JP2003307331A - 空調設備の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調空間の温度環境を安定に保ちながら空調
設備の運転に要するエネルギ（電力量）を低減すること
のできる空調設備の運転制御装置を提供する。 【解決手段】 空調空間の温度が所定の管理温度範囲に
あるとき、空調設備を所定の周期毎に強制的に停止させ
（オフ制御手段）、この空調設備の停止時に前記空調空
間の温度が所定の管理温度範囲を外れたとき、前記空調
設備を再起動することで（オン制御手段）、温度をフィ
ードバック情報として用いて簡易にして効果的に、しか
も空調空間の蓄熱効果を最大限に利用して空調設備の運
転時間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調設備の運転を
オン・オフ制御して上記空調設備の駆動エネルギを低減
するに好適な空調設備の運転制御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】オフィスビル等の建物内の空調空
間の温度を調整する空調設備は、基本的には温度制御機
能を備えており、その作動時には上記空調空間の温度を
所定の温度範囲に保つように制御される。しかしながら
実際的には、空調設備を作動させなくても前記空調空間
の温度が所定の温度範囲に保たれることが多々ある。そ
こで従来一般的には空調空間（建物内）を巡回する管理
者等が、その体感温度に応じて空調設備の作動をオン・
オフし、空調設備の無駄な運転を止めている。

【０００３】このような空調設備の停止制御によれば、
空調設備の作動に要する駆動エネルギ（例えば電力消費
量）を低減することができ、省エネルギ化を図ることが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら空調設備
を人手によりオン・オフ制御することは非常に煩わしい
上、その制御精度にも問題がある。この為、前記空調空
間の温度を所定の温度範囲内に安定に保つことは困難で
ある。そこで空調設備をオフィスの就業時間等の所定期
間に亘って作動させる際、その空調空間（建物内）の温
度が所定の温度に達したとき、上記空調設備を自動的に
一定時間に亘って強制的に停止させる制御装置を用いる
ことが考えられている。しかし空調空間の環境によって
は空調設備の停止期間に上記空調空間の温度が所定の温
度範囲を外れることがある。また逆に上記一定の停止期
間を経て空調設備が再起動される場合であっても、前記
空調空間の温度が所定の温度範囲内に十分保たれている
ことがあり、この場合には空調設備を再起動すること自
体が無駄となる。しかし空調空間の環境に応じて前記空
調設備の強制的な停止期間を可変設定することは、例え
ば季節等の外的要因や空調空間の蓄熱性等の種々のパラ
メータを考慮することが必要であり、非常に困難であ
る。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、空調空間の温度（環境）に応じ
て該空調空間の温度を制御する空調設備を適応的にオン
・オフ制御し、上記空調空間の温度環境を安定に保ちな
がら前記空調設備の作動に要する駆動エネルギを低減し
てその省エネルギ化を図ることのできる空調設備の運転
制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る空調設備の運転制御装置は、所定の空
調空間の温度を調整する空調設備の運転をオン・オフ制
御することで該空調設備の作動に要する駆動エネルギを
低減するものであって、前記空調設備に対する所定の制
御対象期間において前記空調空間の温度が所定の管理温
度範囲にあるとき、前記空調設備を所定の周期毎に停止
させるオフ制御手段と、このオフ制御手段による前記空
調設備の停止時に前記空調空間の温度が所定の管理温度
範囲を外れたとき、前記空調設備を再起動するオン制御
手段とを具備したことを特徴としている。

【０００７】好ましくは前記オン制御手段は、前記所定
の管理温度範囲内において設定された所定の制御管理温
度に前記空調空間の温度が達したときに前記空調設備
を、いわゆる前倒し的に再起動するように構成される。
尚、上記制御管理温度は、前記空調設備の過去の運転実
績に基づいて前記空調設備の再起動により前記空調空間
にその空調効果が現れる時間遅れを見込んで、例えば冷
房時における管理上限温度よりも所定温度幅だけ低い温
度として設定される。

【０００８】また本発明の好ましい態様は、前記所定の
空調空間の温度を調整する空調設備が複数台並列に設け
られるとき、前記オフ制御手段は、これらの空調設備を
互いにタイミングを異ならせて所定の周期毎に停止させ
るように、具体的には複数台の空調整備が互いに異なる
タイミングで分散して停止するように構成される。尚、
前記オフ制御手段は、前記空調設備の過去の運転実績に
基づいて前記空調設備をオフ制御する周期を可変設定す
る機能を備え、空調設備の余分な作動期間を削減するよ
うにすることが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態に係る空調設備の運転制御装置について説明す
る。この発明に係る運転制御装置１０は、図１および図
２にそれぞれ例示するように、所定の空調空間Ｓの温度
を調整する空調設備に設けられるものであって、空調設
備の運転自体をオン・オフ制御して該空調設備を作動さ
せるに要する駆動エネルギ、具体的にはその電力消費を
低減する役割を担う。

【００１０】ちなみに図１はセントラル方式の空調設備
の概略構成を模式的に示すものであって、１（１ａ,１
ｂ,１ｃ）は送風ファンやフィルタ、熱交換コイル、加
湿器等を含む空調機（ＡＨＵ；Air Handling Unit）で
ある。これらの各空調機１（１ａ,１ｂ,１ｃ）は、前記
空調空間Ｓに設けられたセンサ３（３ａ,３ｂ,３ｃ）に
より検出される温度や湿度、或いは気流等の室内環境情
報に従って、コントローラ２（２ａ,２ｂ,２ｃ）により
それぞれその作動が制御される。具体的にはコントロー
ラ２（２ａ,２ｂ,２ｃ）は上記コイルに流れる冷水や温
水の流量を調整して温度制御したり、加湿器による湿度
調整等の制御を実行する。

【００１１】また図２はパッケージ方式の空調設備の概
略構成を模式的に示すもので、４（４ａ,４ｂ,４ｃ）は
送風ファンやその制御部等を備えた室内機、５（５ａ,
５ｂ,５ｃ）はコンプレッサ等を備えた室外機である。
この空調設備も、前記センサ３（３ａ,３ｂ,３ｃ）によ
り検出される空調空間Ｓの温度や湿度、或いは気流等の
室内環境情報に従ってその作動が制御される。尚、６は
上述した如く構成された空調設備を含む建物全体の消費
電力（受電電力量）を測定する電力量計である。またこ
こでは３系統の空調設備を並列に設けた例を示している
が、その系統数は特に限定されるものではない。

【００１２】さて上述した空調設備の運転をオン・オフ
制御する運転制御装置１０は、例えばマイクロコンピュ
ータを主体として構成されるものであって、基本的には
温度監視機能１１、タイマ１２、オフ制御機能（オフ制
御手段）１３、オン制御機能（オン制御手段）１４を備
える。上記温度監視機能１１は、例えば前述したセンサ
３により検出される空調空間Ｓの温度が予め設定された
管理温度範囲にあるか否かを監視するものであり、また
タイマ１２は後述するように設定された周期ｔを計時す
るものである。

【００１３】そしてこの運転制御装置１０が備える特徴
的な機能である前記オフ制御機能１３は、所定のタイム
スケジュールに従う前記空調設備の運転時において前記
空調空間Ｓの温度が上記管理温度範囲内にあるとき、前
記タイマ１２によって計時される所定周期ｔ毎に前記空
調設備を強制的に停止させる役割を担っている。更に前
記オン制御機能１４は、上記オフ制御機能１３によって
前記空調設備が強制的に停止している際、前記空調空間
の温度が所定の管理温度範囲を外れたときに前記空調設
備を再起動する役割を担っている。

【００１４】即ち、運転制御装置１０は、例えば図３に
示すように予め設定されたタイムスケジュールに従って
１日における１０時から２１時まで空調設備を運転する
際、空調空間（建物内）Ｓの温度Ｔsensを逐次監視して
いる。そして上記空調空間Ｓを冷房する場合には、運転
制御装置１０は室内温度Ｔsensが予め設定した冷房設定
温度（基準温度）Ｔrefとなるように制御している。そ
して上記冷房設定温度Ｔrefから所定の温度幅を持たせ
て設定した管理温度範囲内に、前記空調空間Ｓの温度Ｔ
sensがあるか否かを監視している。具体的には運転制御
装置１０は、例えば暑さが気にならない程度の制御目標
温度（上限温度）Ｔhighと、寒さが気にならない程度の
制御目標温度（下限温度）Ｔlowとにより管理温度範囲
を規定し、前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが上記管理温度
範囲内（Ｔlow≦Ｔsens＜Ｔhigh）にあるか否かを監視
している。

【００１５】尚、空調空間Ｓを冷房する必要がある場合
には、一般的には冷房しない場合における室内温度が高
く、またその冷房時には室内温度が前記冷房設定温度
（基準温度）Ｔrefとなるように自動制御されており、
室内温度Ｔsensが前記冷房設定温度Ｔrefよりも極端に
低くなることはない。従って実際的には、上述した温度
の監視は、前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが前述した冷房
設定温度（基準温度）Ｔrefと制御目標温度（上限温
度）Ｔhighとにより規定される温度範囲内（Ｔref≦Ｔs
ens＜Ｔhigh）にあるか否かを監視すれば十分である。

【００１６】《節電制御機能》このような監視の下で前
記運転制御装置１０は、空調空間Ｓの温度Ｔsensが前記
冷房設定温度（基準温度）Ｔrefと前記制御目標温度
（上限温度）Ｔhighとにより規定される温度範囲内（Ｔ
ref≦Ｔsens＜Ｔhigh）にある場合には、例えば図４に
示すように前記空調設備を所定周期ｔ毎に１度、強制的
に停止させる［オフ制御手段１３］。そしてこの空調設
備の強制的な停止によって前記空調空間Ｓの温度Ｔsens
が次第に上昇し、前記所定周期ｔ内において前記制御目
標温度（上限温度）Ｔhighに達したときには、運転制御
装置１０は前記空調設備を再起動する［オン制御手段１
４］。逆に上記空調設備を強制的に停止させても、前記
所定周期ｔ内に前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが前記制御
目標温度（上限温度）Ｔhighに達しない場合には、即
ち、空調設備を強制的に停止させるべく次の新たな周期
が到来しても前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが前記制御目
標温度（上限温度）Ｔhighに達しない場合には、そのま
ま空調設備の停止を継続するものとなっている。

【００１７】尚、空調設備を冷房運転しても前記空調空
間Ｓの温度Ｔsensが前述した温度範囲内（Ｔref≦Ｔsen
s＜Ｔhigh）に到達しない場合には、つまり空調空間Ｓ
の温度Ｔsensが前記制御目標温度（上限温度）Ｔhighよ
りも高い場合には（Ｔhigh＜Ｔsens）、前述した間欠運
転制御が行われることなく前記空調設備は連続運転され
る。また逆に空調設備を冷房運転したにも拘わらず前記
空調空間Ｓの温度Ｔsensが前記制御目標温度（上限温
度）Ｔhighよりも低い場合には（Ｔsens＜Ｔlow）、そ
の冷房運転自体が意味を持たないので（無駄なので）前
記空調設備は連続的に停止される。そしてこの場合に
は、前記空調設備を暖房運転する等の対策が講じられ
る。

【００１８】即ち、運転制御装置１０は、空調設備の運
転時において前記空調空間Ｓの温度が上記管理温度範囲
内にあるとき、前記タイマ１２によって計時される所定
周期ｔ毎に１度、空調設備を強制的に停止させ、その周
期ｔ内に空調空間Ｓの温度Ｔsensが前記制御目標温度
（上限温度）Ｔhighに達したときにだけ空調設備を再起
動するものとなっている。従ってこのような空調設備の
間欠運転制御によれば、所定周期ｔ毎に空調設備を必ず
停止させることができる。しかも所定周期ｔによって規
定される期間内に前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが制御目
標温度（上限温度）Ｔhighまで上昇しない場合には、そ
の停止状態をそのまま継続することができる。従って所
定の周期ｔ毎に空調設備を必ず停止させることができる
ので、空調設備の運転期間中における停止期間を十分に
大きく確保することができる。そして空調設備の停止に
伴って、その停止期間での電力消費をなくすことができ
るので、消費電力（受電電力量）の低減効果を十分に高
めることができる。

【００１９】尚、空調設備を再起動しても、一般的には
その冷房効果が現れるまでに時間が掛かる（応答遅れ時
間）。従ってこの応答遅れ時間において空調空間Ｓの温
度Ｔsensが更に上昇し、前述した制御目標温度（上限温
度）Ｔhighを越えてしまうことになる。そこで図５に示
すように、上述した応答時間遅れに起因する温度上昇分
を見込んで、前記制御目標温度（上限温度）Ｔhighによ
りも僅かに低い制御管理温度Ｔcont（＜Ｔhigh）を設定
する。そして前記空調空間Ｓの温度Ｔsensが上記制御管
理温度Ｔcontに達した時点で前記空調設備を前倒し的に
再起動することが好ましい。このような前倒し制御を併
用すれば、所定周期ｔ毎に実行される空調設備の停止期
間が若干短くなるものの、これによって空調空間Ｓの温
度Ｔsensが前述した制御目標温度（上限温度）Ｔhighを
越える前に空調設備の再起動による冷房効果が生じるこ
とになるので、前記空調空間Ｓの温度Ｔsensを前述した
温度範囲内に効果的に抑えることが可能となる。

【００２０】《負荷の平均化機能》ところで空調設備が
前述したように３系統ある場合、図６に例示するように
これらの空調設備をそれぞれ間欠的に停止させるタイミ
ングが互いに異なるように設定することで、その熱源に
負荷を分散させることが好ましい。即ち、複数台の空調
設備を一斉に停止させた場合、その熱量が急激に変化す
る為、熱源に加わる負荷が大幅に変化する。また複数台
の空調設備を一斉に停止させ、また一斉に再起動する
と、これらの空調設備を駆動する電力量の変化も大き
い。従って、例えば前述した所定周期ｔを空調設備の台
数ｎで除した時間（ｔ／ｎ）ずつ各空調設備をそれぞれ
停止制御するタイミングをずらすようにすれば、熱源の
負荷や電力量の変動を平滑化することができるので、こ
れらの空調設備を安定に運転する上で好都合である。

【００２１】《周期ｔの可変設定機能》ところで上述し
た間欠運転の周期ｔを一定化した場合、空調環境によっ
ては図７に示すように空調空間Ｓの温度が逸早く冷房設
定温度（基準温度）Ｔrefに到達し、上記所定周期ｔの
残された期間に亘って連続的に駆動されることになる。
しかし空調空間Ｓの蓄熱性を考慮した場合、空調空間Ｓ
の温度Ｔsensが冷房設定温度（基準温度）Ｔrefに到達
した後にも空調設備を継続的に運転することは、節電効
果を高める上で無駄であると言える。

【００２２】ちなみに冷房設定温度（基準温度）Ｔref
に到達した時点で空調設備を強制的に停止させることが
考えられる。しかし複数系統の空調設備を備える場合、
上述した制御をそれぞれ個別に実行すると各空調設備に
おける間欠運転の周期ｔが異なることに起因してそのオ
ン・オフタイミングが重なることがある。するとこれら
の複数の空調設備が同時にオン・オフ制御される可能性
が生じる。しかもその熱源（冷熱源）の熱的負荷の変化
が大きくなり、熱源の運転が安定しなくなる等の問題も
生じる。従ってこのような不具合に対処するべく、この
運転制御装置１０においては、空調設備の強制的な停止
制御のタイミングから、その再起動によって空調空間Ｓ
の温度Ｔsensが冷房設定温度（基準温度）Ｔrefに戻る
までの時間を計測しており、その所要時間を履歴データ
として収集している。この履歴データは、季節や曜日、
時間帯毎に分類して収集される。そして空調環境が似て
いる条件下での履歴データに従い、例えば前日の同じ時
間帯における温度復帰所要時間や、前週の同じ曜日にお
ける温度復帰所要時間の平均やその最大時間に応じて、
空調設備を間欠的に停止制御する上での所定周期ｔを可
変するものとなっている。

【００２３】かくしてこのようにして空調設備を間欠的
に停止制御する周期ｔを可変設定する機能を備えれば、
空調空間Ｓの温度Ｔsensが冷房設定温度（基準温度）Ｔ
refに到達した後に継続して空調設備を運転する時間を
最小限に抑えながら該空調設備を所定周期ｔ毎に強制的
に停止させることが可能となるので、その節電効果を更
に高めることが可能となる。

【００２４】《デマンド制御機能》ところで空調設備の
運転を制御するに際して、電力供給会社との間で結んだ
契約電力量の範囲内でその消費電力量を抑えたいと言う
要望がある。従ってこのような電力要求を満たす場合に
は、前述した空調空間Ｓの温度制御特性を多少犠牲にし
て空調設備を間欠運転制御するようにしても良い。この
場合には、例えば図８に示すように空調設備を含む対象
建物の受電電力（電力会社との取引用電力）の予測電力
量に対して３段階のデマンドレベルを設定し、これらの
デマンドレベルに応じて以下に示すように空調設備の運
転を制御すれば良い。尚、予測電力量は、現在、種々提
唱されているデマンド制御用の装置と同様なロジックに
て推定することが可能である。

【００２５】具体的には予測電力量が第１の目標電力量
Ｐ１に達したとき、第１の制御コマンドＡを発令して、
例えば図９に示すように前述した制御目標温度（上限温
度）Ｔhigh、或いは制御管理温度Ｔcontを所定温度幅だ
け高くする（温度上限を緩和する）。このようにして制
御目標温度（上限温度）Ｔhigh、或いは制御管理温度Ｔ
contを所定温度幅だけ高くすれば、前述した空調設備の
強制的な停止期間において徐々に上昇する温度Ｔsens
が、空調設備を再起動する温度に達するまでの時間が長
くなるので、つまり空調設備の強制的な停止時間が延び
るので、その分、空調設備による消費電力量を抑えるこ
とが可能となる。尚、上記第１の制御コマンドＡの発令
解除は、前記予測電力量が前記第１の目標電力量Ｐ１よ
りも所定電力量だけ低くオフセットした目標電力量Ｐ
１’を下回った時点で行うようにすれば良い。

【００２６】ところで上述したように温度上限を緩和す
ることに代えて、節電周期ｔを短くすることで省電力化
を図ることも可能である。即ち、節電周期ｔを短くすれ
ば、前述した《周期ｔの可変設定機能》の冒頭において
説明したような無駄をなくし、空調空間Ｓの温度Ｔsens
が冷房設定温度（基準温度）Ｔrefに到達した後にも空
調設備を継続的に運転する時間を短くすることができ
る。この結果、無駄な運転をなくして空調設備の消費電
力量を抑えることが可能となる。

【００２７】一方、上述した第１の制御コマンドＡを発
令して使用電力量を低減制御しようとしたにも拘わらず
その予測電力量が増大し、第２の目標電力量Ｐ２に達し
た場合には、第２の制御コマンドＢを発令する。この第
２の制御コマンドＢは、例えば複数の空調設備により前
述した空調空間Ｓを領域分割して監視している場合、そ
の温度が前述した制御目標温度（上限温度）Ｔhigh、或
いは制御管理温度Ｔcontに達していないものがあると
き、その空調設備を強制的に停止させて、空調設備全体
の消費電力量、ひいては建物全体の消費電力量を抑える
役割を担う。

【００２８】この第２の制御コマンドＢによる空調設備
の強制的な停止制御は、例えば図９に示すように温度が
前述した制御目標温度（上限温度）Ｔhigh、或いは制御
管理温度Ｔcontに達していない空調設備の内の半分を停
止させ、上記第２の制御コマンドＢの発令後、所定時間
（例えば２分）を経過してもその解除がなされない場合
には、残りの空調設備も停止させることによって行われ
る。尚、上記第２の制御コマンドＢの解除は、前記予測
電力量が前記第２の目標電力量Ｐ２よりも所定電力量だ
け低くオフセットした目標電力量Ｐ２’を下回った時点
で行われる。尚、ここでは制御目標温度（上限温度）Ｔ
highに達していない空調設備だけを停止させるものとし
ているが、温度に拘わることなく空調設備を停止させて
電力使用量を抑えるようにしても良い。

【００２９】そしてこのような制御にも拘わらず第２の
制御コマンドＢが解除されない場合には、その使用電力
量が益々増大し、契約電力量を超えることが予測される
ので第３の制御コマンドＣを発令する。この第３の制御
コマンドＣの発令は、前記第２の制御コマンドＢの発令
後、更に長い時間（例えば３分）を経過した時点にも行
われる。この第３の制御コマンドＣの発令により、空調
設備の使用電力量が契約電力量を超える前に、その旨の
メッセージが出力され、空調設備の運転管理者にその後
の対応が委ねられる。

【００３０】尚、前述した第１の制御コマンドＡが発せ
られる状態においては、所定期間に亘って第２および第
３の制御コマンドＢ,Ｃの発令が禁止される。このよう
な第２および第３の制御コマンドＢ,Ｃの発令禁止制御
により、前述した空調設備の運転制御が段階的に行われ
る。即ち、空調空間Ｓの管理温度範囲を徐々に緩和する
ことで、先ず空調設備の間欠運転条件を変え（停止時間
の延長）、その後、特定の空調設備の運転を停止させる
ことでその空調設備の全てを含む建物内の使用電力量
（受電電力量）が契約電力量の範囲内に収まるように制
御する。この際、停止する設備の対象としては、照明機
器等を入れても良い。

【００３１】ここで上述した各制御機能を実現した運転
制御装置１０における制御処理手順について説明する。
図１１は全体的な処理手順の流れを示すもので、先ず所
定のタイムスケジュールに従って空調設備の運転を制御
するに際し、例えば午前０時として設定される基準時刻
であるか否かを判断し［ステップＳ１］、基準時刻であ
る場合には、例えば前日に実行された間欠運転の制御周
期ｔの平均ｔo（＝(１／ｍｎ)Σｔmn）を求める［ステ
ップＳ２］。尚、上記ｍは空調設備の台数を示してお
り、ｎは間欠運転した回数を示している。またｔmnはｍ
台目の空調設備のｎ回目の制御周期を示している。

【００３２】次いで空調設備毎に上述した如く求めた間
欠運転の制御周期（節電周期）ｔoと、前日に実行され
た間欠運転の設定最小周期ｔminと設定最大周期ｔmaxと
をそれぞれ比較し、当日に実行すべき間欠運転の周期ｔ
を決定する［ステップＳ３］。この周期ｔの決定は、前
記節電周期ｔoが上記設定最小周期ｔminよりも短い場合
にはこの設定最小周期ｔminを、また前記節電周期ｔoが
上記設定最大周期ｔmaxよりも長い場合にはこの設定最
大周期ｔmaxを、そして前記節電周期ｔoが設定最小周期
ｔminと設定最大周期ｔmaxとの間に含まれる場合には、
前記節電周期ｔoを選択することによりなされる。しか
る後、上述した判定結果に従って、当日に実行すべき間
欠運転の周期ｔを変更し、その運転回数を管理するパラ
メータｎを零［０］にリセットする［ステップＳ４］。

【００３３】以上のようにして周期ｔを初期設定したな
らば、次に空調設備を間欠的に運転制御する上での目標
温度（制御管理温度）Ｔcontを決定する［ステップＳ
５］。この目標温度Ｔcontは、前述した制御目標温度
（上限温度、下限温度）Ｔhigh,Ｔlowを読み込み、例え
ば前述したように上記上限温度Ｔhighから、空調設備の
再起動によってその冷房効果が現れるまでに上昇すると
見込まれる温度分だけ下げた温度として設定される。

【００３４】しかる後、目標温度（制御管理温度）Ｔco
ntとセンサ３によって計測される現在の空調空間Ｓの温
度Ｔsensとを比較する［ステップＳ６］。そして現在温
度Ｔsensが、運転制御目標である前述した管理温度範囲
内（Ｔlow≦Ｔsens＜Ｔhigh）にあるか、或いはその上
限温度を超えているか（Ｔhigh＜Ｔsens）、更にはその
下限温度に満たないか（Ｔsens＜Ｔlow）を判定する。

【００３５】尚、空調空間Ｓの温度Ｔsensが下限温度に
満たない（Ｔsens＜Ｔlow）場合には、空調設備を冷房
運転する必要がないので、空調設備を予め設定されてい
る最小起動時間（例えば５分）に亘って運転したか否か
を判定し［ステップＳ７］、最小起動時間の経過が確認
された場合には、空調設備をオフ制御する［ステップＳ
８］。これに対して空調空間Ｓの温度Ｔsensが上限温度
を越えている（Ｔhigh＜Ｔsens）場合には、空調設備が
予め設定されている最小停止時間（例えば５分）に亘っ
て停止状態にあったか否かを確認した上で［ステップＳ
９］、空調設備をオン制御する［ステップＳ１０］。こ
の上記オン制御は、後述するように空調設備を強制的に
オフしたことにより空調空間Ｓの温度Ｔsensが上昇した
場合にも行われる。ちなみに上記最小起動時間および最
小停止時間の判定は、空調設備を徒に（不本意に）オン
・オフすることを防止する役割を担う。そして上記判定
条件の下で空調設備の運転を開始したならば、空調設備
に対する運転管理温度幅の変更を実行する［ステップＳ
１１］。

【００３６】この運転管理温度幅の変更は、例えば図１
２にその処理手順を示すように、空調設備が運転状態
（オン状態）であることを条件として実行される［ステ
ップＳ２０］。そして空調設備が運転状態（オン状態）
であるならば、その空調設備が停止状態（オフ状態）か
ら運転状態（オン状態）に変化したばかりであるか否か
を判定する［ステップＳ２１］。次いでこの判定処理が
ＹＥＳである場合、運転管理温度幅の変更処理の起動が
初回である場合には、つまり空調設備が運転状態に変化
したばかりである場合には、そのときの空調空間Ｓの計
測温度ＴsensをＴstartとして記憶し［ステップＳ２
２］、その後の処理を次回以降の運転管理温度幅の変更
処理に委ねる。

【００３７】これに対して前述したステップＳ２１にお
ける判定がＮＯである場合、つまり空調設備が運転状態
に変化したばかりでない場合には、今回の計測温度Ｔse
nsが、それ以前に求められて記憶されている前回の計測
温度Ｔoldよりも低いか否かを判定する［ステップＳ２
３］。そして今回の計測温度Ｔsensの方が高い場合には
該今回の計測温度Ｔsensを最高温度として既に記憶した
前回の計測温度Ｔoldを更新し［ステップＳ２４］、そ
の後の処理を更に次回以降の運転管理温度幅の変更処理
に委ねる。

【００３８】一方、上記ステップＳ２３において前回の
計測温度Ｔoldの方が高いと判定された場合には、つま
り空調設備の冷房運転により空調空間Ｓの温度が下がっ
てきていると判定された場合には、上記前回の計測温度
Ｔoldを最高温度として設定し［ステップＳ２５］、今
回の温度幅を上記最高温度と前記ステップＳ２２におい
て記憶された空調設備の運転開始時の計測温度Ｔstart
との温度差として求める［ステップＳ２６］。そして前
記制御管理温度Ｔcontを修正するべく、今回の温度幅と
今まで（前回）の温度幅とに基づいて、例えば加重平均
処理する等して新たな温度幅を求める［ステップＳ２
７］。そして制御目標温度（上限温度）Ｔhighから上記
新たに求められた温度幅を差し引くことで、新たな制御
管理温度Ｔcontを設定する。

【００３９】さて前述した図１１に示す全体的な処理手
順に戻って、前述したステップＳ６の判定処理において
空調空間Ｓの現在温度Ｔsensが、その運転制御目標であ
る管理温度範囲内（Ｔlow≦Ｔsens＜Ｔhigh）にあると
判定された場合には、先ずタイマ１２によって監視され
ている空調設備の停止タイミングであるか否かを判定す
る［ステップＳ１２］。そして停止タイミングである場
合には、前述した最小起動時間を経過しているか否かを
判定し［ステップＳ１３］、最小起動時間を経過してい
ない場合には、該最小起動時間が経過するまで空調設備
の運転を継続する。そして最小起動時間が経過している
ことを条件として前述した所定周期ｔ毎の間欠運転制御
を実行するべく空調設備をオフ制御する［ステップＳ１
５］。そしてタイマフラグをオンにし［ステップＳ１
６］、節電周期の時間計算処理を実行する［ステップＳ
１７］。尚、この節電周期の時間計算処理は、前述した
ステップＳ１２において停止タイミングないことが判定
された場合にも起動される。そしてこの節電周期の時間
計算処理を行った後、前述したステップＳ１からの処理
手順が繰り返し実行される。

【００４０】ここで節電周期の時間計算処理について図
１３を参照して詳しく説明すると、この処理は空調設備
が運転状態（オン状態）であることを条件として実行さ
れる［ステップＳ３１］。そしてこの場合には、空調空
間Ｓの現在温度Ｔsensが設定温度（制御管理温度Ｔcon
t）よりも低くなっていることを条件として［ステップ
Ｓ３２］、先ず前述したタイマフラグをオフにする［ス
テップＳ３３］。そして前述した停止タイミングにおい
て空調設備を停止させた時点から、空調空間Ｓの温度が
上昇して空調設備を再起動し、これによって該空調空間
Ｓの温度Ｔsensが設定温度Ｔrefに達したまでの所要時
間を求め、これを記憶する［ステップＳ３４］。

【００４１】しかる後、この節電周期の時間計算処理が
ｎ回に亘って繰り返し実行されたとき、ｎ回に亘ってそ
れぞれ求められた上記各所要時間を集計し、その平均時
間を求める［ステップＳ３５］。そしてこの平均時間を
前述した如く所定時間ｔ毎に空調設備を強制的に停止さ
せるに最適な、つまり無駄のない周期として設定するよ
うにすれば良い。

【００４２】かくして上述した如く処理動作を実行する
運転制御装置１０によれば、空調設備を所定周期ｔ毎に
強制的に停止させることで、空調空間の温度がその蓄熱
性により制御管理温度Ｔcontに達するまでの期間を有効
に利用して空調設備を停止させることができるので、空
調設備の駆動に要するエネルギ、例えば受電電力量をに
大幅に低減して節電効果を十分に高めることができる。
しかも上記周期ｔ自体を最適に設定するので、空調設備
を無駄に運転する時間を大幅に少なくすることができ、
この点においてもその節電効果を高めることができる等
の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００４３】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。実施形態においてはオフィスビル等の
建物の空調を例に説明したが、冷凍・冷房倉庫等の建物
における冷凍・冷房設備にも同様に適用することができ
る。また実施形態においては空調空間を冷房運転する場
合を例に説明したが、空調空間を暖房運転する場合にも
同様に適用することができる。但しこの暖房運転の場合
には、下限温度を暖房運転を再起動する上での温度とし
てその制御を行うようにすれば良い。また空調設備の系
統数等は、その設備仕様に応じて定められるものであ
り、従って運転制御についても空調設備の系統数に応じ
て、例えば前述したように停止タイミングを互いに異な
らせる等して実行するようにすれば十分である。

【００４４】また空調設備の目的には、温度や湿度の制
御のみならず空気質（ＣＯ₂,ＣＯ,浮遊粉塵等）を一定
レベル以下に保つ役割もある。従ってこれらの空気質の
情報を計測し、その計測値に応じて前述した間欠運転制
御を行うようにしても良い。このようにすれば空調設備
の消費電力量を抑えながら空調環境の空気質を一定レベ
ル以下に保つこと、つまり空気の清浄度を一定品質に保
つことが可能となる。

【００４５】また前述した制御に用いる周期ｔや制御目
標温度Ｔcont等については、例えば一日における時間帯
によって変更するようにしても良く、或いは季節や平日
／休日の別によって変更することも可能である。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
調設備を所定周期毎に強制的に停止させ、空調空間の温
度が制御目標温度に達したときに空調設備を再起動する
ので、空調空間の蓄熱性を有効に利用して空調設備の運
転実働時間を少なくすることができる。この結果、空調
空間の温度環境を犠牲にすることなく、空調設備の運転
に要するエネルギを少なくして、例えばその節電効果を
十分に高めることができる等の多大なる効果が奏せられ
る。しかも空調設備の運転を制御するために従来より用
いられていた種々の煩雑な運転制御パラメータを調整す
ることなく、温度をフィードバック情報とするだけで簡
易にして効果的に節電制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セントラル方式の空調設備の概略構成とその運
転制御装置との関係を模式的に示す図。

【図２】パッケージ方式の空調設備の概略構成とその運
転制御装置との関係を模式的に示す図。

【図３】所定のタイムスケジュールに従う運転制御装置
の動作形態を示す図。

【図４】本発明の一実施形態に係る運転制御装置の基本
的な制御動作の形態を示す図。

【図５】制御目標温度と制御管理温度との関係を示す
図。

【図６】複数台の空調設備間における動作タイミングの
設定例を示す図。

【図７】空調設備を強制的に停止させる周期ｔの可変設
定の処理概念を示す図。

【図８】消費電力のデマンド制御の概念を示す図。

【図９】デマンド制御による停止時間の延長の概念を示
す図。

【図１０】デマンド制御により停止させる空調設備の制
御形態を説明するための図。

【図１１】本発明に係る運転制御装置の全体的な処理制
御の手順を示す図。

【図１２】制御温度を可変設定する上での温度幅の変更
処理手順を示す図。

【図１３】周期を可変設定する上での処理手順の例を示
す図。

【符号の説明】

１０ 運転制御装置 １１ 温度監視機能 １２ タイマ １３ オフ制御機能（オフ制御手段） １４ オン制御機能（オン制御手段）

フロントページの続き (72)発明者 吉田 公彦 東京都港区芝浦４丁目３番４号 山武ビル システム株式会社内 (72)発明者 小林 弘幸 東京都港区芝浦４丁目３番４号 山武ビル システム株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA03 CC02 CC07 CC08 CC09 DD01 EE02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の空調空間の温度を調整する空調設
   備の運転をオン・オフ制御する運転制御装置であって、 所定の制御対象期間において前記空調空間の温度が所定
   の管理温度範囲にあるとき、前記空調設備を所定の周期
   毎に停止させるオフ制御手段と、 このオフ制御手段による前記空調設備の停止時に前記空
   調空間の温度が前記所定の管理温度範囲内において設定
   された所定の制御管理温度に達したときに前記空調設備
   を再起動するオン制御手段とを具備したことを特徴とす
   る空調設備の運転制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御管理温度は、前記空調設備の過
   去の運転実績に基づいて前記空調設備の再起動により前
   記空調空間にその空調効果が現れる時間遅れを見込んで
   設定されるものである請求項１に記載の空調設備の運転
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記オフ制御手段は、前記空調設備の過
   去の運転実績に基づいて前記空調設備をオフ制御する周
   期を可変設定する機能を備えてなる請求項１に記載の空
   調設備の運転制御装置。