JP4922833B2 - 空調・発電システム及び集中管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスエンジン等の駆動源によって駆動される空調用圧縮機及び発電機を備える空気調和装置と、この空気調和装置に接続される集中管理装置とを備え、発電機の発電電力を商用系統に逆潮流（系統連係）する空調・発電システム及び集中管理装置に関し、特にエネルギー使用量を按分する技術に関する。

従来、ビル等に導入される空気調和システムには、室外機及び室内機を収容する複数のガスヒートポンプ型空気調和装置を配置し、この空気調和装置を一台の集中管理装置により集中管理するように構成したものがある。
この種の空気調和システムには、テナントビル等のように複数の使用者が混在する環境に設置される場合がある。このため、集中管理装置には、室内機毎の電力消費及びガス消費の按分率をそれぞれ算出し、予め設定された締め日になると、上記算出結果に基づき、使用者（使用者単位で設定した冷媒系統）毎のエネルギー使用量（電力消費量、ガス消費量）を算出する空調按分機能を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のガスヒートポンプ型空気調和装置には、ガスエンジンによって圧縮機及び発電機の両方を駆動して空調及び発電を同時に行い、発電電力については当該装置で利用する他、商用系統に逆潮流（系統連係）可能にした発電機能付き空気調和装置がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−１１８８１１号公報 特開２００６−２８００７５号公報

しかし、従来の構成は、集中管理装置が、空気調和装置が消費したガス消費量及び電力消費量を計測するガスメータ及び電気メータからのパルスカウントを単に受信して取り込んでいるため、空気調和装置が発電機能付きであった場合、発電電力がどの程度空調に使用され、逆潮流（系統連係）によって空調以外の機器（照明機器等）にどの程度供給されたのかが判らなかった。
発電電力を得るためにはガスが消費されるため、このガス消費量を使用者（冷媒系統）毎の空調利用状況で按分してしまうと、空調を殆ど使わない使用者には、照明機器をいくら使用してもその使用量が請求されないという不都合が生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、逆潮流（系統連係）に要したエネルギー使用量を算出でき、純粋に空調に使用したエネルギー使用量を按分可能な空調・発電システム及び集中管理装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、燃料で駆動する駆動源によって駆動される空調用圧縮機及び発電機を備える空気調和装置と、この空気調和装置に接続された集中管理装置とを備え、空気調和装置が商用系統からの電力供給を受けて複数の冷媒系統を空調すると共に発電機の発電電力を商用系統に逆潮流し、この空気調和装置のエネルギー使用量を集中管理装置が冷媒系統毎に按分する空調・発電システムにおいて、前記商用系統に逆潮流される逆潮流電力量を計測する逆潮流電力メータを備え、前記集中管理装置は、発電に使用した発電分燃料消費量と、発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを取得する燃料消費量取得手段と、前記発電機の発電量から前記逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、前記発電分燃料消費量を、前記空調分発電量と前記逆潮流電力量との比率で按分することによって、前記発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出する算出手段と、前記第１及び第２空調分燃料消費量を加算して空調に使用された燃料消費量を算出し、この燃料消費量を冷媒系統毎の燃料按分率で按分する燃料按分手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、集中管理装置が、発電に使用した発電分燃料消費量と、発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを取得する燃料消費量取得手段と、発電機の発電量から逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、発電分燃料消費量を、空調分発電量と逆潮流電力量との比率で按分することによって、発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出する算出手段と、前記第１及び第２空調分燃料消費量を加算して空調に使用された燃料消費量を算出し、この燃料消費量を冷媒系統毎の按分率で按分する燃料按分手段とを備えるので、逆潮流（系統連係）に要した燃料使用量を算出でき、純粋に空調に使用した燃料使用量を按分することができる。

上記構成において、前記商用系統から前記空気調和装置に供給される供給電力量を計測する買電用電力メータを備え、前記集中管理装置は、前記買電用電力メータで計測された供給電力量を、冷媒系統毎の電力按分率で按分する電力按分手段を有することが好ましい。この構成によれば、純粋に空調に使用した電力量を按分することができる。

また、上記構成において、前記燃料按分手段は、更に、前記逆潮流分燃料消費量を冷媒系統毎に按分することが好ましい。この構成によれば、空調以外に消費した燃料消費量の適切な按分・課金を行うことができる。また、上記構成において、前記集中管理装置は、按分結果を外部に出力する出力手段を有することが好ましい。また、上記構成において、前記駆動源の燃料消費量を計測する燃料メータを備え、前記燃料消費量取得手段は、前記燃料メータで計測された燃料消費量を按分して前記発電分燃料消費量と前記第１空調分燃料消費量とを取得することが好ましい。

また、本発明は、燃料で駆動する駆動源によって駆動される空調用圧縮機及び発電機を備えて商用系統からの電力供給を受けて複数の冷媒系統を空調すると共に発電機の発電電力を商用系統に逆潮流する空気調和装置に接続され、この空気調和装置のエネルギー使用量を冷媒系統毎に按分する集中管理装置において、前記商用系統に逆潮流される逆潮流電力量を計測する逆潮流電力メータが接続され、発電に使用した発電分燃料消費量と、発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを取得する燃料消費量取得手段と、前記発電機の発電量から前記逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、前記発電分燃料消費量を、前記空調分発電量と前記逆潮流電力量との比率で按分することによって、前記発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出する算出手段と、前記第１及び第２空調分燃料消費量を加算して空調に使用された燃料消費量を算出し、この燃料消費量を冷媒系統毎の燃料按分率で按分する燃料按分手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、逆潮流（系統連係）に要した燃料使用量を算出でき、純粋に空調に使用した燃料使用量を按分することができる。

本発明は、発電機の発電量から逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、発電分燃料消費量を、空調分発電量と逆潮流電力量との比率で按分することによって、発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出し、この第２空調分燃料消費量と発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを加算して冷媒系統毎の燃料按分率で按分するので、逆潮流（系統連係）に要した燃料使用量を算出でき、純粋に空調に使用した燃料使用量を按分することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は本発明の一実施形態に係る空調・発電システムを示す図である。
この空調・発電システム１００は、テナントビルに配設され、テナントビル内の複数の冷媒系統（テナントＡ、テナントＢ、テナントＣ）の空調を行うシステムであり、一又は複数（本例では３系統）の空気調和装置１０、２０、３０と、空気調和装置１０〜３０に通信線１を介して通信可能に接続された集中管理装置８０とを備えている。以下、説明を分かり易くするため、３系統の空気調和装置１０〜３０を、第１空気調和装置１０、第２空気調和装置２０、第３空気調和装置３０と表記する。

第１空気調和装置１０は、１台の室外機１１と３台の室内機１２、１３、１４とが図示しない冷媒配管を介して接続された、いわゆるマルチタイプの空気調和装置であり、室外機１１及び室内機１２〜１４が室内外通信線２を介して通信接続されている。
第２空気調和装置２０は、１台の室外機２１と２台の室内機２２、２３とが図示しない冷媒配管を介して接続されたマルチタイプの空気調和装置であり、室外機２１及び室内機２２、２３が室内外通信線３を介して通信接続されている。
第３空気調和装置３０は、１台の室外機３１と３台の室内機３２、３３、３４とが図示しない冷媒配管を介して接続されたマルチタイプの空気調和装置であり、室外機３１及び室内機３２、３３が室内外通信線４を介して通信接続されている。

各空気調和装置１０〜３０の室外機１１、２１、３１及び室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３には、それぞれ同一の商用系統７０の電源線７１が接続され、この電源線７１を介して電力が供給されている。また、室外機１１、２１、３１には、ガス配管（燃料配管）７５が接続され、このガス配管７５を介してガスが供給されている。
これら空気調和装置１０〜３０には、ガスヒートポンプ式空気調和装置が使用されており、つまり、室外機１１、２１、３１内にガス配管７５からのガスを燃料として駆動するガスエンジンが設けられ、このガスエンジンを駆動源として空調用圧縮機を駆動し、この圧縮機により冷媒を圧縮して空調運転を行っている。
この種のガスヒートポンプ式空気調和装置には、室外機等にガスエンジンで駆動される発電機を備えた発電機能付き型と、発電機を備えない発電機能無し型との２種類が存在し、さらに、発電機能付き型には、発電電力を当該空気調和装置内の送風ファンやポンプに供給して自身で消費する自己消費型と、発電電力を逆潮流（系統連係）で需要家負荷（照明、その他の電子機器）７２に供給する系統連係型とがある。
本実施形態では、第１空気調和装置１０が発電機能無し型であり、第２空気調和装置２０及び第３空気調和装置３０が系統連係型の場合を示している。

次に、空気調和装置の具体的構成について説明する。
図２では、説明の便宜上、第３空気調和装置３０の構成を記載している。
室外機３１と室内機３２、３３とは、液管３４ａ及びガス管３４ｂからなるユニット間配管３４で接続して構成されている。室外機３１には、ガスエンジン４０と、このガスエンジン４０の駆動力により発電を行う発電機４１と、ガスエンジン４０の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機（空調用圧縮機）４２とが収容されている。このガスエンジン４０は、燃料調整弁３７を経て供給されるガス燃料と、スロットル弁３８を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。
また、ガスエンジン４０は、このガスエンジン４０を起動させるためのスタータ４３（セルフスタータモータ）を備え、このスタータ４３は、制御部１３０によって起動制御がなされる。さらに、ガスエンジン４０は、このガスエンジン４０の回転数を計測する回転計（計測手段）４６を備える。この回転計４６は、例えば、ガスエンジン４０の運転時におけるクランク軸（不図示）の角速度を、角速度パルス幅として検出するクランク角センサを備え、このクランク角センサからの信号に基づいて回転数を計測する。

圧縮機４２は、大小異容量の圧縮機４２ａ、４２ｂで構成され、２台が並列に、ガスエンジン４０に対し、それぞれ電磁クラッチ４４ａ、４４ｂを介して接続されている。これら圧縮機４２ａ、４２ｂの吐出管４２ｃは、プレート式熱交換器５０、四方弁５１、室外熱交換器５６の順に接続される。この室外熱交換器５６には、液管３４ａを介して、各室内機３２、３３における膨張弁３９ａ、３９ｂ、室内熱交換器４５ａ、４５ｂが接続される。これら室内熱交換器４５ａ、４５ｂには、ガス管３４ｂを介して、四方弁５１が接続され、この四方弁５１には、圧縮機４２ａ、４２ｂが接続されている。また、この圧縮機４２ａ、４２ｂの吐出管４２ｃ及び吸込管４２ｄが、バイパス管４８で接続され、このバイパス管４８に、アンロード用のバイパス弁４９が接続されている。

この第３空気調和装置３０では、圧縮機４２ａ、４２ｂが駆動されると、四方弁５１の切り換え状態で、それが暖房切り換えであれば、実線の矢印で示すように、圧縮機４２ａ、４２ｂ、四方弁５１、室内熱交換器４５ａ、４５ｂ、膨張弁３９ａ、３９ｂ、室外熱交換器５６の順に冷媒が循環し、室内熱交換器４５ａ、４５ｂでの冷媒凝縮熱により室内が暖房される。これとは反対に、四方弁５１が冷房切り換えであれば、破線の矢印で示すように、圧縮機４２ａ、４２ｂ、四方弁５１、室外熱交換器５６、膨張弁３９ａ、３９ｂ、室内熱交換器４５ａ、４５ｂの順に冷媒が循環し、この室内熱交換器４５ａ、４５ｂでの冷媒蒸発熱により室内が冷房される。

次に、ガスエンジン４０の冷却装置について説明する。
このガスエンジン４０は水冷式であり、このガスエンジン４０のウォータージャケットを循環した冷却水は、第１の三方弁５２、逆潮流ヒータ５３及び第２の三方弁５４を経て、ラジエター５５に供給される。このラジエター５５は、室外熱交換器５６と併設されており、これらは同一の送風機５７により送られる空気によって空冷され、このラジエター５５を経た冷却水は、冷却水ポンプ５８、排ガス熱交換器５９の順に流れて、ガスエンジン４０のウォータージャケットに戻される。排ガス熱交換器５９には、ガスエンジン４０の排気ガスが通され、この排気ガスは、排気トップ６０を経て、室外機３１の外に排出される。

上述した第１の三方弁５２は冷却水温度で自動的に切り換えられる。すなわち、冷却水温度が所定温度よりも低い場合、ガスエンジン４０のウォータージャケットからの冷却水は、ラジエター５５をバイパスし、直接、冷却水ポンプ５８、排ガス熱交換器５９の順に導かれて上記ウォータージャケットに戻される。
第２の三方弁５４は、例えば暖房運転時に切り換えられ、この場合、冷却水はラジエター５５をバイパスし、プレート式熱交換器５０を経て、冷却水ポンプ５８、排ガス熱交換器５９の順に流れ、ウォータージャケットに戻される。

次に、発電機４１による発電系統について説明する。
この発電機４１には、系統連係インバータ６１が接続され、この系統連係インバータ６１は、発電機４１からの三相交流電力を、ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、直流電力に変換した後、２００Ｖの三相交流の電力に変換して、商用系統７０に出力する。この商用系統７０は、商用電源７３と、ブレーカ７４と、需要家負荷（照明機器等）７２とを含み、系統連係インバータ６１は、ブレーカ７４と、需要家負荷７２との間に接続されている。

また、この系統連係インバータ６１は、上述した逆潮流ヒータ５３に適宜電力を供給すると共に制御部１３０に、通信線６３を介して通信可能に接続されている。この制御部１３０は、商用系統７０から電源線７１を介して、室外機３１の動作電源を取得する。さらに、制御部１３０は、室内外通信線４を介して各室内機３２、３３の室内側コントローラに通信可能に接続されていると共に、通信線６４を介して他の室外機の各制御装置に通信可能に接続されている。

この系統連係インバータ６１には、商用電源７３及びブレーカ７４の間に設置された電力メータ（以下、買電用電力メータという）６５が接続されている。この買電用電力メータ６５は、商用系統７０から供給される電力値（電力量）をリアルタイムに取得し、この取得した電力値データが通信線６３を介して制御部１３０に送られる。また、系統連係インバータ６１は、発電機４１の発電量を制御する機能を有し、必要に応じ、発電量を減少または増大させ、また、この発電量を示す電力値データを制御部１３０に送信する。上記構成において、例えば室内機３２、３３側の空調要求に応じて、圧縮機４２ａ、４２ｂの負荷が増大すると共に、商用系統７０の需要家負荷７２の増大に応じて、発電要求が増大した場合、ガスエンジン４０の負荷が増大する。需要家負荷７２は、買電用電力メータ６５、系統連係インバータ６１及び制御部１３０により常時監視される。

次に集中管理装置８０について説明する。
図１に示すように、集中管理装置８０は、通信線１を介して空気調和装置１０〜３０に接続されて空気調和装置１０〜３０の集中管理や空調按分を行う装置である。具体的には、この集中管理装置８０は、通信線１を介して通信アダプタ８１、８２（図３参照）に接続され、通信アダプタ８１、８２が室内外通信線２〜４に接続されて集中管理装置８０と空気調和装置１０〜３０との間の信号の送受信を中継し、或いは、集中管理装置８０からの各種指示に基づき空気調和装置１０〜３０に対して所定の処理を指示する中継通信手段として機能することによって、空気調和装置１０〜３０側の各種情報を取得する。

例えば、この集中管理装置８０は、通信アダプタ８１、８２を介して空気調和装置１０〜３０へ空調制御信号や集中管理信号を送信し、各空気調和装置１０〜３０に対して、空調運転の開始または停止、冷房または暖房等の運転モードの切り換え、設定温度の変更、風速切り換え、風向切換、リモートコントローラ等の操作手段による手動操作の禁止等の操作を行う機能を具備する。
また、集中管理装置８０は、通信アダプタ８１、８２を介して空気調和装置１０〜３０から運転状態に関する情報を受信し、これらにより、空気調和装置１０〜３０を集中管理すると共に、運転状態に関する情報に基づき空気調和装置１０〜３０の状態を監視する。

ところで、本実施形態の空調・発電システム１００には、商用系統７０から空気調和装置１０〜３０に供給される供給電力量Ｗ１を計測する買電用電力メータ６５に加え、ガス消費量Ｇ１（空調分、発電分の両方を含む）を計測するガスメータ（燃料メータ）７７と、商用系統７０に逆潮流される逆潮流電力量Ｗ２を計測する電力メータ（以下、逆潮流電力メータという）７８とが設置されている。
そして、これら買電用電力メータ６５、ガスメータ７７及び逆潮流電力メータ７８の出力信号（パルス信号）が集中管理装置８０に入力される。

集中管理装置８０は、これらメータ６５、７７及び７８から得た供給電力量、ガス消費量及び逆潮流電力量と、通信アダプタ８１、８２を介して得た空気調和装置１０〜３０から運転状態に関する情報のうちのエネルギー使用量に関する情報とに基づき、エネルギー使用量の按分（空調按分）を行う機能を具備している。
ここで、エネルギー使用量に関する情報とは、各空気調和装置１０〜３０が計算した電力消費量と、ガス消費量（空調分、発電分の両方を含む）と、発電に消費した発電ガス消費量と、発電量等がある。
また、空調按分について説明すると、各空気調和装置１０〜３０の室内機毎に空調に要したエネルギー按分率（電力按分率、燃料按分率）を求め、予め設定した日時（例えば月末）毎に、使用者（テナント）単位で設定した冷媒系統に属する室内機毎に、空調利用料（電気消費量、電気料金、ガス消費量、ガス料金）を算出する処理である。

図３は、空調・発電システム１００の空調按分に関わる機能構成を示す図である。
図３に示すように、発電機能無し型の第１空気調和装置１０は、当該空気調和装置１０の各部を制御する制御部１１０と、制御部１１０が実行する各種制御プログラム等のデータを格納する記憶部１１１と、通信処理を行う通信部１１２と、ガス消費量を検出する燃料消費量検出部（燃料消費量検出手段）１１３と、消費電力を検出する消費電力検出部（消費電力検出手段）１１４とを備えている。
燃料消費量検出部１１３は、ガス消費量を推定計算により検出するものであり、具体的には、ガスエンジンの回転数、燃料調整弁開度及びスロットル開度の組み合わせからガス消費量を特定するマップを記憶部１１１に格納しておき、運転時にマップを参照し、マップに存在しない値は補完によって求めたり、ニューロ計算で学習しておくことによってガス消費量を検出する。この燃料消費量検出部１１３は、空気調和装置１０が発電機能無し型であるため、発電ガス消費量は０（零）の値を出力する。

消費電力検出部１１４は、空気調和装置１０内の各装置（室外機１１や室内機１２〜１４）の運転能力量や運転時間、及び送風ファンや冷却水ポンプ等の回転数等に基づき消費電力を推定計算により検出するものであり、燃料消費量検出部１１３と同様に、消費電力を特定するマップを記憶部１１１に格納しておき、運転時にマップを参照し、マップに存在しない値は補完等することによって消費電力を検出する。
制御部１１０は、燃料消費量検出部１１３及び消費電力検出部１１４により検出されたガス消費量及び消費電力を取得し、通信部１１２により所定の時間間隔で送信することにより、通信アダプタ８１を介して集中管理装置８０に送信する。この場合、制御部１１０は、予め定めた共通の通信フォーマットに従って、各室内機１２〜１４の運転状態に関する情報（室内機定格能力、運転能力量、風速別運転時間等）と、ガス消費量と、発電ガス消費量と、消費電力とを送信させる。但し、発電ガス消費量については、上述したように、この空気調和装置１０は発電機能無し型であるため、０（零）の値を送信する。

また、系統連係型の第２空気調和装置２０は、当該空気調和装置２０の各部を制御する制御部１２０と、各種制御プログラム等のデータを格納する記憶部１２１と、通信処理を行う通信部１２２と、ガス消費量を検出する燃料消費量検出部（燃料消費量検出手段）１２３と、消費電力を検出する消費電力検出部（消費電力検出手段）１２４と、発電に使用された燃料消費量を検出する発電燃料検出部（発電燃料検出手段）１２５とを備えている。
ここで、燃料消費量検出部１２３及び消費電力検出部１２４は、第１空気調和装置１０の燃料消費量検出部１１３及び消費電力検出部１１４と略同様に構成され、これにより、第２空気調和装置２０における空調分と発電分の両方を含むガス消費量を検出すると共に、第２空気調和装置２０の全消費電力を検出する。但し、この燃料消費量検出部１１３は、発電ガス消費量は出力しない。

発電燃料検出部１２５は、発電ガス消費量を発電電力から計算により取得するものであり、当該空気調和装置２０の系統連係インバータ（図３の系統連係インバータ６１に相当）から発電量を取得し、発電電力と予め設定された発電機（図３の発電機４１に相当）の発電効率に基づいて算出する。具体的には、発電ガス消費量（ｋＷ）＝（発電電力（ｋＷ））／（発電機の発電効率）の式により算出される。このため、例えば、発電電力が３（ｋＷ）、発電効率が４０（％）の場合、発電ガス消費量は、７．５（ｋＷ）と算出される。なお、発電ガス消費量を（ｋＷ）の単位で算出する場合は、推定計算されるガス消費量も同単位（ｋＷ）（例えば５０ｋＷ）で算出することが好ましい。
そして、制御部１２０は、上記空気調和装置１０と同様に、共通の通信フォーマットに従って、各室内機２２、２３の運転状態に関する情報（室内機定格能力、運転能力量、風速別運転時間等）と、ガス消費量と、発電ガス消費量と、消費電力と、発電量とを通信部１２２により通信アダプタ８１を介して集中管理装置８０に送信する。

また、系統連係型の第３空気調和装置３０は、同型の第２空気調和装置２０と同様に、当該空気調和装置３０の各部を制御する制御部１３０と、各種制御プログラム等のデータを格納する記憶部１３１と、通信処理を行う通信部１３２と、ガス消費量を検出する燃料消費量検出部（燃料消費量検出手段）１３３と、消費電力を検出する消費電力検出部（消費電力検出手段）１３４と、発電に使用された燃料消費量を検出する発電燃料検出部（発電燃料検出手段）１３５とを備えている。
燃料消費量検出部１３３及び消費電力検出部１３４は、第２空気調和装置２０の燃料消費量検出部１２３及び消費電力検出部１２４と同様に構成され、これにより、第３空気調和装置３０における空調分と発電分の両方を含むガス消費量に相当するガス消費量を検出すると共に、第３空気調和装置３０の全消費電力を検出する。

発電燃料検出部１３５は、上述の発電燃料検出部１２５と同様に、発電ガス消費量を発電電力から計算により取得するものであり、当該空気調和装置３０の系統連係インバータ６１から発電量を取得し、発電電力と予め設定された発電機４１の発電効率に基づいて算出するものである。
そして、制御部１３０は、上記空気調和装置１０、２０と同様に、共通の通信フォーマットに従って、各室内機３２、３３の運転状態に関する情報（室内機定格能力、運転能力量、風速別運転時間等）と、ガス消費量と、発電ガス消費量と、消費電力と、発電量とを通信部１３２により通信アダプタ８２を介して集中管理装置８０に送信する。

但し、上述した各空気調和装置１０〜３０の各燃料消費量検出部１１３、１２３、１３３が各々検出する燃料消費量の合算値、つまり、この空調・発電システム１００の燃料消費量はガスメータ７７から取得可能であるため、上記各燃料消費量検出部１１３、１２３、１３３、消費電力検出部１１４、１２４、１３４及び発電燃料検出部１２５が検出する各値及び発電量の値の絶対値は意味を持たず、これらの単位系は、電力換算値（ｋＷ）に限らず、流量（ｍ³Ｎ／ｈ）を適用してもよく、要は、空気調和装置１０〜３０間（室外機１１、２１、３１間）で消費量の相対値が判る範囲で任意の基準値を適用することが可能である。

集中管理装置８０には、各種情報を表示する表示パネル等を備える表示部（出力手段）１５０と、表示パネル上に配置されたタッチパネルや各種操作子を備える操作部１５１と、集中管理装置８０の各部を制御する制御部１５２と、各種制御プログラム等のデータを格納する記憶部１５３と、通信処理を行う通信部１５４と、外部機器と接続するためのＩ／Ｆ部１５５と、買電用電力メータ６５、ガスメータ７７及び逆潮流電力メータ７８が配線接続されるメータ接続部１５６とを備えている。
Ｉ／Ｆ部１５５には、例えば、ＰＣスロットカード形式の外部記憶装置が接続され、制御部１５２が算出した空調利用料（電力消費量、電気料金、燃料消費量、燃料料金）のデータを外部記憶装置（不図示）に出力する。また、制御部１５２は、演算部１５２ａを備え、この演算部１５２ａは、発電に使用した発電分燃料消費量及び発電以外で使用した空調ガス消費量（第１空調分燃料消費量）を取得する燃料消費量取得手段、各種演算処理を行う算出手段、電力按分の演算処理を行う電力按分手段及びガス按分の演算処理を行う燃料按分手段として機能するものである。また、メータ接続部１５６は、買電用電力メータ６５、ガスメータ７７及び逆潮流電力メータ７８の出力信号（パルス信号）を入力するものである。

なお、この集中管理装置８０は、制御部１５２（演算部１５２ａを含む）が行う各種処理をソフトウェア処理で行うＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる汎用のコンピュータで構成してもよいし、各種処理をハードウェア処理を行う半導体チップで構成した専用装置で構成することが可能である。また、比較的重い処理はハードウェア処理で行い、比較的軽い処理はソフトウェア処理で行うなどのハードウェア装置とソフトウェア処理装置とを組み合わせて構成してもよく、例えば、演算部１５２ａの各手段を別々のハードウェア装置で構成してもよい。

次にこの空調・発電システム１００の空調按分時の動作を説明する。前提として、集中管理装置８０の制御部１５２は、買電用電力メータ６５の出力パルスをカウントして供給電力量（図４に示す空調用電力消費量Ｗ１）の値を取得しており、また、逆潮流電力メータ７８の出力パルスをカウントして逆潮流電力量Ｗ２（図４参照）の値を取得している。さらに、制御部１５２は、ガスメータ７７の出力パルスをカウントして全ガス消費量の値を取得している。

まず、電力按分時の動作を説明する。集中管理装置８０は、演算部１５２ａにより、各空気調和装置１０〜３０の全ての室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の運転状態に関する情報（室内機定格能力、運転能力量、風速別運転時間等）及び消費電力（絶対値は意味を持たない基準値）に基づいて室内機消費電流を算出し、所定時間内における室内機毎の消費電流の積算値を算出する。次いで、各空気調和装置１０〜３０の全ての室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の室内機消費電流積算値の和に対する各室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の割合を求め、これを各室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の電力按分率として算出する。

そして、集中管理装置８０は、演算部１５２ａにより、買電用電力メータ６５から得た供給電力量（空調用電力消費量Ｗ１）に、上記の電力按分率をそれぞれ乗算することにより、各室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の電力消費量を算出する。
ここで、消費された電気エネルギーには、発電機４１の発電電力（発電量Ｗ３）も含まれるが、この電力は商用系統７０から買電したも電力ではなく、ガスを消費して発電した電力であるため、ガス使用量として扱い、電力按分には含めないようにしている。
そして、集中管理装置８０は、予め設定した日時（例えば月末）毎に、使用者（例えばテナント）単位で設定した冷媒系統に属する室内機の電力消費量の累積加算値を算出し、この加算値を電力消費量或いは電力料金に換算して、冷媒系統毎に空調に使用した電力消費量及び電力料金を算出する。この算出結果は表示部１５０に表示され、或いは、Ｉ／Ｆ部１５５を介して外部機器に出力されて電力料金の課金に供される。

次に燃料按分時の動作を説明する。集中管理装置８０は、演算部１５２ａにより、空気調和装置１０〜３０の全ての室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の運転状態に関する情報（室内機定格能力、運転能力量、風速別運転時間等）及びガス消費量（絶対値は意味を持たない基準値）に基づいて、室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３毎の消費燃料を算出し、所定時間内における室内機毎の燃料消費の積算値を算出する。次いで、各空気調和装置１０〜３０の全ての室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３の室内機消費燃料積算値の和に対する各室内機１２〜１４、２２〜２４、３２〜３４の割合を求め、これを各室内機１２〜１４、２２〜２４、３２〜３４の燃料按分率として算出する。

また、集中管理装置８０は、演算部１５２ａにより、発電に使用した発電ガス消費量（発電分燃料消費量）と、発電以外で使用した空調ガス消費量（第１空調分燃料消費量）との取得処理を行う。
この場合、集中管理装置８０は、まず、演算部１５２ａにより、空気調和装置１０〜３０から取得した空調分と発電分の両方を含むガス消費量の積算値と、発電ガス消費量の積算値とを各々算出する。そして、図５に示すように、ガスメータ７７で得たガス消費量Ｇ１を、ガス消費量の積算値から発電ガス消費量の積算値を差し引いた値と、発電ガス消費量の積算値との比率で按分することによって、発電ガス消費量（発電分燃料消費量）と、空調ガス消費量（第１空調分燃料消費量）とを算出することができる。

また、集中管理装置８０は、演算部１５２ａにより、空気調和装置１０〜３０から取得した発電量の積算値（発電量Ｗ３）を計算し、図４に示すように、この発電量Ｗ３から逆潮流電力メータ７８で得た逆潮流電力量Ｗ２を差し引くことにより、空調分発電量（Ｗ３−Ｗ２）を算出する。
ここで、この空調分発電量（Ｗ３−Ｗ２）と、逆潮流電力量Ｗ２との比率は、図５に示すように、空調分ガス消費量（第２空調分燃料消費量）と、照明・その他の使用分燃料消費量（逆潮流分燃料消費量）との比率と一致する。その理由は、ガス消費量と、このガス消費量によって得られる発電量とは比例の関係にあるからである。
そこで、本実施形態では、集中管理装置８０が、前述の処理で取得した発電ガス消費量（発電分燃料消費量）を、空調分発電量（Ｗ３−Ｗ２）と、逆潮流電力量Ｗ２との比率で按分することによって、空調分ガス消費量（第２空調分燃料消費量）と、照明・その他の使用分ガス消費量（逆潮流分燃料消費量）とを算出することができる。

次いで、集中管理装置８０は、前述の処理で取得した空調ガス消費量（第１空調分燃料消費量）と、空調分ガス消費量（第２空調分燃料消費量）とを加算することにより、空調に使用された全ガス消費量を算出し、この全ガス消費量に対し、予め算出した燃料按分率をそれぞれ乗算することによって、各室内機１２〜１４、２２、２３、３２、３３のガス消費量を算出する。
そして、予め設定した日時（例えば月末）毎に、使用者（例えばテナント）単位で設定した冷媒系統に属する室内機のガス消費量の累積加算値を算出し、このこの加算値をガス消費量或いはガス料金に換算して、冷媒系統毎に空調に使用したガス消費量及びガス料金を算出する。この算出結果は表示部１５０に表示され、或いは、Ｉ／Ｆ部１５５を介して外部機器に出力されてガス料金の課金に供される。

また、照明・その他使用分ガス消費量（逆潮流分燃料消費量）については、ユーザ（例えばテナント、或いはビル管理者）側の希望に合わせた精算処理が実行される。この精算処理としては、例えば、前述の照明・その他使用分ガス消費量（逆潮流分燃料消費量）を一括出力する処理（一括出力処理）、或いは、照明・その他使用分ガス消費量（逆潮流分燃料消費量）を冷媒系統毎に按分する処理が選択的に実行される。
詳述すると、前者の一括処理は、照明・その他使用分ガス消費量を、全テナントの共有部として課金する場合等に選択される処理であり、後者の按分処理は、テナント毎に課金する場合に選択される処理であり、この場合、均等割り、能力割り（テナント毎の空調能力に比例した按分率で割り振りする方法）、負荷率割り（テナント毎の燃料按分率で割り振りする方法）等が選択される。

以上説明したように、本実施形態によれば、集中管理装置８０が、発電機４１の発電量から逆潮流電力メータ７８で計測された逆潮流電力量Ｗ２を差し引いて発電量Ｗ３のうち空調に使用された空調分発電量（Ｗ３−Ｗ２）を算出し、発電ガス消費量（発電分燃料消費量）を、空調分発電量（Ｗ３−Ｗ２）と逆潮流電力量Ｗ２との比率で按分することによって、発電ガス消費量に占める空調ガス消費量（第２空調分燃料消費量）と、逆潮流分ガス消費量とを算出するようにしている。
このため、算出した空調ガス消費量（第２空調分燃料消費量）に、圧縮機４２の運転に要した空調ガス消費量（第１空調分燃料消費量）を加算することによって、純粋に空調に使用したガス消費量を取得することができ、正確な燃料按分を行うことができる。

また、集中管理装置８０は、買電用電力メータ６５によって得た商用系統７０から買電した供給電力量だけを電力按分するので、純粋に空調に使用した買電電力だけを電力按分することができる。
さらに、この集中管理装置８０が逆潮流分ガス消費量についても冷媒系統毎に按分可能に構成されるので、空調以外に消費したガス消費量の適切な按分・課金を行うことが可能である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、３台の空気調和装置１０〜３０を有する空調・発電システムに本発明を適用する場合について述べたが、これに限らず、その他の空調・発電システムに広く適用が可能である。

本発明の一実施形態に係る空調・発電システムを示す図である。 空気調和装置の構成例を示す図である。 空調・発電システムの空調按分機能に関わる機能構成を示すブロック図である。 電力按分の説明に供する図である。 燃料按分の説明に供する図である。

符号の説明

１０、２０、３０ 空気調和装置
１１、２１、３１ 室外機
１２〜１４、２２、２３、３２、３３ 室内機
４０ ガスエンジン（駆動源）
４１ 発電機
６１ 系統連係インバータ
６５ 買電用電力メータ
７０ 商用系統
７７ ガスメータ（燃料メータ）
７８ 逆潮流電力メータ
８０ 集中管理装置
１００ 空調・発電システム
１５２ 制御部
１５２ａ 演算部（燃料消費量取得手段、算出手段、電力按分手段、燃料按分手段）

Claims (6)

1. 燃料で駆動する駆動源によって駆動される空調用圧縮機及び発電機を備える空気調和装置と、この空気調和装置に接続された集中管理装置とを備え、空気調和装置が商用系統からの電力供給を受けて複数の冷媒系統を空調すると共に発電機の発電電力を商用系統に逆潮流し、この空気調和装置のエネルギー使用量を集中管理装置が冷媒系統毎に按分する空調・発電システムにおいて、
   前記商用系統に逆潮流される逆潮流電力量を計測する逆潮流電力メータを備え、
   前記集中管理装置は、
   発電に使用した発電分燃料消費量と、発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを取得する燃料消費量取得手段と、
   前記発電機の発電量から前記逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、前記発電分燃料消費量を、前記空調分発電量と前記逆潮流電力量との比率で按分することによって、前記発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調使用分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出する算出手段と、
   前記第１及び第２空調分燃料消費量を加算して空調に使用された燃料消費量を算出し、この燃料消費量を冷媒系統毎の燃料按分率で按分する燃料按分手段と
   を備えることを特徴とする空調・発電システム。
2. 請求項１に記載の空調・発電システムにおいて、
   前記商用系統から前記空気調和装置に供給される供給電力量を計測する買電用電力メータを備え、
   前記集中管理装置は、前記買電用電力メータで計測された供給電力量を、冷媒系統毎の電力按分率で按分する電力按分手段を有することを特徴とする空調・発電システム。
3. 請求項１又は２に記載の空調・発電システムにおいて、
   前記燃料按分手段は、更に、前記逆潮流分燃料消費量を冷媒系統毎に按分することを特徴とする空調・発電システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空調・発電システムにおいて、
   前記集中管理装置は、按分結果を外部に出力する出力手段を有することを特徴とする空調・発電システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空調・発電システムにおいて、
   前記駆動源の燃料消費量を計測する燃料メータを備え、
   前記燃料消費量取得手段は、前記燃料メータで計測された燃料消費量を按分して前記発電分燃料消費量と前記第１空調分燃料消費量とを取得することを特徴とする空調・発電システム。
6. 燃料で駆動する駆動源によって駆動される空調用圧縮機及び発電機を備えて商用系統からの電力供給を受けて複数の冷媒系統を空調すると共に発電機の発電電力を商用系統に逆潮流する空気調和装置に接続され、この空気調和装置のエネルギー使用量を冷媒系統毎に按分する集中管理装置において、
   前記商用系統に逆潮流される逆潮流電力量を計測する逆潮流電力メータが接続され、
   発電に使用した発電分燃料消費量と、発電以外で使用した第１空調分燃料消費量とを取得する燃料消費量取得手段と、
   前記発電機の発電量から前記逆潮流電力メータで計測された逆潮流電力量を差し引いて発電量のうち空調に使用された空調分発電量を算出し、前記発電分燃料消費量を、前記空調分発電量と前記逆潮流電力量との比率で按分することによって、前記発電分燃料消費量に占める空調分燃料消費量である第２空調分燃料消費量と、逆潮流分燃料消費量とを算出する算出手段と、
   前記第１及び第２空調分燃料消費量を加算して空調に使用された燃料消費量を算出し、この燃料消費量を冷媒系統毎の燃料按分率で按分する燃料按分手段と
   を備えることを特徴とする集中管理装置。

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