(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の熱源機と、
複数の前記熱源機の起動及び停止を制御するとともに、起動している熱源機に対して要求負荷に応じた負荷を割り当てる台数制御装置と
を備え、
各前記熱源機は、運転状況と成績係数と負荷率との関係を示した各前記熱源機固有のＣＯＰ情報をそれぞれ保有しているとともに、保有している前記ＣＯＰ情報から成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を所定のタイミングで決定し、該適正運転範囲を所定のタイミングで前記台数制御装置に送信し、
前記台数制御装置は、各熱源機がその熱源機の適正運転範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う熱源システム。
【請求項２】
各前記熱源機は、各前記熱源機を構成する機器の制約により運転可能範囲が設定されている場合に、前記運転可能範囲と前記適正運転範囲とを両方満足する第１負荷範囲を決定し、該第１負荷範囲を前記台数制御装置へ送信し、
前記台数制御装置は、各前記熱源機がその熱源機の第１負荷範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う請求項１に記載の熱源システム。
【請求項３】
各前記熱源機は、前記第１負荷範囲が予め設定されている所定の範囲よりも狭かった場合に、前記第１負荷範囲に代えて前記運転可能範囲を前記台数制御装置に送信し、
前記台数制御装置は、前記第１負荷範囲に代えて前記運転可能範囲が通知された前記熱源機については、その運転可能範囲内で運転されるように台数制御及び負荷の割り当てを行う請求項２に記載の熱源システム。
【請求項４】
前記熱源機は、その熱源機における運転効率をより高めるための第２負荷範囲とその第２負荷範囲を採用する条件とを対応付けて保有しており、前記第２負荷範囲を採用する条件を満たした場合に、前記第２負荷範囲を前記台数制御装置に送信し、
前記台数制御装置は、前記第２負荷範囲が通知された熱源機については、その第２負荷範囲内で運転されるように台数制御及び負荷の割り当てを行う請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱源システム。
【請求項５】
前記熱源機は、
回転数可変とされたインバータ駆動または回転数固定のターボ圧縮機と、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、
膨張された冷媒を蒸発させ、冷水を冷却する蒸発器と
を備えるターボ冷凍機である請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱源システム。
【請求項６】
並列に接続された複数の熱源機と、
複数の前記熱源機の起動及び停止を制御するとともに、起動している熱源機に対して要求負荷に応じた負荷を割り当てる台数制御装置と
を備え、
各前記熱源機は、運転状況と成績係数と負荷率との関係を示した各前記熱源機固有のＣＯＰ情報をそれぞれ保有しているとともに、保有している前記ＣＯＰ情報に関する情報を前記台数制御装置に所定のタイミングで送信し、
前記台数制御装置は、各前記熱源機から通知されたそれぞれの前記ＣＯＰ情報に関する情報に基づいて、各前記熱源機における成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を前記熱源機毎に決定し、各熱源機がその熱源機の適正運転範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う熱源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ターボ冷凍機等の複数台の熱源機を備えた熱源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地域冷暖房や工場等の冷暖房等を実現するものとして、ターボ冷凍機等の熱源機を複数台備えた熱源システムが知られている。この熱源システムは、外部負荷が要求する要求熱量に応じて熱源機の起動台数を制御する。この台数制御を行う際に、起動された熱源機を高効率で運転させることにより、省エネルギー効果を得ることが求められる。
特許文献１には、凝縮器に供給される冷却水温度によって決まるインバータ駆動ターボ冷凍機の成績係数と負荷率との関係を得ておき、成績係数が所定値以上となるようにインバータを制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１４２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された公知技術では、熱源機の台数制御を行う台数制御装置が、その配下にある各熱源機の成績係数と負荷率との関係を予め保有している必要が生ずる。このため、例えば、新しい熱源機を増設した場合には、増設した熱源機の成績係数と負荷率との関係を台数制御装置に対して新たに入力するという作業が生じる。特に、熱源機の増設作業については、既に客先に導入されているシステムに対して発生する作業となることから、できるだけ作業工程を少なくし、迅速に作業を行うことが求められている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、システム導入時や熱源機の増設時において、台数制御装置における人手による調整を不要とすることのできる熱源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、並列に接続された複数の熱源機と、複数の前記熱源機の起動及び停止を制御するとともに、起動している熱源機に対して要求負荷に応じた負荷を割り当てる台数制御装置とを備え、各前記熱源機は、運転状況と成績係数と負荷率との関係を示した各前記熱源機固有のＣＯＰ情報をそれぞれ保有しているとともに、保有している前記ＣＯＰ情報から成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を所定のタイミングで決定し、該適正運転範囲を所定のタイミングで前記台数制御装置に送信し、前記台数制御装置は、各熱源機がその熱源機の適正運転範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う熱源システムを提供する。
【０００７】
本発明によれば、各熱源機が自身の成績係数と負荷率との関係を示したＣＯＰ情報を備えており、このＣＯＰ情報から成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を所定のタイミングで決定し、この適正運転範囲を所定のタイミングで台数制御装置に送信する。これにより、台数制御装置自身が各熱源機のＣＯＰ情報を予め保有していなくても、各熱源機から通知されるＣＯＰ情報に基づいて各熱源機の適正運転範囲を把握することができ、各熱源機に対して適正運転範囲内における負荷を配分することが可能となる。この結果、ビル等におけるシステム導入時や、熱源機の増設時において、台数制御装置に対するＣＯＰ情報の登録等の人手による調整を不要とすることができる。
【０００８】
上記熱源システムにおいて、各前記熱源機は、各前記熱源機を構成する機器の制約により運転可能範囲が設定されている場合に、前記運転可能範囲と前記適正運転範囲とを両方満足する第１負荷範囲を決定し、該第１負荷範囲を前記台数制御装置へ送信し、前記台数制御装置は、各前記熱源機がその熱源機の第１負荷範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行うこととしてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、適正運転範囲だけでなく、熱源機を構成する各機器の性能や安全性から制約される運転可能範囲も考慮して運転により適切な負荷範囲を決定することができる。この結果、台数制御装置は各熱源機をより適切な負荷範囲で運転させることができ、各熱源機における機器の劣化等の防止や長寿命化を図ることが可能となる。
【００１０】
上記熱源システムにおいて、各前記熱源機は、前記第１負荷範囲が予め設定されている所定の範囲よりも狭かった場合に、前記第１負荷範囲に代えて前記運転可能範囲を前記台数制御装置に送信し、前記台数制御装置は、前記第１負荷範囲に代えて前記運転可能範囲が通知された前記熱源機については、その運転可能範囲内で運転されるように台数制御及び負荷の割り当てを行うこととしてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、適正運転範囲と運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲が狭く、全ての熱源機を起動させたとしても要求負荷を満足できないという事象を回避することができる。
【００１２】
上記熱源システムにおいて、前記熱源機は、その熱源機における運転効率をより高めるための第２負荷範囲とその第２負荷範囲を採用する条件とを対応付けて保有しており、前記第２負荷範囲を採用する条件を満たした場合に、前記第２負荷範囲を前記台数制御装置に送信し、前記台数制御装置は、前記第２負荷範囲が通知された熱源機については、その第２負荷範囲内で運転されるように台数制御及び負荷の割り当てを行うこととしてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、適正運転範囲内で熱源機を運転させたとしても運転効率が低下してしまうような事象が発生する場合に、このような事象を回避するための他の運転負荷範囲を採用して熱源機の台数制御及び熱源機への負荷分担を行うことができる。この結果、運転効率をさらに向上させることができる。
【００１４】
上記熱源システムに採用される前記熱源機としては、例えば、回転数可変とされたインバータ駆動または回転数固定のターボ圧縮機と、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張された冷媒を蒸発させ、冷水を冷却する蒸発器とを備えるターボ冷凍機が一例として挙げられる。
【００１５】
本発明は、並列に接続された複数の熱源機と、複数の前記熱源機の起動及び停止を制御するとともに、起動している熱源機に対して要求負荷に応じた負荷を割り当てる台数制御装置とを備え、各前記熱源機は、運転状況と成績係数と負荷率との関係を示した各前記熱源機固有のＣＯＰ情報をそれぞれ保有しているとともに、保有している前記ＣＯＰ情報に関する情報を前記台数制御装置に所定のタイミングで送信し、前記台数制御装置は、各前記熱源機から通知されたそれぞれの前記ＣＯＰ情報に関する情報に基づいて、各前記熱源機における成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を前記熱源機毎に決定し、各熱源機がその熱源機の適正運転範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う熱源システムを提供する。
【００１６】
本発明によれば、各熱源機が自身の成績係数と負荷率との関係を示したＣＯＰ情報を備えており、このＣＯＰ情報に関する情報（例えば、ＣＯＰ情報自体またはＣＯＰ情報のうち、現在の運転状況に該当する成績係数と負荷率との関係を示す情報）が所定のタイミングで各熱源機から台数制御装置へ送信される。台数制御装置は、各熱源機から通知されたＣＯＰ情報に関する情報に基づいて、熱源機毎に成績係数が所定値以上となる負荷範囲である適正運転範囲を決定し、各熱源機がその熱源機の適正運転範囲内で運転されるように、台数制御及び負荷の割り当てを行う。
これにより、台数制御装置自身が各熱源機のＣＯＰ情報を予め保有していなくても、各熱源機から通知されるＣＯＰ情報に関する情報に基づいて各熱源機の適正運転範囲を把握することができ、各熱源機に対して適正運転範囲内における負荷を配分することが可能となる。この結果、ビル等におけるシステム導入時や、熱源機の増設時において、台数制御装置に対するＣＯＰ情報の登録等の人手による調整を不要とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、システム導入時や熱源機の増設時において、台数制御装置に対する人手による調整を不要とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱源システムの全体構成図である。
【図２】図１の熱源システムに適用されるターボ冷凍機の一例を示した図である。
【図３】図１の熱源システムに適用されるターボ冷凍機の一例を示した図である。
【図４】図１に示した熱源システムの台数制御に関する制御系の構成を模式的に示した図である。
【図５】ＣＯＰマップの一例を示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る熱源システムの台数制御装置が行う熱源機の台数制御に関する制御フローを示した図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る熱源システムの作用を説明するための熱源機の一例を示した図である。
【図８】図１の熱源システムに適用されるターボ冷凍機の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る熱源システムについて、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態にかかる熱源システム１の概略構成が示されている。熱源システム１は、例えば、ビルや工場設備に設置される。図１に示すように、熱源システム１は、空調機やファンコイル等の外部負荷３に供給する冷水（熱媒）に対して冷熱を与える熱源機１１，１２，１３を３台備えている。これら熱源機１１，１２，１３は、外部負荷３に対して並列に設置されている。
【００２０】
冷水流れからみた各熱源機１１，１２，１３の上流側には、それぞれ、冷水を圧送する冷水ポンプ２１，２２，２３が設置されている。これら冷水ポンプ２１，２２，２３によって、リターンヘッダ３２からの冷水が各熱源機１１，１２，１３へと送られる。各冷水ポンプ２１，２２，２３は、インバータモータによって駆動されるようになっており、これにより、回転数を可変とすることで可変流量制御される。
【００２１】
サプライヘッダ３１には、各熱源機１１，１２，１３において得られた冷水が集められるようになっている。サプライヘッダ３１に集められた冷水は、外部負荷３に供給される。外部負荷３にて空調等に供されて昇温した冷水は、リターンヘッダ３２に送られる。冷水は、リターンヘッダ３２において分岐され、各熱源機１１，１２，１３に送られる。
【００２２】
冷水ポンプ２１の下流側には、冷水ポンプ２１から流出する流量を計測する冷水流量計２４が設けられている。この冷水流量計２４の出力は、後述する熱源機１１の熱源機制御装置７４−１（図４参照）へと送られる。
熱源機１１の上流側の冷水配管には、熱源機１１へと流入する冷水温度を計測するための冷水入口温度センサ２９が設けられている。この冷水入口温度センサ２９の出力は、後述する熱源機制御装置７４−１（図４参照）へと送られる。なお、バイパス配管３３のバイパス弁３４が全閉であれば、冷水入口温度センサに代えて、リターンヘッダ３２の上流側の冷水配管に設けた温度センサ２９ｂを用いても良い。
【００２３】
熱源機１２及び熱源機１３についても、熱源機１１と同様に、冷水流量計や冷水入口温度センサが設けられている。ただし、図１では、理解の容易のためにターボ冷凍機１１に対してのみこれらの構成が示されている。
【００２４】
図２には、熱源機１１，１２，１３にターボ冷凍機を適用した場合の詳細構成が示されている。同図では、理解の容易のため、３台並列に設けられた熱源機のうち、一つの第１熱源機１１のみが示されている。
熱源機１１は、２段圧縮２段膨張サブクールサイクルを実現する構成となっている。このターボ冷凍機１１は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機６０と、ターボ圧縮機６０によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器６２と、凝縮器６２にて凝縮された液冷媒に対して過冷却を与えるサブクーラ６３と、サブクーラ６３からの液冷媒を膨張させる高圧膨張弁６４と、高圧膨張弁６４に接続されるとともにターボ圧縮機６０の中間段および低圧膨張弁６５に接続される中間冷却器６７と、低圧膨張弁６５によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器６６とを備えている。
【００２５】
ターボ圧縮機６０は、遠心式の２段圧縮機であり、インバータ７０によって回転数制御された電動モータ７２によって駆動されている。インバータ７０は、熱源機制御装置７４−１によってその出力が制御されている。なお、ターボ圧縮機６０は、回転数一定の固定速の圧縮機であってもよい。ターボ圧縮機６０の冷媒吸入口には、吸入冷媒流量を制御するインレットガイドベーン（以下「ＩＧＶ」という。）７６が設けられており、ターボ冷凍機１１の容量制御が可能となっている。
【００２６】
凝縮器６２には、凝縮冷媒圧力を計測するための凝縮冷媒圧力センサＰｃが設けられている。センサＰｃの出力は、熱源機制御装置７４−１に送信される。
サブクーラ６３は、凝縮器６２の冷媒流れ下流側に、凝縮された冷媒に対して過冷却を与えるように設けられている。サブクーラ６３の冷媒流れ下流側直後には、過冷却後の冷媒温度を計測する温度センサＴｓが設けられている。
凝縮器６２及びサブクーラ６３には、これらを冷却するための冷却伝熱管８０が挿通されている。冷却水流量は流量計Ｆ２により、冷却水出口温度は温度センサTcoutにより、冷却水入口温度は温度センサTcinにより計測されるようになっている。冷却水は、図示しない冷却塔において外部へと排熱された後に、再び凝縮器６２及びサブクーラ６３へと導かれるようになっている。
【００２７】
中間冷却器６７には、中間圧力を計測するための圧力センサＰＭが設けられている。
蒸発器６６には、蒸発圧力を計測するための圧力センサＰＥが設けられている。蒸発器６６において吸熱されることによって定格温度（例えば７℃）の冷水が得られる。蒸発器には、外部負荷へ供給される冷水を冷却するための冷水伝熱管８２が挿通されている。冷水流量は流量計Ｆ１により、冷水出口温度は温度センサToutにより、冷水入口温度はTinにより計測されるようになっている。
凝縮器６２の気相部と蒸発器６６の気相部との間には、ホットガスバイパス管７９が設けられている。そして、ホットガスバイパス管７９内を流れる冷媒の流量を制御するためのホットガスバイパス弁７８が設けられている。ホットガスバイパス弁７８によってホットガスバイパス流量を調整することにより、ＩＧＶ７６では制御が十分でない非常に小さな領域の容量制御が可能となっている。
【００２８】
また、図２に示したターボ冷凍機１１では、凝縮器６２及びサブクーラ６３を設け、冷媒により冷却塔において外部へと排熱した冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を温める場合について述べたが、例えば、図３に示すように凝縮器６２及びサブクーラ６３に代えて空気熱交換器９０を配置し、空気熱交換器９０において外気と冷媒との間で熱交換を行うような構成としてもよい。
【００２９】
また、本実施形態に適用される熱源機１１，１２，１３は、上述した冷房機能のみを有するターボ冷凍機に限定されず、例えば、暖房機能のみ、或いは、冷房機能及び暖房機能の両方を有しているものであってもよい。また、冷媒と熱交換される媒体は、水でも空気でもよい。また、第１乃至第３熱源機１１，１２，１３は同一種類の冷凍機で統一されていてもよいし、数種類の冷凍機が混在していてもよい。
【００３０】
図４は、図１に示した熱源システム１の台数制御に関する制御系の構成を模式的に示した図である。図４に示したように、各熱源機１１，１２，１３をそれぞれ制御する熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３は、台数制御装置１００と通信媒体１０１を介して接続されており、双方向の通信が可能な構成とされている。
【００３１】
各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３は、それぞれの熱源機１１，１２，１３における所定の冷却水入口温度毎の成績係数（以下「ＣＯＰ」という。）と負荷率との関係を示したＣＯＰマップを有している。図５にＣＯＰマップの一例を示す。図５に示すように、ＣＯＰマップは、横軸に負荷率が示され、縦軸にＣＯＰが示され、各冷却水入口温度におけるＣＯＰと負荷率との関係を示す特性（以下「ＣＯＰ特性」という）が記載されている。このＣＯＰマップは、例えば、各熱源機１１，１２，１３の出荷前における試験により得ることが可能である。なお、ＣＯＰマップの作成については、公知の技術を採用する。
ここで、ＣＯＰマップは冷房運転の場合と、暖房運転の場合とで異なることから、冷暖房運転が可能な熱源機については、冷房運転モードと暖房運転モードのそれぞれのモードに対してＣＯＰマップが用意されている。
また、このＣＯＰマップは、各熱源機における補機（例えば、冷温水ポンプ、冷却水ポンプ、冷却塔等）の特性も含めた熱源機全体としてのＣＯＰ特性あるいは補機の特性を除いた熱源機単体のＣＯＰ特性を示したものである。
【００３２】
上述したように、熱源機制御装置７４−１には、熱源機１１の冷却水配管に設けられた冷却水入口温度センサによって計測された冷却水入口温度が入力される。また、同様に、熱源機制御装置７４−２及び熱源機制御装置７４−３にもそれぞれの冷却水配管に設けられた冷却水入口温度センサから冷却水入口温度が通知される。各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３は、現在の運転モード（冷房運転モードまたは冷房運転モード）に対応するＣＯＰマップにおいて、冷却水入口温度センサから通知された冷却水入口温度に対応するＣＯＰ特性を取得し、この特性における適正運転範囲を求め、この適正運転範囲を台数制御装置１００へ通知する。
適正運転範囲は、例えば、現在の冷却水入口温度に対応するＣＯＰ特性のピーク値に対して所定割合以上（例えば、８０％以上）のＣＯＰを示している負荷率の範囲を特定し、この負荷率範囲を適正運転範囲として決定する。
【００３３】
なお、例えば、熱源システム１における現在の運転モードが暖房運転モードである場合に、暖房運転モードの機能を有していない熱源機が存在した場合には、その熱源機の熱源機制御装置は、現在の運転モードに対応するＣＯＰマップをそもそも有していないことから、適正運転範囲を０（ゼロ）％として出力する。このように、熱源システム１における現在の運転モードに対応する機能を有していない熱源機については、そのときの適正運転範囲として０％を出力する。
【００３４】
台数制御装置１００は、各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３から通知される適正運転範囲及び外部負荷から通知される要求負荷に基づいて熱源機１１，１２，１３の起動、停止を各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３に指示するほか、例えば、冷水ポンプ２１等の補機の制御も行う。
【００３５】
以下、台数制御装置１００が行う各種制御内容のうち、本発明に関わる熱源機１１，１２，１３の台数制御に関する一連の処理手順について図６を参照して説明する。
まず、台数制御装置１００は、各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３から適正運転範囲を取得すると（図６のステップＳＡ１）、現在起動している熱源機の適正運転範囲における最大負荷（適正運転範囲の最大負荷率）を抽出し、これらの合計ＳＵＭmaxを算出し、この合計ＳＵＭmaxが熱源システム１の要求負荷を上回っているか否かを判定する（図６のステップＳＡ２）。この結果、合計ＳＵＭmaxが要求負荷以下の場合には、現在の要求負荷を賄えるように、熱源機の運転台数を増加させ（図６のステップＳＡ３）、ステップＳＡ７に進む。
【００３６】
また、ステップＳＡ２において、合計ＳＵＭmaxが熱源システム１の要求負荷を上回っていた場合には、続いて、現在起動している熱源機の適正運転範囲における最少負荷（適正運転範囲の最少負荷率）を抽出し、これらの合計ＳＵＭminを算出し、この合計ＳＵＭminが要求負荷を下回っているか否かを判定する（図６のステップＳＡ４）。この結果、合計ＳＵＭminが要求負荷以上の場合には、現在の要求負荷を賄える範囲で運転数を減少させ（図６のステップＳＡ５）、ステップＳＡ７に進む。また、上記ステップＳＡ４において、合計ＳＵＭminが熱源システム１の要求負荷を下回っていた場合には、運転台数を維持し（図６のステップＳＡ６）、ステップＳＡ７に進む。なお、ステップＳＡ３及びＳＡ５における台数の変更については、例えば、予め設定されている各熱源機の起動または停止の優先順位に基づいて行われる。
【００３７】
ステップＳＡ７では、現在起動している熱源機に対して要求負荷を所定の割合で分配（例えば、等分）し、各熱源機に割り当てた負荷に対応する冷却水流量指令値を各熱源機制御装置に通知する（図６のステップＳＡ８）。
【００３８】
そして、各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３が所定の時間間隔で自身の適正運転範囲を求め、この適正運転範囲を台数制御装置１００に通知し、また、台数制御装置１００が図６に示した一連の処理を所定時間間隔で繰り返し実行することにより、各熱源機をその適正運転範囲で常に運転させることが可能となる。
【００３９】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システム１によれば、各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３が自身の熱源機のＣＯＰマップを備えており、このＣＯＰマップからその時々の運転状況に応じた適正運転範囲を求め、この適正運転範囲を台数制御装置１００に通知するので、台数制御装置１００は配下にある各熱源機に関するＣＯＰ特性等を有していなくても、各熱源機の適正運転範囲を随時把握することができ、各熱源機に対して適正運転範囲内における負荷を配分することが可能となる。
これにより、ビル等におけるシステム導入時や、熱源機の増設時において、台数制御装置に対するＣＯＰマップの登録等の人手による調整を不要とすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、冷却水入口温度毎にＣＯＰ特性を有する場合について説明したが、これに代えて、例えば、外気温度毎にＣＯＰ特性を有することとしてもよい。また、例えば、図５に示したＣＯＰ特性では、各冷却水入口温度が離散的に設定されているため、冷却水入口温度によってはＣＯＰ特性が存在しない場合がある。この場合には、補間処理等を行うことにより現在の冷却水入口温度に応じたＣＯＰ特性を演算によって求め、適正運転範囲を決定すればよい。
【００４１】
また、本実施形態では、各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３がＣＯＰマップの中からその時々の冷却水入口温度に応じたＣＯＰ特性を抽出し、このＣＯＰ特性から適正運転範囲を求めて台数制御装置１００へ通知していたが、これに代えて、ＣＯＰマップ自体あるいはその時々の冷却水入口温度に応じたＣＯＰ特性を各熱源機制御装置７４−１，７４−２，７４−３から台数制御装置１００へ通知することとしてもよい。この場合には、台数制御装置１００が、各熱源機１１，１２，１３における適正運転範囲を決定する。
また、各熱源機１１，１２，１３は、図５に示したＣＯＰマップの負荷率に代えて出力熱量が採用されたＣＯＰマップを有しており、このＣＯＰマップから出力熱量に関する適正運転範囲を決定し、これらを台数制御装置１００に通知することとしてもよい。
また、本実施形態では、熱源機を３台備える場合について説明したが、熱源機の設置台数については特に限定されない。
【００４２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る熱源システムについて説明する。本実施形態に係る熱源システムでは、各熱源機制御装置が運転可能範囲を情報として保有しており、上記ＣＯＰ特性における適正運転範囲であり、かつ、運転可能範囲である負荷率範囲（第１負荷範囲）を台数制御装置１００に通知する点で、上記第１実施形態とは異なる。
以下、本実施形態に係る熱源システムについて具体的に説明する。
【００４３】
熱源機が備えるターボ圧縮機、ターボ圧縮機を駆動するインバータ等においては、その性能面や安全面等から運転許容範囲が決められている。例えば、ターボ圧縮機ではサージングやチョークが発生してしまうと安定性に欠けるため、これらの領域を避けるように運転可能な負荷範囲が決められている。また、ターボ圧縮機を駆動するインバータにおいても過電流防止等の面から運転可能な負荷範囲が決められている。このように、熱源機が備える各構成の運転可能範囲から熱源機全体としての運転可能な負荷範囲が自ずと決まってくる。
【００４４】
本実施形態では、各熱源機制御装置が自身の運転可能範囲を有しており、上記第１実施形態と同様の方法によって求めた適正運転範囲と、熱源機の機能上の制約から決まる運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲を抽出し、この負荷範囲を台数制御装置に通知することとする。
台数制御装置は、各熱源機制御装置から通知された負荷範囲に基づいて図６に示した制御フローを実行することにより、熱源機の台数制御を実施する。
【００４５】
このように、本実施形態に係る熱源システムによれば、適正運転範囲だけでなく、熱源機を構成する各機器の性能や安全性から制約される運転可能範囲も考慮して運転に適切な負荷範囲を決定し、この負荷範囲を台数制御装置に通知するので、台数制御装置においては各熱源機をより適切な負荷範囲で運転させることが可能となる。これにより、各熱源機における機器の劣化等を防止することができ、長寿命化を図ることが可能となる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る熱源システムについて説明する。上述した第２実施形態においては、適正運転範囲と運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲を台数制御装置へ通知することとしたが、上記条件を満たす負荷範囲が非常に狭い場合には、熱源機の運転がままならず、全ての熱源機を起動したとしても要求負荷を賄いきれない等といった不都合が生じるおそれがある。このような場合に備え、本実施形態に係る熱源システムでは、適正運転範囲と運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲が所定の閾値以下である場合には、運転可能範囲を台数制御装置に通知することとしている。
これにより、適正運転範囲と運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲が狭く、要求負荷を満足できないようなことを回避することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、適正運転範囲と運転可能範囲との両方を満足する負荷範囲が所定の範囲よりも狭い場合に、運転可能範囲を台数制御装置に通知することとしていたが、例えば、所定の条件を満たす場合に、特定の運転可能範囲を台数制御装置に通知することとしてもよい。
【００４８】
例えば、図８に示すように、空気熱交換器９０によって冷媒と空気との間で熱交換を行うことにより、暖房運転を行う熱源機の場合、外気温度が低く、かつ、湿度が高い場合に暖房運転を行うと、着霜が発生しやすくなり運転継続に支障をきたす。この場合、暖房運転を一時的に冷房運転に切り替えることにより、霜を除去するデフロスト運転（除霜運転）が通常行われる。しかしながら、このようなデフロスト運転を行ってしまうと、本来は暖房運転を行わなければならないところ、その反対の冷房運転を実施しなければならないため、運転効率が大幅に低下する。
【００４９】
そこで、例えば、外気温度が所定温度以下であり、かつ、湿度が所定湿度以上であった場合には、デフロスト運転の発生を抑制するために、暖房運転の負荷率を抑えるように運転可能範囲（第２負荷範囲）を決めておき、この運転可能範囲を台数制御装置１００へ通知するようにする。これにより、台数制御装置においては、デフロスト運転が発生しない負荷範囲で各熱源機に負荷を割り当てることができ、各熱源機を効率のよい負荷範囲で運転させることが可能となる。
【００５０】
また、例えば、熱源機として、図７に示すように凝縮器１０４及び蒸発器１０５の両方に負荷をつなげ、凝縮器１０４において温水を生成し、蒸発器１０５において冷水を生成するような熱回収機を適用する場合、蒸発器１０５側で生成される冷水の温度が目標値に達した時点で圧縮機１０６の運転を停止させるという制御ロジックが組まれることがある。この場合、凝縮器１０４側でもある程度の温度の温水を生成しなければならないところ、蒸発器１０５側における温度判断により圧縮機１０６が停止されてしまい、凝縮器１０４側では温水を目標温度まで上昇させることができないといった不都合が生ずることとなる。
【００５１】
このような場合には、蒸発器１０５側における冷水温度があまりにも早く目標温度に達することを回避し、換言すると、所定の時間をかけてゆっくりと冷水温度が目標温度に達するように調整することが好ましい。
そこで、例えば、図７に示すように、凝縮器１０４と蒸発器１０５との両方に負荷が存在するような場合には、蒸発器１０６側における負荷の上限を抑制するような運転可能範囲（第２負荷範囲）を設定しておき、この運転可能範囲を台数制御装置１００へ通知することとする。これにより、凝縮器側における温水温度が満足される前に、蒸発器１０５側における冷水温度が目標温度を満足することを防止できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  熱源システム
１１，１２，１３  熱源機
７４−１，７４−２，７４−３  熱源機制御装置
６０  ターボ圧縮機
６２  凝縮器
６４  高圧膨張弁
６５  低圧膨張弁
６６  蒸発器
【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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【図８】
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