JP6912402B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、空調システムに関する。

特許文献１には、電気で動作し、設定温度にしたがって熱媒体の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱媒体を空調機へ供給する電気式熱源機を備える空調システムが開示されている。特許文献１の空調システムでは、空調システムの消費電力が契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、電気式熱源機の消費電力が低下する方向に設定温度を上昇または下降させるデマンド制限が行われる。特許文献１の空調システムによれば、空調システムの消費電力を契約電力以下に抑制することができる。

特開２０１３−２１０１４９号公報

しかし、特許文献１の空調システムでは、デマンド制限が行われると、設定温度が上昇または下降されて、本来要求されている設定温度で空調を行うことができない。つまり、特許文献１の空調システムは、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することができない。その結果、特許文献１の空調システムでは、空調の対象となる空間において、人が快適と感じる指標である快適性が損なわれる。

本発明は、このような課題に鑑み、消費電力を抑えつつ、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが可能な空調システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の空調システムは、電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給する電気式熱源機と、電気式熱源機とは独立して構成され、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給するガス式熱源機と、需要家における設備全体の消費電力を検出する電力計と、空調機に供給される熱媒体について予め設定された温度である設定温度と、空調機に供給される熱媒体について測定された温度である測定温度との差分の絶対値によって温度差を導出する温度差導出部と、電力計によって検出された消費電力に基づいて需要家における電力需要を導出し、電力需要および空調機における熱需要に応じて電気式熱源機およびガス式熱源機の運転を制御するデマンド制御部と、を備え、デマンド制御部は、電力需要を示す消費電力が、任意の契約電力の目標値以下の値に設定された第１種閾値を超えた場合に、電気式熱源機の運転出力の上限値を所定値に制限させ、温度差が、予め設定された第２種閾値を超えた場合に、ガス式熱源機を運転させる。

また、温度差導出部は、空調機に供給される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる測温部と、設定温度に相当する電流値または電圧値に予め設定されるオフセット値と、測温部による測定温度に相当する電流値または電圧値との差分の絶対値に相当する電流または電圧を出力することで温度差を導出する信号変換部と、信号変換部から出力される電流の電流値または電圧の電圧値をパルス信号に変換してデマンド制御部に出力するパルス変換部と、を備えてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の空調システムは、電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給する電気式熱源機と、電気式熱源機とは独立して構成され、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給するガス式熱源機と、需要家における設備全体の消費電力を検出する電力計と、空調機に供給される熱媒体について測定された温度である第１測定温度と、空調機から送出される熱媒体について測定された温度である第２測定温度との差分の絶対値によって温度差を導出する温度差導出部と、電力計によって検出された消費電力に基づいて需要家における電力需要を導出し、電力需要および空調機における熱需要に応じて電気式熱源機およびガス式熱源機の運転を制御するデマンド制御部と、を備え、デマンド制御部は、電力需要を示す消費電力が、任意の契約電力の目標値以下の値に設定された第１種閾値を超えた場合に、電気式熱源機の運転出力の上限値を所定値に制限させ、温度差が、予め設定された第２種閾値を超えた場合に、ガス式熱源機を運転させる。

また、温度差導出部は、空調機に供給される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる第１測温部と、空調機から送出される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる第２測温部と、第１測温部による第１測定温度に相当する電流値または電圧値と、第２測温部による第２測定温度に相当する電流値または電圧値との差分の絶対値によって温度差を示す電流値または電圧値を導出する減算部と、減算部によって導出された電流値または電圧値をパルス信号に変換してデマンド制御部に出力するパルス変換部と、を備えてもよい。

また、第１種閾値は、段階的に複数設けられており、デマンド制御部は、電力需要を示す消費電力が第１種閾値を超える毎に、電気式熱源機の運転出力の上限値の制限量を段階的に多くしてもよい。

また、第２種閾値は、段階的に複数設けられており、デマンド制御部は、温度差が第２種閾値を超える毎に、ガス式熱源機の運転出力を段階的に大きくしてもよい。

本発明によれば、消費電力を抑えつつ、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが可能となる。

本実施形態による空調システムの構成を示す概略図である。 需要家における消費電力の推移の一例を示す図である。 熱源機の運転出力の推移の一例を示す図である。 目標契約電力および第１種閾値を説明する説明図である。 電気式熱源機の上限運転出力の制限の一例を説明する説明図である。 ガス式熱源機の運転出力について説明する説明図である。 デマンド制御部における電気式熱源機の運転制御の流れを示すフローチャートである。 デマンド制御部におけるガス式熱源機の運転制御の流れを示すフローチャートである。 空調システムにおける消費電力のピーク値の削減量の一例を示す図である。 電気式熱源機およびガス式熱源機の機器容量比の一例を示す図である。 本実施形態の変形例による空調システムの構成を示す概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態による空調システム１の構成を示す概略図である。図１では、熱媒体の流れを白抜き矢印で示している。また、図１では、信号の流れを破線の矢印で示している。空調システム１は、電気式熱源機１００、熱源機制御部１５０、ガス式熱源機２００、熱源機制御部２５０、空調機３００、電力計４１０、パルス検出部４２０、積算電力計４３０、遠隔サーバ４５０、温度差導出部５００、デマンド制御部６００を含んで構成される。

電気式熱源機１００には、送水管１１０および還水管１２０が接続されている。また、ガス式熱源機２００には、送水管１１２および還水管１２２が接続されている。また、空調機３００には、送水管１１４および還水管１２４が接続されている。送水管１１０、１１２、１１４は、配管ヘッダ１３０に接続されている。還水管１２０、１２２、１２４は、配管ヘッダ１３２に接続されている。

電気式熱源機１００は、例えば、圧縮機の駆動源に電気モータを使用した電気モータヒートポンプチラー（ＥＨＰチラー）である。電気式熱源機１００は、例えば、屋外に設置される。電気式熱源機１００は、還水管１２０を通って送られた熱媒体と屋外において供給される空気との間で熱交換を行わせることで、熱媒体を冷却または加熱する。そして、電気式熱源機１００は、熱交換後の空気を屋外に送出し、熱交換後の熱媒体を送水管１１０に送出する。送水管１１０に送出された熱媒体は、送水管１１０、配管ヘッダ１３０、送水管１１４を通って空調機３００に供給される。つまり、電気式熱源機１００は、電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機３００に出力する。熱媒体は、例えば、水であるが、その他の媒体であってもよい。

熱源機制御部１５０は、電気式熱源機１００の動作を制御する。熱源機制御部１５０は、外部から入力信号を受け付ける入力部を含んで構成される。熱源機制御部１５０は、電気式熱源機１００の運転出力の上限値である上限運転出力を制限させる入力信号が入力されると、電気式熱源機１００の上限運転出力をその入力信号が示す上限運転出力に制限させる。

ガス式熱源機２００は、例えば、圧縮機の駆動源にガスエンジンを使用したガスヒートポンプチラー（ＧＨＰチラー）である。ガス式熱源機２００は、例えば、屋外に設置される。ガス式熱源機２００は、還水管１２２を通って送られた熱媒体と屋外において供給される空気との間で熱交換を行わせることで、熱媒体を冷却または加熱する。そして、ガス式熱源機２００は、熱交換後の空気を屋外に送出し、熱交換後の熱媒体を送水管１１２に送出する。送水管１１２に送出された熱媒体は、送水管１１２、配管ヘッダ１３０、送水管１１４を通って空調機３００に供給される。つまり、ガス式熱源機２００は、電気式熱源機１００とは独立して構成され、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機３００に出力する。なお、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００を、単に熱源機と総称することがある。

熱源機制御部２５０は、ガス式熱源機２００の動作を制御する。熱源機制御部２５０は、外部から入力信号を受け付ける入力部を含んで構成される。

空調機３００は、例えば、屋内に設置される。空調機３００は、送水管１１４を通って送られた熱媒体と屋内において供給される空気との間で熱交換を行い、屋内において供給される空気を冷却または加熱する。そして、空調機３００は、熱交換後の空気を屋内に送出し、熱交換後の熱媒体を還水管１２４に送出する。還水管１２４に送出された熱媒体は、還水管１２４、配管ヘッダ１３２、還水管１２０、還水管１２２を通って電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００に供給される。

空調システム１では、送水管１１４を通る熱媒体の温度が、予め設定される設定温度となるように、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の運転制御が行われる。設定温度は、例えば、７℃であるが、この値に限らない。

なお、図１では、電気式熱源機１００、ガス式熱源機２００、空調機３００が１個ずつ設けられていた。しかし、電気式熱源機１００、ガス式熱源機２００、空調機３００は、それぞれ複数個設けられてもよい。その場合、電気式熱源機１００、ガス式熱源機２００、空調機３００に接続される送水管が配管ヘッダ１３０に接続され、電気式熱源機１００、ガス式熱源機２００、空調機３００に接続される還水管が配管ヘッダ１３２に接続される。

配管ヘッダ１３０および配管ヘッダ１３２は、バルブ１４０を介して接続されている。例えば、空調機３００が複数個設けられる場合などでは、配管ヘッダ１３０の圧力損失および配管ヘッダ１３２の圧力損失が大きく変動することがある。このような場合、バルブ１４０が開かれて配管ヘッダ１３０の熱媒体を配管ヘッダ１３２に送出することで、配管ヘッダ１３０の圧力損失および配管ヘッダ１３２の圧力損失の調整が行われる。

電力計４１０は、空調システム１が適用される需要家における設備全体の消費電力の瞬時値を検出する。設備全体の消費電力とは、空調システム１における消費電力だけでなく、照明や電子機器などの需要家において設置されているすべての設備の合計の消費電力のことである。パルス検出部４２０は、電力計４１０が検出した消費電力の瞬時値をパルス信号へ変換する。パルス検出部４２０は、パルス信号を積算電力計４３０に送信する。

積算電力計４３０は、パルス信号により示される消費電力の瞬時値を所定期間分だけ積算し、その所定期間の電力量を導出する。所定期間は、例えば、３０分であるが、３０分に限らず、１０分や１時間など任意の期間としてもよい。積算電力計４３０は、導出した所定期間の電力量をデマンド制御部６００に送信する。

遠隔サーバ４５０は、例えば、需要家から離れた位置に設置されており、デマンド制御部６００と通信を行う。遠隔サーバ４５０は、デマンド制御部６００による制御履歴などの各種データを通信によって取得する。また、遠隔サーバ４５０は、デマンド制御部６００の動作を通信によって制御する。

温度差導出部５００は、測温部５１０、信号変換部５２０、パルス変換部５３０を含んで構成される。測温部５１０は、空調機３００に接続される送水管１１４を通る熱媒体の温度を測定する。測温部５１０は、抵抗素子の抵抗値に基づいて温度の測定を行う測温抵抗体である。なお、測温部５１０は、測温抵抗体に限らず、熱電対などであってもよい。

信号変換部５２０は、測温部５１０の抵抗素子に流れる電流の電流値を検出する。測温部５１０の抵抗素子の抵抗値は、温度に応じて変化するため、測温部５１０の抵抗素子の電流値は、送水管１１４を通る熱媒体について測定された温度を示すものとなる。また、信号変換部５２０には、予めオフセット値が設定されている。オフセット値は、送水管１１４を通る熱媒体についての設定温度（例えば、７℃）に相当する電流値に設定される。

信号変換部５２０は、予め設定されたオフセット値と、測温部５１０の電流値との差分の絶対値の電流値を示す電流をパルス変換部５３０に出力する。

例えば、信号変換部５２０において、０℃を示す電流値を４ｍＡ、１００℃を示す電流値を２０ｍＡに設定したとする。この場合、０℃〜１００℃の範囲の温度は、４ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の電流値によって表される。例えば、７℃のときの電流値は５．１２ｍＡであり、８℃のときの電流値は５．２８ｍＡである。オフセット値は、例えば、７℃に相当する５．１２ｍＡに設定される。例えば、測温部５１０の電流値が、８℃に相当する５．２８ｍＡのとき、信号変換部５２０は、５．１２ｍＡと５．２８ｍＡとの差分の絶対値である０．１６ｍＡの電流値の電流を出力する。０．１６ｍＡの電流値は、１℃に相当する。このように、信号変換部５２０は、送水管１１４を通る熱媒体についての設定温度と、送水管１１４を通る熱媒体の測定温度との差分の絶対値である温度差に相当する電流を出力する。

パルス変換部５３０は、信号変換部５２０から出力された電流の電流値をデジタルのパルス信号に変換し、変換したパルス信号をデマンド制御部６００に出力する。

なお、測温部５１０が熱電対の場合、測温部５１０には、測定温度に相当する起電力が生じる。このため、この場合には、信号変換部５２０は、設定温度に相当する電圧値に予め設定されるオフセット値と、測温部５１０による測定温度に相当する電圧値との差分の絶対値に相当する電圧を出力してもよい。この場合、信号変換部５２０から出力される電圧の電圧値が温度差に相当することとなる。そして、パルス変換部５３０は、信号変換部５２０から出力された電圧の電圧値をパルス信号に変換してデマンド制御部６００に出力してもよい。

また、温度差導出部５００は、信号変換部５２０において温度差に相当する電流を出力していたが、パルス変換部５３０において温度差を導出してもよい。

デマンド制御部６００は、積算電力計４３０によって導出された電力量の推移に基づいて、将来の電力需要（換言すると、消費電力）を予測する。例えば、デマンド制御部６００は、現時点までの３０分毎の電力量の推移から、次の３０分間の電力量を予測する。デマンド制御部６００は、予測した３０分間の電力量から、その３０分間における消費電力の平均値である平均消費電力を導出する。

また、デマンド制御部６００は、需要家の設備全体の電力需要および空調機３００における熱需要に応じて、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の運転を制御する。また、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００から空調機３００に供給される熱媒体の温度が予め設定された設定温度となるように、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の運転を制御する。

デマンド制御部６００は、例えば、導出した現時点後の３０分間における平均消費電力を需要家の設備全体の電力需要（消費電力）とみなして電気式熱源機１００の運転を制御する。また、デマンド制御部６００は、需要家の設備全体の電力需要に応じて、電気式熱源機１００の上限運転出力を制限する入力信号を熱源機制御部１５０に送信する。

また、デマンド制御部６００は、温度差導出部５００のパルス変換部５３０から出力されるパルス信号を受信すると、電流値と温度とが関連付けられたテーブルを用いるなどして、受信したパルス信号を温度差に変換する。得られた温度差は、空調機３００における熱負荷に対する空調機３００への熱の供給量の差分を示す。換言すると、得られた温度差は、空調機３００における熱需要に対する電気式熱源機１００の運転出力およびガス式熱源機２００の運転出力の合計の運転出力の不足分を示す。デマンド制御部６００は、得られた温度差に応じてガス式熱源機２００の運転を制御する。デマンド制御部６００については、後に詳述する。

図２は、需要家における消費電力の推移の一例を示す図である。図２（ａ）は、第１比較例の空調システムが適用された需要家における消費電力の推移を示す。図２（ｂ）は、第２比較例の空調システムが適用された需要家における消費電力の推移を示す。図２（ｃ）は、本実施形態の空調システム１が適用された需要家における消費電力の推移を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）では、２４時間分の消費電力の推移が示されている。

また、図３は、熱源機の運転出力の推移の一例を示す図である。図３（ａ）は、第１比較例の空調システムによる熱源機の運転出力の推移を示す。図３（ｂ）は、第２比較例の空調システムによる熱源機の運転出力の推移を示す。図３（ｃ）は、本実施形態の空調システム１による熱源機の運転出力の推移を示す。図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）では、２４時間分の運転出力の推移が示されている。

図２（ａ）の第１比較例の空調システムでは、ガス式熱源機を備えておらず、電気式熱源機のみによって熱媒体が冷却または加熱されて空調機に出力される。図２（ａ）において、一点鎖線Ｐ１１は、需要家における設備全体の消費電力から電気式熱源機（空調システム）の消費電力を除いた消費電力（建物消費電力）を示す。実線Ｐ１２は、電気式熱源機（空調システム）を含む需要家における設備全体の消費電力を示す。破線Ｐ１３は、設備全体の消費電力のピーク値を示す。図２（ａ）では、設備全体の消費電力のピーク値が大きい。

ここで、電気料金は、過去の電気の使用量に基づいて予め設定される基本料金と、電気の使用料に応じて付加される従量料金との合計により決定される。基本料金は、契約電力に電力基本料金単価を乗算して設定される。契約電力は、過去１年間における３０分毎の平均使用電力のうちの最大値である。すなわち、設備全体の消費電力のピーク値が大きいほど基本料金が高くなり、結果として電気料金が高くなる。図２（ａ）の第１比較例の空調システムは、設備全体の消費電力のピーク値が大きいため、電気料金が高くなる。

図３（ａ）の破線Ｈ１１は、第１比較例の空調システムによる電気式熱源機の運転出力を示す。第１比較例では、空調機で消費される熱負荷に対応する運転出力で電気式熱源機が運転されるため、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することができる。すなわち、第１比較例では、人が快適と感じる指標である快適性が損なわれない。

図２（ｂ）の第２比較例の空調システムも第１比較例の空調システムと同様に、ガス式熱源機を備えていない。図２（ｂ）において、一点鎖線Ｐ２１は、需要家における設備全体の消費電力から電気式熱源機（空調システム）の消費電力を除いた消費電力（建物消費電力）を示す。実線Ｐ２２は、電気式熱源機（空調システム）を含む需要家における設備全体の消費電力を示す。破線Ｐ２３は、設備全体の消費電力のピーク値を示す。実線Ｐ２４は、需要家において予め設定される消費電力の設定値を示す。

第２比較例の空調システムでは、設備全体の消費電力が設定値（実線Ｐ２４）を超えないように、電気式熱源機の運転を制限して電気式熱源機による消費電力を抑える制御が行われる。第２比較例の空調システムは、白抜き矢印で示すように、設備全体の消費電力のピーク値を低減することができ、電気料金を抑えることが可能となる。

図３（ｂ）の一点鎖線Ｈ２１は、第２比較例の空調システムによる電気式熱源機の運転出力を示す。第２比較例の空調システムでは、電気式熱源機の運転が制限されることで、空調機の熱負荷に対して電気式熱源機の運転出力が不足し、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが困難となる。その結果、第２比較例の空調システムでは、快適性が損なわれる。

これら第１比較例および第２比較例に対し、図２（ｃ）の本実施形態の空調システム１では、電気式熱源機１００に加え、ガス式熱源機２００を備えている。図２（ｃ）において、一点鎖線Ｐ３１は、需要家における設備全体の消費電力から電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００（空調システム）の消費電力を除いた消費電力（建物消費電力）を示す。二点鎖線Ｐ３２は、建物消費電力に電気式熱源機１００の消費電力を加えた消費電力を示す。実線Ｐ３３は、建物消費電力に電気式熱源機１００の消費電力およびガス式熱源機２００（空調システム）の消費電力を加えた消費電力（すなわち、設備全体の消費電力）を示す。破線Ｐ３４は、設備全体の消費電力のピーク値を示す。実線Ｐ３５は、需要家において予め設定される消費電力の設定値を示す。なお、図２（ｃ）の破線Ｐ３６は、図２（ａ）の実線Ｐ１２を破線で表わしたものである。

本実施形態の空調システム１では、設備全体の消費電力が設定値（実線Ｐ３５）を超えないように、電気式熱源機１００の運転出力を制限して電気式熱源機１００による消費電力を抑える制御が行われる。本実施形態の空調システム１は、白抜き矢印で示すように、設備全体の消費電力のピーク値を低減することができ、電気料金を抑えることが可能となる。

図３（ｃ）において、一点鎖線Ｈ３１は、電気式熱源機１００の運転出力を示し、実線Ｈ３２は、電気式熱源機１００の運転出力とガス式熱源機２００の運転出力との合計の運転出力を示す。

本実施形態の空調システム１では、電気式熱源機１００の運転出力のみで空調機３００の熱負荷を賄うことが可能な場合、ガス式熱源機２００の運転が停止される。そして、本実施形態の空調システム１では、電気式熱源機１００の運転が制限されることで、空調機３００の熱負荷に対して電気式熱源機１００の運転出力が不足した場合、ガス式熱源機２００の運転が開始される。これにより、本実施形態の空調システム１は、電気式熱源機１００の運転出力が抑制されても、電気式熱源機１００の運転出力およびガス式熱源機２００の運転出力の両方によって空調機３００の熱負荷が賄われることとなり、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが可能となる。すなわち、本実施形態の空調システム１では、快適性が損なわれない。

図４は、目標契約電力ｔｈ０および第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃを説明する説明図である。本実施形態の空調システム１では、目標契約電力ｔｈ０および第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃが予め設定される。目標契約電力ｔｈ０は、契約電力の目標値であり、需要家によって任意に設定される。なお、目標契約電力ｔｈ０は、図２（ｃ）の設定値（実線Ｐ３５）に対応する。

第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃは、設備全体の消費電力（電気式熱源機１００の消費電力）を制限するために用いられる閾値である。

第１種閾値ｔｈ１ａは、目標契約電力ｔｈ０以下の値に設定される。例えば、第１種閾値ｔｈ１ａは、目標契約電力ｔｈ０と、ガス式熱源機２００が定格出力で運転するときの消費電力との差分に基づいて設定される。

第１種閾値ｔｈ１ｂは、第１種閾値ｔｈ１ａ以下の値に設定される。例えば、第１種閾値ｔｈ１ｂは、第１種閾値ｔｈ１ａを１００％とした場合、第１種閾値ｔｈ１ａの９０％の値に設定される。

第１種閾値ｔｈ１ｃは、第１種閾値ｔｈ１ｂ以下の値に設定される。例えば、第１種閾値ｔｈ１ｃは、第１種閾値ｔｈ１ａを１００％とした場合、第１種閾値ｔｈ１ａの８０％の値に設定される。

なお、第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃの具体的な値は、上記の例に限らない。

また、消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃ以下の範囲を第１電力デマンドレベルと呼び、消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃよりも大きく第１種閾値ｔｈ１ｂ以下の範囲を第２電力デマンドレベルと呼び、消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂよりも大きく第１種閾値ｔｈ１ａ以下の範囲を第３電力デマンドレベルと呼び、消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きい範囲を第４電力デマンドレベルと呼ぶ。

図５は、電気式熱源機１００の上限運転出力の制限の一例を説明する説明図である。図５では、第１種閾値ｔｈ１ａが２００ｋＷに設定されている。また、第１種閾値ｔｈ１ｂは、第１種閾値ｔｈ１ａの９０％である１８０ｋＷに設定されており、第１種閾値ｔｈ１ｃは、第１種閾値ｔｈ１ａの８０％である１６０ｋＷに設定されている。

デマンド制御部６００は、設備全体の消費電力Ｐ（例えば、現時点後の３０分間における平均消費電力）が１６０ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ｃ）以下である第１電力デマンドレベルのとき、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の１００％に制御する。つまり、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００を定格出力で運転させることが可能である。

デマンド制御部６００は、設備全体の消費電力Ｐ（例えば、現時点後の３０分間における平均消費電力）が１６０ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ｃ）よりも大きく１８０ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ｂ）以下である第２電力デマンドレベルのとき、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の５０％に制限する。このとき、デマンド制御部６００は、定格出力の５０％を示す入力信号を熱源機制御部１５０に送信する。熱源機制御部１５０は、この入力信号に応じて、電気式熱源機１００の運転出力が定格出力の５０％を超えないように電気式熱源機１００を制御する。これにより、電気式熱源機１００の消費電力が、定格出力の５０％に相当する電力まで抑制される。

デマンド制御部６００は、設備全体の消費電力Ｐ（例えば、現時点後の３０分間における平均消費電力）が１８０ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ｂ）よりも大きく２００ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ａ）以下である第３電力デマンドレベルのとき、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の３０％に制限する。このとき、デマンド制御部６００は、定格出力の３０％を示す入力信号を熱源機制御部１５０に送信する。熱源機制御部１５０は、この入力信号に応じて、電気式熱源機１００の運転出力が定格出力の３０％を超えないように電気式熱源機１００を制御する。これにより、電気式熱源機１００の消費電力が、定格出力の３０％に相当する電力まで抑制される。

デマンド制御部６００は、設備全体の消費電力Ｐ（例えば、現時点後の３０分間における平均消費電力）が２００ｋＷ（第１種閾値ｔｈ１ａ）よりも大きい第４電力デマンドレベルのとき、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の０％に制限する。つまり、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の運転を停止させる。このとき、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の停止を示す入力信号を熱源機制御部１５０に送信する。熱源機制御部１５０は、この入力信号に応じて、電気式熱源機１００の運転を停止させる。これにより、電気式熱源機１００の消費電力がほぼゼロに抑制される。

建物の消費電力が減少するなどして、その後、設備全体の消費電力Ｐ（例えば、現時点後の３０分間における平均消費電力）が第１種閾値ｔｈ１ｃ以下になると、電気式熱源機１００は、上限運転出力の制限が解除され、再び定格出力での運転が可能となる。

図６は、ガス式熱源機２００の運転出力について説明する説明図である。空調機３００の熱負荷が電気式熱源機１００の運転出力によって賄われる状況では、設定温度とほぼ同等の温度の熱媒体が空調機３００に供給されるため、温度差導出部５００により測定された測定温度差ΔＴは、ほぼゼロとなっている。測定温度差ΔＴがほぼゼロのとき、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００を停止させ、電気式熱源機１００のみによって熱媒体の冷却または加熱を行わせる。

上述のようにして電気式熱源機１００の運転出力が制限されると、熱媒体の冷却量または加熱量が低下し、測定温度差ΔＴが大きくなっていく。デマンド制御部６００は、この測定温度差ΔＴに応じてガス式熱源機２００の運転出力を制御する。

本実施形態の空調システム１では、第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃが設定されている。第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃは、ガス式熱源機２００の運転出力を制御するために設定された設定温度差である。

第２種閾値ｔｈ２ａは、測定温度差ΔＴに対して設定される閾値であって、ガス式熱源機２００の運転を開始させるか否かの判定に用いられる閾値である。第２種閾値ｔｈ２ａは、例えば、２℃に設定される。第２種閾値ｔｈ２ｂは、第２種閾値ｔｈ２ａ以上の値に設定される。第２種閾値ｔｈ２ｂは、例えば、３℃に設定される。第２種閾値ｔｈ２ｃは、第２種閾値ｔｈ２ｂ以上の値に設定される。第２種閾値ｔｈ２ｃは、例えば、４℃に設定される。

なお、第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃの具体的な値は、上記の例に限らない。

また、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さい範囲を第１熱デマンドレベルと呼び、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａ以上であり第２種閾値ｔｈ２ｂよりも小さい範囲を第２熱デマンドレベルと呼び、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂ以上であり第２種閾値ｔｈ２ｃよりも小さい範囲を第３熱デマンドレベルと呼び、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃ以上の範囲を第４熱デマンドレベルと呼ぶ。

例えば、デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが２℃（第２種閾値ｔｈ２ａ）よりも小さい第１熱デマンドレベルのとき、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の０％に制御する。つまり、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の運転を停止させる。このとき、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の停止を示す入力信号を熱源機制御部２５０に送信する。熱源機制御部２５０は、この入力信号に応じて、ガス式熱源機２００の運転を停止させる。これにより、ガス式熱源機２００によっては、熱媒体の冷却または加熱が行われない。また、ガス式熱源機２００の消費電力がほぼゼロに維持される。

デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが２℃（第２種閾値ｔｈ２ａ）以上であり３℃（第２種閾値ｔｈ２ｂ）よりも小さい第２熱デマンドレベルのとき、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の３０％に制御する。このとき、デマンド制御部６００は、定格出力の３０％を示す入力信号を熱源機制御部２５０に送信する。熱源機制御部２５０は、この入力信号に応じて、ガス式熱源機２００を定格出力の３０％で運転させる。これにより、電気式熱源機１００に加え、ガス式熱源機２００においても、定格出力の３０％に相当する分だけ熱媒体の冷却または加熱が行われる。

熱媒体の冷却または加熱がガス式熱源機２００において行われることによって、その後、測定温度差ΔＴが２℃（第２種閾値ｔｈ２ａ）よりも小さくなると、ガス式熱源機２００は、再び停止される。

デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが３℃（第２種閾値ｔｈ２ｂ）以上であり４℃（第２種閾値ｔｈ２ｃ）よりも小さい第３熱デマンドレベルのとき、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の５０％に制御する。このとき、デマンド制御部６００は、定格出力５０％を示す入力信号を熱源機制御部２５０に送信する。熱源機制御部２５０は、この入力信号に応じて、ガス式熱源機２００を定格出力の５０％で運転させる。これにより、電気式熱源機１００に加え、ガス式熱源機２００においても、定格出力の５０％に相当する分だけ熱媒体の冷却または加熱が行われる。

デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが４℃以上の第４熱デマンドレベルのとき、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の１００％に制御する。つまり、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００を定格出力で運転させる。このとき、デマンド制御部６００は、定格出力を示す入力信号を熱源機制御部２５０に送信する。熱源機制御部２５０は、この入力信号に応じて、ガス式熱源機２００を定格出力で運転させる。これにより、電気式熱源機１００に加え、ガス式熱源機２００においても、定格出力に相当する分だけ熱媒体の冷却または加熱が行われる。

図７は、デマンド制御部６００における電気式熱源機１００の運転制御の流れを示すフローチャートである。デマンド制御部６００は、設備全体の電力需要が予測されるごとに（例えば、３０分ごとに）、図７に示す電気式熱源機１００の運転制御を行う。なお、電気式熱源機１００の運転制御のタイミングは、この例に限らない。

デマンド制御部６００は、設備全体の電力需要を予測し、比較対象の消費電力を導出する（ステップＳ１００）。比較対象の消費電力は、例えば、設備全体における現時点後の３０分間における平均消費電力である。

次に、デマンド制御部６００は、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きい場合（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ）、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の運転を停止させ（ステップＳ１２０）、一連の処理を終了する。

比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きくない、すなわち、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａ以下である場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂよりも大きい場合（ステップＳ１３０におけるＹＥＳ）、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の３０％にさせ（ステップＳ１４０）、一連の処理を終了する。

比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂよりも大きくない、すなわち、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂ以下である場合（ステップＳ１３０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃよりも大きい場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の５０％にさせ（ステップＳ１６０）、一連の処理を終了する。

比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃよりも大きくない、すなわち、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃ以下である場合（ステップＳ１５０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の１００％にさせ（ステップＳ１７０）、一連の処理を終了する。

図８は、デマンド制御部６００におけるガス式熱源機２００の運転制御の流れを示すフローチャートである。デマンド制御部６００は、所定時間毎に、図８に示すガス式熱源機２００の運転制御を行う。この所定時間は、例えば、１分や１０分や３０分や１時間など任意に設定される。また、この所定時間は、設備全体の電力需要が予測される時間に同期されてもよい。

デマンド制御部６００は、温度差導出部５００の出力によって測定温度差ΔＴを取得する（ステップＳ２００）。

デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２１０）。測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さい場合（ステップＳ２１０におけるＹＥＳ）、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の運転を停止させ（ステップＳ２２０）、一連の処理を終了する。

測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さくない、すなわち、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａ以上である場合（ステップＳ２１０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂよりも小さい場合（ステップＳ２３０におけるＹＥＳ）、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の３０％にさせ（ステップＳ２４０）、一連の処理を終了する。

測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂよりも小さくない、すなわち、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂ以上である場合（ステップＳ２３０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２５０）。測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃよりも小さい場合（ステップＳ２５０におけるＹＥＳ）、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の５０％にさせ（ステップＳ２６０）、一連の処理を終了する。

測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃよりも小さくない、すなわち、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃ以上である場合（ステップＳ２５０におけるＮＯ）、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の１００％にさせ（ステップＳ２７０）、一連の処理を終了する。

図９は、空調システムにおける消費電力のピーク値の削減量の一例を示す図である。図９は、フロアの広さが６０００ｍ^２である事務所に空調システムを適用した例である。また、図９では、その事務所において空調を行った場合の空調負荷（熱負荷）のピーク値であるピーク空調負荷が６２０ｋＷであるとする。

空調負荷を電気式熱源機のみで賄うオール電気式の空調システムの場合、空調用電力を含む設備全体の消費電力のピーク値は４３０ｋＷであり、空調用電力を除く建物の消費電力のピーク値は２７０ｋＷであり、空調のみの消費電力のピーク値は１６０ｋＷである。なお、１６０ｋＷの電力を消費して電気式熱源機を動作させて、６２０ｋＷの空調負荷が賄われる。

一方、空調負荷を電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の両方で賄う本実施形態の空調システム１の場合、空調用電力を含む設備全体の消費電力のピーク値は３１０ｋＷであり、空調用電力を除く建物の消費電力のピーク値は２７０ｋＷであり、空調のみの消費電力のピーク値は４０ｋＷである。なお、４０ｋＷの電力を消費して電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００を動作させて、６２０ｋＷの空調負荷が賄われる。また、本実施形態の空調システム１において、空調用電力を含む設備全体の消費電力のピーク値である３１０ｋＷが、目標契約電力に相当する。

建物の消費電力のピーク値は、空調システムに依らないため、オール電気式の空調システムと本実施形態の空調システム１とで変わらない。

しかし、本実施形態の空調システム１は、オール電気式の空調システムに比べ、空調のみの消費電力のピーク値が１２０ｋＷ削減され、設備全体の消費電力のピーク値が１２０ｋＷ削減される。つまり、本実施形態の空調システム１は、契約電力を、４３０ｋＷから目標契約電力である３１０ｋＷまで１２０ｋＷ分だけ低減することができる。このため、本実施形態の空調システム１では、オール電気式の空調システムに比べ、１２０ｋＷに相当する分だけ基本料金を削減することができ、その結果、削減した基本料金分だけ電気料金を削減することができる。

図１０は、電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の機器容量比の一例を示す図である。図１０では、ピーク空調負荷が６２０ｋＷであるとする。なお、機器容量は、熱源機における運転出力の容量を示す。

オール電気式の空調システムの場合、ピーク空調負荷の１２０％の空調負荷を賄うことが可能な機器容量の電気式熱源機が設置される。例えば、ピーク空調負荷が６２０ｋＷの場合、約７５０ｋＷの機器容量の電気式熱源機が設置される。電気式熱源機の機器容量をピーク空調負荷の１２０％とすることで、電気式熱源機の機器容量に裕度をもたせている。なお、オール電気式の空調システムの場合、ガス式熱源機が設置されないため、ガス式熱源機の機器容量はピーク空調負荷の０％である。

空調負荷を電気式熱源機１００およびガス式熱源機２００の両方で賄う本実施形態の空調システム１の場合、ピーク空調負荷の２４％の空調負荷を賄うことが可能な機器容量の電気式熱源機１００が設置され、ピーク空調負荷の９６％の空調負荷を賄うことが可能な機器容量のガス式熱源機２００が設置される。例えば、ピーク空調負荷が６２０ｋＷの場合、約１５０ｋＷの機器容量の電気式熱源機１００が設置され、約６００ｋＷの機器容量のガス式熱源機が設置される。そして、電気式熱源機１００の機器容量とガス式熱源機の機器容量とを合わせて、ピーク空調負荷の１２０％の機器容量とされる。

空調システム１は、ガス式熱源機２００の機器容量がピーク空調負荷の１００％に近い。このため、空調システム１は、電気式熱源機１００を停止したとしても、ピーク空調負荷をガス式熱源機２００によってほぼ賄うことが可能である。

以上のように、本実施形態による空調システム１では、設備全体の消費電力に基づいて電気式熱源機１００の運転が制限され、熱源機の運転出力の不足分に相当する温度差に基づいてガス式熱源機２００の運転が制御される。

したがって、本実施形態による空調システム１によれば、消費電力を抑えつつ、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが可能となる。また、本実施形態による空調システム１によれば、設備全体の消費電力のピーク値が抑制されるため、電気料金を低減することができる。その結果、本実施形態による空調システム１によれば、電気料金を抑えつつ、快適性を維持することが可能となる。

また、本実施形態による空調システム１では、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さい場合、つまり、熱源機の運転出力の不足が無い場合あるいは不足分が小さい場合にはガス式熱源機２００が停止され、電気式熱源機１００によってのみ熱媒体の冷却または加熱が行われる。一般的に、電気式熱源機１００は、ガス式熱源機２００に比べ、運転出力に対する投入エネルギーのコストが低い。このため、本実施形態による空調システム１によれば、熱源機の運転出力の不足が無い場合にも電気式熱源機１００とガス式熱源機２００との両方を運転させる空調システムに比べ、投入エネルギーのコストを抑制することができる。

また、本実施形態による空調システム１の温度差導出部５００は、設定温度に相当する電流値または電圧値と、測温部５１０による測定温度に相当する電流値または電圧値との差分の絶対値によって、熱源機の運転出力の不足分に相当する温度差を導出していた。このため、本実施形態による空調システム１は、熱量計を用いて熱源機の運転出力の不足分を導出する態様に比べ、高価な熱量計を用いることなく熱源機の運転出力の不足分を把握することができ、空調システム１の導入コストが上昇することを抑制することができる。

また、本実施形態による空調システム１では、第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃが段階的に複数設けられており、電力需要を示す消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃを超える毎に電気式熱源機１００の運転出力の上限値の制限量が段階的に多くなっていた。このため、本実施形態による空調システム１では、第１種閾値が１個の態様に比べ、設備全体の消費電力を、より効率よく抑制することができる。

また、本実施形態による空調システム１では、第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃが段階的に複数設けられており、温度差が第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃを超える毎に、ガス式熱源機２００の運転出力を段階的に大きくしていた。このため、第２種閾値が１個の態様に比べ、運転出力をより効率よく増加させることができ、熱負荷をより効率よく賄うことが可能となる。

図１１は、本実施形態の変形例による空調システム２の構成を示す概略図である。空調システム２は、温度差導出部５００に代えて温度差導出部５０２を有する点において空調システム１と異なる。温度差導出部５０２は、信号変換部５２０に代えて信号変換部５２１および信号変換部５２２を有し、さらに、測温部５１２および減算部５２３を有する点において温度差導出部５００と異なる。

測温部５１２は、空調機３００に接続される還水管１２４を通る熱媒体の温度を測定する。測温部５１２は、測温部５１０と同様に測温抵抗体であるが、測温抵抗体に限らず、熱電対などであってもよい。なお、測温部５１０を第１測温部、測温部５１０の測定温度を第１測定温度、測温部５１２を第２測温部、測温部５１２の測定温度を第２測定温度と呼ぶことがある。

信号変換部５２１は、測温部５１０の抵抗素子に流れる電流を検出する。測温部５１０の抵抗素子の抵抗値は、温度に応じて変化するため、測温部５１０の抵抗素子の電流値は、送水管１１４を通る熱媒体について測定された温度を示すものとなる。信号変換部５２１は、検出した測温部５１０の抵抗素子の電流値を示す電流を減算部５２３に出力する。

信号変換部５２２は、測温部５１２の抵抗素子に流れる電流を検出する。測温部５１２の抵抗素子の抵抗値は、温度に応じて変化するため、測温部５１２の抵抗素子の電流値は、還水管１２４を通る熱媒体について測定された温度を示すものとなる。信号変換部５２２は、検出した測温部５１２の抵抗素子の電流値を示す電流を減算部５２３に出力する。

減算部５２３は、測温部５１０の抵抗素子の電流値と、測温部５１２の抵抗素子の電流値との差分の絶対値の電流値を導出し、導出した電流値を示す電流をパルス変換部５３０に出力する。例えば、信号変換部５２１の出力が７℃に相当する５．１２ｍＡであり、信号変換部５２２の出力が１２℃に相当する５．９２ｍＡのとき、減算部５２３は、５．１２ｍＡと５．９２ｍＡとの差分の絶対値である０．８ｍＡの電流値の電流を出力する。０．８ｍＡの電流値は、５℃に相当する。このように、減算部５２３は、送水管１１４を通る熱媒体の測定温度（第１測定温度）と、還水管１２４を通る熱媒体の測定温度（第２測定温度）との差分の絶対値である温度差に相当する電流を出力する。

パルス変換部５３０は、減算部５２３から出力された電流の電流値をデジタルのパルス信号に変換し、変換したパルス信号をデマンド制御部６００に出力する。

なお、測温部５１０、５１２が熱電対の場合、測温部５１０、５１２には、測定温度に相当する起電力が生じる。このため、この場合には、減算部５２３は、測温部５１０（第１測温部）による測定温度（第１測定温度）に相当する電圧値と、測温部５１２（第２測温部）による測定温度（第２測定温度）に相当する電圧値との差分の絶対値によって温度差を示す電圧値を導出してもよい。そして、パルス変換部５３０は、減算部５２３によって導出された電圧値をパルス信号に変換してデマンド制御部６００に出力してもよい。

デマンド制御部６００は、温度差導出部５０２のパルス変換部５３０から出力されるパルス信号を受信すると、電流値と温度とが関連付けられたテーブルを用いるなどして、受信したパルス信号を温度差に変換する。デマンド制御部６００は、この温度差（測定温度差）が第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さいか否かを判定する。第２種閾値ｔｈ２aは、基準温度差（例えば、５℃）以上の値（例えば、７℃）に設定される。基準温度差は、設定温度の熱媒体が空調機３００に供給されているときにおける送水管１１４の熱媒体の温度と還水管１２４の熱媒体の温度との温度差である。この場合、基準温度差（５℃）と測定温度差との差分が、熱源機の運転出力の不足分に相当する。

デマンド制御部６００は、測定温度差が第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さい場合、ガス式熱源機２００の運転を停止する。一方、測定温度差が第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さくない場合、デマンド制御部６００は、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の３０％に制御する。また、デマンド制御部６００は、測定温度差が第２種閾値ｔｈ２ｂ（例えば、８℃）よりも小さくない場合、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の５０％に制御し、測定温度差が第２種閾値ｔｈ２ｃ（例えば、９℃）よりも小さくない場合、ガス式熱源機２００の運転出力を定格出力に制御する。

なお、第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃの具体的な値は、上記の例に限らない。

このように、空調システム２では、熱源機の運転出力の不足分に相当する温度差が、送水管１１４の熱媒体の測定温度と還水管１２４の熱媒体の測定温度に基づいて導出される。そして、空調システム２では、熱源機の運転出力の不足分に相当する温度差に基づいてガス式熱源機２００の運転が制御される。

したがって、空調システム２によれば、空調システム１と同様に、消費電力を抑えつつ、空調の対象となる空間を要求される温度に維持することが可能となる。また、空調システム２によれば、電気料金を低減することができる。その結果、本実施形態による空調システム２によれば、電気料金を抑えつつ、快適性を維持することが可能となる。

また、空調システム２は、熱量計を用いて電気式熱源機１００の運転出力の不足分を導出する態様に比べ、高価な熱量計を用いることなく電気式熱源機１００の運転出力の不足分を把握することができ、空調システム２の導入コストが上昇することを抑制することができる。

また、空調システム２は、空調システム１と同様に、投入エネルギーのコストを抑制することができる。また、空調システム２は、空調システム１と同様に、設備全体の消費電力をより効率よく抑制することができ、熱負荷をより効率よく賄うことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、３個の第１種閾値ｔｈ１ａ、ｔｈ１ｂ、ｔｈ１ｃが段階的に設定されていた。しかし、第１種閾値の個数は３個に限らず、少なくとも１個以上あればよい。例えば、１個の第１種閾値ｔｈ１ａのみが設定されるとき、デマンド制御部６００は、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きい場合に電気式熱源機１００の上限運転出力を所定値（例えば、定格出力の０％）に制限させ、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ａよりも大きくない場合に電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力にさせてもよい。なお、上記変形例の空調システム２においても同様である。

また、上記実施形態では、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｂよりも大きい場合に電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の３０％にさせ、比較対象の消費電力が第１種閾値ｔｈ１ｃよりも大きい場合に電気式熱源機１００の上限運転出力を定格出力の５０％にさせていた。しかし、電気式熱源機１００の上限運転出力の制限割合についての具体例は、この例に限らない。第１種閾値が段階的に複数設けられるときには、少なくとも、電力需要を示す消費電力が第１種閾値を超える毎に、電気式熱源機１００の運転出力の上限値の制限量を段階的に多くすればよい。なお、上記変形例の空調システム２においても同様である。

また、上記実施形態では、３個の第２種閾値ｔｈ２ａ、ｔｈ２ｂ、ｔｈ２ｃが段階的に設けられていた。しかし、第２種閾値の個数は３個に限らず、少なくとも１個以上あればよい。例えば、１個の第２種閾値ｔｈ２ａのみが設定されるとき、デマンド制御部６００は、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さい場合にガス式熱源機２００の運転を停止させ、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ａよりも小さくない場合にガス式熱源機２００を運転（例えば、定格出力で運転）させてもよい。なお、上記変形例の空調システム２においても同様である。

また、上記実施形態では、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｂよりも小さい場合にガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の３０％にさせ、測定温度差ΔＴが第２種閾値ｔｈ２ｃよりも小さい場合にガス式熱源機２００の運転出力を定格出力の５０％にさせていた。しかし、ガス式熱源機２００の運転出力の割合についての具体例は、この例に限らない。第２種閾値が段階的に複数設けられるときには、少なくとも、測定温度差が第２種閾値を超える毎に、ガス式熱源機２００の運転出力を段階的に大きくすればよい。なお、上記変形例の空調システム２においても同様である。

また、上記実施形態では、設備全体における現時点後の３０分間における平均消費電力を比較対象の消費電力としていた。しかし、比較対象の消費電力は、この例に限らない。例えば、現時点後の３０分間における最大消費電力を比較対象の消費電力としてもよい。また、例えば、設備全体における現時点の消費電力を比較対象の消費電力としてもよい。少なくとも、電力計４１０によって検出された設備全体の消費電力に基づいて導出される電力需要を示す消費電力を、比較対象の消費電力とすればよい。

本発明は、空調システムに利用することができる。

１ 空調システム
１００ 電気式熱源機
２００ ガス式熱源機
３００ 空調機
４１０ 電力計
５００ 温度差導出部
６００ デマンド制御部

Claims (6)

1. 電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給する電気式熱源機と、
   前記電気式熱源機とは独立して構成され、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して前記空調機に供給するガス式熱源機と、
   需要家における設備全体の消費電力を検出する電力計と、
   前記空調機に供給される熱媒体について予め設定された温度である設定温度と、前記空調機に供給される熱媒体について測定された温度である測定温度との差分の絶対値によって温度差を導出する温度差導出部と、
   前記電力計によって検出された消費電力に基づいて前記需要家における電力需要を導出し、前記電力需要および前記空調機における熱需要に応じて前記電気式熱源機および前記ガス式熱源機の運転を制御するデマンド制御部と、
   を備え、
   前記デマンド制御部は、前記電力需要を示す消費電力が、任意の契約電力の目標値以下の値に設定された第１種閾値を超えた場合に、前記電気式熱源機の運転出力の上限値を所定値に制限させ、前記温度差が、予め設定された第２種閾値を超えた場合に、前記ガス式熱源機を運転させる空調システム。
2. 前記温度差導出部は、
   前記空調機に供給される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる測温部と、
   前記設定温度に相当する電流値または電圧値に予め設定されるオフセット値と、前記測温部による前記測定温度に相当する電流値または電圧値との差分の絶対値に相当する電流または電圧を出力することで前記温度差を導出する信号変換部と、
   前記信号変換部から出力される電流の電流値または電圧の電圧値をパルス信号に変換して前記デマンド制御部に出力するパルス変換部と、
   を備える請求項１に記載の空調システム。
3. 電気で動作し、熱媒体を冷却または加熱して空調機に供給する電気式熱源機と、
   前記電気式熱源機とは独立して構成され、主にガスで動作し、熱媒体を冷却または加熱して前記空調機に供給するガス式熱源機と、
   需要家における設備全体の消費電力を検出する電力計と、
   前記空調機に供給される熱媒体について測定された温度である第１測定温度と、前記空調機から送出される熱媒体について測定された温度である第２測定温度との差分の絶対値によって温度差を導出する温度差導出部と、
   前記電力計によって検出された消費電力に基づいて前記需要家における電力需要を導出し、前記電力需要および前記空調機における熱需要に応じて前記電気式熱源機および前記ガス式熱源機の運転を制御するデマンド制御部と、
   を備え、
   前記デマンド制御部は、前記電力需要を示す消費電力が、任意の契約電力の目標値以下の値に設定された第１種閾値を超えた場合に、前記電気式熱源機の運転出力の上限値を所定値に制限させ、前記温度差が、予め設定された第２種閾値を超えた場合に、前記ガス式熱源機を運転させる空調システム。
4. 前記温度差導出部は、
   前記空調機に供給される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる第１測温部と、
   前記空調機から送出される熱媒体の温度を示す電流または電圧が生じる第２測温部と、
   前記第１測温部による前記第１測定温度に相当する電流値または電圧値と、前記第２測温部による前記第２測定温度に相当する電流値または電圧値との差分の絶対値によって前記温度差を示す電流値または電圧値を導出する減算部と、
   前記減算部によって導出された電流値または電圧値をパルス信号に変換して前記デマンド制御部に出力するパルス変換部と、
   を備える請求項３に記載の空調システム。
5. 前記第１種閾値は、段階的に複数設けられており、
   前記デマンド制御部は、前記電力需要を示す消費電力が前記第１種閾値を超える毎に、前記電気式熱源機の運転出力の上限値の制限量を段階的に多くする請求項１から４のいずれか１項に記載の空調システム。
6. 前記第２種閾値は、段階的に複数設けられており、
   前記デマンド制御部は、前記温度差が前記第２種閾値を超える毎に、前記ガス式熱源機の運転出力を段階的に大きくする請求項１から５のいずれか１項に記載の空調システム。

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