KR20090035555A - 전력량 제어장치 - Google Patents

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KR20090035555A
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electric
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마사아키 다케가미
히로토 나카지마
사토루 사카에
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

점포에는, 복수의 전기기기가 단일의 주전원에 접속되는 공기조화장치, 조명장치, 급탕장치, 및 냉동설비가 설치된다. 전력량 제어장치는, 전력검출부와, 전력감시부, 공조도출부, 및 공조제어부를 구비한다. 전력검출부는 복수 전기기기의 총 사용전력을 검출하며, 전력감시부는 전력검출부가 검출하는 총 사용전력이 설정전력값을 초과하면 디맨드(Demand)신호를 출력한다. 디맨드신호가 출력되면, 공조제어부는, 공조도출부에 의해 도출된 디맨드신호 출력개시 시의 공기조화장치 전류값을 초기값(A)으로 하며, 공기조화장치의 전류가, 초기값에 기초하여 정해지는 설정저감량(Dal)만큼 초기값에서 저감된 목표값(TA)이 되도록 공기조화장치를 제어한다.
전기기기, 전력검출수단, 도출수단, 전력감시수단, 제어수단

Description

전력량 제어장치{POWER CONTROL DEVICE}
본 발명은 전력량 제어장치에 관한 것으로, 특히 총 사용전력의 억제대책에 관한 것이다.
종래, 오피스빌딩 등 상공업시설에서는 단일의 주전원에 조명장치나 공기조화장치 등 복수의 전기기기가 사용되고 있다. 이와 같은 시설에서는 복수 전기기기의 총 사용전력이 설정전력량(예를 들어 전력회사와의 계약전력량)을 초과하지 않도록 각 기기를 제어하는 전력량 제어장치가 이용되고 있다(예를 들어 특허문헌 1(일본국 특허공개 평성 01-118051호 공보)).
특허문헌 1의 전력량 제어장치는, 복수대의 공조기를 포함한 복수 전기기기의 총 사용전력을 산출하는 전력량 연산수단과, 총 사용전력량을 감시하는 디맨드 제어장치(Demand Controller)(수요전력 제어수단)와, 복수대의 공조기를 각각 제어하는 각 공조제어기를 구비한다.
상기 전력량 제어장치에서는, 전력량 연산수단에 의해 산출된 총 사용전력량이 규정 상한을 초과하면, 디맨드 제어장치가 디맨드신호를 출력하며, 각 공조제어기가 각 공조기의 설정온도를 소정온도만큼 시프트시킨다. 구체적으로, 각 공조제어기는 디맨드신호가 출력되면, 냉방 시에는, 대응하는 공조기의 설정온도를 1℃씩 상승시키는 제어를 하며, 난방 시에는, 대응하는 공조기의 설정온도를 1℃씩 저하시키는 제어를 한다. 이로써 각 공조기의 사용전력이 저감되어, 총 사용전력이 규정 상한값 이하로 된다.
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그런데, 상기 특허문헌 1의 전력량 제어장치는 각 공조기의 설정온도를 일정한 소정온도 폭으로 시프트시킨다. 따라서, 이 소정온도 폭을 작은 값으로 설정하면, 총 사용전력이 규정 상한값을 대폭으로 초과할 경우, 총 사용전력을 규정 상한값 이하로 하는데 장시간을 요한다는 문제가 있다. 한편, 이 소정온도 폭을 큰 값으로 설정하면, 디맨드신호 출력시에 총 사용전력이 규정 상한값을 조금 밖에 초과하지 않았을 경우에 각 공조기의 사용전력을 필요 이상으로 저하시켜버린다는 문제점이 있다. 즉, 상기 전력량 제어장치는, 공조기의 사용전력에 관련된 물리량인 설정온도의 변동폭이 일정하므로, 총 사용전력을 적절하게 제어할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 복수 전기기기의 총 사용전력을 적절하게 제어하는 전력량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은, 복수 전기기기의 총 사용전력이 설정 전력값을 초과할 때의 전기기기 사용전력에 따라 사용전력의 저감량을 제어하는 것이다.
구체적으로, 제 1 발명은, 복수의 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력을 검출하는 전력검출수단(12)과, 상기 복수의 전기기기(20, 40, 80, 90) 중 미리 설정된 적어도 1개의 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력에 관련된 물리량을 도출하는 도출수단(62, 72)과, 상기 전력검출수단(12)이 검출하는 총 사용전력이, 미리 정해진 설정 전력값을 초과하면 디맨드신호를 출력하는 전력감시수단(13)을 구비한다. 또, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하면, 상기 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력을 저감하기 위하여, 이 디맨드신호 출력개시 시의 제 1 전기기기(20, 40) 물리량을 초기값으로 하여, 이 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량이 상기 초기값에 기초하여 정해지는 설정량만큼 초기값에서 변화시킨 목표값이 되도록 상기 제 1 전기기기(20, 40)를 제어하는 제어수단(63, 73)을 구비한다.
이 제 1 발명에서 상기 도출수단(62, 72)은, 사용전력에 관련된 물리량으로서 예를 들어 전력을 직접 도출해도 되며, 전력과 관력된 물리량인 전류 등의 값을 도출해도 된다.
이 제 1 발명에서는, 상기 복수의 전기기기(20, 40, 80, 90)가 예를 들어 각 기기의 부하에 대응하는 능력으로 운전된 상태에서, 전력검출수단(12)에 의해 검출된 총 사용전력이 설정전력값을 초과하면, 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력한다. 그리고 이 디맨드신호가 출력되었을 때, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력이 클 경우, 총 사용전력이 설정전력값을 대폭으로 초과할 가능성이 있으며, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력이 작을 경우, 총 사용전력도 설정전력값을 약간 초과하는 정도인 것으로 생각된다. 그래서 상기 제어수단(63, 73)은 디맨드신호가 출력되었을 때의 제 1 전기기기(20, 40) 사용전력이 커짐에 따라, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력이 대폭으로 저감되도록 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 제어한다.
구체적으로, 상기 제어수단(63, 73)은, 도출수단(62, 72)에 의해 도출된 디맨드신호의 출력개시 시의 상기 물리량을 초기값으로 하여, 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 이 초기값에 기초한 설정량만큼 초기값에서 변화시킨 목표값으로 한다. 즉, 상기 물리량이 전류인 경우, 전류의 설정량은 제 1 전기기기(20, 40)의 전류 초기값이 커짐에 따라 커지도록 설정되며, 전류를 이 설정량만큼 저감 변화시킨다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 제어수단(63, 73)은 소정시간마다 초기값에서 상기 설정량만큼 변화시켜 목표값을 설정한다.
이 제 2 발명에서는 제 1 전기기기(20, 40)의 상기 물리량을 소정시간마다 설정량만큼 변화시키므로, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력은 소정시간마다 확실하게 저감된다.
제 3 발명은, 제 2 발명에 있어서 상기 제어수단(63, 73)은, 목표값이, 미리 설정된 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량 제한값에 달하면, 이 제한값을 목표값으로 설정한다.
이 제 3 발명에 있어서 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량 제한값은, 상기 제 1 전기기기(20, 40)의 운전에 필요한 물리량의 값(예를 들어 물리량이 전류인 경우, 운전에 필요한 전류의 하한값)이다. 이로써, 상기 제어수단(63, 73)에 의해 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량이 변화해도, 제 1 전기기기(20, 40)의 운전은 계속된다.
제 4 발명은, 제 1∼제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호 출력을 정지하면, 이 디맨드신호 출력이 정지된 후 소정의 유지시간이 경과할 때까지, 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량이 상기 디맨드신호 출력정지 시의 목표값으로 유지되도록 상기 제 1 전기기기(20, 40)를 제어하는 유지수단(65, 75)을 구비한다.
이 제 4 발명에서는, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호 출력을 정지하면, 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력이 설정전력값 이하가 된 것이므로, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력을 더 이상 저감시킬 필요가 없게 된다. 그러나 제 1 전기기기(20, 40)가 부하에 대응할 수 있도록 사용전력을 크게 하면, 다시 디맨드신호가 출력될 가능성이 높다. 그래서 상기 유지수단(65, 75)은, 상기 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 디맨드신호 출력이 정지되었을 때의 목표값으로 함으로써, 디맨드신호가 출력되지 않는 상태(총 사용전력이 설정전력값을 초과하지 않는 범위)에서 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력을 큰 상태로 유지한다. 즉, 제 1 전기기기(20, 40)를 가능한 한 부하에 대응한 상태로 유지한다.
제 5 발명은, 제 4 발명에 있어서 상기 전력감시수단(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 유지수단(65, 75)의 유지시간이 경과하면, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하기 전의 상태로 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 복귀시키는 복귀수단(66, 76)을 구비한다.
이 제 5 발명에서 상기 전력감시수단(13)은, 상기 전력감시수단(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 유지수단(65, 75)의 유지시간이 경과하면, 상기 복귀수단(66, 76)은 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 복귀시켜, 제 1 전기기기(20, 40)가 다시 부하에 대응한 사용전력으로 운전되도록 한다.
제 6 발명은, 제 1∼제 5 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 전기기기(20, 40)는 부하대응 우선도가 낮은 전기기기(20, 40)이며, 상기 제 1 전기기기(20, 40) 이외의 제 2 전기기기(80, 90)는 부하대응 우선도가 높은 전기기기(80, 90)이다.
이 제 6 발명에서, 제 1 전기기기(20, 40)로서 공기조화장치(20)나 급탕장치(40)가 예시되며, 제 2 전기기기(80, 90)로서 조명장치(80)나 냉동설비(90)가 예시된다. 즉, 디맨드신호가 출력된 경우, 조명장치(80)의 사용전력에 관련된 물리량을 제어하여 사용전력을 저감시키면, 이 조명장치(80) 사용자의 작업성을 현저하게 저하시킨다. 또 냉동설비(90)의 사용전력에 관련된 물리량을 제어하여 사용전력을 저감시키면, 이 냉동설비(90)에 의해 냉각되는 식품 등의 품질을 현저하게 저하시킨다.
한편, 공기조화장치(20)의 사용전력에 관련된 물리량을 제어하여 사용전력을 저감시키면 쾌적성은 약간 저하되나, 이 쾌적성 문제는 전술한 작업성 저하나 식품 등의 품질저하에 비하면 그다지 큰 문제가 아니다. 또 급탕장치(40)의 사용전력에 관련된 물리량을 제어하여 사용전력을 저감시켜도, 급탕장치(40)는 온수저류탱크(42)에 온수를 저류하여 축열할 수도 있으므로, 디맨드신호의 출력이 정지될 때까지는 저 전력으로 운전하며, 축열된 온수를 이용할 수 있다.
그래서 이 제 6 발명에서는, 우선도가 높은 조명장치(80)나 냉동설비(90)는 물리량의 제어를 행하지 않고 부하에 대응한 운전을 하는 한편, 우선도가 낮은 공기조화장치(20)나 급탕장치(40)는 총 사용전력을 억제시키기 위해 물리량을 제어한다. 여기서, 전술한 부하대응 우선도는 예시이며, 조명장치(80)를 부하대응 우선도가 낮은 제 1 전기기기로 해도 되며, 공기조화장치(20)를 부하대응 우선도가 높은 제 2 전기기기로 해도 된다. 또 계절이나 시간 등에 따라 제 1 전기기기와 제 2 전기기기를 적절하게 설택할 수 있도록 해도 된다.
제 7 발명은, 제 6 발명에 있어서 상기 제 1 전기기기(20, 40)는 공기조화장치(20)이다.
이 제 7 발명에서는 상기 디맨드신호가 출력되면, 상기 제어수단(63)이 상기 공기조화장치(20)의 사용전력에 관련된 물리량을 제어하여 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 저감시킨다.
제 8 발명은, 제 7 발명에 있어서 상기 공기조화장치(20)가, 실내열교환기(31)와 용량 가변의 압축기(26)와 열원측 열교환기(28)와 팽창기구(29)가 차례로 접속된 냉매회로를 구비하며, 상기 전력에 관련된 물리량은, 공기조화장치(20)의 전류, 사용전력, 상기 압축기(26)의 운전용량, 고압냉매의 압력, 및 설정온도 중 어느 하나이다.
이 제 8 발명에서는, 상기 디맨드신호가 출력되면, 상기 제어수단(63)이 공기조화장치(20)의 물리량으로서 공기조화장치(20)의 전류, 사용전력, 상기 압축기(26)의 운전용량, 고압냉매의 압력, 및 설정온도 중 어느 하나를 제어함으로써, 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 저감시킨다.
제 9 발명은, 제 7 발명에 있어서 상기 공기조화장치(20)는, 상기 실내열교환기(31)가 증발기가 되며, 상기 열원측 열교환기(28)가 응축기가 되는 냉방운전을 적어도 행하도록 구성되는 한편, 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무하는 분무수단(33)을 구비하며, 상기 제어수단(63)은, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하면, 상기 분무수단(33)이 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무하도록 이 분무수단(33)을 제어한다.
이 제 9 발명에서는, 상기 디맨드신호가 출력되면, 상기 분무수단(33)이 응축기로서 기능하는 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무함으로써 고압냉매의 압력을 저하시켜, 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 저감시킨다.
제 10 발명은, 제 7∼제 9 발명에 있어서 상기 설정량은, 실외온도에 기초한 보정값에 의해 보정된다.
이 제 10 발명에서 공기조화장치(20)의 공조부하는 실외온도에 따라 다르므로, 이 설정량을 실외온도에 따라 보정한다.
[발명의 효과]
상기 제 1 발명에 의하면, 디맨드신호가 출력되면, 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량이 디맨드신호 출력개시 시의 초기값에 기초하여 정해진 설정량만큼 초기값에서 변화시킨 목표값이 되도록 하므로, 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력을 필요 이상으로 저감시키는 일없이 또, 확실하게 총 사용전력을 저감시킬 수 있다. 이로써, 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력을 확실하게 설정전력값 이하로 억제할 수 있다.
또 상기 제 2 발명에 의하면, 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 소정시간마다 설정량만큼 변화시키도록 하므로, 총 사용전력을 확실하게 저감시킬 수 있다.
또한 상기 제 3 발명에 의하면, 상기 제어수단(63, 73)이 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 변화시켜도, 제 1 전기기기(20, 40)의 운전을 확실하게 계속할 수 있다.
또 상기 제 4 발명에 의하면, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호 출력을 정지하면, 상기 유지수단(65, 75)이 상기 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 디맨드신호 출력이 정지됐을 때의 목표값으로 유지하도록 하므로, 상기 제 1 전기기기(20, 40)는 디맨드신호가 없는 상태, 즉 총 사용전력이 설정전력값을 초과하지 않는 범위에서, 가능한 한 큰 사용전력을 유지할 수 있다. 이로써, 상기 제 1 전기기기(20, 40)가 가능한 한 부하에 대응한 운전을 행할 수 있다.
또한 상기 제 5 발명에 의하면, 상기 전력감시수단(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 유지수단(65, 75)의 유지시간이 경과하면, 상기 복귀수단(66, 76)이 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 복귀시키도록 하므로, 제 1 전기기기(20, 40)는 다시 부하에 대응한 능력으로 운전할 수 있다.
또 상기 제 6 발명에 의하면, 부하대응 우선도가 높은 제 2 전기기기(80, 90)에 대하여, 사용전력을 제한하기 위한 물리량을 제어하지 않으므로, 확실하게 부하에 대응한 적절한 운전을 할 수 있다.
또한 상기 제 7 발명에 의하면, 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 저하시킬 수 있으므로, 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력을 저감시킬 수 있다.
또 상기 제 8 발명에 의하면, 상기 제어수단(63)이 공기조화장치(20)의 물리량으로서, 공기조화장치(20)의 전류, 사용전력, 상기 압축기(26)의 운전용량, 고압냉매의 압력, 및 설정온도 중 어느 하나를 제어하도록 하므로, 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 확실하게 저하시킬 수 있다.
또한 상기 제 9 발명에 의하면, 공기조화장치(20)의 냉방운전 시에, 상기 분무수단(33)이 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무하도록 하므로, 간단한 방법으로 고압냉매의 압력을 저감시켜, 공기조화장치(20)의 사용전력을 저하시킬 수 있다.
또 상기 제 10 발명에 의하면, 상기 설정량을 실외온도에 기초한 보정값에 의해 보정하도록 하므로, 공기조화장치(20)의 부하는 실외온도에 따라 다른 점에서, 이 공기조화장치(20)의 사용전력을 부하에 대응시킨 상태에서 저감시킬 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태에 관한 점포 내의 전기기기 구성과 전력량 제어장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 관한 공기조화장치의 개략 구성도이다.
도 3은, 제 1 실시형태에 관한 급탕장치의 개략 구성도이다.
도 4는, 제 1 실시형태에 관한 전력량 제어장치의 제어를 나타내는 흐름도이 다.
도 5는, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관한 전력량 제어장치의 개략 구성도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관한 설정저감량 설정방법을 나타내는 도이다.
[부호의 설명]
1 : 전력량 제어장치 12 : 전력검출부(전력검출수단)
13 : 전력감시부(전력감시수단) 20 : 공기조화장치(제 1 전기기기)
40 : 급탕장치(제 1 전기기기) 63 : 공조제어부(제어수단)
80 : 조명장치(제 2 전기기기) 90 : 냉동설비(제 2 전기기기)
62 : 공조도출부(도출수단) 65 : 공조유지부(유지수단)
66 : 공조복귀부(복귀수단) 72 : 급탕도출부(도출수단)
73 : 급탕제어부(제어수단) 75 : 급탕유지부(유지수단)
76 : 급탕복귀부(복귀수단) 31 : 실내열교환기
26 : 공조압축기(압축기) 28 : 실외열교환기(열원측 열교환기)
29 : 공조팽창밸브(팽창기구) 33 : 분무기(분무수단)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
<<제 1 실시형태>>
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에서는 편의점 등 점포 에서 주전원(10)에, 복수의 전기기기로서 공기조화장치(20), 급탕장치(40), 조명장치(80), 및 냉동설비(90)가 접속된다. 그리고 본 실시형태의 전력량 제어장치(1)는 상기 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력이, 점포의 계약전력량으로 정해지는 소정의 설정 전력값을 초과하면 공기조화장치(20) 및 급탕장치(40)의 전력을 제어하는 것으로, 이들 기기(20, 40)에 내장되는 각 전력관리부(61, 71)를 구비한다. 구체적으로 전력량 제어장치(1)는, 후술하는 바와 같이 공기조화장치(20)와 급탕장치(40)의 사용전력에 관련된 물리량으로서 전류를 제어한다.
상기 공기조화장치(20)는 실내의 공조를 행하는 것이며, 상기 급탕장치(40)는 예를 들어 점포 내 추방으로 온수를 공급하기 위한 것이다. 상기 공기조화장치(20)와 상기 급탕장치(40)는, 전술한 바와 같이 상기 전력량 제어장치(1)에 의해 전력 제어되며, 제 1 전기기기로 구성된다.
상기 조명장치(80)는 점포 내의 조명을 행하는 것이며, 상기 냉동설비(90)는, 점포의 상품인 식품 등을 냉동 또는 냉장하기 위한 것이다. 상기 조명장치(80) 및 상기 냉동설비(90)는 상기 전력량 제어장치(1)에 의해 전류가 제어되는 일없이 부하에 대응한 운전이 이루어지며, 제 2 전기기기로 구성된다.
(공기조화장치의 구성)
상기 공기조화장치(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 실내유닛(23)과 실외유닛(24)을 구비하며, 이 각 유닛(23, 24)이 냉매배관으로 접속되어 증기압축식 냉동주기의 냉매회로(21)를 구성한다. 또 상기 공기조화장치(20)는, 본 발명의 특징으로서 공조전력 관리부(61)가 내장된 제어기(60)를 구비한다.
상기 실외유닛(24)은 옥외에 설치되며, 공조압축기(26)와, 십자전환밸브(27), 실외열교환기(28), 및 공조팽창밸브(29)를 구비한다. 상기 공조압축기(26)는 예를 들어 스크롤압축기이며, 도시하지 않는 압축기 모터에 인버터를 통해 전력이 공급되어, 이 인버터의 출력주파수를 변화시킴으로써, 운전용량이 가변으로 구성된다. 상기 실외열교환기(28)는 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉매와 실외공기 사이에서 열교환을 행하는 것으로, 열원측 열교환기로 구성된다. 상기 공조팽창밸브(29)는 개방도 조정이 자유로운 전자팽창밸브이며, 팽창기구로 구성된다.
또 실외유닛(24)은 실외열교환기(28) 근방에 실외 팬(30)과 물 분무기(33)가 배치된다. 상기 실외 팬(30)은, 실외공기를 도입하여 실외열교환기(28)로 공급하기 위한 것이다. 상기 물 분무기(33)는 공기조화장치(20)가 냉방운전을 할 때, 실외열교환기(28)에 물을 분무하는 것이며, 분무수단으로 구성된다.
상기 실외유닛(23)은, 실내열교환기(31)와 이 실내열교환기(31) 근방에 배치된 실내 팬(32)을 구비한다. 상기 실내열교환기(31)는 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉매와 실내공기 사이에서 열교환을 하는 것이다. 또 상기 실내열교환기(31)에는 상기 실내 팬(32)에 의해 실내공기가 도입된다.
상기 냉매회로(21)에서는, 공조압축기(26)와, 십자전환밸브(27), 실외열교환기(28), 공조팽창밸브(29), 및 실내열교환기(31)가 차례로 접속된다.
(급탕장치의 구성)
상기 급탕장치(40)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 열원유닛(41)과 온수저류 탱크(42)와, 본 발명의 특징으로서 급탕전력 관리부(71)가 내장된 제어기(70)를 구비한다.
상기 열원유닛(41)은 옥외에 설치된다. 상기 열원유닛(41)은, 증발열교환기(43)와, 급탕압축기(44), 응축열교환기(45), 및 급탕팽창밸브(46)가 차례로 접속된 증기압축식 냉동주기의 냉매회로(53)를 구비한다.
상기 급탕압축기(44)는 예를 들어 스크롤압축기이며, 압축기 모터에 인버터를 통해 전력이 공급되어 이 인버터의 출력주파수를 변화시킴으로써, 운전용량이 가변으로 구성된다. 상기 증발열교환기(43)는 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉매와 실외공기 사이에서 열교환을 행하는 것이다. 또, 상기 증발열교환기(43) 근방에는 증발열교환기(43)로 실외공기를 공급하기 위한 증발기 팬(47)이 배치된다. 상기 응축열교환기(45)는 플레이트식 열교환기이며, 제 1 유로(45a)와 제 2 유로(45b)를 구비한다. 상기 제 1 유로(45a)에는 냉매가 흐르며, 상기 제 2 유로(45b)에는, 후술하는 온수저류탱크(42)의 급탕용수가 흐르도록 구성된다. 상기 급탕팽창밸브(46)는 개방도 조정이 자유로운 전자팽창밸브이다.
상기 온수저류탱크(42)는, 세로로 긴 거의 원통형으로 형성되며 바닥부에 급수배관(48)이 접속되고, 몸체부의 하부 및 상부에 가열용 배관(50)의 일단 및 타단이 접속되며, 정상부에 급탕배관(52)이 접속된다. 급수배관(48)은 온수저류탱크(42) 내에 냉수를 공급하는 것이며, 펌프(49)를 구비한다. 또, 상기 가열용 배관(50)은 그 도중에서 상기 응축열교환기(45)의 제 2 유로(45b)에 접속된다. 상기 가열용 배관(50)에는 펌프(51)가 설치되며, 이 펌프(51)에 의해, 온수저류탱크(42) 하부에 저류된 급탕용수가 응축열교환기(45)로 공급되고 가열되며, 상기 온수저류탱크(42) 상부로부터 온수저류탱크(42) 내로 다시 공급된다. 상기 급탕배관(52)은 이용측의 요구에 따라 급탕용수를 이용측으로 공급하는 것이다.
<전력량 제어장치의 구성>
상기 전력량 제어장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 전원제어부(11)와, 공조전력 관리부(61), 및 급탕전력 관리부(71)를 구비한다.
상기 전원제어부(11)는 상기 주전원(10)에 접속된다. 또 전술한 바와 같이 상기 공조전력 관리부(61)는 상기 공기조화장치(20)의 제어기(60) 내에 설치되는 한편, 상기 급탕전력 관리부(71)는 상기 급탕장치(40)의 제어기(70) 내에 설치된다.
(전원제어부의 구성)
상기 전원제어부(11)는 전력검출부(12)와 전력감시부(13)를 구비한다.
상기 전력검출부(12)는 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력을 검출하는 것이며, 전력검출수단으로 구성된다. 구체적으로, 상기 전력검출부(12)는 주전력의 사용전력을 측정하도록 구성된다. 여기서 상기 전력검출부(12)는 주전력의 사용전력을 직접 측정하는 구성 대신, 각 전기기기(20, 40, 80, 90)에 이 전기기기(20, 40, 80, 90) 각각의 개별 사용전력을 계측하는 계측수단을 설치하여, 이 계측수단에 의해 계측된 사용전력의 합계값을 산출함으로써 총 사용전력을 구하는 구성이라도 된다.
상기 전력감시부(13)는, 상기 전력검출부(12)가 검출하는 총 사용전력이, 미 리 정해진 설정 전력값을 초과하면 디맨드신호를 출력하는 것이며, 전력감시수단으로 구성된다. 구체적으로, 상기 설정 전력값은 전력회사와의 계약전력량으로 설정되며, 계약전력량이 E[kwh]일 경우, 예를 들어 E[kw]로 설정된다. 또, E[kw]보다 낮은 소정값(E－Δe[kw])으로 설정해도 된다.
(공조전력 관리부의 구성)
상기 공조전력 관리부(61)는, 공조도출부(62)와, 공조제어부(63), 공조유지부(65), 및 공조복귀부(66)를 구비한다.
상기 공조도출부(62)는 공기조화장치(20)의 사용전력에 관련된 물리량으로서 이 공기조화장치(20)의 전류값을 도출하는 것이며, 도출수단으로 구성된다.
상기 공조제어부(63)는 저감량 설정부(64)를 구비하며, 상기 전력감시부(13)가 출력한 디맨드신호가 입력되면 이 공기조화장치(20)의 사용전력이 저감되도록, 상기 공기조화장치(20)의 전류값을 소정 목표값이 되도록 제어하는 것이며, 제어수단으로 구성된다. 구체적으로 공조제어부(63)에서는, 저감량 설정부(64)가, 공조도출부(62)가 도출한 디맨드신호의 출력개시 시의 공기조화장치(20) 전류값을 초기값으로 하여, 이 전류값을 변화시키기 위한 설정량인 설정저감량을 상기 초기값에 기초하여 설정한다. 그리고 상기 공조제어부(63)는, 공기조화장치(20)의 전류를 상기 초기값에서 설정저감량만큼 저감 변화시킨 전류값을 목표값으로 설정한다. 또 상기 공조제어부(63)는 상기 전력감시부(13)의 디맨드신호가 계속해서 입력되는 동안, 공기조화장치(20)의 전류값을 소정시간마다 상기 초기값에서 설정저감량만큼 저감 변화시키도록 구성된다. 또한 상기 공조제어부(63)는 공기조화장치(20)의 구 동에 필요한 전류의 제한값인 하한값을 기억하며, 초기값과 설정저감량으로 구해지는 목표값이 이 하한값에서 저하되면, 이 하한값을 목표값으로 설정하도록 구성된다.
상기 공조유지부(65)는, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호의 출력을 정지하면, 이 디맨드신호의 출력이 정지된 후 소정의 유지시간이 경과할 때까지, 공기조화장치(20)의 전류값이 상기 디맨드신호 출력정지 시의 목표값으로 유지되도록 이 공기조화장치(20)를 제어하는 것이며, 유지수단으로 구성된다. 상기 유지시간은, 예를 들어 계약전력량의 산정기준인 소정시간(예를 들어 30분)으로 설정된다.
상기 공조복귀부(66)는, 전력감시수단(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 상기 공조유지부(65)의 소정시간이 경과하면, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하기 전의 상태로 공기조화장치(20)의 전류값을 복귀시키는 것이며, 복귀수단으로 구성된다.
(급탕제어부의 구성)
상기 급탕전력 관리부(71)는, 급탕도출부(72)와, 급탕제어부(73), 급탕유지부(75), 및 급탕복귀부(76)를 구비한다.
상기 급탕도출부(72)는 급탕장치(40)의 사용전력에 관련된 물리량으로서 급탕장치(40)의 전류값을 도출하는 것이며, 도출수단으로 구성된다.
상기 급탕제어부(73)는 저감량 설정부(74)를 구비하며, 상기 전력감시부(13)가 출력한 디맨드신호가 입력되면 상기 급탕장치(40)의 사용전력이 저감되도록, 상기 급탕장치(40)의 전류값을 소정 목표값이 되도록 제어하는 것이며, 제어수단으로 구성된다. 구체적으로 급탕제어부(73)에서는, 저감량 설정부(74)가, 급탕도출부(72)가 도출한 디맨드신호의 출력개시 시의 급탕장치(40) 전류값을 초기값으로 하여, 이 전류값을 변화시키기 위한 설정량인 설정저감량을 상기 초기값에 기초하여 설정한다. 그리고 상기 급탕제어부(73)는, 급탕장치(40)의 전류를 상기 초기값에서 설정저감량만큼 저감 변화시킨 전류값을 목표값으로 설정한다. 또 상기 급탕제어부(73)는 상기 전력감시부(13)가 디맨드신호를 계속해서 출력하는 동안, 급탕장치(40)의 전류값을 소정시간마다 초기값에서 설정저감량만큼 저감 변화시키도록 구성된다. 또한 상기 급탕제어부(73)는 급탕압축기(44)의 구동에 필요한 전류의 제한값인 하한값을 기억하며, 초기값과 설정저감량으로 구해지는 목표값이 이 하한값에서 저하되면, 이 하한값을 목표값으로 설정하도록 구성된다.
상기 급탕유지부(75)는, 상기 전력감시부(13)가 디맨드신호의 출력을 정지하면, 이 디맨드신호의 출력이 정지된 후 소정의 유지시간이 경과할 때까지, 급탕장치(40)의 전류값을 상기 디맨드신호 출력정지 시의 목표값으로 유지하도록 제어하는 것이며, 유지수단으로 구성된다. 구체적으로 상기 유지시간은, 예를 들어 계약전력량의 산정기준인 소정시간(예를 들어 30분)으로 설정된다.
상기 급탕복귀부(76)는, 전력감시부(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 상기 급탕유지부(75)의 소정시간이 경과하면, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하기 전의 상태로 급탕장치(40)의 전류값을 복귀시키는 것이며, 복귀수단으로 구성된다.
-운전동작-
다음으로, 상기 공기조화장치(20), 상기 급탕장치(40), 및 전력량 제어장치(1)의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
<공기조화장치의 동작>
상기 공기조화장치(20)에서는 냉방운전과 난방운전을 전환하여 운전한다.
냉방운전에서는, 십자전환밸브(27)가 도 2의 실선상태로 되며, 공조압축기(26) 및 각 팬(30, 32)이 구동된다. 이로써, 냉매는 도 2의 실선 화살표의 방향으로 순환하며, 각 열교환기(28, 31)에서 냉매와 실외공기 또는 실내공기와의 열교환이 이루어진다.
실외유닛(24)에서 공조압축기(26)로부터 토출된 냉매는 실외열교환기(28)에서 실외공기에 방열하여 응축 액화한다. 이 액냉매는 공조팽창밸브(29)에서 감압되어 팽창하며, 실내유닛(23)으로 도입된다. 팽창된 냉매는 실내열교환기(31)에서 실내 팬(32)에 의해 공급된 실내공기로부터 흡열하여 증발하며, 이 실내공기를 냉각한다. 이로써 실내의 냉방이 이루어진다. 그리고 증발된 냉매는 실외유닛(24)으로 도입되며 공조압축기(26)로 흡입되어, 압축된다.
한편, 난방운전에서는 십자전환밸브(27)가 도 2의 점선상태로 되며, 공조압축기(26) 및 각 팬(30, 32)이 구동된다. 이로써, 냉매는 도 2의 점선 화살표 방향으로 순환하며, 각 열교환기(28, 31)에서 냉매와 실외공기 또는 실내공기와의 열교환이 이루어진다.
실외유닛(24)에서 공조압축기(26)로부터 토출된 냉매가, 실내열교환기(31)에서, 실내 팬(32)에 의해 공급된 실내공기에 방열하고 응축되어, 이 실내공기를 가 열한다. 이로써 실내의 난방이 이루어진다. 그리고 응축된 냉매는 공조팽창밸브(29)에서 팽창되고, 실외열교환기(28)를 흐를 때에 실외공기로부터 흡열하여 증발하며, 다시 압축기(26)로 흡입되어 압축된다.
<급탕장치의 동작>
상기 급탕장치(40)에서는 급탕운전이 이루어진다.
급탕운전에서는, 열원유닛(41)에서 급탕압축기(44)와 증발기 팬(47)이 구동된다. 또 상기 온수저류탱크(42)에 접속된 가열용 배관(50) 및 급수배관(48)의 펌프(51, 49)가 적절하게 구동된다.
열원유닛(41)의 냉매회로(53)에서는, 냉매가 도 3의 화살표로 나타내는 방향으로 순환한다. 급탕압축기(44)를 흐르는 냉매는 응축열교환기(45)의 제 1 유로(45a)를 흐르며, 제 2 유로(45b)를 흐르는 급탕용수에 방열하여 응축 액화한다. 그리고 액화된 냉매는 급탕팽창밸브(46)에서 감압되어 팽창하며, 증발열교환기(43)를 흐르고 실외공기로부터 흡열하여 증발한다. 증발된 냉매는 급탕압축기(44)로 다시 흡입되어 압축된다.
한편, 온수저류탱크(42)에서는 이 온수저류탱크(42) 하부에 저류된 급탕용수가 가열용 배관(50)으로부터 제 2 유로(45b)를 흐르며, 제 1 유로(45a)를 흐르는 냉매에 의해 가열되어 온수저류탱크(42) 상부로 회송된다. 온수저류탱크(42) 상부에 저류된 열탕수는, 정상부에 접속된 급탕배관(52)을 통해 이용자로 공급된다. 또 온수저류탱크(42)에서는 바닥부에 접속된 급수배관(48)으로부터 급탕용수가 적절하게 공급된다.
<전력량 제어장치의 동작>
다음에, 전력량 제어장치(1)의 동작을 도 1 및 도 4에 기초하여 설명한다. 전력량 제어장치(1)는 공기조화장치(20)와 급탕장치(40)의 전력제어를 행하는 것이지만, 본 실시형태에서는 공기조화장치(20)의 제어에 대하여 설명하기로 한다.
우선 도 4에 나타내는 바와 같이, 전력량 제어장치(1)의 디맨드 제어가 개시되면, 단계(ST1)에서, 공기조화장치(20)는 전류값이 설정 스위치로 정해진 사양(仕樣) 전류값(TA)으로 운전한다.
다음에, 단계(ST2)에서, 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력했는지의 여부를 판정하여, 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력하면 단계(ST3)로 이동하며, 디맨드신호를 출력하지 않으면 단계(ST12)로 이동한다.
즉, 상기 단계(ST3)에서는 전력검출부(12)가 점포의 총 사용전력을 검출하므로, 그 총 사용전력이 설정 전력값이 되면 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력한다. 이 디맨드신호를 공조제어부(63)가 받으면, 이 공조제어부(63)에 의한 공기조화장치(20)의 전류제어가 시작된다. 구체적으로 단계(ST3)에서는, 계수기(DK)가 세팅되어, 상기 공조도출부(62)가, 단계(ST2)에서 디맨드신호 있음으로 판정됐을 때의 공기조화장치(20) 전류값을 도출하며, 공조제어부(63)가 이 전류값을 초기값(A)으로서 기억한다. 그리고 1분 타이머(Dt1)가 시작되어, 단계(ST4)로 이동한다. 단계(ST4)에서 전력감시부(13)의 디맨드신호 출력 유무가 판정되어, 디맨드신호 있음으로 판정되면 단계(ST5)로 이동하며, 디맨드신호 없음으로 판정되면 단계(ST9)로 이동한다.
상기 단계(ST5)에서, 공조제어부(63)는 공기조화장치(20)의 전류가 상기 초기값(A)에 기초하여 설정되는 목표값(TA)이 되도록 이 공기조화장치(20)를 제어한다.
구체적으로, 우선 저감량 설정부(64)가 초기값(A)으로 설정저감량(Dal)을 설정한다. 상기 설정저감량(Dal)은 공기조화장치(20)의 전류 초기값(A)이 10[A] 이하일 경우, 설정저감량(Dal)을 1로 하며, 초기값(A)이 10[A]보다 크며 20[A] 이하일 경우, 설정저감량(Dal)을 1.5로 하고, 초기값(A)이 20[A]보다 클 경우, 설정저감량(Dal)을 2로 한다. 이와 같이 저감량 설정부(64)는 초기값(A)이 커짐에 따라 설정저감량(Dal)이 커지도록 설정한다. 그리고 공조제어부(63)는, 공기조화장치(20)의 전류가 상기 초기값(A)에서 이 설정저감량(Dal)만큼 저감된 전류값이 되도록 이 전류를 제어한다. 즉, 초기값(A)이 15[A]이면 설정저감량(Dal)은 1.5가 되므로, 계수기(DK＝1)의 목표값(TA)은 13.5[A]로 설정되며, 공조제어부(63)는 상기 공기조화장치(20)의 전류값이 13.5[A]가 되도록 이 공기조화장치(20)를 제어한다.
또, 공기조화장치(20)의 사양 전류값(TA)은 운전에 필요한 하한값(5[A])이 설정된다. 이 하한값(5[A])은 공기조화장치(20)의 구동에 필요한 최저 전류값이다. 또한 이 목표값(TA)은 초기값(A)의 0.6배 이상이 되도록 설정된다. 이는 공기조화장치(20)의 전류값이 초기값(A)에서 급격히 저하되어 능력이 급격히 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 초기값으로 설정하는 목표값(TA)이 상기 하한값(5[A]) 또는 상기 초기값(A)의 0.6배보다 작아질 경우, 이 하한값(5[A]) 또는 초 기값(A)의 0.6배 중 어느 하나의 값이 목표값(TA)으로 설정된다.
그리고 단계(ST6)에서 공조제어부(63)에 의해, 1분 경과할 때까지 이 계수기(DK＝1)의 목표값(TA)이 유지되며, 1분이 경과한 것으로 판정되면, 단계(ST7)에서 1분 타이머(Dt1)를 시작하여, 단계(ST8)에서 계수기를 1 증가시키고 단계(ST4)로 이동하며, 다시 디맨드신호의 유무를 판정한다.
상기 단계(ST4)에서, 디맨드신호 있음으로 판정되면 다시 단계(ST5)로 이동하며, 공조제어부(63)는 계수기(DK＝2)의 공기조화장치(20) 전류 목표값(TA)을, 초기값(A)에서 설정저감량을 2회만큼 뺀 값으로 설정한다. 즉 초기값(A)이 15[A]이면 계수기(DK＝2)의 목표값(TA)은 12A로 설정되며, 공조제어부(63)는 상기 공기조화장치(20)의 전류값이 12A가 되도록 이 공기조화장치(20)를 제어한다. 이와 같이 상기 공조제어부(63)는 계수기(DK)가 1만큼 증가하는 1분마다 초기값(A)에서 설정저감량을 저감하여 목표값을 설정한다. 그리고 다시 단계(ST6), 단계(ST7), 단계(ST8)로 이동하며, 디맨드시호 없음으로 판정될 때까지 이 제어를 반복한다.
상기 단계(ST4)에서 디맨드신호 없음으로 판정되면 단계(ST9)로 이동한다. 단계(ST9)에서는 30분 타이머(Dt2)가 시작되며, 상기 공조유지부(65)가 공기조화장치(20)의 전류값을, 이 디맨드신호가 없음으로 판정되었을 때의 공기조화장치(20) 전류값으로 유지하도록 이 공기조화장치(20)를 제어한다. 즉, 전술한 단계(ST4)에서 단계(ST8)까지의 제어에서, 예를 들어 계수기(DK＝2)에서 1분 동안 계수기(DK＝2)의 목표값(12A)으로 유지되며, 다음에 단계(ST4)로 이동했을 때, 디맨드신호가 검출되지 않을 경우, 단계(ST9)에서 상기 공조유지부(65)는 공기조화장치(20)의 전 류를 이 디맨드신호의 출력이 정지됐을 때 목표값(TA)인 12A로 유지한다.
그리고 단계(ST10)로 이동하여, 전력감시부(13)의 디맨드신호 출력 유무가 판정되며, 디맨드신호 없음으로 판정되면, 단계(ST11)에서 30분 동안 이 목표값(TA)이 유지된다. 또, 디맨드신호 있음으로 판정되면 다시 단계(ST3)로 이동하여, 목표값(TA)을 저감하는 제어를 시작한다. 그리고 30분 동안 디맨드신호가 출력되지 않으면 단계(ST12)로 이동하며, 목표값(TA)의 제한이 리셋팅되어, 다시 개시점으로 돌아온다.
상기 전력량 제어장치(1)에서는 상기 급탕전력 관리부(71)가 급탕장치(40)의 전류를, 도 4에 나타낸 흐름과 마찬가지로 제어한다. 여기서, 이 경우, 전류의 초기값으로 설정되는 설정저감량은 급탕장치(40)에 대응한 값이 이용된다. 그리고 디맨드신호가 출력될 때마다 상기 공조전력 관리부(61)와 상기 급탕전력 관리부(71)에 의해 각 기기(20, 40)의 전류가 제어되는데, 어느 한쪽 기기(20, 40)가 하한값에 달했을 때, 그 기기(20, 40)의 목표값(TA)은 운전에 필요한 하한값으로 유지되므로, 다른 쪽 기기(40, 20)의 전류만을 저감하는 제어가 이루어진다. 또, 급탕장치(40)는 온수저류탱크(42)에 온수를 저류함으로써 축열을 행할 수 있으므로, 온수저류탱크(42) 내의 온수가 충분히 저류되어 있을 경우, 급탕장치(40)의 전류만을 저하시키는 등 적절하게 선택하여 제어하도록 해도 된다.
-제 1 실시형태의 효과-
본 발명에 의하면, 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력하면, 상기 공조제어부(63)는 이 디맨드신호 출력개시 시의 공기조화장치(20) 전류값을 초기값으로 하 여, 공기조화장치(20)의 전류가 상기 초기값에 기초하여 정해지는 설정저감량만큼 초기값에서 저감된 목표값이 되도록 하므로, 공기조화장치(20)의 전류를 적절하게 저감시킬 수 있다. 이로써, 공기조화장치(20)의 사용전력을 필요 이상으로 저감시키는 일이 없어, 주전원(10)의 총 사용전력을 신속하게 또 확실하게 저감할 수 있다.
또, 전력감시부(13)가 디맨드신호를 계속해서 출력하는 동안, 상기 공조제어부(63)가 공기조화장치(20)의 전류를 1분마다 설정저감량만큼 저감시키므로, 공기조화장치(20)의 사용전력을 확실하게 저하시킬 수 있다. 그리고 그 결과, 점포에서 사용되는 복수 전기기기(20, 40, 80, 92)의 총 사용전력을 확실하게 설정 전력값 이하로 할 수 있다.
또한, 상기 공조제어부(63)가 공기조화장치(20)의 전류제어에서 이 전류를 운전에 필요한 하한값 이상으로 하므로, 공기조화장치(20)는 운전이 정지되는 일없이 계속해서 운전할 수 있다.
상기 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력한 후에 출력을 정지하면, 상기 공조유지부(65)가 상기 공기조화장치(20)의 전류를 디맨드신호 출력이 정지했을 때의 목표값으로 유지하도록 하므로, 공기조화장치(20)의 전류를 디맨드신호가 없는 상태에서 전류값을 가능한 한 큰 값으로 할 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이, 예를 들어 공기조화장치(20)의 전류가 15[A]일 때에 디맨드신호가 출력되어 전류를 1분마다 13.5[A], 12[A]로 저감함으로써 디맨드신호 출력이 정지되므로, 공기조화장치(20)의 전류값은 12[A] 이하로 내릴 필요는 없다. 한편, 상기 전류를 13.5[A]나 12[A]로 복귀시키면, 디맨드신호가 다시 출력되어버릴 우려가 있다. 그래서 공기조화장치(20)의 전류를 디맨드신호가 출려되지 않고 또 가능한 한 큰 값인 12A로 유지함으로써, 총 사용전력이 설정 전력값을 초과하지 않는 범위에서 가능한 한 부하에 대응한 운전을 할 수 있다. 또 이 전류값을 유지하는 시간을 계약전력량의 산정기준인 소정시간(예를 들어 30분)으로 하므로, 총 사용전력량이 계약전력량을 초과하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 상기 공조유지부(65)의 제어가 행해지는 동안, 디맨드신호가 출력되는 일없이 상기 소정시간이 경과하면, 상기 공조복귀부(66)가 공기조화장치(20)의 전류를 다시 복귀시켜, 부하에 대응한 전류값으로 운전시키도록 하므로, 계약전력량의 산정기준인 소정시간이 경과하면, 공기조화장치(20)의 전류를 다시 공조부하나 이용자의 입력에 대응한 값으로 운전시킬 수 있다. 즉, 계약전력량을 초과하지 않게 하면서, 가능한 한 부하에 대응한 운전을 적절하게 행할 수 있다.
또 전력량 제어장치(1)에 의해 조명장치(80)와 냉동설비(90)의 전류를 제어하지 않도록 하므로, 조명장치(80)가 점포 내의 조명을 확실하게 행할 수 있음과 더불어, 냉동설비(90)가 저장고 내 식품 등을 확실하게 냉각할 수 있다.
-제 1 실시형태의 변형예 1-
본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태에서 전력량 제어장치(1)의 공조전력 관리부(61)가 공기조화장치(20)의 제어기(60)에 내장되는 한편, 급탕전력 관리부(71)가 급탕장치(40)의 제어기(70)에 내장되는 대신, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공조 및 급탕의 각 전력 관리부(61, 71)를 각 기기(20, 40)의 제어기(60, 70)와 별개로 한다. 또, 본 실시형태에서 공기조화장치(20)의 제어기(60)는 공기조화장치(20)의 전류를 가변으로 제어하도록 구성되며, 급탕장치(40)의 제어기(70)는 급탕장치(40)의 전류를 가변으로 제어하도록 구성된다.
상기 전력량 제어장치(1)는 전원제어부(11)와, 공조전력 관리부(61), 및 급탕전력 관리부(71)가 하나의 케이싱에 수납되어 구성된다. 그리고 전력량 제어장치(1)에서는, 전원제어부(11) 내의 도시하지 않는 전원감시부가 디맨드신호를 출력하면, 이 디맨드신호가 공조전력 관리부(61)의 도시하지 않는 공조제어부에 입력되며, 공조제어부에서 공기조화장치(20)의 전류 목표값(TA)이 설정된다. 또 이 공조제어부는, 제어기(60)를 제어함으로써, 공기조화장치(20)의 전류가 목표값이 되도록 이 전류를 제어한다. 급탕장치(40)에서도 급탕전력 관리부(71)에 의해 마찬가지로 제어된다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 공조전력 관리부(61)나 급탕전력 관리부(71)를 공기조화장치(20)와 급탕장치(40)에 미리 내장시킬 필요가 없다. 즉 본 실시형태의 전력량 제어장치(1)에서는 기존의 공기조화장치(20)와 급탕장치(40)의 전류를 외부에서 제어하여 각 장치(20, 40)의 사용전력을 적절하게 저하시킬 수 있다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
-제 1 실시형태의 변형예 2-
본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태의 전력량 제어장치(1)가 공기조화장치(20) 전류의 설정저감량을 초기값만으로 설정하는 대신, 도 5에 나타내는 바와 같이 이 설정저감량을 실외온도에 의해 보정하도록 하는 것이다.
즉 공기조화장치(20)는, 여름에는 부하가 커지며 겨울에는 부하가 작아지므로, 실외온도가 높으면 부하가 높아진다. 그래서 본 실시형태에서는 실외온도(To)가 높아짐에 따라 커지는 보정값(X)을 이용하여, 초기값(A)에서 보정값(X)을 뺀 값으로 설정 저감값(Da)을 설정한다. 구체적으로 보정값(X)은, 예를 들어 실외온도 35℃에서는 8[A]로 하며, 실외온도 5℃에서는 3[A]로 한다. 그리고, 초기값(A)에서 보정값(X)을 뺀 값이 5[A] 이하일 경우에는 설정저감량(Dal)을 1로 하며, 초기값(A)에서 보정값(X)을 뺀 값이 5[A]보다 크며 10[A] 이하일 경우에는 설정저감량(Dal)을 1.5로 하고, 초기값(A)에서 보정값(X)을 뺀 값이 10[A]보다 클 경우에는 설정저감량(Dal)을 2로 한다.
이에 따라, 실외온도가 35℃일 때에 디맨드신호가 출력되어, 초기값(A)이 16[A]이면, 초기값(16[A])에서 보정값(8[A])을 뺀 값이 8[A]가 되며, 설정저감량(Dal)은 1.5로 된다. 한편, 실외온도가 5℃일 때에 디맨드신호가 출력되어, 초기값(A)이 16[A]이면, 초기값(16[A])에서 보정값(3[A])을 뺀 값이 13[A]가 되며, 설정저감량(Dal)은 2로 된다. 즉, 실외온도가 5℃일 경우, 실외온도가 35℃일 때의 초기값(A)이 같은 값이어도, 실외온도가 낮으며 부하가 작기 때문에 사용전력이 크다는 것이므로, 저감량을 크게 한다.
본 실시형태에서는 설정저감량을 실외온도에 따라 보정하도록 하므로, 공기조화장치(20)를 가능한 한 부하에 대응시킨 상태로 사용전력을 적절하게 저감시킬 수 있다.
또, 급탕장치(40)에서는 공기조화장치(20)와는 달리, 겨울에는 부하가 크며 여름에는 부하가 작아진다. 따라서 실외온도(To)가 높아짐에 따라 작아지는 보정값(X)을 설정하도록 해도 된다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
<<제 2 실시형태>>
제 2 실시형태는, 상기 제 1 실시형태가 냉방 및 난방운전 시 모두 공기조화장치(20)의 전력에 관련된 물리량으로서 공기조화장치(20)의 전류를 제어하도록 한 대신, 냉방운전 시에, 전력에 관련된 물리량으로서 냉매회로(21)의 고압냉매 압력을 제어하도록 한 것이다. 즉 본 실시형태에서는 공조도출부(62)가 고압냉매의 압력값을 도출하며, 공조제어부(63), 공조유지부(65) 및 공조복귀부(66)가 고압냉매의 압력값을 제어하도록 구성된다.
구체적으로 본 실시형태에서는, 전력감시부(13)가 디맨드신호를 출력하면, 상기 공조제어부(63)가, 상기 물 분무기(33)가 실외열교환기(28)에 물을 분무하도록 이 물 분무기(33)를 제어하며, 이로써 실외열교환기(28)에서의 응축온도를 저하시켜 냉매회로(21)의 고압냉매 압력을 저하시킨다.
공조제어부(63)는, 전력감시부(13)가 출력한 디맨드신호가 입력되면, 공조도출부(62)가 도출한 디맨드신호의 출력개시 시의 고압냉매 압력을 초기값(P)으로 하여, 냉매회로의 고압냉매 압력이 이 초기값(P)에 기초하여 설정되는 설정저감량(Dp)만큼 저감된 목표값(TP)이 되도록 고압냉매의 압력을 제어한다. 이 설정저감량(Dp)은 초기값(P)이 커짐에 따라 커지도록 설정된다.
그리고 전력감시부(13)가 디맨드신호를 계속해서 출력하는 동안, 목표값(TP) 을 소정시간마다 초기값(P)에서 설정저감량(Dp)만큼 저감되는 값으로 설정하여 제어한다. 또, 전력감시부(13)의 디맨드신호 출력이 정지되면, 공조유지부(65)가, 디맨드신호가 정지되었을 때의 고압냉매 압력값을 계약전력량의 산정기준인 소정시간(예를 들어 30분) 유지하도록 제어한다. 그리고 공조복귀부(66)가, 이 소정시간 내에 디맨드신호가 출력되지 않을 경우, 물 분무기(33)에 의한 실외열교환기(28)에의 물 분무를 정지시켜, 고압냉매의 압력값을 복귀시킨다.
여기서, 본 실시형태에서 공조제어부(63)는, 냉방운전 시에 냉매회로(21)의 고압냉매 압력을 제어하도록 하나, 운전상황에 따라, 제 1 실시형태 공기조화장치(20)의 전류 제어와, 본 실시형태의 고압냉매 압력 제어를 적절하게 선택하도록 해도 된다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
<<그 밖의 실시형태>>
상기 실시형태에 대해서는 이하와 같은 구성으로 해도 된다.
상기 제 1 실시형태에서는 공기조화장치(20)의 전력에 관련된 물리량으로서 공기조화장치(20)의 전류를 제어하고, 상기 제 2 실시형태에서는 냉매회로(21)의 고압냉매 압력을 제어하도록 했으나, 전력에 관련된 물리량으로서 공기조화장치(20)의 사용전력을 직접 제어하도록 해도 되며, 설정온도나 공조압축기(26)의 운전용량을 제어해도 된다. 또, 공기조화장치(20)의 설정온도를 제어할 경우, 냉방운전 시에는 상승하도록 변화시키며, 난방운전 시에는 저하되도록 변화시키도록 한다.
또한, 상기 제 1 실시형태에서는 부하대응 우선도가 낮은 제 1 전기기기를 공기조화장치(20)와 급탕장치(40)로 하며, 부하대응 우선도가 높은 제 2 전기기기를 조명장치(80)와 냉동설비(90)로 했으나, 제 1 전기기기와 제 2 전기기기는 특별히 한정되지 않는다. 즉, 계절에 따라 공기조화장치(20)와 급탕장치(40) 중 어느 한쪽만을 제 1 전기기기로 해도 되며, 조명장치(80)를 제 1 전기기기로 해도 된다.
또, 상기 제 1 실시형태에서는 디맨드신호 출력의 기준인 설정 전력값을 계약전력량으로 정했다. 그러나 총 사용전력의 설정 전력값은 계약전력량으로 정해진 것에 한정되지 않으며, 예를 들어 에너지 절감의 관점에서 적절하게 설정된 전력의 상한값이라도 된다.
그리고 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 총 사용전력을 제어하는 전력량 제어장치에 대하여 유용하다.

Claims (10)

  1. 복수 전기기기(20, 40, 80, 90)의 총 사용전력을 검출하는 전력검출수단(12)과,
    상기 복수의 전기기기(20, 40, 80, 90) 중 미리 설정된 적어도 1개의 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력에 관련된 물리량을 도출하는 도출수단(62, 72)과,
    상기 전력검출수단(12)이 검출하는 총 사용전력이, 미리 정해진 설정 전력값을 초과하면 디맨드(Demand)신호를 출력하는 전력감시수단(13)과,
    상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하면, 상기 제 1 전기기기(20, 40)의 사용전력을 저감하기 위해, 이 디맨드신호 출력개시 시의 제 1 전기기기(20, 40) 물리량을 초기값으로 하며, 이 제 1 전기기기(20, 40) 물리량이 상기 초기값에 기초하여 정해지는 설정량만큼 초기값에서 변화시킨 목표값이 되도록 상기 제 1 전기기기(20, 40)를 제어하는 제어수단(63, 73)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단(63, 73)은 소정시간마다 초기값에서 상기 설정량만큼 변화시켜 목표값을 설정하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어수단(63, 73)은, 미리 설정된 제 1 전기기기(20, 40) 물리량의 제한값에 목표값이 달하면, 이 제한값을 목표값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호의 출력을 정지하면, 이 디맨드신호의 출력이 정지된 후 소정의 유지시간이 경과할 때까지, 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량이, 상기 디맨드신호 출력정지 시의 목표값으로 유지되도록 상기 제 1 전기기기(20, 40)를 제어하는 유지수단(65, 75)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전력감시수단(13)의 디맨드신호가 출력되는 일없이 유지수단(65, 75)의 유지시간이 경과하면, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하기 전의 상태로 제 1 전기기기(20, 40)의 물리량을 복귀시키는 복귀수단(66, 76)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 전기기기(20, 40)는, 부하대응 우선도가 낮은 전기기기(20, 40)이며,
    상기 제 1 전기기기(20, 40) 이외의 제 2 전기기기(80, 90)는, 부하대응 우선도가 높은 전기기기(80, 90)인 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 전기기기(20, 40)는 공기조화장치(20)인 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 공기조화장치(20)는, 실내열교환기(31)와 용량 가변의 압축기(26)와 열원측 열교환기(28)와 팽창기구(29)가 차례로 접속된 냉매회로를 구비하며,
    상기 전력에 관련된 물리량은, 공기조화장치(20)의 전류, 사용전력, 상기 압축기(26)의 운전용량, 고압냉매의 압력, 및 설정온도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 공기조화장치(20)는, 상기 실내열교환기(31)가 증발기가 되며, 상기 열원측 열교환기(28)가 응축기가 되는 냉방운전을 적어도 행하도록 구성되는 한편, 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무하는 분무수단(33)을 구비하며,
    상기 제어수단(63)은, 상기 전력감시수단(13)이 디맨드신호를 출력하면, 상기 분무수단(33)이 상기 열원측 열교환기(28)에 물을 분무하도록 이 분무수단(33) 을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 설정량은, 실외온도에 기초한 보정값에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 전력량 제어장치.
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