JP5584024B2 - 空気調和機群制御装置及び空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機群制御装置及び空気調和システムに関するものである。

平成２０年度に「エネルギーの使用の合理化に関する法律」（いわゆる「省エネ法」）が改定され、平成２１年度には企業全体のエネルギー使用量の把握が、平成２２年度からはエネルギー使用状況の届出書提出が義務づけられるといった状況にある。このような中で、各企業では世界的に高まる環境保全機運を背景に、工場やビル内のオフィスで総合的な省エネ対策が強化されているというのが実態である。

空調方式は、「中央方式」と「個別方式」との２つに大別される。そして、個別方式による空調の中では、駆動源に電動モータを用いた電気ヒートポンプ（以下、ＥＨＰともいう）式と、ガスエンジンを用いたガスヒートポンプ（以下、ＧＨＰともいう）式とが主流になっている。ＥＨＰ式及びＧＨＰ式のそれぞれには特徴があり、例えば空調システム（空気調和システム）の全てがＥＨＰ式の場合には、イニシャルコストが安くなるが、特にデマンド値（最大需要電力）で決定される１年間の契約電力、即ち基本料金の負担のためにランニングコストが高くなる。一方、空調システムの全てがＧＨＰ式の場合には、イニシャルコストが高くなるが、相対的に安価なガスを燃料とするためにランニングコストが安くなる。特に、ＧＨＰ式は、暖房運転時のエンジン廃熱利用により暖房効率が高いという利点があるが、空調能力割合の低い低速回転時（低負荷時）に効率が低下するという欠点があり、近年の省エネルギーの観点から改善が望まれている。このようなことから、ＥＨＰ式及びＧＨＰ式の両方を使って同一の空間（単一の被空調空間）を空調することが提案されている。

例えば特許文献１に記載された空気調和システムの総合空調コントローラは、空調負荷の変動に応じてこれらＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機間の空調バランスを決定し、これに基づき各々の空気調和機への制御指令を生成することで、ＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機を全体として最適制御する。すなわち、総合空調コントローラは、ＥＨＰ式の空気調和機に制御指令を送るＥＨＰ司令部と、ＧＨＰ式の空気調和機に制御指令を送るＧＨＰ司令部と、負荷変動に応じてＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機のバランスを決定するバランス決定部とを有する。単一の被空調空間の空調にＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の両方が関わるような場合、総合空調コントローラによりこれら空気調和機が全体として最適に制御されることで、例えばガスエンジンの寿命延長化、使用電力の平準化（均一化）などを行うことが可能になる。

また、特許文献２に記載された空気調和システムは、単一の被空調空間の空調にＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の両方が関わるような場合に、顧客の要望に合わせてこれら空気調和機を一括で制御するものである。すなわち、この空気調和システムの集中コントローラは、情報記憶手段、空調負荷パターン導出手段、入力手段及び最適制御パターン導出手段を備える。集中コントローラは、空調負荷パターン導出手段において、情報記憶手段の有する該当地域の外気温データと入力手段から入力された該当地域の顧客情報とに基づき空調負荷パターンを導出する。また、集中コントローラは、最適制御パターン導出手段において、空調負荷パターンと、情報記憶手段の有する該当地域の電気／ガス料金データ及びＥＨＰ・ＧＨＰ式の空気調和機の容量データと、入力手段から入力された顧客要望とに基づき最適制御パターンを導出する。そして、集中コントローラは、最適制御パターンに基づきＥＨＰ及びＧＨＰ式の空気調和機の運転を制御することで、例えばデマンド値（最大需要電力）を抑制したり、メンテナンスコストを低減したり、エネルギーコストを低減したりする。

特開２００７−１８７３４２号公報 特開２００９−４１８０１号公報

ところで、特許文献１の制御では、成り行きの省コスト制御となり、空調の快適性を維持しながら、計画的な省コストミニマムを達成することはできない。
一方、特許文献２の制御では、省エネルギーの目標レベルが不明確なために計画的にランニングコストの低減を図ることができない。また、最適制御を実施する際、被空調空間の部分部分で空調出力の過不足、即ち温度むらが発生して、空調の快適性が損なわれることがある。このような温度むら等の発生は、最適制御の効果が大きくなればなるほど顕著になる傾向にあり、最適制御の効果と空調快適性とは相反する要素となる。換言すれば、顧客による優先順位（空調快適性又はランニングコスト低減）の選択ができないため、集中コントローラが成り行きで制御をすることになる。

本発明の目的は、空調の快適性を損なうことなく、電気料金の基本料金を計画的に低減することができる空気調和機群制御装置及び空気調和システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、単一の被空調空間の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機及び電気ヒートポンプ式の第２空気調和機を通信によりそれぞれ制御する空気調和機群制御装置において、前記第２空気調和機の過去所定期間内のピーク時の電力を把握する把握手段と、省エネルギー目標値を入力可能な入力手段と、前記ピーク時の電力及び前記省エネルギー目標値に基づいて、前記ピーク時の電力を下回る目標電力を算出する算出手段と、前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機の空調負荷を抑制させるとともに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせる負荷バランス決定手段とを備え、前記負荷バランス決定手段は、前記第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和機群制御装置において、前記負荷バランス決定手段は、前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機を構成する圧縮機の負荷率の上限値及び室内機の設定温度の少なくとも一方を変更させることを要旨とする。

上記各構成によれば、顧客等は、前記入力手段により、前記省エネルギー目標値を主体的に入力することができる。そして、前記算出手段により、前記ピーク時の電力（いわゆるデマンド値）及び前記省エネルギー目標値に基づいて、前記目標電力が算出される。また、前記負荷バランス決定手段により、前記予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機の空調負荷が抑制される。従って、前記第２空気調和機の最大電力（電力消費量）を、前記ピーク時の電力よりも小さく抑えることができる。電力会社の実量料金制度では、前記ピーク時の電力（デマンド値）は、特に前記第２空気調和機のランニングコストに支配的な電気料金の基本料金を決定するものである。このため、前記第２空気調和機の最大電力を前記ピーク時の電力よりも常に小さく抑えることで、計画的に将来の前記基本料金を低減することができ、ひいては前記第２空気調和機のランニングコストを低減することができる。加えて、第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御するための通信負荷を軽減することができる。一方、前記負荷バランス決定手段により、前記第２空気調和機の空調負荷の抑制分が前記第１空気調和機の空調負荷で補われる。従って、前記第２空気調和機の空調負荷の抑制によって空調の快適性が損なわれることはない。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空気調和機群制御装置において、前記被空調空間の設定温度及び吸込温度に基づいて快適性を予想する快適性予想手段を備え、前記入力手段は、目標快適性を入力可能であり、前記負荷バランス決定手段は、前記予想された快適性が前記目標快適性を下回るときに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせることを要旨とする。

同構成によれば、顧客等は、前記入力手段により、前記目標快適性を主体的に入力することができる。そして、前記予想された快適性が前記目標快適性を下回るときに、前記負荷バランス決定手段により、前記第２空気調和機の空調負荷の抑制分が前記第１空気調和機の空調負荷で補われる。つまり、前記予想された快適性が前記目標快適性を満足する限り、前記第２空気調和機の空調負荷が抑制されたとしても、前記第１空気調和機の空調負荷で自動的に補われることはない。従って、前記第１空気調和機の空調負荷の徒な増加を抑制することができる。そして、前記目標快適性を満足する範囲で空調の快適性を維持することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和機群制御装置において、少なくとも実際の電力消費量及びガス消費量をそれぞれ表示可能な表示手段を備えたことを要旨とする。

同構成によれば、顧客等は、前記表示手段に表示される実際の電力消費量又はガス消費量を確認することで、電力会社又はガス会社に対し契約料金を更新する際に参考にすることができる。

請求項５に記載の発明は、単一の被空調空間の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機と、前記被空調空間の空調を行う電気ヒートポンプ式の第２空気調和機と、前記第１及び第２空気調和機を通信によりそれぞれ制御する制御手段とを備える空気調和システムにおいて、前記制御手段は、前記第２空気調和機の過去所定期間内のピーク時の電力を把握する把握手段と、省エネルギー目標値を入力可能な入力手段と、前記ピーク時の電力及び前記省エネルギー目標値に基づいて、前記ピーク時の電力を下回る目標電力を算出する算出手段と、前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機の空調負荷を抑制させるとともに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせる負荷バランス決定手段とを備え、前記負荷バランス決定手段は、前記第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御することを要旨とする。

同構成によれば、第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御するための通信負荷を軽減することができ、空調の快適性を損なうことなく、電気料金の基本料金を計画的に低減することができる空気調和システムを提供することができる。

本発明では、空調の快適性を損なうことなく、電気料金の基本料金を計画的に低減することができる空気調和機群制御装置及び空気調和システムを提供することができる。

本発明の一実施形態を示す概略構成図。 保持データを示す一覧図。 同実施形態の制御態様を示すフローチャート。 省エネランクを示す一覧図。 （ａ）（ｂ）は、ＧＨＰ及びＥＨＰ全体の負荷率と各々が分担する負荷率との関係及び使用年数と累積のランニングコストとの関係をそれぞれ示すグラフ。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係る空気調和機群制御装置及び該空気調和機群制御装置が適用される空気調和システムを示す概略構成図である。

同図に示すように、単一の被空調空間Ｓの空調を行う第１空気調和機としてのガスヒートポンプ式の空気調和機１０（以下、ＧＨＰ１０ともいう）は、室外に設置される室外機１１を備えるとともに、例えば天井等の室内に設置される室内機１６を備える。そして、室外機１１は、例えば開放型の圧縮機１２、室外熱交換器１３及び四路切換弁１４等を備えて構成されており、室内機１６は、室内熱交換器１７及び膨張弁１８等を備えて構成されている。ＧＨＰ１０は、圧縮機１２、室外熱交換器１３、四路切換弁１４、室内熱交換器１７、膨張弁１８、室外機１１と室内機１６とを結ぶ連絡冷媒配管等によって冷媒を循環させる冷凍サイクル１０ａを構成する。そして、ＧＨＰ１０は、室内熱交換器１７を通って冷やされた（あるいは暖められた）空気を、室内機１６の下面に形成されている吹出口（図示略）から被空調空間Ｓに送って、該被空調空間Ｓの冷房又は暖房を行う。室外機１１及び室内機１６の駆動制御は、例えばマイコンを主体に構成される制御部１１ａ，１６ａで行われる。

なお、圧縮機１２の駆動源は、圧縮機本体１２ａに隣接するガスエンジン１２ｂであって、圧縮機本体１２ａとガスエンジン１２ｂとは、直結、あるいはベルトを介して連結されている。圧縮機１２は、外部から燃料ガスの供給されるガスエンジン１２ｂによって作動する。従って、本空気調和システムにおいてガスを消費するのは、ＧＨＰ１０のみである。ガス消費量は、ガス会社の設置設備が備える取引用計器のパルス信号を検出する使用ガス測定器５１によって測定される。

一方、ＧＨＰ１０と協働して前記被空調空間Ｓの空調を行う第２空気調和機としての電気ヒートポンプ式の空気調和機２０（以下、ＥＨＰ２０ともいう）は、室外に設置される室外機２１を備えるとともに、例えば天井等の室内に設置される室内機２６を備える。そして、室外機２１は、圧縮機２２、室外熱交換器２３及び四路切換弁２４等を備えて構成されており、室内機２６は、室内熱交換器２７及び膨張弁２８等を備えて構成されている。ＥＨＰ２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２３、四路切換弁２４、室内熱交換器２７、膨張弁２８、室外機２１と室内機２６とを結ぶ連絡冷媒配管等によって冷媒を循環させる冷凍サイクル２０ａを構成する。そして、ＥＨＰ２０は、室内熱交換器２７を通って冷やされた（あるいは暖められた）空気を、室内機２６の下面に形成されている吹出口（図示略）から被空調空間Ｓに送って、該被空調空間Ｓの冷房又は暖房を行う。室外機２１及び室内機２６の駆動制御は、例えばマイコンを主体に構成される制御部２１ａ，２６ａで行われる。

なお、圧縮機２２の駆動源は、圧縮機ケーシング内に配置されている電動モータ（図示略）である。圧縮機２２は、外部から電力の供給される電動モータによって作動する。従って、本空気調和システムにおいて主たる電力を消費するのは、ＧＨＰ１０に比して電力消費量の著しいＥＨＰ２０である。電力消費量は、電力会社の設置設備が備える取引用計器のパルス信号を検出する使用電力測定器５２によって測定される。

ここで、ＧＨＰ１０の室内機１６及びＥＨＰ２０の室内機２６は、被空調空間Ｓに交互に配置されている。例えば室内機１６，２６を行列状に複数配設する場合には、互いに同数となる室内機１６，２６がいわゆる市松配置される。あるいは、室内機１６，２６を各１個ずつ配設する場合には、これら室内機１６，２６が対称配置される。

ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０を統括制御する制御手段（空気調和機群制御装置）としての総合空調コントローラ３０は、例えばマイコンを主体に構成されており、ＣＰＵと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の各種メモリからなる記憶手段と、外部との通信を行うインタフェース等で構成されている。総合空調コントローラ３０は、電気的に接続されたＧＨＰ１０の制御部１１ａ，１６ａ及びＥＨＰ２０の制御部２１ａ，２６ａから各種情報を入力するとともに、同じく電気的に接続された使用ガス測定器５１及び使用電力測定器５２からそれぞれガス消費量及び電力消費量の情報を随時入力する。そして、総合空調コントローラ３０は、所定のプログラムに従って、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０に対する制御指令を生成し、これをＧＨＰ１０の制御部１１ａ，１６ａ及びＥＨＰ２０の制御部２１ａ，２６ａに対して送信する。これは、顧客要望（省エネ性又は快適性）を満足しつつ、空調負荷に応じてＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の空調負荷（空調負荷率）を調整するためである。

なお、制御指令を受信したＧＨＰ１０の制御部１１ａ，１６ａ及びＥＨＰ２０の制御部２１ａ，２６ａは、対応する空調負荷（空調負荷率）が得られるようにＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の運転をそれぞれ制御する。

すなわち、総合空調コントローラ３０の快適性・エネルギー消費量保持部３１は、ＧＨＰ１０の制御部１６ａ及びＥＨＰ２０の制御部２６ａから吸込温度（室内温度）の情報やリモコン（図示略）等による設定温度の情報を受信・保持するとともに、これらの情報に基づいて快適性の情報を演算・保持する。例えば快適性・エネルギー消費量保持部３１は、受信した吸込温度の情報や設定温度の情報を所定時間Ｔ１（本実施形態では３０分間）内で平均し、これを記憶・保持する。この場合、吸込温度や設定温度は室内機１６，２６ごと（各室内機１６，２６が複数台の場合には該室内機１６，２６の１台ごと）に取得可能であり、本実施形態ではこれらの平均値を記憶する。同様に、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、演算した快適性の情報を所定時間Ｔ１内で平均し、これを記憶・保持する。なお、快適性は、吸込温度及び設定温度の偏差の大きさ（絶対値）に相関する値であって、該値が大きくなるほど快適性は小さくなる（悪くなる）。この場合、快適性も室内機１６，２６ごと（各室内機１６，２６が複数台の場合には該室内機１６，２６の１台ごと）に取得可能であり、本実施形態ではこれらの平均値を記憶する。快適性情報の演算に際しては、ＧＨＰ１０の制御部１１ａ又はＥＨＰ２０の制御部２１ａから受信する外気温度等の情報を併せて利用するようにしてもよい。

また、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、使用ガス測定器５１から入力したガス消費量を所定時間Ｔ１内で平均したガス消費量ＣＭｇを演算・保持するとともに、使用電力測定器５２から入力した電力消費量を所定時間Ｔ１内で平均した電力消費量ＣＭｅを演算・保持する。この際、ＧＨＰ１０の室内機１６が複数台の場合には、該室内機１６の１台ごとのガス消費量を取得してその運転状況（負荷率）を把握している。同様に、ＥＨＰ２０の室内機２６が複数台の場合には、該室内機２６の１台ごとの電力消費量を取得してその運転状況を把握している。

なお、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、上記した所定時間Ｔ１の平均の吸込温度、設定温度、快適性、ガス消費量ＣＭｇ、電力消費量ＣＭｅを過去所定期間（本実施形態では１年間）全体に亘って保持する。つまり、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、これらの情報を過去所定期間全体に亘って日別時間別に把握・保持する。

さらに、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、過去所定期間内におけるピーク時の電力消費量ＣＭｅ、即ちデマンド値Ｄと、そのときの快適性の情報とを把握する。そして、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、このデマンド値Ｄと別途入力される省エネ目標値（省エネルギー目標値）Ｋｔとに基づいて、目標電力Ｃｔを演算・保持する。この省エネ目標値Ｋｔは、過去のデマンド値Ｄに対して削減する電力消費量の割合（例えば９０％など）であって、顧客等によって主体的に設定される値である。目標電力Ｃｔは、デマンド値Ｄに省エネ目標値Ｋｔを乗算することで求められる。なお、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、上記に準じた演算態様で、目標ガス（消費量）を演算・保持する。

さらにまた、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、使用電力測定器５２から入力した電力消費量を前記所定時間Ｔ１よりも短い所定時間Ｔ２（例えば１０分間）内で平均した予想電力Ｃｘを演算・保持する。加えて、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、演算した快適性の情報を前記所定時間Ｔ２内で平均した予想快適性を演算・保持する。

図２は、快適性・エネルギー消費量保持部３１により保持される各種情報を示す一覧図である。同図に示すように、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、日別時間別（３０分単位）に、外気温、設定温度、吸込温度、省エネランク、目標快適性、快適性、目標電力Ｃｔ、電力消費量ＣＭｅ、目標ガス、ガス消費量ＣＭｇ、ＥＨＰ２０の各室内機２６の負荷率（ここでは室内機２６が２台としてＥＨＰ１負荷率、ＥＨＰ２負荷率と表示）、ＧＨＰ１０の各室内機１６の負荷率（ここでは室内機１６が２台としてＧＨＰ１負荷率、ＧＨＰ２負荷率と表示）を保持する。なお、省エネランクは、例えばＥＨＰ２０の室外機２１（圧縮機２２）の許容し得る最大限の負荷率と室内機２６の設定温度との組合せからなるＥＨＰ２０の制御モードを表すもので、ランクが大きくなるほど室外機２１の負荷率が小さく調整され、あるいは室内機２６の設定温度が空調負荷を軽減するように調整される状態となる。ＧＨＰ１０についても同様の省エネランクが設定されており、快適性・エネルギー消費量保持部３１は、ＧＨＰ１０の省エネランクも併せて日別時間別に保持してもよい。

総合空調コントローラ３０の負荷バランス決定部３２は、快適性・エネルギー消費量保持部３１において取得等された快適性の情報に基づいて現在の空調負荷を演算・取得するとともに、ＧＨＰ１０の運転負荷率及びＥＨＰ２０の運転負荷率（空調負荷のバランス）を決め、制御指令としてＧＨＰ指令及びＥＨＰ指令を生成する。例えば負荷バランス決定部３２は、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔに抑えられるようにＥＨＰ２０を制御するためのＥＨＰ指令を生成するとともに、快適性が損なわれないようにＧＨＰ１０を制御するためのＧＨＰ指令を生成する。これらの制御指令は、ＧＨＰ１０の室内機１６の設定温度又はＥＨＰ２０の室内機２６の設定温度を変更させる機能を併せ有している。そして、バランス決定部３１は、ＧＨＰ１０の制御部１１ａ，１６ａに対してＧＨＰ指令を送信するとともに、ＥＨＰ２０の制御部２１ａ，２６ａに対してＥＨＰ指令を送信する。なお、ＧＨＰ指令及びＥＨＰ指令を受信したＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０は、対応する制御指令に従って運転動作する。

総合空調コントローラ３０のエネルギー消費表示部３３は、例えばキーボードやマウスなど（入力手段）を備え、顧客等による前記省エネ目標値Ｋｔの入力が可能であるとともに、快適性目標値Ｋｃｔの入力が可能である。エネルギー消費表示部３３は、入力された省エネ目標値Ｋｔ及び快適性目標値Ｋｃｔを記憶・保持する。なお、エネルギー消費表示部３３は、例えばモニタなど（表示手段）を備え、ガス消費量の計画量（目標ガス）及び実績量（ガス消費量ＣＭｇ）、電力消費量の計画量（目標電力Ｃｔ）及び実績量（電力消費量ＣＭｅ）を表示可能となっている。

次に、負荷バランス決定部３２における冷房運転中のＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の制御態様について図３のフローチャートに従って説明する。この処理は、総合空調コントローラ３０が起動される空調開始後に実行される。

処理がこのルーチンに移行すると、省エネ制御が開始され、快適性・エネルギー消費量保持部３１に保持される省エネ目標値Ｋｔにデマンド値Ｄ（ピーク時の電力消費量）が乗算されて目標電力Ｃｔが求められる（Ｓ１）。そして、室内機１６，２６のリモコンがオンか否かが判断される（Ｓ２）。リモコンがオンと判断されると、吸込温度を設定温度に保つためのサーモスタット（図示略）がオン又はオン状態の継続中か否かが判断される（Ｓ３）。このサーモスタットは、例えば吸込温度と設定温度とが一致したときにオフするもので、室外機１１，２１は、サーモスタットがオフのときに停止するようになっている。

サーモスタットがオン又はオン状態の継続中と判断されると、所定時間Ｔ３（本実施形態では５分間）の経過を待って（Ｓ４）、前述の態様で求められる予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔよりも大きいか否かが判断される（Ｓ５）。

ここで、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔよりも大きいと判断されるとＥＨＰ２０の省エネランクが「１」だけ昇格され（Ｓ６）、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔ以下と判断されるとＥＨＰ２０の省エネランクが「１」だけ降格される（Ｓ７）。図４は、省エネランクとその規定するＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０共通の制御モードを示す一覧図である。同図に示すように、省エネランクは、「１」から「１０」までの１０段階で定義されており、例えば省エネランク１は、室外機１１，２１（圧縮機１２，２２）の負荷率が最大限１００％まで許容され、且つ、室内機１６，２６の設定温度が維持される組合せである。また、省エネランク５は、室外機１１，２１の負荷率が最大限６０％まで許容され、且つ、室内機１６，２６の設定温度が「１」だけ加算される。冷房運転中における室内機１６，２６の設定温度の加算は、冷房負荷（空調負荷）を軽減するためのものであることはいうまでもない。

従って、Ｓ５で予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔよりも大きいと判断されると、ＥＨＰ２０の空調負荷を抑制すべく省エネランクが「１」だけ昇格され、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔ以下と判断されると、ＥＨＰ２０の空調負荷の抑制を軽減すべく省エネランクが「１」だけ降格される。

次に、前述の態様で求められる予想快適性が目標快適性よりも大きいか否かが判断される（Ｓ８）。
ここで、予想快適性が目標快適性よりも大きいと判断されるとＧＨＰ１０の省エネランクが「１」だけ昇格され（Ｓ９）、予想快適性が目標快適性以下と判断されるとＧＨＰ１０の省エネランクが「１」だけ降格される（Ｓ１０）。従って、予想快適性が目標快適性よりも大きいと判断されると、ＧＨＰ１０の空調負荷を抑制すべく省エネランクが「１」だけ昇格され、予想快適性が目標快適性以下と判断されると、ＧＨＰ１０の空調負荷の抑制を軽減すべく省エネランクが「１」だけ降格される。

Ｓ９又はＳ１０の処理が終了すると、Ｓ２に戻って同様の処理が繰り返される。また、Ｓ２においてリモコンがオフと判断され、Ｓ３においてサーモスタットがオン又はオン状態の継続中でないと判断されても、Ｓ２に戻って同様の処理が繰り返される。

なお、Ｓ４で所定時間Ｔ３の経過を待つのは、省エネランクの更新を所定時間Ｔ３ごとに行うためである。特に、総合空調コントローラ３０の起動直後は、省エネランク１に設定されるようになっており、従って総合空調コントローラ３０の起動開始後、所定時間Ｔ３を経過しなければ、実質的に省エネ制御が開始されることはない。一方、リモコンがオフされ、あるいはサーモスタットがオフした後にオンに切り替わった際は、直前の省エネランクから始まることになる。快適性・エネルギー消費量保持部３１で省エネランクを日別時間別に保持する場合、前記所定時間Ｔ１内で最も長い時間を占めた省エネランクを代表して保持すればよい。

負荷バランス決定部３２は、上述の態様で設定等された省エネランクの情報をＧＨＰ指令及びＥＨＰ指令としてＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０にそれぞれ送信する。これにより、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０は、対応する制御指令に従って運転動作する。そして、例えばＥＨＰ２０の空調負荷が抑制されたとしても、該抑制分をＧＨＰ１０の空調負荷で補うことができる。

図５は、負荷バランス決定部３２により制御されるＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０全体の負荷率と各々が分担する負荷率との関係及び使用年数と累積のランニングコストとの関係をそれぞれ示すグラフであって、図５（ａ）に従来形態の場合を、図５（ｂ）に本実施形態の場合を表している。なお、使用年数と累積のランニングコストとの関係を示すグラフには、空調システム（空気調和システム）の全てがＥＨＰ式の場合の特性（即ちイニシャルコストが安くなるがランニングコストが高くなるという特性）及び全てがＧＨＰ式の場合の特性（即ちイニシャルコストが高くなるがランニングコストが安くなるという特性）を併せて描画している。

図５（ａ）に示すように、従来形態では、全体の負荷率の増加に伴って当該負荷率を分担するＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の負荷率が連動する態様で増加している。従って、ＥＨＰ２０は、全体の負荷率が大きい状態では高負荷率で運転することになり、成り行きでデマンド値Ｄが大きくなって将来の電気料金の基本料金を高くしてしまい、全てがＥＨＰ式の場合及びＧＨＰ式の場合の中間に抑えられるものの、累積のランニングコストが比較的高くなってしまう。

一方、図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、全体の負荷率が小さい状態ではＥＨＰ２０のみの運転となる。また、全体の負荷率が大きい状態では、目標電力Ｃｔの設定によってデマンド値Ｄが計画的に抑えられる。従って、ＥＨＰ２０は、その負荷率を抑制して運転することになり、ＧＨＰ１０は、その抑制分を補うように運転することになる。このようなＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の最適制御により、将来の電気料金の基本料金を低くすることができる。同時に、電気料金の従量料金も低減することができる。一方、ＥＨＰ２０の負荷率の抑制分をＧＨＰ１０の負荷率でカバーする（補う）ことで、快適性が損なわれることはない。これにより、快適性の悪化を抑制しつつ、従来形態に比べて累積のランニングコストを更に低減することができる。図５（ｂ）では、全体の負荷率が大きい状態において、このような電気料金の基本料金や従量料金の考慮により、ＧＨＰ１０又はＥＨＰ２０に選択的に分担される負荷領域が存在することを表している。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、顧客等は、エネルギー消費表示部３３により、省エネ目標値Ｋｔを主体的に入力することができる。そして、負荷バランス決定部３２により、デマンド値Ｄ及び省エネ目標値Ｋｔに基づいて、目標電力Ｃｔが算出される。また、負荷バランス決定部３２により、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔを下回るようにＥＨＰ２０の空調負荷が抑制される。従って、ＥＨＰ２０の最大電力（電力消費量）を、過去所定期間のデマンド値Ｄよりも小さく抑えることができる。このため、ＥＨＰ２０の最大電力をデマンド値Ｄよりも常に小さく抑えることで、計画的に電気料金の将来の基本料金を低減することができ、ひいてはＥＨＰ２０のランニングコストを低減することができる。一方、負荷バランス決定部３２により、ＥＨＰ２０の空調負荷の抑制分がＧＨＰ１０の空調負荷で補われる。従って、ＥＨＰ２０の空調負荷の抑制によって空調の快適性が損なわれることはない。

また、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０全体のランニングコストを計画的に抑えることで、二酸化炭素排出量を併せて抑えることができる。
（２）本実施形態では、顧客等は、エネルギー消費表示部３３により、目標快適性を主体的に入力することができる。そして、予想された快適性が目標快適性を下回るときに、負荷バランス決定部３２により、ＥＨＰ２０の空調負荷の抑制分がＧＨＰ１０の空調負荷で補われる。つまり、予想された快適性が目標快適性を満足する限り、ＥＨＰ２０の空調負荷が抑制されたとしても、ＧＨＰ１０の空調負荷で自動的に補われることはない。従って、ＧＨＰ１０の空調負荷の徒な増加を抑制することができる。そして、目標快適性を満足する範囲で空調の快適性を維持することができる。

（３）本実施形態では、顧客等は、エネルギー消費表示部３３に表示される実際の電力消費量又はガス消費量を確認することで、電力会社又はガス会社に対し契約料金を更新する際に参考にすることができる。そして、例えば電力会社に対し契約料金を更新する際に、翌年のデマンド値Ｄを予測することで、電気料金の基本料金を低減することができる。

（４）本実施形態では、室外機１１，２１の空調負荷（負荷率）及び室内機１６，２６の設定温度を集約的に規定する省エネランクを用いることで、ＧＨＰ１０及びＥＨＰ２０の各々の空調負荷（負荷率）を制御するための通信負荷を軽減することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、エネルギー消費表示部３３で入力される省エネ目標値Ｋｔ又は快適性目標値Ｋｃｔは、エネルギー消費表示部３３で保持するようにしてもよい。

・前記実施形態において、予想電力Ｃｘが目標電力Ｃｔ以下と判断された場合、ＥＨＰ２０の省エネランクを維持するようにしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

・請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機群制御装置において、
前記負荷バランス決定手段は、前記第１及び第２空気調和機の各々の室外機の空調負荷及び室内機の設定温度を規定する省エネランクを変更制御して、前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御することを特徴とする空気調和機群制御装置。同構成によれば、室外機の空調負荷及び室内機の設定温度を集約的に規定する省エネランクを用いることで、前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御するための通信負荷を軽減することができる。

Ｓ…被空調空間、１０…ＧＨＰ（第１空気調和機）、１１…室外機、１６…室内機、２０…ＥＨＰ（第２空気調和機）、２１…室外機、２６…室内機、３０…総合空調コントローラ（制御手段）、３１…快適性・エネルギー消費量保持部（把握手段、快適性予想手段）、３２…負荷バランス決定部（算出手段、負荷バランス決定手段）、３３…エネルギー消費表示部（入力手段、表示手段）。

Claims (5)

1. 単一の被空調空間の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機及び電気ヒートポンプ式の第２空気調和機を通信によりそれぞれ制御する空気調和機群制御装置において、
   前記第２空気調和機の過去所定期間内のピーク時の電力を把握する把握手段と、
   省エネルギー目標値を入力可能な入力手段と、
   前記ピーク時の電力及び前記省エネルギー目標値に基づいて、前記ピーク時の電力を下回る目標電力を算出する算出手段と、
   前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機の空調負荷を抑制させるとともに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせる負荷バランス決定手段とを備え、
   前記負荷バランス決定手段は、前記第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御することを特徴とする空気調和機群制御装置。
2. 請求項１に記載の空気調和機群制御装置において、
   前記負荷バランス決定手段は、前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機を構成する圧縮機の負荷率の上限値及び室内機の設定温度の少なくとも一方を変更させることを特徴とする空気調和機群制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の空気調和機群制御装置において、
   前記被空調空間の設定温度及び吸込温度に基づいて快適性を予想する快適性予想手段を備え、
   前記入力手段は、目標快適性を入力可能であり、
   前記負荷バランス決定手段は、前記予想された快適性が前記目標快適性を下回るときに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせることを特徴とする空気調和機群制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和機群制御装置において、
   少なくとも実際の電力消費量及びガス消費量をそれぞれ表示可能な表示手段を備えたことを特徴とする空気調和機群制御装置。
5. 単一の被空調空間の空調を行うガスヒートポンプ式の第１空気調和機と、
   前記被空調空間の空調を行う電気ヒートポンプ式の第２空気調和機と、
   前記第１及び第２空気調和機を通信によりそれぞれ制御する制御手段とを備える空気調和システムにおいて、
   前記制御手段は、
   前記第２空気調和機の過去所定期間内のピーク時の電力を把握する把握手段と、
   省エネルギー目標値を入力可能な入力手段と、
   前記ピーク時の電力及び前記省エネルギー目標値に基づいて、前記ピーク時の電力を下回る目標電力を算出する算出手段と、
   前記第２空気調和機の現在の運転状態に基づく予想電力が前記目標電力を下回るように前記第２空気調和機の空調負荷を抑制させるとともに、前記抑制された前記第２空気調和機の空調負荷を前記第１空気調和機の空調負荷で補わせる負荷バランス決定手段とを備え、
   前記負荷バランス決定手段は、前記第１及び第２空気調和機の各々の室外機の許容し得る最大限の負荷率と室内機の設定温度との組合せからなる前記第１及び第２空気調和機の制御モードを表す省エネランクを変更するとともに、変更された省エネランクの情報を前記第１及び第２空気調和機にそれぞれ送信し、省エネランクの情報に従って前記第１及び第２空気調和機の各々の空調負荷を制御することを特徴とする空気調和システム。

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