JP4650254B2 - 設備機器の温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラム - Google Patents

設備機器の温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、設備機器の温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムに関する。
従来、ショーケースなどの複数の設備機器の温度設定は、夜間の軽負荷時に設定温度をやや高めに設定することで省エネを計るとともに、電気料金の節約を行っている。そして、店の開店時や就業開始時間などの限られた時間に、通常運転を行うため各設備機器の設定温度を一斉に通常の設定温度へ復帰させる操作を行っている。
しかし、上記のように複数の設備機器の設定温度を、店の開店時や就業開始時間などの限られた時間に一斉に通常設定温度に設定すると、集中して電力デマンドが上昇して特定の時間帯にデマンドのピークをつくることになる。たとえば、図9Aに示すように、設備機器である複数のショーケースの設定温度を7時に通常設定温度に一斉にすると、他の時間帯の消費電力に比して7時の時点での消費電力は急激に上昇する。
本発明の課題は、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、
電力デマンドの集中を分散させることを課題とする。
第1発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第1制御手段と、復帰時間決定手段とを備えている。第1制御手段は、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが上限値を越えないように温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う。復帰時間決定手段は、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定する。
ここで、予め設定されたデマンド制御の上限値とは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値である。この上限値は、温度調節機器の電力デマンドに関するものだけでなく、他の設備機器系統と合わせた電力デマンドに対する制御の目標値であってもよい。たとえば、スーパーなどにおいては複数の温度調節機器としてのショーケースに加え、空調機器などの系統が設けられている。これら他の系統を合わせた電力デマンドの上限値を設定してもよい。また、開始時刻の調整は、開始時刻を早めたりや遅くしたりすることにより行う。
本発明の温度制御装置によれば、温度調節機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることが可能となる。また、本発明の温度制御装置によれば、予め温度調節機器の通常設定温度への復帰時間を把握する。これにより、温度調節機器の温度復帰動作の開始時刻や完了時刻を予め把握することが可能となり、予測的な処理を行うことができる。
第2発明にかかる温度制御装置は、第1発明にかかる温度制御装置であって、電力デマンド予測手段と、記憶手段と、送信手段とをさらに備えている。電力デマンド予測手段は、電力デマンドを演算し、電力デマンドが上限値を越えるかどうかを判断する。記憶手段は、すくなくとも温度調節機器と開始時刻とを関連付けて記憶する。送信手段は、第1制御手段の制御指令を温度調節機器に送信する。第1制御手段は、電力デマンド予測手段により電力デマンドが上限値を越えると判断された場合は、温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を早める処理機能を有する。また第1制御手段は、早めた開始時刻を記憶手段に記憶させる処理機能と、記憶された開始時刻に基づき制御指令を生成する処理機能とを有する。
本発明の温度制御装置によれば、温度調節機器の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行うことにより、すべての温度調節機器が所定時刻(たとえば、店の開店時刻)に合わせて温度復帰動作を完了させるよう、予測的な処理を行うことができる。
第3発明にかかる温度制御装置は、第2発明にかかる温度制御装置であって、前記記憶手段は、温度調節機器のIDコードと開始時刻との関連付けを含む開始時刻制御データベースを有する。
本発明の温度制御装置によれば、所定時間にすべての温度調節機器の温度復帰を完了させるよう、予測的な処理を行うことができる。
第4発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第1制御手段と、電力料金演算手段とを備える。第1制御手段は、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが上限値を越えないように温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う。電力料金演算手段は、開始時刻を調整することにより得られる電力料金の低減額を演算する処理機能と、開始時刻を調整することにより得られる電力の従量料金の増額分を演算する処理機能とを有する。さらに第1制御手段は、低減額と従量料金の増額分とを比較演算する処理機能と、従量料金の増額分が低減額を越える場合、上限値を調整する処理機能とを有する。
ここで上限値を調整するとは、デマンド制御の目標値を引き上げることをいう。
電力料金は、通常、契約電力で決定される基本料金と使用電力量に応じて課金される電力量料金との合計額からなる。基本料金を決定する契約電力は、デマンド値(最大需要電力)に合わせて更新されるため、電力デマンドの集中を分散させることで電力料金の増加も抑えることができる。一方、温度復帰動作の開始時刻の調整で全体として温度復帰動作を行う時間が長くなることで、従量料金が加算されることになる。
本発明の温度制御装置によれば、開始時刻を調整することにより節約された電力料金の低減額を演算する一方で、従量料金の増額分を演算し、従量料金による増額分が上記低減額を上回るかどうかを判断し、上回る場合は上限値を引き上げることにより調整を行う。これにより、料金をキーとした制御を行うことが可能となる。
第5発明にかかる温度制御装置は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置であって、第1制御手段と、第2制御手段とを備える。第2制御手段は、温度調節機器の設定温度を段階的に前記通常設定温度に変更させる制御を行う。第1制御手段および第2制御手段は選択可能である。ここで、選択可能とは、たとえば、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御手段による課金料金を算出し、より定額の制御手段を自動的に選択するような処理を行ってもよい。
本発明の温度制御装置によれば、第2制御手段は、温度調節機器の設定温度を段階的に通常設定温度に変更する縮減運転を行う。また、第1制御手段および第2制御手段のいずれかを選択できる。これにより、電力デマンドの急激な上昇を回避することができるとともに、状況に合わせていずれかの制御手段を選択できる。
第6発明にかかる温度制御装置は、第5発明にかかる温度制御装置であって、第3制御手段をさらに備える。第3制御手段は、温度調節機器について蓄熱利用運転をさせる制御を行う。第1制御手段および第3制御手段は選択可能である。ここで、選択可能とは、たとえば、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御手段による料金を算出し、低料金の方の制御手段を自動的に選択するような処理を行ってもよい。
本発明の温度制御装置によれば、第3制御手段は、温度調節機器について蓄熱利用運転をさせる。また、第1制御手段および第3制御手段のいずれかを選択できる。あるいは第1制御手段、第2制御手段および第3制御手段のいずれかを選択できる。これにより、電力デマンドの急激な上昇を回避することができるとともに、状況に合わせていずれかの制御手段を選択できる。
第7発明にかかる温度制御装置は、第1〜第6発明のいずれかにかかる温度制御装置であって、温度調節機器は、ショーケースである。
本発明の温度制御装置によれば、ショーケースの夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
第8発明にかかる温度制御システムは、第1、第5、第6発明のいずれかに記載の温度制御装置と、コントローラと、複数の温度調節機器とを備える。コントローラは、温度制御装置と通信可能であり、温度制御装置からの制御指令を受信して温度調節機器の温度制御を行う。温度調節機器はコントローラと接続されている。
本発明の温度制御システムによれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
第9発明にかかる温度制御方法は、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させる温度制御方法であって、二つのステップを備える。すなわち、予め設定されたデマンド制御の上限値を取得するステップと、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整するステップと、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定するステップとである。
本発明の温度制御方法によれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
第10発明にかかる温度制御プログラムは、複数の温度調節機器内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させるための温度制御プログラムであって、第1ステップから第9ステップをコンピュータに実行させる。第1ステップは、すくなくとも夜間設定温度、通常設定温度、および予め設定された電力デマンドの上限値を取得する。第2ステップは、温度調節機器が通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を取得する。第3ステップは、通常設定温度に至るまでに必要な各温度調節機器の電力デマンドである個別冷却デマンドを演算する。第4ステップは、温度調節機器の温度復帰動作の開始時刻を演算する。第5ステップは、温度調節機器の個別冷却デマンドを加算する。第6ステップは、個別冷却デマンドの加算により得られた加算電力デマンドと上限値とを比較演算する。第7ステップは、第6ステップの比較演算の結果に基づき、開始時刻もしくは開始時刻から温度復帰時間を除算した開始時刻を記憶させる。第8ステップは、温度調節機器について第5ステップから第7ステップを繰り返す。第9ステップは、温度調節機器についてそれぞれ記憶した開始時刻に従って生成する制御指令を温度調節機器に送信する。
ここで、個別冷却デマンドとは、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各温度調節機器の電力デマンド、すなわち各温度調節機器の冷却負荷である。この個別冷却デマンドは、たとえば、各温度調節機器の冷却能力値、温度復帰時間などから演算する。温度調節機器の冷却能力は、熱量(kcal)×ショーケース容量×0.3(外気もれの影響など)などの式により求められる冷却能力値により特定される。
本発明の温度制御方法によれば、温度設備機器の夜間設定温度から通常設定温度への復帰時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
本発明では、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる温度制御システム100の概略構成図を図1に示す。
<温度制御システムの概略構成>
図1に示すように、温度制御システム100は、主として、温度制御装置1と温度調節機器である複数のショーケース6(冷却用)とを備える。
温度制御装置1は、複数のショーケース6と通信可能に接続されている。なお、この接続は、有線あるいは無線のいずれであってもよい。また、温度制御装置1は、遠隔地にある管理センターに設置され、ネットワーク、中継装置などを介して店舗内のショーケース6の温度を管理、制御してもよい。
<ショーケース>
各ショーケース6は、温度制御装置1と通信可能に接続され、温度制御装置1からの制御指令を受信してショーケースの温度制御を行うコントローラ61を有する。
本実施例では、各ショーケース6は同一の型式のものを温度制御装置1に接続しているが、複数の異なる型のショーケースや、空調機器など他の設備機器を接続してもよい。なお、各ショーケース6は、その型式などから特定される冷却能力を有する。この冷却能力は、熱量(kcal)×ショーケース容量×0.3(外気もれの影響など)などの式により求められる冷却能力値により特定される。
<温度制御装置>
図2は、温度制御装置1の概略構成図を示す。温度制御装置1は主に、受信部10と、記憶部20と、演算処理部30と、送信部40とを含むコンピュータなどの装置である。
(1)受信部
受信部10は、各ショーケース6から送信される、温度情報などの情報を受信する。
(2)記憶部
記憶部20は、後述する演算処理部30により処理された情報、受信部10からの情報、および所定の入力手段により入力された情報などを格納する。記憶部20は、RAMやROMなどの内部メモリやハードディスクなどの外部メモリの双方を含むものである。記憶部20には、後述するショーケースの夜間設定温度や通常設定温度の値、デマンド制御の上限値、その他演算結果の数値などが記憶される。さらに記憶部20には、第1〜第3の制御プログラム27〜29および開始時刻制御データベース21などが格納されている。
第1〜第3の制御プログラム27〜29は、後述する第1〜第3制御部37〜39による制御を実行させるプログラムである。開始時刻制御データベース21は、各ショーケース6を特定するコードと、各ショーケース6の温度復帰動作の開始時刻とを関連付ける関係データベースである。
(3)演算処理部
演算処理部30は、記憶部20や受信部10からの情報を演算処理するCPUなどの装置により構成される。演算処理部30は、復帰時間演算部31と、電力デマンド予測手段としての個別冷却デマンド演算部32、総電力デマンド演算部33およびデマンド比較演算部34の三つの演算部と、第1〜第3制御部37〜39とを有する。
復帰時間演算部31は、各ショーケース6が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する。この温度復帰時間は、後述するように、夜間設定温度、通常設定温度およびショーケースの冷却能力値などに基づき演算される。なお、この温度復帰時間は、必ずしも演算する必要はなく、予め把握されている復帰時間を読み出すなどして取得してもよい。
個別冷却デマンド演算部32は、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各ショーケース6の電力デマンド、すなわち各ショーケース6の冷却負荷である個別冷却デマンドE1…E8(図5Aおよび図5B)を演算する。具体的には、ショーケース6の冷却能力値と温度復帰時間とに基づき、個別冷却デマンドE1…E8を演算する。
総電力デマンド演算部33は、ショーケース6すべての個別冷却デマンドに、後述する冷設用電力デマンド(図5Aおよび図5B)を加えて総電力デマンドを演算する。なお、本実施形態においては、個別冷却デマンドE1…E8を有する8つのショーケース6を例に挙げ、これらの個別冷却デマンドのみを考慮して総電力デマンドを演算しているが、異なる型式のショーケース群や空調設備など他の系統も合わせた電力デマンドを総電力デマンドとして演算してもよい。
デマンド比較演算部34は、予め設定されたデマンド制御の上限値である上限電力デマンドの値を読み出し、総電力デマンドの値と比較演算する。この上限電力デマンドは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値であり、予め設定されているものである。
第1制御部37は、デマンド比較演算部34による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第1制御部37が選択された場合に作動する。第1制御部37は、後述するように、第1制御プログラム27に従って各ショーケース6の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行う。
第2制御部38は、デマンド比較演算部34による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第2制御部38が選択された場合に作動する。第2制御部38は、後述するように、第2制御プログラム28に従って各ショーケース6を縮減運転させる処理を行う。
第3制御部39は、デマンド比較演算部34による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合であって、第3制御部39が選択された場合に作動する。第3制御部39は、後述するように、第3制御プログラム29に従って蓄熱利用運転を作動させるための処理を行う。
第1〜第3制御部37〜39は記憶部20に格納された第1〜第3制御プログラム27〜29に従って作動する。第1〜第3制御プログラム27〜29のいずれを選択するかは、コンピュータの入力画面を表示してユーザが選択・設定できるようにしてもよいし、予め有効に設定されたプログラムのみ起動するよう設定してもよい。あるいは各制御部による料金を算出し、低料金の方の制御部を自動的に選択するように設定してもよい。
(4)送信部
送信部40は、第1〜第3制御部37〜39で生成した制御指令などを各ショーケース6のコントローラ61に送信する。
<温度制御システムの動作説明>
図3Aおよび図3Bは、本実施例による温度制御システム100による温度制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに沿って、本実施形態による温度制御システムの動作を説明する。
まず、予め記憶部20に格納された夜間設定温度、通常設定温度および各ショーケース6の冷却能力値を取得する(S101ステップ)。次に、夜間設定温度、通常設定温度および冷却能力値に基づき、各ショーケース6が夜間設定温度から通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する(S102ステップ)。冷却能力値と温定復帰時間に基づき、各ショーケース6が夜間設定温度から通常設定温度に至るまでに必要な電力デマンドである個別冷却デマンドE1…E8(図5Aおよび図5B)を演算し、さらに個別冷却デマンドE1…E8の総和に冷設用の電力デマンドを加えた総電力デマンドを演算する(S103ステップ)。ここで、冷設用電力デマンドとは、温度復帰にかかる冷却負荷以外に必要な電力デマンドであり(図5Aおよび図5B)、ショーケース内温度が高く設定されているときは低く、低く設定されているときは高くなる。次いで、デマンド制御の上限値である上限電力デマンドを取得する(S104ステップ)。
さらに、総電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する(S105ステップ)。この比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンド以下であれば、処理を終了する。総電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、上限電力デマンド以内に抑制するための制御を行うため、S106ステップに進む。
次に、第1制御部37を選択するかどうかを判断する処理を行う(S106ステップ)。第1制御部37は、各ショーケース6についての温度復帰動作の開始時刻をそれぞれ早める、すなわち先にずらす調整を行うことにより、総電力デマンドを抑える制御を行う手段である。第1制御部37を選択する場合はS107ステップ(S107a〜S107gステップ)へ進み、選択しない場合はS108ステップへ進む。
第2制御部38を選択するかどうかを判断する処理を行う(S108ステップ)。第2制御部38は、各ショーケース6を縮減運転させるための処理を行う。第2制御部38を選択する場合はS109ステップ(S109a〜S109cステップ)へ進み、選択しない場合はS110ステップへ進む。
第1制御部38および第2制御部39のいずれも選択しない場合は、第3制御部39による処理が行う(S110ステップ)。第3制御部39は、蓄熱利用運転を作動させるための処理を行う。
第1〜第3制御部37〜39のいずれかの処理により生成された制御指令を送信する(S111ステップ)。各制御部で生成された制御指令は、送信部40を介して各ショーケース6のコントローラ61に送信される。
<各制御部の動作説明>
次に、第1〜第3制御部37〜39の処理についてそれぞれ説明する。
(1)第1制御部
第1制御部37は、図4に示すように、主にS107a〜S107gステップに従って処理が行われる。図5Aは第1制御部による処理前の予測電力デマンドを示すグラフであり、図5Bは以下の処理後の予測電力デマンドを示すグラフである。
S106ステップ(図3B)において、第1制御部を選択するという判断の後、S107aステップに進む。まず、各ショーケース6の温度復帰動作の開始時刻を計算する(S107aステップ)。具体的には、店の開店時刻(所定の時刻)から各ショーケース6の温度復帰時間を除算した時刻である。次いで、各ショーケース6の個別冷却デマンドE1と冷設電力デマンドとを加算して加算電力デマンドとする(S107bステップ)。以下、個別冷却デマンドE1・・・E8を順次加算するループ処理を行う。
ループ処理の中で、上記加算電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する(S107cステップ)。加算電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、開始時刻を先にずらす処理を行うため、S107eステップに進む。加算電力デマンドが上限電力デマンド以下である場合は、S107dステップに進む。
加算電力デマンドが上限電力デマンド以下である場合、開始時刻制御データベース21において当該ショーケース6の開始時刻に現開始時刻(S107aステップで入力した開始時刻)の値を入力する(S107dステップ)。次いでS107gステップに進む。
一方、加算電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、開始時刻から温度復帰時間をさらに除算する(S107eステップ)。次いで、前ステップ(S107eステップ)で除算した開始時刻の値を、開始時刻制御データベース21の当該ショーケース6の開始時刻として入力する(S107fステップ)。さらに、加算電力デマンドの値を、直近の加算対象であるショーケース6の個別冷却デマンド(先の個別冷却デマンド)と冷設電力デマンドとを加算したものを加算電力デマンドとする(S107fステップ)。これにより、加算電力デマンドの値はリセットされ、改めて、早められた開始時刻における加算電力デマンドから処理を開始する。
そして、次の加算対象であるショーケース6の個別冷却デマンド(次の個別電力デマンド)を加算する処理を行う(S107gステップ)。
以上の第1制御部37の処理により、図5Bに示すごとく、各ショーケース6の開始時刻が早められ、結果として図9Bに示すようにデマンドのピークを抑えることができる。
なお、図5Bにおいて斜線で示されているEIは、後述するが、第1制御部37の処理による消費電力量増を示す。
(2)第2制御部
第2制御部38は、図6に示すように、主にS109a〜S109cステップに従って処理が行われる。
まず、各ショーケース6の設定温度を第1段階の設定温度に設定する(S109aステップ)。この第1段階の設定温度は、夜間設定温度よりも低いが目標とする通常設定温度よりも高く設定される。次に、第2段階の設定温度に設定する(S109bステップ)。この第2段階の設定温度は、第1段階の設定温度よりも低いが目標とする通常設定温度よりも高く設定される。そして、最後に通常設定温度に設定される(S109cステップ)。
この第2制御部38では、各ショーケース6の温度を段階的に通常設定温度に近づけていくことにより、縮減運転を行い、急激な電力デマンドの上昇を抑えられる。なお、この縮減運転制御処理は一例に過ぎず、たとえば、各ショーケース6の出力を段階的に上げていく制御をしてもよい。
(3)第3制御部
第3制御部39は、S110ステップ(図3B)において、蓄熱利用運転を開始することによる制御を行う。
<第1実施形態の空調制御システムの特徴>
(1)本実施形態にかかる温度制御装置1は、第1制御部37を備え、第1制御部37はショーケース6の温度復帰動作の開始時刻を早める調整を行う。したがって、ショーケース6が夜間設定温度から通常設定温度へ復帰する時の電力デマンドの急激な上昇を和らげる。これにより、電力デマンドの集中を分散させることができる。
また、電力デマンドの分散の結果、電気料金の増加を防ぐことが可能となる。電力料金は、通常、契約電力で決定される基本料金と使用電力量に応じて課金される電力量料金との合計額からなる。基本料金を決定する契約電力は、デマンド値(最大需要電力)に合わせて更新されるため、電力デマンドの集中を分散させることで電力料金の増加も抑えることができる。
(2)本実施形態にかかる温度制御装置1は、各ショーケース6の温度復帰時間を把握し、電力デマンドを予測するため、所定時刻にすべてのショーケース6の温度復帰を完了させるようにすることが可能となる。
(3)本実施形態にかかる温度制御装置1は、第1制御部37の他に、第2、第3制御部38、39を備えており、それら制御部は選択可能である。したがって、状況に合わせた制御方法を選択できる。
<第1実施形態の変形例>
上記第1実施形態の第1制御部37による処理では、各ショーケース6の通常設定温度への温度復帰動作の開始時刻を早める調整を行っている。これに代えて、単に温度復帰動作の開始時刻を遅らせることによる調整も可能である。たとえば、次のような処理である。
(a)各ショーケース6の設定温度を順番に通常設定温度にして、温度復帰動作を開始させる。
(b)ショーケース6が順番に温度復帰動作に入ることにより、上限電力デマンドを超えると判断したら、次のショーケース6の温度復帰動作の開始を中断させる。次いで、
(c)先のショーケース6の温度復帰が完了し、電力デマンドが下がったら次のショーケース6の復帰動作を開始させる。
このような(a)〜(c)の処理を繰り返し、温度復帰動作の開始時刻を遅らせながら、すべてのショーケース6の通常設定温度への復帰を完了させる。すなわち、この場合、予測を行わずリアルタイムに温度復帰動作を行う。この処理は、特に所定時刻に通常設定温度への復帰を完了しなければならないなどの事情がない限り有用である。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態にかかる温度制御システムについて説明する。なお、この空調制御システムの概略構成は、図1に示す第1実施形態の空調制御システム100と同様であるので、その図示および説明は省略する。また、ショーケース6の構成についても、第1実施形態と同様であるので、その図示および説明は省略し、符号は第1実施形態と同一とする。
<温度制御装置>
図7は、温度制御装置201の概略構成図を示す。温度制御装置201は主に、受信部210と、記憶部220と、演算処理部230と、送信部240とを含むコンピュータである。
(1)受信部
受信部210は、各ショーケース6から送信される、温度情報などの情報を受信する。
(2)記憶部
記憶部220は、後述する演算処理部230により処理された情報、受信部210からの情報、および所定の入力手段により入力された情報などを格納する。記憶部220は、RAMやROMなどの内部メモリやハードディスクなどの外部メモリの双方を含むものである。記憶部220には、後述するショーケースの夜間設定温度や通常設定温度の値、デマンド制御の上限値、その他演算結果の数値などが記憶される。さらに記憶部220には、第1制御プログラム227、開始時刻制御データベース221および電力料金データベース223などが格納されている。
第1制御プログラム227は、後述する第1制御部237による制御を実行させるプログラムである。開始時刻制御データベース221は、各ショーケース6を特定するコードと、各ショーケース6の温度復帰動作の開始時刻とを関連付ける関係データベースである。
電気料金データベース223は、電力使用量とその基本料金や従量料金などとを関連付ける関係データベースである。なお、本実施形態においては、温度制御装置201の記憶部220に電気料金データベース223を格納しているが、これに限定されない。これらの電気料金に関する情報は、たとえば通信回線を通じてサーバや他の記憶装置にアクセスして取得するものであってもよい。
(3)演算処理部
演算処理部230は、記憶部220や受信部210からの情報を演算処理するCPUなどの装置により構成される。演算処理部230は、復帰時間演算部231と、電力デマンド予測手段として個別冷却デマンド演算部232、総電力デマンド演算部233およびデマンド比較演算部234の三つの演算部と、電力料金演算部235と、第1制御部237とを有する。
復帰時間演算部231は、各ショーケース6が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する。この温度復帰時間は、後述するように、夜間設定温度、通常設定温度およびショーケースの冷却能力値などに基づき演算される。なお、この温度復帰時間は、必ずしも演算する必要はなく、予め把握されている復帰時間を読み出すなどして取得してもよい。
個別冷却デマンド演算部232は、夜間設定温度から通常設定温度に至るまでにかかる各ショーケース6の電力デマンド、すなわちショーケース6の冷却負荷である個別冷却デマンドE1…E8(図5B)を演算する。具体的には、ショーケース6の冷却能力値と前記温度復帰時間とに基づき、個別冷却デマンドE1…E8を演算する。
総電力デマンド演算部233は、ショーケース6すべての個別電力デマンドに、後述する冷設用電力デマンド(図5Aおよび図5B)を加えた総電力デマンドを演算する。なお、本実施形態においては、個別冷却デマンドE1…E8を有する8つのショーケース6を例に挙げ、これらの個別冷却デマンドのみを考慮して総電力デマンドを演算しているが、空調設備など他の系統も合わせた電力デマンドを総電力デマンドとして演算してもよい。
デマンド比較演算部234は、予め設定されたデマンド制御の上限値である上限電力デマンドの値を読み出し、総電力デマンドの値と比較演算する。この上限電力デマンドは、契約電力以下であってデマンド制御の目標値であり、予め設定されているものである。
電力料金演算部235は、第1制御部235による処理の結果得られる電力料金の低減額や、第1制御部235による処理の結果課される従量料金による増額分を演算する。
第1制御部237は、デマンド比較演算部39による比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンドを上回ると判断した場合に作動する。第1制御部237は、後述するように、第1制御プログラム27に従って各ショーケース6の温度復帰動作の開示時刻を早める処理を行う。
(4)送信部
送信部240は、第1制御部237で生成した制御指令などを各ショーケース6のコントローラ61に送信する。
<温度制御システムの動作説明>
図8Aおよび図8Bは、本実施形態による温度制御システムによる温度制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに沿って、本実施形態による温度制御システムの動作を説明する。なお、図中の第1制御部による処理(S214ステップ)は、第1実施形態の第1制御部の処理(図4のS107a〜S107g)と同様であるため、ここでは図示を省略する。
まず、予め記憶部220に格納された夜間設定温度、通常設定温度および各ショーケース6の冷却能力値を取得する(S211ステップ)。次に、夜間設定温度、通常設定温度および冷却能力値に基づき、各ショーケース6が夜間設定温度から通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を演算する(S212ステップ)。冷却能力値と温度復帰時間に基づき、各ショーケース6が夜間設定温度から通常設定温度に至るまでに必要な電力デマンドである個別冷却デマンドE1…E8(図5Aおよび図5B)を演算し、さらに個別冷却デマンドE1…E8の総和に冷設用の電力デマンドを加えた総電力デマンドを演算する(S213ステップ)。次いで、デマンド制御の上限値である上限電力デマンドを取得する(S214ステップ)。ここで、冷設用電力デマンドとは、温度復帰にかかる冷却負荷以外に必要な電力デマンドであり(図5Aおよび図5B)、ショーケース内温度が高く設定されているときは低く、低く設定されているときは高くなる。
さらに、総電力デマンドと上限電力デマンドとを比較演算する(S215ステップ)。この比較演算の結果、総電力デマンドが上限電力デマンド以下であれば、処理を終了する。総電力デマンドが上限電力デマンドを上回っている場合は、S216ステップに進み、第1制御部237による処理を行う。なお、先に述べた通り、本実施形態における第1制御部237による処理は、第1実施形態による第1制御部37の処理と同一であるため((図4のS107a〜S107gステップ)、図示を省略する。
第1制御部237による処理の後、電力料金演算部235は、電力料金データベース223から読み出した情報に基づき、第1制御部237の処理の結果得られた電力料金の低減額を演算する(S217ステップ)。ここで、電力料金の低減額とは、ショーケース6に対し第1制御部237による温度復帰動作の開始時刻の調整を行わず、一斉に温度復帰させた場合の電力デマンドに対して課される電力料金と、第1制御部237による処理の結果の電力デマンドに対する電力料金との差額である。さらに、電力料金演算部235は、電力料金データベース223から読み出した情報に基づき、第1制御部237の処理の結果かかる従量料金による電力料金の増額分を演算する(S218ステップ)。次いで、電力料金演算部235は、第1制御部237の処理による低減額と従量料金による増額分とを比較演算する(S219ステップ)。
低減額が増額分以上である場合、送信部240は、第1制御部237による制御指令を各ショーケース6のコントローラ61送信する。
一方、低減額が増額分未満である場合は、上限電力デマンドを調整する(S220ステップ)。具体的には上限電力デマンドを引き上げる。そして第1制御部237による処理を再び行う(S221ステップ)。
この第2実施形態にかかる処理を採用する意義は次の通りである。第1制御部237による処理、すなわち各ショーケース6の温度復帰動作の開始時刻をずらしていく結果、温度復帰の開始から終了までの時間が長くなってしまうため、電力の従量料金による電力料金の増額が考えられる。この増額分が第1制御部237による処理の効果である電力料金の低減額を上回ってしまうと、本願発明の効果が発揮されなくなる。したがって、増額分が低減額を上回っている間は、(上限電力デマンドの調整)→(第1制御部による処理)を行う。上限電力デマンドを引き上げることにより、温度復帰の開始から終了までの時間を短くすることができるため、従量料金の増額も抑えられる。
<第2実施形態の空調制御システムの特徴>
第1制御部237が温度復帰動作の開始時刻の調整を行い、全体として温度復帰動作を行う時間が長くなることで、従量料金が加算されることになる。温度制御装置201は、第1実施形態の温度制御装置1の特徴に加え、電力料金演算部235をさらに備えるため、第1制御部237の処理の結果による電力料金の低減額を従量料金による増額分が上回る場合は、上限電力デマンドを調整する。したがって、電気料金が増加することを回避できる。
<第2実施形態の変形例>
上記第2実施形態では第1制御部237のみを設けているが、第1実施形態のように第2および第3制御部を設けてもよい。この場合、たとえば、各制御部の処理の結果の電力料金を比較して、もっとも低コストの制御部を選択するように設定してもよい。
本発明にかかる温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムは、複数の設備機器が夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度への復帰時に、電力デマンドが急激に上昇することを抑制する制御を行うことにより、電気料金を抑えることを可能とする、温度制御装置、温度制御システム、温度制御方法および温度制御プログラムとして有用である。
本発明の第1実施形態にかかる温度制御システムの概略構成図。 第1実施形態における温度制御装置の概略構成図。 第1実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの前半部。 第1実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの後半部。 温度制御装置の第1制御部による処理の流れを示すフローチャート。 温度制御装置の第1制御部による処理前の時刻と予測電力デマンドとの関係を示すグラフ。 温度制御装置の第1制御部による処理後の時刻と予測電力デマンドとの関係を示すグラフ。 温度制御装置の第2制御部による処理の流れを示すフローチャート。 本発明の第2実施形態にかかる温度制御装置の概略構成図。 第2実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの前半部。 第2実施形態における温度制御装置の処理の流れを示すフローチャートの後半部。 従来の温度復帰動作における時間と消費電力との関係を示すグラフ。 本発明の温度復帰動作における時間と消費電力との関係を示すグラフ。
1、201 温度制御装置
10、210 受信部
20、220 記憶部(記憶手段)
21、221 開始時刻制御データベース
27、227 第1制御プログラム(第1制御手段)
28 第2制御プログラム(第2制御手段)
29 第3制御プログラム(第3制御手段)
30、230 演算処理部
31、231 復帰時間演算部
32、232 個別冷却デマンド演算部
33、233 総電力デマンド演算部
34、234 デマンド比較演算部
37、237 第1制御部(第1制御手段)
38 第2制御部(第2制御手段)
39 第3制御部(第3制御手段)
40、240 送信部
100 温度制御システム
233 電力料金データベース
235 電力料金演算部(電力料金演算手段)

Claims (10)

  1. 複数の温度調節機器(6)内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置(1)であって、
    予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第1制御手段(27,37,227,237)と、
    前記温度調節機器(6)が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定する復帰時間決定手段(31,231)と、
    を備える温度制御装置。
  2. 前記電力デマンドを演算し、前記電力デマンドが前記上限値を越えるかどうかを判断する電力デマンド予測手段(32〜34,232〜234)と、
    すくなくとも前記温度調節機器と前記開始時刻とを関連付けて記憶する記憶手段(20,220)と、
    前記第1制御手段(27,37,227,237)の制御指令を前記温度調節機器(6)に送信する送信手段(40,240)と、
    をさらに備え、
    前記第1制御手段(27,37,227,237)は、
    前記電力デマンド予測手段(32〜34,232〜234)により前記電力デマンドが前記上限値を越えると判断された場合は、前記温度調節機器(6)のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を早める処理機能と、
    早めた前記開始時刻を前記記憶手段(20,220)に記憶させる処理機能と、
    記憶された前記開始時刻に基づき前記制御指令を生成する処理機能と、を有する、
    請求項1に記載の温度制御装置。
  3. 前記記憶手段(20,220)は、前記温度調節機器(6)のIDコードと前記開始時刻との関連付けを含む開始時刻制御データベース(21,221)を有する、
    請求項2に記載の温度制御装置。
  4. 複数の温度調節機器(6)内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置(1)であって、
    予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第1制御手段(27,37,227,237)と、
    電力料金演算手段(235)と、
    を備え、
    前記電力料金演算手段(235)は、
    前記開始時刻を調整することにより得られる電力料金の低減額を演算する処理機能と、
    前記開始時刻を調整することにより得られる電力の従量料金の増額分を演算する処理機能と、
    前記低減額と前記従量料金の増額分とを比較演算する処理機能と、
    前記従量料金の増額分が前記低減額を越える場合、前記上限値を調整する処理機能と、を有する、
    温度制御装置。
  5. 複数の温度調節機器(6)内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度へ復帰させる温度制御装置(1)であって、
    予め設定されたデマンド制御の上限値を取得し、電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整する制御を行う第1制御手段(27,37,227,237)と、
    前記温度調節機器(6)の設定温度を段階的に前記通常設定温度に変更させる制御を行う第2制御手段(28,38,228,238)と、
    を備え、
    前記第1制御手段(27,37,227,237)および前記第2制御手段(28,38,228,238)は選択可能である、
    温度制御装置。
  6. 前記温度調節機器(6)について蓄熱利用運転をさせる制御を行う第3制御手段(29,39,229,239)をさらに備え、
    前記第1制御手段(27,37,227,237)および前記第3制御手段(29,39,229,239)は選択可能である、
    請求項5に記載の温度制御装置。
  7. 前記温度調節機器(6)は、ショーケースである、
    請求項1〜6のいずれかに記載の温度制御装置。
  8. 請求項1、のいずれかに記載の前記温度制御装置(1)と、
    前記温度制御装置(1,201)と通信可能であり、前記温度制御装置(1,201)からの制御指令を受信して前記温度調節機器(6)の温度制御を行うコントローラ(61)と、
    前記コントローラと接続された複数の温度調節機器(6)と、
    を備える、温度制御システム(100)。
  9. 複数の温度調節機器(6)内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させる温度制御方法であって、
    予め設定されたデマンド制御の上限値を取得するステップと、
    電力デマンドが前記上限値を越えないように前記温度調節機器(6)のうち少なくとも一つの温度復帰動作の開始時刻を調整するステップと、
    前記温度調節機器(6)が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を決定するステップと、
    を備える、温度制御方法。
  10. 複数の温度調節機器(6)内の温度を、夜間設定温度から通常運転を行うための通常設定温度に復帰させるための温度制御プログラムであって、
    すくなくとも前記夜間設定温度、前記通常設定温度、および予め設定されたデマンド制御の上限値を取得する第1ステップと、
    前記温度調節機器(6)が前記通常設定温度に復帰するまでに必要な時間である温度復帰時間を取得する第2ステップと、
    前記通常設定温度に至るまでに必要な各前記温度調節機器の電力デマンドである個別冷却デマンド(E1...E8)を演算する第3ステップと、
    前記温度調節機器(6)の温度復帰動作の開始時刻を演算する第4ステップと、
    前記温度調節機器の前記個別冷却デマンド(E1...E8)を加算する第5ステップと、
    前記個別冷却デマンド(E1...E8)の加算により得られた加算電力デマンドと前記上限値とを比較演算する第6ステップと、
    前記第6ステップの比較演算の結果に基づき、前記開始時刻もしくは前記開始時刻から前記温度復帰時間を除算した開始時刻を記憶させる第7ステップと、
    前記温度調節機器(6)について第5ステップから第7ステップを繰り返す第8ステップと、
    前記温度調節機器(6)についてそれぞれ記憶した前記開始時刻に従って生成する制御指令を前記温度調節機器(6)に送信する第9ステップと、
    をコンピュータに実行させるための温度制御プログラム。
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