JP2007209081A - 発電・空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力負荷への供給電力量をも考慮して、受電電力量の増加を合理的に抑えて経済性を向上する。
【解決手段】発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を設置し、圧縮機を駆動して空調を行うとともに、発電機で発電した電力を建物内の電力負荷に供給するように構成する。商用電源からの受電電力量が増加し、電力量比較手段３５において、受電電力量予測手段３４で算出予測される予測受電電力量が設定電力量を超えると判断してデマンド信号が出力されるに伴い、所定の発電機を駆動して発電電力を電力負荷に供給し、受電電力量の増加を抑える。すべての発電機を駆動してもデマンド信号が出力されるときには、電力負荷制御手段４１により、電気式空調設備３２の温度設定器の温度を空調負荷が低減する側に調整し、電力負荷への供給電力量を低減して受電電力量の増加を抑える。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した複数台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、膨張弁と室内側熱交換器とを備えて圧縮機に接続される冷媒回路と、商用電源に接続される電力負荷とを備え、発電機の発電電力を電力負荷に供給可能に構成した発電・空調システムに関する。

一般に、オフィスビルやスーパーや店舗ビルなどの大口需要家では、３０分間などの一定時間内の使用電力である課金用受電電力量、いわゆるデマンドに基づいて１年間の基本料金が決定される。

このような事情から、従来、デマンドを超えないように種々の対策が講じられている。
商用電源から受ける受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測し、その算出予測された受電電力量と、設定電力量とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときに、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力し、予測受電電力量が設定電力量を超えないように発電機を駆動するようにしている。

また、例えば、一定時間内での使用電力量を検出し、この使用電力量が所定の使用電力量レベルを越えたりあるいは一定時間後の使用積算電力量が所定のレベルを超えることが予測されるときにデマンド警報信号を出力し、モータコンプレッサを選択的にアンロードまたは停止させてエンジンコンプレッサを始動させ、その後もデマンド警報信号の発生が継続しているときには、別のモータコンプレッサを順次選択的にアンロードまたは停止させて別のエンジンコンプレッサを始動させ、圧縮空気が不足して作業効率が低下するといったことなく、使用電力のピークカットを効果的に行い、契約電力値を下げ、安価な電力料金で作業場全体の操業コストを低減できるようにしている（特許文献１参照）。

また、電力需要が小さい時間帯に二次電池に対する充電を行い、電力需要が大きい時間帯に二次電池からの放電電力を電気機器に供給する場合において、インバータ装置によって双方向コンバータ装置からの直流電力を交流電力に変換して外部に供給し、電力負荷を平準化できるようにしたものもある（特許文献２参照）。
特許２６７９０５８号公報 特許３４１７３６５号公報

しかしながら、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のみによるような場合、発電機のみでデマンドを超えないように制御するもので、電力負荷と発電機とを組み合わせた制御をしておらず、発電機の発電能力を超える場合には対応できない欠点があった。
また、従来例においてデマンドを決定する場合、前年度の実際の受電電力量のデータを検討し、その最大受電電力量を基に、所定の値を人為的に決めている。
また、デマンドを決定した後に、デマンド警報信号を出力するかどうかの目標値となる設定電力量を決めている。このように、デマンドや目標値となる設定電力量の決定に際して、毎年多量のデータの検討を行わなければならず、手間を要する欠点があった。
更に、人的な決定によるために、目標値となる設定電力量が、デマンドから一定の値を一律に減算することによって決定され、目標値となる設定電力量を不測に大きな値に設定してしまい、デマンドを頻繁に超えて必要以上に割高な電力料金を支払うこととなって不経済になる欠点があった。また、デマンドを必要以上に大きな値に決定して、支払う電力料金が高くなって不経済になる欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、電力負荷への供給電力量をも考慮して、受電電力量の増加を合理的に抑えて経済性を向上できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、発電機の運転不能状態に起因して不測に受電電力量が増加することを防止し、受電電力量の増加を適切に抑えて経済性を向上できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、目標値となる設定電力量を適切かつ容易に設定し、受電電力量の増加を抑えて経済性を向上できるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明は、ランニングコストを低減して経済性を一層向上できるようにすることを目的とする。

請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と設定電力量とを比較して、予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力し、予測受電電力量が設定電力量を超えないように前記発電機を駆動する発電制御手段と、
を備えた発電・空調システムにおいて、
前記発電制御手段でデマンド信号に応答して前記発電機を駆動した後、前記発電機の発電容量が最大発電容量に達しても前記電力量比較手段からデマンド信号が出力されるときに、予測受電電力量が設定電力量を超えないように前記電力負荷への供給電力量を低減する電力負荷制御手段を備えて構成する。

（作用・効果）
請求項１に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、商用電源から受ける受電電力量が増加して設定電力量を超えると予測される場合に、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を起動して発電機を駆動し、受電電力量の増加を抑え、その発電機で発電した電力では設定電力量を超えることを避けられないときに、電力負荷への供給電力量を低減することで対応することができる。
したがって、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に備えられている発電機の発電電力を利用するのみならず、電力負荷への供給電力量を考慮し、その電力負荷への供給電力量を低減して受電電力量の増加を抑えるから、受電電力量の増加を合理的に抑えて経済性を向上できる。

請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の発電・空調システムにおいて、
発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数台有り、そのうちの一部の発電機が運転不能状態にあるときに、運転不能状態の前記発電機に対する駆動用の起動信号の出力を予め除外するように設定する運転不能状態設定手段を備えて構成する。

（作用・効果）
請求項２に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、例えば、メンテナンスのために発電機の運転を停止するとか、故障などに起因しての部品交換のために発電機の運転を停止するなど、予め運転不能状態の発電機がある場合に、その発電機に対して起動信号を出力しないようにする。
したがって、運転不能状態の発電機に起動信号を出力し、その後の受電電力量の変化を確認しようとすると、その分だけ、次の受電電力量増加防止のための処理への移行に遅れを生じることになるが、この請求項２に係る発明の発電・空調システムでは、予め運転不能状態の発電機がある場合に、その発電機に対する起動信号の出力を省くから、発電機の運転不能状態に起因して不測に受電電力量が増加することを防止し、受電電力量の増加を適切に抑えて経済性を向上できる。

請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と、設定電力量とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力して発電機を駆動する発電制御手段と、
を備えた発電・空調システムにおいて、
前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化を記憶する受電電力量記憶手段と、
（１）式に基づいて、目標設定電力量Ｐｓを自動的に算出して前記電力量比較手段における設定電力量に置換する設定電力量算出手段と、
を備えたことを特徴とする発電・空調システム。
Ｐｓ＝Ｐｍｉｎ＋（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）×ｋ ……（１）
Ｐｍａｘ：前記受電電力量記憶手段で記憶された課金対象期間内の最大受電電力量にそのときの発電量合計値を加えた値
Ｐｍｉｎ：Ｐｍａｘから発電機を最大能力で発電したと仮定した場合の発電電力量を減じた値
係数ｋは、過去の運転実績に基づいた値、あるいは、０．８≧ｋ≧０．５の範囲で設定される値
過去の運転実績に基づいた値としては、これまでの全運転時間中の平均発電電力量を発電機の最大能力の合計値で除した値を用いることが例として挙げられる。全運転時間を受電電力量が一般に最大となる夏期の数ヶ月の間の時間としても良い。また、ｋについて０．８≧ｋ≧０．５の範囲で設定するのは、０．８を超える値に設定すると、受電電力量の急激な増加の際に、課金用受電電力量を超えやすくなる不都合があり、一方、０．５未満の値に設定すると、発電電力量が増加し、発電機の駆動頻度が高くなって発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の耐久性が低下しやすくなるからである。

（作用・効果）
請求項３に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、商用電源から受ける受電電力量が増加して設定電力量を超えると予測される場合に、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を起動して発電機を駆動し、受電電力量の増加を抑える。
また、受電電力量記憶手段で記憶された課金対象期間内の最大受電電力量に基づいて、目標値となる設定電力量を自動的に設定することができる。
したがって、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、その内部に備えられている発電機を利用し、その発電機で発電電力を得て受電電力量の増加を抑えるから、経済的に受電電力量の増加を抑えることができる。
しかも、目標値となる設定電力量を、実測値である課金対象期間内の最大受電電力量に基づいて自動的に設定するから、設定を容易に行うことができる。また、ｋの設定を適切に行うことにより、全体として、目標値となる設定電力量を適切かつ容易に設定し、必要以上に発電機を駆動して耐久性を低下することを抑制でき、経済的に受電電力量の増加を抑えることができる。

請求項４に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項３に記載の発電・空調システムにおいて、
発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のうち運転停止状態にあるものを判別する運転停止状態判別手段と、
各発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に設けられて総運転時間を計測する総運転時間計測手段と、
運転停止状態判別手段で判別された運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数有るときに、前記総運転時間計測手段で計測された総運転時間の少ないものを優先して選択する総運転時間選択手段とを備え、
発電制御手段を、デマンド信号に応答して前記総運転時間選択手段で選択された前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力して発電機を駆動するように構成する。

（作用・効果）
請求項４に係る発明の発電・空調システムの構成によれば、運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数ある場合に、総運転時間の少ない発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を優先的に起動して発電機を駆動し、受電電力量の増加を抑える。
したがって、複数の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の総運転時間を平準化でき、運転時間に基づいてメンテナンスを行う場合に、複数の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に対するメンテナンスを一度に行うことができ、課金用受電電力量の適切な設定に加えてランニングコストを低減でき、経済性をより一層向上できる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の発電・空調システムによれば、商用電源から受ける受電電力量が増加して設定電力量を超えると予測される場合に、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置を起動して発電機を駆動し、受電電力量の増加を抑え、その発電機で発電した電力では設定電力量を超えることを避けられないときに、電力負荷への供給電力量を低減することで対応することができる。
したがって、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に備えられている発電機の発電電力を利用するのみならず、電力負荷への供給電力量を考慮し、その電力負荷への供給電力量を低減して受電電力量の増加を抑えるから、受電電力量の増加を合理的に抑えて経済性を向上できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る発電・空調システムの実施例１を示す概略構成図であり、建物１の屋上に５台の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が設置されている。
発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２は、図２の（ａ）の正面図に示すように、エンジン３の出力軸４の一方に発電クラッチ５を介して発電機６を連動連結するとともに、出力軸４の他方に、ベルト式伝動機構７、圧縮機用変速機構８および空調クラッチ９を介して圧縮機１０を連動連結して構成されている。

エンジンハウジング１１に冷却用ファン１２が設けられ、そのファンモータ１３と冷却水ポンプ１４に発電機６からの直流電力をコンバータ１５およびインバータ１６を介して交流電力に変換して供給するように構成されている。
また、インバータ１６および受変電設備１７を介して、交流電力に変換された発電機６からの発電電力を建物１内の照明などの電力負荷に供給できるように構成されている。受変電設備１７には、電力線１８を介して商用電源を供給するように構成されている。

圧縮機１０には冷媒回路１９が接続され（室外側熱交換器や四路切換弁などの詳細は省略している）、その冷媒回路１９に、建物１内に設置された室内側熱交換器２０および膨張弁２１が設けられ、都市ガスを燃料としてエンジン３により圧縮機１０を駆動し、各階などに対応させて、冷房や暖房を行えるように構成されている。

受変電設備１７において、図３の発電制御系のブロック図に示すように、商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段２２が備えられている。
エンジン３には、前述した発電クラッチ５や圧縮機用変速機構８や空調クラッチ９に加えて、起動スイッチ２３およびエンジン回転数制御装置２４に対して制御するエンジン制御部２５が備えられている。

また、エンジン制御部２５には、エンジン３の総運転時間を計測する総運転時間計測手段２６と、空調負荷を計測する空調負荷計測手段２７と、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２の運転モードを発電優先運転モードと空調優先運転モードとに択一的に設定可能な運転モード選択手段２８と、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２のうちの一部の発電機６がメンテナンスなどによって運転不能状態にあるときに、運転不能状態の発電機２に対する駆動用の起動信号の出力を予め除外するように設定する運転不能状態設定手段２９とが備えられている。運転不能状態設定手段２９としては、例えば、エンジン制御部２５に、発電用のＯＮ−ＯＦＦスイッチを備え、ＯＦＦスイッチを押すことにより、発電不能信号を出力するように構成される。

受電電力計測手段２２にマイクロコンピュータ３０が接続され、そのマイクロコンピュータ３０に、３０分ごとにリセットされるタイマ３１とエンジン制御部２５と電力負荷としての電気式空調設備３２の温度設定器とが接続されている。
マイクロコンピュータ３０には、受電電力量算出手段３３、受電電力量予測手段３４、電力量比較手段３５、運転不能状態判別手段３６、運転停止状態判別手段３７、総運転時間選択手段３８、空調負荷選択手段３９、発電制御手段４０および電力負荷制御手段４１が備えられている。

受電電力量算出手段３３では、受電電力計測手段２２で計測された電力をタイマ３１によって設定される所定時間（３０分）積算して設定時間における受電電力量を算出するようになっている。
受電電力量予測手段３４では、受電電力計測手段２２で計測された電力を、例えば、１分間ごとに受電電力量算出手段３３で積算して求められる受電電力量の経時的変化に基づいて、設定時間内の受電電力量を算出予測するようになっている。一例を示せば、設定時間内において、１０分経過後、次の１分間の受電電力量の２０倍分を、１０分間の受電電力量に加算するといったようにして、今回の設定時間経過後における受電電力量、すなわち、次の受電電力量を算出予測するようになっている。この次の受電電力量を算出予測する手法としては、各種の形態が採用できる。

電力量比較手段３５では、受電電力量予測手段３４で算出予測された受電電力量と、設定電力量（通常、契約の基準となった電力量より小さい電力量が設定されるが、空調機器やコンピュータの増設などにより、契約電力量の増加が見込まれる場合には、契約の基準となった電力量より大きい電力量が設定される場合もある）とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力するようになっている。

運転不能状態判別手段３６では、エンジン制御部２５の運転不能状態設定手段２９から入力される発電不能信号、すなわち、発電用のＯＮ−ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態のときに出力される発電不能信号に基づいて、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２のうち発電機６が運転不能状態にあるものを判別し、発電制御手段４０から該当するエンジン制御部２５の発電機６に対する駆動用の起動信号の出力を除外するようになっている。

運転停止状態判別手段３７では、エンジン制御部２５から入力される信号に基づき、起動スイッチ２３がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに基づいて、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２のうち運転停止状態にあるもの、および、運転状態にあるものそれぞれを判別するようになっている。

総運転時間優先選択手段３８では、運転停止状態判別手段３７で判別された運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が複数有るときに、総運転時間計測手段２６で計測された総運転時間の少ないものを優先して選択するようになっている。

空調負荷選択手段３９では、運転停止状態判別手段３７で判別される運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が無いときに、運転状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２のうちから、空調負荷計測手段２７で計測された空調負荷の小さいものを優先して選択するようになっている。

電力負荷制御手段４１では、発電制御手段４０によって、駆動可能なすべての発電機６を駆動した後にデマンド信号を受けたとき、すなわち、システム上の発電容量が最大発電容量に達しても電力量比較手段３５からデマンド信号が出力されるときに、電気式空調設備３２に電力低減信号を出力し、例えば、冷房運転時において、設定温度を１℃高くするといったように、温度設定器の設定温度を空調負荷が低減する側に所定温度（例えば、１℃）調整するようになっている。

上記構成により、電力量比較手段３５からのデマンド信号に応答して、発電制御手段４０により発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２の駆動を制御するとともに、受電電力量の増加を抑制できるようになっており、次に説明する。
電力量比較手段３５において予測受電電力量が設定電力量を超えると判断してデマンド信号が出力されるに伴い、デマンド信号に応答して、運転停止状態判別手段３７で運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を判別する。

ここで、運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が複数あるときには、運転モード選択手段２８で発電優先運転モードに設定されているものを優先し、かつ、総運転時間選択手段３８により総運転時間の少ない方の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を選択して起動信号を出力し、その発電機６を駆動する。

上述手順により発電を順次行い、運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が無くなったときには、運転状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を選択する。

ここで、運転状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２が複数あるときには、運転モード選択手段２８で発電優先運転モードに設定されているものを優先し、かつ、空調負荷選択手段３９により空調負荷の少ない方の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を選択して発電量増加信号を出力し、空調能力を低下させない状態でエンジン回転数を増加する。

このエンジン回転数の増加に際しては、エンジン回転数の増加に反比例するように、可変容量タイプの圧縮機１０の回転数を圧縮機用変速機構８により低下させ、発電機６の回転数を増加して発電電力量を増加しながらも、圧縮機１０の回転数を一定に維持して吐出容量を一定に維持し、実質的に空調能力を低下させないように構成されている。

図２の（ｂ）は、固定容量タイプの圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図であり、圧縮機１０が２個設けられ、両圧縮機１０とエンジン１の出力軸４とが、ひとつのベルト式伝動機構７および個別の空調クラッチ９を介して連動連結されている。

この固定容量タイプの圧縮機１０を用いた場合では、エンジン回転数の増加に際し、回転数が２倍に増加するに伴って、一方の空調クラッチ９を遮断し、圧縮機１０の運転台数を２台から１台に変更して吐出容量の変化を抑え、実質的に空調能力を低下させないように構成されている。

上述のようにして、システム上のすべての発電機２を最大発電容量で駆動しても電力量比較手段３５からデマンド信号が出力されるときに、電気式空調設備３２に電力低減信号を出力して温度設定器の設定温度を調整し、電気式空調設備３２に供給される電力量を低減し、商用電源からの受電電力量が増加することを防止し、一時的な受電電力量の増加に起因する契約電力量の増加を回避できるようになっている。

すなわち、図４の受電電力量の増加抑制の動作の説明に供する図に示すように、夏期の冷房負荷の増大などに起因して、電気式空調設備３２の負荷が増大して受電電力量が増加し、設定電力量を超えると予測されるとき［図４の（ａ）］に、先ず、発電機２の発電電力量を増加する［図４の（ｂ）］。これにより、受電電力量の増加を抑える。
その後、システム上のすべての発電機２を最大発電容量で駆動しても、受電電力量が増加し、設定電力量を超えると予測されるときには、電気式空調設備３２の温度設定器の設定温度を調整し、電気式空調設備３２に供給される電力量を低減し［図４の（ｃ）］、商用電源からの受電電力量の増加を抑えるのである。

図５は、本発明に係る発電・空調システムの実施例２の設定電力量および課金用受電電力量の設定制御系を示すブロック図であり、マイクロコンピュータ２９に、受電電力量記憶手段４２、発電量記憶手段４３、加算手段４４および設定電力量算出手段４５が備えられている。

受電電力量記憶手段４２では、受電電力量算出手段３３で算出された受電電力量の経時的変化を記憶するようになっている。
発電量記憶手段４３では、受電電力量記憶手段４２で記憶された課金対象期間内の最大受電電力量のときの発電機６の発電量の合計値を記憶するようになっている。
加算手段４４では、受電電力量記憶手段４２で記憶された課金対象期間内の最大受電電力量と、発電量記憶手段４３で記憶された発電機６の発電量の合計値とを加算した値Ｐｍａｘを算出するようになっている。

設定電力量算出手段４５では、加算手段４４からの値Ｐｍａｘと、その値Ｐｍａｘから、５台の発電機６を最大能力で発電したと仮定した場合の発電電力量を減じた値Ｐｍｉｎと係数ｋとに基づき、それらの値を（１）式に代入し、制御の目標値である設定電力量Ｐｓを自動的に算出するようになっている。この設定電力量算出手段４５で算出された設定電力量Ｐｓを電力量比較手段３５における設定電力量として置換するようになっている。
Ｐｓ＝Ｐｍｉｎ＋（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）×ｋ ……（１）
５台の発電機６を最大能力で発電したと仮定した場合の発電電力量は、システムを構築した段階で定まる値である。
係数ｋは、係数ｋは、過去の運転実績に基づいた値、あるいは、０．８≧ｋ≧０．５の範囲で設定される値である。
過去の運転実績に基づいた値としては、これまでの全運転時間中の平均発電電力量を発電機の最大能力の合計値で除した値を用いることが例として挙げられる。全運転時間を受電電力量が一般に最大となる夏期の数ヶ月の間の時間としても良い。例えば、システムを稼動する初年度においては、中間の値ｋ＝０．５などに設定し、それ以降においては、大きな値ｋ＝０．７やｋ＝０．８などに設定するものである。

本発明としては、実施例の構成に限らず、次のような構成をも含む。
（１）発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を１台設けたシステム。
（２）目標値である設定電力量のみを自動的に算出設定するシステム。
（３）総運転時間計測手段２６および総運転時間選択手段３８を備えないシステム。

また、上記実施例では、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置２を屋上に設置しているが、その設置場所は適宜変更可能である。

上述実施例１では、システム上の最大発電容量を超えた後、受電電力量の増加を抑えるのに、電気式空調設備３２の温度設定器の設定温度を空調負荷が減少する側に調整するようにしているが、本発明としては、例えば、換気ファンを停止するとか、照明設備の一部を消灯するなど、要するに、商用電源から電力負荷に供給する電力量を低減できるように構成するものであれば、各種の変形が可能である。

上述実施例のエンジン３としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど各種のエンジンを用いることができる。

本発明に係る発電・空調システムの実施例１を示す概略構成図である。 （ａ）は、可変容量タイプの圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図、（ｂ）は、固定容量タイプの圧縮機を備えた発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置の正面図である。 発電制御系を示すブロック図である。 受電電力量の増加抑制の動作の説明に供する図である。 本発明に係る発電・空調システムの実施例２の設定電力量および課金用受電電力量の設定制御系を示すブロック図である。

符号の説明

２…発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置
３…エンジン
６…発電機
１０…圧縮機
１９…冷媒回路
２０…室内側熱交換器
２１…膨張弁
２２…受電電力計測手段
２６…総運転時間計測手段
２９…運転不能状態設定手段
３２…電気式空調設備（電力負荷）
３３…受電電力量算出手段
３４…受電電力量予測手段
３５…電力量比較手段
３７…運転停止状態判別手段
３８…総運転時間選択手段
４０…発電制御手段
４１…電力負荷制御手段
４２…受電電力量記憶手段
４５…設定電力量算出手段

Claims (4)

1. エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
   膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
   商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
   前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
   前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
   前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
   前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と設定電力量とを比較して、予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
   前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力し、予測受電電力量が設定電力量を超えないように前記発電機を駆動する発電制御手段と、
   を備えた発電・空調システムにおいて、
   前記発電制御手段でデマンド信号に応答して前記発電機を駆動した後、前記発電機の発電容量が最大発電容量に達しても前記電力量比較手段からデマンド信号が出力されるときに、予測受電電力量が設定電力量を超えないように前記電力負荷への供給電力量を低減する電力負荷制御手段を備えていることを特徴とする発電・空調システム。
2. 請求項１に記載の発電・空調システムにおいて、
   発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数台有り、そのうちの一部の発電機が運転不能状態にあるときに、運転不能状態の前記発電機に対する駆動用の起動信号の出力を予め除外するように設定する運転不能状態設定手段を備えている発電・空調システム。
3. エンジンに発電機および圧縮機を連動連結した発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
   膨張弁と室内側熱交換器とを備えて前記圧縮機に接続される冷媒回路と、
   商用電源に接続されるとともに前記発電機の発電電力を供給可能な電力負荷と、
   前記商用電源から受ける電力を計測する受電電力計測手段と、
   前記受電電力計測手段で計測された電力を所定時間分積算して受電電力量を算出する受電電力量算出手段と、
   前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化に基づいて、次の受電電力量を算出予測する受電電力量予測手段と、
   前記受電電力量予測手段で算出予測された受電電力量と、設定電力量とを比較して予測受電電力量が設定電力量を超えると判断したときにデマンド信号を出力する電力量比較手段と、
   前記電力量比較手段からのデマンド信号に応答して、発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力し、予測受電電力量が設定電力量を超えないように前記発電機を駆動する発電制御手段と、
   を備えた発電・空調システムにおいて、
   前記受電電力量算出手段で算出された受電電力量の経時的変化を記憶する受電電力量記憶手段と、
   （１）式に基づいて、目標設定電力量Ｐｓを自動的に算出して前記電力量比較手段における設定電力量に置換する設定電力量算出手段と、
   を備えたことを特徴とする発電・空調システム。
   Ｐｓ＝Ｐｍｉｎ＋（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）×ｋ ……（１）
   Ｐｍａｘ：前記受電電力量記憶手段で記憶された課金対象期間内の最大受電電力量にそのときの発電量合計値を加えた値
   Ｐｍｉｎ：Ｐｍａｘから発電機を最大能力で発電したと仮定した場合の発電電力量を減じた値
   係数ｋは、過去の運転実績に基づいた値、あるいは、０．８≧ｋ≧０．５の範囲で設定される値
4. 請求項３に記載の発電・空調システムにおいて、
   発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置のうち運転停止状態にあるものを判別する運転停止状態判別手段と、
   各発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に設けられて総運転時間を計測する総運転時間計測手段と、
   運転停止状態判別手段で判別された運転停止状態の発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置が複数有るときに、前記総運転時間計測手段で計測された総運転時間の少ないものを優先して選択する総運転時間選択手段とを備え、
   発電制御手段が、デマンド信号に応答して前記総運転時間選択手段で選択された前記発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置に起動信号を出力して発電機を駆動するものである発電・空調システム。
   
   
   

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