JP6262509B2 - 運転制御装置、冷暖房制御システムおよび地域冷暖房制御システム - Google Patents

Description

本発明は地域の電力使用状況に応じる冷暖房装置の運転制御に関する。

エアコンなどの冷暖房装置は設定に従い、自動で室内の温度を調整する。

さらに、ネットワークを通じて気象データを取得し、自動で室内の温度および湿度を調整する空調環境調整システムおよび空調環境調整方法が特許文献１に開示されている。

特許文献１には、計測した気象データ、またはその気象データによる気象予測情報の一方をネットワークを通じて取得し、取得した情報と、計測した室内の温度、湿度と、に基づいて、空調環境を調整する手段が開示されている。

特開２０１３−１４０５２３

一般的にエアコンなどの冷暖房装置は運転時間帯がある程度限られていて、例えば日本における夏の昼間や冬の夜間などである。特に運転時間が重なる夏の昼間には、電力の使用量が供給量を上回る恐れがあり、電力会社は気象予報情報などを基にメディアを通じて節電を呼びかけていた。

しかしながら、ユーザは個別にどの程度節電すればよいか不明であり、節電に協力しても結果的に供給量を上回り、大規模停電となる可能性があった。

特許文献１はネットワークを通じて気象データを取得し、室内の空調環境を個別に最適に調整することができるが、地域の電力使用状況に応じて空調環境の調整はできなかった。

これらを鑑み、本発明の目的は、所定地域の電力使用状況に応じて、当該地域に設置されている冷暖房装置の運転を制御する運転制御装置、冷暖房制御システムおよび地域冷暖房制御システムを提供することである。

本発明の運転制御装置は、ネットワークに接続され、１以上の冷暖房装置の運転を制御し、前記冷暖房装置と前記冷暖房装置が設置される空間の情報を取得するセンサとを関連付けて記憶し、前記冷暖房装置の運転に関する運転情報と前記センサが取得するセンサ情報と電力使用状況に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する電力制限情報とを取得し、これらの情報に基づいて、前記空間の温度を前記電力使用状況に応じて制御する電力温度制御を含む前記冷暖房装置の運転を制御する運転制御部を備える。

本発明の冷暖房制御システムは、ネットワークに接続され、１以上の冷暖房装置の運転を制御し、前記冷暖房装置と前記冷暖房装置が設置される空間の情報を取得するセンサとを関連付けて記憶し、前記冷暖房装置の運転に関する運転情報と前記センサが取得するセンサ情報と電力使用状況に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する電力制限情報とを取得し、これらの情報に基づいて、前記空間の温度を前記電力使用状況に応じて制御する電力温度制御を含む前記冷暖房装置の運転を制御する運転制御部を備える運転制御装置と、冷暖房装置と、前記冷暖房装置が設置される空間毎の、温度センサまたは人感センサの少なくとも一方を含むセンサと、を備える。

本発明の地域冷暖房制御システムは、所定地域に設置されている冷暖房装置の運転を制御する地域冷暖房制御システムであって、ネットワークに接続され、電力制限情報を記憶し、前記ネットワークを通じて前記電力制限情報を運転制御装置に提供する電力制限情報提供装置と、複数の、ネットワークに接続され、１以上の冷暖房装置の運転を制御し、前記冷暖房装置と前記冷暖房装置が設置される空間の情報を取得するセンサとを関連付けて記憶し、前記冷暖房装置の運転に関する運転情報と前記センサが取得するセンサ情報と電力使用状況に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する電力制限情報とを取得し、これらの情報に基づいて、前記空間の温度を前記電力使用状況に応じて制御する電力温度制御を含む前記冷暖房装置の運転を制御する運転制御部を備える運転制御装置と、前記運転制御装置毎の冷暖房装置と、前記冷暖房装置が設置される空間毎の、温度センサまたは人感センサの少なくとも一方を含むセンサと、を備える。

本発明によれば、所定地域の電力使用状況に応じて、当該地域に設置されている冷暖房装置の運転を制御することができる。

冷暖房制御システムの構成例を示す図である。 運転制御装置３００の構成例を示す図である。 記憶部３０４に記憶するデータの例を示す図である。 運転制御部３０５の処理例を示すフローチャートである。 電力制御温度限度の例を示す図である。 電力制御温度限度の例を示す図である。 冷暖房制御システムの構成例を示す図である。 運転制御装置３００の構成例を示す図である。 記憶部３０４に記憶するデータの例を示す図である。 運転制御部３０５の処理例を示すフローチャートである。 運転制御装置３００の構成例を示す図である。 記憶部３０４に記憶するデータの例を示す図である。 運転制御部３０５の処理例を示すフローチャートである。 運転制御部３０５の処理例を示すフローチャートである。 地域冷暖房制御システムの構成例を示す図である。 地域冷暖房制御システムの構成例を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、発明の範囲を限定するものではない。

図１は本発明の実施形態に係る冷暖房制御システムの構成例を示す図である。

本実施形態に係る冷暖房制御システム１０は、冷暖房装置１００と、冷暖房装置１００が設置される空間Ａ（Ａ１〜Ａｎ）の情報を取得するセンサ端末２００と、冷暖房装置１００の運転を制御する運転制御装置３００とで構成される。

冷暖房装置１００は、エアコンなどの電気冷暖房装置であって、設定された所定の温度になるように空間Ａの温度を制御する。冷暖房装置１００は、空間Ａの大きさや形状などに応じて、１つの空間Ａに対して、１以上設置することができる。

センサ端末２００は温度を計測する温度センサや人の所在を検知する人感センサなど、１以上のセンサを備える端末である。センサ端末２００は、種類毎のセンサ端末（２００Ａ）としたり、複数の種類のセンサを配置したセンサ端末（２００Ｂ）としたり、することができる。また、空間Ａの大きさや形状などに応じて、１つの空間Ａに対して、１以上のセンサ端末を設置することができ、種類と数量の組み合わせに限定されない。さらに、センサの一部もしくは全ては、冷暖房装置１００または運転制御装置３００に配置することができる。

運転制御装置３００は、ネットワークに接続され、ネットワークを通じて情報を取得し、また冷暖房装置１００およびセンサ端末２００から情報を取得し、これらの取得情報に基づいて冷暖房装置１００の運転を制御する装置である。運転制御装置３００は、冷暖房装置１００に対し、内蔵したり、有線での外付けとしたり、することができる。また、冷暖房装置１００がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信ポートやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ付き無線端末などを備えることで、運転制御装置３００はパソコンやＨＧＷ（Ｈｏｍｅ ＧａｔｅＷａｙ）などで構成することができる。例えば、冷暖房装置１００の制御プログラムがインストールされることで、パソコンやＨＧＷなどはネットワークを通じて冷暖房装置１００を制御することができる。また、ＵＳＢポートにＵＳＢコネクタ付き無線端末が取り付けられることで、パソコンやＨＧＷなどは無線端末を介して冷暖房装置１００を制御することができる。また、センサ端末２００も同様に、ＵＳＢコネクタやアンテナ、ＬＡＮの通信ポートなどを備えることで、パソコンやＨＧＷなどは有線や無線、あるいはネットワークを通じてセンサ端末２００からデータを取得することができる。

運転制御装置３００について、詳細を説明する。

図２は運転制御装置３００の構成例を示す図である。

本装置は、通信ポート３０１と、センサＩＦ部３０２と、冷暖ＩＦ部３０３と、記憶部３０４と、これらを制御する運転制御部３０５とで構成される。

通信ポート３０１は、ネットワークとのインターフェース部である。

センサＩＦ部３０２は、各種センサとのインターフェース部である。

冷暖ＩＦ部３０３は、冷暖房装置１００とのインターフェース部である。

記憶部３０４は、メモリなどであって、冷暖房装置１００の制御プログラムや、取得した情報などを記憶する部位である。また、冷暖房装置１００、空間Ａに応じて冷暖房装置１００の運転を制限する空間制御コード、センサ端末２００などを関連付けて記憶し、その例を図３に示す。

運転制御部３０５は、冷暖房装置１００および運転制御装置３００を制御する部位であって、センサ情報取得手段３０５１と、運転情報取得手段３０５２と、電力制限情報取得手段３０５３と、センサ運転開始手段３０５４とを有する。

センサ情報取得手段３０５１は、人感センサや温度センサなどが取得するセンサ情報を、各センサ端末２００から取得して記憶部３０４に記憶する手段である。

運転情報取得手段３０５２は、冷暖房装置１００の運転に関する運転情報を、当該冷暖房装置１００から取得して記憶部３０４に記憶する手段である。

電力制限情報取得手段３０５３は、電力使用率や電力使用量などの電力使用状況に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する電力制限情報を、ネットワークを通じて取得して記憶部３０４に記憶する手段である。

センサ運転開始手段３０５４は、温度センサが計測するセンサ計測温度が運転開始温度に達すると、冷暖房装置１００に対して運転開始、例えば運転スイッチＯＮ（オン）、を指示する手段である。運転開始温度が設定された場合に実行する運転開始設定である。運転開始温度は冷暖房装置１００に関連付けて記憶部３０４に記憶し、その例を図３に示す。

本実施形態に係る冷暖房制御システムの動作について説明する。

冷暖房装置１００に対する、センサによる運転開始の制御と、運転中の制御との例である。

図４は運転制御部３０５における処理例を示すフローチャートである。

運転制御部３０５は、所定の周期（時間間隔）において、本処理を繰り返す。なお、所定の周期は記憶部３０４に記憶している。

運転制御部３０５は、所定の周期、すなわち前回の処理から今回の処理まで、の間において、センサが取得するセンサ情報をセンサから取得して記憶部３０４に記憶する。ここでは温度センサが計測するセンサ計測温度を記憶部３０４に記憶する。なお、センサ計測温度は所定の周期における最高温度（夏）または最低温度（冬）を記憶することができる。

運転制御部３０５は、所定の周期になると、冷暖房装置１００の運転に関する運転情報を当該冷暖房装置１００から取得して確認する（Ｓ１１）。ここでの運転情報は、冷暖房装置１００が運転中か停止中かを示す運転状況と、運転中の冷暖房装置１００が空間Ａを所定の温度に制御する空間制御温度と、を少なくとも含んでいる。

運転制御部３０５は、冷暖房装置１００が運転中か停止中かを確認し（Ｓ１２）、停止中であれば、運転制御部３０５は、センサ計測温度が運転開始温度を満たすか否かを確認し（Ｓ１３）、満たせば、冷暖房装置１００に対して運転開始を指示する（Ｓ１４）。なお、センサ計測温度は判定する際に温度センサから取得することができる。

冷暖房装置１００が運転中であれば、運転制御部３０５は、ネットワークを通じて電力制限情報を取得する（Ｓ１５）。電力制限情報は、電力制御温度限度を含み、その例を図５に示す。また、運転制御部３０５が、図６に示す電力制御温度限度とともに最新の電力使用状況を取得し、運転制御部３０５が最新の電力使用状況と空間制御コードとに応じて、電力制御温度限度を判断することができる。

運転制御部３０５は、空間制御温度が電力制御温度限度の範囲内か範囲外かを判断（Ｓ１６）し、電力制御温度限度の範囲外であれば、電力制御温度限度の範囲内となるように冷暖房装置１００に対して空間制御温度の変更を指示する（Ｓ１７）。なお、変更する空間制御温度は記憶部３０４に記憶している。また、変更する空間制御温度はネットワークを通じて取得し、記憶部３０４に記憶することができる。

次に第２の実施形態について説明する。

図7は本発明の実施形態に係る冷暖房制御システムの構成例を示す図である。

第１の実施形態との差異は、さらに人感センサを追加する点である。

図８は運転制御装置３００の構成例を示す図である。

第１の実施形態との差異は、さらに運転制御部３０５にセンサ運転停止手段３０５５を追加する点である。

センサ運転停止手段３０５５は、運転中の冷暖房装置１００に関連する人感センサが人の所在を検知しない場合に、当該冷暖房装置１００に対して運転停止、例えば運転スイッチＯＦＦ（オフ）、を指示する手段である。有効の場合に実行する運転停止設定である。本設定が有効か無効かは冷暖房装置１００に関連つけて記憶部３０４に記憶し、その例を図９に示す。

本実施形態に係る冷暖房制御システムの動作について説明する。

第１の実施形態に対し、さらに冷暖房装置１００に対する運転停止の制御例である。

図１０は運転制御部３０５における処理例を示すフローチャートである。

第１の実施形態との差異は、破線部ＳＡ（ステップＳ２１〜Ｓ２３）を追加する点である。

第１の実施形態と同様に、運転制御部３０５は、所定の周期の間において、センサが取得するセンサ情報をセンサから取得して記憶部３０４に記憶する。ここでは、さらに人感センサが人の所在を検知する人検知情報を記憶部３０４に記憶する。人検知情報は、例えば、検知したことを示す人検知フラグであって、所定の周期の間において人の所在を検知すれば、人検知フラグを立て、確認後に人検知フラグをリセットする。

運転制御部３０５は、第１の実施形態と同様に、所定の周期になると、運転情報を冷暖房装置１００から取得して確認し、冷暖房装置１００が運転中か停止中かを確認する。

運転制御部３０５は、冷暖房装置１００が運転中であれば、所定の周期の間における人検知情報の有無を確認する（Ｓ２１）。

運転制御部３０５は、人検知情報がなければ、運転停止設定が有効か無効かを確認し（Ｓ２２）、有効であれば、冷暖房装置１００に対して運転停止を指示する（Ｓ２３）。ここで、人検知情報がないことをカウントして記憶し、所定の回数に達すると、運転停止を指示することができる。また、センサ情報を取得する時刻を記憶し、人検知情報がない時刻から所定の時間が経過すると、運転停止を指示することができる。

運転制御部３０５は、人検知情報があれば、第１の実施形態と同様に、ネットワークを通じて電力制御温度限度を取得し、空間制御温度が電力制御温度限度の範囲内か範囲外かを判断し、電力制御温度限度の範囲外であれば、電力制御温度限度の範囲内となるように冷暖房装置１００に対して空間制御温度の変更を指示する。

次に第３の実施形態について説明する。

図１１は本実施形態の運転制御装置３００の構成例を示す図である。

第１の実施形態との差異は、運転制御部３０５にさらにタイマー運転開始手段３０５６を追加する点である。

タイマー運転開始手段３０５６は、予め設定された運転開始時間または運転開始時刻が経過すると、冷暖房装置１００に対して運転開始を指示する手段である。運転開始時間または運転開始時刻が設定された場合に実行するタイマー設定である。タイマー設定は冷暖房装置１００に関連つけて記憶部３０４に記憶し、その例を図１２に示す。

本実施形態に係る冷暖房制御システムの動作について説明する。

さらに冷暖房装置１００に対するタイマーによる運転開始の制御例である。

図１３は運転制御部３０５における処理例を示すフローチャートである。

第２の実施形態との差異は破線部ＳＢ（ステップＳ３１、Ｓ３２）およびＳＣ（ステップＳ３３、Ｓ３４）を追加する点である。なお、第１の実施形態に対しては、ステップＳ３２〜Ｓ３４は不要である。

破線部ＳＢ（ステップＳ３１、Ｓ３２）について説明する。

第１および第２の実施形態と同様に、運転制御部３０５は所定の周期になると、運転情報を冷暖房装置１００から取得して確認し、冷暖房装置１００が運転中か停止中かを確認する。

冷暖房装置１００が停止中であれば、運転制御部３０５は、運転開始時間（または運転開始時刻）が経過しているか否かを確認し（Ｓ３１）、経過していれば、運転停止設定を無効にして（Ｓ３２）、冷暖房装置１００に対して運転開始を指示する。

破線部ＳＣ（ステップＳ３３、Ｓ３４）について説明する。

第２の実施形態と同様に、運転制御部３０５は、冷暖房装置１００が運転中であれば、人検知情報の有無を確認する。

人検知情報があれば、運転制御部３０５は、運転停止設定が有効か無効かを確認し（Ｓ３３）、無効であれば、運転停止設定を有効にする（Ｓ３４）。

第１および第２の実施形態と同様に、運転制御部３０５は、ネットワークを通じて電力制御温度限度を取得し、空間制御温度が電力制御温度限度の範囲内か範囲外かを判断し、電力制御温度限度の範囲外であれば、電力制御温度限度の範囲内となるように冷暖房装置１００に対して空間制御温度の変更を指示する。

ここで、タイマー運転開始手段３０５６は、冷暖房装置１００が有することができ、この場合のフローチャートを図１４に示す。

第１および第２の実施形態に対し、破線部ＳＤ（ステップＳ４１〜Ｓ４３）の追加となり、運転情報は、第１および第２の実施形態に対し、さらに運転開始時間（または運転開始時刻）を含んでいる。

冷暖房装置１００は、運転開始時間（または運転開始時刻）を記憶し、予め設定された運転開始時間（または運転開始時刻）が経過すると、タイマー運転開始手段３０５６により、運転を開始する。

運転制御部３０５は、所定の周期になると、運転情報を冷暖房装置１００から取得して運転開始時間（または運転開始時刻）の有無によりタイマー設定の有無を判断し（Ｓ４１）、タイマー設定があれば、運転開始時間（または運転開始時刻）が経過しているか否かを確認し（Ｓ４２）、経過していれば、運転停止設定を無効にする（Ｓ４３）。

次に第４の実施形態について説明する。

図１５は本発明の実施形態に係る地域冷暖房制御システムの構成例を示す図である。

第１から第３の実施形態における冷暖房制御システム１０を所定の地域に拡大した例である。

本実施形態に係る地域冷暖房制御システムは、複数の冷暖房制御システム１０と、ネットワーク４００と、ネットワーク４００を通じて電力制限情報を提供する電力制限情報提供装置５００とで構成される。

ネットワーク４００は、家庭内や企業内のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、あるいはこれらの組み合わせなどである。

電力制限情報提供装置５００は、ネットワーク４００に接続されたサーバなどであって、電力会社などが管理し、地域の電力使用状況に応じて、ネットワーク４００を通じて少なくとも電力制御温度限度を運転制御装置３００に対して提供する手段を有する。また、運転制御装置毎に電力制御温度限度を記憶し、運転制御装置毎に異なる電力制御温度限度を提供することができる。

次に第５の実施形態について説明する。

図１６は第５の実施形態に係る地域空調制御システムの構成例を示す図である。

第４の実施形態の応用例であり、複数の電力制限情報提供装置５００を管理する例である。

例えば、所定の戸数以上のマンションを１つの地域としてマンションに電力制限情報提供装置５００を設置し、電力会社などが電力制限情報管理装置７００を管理し、地域の電力使用状況に応じて、ネットワーク４００を通じて電力制限情報提供装置５００に、さらにマンション内のネットワーク６００（６００Ａ〜６００ｘ）を通じて運転制御装置３００に、電力制御温度限度を提供することが考えられる。

ネットワーク４００は、電力制限情報提供装置５００と電力制限情報管理装置７００との間の専用ネットワークとすることができる。

ネットワーク６００は、マンション内のネットワークなどで、ネットワーク４００に対して範囲が狭いネットワークである。

電力制限情報管理装置７００はネットワーク６００に接続されたサーバなどであって、複数の電力制限情報提供装置５００（５００Ａ〜５００ｘ）に対して、電力制御温度限度を提供する手段を有する。

以上のように、本発明によれば、地域の電力使用状況に応じて、当該地域の冷暖房装置の運転を制御することができる。

１０ 冷暖房制御システム
１００ 冷暖房装置
２００ センサ端末
３００ 運転制御装置
３０１ 通信ポート
３０２ センサＩＦ部
３０３ 冷暖ＩＦ部
３０４ 記憶部
３０５ 運転制御部
４００ ネットワーク
５００ 電力制限情報提供装置
６００ ネットワーク
７００ 電力制限情報管理装置

Claims (9)

1. ネットワークに接続され、１以上の冷暖房装置の運転を制御する運転制御装置であって、
   前記冷暖房装置と前記冷暖房装置が設置される空間の情報を取得するセンサとを関連付けて記憶し、
   前記冷暖房装置の運転に関する運転情報と前記センサが取得するセンサ情報と電力使用状況に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する電力制限情報とを取得し、これらの情報に基づいて、前記空間の温度を前記電力使用状況に応じて制御する電力温度制御を含む前記冷暖房装置の運転を制御する運転制御部を備え、
   前記運転情報は、さらに前記冷暖房装置が運転中か停止中かを示す運転状況を含み、
   前記センサ情報は、温度センサが計測するセンサ計測温度を含み、
   さらに前記冷暖房装置に対して運転開始を指示する運転開始温度を、前記冷暖房装置に関連付けて記憶し
   前記運転制御部は、前記センサ計測温度が前記運転開始温度に達すると、停止中の前記冷暖房装置に対して運転開始を指示する
   ことを特徴とする運転制御装置。
2. 前記運転情報は、運転中の前記冷暖房装置が前記空間を所定の温度に制御する空間制御温度を含み、
   前記電力制限情報は、前記電力使用状況に応じる、前記空間制御温度の限度である電力制御温度限度を含み、
   前記運転制御部は、一定周期において、前記運転情報と前記電力制限情報とを確認し、前記空間制御温度が前記電力使用状況に応じる前記電力制御温度限度の範囲外である場合に、前記電力制御温度限度の範囲内となるように、当該冷暖房装置に対して前記空間制御温度の変更を指示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御装置。
3. さらに前記空間に応じて前記冷暖房装置の運転を制限する空間制限コードを、前記冷暖房装置に関連付けて記憶し、
   前記電力制御温度限度は、前記空間制限コードに基づき、前記冷暖房装置毎に異なる
   ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御装置。
4. 前記センサ情報は、さらに人感センサが人の所在を検知したことを示す人検知情報を含み、
   さらに人検知情報がない場合に運転中の前記冷暖房装置に対して運転停止を指示する運転停止設定を、前記冷暖房装置に関連付けて記憶し、
   前記運転制御部は、前記人検知情報がなく、前記運転停止設定が有効である場合、前記冷暖房装置に対して運転停止を指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいづれかに記載の運転制御装置。
5. さらに前記冷暖房装置に対して運転開始を指示する運転開始時間または運転開始時刻を、前記冷暖房装置に関連付けて記憶し、
   前記運転制御部は、前記運転開始時間または前記運転開始時刻が経過すると、停止中の前記冷暖房装置に対して運転開始を指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の運転制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいづれかに記載の運転制御装置と、
   冷暖房装置と
   前記冷暖房装置が設置される空間毎の、温度センサまたは人感センサの少なくとも一方を含むセンサと、
   を備える、冷暖房装置の運転を制御する冷暖房制御システム。
7. 所定地域に設置されている冷暖房装置の運転を制御する地域冷暖房制御システムであって、
   ネットワークに接続され、電力制限情報を記憶し、前記ネットワークを通じて前記電力制限情報を運転制御装置に提供する電力制限情報提供装置と
   複数の、請求項１乃至請求項５のいづれかに記載の運転制御装置と、
   前記運転制御装置毎の冷暖房装置と、
   前記冷暖房装置が設置される空間毎の、温度センサまたは人感センサの少なくとも一方を含むセンサと、
   を備える地域冷暖房制御システム。
8. 前記電力制限情報提供装置は、前記運転制御装置毎に前記電力制限情報を記憶し、前記運転制御装置毎に異なる前記電力制限情報を提供する
   ことを特徴する請求項７に記載の地域冷暖房制御システム。
9. さらに前記ネットワークに接続され、前記ネットワークを通じて前記電力制限情報を複数の前記電力制限情報提供装置に対して提供する電力制限情報管理装置を備える
   ことを特徴する請求項７または請求項８に記載の地域冷暖房制御システム。

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