JP2015014407A - 空調制御システムにおける操作制限方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者による空調操作について、空調装置の使用電力量の削減を実現するために、一定の操作上の制約を課しても操作者に与えるストレスを軽減する。【解決手段】居室を空調する制御装置と、前記制御装置を管理する空調監視装置とを備えた空調制御システムにおける操作制限方法において、空調の温度を設定するステップと、その温度設定操作を所定期間の電力使用計画から制限すべきか判断するステップと、制限すべきと判断した場合に、その温度設定値を所定の制限条件によりリミットするステップと、そのリミットされた温度設定値で前記制御装置を運転するステップと、を備えることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法。【選択図】 図３

Description

この発明は、複数の居室を空調する個別制御装置と、個別制御装置を管理する中央空調監視装置とを備えた空調制御システムにおいて、利用者による空調操作について、空調装置の使用電力量の削減を実現するために一定の操作上の制約を課する操作制限に関する。

一般にテナントビルなど複数の空気調和機が設置されたビルの場合、空気調和機の使用電力料金は、ビルの管理者から各テナントに請求される。そのため、複数台の空気調和機に対しその動力線の基幹部にパルス発信装置付きの電力量計を設置して、この電力量計から送られるパルス信号をカウントして空気調和機全体の使用電力量を計測している。そして、計測した使用電力量を各空気調和機の運転状況に応じて割り振って、各空気調和機の使用電力量を按分計算し、その計算結果に基づいて各テナントに課金する。特にマルチタイプの空調システムで一般的である。また、マルチタイプでなく中央に空調機を備え各居室について可変風量制御（ＶＡＶ：ＶａｒｉａｂｌｅＡｉｒＶｏｌｕｍｅ）を行うセントラル空調システムでも同様である。

従来の技術では、中央制御装置側から各空気調和機の運転を制限する機能はなく、テナント入居者は自由に空気調和機の運転が可能であった。そのために、空調負荷が大きい時期には空気調和機全体の使用電力量が増大し、その結果として契約電力量を超過する場合があるので、特許文献1は、各空気調和機の運転を強制的に制限することによって各空気調和機の使用電力量を低減し、契約電力の超過や高額な課金の発生を防止する発明である。

特許文献１ に記載の空気調和装置では、節電制御手段により各室外機の運転を機械的に一括で制御するため、各室内機を設置した部屋の在室者の空調に関する好み等を室内機の運転に反映させることができず、在室者の快適性が損なわれる問題があった。そこで、特許文献２では、利用者自身による空調操作を可能にしつつ、所定条件に応じて各操作の許可・禁止を登録した操作条件データに基づいて、受付手段により受け付けた操作の許可・禁止を判断する操作可否判断手段と、操作が許可された場合に操作指示を空調装置へ送信する送信手段とを備える空調装置の操作装置の発明である。

特開２００２−１５６１４２号公報 特開２０１２−２０２５９４号公報

先行技術文献のどちらも、結局は操作者による室温操作などを許可するか禁止するかの択一的判断であり操作者の希望に叶わない問題があった。そのため、操作者の不満を呼び、逆に管理者へのクレームも増えて、お互いの精神的なストレスが増加する問題があった。

この問題を解決するために、省エネルギー意識させるように操作制限をかけるようにして、所定の場合には操作が制限されて温度設定値が希望通りには行かなくとも操作者も納得できるような、妥協的な設定値とする方法とシステムを提供する。

本願発明は、 居室を空調する制御装置と、前記制御装置を管理する空調監視装置とを備えた空調制御システムにおける操作制限方法において、
空調の温度を設定するステップと、
その温度設定操作を所定期間の電力使用計画から制限すべきか判断するステップと、
制限すべきと判断した場合に、その温度設定値を所定の制限条件によりリミットするステップと、そのリミットされた温度設定値で前記制御装置を運転するステップと、
を備えることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法である。
また、さらに、前記リミット結果を操作者に確認させるメッセージ表示するステップを備え、前記運転ステップは、その確認結果にしたがって運転することを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法であり、また、
前記制御装置は複数の居室を空調する個別制御装置であり、
前記空調監視装置は、前記個別制御装置を管理する中央空調監視装置であることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法でもある。

さらに本願発明は、居室を空調する制御装置と、前記制御装置を管理する空調監視装置とを備えた空調制御システムにおいて、
空調の温度を設定する温度設定器と、
温度設定操作を所定期間の電力使用計画から制限すべきか判断する空調監視装置と、
制限すべきと判断したとき、その温度設定値を所定の制限条件によりリミットする制限装置と、
そのリミットされた温度設定値で運転する制御装置と、を備えることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限システムである。
また、さらに、前記リミット結果を操作者に確認させるメッセージ表示する温度設定器を備え、前記制御装置は、その確認結果にしたがって運転することを特徴とすること、
または、前記制御装置は複数の居室を空調する個別制御装置であり、
前記空調監視装置は、前記個別制御装置を管理する中央空調監視装置であることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限システムでもある。

本願発明により、利用者による空調操作について、空調装置の使用電力量の削減を実現するために、所定期間の電力使用計画応じて温度設定値の操作自体に制約を課すものとし、すなわち明確な目的の下、常に省エネルギーに反する設定も可能なものではなくすることになる。したがって、操作に一定の負担を設ける期間はあるものの、操作を禁止されたわけではないので、拒絶感を低減できる。また、所定期間の電力使用計画に応じて特別な操作や制約が課せられることになるので、省エネルギーやデマンドレスポンスにとって重要な日あるいは時間帯であることを、操作者に想起させることができる。その結果、操作者に与えるストレスを軽減する効果が期待できる。

本願発明の実施の一形態にかかる空調システムの構成を示す。 本願発明の操作にかかる温度設定器の概要を示す 本願発明の実施にかかる空調システムにおける処理フロー 本願発明の実施にかかる制限条件と制限値の例

以下、本願発明を実施の形態に基づき説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す空調システムの全体構成を示す図である。セントラル空調方式は大規模設備の場合に有効で、
中央熱源方式が一般的である。中央に位置する空調機３でボイラ（図外）や冷凍機（図外）を備える。ボイラによって温水を作り、その温水をコイルに流し，そのコイルに取り込んだ外気を送ることで温風を作り，その温風を送風機によって施設全体に送り出して暖房する。逆に冷風を作る場合は，冷凍機で冷水を作り，その冷水をコイルに流し，外気を取り込んでコイルにあてることで冷風を作り，その冷風を送風機によって施設全体に送り出して冷房する。設備全体エネルギーを統括的に管理するのが空調監視装置１、制御を実行するのが中央空調制御装置２である。これら装置は有線無線を問わずネットワークで接続される。そして、本願発明では、空調監視装置１に同様にネットワークで制限サーバ１０は本願発明の特徴である制限の処理のために構成されている制限装置である。なお、機能実装は任意で、制限サーバ１０は空調監視装置１に組み込まれてもよい。

中央熱源方式において、分散された居室に対応する個別のＶＡＶコントローラ４およびＶＡＶユニット５に対して、生成した温風または冷風を送風する方式を全空気方式と呼ぶ、これをもって本発明の実施例として、以下の説明を進める。ただし，中央熱源方式でも，ボイラで温水を作り，圧縮機で冷水を作り，それらを直接温水コイル，冷水コイルを通して施設全体へと送り出し，各階・各室，各部分にあるコントローラ４・ユニット５の中で温風，冷風をつくるタイプもある。この場合，水方式と呼ばれ、その代表例はファンコイルユニット方式と知られている。本発明はこの水方式にも応用は可能である。

このＶＡＶ制御システムは、空調機３より給気ダクト(太矢印の空気流れ)を介して各部へ空気の供給を行なうものであり、各空調対象部位である居室の空気吹き出し口８に可変給気量調節ユニット（ＶＡＶユニット）５を設け、このＶＡＶユニットのダンパ開度を温度検出器９からの室温に応じてＶＡＶコントローラ４で制御するものである。居室毎に温度設定器５０が設けられている。

温度設定器５０での動作を説明するため図２を参照する。
図２Ａは温度設定器の正面パネルを示す。５１はＬＣＤなどの制御情報表示部である。
５２，５３は温度設定値の変更（増加、減少）ボタンである。
図２Ｂは本発明の特徴にかかるもので、さらに制御情報表示部５１に各種情報の提示及び操作にかかるメッセージ表示部６０を備え、操作ボタンに確定ボタン５４とキャンセルボタン５５を備える。確定ボタン５４が押されれば、メッセージ表示が確認されたことを示す。一方、キャンセルボタン５５が押されたなら、一連の操作はキャンセルされる。

さて、図３の処理フローにより、本発明の動作を説明する。ただし、この機能の実行は必ずしも空調監視装置１のみで実行されるとは限らないものである。
すなわち、温度設定器７に操作者が近づき、温度設定の変更を行ったとしよう。するとその旨の通信が個別制御装置のＶＡＶコントローラ４を経由して中央空調制御装置２に伝えられる。さらに空調監視装置１へ温度の設定変更があったことが伝えられる（図中 ステップＳ０１）。

すると空調監視装置１は、ビルのエネルギー管理（ＢＥＭＳ）のために電力の使用量計画（デマンドレスポンス）を把握しているために、この操作に制限をかけるべきかを判断する（Ｓ０２）。もしも、電力に余裕がある場合には、Ｎブランチして通常運転モード（Ｓ２０）の設定値変更許可処理（Ｓ２１）へ進む。一方、制限運転モードが必要な場合には、制限運転モード（Ｓ１０）へ進む。ここで、制限サーバ１０へ制限条件判定をリクエストする（Ｓ１１）。

次に、制限サーバ１０は設定値変更について、予め設定された条件データベースにしたがって判断する（Ｓ１１）。すなわち例えば、図４で示すように、冷房／暖房のモードにしたがって、設定された温度が省エネルギーに反するかどうかの定義されたＩｆ制限条件で判断される。
Ｉｆ（閾値条件が充たされると）、ｔｈｅｎ 温度設定値＝制限値に規定された値、
となる。
図４上段の冷房時の例では、
Ｉｆ 閾値（Ｔｅｍｐ１）より低く設定されたときに条件成立して、
Ｔｈｅｎ 温度設定値＝閾値よりも所定の余裕を見た温度値（Ｔｅｍｐ１より高めのＴｅｍｐ２）、または、
現在の設定値との平均（単純平均、加重平均または移動平均）が選択されていれば、その値のいずれかとされる。
なお、そのほか、設定値の変化量制限（毎分０．１℃幅だけ変化可能）などにしてもよい。
下段の暖房時も同様である。

この結果を、制限サーバ１０は空調監視装置１へ通信する（図３のＳ１１）。そして、設定値可否またリミットされた温度設定値をもって、設定値変更制限処理（Ｓ１２）若しくは設定値変更許可処理（Ｓ２１）が実行されることになる。

そして、空調監視装置１は、中央および個別の制御装置２、４へ指令を送り（Ｓ１３）、
さらに、温度設定器７へ、当該操作が受け付けられたのか、はたまた制限されたのか（その場合には、その制限値などの情報）が温度設定器７上のメッセージ表示欄６０にディスプレイされる（Ｓ１３）。

ここでの確認操作は、温度設定器７における確定ボタン５４が押されれば、操作者はその制限を受け入れることを意味する。一方、キャンセルボタン５５が押されると、その制限値は受け入れられないとの意思表示となる。この場合は、制限値そのものもキャンセルされて温度設定は無効になる。空調制御装置２＆４によってＶＡＶ制御動作は続行される（Ｓ１４）が、もちろん、キャンセルされたときは温度設定変更の制御動作は取り消される。

以上のとおり、本願発明ではセントラル空調システムの例をとって説明したが、マルチタイプの個別空調機分散配置の形態（特許文献１の例）でも、本発明は適用可能であることを付け加えておく。その他、変形応用も同様である。

１ 空調監視装置
２ 中央空調制御装置
３ 空調機
４ (個別)ＶＡＶコントローラ
５ ＶＡＶユニット
７ 被空調空間
１０ 制限サーバ
５０ 温度設定器

Claims (6)

1. 居室を空調する制御装置と、前記制御装置を管理する空調監視装置とを備えた空調制御システムにおける操作制限方法において、
   空調の温度を設定するステップと、
   その温度設定操作を所定期間の電力使用計画から制限すべきか判断するステップと、
   制限すべきと判断した場合に、その温度設定値を所定の制限条件によりリミットするステップと、
   そのリミットされた温度設定値で前記制御装置を運転するステップと、
   を備えることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法。
2. 請求項１に記載の操作制限方法において、
   さらに、前記リミットされた温度設定値を操作者に確認させるメッセージ表示するステップを備え、
   前記運転ステップは、その確認結果にしたがって運転することを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法。
3. 請求項１乃至２に記載の操作制限方法において、
   前記制御装置は複数の居室を空調する個別制御装置であり、
   前記空調監視装置は、前記個別制御装置を管理する中央空調監視装置であることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限方法。
4. 居室を空調する制御装置と、前記制御装置を管理する空調監視装置とを備えた空調制御システムにおいて、
   空調の温度を設定する温度設定器と、
   温度設定操作を所定期間の電力使用計画から制限すべきか判断する空調監視装置と、
   制限すべきと判断したとき、その温度設定値を所定の制限条件によりリミットする制限装置と、
   そのリミットされた温度設定値で運転する制御装置と、
   を備えることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限システム。
5. 請求項４に記載の操作制限システムにおいて、
   さらに、前記リミットされた温度設定値を操作者に確認させるメッセージ表示する温度設定器を備え、
   前記制御装置は、その確認結果にしたがって運転することを特徴とする空調制御システムにおける操作制限システム。
6. 請求項４乃至５に記載の操作制限システムにおいて、
   前記制御装置は複数の居室を空調する個別制御装置であり、
   前記空調監視装置は、前記個別制御装置を管理する中央空調監視装置であることを特徴とする空調制御システムにおける操作制限システム。
   
   

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