JP5951270B2 - 空気調和機の消費電力量管理制御システム、サーバ装置、クライアント装置及び空気調和機の消費電力量管理制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の消費電力量管理制御システム、サーバ装置、クライアント装置及び空気調和機の消費電力量管理制御方法に関するものである。

ビル用パッケージエアコン（空気調和機）は、１台の室外機と１０台程度の室内機で一つの冷媒系統が構成される。典型的な１棟のビルには、複数の冷媒系統が分散して配置されており、数十台程度の室外機が例えば屋上に設置され、数百台程度の室内機が例えば室内の天井内部に設置されている。一方、室外機及び室内機には、それぞれマイクロコンピュータが内蔵されており、ビル内にはセンサーデータ、冷媒制御データ及び監視メッセージを通信するための制御ネットワークが構成される。制御ネットワークは、室外機の近いもの同士又は室内機の近いもの同士で渡り配線されることによって、複数の冷媒系統が統合されて１系統の通信ラインを構成している。

この制御ネットワークを用いて、１台の監視装置で１棟のビルに設置された複数系統の空気調和機を管理する集中管理システムがある。例えば特許文献１には、一又は複数の空気調和装置を集中的に温度制御して、各空気調和装置の運転を最適化する技術が開示されている。また、特許文献２には、各空調機の制御定数を変更して、ビルの居住空間の快適性をできるだけ損なわずに、ビルの総エネルギー使用量を抑える技術が開示されている。さらに、関連する技術として、特許文献３では、機場に設けられたプラントを遠隔地にある遠隔管理装置で管理する場合、一つの機場だけでなく、複数の機場の管理を総括した統合的な維持管理を行う技術が開示されている。

特開平１１−２８７４９５号公報 特開平７−３０３２８８号公報 特開２０１１−６００８４号公報

空気調和機の集中管理システムには、消費電力量の室内機ごとの按分及び記録といった機能を有するものがある。ところで、空気調和機が消費する電力量は、天気や時刻、各室の使用用途などによって時々刻々変化することから、きめ細かく空気調和機ごとの消費電力量を管理制御することが望ましい。しかしながら、複数棟のビルではなく１棟のビルの場合でも、数十台程度の室外機と数百台程度の室内機を管理対象とする必要があり、管理者が逐次判断して消費電力を抑えたり、快適性を優先させて通常運転させたりするといった管理制御を行うことは困難である。

また、複数棟のビルを一括管理することで、運用費や人件費などを抑制することができることから、複数のビルに設置された多数の空気調和機による消費電力量を容易に管理制御できる集中管理システムが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、設置台数に関わらず、消費電力量を確実に管理でき、消費電力量の管理精度を向上させることが可能な空気調和機の消費電力量管理制御システム、サーバ装置、クライアント装置及び空気調和機の消費電力量管理制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気調和機の消費電力量管理制御システム、サーバ装置、クライアント装置及び空気調和機の消費電力量管理制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る空気調和機の消費電力量管理制御システムは、１又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記室外機の消費電力量を管理し前記室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムであって、前記サーバ装置は、前記室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部と、前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部と、前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部とを備え、前記クライアント装置は、前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部と、測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で前記サーバ装置へ送信するクライアント送信部とを備え、前記サーバ装置は、測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部と、前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部と、前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部とを更に備え、前記クライアント装置は、前記瞬時電力値制御量を受信するクライアント受信部と、前記瞬時電力値制御量に基づいて前記室外機の運転を制御する運転制御部を更に備える。

この発明によれば、サーバ装置にて、所定期間における計画消費電力量に基づいて、管理周期で目標消費電力量が算出され、目標消費電力量に基づいて、制御周期で室外機ごとの目標瞬時電力値が算出されており、クライアント装置にて、室外機の実際の実瞬時電力値が測定される。そして、サーバ装置にて、目標瞬時電力値と実瞬時電力値に基づいて、制御周期で室外機ごとの瞬時電力値制御量が算出され、室外機の運転は、サーバ装置から受信した瞬時電力値制御量に基づいて制御される。ここで、所定期間は、例えば１年、１か月又は１日などの期間であり、管理周期は所定期間よりも短く、例えば３０分であり、制御周期は管理周期よりも短く、例えば１分である。

したがって、各室外機について、管理周期（例えば３０分）単位で目標消費電力量が決定されることから、複数の室外機の消費電力量の管理は、１日といったオーダーで管理する場合に比べて、細かく行われる。その結果、より精度良く全体の計画消費電力量を達成することができる。また、制御周期（例えば１分）単位の瞬時電力値制御量に基づいて、室外機の運転が制御されることから、正確に室外機の消費電力量が制御される。さらに、サーバ装置からクライアント装置を介して直接各室外機の運転が制御されるため、より効率的に消費電力量を抑制できる。

上記発明において、前記クライアント装置の前記クライアント送信部は、前記空気調和機の室内機における負荷や使用方法によって決定される前記室内機ごとの空調優先度を前記サーバ装置へ送信し、前記サーバ装置の前記目標瞬時電力値算出部は、前記空調優先度と、前記目標消費電力量とに基づいて、前記制御周期単位の前記室外機ごとの前記目標瞬時電力値を算出してもよい。

この発明によれば、目標消費電力量に加えて、室内機ごとの空調優先度に基づいて、制御周期で室外機ごとの目標瞬時電力値が算出され、室外機の運転は、サーバ装置で算出された瞬時電力値制御量に基づいて制御される。すなわち、室外機ごとの目標瞬時電力値には、室内機ごとの空調優先度が反映されている。そのため、各室内機は、空調優先度に応じた正確な運転をすることができ、その結果、精度良く消費電力量を個々に制御（ローカル制御）できる。

また、本発明に係るサーバ装置は、１又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記室外機の消費電力量を管理し前記室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムのサーバ装置であって、前記室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部と、前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部と、前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部と、前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部、及び測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で前記サーバ装置へ送信するクライアント送信部を備えるクライアント装置から、測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部と、前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部と、前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部とを備える。

また、本発明に係るクライアント装置は、１又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記室外機の消費電力量を管理し前記室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムのクライアント装置であって、前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部と、前記室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部と、前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部、及び前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部を備えるサーバ装置へ、測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で送信するクライアント送信部と、測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部、前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部、及び前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部を更に備えるサーバ装置から、前記瞬時電力値制御量を受信するクライアント受信部と、前記瞬時電力値制御量に基づいて前記室外機の運転を制御する運転制御部とを備える。

また、本発明に係る空気調和機の消費電力量管理制御方法は、１又は複数の建物に設置された複数の室外機を備える空気調和機の消費電力量管理制御方法であって、前記室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出するステップと、前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出するステップと、前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定するステップと、前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出するステップと、前記瞬時電力値制御量に基づいて前記室外機の運転を制御するステップとを備える。

本発明によれば、設置台数に関わらず、消費電力量を確実に管理でき、消費電力量の管理精度を向上させることができる。また、複数の建物を対象とする消費電力量の管理制御を一括して行うことができ、個別に建物を管理する場合に比べてコストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る消費電力量管理制御システムを示す全体構成図である。 同実施形態に係る消費電力量管理制御システムを示すブロック図である。 同実施形態に係る消費電力量管理制御の動作を示すフローチャートである。

まず、本発明の一実施形態に係る消費電力量管理制御システム１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
空調設備４は、図１に示すように、ビル用パッケージエアコン型空調設備であり、複数の空気調和機６と、複数の空気調和機６を制御するＥＭＧ（Energy Managementrol Gateway）５を備えている。空気調和機６は、ビル用パッケージエアコンであり、１台の室外機７と複数台の室内機８を備える。室外機７と室内機８は、冷媒配管９を介して接続される。なお、図１に示される室外機７と室内機８の数は一例であり、各室外機７に接続される室内機８の台数は各々異なっていてもよい。

空気調和機６は、１台の室外機７と、例えば１０台程度の室内機８で一つの冷媒系統が構成される。本実施形態に係る空調設備４は、一例として、ビル１０に設けられている例を示す。ビル１０には、複数の冷媒系統が分散して配置されており、十数台から数十台程度の室外機７が屋上等に設置され、数十台から数百台の室内機８が各階の天井内部などに設置されている。

各室外機７及び各室内機８は、それぞれマイクロコンピュータなどのコントローラ（制御部）を内蔵しており、室外機７、室内機８、及びＥＭＧ５との間で制御指令値等を通信するための空調制御ネットワーク１８が構成されている。なお、この空調制御ネットワーク１８で用いる通信規格としては、一般に空気調和機メーカごとの独自の専用通信プロトコルが用いられている。

ＥＭＧ５は、ゲートウェイコントローラと集中監視端末から構成され、プロトコル変換機能のみならず監視制御機能を果たす。

次に、本実施形態に係る消費電力量管理制御システム１について、図２を参照して説明する。
消費電力量管理制御システム１は、管理センターに設置されたＣＡＭＳ（Cloud Air-Conditioning Managementrol System）２と、各ビル１０に設けられた空調設備４などからなる。空調設備４は、上述したとおり、複数の空気調和機６と、空気調和機６を監視及び制御するＥＭＧ５を備える。

ＣＡＭＳ２が設置される管理センターは、ビル１０からは遠隔の場所であり、例えば空気調和機メーカや、メーカから委託を受けたデータセンター専門会社などである。ＣＡＭＳ２は、大容量のデータを容易に処理でき、アプリケーションの迅速な立ち上げや実行が可能なクラウドコンピューティングを実現できるコンピュータ群である。ＣＡＭＳ２で実行されるアプリケーションは、例えばＳａａＳ（Software as a Service）サービスを提供する。ＣＡＭＳ２と多数のＥＭＧ５は、例えばインターネットなどのネットワーク３を介して接続される。

一つのＥＭＧ５が監視する空気調和機６は、１棟のビル１０に設置された空気調和機６でもよいし、複数棟のビル１０に設置された空気調和機６でもよい。また、一つのＣＡＭＳ２は、１台のＥＭＧ５との間のデータ送受信や１台のＥＭＧ５に関するデータ処理だけでなく、複数台のＥＭＧ５との間のデータ送受信や複数台のＥＭＧ５に関するデータ処理を行うことができる。

このように、クラウドコンピューティングを実現できるＣＡＭＳ２を用いることで、ビルごとの管理に限定されず、複数のビルを１群として容易に管理することができる。すなわち、ビルごとの管理者やオペレータが不要になり、運用費や人件費などのコストを削減できる。本実施形態の消費電力量管理制御システム１は、例えば複数のビルを管理する管理会社などが採用するのに適したシステムである。

ＣＡＭＳ２は、図２に示すように、例えば記憶部１１と、制御部１２と、通信部１３などからなる。
ＣＡＭＳ２の記憶部１１は、計画消費電力量W^*（単位は例えばkWh）を保持している。計画消費電力量Wy^*、Wm^*、Wd^*はそれぞれ、複数の空気調和機６が１年単位、１か月単位、１日単位で消費することが許容される計画電力量である。
複数の空気調和機６とは、ＥＭＧ５が監視対象とする１棟又は複数棟のビル１０全体に設けられている空気調和機６である。

制御部１２は、目標消費電力量算出部１４と、目標瞬時電力値算出部１５と、瞬時電力値制御量算出部１６等を備える。
目標消費電力量算出部１４は、計画消費電力量Wy^*、Wm^*、Wd^*に基づいて、管理周期tm単位の目標消費電力量Wtm^*を算出する。管理周期tmは、計画消費電力量W^*の基準とした所定期間（１年単位、１か月単位、１日単位）よりも短い期間であり、例えば３０分である。本実施形態に係る管理周期tmについては、管理制御（Managementrol）の説明と共に後述する。

目標瞬時電力値算出部１５は、目標消費電力量算出部１４で算出された目標消費電力量Wtm^*に基づいて、制御周期単位の室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）ごとの目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…（単位は例えばkW）を算出する。制御周期tcは、管理周期tmよりも短い期間であり、例えば１分である。目標瞬時電力値算出部１５は、目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…に加えて、室内機８の空調優先度に基づいて、目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…を算出してもよい。なお、室内機８の空調優先度については、後述する。

瞬時電力値制御量算出部１６は、目標瞬時電力値算出部１６で算出された目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…と、ＥＭＧ５で測定されてＣＡＭＳ２が受信した実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…に基づいて、制御周期tc単位の瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…を算出する。

通信部１３は、データの送受信機能を備える。通信部１３は、ネットワーク３を介して、１棟又は複数棟のビル１０全体に設けられた複数の空気調和機６における実際の実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…をＥＭＧ５から受信する。また、通信部１３は、ＥＭＧ５から空調優先度を受信する。更に、通信部１３は、瞬時電力値制御量算出部１６で算出された瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…を電力抑制指令としてＥＭＧ５へ送信する。

ＥＭＧ５は、通信部２１と、制御部２２などを備える。
通信部２１は、データの送受信機能を備える。通信部２１は、ネットワーク３を介して、複数の空気調和機６における実際の実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…をＣＡＭＳ２に制御周期（例えば１分間隔）で送信する。また、通信部２１は、空調優先度をＣＡＭＳ２へ送信する。空調優先度の送信間隔は、管理周期でも制御周期でもよい。更に、通信部２１は、瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づく電力抑制指令をＣＡＭＳ２から受信し、電力抑制指令を室外機７へ送信する。

制御部２２は、実瞬時電力値測定部２３と、運転制御部２４とを備える。
実瞬時電力値測定部２３は、室外機７における実際の実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…を測定する。
運転制御部２４は、ＣＡＭＳ２から受信した瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づく電力抑制指令によって室外機７の運転を制御する。例えば、運転制御部２４は、室外機７における電動圧縮機が発生する圧力を変更するような運転制御指令を生成し、室外機７へ運転制御指令を送信する。

空気調和機６は、上述したとおり、室外機７と室内機８を備える。室外機７は、通信部２５と、制御部２６などからなる。
通信部２５は、ＥＭＧ５から運転制御指令を受信する。制御部２６は、ＥＭＧ５から受信した運転制御指令に基づいて、室外機７の運転を制御する。

次に、本実施形態に係る消費電力量管理制御システム１の動作を図３を用いて説明する。
消費電力量管理制御システム１は、クラウドコンピューティングを実現するＣＡＭＳ２を用いて、空気調和機群の瞬時電力値について、数分ごと（例えば１分ごと）にフィードバック制御をかけ、準リアルタイムで（例えば３０分ごとに）空気調和機群の消費電力量を目標消費電力量以下に抑える管理制御（Managementrol）を行う。なお、空気調和機群とは、ＥＭＧ５が監視対象とする１又は複数のビル１０に設置された複数の空気調和機６である。

管理制御（Managementrol）とは、一般的な制御周期（例えば秒単位）よりも長く、一般的な管理における周期（例えば日単位や週単位など）よりも短い周期で制御することである。管理制御（Managementrol）による周期（以下「管理周期」という。）は、例えば本実施形態では３０分単位である。管理制御（Managementrol）は、本実施形態のような空気調和機の消費電力制御に適している。すなわち、空気調和機が提供する空調の快適さは、秒単位で大きく変化するものではなく、３０分ごとといった頻度で管理していれば、極端な悪影響などが生じるものではない。一般的な制御周期（例えば秒単位）で消費電力量を把握し制御しようとすると、かえってデータ量が膨大になり、送受信や処理に負荷がかかるという欠点がある。反対に、従来の１日単位といった周期で消費電力量を管理しようとすると、消費電力量は天気や時刻、各室の使用用途などによって時々刻々変化することから、１日単位の目標消費電力量と実際の消費電力量が大きく乖離する可能性もある。一方、管理制御（Managementrol）による管理周期によれば、データ量の負荷を抑えつつ、空調の快適さの変化に応じた間隔で消費電力量を管理できる。

ＥＭＧ５は、各室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）の実際の瞬時電力値を測定している（ステップＳ２１）。そして、各室外機７において測定された瞬時電力値は、制御周期で実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…としてＥＭＧ５を介してＣＡＭＳ２に送信される（ステップＳ２２）。ここで制御周期とは、例えば１分である。

ＣＡＭＳ２は、年間、月間又は日間計画を実現するため、予め対象としている１又は複数のビル全体における空気調和群の１年ごとの計画消費電力量Wy^*、１か月ごとの計画消費電力量Wm^*又は１日ごとの計画消費電力量Wd^*を保持している。ＣＡＭＳ２は、これらの計画消費電力量Wy^*、Wm^*、Wd^*のうち少なくとも一つを用いて、管理周期tmごと（例えば３０分ごと）の目標消費電力量Wtm^*を算出する（ステップＳ１１）。目標消費電力量Wtm^*は、各ビルに設置されている室外機７全ての合計目標値である。目標消費電力量Wtm^*は、13:00〜13:30までの時間帯がA[kWh]、13:30〜14:00までの時間帯がB[kWh]、…のように算出される。

そして、ＣＡＭＳ２は、各時間帯の目標消費電力量Wtm^*を各室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）に分割して、室外機７それぞれに管理周期ごとの目標消費電力量Wtma^*、Wtmb^*、Wtmc^*…を割り付ける（ステップＳ１２）。なお、Wtm^*＝Wtma^*＋Wtmb^*＋Wtmc^*＋…の関係がある。これにより、ＣＡＭＳ２が管理対象としているビル全体の室外機７がＮ台ある場合、Ｎ台それぞれの管理周期ごとの目標消費電力量が決定される。

さらに、ＣＡＭＳ２は、目標消費電力量Wtma^*、Wtmb^*、Wtmc^*…に基づいて、各室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）について、制御周期tcごと（例えば１分ごと）の目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…を算出する（ステップＳ１３）。目標消費電力量Wtma^*、Wtmb^*、Wtmc^*…と、目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…の関係は、管理周期tmが３０分であり、制御周期tcが１分である場合、目標消費電力量Wtma^*の例で示すと下式のとおりである。

このとき、室内機８の空調優先度に基づいて、各室外機７について制御周期tcごと（例えば１分ごと）の目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…を算出してもよい。例えば空調優先度が高い室外機７の目標瞬時電力値は、他の室外機７よりも大きくなるように算出される。

また、ＣＡＭＳ２は、ＥＭＧ５を介して、各室外機７の実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…を受信している（ステップＳ１４）。そして、ＣＡＭＳ２は、目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…と、実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…に基づいて、制御周期単位の瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…を算出する（ステップＳ１５）。

ＣＡＭＳ２は、算出した室外機７ごとの制御周期単位の瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づいて電力抑制指令を作成し、作成した電力抑制指令をＥＭＧ５へ送信する（ステップＳ１６）。そして、ＥＭＧ５は、瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づく電力抑制指令を受信し（ステップＳ２３）、受信した電力抑制指令に基づいて運転制御指令を生成する。その後、ＥＭＧ５は、生成された電力抑制指令を各室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）へ送信する。これにより、ＥＭＧ５は、瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づいて室外機７の運転を制御できる（ステップＳ２４）。

各室外機７はそれぞれ、受信した制御周期単位の瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づく運転制御指令によって、室外機７の運転を制御し、瞬時電力を変化させる。これにより、各室外機７は、実瞬時電力値Ptca、Ptcb、Ptcc…が目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…を超えないように電力を抑制した運転を行うことになる。

空気調和機６において、電力を抑制するには、室外機７の運転を制御すると効果的である。すなわち、室内機８で電力を抑制できる主な要素は送風機であるが、室外機７は、送風機だけでなく電動圧縮機を備えており、電動圧縮機の運転を制御することによって電力を効率的に抑制できる。電力を抑制するための電動圧縮機の運転制御としては、例えば目標圧力を変更する方法がある。例えば冷房時には低圧側圧力を上昇させて蒸発温度を上昇させ、暖房時には高圧側圧力を低下させて凝縮温度を低下させる。

次に、室内機８の空調優先度について説明する。室内機８の空調優先度は、例えば下記の情報に基づいて、決定又は変更される。
（１）運転状態に基づく空調優先度は、運転中の室内機８のほうが停止中の室内機８よりも高くなるように決定又は変更され、サーモＯＮ状態の室内機８のほうがサーモＯＦＦ状態の室内機８よりも高くなるように決定又は変更される。（２）空調優先度は、負荷計算条件を利用して算出される室内の状況に応じて、高低が決定される。負荷計算条件によれば、方角、階、ペリメータ側若しくはインテリア側等の部屋の位置、窓の有無や大きさなど、又は換気の有無などによって室内の状況が変化する。

（３）空調優先度は、空調負荷の大小に応じて、高低が決定又は変更される。空調負荷の大小は、例えば目標設定温度と室内実温度との差、サーモＯＮ状態とＯＦＦ状態の時間割合、快適性の指標（不快指数やＰＭＶなど）、又は日射センサ、人感センサ若しくは湿度センサなどからの信号によって判断される。（４）空調優先度は、ユーザの要望によっても決定又は変更される。例えば、部屋用途やタイマー管理などに応じて空調優先度が決定又は変更される。

以上、本実施形態によれば、空気調和機６の設置台数に関わらず、消費電力量を確実に管理でき、消費電力量の管理精度を向上させることができる。また、広域又は複数棟のビル１０を対象とする消費電力量の管理制御を一括して行うことができ、個々のビル１０の管理オペレータを省略できるなど、個別にビル１０を管理する場合に比べて運用費や人件費といったコストを低減することができる。

具体的には、各室外機７（室外機ａ、ｂ、ｃ…）について、管理周期（例えば３０分）単位で目標消費電力量Wtma^*、Wtmb^*、Wtmc^*…が決定されることから、複数の室外機７の消費電力量の管理は、１日といったオーダーで管理する場合に比べて、細かく行われる。その結果、より精度良く全体の計画消費電力量Wy^*、Wm^*、Wd^*を達成することができる。また、制御周期（例えば１分）単位の瞬時電力値制御量Ptca'、Ptcb'、Ptcc'…に基づいて、室外機７の運転が制御されることから、正確に室外機７の消費電力量が制御される。さらに、ＣＡＭＳ２からＥＭＧ５を介して直接各室外機７の運転が制御されるため、より効率的に消費電力量を抑制できる。

また、目標消費電力量Wtma^*、Wtmb^*、Wtmc^*…に加えて、室内機８ごとの空調優先度が考慮されて、制御周期単位の室外機７ごとの目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…が決定される場合、室外機７ごとの目標瞬時電力値Ptca^*、Ptcb^*、Ptcc^*…には、室内機８ごとの空調優先度が反映されている。そのため、各室内機８は、空調優先度に応じた正確な運転をすることができ、その結果、精度良く消費電力量を個々に制御（ローカル制御）できる。

１ 消費電力量管理制御システム
２ ＣＡＭＳ（サーバ装置）
３ ネットワーク
４ 空調設備
５ ＥＭＧ（クライアント装置）
６ 空気調和機
７ 室外機
８ 室内機
９ 冷媒配管
１０ ビル（建物）
１３ 通信部（サーバ受信部、サーバ送信部）
２１ 通信部（クライアント送信部、クライアント受信部）

Claims (5)

1. １又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記複数の室外機の消費電力量を管理し前記複数の室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記複数の室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムであって、
   前記サーバ装置は、
   前記複数の室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部と、
   前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部と、
   前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部と、
   を備え、
   前記クライアント装置は、
   前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部と、
   測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で前記サーバ装置へ送信するクライアント送信部と、
   を備え、
   前記サーバ装置は、
   測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部と、
   前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記実瞬時電力値が前記目標瞬時電力値を超えないように前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部と、
   前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部と、
   を更に備え、
   前記クライアント装置は、
   前記瞬時電力値制御量を受信するクライアント受信部と、
   前記瞬時電力値制御量に基づいて前記複数の室外機の運転を制御する運転制御部を更に備える空気調和機の消費電力量管理制御システム。
2. 前記クライアント装置の前記クライアント送信部は、
   前記空気調和機の室内機における負荷や使用方法によって決定される前記室内機ごとの空調優先度を前記サーバ装置へ送信し、
   前記サーバ装置の前記目標瞬時電力値算出部は、
   前記空調優先度と、前記目標消費電力量とに基づいて、前記空調優先度が高い前記室内機と冷媒配管と接続される前記室外機の前記目標瞬時電力値は、他の前記室外機の前記目標瞬時電力値よりも大きくなるように、前記制御周期単位の前記室外機ごとの前記目標瞬時電力値を算出する請求項１に記載の空気調和機の消費電力量管理制御システム。
3. １又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記複数の室外機の消費電力量を管理し前記複数の室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記複数の室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムのサーバ装置であって、
   前記複数の室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部と、
   前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部と、
   前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部と、
   前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部、及び測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で前記サーバ装置へ送信するクライアント送信部を備えるクライアント装置から、測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部と、
   前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記実瞬時電力値が前記目標瞬時電力値を超えないように前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部と、
   前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部と、
   を備えるサーバ装置。
4. １又は複数の建物に設置された複数の室外機と、前記複数の室外機の消費電力量を管理し前記複数の室外機の瞬時電力値を制御するサーバ装置と、前記サーバ装置とネットワークを介して接続され、前記複数の室外機の運転を制御するクライアント装置とを備える空気調和機の消費電力量管理制御システムのクライアント装置であって、
   前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定する実瞬時電力値測定部と、
   前記複数の室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量を記憶する記憶部、前記計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出する目標消費電力量算出部、及び前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出する目標瞬時電力値算出部を備えるサーバ装置へ、測定された前記実瞬時電力値を前記制御周期で送信するクライアント送信部と、
   測定された前記実瞬時電力値を受信するサーバ受信部、前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記実瞬時電力値が前記目標瞬時電力値を超えないように前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出する瞬時電力値制御量算出部、及び前記瞬時電力値制御量を前記制御周期単位で前記クライアント装置へ送信するサーバ送信部を更に備えるサーバ装置から、前記瞬時電力値制御量を受信するクライアント受信部と、
   前記瞬時電力値制御量に基づいて前記複数の室外機の運転を制御する運転制御部と、
   を備えるクライアント装置。
5. １又は複数の建物に設置された複数の室外機を備える空気調和機の消費電力量管理制御方法であって、
   前記複数の室外機で所定期間内に消費することが許容される消費電力量である計画消費電力量に基づいて、前記所定期間よりも短い管理周期単位の目標消費電力量を算出するステップと、
   前記目標消費電力量に基づいて、前記管理周期単位よりも短い制御周期単位の前記室外機ごとの目標瞬時電力値を算出するステップと、
   前記室外機における実際の実瞬時電力値を測定するステップと、
   前記目標瞬時電力値と前記実瞬時電力値に基づいて、前記実瞬時電力値が前記目標瞬時電力値を超えないように前記制御周期単位の瞬時電力値制御量を算出するステップと、
   前記瞬時電力値制御量に基づいて前記複数の室外機の運転を制御するステップと、
   を備える空気調和機の消費電力量管理制御方法。
   

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