JP2021143810A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】空調負荷に適切に対応しつつ、ネガワットの創出量を多くする。【解決手段】空調システム１は、電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調室内機１２に供給するＥＨＰユニット３０と、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調室内機１２に供給するＧＨＰユニット３２と、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２の運転を制御する運転制御部５０と、電気で動作し、空調室内機１２が設置された室内で要求される空調熱負荷の少なくとも一部を負担する熱処理部４０と、を備え、運転制御部５０は、電力需要を減少させるように要求するデマンドレスポンス指令を受信した場合に需要家側が電力需要を減少させるデマンドレスポンスの開始に応じて、デマンドレスポンスの開始前に比べ、ＥＨＰユニット３０の熱出力および熱処理部４０の熱出力を減少させ、ＧＨＰユニット３２の熱出力を空調熱負荷に従って導出する。【選択図】図１

Description

本発明は、空調システムに関する。

電気で動作して熱媒体の冷却または加熱を行うＥＨＰ（電気モータヒートポンプ）ユニットと、主にガスで動作して熱媒体の冷却または加熱を行うＧＨＰ（ガスヒートポンプ）ユニットとを含む空調システムがある（例えば、特許文献１）。また、このような空調システムにおいて、ＥＨＰユニットおよびＧＨＰユニットとは異なる他の電気空調機を併用して空調を行うこともある。この電気空調機は、例えば、ＥＨＰユニットおよびＧＨＰユニットとは独立して室内の温度および湿度を制御したり、室内の換気を行う。

特許第６１００１８０号公報

ところで、近年、電力の供給者側だけでなく電力の需要家側においても電力の需給調整に貢献できるデマンドレスポンスという仕組みが検討されている。デマンドレスポンスは、電力需要を変化（例えば、減少）させるように要求するデマンドレスポンス指令を受信した場合に需要家側が電力需要を変化（例えば、減少）させる仕組みである。デマンドレスポンスに対応する需要家が多いほど系統電力の信頼性の低下を抑制することができるため、需要家がデマンドレスポンスに可能な限り対応して需給調整を行うことが望まれている。また、電力需要を減少させるデマンドレスポンスの対応時には、需要家が可能な限り多くのネガワットを創出することが望まれている。しかし、ネガワットの創出量を単純に増やすと、需要家において使用可能な電力が少なくなり、需要家で要求される空調負荷に適切に対応できない場合がある。

本発明は、このような課題に鑑み、空調負荷に適切に対応しつつ、ネガワットの創出量を多くすることが可能な空調システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の空調システムは、電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調室内機に供給するＥＨＰユニットと、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調室内機に供給するＧＨＰユニットと、ＥＨＰユニットおよびＧＨＰユニットの運転を制御する運転制御部と、電気で動作し、空調室内機が設置された室内で要求される空調熱負荷の少なくとも一部を負担する熱処理部と、を備え、運転制御部は、電力需要を減少させるように要求するデマンドレスポンス指令を受信した場合に需要家側が電力需要を減少させるデマンドレスポンスの開始に応じて、デマンドレスポンスの開始前に比べ、ＥＨＰユニットの熱出力および熱処理部の熱出力を減少させ、ＧＨＰユニットの熱出力を空調熱負荷に従って導出する。

また、運転制御部は、ＧＨＰユニットの最大熱出力が現在の空調熱負荷より低い場合、ＧＨＰユニットの熱出力を最大熱出力にさせ、ＧＨＰユニットの最大熱出力と現在の空調熱出力との差分の熱出力をＥＨＰユニットから出力させてもよい。

また、空調システムは、外気を室内に供給する換気部と、室内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素センサと、デマンドレスポンスの開始に応じて、室内の二酸化炭素濃度を所定の上限値以内に維持しつつ、換気部の運転および停止を制御する構内制御部と、をさらに備えてもよい。

また、空調システムは、デマンドレスポンス指令の受信からデマンドレスポンスの開始までの間に所定の準備時間が設けられており、デマンドレスポンス指令の受信に応じて、デマンドレスポンスの開始後における空調熱負荷の予測値である予測空調熱負荷および熱出力の不足分の予測値である予測不足熱出力を導出し、予測不足熱出力が所定熱出力より高い場合、デマンドレスポンス指令の受信からデマンドレスポンスの開始までの間、予測空調熱負荷に従った熱出力をＥＨＰユニットおよびＧＨＰユニットから出力させる予空調制御部をさらに備えてもよい。

本発明によれば、空調負荷に適切に対応しつつ、ネガワットの創出量を多くすることが可能となる。

本実施形態による空調システムの構成を示す概略図である。 運転マップ生成部で生成される運転マップの概要を説明する図である。 運転マップの一例を示す図である。 通常時の空調熱負荷をＤＲ期間中においてＧＨＰユニットがすべて負担した場合の動作を説明する図である。 通常時の空調熱負荷をＤＲ期間中においてＧＨＰユニットがすべて負担できない場合の動作を説明する図である。 ＤＲ期間中にＧＨＰユニットが空調熱負荷をすべて負担できない状態で、熱出力の不足分をＥＨＰユニットが補う場合の動作を説明する図である。 準備時間を利用して予空調を行う場合を説明する図である。 換気部の換気出力について説明する図である。 換気部の動作を説明する図である。 ＤＲ指令を受信した後の予空調制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。 ＤＲ開始指示を受信した後における運転制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。 ＤＲ開始指示を受信した後における構内制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の態様について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態による空調システム１の構成を示す概略図である。図１では、制御信号の流れを破線の矢印で示している。

本実施形態の空調システム１は、ハイブリッド空調機１０、空調室内機１２、電気空調機１４、二酸化炭素センサ１６、温度センサ１８、構内制御部２０、遠隔監視アダプタ２２および遠隔監視サーバ２４を含む。このうち、ハイブリッド空調機１０、空調室内機１２、電気空調機１４、二酸化炭素（ＣＯ２）センサ１６、温度センサ１８、構内制御部２０および遠隔監視アダプタ２２は、需要家の構内２６に設けられる。なお、需要家は、例えば、受電電力の契約者単位である。また、構内２６は、例えば、需要家の敷地内を示し、需要家が同一であれば複数の建物に亘った敷地内であってもよい。

本実施形態の空調システム１において、制御対象となる空調負荷には、空調熱負荷と空調換気負荷とがある。空調熱負荷は、温度および湿度に関連する空調負荷である。空調換気負荷は、外気の供給に関連する空調負荷である。以後、空調システム１における空調の対象となる室内を、対象室内と呼ぶ場合がある。

ハイブリッド空調機１０は、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２を含む。また、ＥＨＰは、電気モータヒートポンプを示し、ＧＨＰは、ガスヒートポンプを示す。

ＥＨＰユニット３０は、例えば、室外に設置される。なお、室外は、対象室内に対して外側の空間であればよく、建物の外に限らず建物内であってもよい。ＥＨＰユニット３０には、系統電力（商用電力）が供給される。ＥＨＰユニット３０は、供給された電力を消費して（電気で動作して）熱媒体の冷却および加熱を行う。ＥＨＰユニット３０で冷却および加熱された熱媒体は、空調室内機１２に供給される。つまり、ＥＨＰユニット３０は、空調熱負荷の少なくとも一部に対応する熱を出力する。

ＧＨＰユニット３２は、ＥＨＰユニット３０とは独立して設けられる。ＧＨＰユニット３２は、例えば、ＥＨＰユニット３０と同様に室外に設置される。ＧＨＰユニット３２は、主にガスで動作し、熱媒体の冷却および加熱を行う。ＧＨＰユニット３２で冷却および加熱された熱媒体は、空調室内機１２に供給される。つまり、ＧＨＰユニット３２は、空調熱負荷の少なくとも一部に対応する熱を出力する。また、ＥＨＰユニット３０から送出される熱媒体、および、ＧＨＰユニット３２から送出される熱媒体は、共通の配管３４を通じて空調室内機１２に供給される。

以後、ＥＨＰユニット３０が出力する熱、および、ＧＨＰユニット３２が出力する熱を、それぞれ、熱出力と呼ぶ場合がある。また、ＥＨＰユニット３０の熱出力とＧＨＰユニット３２の熱出力とを合計した熱出力をハイブリッド合計熱出力と呼ぶ場合がある。

空調室内機１２は、対象室内に設置される。空調室内機１２は、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力に基づいて、空調熱負荷の少なくとも一部に対する熱を対象室内に出力する。具体的には、空調室内機１２は、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２から供給される熱媒体と、対象室内において供給される空気との間で熱交換を行い、対象室内において供給される空気を冷却または加熱する。空調室内機１２は、熱交換後の空気を対象室内に送出し、熱交換後の熱媒体をＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２に送出する。

電気空調機１４は、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および空調室内機１２とは別体で構成される。電気空調機１４には、系統電力（商用電力）が供給される。電気空調機１４は、供給された電力を消費して（電気で動作して）対象室内の空調を行う。電気空調機１４は、例えば、温度および湿度を制御可能なデシカント空調機である。なお、電気空調機１４は、デシカント空調機を例に挙げたが、デシカント空調機に限らず、例えば、電気ヒータなどであってもよい。

電気空調機１４は、熱処理部４０および換気部４２を含む。熱処理部４０は、例えば、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２とは独立したヒートポンプを含んでいる。熱処理部４０は、電気で動作し、空調室内機１２が設置された室内（対象室内）で要求される空調熱負荷の少なくとも一部を負担する。つまり、熱処理部４０は、対象室内の温度および湿度を制御する。

このように、空調システム１では、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および熱処理部４０の３種類の設備によって、空調熱負荷に対応する。

換気部４２は、外気（室外の空気）を対象室内に送るファンを含む。換気部４２は、電気で動作し、空調室内機１２が設置された室内（対象室内）で要求される空調換気負荷に対する換気出力を行う。換気部４２は、対象室内の二酸化炭素濃度が所定の上限値を超えないようにするために外気を対象室内に供給する。所定の上限値は、例えば、対象室内の人が許容可能な二酸化炭素濃度の上限値に設定される。

二酸化炭素センサ１６は、対象室内の二酸化炭素濃度を検出する。温度センサ１８は、対象室内の温度を検出する。

構内制御部２０は、電気空調機１４が設置される構内２６に設けられる。構内制御部２０は、温度センサ１８から温度を取得し、二酸化炭素センサ１６から二酸化炭素濃度を取得する。構内制御部２０は、温度センサ１８で検出された温度および二酸化炭素センサ１６で検出された二酸化炭素濃度を参照し、電気空調機１４の運転を制御することができる。また、構内制御部２０は、遠隔監視アダプタ２２と通信することができる。

遠隔監視アダプタ２２は、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２の近傍に設置される。遠隔監視アダプタ２２は、遠隔監視サーバ２４および構内制御部２０と通信することができる。遠隔監視アダプタ２２は、運転制御部５０を含む。運転制御部５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２の運転を制御する。運転制御部５０については、後に詳述する。

遠隔監視サーバ２４は、空調システム１を管理する事業者によって設置される。遠隔監視サーバ２４は、例えば、構外（需要家の構内に対する外側）などのように、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および遠隔監視アダプタ２２から離れた場所に設置される。遠隔監視サーバ２４は、遠隔監視アダプタ２２と通信することができる。

遠隔監視サーバ２４は、運転マップ生成部６０および予空調制御部６２を含む。運転マップ生成部６０および予空調制御部６２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。ここでは、まず、運転マップ生成部６０について詳述し、予空調制御部６２については、後に詳述する。

運転マップ生成部６０は、例えば、日付、曜日、時間、過去の空調熱負荷の実績などから、需要家における翌日の空調熱負荷の推移および電力需要（建物全体の電力需要）の推移を予測する。運転マップ生成部６０は、予測結果にしたがって、時間と、デマンドレベルと、ＥＨＰユニット３０の熱出力と、ＧＨＰユニット３２の熱出力と、ハイブリッド合計熱出力とが関連付けられた運転マップを複数生成する。

デマンドレベルとは、需要家における電力需要の大きさを段階的に示すものである。デマンドレベルは、ＥＨＰユニット３０等が設置される需要家における電力系統からの受電点の受電電力の大きさ（受電電力レベル）に対応付けられる。

図２は、運転マップ生成部６０で生成される運転マップの概要を説明する図である。図２で示すように、運転マップは、時間およびデマンドレベルに関連付けられている。

例えば、受電電力に関して、第１閾値、第２閾値、第３閾値および第４閾値の４つの閾値が設けられる。第２閾値は、第１閾値より大きな値に設定され、第３閾値は第２閾値より大きな値に設定され、第４閾値は第３閾値より大きな値に設定される。デマンドレベルは、これらの４つの閾値によって区切られる。受電電力が第１閾値未満の場合、デマンドレベル０とし、受電電力が第１閾値以上第２閾値未満の場合、デマンドレベル１とし、受電電力が第２閾値以上第３閾値未満の場合、デマンドレベル２とし、受電電力が第３閾値以上第４閾値未満の場合、デマンドレベル３とし、受電電力が第４閾値以上の場合、デマンドレベル４とする。デマンドレベルは、デマンドレベル０からデマンドレベル４に進むに従って、需要家における電力需要が大きくなっていることを示す。運転マップは、デマンドレベルごとに生成される。なお、デマンドレベルは、デマンドレベル０からデマンドレベル４の５段階に限らない。

運転マップ生成部６０は、時間ごとに、デマンドレベル０に対応する運転マップからデマンドレベル４に対応する運転マップまでの運転マップのセットを生成する。例えば、時刻Ｔ１０について、デマンドレベル毎の運転マップのセットＳＡ１０が生成され、時刻Ｔ１１について、デマンドレベル毎の運転マップのセットＳＡ１１が生成され、時刻Ｔ１２について、デマンドレベル毎の運転マップのセットＳＡ１２が生成される。このような運転マップのセットは、例えば、２４時間分生成される。

図３は、運転マップの一例を示す図である。図３（ａ）は、時刻Ｔ１０およびデマンドレベル０の場合の運転マップを示し、図３（ｂ）は、時刻Ｔ１０およびデマンドレベル１の場合の運転マップを示し、図３（ｃ）は、時刻Ｔ１０およびデマンドレベル２の場合の運転マップを示し、図３（ｄ）は、時刻Ｔ１０およびデマンドレベル３の場合の運転マップを示し、図３（ｅ）は、時刻Ｔ１０およびデマンドレベル４の場合の運転マップを示す。また、図３（ａ）〜図３（ｅ）では、ＥＨＰユニット３０の熱出力をＥＨＰユニット３０の定格出力（ｋＷ）に対する出力百分率（％）で示し、ＧＨＰユニット３２の熱出力をＧＨＰユニット３２の定格出力（ｋＷ）に対する出力百分率（％）で示し、ハイブリッド合計熱出力をＥＨＰユニット３０の定格出力とＧＨＰユニット３２の定格出力との合計定格出力（ｋＷ）に対する出力百分率で示している。なお、具体的な数値は、例示した値に限らない。

図３（ａ）〜図３（ｅ）に示すように、運転マップでは、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力が、ハイブリッド合計熱出力ごとに関連付けられている。ハイブリッド合計熱出力は、ＥＨＰユニット３０の熱出力とＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した熱出力である。また、ハイブリッド合計熱出力（ｋＷ）は、空調熱負荷（ｋＷ）に相当する。つまり、運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）がＥＨＰユニット３０の熱出力とＧＨＰユニット３２の熱出力とで按分されており、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２の運転比率が示されている。

例えば、ＥＨＰユニット３０の定格出力が５０ｋＷ、ＧＨＰユニット３２の定格出力が５０ｋＷ、合計定格出力が１００ｋＷであるとする。図３（ａ）に示すように、時刻Ｔ１０のデマンドレベル０に対応する運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）のとき、ＥＨＰユニット３０の熱出力が６０％（３０ｋＷ／５０ｋＷ）、ＧＨＰユニット３２の熱出力が０％（０ｋＷ／５０ｋＷ）となっている。この場合、ＥＨＰユニット３０の運転比率が１００％（３０ｋＷ／３０ｋＷ）であり、ＧＨＰユニット３２の運転比率が０％（０ｋＷ／３０ｋＷ）である。

また、図３（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１０のデマンドレベル１に対応する運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）のとき、ＥＨＰユニット３０の熱出力が４０％（２０ｋＷ／５０ｋＷ）、ＧＨＰユニット３２の熱出力が２０％（１０ｋＷ／５０ｋＷ）となっている。この場合、ＥＨＰユニット３０の運転比率が約６７％（２０ｋＷ／３０ｋＷ）であり、ＧＨＰユニット３２の運転比率が約３３％（１０ｋＷ／３０ｋＷ）である。

また、図３（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１０のデマンドレベル２に対応する運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）のとき、ＥＨＰユニット３０の熱出力が３０％（１５ｋＷ／５０ｋＷ）、ＧＨＰユニット３２の熱出力が３０％（１５ｋＷ／５０ｋＷ）となっている。この場合、ＥＨＰユニット３０の運転比率が約５０％（１５ｋＷ／３０ｋＷ）であり、ＧＨＰユニット３２の運転比率が約５０％（１５ｋＷ／３０ｋＷ）である。

また、図３（ｄ）に示すように、時刻Ｔ１０のデマンドレベル３に対応する運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）のとき、ＥＨＰユニット３０の熱出力が２４％（１２ｋＷ／５０ｋＷ）、ＧＨＰユニット３２の熱出力が３６％（１８ｋＷ／５０ｋＷ）となっている。この場合、ＥＨＰユニット３０の運転比率が４０％（１２ｋＷ／３０ｋＷ）であり、ＧＨＰユニット３２の運転比率が６０％（１８ｋＷ／３０ｋＷ）である。

また、図３（ｅ）に示すように、時刻Ｔ１０のデマンドレベル４に対応する運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）のとき、ＥＨＰユニット３０の熱出力が２０％（１０ｋＷ／５０ｋＷ）、ＧＨＰユニット３２の熱出力が４０％（２０ｋＷ／５０ｋＷ）となっている。この場合、ＥＨＰユニット３０の運転比率が約３３％（１０ｋＷ／３０ｋＷ）であり、ＧＨＰユニット３２の運転比率が約６７％（２０ｋＷ／３０ｋＷ）である。

このように、共通の時刻Ｔ１０でも、デマンドレベルによっては、運転マップの内容が異なる。なお、図３では、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％（３０ｋＷ／１００ｋＷ）の場合を例示しているが、運転マップでは、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）が３０％より小さい場合および３０％より大きい場合についても、ハイブリッド合計熱出力（空調熱負荷）がＥＨＰユニット３０の熱出力とＧＨＰユニット３２の熱出力とで按分されるように、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力が設定される。

また、運転マップ生成部６０は、予測した空調熱負荷の推移および電力需要の推移に基づいて、例えば、電気料金およびガス料金を合計した合計料金が最も安くなるように、所定時間分（例えば、２４時間分）の運転マップ（運転マップのセット）を生成する。この際、運転マップ生成部６０は、電気料金が安い夜間などでは、ＧＨＰユニット３２に対してＥＨＰユニット３０の運転比率が大きい運転マップを生成し、電気料金が高い昼間などでは、ＥＨＰユニット３０に対してＧＨＰユニット３２の運転比率が大きい運転マップを生成するなどのように、時間帯によって、運転マップを異ならせてもよい。

なお、運転マップ生成部６０は、合計料金が最も安くなるように運転マップを生成する態様に限らず、例えば、二酸化炭素の排出量が最も少なくなるように運転マップを生成してもよいし、投入エネルギー量が最も少なくなるように運転マップを生成してもよい。

運転マップ生成部６０は、所定時間間隔ごとに（例えば、２４時間ごとに）、所定時間分（例えば、２４時間分）の運転マップ（運転マップのセット）を生成する。運転マップ生成部６０は、生成した運転マップを遠隔監視アダプタ２２に送信する。

図１に戻って、遠隔監視アダプタ２２は、運転マップ生成部６０で生成された所定時間分（例えば、２４時間分）の複数の運転マップを、遠隔監視サーバ２４から受信する。受信された運転マップは、運転制御部５０内の記憶領域などに一時的に記憶される。運転制御部５０は、記憶された運転マップに則してＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２を動作させる。

まず、運転制御部５０は、対象室内の現在の温度および対象室内の設定温度を取得する。設定温度は、設定用パネルなどを通じて対象室内の人が入力することで設定される温度である。運転制御部５０は、基本的には、設定温度を目標温度として対象室内の温度を制御する。具体的には、運転制御部５０は、目標温度（設定温度）と現在の温度との温度差を導出する。運転制御部５０は、導出された温度差に基づいて現在の空調熱負荷を導出する。

次に、運転制御部５０は、需要家の現在の受電電力から現在のデマンドレベルを導出する。運転制御部５０は、導出された現在のデマンドレベルと現在の時刻とに対応する運転マップを読み出す。運転制御部５０は、読み出された運転マップを参照し、現在の空調熱負荷を現在のハイブリッド合計熱出力とし、現在のハイブリッド合計熱出力に対応するＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を導出する。

そして、運転制御部５０は、導出されたＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力をハイブリッド空調機１０に指示する。すなわち、運転制御部５０は、通常、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２を、運転マップに則した最適な運転比率で制御（最適制御）している。

なお、遠隔監視アダプタ２２では、受電点の受電電力が契約電力を超えないようにハイブリッド空調機１０を制御する設定が行われてもよい。遠隔監視アダプタ２２は、このような設定がされ、かつ、将来における受電点の受電電力が契約電力を超えると予想される場合には、使用する運転マップを、現在よりもデマンドレベルが大きな運転マップへ切り替えて、ＥＨＰユニット３０の熱出力を抑えるようにしてもよい。

遠隔監視サーバ２４は、電力広域的運営推進機関（ＯＣＣＴＯ）７０から送信されるデマンドレスポンス指令を受け付ける。デマンドレスポンス（以下、単にＤＲと呼ぶ場合がある）とは、市場価格の高騰時または系統信頼性の低下時において、電気料金価格の設定またはインセンティブの支払に応じて、需要家側が電力の使用を抑制するよう電力消費パターンを変化させることである。

デマンドレスポンス指令（以下、単にＤＲ指令と呼ぶ場合がある）とは、電力需要を変化させるように要求する指令である。デマンドレスポンス指令には、電力需要を減少させるように要求する下げデマンドレスポンス指令（下げＤＲ指令）、および、電力需要を増加させるように要求する上げデマンドレスポンス指令（上げＤＲ指令）がある。つまり、デマンドレスポンスは、デマンドレスポンス指令（例えば、下げＤＲ指令）を受信した場合に需要家側が電力需要を変化（例えば、減少）させる仕組みである。

例えば、電力の供給量に対して需要量が多くなり過ぎると、電力広域的運営推進機関７０は、遠隔監視サーバ２４に下げＤＲ指令を送信し、需要家に電力需要を減少させるように要求することがある。需要家が下げＤＲに対応して電力需要を減らすと、電力の供給量と需要量との差が小さくなり、電力品質の低下を抑制できる。また、電力の供給量に対して需要量が少なくなり過ぎると、電力広域的運営推進機関７０は、遠隔監視サーバ２４に上げＤＲ指令を送信し、需要家に電力需要を増加させるように要求することがある。需要家が上げＤＲに対応して電力需要を増やすと、電力の供給量と需要量との差が小さくなり、電力の品質の低下を抑制できる。

本実施形態では、電力需要を減少させるように要求する下げデマンドレスポンス指令を受信した場合に着目する。以後、下げデマンドレスポンスのことを、単にデマンドレスポンス（ＤＲ）と呼ぶ場合があり、下げデマンドレスポンス指令のことを、単に、デマンドレスポンス指令（ＤＲ指令）と呼ぶ場合がある。

ＤＲ指令には、例えば、ＤＲの開始時刻、および、ＤＲの実行期間の情報が含まれている。ここでは、ＤＲの実行期間を、例えば、３時間とする。なお、ＤＲの実行期間は、この例に限らず、電力系統における電力の供給量と需要量とのバランスの程度などによって決定されてもよい。また、ＤＲの開始時刻は、ＤＲ指令の受信時刻であってもよいし、ＤＲ指令の受信から所定時間後であってもよい。つまり、ＤＲ指令の受信からＤＲの開始までの間に、例えば、３０分や１時間といった準備時間が設けられてもよい。

遠隔監視サーバ２４の予空調制御部６２は、電力広域的運営推進機関７０からＤＲ指令を受信し、ＤＲの開始時刻に到達すると、ＤＲの開始を示すＤＲ開始指示を遠隔監視アダプタ２２に送信する。

遠隔監視アダプタ２２の運転制御部５０は、ＤＲ開始指示を受信すると、そのＤＲ開始指示を構内制御部２０に転送する。構内制御部２０は、ＤＲ開始指示を受信すると、電気空調機１４の制御に関し、遠隔監視アダプタ２２から独立した制御から、遠隔監視アダプタ２２の運転制御部５０に従った制御に切り替える。

また、運転制御部５０は、ＤＲ開始指示を受信すると、ハイブリッド空調機１０の制御に関し、運転マップに従った制御（つまり、最適制御）を一時的に中断する。そして、運転制御部５０は、ＤＲの実行期間中（以後、単に、ＤＲ期間中と呼ぶ場合がある）、ハイブリッド空調機１０および電気空調機１４を直接的に制御する。

運転制御部５０は、ＤＲの開始に応じて、ＤＲの開始前（ＤＲ指令の受信前）に比べ、ＥＨＰユニット３０の熱出力および熱処理部４０の熱出力を減少させ、ＧＨＰユニット３２の熱出力を空調熱負荷に従って導出することでＧＨＰユニット３２の熱出力を増加させる。

運転制御部５０は、ＤＲ開始指示の受信後、対象室内の現在の空調熱負荷を定期的（例えば、１０分毎）に導出する。例えば、運転制御部５０は、構内制御部２０を通じて熱処理部４０の現在の熱出力を取得し、ハイブリッド空調機１０からＥＨＰユニット３０の現在の熱出力およびＧＨＰユニット３２の現在の熱出力を取得する。運転制御部５０は、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力を導出する。

また、運転制御部５０は、温度センサ１８から対象室内の現在の温度を取得する。運転制御部５０は、目標温度（設定温度）と現在の温度との温度差を導出する。運転制御部５０は、導出された温度差および総合熱出力に基づいて現在の空調熱負荷を導出する。例えば、運転制御部５０は、温度差がない場合、総合熱出力を現在の空調熱負荷とし、温度差がある場合、温度差に対応する熱出力を総合熱出力に加えた熱出力を現在の空調熱負荷とする。

そして、運転制御部５０は、ＧＨＰユニット３２の熱出力を現在の空調熱負荷に従って導出し、熱処理部４０の熱出力およびＥＨＰユニット３０の熱出力を可能な限り減少させる。換言すると、運転制御部５０は、現在の空調負荷のうち、ＤＲの開始前に熱処理部４０およびＥＨＰユニット３０で対応していた分の少なくとも一部を、熱処理部４０およびＥＨＰユニット３０からＧＨＰユニット３２に置き換えるように制御する。

また、遠隔監視サーバ２４は、ＤＲの終了時刻に到達すると、ＤＲの終了を示すＤＲ終了指示を遠隔監視アダプタ２２に送信する。遠隔監視アダプタ２２は、ＤＲ終了指示を受信すると、そのＤＲ終了指示を構内制御部２０に転送する。構内制御部２０は、ＤＲ終了指示を受信すると、電気空調機１４の制御に関し、運転制御部５０に従った制御を終了し、遠隔監視アダプタ２２から独立した制御を再開する。

また、遠隔監視アダプタ２２は、ＤＲ終了指示を受信すると、ハイブリッド空調機１０および電気空調機１４の直接的な制御を終了し、ハイブリッド空調機１０の制御に関し、運転マップに従った制御（つまり、最適制御）を再開する。以下、ＤＲ期間中の熱出力の制御の概要を説明する。なお、以後、ＤＲに対応していない時（ＤＲ期間中ではない時）を通常時と呼ぶ場合がある。

図４は、通常時の空調熱負荷をＤＲ期間中においてＧＨＰユニット３２がすべて負担した場合の動作を説明する図である。図４（ａ）は、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力の一例を示している。図４（ｂ）は、対象室内における温度の時間推移の一例を示している。

図４（ａ）で示すように、通常時では、空調熱負荷を熱処理部４０、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２で分担している。ここで、空調熱負荷（すなわち、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力）は、ＧＨＰユニット３２の最大熱出力以下であるとする。この状態でＤＲが開始されると、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０を停止させ、構内制御部２０を通じて熱処理部４０を停止させ、空調熱負荷に等しい熱出力をＧＨＰユニット３２から出力させる。

この場合、ＤＲ直前の熱処理部４０の熱出力に相当する電力と、ＤＲ直前のＥＨＰユニット３０の熱出力に相当する電力とを合計した電力を、ＤＲ期間中に削減することができる。つまり、空調における熱分に関して、ネガワット（熱分でのネガワット）を最大限に創出することができる。ネガワットとは、需要家の電力の削減により、本来消費される電力に対して余剰となった電力を、発電したとみなすことである。

また、図４（ａ）の場合、ＤＲ期間中において空調熱負荷のすべてをＧＨＰユニット３２で負担可能であるため、図４（ｂ）に示すように、ＤＲ期間中の対象室内の温度は、通常時と同様に設定温度に維持される。

図５は、通常時の空調熱負荷をＤＲ期間中においてＧＨＰユニット３２がすべて負担できない場合の動作を説明する図である。図５（ａ）は、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力の一例を示している。図５（ｂ）は、対象室内における温度の時間推移の一例を示している。

図５（ａ）で示すように、空調熱負荷（すなわち、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力）がＧＨＰユニット３２の最大熱出力（熱出力の最大値）より高い状態でＤＲが開始される場合もある。このような場合において、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０を停止させ、構内制御部２０を通じて熱処理部４０を停止させ、ＧＨＰユニット３２の熱出力を最大熱出力にさせてもよい。

この場合においても、ＤＲ直前の熱処理部４０の熱出力に相当する電力と、ＤＲ直前のＥＨＰユニット３０の熱出力に相当する電力とを合計した電力を、ＤＲ期間中に削減することができる。つまり、空調における熱分に関して、ネガワット（熱分でのネガワット）を最大限に創出することができる。

しかし、図５（ａ）で示すように、ＧＨＰユニット３２が空調熱負荷をすべて負担できない場合、空調熱負荷に対して熱出力が不足し、対象室内の温度を設定温度に維持することができなくなる。このため、この場合、図５（ｂ）の実線８０で示すように、ＤＲ期間中の対象室内の温度は、ＤＲ開始時刻から時間が経過するに従って設定温度（一点鎖線８２）から乖離していく。

図５（ｂ）の例では、通常時、ハイブリッド空調機１０および電気空調機１４を冷房として機能させて、対象室内の温度を設定温度に冷やしている。図５（ｂ）の例では、ＤＲ期間中、対象室内の温度を設定温度まで冷やす能力が不足するため、対象室内の温度は、ＤＲ開始時刻から時間が経過するに従って漸増している。なお、ハイブリッド空調機１０および電気空調機１４で対象室内の温度を設定温度になるように暖めている場合、ＤＲ期間中、対象室内の温度を設定温度に暖める能力が不足するため、対象室内の温度は、ＤＲ開始時刻から時間が経過するに従って漸減することとなる。

空調熱負荷がＧＨＰユニット３２の最大熱出力より高い場合において熱処理部４０およびＥＨＰユニット３０の両方を停止させる（熱出力をゼロとする）制御（図５（ａ）の制御）は、ＤＲ期間中に図５（ｂ）のような温度の上昇が許可できる需要家に適用される。つまり、制御誤差の範囲を超えて対象室内の温度が上昇しても構わないのであれば、図５（ａ）の制御を適用してもよい。一方、制御誤差の範囲を超えて対象室内の温度が上昇しては困るような需要家では、図５（ａ）の制御を行わず、後述の図６の制御が適用される。

ＤＲが終了して通常時に戻ると、運転マップによる最適制御に復帰するため、空調熱負荷は、熱処理部４０、ＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２で分担される。このため、図５（ｂ）で示すように、ＤＲが終了すると、対象室内の温度は、ＤＲ終了時刻から時間が経過するに従って設定温度（目標温度）との乖離量が減少し、ＤＲ開始前の温度（設定温度）に戻る。

図６は、ＤＲ期間中にＧＨＰユニット３２が空調熱負荷をすべて負担できない状態で、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０が補う場合の動作を説明する図である。図６（ａ）は、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力の一例を示している。図６（ｂ）は、対象室内における温度の時間推移の一例を示している。

図６（ａ）で示すように、空調熱負荷（すなわち、熱処理部４０の熱出力、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を合計した総合熱出力）がＧＨＰユニット３２の最大熱出力より高い状態でＤＲが開始されたとする。運転制御部５０は、構内制御部２０を通じて熱処理部４０を停止させ、ＧＨＰユニット３２の熱出力を最大熱出力にさせる。次に、運転制御部５０は、空調熱負荷に対する熱出力の不足分（すなわち、空調熱負荷とＧＨＰユニット３２の最大熱出力との差分）を導出する。そして、運転制御部５０は、導出された不足分の熱出力をＥＨＰユニット３０から出力させる。

この場合、ＥＨＰユニット３０に関しては、ＤＲ直前のＥＨＰユニット３０の熱出力に相当する電力と、ＤＲ期間中のＥＨＰユニット３０の熱出力に相当する電力との差分の電力（ＥＨＰ差分電力）が削減される。その結果、この場合、ＤＲ直前の熱処理部４０の熱出力に相当する電力と、上述のＥＨＰ差分電力とを合計した電力を、ＤＲ期間中に削減することができる。つまり、空調における熱分に関して、最大限ではないが、ＤＲによって少なくともネガワット（熱分でのネガワット）を創出することができる。

また、図６（ａ）の場合、ＤＲ期間中において空調熱負荷のすべてをＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２で負担可能であるため、図６（ｂ）で示すように、ＤＲ期間中の対象室内の温度は、通常時と同様に設定温度に維持される。

また、ＧＨＰユニット３２が空調熱負荷をすべて負担できない場合に、熱出力の不足分を補わないようにするか（図５）、または、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０が補うようにするか（図６）については、空調管理者などによって、予め、どちらのパターンにするかが設定される。つまり、空調管理者は、対象室内の温度の上昇が許可できる場合には、熱出力の不足分を補わない設定を行い（図５）、空調熱負荷のすべてに対応すべきである場合には、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０で補う設定を行う（図６）。

上述のように、ＤＲ期間中に熱出力の不足が生じ、その不足分を補わない場合、ＤＲ期間中に対象室内の温度が設定温度（目標温度）から乖離（例えば、漸増）していく。この温度の乖離を、ＤＲ期間中のネガワットの創出量を減少することなく、少しでも抑制したい場合がある。

そこで、予空調制御部６２は、ＤＲ指令を受信してからＤＲが開始されるまでの準備時間を利用して、対象室内の温度を予め調整する予空調を行ってもよい。

図７は、準備時間を利用して予空調を行う場合を説明する図である。図７において、二点鎖線９０は、予空調を行わない場合を示し、一点鎖線９２は、目標温度を示し、実線９４は、予空調を行った場合を示している。

ＤＲ期間中に対象室内の温度が設定温度に対して漸増する場合、予空調制御部６２は、ＤＲ指令の受信時刻からＤＲ開始時刻までの準備時間において、図７の実線９４のように、対象室内の温度が設定温度に対して漸減するような予空調をハイブリッド空調機１０に行わせる。これにより、ＤＲ開始時刻の対象室内の温度（例えば、温度Ａ２）は、ＤＲ指令の受信時刻の対象室内の温度（例えば、温度Ａ１）よりも低くなる。換言すると、予空調制御部６２は、ＤＲ指令の受信時刻からＤＲ開始時刻までの準備時間の間だけ、目標温度（一点鎖線９２）を設定温度から意図的および一時的に低下させる。このような予空調を行った場合（実線９４）、予空調を行わない場合（二点鎖線９０）に比べ、ＤＲ期間中に対象室内の温度が漸増しても、ＤＲ期間中の対象室内の温度の最大値を小さくすることができる。つまり、準備時間において予空調を行うことで、ＤＲ期間中における対象室内の温度と設定温度との乖離を抑えることが可能となる。

なお、ＤＲ期間中に対象室内の温度が設定温度に対して漸減する場合、予空調制御部６２は、準備時間において対象室内の温度が設定温度に対して漸増するような予空調をハイブリッド空調機１０に行わせる。このような予空調を行った場合、予空調を行わない場合に比べ、ＤＲ期間中の対象室内の温度の最小値を大きくすることができ、ＤＲ期間中における対象室内の温度と設定温度との乖離を抑えることが可能となる。

これを実現するため、予空調制御部６２は、ＤＲ指令を受信すると、まず、将来のＤＲの開始後（ＤＲ期間中）における空調熱負荷の予測値である予測空調熱負荷を導出する。例えば、予空調制御部６２は、日付、曜日、時間、過去の空調熱負荷の実績などから、需要家におけるＤＲ期間中の空調熱負荷の推移を予測する。予空調制御部６２は、予測されたＤＲ期間中の空調熱負荷の推移のうちの代表値（例えば、最大値や平均値など）を予測空調熱負荷として導出する。

予空調制御部６２は、予測空調熱負荷からＧＨＰユニット３２の最大熱出力を減算して、熱出力の不足分の予測値である予測不足熱出力を導出する。予空調制御部６２は、予測不足熱出力が所定熱出力以下である場合、ＤＲ期間中における対象室内の温度の乖離が許容できる範囲内であるとみなし、予空調を行わない。また、予空調制御部６２は、予測不足熱出力が所定熱出力より高い場合、ＤＲ期間中における対象室内の温度の乖離が許容できる範囲内ではないとみなし、予空調を行う。ここでの所定熱出力は、例えば、ＤＲ期間中における対象室内の温度の乖離が所定温度範囲内（例えば±１℃など）となるような熱出力に設定される。

予空調を行う場合、予空調制御部６２は、予測空調熱負荷を遠隔監視アダプタ２２に送信する。遠隔監視アダプタ２２の運転制御部５０は、予測空調熱負荷を受信すると、予測空調熱負荷を現在のハイブリッド合計熱出力とする。そして、運転制御部５０は、ＤＲ開始指示を受信するまで、現在のハイブリッド合計熱出力とされた予測空調熱負荷を運転マップに適用して、ＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力を導出する。運転制御部５０は、予測空調熱負荷および運転マップに従って導出されたＥＨＰユニット３０の熱出力およびＧＨＰユニット３２の熱出力をＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２に指示する。このようにして、予空調が行われる。

また、予空調を行うか否かについては、空調管理者によって、予め設定可能としてもよい。例えば、予空調制御部６２は、予空調を行う設定がされていれば、予測不足熱出力が所定熱出力より高い場合に予空調を行ってもよい。また、予空調制御部６２は、予空調を行わない設定がされていれば、予測不足熱出力が所定熱出力より高かったとしても、予空調を行わないようにしてもよい。

図１に戻って、構内制御部２０は、遠隔監視アダプタ２２からＤＲ開始指示を受信すると、対象室内の二酸化炭素濃度を所定の上限値以内に維持しつつ、換気部４２の運転および停止を制御する。

具体的には、構内制御部２０は、ＤＲ開始指示を受信すると、二酸化炭素センサ１６で検出された二酸化炭素濃度が所定濃度以下であるか否かを、定期的（例えば、１０分毎）に判断する。所定濃度は、二酸化炭素濃度の上限値よりも小さな値に設定される。

二酸化炭素濃度が所定濃度以下である場合、構内制御部２０は、換気部４２を停止させる。換気部４２が停止すると、対象室内の人の呼気などで、対象室内の二酸化炭素濃度が上昇する。二酸化炭素濃度が所定濃度より高い場合、構内制御部２０は、換気部４２を運転開始させる。換気部４２が運転開始すると、外気が対象室内に供給されて対象室内の二酸化炭素濃度が低下する。これにより、対象室内の二酸化炭素濃度が上限値以内に維持される。

図８は、換気部４２の換気出力について説明する図である。図８（ａ）は、ＤＲ期間中に換気部４２を停止させた場合の換気出力を示し、図８（ｂ）は、ＤＲ期間中に換気部４２を運転開始させた場合の換気出力を示している。また、図９は、換気部４２の動作を説明する図である。図９（ａ）は、対象室内における二酸化炭素（ＣＯ２）濃度の時間推移の一例を示し、図９（ｂ）は、換気部４２のオンオフの時間推移の一例を示している。図９（ａ）において、一点鎖線１０２は、二酸化炭素濃度の上限値を示し、二点鎖線１０４は、所定濃度を示している。

図８（ａ）および図８（ｂ）で示すように、通常時、換気部４２は、電力を消費して運転する（換気出力を行う）ことで空調換気負荷に対応している。構内制御部２０は、ＤＲ開始指示の受信後、二酸化炭素濃度が所定濃度（図９の二点鎖線１０４）以下であれば、図８（ａ）で示すように、換気部４２を停止させる。換気部４２を停止させると、ＤＲ直前の換気部４２の換気出力に相当する電力を、ＤＲ期間中に削減することができる。

また、構内制御部２０は、ＤＲ開始指示の受信後、二酸化炭素濃度が所定濃度より高ければ、図８（ｂ）で示すように、換気部４２を運転させる。換気部４２が運転されている間は、換気に関する電力を削減することができない。

つまり、空調における換気分に関して、換気部４２を停止している間、ネガワット（換気分でのネガワット）を創出することができる。

また、図９（ａ）で示すように、換気部４２が停止すると、ＤＲ開始時刻から時間が経過するに従って二酸化炭素濃度が上昇していく。図９（ａ）で示すように、ＤＲ期間中に二酸化炭素濃度が所定濃度より高くなると、構内制御部２０は、図９（ｂ）で示すように、換気部４２をオン（運転）させる。換気部４２がオンすると二酸化炭素濃度が低下するため、二酸化炭素濃度を所定濃度以下に回復させることができる。

構内制御部２０は、二酸化炭素濃度が所定濃度以下となれば、換気部４２を停止（オフ）させ、二酸化炭素濃度が所定濃度より高ければ、換気部を運転（オン）させることを、ＤＲが終了するまで繰り返す。これにより、図９（ａ）で示すように、ＤＲ期間中に、二酸化炭素濃度を上限値（一点鎖線１０２）以下に維持しつつ、ネガワット（換気分でのネガワット）を創出することができる。

また、ＤＲ期間中において、二酸化炭素濃度が、一度も所定濃度を超えない場合もあり得る。このような場合、ＤＲ期間中に一度も換気部４２を運転させなくてよいため、空調における換気分に関して、ネガワット（換気分でのネガワット）を最大限に創出することができる。

また、構内制御部２０は、遠隔監視アダプタ２２からＤＲ終了指示を受信すると、その時点で換気部４２を停止させていれば換気部４２を運転開始させ、換気部４２を運転させていれば換気部４２の運転を継続させる。

図１０は、ＤＲ指令を受信した後の予空調制御部６２の動作の流れを説明するフローチャートである。予空調制御部６２は、ＤＲ指令を受信すると、まず、ＤＲ指令で示されるＤＲ開始時刻に到達したか否かを判断する（Ｓ１００）。

ＤＲ開始時刻に到達していない場合（Ｓ１００におけるＮＯ）、予空調制御部６２は、ＤＲ期間中における空調熱負荷の予測値である予測空調熱負荷を導出する（Ｓ１１０）。例えば、予空調制御部６２は、過去の空調熱負荷の実績などから予測されたＤＲ期間中の空調熱負荷の推移のうちの代表値を予測空調熱負荷として導出する。

次に、予空調制御部６２は、予測空調熱負荷からＧＨＰユニット３２の最大熱出力を減算して予測不足熱出力を導出する（Ｓ１２０）。

次に、予空調制御部６２は、予測不足熱出力が所定熱出力以下であるか否かを判断する（Ｓ１３０）。予測不足熱出力が所定熱出力以下である場合（Ｓ１３０におけるＹＥＳ）、予空調制御部６２は、運転マップによる最適制御を運転制御部５０に維持させ（Ｓ１４０）、ステップＳ１００の処理に戻る。

予測不足熱出力が所定熱出力以下ではない場合（Ｓ１３０におけるＮＯ）、予空調制御部６２は、予空調を行う設定であるか否かを判断する（Ｓ１５０）。予空調を行う設定ではない場合（Ｓ１５０におけるＮＯ）、予空調制御部６２は、運転マップによる最適制御を運転制御部５０に維持させ（Ｓ１４０）、ステップＳ１００の処理に戻る。

予空調を行う設定である場合（Ｓ１５０におけるＹＥＳ）、予空調制御部６２は、予空調を運転制御部５０に行わせ（Ｓ１６０）、ステップＳ１００の処理に戻る。具体的には、予空調制御部６２は、導出された予測空調熱負荷を遠隔監視アダプタ２２に送信し、遠隔監視アダプタ２２において予測空調熱負荷を運転マップに適用させる。

ステップＳ１００において、ＤＲ開始時刻に到達した場合（Ｓ１００におけるＹＥＳ）、予空調制御部６２は、ＤＲ開始指示を遠隔監視アダプタ２２に送信し（Ｓ１７０）、一連の処理を終了する。遠隔監視アダプタ２２は、ＤＲ開始指示を受信すると、ＤＲ開始指示を構内制御部２０に転送するとともに、運転マップによる制御（具体的には、最適制御および予空調）を中断する。

図１１は、ＤＲ開始指示を受信した後における運転制御部５０の動作の流れを説明するフローチャートである。運転制御部５０は、ＤＲ開始指示を受信すると、ＤＲ終了指示を受信するまで、図１１に示す一連の処理を所定時間毎（例えば、１０分毎）に繰り返す。

まず、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０の現在の熱出力、ＧＨＰユニット３２の現在の熱出力、熱処理部４０の現在の熱出力を取得する（Ｓ２００）。次に、運転制御部５０は、温度センサ１８から現在の温度を取得する（Ｓ２１０）。

次に、運転制御部５０は、現在の温度および設定温度に基づいて温度差を導出し、温度差に基づいて現在の空調熱負荷を導出する（Ｓ２２０）。

次に、運転制御部５０は、ＧＨＰユニット３２の最大熱出力が現在の空調熱負荷以上であるか否かを判断する（Ｓ２３０）。

ＧＨＰユニット３２の最大熱出力が現在の空調熱負荷以上である場合（Ｓ２３０におけるＹＥＳ）、運転制御部５０は、ＧＨＰユニット３２の熱出力が現在の空調熱負荷に等しくなるように、ＧＨＰユニット３２の熱出力を決定する（Ｓ２４０）。また、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０の熱出力をゼロに決定し（Ｓ２５０）、熱処理部４０の熱出力をゼロに決定する（Ｓ２６０）。そして、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および熱処理部４０のそれぞれについて、決定された各熱出力を指示し（Ｓ２７０）、一連の処理を終了する。これにより、図４のように、対象室内の温度を設定温度に維持しつつ、熱分でのネガワットを最大限に創出することができる。

ＧＨＰユニット３２の最大熱出力が現在の空調熱負荷以上ではない場合（Ｓ２３０におけるＮＯ）、運転制御部５０は、ＧＨＰユニット３２の熱出力をＧＨＰユニット３２の最大熱出力に決定する（Ｓ２８０）。

次に、運転制御部５０は、熱出力の不足を補う設定であるか否かを判断する（Ｓ２９０）。熱出力の不足を補う設定ではない場合（Ｓ２９０におけるＮＯ）、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０の熱出力をゼロに決定し（Ｓ２５０）、熱処理部４０の熱出力をゼロに決定する（Ｓ２６０）。そして、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および熱処理部４０のそれぞれについて、決定された各熱出力を指示し（Ｓ２７０）、一連の処理を終了する。これにより、図５のように、対象室内の温度の設定温度に対する乖離を許容した状態で、熱分でのネガワットを最大限に創出することができる。

熱出力の不足を補う設定である場合（Ｓ２９０におけるＹＥＳ）、運転制御部５０は、現在の空調熱負荷からＧＨＰユニット３２の最大熱出力を減算し、熱出力の不足分を導出する（Ｓ３００）。

次に、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０の熱出力が熱出力の不足分に等しくなるようにＥＨＰユニット３０の熱出力を導出する（Ｓ３１０）。また、運転制御部５０は、熱処理部４０の熱出力をゼロに決定する（Ｓ２６０）。そして、運転制御部５０は、ＥＨＰユニット３０、ＧＨＰユニット３２および熱処理部４０のそれぞれについて、決定された各熱出力を指示し（Ｓ２７０）、一連の処理を終了する。これにより、図６のように、対象室内の温度を設定温度に維持しつつ、熱分でのネガワットを少なくとも創出することができる。

図１２は、ＤＲ開始指示を受信した後における構内制御部２０の動作の流れを説明するフローチャートである。構内制御部２０は、ＤＲ開始指示を受信すると、ＤＲ終了指示を受信するまで、図１２に示す一連の処理を所定時間毎（例えば、１０分毎）に繰り返す。

まず、構内制御部２０は、二酸化炭素センサ１６から現在の二酸化炭素濃度を取得する（Ｓ４００）。次に、構内制御部２０は、現在の二酸化炭素濃度が所定濃度以下であるか否かを判断する（Ｓ４１０）。

二酸化炭素濃度が所定濃度以下である場合（Ｓ４１０におけるＹＥＳ）、構内制御部２０は、換気部４２に換気を停止させる換気停止指示を行い（Ｓ４２０）、一連の処理を終了する。

二酸化炭素濃度が所定濃度以下ではない場合（Ｓ４１０におけるＮＯ）、構内制御部２０は、換気部４２に運転を指示する換気運転指示を行い（Ｓ４３０）、一連の処理を終了する。図１２の一連の処理が所定時間毎（例えば、１０分毎）に繰り返されることにより、図８のように、対象室内の二酸化炭素濃度を上限値以下に維持しつつ、少なくとも換気分でのネガワットを創出することができる。

以上のように、本実施形態の空調システム１では、電力需要を減少させるように要求するデマンドレスポンス指令を受信した場合に需要家側が電力需要を減少させるデマンドレスポンスの開始に応じて、デマンドレスポンスの開始前に比べ、ＥＨＰユニット３０の熱出力および熱処理部４０の熱出力が減少され、ＧＨＰユニット３２の熱出力が空調熱負荷に従って導出される。

したがって、本実施形態の空調システム１によれば、空調負荷（具体的には、空調熱負荷）に適切に対応しつつ、ネガワットの創出量を多くすることが可能となる。

また、本実施形態の空調システム１では、ＧＨＰユニット３２の最大熱出力が現在の空調熱負荷より低い場合、ＧＨＰユニット３２の熱出力が最大熱出力にされ、ＧＨＰユニット３２の最大熱出力と現在の空調熱出力との差分の熱出力がＥＨＰユニット３０から出力される。これにより、本実施形態の空調システム１では、現在の空調熱負荷をＧＨＰユニット３２ですべて負担することができないとしても、空調負荷（具体的には、空調熱負荷）に適切に対応しつつ、ネガワットを創出可能となる。

また、本実施形態の空調システム１では、ＤＲの開始に応じて、対象室内の二酸化炭素濃度を所定の上限値以内に維持しつつ、換気部４２の運転および停止が制御される。このため、本実施形態の空調システム１では、空調負荷（具体的には、空調換気負荷）に適切に対応しつつ、ネガワットの創出量をより多くすることが可能となる。

また、本実施形態の空調システム１では、ＤＲ指令の受信に応じて、ＤＲの開始後における空調熱負荷の予測値である予測空調熱負荷および熱出力の不足分の予測値である予測不足熱出力が導出される。そして、本実施形態の空調システム１では、予測不足熱出力が所定熱出力より高い場合、ＤＲ指令の受信からＤＲの開始までの間、予測空調熱負荷に従った熱出力がＥＨＰユニット３０およびＧＨＰユニット３２から出力される。これにより、本実施形態の空調システム１では、ネガワットの創出量を多くしつつ、ＤＲ期間中における対象室内の温度の設定温度との乖離を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、電気空調機１４に熱処理部４０と換気部４２との両方が含まれる一例を挙げていた。しかし、電気空調機１４は、換気部４２が省略され、熱処理部４０のみを含む構成であってもよい。この場合、少なくとも熱分でのネガワットの創出を行うことができる。

また、上記実施形態では、ＤＲ開始前の準備時間に、予空調を行う一例を挙げていた。しかし、例えば、ＧＨＰユニット３２の最大熱出力が高く、予測不足熱出力がほとんど発生しないようであれば、予空調を省略してもよい。

また、上記実施形態では、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０で補う制御とするか否か（図５の制御とするか、または、図６の制御とするか）は、空調管理者などによって予め設定されていた。しかし、熱出力の不足分を補うか否かの選択に関して、次のようにしてもよい。例えば、設定温度を基準とした対象室内の許容可能な温度変動の範囲である許容変動範囲（例えば、±３℃など）が空調管理者などによって予め設定される。予空調制御部６２は、予空調の有無の判断の後、予測不足熱出力、ＤＲ期間および予空調の有無に基づいて、ＤＲ期間中の対象室内の最高温度の予測値である予測最高温度（または、最低温度の予測値である予測最低温度）を導出する。運転制御部５０は、設定温度（例えば、２３℃）に許容変動範囲（例えば、±３℃）を加算して許容上限温度（例えば、２６℃）および許容下限温度（例えば、２０℃）を導出する。運転制御部５０は、予測最高温度が許容上限温度以下の場合、熱出力の不足分を補わない制御（図５）とし、予測最高温度が許容上限温度より大きい場合、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０で補う制御（図６）としてもよい。また、運転制御部５０は、予測最低温度が許容下限温度以上の場合、熱出力の不足分を補わない制御（図５）とし、予測最低温度が許容下限温度より小さい場合、熱出力の不足分をＥＨＰユニット３０で補う制御（図６）としてもよい。

本発明は、空調システムに利用することができる。

１ 空調システム
１２ 空調室内機
１６ 二酸化炭素センサ
２０ 構内制御部
３０ ＥＨＰユニット
３２ ＧＨＰユニット
４０ 熱処理部
４２ 換気部
５０ 運転制御部
６２ 予空調制御部

Claims (4)

1. 電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調室内機に供給するＥＨＰユニットと、
   主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して前記空調室内機に供給するＧＨＰユニットと、
   前記ＥＨＰユニットおよび前記ＧＨＰユニットの運転を制御する運転制御部と、
   電気で動作し、前記空調室内機が設置された室内で要求される空調熱負荷の少なくとも一部を負担する熱処理部と、
   を備え、
   前記運転制御部は、電力需要を減少させるように要求するデマンドレスポンス指令を受信した場合に需要家側が電力需要を減少させるデマンドレスポンスの開始に応じて、前記デマンドレスポンスの開始前に比べ、前記ＥＨＰユニットの熱出力および前記熱処理部の熱出力を減少させ、前記ＧＨＰユニットの熱出力を空調熱負荷に従って導出する空調システム。
2. 前記運転制御部は、前記ＧＨＰユニットの最大熱出力が現在の空調熱負荷より低い場合、前記ＧＨＰユニットの熱出力を最大熱出力にさせ、前記ＧＨＰユニットの最大熱出力と現在の空調熱出力との差分の熱出力を前記ＥＨＰユニットから出力させる請求項１に記載の空調システム。
3. 外気を前記室内に供給する換気部と、
   前記室内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素センサと、
   前記デマンドレスポンスの開始に応じて、前記室内の二酸化炭素濃度を所定の上限値以内に維持しつつ、前記換気部の運転および停止を制御する構内制御部と、
   をさらに備える請求項１または２に記載の空調システム。
4. 前記デマンドレスポンス指令の受信から前記デマンドレスポンスの開始までの間に所定の準備時間が設けられており、
   前記デマンドレスポンス指令の受信に応じて、前記デマンドレスポンスの開始後における空調熱負荷の予測値である予測空調熱負荷および熱出力の不足分の予測値である予測不足熱出力を導出し、前記予測不足熱出力が所定熱出力より高い場合、前記デマンドレスポンス指令の受信から前記デマンドレスポンスの開始までの間、前記予測空調熱負荷に従った熱出力を前記ＥＨＰユニットおよび前記ＧＨＰユニットから出力させる予空調制御部をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の空調システム。

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