(57)【要約】      （修正有）【課題】軽負荷停止中の熱源機が存在する場合、不必要な熱源機の増段を防止する制御装置を提供する。【解決手段】複数の熱源機ＴＲ−１〜３を備える熱源システムにおける熱源機ＴＲ−１〜３の運転台数を制御する制御装置１０であって、複数の熱源機ＴＲ−１〜３のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定する判定部１２と、所定の増段条件に基づいて熱源機ＴＲ−１〜３の増段を制御する制御部１４と、を備え、制御部１４は、判定部１２が軽負荷停止中の熱源機ＴＲ−１〜３が存在すると判定すると、増段条件が満たされる場合でも熱源機ＴＲ−１〜３の増段を行わない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、
複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定する判定部と、
所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記判定部が軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定すると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わない、
制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記熱源機が軽負荷停止中であることを示す信号を受信すると、前記熱源機が軽負荷停止中であると判定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、運転中の前記熱源機の能力が所定の閾値以下の場合、当該熱源機が軽負荷停止中であると判定する、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、運転中の前記熱源機の入口側での利用側熱媒体の温度が所定の閾値以下の場合、当該熱源機が軽負荷停止中であると判定する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
複数の熱源機と、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置と、
を備える熱源システム。
【請求項６】
複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、
複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定するステップと、
所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を実行するステップと、
を有し、
前記熱源機の増段を実行するステップでは、前記軽負荷停止中か否かを判定するステップにて軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定されると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わない、
制御方法。
【請求項７】
複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータに、
複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定する機能と、
所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を制御する機能と、
を実行させ、
前記熱源機の増段を制御する機能には、前記軽負荷停止中か否かを判定する機能が軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定すると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わないことを実行させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のターボ冷凍機を含むセントラル空調システム等では、冷凍機が性能劣化によって所定の能力を発揮できない状況を想定して、送水温度が一定値以上となると、強制的に冷凍機の運転台数を増やす強制増段制御が提供されている（特許文献１）また、冷凍機には、負荷が軽負荷となると運転停止（以下「軽負荷停止」という。）するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７１０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
負荷が小さく冷凍機が１台運転をしているような状態で、その１台の冷凍機が軽負荷停止すると、冷水の送水温度が徐々に上昇してしまう。この状態で軽負荷停止中の冷凍機が復帰しなければ、送水温度が一定値以上となり上述の強制増段制御が作動する。しかし、本来であれば、冷凍機１台で十分に賄える負荷の為、強制増段により起動した冷凍機は、その後の運転台数制御ですぐに停止することになる。このような冷凍機の発停はシステムを不安定するばかりではなく、省エネルギーの観点からも改善の余地がある。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定する判定部と、所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記判定部が軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定すると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わない。
【０００７】
本発明の一態様によれば、前記制御装置において、前記判定部は、前記熱源機が軽負荷停止中であることを示す信号を受信すると、前記熱源機が軽負荷停止中であると判定する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、前記制御装置において、前記判定部は、運転中の前記熱源機の能力が、所定の閾値以下の場合、当該熱源機が軽負荷停止中であると判定する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記制御装置において、前記判定部は、運転中の前記熱源機の入口側での利用側熱媒体の温度が、所定の閾値以下の場合、当該熱源機が軽負荷停止中であると判定する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、熱源システムは、複数の熱源機と、上記の何れかに記載の制御装置と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様によれば、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定するステップと、所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を実行するステップと、を有し、前記熱源機の増段を実行するステップでは、前記軽負荷停止中か否かを判定するステップにて軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定されると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わない。
【００１２】
本発明の一態様によれば、プログラムは、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータに、複数の前記熱源機のうちの少なくとも１台が軽負荷停止中か否かを判定する機能と、所定の増段条件に基づいて、前記熱源機の増段を制御する機能と、を実行させ、前記熱源機の増段を制御する機能には、前記軽負荷停止中か否かを判定する機能が軽負荷停止中の前記熱源機が存在すると判定すると、前記増段条件が満たされる場合でも、前記熱源機の増段を行わないことを実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
上記の制御装置、熱源システム、制御方法およびプログラムによれば、熱源機が軽負荷停止した場合であっても、熱源機の不必要な増段を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る複数の冷凍機を含む冷凍機システムの構成例を示す図である。
【図２】一実施形態における冷凍機の増段制御の第１の例を示すフローチャートである。
【図３】一実施形態における冷凍機の増段制御の第２の例を示すフローチャートである。
【図４】一実施形態における冷凍機の増段制御の第３の例を示すフローチャートである。
【図５】一実施形態における冷凍機の増段制御の第４の例を示すフローチャートである。
【図６】従来の制御装置による増段制御のフローチャートである。
【図７】一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による冷凍機の増段制御について、図１〜図７を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る複数の冷凍機を含む冷凍機システムの構成例を示す図である。冷凍機システム１は、冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、サプライヘッダ２３と、リターンヘッダ２４と、バイパス流路２５と、制御装置１０を備える。以下、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを総称して制御部２０、冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを総称して冷凍機２１と記載することがある。
【００１６】
３台の冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、冷蔵や冷凍ショーケース、空調機や給湯機、工場設備等の外部負荷３０に対して供給する冷水が所定の目標温度となるよう制御する。冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、例えば、ターボ冷凍機である。３台の冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、外部負荷３０に対して並列に設置されている。
ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、それぞれ冷凍機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの冷水の流れ方向の上流側に設けられており、リターンヘッダ２４からの冷水を冷凍機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃへ供給する。制御装置１０は、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの動作を制御する。
【００１７】
冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃのそれぞれは、図示しない圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張弁などを含む冷凍サイクルを備えている。冷凍機２１Ａの制御部２０Ａは、冷凍サイクルを制御することにより、ポンプ２２Ａにより送水される冷水を冷却する。同様に冷凍機２１Ｂは、制御部２０Ｂの制御により、ポンプ２２Ｂにより送水される冷水を冷却する。冷凍機２１Ｃは、制御部２０Ｃの制御により、ポンプ２２Ｃにより送水される冷水を冷却する。制御装置１０は、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを制御する。
【００１８】
冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが送り出した冷水は、サプライヘッダ２３へと至り、サプライヘッダ２３で集約され、外部負荷３０へと供給される。外部負荷３０に供給された冷水は、外部負荷３０で利用されて昇温し、リターンヘッダ２４に送られる。冷水は、リターンヘッダ２４で３つの流路に分岐され、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに送られる。
【００１９】
サプライヘッダ２３とリターンヘッダ２４との間には、バイパス流路２５が設けられている。バイパス流路２５には、開閉バルブ２６が設けられている。この開閉バルブ２６を調整することにより、サプライヘッダ２３からバイパス流路２５を介してリターンヘッダ２４へと流れる冷水の流量を制御して、サプライヘッダ２３から外部負荷３０へ供給する冷水の供給圧力を調整する。制御装置１０は、開閉バルブ２６の開閉を制御する。
【００２０】
外部負荷３０とリターンヘッダ２４とを接続する還り流路３１には、開閉バルブ３２が設けられている。この開閉バルブ３２を調整することにより、外部負荷３０への冷水の供給を制御する。制御装置１０は、開閉バルブ３２の開閉を制御する。
【００２１】
冷凍機２１Ａの冷水の入口側には、流量センサ４０Ａと温度センサ４１Ａとが設けられている。冷凍機２１Ａの冷水の出口側には温度センサ４２Ａが設けられている。
同様に冷凍機２１Ｂの入口側には、流量センサ４０Ｂと温度センサ４１Ｂとが設けられ、出口側には温度センサ４２Ｂが設けられている。また、冷凍機２１Ｃの入口側には、流量センサ４０Ｃと温度センサ４１Ｃとが設けられ、出口側には温度センサ４２Ｃが設けられている。また、サプライヘッダ２３の下流側には、温度センサ４３が設けられている。
【００２２】
流量センサ４０Ａは、冷凍機２１Ａに流入する冷水の流量を計測する。温度センサ４１Ａは、冷凍機２１Ａに流入する冷水の温度を計測する。温度センサ４２Ａは、冷凍機２１Ａが送り出す冷水の温度を計測する。流量センサ４０Ｂ，４０Ｃ、温度センサ４１Ｂ，４１Ｃ、温度センサ４２Ｂ，４２Ｃについても同様である。温度センサ４３は、外部負荷３０へ供給される冷水の温度（送水温度）を計測する。
流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃ、温度センサ４３等の各センサは、計測した計測値を制御装置１０へ出力する。
【００２３】
各冷凍機の制御部２０Ａ〜２０Ｃと制御装置１０との間は通信線を介して通信可能に接続されている。例えば、制御装置１０が制御部２０Ａに起動信号を送信すると、制御部２０Ａが冷凍機２１Ａを起動する。制御装置１０が制御部２０Ａに停止信号を送信すると、制御部２０Ａが冷凍機２１Ａを停止する。制御部２０Ｂ，２０Ｃについても同様である。
【００２４】
制御部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれ冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを軽負荷停止する機能を有している。軽負荷停止とは、冷水の温度が所定の設定値以下となった場合や負荷率が所定の閾値より低下したような場合に、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが個々に、制御装置１０から停止信号を受信していないときでも、それぞれ冷凍機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの運転を停止する機能である。例えば、制御部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、軽負荷停止を実行する場合、軽負荷停止する旨の信号（軽負荷停止信号）を制御装置１０へ送信してもよい。軽負荷停止の判定に用いる冷水の温度は、例えば、温度センサ４３が計測した送水温度である。あるいは、例えば、冷凍機２１Ａの場合、温度センサ４２Ａが計測した温度であってもよい。制御部２０Ａは、例えば、温度センサ４３が計測した温度と設定温度との差が所定の閾値以下となると、冷凍機２１Ａの運転を停止して軽負荷停止を実行するとともに、冷凍機２１Ａが軽負荷停止していることを示す軽負荷停止信号を制御装置１０へ送信する。
【００２５】
制御装置１０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）やマイコン等のコンピュータで構成される。制御装置１０は、センサ情報取得部１１と、軽負荷停止判定部１２と、能力演算部１３と、運転台数制御部１４と、記憶部１５と、通信部１６と、を備える。本実施形態の冷凍機２１の運転台数制御に関係のない機能についての説明は省略するが、制御装置１０は、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの制御や、開閉バルブ２６の制御など冷凍機システム１に関する種々の制御を行う機能を有していてもよい。
【００２６】
センサ情報取得部１１は、流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃ、温度センサ４３から各センサが計測した計測値を取得する。
軽負荷停止判定部１２は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの何れかが軽負荷停止中であるか否かを判定する。冷凍機２１Ａを例にとると、軽負荷停止判定部１２は、制御部２０Ａから軽負荷停止信号を取得すると、冷凍機２１Ａが軽負荷停止中であると判定する（判定方法１）。また、例えば、軽負荷停止判定部１２は、冷凍機２１Ａの冷却能力が所定の閾値ｑ以下であると、冷凍機２１Ａが軽負荷停止中であると判定する（判定方法２）。また、例えば、軽負荷停止判定部１２は、冷凍機２１Ａの入口側の冷水の温度が所定の設定値（軽負荷停止条件温度）以下であれば、冷凍機２１Ａが軽負荷停止中であると判定する（判定方法３）。
【００２７】
能力演算部１３は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの冷却能力を演算する。例えば、冷凍機２１Ａの場合、能力演算部１３は、温度センサ４１Ａの計測した冷水の温度から温度センサ４２Ａの計測した冷水の温度を減算した出入口での温度差に、流量センサ４０Ａが計測した冷水の流量と、冷水の比熱と、冷水の比重を乗じて冷凍機２１Ａの能力を演算する。以下に能力演算部１３が用いる演算式の一例を示す。
冷却能力＝冷凍機の出入口の冷水の温度差×流量×比熱×比重・・・（１）
軽負荷停止判定部１２は、能力演算部１３が演算した冷却能力に基づいて、例えば冷凍機２１Ａが軽負荷停止中かどうかの判定を行うことができる。
【００２８】
運転台数制御部１４は、外部負荷３０の大きさに応じて、冷凍機２１の運転台数を制御する。例えば、運転台数制御部１４は、所定の増段条件が満たされると、冷凍機２１の運転台数を１台増段する。また、運転台数制御部１４は、所定の減段条件が満たされると、冷凍機２１の運転台数を１台減段する。ここで、図６を用いて、従来の増段制御の一例（強制増段制御）について説明する。
【００２９】
図６は、従来の制御装置による増段制御のフローチャートである。
まず、センサ情報取得部１１が、外部負荷３０へ供給される冷水の温度（送水温度）を温度センサ４３から取得する（ステップＳ１）。運転台数制御部１４は、温度センサ４３が計測した送水温度が、所定の強制増段温度を上回っているかどうかを判定する（ステップＳ２）。送水温度が、強制増段温度以下の場合、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段しない（ステップＳ５）。送水温度が、強制増段温度より高温の場合、運転台数制御部１４は、送水温度が強制増段温度を上回ってから一定時間以上経過するまで待機し（ステップＳ３）、送水温度が強制増段温度を上回る状態が継続するようであれば、冷凍機２１の運転台数を増段する（ステップＳ４）。
【００３０】
このように運転台数制御部１４は、送水温度が強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続すると、負荷に対する冷却能力が足りないと判断し、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの中から停止中の１台（例えば、冷凍機２１Ｂ）を選択し、選択した冷凍機２１Ｂの起動指示を制御部２０Ｂに送信する。なお、図６の強制増段制御は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃが性能劣化等によって、当初の冷却能力を発揮できない状況を想定して設けられた制御である。
【００３１】
ところで、外部負荷３０が小さく１台運転（例えば、冷凍機２１Ａ）を行っているときに、例えば、冷凍機２１Ａの負荷率が所定の閾値以下となる等の条件が成立すると、制御部２０Ａは、冷凍機２１Ａを軽負荷停止する。すると、３台の冷凍機２１Ａ〜２１Ｃはしばらくの間停止することとなり、送水温度は徐々に上昇していく。その結果、ステップＳ２〜Ｓ３の条件が成立し、運転台数制御部１４は、１台の冷凍機（例えば、冷凍機２１Ｂ）を選択し、起動（強制増段）する。この状態では、２台の冷凍機２１Ａ，２１Ｂが運転中となる。但し、１台の冷凍機２１Ａは軽負荷停止中である。元々、１台の冷凍機２１Ａが運転中で、この1台が軽負荷停止となったのであるから、冷凍機２１Ｂを起動しても、すぐに能力過剰となり、所定の減段条件が成立し、運転台数制御部１４は、冷凍機２１Ｂを停止（減段）することになる。あるいは、冷凍機２１Ｂも制御部２０Ｂの制御により軽負荷停止することになる。送水温度が上昇した場合、本来であれば、軽負荷停止中の冷凍機２１Ａが復帰して通常の運転状態となればよい。しかし、冷凍機２１Ａが、軽負荷停止から復帰する所定の条件が成立する前に、図６に例示した強制増段制御が働くと、冷凍機２１Ｂの不必要な起動・停止を行うことになる。そこで、本実施形態の運転台数制御部１４は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの中に軽負荷停止中の冷凍機がある場合、図６を用いて説明した強制増段制御を行わない。具体的な制御方法については、後に図２〜図５を用いて説明する。
【００３２】
図１の説明に戻る。記憶部１５は、各種閾値など種々の情報を記憶する。通信部１６は、制御部２０Ａ〜２０Ｃとの通信を行う。
【００３３】
（実施例１）
次に本実施形態の軽負荷停止中の増段制御の第１の例について説明する。
図２は、一実施形態における冷凍機の増段制御の第１の例を示すフローチャートである。
前提として、通信部１６は、制御部２０Ａ〜２０Ｃより、随時、種々の制御信号を取得している。例えば、通信部１６は、制御部２０Ａの運転状態（運転中、停止中、軽負荷停止中など）を示す制御信号を、所定の制御周期で受信している。制御部２０Ｂ、２０Ｃについても同様である。通信部１６は、取得した制御信号を軽負荷停止判定部１２に出力する。また、センサ情報取得部１１は、温度センサ４３から、温度センサ４３が計測した計測値（送水温度）を所定の制御周期で取得する。
【００３４】
まず、運転台数制御部１４は、軽負荷停止判定部１２が軽負荷停止をした冷凍機２１を検知したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。軽負荷停止判定部１２は、制御部２０Ａ〜２０Ｃの何れかから軽負荷停止信号を受信した場合、その制御部２０が制御する冷凍機２１が軽負荷停止中であると判定する。軽負荷停止判定部１２は、制御部２０Ａ〜２０Ｃの何れからも軽負荷停止信号を受信しない場合、軽負荷停止中の冷凍機２１は存在しないと判定する。軽負荷停止判定部１２は、判定結果を運転台数制御部１４へ出力する。運転台数制御部１４は、取得した判定結果に基づいてステップＳ１１の判定を行う。軽負荷停止判定部１２が軽負荷停止した冷凍機２１を検知した場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ１６）。これにより、軽負荷停止中の不必要な強制増段を防ぐことができる。
【００３５】
軽負荷停止した冷凍機２１を検知しない場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、センサ情報取得部１１から温度センサ４３が計測した送水温度を取得する（ステップＳ１２）。運転台数制御部１４は、温度センサ４３が計測した送水温度が、所定の強制増段温度を上回っているかどうかを判定する（ステップＳ１３）。送水温度が、強制増段温度以下の場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段しない（ステップＳ１６）。送水温度が、強制増段温度を上回っている場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、送水温度が強制増段温度を上回ってから一定時間以上経過するまで待機し（ステップＳ１４）、送水温度が強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続する場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、冷凍機２１の運転台数を増段する（ステップＳ１５）。運転台数制御部１４は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの中から停止中の１台を選択し、選択した冷凍機２１を起動する。なお、ステップＳ１４での待機中にも、運転台数制御部１４はステップＳ１１の判定を行ってもよい。待機中に軽負荷停止を検知した場合、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ１６）。
図２のフローチャートの処理によれば、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの何れかで軽負荷停止が発生した場合、送水温度が上昇しても、冷凍機２１の不必要な増段を防ぐことができる。
【００３６】
実施例１の方法は、制御部２０Ａ〜２０Ｃが軽負荷停止信号を出力する機能を有している場合に有効である。制御部２０Ａ〜２０Ｃがそのような機能を有しない場合、次に説明する実施例２〜４の方法を用いて、軽負荷停止時の冷凍機２１の不必要な増段を防ぐことができる。
【００３７】
（実施例２）
本実施形態の軽負荷停止中の増段制御の第２の例について説明する。
図３は、一実施形態における冷凍機の増段制御の第２の例を示すフローチャートである。
まず、センサ情報取得部１１が、流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃ、温度センサ４３のそれぞれから、例えば所定の時間周期で計測値を取得する（ステップＳ２１）。センサ情報取得部１１は、流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃの計測値を、能力演算部１３に出力する。
【００３８】
能力演算部１３は、運転中の冷凍機２１の冷却能力を演算する（ステップＳ２２）。例えば、冷凍機２１Ａが運転中の場合、能力演算部１３は、温度センサ４１Ａの計測値と温度センサ４２Ａの計測値の差に、流量センサ４０Ａの計測値と比熱と比重を乗じて、上記の式（１）により、冷凍機２１Ａの冷却能力を演算する。同様に冷凍機２１Ｂが運転中の場合、能力演算部１３は、温度センサ４１Ｂ、温度センサ４２Ｂ、流量センサ４０Ｂの計測値と式（１）により、冷凍機２１Ｂの冷却能力を演算する。また、冷凍機２１Ｃが運転中の場合、能力演算部１３は、温度センサ４１Ｃ、温度センサ４２Ｃ、流量センサ４０Ｃの計測値と式（１）により、冷凍機２１Ｃの冷却能力を演算する。能力演算部１３は、演算した冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの冷却能力を運転台数制御部１４に出力する。
【００３９】
次に運転台数制御部１４は、運転中の冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの冷却能力のそれぞれを、所定の閾値ｑと比較し、冷却能力が閾値ｑ以下かどうかを判定する（ステップＳ２３）。閾値ｑは、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃが、軽負荷停止中かどうかを判定するために設定された値である。例えば、冷凍機２１Ａの運転中の冷却能力が閾値ｑ以下であれば、運転台数制御部１４は、冷凍機２１Ａが軽負荷停止していると判定する。運転台数制御部１４は、冷凍機２１の冷却能力が閾値ｑ以下の場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ２７）。これにより、軽負荷停止中の強制増段を防ぐことができる。
【００４０】
冷凍機２１の冷却能力が閾値ｑより大きい場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、温度センサ４３が計測した送水温度が、所定の強制増段温度を上回っているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。送水温度が強制増段温度以下の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段しない（ステップＳ２７）。送水温度が強制増段温度を上回っている場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、送水温度が強制増段温度を上回ってから一定時間以上経過するまで待機する（ステップＳ２５）。送水温度が強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続する場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段する（ステップＳ２６）。
強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続しなかった場合は、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない。
【００４１】
なお、ステップＳ２５での待機中にもステップＳ２３の判定を行ってもよい。そしてステップＳ２３の条件を満たすようになった場合、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わないよう構成されていてもよい。このことは、以下で説明する実施例３、実施例４でも同様である。
図３のフローチャートの処理によれば、制御部２０Ａ〜２０Ｃが軽負荷停止信号を送信する機能を有していない場合であっても、軽負荷停止中の送水温度の上昇による冷凍機２１の不必要な増段を防ぐことができる。
【００４２】
（実施例３）
本実施形態の軽負荷停止中の増段制御の第３の例について説明する。
図４は、一実施形態における冷凍機の増段制御の第３の例を示すフローチャートである。
図３のフローチャートで説明した処理と同様の処理については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
まず、センサ情報取得部１１が、流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃ、温度センサ４３のそれぞれから、例えば所定の時間周期で計測値を取得する（ステップＳ２１）。
【００４３】
能力演算部１３は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃのうち運転中のものについて冷却能力を演算する（ステップＳ２２）。次に運転台数制御部１４は、冷凍機２１Ａ〜２１Ｃの冷却能力のそれぞれを所定の閾値ｑと比較し、冷却能力が閾値ｑ以下かどうかを判定する（ステップＳ２３）。冷凍機２１の冷却能力が閾値ｑ以下の場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ２７）。
【００４４】
冷凍機の冷却能力が閾値ｑより大きい場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、次に運転台数制御部１４は、運転中の冷凍機２１の入口温度が所定の軽負荷停止条件温度以下かどうかを判定する（ステップＳ２３５）。具体的には、例えば、冷凍機２１Ａが運転中の場合、運転台数制御部１４は、温度センサ４１Ａの計測値が、軽負荷停止条件温度以下かどうかを判定する。入口温度が所定の軽負荷停止条件温度以下の場合（ステップＳ２３５；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ２７）。軽負荷停止条件温度とは、冷凍機２１が軽負荷停止中かどうかを判定するための温度である。軽負荷停止条件温度は、入口側の温度の低下に基づいて軽負荷停止中か否かを判定するための閾値である。
【００４５】
入口温度が所定の軽負荷停止条件温度より高い場合（ステップＳ２３５；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、温度センサ４３が計測した送水温度が、所定の強制増段温度を上回っているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。送水温度が強制増段温度以下の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段しない（ステップＳ２７）。送水温度が強制増段温度を上回っている場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、送水温度が強制増段温度を上回ってから一定時間以上経過するまで待機する（ステップＳ２５）。送水温度が強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続する場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段する（ステップＳ２６）。
【００４６】
実施例３では、実施例２の冷凍機２１の運転中の冷却能力に加え、運転中の冷凍機２１の入口側の冷水の温度によって、冷凍機２１の軽負荷停止を検知する。そして、冷却能力、又は、入口温度の何れかが所定の条件を満たすときに軽負荷停止した冷凍機２１が存在すると判定する。これにより、軽負荷停止中の送水温度の上昇による冷凍機２１の強制増段を防ぐことができる。
【００４７】
（実施例４）
軽負荷停止中の強制増段の防止は、図４のフローチャートにおけるステップＳ２３の冷却能力による判定を除いた処理によって行ってもよい。この処理の流れを図５に示す。
図５は、一実施形態における冷凍機の増段制御の第４の例を示すフローチャートである。
図４のフローチャートで説明した処理と同様の処理については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
まず、センサ情報取得部１１が、流量センサ４０Ａ〜４０Ｃ、温度センサ４１Ａ〜４１Ｃ、温度センサ４２Ａ〜４２Ｃ、温度センサ４３のそれぞれから、例えば所定の時間周期で計測値を取得する（ステップＳ２１）。次に運転台数制御部１４は、運転中の冷凍機２１の入口温度が所定の軽負荷停止条件温度以下かどうかを判定する（ステップＳ２３５）。例えば、冷凍機２１Ａが運転中の場合、運転台数制御部１４は、温度センサ４１Ａの計測値が、軽負荷停止条件温度以下かどうかを判定する。入口温度が軽負荷停止条件温度以下の場合（ステップＳ２３５；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない（ステップＳ２７）。入口温度が所定の軽負荷停止条件温度より高い場合（ステップＳ２３５；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、送水温度が、所定の強制増段温度を上回っているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。送水温度が強制増段温度以下の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段しない（ステップＳ２７）。送水温度が強制増段温度を上回っている場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、ステップＳ２４の条件成立後一定時間以上経過するまで待機する（ステップＳ２５）。送水温度が強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続する場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の運転台数を増段する（ステップＳ２６）。強制増段温度を上回る状態が一定時間以上継続しなかった場合は、運転台数制御部１４は、冷凍機２１の増段を行わない。
【００４８】
制御装置１０の実施例１〜実施例４の制御によれば、冷凍機２１の軽負荷停止中に冷水の送水温度の一時的な上昇があったとしても、冷凍機２１の不必要な増段を回避することができる。これにより、冷凍機システム１を効率良く運転し、省エネルギーに寄与することができる。また、軽負荷停止中に生じる冷凍機２１の強制増段とその後の減段等によるシステムの不安定化を防止することができる。
【００４９】
図７は、一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述の制御装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
【００５０】
なお、制御装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。なお、制御装置１０は、複数のコンピュータ９００によって構成されていても良い。
【００５１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、冷凍機２１の数を３台としたが、冷凍機システム１が有する冷凍機２１の台数は２台でも４台以上でもよい。例えば、上記の実施形態では、制御部２０が軽負荷停止信号を送信する機能を有しない場合に、実施例２〜４の処理により軽負荷停止を判定することとしたが、制御部２０が軽負荷停止信号を送信する機能を有している場合であっても、実施例２〜４の処理により軽負荷停止した冷凍機２１が存在するか否かを判定してもよい。また、実施例２の能力の計算は、制御装置１０が行うこととしたが、制御部２０が冷却能力を演算し、その結果を制御装置１０へ送信するようにしてもよい。また、軽負荷停止が冷凍機２１の１台運転時に発生する例で説明したが、本実施形態の増段制御は、複数台の冷凍機２１の実行中に、それら全てが同時に軽負荷停止を行っている状況にも適用することができる。
冷凍機２１Ａ〜２１Ｃは熱源機の一例、冷凍機システム１は熱源システムの一例である。冷水は利用側熱媒体の一例である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・冷凍機システム
１０・・・制御装置
１１・・・センサ情報取得部
１２・・・軽負荷停止判定部
１３・・・能力演算部
１４・・・運転台数制御部
１５・・・記憶部
１６・・・通信部
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・・制御部
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ・・・冷凍機
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ・・・ポンプ
２３・・・サプライヘッダ
２４・・・リターンヘッダ
２５・・・バイパス流路
２６・・・開閉バルブ
３０・・・外部負荷
３１・・・還り流路
３２・・・開閉バルブ
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・流量センサ
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ・・・温度センサ
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ・・・温度センサ
４３・・・温度センサ
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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