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技術 空調制御システム、および、空調制御方法

出願人 日立アプライアンス株式会社
発明者 森泰久富田秀夫佐々木規和
出願日 2012年3月30日 (8年7ヶ月経過) 出願番号 2012-080623
公開日 2013年10月10日 (7年1ヶ月経過) 公開番号 2013-210137
状態 特許登録済
技術分野 空調制御装置1 交流の給配電 給配電網の遠方監視・制御 空調制御装置2 空調制御装置
主要キーワード 温度制御設定 序列データ 省エネシステム 測定データ記録 制御順位 入出力指令 温度制御条件 統合監視システム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年10月10日)のものです。
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図面 (20)

課題

空調制御システムにおいて、特に、高圧受電電気需給者に対して、空調機自動制御による電気料金節減と、快適な室内環境両立支援する。

解決手段

サーバは、各サイトにおけるデマンドコントロール目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含む空調制御情報を保持する。拠点端末は、サーバから空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信し、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をONにする制御指令を送信する。

概要

背景

高圧受電事業者は、過去一年間の中で一番電力を使用した30分間の平均電力契約電力として、電力会社と契約電気料金支払うのが一般的である(非特許文献1、非特許文献2参照)。そのため、電気料金を節約するためには、デマンド値(最大需要電力)を抑えることが重要になってくる。

このデマンド値を抑えるために、デマンドコントローラが普及してきている。このデマンドコントローラは、需給者の時々刻々と変化する使用電力監視し、設定されたデマンド値を超えると予測されると、負荷設備に制御をかけ一定の値を超えないようにする装置である。

例えば、特許文献1には、デマンドコントローラの設定値を自動的に変更するシステムが開示されている。

また、特許文献2には、空調機序列データに基づいて停止させる空調機を選択するデマンドコントロールシステムが開示されている。

また、非特許文献3、非特許文献4には、デマンドコントロールをおこなうことのできる空調制御コントローラ紹介されている。

概要

空調制御システムにおいて、特に、高圧受電電気需給者に対して、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境両立支援する。サーバは、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含む空調制御情報を保持する。拠点端末は、サーバから空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信し、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をONにする制御指令を送信する。

目的

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援する空調制御システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

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請求項1

各サイトに設置された電機機器消費電力量を測定する電力計測モニターと、各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、前記空調機または空調機の室外機に接続され、前記空調機または前記室外機を制御する空調制御機器と、前記電力計測モニターおよび前記温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データを受信し、前記空調制御機器に接続され、前記前記空調制御機器に対して空調制御指令を送信する拠点端末と、前記拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバとを有する空調制御システムにおいて、前記空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロール目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含み、前記拠点端末は、前記サーバから前記空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、前記サイトにおける消費電力値が前記をデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、前記空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信し、かつ、前記エリア計測される温度が、前記空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、前記空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をONにする制御指令を送信することを特徴とする空調制御システム。

請求項2

さらに、前記空調制御情報には、目標温度を含み、前記拠点端末は、前記サイトにおける消費電力値が前記をデマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、かつ、前記エリアで計測される温度が、下限温度と上限温度の間にあるとき、前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して、前記エリアにおける空調機運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信することを特徴とする請求項1記載の空調制御システム。

請求項3

前記空調制御情報は、日時、時間に関する情報を含み、その日時、時間に関する情報に該当するとき、かつ、前記サイトにおける消費電力値が前記デマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信することを特徴とする請求項1記載の空調制御システム。

請求項4

さらに、前記空調制御情報には、前記空調機運転の冷房暖房種別を含むことを特徴とする請求項1記載の空調制御システム。

請求項5

さらに、前記空調制御情報には、前記サイトにおける前記空調機の運転に関する制御順位を含み、前記拠点端末は、前記空調制御機器に対して、前記制御順位の高い空調機から順に、空調機をOFFにする制御指令を送信することを特徴とする請求項1記載の空調制御システム。

請求項6

各サイトに設置された電機機器の消費電力量を測定する電力計測モニターと、各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、前記空調機または空調機の室外機に接続され、前記空調機または前記室外機を制御する空調制御機器と、前記電力計測モニターおよび前記温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データ受信し、前記空調制御機器に接続され、前記前記空調制御機器に対して空調制御指令を送信する拠点端末と、前記拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバと、前記サーバに接続され、前記空調制御情報を送信するクライアント端末とを有する空調制御システムの空調制御方法において、前記空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含み、前記拠点端末が、前記電力計測モニターからサイトに関する電力に関する測定データを受信するステップと、前記拠点端末が、前記温湿度センサーからサイトを構成する温度に関する測定データを受信するステップと、前記クライアント端末から前記サーバに空調制御情報を送信するステップと、前記サーバが、受信した空調制御情報を保持するステップと、前記サーバが、前記拠点端末に前記空調制御情報を送信するステップと、前記拠点端末が、前記サイトにおける消費電力値が前記をデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、前記空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信し、かつ、前記エリアで計測される温度が、前記空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、前記空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をONにする制御指令を送信するステップとを有することを特徴とする空調制御システムの空調制御方法。

技術分野

0001

本発明は、空調制御システム、および、空調制御方法係り、特に、高圧受電電気需給者において、空調機自動制御による電気料金節減と、快適な室内環境両立支援するのに好適な空調制御システム、および、空調制御方法に関する。

背景技術

0002

高圧受電事業者は、過去一年間の中で一番電力を使用した30分間の平均電力契約電力として、電力会社と契約し電気料金を支払うのが一般的である(非特許文献1、非特許文献2参照)。そのため、電気料金を節約するためには、デマンド値(最大需要電力)を抑えることが重要になってくる。

0003

このデマンド値を抑えるために、デマンドコントローラが普及してきている。このデマンドコントローラは、需給者の時々刻々と変化する使用電力監視し、設定されたデマンド値を超えると予測されると、負荷設備に制御をかけ一定の値を超えないようにする装置である。

0004

例えば、特許文献1には、デマンドコントローラの設定値を自動的に変更するシステムが開示されている。

0005

また、特許文献2には、空調機を序列データに基づいて停止させる空調機を選択するデマンドコントロールシステムが開示されている。

0006

また、非特許文献3、非特許文献4には、デマンドコントロールをおこなうことのできる空調制御コントローラ紹介されている。

0007

特開2007−202277号公報
特開2000−333368号公報

先行技術

0008

東京電力、“デマンドコントロールシステムのご紹介“、[online]、[平成24年3月15日検索]、インターネット<URL: http://www.tepco.co.jp/setsuden/business/demand-j.html>
電力、“トップページ−>電気料金−>ご契約電気のごあんない−>〔法人のお客さま〕−>契約のごあんない−>契約電力について“、[online]、[平成24年3月15日検索]、インターネット<URL:http://www.tohoku-epco.co.jp/dbusiness/service/rule.html>
三洋電機カタログ“空調統合監視システム・STAIMSシステム“、[online]、[平成24年3月15日検索]、インターネット<URL:http://catalog.jp.sanyo.com/staims/pageview/data/target.pdf>
陽電子工業株式会社、“空調省エネシステムESSOR(エソール)」“、[online]、[平成24年3月15日検索]、インターネット<URL:http://www.sdk-kk.co.jp/prd/essor/ESSOR_exp.html>

発明が解決しようとする課題

0009

非特許文献3、4に示された従来技術に係る空調機に対するデマンドコントローラは、デマンド値を抑えるために、以下のようにデマンド超過防止機能を有する。
(1)空調機器省エネモード
空調機器毎に、時間帯別機器運転出力自動オフ時間を設定する。
(2)ピーク電力カット機能
予め設定された電力値を超える、または超えると予想される場合に、空調機器の動作を制限する(停止、冷房暖房度合いを弱くするなど)。

0010

しかしながら、上記従来技術に係る空調機に対するデマンドコントローラは、以下のような問題点があった。
(1)設定変更各空調機器毎におこなうため、こまめな設定変更ができない。
(2)空調を停止することにより急激な室内温度の上昇/下降が発生することとなり、それに伴う就業環境の悪化や、貯蔵物への影響等が懸念される。

0011

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援する空調制御システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

本発明の空調制御システムにおいては、各サイトに設置された電機機器消費電力量を測定する電力計測モニターと、各サイトを構成するエリアでの温度、湿度を測定する温湿度センサーと、各サイトを構成するエリアに設置される空調機と、空調機または空調機の室外機に接続され、空調機または室外機を制御する空調制御機器と、電力計測モニターおよび温湿度センサーから、各々設置されたサイトと、そのサイトを構成するエリアにおける測定データを受信し、空調制御機器に接続され、空調制御指令を送信する拠点端末と、拠点端末とネットワークにより接続され、各サイトの管理情報と、空調制御情報を保持するサーバとを有している。

0013

そして、空調制御情報は、各サイトにおけるデマンドコントロールの目標電力値と、各サイトを構成するエリアにおける下限温度と上限温度とを含み、拠点端末は、サーバから空調制御情報を受信し、受信した空調制御情報に基づき、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているときには、空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信し、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、上限温度を上回っているとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度を下回っているときに、空調機をONにする制御指令を送信する。

0014

さらに、空調制御情報には、目標温度を含み、拠点端末は、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、かつ、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、目標温度と上限温度の間にあるとき、空調機が暖房運転のときには、下限温度と目標温度の間にあるとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、エリアにおける空調機運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信し、エリアで計測される温度が、空調機が冷房運転のときには、下限温度と目標温度の間にあるとき、空調機が暖房運転のときには、目標温度と上限温度の間にあるとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、エリアにおける空調機運転の一部抑制をおこなう制御指令を送信する。

0015

また、空調制御情報は、日時、時間に関する情報を含み、その日時、時間に関する情報に該当するとき、かつ、サイトにおける消費電力値がデマンドコントロールの目標電力値を上回っているとき、拠点端末は、空調制御機器に対して、空調機をOFFにする制御指令を送信する。

0016

さらに、空調制御情報には、空調機運転の冷房、暖房の種別を含んでいる。

0017

また、さらに、空調制御情報には、サイトにおける空調機の運転に関する制御順位を含み、拠点端末は、空調制御機器に対して、制御順位の高い空調機から順に、空調機をOFFにする制御指令を送信する。

発明の効果

0018

本発明によれば、特に、高圧受電電気需給者において、空調機の自動制御による電気料金の節減と、快適な室内環境の両立を支援する空調制御システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の一実施形態に係る空調制御システムのシステム構成図である。
本発明の一実施形態に係る拠点端末の構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る空調制御システムのモデルを示す図である。
サイトデマンド管理テーブルを示す図である。
サイト構成テーブルを示す図である。
空調制御設定テーブルを示す図である。
温度制御設定テーブルを示す図である。
拠点端末管理テーブルを示す図である。
空調制御条件テーブルを示す図である。
温度制御条件テーブルを示す図である。
空調制御機器構成テーブルを示す図である。
空調制御状態管理テーブルを示す図である。
空調運転履歴テーブルを示す図である。
サーバ側におけるプログラム構成を示す図である。
拠点端末側におけるプログラム構成を示す図である。
本発明の一実施形態に係る空調制御システムの各部の処理とやりとりされる情報を示すタイミングチャートである。
本発明の一実施形態に係る空調制御システムの特に空調制御に関する機能を詳細に示したデータフロー図である。
冷房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。
暖房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。
空調制御設定画面を示す図である。
追加時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。
更新/削除時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

実施例

0020

以下、本発明に係る実施形態を、図1ないし図21Bを用いて説明する。

0021

〔実施形態1〕
以下、本発明に係る第一の実施形態を、図1ないし図21Bを用いて説明する。
先ず、図1ないし図3を用いて、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムのシステム構成図である。
図2は、本発明の一実施形態に係る拠点端末の構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の一実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図である。

0022

ここで、本実施形態に係る空調制御システムにおける電力監視は、サイトという単位で管理され、その下位区分としてエリアが定義されるものとする。この具体例は、後に詳細に説明する。

0023

本実施形態に係る空調制御システムは、図1に示されるように、拠点端末100(親機)、電力計測モニター10、温湿度センサー50(子機)、信号変換装置80、空調制御機器90、表示端末400、パルス検出器70、ルータ40、クライアント端末30、サーバ20からなる。

0024

拠点端末100は、電力計測モニター10からの設備で一定時間消費する電力や、温湿度センサー50からの温度、湿度を測定データとして受信し記憶し、ルータ40を介して、インターネットによりサーバ20に測定データをアップロードする。また、一定時間ごとの測定データを、表示端末400に送信する。電力計測モニター10、温湿度センサー50から、測定データを受信する間隔、および、電力量の測定間隔は、本実施形態では、1分とする。また、サーバ20に測定データをアップロードする期間は、本実施形態では、12時間とする。拠点端末100の詳細な構成と動作は、後に、詳細に説明する。

0025

さらに、拠点端末100は、サーバから空調制御条件を受信し、電力計測モニターで測定された拠点における電力量と、湿温度センサー50からの温度条件により、空調制御機器90に指令を与え、空調機300を制御する。

0026

電力計測モニター10は、1分ごとに、電力量を計測した測定データを、信号変換装置80を介して、拠点端末100に送信する。信号変換装置80は、シリアルインターフェースネットワークインターフェースに変換する装置である。電力計測モニターは、例えば、電力計60に設置されたパルス検出機70に接続され、電力量を計測する。

0027

温湿度センサー50は、1分ごとに、設置場所において、測定した温度、湿度を親機である拠点端末100に送信する。

0028

表示端末400は、例えば、汎用タブレットPCであり、拠点端末100から送られてきた測定データに基づいて、各サイトでの消費電力量、湿度、温度の情報を表示する。

0029

ルータ40は、拠点端末100をネットワークに接続する装置である。拠点端末100は、ルータ40によりインターネットに接続され、サーバ20に測定データを送ったり、サーバ20からの管理情報、空調制御条件を受信する。

0030

サーバ20は、クライアント端末30から各サイトの空調制御条件の入力を受け取り、サイトの測定データを蓄積し、各サイトの管理情報として保持する。また、各サイトの空調制御条件を拠点端末100に送信する。

0031

クライアント端末30は、各サイトの空調制御条件を入力したり、サーバ20の管理情報にアクセスし、各サイトの状況を見るための装置であり、例えば、ネットワークに接続できる汎用のパーソナルコンピュータ(以下、PCと称す)である。

0032

空調制御機器90,95は、拠点端末100からの指令を受けて、空調機器300を制御するための装置である。本実施形態の空調制御機器は、二種類あり、空調機器300に直接接続されるタイプの空調制御機器90と、室外機305に接続されるタイプの空調制御機器95がある。

0033

空調制御機器90は、空調機器300に接続され、拠点端末100からの指令を受けて、空調機器300を制御する。一方、空調制御機器95は、室外機305に接続され、拠点端末100からの指令を受けて、室外機305による空調機能を操作することにより、空調機器300を制御する。

0034

次に、拠点端末100のハードウェア構成について詳細に説明する。

0035

拠点端末100は、図2に示されるように、MPU110、RAM120、ROM130、ネットワークIF140、USBIF150、カードスロット160、無線IF170、アンテナ180からなる。

0036

MPU(Micro Processor Unit)110は、制御部であり、プログラムの実行、各種の演算をおこない、各部に入出力指令をおこなう。

0037

RAM(Random Access Memory)120は、半導体による主記憶装置であり、MPU110により実行するプログラムや演算のためのワークデータが保持される。

0038

ROM(Read Only Memory)130は、実行するプログラムを保持するメモリである。このROM130には、電力・温湿度管理プログラムと空調制御プログラムが装置の製造時に書き込まれる。電力・温湿度管理プログラムと、空調制御プログラムの機能の詳細は後に説明する。

0039

なお、電力・温湿度管理プログラム、空調制御プログラムは、サーバ20から定期的に書き換え最新のものに更新するようにしてもよい。

0040

ネットワークIF140は、有線ネットワークのためのインタフェースであり、例えば、イーサネット登録商標)により、ルータ40に接続される。拠点端末100は、このネットワークIF140を介して、クライアント端末30に各サイトからの測定データを送信し、サーバ20に測定データをまとめて送信する。また、このネットワークIF140を介して、サーバ20からサイトの管理情報、空調制御条件を受信する。

0041

USBIF150は、USB(Universal Serial Bus)機器を接続させるためのインターフェースである。USBは、汎用のシリアルインターフェースであり、本実施形態の拠点端末100では、例えば、サーバ20のアドレスを書き込むなどのメインテナンス用に用いられる。

0042

カードスロット160は、SD/MicroSDメモリカードを差し込むためのスロットである。SD/MicroSDメモリカードは、フラッシュメモリ記憶媒体とした規格化されたメモリカードである。本実施形態の拠点端末100は、このカードスロット160に差し込まれたSD/MicroSDメモリカードを補助記憶として用い、各サイトからの測定データや必要なテーブル類は、SD/MicroSDメモリカードに保持される。

0043

無線IF170は、アンテナ180から電波送受信し、無線通信をおこなうためのインタフェースである。無線通信としては、例えば、周波数帯域2.4GHzのIEEE802.11b、Bluetooth(登録商標)などの規格による通信を用いることができる。本実施形態の拠点端末100は、この無線IF170を介して、各サイトに設置された子機から測定データを収集し、表示端末400に測定データや必要な情報を送信する。

0044

次に、サーバ20のハードウェア構成について詳細に説明する。

0045

サーバ20は、図3に示されるように、一般的なコンピュータで実現され、CPU(Central Processing Unit)201、主記憶装置202、ネットワークIF203、グラフィックIF204、入出力IF205、補助記憶装置IF206が、バスにより結合された形態になっている。

0046

CPU201は、サーバ20の各部を制御し、主記憶装置202の必要なプログラムをロードして実行する。

0047

主記憶装置202は、通常、RAMなどの揮発メモリで構成され、CPU201が実行するプログラム、参照するデータが記憶される。

0048

ネットワークIF203は、外部のインターネットと接続するためのインタフェースである。

0049

グラフィックIF204は、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示装置220を接続するためのインタフェースである。

0050

入出力IF205は、入出力装置を接続するためのインタフェースである。

0051

補助記憶装置IF206は、HDD(Hard Disk Drive)241やDVDドライブ(Digital Versatile Disk)242などの補助記憶装置を接続するためのインタフェースである。

0052

HDD241は、大容量の記憶容量を有しており、本実施形態を実行するためのプログラムが格納されている。

0053

サーバ20は、データの安全と常時稼動要請により、RAIDを構成することが一般的である。また、図示していないが、専用の大容量ストレージ装置を接続することも可能である。

0054

本実施形態のHDD241には、空調制御条件設定プログラム261、サイト管理プログラム262が格納されている。

0055

空調制御条件設定プログラム261、サイト管理プログラム262の機能の詳細は後に説明する。

0056

DVDドライブ242は、DVDやCDなどの光学ディスクにデータを書き込んだり、光学ディスクからデータを読み込んだりする装置であり、例えば、CD−ROMにより提供されたプログラムをサーバ20にインストールすることができる。

0057

本実施形態のサーバ20は、上記のようなコンピュータに、必要なプログラムをインストールして、各機能を実行するものである。

0058

次に、図4を用いて本実施形態の空調制御システムのモデルについて説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムのモデルを示す図である。

0059

本実施形態の空調制御システムのモデルは、図4に示すように、Aデパート新宿店というサイト(以下、「Aデパート新宿店サイト」などという、その他も同じ)に、1F売り場、1F事務所というエリア(以下、「1F売り場エリア」などという、その他も同じ)が含まれ、Aデパート谷店サイトに、2F売り場エリア、5F事務所エリアが含まれ、Aデパート本社サイトに、管理部エリアが含まれるモデルを想定する。

0060

Aデパート新宿店サイトの1F売り場エリアには、温湿度センサーa50、空調機a300、空調機b300、空調機c300、空調制御機器a90、空調制御機器b90、空調制御機器c90が含まれる。

0061

また、Aデパート新宿店サイトの1F事務所エリアには、温湿度センサーb50、空調機d300、空調制御機器d90、クライアント端末a30が含まれる。

0062

Aデパート新宿店サイトは、拠点端末a100、電力計測モニターa10が設置されている。そして、1F売り場エリアの信号変換装置a80を介して、拠点端末a100に接続されている。また、拠点端末a100は、ルータa40を介してネットワークに接続されており、Aデパート本社サイトの管理部エリア20のサーバ20と通信できるようになっている。

0063

Aデパート新宿店サイトの1F売り場エリアにある温湿度センサーa50は、無線により、測定した温度・湿度のデータを拠点端末100に送信する。

0064

また、電力計測モニター10により、電力を測定し、信号変換装置80を介して、拠点端末100に送信する。

0065

拠点端末100は、送信されてきた温度・湿度の測定データ、電力の測定データをAデパート本社サイトの管理部エリア20のサーバ20と送るとともに、サーバ20から送られてきた空調制御条件に基づき、1F売り場エリアの空調制御機器a90、空調制御機器b90、空調制御機器c90、1F事務所エリアの空調制御機器d90を制御する。ここで、拠点端末100が、空調制御機器を制御する単位は、一つのエリア単位であるものとする。

0066

また、Aデパート新宿店サイトの1F事務所エリアのクライアント端末a30からは、空調制御条件を入力して、ルータ40を介して、Aデパート本社サイトの管理部エリア20のサーバ20に送信したり、サーバ20から、サイトの管理情報を受信し、表示したりする。

0067

Aデパート本社サイトには、ルータ40、管理部エリアには、クライアント端末b30、サーバ20が設置されている。

0068

サーバ20は、各エリアのクライアント端末30から入力された空調制御条件を、ルータc40を介して、受信して、それを各拠点端末100に送信する。また、各エリアのクライアント端末30からサイトの管理情報表示要求を受け、ルータc40を介して、管理情報を送信する。クライアント端末b30の機能は、クライアント端末a30の機能と同様である。

0069

一方、Aデパート渋谷店サイトの2F売り場エリアには、温湿度センサーc50、室外機a305、空調機e315、空調機f315、空調機g315、空調制御機器e95が含まれる。

0070

また、Aデパート渋谷店サイトの5F事務所エリアには、温湿度センサーd50、室外機b、空調機h300、空調制御機器f95が含まれる。

0071

Aデパート渋谷店サイトは、拠点端末b100、電力計測モニターb10が設置されている。そして、2F売り場エリアの信号変換装置b80を介して、拠点端末a100に接続されている。また、拠点端末b100は、ルータb40を介してネットワークに接続されており、Aデパート本社サイトの管理部エリア20のサーバ20と通信できるようになっている。

0072

Aデパート渋谷店サイトの各機器の機能は、Aデパート新宿店サイトのものとほぼ同様であるが、空調制御機器e95が、室外機a305を制御することにより、空調機e315、空調機f315、空調機g315の機能を間接的に制御し、空調制御機器f95が、室外機b305を制御することにより、空調機h315の機能を間接的に制御することが異なっている。

0073

Aデパート新宿店サイト、Aデパート渋谷店サイトともに、各エリアが一つの空調の制御単位であるということは、共通している。しかしながら、Aデパート新宿店サイトでは、一つのエリアにおける個々の空調機a300、空調機b300、空調機c300を各々個別に制御することができるが、Aデパート渋谷店サイトでは、空調制御機器e95が、室外機a305を制御するので、個々の空調機e315、空調機f315、空調機g315は、各々個別に制御することができないという点で異なっている。

0074

次に、図5ないし図14を用いて上記システムのモデルに基づき、本実施形態に係るデータ構造について説明する。
図5は、サイトデマンド管理テーブルを示す図である。
図6は、サイト構成テーブルを示す図である。
図7は、空調制御設定テーブルを示す図である。
図8は、温度制御設定テーブルを示す図である。
図9は、拠点端末管理テーブルを示す図である。
図10は、空調制御条件テーブルを示す図である。
図11は、温度制御条件テーブルを示す図である。
図12は、空調制御機器構成テーブルを示す図である。
図13は、空調制御状態管理テーブルを示す図である。
図14は、空調運転履歴テーブルを示す図である。

0075

ここで、図5ないし図9のサイトデマンド管理テーブル、サイト構成テーブル、空調制御設定テーブル、温度制御設定テーブル、拠点端末管理テーブルが、サーバ20に保持されるテーブルであり、図10ないし図14の空調制御条件テーブル、温度制御条件テーブル、空調制御機器構成テーブル、空調制御状態管理テーブル、空調運転履歴テーブルが、拠点端末100に保持されるテーブルである。

0076

サイトデマンド管理テーブルは、各サイトにおける目標となるデマンド値を保持するテーブルであり、図5に示されるように、「サイト」、「デマンド値」のフィールドよりなる。ここで、目標となるデマンド値とは、電力受給者が、管理の基準として目標とする最大需要電力(30分間の平均電力)である。

0077

サイト構成テーブルは、各サイトの構成を示すテーブルであり、図6に示されるように、「サイト」、「エリア」、「空調制御機器」、「温室度センサー」の各フィールドからなる。例えば、この例では、Aデパート新宿店サイトの1F売り場エリアには、空調制御機器a,b,c,温室度センサーaがあることを示している。

0078

空調制御設定テーブルは、ユーザが設定した電力の制御条件を格納するテーブルであり、図7に示されるように、「サイト」、「期間」、「時間」、「自動OFF」、「非稼働日」、「制御設定名」、「制御順位」、「動作時点値」の各フィールドからなる。

0079

「サイト」は、この設定が適用されるサイトを示している。「制御設定名」は、このレコードの設定を一意的に区別するためにユーザが入力した名称である(後述)。「期間」、「時間」は、空調機の運転をおこなうための期間と時間を示している。「自動OFF」は、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にOFFにするか否かを示すフラグであり、「有効」のときには、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にOFFにし、「無効」のときには、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にOFFにしないことを示している。「非稼働日」は、指定された期間、時間であっても、空調を稼動しない日を曜日単位で示すものである。

0080

「制御順位」は、空調制御機器のデマンドコントロール運転をおこなう優先順位を示しており、優先順位の高い空調制御機器から、デマンドコントロール運転をおこなうものとする。

0081

「動作時点値」は、図5に示したデマンド値の何パーセントになったときに、デマンドコントロール運転をするかを示す値である。

0082

例えば、この例では、制御設定名が「新宿店夏期」の設定は、Aデパート新宿店サイトに関するものであり、6月10日〜9月14日の期間、9:45〜20:00の時間に運転し、自動OFFを「有効」にし、その間の非稼働日は、水曜であり、空調制御機器をd,c,b,aの順で、デマンドコントロール運転をし、デマンド値の90パーセントになったときに、デマンドコントロール運転を開始することを示している。

0083

温度制御設定テーブルは、ユーザが設定した温度の制御条件を格納するテーブルであり、図8に示されるように、「サイト」、「エリア」、「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の各フィールドからなる。

0084

「サイト」、「エリア」は、この設定が適用されるサイトとエリアを示している。「運転選択」は、空調機器を冷房運転にするか、暖房運転にするかを示している。「下限温度」、「上限温度」は、空調運転をするときに、ONにするかOFFにするかの基準となる下限、上限となる温度であり、「目標温度」は、この温度に近づくようにする目標となる温度である。なお、この「下限温度」、「上限温度」、「目標温度」と空調制御の関係は、後に詳説する。

0085

拠点端末管理テーブルは、各サイトでの拠点端末100のIPアドレスを格納するためのテーブルであり、図9に示されるように、「サイト」、「拠点端末」、「IPアドレス冷」の各フィールドからなる。この例では、Aデパート新宿店の拠点端末のIPアドレスは、172.16.0.1であることを示している。

0086

空調制御条件テーブルは、サーバ20から送られてきた空調制御条件を格納するためのテーブルであり、図10に示されるように、「電力しきい値」、「時間」、「自動OFF」の各フィールドからなる。なお、この例では、一日に一回前日に空調制御条件が、サーバ20から拠点端末100に送信されてくることにしている。

0087

「電力しきい値」は、サイトにおける消費電力がこの値を超えたときに、空調制御機器のデマンドコントロール運転する値を示している。「時間」は、空調運転の時間、「自動OFF」は、指定された期間、時間が終わったときに、空調を自動的にOFFにするか否かを示すフラグ、「制御順位」は、空調制御機器のデマンドコントロール運転をおこなう優先順位を、それぞれ示している。

0088

なお、電力しきい値=デマンド値×動作時点値/100の関係がある。

0089

温度制御条件テーブルは、サーバ20から送られてきた空調制御条件の内で、特に、温度に関する値を格納するためのテーブルであり、図11に示されるように、「エリア」、「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の各フィールドからなる。「エリア」は、この設定が適用されるエリアを示している。「運転選択」、「下限温度」、「目標温度」、「上限温度」の意味は、図8と同様である。なお、この例では、一日に一回前日に空調制御条件が、サーバ20から拠点端末100に送信されてくることにしている。

0090

空調制御機器構成テーブルは、エリアにおける空調制御機器300の構成を示すテーブルであり、図12に示されるように「エリア」、「空調制御機器」の各フィールドよりなる。

0091

この例では、1F売り場エリアに、空調制御機器a,b,cが設置されていることを示している。

0092

空調制御状態管理テーブルは、現在の空調制御の状態を示すテーブルであり、図13に示されるように「空調制御機器」、「制御順位」、「運転状態」、「運転選択」の各フィールドよりなる。

0093

この例では、空調制御機器aのエリアにおける制御順位が4番目であり、冷房で運転がされていることを示している。

0094

空調運転履歴テーブルは、これまでの空調運転の履歴を示すテーブルであり、図14に示されるように「空調制御機器」、「運転期間」、「運転選択」の各フィールドよりなる。

0095

この例では、空調制御機器aが、2012年8月12日の11:00〜14:00に冷房運転したことを示している。

0096

次に、図15および図16を用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムのソフトウェアの機能をついて説明する。

0097

図15は、サーバ側におけるプログラム構成を示す図である。

0098

図16は、拠点端末側におけるプログラム構成を示す図である。

0099

サーバ20のHDD241に格納されるプログラムは、図15に示されるように空調制御条件設定プログラムと、サイト管理プログラムがある。

0100

空調制御条件設定プログラムは、制御条件記録機能と、制御条件通信機能を有する。制御条件記録機能は、クライアント端末30からの空調制御条件を受信し、記録する機能である。制御条件通信機能は、拠点端末100に空調制御条件を通信する機能である。

0101

サイト管理プログラムは、サイト条件設定機能と、サイト稼働履歴記録機能と、サイト測定データ記録機能を有する。サイト条件設定機能は、クライアント端末30で各サイトの空調制御条件を設定するための機能である。サイト稼働履歴記録機能は、各サイトからの空調運転の履歴を受信し、記録する機能である。サイト測定データ記録機能は、各サイトからの測定データを受信し、記禄する機能である。拠点端末100のROM130、または、SD/MicroSDメモリカードに格納されるプログラムは、図16に示されるように電力、温湿度管理プログラムと、空調制御プログラムがある。

0102

電力、温湿度管理プログラムは、電力・温湿度測定データ収集機能、測定データ記憶機能、測定データ通信機能を有する。電力・温湿度測定データ収集機能は、電力計測モニター10から電力の測定データ、温湿度センサー50から温度・湿度の測定データを収集する機能である。測定データ記憶機能は、送信されてきた電力、温度・湿度の測定データを、SD/MicroSDカードに記録する機能である。測定データ通信機能は、サーバ20に、測定データを送信する機能である。

0103

空調制御プログラムは、デマンド電力管理機能温度管理機能、空調制御機器指令機能、空調制御機器状態管理機能を有する。

0104

デマンド電力管理機能は、デマンド値の設定された割合まで消費電力が大きくなったときには、空調機の運転を抑制する機能である。温度管理機能は、設定された温度になるように、空調機の運転を制御する機能である。空調制御機器指令機能は、空調制御機器に指令を与える機能である。空調制御機器状態管理機能は、空調機の運転履歴を保持し、サーバ20に送信する機能である。 次に、図17および図18を用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムの動作と各部におけるデータフローについて説明する。

0105

図17は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの各部の処理とやりとりされる情報を示すタイミングチャートである。

0106

図18は、本発明の一実施形態に係る空調制御システムの特に空調制御に関する所を詳細に示したデータフロー図である。

0107

先ず、図1に示される電力計測モニター10が、拠点端末100に電力に関する測定データを送信する(A01)。

0108

それと並列的に、温湿度センサー50は、拠点端末100に温度・湿度に関する測定データを、無線により送信する(A02)。

0109

これらの送信は、共に定期的に、例えば、1分ごとにおこなわれる。

0110

拠点端末100は、電力計測モニター10、温湿度センサー50から受信した測定データを、SD/MicroSDカードに記憶する(S01)。

0111

次に、拠点端末100は、定期的に、ネットワークを介して測定データを送信する(A03)。

0112

サーバ20では、拠点端末100から送信されてくる測定データを記録する(S08)。

0113

測定データが記録される前段階においては、ユーザは、クライアント端末30から、空調制御条件を入力する(S09)。

0114

入力された空調制御条件は、クライアント端末30からサーバ20に送信される(A10)。

0115

サーバ20では、送信されてきた空調制御条件を、図7に示した空調制御設定テーブル、図8に示した温度制御設定テーブルに格納する(S06)。

0116

次に、図5に示したサイトデマンド管理テーブルのデマンド値と、図7に示した空調制御設定テーブルの動作時点値をかけ合わせて、電力しきい値を求めるなど必要な空調制御条件を演算する(S07)。

0117

そして、サーバ20は、受信し、演算した空調制御条件を、拠点端末100に送信する(A04)。この送信は、対象となる日の前日に送信され、その頻度は、1日に1回である。

0118

拠点端末100では、送信されてきた空調制御条件を、図10に示した空調制御条件テーブル、図11に示した温度制御条件テーブルに格納する(S02)。

0119

次に、拠点端末100は、空調制御条件テーブル、温度制御条件テーブルに格納された値に基づき、空調制御の判定をおこなう(S03)。具体的な判定方法については、後に詳説する。

0120

そして、拠点端末100は、図13の空調制御状態管理テーブルを参照し、S03の判定結果に基づき、状態が変更したなど制御指令を発行が必要になったときに、空調制御機器90に対して、制御指令を発行する(A05)。

0121

空調制御機器90は、拠点端末100の制御指令を受け、空調機300に対して、制御指令をおこない(A06)、それに基づいて、空調機300は、空調動作をおこなう(S04)。

0122

そして、空調機300は、空調制御機器90に「正常」、「異常」などの状態報告をし(A07)、空調制御機器90は、それに基づいて、拠点端末100に状態報告をする(A08)。

0123

拠点端末100は、空調制御機器90の状態報告に基づき、図14に示した空調運転履歴テーブルに、運転状態を格納する(S05)。

0124

そして、拠点端末100からサーバ20に対して定期的に、例えば、1日に1回、空調運転の履歴を送信する(A09)。

0125

なお、上記では、Aデパート新宿店サイトの場合を示したが、Aデパート渋谷店サイトの場合は、制御の流れが、拠点端末100→空調制御機器95→室外機305→空調機315となるほかは、同様である。

0126

また、クライアント端末30から、サイト管理情報の要求があったときには(A11)、サーバ30は、クライアント端末30にサイト管理情報を送信し(A12)、クライアント端末30では、それを表示する(S10)。

0127

サイト管理情報は、サイトでの電力消費量、温度・湿度の履歴、そのサイトに現在設定されている空調制御条件、空調運転の履歴、サイトの構成情報などがある。

0128

次に、図19Aおよび図19Bを用いて拠点端末における空調制御判定処理の詳細について説明する。

0129

図19Aは、冷房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。

0130

図19Bは、暖房運転時における拠点端末における空調制御判定処理を示す図である。

0131

冷房運転時の場合で、ここでは、図19Aに示されるように下限温度が、20℃、目標温度が、25℃、上限温度が、30℃であるものとする。
(1)消費電力>電力しきい値(消費電力>デマンド値×デマンド目標値/100)のとき
室温<下限温度のときには、冷房は不要である。このとき、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、冷房をOFFにするように制御する。

0132

下限温度≦室温<上限温度のときには、上限温度に達するまで、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。すなわち、エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみ動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末100は、空調制御機器90に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、OFFにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をOFFにし、逆に、ONにするときには、制御順位の高いものやOFF制御している期間が長い空調機から、その空調機をONにする。

0133

上限温度<室温のときには、デマンド目標超過であっても、空調設置場所での環境に配慮して、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、冷房をONにするように制御指令を与える。
(2)消費電力≦電力しきい値(消費電力≦デマンド値×デマンド目標値/100)のとき
室温<下限温度のときには、冷房は不要である。このとき、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、冷房をOFFにするように指令を与える。

0134

下限温度≦室温<目標温度のときは、目標温度を超えない範囲で、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。エリアに複数台の空調機がある場合は、一部のみを動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末100は、空調制御機器90に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、OFFにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をOFFにし、逆に、ONにするときには、制御順位の高いものやOFF制御している期間が長い空調機から、その空調機をONにする。
室温≧目標温度の場合、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、目標温度に達するように、空調稼働台数を増やすように指令を与える。

0135

一方、暖房運転時の場合は、冷房の場合と温度の制御に関しては、双対的になる。ここでは、図19Bに示されるように下限温度が、14℃、目標温度が、22℃、上限温度が、24℃であるものとする。
(1)消費電力>電力しきい値(消費電力>デマンド値×デマンド目標値/100)のとき
室温<下限温度のときには、デマンド目標超過であっても、空調設置場所での環境に配慮して、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、暖房をONにするように制御指令を与える。

0136

下限温度≦室温≦上限温度のときには、下限温度に達するまで、可能な限り空調稼働台数を減らすよう制御する。すなわち、エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみ動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末100は、空調制御機器90に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、OFFにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をOFFにし、逆に、ONにするときには、制御順位の高いものやOFF制御している期間が長い空調機から、その空調機をONにする。

0137

上限温度<室温のときには、暖房は不要である。このとき、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、暖房をOFFにするように制御指令を与える。
(2)消費電力≦電力しきい値(消費電力≦デマンド値×デマンド目標値/100)のとき
室温≦目標温度のときには、デマンド目標に収まっているので、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、目標温度に到達するまで、空調稼働台数を増やすように制御指令を与える。
目標温度≦室温≦上限温度の時には、上限温度に達するまで、可能な限り空調制御台数を減らすよう制御する。エリアに複数台の空調機がある場合には、一部のみを動作させたり、空調機を間断的に運転するように、拠点端末100は、空調制御機器90に制御指令を与える。空調機の制御順位が指定されているときに、OFFにするときには、制御順位の高いものから、その空調機をOFFにし、逆に、ONにするときには、制御順位の高いものやOFF制御している期間が長い空調機から、その空調機をONにする。

0138

上限温度<室温のとき、暖房は不要である。このとき、拠点端末100は、空調制御機器90に対して、暖房をOFFにするように制御指令を与える。

0139

次に、図20ないし図21Bを用いて本発明の一実施形態に係る空調制御システムのユーザインターフェースについて説明する。

0140

図20は、空調制御設定画面を示す図である。

0141

図21Aは、追加時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

0142

図21Bは、更新/削除時に表示される空調制御詳細設定画面を示す図である。

0143

空調制御設定画面400、空調制御詳細設定画面500a,500bは、いずれもユーザがクライアント端末30を操作することより、表示し、必要な値を入力する。

0144

空調制御設定画面400では、ユーザは、サイト入力欄401にサイトを入力するか、選択する。

0145

設定一覧410には、デマンドコントロールのために予め作った空調制御設定の一覧が表示されている。

0146

空調制御設定を追加するときには、空調制御設定入力欄420より、期間421、時間422、自動OFF423、非稼働日424、エリア425、制御詳細設定426の各値を入力して、「新しい設定として追加」ボタン404をクリックする。この動作により、設定IDが自動的に付与され、設定一覧410に追加される。

0147

空調制御設定を削除するときには、削除ボタン403をクリックする。

0148

また、空調制御設定を更新するときには、設定一覧410の空調制御を選択して、表示されている空調制御設定入力欄420の値を変更し、更新ボタン405をクリックする。表示されている空調制御設定入力欄420の値をクリアするときには、クリアボタン406をクリックすればよい。

0149

制御詳細設定426は、サイト内の空調の制御順位と、デマンドコントロールするための動作時点を設定する欄である。制御詳細設定を新たに追加するためには、追加ボタン428をクリックする。

0150

追加ボタン428をクリックすると、図21Aに示される空調制御詳細設定画面500aが表示される。そして、制御詳細設定名503に、制御詳細設定名を、例えば「1F売り場夏期」などと入力する。

0151

制御順位欄510には、サイト内の空調機の一覧が表示されているので、対象とする空調機を選択し、順位変更ボタン511をクリックすることにより、選択した空調機の制御順位を変更する。ここで、上にあるものほど、優先順位が高く、デマンドコントロールのときには、優先して、空調動作が制限される。

0152

動作時点設定520の欄では、サイトでの消費電力がデマンド目標値の何%に達したときに、空調機のデマンドコントロールをおこなうかを指定する。

0153

そして、入力した値により、制御詳細設定を追加するときには、追加ボタン504をクリックし、入力した値をキャンセルするときには、キャンセルボタン505をクリックする。

0154

また、制御詳細設定の更新/削除をおこなうためには、制御詳細設定コンボボックス427から制御詳細設定を選択し、更新/削除ボタン429をクリックする。

0155

更新/削除ボタン429をクリックすると、図21Bに示される空調制御詳細設定画面500bが表示される。制御詳細設定欄502に既に入力した制御詳細設定が表示されているので、制御詳細設定名を変更したいときには、制御詳細設定名503に、新たな名称を入力する。

0156

また、必要なときには、制御順位、動作時点設定の値を更新し、更新ボタン506をクリックする。選択した制御詳細設定を削除するときには、削除ボタン507をクリックし、入力した値をキャンセルするときには、キャンセルボタン508をクリックする。

0157

次に、各エリアに対して、温度設定をおこなうには、温度設定入力欄430を用いる。

0158

ユーザは、制御エリアの名称を入力し、運転選択が冷房か暖房かの別、下限温度、目標温度、上限温度を入力する。

0159

また、温度設定を有効にするには、選択チェックボックス431をクリックする。

0160

この例では、1F売り場エリアに対して、運転選択が冷房であり、下限温度が、20℃、目標温度が、25℃、上限温度が、30℃に設定されている。

0161

10…電力計測モニター、50…温湿度センサー、20…サーバ、30…クライアント端末、40…ルータ、80…信号変換装置、90,95…空調制御機器、100…拠点端末(親機)、200…表示端末、300,315…空調機、305…室外機、
110…MPU、120…RAM、130…ROM、140…ネットワークIF、150…USBIF、160…カードスロット、170…無線IF、180…アンテナ、
201…CPU(Central Processing Unit)、202…主記憶装置、203…ネットワークIF、204…グラフィックIF、205…入出力IF、206…補助記憶装置IF、220…表示装置、241…HDD、242…DVDドライブ(Digital Versatile Disk)。

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