特許 7502909 空調機の管理装置および管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-11

(45)【発行日】2024-06-19

(54)【発明の名称】空調機の管理装置および管理方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/58 20180101AFI20240612BHJP

【ＦＩ】

F24F11/58

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020104483

(22)【出願日】2020-06-17

(65)【公開番号】P2021196140

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】500510261

【氏名又は名称】ＪＲ東日本ビルテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】伊東 勇

(72)【発明者】

【氏名】伊與部 宗吾

(72)【発明者】

【氏名】藤井 亘

(72)【発明者】

【氏名】小林 亮文

(72)【発明者】

【氏名】高瀬 篤

(72)【発明者】

【氏名】茂呂澤 俊夫

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０１７０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１４５１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４００１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４１５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２９９２１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２８７６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９５２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００４２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３３９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４２８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非居住空間で占められる複数の小規模建物それぞれに設置される空調機を、ネットワークと接続する端末を通じて管理する空調機管理方法であって、
各小規模建物には、前記ネットワークと接続し、空調機を動作制御するサーバと、前記空調機に電力供給する電源部と、前記電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器とが設けられ、
前記サーバが、前記端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を出力し、また、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記開閉器を開いて電力供給を遮断した後再び前記開閉器を閉じて電力供給させることを特徴とする空調機管理方法。

【請求項2】

非居住空間で占められる複数の小規模建物それぞれに設置される空調機を、ネットワークと接続する端末を通じて管理する空調機管理方法であって、
各小規模建物には、前記ネットワークと接続し、空調機を動作制御するサーバと、前記空調機に電力供給する電源部と、前記電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器とが設けられ、
前記サーバが、前記端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を出力し、また、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記開閉器を開閉し、
前記サーバが、前記空調機の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦを表す情報を、前記空調機から受信し、また、前記空調機の運転／停止状態を表す情報を、前記電源部を制御する制御部から受信することを特徴とする空調機管理方法。

【請求項3】

小規模建物に配置された空調機を管理する管理装置であって、
前記小規模建物に設けられ、ネットワークを通じて端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を前記空調機へ出力するサーバを備え、
前記サーバが、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記空調機へ電力供給する電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器を開いて電力供給を遮断した後再び前記開閉器を閉じて電力供給させることを特徴とする空調機管理装置。

【請求項4】

小規模建物に配置された空調機を管理する管理装置であって、
前記小規模建物に設けられ、ネットワークを通じて端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を前記空調機へ出力するサーバを備え、
前記サーバが、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記空調機へ電力供給する電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器を開閉し、
前記空調機が、室内機と、熱源機器を設けた室外機から構成され、
前記電力供給ラインが、前記電源部と前記室外機とを繋ぐことを特徴とする空調機管理装置。

【請求項5】

小規模建物に配置された空調機を管理する管理装置であって、
前記小規模建物に設けられ、ネットワークを通じて端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を前記空調機へ出力するサーバを備え、
前記サーバが、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記空調機へ電力供給する電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器を開閉し、
前記サーバが、前記電源部を制御する制御部と通信可能に接続されることを特徴とする空調機管理装置。

【請求項6】

小規模建物に配置された空調機を管理する管理装置であって、
前記小規模建物に設けられ、ネットワークを通じて端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を前記空調機へ出力するサーバを備え、
前記サーバが、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記空調機へ電力供給する電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器を開閉し、
前記サーバが、前記電源部を配置した動力制御盤とは別の場所に設けられ、
前記開閉器が、前記動力制御盤に設けられることを特徴とする空調機管理装置。

【請求項7】

小規模建物に配置された空調機を管理する管理装置であって、
前記小規模建物に設けられ、ネットワークを通じて端末から送られる電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ切替指示データに応じて、前記空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を前記空調機へ出力するサーバを備え、
前記サーバが、前記端末から送られる電源リセット指示データに応じて、前記空調機へ電力供給する電源部と前記空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器を開閉し、
前記小規模建物が、鉄道用通信機器を設置した信号通信機器室であり、
前記空調機が、前記電源部を通じて鉄道用送電システムから電力供給されることを特徴とする空調機管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワークを用いた空調機の管理に関する。

【背景技術】

【0002】

ビルなどの建物では、空調システムを管理、制御する中央管理制御装置を設置し、各空調機の動作状態を管理している。例えば、複数のビルの空調システムを管理するため、コンピュータなどの端末を各ビルの空調管理制御装置とネットワーク経由で接続し、端末画面で空調機の動作状況をモニタリングし、適宜制御する（特許文献１参照）。

【0003】

一方、ＨＥＭＳなど一般的な居住施設に設置された空調機を管理するシステムでは、ユーザが端末を利用して空調機をリモートコントロールすることが可能である。例えば、ユーザは、端末画面に表示された室温情報を見ながら、エアコンの稼働やタイマー設定などの端末操作を行う（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１３／０１４７７４号

【文献】特開２００３－７４９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

空調機は、ビルやマンション、家屋などの建物だけでなく、非居住空間で占められる無人建物、あるいは、施設管理者が不在、常駐しない施設などにも設置される。例えば、鉄道施設として、信号通信設備を設置した建物（信号通信機器室）が線路傍や鉄道施設区画などに設置され、広いエリアに渡って点在している。このような建物、施設などにも、機器の動作保証温度を確保するために空調機が設置されている。

【0006】

空調機の故障によって室内温度が上昇するなどの異常事態が発生した場合、作業者が現場に赴いて原因を調査し、修復作業を行う必要がある。しかしながら、簡単な操作や修復作業によって空調機が復旧する場合、作業員の手配および連絡、現場への急行、修繕といった労力は、広範囲に施設された建物、施設などへの対処方法として過大なものとなる。

【0007】

したがって、上記建物、施設などに設置された空調機を効率よく管理できることが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様である空調機管理方法は、非居住空間で占められる複数の小規模建物それぞれに設置される空調機を、ネットワークと接続する端末を通じて管理する。ここで、「小規模建物」とは、ビルなどの中央管理制御装置が備えられた建物や、家屋やマンションなど居住空間で占められていて住人や常駐管理人が居る建物ではなく、通信機器用建物などの無人建物や、無人駅などの施設管理者が不在あるいは常駐しない建物を意味し、建物のサイズだけでなく管理体制に準拠して定義される建物を示す。例えば、小規模建物として、鉄道用通信機器を設置した信号通信機器室が該当し、空調機は、電源部を通じて鉄道用送電システムから電力供給される。

【0009】

空調機としては、パッケージ型空調機など様々な種類の空調機を適用可能であり、室内機と、熱源機器を設けた室外機から構成される。電力供給ラインは、電源部と室外機とを繋ぐように構成することが可能であり、開閉器は、室外機と電源部との途中に設けることができる。

【0010】

各小規模建物には、ネットワークと接続し、空調機を動作制御するサーバと、空調機に電力供給する電源部と、電源部と空調機とを繋ぐ電力供給ライン上に配置される開閉器とが設けられている。ここで「サーバ」とは、ネットワークを介して端末などと通信可能なコンピュータであり、その種類、ＯＳなどのソフトウェア、プログラム言語、形態を問わない。また、「開閉器」は、電路を開閉するものであればよく、マグネットスイッチや配線用遮断器（ブレーカー）などによって構成可能である。

【0011】

本発明では、サーバが、端末から送られる電源スイッチＯＮへの切り替え、あるいは電源スイッチＯＦＦへの切り替えを指示するデータ（以下、電源ＯＮ／ＯＦＦ切替指示データという）に応じて、空調機の電源スイッチを切り替える制御信号を出力する。さらにサーバは、端末から送られる電源リセット指示データに応じて、開閉器を開閉する。

【0012】

サーバは、電源ＯＮ／ＯＦＦ切替指示データを受信すると、空調機の電源スイッチをＯＮ、あるいはＯＦＦへ切り替え、また、電源リセット指示データを受信すると、空調機の動作を強制停止し、そして再び電力供給して再運転させる。本発明の一態様である空調機管理装置は、上記サーバを備えた管理装置として構成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、小規模建物に設置された空調機を効率よく管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】空調機の管理システムを示した構成図である。

【図2】信号通信機器室に設けられた管理装置のブロック図である。

【図3】号通信機器室内の動力制御盤および管理装置の配置図である。

【図4】端末に表示される空調機の管理画面を示した図である。

【図5】空調機の監視・操作項目を示したテーブルを表す図である。

【図6】サーバによって実行される空調機に対する制御フローを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を用いて本実施形態について説明する。図１は、空調機の管理システムを示した構成図である。

【0016】

空調機管理システム１００は、鉄道用の信号通信機器室に配置された空調機をリモートコントロール可能な管理システムであり、クラウドシステムＣによって構築されたネットワークＮを通じて、クライアントＣＬ（端末２００）と信号通信機器室とを接続させている。図１に示す信号通信機器室３００Ａ～３００Ｄは、クラウドシステムＣと無線通信可能であり、例えばＰＶＮなどの閉域網で接続されている。一方、コンピュータなどの端末２００は、インターネットＩＮ（公衆電話回路網）を介してクラウドシステムＣと接続する。

【0017】

端末２００は、信号通信機器室３００Ａ～３００Ｄ各々から空調機の動作状態（ステータス）を表すデータを受信し、端末２００において画面表示する。管理作業を行っているオペレータは、受信情報を確認し、必要に応じて空調機をリモートコントロールする。

【0018】

信号通信機器室３００Ａ～３００Ｃでは、通信機器の動作状態とともに、空調機の動作状態を表すデータがクラウドシステムＣに送信される。通信機器や空調機の異常を知らせる情報が発信されると、オペレータは端末２００においてその情報を確認し、必要に応じて空調機のリモートコントール、また作業員へのメール通知などを行う。

【0019】

図２は、信号通信機器室３００Ａに設けられた管理装置のブロック図である。図３は、信号通信機器室３００Ａ内の動力制御盤および管理装置の配置図である。信号通信機器室３００Ｂ～３００Ｄについても同様に構成されている。

【0020】

信号通信機器室３００Ａには、鉄道用の信号通信機器３５０が配置され、鉄道の運行に関する信号を発信、受信する。信号通信機器３５０は、図示しない動力制御盤を通じて鉄道用送電システムＴＬから電力供給されている。信号通信機器３５０の動作温度を調整するため、信号通信機器室３００Ａには空調機４００が配置されている。

【0021】

空調機４００は、ここでは室内機４００Ａと室外機４００Ｂから構成されたパッケージ型空調機であり、室内機４００Ａにはフィン（図示せず）などの送風機構が備えられ、室外機４００Ｂには圧縮機など熱源機器４１０が設けられている。室内機４００Ａには、フィン、熱源機器４１０などの動作制御を行う空調機制御部４２０が備えられ、電源ＯＮ／ＯＦＦするための電源スイッチ４２５が設けられている。なお、信号通信機器室３００Ａに複数の空調機を設置してもよい。

【0022】

図３に示すように、信号通信機器室３００Ａには、空調機４００の動作を制御する動力制御盤５０が設けられている。動力制御盤５０には、空調機４００へ電力供給する電源部６０と、電源部６０を制御する制御部６５とが設置され、制御部６５は、サーバ２０と一体的な接点入出力Ｉ／Ｏ４０と接続されている。電源部６０は、ここでは鉄道用送電システムＴＬから電力供給されている。

【0023】

さらに信号通信機器室３００Ａには、管理装置１０が、動力制御盤５０とは別置きされたケース１０Ｃに収納された状態で設置されている（図３参照）。管理装置１０は、サーバ２０、インターフェイス（ＩＦ）３０、接点入出力Ｉ／Ｏ４０とを備え、空調機４００を管理、制御する。サーバ２０は、ネットワークＮを介して端末２００と通信可能に接続し、また、インターフェイス３０を介して室内機４００Ａと通信接続している。サーバ２０は、空調機４００の動作状態に関する情報を端末２００へ定期的に送信する。また、空調機４００の制御指示データを端末２００から受けると、空調機４００（室内機４００Ａ）に制御信号を出力する。

【0024】

動力制御盤５０の電源部６０は、電力供給ラインＬを通じて空調機４００の室外機４００Ｂへ電力供給し、室内機４００Ａは室外機４００Ｂから電力供給される。そして、電力供給ラインＬ上には、開閉器７０が途中に設けられている。開閉器７０は、電源部６０から空調機４００への電路を開閉する回路であり、ここではマグネットスイッチによって構成される。開閉器７０は、サーバ２０の接点入出力Ｉ／Ｏ４０と接続し、サーバ２０からの制御信号に応じて電路を開閉する。開閉器７０は動力制御盤５０に設けられている（図３参照）。

【0025】

図４は、端末２００に表示される空調機４００の管理画面を示した図である。図５は、空調機４００の監視・操作項目を示したテーブルを表す図である。

【0026】

端末２００の画面には、温度（吸込温度）、設定温度など空調機４００の動作状態（ステータス）を表す情報を表示可能である。管理画面ＭＡは、管理装置１０に設けられたモニタに表示される情報を表す画面であり、温度（吸込温度）、設定温度、動作モード、風向など現在のステータスが表示されている。一方、管理画面ＭＢは、クラウドシステムＣによって表示される画面を示し、空調機４００の運転／停止、漏水検知、火災検知など、動力制御盤５０で表示される空調機４００のステータス情報も含めて空調機４００に関する情報を表示している。オペレータは、管理画面ＭＡ、ＭＢなどをウインドウ表示しながら室内機４００のステータスを確認する。

【0027】

オペレータは、空調機（室内機４００Ａ）に対し、電源スイッチ４２５のＯＮ／ＯＦＦ操作、設定温度の変更、運転モードにおける冷房、暖房、送風の切り替えなどを端末操作で行うことが可能である。それとともに、オペレータは、動力制御盤５０に対し、電源リセット操作を端末操作で行うことができる。

【0028】

図６は、サーバ２０の空調機４００に対する制御フローを示した図である。

【0029】

サーバ２０は、端末２００から電源ＯＮあるいは電源ＯＦＦへの切り替える指示データを受信すると、電源スイッチ４２５を切り替え制御する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。一方、電源リセット指示データを端末２００から受信すると、サーバ２０は、開閉器７０を開放させて電力供給を遮断し、熱源機器４１０を強制停止させ、その後開閉器７０を再び閉じて室外機４００Ｂへ電力供給し、熱源機器４１０を運転再開させる（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。それ以外の指示データを受信すると、それに応じた処理を行う（Ｓ１０５）。

【0030】

上述したように、信号通信機器室３００Ａの空調機４００は、鉄道用送電システムＴＬから電力供給されている。鉄道用送電システムＴＬは、電力会社などが商業用ビル、マンション、住宅などへ電力供給する送電システムとは異なり、鉄道会社が保有する独自の電力設備で構成されている。

【0031】

鉄道用送電システムＴＬは、鉄道（電車）を走行させることを目的とした送電設備であるため、電圧（周波数）などが、電力会社設備の送電システムと比べて不安定である。空調機４００は、電力会社の送電システムから電力供給されることを想定して内部の電源回路、制御回路などが設計されているため、瞬電などが生じて供給電力が不安定になると、空調機４００の動作に支障をきたす。

【0032】

この場合、オペレータが電源スイッチＯＮ／ＯＦＦの切り替え操作を端末２００で行っても、空調機４００（室内機４００Ａ）はその操作に応答できず、また、温度設定変更、運転モード切替操作なども対応不能となり、信号通信機器室３００Ａの温度管理ができない事態が生じる。一方、電力不安定などに起因する空調機４００の故障は、独自の電源スイッチをもたない熱源機器４１０への電源供給を一端遮断し、再運転させることによって回復できる場合がある。

【0033】

本実施形態では、空調機４００の管理システム１００において、サーバ２０が空調機４００の電源スイッチをＯＮ／ＯＦＦ切替を通常の通信ラインによって行うとともに、オペレータが端末２００で電源リセット操作を行うことによって、サーバ２０が、動力制御盤５０に設けられた開閉器７０を開閉して、室外機４００Ｂの熱源機器４１０を強制停止、再運転させる。これにより、作業員を現場へ急行させることなく、空調機４００を修復させることができる。

【0034】

マグネットスイッチなどの開閉器７０を電力供給ラインＬの途中に設ける構成であるため、既存空調機の電源回路の構成を変更することなく、熱源機４１０を強制停止、再運転させることができる。さらに、サーバ２０から開閉器７０への制御ラインが、電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ操作の制御ラインとは別の独立した制御経路であるため、空調機４００の動作不良と関係なく、開閉器７０を開閉させることができる。すなわち、電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ操作と、電源リセット操作の両方を独立して行うことができるため、空調機４００を正常な状態、異常な状態いずれにおいても適切に制御することができる。

【0035】

一方、端末２００においても、室内機４００Ａのステータスを表す情報とは別に、室外機４００Ｂを含めた空調機４００の運転、停止というステータスを表す情報が、動力制御盤５０の制御部６５を通じた経路でサーバ２０へ送られる。このため、オペレータは、動力制御盤５０に点灯表示などされる漏水の有無、火災の有無といった情報とともに空調機４００のステータス上方を端末２００で確認することができ、信号通信機器室３００Ａの状況を幅広く詳細に把握するこができる。

【0036】

サーバ２０を備えた管理装置１０は、空調機４００の動力制御盤５０とは別のケース１０Ｃに設けられているため、既存の動力制御盤５０の筐体内配置を大きく変更する必要なく、信号通信機器室３００Ａに管理装置１０を設置することができる。一方で、開閉器７０を電源部６０が配置される動力制御盤５０に設け、ネットワーク通信制御を主目的とした管理装置１０の収容されたケース１０Ｃに配置しないことにより、電源回路系の保護対策などをとりまとめて容易に行うことができる。

【0037】

本実施形態では、空調機４００は室内機４００Ａと室外機４００Ｂから構成されるが、これに限定されず、一体型の空調機で構成してもよい。また、電源供給ラインＬを、室内機４００Ａと接続し、あるいは、室内機４００Ａと室外機４００Ｂ両方に接続する構成であってもよい。物理的な電源スイッチを設けていない熱源機器をリセット動作させる構成であればよい。

【0038】

信号通信機器室３００Ａ～３００Ｄは、非居住空間で占められた無人の小規模建物であるが、管理者の不在、あるいは常駐しない無人駅などの居住空間がある小規模建物にも上記管理システムを適用することができる。さらに、鉄道会社の設備以外であって、管理者の不在、常駐しない小規模建物に配置された空調機を管理するシステムに適用することも可能であり、また、電力会社の送電システムによって電力供給してもよい。

【符号の説明】

【0039】

１０ 管理装置
２０ サーバ
５０ 動力制御盤
６０ 電源部
７０ 開閉器
１００ 管理システム
２００ 端末
３００Ａ 信号通信機器室（小規模建物）
４００ 空調機
４００Ａ 室内機
４００Ｂ 室外機
４１０ 熱源機器
４２５ 電源スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】