JP4809029B2

JP4809029B2 - 熱量計

Info

Publication number: JP4809029B2
Application number: JP2005279831A
Authority: JP
Inventors: 隆司藤村; 啓介釣; 淳水高
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007093270A

Description

この発明は、需要家に設けられ、かつ、需要家側で使用された熱量の瞬時値を所定周期（例えば、１分周期）で計測する熱量計に関するものである。

従来より、空調サービスのために使用された熱源からの需要家への供給熱量を把握したり、提供した空調サービスに応じた課金請求を需要家に対して行うために、積算熱量計が利用されている。この積算熱量計は需要家側に設けられ、需要家に供給される熱量を積算する（特許文献１参照）。

この積算熱量計で計測された瞬時熱量や積算熱量はネットワークを経由して中央管理装置に送られる。中央管理装置では、それらのデータを解析したり、加工して、その結果をトレンドグラフとして表示したりする（特許文献２参照）。なお、ネットワークを経由せず、積算熱量計で計測された瞬時熱量や積算熱量をフレキシブルディスクなどの記憶媒体に記憶させ、この記憶媒体からデータを読み出して中央管理装置で解析するというような方法も採られる。

ところで、ＤＨＣ（地域冷暖房プラント）における熱量課金は、一般的に「契約熱量に基づく基本料金＋実使用に基づく従量料金」とされ、契約熱量を超過すると、基本料金を増額する契約となっている。例えば、３０分間の瞬時熱量の平均値（熱量デマンド値）に対して複数段階の契約熱量（熱量デマンド契約値）を定め、熱量デマンド値が現在契約している熱量デマンド契約値を超えると、ペナルティとして基本料金を増額する契約としている。なお、実際には余裕を持った運用とし、熱量デマンド値が現在契約している熱量デマンド契約値を超えたとしても直ちにペナルティをとることはなく、１段階上の熱量デマンド契約値への変更を勧めたりする。

この熱量デマンド契約値を超えたか否かの判断は中央管理装置側で行っている。例えば、中央管理装置のディスプレイに、積算熱量計からの瞬時熱量に基づいて算出した熱量デマンド値をグラフ化して表示するなどして、需要家毎に現在契約している熱量デマンド契約値に対する超過の有無をオペレータが判断している。

特開平８−６２０５９号公報特開平８−１９０４２３号公報

しかしながら、このようなシステムでは、設備投資が大きくなるだけではなく、データ解析に時間がかかり、契約熱量を超えた否かを需要家側で直接確認することができないため、データの信憑性が低く、契約変更の交渉がしにくかった。
また、熱量デマンド値などのデータは熱量を供給する側が持っているため、熱量の供給を受ける需要家（建物や設備のオーナや管理者）は、現在の熱量デマンド契約値に対してどのくらい余裕があるのか、どのくらい超過しているのか、どのくらい節約すれば超過しないのかなど、契約熱量に対する現在の熱量の供給状態を知ることが難しかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、契約熱量に対する現在の熱量の供給状態を需要家側で直接知ることが可能な熱量計を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、需要家に設けられ、かつ、需要家で使用された熱量の瞬時値を所定周期で計測する熱量計において、所定時間が経過する毎に最新のＮ個（Ｎ≧２）の熱量の瞬時値に基づいて実需要熱量を示す指標を算出する指標算出手段と、実需要熱量を示す指標に対して定められている現在の熱量デマンド契約値を熱量デマンド第１許容値として記憶する第１許容値記憶手段と、熱量デマンド第１許容値よりも１段階低い熱量デマンド第２許容値を記憶する第２許容値記憶手段と、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を超えている時間を第１許容値超過時間として積算する第１許容値超過時間積算手段と、積算された第１許容値超過時間を通知する第１許容値超過時間通知手段と、積算された第１許容値超過時間が予め定められている許容時間を超えた場合にその旨を通知する許容時間超過通知手段と、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第２許容値を超えている時間を第２許容値超過時間として積算する第２許容値超過時間積算手段と、積算された第２許容値超過時間を通知する第２許容値超過時間通知手段と、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を所定期間超過した場合に熱量デマンド第１許容値を１段階上げる手段と、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を所定期間超過した場合に熱量デマンド第２許容値を１段階上げる手段と、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を超えた場合にその旨を通知する第１許容値超過通知手段と、第２許容値超過時間の増加量が所定値以下の状態が所定期間続いた場合にその旨を通知する手段とを設けたものである。
この発明によれば、需要家側において、所定時間が経過する毎に最新のＮ個の瞬時熱量値に基づいて実需要熱量を示す指標が算出され、この算出された実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を超えると、その旨が通知される。例えば、熱源から供給される熱量の瞬時値を１分周期で計測し、熱量の瞬時値が得られる毎（１分経過する毎）に、それまでの３０分間の熱量の瞬時値（Ｎ＝３０）の平均（移動平均）を、実需要熱量を示す指標（熱量デマンド値）として算出し、この算出した熱量デマンド値が現在の熱量デマンド契約値（第１許容値）を超えた場合、その旨をディスプレイに表示する。なお、３０分経過する毎に、それまでの３０分間の熱量の瞬時値（Ｎ＝３０）の平均（区間平均）を、実需要熱量を示す指標（熱量デマンド値）として算出するなどとしてもよい。

また、この発明では、実需要熱量を示す指標（熱量デマンド値）が現在の熱量デマンド契約値（熱量デマンド第１許容値）を超えている時間が積算され、この積算された時間が第１許容値超過時間として通知される。また、この積算された第１許容値超過時間が許容時間を超えると、その旨が通知される。
また、この発明では、実需要熱量を示す指標（熱量デマンド値）が熱量デマンド第１許容値よりも１段階低い熱量デマンド第２許容値を超えている時間が積算され、この積算された時間が第２許容値超過時間として通知される。
第２熱許容値超過時間が長期間一定であるような場合、熱量デマンド値は１段階下の熱量デマンド契約値よりもさらに低い範囲で推移していることを示している。したがって、第２熱許容値超過時間が長期間増加しなければ、契約熱量を１段階下の熱量デマンド契約値に変更することが可能であることを予測することができる。

また、この発明において、第２許容値超過時間の増加量が所定値以下（例えば、零）の状態が所定期間（例えば、１年間）続くと、その旨が通知される。
また、この発明において、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を所定期間超過すると、熱量デマンド第１許容値が１段階上げられ、熱量デマンド第２許容値が１段階上げられる。

本発明によれば、熱量計に実需要熱量を示す指標を算出する手段を設け、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を超えたことを通知したり、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第１許容値を超えた積算時間（第１許容値超過時間）を通知したり、第１許容値超過時間が許容時間を超えたことを通知したり、実需要熱量を示す指標が熱量デマンド第２許容値を超えた積算時間（第２許容値超過時間）を通知したり、第２許容値超過時間の増加量が所定値以下の状態が所定期間続いたことを通知したりすることによって、現在の熱量デマンド契約値に対してどのくらい余裕があるのか、どのくらい超過しているのか、どのくらい節約すれば超過しないのかなど、契約熱量に対する現在の熱量の供給状態を需要家側で直接知ることが可能となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す積算熱量計のブロック構成図である。

この積算熱量計１は、需要家側に設けられ、プロセス信号入力部２と、サンプリング部３と、ＣＰＵ４と、ＲＡＭ５と、ＲＯＭ６と、表示部（ディスプレイ）７と、インタフェース８および９とを備えている。表示部７は、液晶とされ、その表示スペースは小さい。

プロセス信号入力部２は、アナログ信号を取り込むアナログインタフェース回路、デジタル信号を取り込むデジタルインタフェース回路などを備えており、空調サービスのために使用された熱源からの供給熱量を示すプロセス信号を取り込み、これをサンプリング部３に供給する。

サンプリング部３は、予め設定されているサンプリング周期で、プロセス信号入力部２を介して送られてくるプロセス信号をサンプリングし、これをデジタル信号形式のプロセス値（サンプリングデータ）としてＣＰＵ４へ送る。

ＣＰＵ４は、インタフェース８を介するサンプリング部３からのプロセス値を取り込み、ＲＡＭ５にアクセスしながら、ＲＯＭ６に格納されたプログラムに従って動作する。ＲＯＭ６には、本実施の形態特有のプログラムとして、熱量デマンド計測プログラムが格納されている。

以下、図２に示す表示例を参照しながら、ＲＯＭ６に格納された熱量デマンド計測プログラムに従ってＣＰＵ４が実行する処理動作について説明する。

ＣＰＵ４は、インタフェース８を介するサンプリング部３からのプロセス値を所定周期（この例では、１分周期）で取り込み、このプロセス値を熱源から供給される熱量の瞬時値ＤＲとしてＲＡＭ５に格納する。

〔熱量デマンド値の表示〕
ＣＰＵ４は、熱量の瞬時値ＤＲが得られる毎に（１分経過する毎に）、それまでの３０分間の熱量の瞬時値（１分周期で計測した最新の３０個（Ｎ＝３０）の熱量の瞬時値）の平均（移動平均）を熱量デマンド値（実需要熱量を示す指標）ＤＭとして算出し、表示部７に表示する（図２（ａ）参照）。

図３に積算熱量計１において１分毎に計測される熱量の瞬時値ＤＲおよび１分毎に算出される熱量デマンド値ＤＭの変化を示す。同図において、横軸は時刻、縦軸は熱量値（ＧＪ／ｈ）であり、特性Ｉが熱量の瞬時値ＤＲの変化を示し、特性IIが熱量デマンド値ＤＭの変化を示す。

本実施の形態では、１分毎に計測される熱量の瞬時値ＤＲの移動平均を熱量デマンド値ＤＭとすることによって、空調機の立ち上がり時など一時的に使用熱量が増えてもそれに敏感に反応することのない、滑らかに変化する実需用熱量を示す指標を得ている。

〔第１の許容値との比較〕
ＣＰＵ４は、熱量デマンド値ＤＭを算出する毎に、その算出した熱量デマンド値ＤＭと予め定められている第１の許容値（熱量デマンド第１許容値）Ｔｈ１とを比較する。本実施の形態において、熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１は現在の熱量デマンド契約値とされ、ＲＡＭ５に格納されている。

〔第１の許容値を超えた時の表示〕
ＣＰＵ４は、算出した熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えると（図３に示すｔ１点）、図２（ｂ）に示すように表示部７に「Ｄ」の文字マークＭ１を表示し、このままではペナルティが発生するおそれがあることを需要家に知らせる。

なお、この文字マークＭ１は、リセット操作されるまで表示され続ける。すなわち、熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を下回っても（図３に示すｔ２点）、文字マークＭ１はリセット操作されるまで表示され続ける。これにより、需要家は、現在の熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を下回っていても、過去に１回でも熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えたことがあることを知ることができる。

〔熱量デマンド最大値の表示〕
本実施の形態において、ＣＰＵ４は、熱量デマンド値ＤＭを算出する毎に、それまでの熱量デマンド値ＤＭの最大値との比較を行い、今回得られた熱量デマンド値ＤＭがそれまでの熱量デマンド値ＤＭの最大値よりも大きければ、それを新たなる最大値（熱量デマンド最大値）としてＲＡＭ５に更新・保持する。この熱量デマンド最大値は、必要に応じて表示部７に表示させることが可能である（図２（ｃ）参照）。

〔第１許容値超過時間の表示〕
ＣＰＵ４は、熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えている時間を積算し、その積算時間を第１熱量デマンド超過時間（第１許容値超過時間）ＴＭ１として表示部７に表示する（図２（ｄ））。需要家にとって、この第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１は、熱量デマンド契約値を１段階上げてペナルティを受けないように契約変更する意思決定の一助となる。

なお、第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１に対して許容時間を定め、第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１が許容時間を超えた場合に警報を発し、ペナルティが発生することを需要家に知らせるようにしてもよい。

図４にＣＰＵ４が算出する第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１の変化を特性III として示す。この例では、２００６年６月、７月、８月と熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えたため、２００６年９月に熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を１段階上げている。この例では、それ以降、熱量デマンド値ＤＭは熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えておらず、第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１の増加はみられない。

〔第２の許容値との比較〕
ＣＰＵ４は、熱量デマンド値ＤＭを算出する毎に、その算出した熱量デマンド値ＤＭと予め定められている第２の許容値（熱量デマンド第２許容値）Ｔｈ２とを比較する。本実施の形態において、熱量デマンド第２許容値Ｔｈ２は現在の熱量デマンド契約値よりも１段階下の熱量デマンド契約値とされ、ＲＡＭ５に格納されている。

〔第２許容値超過時間の表示〕
ＣＰＵ４は、熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第２許容値Ｔｈ２を超えている時間を積算し、その積算時間を第２熱量デマンド超過時間（第２許容値超過時間）ＴＭ２として表示部７に表示する（図２（ｅ）参照）。需要家にとって、この第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２は、熱量デマンド契約値を１段階下げて基本料金を安くするように契約変更する意思決定の一助となる。

第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２が長期間一定であるような場合、熱量デマンド値ＤＭは１段階下の熱量デマンド契約値よりもさらに低い範囲で推移していることを示している。したがって、第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２が長期間増加しなければ、契約熱量を１段階下の熱量デマンド契約値に変更することが可能であることを予測することができる。

なお、第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２を監視し、その増加量が所定値以下（例えば、零）の状態が所定期間（例えば、１年間）続いた場合に、表示部７に１段階下の熱量デマンド契約値への変更を推奨するような表示を行うようにしてもよい。本実施の形態において、第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２の増加量は必ずしも零でなくてもよく、ある程度の増加は許容内とする。

図４にＣＰＵ４が算出する第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２の変化を特性IVとして示す。この例では、２００６年６月、７月、８月と熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えたため、２００６年９月に熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を１段階上げており、これに伴い熱量デマンド第２許容値Ｔｈ２も１段階上げられている。２００６年１１月〜２００７年５月までは第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２が増加しない状態が続いているが、その期間は短い。２００７年９月から１年間以上、第２熱量デマンド超過時間ＴＭ２が増加しない状態が続いている。これにより、契約熱量を１段階下の熱量デマンド契約値に変更することが可能であることを予測することができる。

上述した実施の形態では、１分経過する毎にそれまでの３０分間の熱量の瞬時値の平均（移動平均）を熱量デマンド値（実需要熱量を示す指標）として算出するようにしたが、例えば３０分経過する毎にそれまでの３０分間の熱量の瞬時値の平均（区間平均）を熱量デマンド値（実需要熱量を示す指標）として算出するなどとしてもよい。

参考として、図５に特性Ｖとして、３０分間の区間平均を熱量デマンド値とした場合を示す。区間平均を熱量デマンド値ＤＭ’とすると、時刻区間の変わり目に負荷が集中したような場合、契約値を超過したことを検出できないことがある。これに対して、移動平均を熱量デマンド値ＤＭとすれば、このような場合でも契約値を超過したことを正しく検出することが可能である。

また、上述した実施の形態では、熱量デマンド値ＤＭが熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１を超えたことを文字マークＭ１として表示部７に表示するようにしたが、音声で知らせるようにしてもよい。同様に、第１熱量デマンド超過時間ＴＭ１、第２熱量デマンド時間ＴＭ２など、他の表示項目についても、音声で知らせるようにしてもよい。また、ネットワークを介して、中央管理装置（図示せず）に通知するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、表示部７の表示面積が小さいために採用してはいないが、図３や図４に示したグラフを表示部７に表示するようにしてもよい。コンパクトフラッシュ（登録商標）などの大容量メモリにデマンドデータを蓄積し、図３や図４に示すようなトレンドグラフをカラーで表示するようにすれば、契約熱量に対する現在の熱量の供給状態を需要家に分かり易く伝えることが可能となる。

なお、本実施の形態において、熱量デマンド第１許容値Ｔｈ１や第２許容値Ｔｈ２などの設定値は積算熱量計１において変更することが可能であり、その設定変更操作はパスワードで保護するようにしている。また、積算熱量計１におけるデマンド結果は、通信で中央管理装置に集めて集計できるようにしている。また、本実施の形態の積算熱量計１を用いれば、熱量デマンド契約値を超えないように、熱量配管の流量制限を行うようにすることも可能である。

本発明の一実施の形態を示す積算熱量計のブロック構成図である。この積算熱量計における表示例を示す図である。この積算熱量計において１分毎に計測される熱量の瞬時値および１分毎に算出される熱量デマンド値の変化を示す図である。この熱量計において算出される第１熱量デマンド超過時間および第２熱量デマンド超過時間の変化を示す図である。３０分間の区間平均を熱量デマンド値とした場合の熱量デマンド値の変化を示す図である。

符号の説明

１…積算熱量計、２…プロセス信号入力部、３…サンプリング部、４…ＣＰＵ、５…ＲＡＭ、６…ＲＯＭ、７…表示部、９，１０…インタフェース、Ｍ１…文字マーク、ＤＲ…熱量の瞬時値、ＤＭ…熱量デマンド値（移動平均）、ＴＭ１…第１熱量デマンド超過時間、ＴＭ２…第２熱量デマンド超過時間、ＤＭ’…熱量デマンド値（区間平均）、Ｔｈ１…熱量デマンド第１許容値、Ｔｈ２…熱量デマンド第２許容値。

Claims

需要家に設けられ、かつ、需要家側で使用された熱量の瞬時値を所定周期で計測する熱量計において、
所定時間が経過する毎に最新のＮ個（Ｎ≧２）の前記熱量の瞬時値に基づいて実需要熱量を示す指標を算出する指標算出手段と、
前記実需要熱量を示す指標に対して定められている現在の熱量デマンド契約値を熱量デマンド第１許容値として記憶する第１許容値記憶手段と、
前記熱量デマンド第１許容値よりも１段階低い熱量デマンド第２許容値を記憶する第２許容値記憶手段と、
前記実需要熱量を示す指標が前記熱量デマンド第１許容値を超えている時間を第１許容値超過時間として積算する第１許容値超過時間積算手段と、
前記積算された第１許容値超過時間を通知する第１許容値超過時間通知手段と、
前記積算された第１許容値超過時間が予め定められている許容時間を超えた場合にその旨を通知する許容時間超過通知手段と、
前記実需要熱量を示す指標が前記熱量デマンド第２許容値を超えている時間を第２許容値超過時間として積算する第２許容値超過時間積算手段と、
前記積算された第２許容値超過時間を通知する第２許容値超過時間通知手段と、
前記実需要熱量を示す指標が前記熱量デマンド第１許容値を所定期間超過した場合に前記熱量デマンド第１許容値を１段階上げる手段と、
前記実需要熱量を示す指標が前記熱量デマンド第１許容値を所定期間超過した場合に前記熱量デマンド第２許容値を１段階上げる手段と、
前記実需要熱量を示す指標が前記熱量デマンド第１許容値を超えた場合にその旨を通知する第１許容値超過通知手段と、
前記第２許容値超過時間の増加量が所定値以下の状態が所定期間続いた場合にその旨を通知する手段と
を備えたことを特徴とする熱量計。