JP7374323B2

JP7374323B2 - 空調システムおよび空調システムの電力量を制御する方法

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Publication number: JP7374323B2
Application number: JP2022531190A
Authority: JP
Inventors: 悟梁池; 宗野本; 万誉篠崎; 靖佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2023-11-06
Anticipated expiration: 2040-06-18
Also published as: ES2976235T3; EP4170252A4; US20230147599A1; CN115667809A; EP4170252A1; WO2021255884A1; EP4170252B1; JPWO2021255884A1

Description

本開示は、空調システムおよび空調システムの電力量を制御する方法に関する。

従来、複数の室内機の各々に空調の必要性に応じた優先度が設定される空調システムが知られている。たとえば、国際公開第２０１３／０６１３９９号（特許文献１）には、複数の室内ユニットを備えるヒートポンプシステムが開示されている。当該ヒートポンプシステムにおいては、ユーザが使用頻度または重要度に応じてワークスペースに優先度を設定することで、室内ユニットの最大冷却容量の合計が室外ユニットの最大冷却容量を超えている場合であっても、空調負荷の大きいワークスペースの室内ユニットを定格容量で運転することができる。また、空調の必要性が高いワークスペースの室内ユニットを定格容量で運転することができる。その結果、当該ワークスペースの快適性を確保することができる。

国際公開第２０１３／０６１３９９号

特許文献１に開示されているヒートポンプシステムにおいては、１つの圧縮機に対して複数の室内機が設けられている。しかし、空調システムの構成としては、複数の圧縮機に対して複数の室内機が設けられた構成も想定される。デマンド要求（電力量制限要求）に応じて行われるデマンド制御においては、複数の室内機の各々の利用に伴うコストに基づいて、限られた電力量を少なくとも１つの圧縮機にどのようにして公平に割り当てるかが問題となる。しかし、特許文献１に開示されているヒートポンプシステムにおいては、複数の室内機の各々の利用に伴うコストの公平な分配について考慮されていない。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、少なくとも１つの空調機を備える空調システムにおいて、電力量制限を実現しながら、空調利用に伴うコストの分配の公平性を向上させることである。

本開示の一局面に係る空調システムは、冷媒が循環する少なくとも１つの空調機と、第１コントローラとを備える。第１コントローラは、電力量制限条件が成立する場合に少なくとも１つの空調機が単位時間当たりに消費する電力量を制限する。少なくとも１つの空調機の各々は、圧縮機と、少なくとも１つの室内機とを含む。少なくとも１つの室内機の各々には、当該室内機を利用することのコストに対応するスコアが予め設定されている。第１コントローラは、少なくとも１つの空調機の各々について、当該空調機に含まれる少なくとも１つの室内機の各々のスコアの第１合計値を算出する。第１コントローラは、少なくとも１つの空調機の各々の第１合計値の第２合計値を算出する。第１コントローラは、電力量制限条件が成立する場合、少なくとも１つの空調機の各々について、第２合計値に対する当該空調機の第１合計値の割合に応じて当該空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数を設定する。

本開示の他の局面に係る空調システムの電力量を制御する方法は、電力量制限条件が成立する場合に、冷媒が循環する少なくとも１つの空調機が単位時間当たりに消費する電力量を制限する。少なくとも１つの空調機の各々は、圧縮機と、少なくとも１つの室内機とを含む。少なくとも１つの室内機の各々には、当該室内機を利用することのコストに対応するスコアが予め設定されている。空調システムの電力量を制御する方法は、少なくとも１つの空調機の各々について、当該空調機に含まれる少なくとも１つの室内機の各々のスコアの第１合計値を算出するステップと、少なくとも１つの空調機の各々の第１合計値の第２合計値を算出するステップと、電力量制限条件が成立する場合、少なくとも１つの空調機の各々について、第２合計値に対する当該空調機の第１合計値の割合に応じて当該空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数を設定するステップとを含む。

本開示に係る空調システムおよび空調システムの電力量を制御する方法によれば、電力量制限条件が成立する場合、少なくとも１つの空調機の各々について、第２合計値に対する当該空調機の第１合計値の割合に応じて当該空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数を設定することにより、電力量制限を実現しながら、空調利用に伴うコストの分配の公平性を向上させることができる。

実施の形態１に係る空調システムの構成を示す機能ブロック図である。図１のデマンドコントローラの構成を示す機能ブロック図である。図１の空調機の構成を示す機能ブロック図である。図１のデマンドコントローラによって行われる電力量監視処理の流れを示すフローチャートである。図４のデマンド制御の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。図３の膨張弁の流路抵抗と膨張弁の開度（Ｃｖ値）との関係、および膨張弁の流路抵抗と熱交換器の熱交換量との関係を併せて示す図である。デマンド制御指令に応じて図３のコントローラによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。図７の膨張弁の開度の設定処理の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態１の変形例に係る空調システムの構成を示す機能ブロック図である。図９のデマンドコントローラによって行われる電力量監視処理の流れを示すフローチャートである。図１０の電力量調整制御の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態２に係る空調システムのデマンドコントローラによって行われるデマンド制御な処理の流れを示すフローチャートである。図１２の圧縮機の駆動周波数の上限値の設定処理の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空調システム１０００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示されるように、空調システム１０００は、デマンドコントローラ１（第１コントローラ）と、複数の空調機１００とを備える。複数の空調機１００の各々は、熱源機１０と、少なくとも１つの室内機２０とを含む。複数の空調機１００の各々においては、冷媒が循環する。少なくとも１つの室内機２０の各々には、室内機２０を利用することのコスト（利用コスト）に対応する優先度スコアが予め設定されている。利用コストには、たとえば室内機２０が設置されているスペースの賃料、および契約によって定められた電気料金が含まれる。なお、空調システム１０００に含まれる空調機１００の数は、１であってもよい。

デマンドコントローラ１は、サンプリングタイム毎に複数の空調機１００の電力量監視処理を行う。具体的には、デマンドコントローラ１は、電力量監視処理においてデマンド要求ＤＲ（電力量制限要求）を受けた場合に、複数の空調機１００が単位時間当たりに消費する電力量（消費電力量）を低下させるデマンド制御を行なう。デマンド要求ＤＲは、たとえば、空調システム１０００を含む複数のシステムの電力量の管理を統合的に行う電力量管理システムから、電力量が逼迫して電力量が不測する可能性が高まったときに発せられる。

図２は、図１のデマンドコントローラ１の構成を示す機能ブロック図である。図２に示されるように、デマンドコントローラ１は、処理回路９１と、メモリ９２と、通信部９３と、入出力部９４とを含む。処理回路９１、メモリ９２、通信部９３、および入出力部９４は、バス９５を介して互いに接続されている。

処理回路９１は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ９２に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。処理回路９１が専用のハードウェアである場合、処理回路９１には、たとえば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、あるいはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路９１がＣＰＵの場合、デマンドコントローラ１の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアあるいはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行する。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも呼ばれる。メモリ９２には、不揮発性または揮発性の半導体メモリ（たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、あるいはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory））、および磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が含まれる。

通信部９３は、ネットワークＮＷを介して、複数の空調機１００の各々と通信する。ネットワークＮＷには、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、あるいはインターネットが含まれる。

入出力部９４は、ユーザからの操作を受けるとともに、処理結果をユーザに出力する。入出力部９４は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、ディスプレイ、およびスピーカを含む。

図３は、図１の空調機１００の構成を示す機能ブロック図である。図３に示されるように、熱源機１０は、圧縮機１１と、熱交換器１２と、四方弁１３と、コントローラ１４（第２コントローラ）とを含む。少なくとも１つの室内機２０の各々は、膨張弁２１と、熱交換器２２と、コントローラ２４（第２コントローラ）とを含む。空調機１００は、冷房運転および暖房運転を選択的に行うとともに、デマンドコントローラ１からのデマンド制御指令を受けて、デマンド運転を行なう。

コントローラ１４は、圧縮機１１の駆動周波数を制御して、圧縮機１１が単位時間当たりに吐出する冷媒量を制御する。コントローラ１４は、コントローラ２４を介して、膨張弁２１の開度を制御する。コントローラ１４は、四方弁１３を制御して、冷媒の循環方向を冷房運転と暖房運転とで切り替える。コントローラ１４，２４の各々は、図２に示されるデマンドコントローラ１と同様の構成を有し得る。なお、コントローラ１４，２４は、一体的に形成されてもよい。

冷房運転において冷媒は、圧縮機１１、四方弁１３、熱交換器１２、膨張弁２１、熱交換器２２、および四方弁１３の順に循環する。冷房運転においてコントローラ１４は、熱交換器２２と圧縮機１１との間を流れる冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように膨張弁２１の開度を制御する。暖房運転において冷媒は、圧縮機１１、四方弁１３、熱交換器２２、膨張弁２１、および熱交換器１２の順に循環する。暖房運転においてコントローラ１４は、熱交換器２２と膨張弁２１との間を流れる冷媒の過冷却度が目標過冷却度に近づくように膨張弁２１の開度を制御する。

図４は、図１のデマンドコントローラ１によって行われる電力量監視処理の流れを示すフローチャートである。当該電力量監視処理は、デマンドコントローラ１を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。以下では、ステップを単にＳと記載する。また、ｉ番目の空調機１００のｊ番目の室内機２０の優先度スコアをＰ_ｉ，ｊと表す。インデックスｉ，ｊはいずれも自然数である。

図４に示されるように、デマンドコントローラ１は、Ｓ１１０において、複数の空調機１００の各々について、当該空調機１００に含まれる少なくとも１つの室内機２０の各々の優先度スコアの合計値Ｑ_ｉ（第１合計値）を以下の式（１）のように算出し、処理をＳ１２０に進める。式（１）において自然数Ｍ_ｉは、ｉ番目の空調機１００に含まれる少なくとも１つの室内機２０の数である。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１２０において、複数の空調機１００の各々の合計値Ｑ_ｉの合計値Ｒ（第２合計値）を以下の式（２）のように算出し、処理をＳ１３０に進める。式（２）において自然数Ｎは、複数の空調機１００の数である。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１３０において、デマンド要求ＤＲを受信したという条件（電力量制限条件）が成立したか否かを判定する。デマンド要求ＤＲを受信していない場合（Ｓ１３０においてＮＯ）、デマンドコントローラ１は、処理をメインルーチンに返す。デマンド要求ＤＲを受信している場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、デマンドコントローラ１は、Ｓ１４０においてデマンド制御を行う。なお、電力量制限条件は、デマンド要求ＤＲを受信したという条件に限定されない。デマンドコントローラ１が複数の空調機１００の単位時間当たりの電力量を直接に測定し、当該電力量が基準電力量を超えたという条件が電力量制限条件に含まれてもよい。

図５は、図４のデマンド制御（Ｓ１４０）の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。図５に示されるように、デマンドコントローラ１は、Ｓ１４１において、複数の空調機１００について、以下の式（３）のように、ｉ番目の空調機の圧縮機の駆動周波数Ｈ_ｉ、当該圧縮機のストロークボリューム（吸い込み体積）Ｖ_ｉ、および基準ストロークボリュームＶ_ｒの逆数の積（第１の積）として基準周波数Ｗ_ｉ（指標値）を算出し、処理をＳ１４２に進める。駆動周波数Ｈ_ｉは、デマンド要求ＤＲをデマンドコントローラ１が受信したときの駆動周波数である。基準周波数Ｗ_ｉは、駆動周波数Ｈ_ｉに加えてストロークボリュームＶ_ｉも反映された、当該空調機によって単位時間当たりに消費される電力量の指標値である。なお、基準ストロークボリュームＶ_ｒはストロークボリュームＶ_ｉを正規化するための基準値であり、たとえば１ｃｃであってもよい。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１４２において、以下の式（４）のように基準周波数Ｗ_ｉの合計基準周波数Ｇ（合計指標値）を算出し、処理をＳ１４３に進める。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１４３において、以下の式（５）のように、電力量制限率Ｄおよび合計基準周波数Ｇの積として、上限合計基準周波数Ｕを算出し、処理をＳ１４４に進める。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１４４において、以下の式（６）のように、上限合計基準周波数Ｕおよび合計値Ｒに対する合計値Ｑ_ｉの割合の積として上限基準周波数Ｅ_ｉを算出し、処理をＳ１４５に進める。

デマンドコントローラ１は、Ｓ１４５において、以下の式（７）のように、上限基準周波数Ｅ_ｉ、基準ストロークボリュームＶ_ｒ、およびストロークボリュームＶ_ｉの逆数の積（第２の積）として上限駆動周波数Ｚ_ｉを算出して、処理をメインルーチンに返す。ｉ番目の空調機は、上限駆動周波数Ｚ_ｉを当該空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数の上限値として、空調運転を継続する。

デマンドコントローラ１は、式（６）に示されるように、合計値Ｒに対する合計値Ｑ_ｉの割合に応じて圧縮機１１の駆動周波数を設定している。デマンドコントローラ１によれば、デマンド制御において、複数の空調機１００において優先度スコアが相対的に高い空調機１００に含まれる圧縮機１１の駆動周波数の低下が抑制される。圧縮機１１の駆動周波数は、圧縮機１１が単位時間当たりに消費する電力量と相関関係を有する。また、圧縮機１１の電力量は、空調機１００が単位時間当たりに消費する電力量において大きな割合を占める。したがって、合計値Ｒに対する空調機１００の合計値Ｑ_ｉの割合に応じて圧縮機１１の駆動周波数を設定することにより、利用コストが相対的に高い空調機１００に優先的に電力量が分配される。空調システム１０００によれば、電力量制限を実現しながら、空調利用に伴うコストの分配の公平性を向上させることができる。

また、圧縮機の電力量は、駆動周波数が同じでも当該圧縮機のサイズによって異なり得る。空調システム１０００によれば、デマンド制御における電力量の分配において、圧縮機の駆動周波数に加えて圧縮機のサイズと相関関係があるストロークボリュームも考慮されるため、空調利用に伴うコストの分配の公平性をさらに向上させることができる。

上記では、複数の空調機１００の間での利用コストに基づく電力量の公平な分配について説明した。以下では、図６，図７，図８を用いて、空調機１００における少なくとも１つの室内機２０の間での利用コストに基づく冷媒量の公平な分配について説明する。

図６は、図３の膨張弁２１の流路抵抗と膨張弁２１の開度（Ｃｖ値）との関係、および膨張弁２１の流路抵抗と熱交換器２２の熱交換量との関係を併せて示す図である。図６に示されるように、膨張弁２１の開度が大きい程、膨張弁２１の流路抵抗は小さい。また、膨張弁２１の流路抵抗が小さい程、熱交換器２２の熱交換量は大きい。熱交換器２２の熱交換量が大きい程、室内機２０による空調の効果が大きい。すなわち、膨張弁２１の開度が大きい程、室内機２０による空調の効果が大きい。

そこで、空調機１００においては、少なくとも１つの室内機２０の各々について、空調機１００の合計値Ｑ_ｉに対する室内機２０の優先度スコアＰ_ｉ，ｊの割合に応じて、室内機２０に含まれる膨張弁２１の開度を設定する。

図７は、デマンド制御指令に応じて図３のコントローラ１４によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。図７に示される処理は空調機１００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。

図７に示されるように、コントローラ１４は、Ｓ１６１において、以下の式（８）のように、空調機１００の合計値Ｑ_ｉおよび少なくとも１つの室内機２０の数Ｍ_ｉから、少なくとも１つの室内機２０の各々の優先度スコアＰ_ｉ，ｊの平均値Ｐ_ａｖｅを算出し、処理をＳ１６２に進める。

コントローラ１４は、Ｓ１６２において、少なくとも１つの室内機２０の各々について、合計値Ｑ_ｉに対する室内機２０の優先度スコアＰ_ｉ，ｊの割合に応じて室内機２０に含まれる膨張弁２１の開度を設定し、処理をメインルーチンに返す。

図８は、図７の膨張弁２１の開度の設定処理Ｓ１６２の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。図８に示されるように、コントローラ１４は、Ｓ１６２１において、室内機２０の優先度スコアＰ_ｉ，ｊが平均値Ｐ_ａｖｅより小さいという条件が成立するか否かを判定する。優先度スコアＰ_ｉ，ｊが平均値Ｐ_ａｖｅより小さい場合（Ｓ１６２１においてＹＥＳ）、コントローラ１４は、Ｓ１６２２において、室内機２０に含まれる膨張弁２１の開度をＳ１６２１の条件の成立判定時よりも減少させて処理をメインルーチンに返す。優先度スコアＰ_ｉ，ｊが平均値Ｐ_ａｖｅ以上である場合（Ｓ１６２１においてＮＯ）、コントローラ１４は、Ｓ１６２３において、室内機２０に含まれる膨張弁２１の開度をＳ１６２１の条件の成立判定時よりも増加させて処理をメインルーチンに返す。

冷房運転においては、Ｓ１６２２において目標過熱度を増加させることによって膨張弁２１の開度の減少を実現し、Ｓ１６２３において目標過熱度を減少させことによって膨張弁２１の開度の増加を実現してもよい。暖房運転においては、Ｓ１６２２において目標過冷却度を増加させることによって膨張弁２１の開度の減少を実現し、Ｓ１６２３において目標過冷却度を減少させることによって膨張弁２１の開度の増加を実現してもよい。

Ｓ１６２１の優先度スコアＰ_ｉ，ｊが平均値Ｐ_ａｖｅより小さいという条件は、式（８）より、以下の式（９）が成立するという条件と同じである。式（９）が成立するという条件は、合計値Ｑ_ｉに対する優先度スコアＰ_ｉ，ｊの割合が少なくとも１つの室内機２０の数Ｍ_ｉの逆数より小さいという条件である。

コントローラ１４は、式（９）が成立するという条件の成否を用いて膨張弁２１の開度を設定しているため、合計値Ｑ_ｉに対する室内機２０の優先度スコアＰ_ｉ，ｊの割合に応じて室内機２０に含まれる膨張弁２１の開度を設定している。コントローラ１４によれば、デマンド制御において、少なくとも１つの室内機２０において利用コストが相対的に高い室内機２０に含まれる膨張弁の開度が増加される。膨張弁２１は室内機２０を流れる冷媒を調整する流量調整弁の役割を有するため、膨張弁２１の開度が大きい程、室内機２０を流れる冷媒量は大きい。空調システム１０００によれば、利用コストが相対的に高い室内機２０に優先的に冷媒量が分配されるため、空調システム１０００による空調利用に伴うコストの分配の公平性を少なくとも１つの室内機２０の間でも向上させることができる。

実施の形態１の変形例．
実施の形態１の変形例においては、デマンド制御の後に、電力調整制御を行い、目標電力量からの過剰な乖離を抑制する構成について説明する。

図９は、実施の形態１の変形例に係る空調システム１１００の構成を示す機能ブロック図である。空調システム１１００の構成は、図１のデマンドコントローラ１が１Ａに置き換えられているとともに、複数の空調機１００の各々に、空調機１００が消費する電力量を測定する電力量センサＰｓが追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

図１０は、図９のデマンドコントローラ１Ａによって行われる電力量監視処理の流れを示すフローチャートである。当該電力量監視処理は、デマンドコントローラ１Ａを統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。図９に示されるフローチャートは、図４のデマンド制御Ｓ１４０の後に電力量調整制御Ｓ２００が追加されたフローチャートである。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。

図１０に示されるように、デマンドコントローラ１Ａは、実施の形態１と同様にＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０を実行してから、Ｓ２００において電力量調整制御を行った後、処理をメインルーチンに返す。

図１１は、図１０の電力量調整制御Ｓ２００の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示されるように、デマンドコントローラ１Ａは、Ｓ２０１において、消費電力量から目標電力量を引いた値の絶対値が基準値δ（第２基準値）よりも大きいか否かを判定する。当該絶対値が基準値δよりも以下である場合（Ｓ２０１においてＮＯ）、デマンドコントローラ１Ａは、処理をメインルーチンに返す。当該絶対値が基準値δよりも大きい場合（Ｓ２０１においてＹＥＳ）、デマンドコントローラ１Ａは、処理をＳ２０２に進める。基準値δは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。

デマンドコントローラ１Ａは、Ｓ２０２において、消費電力量が目標電力量よりも大きいか否かを判定する。消費電力量が目標電力量よりも大きい場合（Ｓ２０２においてＹＥＳ）、デマンドコントローラ１Ａは、Ｓ２０３において複数の空調機１００の各々に含まれる圧縮機１１の駆動周波数をＳ２０２の条件の成立判定時よりも低下させて処理をＳ２０５に進める。消費電力量が目標電力量以下である場合（Ｓ２０２においてＮＯ）、デマンドコントローラ１Ａは、Ｓ２０４において複数の空調機１００の各々に含まれる圧縮機１１の駆動周波数をＳ２０２の条件の成立判定時よりも上昇させて処理をＳ２０５に進める。デマンドコントローラ１Ａは、Ｓ２０５において一定時間待機した後、処理をＳ２０１に戻す。

空調システム１１００によれば、デマンド制御後において消費電力量と目標電力量との乖離を基準値δ以下に抑えることができるため、電力量制限下においても許容された電力量を十分に活用することができる。

以上、実施の形態１および変形例に係る空調システムおよび空調システムの電力量を制御する方法によれば、電力量制限を実現しながら、空調利用に伴うコストの分配の公平性を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、優先度スコアが相対的に高い空調機に優先的に電力量が分配される構成について説明した。実施の形態１によると、電力制限下において或る室内機の利用コストが当該室内機の優先度スコア自体ではなく、当該優先度スコアの相対的な大小関係によって変動し得る。実施の形態２においては、利用コストが優先度スコアに対応するように、分配される電力量が優先度スコア自体に基づいて制限される構成について説明する。

図１２は、実施の形態２に係る空調システムのデマンドコントローラによって行われるデマンド制御な処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示される処理は、図５のＳ１４５がＳ２４５に置き換えられた処理である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

図１２に示されるように、デマンドコントローラは、実施の形態１と同様にＳ１４１～Ｓ１４４を実行した後、Ｓ２４５において、少なくとも１つの空調機の各々に含まれる圧縮機の駆動周波数の上限値を設定して、処理をメインルーチンに返す。

図１３は、図１２の圧縮機の駆動周波数の上限値の設定処理（Ｓ２４５）の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。デマンドコントローラは、図１３に示される処理を、少なくとも１つの空調機の各々に対して行う。図１３には、ｉ番目の空調機に対する処理が示されている。

図１３に示されるように、デマンドコントローラは、Ｓ２４５１において、合計値Ｑ_ｉが基準値σ（第１基準値）よりも小さいか否かを判定する。合計値Ｑ_ｉが基準値σ（第１基準値）以上である場合（Ｓ２４５１においてＮＯ）、デマンドコントローラは、Ｓ２４５２において、式（７）によって算出された積Ｚ_ｉをｉ番目の空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数の上限値に設定し、処理をメインルーチンに返す。合計値Ｑ_ｉが基準値σ（第１基準値）より小さい場合（Ｓ２４５１においてＹＥＳ）、デマンドコントローラは、Ｓ２４５３において、積Ｚ_ｉより小さい値Ｆ_ｉをｉ番目の空調機に含まれる圧縮機の駆動周波数の上限値に設定し、処理をメインルーチンに返す。値Ｆ_ｉは、たとえば予め定められた１より小さい係数または合計値Ｑ_ｉに対応する係数を、積Ｚ_ｉに乗ずることによって算出される。基準値σは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。

以上、実施の形態２に係る空調システムおよび空調システムの電力量を制御する方法によれば、電力量制限を実現しながら、空調利用に伴うコストの分配の公平性を実施の形態１よりもさらに向上させることができる。

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａデマンドコントローラ、１０熱源機、１１圧縮機、１２，２２熱交換器、１３四方弁、１４，２４コントローラ、２０室内機、２１膨張弁、９１処理回路、９２メモリ、９３通信部、９４入出力部、９５バス、１００空調機、１０００，１１００空調システム、ＮＷネットワーク、Ｐｓ電力量センサ。

Claims

冷媒が循環する少なくとも１つの空調機と、
電力量制限条件が成立する場合に前記少なくとも１つの空調機が単位時間当たりに消費する電力量を制限する第１コントローラとを備え、
前記少なくとも１つの空調機の各々は、圧縮機と、少なくとも１つの室内機とを含み、
前記少なくとも１つの室内機の各々には、当該室内機を利用することのコストに対応するスコアが予め設定されており、
前記第１コントローラは、
前記少なくとも１つの空調機の各々について、当該空調機に含まれる前記少なくとも１つの室内機の各々の前記スコアの第１合計値を算出し、
前記少なくとも１つの空調機の各々の前記第１合計値の第２合計値を算出し、
前記電力量制限条件が成立する場合、前記少なくとも１つの空調機の各々について、前記第２合計値に対する当該空調機の前記第１合計値の割合に応じて当該空調機に含まれる前記圧縮機の駆動周波数を設定する、空調システム。
前記第１コントローラは、前記電力量制限条件が成立する場合、
前記電力量制限条件の判定時の前記電力量に対する目標電力量の割合を示す電力量制限率を取得し、
前記少なくとも１つの空調機の各々に含まれる前記圧縮機のストロークボリューム、前記圧縮機の駆動周波数、および基準ストロークボリュームの逆数の第１の積を当該空調機によって単位時間当たりに消費される電力量の指標値として算出し、
前記少なくとも１つの空調機の複数の前記指標値の合計指標値を算出し、
前記合計指標値、前記電力量制限率、および前記第２合計値に対する前記少なくとも１つの空調機の各々の前記第１合計値の割合、前記基準ストロークボリューム、および当該空調機の前記圧縮機のストロークボリュームの逆数の第２の積以下の値を当該空調機の前記圧縮機の駆動周波数の上限値として設定する、請求項１に記載の空調システム。
前記第１コントローラは、前記少なくとも１つの空調機の各々について、
当該空調機の前記第１合計値が第１基準値よりも大きい場合、前記上限値を前記第２の積に設定し、
当該空調機の前記第１合計値が前記第１基準値よりも小さい場合、前記上限値を前記第２の積よりも小さい値に設定する、請求項２に記載の空調システム。
前記第１コントローラは、前記電力量制限条件の成立に応じて前記少なくとも１つの空調機の各々について当該空調機に含まれる前記圧縮機の駆動周波数を設定した後、前記電力量から前記目標電力量を引いた値の絶対値が第２基準値より大きい場合、
前記電力量が前記目標電力量より大きい場合、前記少なくとも１つの空調機の各々に含まれる前記圧縮機の駆動周波数を前記電力量と前記目標電力量との比較時よりも低下させ、
前記電力量が前記目標電力量より小さい場合、前記少なくとも１つの空調機の各々に含まれる前記圧縮機の駆動周波数を前記比較時よりも上昇させる、請求項２または３に記載の空調システム。
前記少なくとも１つの空調機の各々は、前記少なくとも１つの室内機を制御する第２コントローラをさらに含み、
前記少なくとも１つの室内機の各々は、前記冷媒が通過する膨張弁および第２熱交換器を含み、
前記第２コントローラは、前記少なくとも１つの室内機の各々について、当該空調機の前記第１合計値に対する当該室内機の前記スコアの割合に応じて、当該室内機に含まれる前記膨張弁の開度を設定する、請求項１～４のいずれかに記載の空調システム。
電力量制限条件が成立する場合に、冷媒が循環する少なくとも１つの空調機が単位時間当たりに消費する電力量を制限する、当該少なくとも１つの空調機を備える空調システムの電力量を制御する方法であって、
前記少なくとも１つの空調機の各々は、圧縮機と、少なくとも１つの室内機とを含み、
前記少なくとも１つの室内機の各々には、当該室内機を利用することのコストに対応するスコアが予め設定されており、
前記空調システムの電力量を制御する方法は、
前記少なくとも１つの空調機の各々について、当該空調機に含まれる前記少なくとも１つの室内機の各々の前記スコアの第１合計値を算出するステップと、
前記少なくとも１つの空調機の各々の前記第１合計値の第２合計値を算出するステップと、
前記電力量制限条件が成立する場合、前記少なくとも１つの空調機の各々について、前記第２合計値に対する当該空調機の前記第１合計値の割合に応じて当該空調機に含まれる前記圧縮機の駆動周波数を設定するステップとを含む、空調システムの電力量を制御する方法。