JP6478805B2

JP6478805B2 - 消費電力量推定装置及びプログラム

Info

Publication number: JP6478805B2
Application number: JP2015104143A
Authority: JP
Inventors: 宗佑南田; 一生冨澤; 一宏小松; 智子富田; 冬樹佐藤; 健次郎三浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: JP2016217645A

Description

本発明は、消費電力量推定装置及びプログラム、特にマルチエアコンにおける室外機の消費電力量の推定に関する。

マルチエアコンにおける室外機の使用電力量を求める方法として、例えば、特許文献１では、室内機毎の運転指令周波数と空調能力に比例した係数を乗算し、その値を積算することで各室内機の消費電力量を求める技術が提案されている。

登録実用新案第２０２９７５１号公報特許第４１９６６３５号明細書

しかしながら、従来においては、室外機の消費電力量を求めることはできない。各室内機の消費電力量を合算しても室外機の消費電力量を正確に求めることにはならない。

本発明は、電力量計が空調機毎に設置されていない場合でも室外機の消費電力量を高精度に求めることを目的とする。

本発明に係る使用電力量推定装置は、マルチエアコンにおける室外機の使用電力量を推定する使用電力量推定装置において、マルチエアコンの稼動時における室外機周波数及び室内機運転率を含む実績データを取得するデータ取得手段と、前記実績データに基づき室内機が運転率１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として得る運用最大周波数取得手段と、室外機定格電力、運用最大周波数及び現在の室外機周波数から室外機の消費電力を算出する算出手段と、を有するものである。

また、前記運用最大周波数取得手段は、前記実績データに室内機運転率が１００％で稼動しているときのデータが含まれていない場合、前記実績データに基づき計算により運用最大周波数を推定するものである。

また、前記運用最大周波数取得手段は、前記実績データに基づく回帰分析を行うことで運用最大周波数を推定するものである。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、マルチエアコンの稼動時における室外機周波数及び室内機運転率を含む実績データを取得するデータ取得手段、前記実績データに基づき室内機運転率が１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として得る運用最大周波数取得手段、室外機定格電力、運用最大周波数及び現在の室外機周波数から室外機の使用電力を算出する算出手段、として機能させるためのものである。

本発明によれば、空調機毎の電力量計が設置されていない場合でも室外機の消費電力量を高精度に求めることができる。

また、室内機運転率が１００％で稼動しているときのデータが存在しない場合でも、運用最大周波数を推定することができる。

本実施の形態におけるマルチエアコンシステムの全体構成及び本発明に係る消費電力量推定装置の一実施の形態のブロック構成を示した図である。本実施の形態における消費電力量推定装置を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態における消費電力推定処理を示したフローチャートである。本実施の形態において運用最大周波数の推定方法を説明する際に用いるグラフ図である。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態におけるマルチエアコンシステムの全体構成及び本発明に係る消費電力量推定装置の一実施の形態のブロック構成を示した図である。図１には、空調コントローラ１、表示端末２及び消費電力量推定装置１０がネットワーク３で接続された構成が示されている。空調コントローラ１には、１台の室外機２１に複数の室内機２２が接続された１又は複数の空調機２０が接続されている。なお、各空調機２０は、全て同等の構成でよいので図１には１台のみ示した。空調コントローラ１は、空調機２０の運転制御を行い、また稼働時における室外機周波数、室内機運転率等の実績データを各空調機２０から収集する。表示端末２は、保守員やマルチエアコンシステムが導入されたビルの居住者等によって使用され、消費電力量推定装置１０によって生成された消費電力量を含む空調機２０の使用実績に関する情報を表示する情報処理装置である。なお、各表示端末２は、全て同等の構成でよいので図１には１台のみ示した。

図２は、本実施の形態における消費電力量推定装置１０を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態において消費電力量推定装置１０を形成するコンピュータは、従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、コンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３４、入力手段として設けられたマウス３５とキーボード３６、及び表示装置として設けられたディスプレイ３７をそれぞれ接続する入出力コントローラ３８、通信手段として設けられたネットワークコントローラ３９を内部バス４０に接続して構成される。表示端末２も同じコンピュータであることから、図２と同様の構成を有している。空調コントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等、従前と同等の構成を有していればよい。

図１に戻り、消費電力量推定装置１０は、稼動データ取得部１１、運用最大周波数算出部１２、消費電力算出部１３、情報提供部１４、空調機情報記憶部１５、稼動データ蓄積部１６及び消費電力情報記憶部１７を有している。稼動データ取得部１１は、空調コントローラ１から実績データを定期的に取得し、マルチエアコンの稼動データとして稼動データ蓄積部１６に保存する。本実施の形態では稼動データを参照に消費電力を推定するが、稼動データ取得部１１は、消費電力の推定に用いる実績データを少なくとも空調コントローラ１から取得する。運用最大周波数算出部１２は、稼動データ蓄積部１６に蓄積された稼動データに基づき室内機が運転率１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として得る。消費電力算出部１３は、室外機周波数、運用最大周波数及び現在の室外機周波数から室外機の消費電力を算出し、消費電力情報記憶部１７に登録する。情報提供部１４は、消費電力情報記憶部１７に記憶されている消費電力情報に基づき消費電力量等のマルチエアコンシステムの稼働に関する情報を生成し、表示端末２に表示させることで情報提供を行う。

空調機情報記憶部１５には、室外機定格電力、室外機定格能力、室内機定格能力等空調機２０に含まれる室外機２１及び室内機２２の仕様情報が予め設定されている。

消費電力量推定装置１０における各構成要素１１〜１４は、消費電力量推定装置１０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ３１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、各記憶手段１５〜１７、消費電力量推定装置１０に搭載されたＨＤＤ３４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ３３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、本実施の形態における消費電力量推定装置１０において、消費電力を推定する処理について図３に示したフローチャートを用いて説明する。この消費電力推定処理を実行するアプリケーションは、例えば５分毎などのように定周期的に起動される。

前述したように、稼動データ取得部１１は、空調コントローラ１から実績データを稼動データとして取得する（ステップ１１０）。続いて、運用最大周波数算出部１２は、稼動データ蓄積部１６に蓄積された稼動データを参照し、稼動データの中に室内機運転率が１００％であるデータの存在を確認する。室内機運転率が１００％のデータが存在する場合（ステップ１２０でＹ）、その室内機運転率に対応した室外機周波数、すなわち室内機２２が運転率１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として取得する（ステップ１３０）。１００％の室内機運転率が複数存在する場合には、それらに対応する室外機周波数の平均値を運用最大周波数と算出してもよい。

一方、室内機運転率が１００％であるデータが存在しない場合（ステップ１２０でＮ）、運用最大周波数算出部１２は、回帰分析により次のようにして運用最大周波数を推定する（ステップ１４０）。

図４は、本実施の形態において稼動データに含まれる室内機運転率と室外機周波数との関係を示した図である。横軸は室内機運転率であり、縦軸は室外機周波数である。運用最大周波数算出部１２は、図４に示したように同じ日時に取得された各データを対応付けてグラフ上にプロットする。そして、回帰直線５を引き、この線上の室内機運転率が１００％となるところの室外機周波数を運用最大周波数と推定する。

以上説明したように、運用最大周波数算出部１２は、室内機運転率が１００％に満たない場合は室内機運転率と室外機周波数に基づく回帰分析により運用最大周波数を推定することになる。図４のグラフ上にプロットするデータは、稼動データ蓄積部１６に蓄積されている全データを用いてもよいし、例えば過去１年間など所定期間に含まれるデータに限定してもよい。

以上のようにして運用最大周波数が求まると、消費電力算出部１３は、その運用最大周波数及び空調機情報記憶部１５から室外機定格能力、更に、稼動データ蓄積部１６から室外機周波数を取得して、以下の消費電力推定式（１）に代入することで室外機２１の消費電力を算出する。
消費電力［ｋＷ］＝室外機定格電力［ｋＷ］×室外機周波数［Ｈｚ］／運用最大周波数［Ｈｚ］・・・（１）

なお、上記（１）に代入する室外機周波数は、稼動データ蓄積部１６から直近の室外機周波数、例えば、消費電力推定処理を５分毎に実行する場合、直近５分間に取得された室外機周波数の平均値を取ることで求める。

以上のようにして室外機２１の消費電力を算出すると、消費電力算出部１３は、その算出値に日時を対応付けして生成した消費電力情報を消費電力情報記憶部１７に保存する（ステップ１５０）。

以上のようにして室外機２１の消費電力が算出されると、情報提供部１４は、表示端末２のユーザからの要求に応じてマルチエアコンシステムの稼働に関する情報を提供する。例えば、ユーザからの消費電力量の提示要求に応じて、情報提供部１４は、消費電力情報記憶部１７に記憶された消費電力を所定の期間、例えば１時間毎、１日毎、１週間毎、あるいは１月毎に集計して当該期間における消費電力量を算出する。そして、所定の期間、例えば先月分、過去１年間、あるいはユーザにより要求された期間に含まれる消費電力量を表示するためのウェブページ等のコンテンツを生成し、表示端末２へ送信する。表示端末２は、ブラウザによりコンテンツを画面表示する。このようにして、マルチエアコンシステムの稼働に関する情報の見える化を図ることができる。

室外機２１は、その設置環境によって運転周波数の最大値（運用最大周波数）は変動するため、出荷時の値（仕様の数値）をそのまま使っても室外機２１の消費電力を正確に算出できない可能性が生じてくる。そこで、本実施の形態においては、稼動の実績データから得られる室外機周波数と室内機運転率を用いて運用最大周波数を推定し、この運用最大周波数を用いて室外機２１の消費電力を算出するようにした。これにより、室外機２１の設置環境を加味した室外機２１の消費電力をより高精度に求めることができる。また、稼動の実績データ（室外機周波数と室内機運転率）に基づき室外機２１の消費電力量を求めるので、施設に電力量計が設置されていない場合でも室外機２１の消費電力量を求めることができる。

ところで、本実施の形態では、室内機運転率が１００％であるデータが存在ない場合、図４に示したように室内機運転率と室外機周波数との関係に基づき単回帰分析により１本の回帰直線５を引いて運用最大周波数を推定するようにした。ただ、この推定方法に限定する必要はない。例えば、室内機運転率の上位ｍ個、例えば上位５個のデータに基づき回帰直線を引いてもよいし、室外機周波数の上位ｎ個、例えば上位５個のデータに基づき回帰直線を引いてもよい。また、これらの３つの回帰直線のうち少なくとも２つの回帰直線の平均を取るようにしてもよい。

また、室外機定格能力及び室内機定格能力の数値の関係に基づく係数テーブルを空調機情報記憶部１５に予め登録しておき、室外機定格能力に対する室内機２２全体の室内機定格能力が下回る場合（バランスがとれていない場合）、係数テーブルを参照して室外機定格電力を補正すべき係数を得て、その係数で上記式（１）に含まれる室外機定格電力を補正するようにしてもよい。

１空調コントローラ、２表示端末、３ネットワーク、１０消費電力量推定装置、１１稼動データ取得部、１２運用最大周波数算出部、１３消費電力算出部、１４情報提供部、１５空調機情報記憶部、１６稼動データ蓄積部、１７消費電力情報記憶部、２０空調機、２１室外機、２２室内機、３１ＣＰＵ、３２ＲＯＭ、３３ＲＡＭ、３４ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、３５マウス、３６キーボード、３７ディスプレイ、３８入出力コントローラ、３９ネットワークコントローラ、４０内部バス。

Claims

マルチエアコンにおける室外機の使用電力量を推定する使用電力量推定装置において、
マルチエアコンの稼動時における室外機周波数及び室内機運転率を含む実績データを取得するデータ取得手段と、
前記実績データに基づき室内機が運転率１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として得る運用最大周波数取得手段と、
室外機定格電力、運用最大周波数及び現在の室外機周波数から室外機の消費電力を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする使用電力量推定装置。
前記運用最大周波数取得手段は、前記実績データに室内機運転率が１００％で稼動しているときのデータが含まれていない場合、前記実績データに基づき計算により運用最大周波数を推定することを特徴とする請求項１に記載の使用電力量推定装置。
前記運用最大周波数取得手段は、前記実績データに基づく回帰分析を行うことで運用最大周波数を推定することを特徴とする請求項２に記載の使用電力量推定装置。
コンピュータを、
マルチエアコンの稼動時における室外機周波数及び室内機運転率を含む実績データを取得するデータ取得手段、
前記実績データに基づき室内機運転率が１００％で稼動しているときの室外機周波数を運用最大周波数として得る運用最大周波数取得手段、
室外機定格電力、運用最大周波数及び現在の室外機周波数から室外機の使用電力を算出する算出手段、
として機能させるためのプログラム。