１Ｅ 電子レンジ、２ 宅内コントローラ、３ 電力計測装置、４ 電力計測端子、５ 通信手段、２１ 冷蔵室、２２ 製氷室、２３ 切替室、２４ 冷凍室、２５ 野菜室、２６ チルド室、２６ａ チルドケース、２７ 操作パネル、３１ 圧縮機、３２ 冷却器、３３ 空気搬送装置、３４ ダンパ、３６ 制御基板、４１ 冷却風路、４２ 風路、４３ 風路、４４ 風路、５０ 冷却制御手段、６１ 規制期間設定手段、６２ 運転予測手段、６３ 運転管理手段、１００、２００、３００ 電力管理システム、２０１ 情報伝送手段、２１０ 外部サーバ、２２０ ユーザー端末、３０１ 自立切替装置、３１０ 太陽光発電システム、３２０ 電気自動車、３３０ 蓄電池、３４０ 双方向ＰＣＳ、４１０ 庫内温度検出手段、４１１ 庫内圧力検出手段、４５１ 収納負荷推定手段、ＮＷ１０ 外部ネットワーク、Ｔ３ 段目温度、Ｔ４ 最下段温度、Ｔ５ 扉棚上段温度、Ｔ５ 冷蔵室扉棚上段温度、ＴＰ 電力規制期間、Ｗ０ 総消費電力、Ｗ０ｒｅｆ 電力逼迫しきい値、ＷＡ 冷蔵庫の消費電力、ＷＢ エアコンの消費電力、ＷＣ 給湯器の消費電力、ＷＤ ＩＨクッキングヒータの消費電力、ＷＥ 電子レンジの消費電力。

Claims (11)

1. 冷蔵庫を含む複数の家電機器を制御する宅内コントローラと、複数の前記家電機器のそれぞれにおいて消費される消費電力を計測する電力計測装置と、を備え、
   前記冷蔵庫は、筐体内に形成された貯蔵室を備え、
   前記電力計測装置は、宅内全体において消費される総消費電力を計測する機能を有し、
   前記宅内コントローラは、
   宅内において電力の需給が逼迫した場合に、前記家電機器に対し運転の制限を指示する運転管理手段を備えたものであって、
   外部サーバからシステムが存在する地域の現在または将来の少なくともいずれか一方の地域電力需給情報を取得するものであり、
   前記電力計測装置において計測された時間毎の総消費電力の履歴を記憶し、総消費電力の履歴から電力の逼迫による電力供給が規制される期間を予測して電力規制期間を設定する規制期間設定手段と、
   複数の前記家電機器から前記各家電機器の運転状態を取得し、取得した運転状態の履歴から前記家電機器の運転タイミングを予測する運転予測手段と、を有し、
   前記運転管理手段は、
   前記地域電力需給情報及び前記電力計測装置において計測された総消費電力に基づいて電力が逼迫しているか否かを判定し、電力逼迫に関する情報を取得し、取得した電力逼迫に関する情報に応じて前記家電機器の消費電力を抑制するように制御する機能と、
   前記規制期間設定手段により予測され設定された前記電力規制期間内に前記運転予測手段において予測された運転タイミングが含まれるか否かを判断し、前記電力規制期間内に前記運転タイミングが含まれる場合、前記電力規制期間より前に前記貯蔵室の設定温度を下降させて急冷運転を実施するように前記冷蔵庫を制御する機能と、を有するものである電力管理システム。
2. 前記宅内コントローラは、外部サーバから現在もしくは将来の停電情報を取得するものであり、
   前記規制期間設定手段は、前記停電情報に基づき停電になる期間を前記電力規制期間として設定する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記宅内コントローラは、外部サーバから時間帯毎の単位電力あたりの電気代情報を取得するものであり、
   前記運転管理手段は、単位電力あたりの電気代が安い時間帯に急冷運転もしくは霜取運転が実施されるように前記冷蔵庫を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力管理システム。
4. 前記冷蔵庫は、
   圧縮機、凝縮器及び冷却器を有する冷凍サイクルと、
   前記冷却器によって冷却された冷却空気を、前記貯蔵室に搬送する空気搬送装置と、
   前記貯蔵室に供給される、前記冷却空気の流入量を調節する吹出風量制御装置と、
   前記宅内コントローラとの間で通信を行う通信手段と、
   前記宅内コントローラからの節電指示に従い、前記圧縮機、前記空気搬送装置、前記吹出風量制御装置のうち、少なくとも１つに制御信号を送信し、前記貯蔵室に対する冷却能力を変更する冷却制御手段と、を備え、
   前記冷却制御手段は、前記宅内コントローラからの節電指示に従い、前記貯蔵室の設定温度を上昇させて節電運転を実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力管理システム。
5. 電力を蓄電する蓄電設備をさらに有し、
   前記運転管理手段は、電力供給情報に基づき、現在の電力供給が安定しており単位電力当たりの電気代が安い場合に前記蓄電設備を充電し、電力供給が逼迫している場合に、前記蓄電設備から複数の前記家電機器に電力を供給するように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力管理システム。
6. 断熱筐体内に形成された貯蔵室と、
   圧縮機、凝縮器及び冷却器を有する冷凍サイクルと、
   前記冷却器によって冷却された冷却空気を、前記貯蔵室に搬送する空気搬送装置と、
   前記貯蔵室に供給される、前記冷却空気の流入量を調節する吹出風量制御装置と、
   宅内に配置された複数の家電機器を制御する宅内コントローラとの間で通信を行う通信手段と、
   前記宅内コントローラからの節電指示に従い、前記圧縮機、前記空気搬送装置、前記吹出風量制御装置のうち、少なくとも１つに制御信号を送信し、前記貯蔵室に対する冷却能力を変更する冷却制御手段と、
   前記貯蔵室の扉の裏面上部に設けられ、前記貯蔵室内の空気温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出された前記貯蔵室内の空気温度を用いて、前記貯蔵室の内部に収納された収納物の冷却負荷を推定する冷却負荷推定手段と、を備え、
   前記冷却制御手段は、前記冷却負荷推定手段によって推定された冷却負荷を反映して前記貯蔵室に対する冷却能力を変更するものである冷蔵庫。
7. 前記冷却制御手段は、前記宅内コントローラからの節電指示に従い、前記貯蔵室の設定温度を上昇させて節電運転を実施することを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
8. 前記貯蔵室内の庫内圧力を検出する庫内圧力検出手段をさらに備え、
   前記冷却負荷推定手段は、前記庫内圧力検出手段により検出された庫内圧力から前記貯蔵室内に収納物の容積を推定し、推定した収納物の容積と前記貯蔵室内の空気温度とを用いて収納物の冷却負荷を推定する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の冷蔵庫。
9. 前記貯蔵室の前面開口部を閉塞する扉と、
   前記扉の開閉履歴を検知する扉開閉検知手段と
   をさらに備え、
   前記冷却負荷推定手段は、前記扉開閉検知手段によって検知された前記扉の開閉履歴を反映して収納物の冷却負荷を推定する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の冷蔵庫。
10. 情報を表示する表示部をさらに備え、
    前記表示部は、前記通信手段を介して入手した電力供給情報、前記冷却制御手段によって制御された前記冷凍サイクルの冷却能力情報もしくは前記冷却負荷推定手段によって推定された収納物の冷却負荷情報の少なくとも１つを表示するものであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
11. 前記通信手段は、前記冷却制御手段によって制御された前記冷凍サイクルの冷却能力情報、前記冷却負荷推定手段によって推定された収納物の冷却負荷情報のうち少なくとも１つの情報を、前記通信手段とデータ伝送可能に接続されたユーザー端末に送信するものであることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の冷蔵庫。

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