JP2009014246A - 電気／ガス式混在空調制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ＧＨＰを含む空気調和装置の運転制御で、動力源であるエンジンのメンテナンス頻度の低減およびエンジンの寿命を延ばす運転制御を行うことにある。
【解決手段】本発明に係る電気／ガス式混在空調制御システム１は、目標運転時間算出手段３１ａと、スケジュール作成手段３１ｂと、運転制御手段３６とを備える。第１空気調和装置は、電動機を動力源とする。第２空気調和装置は、ガスエンジンを動力源とする。目標運転時間算出手段は、ガスエンジンの運転寿命とガスエンジンの目標運転年数とに基づいて、第２空気調和装置の目標運転時間を算出する。スケジュール作成手段は、目標運転時間と空間を空調する時間帯である空調時間帯とに基づいて、第１空気調和装置と第２空気調和装置との運転スケジュールを作成する。運転制御手段は、運転スケジュールに基づいて、第１空気調和装置と第２空気調和装置とを運転させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、それぞれ別系統で同一空間を空調するガス式空気調和装置と電気式空気調和装置とを制御する空調制御システムに関する。

従来、エンジンによって駆動される圧縮機と電動モータによって駆動される圧縮機を並列に組み込んだヒートポンプ式空気調和装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００７−１０２９１号公報

ところで、電力のデマンド対策およびエネルギーコスト対策の観点から、電気式空気調和装置（ＥＨＰ）とガス式空気調和装置（ＧＨＰ）とを組み合わせて空気調和を行う方が、それぞれ単独の場合よりも有利な場合がある。このため、ＥＨＰとＧＨＰとを組み合わせて空気調和を行うことが検討されている。

しかしながら、ＧＨＰの圧縮機の動力源として利用されているエンジンは、ＥＨＰの圧縮機の動力源として利用されている電動機に比べて寿命が短ため、ＧＨＰの運転時間が長くなるとメンテナンスを行う頻度が多くなったり、エンジンの交換時期が早まったりする恐れある。

本発明の課題は、ＧＨＰを含む空気調和装置の運転制御において、動力源であるエンジンのメンテナンス頻度の低減およびエンジンの寿命を延ばす運転制御を行うことにある。

第１発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、同一の空間を空調する、第１空気調和装置と第２空気調和装置とを、運転制御する。ガス／電気式混在空調制御システムは、目標運転時間算出手段と、スケジュール作成手段と、運転制御手段とを備える。第１空気調和装置は、電動機を動力源とする第１空調系統に属する。第２空気調和装置は、ガスエンジンを動力源とする第２空調系統に属する。目標運転時間算出手段は、ガスエンジンの運転寿命とガスエンジンの目標運転年数とに基づいて、第２空気調和装置の目標運転時間を算出する。スケジュール作成手段は、目標運転時間と空間を空調する時間帯である空調時間帯とに基づいて、第１空気調和装置と第２空気調和装置との運転スケジュールを作成する。運転制御手段は、運転スケジュールに基づいて、第１空気調和装置と第２空気調和装置とを運転させる。

本発明では、ガスエンジンの運転寿命に基づいて第２空気調和装置の目標運転時間を算出し、算出された目標運転時間に基づいて第１空気調和装置と第２空気調和装置との運転スケジュールを作成している。そして、作成された運転スケジュールに基づいて第１空気調和装置と第２空気調和装置とを制御している。

このように、本発明では、第２空気調和装置の運転時間を制限することができるため、ガスエンジンの寿命を延ばすことができる。このため、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。これにより、ユーザは、ガスエンジンのメンテナンスにかかる手間を削減でき、ユーザに係る負担を軽減することができる。

第２発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第１発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、運転時間取得手段と運転時間蓄積手段と空調時間帯導出手段とをさらに備える。運転時間取得手段は、第１空気調和装置と第２空気調和装置との運転時間を運転時間データとして取得する。運転時間蓄積手段は、運転時間取得手段が取得した運転時間データを所定期間蓄積する。空調時間帯導出手段は、運転時間データに基づいて、空調時間帯を導出する。

本発明では、第１空気調和装置と第２空気調和装置との運転時間を計測して、所定期間（例えば１年間）蓄積する。そして、蓄積した運転時間データに基づいて空調時間帯（すなわち、空調が必要な時間帯）を算出する。

したがって、本発明では、このシステムを運用してから所定期間後に、所定期間中に蓄積された運転時間データに基づいて空調時間帯データを導くことができる。このため、ユーザの第１空気調和装置および第２空気調和装置の利用時間帯に対応した運転スケジュールを作成することができる。

第３発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第１発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、空調時間帯は、ユーザが予め設定した時間帯である。

本発明では、例えば、運転時間データなどが無い初期段階の場合（第２発明との併用時）や空調負荷が必要な時間帯が大幅に変更になった場合などに、ユーザが空調時間帯を設定することができる。このため、このような場合にも、第２空気調和装置（ＧＨＰ）の運転時間を制限しつつ、空調負荷に対する不足がないように適切な時間帯に各空気調和装置を運転することができる。

第４発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第１発明から第３発明のいずれかに係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、目標運転年数は、ユーザが設定変更可能である。

本発明では、例えば、ユーザがキーボードやマウスなどの入力装置を利用するなどして目標運転年数を変更することができる。したがって、ユーザの運転方針に基づいて、運転スケジュールを作成し各空気調和装置を運転させることができる。

第５発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第１発明から第４発明のいずれかに係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、目標運転時間算出手段は、第２空気調和装置の１日ごとの運転時間の目標値である日別目標運転時間を、目標運転時間として算出する。

本発明では、目標運転時間算出手段がガスエンジンの寿命と目標運転年数とから第２空気調和装置の１日ごとの日別目標運転時間を算出している。したがって、ガスエンジンの寿命から導出された日別目標運転時間を超えて第２空気調和装置を運転させることを抑えることができる。このため、ガスエンジンの運転寿命を短縮させることを抑えることができ、また、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。

第６発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第５発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、日別目標運転時間は、第２空気調和装置の月ごとの運転時間の目標値である月別目標運転時間に基づいて、目標運転時間算出手段により算出される。

本発明では、例えば、季節が異なる場合には、月別に異なる空調負荷となるため、各空気調和装置（特に第２空気調和装置）の運転時間も異なる。したがって、月別に最適な運転時間を導出した上で、その月ごとに日別目標運転時間を算出させることができる。このため、より無駄のない第１空気調和装置の運転時間を算出することができる。

第７発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第６発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、月別目標運転時間は、第２空気調和装置の１年間の運転時間の目標値である年間目標運転時間と気象情報とに基づいて、目標運転時間算出手段により算出される。

本発明では、月別目標運転時間を、第２空気調和装置の年間目標運転時間と気象情報とに基づいて算出している。ところで、気象条件（例えば気温など）は、月ごとに異なっており、異なる気象条件が空調負荷にも影響する。したがって、年間目標運転時間と気象情報とに基づくことで、月ごとのより最適な第２空気調和装置の運転時間を算出することができる。

第８発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第１発明から第７発明のいずれかに係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、スケジュール作成手段は、ガスエンジンの発停回数が所定回数以下になるように運転スケジュールを作成する。

ガスエンジンの運転寿命やメンテナンスの頻度は、その発停回数にも影響を受ける。本発明では、ガスエンジンの発低回数が所定回数よりも少なくなるように運転スケジュールを作成している。なお、この所定回数は、ガスエンジンの寿命に基づいて決定される。

このように、本発明では、ガスエンジンの発低回数を抑えることができるため、メンテナンス頻度を抑えることができ、ガスエンジンの寿命を延ばすことができる。

第９発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第５発明から第８発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、運転制御手段は、そのときの空間の空調負荷が第２空気調和装置の空調能力を超えている場合に、第２空気調和装置の運転時間が日別目標運転時間を超えても、第２空気調和装置の運転を継続して行わせる。

本発明では、例えば、日別目標運転時間を優先させて第２空気調和装置を停止させると、第１空気調和装置の空調能力をその空間の空調負荷が超える場合には、その空間はユーザにとって不快になる恐れがある。このような場合があるため、第２空気調和装置の運転時間が、その日の日別目標運転時間を超えている場合であっても、空調負荷が第１空気調和装置の空調能力を超えている場合に、第２空気調和装置を停止せずに運転させている。このため、本発明では、ユーザの快適性を優先させて、空間を快適に空調することができる。

第１０発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムは、第９発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムであって、目標運転時間算出手段は、前日に第２空気調和装置が日別目標運転時間を超えて運転した場合に、当月の月別目標運転時間と、当日までの当月の第２空気調和装置の運転時間の合計とに基づいて日別目標運転時間を改めて算出する。

第９発明では、第２空気調和装置がその日の日別目標運転時間を超えており、さらにその空間の空調負荷が第１空気調和装置の空調能力を超える場合には、その日の日別目標運転時間を無視して第２空気調和装置を運転させている。本発明では、この次の日の日別目標運転時間を、その月の月別目標運転時間と、その月のその日までの第２空気調和装置の運転時間の合計とに基づいて、日別目標運転時間を改めて算出する。

したがって、その月の月別目標運転時間を上回らないように、極力その月の月別目標運転時間以内の運転時間で第２空気調和装置を運転させることができる。このため、ガスエンジンの運転寿命が短縮することを防ぐことができ、第２空気調和装置のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

第１発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、第２空気調和装置の運転時間を制限することができるため、ガスエンジンの寿命を延ばすことができる。このため、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。これにより、ユーザは、ガスエンジンのメンテナンスにかかる手間を削減でき、ユーザに係る負担を軽減することができる。

第２発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、このシステムを運用してから所定期間後に、所定期間中に蓄積された運転時間データに基づいて空調時間帯データを導くことができる。このため、ユーザの第１空気調和装置および第２空気調和装置の利用時間帯に対応した運転スケジュールを作成することができる。

第３発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、例えば、運転時間データなどが無い初期段階の場合（第２発明との併用時）や空調負荷が必要な時間帯が大幅に変更になった場合などに、ユーザが空調時間帯を設定することができる。このため、このような場合にも、第２空気調和装置（ＧＨＰ）の運転時間を制限しつつ、空調負荷に対する不足がないように適切な時間帯に各空気調和装置を運転することができる。

第４発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、例えば、ユーザがキーボードやマウスなどの入力装置を利用するなどして目標運転年数を変更することができる。したがって、ユーザの運転方針に基づいて、運転スケジュールを作成し各空気調和装置を運転させることができる。

第５発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、ガスエンジンの寿命から導出された日別目標運転時間を超えて第２空気調和装置を運転させることを抑えることができる。このため、ガスエンジンの運転寿命を短縮させることを抑えることができ、また、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。

第６発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、月別に最適な運転時間を導出した上で、その月ごとに日別目標運転時間を算出させることができる。このため、より無駄のない第１空気調和装置の運転時間を算出することができる。

第７発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、年間目標運転時間と気象情報とに基づくことで、月ごとのより最適な第２空気調和装置の運転時間を算出することができる。

第８発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、ガスエンジンの発低回数を抑えることができるため、メンテナンス頻度を抑えることができ、ガスエンジンの寿命を延ばすことができる。

第９発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、ユーザの快適性を優先させて、空間を快適に空調することができる。

第１０発明に係る電気／ガス式混在空調制御システムでは、その月の月別目標運転時間を上回らないように、極力その月の月別目標運転時間以内の運転時間で第２空気調和装置を運転させることができる。このため、ガスエンジンの運転寿命が短縮することを防ぐことができ、第２空気調和装置のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置制御システムの実施形態について説明する。

＜空気調和装置制御システム＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置制御システム１の概略構成図である。空気調和装置制御システム１は、電動機（図示せず）を動力源とする電気式空気調和装置４（以下ＥＨＰ４）と、ガスエンジン（図示せず）を動力源とするガス式空気調和装置５（以下ＧＨＰ５）との運転制御を行う。なお、この空気調和装置制御システム１に制御されるＥＨＰ４とＧＨＰ５とは、同一の空間を混在して空調している。ここで、ＥＨＰ４は、ＥＨＰ室外機４１と、それに接続される複数のＥＨＰ室内機４２により構成される。また、ＧＨＰ５は、ＧＨＰ室外機５１と、それに接続される複数のＧＨＰ室内機５２により接続される。空気調和装置制御システム１は、主に、監視装置２、集中コントローラ３、ＥＨＰ４、およびＧＨＰ５から構成される。

なお、この空気調和装置制御システム１において、ＥＨＰ４とＧＨＰ５とは、集中コントローラ３を介して空調ネットワーク１０により監視装置２と接続されている。ＥＨＰ４とＧＨＰ５とは、それぞれ監視装置２または集中コントローラ３によって監視される。

（１）集中コントローラの概略構成
図２に、集中コントローラ３の概略構成図を示す。集中コントローラ３は、データ処理部３１と、メモリ３２と、表示部（出力部）３３と、通信インターフェイス等の通信部３４と、入力装置３５、制御部３６等によって構成されている。

データ処理部３１は、メモリ３２に記憶される演算プログラムに従って、メモリ３２や通信部３４から得られる運転データ処理、表示処理等の各種情報を演算処理して規定の情報を導出し、その情報をメモリ３２、表示部３３、および通信部３４に送信する。また、データ処理部３１は、目標運転時間算出手段３１ａとスケジュール作成手段３１ｂと運転時間取得手段３１ｃと空調時間帯導出手段３１ｄとを備えている。ここで、目標運転時間算出手段３１ａは、後述する年間目標運転時間、月別目標運転時間、および日別目標運転時間を算出する。スケジュール作成手段３１ｂは、月別のＥＨＰ４の運転時間帯およびＧＨＰ５の運転時間帯を算出する。運転時間取得手段３１ｃは、ＥＨＰ４とＧＨＰ５との運転時間を運転時間データとして取得する。空調時間帯導出手段３１ｄは、運転時間データから空調時間帯を算出する。

メモリ３２には、ＥＨＰ４およびＧＨＰ５を制御するために必要な各種制御テーブルＴ１〜Ｔ６（後述参照）、ＥＨＰ４およびＧＨＰ５などとの通信に必要な位置データ、グルーピングデータなどの各空気調和装置４，５に関する情報や各種演算プログラムなどが記憶されている。

表示部３３は、メモリ３２に記録されているデータに基づいて、データ処理部３１からの処理に応じて出力する。

通信部３４は、ＥＨＰ４を制御するＥＨＰ制御部４３およびＧＨＰ５を制御するＧＨＰ制御部５３と接続されており、ＥＨＰ４およびＧＨＰ５から各種運転データを受信したり、ＥＨＰ４およびＧＨＰ５に各種制御信号を送信したりしている。ここで、ＥＨＰ制御部４３は、ＥＨＰ室外機４１内部に設けられ、ＥＨＰ４の各種運転制御を行う装置である。また、ＧＨＰ制御部５３は、ＧＨＰ室外機５１内部に設けられ、ＧＨＰの各種運転制御を行う装置である。

入力装置３５は、ユーザが集中コントローラ３に情報を入力可能な装置であり、各空気調和装置４，５に対して各種設定やその変更などを行うことができる。

制御部３６は、メモリ３２に記録されている演算プログラムなどにしたがってＥＨＰ制御部４３またはＧＨＰ制御部５３を通じて各空気調和装置４，５の制御を行っている。

（２）各種制御テーブル
メモリ３２に記憶されている各種制御テーブルＴ１〜Ｔ６には、地域外気温テーブルＴ１、建物使用業態テーブルＴ２、第１目標運転時間導出テーブルＴ３、第１時間帯別負荷率導出テーブルＴ４、第２目標運転時間導出テーブルＴ５、および第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６がある。

以下、各制御テーブルＴ１〜Ｔ６について詳述する。

（地域外気温テーブル）
地域外気温テーブルＴ１には、図３および図４に示されるように、地域区分と各時間帯別の温度、湿度、およびエンタルピとを関連付けたものと、地域区分と月ごとの平均気温、最高気温、および最低気温とを関連付けたものとの２種類のテーブルがあり、前者を時刻外気温テーブルＴ１ａ（図３参照）とし、後者を月間外気温テーブルＴ１ｂ（図４参照）とする。ここで、時刻外気温テーブルＴ１ａは、さらに夏期（７月〜９月の期間）と冬期（１月〜３月の期間）とに分かれている。なお、ここにいう「地域区分」とは、（日本における）地域を外気温別にレベル１からレベル６までの６段階の外気温レベルに区分けしたもので、最も寒い地域をレベル１とし、最も暖かい地域をレベル６としている。この地域区分は、市区町村単位でレベル分けされている。ここで、外気温レベルを６段階にしているがこれに限るものではない。さらに、地域を外気温レベルに区分けせずにそれぞれの地域ごとの外気温データを利用しても構わない。

（建物使用業態テーブル）
建物使用業態テーブルＴ２は、図５に示されるように、建物の使用業態にかかる部屋の種類と、冷房および暖房の際のそれぞれの熱負荷を関連付けたものである。なお、ここにいう「建物の使用業態」とは、建物の使用用途をその業態別に分類したものであり、例えば、事務所、銀行、デパート、スーパーマーケット、ホテル、飲食店、公民館、図書館、病院、劇場などに分類される。そして、部屋の種類は、事務所がペリメータ、インテリアなどに分類でき、銀行が営業客室、応接室、ロッカー室などに分類でき、デパートが１階売場、特売場、売場などに分類でき、スーパーマーケットが食料品売場、衣料品売場などに分類でき、ホテルが宴会場、客室（各方角別）などに分類でき、飲食店が客室、厨房などに分類でき、公民館がホール、研修室などに分類でき、図書館が閲覧室、司書室などに分類でき、病院が病室（各方角別）、診療室などに分類でき、劇場が客席、ロビーなどに分類できる。

（第１目標運転時間導出テーブル）
第１目標運転時間導出テーブルＴ３は、顧客情報入力欄（後述参照）にキーボードまたはマウスなどの入力装置３５により入力される顧客情報（後述参照）に基づいて、地域外気温テーブルＴ１と建物使用業態テーブルＴ２とから、地域外気温抽出工程、月別空調負荷予測工程、第１重み係数導出工程、第１月別目標運転時間導出工程、および第１日別目標運転時間導出工程を経て作成される。なお、この第１目標運転時間導出テーブルＴ３には、図６に示されるように、あらかじめ、月フィールド、外気温フィールド、予測負荷フィールド、第１重み係数フィールド、第１月別目標運転時間フィールド、および第１日別目標運転時間フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、１から１２までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれ１月から１２月までの月を表している。

地域外気温抽出工程では、入力装置３５により入力された空間情報（後述参照）に基づいて、地域外気温テーブルＴ１から、その地域の熱負荷レベルに基づいた月ごとの外気温データ（月別平均外気温）が抽出され外気温フィールドに挿入される。

月別空調負荷予測工程では、入力装置３５により入力された顧客情報（後述参照）と、地域外気温抽出工程により抽出された月別平均外気温とに基づいて、月ごとの予測空調負荷（月別予測空調負荷）が算出される。月別空調負荷予測工程では、建物使用業態テーブルＴ２から部屋の種類における最大熱負荷と外気温フィールドに挿入された外気温データとに基づいてその時間帯における単位床面積当たりの空調負荷を算出する。そして、単位床面積当たりの空調負荷パターンと空間の床面積とに基づいてその部屋の月別予測空調負荷を算出している。そして、ここで算出された月別予測空調負荷は、予測負荷フィールドに挿入される。

第１重み係数導出工程では、月別空調負荷予測工程で算出された月別予測空調負荷に基づいて全ての（１月から１２月までの）月別予測空調負荷の合計である年間予測空調負荷に対する月別予測空調負荷の割合が第１重み係数として算出され第１重み係数フィールドに挿入される。

第１月別目標運転時間導出工程では、入力装置３５により入力された目標運転年数（後述参照）とガスエンジン寿命とに基づいて算出される年間目標運転時間に第１重み係数導出工程で算出された第１重み係数を乗ずることで月ごとのＧＨＰ５の目標運転時間である第１月別目標運転時間が算出され第１月別目標運転時間フィールドに挿入される。

第１日別目標運転時間導出工程では、入力装置３５により入力された月間運転日数（後述参照）と第１月別目標運転時間導出工程で算出された第１月別目標運転時間とに基づいて算出され第１日別目標運転時間フィールドに挿入される。具体的には、第１月別目標運転時間を月間運転日数で除した値の小数点以下を切り捨てて算出される。

（第１時間帯別負荷率導出テーブル）
第１時間帯別負荷率導出テーブルＴ４は、入力装置３５により入力された顧客情報（後述参照）と地域外気温テーブルＴ１と第１目標運転時間導出テーブルＴ３とに基づいて、予想気温導出工程、時間帯別予測負荷導出工程、時間帯別負荷率導出工程、および負荷順位導出工程を経て作成される。なお、この第１時間帯別負荷率導出テーブルＴ４には、図７に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、予想気温フィールド、予測負荷フィールド、負荷率フィールド、および順位フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、運転時間データに基づく１時間ごとの時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が８時から２０時となっている場合には、８時から２０時までの１時間ごとの時間帯が挿入される（図７参照）。

予想気温導出工程では、空調時間帯フィールドに挿入されている時間帯に基づいて、地域外気温テーブルＴ１からその月の外気温データが抽出され予想気温フィールドに挿入される。

時間帯別予測負荷導出工程では、第１目標運転時間導出テーブルＴ３の月別予測空調負荷と予想気温導出工程で導出された予想気温とに基づいて空調時間帯ごとの空調負荷（時間帯予測空調負荷）が算出され予測負荷フィールドに挿入される。時間帯予測空調負荷は、第１目標運転時間導出テーブルＴ３における月別予測空調負荷を月間運転日数で除して得られる１日当たりの予測空調負荷（日別予測空調負荷）を、時間帯別の予想気温に基づいて（重み付けして）算出した時間帯別の空調負荷（時間帯別予測負荷）である。

時間帯別負荷率導出工程では、時間帯別予測負荷導出工程で算出された時間帯別予測負荷に基づいて空調時間帯ごとの負荷率が算出され負荷率フィールドに挿入される。この負荷率は、時間帯予測空調負荷を日別予測空調負荷で乗じたものである。

負荷順位導出工程では、負荷率が高い時間帯の順に順位をつけてその順位が順位フィールドに挿入される。順位は、各時間帯の数だけ付けられ、例えば空調時間帯が８時から２０時までの１２時間である場合には、各時間帯が１時間単位であるので１から１２までの番号が順に振られることになる。

（第２目標運転時間導出テーブル）
第２目標運転時間導出テーブルＴ５は、ＧＨＰ５を所定期間（例えば１年間）運用した後にその期間に蓄積された運転データ（ここでは、月ごとの総仕事量）に基づいて、第２重み係数導出工程、第２月別目標運転時間導出工程、および第２日別目標運転時間導出工程を経て作成される。なお、第２目標運転時間導出テーブルＴ５には、図８に示されるように、あらかじめ、月フィールド、総仕事量フィールド、第２重み係数フィールド、第２月別目標運転時間フィールド、および第２日別目標運転時間フィールドが設けられている。ここで、「月フィールド」には、１から１２までの数字があらかじめ挿入されており、それぞれの数字は１月から１２月までの月を表している（例えば、月フィールドの４は４月を示す）。また、「総仕事量フィールド」には、過去１年間運用したＧＨＰ５の各月における総仕事量（月別総仕事量）が挿入されている。

第２重み係数導出工程では、月別総仕事量に基づいて１月から１２月までの月別総仕事量の総和である年間総仕事量に対する各月の月別総仕事量の割合が第２重み係数として算出され第２重み係数フィールドに挿入される。

第２月別目標運転時間導出工程では、入力装置３５により入力された目標運転年数（後述参照）とガスエンジン寿命とに基づいて算出される年間目標運転時間に第２重み係数導出工程で算出された第２重み係数を乗ずることで月ごとのＧＨＰ５の目標運転時間である第２月別目標運転時間が算出され第２月別目標運転時間フィールドに挿入される。

第２日別目標運転時間導出工程では、入力装置３５により入力された月間運転日数（後述参照）と第２月別目標運転時間導出工程で算出された第２月別目標運転時間とに基づいて算出され第２日別目標運転時間フィールドに挿入される。具体的には、第２月別目標運転時間を月間運転日数で除した値の小数点以下を切り捨てて算出される。

（第２時間帯別負荷率導出テーブル）
第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６は、第２目標運転時間導出テーブルＴ５と同様にＧＨＰ５を所定期間（本実施形態では１年間）運用した後にその期間に蓄積された運転データ（ここでは、空調時間帯ごとの仕事量）に基づいて、時間帯別負荷率導出工程および負荷順位導出工程を経て作成される。なお、第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６には、図９に示されるように、あらかじめ、空調時間帯フィールド、仕事量フィールド、負荷率フィールド、および順位フィールドが設けられている。ここで、「空調時間帯フィールド」には、所定期間運用時に蓄積された空調時間帯ごとの仕事量に基づいて、そのときの空調時間帯が挿入される。例えば、運転時間データで運転時間が８時から２０時となっている場合には、８時から２０時までの１時間ごとの時間帯が挿入される（図９参照）。

時間帯別負荷率導出工程では、空調時間帯ごとの仕事量（時間帯別仕事量）に基づいて空調時間帯ごとの負荷率が算出され負荷率フィールドに挿入される。この負荷率は、時間帯別仕事量を１日当たりの仕事量である日別仕事量で乗じたものである。

負荷順位導出工程では、負荷率が高い時間帯の順に順位をつけてその順位が順位フィールドに挿入される。順位は、各時間帯の数だけ付けられ、例えば空調時間帯が８時から２０時までの１２時間である場合には、各時間帯が１時間単位であるので１から１２までの番号が順に振られることになる。

＜運転スケジュールの導出＞
空気調和装置制御システム１は、運転スケジュールとしてのＥＨＰ運転時間帯とＧＨＰ運転時間帯とを導出している。ＥＨＰ運転時間帯は、ＥＨＰ４の運転が行われる時間帯である。ＧＨＰ運転時間帯は、ＧＨＰ５の運転が行われる時間帯であり、各月ごとに算出される。

（１）ＥＨＰ運転時間帯導出
ＥＨＰ運転時間帯は、顧客情報入力画面ＳＣ１により入力される空調時間帯である。つまり、ＥＨＰ４は、空調時間帯であって空調負荷がある場合に常に運転することになる。

（２）ＧＨＰ運転時間帯導出
ＧＨＰ運転時間帯は、顧客情報入力画面ＳＣ１に顧客情報である地域情報、業態情報、空調時間帯、月間運転日数、およびＧＨＰ目標運転年数を入力することで、これらの数値と上述した各種制御テーブルＴ１〜Ｔ６とに基づいて算出される。表示される画面には、顧客情報入力画面ＳＣ１と、算出されたＧＨＰ運転時間帯が表示されるＧＨＰ運転時間帯表示画面ＳＣ２とがある。以下、図１０，図１１に基づいて各画面について説明する。

（顧客情報入力画面）
図１０は、顧客情報入力画面ＳＣ１を表す図である。まず、顧客情報入力画面ＳＣ１において、顧客情報である地域情報、業態情報、空調時間帯、月間運転日数、およびＧＨＰ目標運転年数を入力する。地域情報は、最上段のプルダウンボタンＰＤ１により、空調設備を導入する空間が属する建物の地域情報を地域入力欄ＥＢ１に入力できる。なお、ここで地域情報を都道府県単位で入力できるが、これに限るものではなく、例えば郵便番号を入力するなどして市区町村単位で選択できるようにしても構わない。業態情報は、２段目のプルダウンボタンＰＤ２により、建物の使用業態を業態入力欄ＥＢ２に入力できる。空調時間帯情報は、空調開始時間と空調終了時間とをそれぞれプルダウンボタンＰＤ３，ＰＤ４により、空調時間帯入力欄ＥＢ３に入力できる。なお、空調開始時間および空調終了時間は、１０分単位の時間を選択できる。月間運転日数は、テキスト入力欄である月間運転日数入力欄ＥＢ４に入力できる。ここでは、１ヶ月間に空調設備を運転させる日数を入力する。なお、月間運転日数は上限が３０日であり、３０日をこえる数値を入力するとエラー表示される。目標運転年数は、テキスト入力欄である目標運転年数入力欄ＥＢ５に入力できる。ここで、目標運転年数は初期状態では１５年となっている。なお、目標運転年数は上限が２０年であり、２０年を超える数値を入力するとエラー表示される。最後に、地域情報と部屋数と業態情報とを入力し終えたら、顧客情報入力画面ＳＣ１右下のＯＫボタンＢ１１を選択する。これにより、次画面のＧＨＰ運転時間帯表示画面ＳＣ２に遷移することになる。ところで、ＯＫボタンＢ１１の右側にクリアボタンＢ１２があるが、このクリアボタンＢ１２を選択すると入力した地域情報、業態情報、空調時間帯、月間運転日数、およびＧＨＰ目標運転年数をクリアできる。

（ＧＨＰ運転時間帯表示画面）
図１１は、ＧＨＰ運転時間帯表示画面ＳＣ２を表す図である。ＧＨＰ運転時間帯表示画面ＳＣ２では、月ごとに、１月ボタンＳＢ１、２月ボタンＳＢ２、３月ボタンＳＢ３、４月ボタンＳＢ４、５月ボタンＳＢ５、６月ボタンＳＢ６、７月ボタンＳＢ７、８月ボタンＳＢ８、９月ボタンＳＢ９、１０月ボタンＳＢ１０、１１月ボタンＳＢ１１、および１２月ボタンＳＢ１２を選択することで、選択したボタンに対応する月のＧＨＰ運転時間帯を表示させることができる。例えば、７月ボタンＳＢ７を選択すると、７月ボタンＳＢ７が選択表示（白抜きの２重円の内側の円が黒塗り表示）され、７月のＧＨＰ運転時間帯である１２：００〜１８：００が表示されることになる。ここで、ＧＨＰ運転時間帯は、日別目標運転時間と順位とから決定されており、日別目標運転時間の数値以下の順位となっている時間帯が選択されている。例えば、７月の場合には、日別目標運転時間が６となっているため、順位が６以下の時間帯が選択される。このため、１２：００〜１８：００が７月のＧＨＰ運転時間帯となる。

＜ＧＨＰ運転時間制御＞
上述のように導出された各種制御テーブルＴ１〜Ｔ６と顧客情報入力画面ＳＣ１により入力される顧客情報とから、ＧＨＰ運転時間制御が行われる。ＧＨＰ運転時間制御は、本発明に係るＥＨＰ４とＧＨＰ５とを同一空間で空調させる際に、ＥＨＰ４の動力源である電動機の寿命よりも、ＧＨＰ５の動力源であるガスエンジン寿命が短いために、ＧＨＰ５のメンテナンス頻度を抑制するためにガスエンジン寿命と目標運転年数とに基づいて運転時間を制限する制御である。そして、ＧＨＰ運転時間制御には、初期状態から所定期間（本実施形態では１年間）行われる初期ＧＨＰ運転時間制御と、所定期間後から行われるデータ利用ＧＨＰ運転時間制御とがある。

初期ＧＨＰ運転時間制御は、本発明に係る電気／ガス式混在空調制御システム導入時から１年間行われる制御である。初期ＧＨＰ運転時間制御では、ＧＨＰ運転時間帯は、顧客情報入力画面ＳＣ１により入力された顧客情報、地域外気温テーブルＴ１、建物使用業態テーブルＴ２、第１目標運転時間導出テーブルＴ３、および第１時間帯別負荷率導出テーブルＴ４から導出される。

データ利用ＧＨＰ運転時間制御は、本発明に係る電気／ガス式混在空調制御システム導入時の１年後から行われる制御である。データ利用ＧＨＰ運転時間制御では、ＧＨＰ運転時間帯は、顧客情報入力画面ＳＣ１により入力された顧客情報、第２目標運転時間導出テーブルＴ５、および第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６から導出される。

すなわち、初期ＧＨＰ運転時間制御では、地域外気温テーブルＴ１および建物使用業態テーブルＴ２から各月、各時間帯の空調負荷を予測してＧＨＰ運転時間帯を導出しており、データ利用ＧＨＰ運転時間制御では、初期ＧＨＰ運転時間制御中の１年間に空調負荷などの運転データを蓄積し、蓄積された運転データに基づいてＧＨＰ運転時間帯を導出している。

＜特徴＞
（１）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、ガスエンジン寿命に基づいてＧＨＰ５の目標運転時間を算出し、算出された目標運転時間に基づいてＥＨＰ４とＧＨＰ５との運転スケジュール（ＥＨＰ運転時間帯およびＧＨＰ運転時間帯）を作成している。そして、作成された運転スケジュールに基づいてＥＨＰ４とＧＨＰ５とを制御している。

このように、本発明ではＧＨＰ５の運転時間を制限することができるため、ガスエンジン寿命を延ばすことができる。このため、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。これにより、ユーザは、ガスエンジンのメンテナンスにかかる手間を削減でき、ユーザに係る負担を軽減することができる。

（２）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１は、ＥＨＰ４とＧＨＰ５との運転時間（時間帯別の運転の有無）を計測して、所定期間（本実施形態では１年間）メモリ３２に蓄積する。具体的には、第２目標運転時間導出テーブルＴ５および第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６を作成している。そして、第２目標運転時間導出テーブルＴ５および第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６に基づいて空調時間帯（すなわち、空調が必要な時間帯）を算出する。

したがって、空気調和装置制御システム１では、このシステムを運用してから１年後に、システムを運用開始から１年間に蓄積された運転データ（第２目標運転時間導出テーブルＴ５および第２時間帯別負荷率導出テーブルＴ６）に基づいて空調時間帯データを導くことができる。このため、ユーザのＥＨＰ４およびＧＨＰ５の利用時間帯に対応した運転スケジュールを作成することができる。

（３）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、例えば、運転データなどが無い初期段階の場合や空調負荷が必要な時間帯が大幅に変更になった場合などに、ユーザが空調時間帯を設定することができる。このため、このような場合にも、ＧＨＰ５の運転時間を制限しつつ、空調負荷に対する不足がないように適切な時間帯に各空気調和装置４，５を運転することができる。

（４）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、例えば、ユーザがキーボードやマウスなどの入力装置３５を利用するなどして目標運転年数を変更することができる。したがって、ユーザは、ユーザのニーズにあった運転方針に基づいて、運転スケジュールを作成し各空気調和装置４，５を運転させることができる。

（５）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、目標運転時間算出手段３１ａがガスエンジン寿命と目標運転年数とに基づいて、ＧＨＰ５の１日ごとの日別目標運転時間を算出している。

したがって、ガスエンジン寿命から導出された日別目標運転時間を超えてＧＨＰ５を運転させることを抑えることができる。このため、無駄にＧＨＰ５を運転することでガスエンジン寿命を短縮させることを抑えることができ、また、ガスエンジンのメンテナンスの頻度を少なくすることができる。

（６）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、例えば、季節などの時期が異なる場合には、最高気温や最低気温などの気温が変化するため月別に異なる空調負荷となる。このため、各空気調和装置４，５（特にＧＨＰ５）の運転時間も異なることになる。本実施形態では、予測した月別の空調負荷や１年間蓄積した月別の空調負荷に応じて、月ごとに重み付けして月別の目標運転時間を算出している。

したがって、月別に最適な目標運転時間（月別目標運転時間）を導出した上で、その月ごとに日別目標運転時間を算出させることができる。このため、より無駄のないＧＨＰ５の運転時間を算出することができる。

（７）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、月別目標運転時間を、ＧＨＰ５の年間目標運転時間と地域外気温テーブルＴ１とに基づいて算出している。ところで、気象条件（例えば気温など）は、月ごとに異なっており、異なる気象条件が空調負荷にも影響する。したがって、年間目標運転時間と気象情報とに基づくことで、月ごとのより最適なＧＨＰ５の運転時間を算出することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、初期ＧＨＰ運転時間制御において、あらかじめメモリ３２に記録されている地域外気温テーブルＴ１を利用して空調負荷を予測しているが、ネットワークを通じて地域外気温テーブルＴ１に相当する気象情報を外部から取得しても構わない。

また、ネットワークを通じて気象情報を取得できる場合、その日の気象情報に応じて当日のＧＨＰ運転時間帯を決定しても構わない。この場合は、当日の気象情報からその日の負荷率を算出して、順位を決定することで、ＧＨＰ運転時間帯を導出することになる。これにより、その日の気温の上昇の仕方などに応じてＧＨＰ運転時間帯を決定することができるため、より効率良くＧＨＰ５を利用することができる。

（２）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、日別目標運転時間を優先させてＧＨＰ５を制御しているため、ＥＨＰ４の空調能力をその空間の空調負荷が超えている状態であっても、ＧＨＰ運転時間帯をすぎるとＧＨＰ５を停止させることになるが、これに限らない。ＧＨＰ運転時間帯以外の時間帯であっても、ＥＨＰ４の空調能力をその空間の空調負荷が超える場合には、ＧＨＰ５を運転させても構わない。これにより、本発明では、ユーザの快適性を優先させて、空間を快適に空調することができる。

また、ＧＨＰ運転時間帯以外の時間帯にＧＨＰ５を運転させる場合には、この次の日以降の日別目標運転時間を、その月の月別目標運転時間と、その月のその日までのＧＨＰ５の運転時間の累積合計とに基づいて、日別目標運転時間を改めて算出させる。

具体的には、７月の日別目標運転時間は、６時間であり、７月１日から７月５日まで各空気調和装置４，５を運転しており、７月５日に９時間運転したとし、７月１日から７月５日までのＧＨＰ５の累積運転時間が３２時間であったとする。ここで、７月の月別目標運転時間が１２０時間であったとすると、月別目標運転時間の１２０時間から累積運転時間３２時間を減じて残目標運転時間は８８時間となる。この残目標運転時間の８８時間を残りの運転日数の１５日間（月間運転日数が２０日の場合で算出）で除して、新日別目標運転時間として５時間（小数点以下を切り捨てるため）となる。

このため、その月の月別目標運転時間を上回らないように、極力その月の月別目標運転時間以内の運転時間でＧＨＰ５を運転させることができる。このため、ガスエンジン寿命が短縮することを防ぐことができ、ＧＨＰ５のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

（３）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、ＧＨＰ５のガスエンジン寿命を延ばす制御としてＧＨＰ運転時間を制御しているが、これに限らず、ガスエンジンの発停回数を制限するように制御しても構わない。この場合は、ＥＨＰ４をベースにＧＨＰ５の出力を空調負荷に応じて変化させるのではなくて、ＧＨＰ５の運転状態の場合にはＧＨＰ５をベースにしてＥＨＰ４の出力を空調負荷に応じて変化させて空調負荷に対応する空調を行うことになる。

ガスエンジン寿命やガスエンジンのメンテナンスの頻度は、その発停回数にも影響を受ける。本実施形態の係る空気調和装置制御システム１では、ガスエンジンの発低回数が所定回数よりも少なくなるように運転スケジュールを作成している。なお、この所定回数は、ガスエンジン寿命に基づいて決定される。このように本発明ではガスエンジンの発低回数を抑えることができるため、メンテナンス頻度を抑えることができ、ガスエンジン寿命を延ばすことができる。

（４）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、日別目標運転時間の導出方法で、小数点以下を切り捨てて１時間単位の時間にしているがこれに限らず、３０分単位、２０分単位、１０分単位で導出しても構わない。

（５）
本実施形態に係る空気調和装置制御システム１では、集中コントローラ３において、運転スケジュールの導出や、運転スケジュールに基づくＥＨＰ４およびＧＨＰ５の運転制御が行われているが、これに限らず、監視装置２によって行われていても構わない。

本発明に係る空気調和装置制御システムは、ガスエンジンのメンテナンスにかかる手間を削減でき、ユーザに係る負担を軽減することができ、それぞれ別系統で同一空間を空調するＧＨＰとＥＨＰとを制御する空調制御システム等として有用である。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置制御システムの概略構成図。 集中コントローラの概略構成図。 時刻外気温テーブルを示す図。 月間外気温テーブルを示す図。 建物使用業態テーブルを示す図。 第１目標運転時間導出テーブルを示す図。 第１時間帯別負荷率導出テーブルを示す図。 第２目標運転時間導出テーブルを示す図。 第２時間帯別負荷率導出テーブルを示す図。 顧客情報入力画面を表す図。 ＧＨＰ運転時間帯表示画面を表す図。

符号の説明

１ 空気調和装置制御システム（電気／ガス式混在空調制御システム）
３１ａ 目標運転時間導出手段
３１ｂ スケジュール作成手段
３１ｃ 運転時間取得手段
３１ｄ 空調時間帯導出手段
３２ メモリ（運転時間蓄積手段）
３６ 制御部（運転制御手段）

Claims (10)

1. 同一の空間を空調する、電動機を動力源とする第１空調系統に属する第１空気調和装置と、ガスエンジンを動力源とする第２空調系統に属する第２空気調和装置とを、運転制御する電気／ガス式混在空調制御システムであって、
   前記ガスエンジンの運転寿命と前記ガスエンジンの目標運転年数とに基づいて、前記第２空気調和装置の目標運転時間を算出する目標運転時間算出手段（３１ａ）と、
   前記目標運転時間と前記空間を空調する時間帯である空調時間帯とに基づいて、前記第１空気調和装置と前記第２空気調和装置との運転スケジュールを作成するスケジュール作成手段（３１ｂ）と、
   前記運転スケジュールに基づいて、前記第１空気調和装置と前記第２空気調和装置とを運転させる運転制御手段（３６）と、
   を備える、
   電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
2. 前記第１空気調和装置と前記第２空気調和装置との運転時間を運転時間データとして取得する運転時間取得手段（３１ｃ）と、
   前記運転時間取得手段が取得した前記運転時間データを所定期間蓄積する運転時間蓄積手段（３２）と、
   前記運転時間データに基づいて、前記空調時間帯を導出する空調時間帯導出手段（３１ｄ）と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
3. 前記空調時間帯は、ユーザが予め設定した時間帯である、
   請求項１に記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
4. 前記目標運転年数は、ユーザが設定変更可能である、
   請求項１から３のいずれかに記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
5. 前記目標運転時間算出手段は、前記第２空気調和装置の１日ごとの運転時間の目標値である日別目標運転時間を、前記目標運転時間として算出する、
   請求項１から４のいずれかに記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
6. 前記日別目標運転時間は、前記第２空気調和装置の月別の運転時間の目標値である月別目標運転時間に基づいて、前記目標運転時間算出手段により算出される、
   請求項５に記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
7. 前記月別目標運転時間は、前記第２空気調和装置の１年間の運転時間の目標値である年間目標運転時間と気象情報とに基づいて、前記目標運転時間算出手段により算出される、
   請求項６に記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
8. 前記スケジュール作成手段は、前記ガスエンジンの発停回数が所定回数以下になるように前記運転スケジュールを作成する、
   請求項１から７のいずれかに記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
9. 前記運転制御手段は、そのときの前記空間の空調負荷が前記第２空気調和装置の空調能力を超えている場合に、前記第２空気調和装置の運転時間が前記日別目標運転時間を超えても、前記第２空気調和装置の運転を継続して行わせる、
   請求項５から８のいずれかに記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。
10. 前記目標運転時間算出手段は、前日に前記第２空気調和装置が前記日別目標運転時間を超えて運転した場合に、当月の月別目標運転時間と、当日までの当月の前記第２空気調和装置の運転時間の合計とに基づいて日別目標運転時間を改めて算出する、
    請求項９に記載の電気／ガス式混在空調制御システム（１）。

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