CN107110548B - 空调管理装置及使用该空调管理装置的空气调节系统 - Google Patents

空调管理装置及使用该空调管理装置的空气调节系统 Download PDF

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Abstract

空调管理装置具有：使用电力取得部，取得1日的整体使用电能和多个空调区域中的每个空调区域的单独使用电能；整体超额系数计算部，计算表示相对于每月的整体目标值的超额程度的整体超额系数；单独超额系数计算部，计算表示相对于每月的单独目标值的超额程度的单独超额系数；超额判定部，判定整体超额系数是否大于设定阈值；节能控制设定部，在判定为整体超额系数大于设定阈值时，针对多个空调区域中的每个空调区域设定节能控制条件，以使得按照单独超额系数的值从小到大的顺序，节能效果变高；以及运转控制部，根据节能控制条件，执行空气调节装置的节能运转。

Description

空调管理装置及使用该空调管理装置的空气调节系统
技术领域
本发明涉及为削减电费而进行节能控制的空调管理装置及使用该空调管理装置的空气调节系统。
背景技术
近来，针对空调制冷、制热设备的节能的期望提高，不仅要求削减电费中的基本费，还要求削减按量计量费。因此，以往，为了实现电费的削减以及节能化，提出各种方法(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，公开了针对多个室内机中的每个室内机设定每单位时间的电力削减目标值，根据用户设定的每个室内机的节能优先级和电力削减目标值，进行各室内机的节能运转。由此，能够通过能量管理功能使使用电能的目标值和当前使用状况进行所谓“可视化”。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014－81123号公报
发明内容
然而，电费中的基本费根据合同电力来确定，合同电力是以需求值为基准来计算的。因此，如专利文献1那样，当在需求时间段(例如30分)进行了节能控制时，能够抑制基本费。然而，有时电费中的按量计量费无法实现按月消减使用电能。
在要实现上述电费整体的削减时，可以考虑如专利文献1那样根据由用户设定的节能优先级来确定进行节能运转的对象。然而，有时节能优先级低的室内机成为节能控制难以工作的状态，从而无法确保多个空调区域中的每个空调区域的公平性。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制月消耗电力并且保证多个空调区域中的每个空调区域的公平性的空调管理装置及使用该空调管理装置的空气调节系统。
本发明的空调管理装置管理进行多个空调区域的空气调节的一台或者多台空气调节装置的使用电能，其中，所述空调管理装置具有：使用电力取得部，取得一台或者多台所述空气调节装置整体的1日的整体使用电能以及多个所述空调区域中的每个空调区域的单独使用电能；整体超额系数计算部，根据在所述使用电力取得部中取得的1日的整体使用电能以及按月设定的整体目标值，计算表示相对于每月的整体目标值的超额程度的整体超额系数；单独超额系数计算部，根据在所述使用电力取得部中取得的1日的单独使用电能以及按月设定的单独目标值，计算表示相对于每月的单独目标值的超额程度的单独超额系数；超额判定部，判定在所述整体超额系数计算部中计算出的所述整体超额系数是否大于设定阈值；节能控制设定部，当在所述超额判定部中判定为所述整体超额系数大于所述设定阈值时，针对多个所述空调区域中的每个空调区域设定节能控制条件，使得伴随在所述单独超额系数计算部中计算出的所述单独超额系数的值从小到大的顺序，节能效果变高；以及运转控制部，根据在所述节能控制设定部中设定的所述节能控制条件，执行所述空气调节装置的节能运转。
根据本发明的空调管理装置，通过根据每月的整体目标值进行节能控制，能够按月消减所缴纳的电费整体。并且，在进行节能控制时，在多个空调区域的每个空调区域中，通过根据随着单独超额系数从低到高的顺序节能效果升高的节能控制条件执行空气调节装置的节能运转，不易对单独超额系数相对低、对节能有贡献的空调区域施加由于节能控制导致的运转的限制，所以能够保证公平性。
附图说明
图1是示出使用本发明的实施方式中的空调管理装置的空气调节系统的框图。
图2是示出本发明的实施方式中的空调管理装置的功能框图。
图3是示出对1日的整体使用电能进行累加的情形的曲线图。
图4是示出在图2的整体超额系数计算部中计算每月的整体超额系数的情形的示意图。
图5是示出在图2的单独超额系数计算部中计算每月的单独超额系数的情形的示意图。
图6是示出图4的控制设定表格的一个例子的示意图。
图7是示出图4的控制设定表格的一个例子的示意图。
图8是示出图2的空调管理装置的动作例子的流程图。
(符号说明)
1空气调节系统；2A、2B空气调节装置；3A、3B室外机；4A～6A、4B、5B室内机；9A、9B电度表；10空调管理装置；11使用电力取得部；12整体超额系数计算部；13单独超额系数计算部；14超额判定部；15节能控制设定部；15a节能等级设定部；15b顺序确定部；15c控制条件设定部；15d控制设定表格；16运转控制部；AA1～AA3空调区域；EC0、EC0d整体超额系数；EC0ref设定阈值；EC1d～EC3d、EC1～EC3单独超额系数；EP0整体使用电能；EP1～EP3单独使用电能；SEL节能等级；TP0、TP0d整体目标值；TP1d～TP3d、TP1～TP3单独目标值。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的室内机的实施方式1。图1是示出使用本发明的实施方式中的空调管理装置的空气调节系统的框图。图1的空气调节系统1具备多台空气调节装置2A、2B；以及能够以无线或者有线传送信息的方式与空气调节装置2A、2B连接并控制空气调节装置2A、2B的动作的空调管理装置10。空气调节装置2A、2B例如以热泵方式进行空气调节。
空气调节装置2A具有作为热源机的室外机3A以及经由制冷剂配管连接到室外机3A的3台室内机4A、5A、6A。空气调节装置2B具有作为热源机的室外机3B以及经由制冷剂配管连接到室外机3B的2台室内机4B、5B。并且，通过制冷剂在室外机3A与室内机4A～6A的制冷剂回路进行循环，将制冷能力(热)供给到室内机4B、5B，对被冷却空间的空气进行冷却而进行空气调节。同样地，在空气调节装置2B中，通过制冷剂在室外机3B与室内机4B、5B的制冷剂回路进行循环，将制冷能力(热)供给到室内机4B、5B，对被冷却空间的空气进行冷却而进行空气调节。
此外，关于图1的空气调节系统1，例示出具有多台空气调节装置2A、2B的情况，但只要具有1台以上即可。另外，空气调节装置2A、2B的室外机3A、3B以及室内机4A～6A、4B、5B的台数不限定于此。
在空气调节装置2A中，将室内机4A、5A设置于空调区域AA1，将室内机6A设置于空调区域AA3。另一方面，将空气调节装置2B的室内机4B、5B设置于空调区域AA2。这样，多台空气调节装置2A、2B进行不同的空调区域AA1～AA3的空气调节，针对每个空调区域AA1～AA3，控制室内机4A～6A、4B、5B的动作。
将电度表9A连接于室外机3A、3B，将电度表9B连接于室内机4A～6A、4B、5B。然后，电度表9A、9B例如将表示使用电能的脉冲信号经由信号线输出到空调管理装置10。由此，空调管理装置10能够测量多台空气调节装置2A、2B整体的使用电能。
图2是示出本发明的实施方式中的空调管理装置的功能框图，参照图1以及图2，说明空调管理装置10。图2的空调管理装置10控制多台空气调节装置2A、2B的动作，例如由微型机或者DSP等构成。空调管理装置10具有管理空气调节装置2A、2B的使用电力的功能，并具备使用电力取得部11、整体超额系数计算部12、单独超额系数计算部13、超额判定部14、运转控制部16。
使用电力取得部11根据电度表9A、9B测量出的使用电能，取得整体的1日的整体使用电能EP0以及空调区域AA1～AA3各自的1日的单独使用电能EP1～EP3。使用电力取得部11在达到规定时刻(例如23点59分)时，将电度表9A、9B测量出的2个电能相加，计算1日的整体使用电能EP0。
另外，在使用电力取得部11中，作为用于执行节能的单位，登记有多个室内机4A～6A、4B、5B与空调区域AA1～空调区域AA3的关系。然后，使用电力取得部11根据室内机4A～6A、4B、5B的制冷剂循环量、加热时间或者运转执行(ON)时间等，针对空调区域AA1～AA3中的每个空调区域，按比例分配整体电力使用电能，从而取得每个空调区域AA1～AA3的1日的单独使用电能EP1～EP3。
整体超额系数计算部12根据在使用电力取得部11中取得的1日的整体使用电能EP0和按月设定的整体目标值TP0，计算整体超额系数EC0，该整体超额系数EC0表示相对于每月的整体目标值TP0的超额程度。图3是示出将1日的整体使用电能累加的情形的曲线图。如图3所示，在整体超额系数计算部12中设定每月的整体目标值TP0，计算1个月的累积的整体使用电能相对于每月的整体目标值TP0超额的超额程度作为整体超额系数EC0。每月的整体目标值TP0既可以根据1年的全年目标电能，利用按月的目标电能比例来计算，也可以针对1月～12月中的每个月，分别设定整体目标值TP0。
整体超额系数计算部12根据每月的整体目标值TP0计算每日的整体目标值TP0d，并计算将1日的整体使用电能EP0除以每日的整体目标值TP0d而得到的整体超额系数EC0d(＝EP0/TP0d)。此时，整体超额系数计算部12根据上述按月的整体目标值TP0计算每周的整体目标值(＝TP0/4)。在整体超额系数计算部12中设定1周中的每天的目标电能比例(例如，工作日(星期一～星期五)：18％、星期六：8％、星期天：2％)，整体超额系数计算部12根据每天的目标电能比例和每周的整体目标值，计算当日使用的每日的整体目标值TP0d。此外，也可以预先对整体超额系数计算部12设定每日的整体目标值TP0d。
图4是示出在图2的整体超额系数计算部中计算每月的整体超额系数的情形的示意图。首先，整体超额系数计算部12将1日的整体使用电能除以每日的整体目标值TP0d，计算每日的整体超额系数EC0d(＝EP0/TP0d)。接下来，整体超额系数计算部12对从月初至当日的整体超额系数EC0d进行累加。然后，整体超额系数计算部12计算经累加的从月初至当日的整体超额系数EC0d的平均值作为每月的整体超额系数EC0。
单独超额系数计算部13根据在使用电力取得部11中取得的1日的单独使用电能EP1～EP3以及按月设定的单独目标值TP1～TP3，计算表示相对于每月的单独目标值TP1～TP3的超额程度的单独超额系数EC1～EC3。
图5是示出在图2的单独超额系数计算部中计算每月的单独超额系数的情形的示意图。首先，在单独超额系数计算部13中设定相对于每日的整体目标值TP0d的每个空调区域AA1～AA3的使用比例，整体超额系数计算部12根据1日的整体目标值TP0d，利用使用比例来计算每个空调区域AA1～AA3的单独目标值TP1d～TP3d。此外，单独目标值TP1d～TP3d的设定不限于上述计算方法，例如也可以针对每个空调区域AA1～AA3预先设定。
此外，单独超额系数计算部13将在使用电力取得部11中取得的每个空调区域AA1～AA3的单独使用电能EP1～EP3除以单独目标值TP1d～TP3d，针对每个空调区域AA1～AA3计算每日的单独超额系数EC1d～EC3d。进一步地，单独超额系数计算部13对从月初至当日的单独超额系数EC1d～EC3d进行累加。然后，整体超额系数计算部12计算经累加的从月初至当日的单独超额系数EC1d～EC3d的平均值作为每月的单独超额系数EC1～EC3。
图2的超额判定部14判定在整体超额系数计算部12中计算出的整体超额系数EC0是否大于设定阈值EC0ref(例如EC0ref＝1)。此外，不限于设定阈值EC0ref＝1的情况，也可以是0.9等接近于1的值。由超额判定部14实施的超额判定在每天的日期更替时进行，在需要进行节能控制时，在第二天执行节能控制。然后，在判定为整体超额系数EC0大于设定阈值EC0ref时，为了限制以当前使用状况持续使用至月末而进行节能控制。另一方面，在判定为整体超额系数EC0为设定阈值EC0ref以下时，不进行节能控制。
当在超额判定部14中判定为整体超额系数EC0大于设定阈值EC0ref时，节能控制设定部15针对多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域设定节能控制条件，使得节能效果随着在单独超额系数计算部13中计算出的单独超额系数EC1～EC3的值从小到大的顺序而变高。具体来说，节能控制设定部15具有节能等级设定部15a、顺序确定部15b、控制条件设定部15c、控制设定表格15d。
节能等级设定部15a根据在超额判定部14中计算出的整体超额系数EC0的大小，设定表示节能效果的程度的节能等级SEL。例如，节能等级设定部15a根据整体超额系数EC0的大小，设定1～4这4个级别的节能等级SEL。整体超额系数EC0越大，则节能等级SEL越大，整体超额系数EC0越小，则节能等级SEL越小。
顺序确定部15b确定进行多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域的节能控制的优先顺序。节能控制的对象是将单独超额系数EC1～EC3大的空调区域作为对象。因此，顺序确定部15b按针对多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域计算出的单独超额系数EC1～EC3从小到大的顺序，确定多个空调区域AA1～AA3的优先顺序。
控制条件设定部15c根据在节能等级设定部15a中设定的节能等级以及在顺序确定部15b中确定的空调区域AA1～AA3各自的优先顺序，针对空调区域AA1～AA3中的每个空调区域，基于控制设定表格15d设定节能控制的条件。
图6以及图7是示出图4的控制设定表格的一个例子的示意图。此外，图6例示出控制设定表格15d中的节能等级SEL＝1的情况，图7例示出控制设定表格15d中的节能等级SEL＝4的情况。另外，在图6以及图7中，假设单独超额系数EC1～EC3是空调区域AA3、AA1、AA2的优先顺序。
如图6以及图7所示，在控制设定表格15d中，将优先顺序和节能控制的内容与每个节能等级SEL关联起来存储。例如，在图6的节能等级＝1时，对优先顺序为第1位以及第2位的空调区域设定电力削减量的程度为中等程度的节能控制条件，对优先顺序为第3位以及第4位的空调区域设定电力削减量的程度为小的程度的节能控制条件。另外，对优先顺序为第4位以后的空调区域不执行节能控制。这样，设定成随着优先顺序从低到高的顺序，电力削减量的程度变高，节能效果变高。
另一方面，在图7的节能等级＝4时，对于优先顺序为第1位～第4位的空调区域设定电力削减量的程度为大的节能控制条件，对于优先顺序为第5位以及第6位的空调区域设定电力削减量的程度为中等程度的、节能效果比优先顺序为第1位～第4位低的节能控制条件。进一步地，对于优先顺序为第7位以后的空调区域不执行节能控制，与优先顺序为第1位～第6位相比将节能效果设定得更低。此外，作为图6以及图7中的节能控制条件的具体例子，例如能够应用设定温度的变更、加热(ON)/不加热(OFF)、压缩机的容量变更等用于削减电力的公知的控制方法。
另外，图2的控制条件设定部15c基于控制设定表格15d，根据在节能等级设定部15a中设定的节能等级SEL以及在顺序确定部15b中确定的每个空调区域AA1～AA3的优先顺序，设定每个空调区域AA1～AA3的节能控制条件。然后，运转控制部16利用在控制条件设定部15c中设定的节能控制来变更第二天的控制内容，由空气调节装置2A、2B对多个空调区域AA1～AA3分别进行节能控制。
图8是示出图2的空调管理装置的动作例子的流程图，参照图1至图7说明空调管理装置的动作例子。首先，在达到规定时刻(例如23点59分)时，在使用电力取得部11中，从电度表9A、9B取得整体使用电能EP0以及多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域的单独使用电能EP1～EP3(步骤ST1)。同时，在整体超额系数计算部12以及单独超额系数计算部13中，计算每日的整体目标值TP0d以及单独目标值TP1d～TP3d(步骤ST2)。
然后，在整体超额系数计算部12以及单独超额系数计算部13中，计算整体超额系数EC0以及单独超额系数EC1～EC3(步骤ST3，参照图4以及图5)。其后，在超额判定部14中，判定整体超额系数EC0是否大于设定阈值EC0ref(步骤ST4)。在整体超额系数EC0为设定阈值EC0ref以下时(步骤ST4的“否”)，判定为不需要进行节能控制(步骤ST5)。
另一方面，在判定为整体超额系数EC0大于设定阈值EC0ref时(步骤ST3的“是”)，通过节能等级设定部15a根据整体超额系数EC0的大小，设定节能等级SEL(步骤ST6)。另外，在顺序确定部15b中，根据单独超额系数EC1～EC3，针对多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域，确定优先顺序(步骤ST7)。
其后，在控制条件设定部15c中，参照控制设定表格15d，针对空调区域AA1～AA3中的每个空调区域设定节能控制，使得随着优先顺序从低到高的顺序，电力的节省量变大(步骤ST8，参照图6以及图7)。然后，在运转控制部16中，使用变更后的控制内容，从第二天起控制空气调节装置2A、2B的运转(步骤ST9)。
根据上述实施方式，根据每月的整体使用电能EP0的状况，判定是否进行节能控制，从而能够将每月的电费削减为目标值以下。即，根据每月的整体超额系数EC0，判定是否需要进行节能控制，从而不仅能够实现削减每月的电费中的基本费，还能够实现削减按量计量费。
此时，通过设定多个空调区域AA1～AA3的单独超额系数EC1～EC3越大节能控制的优先顺序越高，从而能够保证公平性。即，以往，根据由用户设定的节能优先级来确定进行节能运转的对象。因此，有时节能优先级低的室内机成为节能控制难以工作的状态，在所设置的空调空间中节能意识变低。其结果，在节能的优先级低的空调空间中，有时无法保证公平性。
另一方面，在图2的空调管理装置10中，例如在单独超额系数EC3高的空调区域(部门)执行电力的节省量大、节能效果高的节能控制，在单独超额系数EC2低的空调区域(部门)不进行节能控制或者执行电力的节省量小、节能效果低的节能控制。于是，对节能的贡献度高的空调区域(部门)不执行节能控制，对节能的贡献度低的空调区域(部门)施加节能控制，所以能够保证公平性。与此相伴地，以部门为单位或者以个人为单位的节能意识得以提高，能够期待改善忘记关电或下班后少数人进行活动时的运行方法等意识。
进一步地，整体超额系数计算部12将按月设定的整体目标值TP0换算成每日的整体目标值TP0d，将1日的整体使用电能EP0除以每日的整体目标值TP0d来计算整体超额系数EC0d，将所计算出的整体超额系数EC0d的每月的平均值计算为整体超额系数EC0，在该情况下，能够高精度地预测每月的使用电力的超额电能。
同样地，单独超额系数计算部13存储有多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域的电力使用比例，利用电力使用比例，根据整体目标值TP0d计算多个空调区域AA1～AA3各自的单独目标值TP1d～TP3d，将1日的单独使用电能EP1～EP3除以每日的单独目标值TP1d～TP3d来计算单独超额系数EC1d～EC3d，计算所计算出的单独超额系数EC1d～EC3d的每月的平均值作为单独超额系数EC1～EC3，在该情况下，能够高精度地预测多个空调区域AA1～AA3中的每个空调区域的每月的使用电力的超额电能。
进一步地，节能控制设定部15基于控制设定表格15d，根据单独超额系数EC1～EC3，针对每个空调区域AA1～AA3设定节能控制的优先顺序，根据优先顺序，执行空气调节装置2A、2B的节能控制。由此，能不对使用目标电力以下的电力的空调区域执行节能控制，而对比目标电力更多地使用电力的空调区域优先地切实执行节能控制。因此，能够可靠地保持各空调区域间的公平性，提高节能意识。
本发明的实施方式不限定于上述实施方式。例如，在图1的空气调节系统1中，例示出空气调节装置2A进行2个空调区域AA1、AA3的空气调节、空气调节装置2B进行1个空调区域AA2的空气调节的情况，但既可以由空气调节装置2A进行3个以上的空调区域的空气调节，也可以针对每个空调区域AA1～AA3设置空气调节装置。

Claims (5)

1.一种空调管理装置，管理进行多个空调区域的空气调节的一台或者多台空气调节装置的使用电能，其中，所述空调管理装置具有：
使用电力取得部，取得一台或者多台所述空气调节装置整体的1日的整体使用电能以及多个所述空调区域中的每个空调区域的单独使用电能；
整体超额系数计算部，根据在所述使用电力取得部中取得的1日的整体使用电能以及按月设定的整体目标值，计算表示相对于每月的整体目标值的超额程度的整体超额系数；
单独超额系数计算部，根据在所述使用电力取得部中取得的1日的单独使用电能以及按月设定的单独目标值，计算表示相对于每月的单独目标值的超额程度的单独超额系数；
超额判定部，判定在所述整体超额系数计算部中计算出的所述整体超额系数是否大于设定阈值；
节能控制设定部，当在所述超额判定部中判定为所述整体超额系数大于所述设定阈值时，针对多个所述空调区域中的每个空调区域设定节能控制条件，以使得按照在所述单独超额系数计算部中计算出的所述单独超额系数的值从小到大的顺序，节能效果变高；以及
运转控制部，根据在所述节能控制设定部中设定的所述节能控制条件，执行所述空气调节装置的节能运转。
2.根据权利要求1所述的空调管理装置，其中，
所述整体超额系数计算部将按月设定的所述整体目标值换算成每日的所述整体目标值，将1日的所述整体使用电能除以换算出的每日的所述整体目标值来计算每日的所述整体超额系数，将计算出的每日的所述整体超额系数从月初至当日进行累加，计算经累加的所述整体超额系数的平均值作为每月的所述整体超额系数。
3.根据权利要求2所述的空调管理装置，其中，
所述单独超额系数计算部存储有多个所述空调区域中的每个空调区域的电力使用比例，利用所述电力使用比例，根据每日的所述整体目标值计算多个所述空调区域中的每个空调区域的每日的所述单独目标值，将1日的所述单独使用电能除以每日的所述单独目标值来计算每日的所述单独超额系数，将计算出的每日的所述单独超额系数从月初至当日进行累加，计算经累加的所述单独超额系数的平均值作为每月的所述单独超额系数。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的空调管理装置，其中，
所述节能控制设定部具有：
节能等级设定部，根据所述整体超额系数的大小，设定表示节能控制的程度的节能等级；
控制设定表格，将节能控制的内容与节能控制的优先顺序关联起来，按照每个所述节能等级进行存储；
顺序确定部，按所述单独超额系数的值从小到大的顺序确定进行节能控制的优先顺序；以及
控制条件设定部，根据在所述节能等级设定部中设定的节能等级以及在所述顺序确定部中确定的每个所述空调区域的优先顺序，针对每个所述空调区域，基于所述控制设定表格设定节能控制的条件。
5.一种空气调节系统，具备：
一台或者多台空气调节装置，进行多个空调区域的空气调节；以及
权利要求1～4中的任一项所述的空调管理装置，管理一台或者多台空气调节装置的使用电能。
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