JP2019035570A - 業務用インバータエアコンの個別電力可視化削減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全エアコンを対象として個別消費電力を監視するには、具体的にどのように制御すればよいかということ。【解決手段】各エアコンには使用電力を制御するインバータ制御器が夫々備えられており、当該エヤコン室外機専用の出力制限アダプターを付設し、該出力制限アダプターは、指令信号に基づいて、前記インバータの出力を９０％以下の出力とする制限状態と、１００％以上の出力とする非制限状態とに切り替え制御できる構成とされ、ＯＮ指令の時は、前記インバータ制御器がＯＮ状態となって前記エアコンの稼働出力が１０〜５０％の低減出力となる。【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、多大の電力を消費する業務用のエアコンの電力を監視、制御するところのインバータエアコンの個別電力可視化削減方法に関する。

スーパー、コンビニ、ホテル、パチンコ店、工場など、業務用の複数のエアコンを設置してある場所の消費電力は、店舗等の温度、湿度管理を図りながら最小限に抑えることが求められる。
こうした業務用電力契約者は、通常、ピーク時の消費電力（平均）の上限を定めて電力会社と料金契約を行っており、契約電力を超えない管理が求められている。
しかし、特に、盛夏や真冬には、店内の温度を適正に保とうとし、全エアコンをフル稼働状態にすることがあり、一挙に消費電力の上昇を来す。

これまでは、エアコンのインバータ制御による消費電力の抑制を図ることは行われているが、店舗等の内規に基づいて温度設定されていることが多く、既設のデマンド装置の出力指令に基づき、手動によって主にエヤコンの稼働、又は稼働解除を行うことで消費電力の抑制を図っていた。また手動故に対応の遅れ等が発生していた。
この場合、エヤコンの稼働解除は快適性を犠牲にして対応したことになり、合理的な対応とは考えにくい。また対応の遅れや、忘れ、放置はデマンド検知装置の設置した意味がなさないことになる。また、夏季には店内等の温度が適正以下になっているのに、エアコンがフル稼働されているという事態も多々あり、冬季に於いても室温の適正化による消費電力の削減方法としては不十分であった。

また、各エアコンのインバータ稼働及び解除を行うに、広い店舗等の複数箇所、或いは複数階のエアコンを個別に手動操作するのは、非常に手間がかり、また、頻繁に切り替えを行うのは面倒である。そして、同じ店舗等であっても、場所によっては空調の効果が直ぐに表れる場所もあれば、そうでない場所もある。尤も、エアコンを温度で制御するのは既に広く行われている技術であるが、全エアコンの個別消費電力を監視し、そのデータを参考、及びデータと体感を基に制御するというシステムは存在しなかった。

そこで、本発明者は、無線通信の特長を活用し各種個別機器の正確な使用電力管理システムというものを提案し、各種個別機器のトータルの消費電力を管理できるようにした。
かかる従来技術としては、次の文献が挙げられる。
特開２０１６−１４５７８８

発明が解決しようとする課題

これまで、消費電力の監視に無線技術を導入することは行われていたが、単なる監視だけでは、消費電力を制御することはできず、どのようにすれば具体的にすべてのエアコンの個別電力量の監視と制御を行うことができるのか、という問題が残った。
即ち、全エアコンを対象として個別消費電力を監視するには、具体的にどのように制御すれば問題の解決となるのかということである。

課題を解決するための手段

本発明は、業務用のインバータエアコンの個別電力可視化削減方法であって、
各エアコン（１）には使用電力を制御するインバータ制御器（２）が夫々備えられており、
電源に接続された各エアコンの電源コードに、夫々電流検知センサー（２）と、当該エヤコン室外機専用の出力制限アダプターを付設し、
該出力制限アダプターは、指令信号に基づいて、前記インバータの出力を９０％以下の出力とする制限状態と、１００％以上の出力とする非制限状態とに切り替え制御できる構成とされ、
前記センサー（２）により検知された電流を子機（３）に入力してデータ信号化し、１秒毎のデータを１分に平均化して送信し、
当該子機（３）に無線機（４）を設けて前記データ信号を親機（５）に送信して、該親機（５）で３０分のデータとしてパーソナルコンピューター（６）に自動入力し、少なくとも１日のデータとして保管管理するように構成されており、
これらのデータは、前記パーソナルコンピューター（６）の表示部によって、可視化できるようにされており、
前記パーソナルコンピューター（６）に予め設定できるよう組み込まれたアプリケーションの、現場での冷暖房の体感または、過去のデータを基として日単位または、時間単位のＯＮ／ＯＦＦ何れかを設定することにより、ＯＦＦ指令の時は、前記インバータ制御器（２）がＯＦＦ状態となって前記エアコン（１）はフル運転状態となり、ＯＮ指令の時は、前記インバータ制御器（２）がＯＮ状態となって前記エアコン（１）の稼働出力が１０〜５０％の低減出力となり、且つ、
ＯＮ時はＯＦＦ時の運転状況と異なり、前記エアコン（１）のコンプレッサーが停止時でも送風機能は停止しないようにされている。

本発明において、電流検知センサーとは、電源コードを囲繞して電流の大小を検知するものであり、エアコンのコンプレッサー駆動及び室内機の送風駆動に伴う電流変化をピックアップするタイプのものである。
そして、子機とは、センサーからの電流データをＡ／Ｄコンバーターによってデジタル変換する機能と、出力制限アダプターに対する親機からの指令信号により動作する出力用リレーを持つもので、且つ、付設の無線機によってデータ送受信できる構成とされている。
親機とは、送受信機能を有するもので、受けたデジタルデータをパーソナルコンピューターに有線送信できる機能と、出力制限アダプターに対するＯＮ／ＯＦＦ信号をパーソナルコンピューターから有線を経て無線送信を行うものである。
各エアコンのインバータ制御器と子機とは有線接続されており、パーソナルコンピューターからの指令によって、インバータ制御器を、ＯＮ又はＯＦＦ操作できるように構成されている。

発明の効果

本発明は、業務用の個別のエアコンに特化した発明であって、遠隔操作でもってインバータエヤコンの制御を節電モードに切り替えることができるという利点がある。これによって、温度センサーによる従来の制御以外で、ピーク時の消費電力を基準とした節電モードに対応することができて、寒暖時我慢することなく契約されたピーク電力契約範囲内に抑える制御の一助を担う利点がある。そして、手元のパーソナルコンピューターによって、可視化による個別使用電力の把握ができることで、納得の得やすい管理できるという利点がある。ＯＮ時はＯＦＦ時の運転状況と異なり、前記エアコンのコンプレッサーが停止時でも送風機能は停止しないようにされていることにより、快適性が従来以上に長く感じられるという効果を活用したものである。
本発明のその他の具体的利点は、以下の実施例の説明から明らかとなろう。

本発明の実施に際しては、遠隔操作を確実に行い得るように、電波の障害物が存在する場合は、中継機を所要の箇所に設置することが好ましい。
建物構造等によって、電波障害が生じることが多々あり、電波伝搬を確実に行うよことは、この種の個別のエアコンの制御、特に電力計測値の記録にとって非常に重要となる。

本発明にかかるインバータエアコンの個別電力可視化削減方法を実施する全体の概略図を示す。 本発明にかかるインバータエアコンの個別電力可視化削減を表すコンピューターの画面を示す。

本発明にかかるインバータエアコンの個別電力可視化削減方法の好適実施例について、図面を参照して詳述する。
図１に示すように、ここでは３台の業務用のエアコンを対象として説明する。
各エアコン１には使用電力を制御するインバータ制御器２が夫々備えられている。ここでのエアコンは、冷暖房機能を備え、一台当たりの使用電力は、フル稼働時では、５ｋｗ乃至２０Ｋｗ（冷暖房対象により変わる）のものであり、使用電源は、２００Ｖとされている。

そして、インバータ制御用アダプター２は、各エアコン室外機に付設されているもので、インバータ制御によって、消費電力が、定格の３０％節電可能なものである。これによって、エアコンのコンプレサーの消費電力が制限されるのである。
前記電源に接続された各エアコンの電源コード４に、夫々電流検知センサー３を付設してある。このセンサー３は、汎用のクランプタイプのもので、コードを流れる電流をピックアップし、検出できる公知のタイプのものである。故に、詳細説明は省略する。

そして、当該センサー３により検知された電流を子機５に入力してデータ信号化する。ここでは、Ａ／Ｄコンバーターが使用されている。各エアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対応するデータについても、同時にデータ信号として作成され、どのエアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃの電流であるか判明している。こうしたＡ／Ｄコンバーターは既存のものであり、依って、詳細説明は省略する。
前記子機５に無線機６を設けて前記データ信号を親機７に送信するように構成されている。その無線機６は、ここでは、高周波の無線周波数が使用されている。かかる周波数は一般的な無線ＬＡＮなどに使用され、混信を考慮し、１６のチャンネルの中から周辺環境からの、比較的通信障害が生じにくい１チャンネルを選択できるものである。
こうした無線機６、親機７はそれ自体公知の構成のものである。

そして、前記親機７にＵＳＢケーブル８を介してパーソナルコンピューター９を接続し、個々のエアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎１の３０分毎の消費電力として、前記パーソナルコンピューター９に記録される。

ここで、消費電力上限とは、すべての業務用電力の消費量を監視し３０分単位の電力の総計が、当初の電力会社との契約による条件値を意味し、かかる値を超える電力消費量になれば、違約金が発生するというもので、ユーザーは、当該値を超えない範囲でのエアコン等の運転がもとめられるのである。電力会社は供給地域ごとに、被契約者の電力の総計が給電容量を超えないように上限値を設定することで常に監視し、給電事故が発生しないようにしている。

従って、この発明でも、前記パーソナルコンピューター９には、各エアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃから送信されてきたデータとの対比を行い、目視によって確認すると共に対応する前記インバータ制御器２のＯＮ制御信号を送信して、遠隔操作でもってエアコン１の運転を抑え、消費電力を削減するのである。
この際、個々のエアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎に制御することが可能である。即ち、どのエアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃの運転を制御するかは、ＯＮ信号の発信先を選ぶことで決定される。

このように、本発明は、業務用の複数インバータエアコンの個別電力可視化削減方法であって、次のように実施される。
各エアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃには使用電力を制御するインバータ制御器２が夫々備えられている。電源に接続された各エアコンの電源コード４に、夫々電流検知センサー３と、当該エヤコン室外機専用の出力制限アダプターを付設してある。
該出力制限アダプターは、指令信号に基づいて、前記インバータの出力を９０％以下の出力とする制限状態と、１００％以上の出力とする非制限状態とに切り替え制御できる構成とされている。

そして、前記センサー３により検知された電流を子機５に入力してデータ信号化し、１秒毎のデータを１分に平均化して送信する構成とされている。
当該子機５に無線機６を設けて前記データ信号を親機７に送信して、該親機７で３０分のデータとしてパーソナルコンピューター９に、ＵＳＢケーブル８を用いて自動入力し、少なくとも１日のデータとして保管管理するように構成されている。
これらのデータは、前記パーソナルコンピューター９の表示部によって、可視化できるようにされている。

そして、前記パーソナルコンピューター９に予め設定できるよう組み込まれたアプリケーションの、現場での冷暖房の体感をベースとしてＯＮ／ＯＦＦ何れかを設定することにより、ＯＦＦ指令の時は、前記インバータ制御器２がＯＦＦ状態となって前記エアコン１はフル運転状態となり、ＯＮ指令の時は、前記インバータ制御器２がＯＮ状態となって前記エアコン１の稼働出力が、１０〜５０％の低減出力となるようにされている。また、ＯＮ時はＯＦＦ時の運転状況と異なり、前記エアコン１のコンプレッサーが停止時でも送風機能は停止しないようにされているのである。前記現場での冷暖房の体感とは、実際の個々の冷房場所の実際に適温と感じた範囲の温度をいう。

この実施例では、前記子機５と親機７との間に、送受信機能を備えた中継機１０を設けて通信事情を改善するように構成している。即ち、実際の現場においては、各エアコン１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、店舗の電波事情の悪い箇所に設置されることも多々あり、その場合、親機７への電波事情を考慮して、中継機１０を介在させるのである。かかる中継機１０は、送受信機能を備えるだけのものである。

図２は、本発明にかかるエアコンの使用電力削減可視化を表すコンピューターの画面を示すもので、左欄は、発生日時を、上欄は、個々のエアコンを示し、中央のグラフは、トータルの使用電力を表している。中央のグラフの右欄において、□系列１及び２は、棒グラフの表示色を表すもので、２種類の表示ができるようになっているが、今回の場合は□系列１の茶色を採用しているが、コピーがモノクロのため黒く表現されている。

本発明にかかる装置は、既存のインバータエアコンに対して付設するだけで実施可能であるため、種々の業界における複数エアコンの制御を遠隔操作で行いえるので、その適用範囲はひろい。

１：エアコン
２：インバータ制御器
３：電流検知センサー
４：電源コード
５：子機
６：無線機
７：親機
８：ＵＳＢケーブル
９：パーソナルコンピューター
１０：中継機

Claims (2)

1. 業務用の複数のインバータエアコンの個別電力可視化削減方法であって、
   各エアコン（１）には使用電力を制御するインバータ制御器（２）が夫々備えられており、
   電源に接続された各エアコンの電源コードに、夫々電流検知センサー（２）と、当該エヤコン室外機専用の出力制限アダプターを付設し、
   該出力制限アダプターは、指令信号に基づいて、前記インバータの出力を９０％以下の出力とする制限状態と、１００％以上の出力とする非制限状態とに切り替え制御できる構成とされ、
   前記センサー（２）により検知された電流を子機（３）に入力してデータ信号化し、１秒毎のデータを１分に平均化して送信し、
   当該子機（３）に無線機（４）を設けて前記データ信号を親機（５）に送信して、該親機（５）で３０分のデータとしてパーソナルコンピューター（６）に自動入力し、少なくとも１日のデータとして保管管理するように構成されており、
   これらのデータは、前記パーソナルコンピューター（６）の表示部によって、可視化できるようにされており、
   前記パーソナルコンピューター（６）に予め設定できるよう組み込まれたアプリケーションの、現場での冷暖房の体感もしくは、当該システムの使用電力データをベースとしてＯＮ／ＯＦＦ何れかを設定することにより、ＯＦＦ指令の時は、前記インバータ制御器（２）がＯＦＦ状態となって前記エアコン（１）はフル運転状態となり、ＯＮ指令の時は、前記インバータ制御器（２）がＯＮ状態となって前記エアコン（１）の稼働出力が１０〜５０％の低減出力となり、且つ、
   ＯＮ時はＯＦＦ時の運転状況と異なり、前記エアコン（１）のコンプレッサーが停止時でも送風機能は停止しないようにされている、
   ことを特徴とするインバータエアコンの個別電力可視化削減方法
2. 前記子機（３）と親機（５）との間に、送受信機能を備えた中継機（６）を設けて通信事情を改善するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載のインバータエアコンの個別電力可視化削減方法。

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