JP4342473B2

JP4342473B2 - 機器制御システム

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Publication number: JP4342473B2
Application number: JP2005142742A
Authority: JP
Inventors: 和雄伊藤; 修神原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: CN1707190A; JP2006023069A; US7403827B2; CN1707190B; US20050278040A1

Description

本発明は、複数の機器群を制御する機器制御システムに関し、例えば冷設機器や空調機器などの室温に影響を及ぼす機器類を制御する機器制御システムに関する。

スーパーやコンビニエンスストアなどの食品店舗には、商品を冷やすショーケースや室内空気の状態を管理する空調機器などの機器類が複数設置される。そのような事情を鑑みて、店舗に設置される複数の機器類を管理する技術の提案が従来からなされている。例えば特許文献１では、店舗内に配設されたショーケース、エアコン並びに照明などの各種機器を管理する技術が提案されている。

特開２００１−１８２９８７号公報

近年、エネルギーを節約して省エネルギー化（以下、「省エネ化」と表記する）を積極的に図ろうとする風潮が高まっており、食品店舗においても省エネ化を図る新たな技術の提案が期待されている。そのような背景の下で、室温に影響を及ぼす複数の機器類が設置される店舗などでは、各機器類単独での省エネ化は図られていたが、各機器類の全体的な稼働状態を考慮して省エネ化を図る技術の提案はほとんどなされていない。

また、例えば他の機器類の稼働状態を考慮してある機器類の制御を行うようなシステムの場合には、一つの機器類に故障等の不具合が生じてしまうと、その影響が他の機器類の制御にも及んでしまう場合がある。そのようなシステムでは、一つの機器類の不具合によって、機器類全体の作動が停止してしまう事態を招くことが想定される。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の機器類の各々を、効率良く制御して省エネ化を図ることができる技術を提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は機器制御システムに関する。この機器制御システムは、複数の機器群と、各機器群に対して設けられ、対応する機器群の動作を制御する機器制御部と、各機器制御部を統御し、各機器制御部から送られてくる各機器群の状態量データを受け取り、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出する統御部と、を備える。前記機器制御部は、前記統御部が算出した制御データに基づいて、対応する機器群を制御してもよい。

当該機器制御システムによれば、各機器制御部の制御データが、対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出される。そのため、各機器制御部の制御状態を相互に協調させることが可能となり、効率良く各機器群を制御して省エネ化を図ることができる。なお、ここでいう「機器群」は、単数あるいは複数の機器類を含むものである。また「制御データ」は、機器制御部が対応する機器群を制御する際に用いるデータ全般を含みうるものである。また「状態量データ」には、機器群に関連するデータ全般が含まれ、例えば、機器群の制御データや、機器群の作動状態に応じて変化する状態量などが含まれる。

前記統御部は、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出する機能だけでなく、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データのみに基づいて算出する機能を有していてもよい。このように、統御部が各機器制御部の制御データを算出する機能を複数有することによって、制御データの算出手法を状況に合わせて変えることができ、各機器群をより効率的に制御することが可能である。ここでいう「対応する機器群」とは、機器制御部が制御の対象としている機器群を指す。

また本発明の別の態様も機器制御システムに関する。この機器制御システムは、複数の機器群と、各機器群に対して設けられ、対応する機器群の動作を制御する機器制御部と、各機器制御部から送られてくる各機器群の状態量データを他の機器制御部に送る中継部と、を備える。前記機器制御部は、自身が動作を制御する機器群の状態量データと中継部から送られてくる少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて、対応する機器群を制御してもよい。

当該機器制御システムにおいても、各機器制御部の制御データが、自身が動作を制御する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出される。そのため、各機器制御部の制御状態を相互に協調させることが可能となり、効率良く各機器群を制御して省エネ化を図ることができる。

前記機器群は、作動状態に応じて室温に影響を及ぼす機器類を含むことが可能である。そのような場合には、効率的に省エネ化を図ることができる場合が多い。ここでいう「機器類」は、電気機器を含み、空間内で熱量を吸収または放出することを目的として設置されるものではなく、運転の結果として熱量を吸収または放出するものであってもよい。そのような機器類として、例えば、熱量を吸収する冷設機器だけでなく、コンビニエンスストアなどでドリンク缶などを温めるための機器など、空間内に熱量を放出する機器も該当する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、各機器制御部の制御データが、対応する機器類の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出される。そのため、各機器制御部の制御状態を相互に協調させて各機器群を効率良く制御することができ、省エネ化を効果的に図ることができる。

本発明の機器制御システムに関連する実施例は、店舗や施設などの略密閉空間において、空調機器や冷設機器などの複数の機器群に関する状態量データを総合的に利用して、各電気機器を効率的に稼働させて省エネ化を図ることを特徴の一つとしている。なお、ここでいう略密閉空間は、通常状態において外部に開放されていない実質的に閉じた空間を意味し、店舗や施設以外にも、デパートの食品売場が設けられたフロアなどを含む。なお、略密閉空間は、全体として実質的に閉じた空間であればよく、一部において外部との連絡口があるような空間も含む概念である。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の機器制御システム１０の構成を示す図である。機器制御システム１０は、店舗・施設内の空気調節を行う空調機システム１４と、食品などの商品を陳列するためのショーケースシステム１８と、ショーケースシステム１８で用いられる冷却用空気を冷却する冷媒の圧力や温度等をコントロールするための冷凍機システム１６と、を備える。また、機器制御システム１０は、空調機システム１４、冷凍機システム１６、およびショーケースシステム１８を相互に連携する中央統合器１２を備える。

空調機システム１４は、室外機２４ａおよび複数の室内機２４ｂによって構成される空調機２４と、室外機２４ａおよび各室内機２４ｂに接続されている制御器２２と、を有する。空調機２４は、送風や冷暖房などの空気調整を行って、店舗・施設内の室温調整を積極的に行う。

冷凍機システム１６は、冷凍機３４と、冷凍機３４に接続されている制御器３２と、を有する。冷凍機３４は、コンプレッサ、凝縮器、および蒸発器を含んで構成される一般的な冷凍機であり、後述するショーケース装置４４の膨張弁などと協働して冷却用空気を冷却する。

ショーケースシステム１８は、複数のショーケース装置４４と、各ショーケース装置４４に接続されている制御器４２とを有する。冷凍機システム１６およびショーケースシステム１８は協働してショーケース内の温度を調整し、より具体的には図２に示す構造を有する。

図２は、ショーケース装置４４および冷凍機３４を含んで構成される冷設機器の構造を示す図である。冷凍機３４と各ショーケース装置４４とは共通配管４９によって連結され、冷凍機３４とショーケース装置４４の間では共通配管４９を介して冷媒のやりとりが行われる。

冷凍機３４は、冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度センサ３６を有しており、凝縮温度センサ３６の検出結果は制御器３２に送られる。ショーケース装置４４は、食品などの商品が実際に陳列されて冷却用空気により冷却されるショーケース４６と、ショーケース４６の庫内の温度を検出する庫内温度センサ４８と、冷凍機３４と各ショーケース４６の間の共通配管４９に取り付けられた膨張弁４７と、を有する。なお、図２のショーケース４６および膨張弁４７は、便宜上、分離された状態で図示されているが、実際には一体的に構成されている。

膨張弁４７は、冷凍機３４とショーケース装置４４の間で共通配管４９を介してやりとりされる冷媒の流量を調整する機能を有する。冷凍機３４から供給される冷媒は、膨張弁４７により流量が調整された状態で共通配管４９を介して各ショーケース４６に導かれ、各ショーケース４６で用いられる冷却用空気を冷却する。ショーケース４６は、空気温度値と設定温度値との差に基づいて膨張弁４７の開閉を制御する機能をもつ。なお、膨張弁４７は、ショーケース４６からの要求のみでは開弁せず、制御器４２からのゲート信号すなわち開弁制御信号を受けて開弁することになる。冷凍機３４は、膨張弁４７の開弁動作による冷媒圧力の変化を検出すると、コンプレッサを駆動して開弁したショーケース４６に冷媒を供給する。

上述の空調機システム１４、冷凍機システム１６、およびショーケースシステム１８において、空調機２４、冷凍機３４、あるいはショーケース装置４４の各電気機器は、作動状態に応じて店舗・施設１００の室温に影響を及ぼす機器群を構成する。これらの電気機器は、図３に示すような配置関係を有する。

図３は、店舗・施設１００における各電気機器の配置関係を示す図である。店舗・施設１００の内側には、吸入温度センサ２８を有する室内機２４ｂと、庫内温度センサ４８を有するショーケース装置４４とが配設されている。吸入温度センサ２８は、室内機２４ｂの吸入口近傍の空気の温度を検出して、検出結果を制御器２２に送る。一方、店舗・施設１００の外側には、ショーケース装置４４に接続され凝縮温度センサ３６を有する冷凍機３４と、室内機２４ｂに接続された室外機２４ａとが配設されている。なお、図３中のQ_shopは、店舗・施設１００の外側から内側に侵入する負荷熱量を示し、Q_airは、室内機２４ｂにおいて処理される熱量を示し、Q_scは、ショーケース４６に侵入する負荷熱量を示す。

また、上述の空調機システム１４、冷凍機システム１６、およびショーケースシステム１８において、各制御器２２、３２、４２は、中央統合器１２で算出された制御データに基づいて、対応する電気機器を制御する。これらの各制御器２２、３２、４２は、中央統合器１２が算出した制御データに基づいて対応する電気機器を制御する機能と、中央統合器１２から送られてくる制御データによらずに、自身が動作を制御する電気機器の状態量データのみに基づいて対応する電気機器を制御する機能と、を有する。各制御器２２、３２、４２は、具体的には図４に示す機能を有する。なお、図４では、一例として、空調機システム１４の制御器２２について説明する。

図４は、第１の実施の形態の空調機システム１４の制御器２２が有する機能のうち、主に空調機２４の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。空調機システム１４の制御器２２は、制御器受信部５０と、通信状態判定部５２と、制御量算出部５４と、機器動作制御部５６と、情報送信部５８とを有する。

制御器受信部５０は、中央統合器１２からの信号を受信する。通信状態判定部５２は、中央統合器１２との通信状態を検出して、中央統合器１２との通信が可能か否かを判定する。この通信状態判定部５２は、中央統合器１２との通信状態の検出結果を参照して、「中央統合器１２から送られてくる制御データに基づいて空調機２４を制御するか」、あるいは「中央統合器１２から送られてくる制御データによらずに空調機２４の状態量データのみに基づいて空調機２４を制御するか」を決定する。

制御量算出部５４は、中央統合器１２と制御器２２の間で適切な通信状態を確保することが難しいと通信状態判定部５２において判定された場合に、空調機２４の制御データを算出する。具体的には、制御量算出部５４は、吸入温度センサ２８の検出結果や機器動作制御部５６による空調機２４の実際の制御状態などに基づいて空調機２４の制御データを算出し、その制御データを機器動作制御部５６に送る。

機器動作制御部５６は、中央統合器１２から送られてくる制御データ、あるいは制御量算出部５４から送られてくる制御データに基づいて、空調機２４を制御する。

情報送信部５８は、吸入温度センサ２８から送られてくる吸入口の温度の検出結果、制御量算出部５４や機器動作制御部５６から送られてくる空調機２４の制御に関する様々なデータ、あるいは制御器受信部５０から送られてくるデータ等を、空調機２４に関する状態量データとして中央統合器１２に送る。

なお、冷凍機システム１６の制御器３２やショーケースシステム１８の制御器４２も、図４に示す空調機システム１４の制御器２２と実質的に同様の構成を有する。そのような冷凍機システム１６の制御器３２およびショーケースシステム１８の制御器４２も、空調機システム１４の制御器２２と同様にして、中央統合器１２や制御量算出部５４が算出した制御データに基づいて対応する電気機器の動作を制御し、また、冷凍機３４に関する状態量データやショーケース装置４４に関する状態量データを中央統合器１２に送る。

本実施の形態における「状態量データ」には、各制御器２２、３２、４２による各電気機器の制御状態量と、各電気機器が有するセンサ類の検出量とが含まれる。例えば、空調機２４に関する状態量データには、吸入温度センサ２８が検出する吸入口近傍の空気の温度、制御器２２が管理する運転モード、空調設定温度、空調機２４の異常情報、あるいは通信異常情報などが含まれうる。また、冷凍機３４に関する状態量データには、凝縮温度センサ３６が検出する冷媒の凝縮温度、制御器３２が管理する冷凍機３４の異常情報、あるいは通信異常情報などが含まれうる。また、ショーケース装置４４に関する状態量データには、庫内温度センサ４８が検出する庫内温度、設定温度と庫内温度の差である庫内偏差温度、制御器４２が管理する霜取り運転情報、ショーケース装置４４の異常情報、あるいは通信異常情報などが含まれうる。

ところで、図１に示す中央統合器１２は、各制御器２２、３２、４２を統御する統御部として機能する。すなわち、中央統合器１２は、各制御器２２、３２、４２から送られてくる各電気機器の状態量データを用いて、各制御器２２、３２、４２を制御するための制御データを算出し、算出した制御データを対応する制御器に送る。この中央統合器１２は、各制御器２２、３２、４２の制御データを算出する際に、対応する電気機器の状態量データと少なくとも１つの他の電気機器の状態量データとに基づいて制御器の制御データを算出する機能と、対応する電気機器の状態量データのみに基づいて制御器の制御データを算出する機能と、を有する。この中央統合器１２は、具体的には図５および図６に示すような機能を有する。

図５は、第１の実施の形態の中央統合器１２が有する機能のうち、主に空調機２４の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。中央統合器１２は、通信状態確認部６２、統合器受信部６４、制御量算出部６６、および制御量送信部６８を有する。

通信状態確認部６２は、空調機システム１４、冷凍機システム１６、およびショーケースシステム１８との通信状態を検出する。本実施の形態では、各制御器２２、３２、４２と通信状態確認部６２の間で通信が行われるので、通信状態確認部６２は各制御器２２、３２、４２との通信が可能か否かを判定する。

統合器受信部６４は、各制御器２２、３２、４２から送られてくる各電気機器の状態量データを受信して、制御量算出部６６に送る。

制御量算出部６６は、通信状態確認部６２の検出結果および統合器受信部６４が受信する状態量データなどの情報に基づいて、各制御器２２、３２、４２の制御データを算出する。この制御量算出部６６は、対応する電気機器の状態量データと少なくとも１つの他の電気機器の状態量データとに基づいて各制御器２２、３２、４２の制御データを算出するか、あるいは対応する電気機器の状態量データのみに基づいて各制御器２２、３２、４２の制御データを算出するかを決定する。このとき制御量算出部６６は、通信状態確認部６２における確認結果や後述するエネルギー効率をシミュレートする演算結果などに基づいて、各制御器２２、３２、４２の制御データの算出手法を決定する。このような制御量算出部６６は、後述する図６に示す各種機能に基づいて、各制御器２２、３２、４２の制御データを算出する。

制御量送信部６８は、制御量算出部６６において算出された各制御器２２、３２、４２の制御データを、対応する制御器に送信する。

図６は、中央統合器１２の制御量算出部６６における演算機能に関連する機能構成を示すブロック図である。中央統合器１２の制御量算出部６６は、熱量計算部１０２、消費電力計算部１０４、および評価部１０６を有する。熱量計算部１０２は、店舗・施設１００への侵入負荷熱量Q_shopを計算する店舗・施設熱量計算部１０８、ショーケース４６への侵入負荷熱量Q_scを計算する冷設機器熱量計算部１１０、および空調機器の処理熱量Q_airを計算する空調機器熱量計算部１１２を有する。以下、具体的な計算手法の一例を示す。

（１）店舗・施設への侵入負荷熱量Q_shopの計算
店舗・施設熱量計算部１０８は、室内温湿度条件を設定し、店舗・施設内の空気温湿度、外気温湿度、外壁・窓面積、照明機器等の店舗・施設環境条件を考慮して、ある時刻において店舗・施設へ侵入する負荷熱量Q_shopを計算する。サンプリング時間の指定については後述する。

＜計算式＞
・店舗・施設への侵入負荷熱量：Q_shop[kcal/h]＝室内負荷量[kcal/h]＋外気負荷量[kcal/h]
（室内負荷量）
以下の負荷熱量の合計値とする。

・太陽ふく射熱（ガラス面）[kcal/h]＝Ａ×Ｓ×ＳＣ
Ａ：ガラス面積[m²]、Ｓ：標準日射熱取得[kcal/(m²・h)]、ＳＣ：しゃへい係数
・伝導熱＋ふく射熱（外壁・屋根）[kcal/h]：Ａ×Ｋ×ＥＴＤ
Ａ：壁・屋根の面積[m²]、Ｋ：熱通過率[kcal/(m²・h・℃)]、ＥＴＤ：実効温度差[℃]
・伝導熱（屋根以外、ガラス、間仕切り等）[kcal/h]：Ａ×Ｋ×Ｔ
Ａ：壁・屋根の面積[m²]、Ｋ：熱通過率[kcal/(m²・h・℃)]、Ｔ：室内外の温度差[℃]
・内部発生熱（人体）[kcal/h]：ｍ×q
ｍ：人数 q：１人当りの人体からの発生熱量[kcal/(h・人)]＝102
・内部発生熱（照明（蛍光灯））[kcal/h]：ワット数[W]・1.08
（外気負荷量）：換気用、換気回数法 [kcal/h]
0.28×n×V×(t1-t2) ＋ 720×n×V×(x1-x2)
n：回数[回/h]、Ｖ：店舗・施設容積[m³]、t1,t2：室内外の温度[℃]、x1,x2：室内外の絶対湿度[kg/kg’]
（２）ショーケースへの侵入負荷熱量Q_scの計算
冷設機器熱量計算部１１０は、室内設定温湿度毎に、ショーケースに侵入する、すなわち処理する負荷熱量Q_scを計算する。冷設機器熱量計算部１１０は、ショーケースにおいて冷却される空気の顕熱・潜熱変化に着目し、ショーケースへの侵入空気量、室内空気温湿度値、ショーケース冷却器の冷却空気温度値から、ショーケース（冷凍機）が処理する顕熱量と潜熱量を計算し、その合計値を計算する。さらにショーケース冷却器における着霜を融解するために必要な熱量を計算する。

ショーケース装置４４の冷却器（図示せず）で室内湿り空気の顕熱、潜熱が除去される。具体的には、１）乾き空気、水蒸気（相変化後の水、氷も含む）からの顕熱除去、２）水蒸気の相変化に要する潜熱除去となる。潜熱除去に関しては、冷凍ショーケースの場合、冷却空気温度が０[℃]以下となるので、室内温度から冷却空気温度まで冷却する間に、空気中水分から、水蒸気→水（露点到達：凝縮熱除去）→氷（融点到達：凝固熱除去）という流れで相変化を起こすためのそれぞれの潜熱除去が必要となる。また、顕熱除去については、室内温度から冷却空気温度までの冷却に関して、冷却器部で凝結（水）、凝固（氷）した水分の顕熱を除去することになる。以上より、顕熱[kJ/kg]、潜熱[kJ/kg]は、以下の計算式とする。

＜計算式用パラメータ＞
・室内空気の温度ts[℃]、相対湿度φs[％]は、初期計算条件として設定する。これにより、室内空気の絶対湿度xs[kg/kg’]、露点td[℃]が求まる。

・初期計算条件として設定されるショーケース冷却空気の温度tr[℃]と、上記の絶対湿度xsから、ショーケース冷却空気の絶対湿度xr[kg/kg’]が求まる。

・冷却器で最終的に着霜する水の量：xs-xr [kg/kg’]
・ショーケース庫内への侵入空気量G_in[kg/h]：初期計算条件として設定する。

・水の凝固点温度：tm=０[℃]
・C_pa：乾き空気の平均定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝1.005
・C_pv：水蒸気の平均定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝1.859
・C_pw：水の定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝4.186
・C_pi：氷の定圧比熱[kJ/(kg・K)]＝2.093
＜計算式＞
ａ）顕熱の計算式
ａ−１）湿り空気
Q_a1[kJ/h]＝G_in×C_ps×(ts−td) 水分凝結前
Q_a2[kJ/h]＝G_in×C_pr×(td−tr) 水分凝結後
水分凝結前空気定圧比熱[kJ/(kg・K)]：C_ps[kJ/(kg・K)]

水分凝結後空気定圧比熱[kJ/(kg・K)]：C_pr[kJ/(kg・K)]

ａ−２）水
Q_w[kJ/h]＝G_in×(xs−xr)×C_pw×(td−tm)
ａ−３）氷
Q_i[kJ/h]＝G_in×(xs−xr)×C_pi×(tm−tr)
なお、Q_a2はtd＞trであることを条件とし、すなわち水分が凝結した場合に計算する。同様に、例えばａ−３）に示すQ_iも、氷ができた場合に計算する。

ｂ）潜熱の計算式
凝縮熱：Q_e[kJ/h]

tdにおける凝縮潜熱[kJ/kg]：h_e＝2501−2.34×td
凝固熱：Q_m[kJ/h]

tm（＝0[℃]）における凝固熱[kJ/kg]：h_m＝334.9
以上より、ショーケースにかかる熱負荷Q_scは、以下となる。なお、冷蔵型の場合tr＞tmのため、Q_i＝Q_m＝0となる。

Q_SC[kJ/h]＝Q_a1＋Q_a2＋Q_w＋Q_i＋Q_e＋Q_m
また、冷却装置の除霜に要する熱量Q_dfは、Q_df＝Q_i＋Q_mとなる。（冷凍型の場合のみ）
（３）空調機器の処理負荷熱量Q_airの計算
空調機器熱量計算部１１２は、室内設定温湿度毎に、店舗・施設への侵入負荷熱量とショーケースに作用する負荷熱量の差として負荷熱量Q_airを計算する。

・店舗・施設への侵入負荷熱量：4.186×Q_shop[kJ/h]
・ショーケースへの侵入負荷熱量：Q_sc[kJ/h]
・空調機器の処理負荷熱量：Q_air[kJ/h]＝4.186×Q_shop[kJ/h]−Q_sc[kJ/h]
（４）各機器の消費電力の計算
消費電力計算部１０４は、各機器が処理する負荷熱量及び各機器のCOP（Coefficient of Performance：エネルギ消費効率）から、その負荷熱量を処理するために要する消費電力を計算する。このとき、機器のファン駆動電力や、照明電力などを考慮することで、機器全体の消費電力を計算する。さらに、ショーケース冷却器での着霜量及び融解するために必要な熱量を計算することで、冷却ショーケースに特有の霜取りヒータ電力も計算する。なお、店舗・施設内に他の機器も存在する場合、それら他の機器の消費電力も、以下で計算する消費電力に加えて、店舗・施設全体としての消費電力を計算してもよい。

機器の消費電力は、以下の３種類の消費電力の合計値になる。

ａ）熱負荷処理に要する消費電力
各機器が処理する負荷熱量及び機器の定格COP（Coefficient of Performance：エネルギ消費効率）から、機器消費電力を計算する。

ａ−１）空調機器の場合（室外機のCOP：COPa）
消費電力[kW]＝Q_air[kJ/h]/(COPa×3600)
ａ−２）ショーケースの場合（冷凍機のCOP：COPs）
消費電力[kW]＝Q_sc[kJ/h]/(COPs×3600)
ｂ）ショーケースの霜取りヒータ消費電力（ヒータのCOP：COPd）
また、冷却器部での除霜に必要な熱量およびヒータの定格COPからヒータの消費電力を計算する。

消費電力[kW]＝Q_df／(COPd×3600)
冷却器部での除霜に必要な熱量：Q_df＝Q_i＋Q_m
ｃ）その他の消費電力（熱負荷とは無関係な機器消費電力）
これは、各機器が処理する熱負荷とは無関係な機器消費電力であり、例えば機器の定格消費電力値を利用する。

・空調機の場合
室内機ファン、室外機ファンの消費電力
・ショーケースの場合
ショーケース本体：庫内ファン、照明等の消費電力
冷凍機：ファン等の消費電力
・天井照明の場合
照明の消費電力
（５）消費電力量の評価
評価部１０６が、消費電力計算部１０４において算出された消費電力と、使用時間から、機器の消費電力量を評価する。評価部１０６は、店舗や各機器に作用する負荷熱量及び消費電力量の、ある期間における推移を計算する。具体的には、上記した（１）〜（４）の計算を、ある定められたサンプリング時間毎に実施し、負荷熱量や消費電力量等に関して、所定期間、例えば数時間分や１日の推移を計算する。空調機器の温湿度設定値や、ショーケースの冷却空気温度設定値を各時間ごとに変更して、その推移を計算し、消費電力量の合計値をもとに、機器設定値を各時間ごとに変更した際の省エネ性を評価する。なお、所定期間における消費電力量の具体的な評価フローは、後述する図８に示すようにして行われる。

制御量算出部６６は、エネルギー効率をシミュレートする上述の演算結果に基づいて省エネ性を判断し、対応する電気機器の状態量データと少なくとも１つの他の電気機器の状態量データとに基づいて各制御器２２、３２、４２の制御データを算出するか、あるいは対応する電気機器の状態量データのみに基づいて各制御器２２、３２、４２の制御データを算出するかを決定する。

なお、図４乃至図６に示す各制御器２２、３２、４２や中央統合器１２の各種機能は、ＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現されうるものである。プログラムは、各制御器２２、３２、４２や中央統合器１２に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。したがって、各制御器２２、３２、４２や中央統合器１２の機能がハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによって色々な形で実現可能であることは、当業者に理解されるところである。各制御器２２、３２、４２や中央統合器１２は、専用の端末機として存在してもよく、また所期のプログラムをダウンロードすることで機能するパーソナルコンピュータなどの汎用機として存在してもよい。また、各制御器２２、３２、４２は、制御対象の電気機器と一体として構成されてもよく、また制御対象の電気機器の一部が各制御器２２、３２、４２としての役割を果たしてもよい。

また、通信状態判定部５２や通信状態確認部６２における通信状態の検出には、任意の手法をとることが可能である。例えば、通信状態確認部６２から各制御器２２、３２、４４に確認指令信号を送り、それに呼応する確認返答信号が各制御器２２、３２、４４から送られてくるか否かに基づいて、通信状態確認部６２と各制御器２２、３２、４４との通信状態を確認することが可能である。

上述のように、各制御器２２、３２、４２による電気機器の制御モードは、単独制御モードと連携制御モードとに大別される。ここでいう単独制御モードとは、自身が制御する電気機器の状態量データのみから導き出される制御データに基づいて、制御器が対応する電気機器を制御するモードを指す。一方、連携制御モードとは、自身が制御する電気機器の状態量データと少なくとも１つの他の電気機器の状態量データから導き出される制御データに基づいて、制御器が対応する電気機器を制御するモードを指す。

各制御器２２、３２、４２は、上記の単独制御モードあるいは連携制御モードに基づいて、対応する電気機器を効率的に稼働させる。例えば、空調機システム１４の制御器２２は、単独制御モードの場合には、自身の運転効率のみを考慮した通常の冷暖房運転とすることが可能である。一方、連携制御モードの場合には、制御器２２は、暖房時に冷凍機３４から排出される熱を暖房時の熱源の一部にしたり、冷房時に空調機２４の冷却能力を利用して冷凍機３４の運転を補助したりすることが可能である。また制御器２２は、夏期などにおける連携制御モードの場合には、空調機２４の冷房機能により店舗・施設１００の室温を低く保つことによって、ショーケース４６内の庫内温度の上昇を抑制することも可能である。

また、冷凍機システム１６の制御器３２は、単独制御モードの場合には、低圧側の冷媒蒸発温度が所定値に調整されるように冷媒の圧力をコントロールすることが可能である。一方、連携制御モードの場合には、制御器３２は、ショーケース４６の偏差温度が所定値よりも小さいことを検出した場合に、冷凍機３４の低圧側の冷媒蒸発温度設定値を所定量高くするように冷媒の温度をコントロールすることが可能である。すなわち、ショーケース４６の偏差温度＜所定値であれば、低圧側の冷媒蒸発温度設定値を所定量アップするようにコントロールする。所定値とは、例えば設定値に対して過度の冷却であることを示す負値である。なお、ショーケース４６の偏差温度とは、設定温度と庫内温度の差で、所定時間、例えば３０分間の移動平均等を用いる。また、冷凍機３４が冷却対象としている、同一の共通配管４９に接続された複数台のショーケース４６が存在する場合、各々のショーケース４６の偏差温度のうち、最大値を検索し、その最大値を比較式、すなわち偏差温度＜所定値に用いる偏差温度値とする。ただし、ショーケース４６の運転モードが霜取り中または冷却動作に移行してから所定時間（例えば、３０分）経過していない場合、そのショーケース４６の偏差温度は、上述の検索の対象外とし、冷凍機３４の省エネルギー運転に影響しないようにして、ショーケース４６の偏差温度と所定値との比較を行う。そして、「偏差温度＜所定値」の場合、省エネルギー運転を実施する。なお、「偏差温度＜所定値」に用いる偏差温度として最大値を用いることを一例として示しているが、他の評価条件により選定されたショーケースの偏差温度値であってもよい。このように、冷凍機３４の低圧側の冷媒蒸発温度設定値を所定量高くすることにより、ショーケース４６と冷凍機３４との連携運転を行うことができる。

なお、単独制御モード時あるいは連携制御モード時における上述の各制御態様は例示であり、他の態様によって単独制御モードあるいは連携制御モードを実現することも可能である。

次に、本実施の形態の作用について説明する。まず、機器制御システム１０を構成する各機器類全体の作用について、図７を参照して説明する。なお、図７には、各機器類全体の作用を示す一例として、ショーケース装置４４を制御する場合が示されている。

図７は、第１の実施の形態においてショーケース装置４４を制御する際の全体の流れを示すフローチャートである。図７では、ショーケースシステム１８における制御が、空調機システム１４の空調機２４の状態量データが考慮されて実施されうる場合の一例が示されている。

まず、ショーケースシステム１８の制御器４２と中央統合器１２の間の通信状態が、中央統合器１２の通信状態確認部６２によって判断される（図７のＳ１０）。制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ１０のＮＯ）、中央統合器１２は今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。一方、制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、空調機システム１４の制御器２２と中央統合器１２の間の通信状態が、中央統合器１２の通信状態確認部６２によって判断される（Ｓ１２）。

制御器２２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ１２のＮＯ）、中央統合器１２の制御量算出部６６は、ショーケースシステム１８の制御器４２に対してショーケース装置４４の状態量データを中央統合器１２に送るように要求する（Ｓ１４）。そして、制御量算出部６６は、制御器４２から送られてくるショーケース装置４４の状態量データのみに基づいて、制御器４２の制御データを算出する（Ｓ１６）。算出された制御器４２の制御データは、中央統合器１２の制御量送信部６８によってショーケースシステム１８の制御器４２に送られる（Ｓ１８）。そして、中央統合器１２は今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。

一方、制御器２２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、中央統合器１２の制御量算出部６６は、空調機システム１４の制御器２２に対して空調機２４の状態量データを中央統合器１２に送るように要求するとともに（Ｓ２０）、ショーケースシステム１８の制御器４２に対してショーケース装置４４の状態量データを中央統合器１２に送るように要求する（Ｓ２２）。空調機システム１４の制御器２２の制御器受信部５０は、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かを判断する（Ｓ３０）。送信指示要求を受信した場合には（Ｓ３０のＹＥＳ）、制御器２２の情報送信部５８が空調機２４の状態量データを中央統合器１２に送信する（Ｓ３２）。そして、制御器２２は、今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かが判断される。一方、送信指示要求を受信していない場合（Ｓ３０のＮＯ）、制御器２２の制御器受信部５０は、再度、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かを判断する。同様に、ショーケースシステム１８の制御器４２の制御器受信部５０は状態量データの送信指示要求を受信したか否かを判断し（Ｓ４２）、送信指示要求を受信した場合には（Ｓ４２のＹＥＳ）、制御器４２の情報送信部５８がショーケース装置４４の状態量データを中央統合器１２に送信する（Ｓ４４）。また、送信指示要求を制御器４２の制御器受信部５０が受信しない場合には（Ｓ４２のＮＯ）、制御器４２は次の処理に移る。

送信指示要求（Ｓ２０およびＳ２２）に応じた空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データを中央統合器１２の統合器受信部６４が受信すると、中央統合器１２の制御量算出部６６は、「空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」、および「ショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のうち、いずれが省エネ性に優れるかを判断する（Ｓ２４）。

「ショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のほうが省エネ性に優れると判断される場合（Ｓ２４のＮＯ）、制御量算出部６６は、ショーケース装置４４の状態量データのみに基づいて制御器４２の制御データを算出し（Ｓ１６）、算出した制御データをショーケースシステム１８の制御器４２に送る（Ｓ１８）。そして、中央統合器１２は今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。一方、「空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のほうが省エネ性に優れると判断される場合（Ｓ２４のＹＥＳ）、制御量算出部６６は、空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを算出し（Ｓ２６）、算出した制御データをショーケースシステム１８の制御器４２に送る（Ｓ２８）。そして、中央統合器１２は、今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。

一方、ショーケースシステム１８の制御器４２では、まず、制御器４２と中央統合器１２の間の通信状態が通信状態判定部５２によって判断される（Ｓ４０）。制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ４０のＮＯ）、ショーケースシステム１８では単独制御モードによってショーケース装置４４が制御される。すなわち、制御器４２の制御量算出部５４がショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケース装置４４に関する制御データを算出し、その制御データに基づいて機器動作制御部５６はショーケース装置４４を制御する（Ｓ４６）。

制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ４０のＹＥＳ）、中央統合器１２からの送信指示要求を受信したか否かが制御器４２の制御器受信部５０において判断され（Ｓ４２）、必要に応じて制御器４２の情報送信部５８がショーケース装置４４の状態量データを中央統合器１２に送信する（Ｓ４４）。そして、中央統合器１２から送信される制御データ（Ｓ１８またはＳ２８参照）を受信したか否かが制御器４２の通信状態判定部５２によって判断される（Ｓ４８）。制御データを受信していないと判断される場合（Ｓ４８のＮＯ）、制御器４２では単独制御モードに基づいてショーケース装置４４が制御される（Ｓ４６）。一方、制御データを受信したと判断される場合（Ｓ４８のＹＥＳ）、制御器４２の機器動作制御部５６は、中央統合器１２から送られてくる制御データに基づいて、ショーケース装置４４を制御する（Ｓ５０）。

なお、上述では一例としてショーケース装置４４を制御する場合について説明したが、他の機器類の制御も上述と同様にして実施可能である。

次に、制御量算出部６６における省エネ性の判断に関して、図８を参照して説明する。
図８は、所定期間における消費電力量の評価フローを示す図である。ここでは、１日分の消費電力量を１時間毎に計算する。すなわち、サンプリング時間は１時間に設定している。まず、消費電力量の合計値Ｗを０に設定する（Ｓ１１０）。計算開始時刻Ｔ_αを設定し、例えば、計算開始時刻を８時と指定する（Ｓ１１２）。この評価フローでは、８時から翌日の８時までの消費電力量を試算する。

時刻８時における空調機器の設定温湿度値や、ショーケースの冷却空気温度値などを設定する（Ｓ１１４）。続いて、８時から１時間分の店舗・施設への侵入負荷熱量、ショーケースへの侵入負荷熱量および空調機器の処理負荷熱量を計算により求め（Ｓ１１６）、冷設機器および空調機器の１時間分の消費電力量Ｗ_calを算出する（Ｓ１１８）。ＷにＷ_calを加算し（Ｓ１２０）、時刻が翌日の７時になっているか否かを判定する（Ｓ１２２）。翌日の７時になっていない場合（Ｓ１２２のＮＯ）、時刻ＴをΔＴ（ここでは１時間）だけインクリメントし（Ｓ１２４）、Ｓ１１４からＳ１２０のステップを繰り返し実行する。時刻が翌日の７時になった場合（Ｓ１２２のＹＥＳ）、このシミュレーションを終了する。このとき、Ｗは、翌日の８時までに推定される１日分の消費電力量の総和となる。

評価部１０６は、Ｓ１１４において、空調機器の設定温湿度値やショーケースの冷却空気温度値などの設定値を変更して、図８に示すシミュレーションを繰り返すことにより、消費電力量Ｗを最小とする設定値を探索することができる。このとき、空調機器の設定温湿度値については、例えば店舗内の快適性を保持するための閾値を設定し、またショーケースの冷却空気温度値についても、ショーケースの冷却効果を最低限維持するための閾値を設定する。これにより、空調機器およびショーケースの機能を維持しつつ、消費電力量Ｗを最小とする最適な各設定値を探索することができる。これにより、省エネ化を実現しつつ、且つ快適性などにも配慮した設定値を求めることが可能となる。

本実施例におけるシミュレーション技術を利用することにより、食品店舗のような空調機器とショーケースが混在する空間において、ある期間における、店舗トータルの負荷熱量、消費電力量のシミュレーションが可能になり、省エネ化を図るために各時間における機器の設定値をどのようにすべきかを、シミュレーションにより求めることができる。季節ごとの外気温湿度値の予測値を利用して店舗や機器への負荷熱量を計算することにより、店舗における機器の、例えば１年間などの長期間にわたる消費電力量のシミュレーションも可能となる。なお、本実施例のシミュレーション技術は、食品店舗以外の店舗にも適用することができ、さらには店舗とは異なる施設においても同様に適用することが可能である。

以上説明したように本実施の形態によれば、連携制御モードでは、各制御器２２、３２、４２に関する制御データが、対応する機器類の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出される。これにより、各制御器２２、３２、４２の制御状態を相互に協調させて、効率良く各電気機器を制御して省エネ化を図ることができる。

従って、例えば中央統合器１２が連携するシステムのうちの一つが故障等によりダウンしてしまい、そのシステムにおける電気機器の状態量データが中央統合器１２に送られてこない場合であっても、他のシステムは中央統合器１２によって適切に統御される。図９は、空調機システム１４がダウンしてしまい、空調機２４に関する状態量データが空調機システム１４から中央統合器１２に送られない例を示す図である。図９に示すような場合であっても、冷凍機システム１６やショーケースシステム１８では、双方の連係動作や各システム毎の独立動作によって、冷凍機３４やショーケース装置４４が適切に稼働される。すなわち、中央統合器１２は、冷凍機システム１６やショーケースシステム１８から送られてくる電気機器の状態量データを利用して制御データを算出し、冷凍機システム１６やショーケースシステム１８は、単独制御モードあるいは連携制御モードにより適切に作動する。

また、単独制御モードおよび連携制御モードという複数の制御モードを駆使して各電気機器を制御することにより、環境に柔軟に対応した電気機器の制御を実現することができる。また、中央統合器１２で算出される各制御器２２、３２、４２の制御データは、各制御器２２、３２、４２との通信状態やエネルギー効率などが参照されて算出されているので、実際の状況に応じた効率的な電気機器の制御を実現することができる。特に、連携制御モードが可能な状況であっても、連携制御モードよりも単独制御モードのほうが省エネ性に優れる場合には単独制御モードが選択されるので、省エネ化が効果的に図られる。

また、各制御器２２、３２、４２は、中央統合器１２によらずに自身が動作を制御する電気機器の状態量データのみに基づいて、対応する電気機器を制御することができる。従って、例えば図１０に示すように中央統合器１２が故障等によりダウンしてしまった場合であっても、各システムの制御器２２、３２、４２は、単独制御モードによって対応する電気機器を適切に制御することが可能である。また、中央統合器１２によって連携されるシステムの一部を置き換えるような場合であっても、他のシステムは中央統合器１２によって適切に稼働される。

（第２の実施の形態）
本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態の中央統合器１２は、統御部として機能する代わりに、各制御器２２、３２、４２を中継する中継部として機能する。すなわち、図１に示す中央統合器１２は、各制御器２２、３２、４２から送られてくる各電気機器の状態量データを、他の制御器に送る。本実施の形態の中央統合器１２は、具体的には図１１に示す機能を有している。

図１１は、第２の実施の形態の中央統合器１２が有する機能のうち、主に電気機器の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。中央統合器１２は、通信状態確認部６２、通信状態送信部６３、統合器受信部６４、分配調整部６７、および情報分配部７０を有している。

通信状態送信部６３は、通信状態確認部６２において確認された通信状態を、空調機システム１４の制御器２２、冷凍機システム１６の制御器３２、およびショーケースシステム１８の制御器４２に送る。これにより各制御器２２、３２、４２は、通信状態確認部６２と他の制御器との通信状態を把握することが可能となる。

分配調整部６７は、統合器受信部６４から送られてくる各電気機器の状態量データを、どのシステムの制御器に送るべきかを決定する。例えば、冷凍機システム１６においてショーケース装置４４に関する状態量データを必要とするが空調機２４に関する状態量データを不要とする場合には、分配調整部６７は、ショーケースシステム１８の制御器４２から送られてくる状態量データのみを冷凍機システム１６に送ることを決定し、空調機システム１４の制御器２２から送られてくる状態量データが冷凍機システム１６に送られないようにする。なお、冷凍機システム１６が、空調機２４に関する状態量データも必要とする場合には、分配調整部６７は、空調機システム１４の制御器２２から送られてくる状態量データも冷凍機システム１６に送ることを決定することが可能である。また、分配調整部６７は、各状態量データが各制御器２２、３２、４２において適切に用いられるように、必要に応じて各状態量データのデータ形式を変更することも可能である。

情報分配部７０は、分配調整部６７の決定に基づいて、各制御器２２、３２、４２から送られてくる情報を、各制御器２２、３２、４２に送信して分配する。これにより、各制御器２２、３２、４２は、他のシステムの電気機器に関する状態量データを取得することが可能となる。

また、本実施の形態の各制御器２２、３２、４２は、自身が動作を制御する電気機器の状態量データと中央統合器１２から送られてくる他の電気機器の状態量データとに基づいて対応する電気機器を制御する機能と、自身が動作を制御する電気機器の状態量データのみに基づいて対応する電気機器を制御する機能と、を有する。各制御器２２、３２、４２は、対応する電気機器の制御データを算出する箇所であり、具体的には図１２に示すような機能を有している。なお、図１２では、一例として、空調機システム１４の制御器２２について説明する。

図１２は、第２の実施の形態の空調機システム１４の制御器２２が有する機能のうち、主に空調機２４の制御に関する機能を示すブロック図である。本実施の形態における空調機システム１４の制御器２２は、制御器受信部５０と、通信状態判定部５２と、制御量算出部５４と、機器動作制御部５６と、情報送信部５８とを有する。

制御量算出部５４は、空調機２４の状態量データおよび他の電気機器の状態量データに基づいて空調機２４を制御するか、あるいは空調機２４の状態量データのみに基づいて空調機２４を制御するかを決定する。この時、制御量算出部５４は、中央統合器１２から送られてくる中央統合器１２と他の制御器３２、４２との通信状態の検出結果、通信状態判定部５２における中央統合器１２と制御器２２との通信状態の検出結果、あるいは上述のエネルギー効率をシミュレートする演算結果に基づいて、空調機２４の制御手法を決定する。

なお、本実施の形態の冷凍機システム１６の制御器３２やショーケースシステム１８の制御器４２も、図１２に示す空調機システム１４の制御器２２と実質的に同様の構成を有する。そのような冷凍機システム１６の制御器３２およびショーケースシステム１８の制御器４２も、空調機システム１４の制御器２２と同様にして、対応する電気機器の動作を制御するとともに対応する電気機器の状態量データを中央統合器１２に送る。

また、各制御器２２、３２、４２は、上述した図６に示す熱量計算部１０２、消費電力計算部１０４、評価部１０６、店舗・施設熱量計算部１０８、冷設機器熱量計算部１１０、および空調機器熱量計算部１１２という機能構成を有しており、上述した図８に示すフローチャートに従って省エネ性を判断する。

他の構成は、上述した第１の実施の形態と略同一である。

図１３を参照して、本実施の形態の機器制御システム１０を構成する各機器類全体の作用について説明する。図１３は、第２の実施の形態においてショーケース装置を制御する際の全体の流れを示すフローチャートである。図１３では、ショーケースシステム１８における制御が、空調機システム１４の空調機２４の状態量データに基づいて実施されうる場合の一例が示されている。

まず、ショーケースシステム１８の制御器４２と中央統合器１２の間の通信状態が、中央統合器１２の通信状態確認部６２によって判断される（図１３のＳ６０）。制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ６０のＮＯ）、中央統合器１２は今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。一方、制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ６０のＹＥＳ）、空調機システム１４の制御器２２と中央統合器１２の間の通信状態が、中央統合器１２の通信状態確認部６２によって判断される（Ｓ６２）。

制御器２２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ６２のＮＯ）、中央統合器１２の通信状態送信部６３は、制御器２２と中央統合器１２の間で通信エラーが生じていることを、ショーケースシステム１８の制御器４２に通知する（Ｓ６４）。そして、中央統合器１２は、今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。

一方、制御器２２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ６２のＹＥＳ）、中央統合器１２の分配調整部６７は、空調機システム１４の制御器２２に対して空調機２４の状態量データを中央統合器１２に送るように要求する（Ｓ６６）。空調機システム１４の制御器２２の制御器受信部５０は、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かを判断する（Ｓ７６）。制御器２２の制御器受信部５０が送信指示要求を受信した場合（Ｓ７６のＹＥＳ）、制御器２２の情報送信部５８は空調機２４の状態量データを中央統合器１２に送信する（Ｓ７８）。そして、制御器２２は、今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かを判断する。一方、制御器２２の制御器受信部５０が送信指示要求を受信していない場合には（Ｓ７６のＮＯ）、空調機２４の状態量データの送信指示要求を受信したか否かが制御器２２によって再度判断される。

送信指示要求（Ｓ６６）に応じて空調機システム１４の制御器２２から送られてくる空調機２４の状態量データを中央統合器１２の統合器受信部６４が受信すると、中央統合器１２の分配調整部６７は、受信した空調機２４の状態量データをショーケースシステム１８の制御器４２が用いるためにデータの変換が必要か否かを判定する（Ｓ６８）。データの変換が必要であると判断される場合には（Ｓ６８のＹＥＳ）、分配調整部６７は必要に応じたデータ変換を行って（Ｓ７０）、空調機２４の状態量データを適切な形式のデータに加工する。データの変換が不要であると判断される場合には（Ｓ６８のＮＯ）、データ変換は行われず、次の処理に進む。そして、空調機２４の状態量データは、中央統合器１２の情報分配部７０によってショーケースシステム１８の制御器４２に送られる（Ｓ７２）。そして、中央統合器１２は、今回の処理を終了して次の処理に移り、再度、制御器４２との通信状態を判断する。

一方、ショーケースシステム１８の制御器４２では、制御器４２と中央統合器１２の間の通信状態が、通信状態判定部５２によって判断される（Ｓ８０）。制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていないと判断された場合（Ｓ８０のＮＯ）、制御量算出部５４がショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケース装置４４に関する制御データを算出し、その制御データに基づいて機器動作制御部５６はショーケース装置４４を制御する（Ｓ８２）。

制御器４２と中央統合器１２の間で適切な通信状態が確保されていると判断された場合（Ｓ８０のＹＥＳ）、中央統合器１２から制御器４２に送られてくる「中央統合器１２と空調機システム１４の制御器２２との通信状態」に基づいて（Ｓ６４参照）、中央統合器１２と制御器２２の間において適切な通信が可能か否かが、制御器４２の制御量算出部５４によって判断される（Ｓ８４）。中央統合器１２と制御器２２の間において適切な通信が難しいと判断される場合（Ｓ８４のＮＯ）、制御器４２は単独制御モードに基づいてショーケース装置４４を制御する（Ｓ８２）。

一方、中央統合器１２と制御器３２の間において適切な通信が可能であると判断される場合（Ｓ８４のＹＥＳ）、中央統合器１２から送られてくる空調機２４に関する状態量データを受信したか否かが制御量算出部５４において判定される（Ｓ８６）。空調機２４に関する状態量データを受信していないと判定される場合（Ｓ８６のＮＯ）、制御器４２は単独制御モードに基づいてショーケース装置４４を制御する（Ｓ８２）。一方、空調機２４に関する状態量データを受信したと判定される場合（Ｓ８６のＹＥＳ）、制御器４２の制御量算出部５４は、「空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」、および「ショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のうち、いずれが省エネ性に優れるかを判断する（Ｓ８８）。「ショーケース装置４４の状態量データのみに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のほうが省エネ性に優れると判断される場合（Ｓ８８のＮＯ）、制御器４２は単独制御モードに基づいてショーケース装置４４を制御する（Ｓ８２）。一方、「空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを演算する場合」のほうが省エネ性に優れると判断される場合（Ｓ８８のＹＥＳ）、ショーケースシステム１８では連携制御モードによってショーケース装置４４が制御される。すなわち、制御器４２の制御量算出部５４は、空調機２４の状態量データおよびショーケース装置４４の状態量データに基づいてショーケースシステム１８の制御器４２の制御データを算出して、ショーケース装置４４を制御する（Ｓ９０）。

以上説明したように本実施の形態においても、連携制御モードでは、各制御器２２、３２、４２に関する制御データが、対応する機器類の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出されるので、効率良く各電気機器を制御して省エネ化を図ることができる。

また、各制御器２２、３２、４２が制御データを独自に算出するので、中央統合器１２や他の制御器の影響によって、対応する電気機器を制御することができないという事態を回避することができる。例えば上述の図９や図１０に示すように、中央統合器１２が連携するシステムや中央統合器１２自体がダウンしたような場合であっても、正常な状態のシステムでは電気機器が適切に稼働される。また、制御データの算出は各制御器２２、３２、４２で行われるので、各システムの機器等を置き換える必要が生じた場合であっても、中央統合器１２や他のシステムの機器類を変更せずに、置換の必要がある機器等のみを置き換えることが可能である。また、各制御器２２、３２、４２がソフトウェアに基づいて作動している場合に、ある制御器のソフトウェアを入れ替える必要が生じた場合であっても、制御器全体のソフトウェアを入れ替える必要はなく、各制御器毎にソフトウェアを入れ替えることが可能である。

本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態やその変形例の各要素を適宜組み合わせものも、本発明の実施の形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態やその変形例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、ネットワークを介して中央統合器１２を外部のセンター等と接続することも可能である。これにより、外部のセンター等による遠隔監視や遠隔制御も可能となる。なお、ネットワークは、ＬＡＮやＷＡＮなどで構成されてもよく、また無線ネットワークであっても、有線ネットワークであってもよい。中央統合器１２と外部のセンター等とを、ネットワークを介さずに直接ケーブルなどで接続することもでき、また一体的に、すなわち１つのサーバとして構成することも可能である。

また、上述の各実施の形態における中央統合器１２と各制御器２２、３２、４２との間における各種データのやりとりの方式は、データの送受信を適切に行うことができる任意の方式を用いることが可能である。例えば中央統合器１２が各制御器２２、３２、４２から各種データを取得する際には、中央統合器１２から各制御器２２、３２、４２に対し各種データの送信を要求する態様だけでなく、各制御器２２、３２、４２が自発的に各種データを定期的に送信する態様とすることもできる。また各制御器２２、３２、４２が中央統合器１２から各種データを取得する際にも、中央統合器１２が自発的に各種データを各制御器２２、３２、４２に送信する態様だけでなく、各制御器２２、３２、４２が中央統合器１２に対して自発的に各種データの送信を要求し、その要求を受信した中央統合器１２が必要なデータを各制御器２２、３２、４２に送信する態様とすることもできる。また、そのような各種態様や上述した各実施の形態におけるデータの送受信の態様などを必要に応じて組み合わせることにより、様々なデータの送受信方式を混在させて、状況に応じた適切な方式を用いることも可能である。なお、各種データのやりとりの際にデータ形式の変換が必要とされる場合には、中央統合器１２や各制御器２２、３２、４２は各種データを適切なデータ形式に変換する。例えば各制御器２２、３２、４２が中央統合器１２に対しデータの送信を要求して中央統合器１２が各種データを各制御器２２、３２、４２に送信する場合に、形式が変換されたデータを各制御器２２、３２、４２に渡す必要がある場合には、中央統合器１２は各制御器２２、３２、４２からのデータ送信要求に応じて適切な形式に変換したデータを送信する。

また、機器制御システム１０の省エネ性を判断する際には、上述の所定の演算式だけでなく、省エネルギーの程度を評価する他の関係式を用いることも可能である。また、省エネ性を判断する際には、システム全体の熱負荷量の計算値や連携稼働させる各機器類に関するデータのシミュレーション結果だけでなく他の要素も考慮して判断することが可能である。

例えば、上述した第１の実施の形態において中央統合器１２は、省エネルギーの程度を評価する上述の演算式とは異なる関係式の演算結果を参照して、各制御器２２、３２、４２の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出するか、あるいは対応する機器群の状態量データのみに基づいて算出するかを決定することも可能である。また、第２の実施の形態において各制御器２２、３２、４２は、省エネルギーの程度を評価する上述の演算式とは異なる関係式の演算結果を参照して、自身が動作を制御する機器群の状態量データおよび他の機器群の状態量データに基づいて対応する機器群を制御するか、あるいは自身が動作を制御する機器群の状態量データのみに基づいて対応する機器群を制御するかを決定することも可能である。そのような場合に、上述の所定の演算式に比べてシンプルな形を有し省エネ性の判断を明確に行うことができる関係式を使用すれば、省エネ性の判断を簡単に行うことができ、そのような判断を行うためのハード構成やソフト構成をシンプルな形で実現することが可能になる。そのような態様の一例として、「ショーケースの偏差温度が所定値よりも小さいことを検出した場合は、冷凍機３４の低圧側の冷媒蒸発温度設定値を所定量高くするように設定する」という場合を挙げることができる。この場合には、「ショーケースの偏差温度＜所定値」という比較的単純な関係式を用いて、ショーケースの偏差温度の検出値が所定値よりも小さいか否かという簡単な判断で、省エネ化を図ることができる。そして、そのような判断を行う中央統合器１２や各制御器２２、３２、４２のハード面やソフト面における複雑化を防いで、高度な演算処理能力を具備する高価な中央統合器１２や各制御器２２、３２、４２を用いることなく省エネ化を実現することができ、中央統合器１２や各種制御器２２の製造や開発等のコストを低減化させることができる。

第１の実施の形態の機器制御システムの構成を示す図である。ショーケース装置および冷凍機を含んで構成される冷設機器の構造を示す図である。店舗・施設における各電気機器の配置関係を示す図である。第１の実施の形態の空調機システムの制御器が有する機能のうち、主に空調機の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。第１の実施の形態の中央統合器が有する機能のうち、主に空調機の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。中央統合器の制御量算出部における演算機能に関連する機能構成を示すブロック図である。第１の実施の形態においてショーケース装置を制御する際の全体の流れを示すフローチャートである。所定期間における消費電力量の評価フローを示す図である。空調機システムがダウンした例を示す図である。中央統合器がダウンした例を示す図である。第２の実施の形態の中央統合器が有する機能のうち、主に電気機器の制御に関連する機能構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の空調機システムの制御器が有する機能のうち、主に空調機の制御に関する機能を示すブロック図である。第２の実施の形態においてショーケース装置を制御する際の全体の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０機器制御システム、１２中央統合器、１４空調機システム、１６冷凍機システム、１８ショーケースシステム、２２、３２、４２制御器、２４空調機、２４ａ室外機、２４ｂ室内機、３４冷凍機、４４ショーケース装置、５０制御器受信部、５１通信状態判定部、５２通信状態判定部、５４制御量算出部、５６機器動作制御部、５８情報送信部、６２通信状態確認部、６４統合器受信部、６６制御量算出部、６７分配調整部、６８制御量送信部、７０情報分配部、９０膨張弁、１００店舗・施設、１０２熱量計算部、１０４消費電力計算部、１０６評価部、１０８店舗・施設熱量計算部、１１０冷設機器熱量計算部、１１２空調機器熱量計算部。

Claims

複数の機器群と、
各機器群に対して設けられ、対応する機器群の動作を夫々制御する複数の機器制御部と、
前記の複数の機器制御部の各々を統御し、該各機器制御部から送られてくる各機器群の状態量データを受け取り、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出する統御部と、を備え、
前記機器制御部は、前記統御部が算出した制御データに基づいて、対応する機器群を制御し、
前記統御部は、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出する機能だけでなく、各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データのみに基づいて算出する機能を有し、
前記統御部は、
各機器制御部との通信状態を検出し、前記通信状態の検出結果から前記各機器制御部の第１の機器制御部および第２の機器制御部との通信において適切な通信状態が確保されたことが検出された場合には、
各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて算出するか、あるいは各機器制御部の制御データを対応する機器群の状態量データのみに基づいて算出するかを、各機器群の消費電力の演算結果に基づいて決定することを特徴とする機器制御システム。
前記機器制御部は、統御部が算出した制御データに基づいて対応する機器群を制御する機能だけでなく、統御部から送られてくる制御データによらずに、対応する機器群の状態量データのみに基づいて対応する機器群を制御する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の機器制御システム。
前記機器制御部は、
統御部との通信状態を検出し、
統御部から送られてくる制御データに基づいて対応する機器群を制御するか、あるいは統御部から送られてくる制御データによらずに対応する機器群の状態量データのみに基づいて対応する機器群を制御するかを、統御部との通信状態の検出結果に基づいて決定することを特徴とする請求項２に記載の機器制御システム。
複数の機器群と、
各機器群に対して設けられ、対応する機器群の動作を夫々制御する複数の機器制御部と、
前記の複数の機器制御部の各々から送られてくる各機器群の状態量データを他の機器制御部に送る中継部と、を備え、
前記機器制御部は、自身が動作を制御する機器群の状態量データと中継部から送られてくる少なくとも１つの他の機器群の状態量データとに基づいて、対応する機器群を制御し、
前記機器制御部は、自身が動作を制御する機器群の状態量データと中継部から送られてくる他の機器群の状態量データとに基づいて対応する機器群を制御する機能だけでなく、自身が動作を制御する機器群の状態量データのみに基づいて対応する機器群を制御する機能を有し、
前記中継部は各機器制御部との通信状態を検出し、または前記機器制御部は前記中継部との通信状態を検出し、前記通信状態の検出結果から前記各機器制御部の第１の機器制御部および第２の機器制御部と前記中継部との間の通信において適切な通信状態が確保されたことが検出された場合には、
前記機器制御部は、自身が動作を制御する機器群の状態量データと少なくとも１つの他の機器群の状態量データに基づいて対応する機器群を制御するか、あるいは自身が動作を制御する機器群の状態量データのみに基づいて対応する機器群を制御するかを、各機器群の消費電力の演算結果に基づいて決定することを特徴とする機器制御システム。
前記機器群は、作動状態に応じて室温に影響を及ぼす機器類を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の機器制御システム。