JP5914815B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明は、被冷却空間を冷却する複数の冷却機器と、それらに冷媒を供給する冷媒供給機器を制御する制御システムに関するものである。

従来よりスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗（施設）には、冷却機器としての複数台のショーケースが設置されている。これらショーケースに設けられた蒸発器は、冷媒供給機器として店舗外に設置された冷凍機に配管接続され、この冷凍機から冷媒が分配供給されて被冷却空間としての陳列室を冷却する構成とされている。

一方、店舗における消費電力の基本料金は、ピーク時の消費電力量に依存する。そのため、このピーク時の消費電力量（ピーク電力）を低くすることが、電気料金を抑える上で、重要な課題となっている。

即ち、基本料金の算定の基礎となる契約電力量は、過去のデマンド時限（３０分）毎のデマンド値（例えば一ヶ月分の消費電力量のうち、デマンド時限毎に算出した最大の消費電力量）をもとに決定される。この契約電力量は、デマンド時限毎に消費し得る電力量の上限値として設定されており、この契約電力量を消費電力量が或る月に一度でも超えると、翌月の契約電力量が再設定されてしまい、それによって以降の基本料金が１２ヶ月間変更されることになるからである。

そこで、従来より契約電力量より低い値で消費電力量の上限値（設定電力値）を設定し、店舗の消費電力量がこの上限値を超えないように、店舗の照明を抑え、或いは、空気調和機やショーケースの冷凍機の運転を抑制して、電力消費を抑える制御が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３０５９３５号公報

ところで、店舗に設置されたショーケースの蒸発器には着霜が成長するため、定期的に冷媒供給を停止して送風のみを行い、或いは、ヒータ等で加熱することで霜取する必要がある。この霜取後のプルダウン中は、陳列室の温度を下げるために比較的大量の冷媒をショーケースの蒸発器に供給するよう冷凍機も運転されるため、冷凍機における電力消費が増大し、結果的に店舗全体の消費電力量のピークを押し上げてしまうことになる。

この霜取中は陳列室の温度が上昇するため、霜取後は陳列商品の劣化を防ぐためには迅速に温度を低下させなければならないが、電力消費を抑えるために冷凍機の運転を抑制すると、プルダウンが長引いて商品が劣化してしまう問題が発生する。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、冷却機器の霜取後のプルダウン性能を損なうこと無く、消費電力量のピーク（ピーク電力）を抑制することができる制御システムを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の制御システムは、複数の冷却機器と、各冷却機器に冷媒を供給する冷媒供給機器と、これらの機器を制御する制御手段とを備えたものであって、各機器が設置された施設の消費電力量を検出する消費電力量検出手段と、各冷却機器の霜取を行う霜取手段と、消費電力量が所定の上限値を超える可能性があるデマンド時限が発生するか否かを予測し、可能性があるデマンド時限をピーク時限として抽出する消費電力量予測手段と、ピーク時限に霜取手段による霜取後のプルダウンを実行する冷却機器が存在する場合、当該冷却機器を抽出する冷却機器抽出手段とを備え、制御手段は、ピーク時限より前の時点から、冷却機器抽出手段が抽出した冷却機器以外の冷却機器の冷却能力を増大させる冷却能力増大制御を実行すると共に、ピーク時限においては当該冷却能力増大制御を停止することを特徴とする。

請求項２の発明の制御システムは、上記発明において制御手段は、所定の低圧圧力設定値に基づいて冷媒供給機器の運転を制御すると共に、ピーク時限においては低圧圧力設定値を上昇させることを特徴とする。

請求項３の発明の制御システムは、上記各発明において消費電力量予測手段は、ピーク時限の直前のデマンド時限に霜取手段による霜取を実行する冷却機器を抽出することを特徴とする。

請求項４の発明の制御システムは、上記発明において制御手段は、ピーク時限の直前のデマンド時限より前の時点から冷却能力増大制御を実行することを特徴とする。

請求項５の発明の制御システムは、上記各発明において消費電力量予測手段は、消費電力量検出手段が検出したデマンド時限毎の消費電力量の履歴が曜日別に登録されたデータベースに基づき、ピーク時限を抽出することを特徴とする。

請求項６の発明の制御システムは、上記各発明において消費電力量予測手段は、消費電力量が上限値を超える可能性が最も高いデマンド時限をピーク時限として抽出すると共に、当該ピーク時限について予測された消費電力量より低いが、上限値を超える可能性が高い消費電力量になると予測された一つ若しくは複数のデマンド時限との間に、少なくとも冷却機器の霜取とその後のプルダウンに要する時間より大きい時間間隔がある場合、当該デマンド時限もピーク時限として抽出することを特徴とする。

本発明によれば、複数の冷却機器と、各冷却機器に冷媒を供給する冷媒供給機器と、これらの機器を制御する制御手段とを備えた制御システムにおいて、各機器が設置された施設の消費電力量を検出する消費電力量検出手段と、各冷却機器の霜取を行う霜取手段と、消費電力量が所定の上限値を超える可能性があるデマンド時限が発生するか否かを予測し、可能性があるデマンド時限をピーク時限として抽出する消費電力量予測手段と、ピーク時限に霜取手段による霜取後のプルダウンを実行する冷却機器が存在する場合、当該冷却機器を抽出する冷却機器抽出手段とを備え、制御手段は、ピーク時限より前の時点から、冷却機器抽出手段が抽出した冷却機器以外の冷却機器の冷却能力を増大させる冷却能力増大制御を実行すると共に、ピーク時限においては当該冷却能力増大制御を停止するようにしたので、冷却機器の霜取後のプルダウンを行う以前に、同じ冷媒供給機器から冷媒が供給される他の冷却機器の冷却能力を増大させて予め冷やし込んでおき、冷却機器のプルダウン中における当該他の冷却機器の冷却に要する冷媒供給機器の電力消費を削減して消費電力量のピークを抑制することが可能となる。

これにより、冷却機器の霜取後のプルダウンを迅速に実行しながら、予測したピーク時限において施設の消費電力量が上限値を超えてしまう不都合を効果的に解消することができるようになる。この場合、前記他の冷却機器の冷却能力増大制御によりピーク時限の前の時点における電力消費は増えることになるが、この制御は冷却機器のプルダウンが消費電力量の上限値越えの原因になるときのみ実行されるので、不必要な消費電力量の増大も防止することができる。

また、請求項２の発明によれば、上記発明に加えて制御手段は、所定の低圧圧力設定値に基づいて冷媒供給機器の運転を制御すると共に、ピーク時限においては低圧圧力設定値を上昇させるので、ピーク時限における冷媒供給機器の電力消費を更に低減し、消費電力のピークを一層抑制することができるようになる。

この場合、請求項３の発明の如く消費電力量予測手段が、ピーク時限の直前のデマンド時限に霜取手段による霜取を実行する冷却機器を抽出するようにすれば、ピーク時限に霜取後のプルダウンを実行する冷却機器を容易、且つ、的確に抽出することが可能となる。

また、請求項４の発明の如く制御手段が、ピーク時限の直前のデマンド時限より前の時点から冷却能力増大制御を実行するようにすれば、冷やし込みを十分に行ってピーク時限における冷媒供給機器の電力消費を一層効果的に低減することが可能となる。

更に、請求項５の発明の如く消費電力量予測手段が、消費電力量検出手段が検出したデマンド時限毎の消費電力量の履歴が曜日別に登録されたデータベースに基づいて、ピーク時限を抽出するようにすれば、曜日によって異なる施設の過去の電力消費の傾向を踏まえた的確なピーク時限の抽出を実現することが可能となる。

更にまた、請求項６の発明の如く消費電力量予測手段が、消費電力量が上限値を超える可能性が最も高いデマンド時限をピーク時限として抽出すると共に、当該ピーク時限について予測された消費電力量より低いが、上限値を超える可能性が高い消費電力量になると予測された一つ若しくは複数のデマンド時限との間に、少なくとも冷却機器の霜取とその後のプルダウンに要する時間より大きい時間間隔がある場合、当該デマンド時限もピーク時限として抽出するようにすれば、冷却能力増大制御そのものが他のピーク時限における消費電力量の上限値越えを促す原因となってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。

他方、複数のピーク時限を抽出することが可能となるので、消費電力量が極大化するデマンド時限が一日に何度も発生する場合についても対応することができるようになるものである。

本発明を適用した一実施形態の制御システムの構成図である。 図１のマスターコントローラの機能ブロック図である。 図１のショーケースの配管構成図である。 図２のマスターコントローラが常時実行しているデマンド制御を説明する図である。 図２のマスターコントローラが実行するショーケースの霜取時のデマンド制御を説明するフローチャートである。 各デマンド時限におけるデマンド値を示す図である。 図５のショーケースの霜取時のデマンド制御のタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。実施例の制御システム１は、スーパーマーケット等の店舗Ｍに設置された各機器を集中管理する店舗管理システムである。図１において、店舗Ｍの店内には冷却機器としての複数台のショーケースＳＣ（オープンショーケースやリーチインショーケース等の店内機器）が設置されており、各ショーケースＳＣの陳列室にて商品を冷却しながら販売する。各ショーケースＳＣの陳列室内の設定温度は、収納する商品（日配品、冷蔵食品、冷凍食品等）の種類に応じて冷蔵／冷凍の各温度域で設定されるものである。

これらショーケースＳＣの蒸発器（後述）には店外に設置された冷媒供給機器としての冷凍機Ｒから冷媒が分配供給される。そして、このショーケースＳＣと冷凍機Ｒから成る冷媒回路は店舗Ｍの規模に応じて複数系統設置される。尚、これらショーケースＳＣと冷凍機Ｒの冷媒回路については後に詳述する。

また、店内の天井には更に空調機の室内ユニット２（空調室内ユニット）や店内照明３（これらも店内機器）が取り付けられており、室内ユニット２の利用側熱交換器にはこれも店外に設置された室外機４（空調室外機）から冷媒が供給される。

一方、店舗Ｍのバックヤードにはストック商品や調理済み商品を貯蔵するためのプレハブ冷蔵庫６や業冷庫７、クーリングコイル８、バックヤード照明９が設置されている（バックヤード機器）。尚、図中の１１は店舗Ｍの看板照明であり、１２は店内照明３やバックヤード照明９を制御する照明器具である。

そして、実施例の制御システム１は、店舗Ｍの管理室等に設置されたマスターコントローラ１３と、前記ショーケースＳＣ、冷凍機Ｒ、室内ユニット２、室外機４、プレハブ冷蔵庫６、業冷庫７、クーリングコイル８や、各照明３、９にそれぞれ設けられた端末コントローラ１４から構築される。

この場合、ショーケースＳＣ、冷凍機Ｒ、室内ユニット２、室外機４（空調機関係は空調通信アダプタを介する）、プレハブ冷蔵庫６、業冷庫７、クーリングコイル８の端末コントローラ１４は通信線１６によりマスターコントローラ１３に接続されている。また、各照明３、９の端末コントローラ１４は、通信回線と照明器具１２を介してマスターコントローラ１３に接続され、看板照明１１は接点出力を介してマスターコントローラ１３に接続される。

更に、マスターコントローラ１３には店舗Ｍ全体で消費される消費電力量を計測する電力計測ユニット１７（本発明における消費電力量検出手段を構成する）が接続されており、これによって、マスターコントローラ１３は店舗Ｍで消費される電力量を入手可能とされている。尚、この消費電力量はこの他に、受電設備１８からパルスカウンタ１９を介して入手する機能も備えられている。

マスターコントローラ１３は店舗Ｍに設置されたこれらの機器を集中管理する主制御装置であり、本発明における制御手段、消費電力量検出手段、消費電力量予測手段、冷却機器抽出手段及び除霜手段を主として構成する。この場合、各端末コントローラ１４にはそれぞれチャンネル番号が割り当てられており、それに関するデータはマスターコントローラ１３が保有している。

そして、マスターコントローラ１３では各機器の運転に関する制御データ（ＯＮ／ＯＦＦや調光指令、設定温度や霜取Ｇｒ．、後述する低圧圧力設定値等）を設定可能とされており、これらのデータはチャンネル番号を指定して各機器の端末コントローラ１４に送信される。各機器の端末コントローラ１４はマスターコントローラ１３から送信された制御データに基づいて自らの機器の運転制御を行う。また、各端末コントローラ１４からは当該機器の運転状態に関するデータ（陳列室等の各部の温度や警報情報等）が自らのチャンネル番号を付してマスターコントローラ１３に送信され、これによりマスターコントローラ１３では店舗Ｍに設置されたショーケースＳＣや冷凍機Ｒ他の各機器の運転を集中して制御し、その運転状態を管理することができるように構成されている。

尚、各端末コントローラ１４においても制御データを設定することは可能である。また、図示しないがマスターコントローラ１３はネットワークを介して当該店舗Ｍのセンター（チェーン店舗の場合）や管理会社とデータ通信可能とされており、これによりチェーンのセンターや管理会社においても店舗Ｍの各機器の運転状態を監視することができるように構成されている。

次に、図２はこのマスターコントローラ１３の機能ブロックを示している。マスターコントローラ１３は処理を行うＣＰＵ３１と、各機器の設定データ（設定温度や霜取Ｇｒ．等）を記憶するハードディスクやメモリから成る記憶部３２（記憶手段）と、時限管理を行うためのタイマー３３、設定入力を行うための入力部３４、データを表示するための表示部３６、通信線１６を介して店舗Ｍの各機器の端末コントローラ１４とデータ通信を行うための通信部３７と、通信部３７を介して各機器の制御、データ収集等を行う機器制御部３８と、前記電力計測ユニット１７から店舗Ｍにおける消費電力量を取得する電力量取得部３９から構成されている。

尚、後述するデマンド時限の管理はタイマー３３にて行われ、曜日毎の各デマンド時限における店舗Ｍの消費電力量の履歴に関するデータベースは記憶部３２に構築されることになる。また、各端末コントローラ１４も同様のＣＰＵ、記憶部、機器制御部、通信部、入力部や表示部を備えているものとする。

（１）冷媒回路、ショーケースの温度制御及び冷凍機の低圧圧力制御
次に、図３は同一冷媒配管（同一系統：同一冷媒配管グループ）に接続された前記ショーケースＳＣと冷凍機Ｒの冷媒回路２１を示している。各ショーケースＳＣには下に示すようにそれぞれ膨張弁（減圧手段としての全閉可能な電子膨張弁）２２と、蒸発器２３と、該蒸発器２３に付着した霜を融解除去する霜取を行うための霜取手段としての霜取ヒータ２４が設けられている（一つのショーケースＳＣのみ示す）。

一方、冷凍機Ｒにはコンプレッサ２６（実施例では並列に二台）と、このコンプレッサ２６の吐出側に接続された凝縮器２７等が設置されている。コンプレッサ２６が運転されると、各コンプレッサ２６で圧縮された冷媒は、凝縮器２７に吐出され、そこで空冷（若しくは水冷）されて凝縮液化する。凝縮器２７で凝縮した液冷媒は高圧側冷媒配管２１Ｈに向けて流出する。この高圧側冷媒配管２１Ｈには各ショーケースＳＣの膨張弁２２の入口が並列に接続され、この膨張弁２２の出口には前記蒸発器２３の入口が接続される。そして、各ショーケースＳＣの蒸発器２３の出口は低圧側冷媒配管２１Ｌに並列に接続されており、低圧側冷媒配管２１Ｌは冷凍機Ｒのコンプレッサ２６の吸込側に接続されている。

膨張弁２２で減圧された冷媒は蒸発器２３に流入し、そこで蒸発する。このときの吸熱作用で蒸発器２３は冷却能力を発揮する。この蒸発器２３と熱交換した冷気は図示しない送風機によりショーケースＳＣの陳列室内に循環され、この冷却運転により陳列室内は冷却される。ショーケースＳＣの端末コントローラ１４は陳列室内の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づいて膨張弁２２の弁開度等を制御することにより、陳列室の温度を設定温度に維持する。この蒸発器２３で蒸発した冷媒は低圧側冷媒配管２１Ｌを経て再びコンプレッサ２６に吸い込まれる循環を繰り返す。

ここで、低圧側冷媒配管２１Ｌが接続される冷凍機Ｒのコンプレッサ２６の吸込側には、冷媒回路２１の低圧側の冷媒圧力、即ち、低圧圧力を検出する低圧圧力センサ２８が取り付けられている。そして、冷凍機Ｒの端末コントローラ１４にはマスターコントローラ１３から前述した低圧圧力設定値が送信されており、冷凍機Ｒの端末コントローラ１４は低圧圧力センサ２８が検出する冷媒回路２１の低圧圧力がこの低圧圧力設定値になるようにコンプレッサ２６等を制御する。

即ち、各ショーケースＳＣの負荷が減少して低圧圧力が低圧圧力設定値より低下すると、冷凍機Ｒの端末コントローラ１４はコンプレッサ２６の能力を低下させ、或いは、停止する。そして、ショーケースＳＣの負荷が増大して低圧圧力が上昇すると（所定のディファレンシャルあり）、冷凍機Ｒの端末コントローラ１４はコンプレッサ２６の能力を上昇させ、或いは、再び起動することにより、冷媒回路２１の低圧圧力を低圧圧力設定値に制御する。従って、この低圧圧力設定値が低くなると、コンプレッサ２６の能力低下や停止が遅くなるため、冷凍機Ｒの冷凍能力は増大し、電力消費も増加する。逆に低圧圧力設定値が高くなると、コンプレッサ２６の能力低下や停止は早期に実行されることになるので、冷凍機Ｒの電力消費は低下することになる。

（２）ショーケースの霜取Ｇｒ．制御
また、上述のような冷却運転により、各ショーケースＳＣの蒸発器２３には着霜が成長する。そのため、定期的に膨張弁２２を閉じて蒸発器２３への冷媒流入を停止した状態で電気ヒータ２４を発熱させる霜取運転を実行する。但し、全ショーケースＳＣを一斉に霜取すると消費電力量が異常に上昇してしまうため、各ショーケースＳＣをグループ分けし、それぞれ異なる時点で霜取を行う。

マスターコントローラ１３の記憶部３２には、予めこの霜取Ｇｒ．と霜取のスケジュールが設定されている。図３の冷媒回路２１の下の左二台のショーケースＳＣ（縦型オープンショーケース）が霜取Ｇｒ．１、その右の二台のショーケースＳＣ（縦型オープンショーケース）が霜取Ｇｒ．２、上の二台のショーケースＳＣ（平型オープンショーケース）が霜取Ｇｒ．３に設定されており、前述したチャンネル番号により各ショーケースＳＣの端末コントローラ１４に通知されている。

そして、霜取スケジュールは例えば霜取Ｇｒ．１は１０：３０から霜取運転を開始し、霜取Ｇｒ．２は１２：００から霜取運転を開始し、霜取Ｇｒ．３は１３：３０から霜取運転を開始するよう設定されているものとすると（図６参照）、各Ｇｒ．のショーケースＳＣは設定された時刻に一斉に膨張弁２２を閉じ、電気ヒータ２４を発熱させて蒸発器２３の霜取運転を実行する。この霜取運転は蒸発器２３の温度が所定の霜取終了温度（図示しない蒸発器温度センサで検出する）に上昇した時点で終了する（通常は３０分程で終了）。

その後、短い水切り時間をおいて各ショーケースＳＣは冷却運転に復帰するものであるが、この時点で陳列室の温度は上昇しているので、蒸発器２３に多量の冷媒を供給して設定温度まで急速に冷やしていくことになる。これをプルダウンという。このプルダウンには通常１時間近くかかるが、プルダウンを行うために冷凍機Ｒの電力消費も増大することになる。

（３）デマンド制御
次に、マスターコントローラ１３が実行するデマンド制御について説明する。

（３−１）常時実行するデマンド制御
先ず、図４を用いてマスターコントローラ１３が常時実行しているデマンド制御について説明する。前述した如く店舗Ｍにおける電力基本料金は、デマンド時限（３０分）毎のデマンド値によって決まるため、このデマンド値が契約電力量を超えないように店舗Ｍにおける各機器の電力消費を制御する必要がある。

そのため、マスターコントローラ１３は一日２４時間を３０分のデマンド時限に分け、順番にＴ１（０：００〜０：３０）〜Ｔ４８（２３：３０〜０：００）の時限管理番号を付与する。そして、上記契約電力量より低い所定の上限値を設定し、消費電力量がこの上限値を超えないように各デマンド時限内において図４に示すデマンド制御を実行している。

即ち、マスターコントローラ１３は一つのデマンド時限（３０分）を５分毎に分け、当該デマンド時限の開始（０分）を０ｋＷｈとし、これに電力計測ユニット１７から電力量取得部３９が取得した店舗Ｍの消費電力量を積算していく。そして、例えば５分〜１０分のタイムゾーンＳｔ．１が経過した時点でＣＰＵ３１は、そのときの消費電力量の増加の傾きからその後の電力消費を予測する（図４の最上段の斜め斜線）。

実施例の場合、最上段の斜め斜線は明らかに上限値を超えてしまうので、次の１０分〜１５分のタイムゾーンＳｔ．２でマスターコントローラ１３は照明器具１２を介し、各照明３、９に照度を低下させ、或いは、部分的に消灯する旨の制御データを送信する。これにより、照明３、９における電力消費は低下するので、タイムゾーンＳｔ．２における消費電力量の増加の傾きは緩やかになる。

そして、マスターコントローラ１３はタイムゾーンＳｔ．２が経過した時点で再度電力消費の予測を行う（図４の上から二番目の斜め斜線）。実施例では傾きが緩やかになっているものの、上限値を超えると予測されるので、マスターコントローラ１３は更に空調機の室内ユニット２や室外機４の端末コントローラ１４、及び、ショーケースＳＣの端末コントローラ１４に運転を抑制する旨の制御データを送信する。この場合の制御データは設定温度の上昇やショーケースＳＣの場合には低圧圧力設定値の上昇等である。

実施例ではこの段階でデマンド時限終了時（３０分）の消費電力量が上限値より低くなるので、それ以上のデマンド制御は行わないが、更に超える予測がなされる場合には、プレハブ冷蔵庫１４やその他の機器の電力消費を抑制する制御を以後のタイムゾーンで実行する。また、全てのデマンド制御を行っても上限値を超える予測がなされる場合には、警報を行う。このようにしてマスターコントローラ１３は常時店舗Ｍにおける消費電力量が契約電力量を超えないように制御するものであるが、前述したショーケースＳＣのプルダウン中に係るデマンド制御が実行されると、プルダウンに要する時間が長くなり、陳列室内の商品が劣化してしまう危険性がある。そこで、本発明ではマスターコントローラ１３が次に説明する霜取時のデマンド制御を実行する。

（３−２）霜取時のデマンド制御
次に、図５〜図７を参照して係る霜取時のデマンド制御について説明する。図５は霜取時のデマンド制御のフローチャート、図６は各デマンド時限におけるデマンド値、図７はタイミングチャートを示している。前述した如くマスターコントローラ１３は、一日２４時間を４８個のデマンド時限（３０分）に分け、それぞれにＴ１（０：００〜０：３０）〜Ｔ４８（２３：３０〜０：００）の時限管理番号を付与している。そして、一週間の曜日別に各デマンド時限におけるデマンド値（積算した消費電力量の最大値：Ｔ１消費電力〜Ｔ４８消費電力）を履歴として記憶部３２内のデータベースに記録し、これを毎日更新している。これにより、季節変動にも動的に追従できるようになる。

曜日別にデータベースを構築する理由は、店舗Ｍにおける顧客数や販売形態が曜日毎に異なってくる傾向があり、それらの要因で電力消費も変化するからである。そして、例えば一日の最初（デマンド時限Ｔ１が開始する０：００）にＣＰＵ３１は先週の同一曜日の各デマンド値（Ｔ１消費電力〜Ｔ４８消費電力）を読み出し、その日の消費電力量の予測を行う。

この予測は、データベースに記録された同一曜日、同一デマンド時限のデマンド値をそのまま用いても良く、例えば季節の変化等の店舗Ｍの環境条件を加味して実行しても良い。例えば、一週間経過しても同一デマンド時限における外気温度の変化が小さい環境条件が安定している春や秋、真夏や真冬には、今週のデマンド値も先週のデマンド値と同様になると予測する。一方、冬から春、春から夏の変わり目の季節には、一週間で外気温度も上昇して先週のデマンド値よりも今週のデマンド値は増加すると考えられるので、先週よりも所定比率で高めになると予測する。逆に、夏から秋、秋から冬の変わり目の季節には低めに予測することになる。尚、実施例のような先週のデマンド値の履歴によらず、例えば、一年間のカレンダーに応じた履歴を構築しておいて、同一日時のデマンド値から予測するようにしても良い。また、種々の環境条件に対する各デマンド時限におけるデマンド値を予め実験により計測しておき、当日の環境条件のみから各デマンド時限におけるデマンド値を予測することも可能である。

また、マスターコントローラ１３のＣＰＵ３１は、各デマンド値のなかで前記上限値の例えば９０％以上の大きさになると予測されるデマンド値のデマンド時限が存在するか否か判断し、存在する場合には消費電力量が上限値を超える可能性があるデマンド時限であるピーク時限として抽出する。実施例ではＣＰＵ３１はピーク時限１とピーク時限２の二つのピーク時限を抽出し、超える可能性が高い方（予測したデマンド値が最大）のピーク時限をピーク時限１、その次に超える可能性が高い（予測したデマンド値が次に大きい）ピーク時限をピーク時限２とする（図５のステップＳ１）。

そして、予測に用いる前記曜日毎のデータベースとは別に、当該曜日とこれら抽出したピーク時限１、ピーク時限２、及び、予測した各デマンド時限毎の消費電力（Ｔ１消費電力〜Ｔ４８消費電力）の管理マトリクスを記憶部３２に登録する。但し、ピーク時限２については、ピーク時限１と隣接したピーク時限を除く。即ち、ピーク時限１の前と後に例えば２時間以上の時間間隔がある時間帯のなかで、最も予測デマンド値が大きいピーク時限をピーク時限２として抽出する。その理由は、前述した如く霜取に３０分、その後のプルダウンに１時間を要するとした場合、前後この１時間３０分（霜取時間＋プルダウン時間）内で後述する冷却能力増大制御を実行した場合、一方のピーク時限の冷却能力増大制御やプルダウンと重なり、却って消費電力量の上限値越えを助長してしまう危険性があるからである。実施例では更に３０分の余裕をみて前後２時間の時間間隔としている。

図６の左側のグラフがその予測した各デマンド時限におけるデマンド値であるものとする。この図ではＴ２６（１２：３０〜１３：００）のデマンド時限がピーク時限１として抽出されている。Ｔ２９（１４：００〜１４：３０）Ｔ２３（１１：００〜１１：３０）のデマンド時限（霜取Ｇｒ．３と霜取Ｇｒ．１がプルダウンをしている時間帯）にもデマンド値が高くなっているが、前述したようにピーク時限１から２時間離れていないので、ピーク時限２としては抽出されていない。但し、霜取Ｇｒ．３及び霜取Ｇｒ．１の霜取スケジュールが霜取Ｇｒ．２のスケジュールより前記時間間隔以上離れていればピーク時限２として抽出されることになる。尚、上記ではピーク時限２まで抽出することとしているが、更に多くのピーク時限（ピーク時限３やピーク時限４等）を抽出するようにしてもよい。但し、前記時間間隔の条件は、ピーク時限１及び２に対して、及び、相互の間でも同様に働くものとする。

次に、ＣＰＵ３１は図５のステップＳ２でピーク時限１（Ｔ２６：１２：３０〜１３：００）の直前のデマンド時限Ｔ２５（１２：００〜１２：３０）に霜取が開始される霜取Ｇｒ．を抽出する。実施例では霜取Ｇｒ．２が抽出される。そして、当該霜取Ｇｒ．２の全てのショーケースＳＣのチャンネル番号を抽出する。１２：００から霜取を行う霜取Ｇｒ．２は、１２：３０からのピーク時限１に霜取後のプルダウンを実行する霜取Ｇｒ．であり、この霜取Ｇｒ．２のプルダウンがピーク時限におけるデマンド値を上昇させる原因の一つとなっていたものと推定することができる。

次に、ステップＳ３で当該霜取Ｇｒ．２のショーケースＳＣのチャンネル番号が属する同一配管グループを抽出し、当該同一配管グループに属するショーケースＳＣのうち、前記霜取Ｇｒ．２のショーケースＳＣのチャンネル番号以外のショーケースＳＣのチャンネル番号を抽出する。そして、ＣＰＵ３１は抽出したチャンネル番号のショーケースＳＣの端末コントローラ１４に対して、ピーク時限１の所定時間前、実施例では１時間前の１１：３０に「省エネ温調温度を−１」とする旨の制御データを送信する。この制御データを受信したショーケースＳＣ、実施例では図３の霜取Ｇｒ．１と霜取Ｇｒ．３のショーケースＳＣは、設定温度を１ｄｅｇ下げる。

これにより、図７に示すように霜取Ｇｒ．２と同一冷媒配管グループの霜取Ｇｒ．１及び霜取Ｇｒ．３のショーケースＳＣの陳列室は冷やし込みされることになる。これが本発明における冷却能力増大制御である。そのため、冷凍機Ｒの電力消費は若干上昇し、店舗Ｍの消費電力量も若干上昇する。そして、１２：００に予定通り霜取Ｇｒ．２のショーケースＳＣにおいて霜取が開始され、３０分程後に終了し、その後プルダウンに入るが、１２：３０から始まるピーク時限１になるときにＣＰＵ３１は上記のように「省エネ温調温度を−１」とした霜取Ｇｒ．１と霜取Ｇｒ．３の各ショーケースＳＣの端末コントローラ１４に対して、今度は「省エネ温調温度を０」とする旨の制御データを送信する（図５のステップＳ４）。この制御データを受信した霜取Ｇｒ．１と霜取Ｇｒ．３のショーケースＳＣは、設定温度を元に戻すので、これにより冷却能力増大制御は停止する。

ここで、霜取Ｇｒ．２がプルダウンを実行するピーク時限１では、係る霜取Ｇｒ．１及び霜取Ｇｒ．３の冷やし込みを行わなかった場合、図７に破線で示すようにピーク時限１における消費電力量が極めて高くなる。しかしながら、本発明のようにピーク時限１の１時間前から霜取Ｇｒ．２以外の霜取Ｇｒ．１及び霜取Ｇｒ．３のショーケースＳＣの陳列室の冷やし込みを行っておき、ピーク時限１では設定温度を元に戻せば、霜取Ｇｒ．２のショーケースＳＣがプルダウンを行うピーク時限１に、同一冷媒配管グループのそれ以外のショーケースＳＣが必要とする冷媒供給量は少なくなる。そのため、冷凍機Ｒが供給しなければならない冷媒量の増加度合いは少なくなり、消費電力量の増加も図７に実線で示すように破線の場合にも低く抑えることができるようになる。

更に、マスターコントローラ１３のＣＰＵ３１は冷凍機Ｒの端末コントローラ１４に対して、低圧圧力設定値を上げる旨の制御データを送信する。冷凍機Ｒはこれを受けて低圧圧力設定値を上昇させるので、前述した如く冷凍機Ｒの電力消費は更に低下することになり、ピーク時限１における店舗Ｍの消費電力量の増加を著しく低く抑えることが可能となる。これらにより、霜取Ｇｒ．２のショーケースＳＣのプルダウンを迅速に実行しながら、消費電力量が上限値を超えてしまう不都合を解消することができるようになる。

図６の左側に係る霜取時のデマンド制御を実行した場合の各デマンド時限におけるデマンド値を示している。上述したようにピーク時限１（１２：３０〜１３：００）のデマンド値は抑制され、ピークは上限値よりも大きく低下している。但し、その前のデマンド時限では増えているが、これは冷却能力増大制御によるものであり、上限値は問題無くクリアしている。尚、マスターコントローラ１３のＣＰＵ３１はピーク時限１が経過した場合、低圧圧力設定値を元に戻すように冷凍機Ｒに制御データを送信する（図５のステップＳ５）。

以上詳述した如く、本発明ではマスターコントローラ１３が、ピーク時限を抽出し、更に、このピーク時限にプルダウンを行う霜取Ｇｒ．を抽出して、ピーク時限１より前の時点から、抽出した霜取Ｇｒ．のショーケースＳＣ以外のショーケースＳＣの冷却能力を増大させる冷却能力増大制御を実行すると共に、ピーク時限１においては当該冷却能力増大制御を停止するようにしたので、ショーケースＳＣの霜取後のプルダウンを行う以前に、同じ冷凍機Ｒから冷媒が供給される他のショーケースＳＣの冷却能力を増大させて予め冷やし込んでおき、ショーケースＳＣのプルダウン中における当該他のショーケースＳＣの冷却に要する冷凍機Ｒの電力消費を削減して消費電力量のピークを抑制することが可能となる。

これにより、ショーケースＳＣの霜取後のプルダウンを迅速に実行しながら、予測したピーク時限１において店舗Ｍの消費電力量が上限値を超えてしまう不都合を効果的に解消することができるようになる。この場合、他のショーケースＳＣの冷却能力増大制御によりピーク時限１の前の時点における電力消費は増えることになるが、この制御はショーケースＳＣのプルダウンが消費電力量の上限値越えの原因になるときのみ実行されるので、不必要な消費電力量の増大も防止することができる。

また、マスターコントローラ１３は、ピーク時限１においては低圧圧力設定値を上昇させるので、ピーク時限１における冷凍機Ｒの電力消費を更に低減し、消費電力のピークを一層抑制することができるようになる。

この場合、マスターコントローラ１３はピーク時限１の直前のデマンド時限に霜取を実行する霜取Ｇｒ．２を抽出するようにしているので、ピーク時限１に霜取後のプルダウンを実行するショーケースＳＣを容易、且つ、的確に抽出することが可能となる。

また、マスターコントローラ１３はピーク時限１の直前のデマンド時限より前の１時間前から冷却能力増大制御を実行するので、冷やし込みを十分に行ってピーク時限１における冷凍機Ｒの電力消費を一層効果的に低減することが可能となる。

更に、マスターコントローラ１３は電力計測ユニット１７により検出されたデマンド時限毎の消費電力量の履歴が曜日別に登録されたデータベースに基づいて、ピーク時限を抽出するので、曜日によって異なる店舗Ｍの過去の電力消費の傾向を踏まえた的確なピーク時限の抽出を実現することが可能となる。

更にまた、マスターコントローラ１３は消費電力量が上限値を超える可能性が最も高いデマンド時限をピーク時限１として抽出すると共に、当該ピーク時限１の次に可能性が高いデマンド時限との間に、少なくともショーケースＳＣの霜取とその後のプルダウンに要する時間より大きい時間間隔（２時間）がある場合、当該次に可能性が高いデマンド時限もピーク時限２として抽出するようにしているので、冷却能力増大制御そのものが他のピーク時限における消費電力量の上限値越えを促す原因となってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。一方で、複数のピーク時限１、２を抽出することが可能となるので、消費電力量が極大化するデマンド時限が一日に何度も発生する場合にも対応することができるようになる。

尚、実施例では冷却機器と冷媒供給機器として店舗に設置されたショーケースと冷凍機を取り上げたが、それに限らず、施設に設置されて被冷却空間を冷却する複数の冷却機器に冷媒供給機器から冷媒を分配供給する種々の冷設機器に適用可能である。また、実施例で示した数値は、それに限られるものでは無く、適用する施設の機器に応じて適宜変更可能である。

１ 制御システム
１３ マスターコントローラ（制御手段）
１４ 端末コントローラ
２３ 蒸発器
２４ 電気ヒータ
２６ コンプレッサ
Ｒ 冷凍機（冷媒供給機器）
ＳＣ ショーケース（冷却機器）

Claims (6)

1. 複数の冷却機器と、各冷却機器に冷媒を供給する冷媒供給機器と、これらの機器を制御する制御手段とを備えた制御システムにおいて、
   前記各機器が設置された施設の消費電力量を検出する消費電力量検出手段と、
   前記各冷却機器の霜取を行う霜取手段と、
   前記消費電力量が所定の上限値を超える可能性があるデマンド時限が発生するか否かを予測し、可能性がある前記デマンド時限をピーク時限として抽出する消費電力量予測手段と、
   前記ピーク時限に前記霜取手段による霜取後のプルダウンを実行する前記冷却機器が存在する場合、当該冷却機器を抽出する冷却機器抽出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ピーク時限より前の時点から、前記冷却機器抽出手段が抽出した前記冷却機器以外の冷却機器の冷却能力を増大させる冷却能力増大制御を実行すると共に、前記ピーク時限においては当該冷却能力増大制御を停止することを特徴とする制御システム。
2. 前記制御手段は、所定の低圧圧力設定値に基づいて前記冷媒供給機器の運転を制御すると共に、前記ピーク時限においては前記低圧圧力設定値を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記消費電力量予測手段は、前記ピーク時限の直前の前記デマンド時限に前記霜取手段による霜取を実行する前記冷却機器を抽出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御システム。
4. 前記制御手段は、前記ピーク時限の直前の前記デマンド時限より前の時点から前記冷却能力増大制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記消費電力量予測手段は、前記消費電力量検出手段が検出した前記デマンド時限毎の前記消費電力量の履歴が曜日別に登録されたデータベースに基づき、前記ピーク時限を抽出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の制御システム。
6. 前記消費電力量予測手段は、前記消費電力量が前記上限値を超える可能性が最も高いデマンド時限をピーク時限として抽出すると共に、
   当該ピーク時限について予測された前記消費電力量より低いが、前記上限値を超える可能性が高い前記消費電力量になると予測された一つ若しくは複数の前記デマンド時限との間に、少なくとも前記冷却機器の霜取とその後のプルダウンに要する時間より大きい時間間隔がある場合、当該デマンド時限も前記ピーク時限として抽出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の制御システム。

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