JPH11287496A - 空調機の使用電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場で働く人間に不快感を与えずに複数の空
調機を制御して最大需要電力を押えることが出来る複数
の空調機の使用電力制御方法を提供する。 【解決手段】 共通の電力供給線に接続された複数の空
調機の使用電力を測定し、測定した使用電力からデマン
ド値の測定単位である３０分間の電力消費量を求め、求
めた電力消費量と設定されたデマンド値とから、実際の
３０分間の電力消費量をデマンド値以内とするために３
０分間に停止させるべき停止時間を求め、停止時間に対
応して各空調機の圧縮機の運転スケジュールを規定した
運転パターンを選択して、各空調機の圧縮機の動作を制
御する。通常運転時においても空調機の消費電力を削減
するべく、空調機の圧縮機の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調機の使用電力
を制御する方法に関し、特に共通の電力供給線に接続さ
れた複数の空調機の使用電力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の向上やコンピューター
をはじめとする電化製品等の大幅な普及によって電気エ
ネルギーの使用が大幅に増え、電気を作り出す際に使用
する化石燃料の消費量が年々増加している。これは限り
ある天然資源の有効利用及び地球環境への配慮という観
点からも好ましくない。

【０００３】また、作り出した電気エネルギーは備蓄す
るのが困難であり、そのため夏・冬場に起きる最大使用
時の電力総量に合わせて発電所等の設備を作る必要があ
り、その設備投資費用等が反映されて電気料金も高くな
っている。

【０００４】この様な事を鑑み、また昨今の国際環境の
変化に対応して、電力業界では様々な対策、例えば、電
気をあまり使わないように奨める広告や、賢い省エネ方
法の告知を行っている。

【０００５】電力会社は、このような省エネ・省電力告
知といったものに加えて、実際に電気使用量の多い電気
需要家（例えば、工場やオフィスビル）に対しては、使
用電力の削減や電気使用に関する意識の改変を目的とし
て、実量制と呼ばれるデマンド数値によって電気料金の
契約をする制度（以下、デマンド契約制度という）を導
入している。

【０００６】このデマンド契約制度は、需要場所におけ
る３０分単位での総使用電力量を１ヶ月間測定し（１日
を４８に細分化して毎月約１，４４０回測定する）、そ
のうちの最大値がその月の最大電力として記録され、こ
の月を含めた過去１年間での任意の３０分間に使用した
電力の最大値を今後１年間の契約電力として基本料金を
設定するシステムである。

【０００７】すなわち、３０分の単位において一度でも
最大電力値を記録した場合、これをもとに電気基本料金
を算出し、向こう１年間の電気代の請求をするものであ
る。現実には、どうしても夏・冬に空調機（エアコン）
をフル稼動させることが多く、その結果この時期に最大
電力値（ピーク）を記録することが多い。

【０００８】それに対し、電力業界としてはこの最大ピ
ーク時の電力量を賄えるだけの発電設備を建てる必要が
あるので、これを押さえたいという願望があり、この時
期に電気を大量に消費する需要家から相応する料金を徴
収するべく、デマンド契約制度が導入された。

【０００９】図１は、ある電力需要家の使用電力の最大
値の月毎の推移を表すグラフである。図１の例では空調
機をあまり稼働させない３月から６月、１１月及び１２
月の使用電力最大値は３００kw以下であるが、空調機を
使用する時間の多い１月、２月及び７月から１０月の使
用電力最大値は３００kw以上であり、冷房をフル稼動さ
せた８月中に使用電力の最大値として４５０kwを記録し
ている。図１に示すような場合、基本料金は最大値であ
る４５０kwを基準として算出される。

【００１０】このデマンド契約制度は、一度使用電力最
大値を記録するとそれに伴い今後一年間の基本料金が更
新されるので、実際に電気を使用している電気需要家か
らは様々な不満が出ている。しかしながら、電気基本料
金を少なくするためには、料金算出の基となる最大需要
電力値（デマンド値）のピークを落とす必要がある。

【００１１】このような電気需要家からの要望にこたえ
るべく、夏もしくは冬に記録される最大需要電力値（デ
マンド値）を、その需要家内にある負荷設備（空調機・
工作機械・照明等）の電源を特定の時間に限って切るこ
とによって制御し、これにより電気基本料金の引き下げ
が可能になる装置としてデマンドコントローラーがあ
る。

【００１２】デマンドコントローラには、人が実際にそ
の需要家内における負荷設備の電源を切るように、最大
需要電力値（デマンド値）が出そうなときに、ブザー等
によってその場所で働いている従業員に通知するもの
や、接続された数台の負荷設備に電気信号を送り、強制
的にその負荷設備の電源を切るものがある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人が実
際にその需要家内における負荷設備の電源を切るタイプ
のデマンドコントローラを使用した場合、その限られた
時間（デマンド値発生時）に人が実際に需要家内を移動
して負荷設備の電源を遮断する必要があるので、必ずし
も意図した通りに制御できないという問題があり、接続
された負荷設備の電源を強制的に切るタイプのデマンド
コントローラには、その瞬間に設備自体が止まってしま
う為、作業に必要な設備を接続できないという問題があ
る。

【００１４】これらの問題をどうしても解決出来ないと
いったジレンマから、デマンドコントローラーの導入を
検討の段階で中止したり、実際にデマンドコントローラ
ーを導入したにも関わらず、上記のような問題やその場
所で働いている従業員からの苦情により、結果としてデ
マンドコントローラーを使用しない場合が多数ある。

【００１５】現在、夏場・冬場の最大需要電力を生じさ
せ、電気発電設備等を建築する必要性を生じさせる直接
的原因となっているのは、工場やオフィス等のあらゆる
職場に設置された空調機（エアコン）である。

【００１６】上述のデマンドコントローラーで空調機の
電源を強制的に切る場合、最大需要電力値（デマンドピ
ーク値）がでる時期が、前述のように夏の一番暑い時や
冬の一番寒い時期であるため、仮に導入しても、最も空
調の必要なときに空調機の電源が切れて動かなくなって
しまう為、室内温度の急激な上昇・下降が起こり、作業
環境が悪化し従業員の反感を買う事となり、導入後１年
以上きちんと稼動させているところは皆無に等しい。

【００１７】本願発明はこのような課題を解決するべく
なされたものであり、現場で働く人間に不快感を与えず
に複数の空調機を制御して最大需要電力を押えることが
出来る複数の空調機の使用電力制御方法を提供すること
を目的とする。

【００１８】また、地球環境への配慮という観点から、
最大需要電力（デマンド値）予測時だけでなく、空調機
のすべての稼働時間、すなわち通常使用状態においても
省エネ・省電力を達成することが出来る複数の空調機の
使用電力制御方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、共通の電
力供給線に接続された複数の空調機の使用電力制御方法
であって、複数の空調機の合計使用電力を測定し、該測
定された使用電力から所定の時間内の電力消費量を求
め、該電力消費量に応じて、各空調機を停止させるべき
停止時間を求め、各空調機の圧縮機を、周期的に所定の
順序で停止時間だけ停止させることを特徴とする、本発
明による複数の空調機の使用電力制御方法によって解決
される。

【００２０】従来主として使われていた空調機の制御方
法は、空調機の電源自体をオン・オフして制御する方法
であるが、本願に係る使用電力制御方法ではこの方法を
とらずに、空調機の圧縮機の動作を制御して使用電力を
制御する。

【００２１】空調機における圧縮機（コンプレッサー）
は、空調機の中心的役割を担っており、冷房の際の冷気
や暖房の際の暖気を作る場所であると同時に、空調機の
総電力使用量の約９割を消費している。

【００２２】また、空調機の構造は、電源が入ると温度
センサーによって圧縮機（コンプレッサー）の稼動を制
御するようになっており、圧縮機自体は本来機械的に動
作を制御できるように構成されている。

【００２３】更に、空調機の中にある圧縮機（コンプレ
ッサー）のみを制御する事により、デマンドピーク時に
おける制御を外部からは解りずらくすることができる。

【００２４】以上のように、圧縮機の動作を制御すると
いう方法は、空調機の寿命的な部分から考えても一番効
率が良く、本来の空調機の運転と同様の状況が作り出
せ、その空調機の設置された職場で働いている人々は、
空調機が強制的に制御されていることを意識することな
く通常通り快適に作業できる。

【００２５】また、通常運転時においてもデマンド値の
かわりに電力削減率に基づいて空調機を制御することに
より、実際に圧縮機を停止させて、確実に省エネ・省電
力が可能になる。

【００２６】圧縮機の停止時間においても空調機からの
送風が行われることが好ましい。このようにすると、室
内機からの送風は止まることが無いので、圧縮機の強制
停止による室温への影響を最小限に食い止められる。

【００２７】各空調機の圧縮機の運転スケジュールを規
定した複数の運転パターンの中から停止時間に基づいて
一つの運転パターンを選択して各圧縮機の動作を制御す
るようにしてもよい。

【００２８】この場合、複数の空調機が複数のフロア又
は棟内に配置されているとき、各フロア又は棟毎に異な
った運転パターンを使用できるように構成すると、作業
環境に合わせて各階・各棟等に最適な制御ができる。

【００２９】隣接して設置されていない空調機の圧縮機
を順番に停止させるようにすると、フロア又は棟内にお
ける室温のバラツキをなくすことができる。

【００３０】各圧縮機を連続して停止させる時間が、３
分から５分の間であるのが好ましい。この３〜５分とい
う強制停止時間は、その前に圧縮機が作り出していた冷
気（暖気）が残っている時間であり、この冷気（暖気）
を有効利用して循環させて室内を冷房（暖房）すること
ができるので、室温の上昇（下降）を最小限で食い止め
る事が出来る。

【００３１】更に、少なくとも一つの空調機を非制御と
することができるように構成されていることが好まし
い。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本願の
複数の空調機の使用電力制御方法の実施の形態を詳細に
説明する。

【００３３】本実施の形態においては、通常使用状態に
おける電力削減率を制御する部分と、最大需要電力値と
して設定されたデマンド値を制御する部分とを組み合わ
せたプログラムを使用することによって、各電力需要家
の電力使用状況・削減状況に合わせたカスタムメイドの
制御が出来るようなシステムとした。

【００３４】空調機はフロアや棟毎にグループ分けさ
れ、それぞれの作業環境に合わせてグループ毎に異なっ
た通常電力削減率を設定できるように構成されている。

【００３５】以下において、このように各空調機をフロ
アや棟毎のグループに分けて制御し、かつデマンド値
（需要ピーク値）によってそのグループにおける制御率
をプログラムによって変更する事ができるシステムを、
グループサイクリック・デマンドコントロールシステム
と定義する。

【００３６】最初に、通常使用状態における電力削減率
（省エネ率）の制御部分の動作を詳述する。

【００３７】電力削減率は、３０分を基準単位とし、ユ
ーザによる平常時制御パーセント入力に応じて、 ０％…省エネなし（従来どおり制御なしの稼動） １０％…省エネ率１０％（１空調機あたり３０分中３分
停止） ２０％…省エネ率２０％（１空調機あたり１５分中３分
・３０分中６分停止） ３０％…省エネ率３０％（１空調機あたり１０分中３分
・３０分中９分停止） ４０％…省エネ率４０％（１空調機あたり１０分中４分
・３０分中１２分停止） ５０％…省エネ率５０％（１空調機あたり１０分中５分
・３０分中１５分停止） の５つの制御パターンから各グループ毎に選択され、ユ
ーザは目的・用途に応じて設定の変更を容易に行える。

【００３８】具体的には、図３のフローチャートに示さ
れているように、最初にユーザが平常時制御パーセント
を入力し（Ｓ３０１）、入力された値が０％設定である
か否かを確認し（Ｓ３０２）、入力された設定が０％設
定である場合には空調機は従来通り非制御にて運転する
（Ｓ３０８）。

【００３９】入力された設定が０％設定でない場合には
１０％制御であるか否かを確認し（Ｓ３０３）、入力さ
れた設定が１０％制御である場合には各空調機の圧縮機
は３０分間中３分間強制的に停止されるようにグループ
毎にサイクリック制御される（Ｓ３０９）。

【００４０】入力された設定が１０％設定でない場合に
は２０％制御であるか否かを確認し（Ｓ３０４）、入力
された設定が２０％制御である場合には各空調機の圧縮
機は１５分間中３分間強制的に停止されるようにグルー
プ毎にサイクリック制御される（Ｓ３１０）。

【００４１】入力された設定が２０％設定でない場合に
は３０％制御であるか否かを確認し（Ｓ３０５）、入力
された設定が３０％制御である場合には各空調機の圧縮
機は１０分間中３分間強制的に停止されるようにグルー
プ毎にサイクリック制御される（Ｓ３１１）。

【００４２】入力された設定が３０％設定でない場合に
は４０％制御であるか否かを確認し（Ｓ３０６）、入力
された設定が４０％制御である場合には各空調機の圧縮
機は１０分間中４分間強制的に停止されるようにグルー
プ毎にサイクリック制御される（Ｓ３１２）。

【００４３】入力された設定が４０％制御でない場合に
は５０％制御であるか否かを確認し（Ｓ３０７）、入力
された設定が５０％制御である場合には各空調機の圧縮
機は１０分間中５分間強制的に停止されるようにグルー
プ毎にサイクリック制御される（Ｓ３１３）。

【００４４】平常時制御パーセントは０％から５０％ま
での１０％刻みの６段階のいずれかを選択するように構
成されているので、入力された設定が０％から５０％の
いずれでもない場合についてはフローチャートを示して
いないが、このような場合にはエラーとして再度ユーザ
に入力を促すようにすること等が考えられる。

【００４５】図５から図９はそれぞれ、空調機１０台か
らなるグループを、上記１０％から５０％の電力削減率
（省エネ率）にて制御する際の各空調機の圧縮機の動作
パターンを示す図である。各図において、黒い太線で示
された部分（及び白地にドットで示された部分）は、空
調機の圧縮機を停止させる時間を示している。以下、各
図を参照してそれぞれの動作パターンを詳述する。

【００４６】図５に示された１０％制御による３０分間
の動作パターンを詳述する。空調機１の圧縮機は０〜３
分までの最初の３分間を停止時間とし他の２７分間は運
転するように制御され、空調機２の圧縮機は３〜６分ま
での３分間を停止時間とし他の２７分間は運転するよう
に制御され、空調機３の圧縮機は６〜９分までの３分間
を停止時間とし他の２７分間は運転するように制御さ
れ、空調機４の圧縮機は９〜１２分までの３分間を停止
時間とし他の２７分間は運転するように制御され、以下
同様にして３分経過する毎に停止させていた空調機を運
転させると共に次の番号の空調機を停止させるパターン
を繰り返して、空調機１０は最後の３分間（２７〜３０
分まで）を停止時間とし他の２７分間は運転するように
制御される。

【００４７】次の３０分間も同じ順序で１台ずつ空調機
を３分間づつ停止させる。このようにすると、各時刻に
おいては１台の空調機の圧縮機が停止させられているこ
ととなり、空調機１０台の合計使用電力を１０％削減す
ることができる。

【００４８】図６に示された２０％制御による３０分間
の動作パターンを詳述する。空調機１の圧縮機は０〜３
分までの最初の３分間と１５〜１８分までの３分間との
合計６分間を停止時間とし他の２４分間は運転するよう
に制御され、空調機２の圧縮機は１．５〜４．５分まで
の３分間と１６．５〜１９．５分までの３分間との合計
６分間を停止時間とし他の２４分間は運転するように制
御され、空調機３の圧縮機は３〜６分までの３分間と１
８〜２１分までの３分間との合計６分間を停止時間とし
他の２４分間は運転するように制御され、空調機４の圧
縮機は４．５〜７．５分までの３分間と１９．５〜２
２．５分までの３分間との合計６分間を停止時間とし他
の２４分間は運転するように制御され、以下同様にして
空調機１０は１３．５〜１６．５分までの３分間と２
８．５〜３０分までの１．５分と引き続く次の３０分間
の０〜１．５分までの１．５分間（図中白地にドットで
示された部分）との合計６分間を停止時間とし他の２４
分間は運転するように制御される。

【００４９】次の３０分間も同様なパターンで各空調機
を３０分間の内６分間づつ停止させる。このようにする
と、各時刻においては２台の空調機の圧縮機が停止させ
られていることとなり、空調機１０台の合計使用電力を
２０％削減することができる。

【００５０】図７に示された３０％制御による３０分間
の動作パターンを詳述する。空調機１の圧縮機は０〜３
分までの最初の３分間と１０〜１３分までの３分間と２
０〜２３分までの３分間との合計９分間を停止時間とし
他の２１分間は運転するように制御され、空調機２の圧
縮機は１〜４分までの３分間と１１〜１４分までの３分
間と２１〜２４分間での３分間との合計９分間を停止時
間とし他の２１分間は運転するように制御され、空調機
３の圧縮機は２〜５分までの３分間と１２〜１５分まで
の３分間と２２〜２５分までの３分間との合計９分間を
停止時間とし他の２１分間は運転するように制御され、
空調機４の圧縮機は３〜６分までの３分間と１３〜１６
分までの３分間と２３〜２６分までの３分間との合計９
分間を停止時間とし他の２１分間は運転するように制御
され、以下同様にして空調機１０は９〜１２分までの３
分間と１９〜２２分までの３分間と２９〜３０分までの
１分間と引き続く次の３０分間の０〜２分までの２分間
（図中白地にドットで示された部分）との合計９分間を
停止時間とし他の２１分間は運転するように制御され
る。

【００５１】次の３０分間も同様なパターンで各空調機
を３０分間の内９分間づつ停止させる。このようにする
と、各時刻においては３台の空調機の圧縮機が停止させ
られていることとなり、空調機１０台の合計使用電力を
３０％削減することができる。

【００５２】図８に示された４０％制御による３０分間
の動作パターンを詳述する。空調機１の圧縮機は０〜４
分までの最初の４分間と１０〜１４分までの４分間と２
０〜２４分までの４分間との合計１２分間を停止時間と
し他の１８分間は運転するように制御され、空調機２の
圧縮機は１〜５分までの４分間と１１〜１５分までの４
分間と２１〜２５分間での４分間との合計１２分間を停
止時間とし他の１８分間は運転するように制御され、空
調機３の圧縮機は２〜６分までの４分間と１２〜１６分
までの４分間と２２〜２６分までの４分間との合計１２
分間を停止時間とし他の１８分間は運転するように制御
され、空調機４の圧縮機は３〜７分までの４分間と１３
〜１７分までの４分間と２３〜２７分までの４分間との
合計１２分間を停止時間とし他の１８分間は運転するよ
うに制御され、以下同様にして空調機１０は９〜１３分
までの４分間と１９〜２３分までの４分間と２９〜３０
分までの１分間と引き続く次の３０分間の０〜３分まで
の３分間（図中白地にドットで示された部分）との合計
１２分間を停止時間とし他の１８分間は運転するように
制御される。

【００５３】次の３０分間も同様なパターンで各空調機
を３０分間の内１２分間づつ停止させる。このようにす
ると、各時刻においては４台の空調機の圧縮機が停止さ
せられていることとなり、空調機１０台の合計使用電力
を４０％削減することができる。

【００５４】図９に示された５０％制御による３０分間
の動作パターンを詳述する。空調機１の圧縮機は０〜５
分までの最初の５分間と１０〜１５分までの５分間と２
０〜２５分までの５分間との合計１５分間を停止時間と
し他の１５分間は運転するように制御され、空調機２の
圧縮機は１〜６分までの５分間と１１〜１６分までの５
分間と２１〜２６分間での５分間との合計１５分間を停
止時間とし他の１５分間は運転するように制御され、空
調機３の圧縮機は２〜７分までの５分間と１２〜１７分
までの５分間と２２〜２７分までの５分間との合計１５
分間を停止時間とし他の１５分間は運転するように制御
され、空調機４の圧縮機は３〜８分までの５分間と１３
〜１８分までの５分間と２３〜２８分までの５分間との
合計１５分間を停止時間とし他の１５分間は運転するよ
うに制御され、以下同様にして空調機１０は９〜１４分
までの５分間と１９〜２４分までの５分間と２９〜３０
分までの１分間と引き続く次の３０分間の０〜４分まで
の４分間（図中白地にドットで示された部分）との合計
１５分間を停止時間とし他の１５分間は運転するように
制御される。

【００５５】次の３０分間も同様なパターンで各空調機
を３０分間の内１５分間づつ停止させる。このようにす
ると、各時刻においては５台の空調機の圧縮機が停止さ
せられていることとなり、空調機１０台の合計使用電力
を５０％削減することができる。

【００５６】以上、図５から図９を参照して１０％から
５０％の電力削減率（省エネ率）にて制御する際の各空
調機の圧縮機の動作パターンを、各グループが１０台の
空調機からなる場合を例として示したが、各グループの
空調機の台数は１０台に限られるものではなく、各グル
ープに含まれる空調機の台数及び設定された電力削減率
に応じて、動作パターンを適宜変更して電力削減率を達
成するように各空調機の圧縮機を制御する。

【００５７】いずれの動作パターンにおいても、圧縮機
の停止時間にも空調機からの送風は行われる。このよう
にすると、室内機からの送風は止まることが無いので、
圧縮機の強制停止による室温への影響を最小限に食い止
められる。

【００５８】また、各圧縮機を連続して停止させる時間
は、３分から５分の間となっているが、これは３分から
５分程度の時間であると、その前に圧縮機が作り出して
いた冷気（暖気）が残っているので、この冷気（暖気）
を有効利用して循環させて室内を冷房（暖房）すること
ができるので、室温の上昇（下降）を最小限で食い止め
る事が出来るからである。

【００５９】また、グループ分けされた空調機の中の１
台もしくは数台をどうしても制御したくないといった状
況が生じた場合、この空調機はグループよりはずして個
別的に非制御とすることができる。

【００６０】次に、本実施の形態におけるデマンド値制
御部分の動作を図２のフローチャートを参照して詳述す
る。

【００６１】まず、電力会社の設置している実量制（デ
マンド）メーターに接続して使用電力を測定するべくパ
ルスの取り込みを開始し（Ｓ２０１）、従来から用いら
れているデマンドコントロールシステム内のデマンド値
予測部分と同様に、デマンドコントロールシステム部分
にて電力会社設置のメーターと同様の時限・方法により
デマンド数値の計測を開始する。

【００６２】３０分という時限内において、サンプリン
グ時間を１秒程度として、その時限終了時における電力
量推移（予測電力）を算出し（Ｓ２０２）、その予測電
力と設定電力（デマンド上限設定電力）とを比較して予
測電力が設定電力を超過しているか否かを確認し（Ｓ２
０３）、超過していればその超過度合に応じて第１〜５
段階の制御を行う（Ｓ２１０〜Ｓ２１４）、もしくは制
御不能の信号を発信し（Ｓ２１５）、制御を促す。予測
電力が設定電力以内である場合には再度予測電力を算出
するステップＳ２０２にループする。

【００６３】予測電力が設定電力を超過している場合の
具体的な処理は、以下の通りである。現在の電力削減率
を１０％（１段階）上昇させれば予測電力が設定電力以
内となるか否かを確認し（Ｓ２０４）、電力削減率を１
段階上昇させれば設定電力以内となる場合には電力削減
率を１段階上昇させる＋１段制御信号を発信する（Ｓ２
１０）。

【００６４】電力削減率を１段階上昇させても設定電力
以内とならない場合には現在の電力削減率を２０％（２
段階）上昇させれば予測電力が設定電力以内となるか否
かを確認し（Ｓ２０５）、電力削減率を２段階上昇させ
れば設定電力以内となる場合には電力削減率を２段階上
昇させる＋２段制御信号を発信する（Ｓ２１１）。

【００６５】電力削減率を２段階上昇させても設定電力
以内とならない場合には現在の電力削減率を３０％（３
段階）上昇させれば予測電力が設定電力以内となるか否
かを確認し（Ｓ２０６）、電力削減率を３段階上昇させ
れば設定電力以内となる場合には電力削減率を３段階上
昇させる＋３段制御信号を発信する（Ｓ２１２）。

【００６６】電力削減率を３段階上昇させても設定電力
以内とならない場合には現在の電力削減率を４０％（４
段階）上昇させれば予測電力が設定電力以内となるか否
かを確認し（Ｓ２０７）、電力削減率を４段階上昇させ
れば設定電力以内となる場合には電力削減率を４段階上
昇させる＋４段制御信号を発信する（Ｓ２１３）。

【００６７】電力削減率を４段階上昇させても設定電力
以内とならない場合には現在の電力削減率を５０％（５
段階）上昇させれば予測電力が設定電力以内となるか否
かを確認し（Ｓ２０８）、電力削減率を５段階上昇させ
れば設定電力以内となる場合には電力削減率を５段階上
昇させる＋５段制御信号を発信する（Ｓ２１４）。

【００６８】電力削減率を５段階上昇させても設定電力
以内とならない場合には制御不能であると判断し（Ｓ２
０９）、全空調機の圧縮機を同時に所定時間停止させる
全停止信号を発信して（Ｓ２１５）ユーザに制御を促
す。

【００６９】以下、上述の通常使用状態における電力削
減率の制御部分とデマンド値制御部分とを有するグルー
プサイクリック・デマンドコントロールシステム全体の
動作を図４ａ及び図４ｂのフローチャートを参照しなが
ら詳述する。

【００７０】図において、Ｓ４０１からＳ４１５は、主
として図２に示したフローチャートに対応しており、デ
マンド値に応じて制御する部分である。

【００７１】具体的には、電力会社の設置している実量
制（デマンド）メーターに接続して使用電力を測定する
べくパルスの取り込みを開始し（Ｓ４０１）、３０分と
いう時間内における予測電力を算出し（Ｓ４０２）、予
測電力と設定電力とを比較して予測電力が設定電力を超
過しているか否かを確認する（Ｓ４０３）。

【００７２】超過電力量が設定電力の１０％（１段階）
以内であるか否かを確認し（Ｓ４０４）、超過電力量が
設定電力の１０％以内である場合には電力削減率を１０
％上昇させる＋１０％制御信号を発信する（Ｓ４１
０）。

【００７３】超過電力量が設定電力の１０％を超える場
合には超過電力量が設定電力の２０％（２段階）以内で
あるか否かを確認し（Ｓ４０５）、超過電力量が設定電
力の２０％以内である場合には電力削減率を２０％上昇
させる＋２０％制御信号を発信する（Ｓ４１１）。

【００７４】超過電力量が設定電力の２０％を超える場
合には超過電力量が設定電力の３０％（３段階）以内で
あるか否かを確認し（Ｓ４０６）、超過電力量が設定電
力の３０％以内である場合には電力削減率を３０％上昇
させる＋３０％制御信号を発信する（Ｓ４１２）。

【００７５】超過電力量が設定電力の３０％を超える場
合には超過電力量が設定電力の４０％（４段階）以内で
あるか否かを確認し（Ｓ４０７）、超過電力量が設定電
力の４０％以内である場合には電力削減率を４０％上昇
させる＋４０％制御信号を発信する（Ｓ４１３）。

【００７６】超過電力量が設定電力の４０％を超える場
合には超過電力量が設定電力の５０％（５段階）以内で
あるか否かを確認し（Ｓ４０８）、超過電力量が設定電
力の５０％以内である場合には電力削減率を５０％上昇
させる＋５０％制御信号を発信する（Ｓ４１４）。

【００７７】超過電力量が設定電力の５０％を超える場
合には（Ｓ４０９）、電力削減率を６０％上昇させる＋
６０％制御信号を発信する（Ｓ４１５）。ステップＳ４
０３において予測電力が設定電力を超えていない場合に
は、０％制御信号を発信する。

【００７８】図において、Ｓ４１７からＳ４３１は、主
として図３に示したフローチャートに対応しており、設
定された通常の電力削減率に応じて制御する部分であ
る。

【００７９】具体的には、ユーザによる平常時制御パー
セントの入力（Ｓ４１７）があると、該入力に応じて入
力された値を平常時制御率として記憶する（Ｓ４１
８）。

【００８０】記憶された平常時制御率を読み出し（Ｓ４
１９）、読み出した平常時制御率が０％であるか否かを
確認し（Ｓ４２０）、平常時制御率が０％である場合に
は通常０％制御（非制御）信号を発信する（Ｓ４２
６）。

【００８１】読み出した平常時制御率が０％でない場合
には１０％であるか否かを確認し（Ｓ４２１）、平常時
制御率が１０％である場合には通常１０％制御信号を発
信する（Ｓ４２７）。

【００８２】読み出した平常時制御率が１０％でない場
合には２０％であるか否かを確認し（Ｓ４２２）、平常
時制御率が２０％である場合には通常２０％制御信号を
発信する（Ｓ４２８）。

【００８３】読み出した平常時制御率が２０％でない場
合には３０％であるか否かを確認し（Ｓ４２３）、平常
時制御率が３０％である場合には通常３０％制御信号を
発信する（Ｓ４２９）。

【００８４】読み出した平常時制御率が３０％でない場
合には４０％であるか否かを確認し（Ｓ４２４）、平常
時制御率が４０％である場合には通常４０％制御信号を
発信する（Ｓ４３０）。

【００８５】読み出した平常時制御率が４０％でない場
合には５０％であるか否かを確認し（Ｓ４２５）、平常
時制御率が５０％である場合には通常５０％制御信号を
発信する（Ｓ４３１）。

【００８６】以上の処理が終了すると、上記ステップＳ
４１０からＳ４１６において発信された制御信号を読み
込んでデマンド値制御率を取り込み（Ｓ４３２）、上記
ステップＳ４２６からＳ４３１で発信された通常制御信
号を読み込んで通常制御率を取り込み（Ｓ４３３）、両
者を合計した制御率が０から５０の１０％刻みのいずれ
かに該当するか否かを確認し（Ｓ４３４〜Ｓ４３９）、
空調機の制御％を強制的に変更させ各空調機の圧縮機を
制御する（Ｓ４４１〜Ｓ４４６）。

【００８７】具体的には、合計した制御率が０％である
か否かを確認し（Ｓ４３４）合計した制御率が０％であ
る場合には各空調機は通常運転させる（Ｓ４４１）。

【００８８】合計した制御率が０％でない場合には１０
％であるか否かを確認し（Ｓ４３５）合計した制御率が
１０％である場合には各空調機の圧縮機を１０％制御に
て運転させる（Ｓ４４２）。

【００８９】合計した制御率が１０％でない場合には２
０％であるか否かを確認し（Ｓ４３６）合計した制御率
が２０％である場合には各空調機の圧縮機を２０％制御
にて運転させる（Ｓ４４３）。

【００９０】合計した制御率が２０％でない場合には３
０％であるか否かを確認し（Ｓ４３７）合計した制御率
が３０％である場合には各空調機の圧縮機を３０％制御
にて運転させる（Ｓ４４４）。

【００９１】合計した制御率が３０％でない場合には４
０％であるか否かを確認し（Ｓ４３８）合計した制御率
が４０％である場合には各空調機の圧縮機を４０％制御
にて運転させる（Ｓ４４５）。

【００９２】合計した制御率が４０％でない場合には５
０％であるか否かを確認し（Ｓ４３９）合計した制御率
が５０％である場合には各空調機の圧縮機を５０％制御
にて運転させる（Ｓ４４６）。

【００９３】合計した制御率が５０％を超えた場合（Ｓ
４４０）には、制御不能の信号を発信し５分間全空調機
の圧縮機を停止させる（Ｓ４４７）。

【００９４】このようにして通常制御率とデマンド値超
過部分に対応する制御率とを合計した制御率に従って各
空調機の圧縮機は０％（制御なし）から５０％制御まで
の１０％刻みのいずれかの動作パターンに従って制御さ
れる。

【００９５】以上の本実施の形態においては、制御率を
１０％刻みの段階的なものとしたが、これは制御率は連
続的に変化するものとしてもよく、その場合には各空調
機の圧縮機の３０分間における運転時間と停止時間との
比率を求められた制御率に応じた比率とすればよい。た
だし、この場合においても各空調機の圧縮機を連続して
停止させる時間は３分から５分程度とするのが、室温を
一定に保つ上で好ましい。

【００９６】以下、本実施の形態のグループサイクリッ
ク・デマンドコントロールシステムの適用例を示す。

【００９７】第１の適用例は、５つの棟からなる工場で
あり、各棟の空調機は図１０（ａ）から図１０（ｅ）に
示すように配置されている。図中黒く塗った部分が空調
機を表し、入力された電力削減率に応じて、各棟毎グル
ープ分けされて独立的に制御され、各グループにおい
て、空調機に付された（ハイフン以下の）番号の順に各
空調機の圧縮機を周期的に停止させる。

【００９８】具体的に説明すると、第１工場には、図１
０（ａ）に示されたように上下それぞれの壁に沿って５
台ずつ、計１０台の空調機が設置されている。各空調機
の圧縮機を制御する順番は、各空調機に付されたハイフ
ン以下の番号の順であり、図中左上の空調機（１−１）
が最初に制御され、続いて下側中心の空調機（１−２）
が制御され、次に右上の空調機（１−３）が制御され、
というように空調機（１−１）から空調機（１−１０）
の順番で周期的に制御される。

【００９９】第２工場には、図１０（ｂ）に示されたよ
うに左右それぞれの壁に沿って４台ずつ、計８台の空調
機が設置されている。各空調機の圧縮機を制御する順番
は、各空調機に付されたハイフン以下の番号の順であ
り、図中左上の空調機（２−１）が最初に制御され、続
いて右側の上から３番目の空調機（２−２）が制御さ
れ、次に右上の空調機（２−３）が制御され、というよ
うに空調機（２−１）から空調機（２−８）の順番で周
期的に制御される。

【０１００】第３工場には、図１０（ｃ）に示されたよ
うに上下と間に設けられた仕切壁の３つの壁に沿ってそ
れぞれ５台ずつ、計１５台の空調機が設置されている。
各空調機の圧縮機を制御する順番は、各空調機に付され
たハイフン以下の番号の順であり、図中左上の空調機
（３−１）が最初に制御され、続いて仕切壁の右側の空
調機（３−２）が制御され、次に左下の空調機（３−
３）が制御され、というように空調機（３−１）から空
調機（３−１５）の順番で周期的に制御される。

【０１０１】第４工場には、図１０（ｄ）に示されたよ
うに上下の壁に沿ってそれぞれ２台ずつ、計４台の空調
機が設置されている。各空調機の圧縮機を制御する順番
は、各空調機に付されたハイフン以下の番号の順であ
り、図中左上の空調機（４−１）が最初に制御され、続
いて右下の空調機（４−２）が制御され、次に左下の空
調機（４−３）が制御され、最後に右上の空調機（４−
４）の順番で周期的に制御される。

【０１０２】第５工場には、図１０（ｅ）に示されたよ
うに左右の壁それぞれに沿って４台ずつと間に設けられ
た２つの仕切壁の両側それぞれに３台ずつ、計２０台の
空調機が設置されている。各空調機の圧縮機を制御する
順番は、各空調機に付されたハイフン以下の番号の順で
あり、図中左上の空調機（５−１）が最初に制御され、
続いて左側仕切壁の左下の空調機（５−２）が制御さ
れ、次に右側仕切壁の左上の空調機（５−３）が制御さ
れ、というように空調機（５−１）から空調機（５−２
０）の順番で周期的に制御される。

【０１０３】このように各工場には４台から２０台の空
調機が設置されており、それぞれの工場毎に各空調機に
付されたハイフン以下の番号の順番で周期的に制御され
る。この空調機を制御する順番は、図からも解るよう
に、隣接して設置された空調機を右回りや左回りで順次
制御するのではなく、なるべく異なった壁に沿って設置
された空調機を順次制御するようなジグザグな順番とな
っている。このような順番で空調機の圧縮機を制御する
と、フロア又は棟内において室温のバラツキをなくすこ
とができる。

【０１０４】以下に示す表１は、この工場にグループサ
イクリック・デマンドコントロールシステムを導入した
結果の概略である。

【０１０５】

【表１】

【０１０６】この工場は、毎年夏の８月に空調機の使用
により最大需要電力のピーク値（デマンド数値）として
６００kwを記録しており、電力会社との契約電力は６０
０kwとなっていた。空調機を使用しない時期の最大使用
電力は３００kw程度であった。

【０１０７】この工場にグループサイクリック・デマン
ドコントロールシステムを導入し、ピーク時における空
調機の制御率を３０％（稼働率３０％削減）として運転
した結果、最大需要電力値（デマンド値）を圧縮機（空
調機）の容量である３００kwの約３０％にあたる１００
kw減少させ、契約電力を５００kwとすることができた。

【０１０８】またこの工場では、通常の電力削減率をい
ずれの工場でも３０％としてグループサイクリック制御
を行っており、空調の使用電力の３０％にあたる電力が
削減されている。

【０１０９】夏の最盛期や冬の極寒期には、予測電力値
がまれにデマンド値を超えるときもあるが、そのような
場合にはデマンド制御部分の制御信号により、制御率を
通常より１段（１０％）又は２段（２０％）アップさせ
て制御することにより、設定デマンド値の５００kwを超
えないように制御している。

【０１１０】第２の適用例は、図１１（ａ）に示すよう
な６階建てのオフィスビルであり、各階の空調機は図１
１（ｂ）〜図２（ｇ）に示すように配置されている。図
中黒く塗った部分が空調機を表し、入力された電力削減
率に応じて、各棟毎に空調機に付された（ハイフン以下
の）番号の順に図５から図９に示したように各空調機の
圧縮機を周期的に停止させる。

【０１１１】各フロアについて具体的に説明すると、１
Ｆには、図１１（ｂ）に示されたように上下の壁それぞ
れに沿って３台ずつ、計６台の空調機が設置されてい
る。各空調機の圧縮機を制御する順番は、各空調機に付
されたハイフン以下の番号の順であり、図中左上の空調
機（１−１）が最初に制御され、続いて下側中央の空調
機（１−２）が制御され、次に右上の空調機（１−３）
が制御され、次に左下の空調機（１−４）、上側中央の
空調機（１−５）、最後に右下の空調機（１−６）の順
番で周期的に制御される。

【０１１２】２Ｆから５Ｆまでは、図１１（ｃ）から図
１１（ｆ）に示されたように、１Ｆと同じく上下の壁そ
れぞれに沿って３台ずつ、計６台の空調機が設置されて
おり、各空調機の圧縮機は、各空調機に付されたハイフ
ン以下の番号の順で周期的に制御される。

【０１１３】６Ｆには、図１１（ｇ）に示されたように
上下の壁それぞれに沿って２台ずつ、計４台の空調機が
設置されている。各空調機の圧縮機を制御する順番は、
各空調機に付されたハイフン以下の番号の順であり、図
中左上の空調機（６−１）が最初に制御され、続いて右
下の空調機（６−２）が制御され、次に左下の空調機
（６−３）が制御され、最後に右上の空調機（１−６）
の順番で周期的に制御される。

【０１１４】このように各フロアには６台又は４台の空
調機が設置されており、それぞれのフロア毎に各空調機
に付されたハイフン以下の番号の順番で周期的に制御さ
れる。この空調機を制御する順番は、上記第１の適用例
と同様に、フロア又は棟内において室温のバラツキをな
くすべく、隣接して設置された空調機を右回りや左回り
で順次制御するのではなく、なるべく異なった壁に沿っ
て設置された空調機を順次制御するようなジグザグな順
番となっている。

【０１１５】以下に示す表２は、このオフィスビルにグ
ループサイクリック・デマンドコントロールシステムを
導入した結果の概略である。

【０１１６】

【表２】

【０１１７】このオフィスビルは、毎年夏の８月に空調
機の使用により最大需要電力のピーク値（デマンド数
値）として４００kwを記録しており、電力会社との契約
電力は４００kwとなっていた。空調機を使用しない時期
の最大使用電力は２００kw程度であった。

【０１１８】このオフィスビルにグループサイクリック
・デマンドコントロールシステムを導入し、デマンド値
３３５kw、通常の空調機の制御率をグループ１〜５につ
いては２０％、グループ６については１０％として運転
した結果、最大需要電力値（デマンド値）を圧縮機（空
調機）の容量である２００kwの３０％以上の６５kw減少
させ、契約電力を３３５kwとすることができた。

【０１１９】夏の最盛期や冬の極寒期には、予測電力値
がまれにデマンド値を超えるときもあるが、デマンド制
御部分の制御信号により、制御率を通常より１段（１０
％）又は２段（２０％）アップさせて制御することによ
り、設定デマンド値の３３５kwを超えないように制御し
ている。

【０１２０】

【発明の効果】本願の複数の空調機の使用電力制御方法
によれば、本来の空調機の運転と同様の状況で空調機の
寿命を縮めることなく最大使用電力値を減少させること
が可能であり、通常運転時においても空調機の消費電力
を削減することができる。加えて、空調機の設置された
職場で働いている人々は、空調機が強制的に制御されて
いることを意識することなく通常通り快適に作業でき
る。

【０１２１】停止時間においても空調機からの送風が行
われるようにすると、圧縮機の強制停止による室温への
影響を最小限に食い止められる。

【０１２２】また、空調機を、例えば、各階・各棟等の
グループに予め分けて、各グループ毎に異なった運転パ
ターンを使用できるように構成すると、作業環境に合わ
せて各階・各棟等に最適な制御ができる。

【０１２３】隣接して設置されていない空調機の圧縮機
を順番に停止させるようにすると、フロア又は棟内にお
ける温度の変化をなくすことができる。

【０１２４】各圧縮機を連続して停止させる時間が、３
分から５分の間であると、その前に圧縮機が作り出して
いた冷気（暖気）が残っているので、この冷気（暖気）
を有効利用して循環させて室内を冷房（暖房）すること
ができるので、室温の上昇（下降）を最小限で食い止め
る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】月毎の使用電力量の例を示す図である。

【図２】本願のデマンド値制御部分のフローチャートを
示す図である。

【図３】本願の通常電力削減率制御部分のフローチャー
トを示す図である。

【図４ａ】本願のグループサイクリック・デマンドコン
トロールシステムの制御フローチャートを示す第１の図
である。

【図４ｂ】本願のグループサイクリック・デマンドコン
トロールシステムの制御フローチャートを示す第２の図
である。

【図５】電力削減率１０％のときの各空調機の圧縮機の
運転パターンを示す図である。

【図６】電力削減率２０％のときの各空調機の圧縮機の
運転パターンを示す図である。

【図７】電力削減率３０％のときの各空調機の圧縮機の
運転パターンを示す図である。

【図８】電力削減率４０％のときの各空調機の圧縮機の
運転パターンを示す図である。

【図９】電力削減率５０％のときの各空調機の圧縮機の
運転パターンを示す図である。

【図１０】本願のグループサイクリック・デマンドコン
トロールシステムを適用した工場の空調機の配置を示す
図である。

【図１１】本願のグループサイクリック・デマンドコン
トロールシステムを適用したオフィスビルの空調機の配
置を示す図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の電力供給線に接続された複数の空
   調機の使用電力制御方法であって、 複数の空調機の合計使用電力を測定し、該測定された使
   用電力から所定の時間内の電力消費量を求め、 該電力消費量に応じて、各空調機を停止させるべき停止
   時間を求め、 各空調機の圧縮機を、周期的に所定の順序で前記停止時
   間だけ停止させることを特徴とする、複数の空調機の使
   用電力制御方法。
2. 【請求項２】 前記停止時間においても空調機からの送
   風が行われることを特徴とする請求項１に記載の使用電
   力制御方法。
3. 【請求項３】 各空調機の圧縮機の運転スケジュールを
   規定した複数の運転パターンの中から前記停止時間に基
   づいて一つの運転パターンを選択して各圧縮機の動作を
   制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の使用
   電力制御方法。
4. 【請求項４】 前記複数の空調機が複数のフロア又は棟
   内に配置されているとき、各フロア又は棟毎に異なった
   運転パターンを使用できることを特徴とする請求項３に
   記載の使用電力制御方法。
5. 【請求項５】 隣接して設置されていない空調機の圧縮
   機を順番に停止させることを特徴とする請求項１から４
   のいずれか一項に記載の使用電力制御方法。
6. 【請求項６】 各圧縮機を連続して停止させる時間が、
   ３分から５分の間であることを特徴とする請求項１から
   ５のいずれか一項に記載の使用電力制御方法。
7. 【請求項７】 少なくとも一つの空調機を非制御とする
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載
   の使用電力制御方法。