JP2012229857A - 空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置、空調設備、及び空調設備制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より高い精度で、複数の空気調和機を備えた空調設備全体の消費電力を抑制制御する、ことを目的とする。
【解決手段】１台の室外機１２と該室外機１２に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機１６とを備える複数の空気調和機１８からなる空調設備を監視制御する集中監視装置２０は、所定時間間隔毎に、各室外機１２のインバータ圧縮機４０が消費する電力の各抑制量を示した電力抑制指令を操作量を室外機１２に直接指令し、複数の空気調和機１８の消費電力の総量である空調設備全体の総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う。電力抑制指令は、集中監視装置２０から各室外機１２毎に送信され、室外機１２は受信した電力抑制指令に応じてインバータ圧縮機４０を駆動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビル用パッケージエアコン型空調設備における、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置、空調設備、及び空調設備制御方法に関するものである。

近年、ビル空調設備として、１０台程度の室内機と１台の室外機で１つの冷媒系統が構成された空気調和機が、多数ビル内等に分散配置され、これらを集中監視装置で制御するビル用パッケージエアコン型空調設備が普及している。
このような空調設備において、区画毎の省エネ管理を行う技術として特許文献１には、集中監視装置が、全体デマンド監視部でデマンドを監視し、全体のデマンドが目標レベルを超えると判断される場合に、デマンドが大きい区画の空調設備にはより低い目標レベルを設定し、送信された目標レベルを超過しないように区画別の空調設備を制御するシステムが開示されている。

ここで、従来のビル用パッケージエアコン型空調設備における電力管理には、一つには、集中監視装置から室内機へ停止や送風モード等の制御指令を送信して、室内機から間接的に室外機の圧縮機を停止させる方法、もう一つは、集中監視装置から室外機に直接的に停止制御指令を送信して圧縮機を停止させる方法があった。これら電力管理において、室外機の圧縮機（室外機圧縮機）を停止させる狙いは、パッケージエアコン型空気調和機の消費電力は、室外機圧縮機がその大半（例えば９割位）を占めるからである。室外機の圧縮機は、冷媒配管で接続された全室内機へ高圧冷媒を送り込むために、大きな圧縮動力が必要とするからである。

従来の一つの電力管理方法である、室内機への制御指令によって空気調和機の消費電力を抑制する方法は、室内機の温調アルゴリズムを介して室外機圧縮機の減速もしくは停止させようとするものである。集中監視装置から室内機に停止指令または送風モード指令を送れば、その室内機は室外機に停止指令を出すため、圧縮機は強制停止するので消費電力はほとんどゼロとなる。個々の室外機圧縮機については、空調される区画の重要度からして、完全に停止するほど電力抑制したくない場合もあるが、単純な停止となってしまう。また、完全に圧縮機を停止させたくない場合、集中監視装置から各室内機に設定温度を空調能力を下げる方向に設定変更する手段があるが、設定温度変更により室内機の温調アルゴリズムによって、室外機に対して圧縮機の減速要求を出すだけである。室外機は必ずしも室内機の要求に１００％従わないので、室内機の設定温度の変更が圧縮機の回転数に定量的に関係づけられない。つまり、室内機の温調アルゴリズム経由では、その効果が間接的であり最適で精密な消費電力の制御が困難である。つまり、室内機経由による方法では、強制停止という原始的か、もしくは温調アルゴリズム経由という間接的かのいずれかであり精密な電力制御ができない。

従来のもう一つの方法として、集中監視装置から直接、室外機に強制停止指令を出す方法も提案されている（特許文献２参照。）。一般にパッケージエアコンでは、室内機の温調アルゴリズムにより室外機圧縮機の回転数が制御されるが、この方法は、その制御アルゴリズムを無視して直接的に室外機に強制停止指令を出すものである。従って、圧縮機の回転数を定量的に制御するものではなく、原始的に室外機圧縮機を全停止させてしまうので、圧縮機の回転数制御による精密な電力制御ができない。その結果、各空気調和機毎の目標電力抑制量による精密な電力抑制できず、停止する室外機台数が少なければ電力抑制量が大幅に不足したり、逆に強制停止する台数が多ければ過剰に電力抑制し過ぎてしまう。通常は、安全側として過大な台数を強制停止するので、強制停止させた空調区画では室温が不快な状態になることが頻繁に発生していた。

また、従来の両方の方法に共通することであるが、一般的な空調設備では、空調設備全体の消費電力を計量するための電力計が設置されていても、室外機個々の消費電力を計量するための電力計は設置されていないという問題点もある。そのため、集中監視装置がどの室外機圧縮機の消費電力を、どの程度で抑制すべきか定量的に判定できない状態であった。

即ち、従来のいずれの方法でも、空気調和機の大半の消費電力を占める個々の室外機圧縮機を、集中監視装置が直接的に精密に電力制御できないし、かつ、集中監視装置が各空気調和機毎の重要度に応じて各々に最適な電力抑制量を算出することも出来ていなかった。

ここで、室外機を直接制御することによって消費電力の抑制を行う技術として特許文献２には、集中監視装置が、消費電力を抑制するデマンド制御を室外機単位で実施可能とし、デマンド制御を実施する時間帯を設定可能に構成されたものが開示されている。

特開２００９−１１５３９２号公報 特開２０００−１８６８４４号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている技術は、集中監視装置が直接的に室外機を制御しているが、消費電力を抑制するデマンド制御の時間帯を設定しているだけであり、必ずしもその時間帯において消費電力の最適な制御が行われているとは限らない。

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、より高い精度で、複数の空気調和機を備えた空調設備の消費電力を、各空気調和機毎の空調重要度を考慮して抑制目標値分だけ定量的に制御し、不必要な強制停止を避けて快適な空調を維持する、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置、空調設備、及び空調設備制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置、空調設備、及び空調設備制御方法は以下の手段を採用する。

すなわち、本発明に係る空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、１台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機からなる空調設備を制御する空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置であって、所定時間間隔毎に、各前記室外機の圧縮機が消費する電力の抑制量の適正値を算出すると共に、自身から直接各前記室外機毎に送信する圧縮機消費電力抑制指令を操作量とし、複数の前記空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う制御手段を備える。

このように、本発明は、各室外機の圧縮機が消費する電力の抑制量を各空気調和機毎の空調重要度を考慮して算出し、各室外機毎に電力抑制指令を定量的な、即ち、停止指令や送風指令や設定温度変更など単純な指令でなく、制御操作量として送信し、複数の空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う。

本発明によれば、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、集中監視装置であって、１台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機を制御する。このような複数の空気調和機及び集中監視装置によって、空調設備が構成され、該空調設備は例えばビルや工場等に備えられる。

空気調和機の消費電力は、室外機の圧縮機がその大半（例えば９割位）を占める。そのため、空気調和機の消費電力を抑制させるためには、室内機への操作量を制御するよりも、室外機の圧縮機への操作量を直接制御する方がより効果的であると考えられる。
そこで、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置が備える制御手段によって、各室外機が消費する電力の抑制量を示した電力抑制指令を操作量とし、複数の空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としてフィードバック制御を行う。電力抑制指令は、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置から各室外機毎に送信され、室外機は受信した電力抑制指令に応じて圧縮機を駆動させる。

以上のように、本発明は、上記フィードバック制御によって、複数の空気調和機の総消費電力量に応じて、各室外機毎に電力の抑制量が按分されることとなるので、より高い精度で、複数の空気調和機を備えた空調設備の消費電力の制御を行うことができる。また、本発明は、フィードバック制御によって、徐々に室外機の消費電力を減少させることとなるので、消費電力の抑制のために室外機を強制停止させるといった原始的な手段で空気調和機を止めることはない。そのため、本発明は、急激な空調の変化を生じさせないので、空調フィーリングに大きな悪化をもたらすことがない。

また、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、前記空気調和機毎に前記室内機の各運転量の和であるグループ運転量を算出し、複数の前記グループ運転量の総和である総設備運転量を各前記グループ運転量で按分した値に、前記空調設備全体の総消費電力量の抑制量を乗算した結果に基づいて、各前記室外機の圧縮機毎の前記圧縮機消費電力抑制指令の適正値を算出してもよい。

本発明によれば、空気調和機毎に室内機の各運転量の和であるグループ運転量が算出される。室内機の運転量とは、各室内機の稼動時間、設定温度と室内温度との温度差、並びに室内機の容量から求められる室内機間のエネルギー相対使用量である。
そして、複数の空気調和機のグループ運転量の総和である総設備運転量を各空気調和機毎のグループ運転量で按分、すなわち除算した値に、空調設備全体の総消費電力量の抑制量が乗算される。この乗算結果に基づいて、各室外機毎の電力抑制指令が算出される。なお、空調設備全体の総消費電力量の抑制量は、実際の総消費電力と総消費電力の目標値との差であり、該目標値を低くすることで、消費電力を抑制することとなる。

以上のように、本発明は、各室内機毎の運転量に応じて各室外機への圧縮機消費電力抑制指令が算出されることとなるので、室内機の運転状態に応じて空調設備の消費電力の制御を行うことができる。

また、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、前記室外機の圧縮機毎の消費電力の推定値を前記室外機から受信し、複数の前記室外機の前記推定値の総和を各前記室外機毎の前記推定値で按分した値に、前記空調設備全体の総消費電力量の抑制量を乗算した結果に基づいて、各前記室外機の圧縮機毎の前記圧縮機消費電力抑制指令の適正値を算出してもよい。

本発明によれば、制御手段は各室外機毎の消費電力の推定値を各室外機から受信する。すなわち、室外機は、各々自身の消費電力を推定し、空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置へ送信する。
そして、複数の室外機の圧縮機の推定値の総和を各室外機毎の圧縮機の推定値で按分、すなわち除算した値に、空調設備全体の総消費電力量の抑制量が乗算される。この乗算結果に基づいて、各室外機毎の電力抑制指令が算出される。

以上のように、本発明は、各室外機毎の消費電力の推定値に応じて各室外機毎の圧縮機消費電力抑制指令が算出されることとなるので、室外機の運転状態に応じた空調設備の消費電力の制御を行うことができる。

また、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、各前記室外機の圧縮機毎に送信する前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、自身の判断により重み付けをしてもよい。

本発明によれば、各室外機毎に送信する圧縮機消費電力抑制指令に重み付けをすることによって、例えば、抑制による室温度変化をより小さくしたい空調区画、又は室温度変化が大きくても許容される空調区画に応じた空調設備の消費電力の制御を行うことができる。

また、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、運転が停止中の前記室外機を消費電力の抑制対象としなくてもよい。

本発明によれば、運転がすでに停止中の室外機を消費電力の抑制対象に加えたとしても、総消費電力の削減にはつながらないため、停止中の室外機を消費電力の抑制対象としないことで、より高い精度で、抑制目標値に近い定量的な空調設備の消費電力の制御を行うことができる。

また、本発明の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置は、前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、予め定められた前記室外機を消費電力の抑制対象としなくてもよい。

本発明によれば、例えば応接室やサーバー室等に設置されている室内機に接続されている室外機を予め定められた室外機とし、消費電力の抑制対象から除外することが可能なので、本発明に係るフィードバック制御が行われたとしても温度管理が必要な部屋の温度変化を防ぐことができる。

一方、本発明に係る空調設備は、１台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機と、複数の前記空気調和機を制御する上記記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置と、を備える。

さらに、本発明に係る空調設備制御方法は、１台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機を制御する空調設備制御方法であって、前記室外機が消費する電力の抑制量を示すと共に前記室外機へ送信する電力抑制指令を操作量とし、複数の前記空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う。

本発明によれば、より高い精度で、複数の空気調和機を備えた空調設備の消費電力を制御する、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る空調設備の全体構成を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る空調設備のフィードバック制御に係る構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る空調設備のフィードバック制御に係る構成を示す機能ブロック図である。

以下に、本発明に係る空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置、空調設備、及び空調設備制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本第１実施形態に係る空調設備１０の全体構成を示した図である。
空調設備１０は、ビル用パッケージエアコン型空調設備であり、１台の室外機１２と該室外機１２に冷媒配管１４を介して接続された複数台の室内機１６とを備える複数の空気調和機１８、及び複数の空気調和機１８を制御する集中監視装置２０を備えている。なお、図１に示される室外機１２と室内機１６の数は一例であり、各室外機１２に接続される室内機１６の台数は各々異なっていてもよい。

本第１実施形態に係る空調設備１０は、一例として、ビル２２に設けられているビル用パッケージエアコン型空調設備であり、数１０台から数１００台の室内機１６が各階の天井裏などに設置され、数１０台の室外機１２が屋上等に設置される。そして、１０台程度の室内機１６と１台の室外機１２で１つの冷媒系統が構成されて空気調和機１８を構成し、これが多数ビル２２内に分散配置される。各室内機１６及び各室外機１２は、コントローラを内蔵しており、室内機１６、室外機１２、及び集中監視装置２０との間で制御指令値等を通信するための空調制御ネットワーク２４が構成されている。なお、この空調制御ネットワーク２４で用いる通信規格としては、空気調和機メーカ毎の独自の専用通信プロトコルが用いられている。集中監視装置２０は、ゲートウェイコントローラ２５と集中監視端末２７から構成され、ビル監視ネットワーク２６によって通信接続されている。一般に、ビル監視ネットワーク２６には空調設備以外の設備の通信も行われるので、ＢＡＣｎｅｔやＬＯＮ（Local Operating Network）やＷｅｂといった汎用通信プロトコルが用いられる。本発明に係る監視制御機能は、ゲートウェイコントローラ２５はそれらプロトコル変換機能のみならず、集中監視端末２７又はゲートウェイコントローラ２５のいずれかに実装されるか、又は、両方に分担実装される。

さて、昨今の省エネルギー要求の高まりとともに、このような空調設備１０は、空気調和機１８自身の高効率化のみならず、設備全体の効果的な運用による不必要な消費電力の抑制が社会的に求められている。
一般に、ビル用パッケージエアコン型空気調和機１８の消費電力は、室外機１２の内部にあるインバータ圧縮機４０（図２参照）がその大半（例えば９割位が室外機１２のインバータ圧縮機４０の消費電力）を占める。そのため、空気調和機１８の消費電力を抑制させるためには、何らかの方法でインバータ圧縮機４０の電力を抑制する方法が取られてきた。
従来の方法の一つとして、室内機１６の温調アルゴリズムを経由して間接的に室外機１２へ操作量を送信する方法があるが、それよりも、室外機１２内部のインバータ圧縮機４０へ直接的に操作量を送信する方がより効果的であると考えられる。
また、もう一つの従来の方法として、室外機１２へ直接的に強制停止指令を送信する原始的な方法があるが、それよりも、直接的にインバータ圧縮機４０の回転数を操作量として送信して、個々の空気調和機１８の電力量を精密に定量的に操作し、結果として空調設備１０の全体電力量を精密に制御する方が空調管理上は望ましい。

そこで、本第１実施形態に係る集中監視装置２０は、各室外機１２のインバータ圧縮機４０が消費する電力の抑制量を示した電力抑制指令を操作量とし、その各電力抑制量を集中監視装置２０から直接各室外機１２へ送信して、空調設備１０の総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う。電力抑制指令は、集中監視装置２０から各室外機１２毎に送信され、室外機１２は受信した電力抑制指令に応じてインバータ圧縮機４０の回転数を調整する。ここで、空調設備１０の消費電力の大半はこのインバータ圧縮機４０の消費電力であり、その他わずかであるが、室内機１６と室外機１８のコントローラなどの消費電力がある。それらを合計したものが空調設備１０全体の消費電力であり、設備の電力計で計量される量である。すなわち、個々の室外機１２のインバータ圧縮機４０の電力抑制値を操作量とし、空調設備１０全体の消費電力を被制御量とし、集中監視装置２０を制御器とするフィードバック制御系を構成する。

図２は、本第１実施形態に係る空調設備１０の上記フィードバック制御系に係る構成を示す機能ブロック図である。なお、以下の説明において、空調設備１０が備える空気調和機１８の台数、すなわち室外機１２の台数をＮ台とする。なお、以下の説明では、１つの空気調和機１８を１つのグループと定義して説明する。

図２に示すように集中監視装置２０は、減算器３０及び制御器３２を備える。

減算器３０には、所定時間間隔における総消費電力量の目標値Ｗ^＊及び同所定時間間隔における総消費電力量の計測値Ｗが入力される。
そして、減算器３０は、入力された総消費電力量の目標値Ｗ^＊から総消費電力量の計測値Ｗを減算し、その結果である差分値ΔＷを制御器３２へ出力する。この差分値ΔＷが空調設備１０の総消費電力量の必要抑制量となる。すなわち、総消費電力量の目標値Ｗ^＊を低くすることで、空調設備１０の総消費電力量を抑制することができる。

なお、総消費電力量の目標値Ｗ^＊は、例えば空調設備１０を管理する管理者によって設定される。一方、総消費電力量の計測値Ｗは、空調設備電力計３４によって所定時間の間に計量（パルスカウント計量）された総消費電力量である。総消費電力量の計測値Ｗは、計量される毎に減算器３０へ出力される。すなわち、本第１実施形態に係るフィードバック制御は、上記所定時間間隔毎に行われることとなる。
また、上記所定時間は、空調設備１０の管理者によって予め設定されるが、例えば、商用電力系統を管理する電力会社との契約に応じて設定されてもよい。例えば、３０分毎の総消費電力量が上限値を超えると、上限値を超えない場合とは異なる料金体系となるような契約を、管理者が電力会社と結んでいる場合、フィードバック制御を行う所定時間間隔を３０分より十分短い時間（例えば、５分間隔）とすることによって、３０分の間に所定時間間隔のフィードバックが十分な回数だけ実行されるので、総消費電力量をより確実に上限値を超えないように制御することができる。

制御器３２は、下記（１）式に示されるように、各グループ毎に、そのグループに含まれる各室内機１６の各運転量Ａ_ｍｋの総量であるグル―プ運転量Ｒ_ｍを算出する。なお、ｍとは、消費電力の抑制対象とする室外機１２が含まれるグループの番号であり、ｋ＝１，２，・・・Ｋは、そのグループ内の室内機１６の番号である。総数Ｋは一定である必要はなく、グループ毎に異なっていてもよいし、時間的に変化してもよい。

なお、グループ番号ｍ＝１，２，・・・Ｍの総数Ｍは、空調設備１０が備える室外機１２の全設置台数Ｎと必ずしも一致するものではない。また、総数Ｍは、時間的に変化してもよい。総数Ｍが全設置台数Ｎと異なることがありうるのは、一つには、制御器３２は運転状態が停止中の室外機１２を消費電力の抑制対象に含まないためである。運転が停止中の室外機１２を消費電力の抑制対象に加えたとしても、総消費電力の削減にはつながらない。そのため、運転が停止中の室外機１２を消費電力の抑制対象に含まないことにより、より高い精度で、空調設備１０の消費電力の制御を行うことができる。
さらに、制御器３２は、予め定められた室外機１２を消費電力の抑制対象としなくてもよい。この場合も、総数Ｍが全設置台数Ｎより小さい値となる。予め定められた室外機１２とは、例えば応接室やサーバー室等、温度管理を必要とする区画や部屋に設置されている室内機１６に接続された室外機１２である。これにより、フィードバック制御が行われたとしても温度管理が必要な部屋の室温度変化を防ぐことができる。
このように、運転が停止されている室外機１２や予め除外することが定められている等とした、室外機１２の台数を、全設置台数Ｎから除いた台数が総数Ｍとなる。

また、室内機１６の運転量Ａ_ｍｋとは、運転状態の運転時間と停止時間から求められる各室内機１６の運転時間、設定温度と室内温度との温度差、並びに室内機１６の空調能力等から求められる各室内機１６のエネルギー相対使用量である。なお、上記稼動時間及び温度差が空調制御ネットワーク２４を介して各室内機１６から制御器３２へ送信され、送信された情報と各室内機１６の容量に基づいて、各室内機１６の運転量Ａ_ｍｋが制御器３２によって算出される。
なお、（１）式に示されるように、一つのグループ番号ｍについて、各室内機１６の運転量Ａ_ｍｋをｋ＝1からｋ＝Ｋまで加算した値を、グループｍのグループ運転量Ｒ_ｍと定義する。ここで、Ｋはグループ内の室内機１６の台数であり、一定である必要はなく、グループ毎にあるいは運転状態により変化してよい。この加算演算は制御器３２によって算出されるものとする。

本第１実施形態では、制御器３２によって、下記（２）式に示されるように、複数のグループ運転量Ｒ_ｍの総和ΣＲ_ｍである総設備運転量を、各グループ運転量Ｒ_ｍで按分、すなわち除算した値に、総消費電力量の抑制量であるΔＷが乗算される。そして、この乗算結果に基づいて、各グループ毎の室外機１２の電力抑制指令Ｄ_ｍの適正値が算出される。すなわち、この算出した電力抑制指令Ｄ_ｍの適正値が、各インバータ圧縮機４０が消費する電力の抑制量の適正値となる。なお、Ｃは、定数である。

電力抑制指令Ｄ_ｍは、実際のソフトウェア実装においては、例えば、インバータ圧縮機４０に消費電力の削減目標値（目標削減ｋＷ）、あるいは、インバータ圧縮機４０の回転数の減少量（ヘルツダウン）、あるいは、インバータ圧縮機４０の回転数の減少率（パーセントダウン）、電力の抑制量を段階的に示した抑制段階値（抑制レベル）等とすることができる。この電力抑制指令Ｄ_ｍは、集中監視装置２０から、空調制御ネットワーク２４を介して各室外機１２が備える室外機コントローラ４２へ送信される。

室外機コントローラ４２は、受信した電力抑制指令Ｄ_ｍと共に、現在のインバータ圧縮機４０の消費電力の推定値Ｉ_ｍに基づいて、インバータ圧縮機４０の回転数の減少量を示す周波数ΔＨｚを算出し、インバータ圧縮機４０へ出力する。ここで、推定値という意味は、室外機コントローラ４２は一般にコスト上の理由により、自身のインバータ圧縮機４０の消費電力を測定する計器を装備していないのためである。そして、インバータ圧縮機４０は、室外機コントローラ４２から出力された周波数ΔＨｚに応じて回転する。これによって、インバータ圧縮機４０の消費電力が制御される。
本来、室外機１２は室内機１６からの温調アルゴリズム要求に応じてインバータ圧縮機４０への回転数指令出力を出すが、本第１実施形態では、室外機１２は、室内機１６からの温調アルゴリズム要求より、集中監視装置２０からの電力抑制指令Ｄ_ｍを優先してインバータ圧縮機４０に回転数指令を出力することとなる。

なお、室外機１２は、上記のようにインバータ圧縮機４０を駆動するため、歪波交流であり、自身の消費電力量を計量することが困難である。しかし、一般に、室外機コントローラ４２は、元々、インバータ圧縮機の消費電流を検出する電流センサを装備しており、ここに流れる歪波交流をリアルタイムで計測可能であり、その計測値から歪波交流の有効電力を演算により推定することが可能である。
そこで、本第１実施形態に係る室外機コントローラ４２は、インバータ圧縮機４０が消費する電流と電圧とをセンサで計測し、計測した電流と電圧を元に所定の演算をした結果を推定値Ｉ_ｍとして得る。また、室外機コントローラ４２は、上記演算によらずに、電流及び電圧に応じた電力を示したマップを予め記憶し、計測した電流と電圧と該マップとから電力の推定値Ｉ_ｍを求めてもよい。
なお、上述のように空気調和機１８の消費電力は大半が室外機１２内部のインバータ圧縮機４０の消費電力Ｉ_ｍであるが、室外機１２と室内機１６のその他消費電力Ｑ_ｍがわずかではあるが付加されて空気調和機１８の消費電力Ｐ_ｍとなる。実際に空調設備電力計３４で計量されるのは、Ｐ₁，・・・，Ｐ_ｍ ，・・・の合計値Ｗである。

また、制御器３２は、各室外機１２毎に送信する電力抑制指令Ｄ_ｍに、空調区画毎の管理上の理由などにより集中監視装置２０の判断により重み付けをしてもよい。各室外機１２毎に送信する電力抑制指令Ｄ_ｍに重み付けをすることによって、例えば室温度変化をより小さくしたい空調区画、又は室温度変化が大きくても許容される空調区画に応じた空調設備１０の消費電力の制御を行うことができる。
なお、各室外機１２毎の重み付けの量は、例えば各室外機１２毎に予め定められており、集中監視装置２０の判断として、例えば、総消費電力量の抑制量が所定値以上の場合に重み付けを行う一方、総消費電力量の抑制量が所定値未満の場合には重み付けを行わないとしてもよい。

以上説明したように、本第１実施形態に係る集中監視装置２０は、空調設備１０の総消費電力量に応じて、各室外機１２毎に電力の抑制量が按分されることとなるので、より高い精度で、空調設備１０の消費電力の制御を行うことができる。また、集中監視装置２０は、フィードバック制御によって、徐々に室外機１２の消費電力を減少させることとなるので、消費電力の抑制のために室外機１２を停止させることはがない。そのため、空調設備１０は、急激な空調の変化を生じさせないので、空調フィーリングに大きな悪化をもたらすことがない。

また、本第１実施形態に係る集中監視装置２０は、各室内機１６毎の運転量Ａ_ｍＫに応じて、各室外機１２毎の電力抑制指令Ｄ_ｍが算出されることとなるので、室内機１６の運転状態に応じた空調設備１０の消費電力の制御を行うことができる。

なお、本第１実施形態では、室外機１２の消費電力の推定値Ｉ_ｍを算出するが、これに限らず、室外機１２の消費電力の推定値Ｉ_ｍを算出しなくてもよい。この場合、室外機コントローラ４２は、電力抑制指令Ｄ_ｍに基づいて、周波数ΔＨｚを算出し、インバータ圧縮機４０へ出力することとなる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。

なお、本第２実施形態に係る空調設備１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係る空調設備１０の構成と同様であるので説明を省略する。

図３は、本第２実施形態に係る空調設備１０のフィードバック制御に係る構成を示す。なお、図３における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本第２実施形態では、各室内機１６毎の運転量Ａ_ｍＫに応じた電力抑制指令Ｄ_ｍの算出は行わない。

本第２実施形態に係る集中監視装置２０は、各室外機１２のインバータ圧縮機４０毎の消費電力の推定値Ｉ_ｍを各室外機１２から空調制御ネットワーク２４を介して受信する。なお、インバータ圧縮機４０の消費電力の推定値Ｉ_ｍの算出方法は、第１実施形態と同様であるためその説明を省略する。
本第２実施形態では制御器３２によって、下記（３）式に示されるように、複数の室外機１２からの推定値Ｉ_ｍの総和ΣＩ_ｍを各室外機１２毎からの推定値Ｉ_ｍで按分、すなわち除算した値に、総消費電力量の抑制量であるΔＷが乗算される。そして、この乗算結果に基づいて、各グループ毎の室外機１２の電力抑制指令Ｄ_ｍが算出される。なお、Ｃは、定数である。

電力抑制指令Ｄ_ｍは、集中監視装置２０から空調制御ネットワーク２４を介して各室外機１２が備える各室外機コントローラ４２へ送信される。

また、本第２実施形態でも、運転が停止中の室外機１２や予め定められた室外機１２のインバータ圧縮機４０を消費電力の抑制対象に含まない。さらに、制御器３２は、各室外機１２毎に送信する電力抑制指令Ｄ_ｍに重み付けをしてもよい。

以上説明したように、本第２実施形態に係る集中監視装置２０は、各室外機１２毎の消費電力の推定値Ｉ_ｍに応じて各室外機１２毎の電力抑制指令Ｄ_ｍが算出されることとなるので、室外機１２の運転状態に応じた空調設備１０全体の消費電力の抑制制御を行うことができる。
また、本第２実施形態でも、運転が停止中の室外機１２や予め定められた室外機１２を消費電力の抑制対象に含まない。さらに、制御器３２は、各室外機１２毎に送信する電力抑制指令Ｄ_ｍに重み付けをしてもよい。

第１実施形態も第２実施形態も、共に、特定の空気調和機１８だけを停止して空調設備電力制御をするのではなく、空調設備１０を構成する現在運転中の空気調和機１８全てで、広く薄く電力抑制値を分担することができる。
従来のように、特定の空気調和機１８だけを強制停止させることでも空調設備１０全体に必要な電力抑制が可能である。しかし、この場合、強制停止して空気調和機１８の空調区画では空調がまったくされなくなるので、空調フィーリングが極端に悪化する。

本発明によれば、第１実施形態、第２実施形態共に、多くの空気調和機１８が現在のそれぞれの相対的な消費エネルギー量に比例して、各室外機１２のインバータ圧縮機４０の消費電力を精密に抑制する。つまり、個々の空気調和機１８では少量の抑制値であるが空調設備１０全体としては、目標抑制値を実現できる。従って、それぞれの空調区画にとってみると、それぞれの電力抑制値が小さいので、強制停止の場合に比べて空調フィーリングの悪化度合いが軽減されるという効果がある。
なお、本発明は、空調重要度が大きい空気調和機１８は、集中監視装置２０の判断により、抑制制御対象から例外として除外する、あるいは、按分計算において重みを調整するといったことで、空調重要度を反映して分担抑制量を適性に分布させることも可能である。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 空調設備
１２ 室外機
１４ 冷媒配管
１６ 室内機
１８ 空気調和機
２０ 集中監視装置
２２ ビル（又は工場等の建築物）
２４ 空調制御ネットワーク
２５ ゲートウェイコントローラ
２６ 空調監視ネットワーク
２７ 集中監視端末
３２ 制御器
３４ 空調設備電力計

Claims (8)

1. １台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機からなる空調設備を制御する空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置であって、
   所定時間間隔毎に、各前記室外機の圧縮機が消費する電力の抑制量の適正値を算出すると共に、自身から直接各前記室外機毎に送信する圧縮機消費電力抑制指令を操作量とし、複数の前記空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う制御手段を備える空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
2. 前記制御手段は、前記空気調和機毎に前記室内機の各運転量の和であるグループ運転量を算出し、複数の前記グループ運転量の総和である総設備運転量を各前記グループ運転量で按分した値に、前記空調設備全体の総消費電力量の抑制量を乗算した結果に基づいて、各前記室外機の圧縮機毎の前記圧縮機消費電力抑制指令の適正値を算出する請求項１記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
3. 前記制御手段は、前記室外機の圧縮機毎の消費電力の推定値を前記室外機から受信し、複数の前記室外機の前記推定値の総和を各前記室外機毎の前記推定値で按分した値に、前記空調設備全体の総消費電力量の抑制量を乗算した結果に基づいて、各前記室外機の圧縮機毎の前記圧縮機消費電力抑制指令の適正値を算出する請求項１記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
4. 前記制御手段は、各前記室外機の圧縮機毎に送信する前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、自身の判断により重み付けをする請求項１から請求項３の何れか１項記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
5. 前記制御手段は、前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、運転が停止中の前記室外機を消費電力の抑制対象としない請求項１から請求項４の何れか１項記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
6. 前記制御手段は、前記圧縮機消費電力抑制指令の各適正値を算出する際に、予め定められた前記室外機を消費電力の抑制対象としない請求項１から請求項５の何れか１項記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置。
7. １台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機と、
   複数の前記空気調和機を制御する請求項１から請求項６の何れか１項記載の空調圧縮機電力量集中監視フィードバック制御装置と、
   を備えた空調設備。
8. １台の室外機と該室外機に冷媒配管を介して接続された複数台の室内機とを備える複数の空気調和機からなる空調設備を制御する空調設備制御方法であって、
   所定時間間隔毎に、各前記室外機の圧縮機が消費する電力の抑制量の適正値を算出すると共に、自身から直接各前記室外機毎に送信する圧縮機消費電力抑制指令を操作量とし、複数の前記空気調和機の消費電力の総量である総消費電力量を被制御量としたフィードバック制御を行う空調設備制御方法。

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