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簡易型BEMSの紹介

研究開発期間：平成21年11月18日～平成22年2月28日

平成2４年１２月２１日中野区地球温暖化防止審議会資料

公益財団法人 東京都環境公社

東京都環境科学研究所 藤原孝行

NEDOの補助事業による東京都環境科学研究所の省エネシステム実証事業

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１． 研究開発の背景、目的、目標

２．研究開発内容、研究開発体制

３． 省エネ効果等の評価、目標達成率

４． 課題、今後の予定＇事業化など（、展望等

内容

3１．研究開発の背景、目的、目標

１．１．背景

・既築ビルの空調や照明設備の多くは、各室ごとの個別制御となっており、人に頼らない集中管理やスケジュール管理など省エネへの取り組みができにくいのが現状。・本研究開発の相互接続＇オープンシステム（技術は、既築ビルでかつ中央監視設備のないビルを対象とした遠隔制御システムであり、無駄の解消やスケジュール運用を行う施設に有効である。

・本実証事業で使う技術は、すでに普及している技術の応用である。ビル計測・制御システムの中核となるマイクロCPU内蔵リレーユニットを構成する個々のパーツは、安価で広く利用されているものを組み合わせて開発することが可能である。信頼度についても、リレーなど個々の機器については実績も豊富である。・実証が必要な部分は、こうしたパーツを組み合わせたときの性能評価を行うことである。・簡易BEMSについても、既存ソフトを最小カスタマイズにて使う。安価なパーツと既存ソフトの利用により省エネシステムの中小の既存ビルに対する導入コストを下げ、普及のスピードが速くなることが期待される。

＜社会的必要性等＞

＜技術的状況等＞

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１．２．目的

➣本研究は、こうした対策として各室にLANや電話回線など既設の通信設備と通信でき、そこから受け取った信号をマイクロCPU内蔵 リレーユニットにより、スイッチを制御するユニットを設置し管理人の PCから一斉消灯や切り忘れなどの省エネ管理を行うことを目指す

➣このユニットに温度・湿度などのデータを計測し伝送する機能 を付加し、室内環境と運転状態を管理PC＇簡易BEMS（により、省エネのための解析を行い、省エネに役立てる。

とりわけ、近年教室の冷暖房設備の整備が進む学校や貸し会議室 等への導入が考えられる。

5１．３．目標

➣東京都はCO2排出削減を進めている。その先導施策の一つとして、この技術の都有施設への導入展開を推進する。＇東京都の目標 ２０２０年までに２０００年比２５％削減（

➣東京のCO２排出量では、民生分野の事務所・事業所で６０％を占めており、この分野の省エネ推進が必要である。そのため、東京都環境科学研究所のビルでIT技術を駆使して対策可能な省エネシステムを実証する。

➣省エネシステムは建築物に対するダメージを最小とし、施設後省エネ効果と課題が検証できるようにセンサーの整備とデータベースの構築を行う。

➣省エネシステムはマイクロCPU内蔵リレーユニットを使ったビル計測・制御システムと簡易BEMSで構成される。

➣特に、この省エネシステムは、中小の既築ビルに対する省エネ化に役立つと考えられる。

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２．１．研究開発内容

２．研究開発内容、研究体制

➣本研究は、各室にLANや電話回線など既設の通信設備と通信が可能。

➣ そこから受け取った信号をマイクロCPU内蔵リレーユニットにより、スイッチを制御するユニットを設置。

➣ 管理人のPCから一斉消灯や切り忘れなどの省エネ管理を行うことを目指している

7部屋単位での電力量の測定

WH

目標従来

分電盤回路単位での測定部屋単位に小型RUを設置

部屋単位での測定

WH

WH

WH

ＲU

ＲU：リモートユニット

電力量をデジタル変換して、監視装置と通信を行う。

ＲU

ＲU

ＲU

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FCUスイッチファンコイルユニット

タンブラーSW 照明器具

リレー

）コモン側を制御

）コモン側を制御

CO2センサ

電力量計パルスPI-1

）D0-1～3、DI-1～3は任意に照明又はファンコイルユニットを選択可能

DO-1

DI-1 LED付手動SW

oBIXプロトコル

＇TCP/IP（DO-2

DI-2

DO-3

DI-3

COM-1RS232C

LED付手動SW

電灯

温湿度センサ

リレー

電力量計パルスPI-2 コンセント

マイクロCPU内蔵リレーユニット（ルームコントローラ（構成図

AC100/200V

MicroLANCOM-2

◎通信にTCP/IPベースのオープンプロトコルoBIXを採用

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ＭＣＲＵoBIXプロトコル

＇その他、LONWROKS、OPCをサポート（

マイクロCPU内蔵リレーユニット＇ルームコントローラ（

見える化

一覧表示、グラフ表示

蓄積

外部連携

CSVファイル出力

帳票出力

日報、月報、年報、省エネレポート

スケジュールデータ登録

固定値入力

＇例（流量、面積・・

演算

制御

テンプレート

統計処理

SCADAパッケージソフト自動データ入出力

オペレータによる自動データ入出力

簡易BEMS構成図◎汎用ソフトSCADAをベースに構築。エンジニアリング方法を開示

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所長室

CO2センサ

手動延長スイッチ

事務室

ルームコントローラ

電力計＇照明用（

温室度センサ

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手動延長スイッチ＇上段：照明、下段：空調（

照明スイッチ＇既存（

ボックスでかさ上げし、配線を変更

ルームコントローラ＇oBIXコントローラ（

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簡易BEMS本体

＇タッチパネルディスプレイ付きパソコン（

13２．２．研究開発体制

＇財（東京都環境整備公社東京都環境科学研究所

建築設備機器制御のオープン化共同研究会＇当研究所が２０年度より実施している研究会（

受注業者

所長

主任研究員

主任研究員＇データ解析と

環境性能評価担当（

主任研究員＇制御・通信技術を担当（

アドバイザー

株式会社山武三機工業株式会社新菱冷熱工業株式会社日本電気株式会社空気調和・衛生工学会東京大学東京都株式会社ＮＴＴファシリティーズ日本IBM株式会社

NPO ロンマークジャパン協議会パナソニック株式会社パナソニック電工株式会社ジョンソンコントロールズ株式会社ダイキン工業株式会社三洋電機株式会社三菱電機株式会社株式会社東芝東日本旅客鉄道株式会社国土交通省

NEDO

14３．省エネ効果等の評価、目標達成率

３．１．省エネ効果等の評価

■システムの評価①簡易的な制御システムで安価なシステムでも安定して運用できることを確認した

②簡易BEMSのWEBサービス機能を、所員に公開することにした。所員自らデータを見ることで、省エネ啓蒙が可能となる

■データからの評価①照明制御について、時間によるON/OFF制御を行った結果、節電効果が確認できた

②CO2 濃度については、ビル管理法で定める基準１０００PPMを大きくい下回っており、外気取入れを大幅に削減できる。今後の改修に向けてCO２制御を行うことで省エネに貢献できることが分かった

③空調については、２０１０年度に冷凍機など熱源機器の改修を行っていたため、室内ファンコイルユニットのON /OFF等の運転データがえられなかった今年度から取得を開始し評価を行いたい

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３．２．目標達成率

目標達成率 ２１０％

目標：照明電力について、対前年10%の削減

実績：対前年21%の削減＇7～6月平均（

照明電力量

16照明電力量＇研究調整課事務室（

17照明電力量＇調査研究科事務室（

18照明電力量＇分析研究科事務室（

19CO2

20温度

21湿度

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４．課題、今後の予定（事業化など）、展望等

４．１．課題

① 各要素パーツの低廉化マーケットの創出・拡大

② SBCモデルの普及拡大オーナーのベネフィットの創出スマートグリッドのデマンド

③ BEMS機能のアウトソーシングデータ構造の標準化カーボンマネージャーの育成・資格要件

④ オープン化に伴うSI(システムインテグレータ（の役割各種システムや異なるベンダーをまとめる能力発注方法の検討

23SBCモデルの適用案

MCRU MCRU MCRU

oBIX通信

監視・制御

ルームコントローラ

ビルコントローラ

＇５F設置（

oBIX通信

データベース

データ＆アプリケーションサーバ

データベース

SBCモデルデータ

上位通信モジュール

簡易BEMS

＇SCADA)

１Ｆ管理室設置

３事務室設置

初期範囲

簡易ＢＥＭＳ

下位通信

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４．２．展望等

■都有施設への普及拡大を推進都立高校約２００校区立小中学校約３０００校

■順次全国の学校への普及を計る約２７０００校

■中小規模のビルへの普及約７０万事業所

■スマートグリッドへの対応

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・ＷＥＢサーバ搭載のビル、工場、駅舎向け監視制御システムです（管理点数５００点まで対応）

・空調、照明制御を含め、警報監視、計測計量監視を実現します

・スケジュール運転、日月年報機能、トレンドグラフ表示を含めた簡易ＢＥＭＳシステムを構築できます

ﾓﾃﾞﾙ型式 ： LC-1000

フィールドネットワークとしてLonWorksを採用し、グローバルに普及しているさまざまなデバイスを接続できます

本体はディスクレス・ファンレス設計で、盤内設置できます

別途、当社製群管理システムを導入することで、複数拠点を一元管理できます

【グラフィック表示＇ＨＥＭＳ導入例（】 【トレンドグラフ表示】

【構成イメージ】

フィールドネットワーク

＇LonWorks)

ＩＰネットワーク

ルータ

空調ｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ

室内機 室外機

空調メーカーネットワーク

電力量計

電力量計

ﾊﾟﾙｽﾓｼﾞｭｰﾙ他

照明ｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ

照明

LC-1000M

遠隔監視端末群管理装置

タブレット端末

LC-1000 中小規模監視制御システムＷＥＢ・ＬｏｎＷｏｒｋｓ 対応

26【ＬｏｎＷｏｒｋｓで接続可能な空調・照明システム】

空調インターフェイス＇下記以外のメーカーについては、お問い合わせください。（

ダイキン ＤＭＳインターフェイス

パナソニック＇旧三洋（ ロンワークスインターフェイス

三菱電機 ＬＭアダプター

東芝キャリア ＬＮインターフェイス

三菱重工業 ＬＯＮゲートウェイ

日立アプライアンス ＬｏｎＷｏｒｋｓネットワークアダプタ

照明インターフェイス＇下記以外のメーカーについては、お問い合わせください。（

パナソニック フル２線方式

東芝ライテック ＭＥＳＬ伝送方式

一般的な計測装置とは違い、空調や照明システムと連携し、最適制御で省エネを実現できるシステムです

（対応する空調・照明システムは左記をご覧ください）

カスタマイズで専用のグラフィック画面を構築可能（下記は、ＨＥＭＳ実証実験時のグラフィック画面）

タブレットＰＣにも対応していますので簡単快適な操作性を実現します

省エネするための機能・スケジュール運転制御（１００グループ ６山）・日出・日没制御、デイライト制御機能・空調の室温設定や照明の調光度などを設定でき、

決め細やかな制御を実現します

省エネを分析・検証するための機能・日月年報蓄積表示（年報レベルで３年）・１分トレンドデータ蓄積・表示（８０点×３日間）

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出典：＇財（ 省エネルギーセンター

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出典：＇財（ 省エネルギーセンター