運転制御装置、運転制御方法、プログラム
【課題】デマンドレスポンスとして居住者の快適性をできるだけ損なわないようにしたうえで、できるだけ簡易で軽い処理によって空調機器を制御できるようにする。
【解決手段】冷房の場合、ゾーンごとに判定した室温に基づいて、ゾーン内の室温が低位のｎ個のゾーンを選択する。このように選択したゾーンに備えられる空調機器は停止させ、他のゾーンに備えられる空調機器は運転させる。これをローテーション時間ごとに行うことで、常に、室温が低く、冷房が過剰に効いているとみなされるゾーンの運転が停止されるようにする。これにより、建物設備における空調効果の均一化を図る。
【解決手段】冷房の場合、ゾーンごとに判定した室温に基づいて、ゾーン内の室温が低位のｎ個のゾーンを選択する。このように選択したゾーンに備えられる空調機器は停止させ、他のゾーンに備えられる空調機器は運転させる。これをローテーション時間ごとに行うことで、常に、室温が低く、冷房が過剰に効いているとみなされるゾーンの運転が停止されるようにする。これにより、建物設備における空調効果の均一化を図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートグリッドにおけるデマンドレスポンス機能として機器の運転状態を制御する運転制御装置と運転制御方法に関する。また、運転制御装置に、上記運転制御方法に対応した機能を実現させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートグリッドが注目されてきている。スマートグリッドは、太陽光発電や風力発電などの分散型電源と電力会社からの集中型電源とを組み合わせ、需要と供給のバランスをリアルタイムに調整することで効率的な電力供給を行うように構築される電力受給システムである。
【０００３】
また、スマートグリッドにおいては、電力網における需要に応答して、需要家側で電力消費を低減させたり、他の需要家に余剰の電力を供給したりする、デマンドレスポンスの機能が装備される。例えば、分散型電源からの供給電力の変動に伴って電力系統が不安定となったり、または、不安定となることが予測される状態となった場合、例えば電力会社などの需要家の上位系統は各需要家に対して電力調整情報を通知する。電力調整情報として、例えば時間別料金や電力削減量などが示される。需要家は、デマンドレスポンスとして、この電力調整情報に基づいて消費電力量を調整する。このようなデマンドレスポンスとして、空調機器の設定温度を制御する技術が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デマンドレスポンスに際して、空調機器を制御する場合には、できるだけ居住者の快適性を損なわないようにすることが求められる。例えば、特許文献１は、在室状況などを考慮して空調機器の設定温度を精度よく求めることにより、居住者の快適性への影響を小さくしようというものではあるが、この制御のために比較的多くの情報を利用する必要があるとともに、処理負荷も重くなる可能性がある。例えば消費電力などを考慮しても、デマンドレスポンス制御は、できるだけ簡易で軽い処理であることが実現性も高く好ましい。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、デマンドレスポンス機能としての電力制御を行うにあたり、居住者の快適性をできるだけ損なわないようにしたうえで、簡易で軽い処理により適切に空調機器を制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出部と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定部と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定部と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御部とを備えることを特徴とする運転制御装置である。
【０００８】
また、本発明は、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別部と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御部とを備えることを特徴とする運転制御装置である。
【０００９】
また、本発明は、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順とを備えることを特徴とする運転制御方法である。
【００１０】
また、本発明は、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順とを備えることを特徴とする運転制御方法である。
【００１１】
また、本発明は、運転制御装置に、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順とを実行させるためのプログラムである。
【００１２】
また、本発明は、運転制御装置に、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順とを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、デマンドレスポンス機能としての電力制御を行うにあたり、居住者の快適性をできるだけ損なわないようにしたうえで、簡易で軽い処理でありながら適切に空調機器を制御可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における建物設備の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御の例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に対応する運転制御の例を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に対応するゾーングループ分けの態様例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜建物設備の構成＞
図１は、本実施の形態における建物設備１００の構成例を示している。建物設備１００は、スマートグリッドの環境に組み込まれる需要家側の施設であり、ここでは、建物設備１００内の領域空間として、６つの第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６が存在している状態が示されている。これら第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６は、１つの同じ室内や館内において仮想的に分割された領域である。なお、ゾーンは、それぞれが物理的に区分された個別の部屋または建物の空間領域であってもよいし、仮想的に分割された領域と物理的に区分された領域の組み合わせであってもよい。また、この図において、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６は互いに隣接して配置されているが、これは図示の便宜上によるもので、実際には、それぞれが離れて位置していてもよい。また、ここでゾーン１１０の数を６つとしているのは一例であり、ゾーン数は６つ以外であってもよい。
【００１６】
上記第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６には、それぞれ、空調機器２００−１〜２００−６が備えられる。１つの空調機器２００は、例えば空調機器２１０と給気ユニット２２０から成る。空調機器２１０により温度調整された空気は、給気ユニット２２０により取り込まれ、対応のゾーン１１０内に供給される。これにより、ゾーン１１０内の空調が行われる。なお、以降の説明にあたり、各空調機器２００による空調機器能は冷房に設定されていることを前提とする。
【００１７】
また、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６には、それぞれ、温度センサ３００−１〜３００−６が備えられる。温度センサ３００は、対応のゾーン１１０内の空気温度を検出できるように取り付けられている。ここでのゾーン１１０は、個別の部屋や館内などを想定しているので、温度センサ３００により検出される空気温度は、対応のゾーン１１０の室温に相当する。温度センサ３００により検出された室内温度の情報は、運転制御部４００に対して送信される。
【００１８】
運転制御部４００は、リアルタイムデマンドレスポンスに対応する電力制御として、空調機器２００の運転制御を行う部位である。この運転制御部４００は、空調機器２００のほか、例えば照明機器などをはじめとした他の機器を対象として運転制御を行ってもよいが、ここでは、他の機器の図示は省略している。また、運転制御部４００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えたコンピュータシステムにより実現される。なお、この図２に示す構成は、以降説明する各実施の形態において共通となる。
【００１９】
＜第１の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
図２は、運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図においては、温度センサ３００−１〜３００−６と空調機器２００−１〜２００−６がともに示されている。運転制御部４００は、図示するように、空調機器選別部４１０、ローテーション時間設定部４２０および運転／停止制御部４３０を備える。
【００２０】
空調機器選別部４１０は、温度センサ３００−１〜３００−６から入力した室温の情報を入力し、空調機器２００−１〜２００−６について、ローテーション時間ごとに運転させるべき空調機器２００と停止させるべき空調機器２００とで選別を行う。
【００２１】
後述するように、本実施の形態では、ローテーション時間ごとに運転対象の空調機器２００と停止対象の空調機器２００を適宜変更しながら、デマンドレスポンスに対応した空調機器の運転制御を行っていく。ローテーション時間設定部４２０は、このローテーション時間（単位制御時間）を設定し、この設定したローテーション時間による空調機器への制御を行うように運転／停止制御部４３０に指示する。なお、第１の実施の形態において、ローテーション時間設定部４２０は、予め設定された一定のローテーション時間を運転／停止制御部４３０に指示する。
【００２２】
運転／停止制御部４３０は、空調機器選別部４１０による選別結果およびローテーション時間設定部４２０により設定されたローテーション時間に基づいて第１〜第６空調機器２００−１〜２００−６の運転、停止の制御を実行する。
【００２３】
［運転制御動作例］
図３は、上記構成による運転制御部４００が第１の実施の形態として行う運転制動作の一例を示している。この図には、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６ごとの室温が、ローテーション時間ごとに示されている。第１の実施の形態では、ローテーション時間は一定に設定される。一例として、この図では、ローテーション時間について１０分とした場合を示している。
【００２４】
図において時刻９：００におけるゾーン１１０ごとの室温についてみると、第５ゾーン１１０−５における２４．０℃が最も低い。そこで、運転制御部４００は、この第５ゾーン１１０−５に対応して備えられる空調機器２００−５を、時刻９：００から開始されるローテーション時間において停止させ、残る空調機器２００−１〜２００−４および２００−６を運転させるように制御する。
【００２５】
上記のローテーション時間が終了した時刻９：１０において、室温は、引き続き第５ゾーン１１０−３が２４．０℃で最低となっている。そこで、時刻９：１０からのローテーション時間において、運転制御部４００は、前回のローテーション時間と同じように運転制御を行う。つまり、第５ゾーン１１０−５に対応する空調機器２００−５を停止させ、空調機器２００−１〜２００−４および２００−６を運転させる。
【００２６】
さらに次のローテーション時間が開始される時刻９：２０において、室温は、第６の２５．５℃が最低となるように変化している。そこで、運転制御部４００は、時刻９：２０からのローテーション時間において、第６ゾーン１１０−６に対応する空調機器２００−６を停止させ、残る空調機器２００−１〜２００−５を運転させる。
【００２７】
また、次のローテーション時間が開始される時刻９：３０において、室温は、第２ゾーン１１０−２の２５．５℃が最低となるように変化している。そこで、運転制御部４００は、第２ゾーン１１０−２に対応する空調機器２００−２を停止させ、残る空調機器２００−１、および２００−３〜２００−６を運転させる。
【００２８】
このように第１の実施の形態においては、一定のローテーション時間ごとに室温が最低のゾーン１１０に備えられる空調機器２００を停止させ、残るゾーン１１０の空調機器２００を運転させるように制御を実行する。室温が最低のゾーン１１０は、例えば、冷房が効き過ぎている傾向にあると推定できるが、本実施の形態の運転制御によっては、建物設備１００全体としての冷房の効き過ぎを抑えて冷房効果を均一化していくことが可能になる。そして、この結果として居住者の快適性が保たれることになる。
【００２９】
また、上記の空調機器２００の制御は、各ゾーン１１０において検出された室温のみに基づいており、かつ、空調機器２００の運転／停止を切り替えるというものとなっている。つまり、非常に簡易で軽い処理によってデマンドレスポンスによる居住者の快適性への影響を有効に軽減している。なお、特許文献１においては、例えば室内熱容量特性などの温度に関連したパラメータを利用することが記載されているが、この室内熱容量特性のパラメータに基づいてどのように空調機器の制御を行うのかについての具体的記載はない。また、特許文献１では、室温そのものの状況変化に基づいて空調機器の制御を行ってはおらず、上記室内熱容量特性などの情報を複数利用して温度設定を行おうとしているために、処理のプロセスが複雑かつ重い傾向になってしまう。
【００３０】
なお、上記図３では説明の便宜上、ローテーション時間ごとに停止させる空調機器２００を１つのみとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、２以上の一定数の空調機器２００を停止させるようにしてもよい。
【００３１】
［処理手順例］
図４のフローチャートは、上記図３に示した第１の実施の形態としての運転制御のために運転制御部４００が実行する処理手順例を示している。この図に示す処理は、図２に示した運転制御部４００における機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００３２】
まず、空調機器選別部４１０は、ローテーション時間の開始に応じたタイミングで、温度センサ３００から入力される検出情報に基づいてゾーン１１０ごとの室温を認識する（ステップＳ１０１）。次に、空調機器選別部４１０は、ゾーン１１０のうちから、判定された室温が低いものから順にｎ個のゾーン１１０を選択する（ステップＳ１０２）。第１の実施の形態において、このゾーンの選択数に対応する変数ｎは予め固定的に設定されているものであり、ローテーション時間ごとに停止させる空調機器２００の数に一致する。
【００３３】
次に、空調機器選別部４１０は、運転／停止制御部４３０に対して、上記のように選択したｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の停止を指示するとともに、選択されなかった他のゾーン１１０に対応する空調機器２００の運転を指示する（ステップＳ１０３）。運転／停止制御部４３０は、ローテーション時間の開始に応じて、上記指示に応じて空調機器２００ごとに運転または停止が行われるように制御を実行する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
次に、運転／停止制御部４３０は、ローテーション時間設定部４２０により設定されたローテーション時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０５−ＮＯ）。そして、ローテーション時間が経過したことを判定すると（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、運転／停止制御部４３０は、続いてデマンドレスポンスの動作を終了させるべきか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
デマンドレスポンスは例えば電力会社などの上位系統からの電力削減指示に応じて行われる。そこで、例えば運転／停止制御部４３０は、電力削減指示が有効であればデマンドレスポンスの動作を終了すべきではないと判定する（ステップＳ１０６−ＮＯ）。この場合、運転／停止制御部４３０は、ステップＳ１０１に戻ることで運転制御を継続する。これに対して、電力削減指示が解除されることによりデマンドレスポンスの動作を終了してよいと判定した場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、運転／停止制御部４３０は、所定のデマンドレスポンスの終了に対応した処理を実行する（ステップＳ１０７）。このように運転制御部４００が処理を実行することにより、図３に示したように、室温の低いゾーン１１０の空調機器２００のみを選別して停止させていくことができる。
【００３６】
＜第２の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
続いて、第２の実施の形態について説明する。デマンドレスポンスを行うに際しては、例えば上位系統から使用電力の削減量が指定される。運転制御部４００は、上位系統から指定された電力の削減量に基づいて、建物設備１００における各種機器ごとについての削減電力目標値を設定し、この目標値に基づいてデマンドレスポンスの制御を実行する。そこで、第２の実施の形態においては、空調機器２００について設定された削減電力目標値を満たすように空調機器２００の運転制御を行う。
【００３７】
図５は、第２の実施の形態に対応する運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図において図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この図に示す運転制御部４００は、図２に示す構成に対して、削減電力目標値保持部４４０および空調機器消費電力情報保持部４５０をさらに備える。
【００３８】
削減電力目標値保持部４４０は、上記のように空調機器２００について設定された削減電力目標値を保持する。空調機器消費電力情報保持部４５０は、空調機器２００−１〜２００−６それぞれの消費電力を示す情報を保持する。この空調機器消費電力情報保持部４５０には、例えばＲＡＭの記憶領域を利用する。空調機器２００−１〜２００−６がすべて同じ機種であれば、空調機器消費電力情報保持部４５０は、これらの空調機器２００に共通な１つの消費電力の値を保持すればよく、そのデータ量は非常に小さくて済む。また、空調機器２００−１〜２００−６が異なる場合には、それぞれの消費電力の値を保持することで、空調機器２００間の機種の相違にも対応できる。また、この場合にも複数の空調機器２００ごとに消費電力の値を格納するだけの簡単な構造であり、ＲＡＭの記憶領域も圧迫しない。
【００３９】
上記構成のもとで、第２の実施の形態の運転制御部４００は、ローテーション時間ごとに、そのときの削減電力目標値に応じた数の空調機器２００が停止されるように制御する。このための処理手順例を、図６のフローチャートに示す。
【００４０】
図６において、まず、空調機器選別部４１０は、選択すべきゾーン数を示す変数ｎに初期値として「１」を代入する（ステップＳ２０１）とともに、削減電力目標値保持部４４０から、空調機器２００に対応して設定された削減電力目標値Ｐｒを取得する（ステップＳ２０２）。なお、ここでは、削減電力目標値Ｐｒは、上位系統から指定される電力削減量が変更されるのに応じて変更される場合があることを想定している。そこで、上記のようにローテーション時間ごとのサイクルで削減電力目標値Ｐｒを取得するようにして、削減電力目標値Ｐｒの変更に対してリアルタイムに対応できるようにしている。
【００４１】
次に、空調機器選別部４１０は、ゾーンごとの室温を認識する（ステップＳ２０３）。次に、空調機器選別部４１０は、上記室温の認識結果に基づき、室温が低位のものから順にｎ個のゾーン１１０を選択する（ステップＳ２０４）。次に、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ２０４により選択されたｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の総合電力Ｐｔを算出する（ステップＳ２０５）。このために、空調機器選別部４１０は、空調機器消費電力情報保持部４５０から、選択されたｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の消費電力情報を読み取り、この読み取った消費電力情報が示す値を加算する。このように求められた値が総合電力Ｐｔとなる。
【００４２】
次に、空調機器選別部４１０は、総合電力Ｐｔが削減電力目標値Ｐｒよりも大きいか否かについて判定する（ステップＳ２０６）。ここで、総合電力Ｐｔの方が小さいと判定した場合（ステップＳ２０６−ＮＯ）、現在選択されたｎ個のゾーンの空調機器２００を停止させただけでは、削減電力目標値Ｐｒを満足できないことになる。そこで、この場合には、変数ｎをインクリメントして（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０４に戻ることで選択するゾーン１１０の数を、室温が低位のものから順にしたがって１つ追加する。
【００４３】
そして、総合電力Ｐｔが削減電力目標値Ｐｒよりも大きくなったと判定すると（ステップＳ２０６−ＹＥＳ）、空調機器選別部４１０は、ステップＳ２０８の処理に進む。ステップＳ２０８〜Ｓ２１２は、図４のステップＳ１０３〜Ｓ１０７と同様となる。このような処理により、第２の実施の形態においては、削減電力目標値Ｐｒを満足するように、室温が低い１以上の空調機器２００を適宜選択して停止させることが可能になる。
【００４４】
＜第３の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
次に、第３の実施の形態について説明する。ここで、一具体例として、第３ゾーン１１０−３〜第５ゾーンの３つのゾーン１１０の間で同じ最低の室温が認識される状態が複数の連続したローテーション時間にわたって継続しているとする。この際、第１の実施の形態のように１つのゾーン１１０を選択するものとした場合、空調機器選別部４１０の選択アルゴリズムによってはローテーション時間ごとに同じゾーン１１０が選択される可能性がある。つまり、ほかにも同じ室温のゾーン１１０があるのに係わらず、同じ１つのゾーン１１０の空調機器２００のみが停止されてしまうという状況が生じ得る。居住者の快適性をより損なわないようにすることを考慮すれば、１つのゾーン１１０の空調機器２００のみが集中して停止される状態は好ましいとはいえず、分散されることが好ましい。そこで、第３の実施の形態においては、同じ最低の室温のゾーン１１０間で空調機器２００の停止が順次交代されるようにする。
【００４５】
図７は、第３の実施の形態に対応する運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図に示す運転制御部４００の機能構成は、第１の実施の形態に対応する図２の構成を基としているが、第１の実施の形態に対応する図２の構成を基とすることもできる。また、この図において図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
この図に示す運転制御部４００は、図２の構成に対してさらに選別履歴情報保持部４６０を備える。選別履歴情報保持部４６０は、空調機器選別部４１０がローテーション時間ごとに選別した空調機器２００を示す情報（選別履歴情報）を保持する。この選別履歴情報保持部４６０は、例えばＲＡＭの記憶領域を利用することができる。
【００４７】
［処理手順例］
第３の実施の形態として運転制御部４００が実行する処理手順例は、図４に示した第１の実施の形態と同様となる。ただし、ステップＳ１０２において空調機器選別部４１０が実行するゾーン選択について、図８に示す手順による処理を実行する。なお、図８に示す処理は、説明を分かりやすいものとすることの便宜上、空調機器２００が停止されるゾーン１１０の選択数は１つ（ｎ＝１）である場合を想定する。
【００４８】
図８において、空調機器選別部４１０は、図４のステップＳ１０１による判定結果から、室温が最低のゾーンを候補ゾーンとして選択し（ステップＳ３０１）、この選択した候補ゾーンが２以上であるか否かについて判定する（ステップＳ３０２）。候補ゾーンが２つ以上選択される場合とは、最低値として同じ室温のゾーン１１０が２以上ある場合となる。
【００４９】
ここで、候補ゾーンが２以上ではない、つまり１つであると判定された場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）、空調機器２００は、この１つの候補ゾーンを、空調機器２００の停止に対応するゾーンとして選択する（ステップＳ３０５）。これに対して、候補ゾーンが２以上であると判定された場合（ステップＳ３０２−ＹＥＳ）、空調機器選別部４１０は、選別履歴情報保持部４６０に保持されている選別履歴情報を参照する（ステップＳ３０３）。そして、この選別履歴情報の内容に基づいて候補ゾーンのうちから１つのゾーン１１０を、空調機器２００の停止に対応するゾーン１１０として選択する（ステップＳ３０４）。
【００５０】
選別履歴情報には、過去において選別履歴情報保持部４６０が選択した空調機器２００の停止に対応するゾーンが示されている。そこで、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ３０４の処理として、候補ゾーンのうちで、最も過去に選択されたゾーン１１０、または、未だ選択されていないゾーン１１０を選択する。この処理により、室温が最低のゾーンが複数存在した状態が連続している場合に、これら複数のゾーン１１０の空調機器２００を順次交代して停止させていくことができる。
【００５１】
そして、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ３０４またはステップＳ３０５によるゾーンの選択結果が登録するように選別履歴情報保持部４６０における選別履歴情報を更新し（ステップＳ３０６）、図４のステップＳ１０３に進む。
【００５２】
＜第４の実施の形態＞
［運転制御動作例］
ここで、それぞれが異なる２以上のゾーン１１０から成る複数のゾーングループを設定し、このゾーングループ単位でデマンドレスポンスに対応した空調機器２００の運転／停止を行う場合を想定する。具体例として、図１の第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６から各３つのゾーン１１０から成る２つのゾーングループを設定する。そして、これらの２つのゾーングループについて、ローテーション時間ごとに空調機器２００の運転と停止が交互に行われるように制御することとする。
【００５３】
例えば空調機器２００の機種や性能、ゾーングループを形成するゾーン１１０の容積、ゾーン１１０内に存在する人の数、さらには設備が発する熱量などの違いにより、上記２つのゾーングループの各室温に差が生じ得ることは容易に想定される。このようにゾーングループ間で室温に差が生じている状態で、例えばローテーション時間について固定的に一定としたままであると、例えば一方のゾーングループでは冷房が効き過ぎの傾向が続き、他方では余り冷房が効いていないというような状態となり得ることも考えられる。建物設備１００における居住者の快適性をできるだけ確保しようとすれば、このようなゾーングループ間の温度差を小さくできるようにすることが好ましい。
冷房を前提とした場合、室温が低いゾーングループについては、冷房が効き過ぎの傾向であるととらえて、単位時間あたりの運転時間を短くし、停止時間については長くすることが好ましい。一方、室温が低いゾーングループは、冷房が効いていない傾向にあるととらえて、単位時間あたりの運転時間を長くし、停止時間を短くすることが好ましいといえる。
【００５４】
そこで、第４の実施の形態においては、２つの異なる長さのローテーション時間を設定できるようにする。そのうえで、室温が高い方のゾーングループの空調機器２００を運転させ、かつ、室温が低い方のゾーングループの空調機器２００を停止させる際には、長い方のローテーション時間を設定する。一方、室温が低い方のゾーングループの空調機器２００を運転させ、かつ、室温が高い方のゾーングループの空調機器２００を停止させる際には、短い方のローテーション時間を設定する。
【００５５】
図９は、第４の実施の形態に対応する運転制御動作の一例が示されている。この図では、第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６を、第１ゾーングループ（ＺＧ）と第２ゾーングループ（ＺＧ）の２つに分割することとしている。第１ゾーングループは、３つの第１ゾーン１１０−１〜第３ゾーン１１０−３から成る。また、第２ゾーングループは、残る３つの第４ゾーン１１０−４〜第６ゾーン１１０−６から成る。
【００５６】
前提として、第４の実施の形態においては、前述したように、ローテーション時間ごとに第１ゾーングループと第２ゾーングループが交互のタイミングで空調機器２００の運転と停止を繰り返す。そのうえで、ローテーション時間ごとに、２つのローテーション時間Ｔａ、Ｔｂのうちのいずれか一方が設定されるように、適宜切り替えが行われる。ローテーション時間Ｔａは、ここでは１０分とする。また、ローテーション時間Ｔｂは、ローテーション時間Ｔａより短く、ここでは５分とする。なお、この時間設定は一例であって、ローテーション時間ＴａとＴｂは他の時間長が任意に設定されてよい。
【００５７】
また、ゾーングループとしての室温は、そのゾーングループに含まれるゾーン１１０の温度センサ３００により検出された室温の平均値を求めることとする。具体的に、第１ゾーングループの室温は、第１ゾーン１１０−１〜第３ゾーン１１０−３の各温度センサ３００−１〜３００−３により検出された室温の平均値となる。第２ゾーングループの室温は、第４ゾーン１１０−４〜第６ゾーン１１０−６の各温度センサ３００−４〜３００−６により検出された室温の平均値となる。
【００５８】
まず、時刻９：００から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させることとしている。この時刻９：００の時点で、第１ゾーングループの室温は２５．５℃、第２ゾーングループの室温は２７．０℃であり、したがって、第１ゾーングループの方が低い。つまり、空調機器２００を停止させるべきゾーングループの室温の方が低い。そこで、この場合には、長い方のローテーション時間Ｔａ（１０分）を設定する。
【００５９】
次の時刻９：１０からのローテーション時間においては、先のローテーション時間とは逆に、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させるのであるが、室温は、運転が行われる第１ゾーングループの方が前回と同様に低い。そこで、この場合には、短い方のローテーション時間Ｔｂ（５分）を設定する。
【００６０】
次の時刻９：１５からのローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させる。このときも、室温は、停止対象の第１ゾーングループの方が低いことから、長い方のローテーション時間Ｔａが設定される。また、次の時刻９：２５からのローテーション時間においては、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させることになる。室温は、依然として第１ゾーングループの方が低いことから、短い方のローテーション時間Ｔｂが設定される。
【００６１】
次の時刻９：３０から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させる。そして、このときの室温、第１ゾーングループよりも第２ゾーングループの方が低くなるように変化している。この場合、運転が行われるゾーングループの室温の方が低いことになる。そこで、この場合は、前回と同様にローテーション時間Ｔｂを設定する。このようにゾーングループ間で室温の大小関係に変化があった場合、図９に示されるように、ローテーション時間Ｔｂは連続して設定される場合がある。また、同様の理由によりローテーション時間Ｔｂも連続して設定される場合がある。
【００６２】
次の時刻９：３５から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させる。このときの室温は、前回のローテーション時間と同様に第２ゾーングループの方が低いことから、ローテーション時間Ｔａが設定される。このように、第４の実施の形態においては、室温の低い方のゾーングループの運転時間が短く、かつ、停止時間は長くなるようにローテーション時間の切り替えが行われる。
【００６３】
［運転制御部の機能構成例］
図１０は、第４の実施の形態に対応した運転制御部４００の機能構成を示している。この図に示される運転制御部４００は、図２に示した構成に対して、まず、空調機器選別部４１０に代えて、運転／停止設定部４１０Ａを備える。また、グループ室温算出部４７０をさらに備えている。
運転／停止設定部４１０Ａは、図９に例示したように、２つのゾーングループの間で交互に運転と停止が繰り返されるように、運転対象となる空調機器２００と停止対象となる空調機器２００を設定する。グループ室温算出部４７０は、各ゾーン１１０の温度センサ３００から室温の情報を入力して、ゾーングループごとの室温を判定する。そして、ローテーション時間設定部４２０は、グループ室温算出部４７０により求められたゾーングループごとの室温と、運転／停止設定部４１０Ａによる空調機器２００ごとの運転／停止の設定内容に基づいて、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂのいずれかを設定する。
【００６４】
［処理手順例］
図１１は、第４の実施の形態に対応して運転制御部４００が実行する処理手順例を示している。グループ室温算出部４７０は、まず、温度センサ３００から入力した室温の情報からゾーン１１０ごとの室温を認識すると（ステップＳ４０１）、この認識結果からゾーングループごとの室温を算出する（ステップＳ４０２）。ゾーングループごとの室温は、前述のようにゾーングループに含まれるゾーン１１０ごとの室温の平均値として求めることができる。
【００６５】
次に、ローテーション時間設定部４２０は、ステップＳ４０２の算出結果から、ゾーングループのうちで室温が最低のものを特定する（ステップＳ４０３）。また、ローテーション時間設定部４２０は、運転／停止設定部４１０Ａの設定内容に基づいて、ステップＳ４０３にて特定されたゾーングループの空調機器２００は、今回のローテーション時間において運転と停止のいずれが設定されているか判定する（ステップＳ４０４）。
【００６６】
ここで、停止に対応するものと判定した場合（ステップＳ４０４−停止）、ローテーション時間設定部４２０は、長い方のローテーション時間Ｔａを設定する（ステップＳ４０５）。これに対して、運転に対応するものと判定した場合（ステップＳ４０４−運転）、ローテーション時間設定部４２０は、短い方のローテーション時間Ｔｂを設定する（ステップＳ４０６）。
【００６７】
運転／停止制御部４３０は、運転／停止設定部４１０Ａにより設定された空調機器２００の運転／停止の設定内容と、上記ステップＳ４０５またはステップＳ４０６により設定されたローテーション時間に基づいて、空調機器２００の運転、停止の制御を実行する（ステップＳ４０７）。これにより、ローテーション時間ごとにゾーングループ単位で空調機器２００の運転と停止が行われる。なお、以降のステップＳ４０８〜Ｓ４１０の処理は、図４のステップＳ１０５〜Ｓ１０７と同様となる。このような処理が実行されることで、ゾーングループ間の室温の関係に対応してローテーション時間が適切に変更される。
【００６８】
なお、上記第４の実施の形態においては、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂについて、それぞれ固定としている。しかし、例えば、ゾーングループ間の温度差などに基づいて、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂを逐次変化させるようにすることも考えられる。また、例えば、ゾーングループのそれぞれについての温度の比率を算出し、この温度の比率に応じて、ローテーション時間を変更するようにしてもよい。ここでは、冷房において、比率が高い（温度が高い）ゾーングループについて、ローテーション時間を長く、比率が低い（温度が低い）ゾーングループについては、ローテーション時間を短くし、比率が１：１に近づくように、制御するようにしてもよい。ローテーション時間をどのように決めるかについては、例えば、温度の比率に応じて算出する演算式を予め記憶しておき、比率に応じたパラメータをその演算式に代入して算出するようにしてもよい。また、上記第４の実施の形態は、３以上のゾーングループにも対応できる。例えば図１１の処理手順にしたがえば、３以上のゾーングループのうち、最低温度のゾーングループの運転／停止の設定内容に基づいてローテーション時間を設定することができる。
【００６９】
また、これまでの説明においては空調機器２００が冷房を行うことを前提として説明したが、暖房を行う場合にも本実施の形態の構成を適用できる。暖房の場合、例えば第１〜第３の実施の形態では、空調機器選別部４１０により、冷房の場合とは逆に、室温が高い順にしたがってｎ個のゾーン１１０を選択していくようにすればよい。つまり、冷房であれば空気温度を低下させる方向に調整し、暖房であれば空気温度を高くさせる方向に調整するというように「温度調整方向」が異なる。本実施の形態では、この「温度調整方向」における最小値または最大値、すなわち「極値」の室温のゾーン１１０を停止対象として選択するものである。また、第４の実施の形態では、冷房の場合とは逆に、室温が高い方のゾーングループが停止の場合には長い方のローテーション時間Ｔａを設定し、運転の場合には短い方のローテーション時間Ｔｂを設定するようにローテーション時間設定部４２０を構成すればよい。
【００７０】
また、上記第１〜第４の実施の形態においては、ゾーン１１０またはゾーングループの室温自体に基づいて、停止対象の空調機器２００の選択やローテーション時間の設定を行うこととしている。空調を行う際には目標となる室温が設定されるが、この点に着目し、空調機器２００に対する設定温度とゾーン１１０またはゾーングループごとの室温との差に基づいて停止対象の空調機器２００の選択やローテーション時間の設定を行うようにすることも考えられる。具体例として、第１の実施の形態において冷房が行われている場合の動作は次のようになる。つまり、ステップＳ１０２において、設定温度より低い室温が検出されているゾーン１１０のうちから、設定温度と室温との差が大きい順にｎ個のゾーン１１０を選択する。そして、この選択されたゾーン１１０に対応する空調機器２００を停止させるというものである。
【００７１】
＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態においては、図１２に示すように、例えば、第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６がそれぞれ個別の部屋や施設とされるのではなく、１つの同じ室内や館内において仮想的に分割された領域である場合を想定する。なお、この図においては、図示を簡略なものとするために、運転制御部４００、空調機器２００および温度センサ３００の図示は省略している。
【００７２】
この場合において、例えば第４および第５の実施の形態のように、２つのゾーングループにグループ分けを行い、これらのゾーングループで運転と停止が交互に繰り返されるように制御する場合を考えてみる。この場合、ゾーン１１０同士の間に仕切りはないために、運転と停止が交互に行われるにあたり、できるだけ冷房効果が均一となるように、ゾーングループのグループ分けのパターンを設定することが好ましい。
【００７３】
そこで、第５の実施の形態として、図１２に示す環境のもとで第４または第５の実施の形態による運転制御を行うにあたっては、以下のようにグループゾーンを形成する。つまり、第１のゾーングループは、第１ゾーン１１０−１、第３ゾーン１１０−３および第５ゾーン１１０−５により形成し、第２のゾーングループは、第２ゾーン１１０−２、第４ゾーン１１０−４および第６ゾーン１１０−６により形成する。
【００７４】
上記各グループゾーンは、図１２から分かるように、それぞれ、千鳥格子状に配置されたゾーン１１０により形成されている。グループゾーンを形成するゾーン１１０が千鳥格子状に配置されることで、横方向および縦方向において隣接して他のグループゾーンに含まれるゾーン１１０が配置されることになる。これにより、例えば連続して配置されるゾーン１１０によりグループゾーンを形成した場合と比較して、空調効果を均一に行き渡らせることが可能になり、快適性の向上が図られる。
【００７５】
＜空調機器の他の例＞
続いて、本実施の形態において運転制御対象となる空調機器２００の他の例について説明する。まず、図１３は、パッケージ空調機器２００Ａを使用した例を示している。パッケージ空調機器２００Ａは中規模施設においてしばしば利用される空調機器の１つであり、空調管理に必要な機能をパッケージングして構成される。例えば、１つのパッケージ空調機器２００Ａは、パッケージ室外機２３０と室内機２４０から成る。この場合、例えば運転制御部４００による運転、停止の指示は、室内機２４０に対して行う場合が多い。
【００７６】
図１４は、ＶＡＶ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ）空調機器２００Ｂを使用した例を示している。ＶＡＶ空調機器２００Ｂは、ゾーンごとに設けられるＶＡＶユニット２６０と、これらのＶＡＶユニット２６０に対応する空調機器２５０から成る。空調機器２５０は、例えば設定温度に応じて空気の温度を調整し、この空気を例えばダクトを経由して各ＶＡＶユニット２６０に対して供給する。ＶＡＶユニット２６０は、対応のゾーン１１０において設定温度が得られるように空気の風量を制御する。この場合の運転制御部４００は、各ＶＡＶユニット２６０の運転、停止を制御する。
【００７７】
図１５は、空調機器として各ゾーン１１０にファンコイルユニット２００Ｃを備えた例を示している。ファンコイルユニット２００Ｃは、室内から空気を取り込んで熱交換器により温度を調整したうえで空調場所へ送風するように動作する空調機器である。この場合、運転制御部４００は、各ゾーンのファンコイルユニット２００Ｃの運転、停止を制御する。
【００７８】
なお、本実施の形態の運転制御部４００は内部にコンピュータシステムを有している。そして、これまでにおいて説明した運転制御部４００の処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって実行される。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 建物設備
１１０ ゾーン
２００ 空調機器
３００ 温度センサ
４００ 運転制御部
４１０ 空調機器選別部
４１０Ａ 運転／停止設定部
４２０ ローテーション時間設定部
４３０ 運転／停止制御部
４４０ 削減電力目標値保持部
４５０ 空調機器消費電力情報保持部
４６０ 選別履歴情報保持部
４７０ グループ室温算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートグリッドにおけるデマンドレスポンス機能として機器の運転状態を制御する運転制御装置と運転制御方法に関する。また、運転制御装置に、上記運転制御方法に対応した機能を実現させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートグリッドが注目されてきている。スマートグリッドは、太陽光発電や風力発電などの分散型電源と電力会社からの集中型電源とを組み合わせ、需要と供給のバランスをリアルタイムに調整することで効率的な電力供給を行うように構築される電力受給システムである。
【０００３】
また、スマートグリッドにおいては、電力網における需要に応答して、需要家側で電力消費を低減させたり、他の需要家に余剰の電力を供給したりする、デマンドレスポンスの機能が装備される。例えば、分散型電源からの供給電力の変動に伴って電力系統が不安定となったり、または、不安定となることが予測される状態となった場合、例えば電力会社などの需要家の上位系統は各需要家に対して電力調整情報を通知する。電力調整情報として、例えば時間別料金や電力削減量などが示される。需要家は、デマンドレスポンスとして、この電力調整情報に基づいて消費電力量を調整する。このようなデマンドレスポンスとして、空調機器の設定温度を制御する技術が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デマンドレスポンスに際して、空調機器を制御する場合には、できるだけ居住者の快適性を損なわないようにすることが求められる。例えば、特許文献１は、在室状況などを考慮して空調機器の設定温度を精度よく求めることにより、居住者の快適性への影響を小さくしようというものではあるが、この制御のために比較的多くの情報を利用する必要があるとともに、処理負荷も重くなる可能性がある。例えば消費電力などを考慮しても、デマンドレスポンス制御は、できるだけ簡易で軽い処理であることが実現性も高く好ましい。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、デマンドレスポンス機能としての電力制御を行うにあたり、居住者の快適性をできるだけ損なわないようにしたうえで、簡易で軽い処理により適切に空調機器を制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出部と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定部と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定部と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御部とを備えることを特徴とする運転制御装置である。
【０００８】
また、本発明は、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別部と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御部とを備えることを特徴とする運転制御装置である。
【０００９】
また、本発明は、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順とを備えることを特徴とする運転制御方法である。
【００１０】
また、本発明は、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順とを備えることを特徴とする運転制御方法である。
【００１１】
また、本発明は、運転制御装置に、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順とを実行させるためのプログラムである。
【００１２】
また、本発明は、運転制御装置に、空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順とを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、デマンドレスポンス機能としての電力制御を行うにあたり、居住者の快適性をできるだけ損なわないようにしたうえで、簡易で軽い処理でありながら適切に空調機器を制御可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における建物設備の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御の例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に対応する運転制御の例を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に対応する運転制御部の機能構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に対応する運転制御のための処理手順例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に対応するゾーングループ分けの態様例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態において制御対象となる空調機器の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜建物設備の構成＞
図１は、本実施の形態における建物設備１００の構成例を示している。建物設備１００は、スマートグリッドの環境に組み込まれる需要家側の施設であり、ここでは、建物設備１００内の領域空間として、６つの第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６が存在している状態が示されている。これら第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６は、１つの同じ室内や館内において仮想的に分割された領域である。なお、ゾーンは、それぞれが物理的に区分された個別の部屋または建物の空間領域であってもよいし、仮想的に分割された領域と物理的に区分された領域の組み合わせであってもよい。また、この図において、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６は互いに隣接して配置されているが、これは図示の便宜上によるもので、実際には、それぞれが離れて位置していてもよい。また、ここでゾーン１１０の数を６つとしているのは一例であり、ゾーン数は６つ以外であってもよい。
【００１６】
上記第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６には、それぞれ、空調機器２００−１〜２００−６が備えられる。１つの空調機器２００は、例えば空調機器２１０と給気ユニット２２０から成る。空調機器２１０により温度調整された空気は、給気ユニット２２０により取り込まれ、対応のゾーン１１０内に供給される。これにより、ゾーン１１０内の空調が行われる。なお、以降の説明にあたり、各空調機器２００による空調機器能は冷房に設定されていることを前提とする。
【００１７】
また、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６には、それぞれ、温度センサ３００−１〜３００−６が備えられる。温度センサ３００は、対応のゾーン１１０内の空気温度を検出できるように取り付けられている。ここでのゾーン１１０は、個別の部屋や館内などを想定しているので、温度センサ３００により検出される空気温度は、対応のゾーン１１０の室温に相当する。温度センサ３００により検出された室内温度の情報は、運転制御部４００に対して送信される。
【００１８】
運転制御部４００は、リアルタイムデマンドレスポンスに対応する電力制御として、空調機器２００の運転制御を行う部位である。この運転制御部４００は、空調機器２００のほか、例えば照明機器などをはじめとした他の機器を対象として運転制御を行ってもよいが、ここでは、他の機器の図示は省略している。また、運転制御部４００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えたコンピュータシステムにより実現される。なお、この図２に示す構成は、以降説明する各実施の形態において共通となる。
【００１９】
＜第１の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
図２は、運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図においては、温度センサ３００−１〜３００−６と空調機器２００−１〜２００−６がともに示されている。運転制御部４００は、図示するように、空調機器選別部４１０、ローテーション時間設定部４２０および運転／停止制御部４３０を備える。
【００２０】
空調機器選別部４１０は、温度センサ３００−１〜３００−６から入力した室温の情報を入力し、空調機器２００−１〜２００−６について、ローテーション時間ごとに運転させるべき空調機器２００と停止させるべき空調機器２００とで選別を行う。
【００２１】
後述するように、本実施の形態では、ローテーション時間ごとに運転対象の空調機器２００と停止対象の空調機器２００を適宜変更しながら、デマンドレスポンスに対応した空調機器の運転制御を行っていく。ローテーション時間設定部４２０は、このローテーション時間（単位制御時間）を設定し、この設定したローテーション時間による空調機器への制御を行うように運転／停止制御部４３０に指示する。なお、第１の実施の形態において、ローテーション時間設定部４２０は、予め設定された一定のローテーション時間を運転／停止制御部４３０に指示する。
【００２２】
運転／停止制御部４３０は、空調機器選別部４１０による選別結果およびローテーション時間設定部４２０により設定されたローテーション時間に基づいて第１〜第６空調機器２００−１〜２００−６の運転、停止の制御を実行する。
【００２３】
［運転制御動作例］
図３は、上記構成による運転制御部４００が第１の実施の形態として行う運転制動作の一例を示している。この図には、第１〜第６ゾーン１１０−１〜１１０−６ごとの室温が、ローテーション時間ごとに示されている。第１の実施の形態では、ローテーション時間は一定に設定される。一例として、この図では、ローテーション時間について１０分とした場合を示している。
【００２４】
図において時刻９：００におけるゾーン１１０ごとの室温についてみると、第５ゾーン１１０−５における２４．０℃が最も低い。そこで、運転制御部４００は、この第５ゾーン１１０−５に対応して備えられる空調機器２００−５を、時刻９：００から開始されるローテーション時間において停止させ、残る空調機器２００−１〜２００−４および２００−６を運転させるように制御する。
【００２５】
上記のローテーション時間が終了した時刻９：１０において、室温は、引き続き第５ゾーン１１０−３が２４．０℃で最低となっている。そこで、時刻９：１０からのローテーション時間において、運転制御部４００は、前回のローテーション時間と同じように運転制御を行う。つまり、第５ゾーン１１０−５に対応する空調機器２００−５を停止させ、空調機器２００−１〜２００−４および２００−６を運転させる。
【００２６】
さらに次のローテーション時間が開始される時刻９：２０において、室温は、第６の２５．５℃が最低となるように変化している。そこで、運転制御部４００は、時刻９：２０からのローテーション時間において、第６ゾーン１１０−６に対応する空調機器２００−６を停止させ、残る空調機器２００−１〜２００−５を運転させる。
【００２７】
また、次のローテーション時間が開始される時刻９：３０において、室温は、第２ゾーン１１０−２の２５．５℃が最低となるように変化している。そこで、運転制御部４００は、第２ゾーン１１０−２に対応する空調機器２００−２を停止させ、残る空調機器２００−１、および２００−３〜２００−６を運転させる。
【００２８】
このように第１の実施の形態においては、一定のローテーション時間ごとに室温が最低のゾーン１１０に備えられる空調機器２００を停止させ、残るゾーン１１０の空調機器２００を運転させるように制御を実行する。室温が最低のゾーン１１０は、例えば、冷房が効き過ぎている傾向にあると推定できるが、本実施の形態の運転制御によっては、建物設備１００全体としての冷房の効き過ぎを抑えて冷房効果を均一化していくことが可能になる。そして、この結果として居住者の快適性が保たれることになる。
【００２９】
また、上記の空調機器２００の制御は、各ゾーン１１０において検出された室温のみに基づいており、かつ、空調機器２００の運転／停止を切り替えるというものとなっている。つまり、非常に簡易で軽い処理によってデマンドレスポンスによる居住者の快適性への影響を有効に軽減している。なお、特許文献１においては、例えば室内熱容量特性などの温度に関連したパラメータを利用することが記載されているが、この室内熱容量特性のパラメータに基づいてどのように空調機器の制御を行うのかについての具体的記載はない。また、特許文献１では、室温そのものの状況変化に基づいて空調機器の制御を行ってはおらず、上記室内熱容量特性などの情報を複数利用して温度設定を行おうとしているために、処理のプロセスが複雑かつ重い傾向になってしまう。
【００３０】
なお、上記図３では説明の便宜上、ローテーション時間ごとに停止させる空調機器２００を１つのみとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、２以上の一定数の空調機器２００を停止させるようにしてもよい。
【００３１】
［処理手順例］
図４のフローチャートは、上記図３に示した第１の実施の形態としての運転制御のために運転制御部４００が実行する処理手順例を示している。この図に示す処理は、図２に示した運転制御部４００における機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００３２】
まず、空調機器選別部４１０は、ローテーション時間の開始に応じたタイミングで、温度センサ３００から入力される検出情報に基づいてゾーン１１０ごとの室温を認識する（ステップＳ１０１）。次に、空調機器選別部４１０は、ゾーン１１０のうちから、判定された室温が低いものから順にｎ個のゾーン１１０を選択する（ステップＳ１０２）。第１の実施の形態において、このゾーンの選択数に対応する変数ｎは予め固定的に設定されているものであり、ローテーション時間ごとに停止させる空調機器２００の数に一致する。
【００３３】
次に、空調機器選別部４１０は、運転／停止制御部４３０に対して、上記のように選択したｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の停止を指示するとともに、選択されなかった他のゾーン１１０に対応する空調機器２００の運転を指示する（ステップＳ１０３）。運転／停止制御部４３０は、ローテーション時間の開始に応じて、上記指示に応じて空調機器２００ごとに運転または停止が行われるように制御を実行する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
次に、運転／停止制御部４３０は、ローテーション時間設定部４２０により設定されたローテーション時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０５−ＮＯ）。そして、ローテーション時間が経過したことを判定すると（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、運転／停止制御部４３０は、続いてデマンドレスポンスの動作を終了させるべきか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
デマンドレスポンスは例えば電力会社などの上位系統からの電力削減指示に応じて行われる。そこで、例えば運転／停止制御部４３０は、電力削減指示が有効であればデマンドレスポンスの動作を終了すべきではないと判定する（ステップＳ１０６−ＮＯ）。この場合、運転／停止制御部４３０は、ステップＳ１０１に戻ることで運転制御を継続する。これに対して、電力削減指示が解除されることによりデマンドレスポンスの動作を終了してよいと判定した場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、運転／停止制御部４３０は、所定のデマンドレスポンスの終了に対応した処理を実行する（ステップＳ１０７）。このように運転制御部４００が処理を実行することにより、図３に示したように、室温の低いゾーン１１０の空調機器２００のみを選別して停止させていくことができる。
【００３６】
＜第２の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
続いて、第２の実施の形態について説明する。デマンドレスポンスを行うに際しては、例えば上位系統から使用電力の削減量が指定される。運転制御部４００は、上位系統から指定された電力の削減量に基づいて、建物設備１００における各種機器ごとについての削減電力目標値を設定し、この目標値に基づいてデマンドレスポンスの制御を実行する。そこで、第２の実施の形態においては、空調機器２００について設定された削減電力目標値を満たすように空調機器２００の運転制御を行う。
【００３７】
図５は、第２の実施の形態に対応する運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図において図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この図に示す運転制御部４００は、図２に示す構成に対して、削減電力目標値保持部４４０および空調機器消費電力情報保持部４５０をさらに備える。
【００３８】
削減電力目標値保持部４４０は、上記のように空調機器２００について設定された削減電力目標値を保持する。空調機器消費電力情報保持部４５０は、空調機器２００−１〜２００−６それぞれの消費電力を示す情報を保持する。この空調機器消費電力情報保持部４５０には、例えばＲＡＭの記憶領域を利用する。空調機器２００−１〜２００−６がすべて同じ機種であれば、空調機器消費電力情報保持部４５０は、これらの空調機器２００に共通な１つの消費電力の値を保持すればよく、そのデータ量は非常に小さくて済む。また、空調機器２００−１〜２００−６が異なる場合には、それぞれの消費電力の値を保持することで、空調機器２００間の機種の相違にも対応できる。また、この場合にも複数の空調機器２００ごとに消費電力の値を格納するだけの簡単な構造であり、ＲＡＭの記憶領域も圧迫しない。
【００３９】
上記構成のもとで、第２の実施の形態の運転制御部４００は、ローテーション時間ごとに、そのときの削減電力目標値に応じた数の空調機器２００が停止されるように制御する。このための処理手順例を、図６のフローチャートに示す。
【００４０】
図６において、まず、空調機器選別部４１０は、選択すべきゾーン数を示す変数ｎに初期値として「１」を代入する（ステップＳ２０１）とともに、削減電力目標値保持部４４０から、空調機器２００に対応して設定された削減電力目標値Ｐｒを取得する（ステップＳ２０２）。なお、ここでは、削減電力目標値Ｐｒは、上位系統から指定される電力削減量が変更されるのに応じて変更される場合があることを想定している。そこで、上記のようにローテーション時間ごとのサイクルで削減電力目標値Ｐｒを取得するようにして、削減電力目標値Ｐｒの変更に対してリアルタイムに対応できるようにしている。
【００４１】
次に、空調機器選別部４１０は、ゾーンごとの室温を認識する（ステップＳ２０３）。次に、空調機器選別部４１０は、上記室温の認識結果に基づき、室温が低位のものから順にｎ個のゾーン１１０を選択する（ステップＳ２０４）。次に、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ２０４により選択されたｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の総合電力Ｐｔを算出する（ステップＳ２０５）。このために、空調機器選別部４１０は、空調機器消費電力情報保持部４５０から、選択されたｎ個のゾーン１１０に対応する空調機器２００の消費電力情報を読み取り、この読み取った消費電力情報が示す値を加算する。このように求められた値が総合電力Ｐｔとなる。
【００４２】
次に、空調機器選別部４１０は、総合電力Ｐｔが削減電力目標値Ｐｒよりも大きいか否かについて判定する（ステップＳ２０６）。ここで、総合電力Ｐｔの方が小さいと判定した場合（ステップＳ２０６−ＮＯ）、現在選択されたｎ個のゾーンの空調機器２００を停止させただけでは、削減電力目標値Ｐｒを満足できないことになる。そこで、この場合には、変数ｎをインクリメントして（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０４に戻ることで選択するゾーン１１０の数を、室温が低位のものから順にしたがって１つ追加する。
【００４３】
そして、総合電力Ｐｔが削減電力目標値Ｐｒよりも大きくなったと判定すると（ステップＳ２０６−ＹＥＳ）、空調機器選別部４１０は、ステップＳ２０８の処理に進む。ステップＳ２０８〜Ｓ２１２は、図４のステップＳ１０３〜Ｓ１０７と同様となる。このような処理により、第２の実施の形態においては、削減電力目標値Ｐｒを満足するように、室温が低い１以上の空調機器２００を適宜選択して停止させることが可能になる。
【００４４】
＜第３の実施の形態＞
［運転制御部の機能構成例］
次に、第３の実施の形態について説明する。ここで、一具体例として、第３ゾーン１１０−３〜第５ゾーンの３つのゾーン１１０の間で同じ最低の室温が認識される状態が複数の連続したローテーション時間にわたって継続しているとする。この際、第１の実施の形態のように１つのゾーン１１０を選択するものとした場合、空調機器選別部４１０の選択アルゴリズムによってはローテーション時間ごとに同じゾーン１１０が選択される可能性がある。つまり、ほかにも同じ室温のゾーン１１０があるのに係わらず、同じ１つのゾーン１１０の空調機器２００のみが停止されてしまうという状況が生じ得る。居住者の快適性をより損なわないようにすることを考慮すれば、１つのゾーン１１０の空調機器２００のみが集中して停止される状態は好ましいとはいえず、分散されることが好ましい。そこで、第３の実施の形態においては、同じ最低の室温のゾーン１１０間で空調機器２００の停止が順次交代されるようにする。
【００４５】
図７は、第３の実施の形態に対応する運転制御部４００の機能構成例を示している。なお、この図に示す運転制御部４００の機能構成は、第１の実施の形態に対応する図２の構成を基としているが、第１の実施の形態に対応する図２の構成を基とすることもできる。また、この図において図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
この図に示す運転制御部４００は、図２の構成に対してさらに選別履歴情報保持部４６０を備える。選別履歴情報保持部４６０は、空調機器選別部４１０がローテーション時間ごとに選別した空調機器２００を示す情報（選別履歴情報）を保持する。この選別履歴情報保持部４６０は、例えばＲＡＭの記憶領域を利用することができる。
【００４７】
［処理手順例］
第３の実施の形態として運転制御部４００が実行する処理手順例は、図４に示した第１の実施の形態と同様となる。ただし、ステップＳ１０２において空調機器選別部４１０が実行するゾーン選択について、図８に示す手順による処理を実行する。なお、図８に示す処理は、説明を分かりやすいものとすることの便宜上、空調機器２００が停止されるゾーン１１０の選択数は１つ（ｎ＝１）である場合を想定する。
【００４８】
図８において、空調機器選別部４１０は、図４のステップＳ１０１による判定結果から、室温が最低のゾーンを候補ゾーンとして選択し（ステップＳ３０１）、この選択した候補ゾーンが２以上であるか否かについて判定する（ステップＳ３０２）。候補ゾーンが２つ以上選択される場合とは、最低値として同じ室温のゾーン１１０が２以上ある場合となる。
【００４９】
ここで、候補ゾーンが２以上ではない、つまり１つであると判定された場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）、空調機器２００は、この１つの候補ゾーンを、空調機器２００の停止に対応するゾーンとして選択する（ステップＳ３０５）。これに対して、候補ゾーンが２以上であると判定された場合（ステップＳ３０２−ＹＥＳ）、空調機器選別部４１０は、選別履歴情報保持部４６０に保持されている選別履歴情報を参照する（ステップＳ３０３）。そして、この選別履歴情報の内容に基づいて候補ゾーンのうちから１つのゾーン１１０を、空調機器２００の停止に対応するゾーン１１０として選択する（ステップＳ３０４）。
【００５０】
選別履歴情報には、過去において選別履歴情報保持部４６０が選択した空調機器２００の停止に対応するゾーンが示されている。そこで、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ３０４の処理として、候補ゾーンのうちで、最も過去に選択されたゾーン１１０、または、未だ選択されていないゾーン１１０を選択する。この処理により、室温が最低のゾーンが複数存在した状態が連続している場合に、これら複数のゾーン１１０の空調機器２００を順次交代して停止させていくことができる。
【００５１】
そして、空調機器選別部４１０は、上記ステップＳ３０４またはステップＳ３０５によるゾーンの選択結果が登録するように選別履歴情報保持部４６０における選別履歴情報を更新し（ステップＳ３０６）、図４のステップＳ１０３に進む。
【００５２】
＜第４の実施の形態＞
［運転制御動作例］
ここで、それぞれが異なる２以上のゾーン１１０から成る複数のゾーングループを設定し、このゾーングループ単位でデマンドレスポンスに対応した空調機器２００の運転／停止を行う場合を想定する。具体例として、図１の第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６から各３つのゾーン１１０から成る２つのゾーングループを設定する。そして、これらの２つのゾーングループについて、ローテーション時間ごとに空調機器２００の運転と停止が交互に行われるように制御することとする。
【００５３】
例えば空調機器２００の機種や性能、ゾーングループを形成するゾーン１１０の容積、ゾーン１１０内に存在する人の数、さらには設備が発する熱量などの違いにより、上記２つのゾーングループの各室温に差が生じ得ることは容易に想定される。このようにゾーングループ間で室温に差が生じている状態で、例えばローテーション時間について固定的に一定としたままであると、例えば一方のゾーングループでは冷房が効き過ぎの傾向が続き、他方では余り冷房が効いていないというような状態となり得ることも考えられる。建物設備１００における居住者の快適性をできるだけ確保しようとすれば、このようなゾーングループ間の温度差を小さくできるようにすることが好ましい。
冷房を前提とした場合、室温が低いゾーングループについては、冷房が効き過ぎの傾向であるととらえて、単位時間あたりの運転時間を短くし、停止時間については長くすることが好ましい。一方、室温が低いゾーングループは、冷房が効いていない傾向にあるととらえて、単位時間あたりの運転時間を長くし、停止時間を短くすることが好ましいといえる。
【００５４】
そこで、第４の実施の形態においては、２つの異なる長さのローテーション時間を設定できるようにする。そのうえで、室温が高い方のゾーングループの空調機器２００を運転させ、かつ、室温が低い方のゾーングループの空調機器２００を停止させる際には、長い方のローテーション時間を設定する。一方、室温が低い方のゾーングループの空調機器２００を運転させ、かつ、室温が高い方のゾーングループの空調機器２００を停止させる際には、短い方のローテーション時間を設定する。
【００５５】
図９は、第４の実施の形態に対応する運転制御動作の一例が示されている。この図では、第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６を、第１ゾーングループ（ＺＧ）と第２ゾーングループ（ＺＧ）の２つに分割することとしている。第１ゾーングループは、３つの第１ゾーン１１０−１〜第３ゾーン１１０−３から成る。また、第２ゾーングループは、残る３つの第４ゾーン１１０−４〜第６ゾーン１１０−６から成る。
【００５６】
前提として、第４の実施の形態においては、前述したように、ローテーション時間ごとに第１ゾーングループと第２ゾーングループが交互のタイミングで空調機器２００の運転と停止を繰り返す。そのうえで、ローテーション時間ごとに、２つのローテーション時間Ｔａ、Ｔｂのうちのいずれか一方が設定されるように、適宜切り替えが行われる。ローテーション時間Ｔａは、ここでは１０分とする。また、ローテーション時間Ｔｂは、ローテーション時間Ｔａより短く、ここでは５分とする。なお、この時間設定は一例であって、ローテーション時間ＴａとＴｂは他の時間長が任意に設定されてよい。
【００５７】
また、ゾーングループとしての室温は、そのゾーングループに含まれるゾーン１１０の温度センサ３００により検出された室温の平均値を求めることとする。具体的に、第１ゾーングループの室温は、第１ゾーン１１０−１〜第３ゾーン１１０−３の各温度センサ３００−１〜３００−３により検出された室温の平均値となる。第２ゾーングループの室温は、第４ゾーン１１０−４〜第６ゾーン１１０−６の各温度センサ３００−４〜３００−６により検出された室温の平均値となる。
【００５８】
まず、時刻９：００から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させることとしている。この時刻９：００の時点で、第１ゾーングループの室温は２５．５℃、第２ゾーングループの室温は２７．０℃であり、したがって、第１ゾーングループの方が低い。つまり、空調機器２００を停止させるべきゾーングループの室温の方が低い。そこで、この場合には、長い方のローテーション時間Ｔａ（１０分）を設定する。
【００５９】
次の時刻９：１０からのローテーション時間においては、先のローテーション時間とは逆に、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させるのであるが、室温は、運転が行われる第１ゾーングループの方が前回と同様に低い。そこで、この場合には、短い方のローテーション時間Ｔｂ（５分）を設定する。
【００６０】
次の時刻９：１５からのローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させる。このときも、室温は、停止対象の第１ゾーングループの方が低いことから、長い方のローテーション時間Ｔａが設定される。また、次の時刻９：２５からのローテーション時間においては、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させることになる。室温は、依然として第１ゾーングループの方が低いことから、短い方のローテーション時間Ｔｂが設定される。
【００６１】
次の時刻９：３０から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを停止させ、第２ゾーングループを運転させる。そして、このときの室温、第１ゾーングループよりも第２ゾーングループの方が低くなるように変化している。この場合、運転が行われるゾーングループの室温の方が低いことになる。そこで、この場合は、前回と同様にローテーション時間Ｔｂを設定する。このようにゾーングループ間で室温の大小関係に変化があった場合、図９に示されるように、ローテーション時間Ｔｂは連続して設定される場合がある。また、同様の理由によりローテーション時間Ｔｂも連続して設定される場合がある。
【００６２】
次の時刻９：３５から開始されるローテーション時間においては、第１ゾーングループを運転させ、第２ゾーングループを停止させる。このときの室温は、前回のローテーション時間と同様に第２ゾーングループの方が低いことから、ローテーション時間Ｔａが設定される。このように、第４の実施の形態においては、室温の低い方のゾーングループの運転時間が短く、かつ、停止時間は長くなるようにローテーション時間の切り替えが行われる。
【００６３】
［運転制御部の機能構成例］
図１０は、第４の実施の形態に対応した運転制御部４００の機能構成を示している。この図に示される運転制御部４００は、図２に示した構成に対して、まず、空調機器選別部４１０に代えて、運転／停止設定部４１０Ａを備える。また、グループ室温算出部４７０をさらに備えている。
運転／停止設定部４１０Ａは、図９に例示したように、２つのゾーングループの間で交互に運転と停止が繰り返されるように、運転対象となる空調機器２００と停止対象となる空調機器２００を設定する。グループ室温算出部４７０は、各ゾーン１１０の温度センサ３００から室温の情報を入力して、ゾーングループごとの室温を判定する。そして、ローテーション時間設定部４２０は、グループ室温算出部４７０により求められたゾーングループごとの室温と、運転／停止設定部４１０Ａによる空調機器２００ごとの運転／停止の設定内容に基づいて、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂのいずれかを設定する。
【００６４】
［処理手順例］
図１１は、第４の実施の形態に対応して運転制御部４００が実行する処理手順例を示している。グループ室温算出部４７０は、まず、温度センサ３００から入力した室温の情報からゾーン１１０ごとの室温を認識すると（ステップＳ４０１）、この認識結果からゾーングループごとの室温を算出する（ステップＳ４０２）。ゾーングループごとの室温は、前述のようにゾーングループに含まれるゾーン１１０ごとの室温の平均値として求めることができる。
【００６５】
次に、ローテーション時間設定部４２０は、ステップＳ４０２の算出結果から、ゾーングループのうちで室温が最低のものを特定する（ステップＳ４０３）。また、ローテーション時間設定部４２０は、運転／停止設定部４１０Ａの設定内容に基づいて、ステップＳ４０３にて特定されたゾーングループの空調機器２００は、今回のローテーション時間において運転と停止のいずれが設定されているか判定する（ステップＳ４０４）。
【００６６】
ここで、停止に対応するものと判定した場合（ステップＳ４０４−停止）、ローテーション時間設定部４２０は、長い方のローテーション時間Ｔａを設定する（ステップＳ４０５）。これに対して、運転に対応するものと判定した場合（ステップＳ４０４−運転）、ローテーション時間設定部４２０は、短い方のローテーション時間Ｔｂを設定する（ステップＳ４０６）。
【００６７】
運転／停止制御部４３０は、運転／停止設定部４１０Ａにより設定された空調機器２００の運転／停止の設定内容と、上記ステップＳ４０５またはステップＳ４０６により設定されたローテーション時間に基づいて、空調機器２００の運転、停止の制御を実行する（ステップＳ４０７）。これにより、ローテーション時間ごとにゾーングループ単位で空調機器２００の運転と停止が行われる。なお、以降のステップＳ４０８〜Ｓ４１０の処理は、図４のステップＳ１０５〜Ｓ１０７と同様となる。このような処理が実行されることで、ゾーングループ間の室温の関係に対応してローテーション時間が適切に変更される。
【００６８】
なお、上記第４の実施の形態においては、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂについて、それぞれ固定としている。しかし、例えば、ゾーングループ間の温度差などに基づいて、ローテーション時間Ｔａ、Ｔｂを逐次変化させるようにすることも考えられる。また、例えば、ゾーングループのそれぞれについての温度の比率を算出し、この温度の比率に応じて、ローテーション時間を変更するようにしてもよい。ここでは、冷房において、比率が高い（温度が高い）ゾーングループについて、ローテーション時間を長く、比率が低い（温度が低い）ゾーングループについては、ローテーション時間を短くし、比率が１：１に近づくように、制御するようにしてもよい。ローテーション時間をどのように決めるかについては、例えば、温度の比率に応じて算出する演算式を予め記憶しておき、比率に応じたパラメータをその演算式に代入して算出するようにしてもよい。また、上記第４の実施の形態は、３以上のゾーングループにも対応できる。例えば図１１の処理手順にしたがえば、３以上のゾーングループのうち、最低温度のゾーングループの運転／停止の設定内容に基づいてローテーション時間を設定することができる。
【００６９】
また、これまでの説明においては空調機器２００が冷房を行うことを前提として説明したが、暖房を行う場合にも本実施の形態の構成を適用できる。暖房の場合、例えば第１〜第３の実施の形態では、空調機器選別部４１０により、冷房の場合とは逆に、室温が高い順にしたがってｎ個のゾーン１１０を選択していくようにすればよい。つまり、冷房であれば空気温度を低下させる方向に調整し、暖房であれば空気温度を高くさせる方向に調整するというように「温度調整方向」が異なる。本実施の形態では、この「温度調整方向」における最小値または最大値、すなわち「極値」の室温のゾーン１１０を停止対象として選択するものである。また、第４の実施の形態では、冷房の場合とは逆に、室温が高い方のゾーングループが停止の場合には長い方のローテーション時間Ｔａを設定し、運転の場合には短い方のローテーション時間Ｔｂを設定するようにローテーション時間設定部４２０を構成すればよい。
【００７０】
また、上記第１〜第４の実施の形態においては、ゾーン１１０またはゾーングループの室温自体に基づいて、停止対象の空調機器２００の選択やローテーション時間の設定を行うこととしている。空調を行う際には目標となる室温が設定されるが、この点に着目し、空調機器２００に対する設定温度とゾーン１１０またはゾーングループごとの室温との差に基づいて停止対象の空調機器２００の選択やローテーション時間の設定を行うようにすることも考えられる。具体例として、第１の実施の形態において冷房が行われている場合の動作は次のようになる。つまり、ステップＳ１０２において、設定温度より低い室温が検出されているゾーン１１０のうちから、設定温度と室温との差が大きい順にｎ個のゾーン１１０を選択する。そして、この選択されたゾーン１１０に対応する空調機器２００を停止させるというものである。
【００７１】
＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態においては、図１２に示すように、例えば、第１ゾーン１１０−１〜第６ゾーン１１０−６がそれぞれ個別の部屋や施設とされるのではなく、１つの同じ室内や館内において仮想的に分割された領域である場合を想定する。なお、この図においては、図示を簡略なものとするために、運転制御部４００、空調機器２００および温度センサ３００の図示は省略している。
【００７２】
この場合において、例えば第４および第５の実施の形態のように、２つのゾーングループにグループ分けを行い、これらのゾーングループで運転と停止が交互に繰り返されるように制御する場合を考えてみる。この場合、ゾーン１１０同士の間に仕切りはないために、運転と停止が交互に行われるにあたり、できるだけ冷房効果が均一となるように、ゾーングループのグループ分けのパターンを設定することが好ましい。
【００７３】
そこで、第５の実施の形態として、図１２に示す環境のもとで第４または第５の実施の形態による運転制御を行うにあたっては、以下のようにグループゾーンを形成する。つまり、第１のゾーングループは、第１ゾーン１１０−１、第３ゾーン１１０−３および第５ゾーン１１０−５により形成し、第２のゾーングループは、第２ゾーン１１０−２、第４ゾーン１１０−４および第６ゾーン１１０−６により形成する。
【００７４】
上記各グループゾーンは、図１２から分かるように、それぞれ、千鳥格子状に配置されたゾーン１１０により形成されている。グループゾーンを形成するゾーン１１０が千鳥格子状に配置されることで、横方向および縦方向において隣接して他のグループゾーンに含まれるゾーン１１０が配置されることになる。これにより、例えば連続して配置されるゾーン１１０によりグループゾーンを形成した場合と比較して、空調効果を均一に行き渡らせることが可能になり、快適性の向上が図られる。
【００７５】
＜空調機器の他の例＞
続いて、本実施の形態において運転制御対象となる空調機器２００の他の例について説明する。まず、図１３は、パッケージ空調機器２００Ａを使用した例を示している。パッケージ空調機器２００Ａは中規模施設においてしばしば利用される空調機器の１つであり、空調管理に必要な機能をパッケージングして構成される。例えば、１つのパッケージ空調機器２００Ａは、パッケージ室外機２３０と室内機２４０から成る。この場合、例えば運転制御部４００による運転、停止の指示は、室内機２４０に対して行う場合が多い。
【００７６】
図１４は、ＶＡＶ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ）空調機器２００Ｂを使用した例を示している。ＶＡＶ空調機器２００Ｂは、ゾーンごとに設けられるＶＡＶユニット２６０と、これらのＶＡＶユニット２６０に対応する空調機器２５０から成る。空調機器２５０は、例えば設定温度に応じて空気の温度を調整し、この空気を例えばダクトを経由して各ＶＡＶユニット２６０に対して供給する。ＶＡＶユニット２６０は、対応のゾーン１１０において設定温度が得られるように空気の風量を制御する。この場合の運転制御部４００は、各ＶＡＶユニット２６０の運転、停止を制御する。
【００７７】
図１５は、空調機器として各ゾーン１１０にファンコイルユニット２００Ｃを備えた例を示している。ファンコイルユニット２００Ｃは、室内から空気を取り込んで熱交換器により温度を調整したうえで空調場所へ送風するように動作する空調機器である。この場合、運転制御部４００は、各ゾーンのファンコイルユニット２００Ｃの運転、停止を制御する。
【００７８】
なお、本実施の形態の運転制御部４００は内部にコンピュータシステムを有している。そして、これまでにおいて説明した運転制御部４００の処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって実行される。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 建物設備
１１０ ゾーン
２００ 空調機器
３００ 温度センサ
４００ 運転制御部
４１０ 空調機器選別部
４１０Ａ 運転／停止設定部
４２０ ローテーション時間設定部
４３０ 運転／停止制御部
４４０ 削減電力目標値保持部
４５０ 空調機器消費電力情報保持部
４６０ 選別履歴情報保持部
４７０ グループ室温算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出部と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定部と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定部と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御部と、
を備えることを特徴とする運転制御装置。
【請求項２】
前記単位制御時間設定部は、
前記グループ温度が前記空調機器の温度調整方向における極値の領域グループを特定し、当該特定された領域グループに対応する空調機器が前記停止対象として設定されている場合に第１の単位制御時間を設定し、前記特定された領域グループに対応する空調機器が前記運転対象として設定されている場合に前記第１の単位制御時間よりも短い第２の単位制御時間を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御装置。
【請求項３】
前記複数の領域は水平および垂直方向に沿って配列されており、１つのグループ領域は、複数の領域のうち千鳥格子状の関係で配列されている所定数の領域から成る、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転制御装置。
【請求項４】
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別部と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御部と、
を備えることを特徴とする運転制御装置。
【請求項５】
前記空調機器選別部は、
消費電力の合計が削減電力目標値を越える数の前記空調機器を前記停止対象として選別することを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項６】
前記空調機器選別部は、前記空調機器の温度調整方向における極値の領域温度から温度調整方向の逆順にしたがって、所定数の前記領域を選択する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の運転制御装置。
【請求項７】
前記空調機器選別部は、
前記領域を選択するに際して、前記領域温度が同じとなる複数の領域が選択の候補となった場合、これら候補の領域のうち、最も過去に選択されている、または、未だ過去において選択されていない領域を選択する、
ことを特徴とする請求項６に記載の運転制御装置。
【請求項８】
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順と、
を備えることを特徴とする運転制御方法。
【請求項９】
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順と、
を備えることを特徴とする運転制御方法。
【請求項１０】
運転制御装置に、
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
運転制御装置に、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出部と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定部と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定部と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御部と、
を備えることを特徴とする運転制御装置。
【請求項２】
前記単位制御時間設定部は、
前記グループ温度が前記空調機器の温度調整方向における極値の領域グループを特定し、当該特定された領域グループに対応する空調機器が前記停止対象として設定されている場合に第１の単位制御時間を設定し、前記特定された領域グループに対応する空調機器が前記運転対象として設定されている場合に前記第１の単位制御時間よりも短い第２の単位制御時間を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御装置。
【請求項３】
前記複数の領域は水平および垂直方向に沿って配列されており、１つのグループ領域は、複数の領域のうち千鳥格子状の関係で配列されている所定数の領域から成る、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転制御装置。
【請求項４】
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別部と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御部と、
を備えることを特徴とする運転制御装置。
【請求項５】
前記空調機器選別部は、
消費電力の合計が削減電力目標値を越える数の前記空調機器を前記停止対象として選別することを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項６】
前記空調機器選別部は、前記空調機器の温度調整方向における極値の領域温度から温度調整方向の逆順にしたがって、所定数の前記領域を選択する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の運転制御装置。
【請求項７】
前記空調機器選別部は、
前記領域を選択するに際して、前記領域温度が同じとなる複数の領域が選択の候補となった場合、これら候補の領域のうち、最も過去に選択されている、または、未だ過去において選択されていない領域を選択する、
ことを特徴とする請求項６に記載の運転制御装置。
【請求項８】
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順と、
を備えることを特徴とする運転制御方法。
【請求項９】
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順と、
を備えることを特徴とする運転制御方法。
【請求項１０】
運転制御装置に、
空調機器が設置される複数の領域ごとに検出された領域温度に基づいて、所定の２以上の前記領域により形成される複数の領域グループごとのグループ温度を算出する温度算出手順と、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、運転対象の空調機器に対応する領域グループと停止対象の空調機器に対応する領域グループの組み合わせが変更されるように、前記領域グループ単位で運転対象と停止対象の前記空調機器を設定する運転／停止設定手順と、
前記単位制御時間を、前記グループ温度と、前記空調機器の運転と停止の設定内容に基づいて設定する単位制御時間設定手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を実行する運転制御手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
運転制御装置に、
空調機器の運転／停止を制御するための単位制御時間ごとに、空調機器が設置される複数の領域ごとに検出される領域温度に基づいて所定数の前記領域を選択し、当該選択された領域に設置される空調機器を停止対象として選別し、選択されない他の領域に設置される空調機器を運転対象として選別する空調機器選別手順と、
前記運転対象の空調機器を運転させ、前記停止対象の空調機器を停止させる制御を前記単位制御時間ごとに実行する運転制御手順と、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−６４５４２（Ｐ２０１３−６４５４２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３３１９（Ｐ２０１１−２０３３１９）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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