JP2016118364A - 品質優先施設向けデマンド制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍冷蔵庫等の品質優先施設向けのデマンド制御装置を提供する。【解決手段】比例制御型温度調節機能を持つ複数の冷凍冷蔵庫１１，２１，３１，４１，５１，６１に対して各々電力を供給する全体受電設備７０と、冷凍冷蔵庫内の温度及び／又は湿度の品質を検出する品質センサ１２，２２，３２，４２，５２，６２と、冷凍冷蔵庫の消費電力を目標値に制御するための制御信号を冷凍冷蔵庫に対して出力する制御信号出力装置８０とを備え、冷凍冷蔵庫の消費電力を削減する品質優先施設向けデマンド制御装置において、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２，６２により検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定される冷凍冷蔵庫に対しては、制御信号出力装置８０から制御信号の出力を回避する回避手段１３，２３，３３，４３，５３，６３，１４，２４，３４，４４，５４，６４を設けたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫等の温度湿度の品質優先施設向けのデマンド制御装置に関する。

屋上等に多数設置される空調機の室外機は、各々の室内機からの信号で電動機が運転されている。そのため、各室外機は他の室外機と連携する事なく勝手に運転停止を繰り返している。従って、室外機が同時に運転されてデマンド（電力要求量）が上昇する事になる。

そこで、最大需要電力を抑える方法としては、デマンド制御を導入し、複数の空調機械の室外機に対する協調運転を行うことが挙げられる。ここで、デマンド制御とは、空調室外機の同時投入を避けてデマンド（電力要求量）の上昇を回避する制御のことである。言い換えると、最大需要電力が予想されるときには、一部の空調機械の室外機に対して運転停止信号を出力する運転制御のことである。

なお、デマンド制御については、デマンドサイドマネジメント（ＤＳＭ：負荷制御又は負荷調整）として特許文献１に記載されている。

従来の伝統的なデマンド制御装置は、サンプリング型予測制御動作であり、サンプリング期間の制御遅れと予測制御特有の精度の低さがあった。また、空調環境を著しく阻害するので普及しなかった。
また、空調機械用集中リモコンの接点入力型では、単純ＯＮ−ＯＦＦあるいは時間比例ＯＮ-ＯＦＦ制御方式が採用されているため、精度の高い制御結果は自動制御理論上望めなかった。

これに対し、特許文献２（特許第５４３３１０４号、『自立同期運転型デマンド削減装置』）は、空調環境の低下は生じずに、例えば、約２割の消費電力の削減が可能であるが、目標制御機能は持っていなかった。

また、特許文献３（特許第５６０６６４５号、『目標値設定型需要電力比例制御装置』）は、事業所（企業、狭義では工場又は建物等）の消費電力を任意の目標設定値に向かって自由に制御できるが、制御の対象は、排気施設を含む空調機器に限られていた。

特開２０１０−２０４８３３ 特許第５４３３１０４号 特許第５６０６６４５号

特許文献３を含む従来のデマンド制御装置は、空調環境をある程度損なう事を前提にしているので、空調機械には適用できるが、冷凍冷蔵庫等の温度湿度の品質優先施設には適用できなかった。

本発明は、これらの問題点を改善する為に、施設内（冷凍冷蔵庫等）の品質（温度あるいは湿度等の情報）を検出して、品質に余裕の無い施設のデマンド削減動作を遮回避して品質を守ることを可能とした品質優先施設向けデマンド制御装置を提供することを目的とする。

特に、世界人口の増大によって食糧の保管等の社会的要求は日毎に増大しており、冷凍冷蔵庫等は増加の一途であり、それに要する消費電力も増大している。同時に、これ等の施設による電力消費に伴う二酸化炭素の発生も増大している。

また、薬事法の改正等により医薬品を保管する流通倉庫等にも冷凍冷蔵庫が必要となっており、この分野での二酸化炭素の発生も増大することが予測される。
本願発明は、冷凍冷蔵庫等の庫内の品質（温度、湿度等）を守りながら消費電力を削減する事が可能となる。

上記課題を解決する本発明の請求項１に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、制御信号に比例して温度を調節する比例制御型温度調節機能又は制御信号に応じて電源のＯＮ／ＯＦＦ時間を調節する時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つ複数の冷凍冷蔵庫に対して各々電力を供給する全体受電設備と、前記冷凍冷蔵庫内の温度及び／又は湿度等の品質を検出する品質センサと、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を目標値に制御するための前記制御信号を前記冷凍冷蔵庫に対して出力する制御信号出力装置とを備え、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を削減する品質優先型デマンド制御装置において、前記品質センサにより検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定される前記冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号出力装置から前記制御信号の出力を回避する回避手段を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項２に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項１において、前記全体受電設備は、電力会社から前記冷凍冷蔵庫へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部を備える一方、前記制御信号出力装置は、前記冷凍冷蔵庫に対する消費電力の目標値を設定する目標値設定部と、前記目標値設定部で設定された前記目標値と前記瞬時電力検出部で検出された前記瞬時電力信号とを比較して比較信号を出力する比較部と、前記比較部により出力された比較信号を調節して、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号である操作量として出力する調節部と、前記調節部より出力された操作量に基づき前記冷凍冷蔵庫に対して前記制御信号を出力する操作部とを備えることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項３に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項１又は２において、前記回避手段は、前記制御信号出力装置に対して前記冷凍冷蔵庫を夫々並列に結ぶパラレル信号線に夫々介装された遮断器を含み、前記遮断器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号を遮断することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項４に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項１又は２において、前記回避手段は、前記制御信号出力装置と前記冷凍冷蔵庫とを直列に結ぶシリアル信号線に対して各前記冷凍冷蔵庫毎に配線され、当該冷凍冷蔵庫を迂回するバイパス信号線と、前記シリアル信号線と前記パイパス信号線との分岐点に介設された切替器とを含み、前記切替器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記バイパス信号線に切り替えることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項５に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項４において、前記制御信号出力装置は、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫を除いた前記冷凍冷蔵庫の１又は複数に対して、輪番式に前記制御信号を出力することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項６に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項２において、前記目標値設定部で設定された前記目標値に基づき、年間の基本料金を概算表示するデジタル表示器を追加したことを特徴とする。

本発明によれば、同一受電設備内に設置された複数の冷凍冷蔵庫に品質を検出する品質センサを設け、これら品質センサよって検出された情報に基づき品質に余裕があると判定される冷凍冷蔵庫、即ち、品質管理内の冷凍冷蔵庫だけを選択して、消費電力を削減するための制御信号を出力する一方、品質に余裕がないと判定された冷凍冷蔵庫、即ち、品質管理外にある冷凍冷蔵庫に対しては消費電力を削減するための制御信号を回避する回避手段を設けることよって、施設内の品質を守りながらデマンド制御を行う事が可能となる。

また、電力会社から冷凍冷蔵庫へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力して、この瞬時電力信号に基づくリアルタイム型自動制御を行えば、サンプリング型予測制御動作を行う従来の伝統的なデマンド制御装置に比較し、応答性に優れる利点がある。
更に、この瞬時電力信号に基づいて調節部から操作部に出力される操作量を、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号とすることにより、制御精度と安定性の向上が図れる。

特に、回避手段としては、制御信号出力装置に対して各冷凍冷蔵庫を並列に結ぶパラレル信号線に遮断器を設け、品質管理外にある冷凍冷蔵庫に対しては制御信号を遮断することにより、施設内の品質を確実に守りながらデマンド制御を行う事が可能となる。
また、回避手段としては、制御信号出力装置に対して全ての冷凍冷蔵庫を直列に結ぶシリアル信号線を設けると共に各冷凍冷蔵庫を迂回するバイパス信号線を設け、品質管理外にある冷凍冷蔵庫に対しては制御信号をバイパス信号線へ切り替える切替器を設けることにより、施設内の品質を確実に守りながらデマンド制御を行う事が可能となる。

更に、品質に余裕があると判定される冷凍冷蔵庫、即ち、品質管理内の冷凍冷蔵庫の１又は複数に対しては、消費電力を削減するための制御信号を一定時間間隔で輪番式に出力するようにすれば、電力の逼迫状況に応じて、品質管理内の冷凍冷蔵庫の消費電力削減を平均化することができる。

しかも、冷凍冷蔵庫に対する消費電力の目標値を設定する目標値設定部により設定された目標値に基づいて、年間の電力料金を概算表示するデジタル表示器を追加することにより、ユーザーに対してデマンド制御の効果を端的に示すことが可能となる。

本発明の第一の実施例に係る品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置のブロック図である。 本発明の第二の実施例に係る品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置のブロック図である。 全体受電設備、制御信号出力装置及びデジタル表示器を示すブロック図である。 本発明の第三の実施例に係る全体受電設備、制御信号出力装置及びデジタル表示器を示すブロック図である。 計装用標準信号と電力値との関係を示すグラフである。

以下、本発明の品質優先施設向けデマンド制御装置について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。

本発明の第一の実施例に係る品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置を図１に示す。本実施例は、比例制御型温度調節機能を持つ冷凍室に適用したものである。

図１に示すように、１号棟１０、２号棟２０、３号棟３０、４号棟４０、５号棟５０及び６号棟６０の各々には、冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１が設けられ、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して全体受電設備７０から図中破線で示す電力線７１が並列に配線されると共に制御信号出力装置８０から図中一点鎖線で示すパラレル信号線８１が並列に配線されている。全体受電設備７０、制御信号出力装置８０については後述する。

冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１は、電力線７１を経由して全体受電設備７０から供給される電力を消費することにより室内を一定温度以下に冷凍する冷凍機能を有する。更に、制御信号出力装置８０からパラレル信号線８１を経由して出力される制御信号に比例して、消費電力を削減し、室内の温度を調節する比例制御型温度調節機能を持つ。
その他の冷凍室としては、実施例２に示すように、制御信号が大きいほど、一定時間のうち電源をＯＮする時間とＯＦＦする時間とのとの比率（ＯＮ／ＯＦＦ時間）を調整する時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つものでも良い。
また、本実施例では、冷凍室とは、棟内に設置される比較的大きな冷蔵庫の意味であるが、本発明は、比較的小さな冷凍庫にも適用でき、また、冷蔵庫や冷凍冷蔵庫にも適用できる。

ここで、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１内には、品質を検出する品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２が設置されている。
品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２としては、以下の実施例では、一例として温度を検出する温度センサを使用する。

但し、品質センサとしては、温度を検出するものに限らず、温度及び湿度を検出するものでも良く、その他、広く一般的な品質を検出するものが広く使用できる。
各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の直前のパラレル信号線８１には、制御信号出力装置８０からの制御信号を通過又は遮断する遮断器１３，２３，３３，４３，５３及び６３が夫々介設されている。

各遮断器１３，２３，３３，４３，５３及び６３には、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された品質を示す情報が入力される判定部１４，２４，３４，４４，５４及び６４が設けられている。
各判定部１４，２４，３４，４４，５４及び６４は、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された温度を示す信号に基づき、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の品質に余裕があるか否かを判定する。

品質に余裕がある、即ち、品質管理内であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号を通過（出力）させる一方、品質に余裕がない、即ち、品質管理外であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号を遮断する。
例えば、図１において、１号棟１０、３号棟３０、４号棟４０、５号棟５０及び６号棟６０の冷凍室１１，３１，４１，５１及び６１が品質管理内であると判定部１４，３４，４４，５４及び６４が判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号を遮断器１３，３３，４３，５３及び６３は通過（出力）させる一方、２号棟２０の冷凍室２１が品質管理外であると判定部２４が判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号を遮断器２３は遮断する。

従って、品質に余裕がない冷凍室２１は、制御信号出力装置８０からの制御信号が遮断される結果、消費電力が削減されない代わりに低温に維持され品質が確保されることとなると共に、品質に余裕がある冷凍室１１，３１，４１，５１及び６１は、制御信号出力装置８０からの制御信号が出力される結果、消費電力が一括して削減されることとなる。つまり、６台の内５台の冷凍室の消費電力が削減されることとなる。
ここで、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１が品質管理内とは、例えば、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された温度が−２１℃以下であるときを言い、品質管理外とは、検出された温度が−２１℃を超えるときを言う。

また、冷蔵室の場合は、例えば、品質センサにより検出された温度が−５℃以下であるときを言い、品質管理外とは、検出された温度が−５℃を超えるときを言う。更に、冷蔵室のチルド室や野菜室の場合は、これと異なる基準を設けることができる。

なお、本実施例では、制御信号出力装置８０から各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１を夫々並列に結ぶパラレル信号線８１に、判定部１４，２４，３４，４４，５４及び６４を備えた遮断器１３，２３，３３，４３，５３及び６３を夫々設けることにより、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定された冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対しては、制御信号出力装置８０から制御信号の出力を回避する回避手段を構成した。但し、回避手段としては、制御信号を遮断するものに限るものではなく、実施例２に示すように、制御信号をバイパス信号線に切り替える（迂回する）ものでも良い。

＜全体受電設備７０＞
全体受電設備７０は、図３に示すように、受電点７２、積算電力計７３、瞬時電力検出部７４を直列に接続したものであり、電力会社からの電力を各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に供給する。積算電力計７３は、一定時間の電力を積算するために一般的に設置されているが、省略可能である。

瞬時電力検出部７４は、電力会社から受電点７２を通じて全ての冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に流れる瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する。即ち、瞬時電力検出部７４は、リアルタイムに瞬時電力（ｋＷ）を検出するものであり、サンプリング期間（一定期間）の電力量（ｋＷｈ）を検出するものではない。

瞬時電力検出部７４で出力される瞬時電力信号としては、国際的に統一された計装用標準信号である直流アナログ信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ，又は１〜５Ｖ）が用いられるが、これに対応した多種多様なデジタル信号を用いても良い。但し、以下の実施例では直流アナログ信号を使用したアナログ制御について説明する（制御の本質は、アナログでもデジタルでも相違はない）。

計装用標準信号は、図５に示すように、例えば、瞬時電力１０００ｋｗ（１００％）を２０ｍＡとして、瞬時電力０ｋｗ（０％）を４ｍＡとすると、瞬時電力（ｋＷ）に対して直線的に変化するので、検出される瞬時電力が５００ｋｗのときは、１０００ｋｗに対して５０％、従って、（４ｍＡ＋２０ｍＡ）／２＝１２ｍＡとなる。

＜制御信号出力装置８０＞
制御信号出力装置８０は、図３に示すように、目標値設定部８２、比較部８３、調節部８４及び操作部８５から構成され、冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の消費電力を目標値に制御するための制御信号を冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して出力する。
瞬時電力検出部７４から出力される瞬時電力信号は、比較部８３において、目標値と比較される。
瞬時電力検出部７４で検出される瞬時電力信号として計装用標準信号が用いられることに伴い、目標値設定部８２で設定される目標値としても計装用標準信号が用いられる。

ここで、瞬時電力検出部７４で検出される瞬時電力が１０００ｋｗのときは、例えば、目標値設定部８２で設定される目標値を９９０ｋｗとする。
そうすると、目標値設定部８２で設定される目標値９９０ｋｗを示す計装用標準信号としては、１０００ｋｗに対して９９％、従って、（４ｍＡ＋（２０ｍＡ−４ｍＡ）（９９０ｋｗ／１０００ｋｗ））＝４ｍＡ＋（１６ｍＡ）（０．９９）＝４ｍＡ＋１５．８４ｍＡ＝１９．８４ｍＡである。

そのため、比較部８３は、瞬時電力が１０００ｋｗのとき、瞬時電力検出部７４で出力される計装用標準信号としては２０ｍＡであるから、目標値設定部８２で設定される目標値９９０ｋｗを示す計装用標準信号である１９．８４ｍＡを対比して、両者の差をとり、（２０ｍＡ−１９．８４ｍＡ）＝０．１６ｍＡを比較信号として出力する。

調節部８４は、比較部８３から出力された比較信号に基づき、上記の例で言えば、瞬時電力検出部７４で検出される瞬時電力１０００ｋｗが目標値設定部８２で設定された目標値９９０ｋｗに近づくよう、言い換えると、瞬時電力検出部７４で検出される瞬時電力が現在の値から１０ｋｗ低くなるように、計装分野において従来周知の各種の調節を行い、操作量として操作部８５に出力する。

調節部８４から操作部８５に出力される操作量は、国際的に統一された計装用標準信号である直流アナログ信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ，又は１〜５Ｖ）が用いられるが、これに対応した多種多様なデジタル信号を用いても良いのは前述した通りである。
操作部８５に出力される操作量を計装用標準信号とすることにより、単純ＯＮ−ＯＦＦあるいは時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御方式が採用されている場合に比較して、制御精度と安定性の向上が図れる利点がある。
操作部８５に出力される計装用標準信号としては、例えば、瞬時電力と目標値とが一致するときを中央値である１２ｍＡとし、瞬時電力と目標値の差に応じて直線的に増減することができる。例えば、上記例のように比較信号として出力する０．１６ｍＡを増減させることができる。

操作部８５は、操作量に基づき増幅等の処理を行った後、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して、パラレル信号線８１を経由して、一括して制御信号を出力する。
各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１は、操作部８５から出力される制御信号に比例して、消費電力を削減し、室内の温度を調節する比例制御型温度調節機能を持つことは前述した通りである。
なお、操作部８５は、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して夫々対応する個別型としても良いし、全ての冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して１台で対応する集中型としても良い。

＜デジタル表示器１００＞
目標値設定部８２から出力される目標値は、比較部８３へ出力される一方、デジタル表示器１００に分岐して出力される。
デジタル表示器１００は、目標値設定部８２から出力される目標値に基づき、年間の基本料金を概算表示（スケーリング）する。

即ち、目標値設定部８２から出力される目標値（設定電力）としては、国際的に統一された計装用標準信号である直流アナログ信号が用いられ、例えば、設定電力１０００ｋｗ（１００％）を５Ｖとして、設定電力０ｋｗ（０％）を１Ｖとすると、設定電力０〜５００〜１０００ｋｗに対して直線的に変化する電圧値１〜３〜５Ｖとなる。

しかし、この電圧値１〜３〜５Ｖをデジタル表示器１００にそのまま表示しても、消費電力削減（省エネ）がどの程度達成されているかをユーザーが理解するのは困難である。
そこで、デジタル表示器１００では、計装用標準信号である電圧値１〜３〜５Ｖを年間の電力基本料金に変換して概算表示する。
電力基本料金は、３０分毎の最大値に基づき一年間払い続ける規定となっている。仮に、検出された設定電力が最大値だとすると、設定電力０ｋｗのときは設定電力信号１Ｖで電力量０ｋｗｈであり、設定電力５００ｋｗのときは設定電力信号３Ｖで電力量５００ｋｗｈであり、設定電力１０００ｋｗのときは設定電力信号５Ｖで電力量１０００ｋｗｈである。電力量の単価は、例えば、２００８円／ｋｗｈとする。

そのため、設定電力０ｋｗ（０％）のときは、設定電力信号１Ｖと表示するのではなく、以下の計算式に基づき、０万円／年間と表示する。
電力量０ｋｗｈ×０．８５（力率割引）×２００８円／ｋｗｈ×１２カ月＝０万円／年間

また、設定電力５００ｋｗ（５０％）のときは、設定電力信号３Ｖと表示するのではなく、以下の計算式に基づき、１０２４万円／年間と表示する。
電力量５００ｋｗｈ×０．８５（力率割引）×２００８円／ｋｗｈ×１２カ月≒１０２４万円／年間

更に、設定電力１０００ｋｗ（１００％）のときは、設定電力信号５Ｖと表示するのではなく、以下の計算式に基づき、２０４８万円／年間と表示する。
電力量１０００ｋｗｈ×０．８５（力率割引）×２００８円／ｋｗｈ×１２カ月≒２０４８万円／年間

以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本実施例の品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置によれば、同一の全体受電設備７０内に設置された複数の冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に品質を検出する品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２を設け、これら品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２よって検出された情報に基づき、品質に余裕がある、即ち、品質管理内の冷凍室だけを選択して、消費電力を削減するための制御信号を出力する一方、品質に余裕がない、即ち、品質管理外にある冷凍室に対しては制御信号を回避する回避手段を設けることよって、施設内の品質を守りながらデマンド制御を行う事が可能となる。

特に、回避手段としては、制御信号出力装置８０に対して冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１を並列に結ぶパラレル信号線８１に遮断器１３，２３，３３，４３，５３及び６３を設け、品質管理外にある冷凍冷蔵庫に対しては制御信号を遮断器１３，２３，３３，４３，５３及び６３により遮断することにより、確実に、施設内の品質を守りながらデマンド制御を行う事が可能となる。
また、電力会社から冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する出力瞬時電力検出部７４を設け、この瞬時電力信号に基づくリアルタイム型自動制御を行うので、サンプリング型予測制御動作を行う従来の伝統的なデマンド制御装置に比較し、応答性に優れる利点がある。

更に、この瞬時電力信号に基づいて調節部８４から操作部８５に出力される操作量を、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号とすることにより、制御精度と安定性の向上が図れる。

本発明の第二の実施例に係る品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置を図２に示す。本実施例は、時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つ冷凍室に適用したものである。図１に示す第一の実施例と同様な構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施例は、図１に示す第一の実施例に比較し、回避手段に特徴があり、制御信号を遮断するものではなく、制御信号をバイパス信号線に切り替える（迂回する）ものである。
即ち、制御信号出力装置８０から各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対してパラレル信号線８１が並列に配線されるのに代えて、制御信号出力装置８０と各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１とを直列に結ぶシリアル信号線（図中、二点鎖線で示す）９０を配線したものである。

シリアル信号線９０には、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１毎に、これら冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１を迂回するバイパス信号線１６，２６，３６，４６，５６及び６６が設けられている。
各バイパス信号線１６，２６，３６，４６，５６及び６６とシリアル信号線９０との分岐点（上流側）には、切替器１５，２５，３５，４５，５５及び６５が夫々介装されている。

切替器１５，２５，３５，４５，５５及び６５は、制御信号出力装置８０からの制御信号をバイパス信号線１６，２６，３６，４６，５６及び６６又はシリアル信号線９０に切り替えるものであり、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された品質を示す情報が入力される判定部（図示省略）が設けられている。
切替器１５，２５，３５，４５，５５及び６５は、品質センサ１２，２２，３２，４２，５２及び６２により検出された温度を示す信号に基づき、判定部により、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の品質に余裕があるか否かを判定する点については、前述した実施例と同様である。但し、品質に余裕がある、即ち、品質管理内であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号をシリアル信号線９０に切り替える（出力する）一方、品質に余裕がない、即ち、品質管理外であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号をバイパス信号線１６，２６，３６，４６，５６及び６６に切り替える（迂回させる）。

例えば、図２において、１号棟１０、３号棟３０、４号棟４０、５号棟５０及び６号棟６０の冷凍室１１，３１，４１，５１及び６１が品質管理内であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号を切替器１５，３５，４５，５５及び６５はシリアル信号線９０に出力する一方、２号棟２０の冷凍室２１が品質管理外であると判定すれば、制御信号出力装置８０からの制御信号をバイパス信号線２６に迂回させる。
従って、品質に余裕がない冷凍室２１は、制御信号出力装置８０からの制御信号がバイパス信号線２６に迂回される結果、消費電力が削減されない代わりに低温に維持され品質が確保されることとなると共に、品質に余裕がある冷凍室１１，３１，４１，５１及び６１は、制御信号出力装置８０からの制御信号がシリアル信号線９０を介して出力される結果、消費電力が削減されることとなる。つまり、６台の内５台の冷凍室の消費電力が削減されることとなる。

＜ステップ制御＞
以下に、ステップ制御について説明する。ステップ制御とは、以下に例示するように、消費電力を削減するための制御信号を冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１に対して一定時間間隔で順々に、つまり、輪番式に出力する制御のことである。

（１）全ての冷凍室が品質管理内にある場合
１号棟１０、２号棟２０、３号棟３０、４号棟４０、５号棟５０及び６号棟６０の冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１が全て品質管理内であると判定された場合である。この場合における１段制御時及び２段制御時については以下の通りである。

（１段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１，２１，３１，４１，５１，６１…に１台毎に順に出力すると、冷凍室１１，２１，３１，４１，５１，６１…の消費電力が順々に削減されることとなる。そのため、電力状況が比較的逼迫していない場合に、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の消費電力の削減が平均化することになる。

（２段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１及び２１、冷凍室２１及び３１，冷凍室３１及び４１，冷凍室４１及び５１，冷凍室５１及び６１…に２台毎に順に出力すると、２台毎に冷凍室１１及び２１、冷凍室２１及び３１，冷凍室３１及び４１，冷凍室４１及び５１，冷凍室５１及び６１…の消費電力が順々に削減されることとなる。そのため、電力状況が相当逼迫してきた場合に、各冷凍室１１，２１，３１，４１，５１及び６１の消費電力の削減が倍増すると共に平均化することになる。

（２）１台の冷凍室のみが品質管理外にある場合
例えば、１号棟１０、３号棟３０、４号棟４０、５号棟５０及び６号棟６０の冷凍室１１，３１，４１，５１及び６１が品質管理内であり、２号棟２０の冷凍室２１が品質管理外にあると判定された場合である。この場合における１段制御時及び２段制御時については以下の通りである。

（１段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１，３１，４１，５１，６１…に１台毎に順に出力する一方、冷凍室２１については切替器２５によりバイパス信号線２６に迂回させる。そのため、品質管理内にある冷凍室１１，３１，４１，５１，６１…の消費電力が順々に削減され消費電力の削減が平均化する一方、品質管理外にある冷凍室２１については消費電力が削減されない代わりに、品質が維持されることになる。

（２段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１及び３１，冷凍室３１及び４１，冷凍室４１及び５１，冷凍室５１及び６１…に２台毎に順に出力する一方、冷凍室２１については切替器２５によりバイパス信号線２６に迂回させる。そのため、２台毎に品質管理内にある冷凍室１１及び３１，冷凍室３１及び４１，冷凍室４１及び５１，冷凍室５１及び６１…の消費電力が順々に削減され消費電力の削減が倍増する一方、品質管理外にある冷凍室２１については消費電力が削減されない代わりに、品質が維持されることになる。

（３）２台の冷凍室が品質管理外にある場合
例えば、１号棟１０、３号棟３０、５号棟５０及び６号棟６０の冷凍室１１，３１，５１及び６１が品質管理内であり、２号棟２０の冷凍室２１及び４号棟４０の冷凍室４１が品質管理外にあると判定された場合である。この場合における１段制御時及び２段制御時については以下の通りである。

（１段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１，３１，５１，６１…に１台毎に順に出力する一方、冷凍室２１，４１については切替器２５，４５によりバイパス信号線２６，４６に迂回させる。そのため、品質管理内にある冷凍室１１，３１，５１，６１…の消費電力が順々に削減され消費電力の削減が平均化する一方、品質管理外にある冷凍室２１，４１については消費電力が削減されない代わりに、品質が維持されることになる。

（２段制御時）
シリアル信号線９０を介して、制御信号出力装置８０からの制御信号を一定時間間隔（例えば、約３分間隔）で冷凍室１１及び３１，冷凍室３１及び５１，冷凍室５１及び６１…に２台毎に順に出力する一方、冷凍室２１，４１については切替器２５，４５によりバイパス信号線２６，４６に迂回させる。そのため、２台毎に品質管理内にある冷凍室１１及び３１，冷凍室３１及び５１，冷凍室５１及び６１…の消費電力が順々に削減され消費電力の削減が倍増する一方、品質管理外にある冷凍室２１，４１については消費電力が削減されない代わりに、品質が維持されることになる。

本発明の第三の実施例に係る品質優先施設向け瞬時電力型デマンド制御装置を図４に示す。本実施例は、瞬時電力の簡易取り出し技術に関する。なお、前述した図１に示す第一の実施例と同様な構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図３に示すように、瞬時電力検出部７４は、受電点７２、積算電力計７３に対して直列に接続するため、既存設備に適用しようとすると、現実的には全体受電設備７０の停電作業が必要となり、多くの時間と費用が必要となる。

これを避けるために、図４に示すように、電力会社の積算電力計７３に用意されている、瞬時電力に比例した電気信号（電力パルス）を外部に出力する機能を利用する。この電力パルスを計装用標準信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ，又は１〜５Ｖ）に変換する変換器１０１を設け、変換器１０１で変換した瞬時電力信号を比較器８３へ出力するのである。

この変換器１０１は、受電点７２、積算電力計７３に対して直列に接続されないため、既存設備に対して停電作業が不要であるという利点がある。
なお、この変換器１０１は、瞬時電力検出部７４と機能的に均等なものであり、しかも、積算電力計７３が電力パルスを出力する機能を有することは当業者にとって自明であることから、瞬時電力検出部７４と容易に置換可能なものである。

本発明は、冷凍冷蔵庫等の温度湿度の品質優先施設向けデマンド制御装置として、広く産業上利用可能なものである。

１０ １号棟
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 冷凍室
１２，２２，３２，４２，５２，６２ 品質センサ
１３，２３，３３，４３，５３，６３ 遮断器
１４，２４，３４，４４，５４，６４ 判定部
１５，２５，３５，４５，５５，６５ 切替器
１６，２６，３６，４６，５６，６６ バイパス信号線
２０ ２号棟
３０ ３号棟
４０ ４号棟
５０ ５号棟
６０ ６号棟
７０ 全体受電設備
７１ 電力線
８０ 制御信号出力装置
８１ パラレル信号線
９０ シリアル信号線

上記課題を解決する本発明の請求項１に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、制御信号に比例して温度を調節する比例制御型温度調節機能又は制御信号に応じて電源のＯＮ／ＯＦＦ時間を調節する時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つ複数の冷凍冷蔵庫に対して各々電力を供給する全体受電設備と、前記冷凍冷蔵庫内の温度及び／又は湿度の品質を検出する品質センサと、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を目標値に制御するための前記制御信号を前記冷凍冷蔵庫に対して出力する制御信号出力装置とを備え、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を削減する品質優先施設向けデマンド制御装置において、前記全体受電設備は、電力会社から前記冷凍冷蔵庫へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部を備える一方、前記制御信号出力装置は、前記冷凍冷蔵庫に対する消費電力の目標値を設定する目標値設定部と、前記目標値設定部で設定された前記目標値と前記瞬時電力検出部で検出された前記瞬時電力信号とを比較して比較信号を出力する比較部と、前記比較部により出力された比較信号を調節して、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号である操作量として出力する調節部と、前記調節部より出力された操作量に基づき前記冷凍冷蔵庫に対して前記制御信号を出力する操作部とを備え、前記品質センサにより検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定される前記冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号出力装置から前記制御信号の出力を回避する回避手段を設け、前記回避手段は、前記制御信号出力装置に対して前記冷凍冷蔵庫を夫々並列に結ぶパラレル信号線に夫々介装された遮断器を含み、前記遮断器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号を遮断することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項２に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、制御信号に比例して温度を調節する比例制御型温度調節機能又は制御信号に応じて電源のＯＮ／ＯＦＦ時間を調節する時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つ複数の冷凍冷蔵庫に対して各々電力を供給する全体受電設備と、前記冷凍冷蔵庫内の温度及び／又は湿度の品質を検出する品質センサと、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を目標値に制御するための前記制御信号を前記冷凍冷蔵庫に対して出力する制御信号出力装置とを備え、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を削減する品質優先施設向けデマンド制御装置において、前記全体受電設備は、電力会社から前記冷凍冷蔵庫へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部を備える一方、前記制御信号出力装置は、前記冷凍冷蔵庫に対する消費電力の目標値を設定する目標値設定部と、前記目標値設定部で設定された前記目標値と前記瞬時電力検出部で検出された前記瞬時電力信号とを比較して比較信号を出力する比較部と、前記比較部により出力された比較信号を調節して、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号である操作量として出力する調節部と、前記調節部より出力された操作量に基づき前記冷凍冷蔵庫に対して前記制御信号を出力する操作部とを備え、前記品質センサにより検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定される前記冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号出力装置から前記制御信号の出力を回避する回避手段を設け、前記回避手段は、前記制御信号出力装置と前記冷凍冷蔵庫とを直列に結ぶシリアル信号線に対して各前記冷凍冷蔵庫毎に配線され、当該冷凍冷蔵庫を迂回するバイパス信号線と、前記シリアル信号線と前記バイパス信号線との分岐点に介設された切替器とを含み、前記切替器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記バイパス信号線に切り替えることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項３に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項２において、前記制御信号出力装置は、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫を除いた前記冷凍冷蔵庫の１又は複数に対して、輪番式に前記制御信号を出力することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項４に係る品質優先施設向けデマンド制御装置は、請求項１又は２において、前記目標値設定部で設定された前記目標値に基づき、年間の基本料金を概算表示するデジタル表示器を追加したことを特徴とする。

Claims (6)

1. 制御信号に比例して温度を調節する比例制御型温度調節機能又は制御信号に応じて電源のＯＮ／ＯＦＦ時間を調節する時間比例ＯＮ−ＯＦＦ制御機能を持つ複数の冷凍冷蔵庫に対して各々電力を供給する全体受電設備と、
   前記冷凍冷蔵庫内の温度及び／又は湿度等の品質を検出する品質センサと、
   前記冷凍冷蔵庫の消費電力を目標値に制御するための前記制御信号を前記冷凍冷蔵庫に対して出力する制御信号出力装置とを備え、前記冷凍冷蔵庫の消費電力を削減する品質優先型デマンド制御装置において、
   前記品質センサにより検出された情報に基づき、品質に余裕がないと判定される前記冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号出力装置から前記制御信号の出力を回避する回避手段を設けた
   ことを特徴とする品質優先型デマンド制御装置。
2. 前記全体受電設備は、電力会社から前記冷凍冷蔵庫へ供給される瞬時電力を検出して瞬時電力信号として出力する瞬時電力検出部を備える一方、
   前記制御信号出力装置は、前記冷凍冷蔵庫に対する消費電力の目標値を設定する目標値設定部と、前記目標値設定部で設定された前記目標値と前記瞬時電力検出部で検出された前記瞬時電力信号とを比較して比較信号を出力する比較部と、前記比較部により出力された比較信号を調節して、計装用標準信号である直流アナログ信号又はこれに対応したデジタル信号である操作量として出力する調節部と、前記調節部より出力された操作量に基づき前記冷凍冷蔵庫に対して前記制御信号を出力する操作部とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の品質優先型デマンド制御装置。
3. 前記回避手段は、前記制御信号出力装置に対して前記冷凍冷蔵庫を夫々並列に結ぶパラレル信号線に夫々介装された遮断器を含み、
   前記遮断器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記制御信号を遮断する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の品質優先型デマンド制御装置。
4. 前記回避手段は、前記制御信号出力装置と前記冷凍冷蔵庫とを直列に結ぶシリアル信号線に対して各前記冷凍冷蔵庫毎に配線され、当該冷凍冷蔵庫を迂回するバイパス信号線と、
   前記シリアル信号線と前記パイパス信号線との分岐点に介設された切替器とを含み、
   前記切替器は、前記品質センサにより検出された品質に余裕があるか否かを判定する判定部を備え、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫に対しては、前記バイパス信号線に切り替える
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の品質優先型デマンド制御装置。
5. 前記制御信号出力装置は、前記判定部により品質に余裕がないと判定された当該冷凍冷蔵庫を除いた前記冷凍冷蔵庫の１又は複数に対して輪番式に前記制御信号を供給する
   ことを特徴とする請求項４記載の品質優先型デマンド制御装置。
6. 前記目標値設定部で設定された前記目標値に基づき、年間の基本料金を概算表示するデジタル表示器を追加した
   ことを特徴とする請求項２記載の品質優先型デマンド制御装置。

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