JP5343275B2 - 空調機制御システム - Google Patents

Description

本発明は、冷房機や暖房機などの複数の空調機を制御するシステムに関する。特に、本発明は、複数の空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を簡便に低減可能な空調機制御システムに関する。

従来より、複数の空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を低減させる空調機制御システムとして種々のものが提案されている。
例えば、特許文献１には、評価関数の最小化に空調機（熱源機）の運転台数制御を取り込んだ空調機制御システムが提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載のような従来のシステムは、空調機に必要な冷却水の温度や流量などの複数のパラメータを測定し、これらのパラメータを用いて複雑な制御を行う必要がある。このため、既設の空調機に適用することが極めて困難であった。

特開２００８−２９２０４３号公報

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、複数の空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を簡便に低減可能な空調機制御システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討し、空調機の消費電力と空調能力との関係（例えば、図２に示すような冷房機の消費電力と冷房能力との関係）は、空調機メーカーによって一般に公開され、容易に入手できることに着眼した。駆動している複数の空調機のそれぞれの消費電力は電源から各空調機に入力される電力に等しいため、この入力電力を測定することによって、各空調機の消費電力を容易に測定可能である。各空調機の消費電力を測定すれば、上記の関係を用いて、各空調機の空調能力を容易に算出できる。そして、算出した各空調機の空調能力を加算することにより、駆動している複数の空調機全体の空調能力（全空調能力）を容易に算出可能である。また、測定した各空調機の消費電力を加算することにより、駆動している複数の空調機全体の消費電力（全消費電力）を容易に算出可能である。

一方、例えば、冷房機は、夏季の最も暑い時期に合わせて設置されるため、通常は１００％の冷房能力で駆動することはなく、低い冷房能力で駆動している場合が大半である。具体的には、冷房機は、図２に示す冷房ＣＯＰ（冷房機のエネルギー消費効率＝冷房能力／消費電力)が最大となる冷房能力（図２に示す例では、約１３ｋＷ）ではなく、この冷房能力よりも小さな冷房能力で駆動している場合が大半である。暖房機についても同様に、暖房ＣＯＰ（暖房機のエネルギー消費効率＝暖房能力／消費電力)が最大となる暖房能力よりも小さな暖房能力で駆動している場合が大半である。つまり、空調機は、ＣＯＰ（空調機のエネルギー消費効率＝空調能力／消費電力)が最大となる空調能力よりも小さな空調能力で駆動している場合が大半である。換言すれば、空調能力と消費電力とは、図２に示すように単調増加の関係にあるため、空調機はＣＯＰが最大となる消費電力よりも小さな消費電力で駆動している場合が大半であるといえる。

ここで、駆動している複数の空調機の中から選択した何れかの空調機（以下、この空調機を適宜「選択空調機」という）のみを駆動させたままとし、残りの空調機を停止させる（以下、この動作を適宜「選択動作」という）場合を考えると、空調対象の目標温度や実温度等に変化が無い限り、必要となる全空調能力は選択動作の前後で変化しない。このため、選択動作の後における選択空調機の消費電力は、必要となる全空調能力を得るために、選択動作の前よりも大きくなる（空調機に元々備えられている制御手段により、空調対象の目標温度や実温度等に応じて、消費電力が大きくなるように制御される）。前述のように、選択動作の前において、選択空調機は、ＣＯＰが最大となる消費電力よりも小さな消費電力で駆動している場合が大半である。このため、選択動作の後に、選択空調機の消費電力が大きくなったとしても、選択空調機のＣＯＰは選択動作の前と比べて低下しないばかりか、逆に上昇する場合がある。選択動作の後に、選択空調機のＣＯＰが上昇すれば、選択動作の前における複数の空調機（選択動作によって停止した空調機も含む空調機全体）の全消費電力よりも、選択動作の後の選択空調機の消費電力の方が小さくなることが期待できる。なお、選択動作の後における選択空調機の消費電力（選択動作の前における全空調能力を得るために必要な消費電力。以下、適宜「必要消費電力」という）は、選択空調機についての消費電力と空調能力との関係を用いて容易に算出（予測）可能である。

上記の検討に基づき、本発明者は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）に示す手順のような制御を行えば、空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を簡便に低減可能であることに想到した。
（Ａ）駆動している各空調機の消費電力を測定することによって、駆動している複数の空調機全体の消費電力（全消費電力）を算出する。また、空調機の消費電力と空調能力との関係を用いて、駆動している複数の空調機全体の空調能力（全空調能力）を算出する。
（Ｂ）複数の空調機の中から選択した何れかの空調機（選択空調機）のみで全空調能力を得るために必要な消費電力（必要消費電力）を上記の関係を用いて算出する。
（Ｃ）必要消費電力と全消費電力とを比較し、必要消費電力が全消費電力よりも小さくなる場合には、選択空調機は駆動させたままとする一方、選択空調機以外の空調機は停止させる。
本発明は、斯かる本発明者の知見に基づき完成されたものである。

すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、駆動している複数の空調機の消費電力を測定する電力計と、前記複数の空調機の駆動／停止を制御する制御装置と、前記各空調機についての消費電力と空調能力との関係が予め記憶された演算装置とを備え、前記演算装置は、前記電力計で測定した前記各空調機の消費電力を加算して、前記複数の空調機全体の消費電力である全消費電力を算出する全消費電力算出工程と、前記電力計で測定した前記各空調機の消費電力と、前記予め記憶された関係とに基づき、前記各空調機の空調能力を算出する空調能力算出工程と、前記算出した各空調機の空調能力を加算して、前記複数の空調機全体の空調能力である全空調能力を算出する全空調能力算出工程と、前記複数の空調機の中から何れかの空調機を選択し、前記算出した全空調能力を前記選択した空調機のみで得るために必要な消費電力である必要消費電力を、前記選択した空調機について予め記憶された前記関係に基づいて算出する必要消費電力算出工程と、前記選択した空調機について算出した必要消費電力と、前記算出した全消費電力とを比較し、前記必要消費電力が前記全消費電力よりも小さくなる場合、前記選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記選択した空調機以外の空調機は停止させる指示情報を前記制御装置に出力する比較工程とを実行し、前記制御装置は、前記演算装置から出力された指示情報に基づき、前記選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記選択した空調機以外の空調機は停止させることを特徴とする空調機制御システムを提供する。

本発明に係る空調機制御システムによれば、電力計で各空調機の消費電力（入力電力）が測定され、測定された各空調機の消費電力が演算装置で加算されることにより、全消費電力が容易に算出される。また、各空調機についての消費電力と空調電力との関係が演算装置に予め記憶（例えば、テーブル形式や関数の形式で記憶すればよい）されているため、演算装置において、測定された各空調機の消費電力と上記の関係とに基づき、各空調機の空調能力が算出され、これが加算されることにより、全空調能力が容易に算出される。また、演算装置において、上記の予め記憶された関係に基づき、選択された空調機（選択空調機）のみで全空調能力を得るための必要消費電力が容易に算出される。さらに、演算装置において、必要消費電力と全消費電力とが比較され、必要消費電力が全消費電力よりも小さくなる場合、選択空調機は駆動させたままとする一方、選択空調機以外の空調機は停止させる指示情報（例えば、各空調機に識別番号が付与されている場合には、選択空調機に付与された識別番号に対応する空調機を駆動させたままとし、選択空調機以外の空調機に付与された識別番号に対応する空調機を停止させるという指示情報）が制御装置に出力される。制御装置は、出力された指示情報に基づき、選択空調機は駆動させたままとする（例えば、駆動させたままとすることを指示された識別番号に対応する空調機には制御信号を出力しない）一方、選択空調機以外の空調機は停止させる（例えば、停止させることを指示された識別番号に対応する空調機には停止させるための制御信号を出力する）ように動作する。制御装置による上記の動作前後で、空調機全体の空調能力（全空調能力）は維持される一方、空調機全体の消費電力は、全消費電力から必要消費電力へと低減することになる。

一般に、空調機は、電源用端子を備え、電源から分電盤を経由して電源用端子に電力が入力される。この分電盤に電力計を設置することにより、電源から空調機に入力される電力を測定可能である。また、一般に、空調機は、駆動／停止の制御信号を入力する制御信号入力用端子を備えている。従って、本発明に係る空調機制御システムを機能させるには、電力計を分電盤に設置し、制御装置を制御信号入力用端子に接続するだけで良く、既設の空調機に何ら改造を加える必要がない。また、前述のように、各空調機についての消費電力と空調電力との関係は、一般に公開され容易に入手できるため、この関係を演算装置に記憶させることは容易である。さらに、本発明に係る空調機制御システムは、前記の関係を用いて算出した必要消費電力と、全消費電力との大小関係に基づいて制御を行うだけであり、複雑な制御を必要としない。従って、本発明に係る空調機制御システムによれば、複数の空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を簡便に低減可能である。

なお、消費電力と空調能力との関係が各空調機で同じである場合（例えば、各空調機の機種が同じである場合）には、複数の空調機の中の何れの空調機を選択したとしても、全空調能力を得るため（維持するため）の選択空調機の必要消費電力は同じである。しかしながら、消費電力と空調能力との関係が各空調機で異なる場合（例えば、各空調機の機種が異なる場合）には、複数の空調機の中の何れの空調機を選択するかによって、全空調能力を得るため（維持するため）の選択空調機の必要消費電力が異なることになる。後者の場合には、必要消費電力が最も小さくなる空調機を選択することが好ましい。

従って、前記演算装置は、前記必要消費電力算出工程において、前記複数の空調機の中から何れかの空調機を順次選択し、前記順次選択した空調機について算出した前記必要消費電力を互いに比較して、最も必要消費電力の小さな空調機を最終的に選択し、前記比較工程において、前記最終的に選択した空調機について算出した必要消費電力と、前記算出した全消費電力とを比較し、前記必要消費電力が前記全消費電力よりも小さくなる場合、前記最終的に選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記最終的に選択した空調機以外の空調機は停止させる指示情報を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、前記演算装置から出力された指示情報に基づき、前記最終的に選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記最終的に選択した空調機以外の空調機は停止させることが好ましい。

斯かる好ましい構成によれば、最も必要消費電力の小さな空調機が最終的に選択され、この最終的に選択された空調機は駆動したままとなる一方、最終的に選択した空調機以外の空調機は停止するため、空調機全体の消費電力を最も低減させることが可能である。

本発明によれば、複数の空調機全体の空調能力を維持したまま、空調機全体の消費電力を簡便に低減可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る空調機制御システムの概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施形態において、演算装置に予め記憶されている各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す図である。 図３は、本発明の第２の実施形態において、演算装置に予め記憶されている各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す図である。図３（ａ）は冷房機Ａについての消費電力と冷房能力との関係の一例を、図３（ｂ）は冷房機Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態について、空調機が冷房機である場合を例に挙げて説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る空調機制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る空調機制御システム１００は、駆動している複数（本実施形態では、２台）の冷房機Ａ、Ｂの消費電力を測定する電力計１（１ａ、１ｂ）と、冷房機Ａ、Ｂの駆動／停止を制御する制御装置２（２ａ、２ｂ）と、各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と空調能力（本実施形態では冷房能力）との関係が予め記憶された演算装置３とを備えている。

冷房機Ａ、Ｂには、空調対象の目標温度や実温度等に応じて消費電力を制御（従って、冷房能力も制御）する公知の制御手段がそれぞれ内蔵されている。本実施形態に係る空調機制御システム１００による制御は、所定のタイミング毎（例えば、２０分毎）に、後述する所定の条件を満足するか否かを判定し、この条件を満足したときに、冷房機Ａ、Ｂの何れかを強制的に停止（更には、再度駆動）させるものである。この空調機制御システム１００による駆動／停止制御以外の制御については、前記内蔵されている制御手段によって、冷房機Ａ、Ｂは制御されることになる。なお、前記制御手段は、冷房機Ａ、Ｂが協調動作するように制御する必要はなく、冷房機Ａ、Ｂを独立別個に制御すればよい。

本実施形態においては、同じ機種の冷房機Ａ、Ｂを制御対象としている。このため、消費電力と冷房能力との関係は、各冷房機Ａ、Ｂで同じである。また、各冷房機Ａ、Ｂは、電源用端子Ａ１、Ｂ１と、駆動／停止の制御信号を入力する制御信号入力用端子Ａ２、Ｂ２を備えている。電源用端子Ａ１、Ｂ１には、それぞれ電力計１ａ、１ｂが電気的に接続され、電力計１ａ、１ｂによって、冷房機Ａ、Ｂの消費電力をそれぞれ測定可能である。制御信号入力用端子Ａ２、Ｂ２には、それぞれ制御装置２ａ、２ｂが接続され、制御装置２ａ、２ｂから入力される制御信号によって、冷房機Ａ、Ｂの駆動／停止が制御される。

電力計１は、前述のように、冷房機Ａ、Ｂの消費電力（電源からの入力電力）を測定するために用いられている。電力計１としては、文字通り電力を測定する構成のものを使用できるのは無論のこと、直接的には電流を測定する構成のものを使用することも可能である。一般に、電源の電圧は一定で、力率も大きく変化しないため、測定した電流値に一定の電圧値を乗算することにより、電力値を算出できるからである。電力計１で測定した消費電力は、無線又は有線で、演算装置３に入力される。

制御装置２は、前述のように、冷房機Ａ、Ｂに制御信号を出力することにより、冷房機Ａ、Ｂの駆動／停止を制御する。冷房機Ａ、Ｂに出力する制御信号は、後述するように、演算装置３から制御装置２に出力された指示情報に基づいて決定される。なお、演算装置３から制御装置２への指示情報の出力は、無線又は有線で行われる。

演算装置３は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータに所定のデータやプログラムがインストールされた構成である。前述のように、演算装置３には、各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と空調能力との関係がテーブル形式や関数の形式で予め記憶されている。また演算装置３には、後述する各工程を実行するためのプログラムが予め記憶されている。

図２は、本実施形態において、演算装置３に予め記憶されている各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す図である。なお、図２には、冷房能力／消費電力で算出され冷房機のエネルギー消費効率を意味する冷房ＣＯＰと冷房能力との関係も併せて図示している。演算装置３は、全消費電力算出工程、空調能力算出工程（本実施形態では、冷房能力算出工程）、全空調能力算出工程（本実施形態では、全冷房能力算出工程）、必要消費電力算出工程、及び、比較工程を実行する。以下、これらの各工程について、図２を適宜参照しながら順次説明する。

＜全消費電力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、電力計１で測定した各冷房機Ａ、Ｂの消費電力を加算して、２つの冷房機全体の消費電力である全消費電力を算出する。例えば、各冷房機Ａ、Ｂの消費電力が、それぞれ１．９ｋＷであるとすれば、全消費電力として３．８ｋＷが算出される。

＜冷房能力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、電力計１で測定した各空調機Ａ、Ｂの消費電力と、予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）とに基づき、各冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を算出する。図２に示す例では、各冷房機Ａ、Ｂの消費電力１．９ｋＷに対応する冷房能力として６．５ｋＷが算出される。

＜全冷房能力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、算出した各冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を加算して、２つの冷房機全体の冷房能力である全冷房能力を算出する。図２に示す例では、各冷房機Ａ、Ｂの冷房能力６．５ｋＷが加算され、全冷房能力として１３．０ｋＷが算出される。

＜必要消費電力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、２つの冷房機Ａ、Ｂの中から何れかの冷房機（例えば、冷房機Ａ）を選択し、算出した全冷房能力を選択した冷房機Ａのみで得るために必要な消費電力である必要消費電力を、選択した冷房機Ａについて予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）に基づいて算出する。図２に示す例では、全冷房能力１３．０ｋＷを冷房機Ａのみで得るために必要な必要消費電力として２．５ｋＷが算出される。

＜比較工程＞
本工程において、演算装置３は、選択した冷房機Ａについて算出した必要消費電力と、算出した全消費電力とを比較し、必要消費電力が全消費電力よりも小さくなる場合、選択した冷房機Ａは駆動させたままとする一方、選択した冷房機Ａ以外の冷房機Ｂは停止させる指示情報を制御装置２に出力する。図２に示す例では、冷房機Ａについて算出した必要消費電力２．５ｋＷと、全消費電力３．８ｋＷとが比較され、必要消費電力２．５ｋＷが全消費電力３．８ｋＷよりも小さくなるため、選択した冷房機Ａは駆動させたままとする一方、選択した冷房機Ａ以外の冷房機Ｂは停止させる指示情報（例えば、冷房機Ａに付与された識別番号に対応する冷房機を駆動させたままとし、冷房機Ｂに付与された識別番号に対応する冷房機を停止させるという指示情報）を制御装置２に出力することになる。

演算装置３は、以上に説明した各工程を実行するが、実行する順番は必ずしも上記の記載順（全消費電力算出工程、冷房能力算出工程、全冷房能力算出工程、必要消費電力算出工程、比較工程の順）に限られるものではない。ただし、冷房能力算出工程は全冷房能力算出工程よりも先に実行し、全冷房能力算出工程は必要消費電力算出工程よりも先に実行する必要がある。また、比較工程は最後に実行する必要がある。

制御装置２には、接続されている冷房機Ａ、Ｂに付与された識別番号と、これらの識別番号にそれぞれ対応する冷房機Ａ、Ｂの制御信号入力用端子との関係が記憶されている。制御装置２は、演算装置３から出力された指示情報に基づき、冷房機Ｂを停止させるための制御信号を、冷房機Ｂの制御信号入力用端子に出力する。これにより、冷房機Ａは駆動したままとなる一方、冷房機Ｂは停止することになる。

以上の動作により、冷房機全体の冷房能力は１３．０ｋＷに維持される（冷房機Ｂの停止前は、冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を加算して１３．０ｋＷであり、冷房機Ｂの停止後は、冷房機Ａ単独の冷房能力が１３．０ｋＷになる）一方、冷房機全体の消費電力は、冷房機Ｂの停止前後で、３．８ｋＷから２．５ｋＷに低減（２９％低減）することになる。

なお、本実施形態に係る空調機制御システム１００は、以上に説明した制御（以下、適宜「停止制御」という）によって停止させた冷房機が存在する場合（上記の例では、停止させた冷房機Ｂが存在する）、次の制御タイミング（例えば、２０分後）では、所定の条件を満足すると、停止させた冷房機を再度駆動させる制御（以下、適宜「駆動制御」という）を行う構成とされている。一方、停止制御によって停止させた冷房機が存在しない場合（前述した比較工程において、必要消費電力が全消費電力よりも小さくならなかった場合）、空調機制御システム１００は、次の制御タイミングでも同じ停止制御を繰り返す。

前述した例では、停止させた冷房機Ｂが存在するため、空調機制御システム１００は、次の制御タイミングにおいて、例えば、以下の（１）の条件を満足する場合に、停止させた冷房機Ｂを再度駆動させる。或いは、（１）又は（２）の何れかの条件を満足する場合に、停止させた冷房機Ｂを再度駆動させる構成としてもよい。
（１）駆動している冷房機Ａの冷房能力が最大冷房能力（１００％の冷房能力）にまで達している。
（２）駆動している冷房機Ａの冷房ＣＯＰが最大値（又は予め定めたその近傍）未満で、且つ、冷房機Ａの冷房能力が冷房ＣＯＰが最大値となるときの冷房能力よりも大きくなっている。
上記（１）の場合には、空調対象を目標温度とするために必要な冷房能力が欠如している可能性が高いため、冷房機Ｂを再度駆動させて、冷房機全体の冷房能力を高める必要がある。
また、上記（２）の場合には、冷房ＣＯＰが最大値（又は予め定めたその近傍）未満で、且つ、冷房能力が冷房ＣＯＰが最大値となるときの冷房能力よりも大きいため、停止させた冷房機Ｂを再度駆動することにより、冷房機全体の冷房能力を維持したまま、冷房機全体の消費電力を低減できる可能性がある。仮に、停止させた冷房機Ｂを再度駆動することによって冷房機全体の消費電力が上昇してしまった場合であっても、更に次の制御タイミングで停止制御が行われるため、前述のように冷房機全体の消費電力を低減させることが可能である。

上記（１）の条件を満足するか否かの判断は、演算装置３によって行う。具体的には、演算装置３には、前の制御タイミングにおいて、当該制御タイミングで選択した（駆動させたままとした）冷房機が何れであり（本実施形態では冷房機Ａ）、停止させた冷房機が何れであるか（本実施形態では冷房機Ｂ）という情報が記憶される。そして、演算装置３は、この情報に基づき、駆動している冷房機Ａの冷房能力を算出する。具体的には、演算装置３は、電力計１で測定した冷房機Ａの消費電力と、予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）とに基づき、冷房機Ａの冷房能力を算出する。演算装置３は、算出した冷房機Ａの冷房能力が、最大冷房能力にまで達しているか否かを判断し、達していれば、停止している冷房機Ｂを駆動させる指示情報（例えば、冷房機Ｂに付与された識別番号に対応する冷房機を駆動させるという指示情報）を制御装置２に出力する。制御装置２は、演算装置３から出力された指示情報に基づき、冷房機Ｂを駆動させるための制御信号を冷房機Ｂの制御信号入力用端子に出力する。これにより、前の制御タイミングで停止させられらた冷房機Ｂは再度駆動することになる。

上記（２）の条件を満足するか否かの判断も、演算装置３によって行う。具体的には、演算装置３は、前述したのと同様に、電力計１で測定した冷房機Ａの消費電力と、予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）とに基づき、冷房機Ａの冷房能力を算出する。そして、冷房機Ａの冷房能力を消費電力で除算することにより、冷房ＣＯＰを算出する。冷房ＣＯＰの最大値は、演算装置３に予め記憶しておくか、或いは、前記関係（消費電力と冷房能力との関係）に基づいて演算装置３が算出すればよい。そして、演算装置３は、前述のようにして算出した冷房ＣＯＰが最大値（又は予め定めたその近傍）未満となり、且つ、冷房能力が冷房ＣＯＰが最大値となるときの冷房能力よりも大きくなっているか否かを判断し、最大値（又は予め定めたその近傍）未満で、且つ、冷房能力が冷房ＣＯＰが最大値となるときの冷房能力よりも大きくなっていれば、停止している冷房機Ｂを駆動させる指示情報（例えば、冷房機Ｂに付与された識別番号に対応する冷房機を駆動させるという指示情報）を制御装置２に出力する。制御装置２は、演算装置３から出力された指示情報に基づき、冷房機Ｂを駆動させるための制御信号を冷房機Ｂの制御信号入力用端子に出力する。これにより、前の制御タイミングで停止させられらた冷房機Ｂは再度駆動することになる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態に係る空調機制御システムは、制御対象である冷房機Ａ、Ｂが異なる機種であるため、演算装置３に予め記憶されている各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係が各冷房機Ａ、Ｂで異なる点と、演算装置３で実行する工程とが異なる点を除き、第１の実施形態に係る空調機制御システムと同様の構成を有する。このため、本実施形態に係る空調機制御システムについても、第１の実施形態に係る空調機制御システムを説明するのに用いた図１を転用して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る空調機制御システム１００も、第１の実施形態と同様に、駆動している冷房機Ａ、Ｂの消費電力を測定する電力計１（１ａ、１ｂ）と、冷房機Ａ、Ｂの駆動／停止を制御する制御装置２（２ａ、２ｂ）と、各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係が予め記憶された演算装置３とを備えている。以下、主として第１の実施形態との相違点について説明する。

前述のように、本実施形態においては、異なる機種の冷房機Ａ、Ｂを制御対象としているため、消費電力と冷房能力との関係は、各冷房機Ａ、Ｂで異なる。
図３は、本実施形態において、演算装置３に予め記憶されている各冷房機Ａ、Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す図である。図３（ａ）は冷房機Ａについての消費電力と冷房能力との関係の一例を、図３（ｂ）は冷房機Ｂについての消費電力と冷房能力との関係の一例を示す。なお、図３には、冷房能力／消費電力で算出され冷房機のエネルギー消費効率を意味する冷房ＣＯＰと冷房能力との関係も併せて図示している。演算装置３は、全消費電力算出工程、空調能力算出工程（本実施形態では、冷房能力算出工程）、全空調能力算出工程（本実施形態では、全冷房能力算出工程）、必要消費電力算出工程、及び、比較工程を実行する。以下、これらの各工程について、図３を適宜参照しながら順次説明する。

＜全消費電力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、電力計１で測定した各冷房機Ａ、Ｂの消費電力を加算して、２つの冷房機全体の消費電力である全消費電力を算出する。例えば、冷房機Ａの消費電力が１．９ｋＷで、冷房機Ｂの消費電力が２．４ｋＷであるとすれば、全消費電力として４．３ｋＷが算出される。

＜冷房能力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、電力計１で測定した各空調機Ａ、Ｂの消費電力と、予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）とに基づき、各冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を算出する。図３に示す例では、冷房機Ａの消費電力１．９ｋＷに対応する冷房能力として５．７ｋＷが算出され、冷房機Ｂの消費電力２．４ｋＷに対応する冷房能力として１０．０ｋＷが算出される。

＜全冷房能力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、算出した各冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を加算して、２つの冷房機全体の冷房能力である全冷房能力を算出する。図３に示す例では、冷房機Ａの冷房能力５．７ｋＷと、冷房機Ｂの冷房能力１０．０ｋＷが加算され、全冷房能力として１５．７ｋＷが算出される。

＜必要消費電力算出工程＞
本工程において、演算装置３は、２つの冷房機Ａ、Ｂの中から何れかの冷房機を順次選択し、算出した全冷房能力を順次選択した冷房機のみで得るために必要な消費電力である必要消費電力を、順次選択した冷房機について予め記憶された関係（消費電力と冷房能力との関係）に基づいて算出する。図３に示す例では、全冷房能力１５．７ｋＷを冷房機Ａのみで得るために必要な必要消費電力として３．４ｋＷが算出される。また、全冷房能力１５．７ｋＷを冷房機Ｂのみで得るために必要な必要消費電力として３．０ｋＷが算出される。
次に、本工程においては、順次選択した冷房機について算出した必要消費電力を互いに比較して、最も必要消費電力の小さな冷房機を最終的に選択する。図３に示す例では、冷房機Ａについて算出した必要消費電力３．４ｋＷと、冷房機Ｂについて算出した必要消費電力３．０ｋＷとが比較され、必要諸費電力の小さな冷房機Ｂが最終的に選択される。

＜比較工程＞
本工程において、演算装置３は、最終的に選択した冷房機Ｂについて算出した必要消費電力と、算出した全消費電力とを比較し、必要消費電力が全消費電力よりも小さくなる場合、最終的に選択した冷房機Ｂは駆動させたままとする一方、最終的に選択した冷房機Ｂ以外の冷房機Ａは停止させる指示情報を制御装置２に出力する。図３に示す例では、冷房機Ｂについて算出した必要消費電力３．０ｋＷと、全消費電力４．３ｋＷとが比較され、必要消費電力３．０ｋＷが全消費電力４．３ｋＷよりも小さくなるため、最終的に選択した冷房機Ｂは駆動させたままとする一方、最終的に選択した冷房機Ｂ以外の冷房機Ａは停止させる指示情報（例えば、冷房機Ｂに付与された識別番号に対応する冷房機を駆動させたままとし、冷房機Ａに付与された識別番号に対応する冷房機を停止させるという指示情報）を制御装置２に出力することになる。

演算装置３は、以上に説明した各工程を実行するが、実行する順番は必ずしも上記の記載順（全消費電力算出工程、冷房能力算出工程、全冷房能力算出工程、必要消費電力算出工程、比較工程の順）に限られるものではない。ただし、冷房能力算出工程は全冷房能力算出工程よりも先に実行し、全冷房能力算出工程は必要消費電力算出工程よりも先に実行する必要がある。また、比較工程は最後に実行する必要がある。

制御装置２には、接続されている冷房機Ａ、Ｂに付与された識別番号と、これらの識別番号にそれぞれ対応する冷房機Ａ、Ｂの制御信号入力用端子との関係が記憶されている。制御装置２は、演算装置３から出力された指示情報に基づき、冷房機Ａを停止させるための制御信号を、冷房機Ａの制御信号入力用端子に出力する。これにより、冷房機Ｂは駆動したままとなる一方、冷房機Ａは停止することになる。

以上の動作により、冷房機全体の冷房能力は１５．７ｋＷに維持される（冷房機Ａの停止前は、冷房機Ａ、Ｂの冷房能力を加算して１５．７ｋＷであり、冷房機Ａの停止後は、冷房機Ｂ単独の冷房能力が１５．７ｋＷになる）一方、冷房機全体の消費電力は、冷房機Ａの停止前後で、４．３ｋＷから３．０ｋＷに低減（３０％低減）することになる。

なお、本実施形態に係る空調機制御システム１００も、第１の実施形態と同様に、以上に説明した停止制御によって停止させた冷房機が存在する場合（上記の例では、停止させた冷房機Ａが存在する）、次の制御タイミング（例えば、２０分後）では、所定の条件を満足すると、停止させた冷房機を再度駆動させる駆動制御を行う構成とされている。駆動制御の内容は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

以上に説明したように、第１及び第２の実施形態に係る空調機制御システム１００によれば、複数の冷房機Ａ、Ｂ全体の冷房能力を維持したまま、冷房機全体の消費電力を簡便に低減可能である。

１，１ａ，１ｂ・・・電力計
２，２ａ，２ｂ・・・制御装置
３・・・演算装置
１００・・・空調機制御システム
Ａ，Ｂ・・・冷房機

Claims (2)

1. 駆動している複数の空調機の消費電力を測定する電力計と、
   前記複数の空調機の駆動／停止を制御する制御装置と、
   前記各空調機についての消費電力と空調能力との関係が予め記憶された演算装置とを備え、
   前記演算装置は、
   前記電力計で測定した前記各空調機の消費電力を加算して、前記複数の空調機全体の消費電力である全消費電力を算出する全消費電力算出工程と、
   前記電力計で測定した前記各空調機の消費電力と、前記予め記憶された関係とに基づき、前記各空調機の空調能力を算出する空調能力算出工程と、
   前記算出した各空調機の空調能力を加算して、前記複数の空調機全体の空調能力である全空調能力を算出する全空調能力算出工程と、
   前記複数の空調機の中から何れかの空調機を選択し、前記算出した全空調能力を前記選択した空調機のみで得るために必要な消費電力である必要消費電力を、前記選択した空調機について予め記憶された前記関係に基づいて算出する必要消費電力算出工程と、
   前記選択した空調機について算出した必要消費電力と、前記算出した全消費電力とを比較し、前記必要消費電力が前記全消費電力よりも小さくなる場合、前記選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記選択した空調機以外の空調機は停止させる指示情報を前記制御装置に出力する比較工程とを実行し、
   前記制御装置は、前記演算装置から出力された指示情報に基づき、前記選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記選択した空調機以外の空調機は停止させることを特徴とする空調機制御システム。
2. 前記演算装置は、
   前記必要消費電力算出工程において、前記複数の空調機の中から何れかの空調機を順次選択し、前記順次選択した空調機について算出した前記必要消費電力を互いに比較して、最も必要消費電力の小さな空調機を最終的に選択し、
   前記比較工程において、前記最終的に選択した空調機について算出した必要消費電力と、前記算出した全消費電力とを比較し、前記必要消費電力が前記全消費電力よりも小さくなる場合、前記最終的に選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記最終的に選択した空調機以外の空調機は停止させる指示情報を前記制御装置に出力し、
   前記制御装置は、前記演算装置から出力された指示情報に基づき、前記最終的に選択した空調機は駆動させたままとする一方、前記最終的に選択した空調機以外の空調機は停止させることを特徴とする請求項１に記載の空調機制御システム。

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