JP2008304087A - 空気調和機、及び空気調和機システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力会社とのネットワーク接続をすることなく、ピーク電力の抑制に寄与する空気調和機、及び空気調和機システムを実現する。
【解決手段】空気調和機が設置される地域１１及び地区１２ごとに対応づけて予め運転制限条件（外気温度、日付、時間）を記憶装置７に格納しておく。そして、空気調和機が設置された地域及び地区を特定する位置特定手段を設ける。制御手段９は、特定された地域及び地区に対応する運転制限条件を記憶装置７の運転制限条件テーブルから特定し、現在の状況が特定された運転制限条件に該当する場合は、ピーク電力抑制に関する運転制限を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機、及び空気調和機システムに係り、具体的には、各地域又は建物における電力のピークの抑制に寄与する空気調和機、及び空気調和機システムに関する。

近年、電力会社において各地域に供給する電力のピークを抑える事が重要な課題となっている。また、例えば企業ビル或いはテナントが入居するビルなどの建物における電力ピークを抑制することも求められている。このような電力ピークは特に夏季の昼間に発生することが多いが、その原因として空気調和機の冷房による電力消費が挙げられる。

そこで、特許文献１に記載されているように、電力会社と複数の空気調和機とをネットワーク接続して、各空気調和機は、電力会社から送信されたピークカットを求める信号を受信し、これに基づいて消費電力を抑えるような運転制御を行うことが知られている。これによれば、電力会社の供給電力のピークを抑制することができるとされている。

特開２００３−１０６６０３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、空気調和機を電力会社とネットワーク接続して電力会社からの要求信号を受信する必要があるので、空気調和機に受信装置や接続配線などの専用部品を設ける必要があり、空気調和機自体の構成が煩雑となる。

そこで、本発明は、電力会社とのネットワーク接続をすることなく、ピーク電力の抑制に寄与する空気調和機、及び空気調和機システムを実現することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の空気調和機は、空気調和機が設置される地域ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納された記憶手段と、空気調和機が設置された地域を特定する位置特定手段と、この位置特定手段により特定された地域に対応する運転制限条件を記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。

すなわち、空気調和機に、予め設置地域ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルを格納しておけば、位置特定手段により設置された地域を特定して、この特定された地域に対応する運転制限条件に基づいて運転することによりピーク電力を抑制することができる。その結果、電力会社とのネットワーク接続などが不要で、自立して電力ピークの抑制に寄与することができる。

特に、この構成によれば、自然環境が異なり運転制限条件も異なる地域ごとに対応した電力ピーク抑制を行うことができる。つまり、通常、空気調和機が製造された後は、どのような地域に設置されるのかは不明であるが、予め各地域の自然環境に対応した運転制限条件テーブルを格納しておけば、設置先で、自らの設置地域を位置特定手段により特定し、その設置地域特有の自然環境に対応した運転制限を行うことができる。

また、運転制限条件テーブルには、地域をさらに区画した地区ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件を含ませてもよい。この場合、地区ごとの運転制限条件は、地域で運転制限を実行すべき全時間帯を各地区でずらせて分配設定された時間帯を含むように構成するのが望ましい。また、位置特定手段は、空気調和機が設置された地域に加え、この地域における地区を特定し、制御手段は、特定された地域及び地区に対応する運転制限条件を記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行するように構成するのが望ましい。

これによれば、空気調和機が設置されている地域における全運転制限時間を複数に分割して、各地区で順次ずらせて分配しているので、全体のピーク電力は抑制しつつ、各地区の長時間にわたる運転制限を回避し、ユーザの快適性を保つことができる。空気調和機による温度制御では、各部屋における熱時定数の影響で運転制限を実行してもすぐに室温が変動することはないため、ユーザに運転制限による不快感を与えずに電力ピークの抑制を実現することができる。

空気調和機の設置地域、地区の特定は、例えばＧＰＳ受信機や、サービスマン或いはユーザによる郵便番号、住所等の入力、表示される複数の候補地域からの選択などにより適宜行うことができる。

また、上述の地域と地区との関係を、建物と建物における区域という関係に置き換えて、運転制限によるユーザの快適性を損なうことなく、建物全体の電力ピークを抑制することもできる。

つまり、同一建物内又はこれに準ずる敷地内に設置される複数台の空気調和機のそれぞれを、建物の区域ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納された記憶手段と、空気調和機が設置された区域を特定する手段と、特定された区域に対応する運転制限条件を記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行する制御手段と、を備えて構成することができる。この場合、区域ごとの運転制限条件は、建物で運転制限を実行すべき全時間帯を各区域で順次ずらせて分配設定された時間帯を含んで構成すればよい。

本発明によれば、電力会社とのネットワーク接続をすることなく、ピーク電力の抑制に寄与する空気調和機、及び空気調和機システムを実現することができる。

以下、本発明を適用してなる空気調和機の実施形態を図１〜８を用いて説明する。図１は、本実施形態の空気調和機の全体構成図である。空気調和機２０は、室外機１と、室内機２ａ，２ｂと、リモコン３などが伝送線４で接続されて構成されている。また、図示は省略しているが、空気調和機２０には、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器などが設けられており、これらを冷媒配管で連結して冷凍サイクルが形成されている。

このような空気調和機では、特に夏季の昼間の冷房運転で消費電力が大きくなるため、電力会社から供給される電力ピークの増大の要因のひとつとなっている。

そこで、本実施形態の空気調和機では、室外機１に、ＧＰＳ受信機５と、カレンダー及び時計機能を有するタイマー６と、記憶装置７と、外気温度センサ８などが搭載されている。また、これらの構成要素、及び適宜冷凍サイクルを構成する部品などと接続され、電力ピークの抑制を実行する制御手段９が設けられている。

次に、本実施形態の空気調和機の電力ピーク抑制に関する制御を、図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ＧＰＳ衛星１０から発信される電波をＧＰＳ受信機５にて受信して得られた位置情報に基づき、空気調和機が設置されている地域コードと地区コードを特定する（Ｓ１）。つまり、ＧＰＳ受信機５は、空気調和機２０が設置された地域、及び地区を特定する位置特定手段を構成している。また、地域コードと地区コードの特定は、ＧＰＳ受信機５から出力される位置情報に対応する地域コード、及び地区コードのテーブルを記憶装置７などに格納しておくことにより実現することができる。

続いて、記憶装置７に登録されている運転制限条件テーブルから特定された地域コードに対応する冷房運転制限外気温度と運転制限日を読み出す（Ｓ２）とともに、特定された地区コードに対応する運転制限時間を読み出す（Ｓ３）。ここで、冷房運転制限外気温度、及び運転制限日は、空気調和機が設置される地域ごとに対応づけて予め設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件であり、運転制限時間は、空気調和機が設置される地域をさらに区画した地区ごとに対応づけて予め設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件である。

そして、冷房運転中であれば（Ｓ４でＹｅｓ）、外気温度センサ８より取得した外気温度と冷房運転制限外気温度とを比較して、外気温度≧冷房運転制限外気温度であれば（Ｓ５でＹｅｓ）、Ｓ６へ進む。タイマー６より取得した現在日時と、運転制限日、運転制限時間帯とを比較して、現在日時がいずれも制限日、制限時間帯に該当していれば（Ｓ６、Ｓ７でいずれもＹｅｓ）、運転制限を実施する（Ｓ８）。

ここで、運転制限の実施は、例えば、制御手段９から圧縮機などに、冷房運転を休止状態にする、又は冷房能力を低下させるなどの空気調和機の消費電力を抑制する運転指令を与えることにより行われる。また、その他、設定室温を現在の設定より何℃か上昇させるような、消費電力を抑制する運転指令であればよい。

一方、Ｓ４〜Ｓ７のいずれかの判定でＮｏとなった場合、つまり、冷房運転を行っていない場合（Ｓ４でＮｏ）、外気温度＜冷房運転制限温度の場合（Ｓ５でＮｏ）、現在日時が運転制限日時に該当しない場合（Ｓ６、７のいずれかでＮｏ）のいずれかに該当する場合であって、かつ運転制限がかかっている場合は（Ｓ９でＹｅｓ）、運転制限を解除する（Ｓ１０）。

このように、本実施形態の空気調和機は、予め設置地域、地区ごとに対応づけたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納されているので、ＧＰＳ受信機５で設置地域、地区を特定して、この特定された地域、地区に対応する運転制限条件に基づいて運転すれば、電力会社とのネットワーク接続など必要なく、自立してピーク電力を抑制することができる。

特に、空気調和機が設置される地域間で自然環境は様々に異なり、電力ピーク抑制のための運転制限条件も異なるにも関わらず、空気調和機は、製造された後どのような地域、地区に設置されるか一般的にはわからないものである。このため、従来は、設置地域に適当な運転制限信号を電力会社などからネットワーク経由で取得していた。これに対して、本実施形態では、予め各地域の自然環境に対応した運転制限条件テーブルを格納しており、設置先で自らの設置地域を特定し、その地域に対応する運転制限を行うものである。したがって、電力会社とのネットワーク接続をすることなく、その設置地域特有の自然環境に対応した電力ピーク抑制を行うことができる。

次に、このような空気調和機の第１の設置例と、運転制限条件テーブルの具体例とを図３〜図７を用いて説明する。図３は、複数台の空気調和機の設置形態を簡略して示す模式図である。このように、空気調和機は、例えば電力会社が管轄する地域を区画した地域１〜３（１１ａ〜１１ｃ）のそれぞれを、さらに区画した地区Ａ〜Ｃ（１２ａ〜１２ｉ）のいずれかに設置されるようになっている。例えば空気調和機２０ａは、地域１の地区Ａ（１１ａの１２ａ）に設置されている。すると、ＧＰＳ受信機５より位置情報を取得した場合、地域コード「１」、地区コード「Ａ」に特定される。

また、記憶装置７に格納される運転制限条件テーブルは、図４〜図６に示すように、冷房運転制限外気温度と、運転制限日と、運転制限時間とを含んで構成されている。ここで、冷房運転制限外気温度、及び運転制限日は、地域１〜３のそれぞれに対応付けて設定されるものである。また、運転制限時間は、各地域１〜３のそれぞれに設定された全運転制限時間を、各地域内の各地区Ａ〜Ｃでずらせて分配設定されるものである。図６は、地域１の全運転制限時間を各地域Ａ〜Ｃで分配設定したものであり、地域２，３にも、それぞれの全運転制限時間に対応した分配設定がされている。

例えば空気調和機の地域コードが「１」であれば、冷房運転外気温度の閾値は「３０℃」となり、運転制限日は、「７月１５日〜９月１５日」となる。また、地区コードが「Ａ」であれば、運転制限時間１は「１２：００〜１２：１０」、運転制限時間２は「１２：３０〜１２：４０」、運転制限時間３は「１３：００〜１３：１０」、運転制限時間４は「１３：３０〜１３：４０」となる。

各地域内での運転制限時間帯は、図７に示す運転制限のタイミングチャートように、地区ごとにずらせて設定されている。例えば、地区コード「Ａ」であれば、「１２：００〜１２：１０」「１２：３０〜１２：４０」「１３：００〜１３：１０」「１３：３０〜１３：４０」の時間帯で運転制限が行われる。また、地区コード「Ｂ」「Ｃ」はそれぞれ時間帯をずらして運転制限が行われる。このように、地域内の地区コードにより時間帯をずらすことで、運転制限をする時間を短くし、ユーザの快適性を損なわずに消費電力を抑えることができる。

これに加えて、地区コード「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」を含む地域コード「１」においては、全運転制限時間帯を通じて、必ずどこかの地区で運転制限が行われ、消費電力が順番に抑えられるので、ピーク電力を抑えることができる。

以上、本実施形態の空気調和機の第１の設置例を示したが、これに限らず、例えば図８に示すような設置形態の空気調和機に対して本発明を適用することもできる。図８は、建物１５内に設置された複数台の空気調和機２０−１〜２０−ｎに本発明を適用する第２の設置例を示す図である。この場合は、上述の「地域」と「地区」との関係を、「建物」と「空気調和機が設置される建物内の区域」との関係に置き換えて本発明を適用することができる。

つまり、各空気調和機２０に対して、建物１５内における複数台の空気調和機２０−１〜２０−ｎが設置される区域１〜４（１６ａ〜１６ｄ）ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件を記憶装置７に格納しておく。この運転制限条件は、上述の「地区」に対応する運転制限条件と同様に、建物で運転制限を実行すべき全時間帯を各区域でずらせて分配設定された時間帯とする。

また、空気調和機が設置された区域を特定する手段を設ける。ここで、区域を特定する手段は、例えば、リモコン３の表示画面などを介して建物の管理者、サービスマン、或いはユーザなどが入力、又は選択できるようにすることができる。そして、制御手段９は、第１設置例の場合と同様に、特定された区域に対応する運転制限条件（運転制限時間帯）を記憶装置７の運転制限条件テーブルから特定して、特定された運転制限条件に基づいて運転制限を実行する。

この設置形態の場合も、各空気調和機の運転制限時間が時分割されているので、同様に運転制限によるユーザの快適性を損なうことなく、建物全体の電力ピークを抑制することができる。

なお、この例では、建物の階ごとに区域を設定しているが、区域の設定は適宜行うことができる。また、例えば同一建物であっても各部屋の向きなどによって環境条件は異なるので、これを考慮して運転制限時間の長短を設定することもできる。また、本発明は、同一建物内の空気調和機に限らず、これと同様に、集中管理が可能な複数台の空気調和機からなる空気調和システムに適用可能である。

なお、第１の設置例では、空気調和機の設置地域及び地区をＧＰＳ受信機５によって特定しているが、第１の設置例においても、リモコン３を介して空気調和機の位置情報を入力することもできる。また、第１，２の設置例において、記憶装置７に登録されている運転制限条件は、例えばサービスマンなどのメンテナンスなどにより適宜更新可能とすることができる。

本実施形態の空気調和機の全体構成図である。 本実施形態の空気調和機の電力ピーク抑制に関する制御のフローチャートである。 複数台の空気調和機の第１の設置例を簡略して示す模式図である。 地域ごとに設定された冷房運転制限外気温度の設定例である。 地域ごとに設定された運転制限日の設定例である。 地区ごとに設定された運転制限時間の設定例である。 各地区の運転制限時間のタイミングチャートを示す図である。 複数台の空気調和機の第２の設置例を簡略して示す模式図である。

符号の説明

１ 室外機
２ 室内機
３ リモコン
４ 伝送線
５ ＧＰＳ受信機
６ タイマー
７ 記憶装置
８ 外気温度センサ
９ 制御手段
１０ ＧＰＳ衛星
１１ 地域
１２ 地区
１５ 建物
１６ 区域
２０ 空気調和機

Claims (7)

1. 空気調和機が設置される地域ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納された記憶手段と、空気調和機が設置された地域を特定する位置特定手段と、該位置特定手段により特定された地域に対応する運転制限条件を前記記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行する制御手段と、を備えてなる空気調和機。
2. 前記運転制限条件テーブルは、前記地域をさらに区画した地区ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件を含んで構成され、前記地区ごとの運転制限条件は、前記地域で運転制限を実行すべき全時間帯を各地区でずらせて分配設定された時間帯を含み、
   前記位置特定手段は、空気調和機が設置された地域に加え、該地域における地区を特定し、前記制御手段は、特定された地域及び地区に対応する運転制限条件を前記記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記位置特定手段は、ＧＰＳ受信機、及び空気調和機の設置位置情報を入力する手段の少なくとも一方を含んで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記運転制限条件テーブルは、外部入力手段を介して更新可能に構成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
5. 室外機と室内機とを冷媒を循環する配管で接続して冷凍サイクルを形成してなる空気調和機であって、
   前記室外機に、ＧＰＳ受信機と、現在の日付及び時刻を計測するタイマーと、ピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納された記憶手段と、外気温度センサと、ピーク電力抑制に関する運転制限を実行する制御手段と、を備え、
   前記運転制限条件テーブルは、空気調和機の設置される地域ごとに対応づけて設定された運転制限を実行する外気温度の閾値、及び運転制限を実行する日付と、前記空気調和機の設置される地域をさらに区画した地区ごとに対応づけて設定された運転制限を実行する時間帯と、を含んで構成されるとともに、前記運転制限を実行する時間帯は、前記地域ごとに設定された運転制限を実行すべき全時間帯を各地区でずらせて分配設定された時間帯であり、
   前記制御手段は、前記ＧＰＳ受信機により得られた空気調和機の設置位置情報に基づいて、自己が所属する地域及び地区を特定するとともに、特定された地域及び地区に対応する前記運転制限を実行する外気温度の閾値、日付、及び時間帯を特定し、
   冷房運転中に、前記外気温度センサで検出した外気温度が、前記特定した外気温度の閾値以上であり、かつ、前記タイマーの日付が、前記特定した日付に該当し、かつ、前記タイマーの時刻が、前記特定した時間帯に該当する場合は、電力ピーク抑制に関する運転制限を実行することを特徴とする空気調和機。
6. 空気調和機が設置される建物内の区域ごとに対応づけて設定されたピーク電力抑制に関する運転制限条件テーブルが格納された記憶手段と、空気調和機が設置された区域を特定する手段と、該特定された区域に対応する運転制限条件を前記記憶手段の運転制限条件テーブルから特定し、特定された運転制限条件に基づいてピーク電力抑制に関する運転制限を実行する制御手段と、を備えてなり、
   前記区域ごとの運転制限条件は、前記建物で運転制限を実行すべき全時間帯を各区域でずらせて分配設定された時間帯を含んで構成されることを特徴とする空気調和機。
7. 請求項６に記載の空気調和機を同一建物内に複数台設置してなり、前記建物における電力ピークを抑制する空気調和機システム。

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