(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の前記複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定方法であって、
運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを生成しておき、
前記冷凍機の運転状態が、前記最適台数判断線を超えるか否かによって、前記複数の冷凍機のうちの運転台数を決定するものであり、
前記運転状態マップは、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした最適台数判断用運転状態マップであることを特徴とする冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項２】
前記最適台数判断線は、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、運転成績を縦軸とした最適台数判断線生成用運転状態マップにおける冷凍機を第１台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフと、冷凍機を第２台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフとの同一温度における交点を、前記最適台数判断用運転状態マップ上に変換した点を結んで形成された線とされている請求項１に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項３】
複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の前記複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定方法であって、
運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを生成しておき、
前記冷凍機の運転状態が、前記最適台数判断線を超えるか否かによって、前記複数の冷凍機のうちの運転台数を決定するものであり、
前記冷凍機の運転台数を切り替えた際、前記運転台数の切替後に、切替前よりも前記運転成績が相対的に小さくなったときに、前記最適台数判断線を運転台数の切替を行った方向へ移動させることを特徴とする冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項４】
前記運転台数を切り替えると判断した際、前記最適台数判断線における前記運転台数を切り替えたときの冷却水温度に対応する点を、運転台数の切替を行った方向へ移動させ、
前記最適台数判断線における前記運転台数を切り替えたときの冷却水温度から離れるにしたがって、前記最適台数判断線を移動させる値を小さくする請求項３に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項５】
前記最適台数判断線を移動させる際、前記最適台数判断線における前記運転台数を切り替えたときの運転成績の変化量に応じて、前記最適台数判断線の移動量を調整する請求項３または請求項４に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項６】
前記最適台数判断線に対して、前記冷凍機の運転状態が前記最適台数判断線を超えた後、運転台数の切替を遅らせる範囲である切替遅延範囲を設定する請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項７】
前記切替遅延範囲は、前記最適台数判断線に設定された所定の非切替範囲である請求項６に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項８】
前記切替遅延範囲は、前記最適台数判断線を超えた後における省エネルギー性低下分が所定値内とされる範囲である請求項６または請求項７に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項９】
前記所定値は、１％〜１０％のうちのいずれかの数値である請求項８に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項１０】
前記所定値が調整可能とされている請求項８または請求項９に記載の冷凍機の運転台数決定方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の冷凍機の運転台数決定方法をコンピュータに実行させるための冷凍機の運転台数決定プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の冷凍機の運転台数決定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の前記複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定装置であって、
予め生成された運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを記憶する運転状態マップ記憶手段と、
前記冷凍機の運転状態が、前記最適台数判断線を超えるか否かによって、前記複数の冷凍機のうちの運転台数を決定する運転台数決定手段と、
を備え、
前記運転状態マップは、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした最適台数判断用運転状態マップであることを特徴とする冷凍機の運転台数決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台運転可能とされた冷凍機の運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定方法および決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の冷凍機を用いた冷凍機システムにおいて、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を高くするために、冷凍機の運転台数を調整する制御が行われている。このような制御を行う際の冷凍機の運転台数を決定する方法として、従来、冷凍機単体におけるＣＯＰのほか、冷凍機システムに含まれる冷水ポンプや冷却水ポンプ、さらには冷却塔等の補機を考慮したＣＯＰの向上を図りながら、冷凍機の運転台数を決定する冷熱源システムが開示されている（たとえば、特許文献１参照）。この冷熱源システムでは、冷熱源機負荷、冷水ポンプ、冷却水ポンプ、冷却塔ファン等に関する特性を用いて、所定の演算式に用いるパラメータを作成し、このパラメータを用いた演算結果に基づいて、冷熱源機の運転台数および出力を制御するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３４０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された冷熱源システムでは、冷熱源機の運転制御を行うにあたり、その都度パラメータを決定するとともに、演算式による演算を行っている。このため、制御を行うごとに演算を行わなければならず、制御を行うための負担が大きくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、冷凍機システムにおける冷凍機の制御を行う際の負担を軽減しながら、冷凍機の運転台数を決定することができる冷凍機の運転台数決定方法および決定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る冷凍機の運転台数決定方法は、複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定方法であって、運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを生成しておき、冷凍機の運転状態が、最適台数判断線を超えるか否かによって、複数の冷凍機のうちの運転台数を決定するものであり、運転状態マップは、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした最適台数判断用運転状態マップであることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る冷凍機の運転台数決定方法においては、冷凍機の運転状態が、最適台数判断線を超えるか否かによって、複数の冷凍機のうちの運転台数を決定している。このため、演算式による演算を抑制しながら冷凍機の運転台数を決定することができる。したがって、冷凍機システムにおける冷凍機の制御を行う際の負担を軽減しながら、冷凍機の運転台数を決定することができる。なお、本発明における運転状態とは、冷凍機システムの稼動時における製造熱量、運転成績、消費エネルギー、冷却水温度、冷水流量等のパラメータを単数または複数用いて表現される状態をいう。また、本発明における運転成績は、冷凍機単体のＣＯＰとすることもできるし、冷凍機のＣＯＰと、冷却水ポンプ、冷却塔ファン、冷水ポンプなどの補機の消費エネルギーとを合成した合成ＣＯＰとすることもできる。
【０００９】
冷凍機を運転する際には、通常、冷凍機１台容量に対する負荷率の算出に用いることができる冷凍機製造熱量や、冷凍機の冷却水温度といったデータは取得されていることが多い。このため、最適台数判断線は、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした最適台数判断用運転状態マップで形成された線とされていることにより、運転台数を決定する際における計算負荷を軽減することができる。
【００１０】
また、最適台数判断線は、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、運転成績を縦軸とした最適台数判断線生成用運転状態マップにおける冷凍機を第１台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフと、冷凍機を第２台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフとの同一温度における交点を、最適台数判断用運転状態マップ上に変換した点を結んで形成された線とされている態様とすることができる。
【００１１】
ここでは、最適台数判断線は、最適台数判断線生成用運転状態マップにおける冷凍機を第１台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフと、冷凍機を第２台数運転した場合の冷却水温度ごとのグラフとの同一温度における交点を、最適台数判断用運転状態マップ上に変換した点を結んで形成された線とされている。このため、最適台数判断線を生成する際における計算負荷を軽減することができ、最適台数判断線を容易に生成することができる。
【００１２】
本発明に係る冷凍機の運転台数決定方法は、複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定方法であって、運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを生成しておき、冷凍機の運転状態が、最適台数判断線を超えるか否かによって、複数の冷凍機のうちの運転台数を決定するものであり、冷凍機の運転台数を切り替えた際、運転台数の切替後に、切替前よりも運転成績が相対的に小さくなったときに、最適台数判断線を運転台数の切替を行った方向へ移動させることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る冷凍機の運転台数決定方法では、運転台数の切替後に、切替前よりも運転成績が相対的に小さくなったときに、最適台数判断線を運転台数の切替を行った方向へ移動させている。このため、最適台数判断線に誤差が生じた場合でも、その誤差を精度よくしかも自動的に修正することができる。
【００１４】
また、運転台数を切り替えると判断した際、最適台数判断線における運転台数を切り替えたときの冷却水温度に対応する点を、運転台数の切替を行った方向へ移動させ、最適台数判断線における運転台数を切り替えたときの冷却水温度から離れるにしたがって、最適台数判断線を移動させる値を小さくする態様とすることができる。
【００１５】
このように、最適台数判断線における運転台数を切り替えたときの運転成績から離れるにしたがって、最適台数判断線を移動させる値を小さくすることにより、最適台数判断線におけるもっとも修正が必要な部分を大きく修正することができる。このため、最適台数判断線を実際の最適台数判断線に近くなるように修正することができる。
【００１６】
さらに、最適台数判断線を移動させる際、最適台数判断線における運転台数を切り替えたときの運転成績の変化量に応じて、最適台数判断線の移動量を調整する態様とすることができる。
【００１７】
このように、最適台数判断線における運転台数を切り替えたときの運転成績の変化量に応じて、最適台数判断線の移動量を調整することにより、実際の最適台数判断線に近くなるように修正することができる。
【００１８】
また、最適台数判断線に対して、冷凍機の運転状態が最適台数判断線を超えた後、運転台数の切替を遅らせる範囲である切替遅延範囲を設定する態様とすることができる。
【００１９】
このように、最適台数判断線に切替遅延範囲を設定することにより、運転台数の切替回数が過多となることを防止することができる。
【００２０】
さらに、切替遅延範囲は、最適台数判断線に設定された所定の非切替範囲である態様とすることができる。
【００２１】
このように、最適台数判断線における切替遅延範囲としては、最適台数判断線に対する非切替範囲を設定することができる。なお、本発明における非切替範囲とは、運転状態をパラメータとした場合に設定される範囲であり、冷凍機の運転台数の切替を行わない範囲をいう。
【００２２】
さらに、切替遅延範囲は、最適台数判断線を超えた後における省エネルギー性低下分が所定値内とされる範囲である態様とすることができる。
【００２３】
このように、切替遅延範囲を省エネルギー性低下分に基づいて決定することにより、運転台数の切替過多の防止を図るとともに、省エネルギー性を損なわないようにすることができる。
【００２４】
このとき、所定値は、１％〜１０％のうちのいずれかの数値である態様とすることができる。
【００２５】
省エネルギー性の低下分としては、１％〜１０％の範囲で許容するのが好適な範囲となる。
【００２６】
さらに、所定値が調整可能とされている態様とすることができる。
【００２７】
このように、省エネルギー性については、運転状況等によって調整することが望まれるため、省エネルギー性の低下分の所定値が調整可能とされていることにより、さらに好適に運転台数の切替過多の防止を図るとともに、省エネルギー性を損なわないようにすることができる。
【００２８】
他方、上記課題を解決した本発明は、これらの冷凍機の運転台数決定方法をコンピュータに実行させるための冷凍機の運転台数決定プログラムまたはこの冷凍機の運転台数決定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２９】
また、上記課題を解決した本発明に係る冷凍機の運転台数決定装置は、複数台の冷凍機を用いた空調を行う際の複数台の冷凍機のうちの運転台数を決定する冷凍機の運転台数決定装置であって、予め生成された運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる最適台数判断線を備えるマップである運転状態マップを記憶する運転状態マップ記憶手段と、冷凍機の運転状態が、最適台数判断線を超えるか否かによって、複数の冷凍機のうちの運転台数を決定する運転台数決定手段と、を備え、運転状態マップは、冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした最適台数判断用運転状態マップであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る冷凍機の運転台数決定方法および決定装置によれば、冷凍機システムにおける冷凍機の制御を行う際の負担を軽減しながら、冷凍機の運転台数を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態に係る冷凍機システムの回路図である。
【図２】制御装置のブロック構成図である。
【図３】第１の実施形態における運転状態マップを示す図である。
【図４】最適台数判断線の生成手順を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、冷凍機を１台運転する場合のＣＯＰ曲線を示すグラフ、（ｂ）は、冷凍機を２台運転する場合のＣＯＰ曲線を示すグラフ、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）とを重ね合わせたグラフである。
【図６】冷凍機の運転台数の決定手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における最適台数判断線を含む運転状態マップを示す図である。
【図８】修正最適台数判断線を生成する手順を示すフローチャートである。
【図９】（ａ），（ｂ）とも、第１ＣＯＰ曲線と第２ＣＯＰ曲線との交点付近を拡大し、修正最適台数判断線に非切替範囲を生成する際に用いる基準点および比較点を説明するグラフである。
【図１０】第３の実施形態に係る制御装置のブロック構成図である。
【図１１】第３の実施形態に係る最適台数判断線の修正の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】計算上求めた第１ＣＯＰ曲線、第２ＣＯＰ曲線、および最適台数判断線を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は、第１ＣＯＰ曲線および第２ＣＯＰ曲線を示すグラフ、（ｂ）は、その要部拡大図である。
【図１４】第１ＣＯＰ曲線および第２ＣＯＰ曲線の各数値関係を示す図である。
【図１５】最適台数判断線を修正した状態を示す図である。
【図１６】運転台数の切替を遅らせる際の第１ＣＯＰ曲線および第２ＣＯＰ曲線の各数値関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００３４】
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷凍機システムの回路図、図２は、制御装置のブロック構成図である。図１に示すように、冷凍機システム１は、第１冷凍機１０および第２冷凍機２０を備えている。第１冷凍機１０には、第１冷却水配管１１を介して第１冷却塔１２が接続されている。また、第２冷凍機２０には、第２冷却水配管２１を介して第２冷却塔２２が接続されている。
【００３５】
第１冷凍機１０および第２冷凍機２０は、いずれもインバータターボ冷凍機である。第１冷凍機１０には、第１冷却塔１２から第１冷却水配管１１を介して冷却水が循環供給されている。また、第２冷凍機２０には、第２冷却塔２２から第２冷却水配管２１を介して冷却水が循環供給されている。
【００３６】
さらに、第１冷凍機１０には、第１冷水配管１３を介して第１空調装置３１および第２空調装置３２が接続されている。同様に、第２冷凍機２０には、第２冷水配管２３を介して第１空調装置３１および第２空調装置３２が接続されている。第１空調装置３１および第２空調装置３２には、第１冷凍機１０および第２冷凍機２０からそれぞれ第１冷水配管１３および第２冷水配管２３を介して冷水が循環供給される。
【００３７】
また、冷水配管１３，２３における冷凍機１０，２０の出口側には、冷水往ヘッダ３３が介在されている。同様に、冷水配管１３，２３における冷凍機１０，２０の入口側には、冷水還ヘッダ３４が介在されている。冷水往ヘッダ３３には、図２に示す冷水往ヘッダ流量計３３Ａが設けられ、冷水還ヘッダ３４には、冷水還ヘッダ流量計３４Ａが設けられている。冷水往ヘッダ流量計３３Ａは、冷水往ヘッダ３３における冷水の流量を検出する。また、冷水還ヘッダ流量計３４Ａは、冷水還ヘッダ３４における冷水の流量を検出する。
【００３８】
さらに、第１冷却水配管１１における第１冷凍機１０の入口側近傍位置には、第１冷却水温度計１４が設けられており、第２冷却水配管２１における第２冷凍機２０の入口側近傍位置には、第２冷却水温度計２４が設けられている。第１冷却水温度計１４は、第１冷凍機１０の入口における冷却水の水温を計測しており、第２冷却水温度計２４は、第２冷却水配管２１における第２冷凍機２０の入口における冷却水の水温を計測している。
【００３９】
また、第１冷却水配管１１には、第１冷却水ポンプ１５が設けられており、第２冷却水配管２１には、第２冷却水ポンプ２５が設けられている。第１冷却水ポンプ１５を作動させることにより、第１冷却水配管１１を介して第１冷却塔１２から冷却水が第１冷凍機１０に供給される。同様に、第２冷却水ポンプ２５を作動させることにより、第２冷却水配管２１を介して第２冷却塔２２から冷却水が第２冷凍機２０に供給される。
【００４０】
他方、冷水往ヘッダ３３には冷水往温度計１６が設けられており、冷水還ヘッダ３４には、冷水還温度計２６が設けられている。冷水往温度計１６は、冷水往ヘッダ３３を通過する冷水の水温を計測しており、冷水還温度計２６は、冷水還ヘッダ３４を通過する冷水の水温を計測している。
【００４１】
また、冷水還ヘッダ３４と第１冷凍機１０との間における第１冷水配管１３には、第１冷水ポンプ１７が設けられており、冷水還ヘッダ３４と第２冷凍機２０との間における第２冷水配管２３には、第２冷水ポンプ２７が設けられている。第１冷水ポンプ１７を作動させることにより、第１冷水配管１３を介して第１冷凍機１０から冷水が空調装置３１，３２に供給される。同様に、第２冷水ポンプ２７を作動させることにより、第２冷水配管２３を介して第２冷凍機２０から冷水が空調装置３１，３２に供給される。
【００４２】
さらに、冷凍機システム１は、制御装置４０を備えている。制御装置４０は、冷凍機１０，２０、冷却塔１２，２２、および冷却水ポンプ１５，２５にそれぞれ電気的に接続されている。また、制御装置４０には、冷却水温度計１４，２４、冷水温度計１６，２６、およびヘッダ流量計３３Ａ，３４Ａがそれぞれ電気的に接続されている。
【００４３】
制御装置４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＩ／Ｏポートなどを備え、冷凍機１０，２０の運転台数を管理している。図２に示すように、制御装置４０は、製造熱量算出部４１、運転台数記憶部４２、および冷却水冷凍機入口温度検出部４３を備えている。また、制御装置４０は、運転状態マップ記憶部４４および運転台数判断部４５を備えている。
【００４４】
製造熱量算出部４１は、冷水往温度計１６によって計測された冷水の温度と、冷水還温度計２６によって計測された冷水の温度とを検出し、双方の冷水の温度差を算出する。また、製造熱量算出部４１は、冷水往ヘッダ流量計３３Ａで計測された冷水往ヘッダ３３を通過する冷水流量または冷水還ヘッダ流量計３４Ａで計測された冷水還ヘッダ３４を通過する冷水流量を取得する。
【００４５】
さらに、製造熱量算出部４１は、運転台数記憶部４２に記憶されている現在の冷凍機の運転台数を読み出す。製造熱量算出部４１は、読み出した冷凍機の運転台数に応じて、算出した冷水の温度差および取得した冷水往ヘッダ３３または冷水還ヘッダ３４を通過する冷水流量に基づいて、冷凍機１０，２０の合計製造熱量を算出し、冷凍機１台容量に対する負荷率（以下「冷凍機１台容量負荷率」という）を算出する。製造熱量算出部４１は、算出した冷凍機１台容量負荷率を運転台数判断部４５に出力する。
【００４６】
運転台数記憶部４２は、運転台数判断部４５で判断した現在の冷凍機の運転台数を一時的に記憶している。また、運転台数の切替があったときには、切替後の運転台数を上書きされて記憶している。運転台数記憶部４２は、製造熱量算出部４１の読み出しに応じて、記憶している冷凍機の運転台数を製造熱量算出部４１に出力する。
【００４７】
冷却水冷凍機入口温度検出部４３は、第１冷却水温度計１４が計測した第１冷凍機１０の冷却水冷凍機入口温度および第２冷却水温度計２４が計測した第２冷凍機１０の冷却水冷凍機入口温度を検出する。冷却水冷凍機入口温度検出部４３は、検出した冷却水冷凍機入口温度を運転台数判断部４５に出力する。
【００４８】
運転状態マップ記憶部４４は、図３に示す運転状態マップを記憶している。図３に示すように、運転状態マップには、２台の冷凍機１０，２０のうちの運転台数を決定する最適台数判断線ＪＬが含まれている。最適台数判断線ＪＬは、運転成績が相対的に大きくなる冷凍機の台数の判断基準となる。運転状態マップ記憶部４４は、運転台数判断部４５の読み出しに応じて、記憶している運転状態マップを運転台数判断部４５に出力する。また、制御装置４０では、この最適台数判断線ＪＬを用いて冷凍機１０，２０のうちの運転台数を決定する。図３に示す運転状態マップが、本発明の最適台数判断用運転状態マップに相当する。
【００４９】
運転台数判断部４５には、製造熱量算出部４１から冷凍機１台容量負荷率が出力され、冷却水冷凍機入口温度検出部４３から冷却水冷凍機入口温度が出力される。また、運転台数判断部４５は、運転台数記憶部４２から冷凍機の運転台数を読み出し、運転状態マップ記憶部４４から運転状態マップを読み出す。
【００５０】
運転台数判断部４５は、冷凍機１台容量負荷率および冷却水冷凍機入口温度を冷凍機の運転台数に応じた運転状態マップに参照して、冷凍機の運転台数を決定する。運転台数判断部４５は、決定した冷凍機の運転台数に応じて、冷凍機１０，２０を運転する。また、決定した冷凍機の運転台数を運転台数記憶部４２に記憶させる。
【００５１】
次に、最適台数判断線ＪＬの生成手順について説明する。ここでは、運転成績として冷凍機と冷却水ポンプの合成ＣＯＰを用いた例を示す。最適台数判断線ＪＬは、冷凍機を１台運転する場合と２台運転する場合のそれぞれについて、冷凍機と冷却水ポンプとの消費電力を求めることによって生成される。図４は、最適台数判断線ＪＬの生成手順を示すフローチャートである。また、冷凍機を１台運転する場合の１台が本発明の第１台数に相当し、また、冷凍機を２台運転する場合の２台が本発明の第２台数に相当する。
【００５２】
図４に示すように、最適台数判断線ＪＬを生成する際には、まず、冷凍機の消費電力を算出する（Ｓ１）。ここでは、冷凍機１台容量負荷率および冷却水冷凍機入口温度についてそれぞれの数値を想定し、これらの２変数に基づいて冷凍機消費電力を算出する。冷凍機消費電力は、冷凍機１０，２０が有する冷凍機特性に基づいて算出することができる。
【００５３】
冷凍機１台容量負荷率としては、１０％〜１００％の間で１０％刻みの１０個の変数を想定する。また、冷却水冷凍機入口温度としては、１２℃〜３２℃の間で１℃刻みの２１個の変数を想定する。このため、冷凍機消費電力は、２１０通りの場合について算出する。これらの冷凍機消費電力を、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合と２台を運転する場合とのそれぞれについて算出する。
【００５４】
冷凍機消費電力を算出したら、２１０通りのそれぞれの場合について、下記ステップＳ２〜ステップＳ５の処理を施し、冷却水ポンプ消費電力を算出する。冷却水ポンプ消費電力を算出するにあたり、まず、冷却水の放熱量Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）を算出する（Ｓ２）。このとき、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の冷却水の放熱量Ｅ１については、下記（１）式によって算出する。また、冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合の冷却水の放熱量Ｅ２については、下記（２）式によって算出する。
放熱量Ｅ１＝（冷凍機１台の製造熱量）・（１＋ＣＯＰ１）／ＣＯＰ１  ・・（１）
放熱量Ｅ２＝{（冷凍機２台の製造熱量／２）・（１＋ＣＯＰ２）／ＣＯＰ２}・２  ・・（２）
但し、ＣＯＰ１：冷凍機１台運転時の冷凍機のＣＯＰ
ＣＯＰ２：冷凍機２台運転時（１台運転時の半分の出力で運転）の冷凍機のＣＯＰ
【００５５】
こうして冷却水の放熱量を求めたら、続いて、冷却水の水量である冷却水量Ｑ（Ｑ１，Ｑ２）を算出する（Ｓ３）。冷却水量Ｑは、ステップＳ２で求めた冷却水の放熱量を用いて算出する。このとき、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の冷却水量Ｑ１については、下記（３）式によって算出する。また、冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合の冷却水量Ｑ２については、下記（４）式によって算出する。下記（３）式および（４）式におけるΔｔは、ＣＯＰ低下防止のために定められる数値であり、５℃以下の任意の数値とすることができる。また、冷却水量Ｑ１，Ｑ２を求める際には、冷凍機１０，２０の定格冷却水量Ｑｒを用いる。
【００５６】
Ｑ１＝ＭＡＸ（Ｅ１／Δｔ，Ｑｒ／２）  ・・（３）
Ｑ２＝{ＭＡＸ（Ｅ２／２Δｔ，Ｑｒ／２）}・２  ・・（４）
【００５７】
続いて、冷却水ポンプ揚程Ｈ（Ｈ１，Ｈ２）を算出する（Ｓ４）。このとき、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の冷却水ポンプ揚程Ｈ１については、下記（５）式によって算出する。また、冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合の冷却水ポンプ揚程Ｈ２については、下記（６）式によって算出する。ここで、冷却水ポンプ揚程Ｈ１，Ｈ２を求める際には、冷却水ポンプ１５，２５における定格ポンプ揚程Ｈｒを用いる。
【００５８】
Ｈ１＝Ｈｒ（Ｑ１／Ｑｒ）２  ・・・（５）
Ｈ２＝Ｈｒ{（Ｑ２／２）／Ｑｒ}２  ・・（６）
【００５９】
こうして、冷却水ポンプ揚程を求めたら、冷却水ポンプ消費電力を算出する（Ｓ５）。冷却水ポンプ消費電力を算出するために、冷却水ポンプ動力Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）を算出する。このとき、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の冷却水ポンプ動力Ｐ１については、下記（７）式によって算出する。また、冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合の冷却水ポンプ動力Ｐ２については、下記（８）式によって算出する。ここでは、ポンプ効率ηを用いる。
【００６０】
Ｐ１＝Ｑ１・Ｈ１／６１２０・η  ・・（７）
Ｐ２＝{（Ｑ２・Ｈ２／２）／６１２０・η}・２  ・・（８）
【００６１】
この冷却水ポンプ動力Ｐ１，Ｐ２を用いて冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の冷却水ポンプ消費電力および２台を運転する場合の冷却水ポンプ消費電力を求める。
【００６２】
冷却水ポンプの消費電力を求めたら、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合の２１０通りおよび冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合の２１０通りについて、それぞれ冷凍機消費電力および冷却水ポンプ消費電力を加算する（Ｓ６）。続いて、冷凍機を１台運転する場合および２台運転する場合のそれぞれについて、冷凍機および冷却水ポンプのＣＯＰの合成値（以下「合成ＣＯＰ」という）を算出する（Ｓ７）。合成ＣＯＰは、下記（９）式によって算出することができる。また、下記（９）式により、冷凍機を１台運転する場合および２台運転する場合のいずれについても合成ＣＯＰを算出することができる。
合成ＣＯＰ＝製造熱量／（冷凍機消費電力＋冷却水ポンプ消費電力）  ・・・（９）
【００６３】
こうして、冷凍機を１台運転する場合および２台運転する場合のそれぞれについて合成ＣＯＰを求めたら、冷凍機１０，２０のうちの１台を運転する場合および冷凍機１０，２０のうちの２台を運転する場合のそれぞれについて、算出した合成ＣＯＰをグラフ化して（Ｓ８）、ＣＯＰ曲線を生成する。
【００６４】
ここで生成されたＣＯＰ曲線の一例を図５に示す。ここで示すグラフでは、横軸を冷凍機１台容量負荷率とし、縦軸を合成ＣＯＰとする。図５（ａ）には、冷凍機を１台運転する場合のＣＯＰ曲線（以下「第１ＣＯＰ曲線」という）を示し、図５（ｂ）には、冷凍機を２台運転する場合のＣＯＰ曲線（以下「第２ＣＯＰ曲線」という）を示す。
【００６５】
また、図５（ａ）においては、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１について、冷却水冷凍機入口温度ごとのものを示している。ここで、一番上側に位置する第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１は、冷却水冷凍機入口温度が１２℃の場合であり、以下、下に下がるにしたがって冷却水冷凍機入口温度が１度ずつ上がる。そして、もっとも下側に位置する第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１は、冷却水冷凍機入口温度が３２℃の場合である。
【００６６】
同様に、図５（ｂ）において、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２について、冷却水冷凍機入口温度ごとのものを示している。ここで、一番上側に位置する第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２は、冷却水冷凍機入口温度が１２℃の場合であり、以下、下に下がるにしたがって冷却水冷凍機入口温度が１度ずつ上がる。そして、もっとも下側に位置する第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２は、冷却水冷凍機入口温度が３２℃の場合である。
【００６７】
それから、図５（ａ）に示すグラフと図５（ｂ）に示すグラフとを重ね合わせ、図５（ｃ）に示す生成用運転状態マップにおけるグラフを生成する。この図５（ｃ）におけるグラフは、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との関係を表している。また、図５（ｃ）に示す生成用運転状態マップは、本発明の最適台数判断線生成用運転状態マップとなる。
【００６８】
その後、冷却水冷凍機入口温度が同一温度である場合における第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点を求める。図５（ｃ）に示す生成用運転状態マップでは、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点は、冷却水冷凍機入口温度として設定された温度の数と同数である２１個求められる。それから、２１個の交点を結ぶ（Ｓ９）。この２１個の交点を結んだ線は、図３に示す最適台数判断線ＪＬを生成する際に予備的に生成される予備的最適台数判断線ＰＪＬとなる。
【００６９】
予備的最適台数判断線ＰＪＬが生成された生成用運転状態マップは、縦軸が合成ＣＯＰであり、横軸が冷凍機１台容量負荷率とされている。この予備的最適台数判断線ＰＪＬを、縦軸が冷却水冷凍機入口温度であり、横軸が冷凍機１台容量負荷率である運転状態マップ上に変換する（Ｓ１０）。こうして、予備的最適台数判断線ＰＪＬを運転状態マップ上に変換することにより、図３に示す最適台数判断線ＪＬを得ることができる。最適台数判断線ＪＬ上におけるこれらの２１個の点は、それぞれ本発明の冷却水温度に対応する点となる。
【００７０】
制御装置４０では、こうして求められた最適台数判断線ＪＬ、と、冷凍機１台容量負荷率や冷却水温度計１４，２４によって計測された冷却水冷凍機入口温度とを用いて、冷凍機の運転台数を求める。以下、冷凍機の運転台数の決定手順について、図６を参照して説明する。図６は、冷凍機の運転台数の決定手順を示すフローチャートである。
【００７１】
図６に示すように、冷凍機の運転台数を決定する際には、まず、冷凍機１台容量負荷率を算出する（Ｓ１１）。冷凍機１台容量負荷率は、冷水往温度計１６および冷水還温度計２６によって計測された冷水の温度差と、冷水往ヘッダ流量計３３Ａで計測された冷水往ヘッダ３３を通過する冷水流量または冷水還ヘッダ流量計３４Ａで計測された冷水還ヘッダ３４を通過する冷水流量との積を、冷凍機１台容量で除して算出する。
【００７２】
続いて、冷却水冷凍機入口温度を検出する（Ｓ１２）。冷却水冷凍機入口温度は、１台の冷凍機が運転されている場合には、運転されている冷凍機に接続された配管に設けられた冷却水温度計１４，２４の温度を用いる。また、２台の冷凍機が運転されている場合には、第１冷却水温度計１４の温度と第２冷却水温度計２４の温度との平均を用いることができる。それから、冷却水冷凍機入口温度と冷凍機１台容量負荷率とを図３に示す運転状態マップに参照し、運転状態としての判断点を設定する（Ｓ１３）。この判断点は、ステップＳ１１で算出した冷凍機１台容量負荷率の座標と、ステップＳ１２で検出した冷却水冷凍機入口温度の座標とによって容易にプロットして設定することができる。
【００７３】
それから、設定した判断点と最適台数判断線ＪＬとの位置関係を判定する（Ｓ１４）。その後、冷凍機の運転台数が１台であるか２台であるかを判断し（Ｓ１５）、判断結果に応じて冷凍機の運転台数を決定する。ここで、冷凍機の運転台数が１台の場合に、判断点が最適台数判断線ＪＬよりも左側にあるか否かを判断する（Ｓ１６）。
【００７４】
その結果、判断点が最適台数判断線ＪＬよりも左側にある場合には、判断点は最適台数判断線ＪＬを超えていないこととなる。この場合には、１台の運転冷凍機による運転の方が、２台の冷凍機による運転よりも高いＣＯＰを得ることができる。したがって、運転台数を切り替えることなく、冷凍機の運転台数を１台に決定する（Ｓ１７）。
【００７５】
判断点が最適台数判断線ＪＬよりも右側にある場合には、最適台数判断線ＪＬを超えていることとなる。この場合には、２台の冷凍機による運転の方が、１台の冷凍機による運転よりも、高いＣＯＰを得ることができる。したがって、冷凍機の運転台数を１台から２台に切り替え、冷凍機の運転台数を２台に決定する（Ｓ１８）。
【００７６】
また、ステップＳ１５において、冷凍機の運転台数が２台であると判断した場合に、判断点が最適台数判断線ＪＬよりも右側にあるか否かを判断する（Ｓ１９）。その結果、判断点が最適台数判断線ＪＬよりも右側にある場合には、最適台数判断線ＪＬを超えていないこととなる。この場合には、２台の運転冷凍機による運転の方が、１台の冷凍機による運転よりも高いＣＯＰを得ることができる。したがって、運転台数を切り替えることなく、冷凍機の運転台数を２台に決定する（Ｓ１８）。
【００７７】
一方、判断点が最適台数判断線ＪＬよりも左側にある場合には、最適台数判断線ＪＬを超えていることとなる。この場合には、１台の冷凍機による運転の方が２台の冷凍機による運転よりも、高いＣＯＰを得ることができる。したがって、冷凍機の運転台数を２台から１台に切り替え、冷凍機の運転台数を１台に決定する（Ｓ１７）。
【００７８】
このように、本実施形態に係る冷凍機システムにおいては、最適台数判断線ＪＬを用いて冷凍機の運転台数を決定している。このため、複雑に演算を行うことなく冷凍機の運転台数を決定することができる。したがって、冷凍機システムにおける冷凍機の制御を行う際の負担を軽減しながら、冷凍機の運転台数を決定することができる。
【００７９】
また、本実施形態に係る冷凍機システムでは、図５（ｃ）に示す縦軸を合成ＣＯＰとし、横軸を冷凍機１台容量負荷率とした生成用運転状態マップを用いて予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成し、この予備的最適台数判断線ＰＪＬを図３に示す運転状態マップにおける最適台数判断線ＪＬに変換することによって、最適台数判断線ＪＬを生成している。このため、合成ＣＯＰを用いて最適台数判断線ＪＬを生成することができるので、最適台数判断線ＪＬを容易に生成することができる。
【００８０】
さらに、冷凍機を運転する際には、通常、冷却水温度や冷凍機１台容量負荷率の算出に用いることができる冷凍機製造熱量を計測している。また、任意の時点における判断点が冷却水温度や冷凍機１台容量負荷率の２変数で定まることとなる。このため、縦軸が冷却水冷凍機入口温度であり、横軸が冷凍機１台容量負荷率となっている運転状態マップにおける最適台数判断線ＪＬを用いて最適台数を判断することにより、制御装置４０における計算負荷を軽減しながら、最適台数を判断することができる。さらに、最適台数判断線ＪＬは、２１通りの冷却水温度の場合の最適台数の分岐点を結んだ形態であることから、冷却水温度が２１通りの冷却水温度以外の温度の場合でも、容易に判断点を運転状態マップ上にプロットし、最適台数を判断することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、冷凍機の運転台数を決定するにあたり、冷凍機システムの補機を考慮し、より具体的には冷却水ポンプの変流量制御を考慮し、冷凍機と冷却水ポンプを合わせたＣＯＰの向上を図っている。このように、冷凍機システムの補機を考慮したＣＯＰの向上を図りながら冷凍機の運転台数を決定する理由は、一般的に行われる冷却水ポンプの変流量制御による冷却水量およびポンプ消費電力が、冷凍機の運転台数および冷凍機のＣＯＰに応じて定まる放熱量に影響を受けて変化するからである。こうして、冷凍機と冷却水ポンプを合わせたＣＯＰを向上させるように冷凍機最適運転台数を決定することにより、冷凍機システムとしての高効率運転を実現させることができる。
【００８２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態と比較して、最適台数判断線の態様が主に異なっている。このため、装置構成については、図１に示す上記第１の実施形態のものと同様の構成となっている。以下、相違点である最適台数判断線の生成手順を主に説明する。
【００８３】
本実施形態においては、最適台数判断線を設定し、設定した最適台数判断線に対して、冷凍機の運転状態が最適台数判断線を超えた後、運転台数の切替を遅らせる範囲である切替遅延範囲として、最適台数判断線に非切替範囲を設定したものである。図７は、第２の実施形態における最適台数判断線を含む運転状態マップを示す図である。図７に示すように、本実施形態に係る運転状態マップにおける最適台数判断線は、第１の実施形態と同様にして生成した最適台数判断線ＪＬに偏差をもたせ、所定の非切替範囲を設定して修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２を設定する。非切替範囲は、最適台数判断線ＪＬと修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２との間にそれぞれ挟まれる範囲となる。したがって、非切替範囲を設定することは、最適台数判断線ＪＬを修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２に変換することと同義である。
【００８４】
ここでは、第１修正最適台数判断線ＪＬ１および第２修正最適台数判断線ＪＬ２を設定している。第１修正最適台数判断線ＪＬ１は、最適台数判断線ＪＬを冷凍機１台容量負荷率が小さくなる側に偏移させて設定したものであり、２台の冷凍機を運転している状態から、１台の冷凍機を運転している状態に変更する際の基準として用いられる。
【００８５】
一方、第２修正最適台数判断線ＪＬ２は、最適台数判断線ＪＬを冷凍機１台容量負荷率が大きくなる側に偏移させて設定したものであり、１台の冷凍機を運転している状態から、２台の冷凍機を運転している状態に変更する際の基準として用いられる。このように、第１修正最適台数判断線ＪＬ１および第２修正最適台数判断線ＪＬ２を設定し、最適台数判断線に所定の非切替範囲を設定することにより、冷凍機の運転台数の切替回数が過多となることを防止することができる。
【００８６】
最適台数判断線ＪＬに非切替範囲を設定すると、その分省エネルギー性が低下することになる。このため、最適台数判断線ＪＬに設定する非切替範囲は、省エネルギー性低下分を考慮して決定することができる。このとき、省エネルギー性低下分として、許容しうる数値、本実施形態では５％を基準として最適台数判断線ＪＬに非切替範囲を設定する。
【００８７】
ここで、修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２の生成について説明する。図８は、修正最適台数判断線を生成する手順を示すフローチャートである。修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２を生成する際には、最適台数判断線ＪＬを生成する場合と同様、生成用運転状態マップにおいて予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１，ＰＪＬ２を生成し、生成した予備的修正最適台数判断線を運転状態マップ上に変換する。図８に示すように、予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１，ＰＪＬ２を生成する際には、まず、予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成する（Ｓ２１）。予備的最適台数判断線ＰＪＬの生成手順は、上記第１の実施形態と同様である。
【００８８】
予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成したら、基準点を生成する（Ｓ２２）。ここで、基準点について、図９（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図９（ａ），（ｂ）に示すグラフは、縦軸が合成ＣＯＰであり、横軸が冷凍機１台容量負荷率である生成用運転マップ上のものである。いま、ある冷却水冷凍機入口温度について、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点付近を拡大して図９（ａ），（ｂ）に示す。
【００８９】
図９（ａ）に示すように、予備的最適台数判断線ＰＪＬ（図５（ｃ）参照）を生成する際の第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点ＣＡについて、予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成する際の点を、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上で冷凍機１台容量負荷率が小さくなる側に移動して第１基準点ＣＢとする。
【００９０】
ここで、第１基準点ＣＢと同じ冷凍機１台容量負荷率となる第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１上の点を第１比較点ＣＢＣとする。この条件で、予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成する際に用いる点を交点ＣＡから第１基準点ＣＢに移動させるとする。この場合、交点ＣＡを用いて予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成する場合と、第１基準点ＣＢを用いて予備的最適台数判断線ＰＪＬを生成する場合とでは、基準点ＣＢにおけるＣＯＰと、比較点ＣＢＣにおけるＣＯＰとの差分だけ、省エネルギー性が低下することとなる。ここで低下する省エネルギー性を所定値、本実施形態では５％に生成することで、冷凍機の運転台数の切替回数が過多となることを防止するとともに、省エネルギー性の維持を図ることができる。
【００９１】
そこで、図９（ａ）に示すように、交点ＣＡから第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２に沿って、冷凍機１台容量負荷率が小さくなる方向に点を移動させながら、冷凍機１台容量負荷率が同じとなる第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１上の点と間の差分を算出する。そして、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の点と第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１上との点との消費電力の差分が交点ＣＡの消費電力の５％となった時点における第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の点を第１基準点ＣＢとする。具体的に、下記（10）式を満たす点を第１基準点ＣＢとする。
【００９２】
（負荷率ＣＡ／ＣＯＰＣＡ）・５％＝負荷率ＣＢ／ＣＯＰＣＢ−負荷率ＣＢＣ／ＣＯＰＣＢＣ  ・・（10）
ここで、負荷率ＣＡ  ：交点ＣＡにおける冷凍機１台容量負荷率
ＣＯＰＣＡ  ：交点ＣＡにおける合成ＣＯＰ
負荷率ＣＢＣ：第１比較点ＣＢＣにおける冷凍機１台容量負荷率
ＣＯＰＣＢＣ：第１比較点ＣＢＣにおける合成ＣＯＰ
負荷率ＣＢ  ：第１基準点ＣＢにおける冷凍機１台容量負荷率
ＣＯＰＣＢ  ：第１基準点ＣＢにおける合成ＣＯＰ
【００９３】
なお、ＣＯＰ曲線ＣＬ１，ＣＬ２では、横軸は１０％刻みでＣＯＰを算出している。このため、任意の冷凍機１台容量負荷率におけるＣＯＰ値は、１０％刻みの２点を結んだ直線の傾きを使って計算する。
【００９４】
また、図９（ｂ）に示すように、交点ＣＡから第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１に沿って、冷凍機１台容量負荷率が大きくなる方向に点を移動させながら、冷凍機１台容量負荷率が同じとなる第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の点と間の差分を算出する。そして、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１上の点と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上との点との消費電力の差分が交点ＣＡの消費電力の５％となった時点における第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１上の点を第２基準点ＣＣとする。ここで、第２基準点ＣＣと同じ冷凍機１台容量負荷率となる第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の点を第２比較点ＣＣＣとして、下記（11）式を満たす点を第２基準点ＣＣとする。
【００９５】
（負荷率ＣＡ／ＣＯＰＣＡ）・５％＝負荷率ＣＣ／ＣＯＰＣＣ−負荷率ＣＣＣ／ＣＯＰＣＣＣ  ・・（11）
ここで、負荷率ＣＣＣ：第２比較点ＣＣＣにおける冷凍機１台容量負荷率
ＣＯＰＣＣＣ：第２比較点ＣＣＣにおける合成ＣＯＰ
負荷率ＣＣ  ：第２基準点ＣＣにおける冷凍機１台容量負荷率
ＣＯＰＣＣ  ：第２基準点ＣＣにおける合成ＣＯＰ
【００９６】
こうして、第１基準点ＣＢおよび第２基準点ＣＣを生成したら、冷却水冷凍機入口温度の１℃刻みの２１通りの温度について、第１基準点ＣＢおよび第２基準点ＣＣを生成する。その後、２１個の第１基準点ＣＢをそれぞれ結ぶとともに、２１個の第２基準点ＣＣをそれぞれ結ぶ（Ｓ２３）。この第１基準点ＣＢを結んだ線が第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１となる。また、第２基準点ＣＣを結んだ線が第２予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ２となる。
【００９７】
このように生成した予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１，ＰＪＬ２は、最適台数判断線ＰＪＬを単にシフトさせた曲線とはならず、冷凍機の運転台数の切替過多の防止および省エネルギー性のバランスを図ったものとすることができる。こうして予備的修正最適台数判断線を生成したら、予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１，ＰＪＬ２を生成用運転状態マップ上から図７に示す運転状態マップ上に変換し（Ｓ２４）、修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２を生成する。こうして、修正最適台数判断線の生成を終了する。
【００９８】
修正最適台数判断線を生成したら、制御装置４０は、この修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２を記憶しておく。そして、上記第１の実施形態と同様にして判断点を求める。それから、修正最適台数判断線を超えるか否かによって冷凍機の運転台数を決定し、修正最適台数判断線を超える場合には、運転台数を変更して冷凍機の運転台数を決定する。また、修正最適台数判断線を超えない場合には、運転台数を変更することなく冷凍機の運転台数を維持した決定を行う。
【００９９】
このように、本実施形態に係る冷凍機システムにおいては、上記第１の実施形態同様、修正最適台数判断線を用いて冷凍機の運転台数を決定している。このため、複雑に演算を行うことなく冷凍機の運転台数を決定することができる。したがって、冷凍機システムにおける冷凍機の制御を行う際の負担を軽減しながら、冷凍機の運転台数を決定することができる。
【０１００】
また、本実施形態に係る冷凍機システムにおいては、最適台数判断線に非切替範囲を設定した修正最適台数判断線を用いている。このため、わずかに最適台数判断線を超えたとしても、冷凍機の運転台数の切替が行われないこととなる。したがって、冷凍機の運転台数の切替回数が過多となることを防止することができる。
【０１０１】
さらに、修正最適台数判断線を生成するにあたり、省エネルギー性を考慮しており、最適台数判断線よりも省エネルギー性が５％低下した場合に、冷凍機の運転台数を変更するようにしている。このため、冷凍機の運転台数の切替過多と省エネルギー性のバランスを考慮した冷凍機の運転台数の切替を行うことができる。したがって、さらに好適に運転台数の切替過多の防止を図るとともに、省エネルギー性を損なわないようにすることができる。
【０１０２】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態と同様に、最適台数判断線を用いた冷凍機の運転台数の判断を行うことができる。さらに、本実施形態においては、上記第１の実施形態と比較して、冷凍機システムを稼動している間に、最適台数判断線が修正可能である点において主に異なっている。このため、冷凍機システムについては、制御装置の構成を除いて、上記第１の実施形態と同様とされている。
【０１０３】
以下、本実施形態に係る制御装置および最適台数判断線ＪＬの修正手順について、図１０および図１１を参照して主に説明する。図１０は、本実施形態に係る制御装置のブロック構成図である。図１０に示すように、本実施形態に係る制御装置５０は、上記第１の実施形態と同様に、製造熱量算出部４１、運転台数記憶部４２、冷却水冷凍機入口温度検出部４３、運転状態マップ記憶部４４、および運転台数判断部４５を備えている。さらに、制御装置５０は、上記の構成に加えて、運転状態記憶部５１および最適台数判断線修正部５２を備えている。
【０１０４】
このうち、製造熱量算出部４１、運転台数記憶部４２、および運転状態マップ記憶部４４は、上記第１の実施形態と同様に機能している。ここで、冷却水冷凍機入口温度検出部４３は、検出した冷却水冷凍機入口温度を運転台数判断部４５のほかに運転状態記憶部５１にも出力している。
【０１０５】
また、運転台数判断部４５は、上記第１の実施形態と同様に、決定した冷凍機の運転台数に応じて、冷凍機１０，２０を運転するとともに、決定した冷凍機の運転台数を運転台数記憶部４２に記憶させる。さらに、運転台数判断部４５は、冷凍機の運転台数を決定する際に算出した合成ＣＯＰを運転状態記憶部５１に出力している。また、運転台数が切り替えられた場合には、運転台数切替情報を最適台数判断線修正部５２に出力する。ここで、運転台数切替情報には、運転台数を決定する際に用いたＣＯＰ曲線および最適台数判断線を付与する。
【０１０６】
運転状態記憶部５１は、冷却水冷凍機入口温度検出部４３から出力される冷却水冷凍機入口温度および運転台数判断部４５から出力される合成ＣＯＰを記憶している。運転状態記憶部５１では、冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰを１分間隔で記憶している。運転状態記憶部５１は、最適台数判断線修正部５２の読み出しに応じて、記憶している冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰを最適台数判断線修正部５２に出力する。なお、運転状態記憶部５１に記憶する冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰは、１分間隔ではなく、３０秒間隔、あるいは５分間隔など、運用に応じて適宜可変に設定することができる。
【０１０７】
最適台数判断線修正部５２は、運転台数判断部４５から運転台数切替情報が出力された際に、最適台数判断線ＪＬの修正を行う。最適台数判断線ＪＬの修正を行う際には、運転状態記憶部５１に記憶されている運転台数切替情報の出力前後の冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰを読み出す。最適台数判断線修正部５２は、運転状態記憶部５１から読み出した冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰに基づいて、運転台数切替情報に付与された最適台数判断線ＪＬの修正を行う。最適台数判断線ＪＬの修正は、冷凍機１０，２０の運転台数を切り替えた際、運転台数の切替後に、切替前よりも冷凍機１０，２０の合成ＣＯＰが相対的に小さくなったときに、最適台数判断線ＪＬを運転台数の切替を行った方向へ移動させることによって行う。ここでの最適台数判断線ＪＬを移動させる際の運転台数の切替を行った方向とは、具体的には最適台数判断線ＪＬを跨いで運転台数が変化した方向をいう。最適台数判断線修正部５２は、最適台数判断線ＪＬの修正結果に応じて、運転状態マップ記憶部４４に記憶された最適台数判断線ＪＬを修正する。また、最適台数判断線ＪＬの修正は、最適台数判断線ＪＬを運転状態マップの横軸方向に沿って移動させることによって行う。
【０１０８】
次に、図１１を参照して、最適台数判断線ＪＬの修正手順を説明する。図１１は、最適台数判断線ＪＬの修正の処理手順を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、１分間隔で実行されている。このため、運転状態記憶部５１に出力され、記憶される各種データの更新等は１分間隔で行われる。
【０１０９】
図１１に示すように、最適台数判断線ＪＬを修正する際には、まず、運転台数判断部４５において、運転台数を判断する際に合成ＣＯＰを算出する（Ｓ３１）。次に、運転台数判断部４５において算出した合成ＣＯＰを運転状態記憶部５１に記憶させる（Ｓ３２）。このとき、冷却水冷凍機入口温度検出部４３からは、冷却水冷凍機入口温度が出力されており、運転状態記憶部５１に対して、冷却水冷凍機入口温度も同時に記憶させる（Ｓ３２）。
【０１１０】
続いて、運転台数が切り替えられたか否かを判断する（Ｓ３３）。運転台数が切り替えられたか否かは、最適台数判断線修正部５２に対して運転台数切替情報が出力されたか否かによって行われる。その結果、運転台数が切り替えられていない場合には、運転状態記憶部５１に記憶されている合成ＣＯＰのうち、もっとも古い情報を削除する（Ｓ３４）。このとき、同時に冷却水冷凍機入口温度についてももっとも古い情報を削除する。
【０１１１】
一方、運転台数が切り替えられたと判断した場合には、最適台数判断線修正部５２は、運転状態記憶部５１に記憶されている運転台数切替情報の出力前の冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰを読み出す。最適台数判断線修正部５２は、読み出した冷却水冷凍機入口温度を整数に四捨五入した値（以下「切替前冷却水冷凍機入口温度」という）を算出する。また、読み出した運転台数切替情報の出力前の合成ＣＯＰを切替前ＣＯＰとする（Ｓ３５）。
【０１１２】
それから、最適台数判断線修正部５２は、運転状態記憶部５１に記憶されている運転台数切替情報の出力後の切替後冷却水冷凍機入口温度および合成ＣＯＰを読み出す。最適台数判断線修正部５２は、読み出した冷却水冷凍機入口温度を整数に四捨五入した値（以下「切替後冷却水冷凍機入口温度」という）を算出する。読み出した運転台数切替情報の出力後の合成ＣＯＰを切替後ＣＯＰとする（Ｓ３５）。
【０１１３】
続いて、切替後ＣＯＰと切替前ＣＯＰとを比較し、切替後ＣＯＰが切替前ＣＯＰよりも大きいか否かを判断する（Ｓ３６）。その結果、切替後ＣＯＰの方が大きい場合には、最適台数判断線ＪＬが正しいということになる。この場合には、最適台数判断線ＪＬを修正することなく、そのまま維持して（Ｓ４１）、最適台数判断線ＪＬの修正処理を終了する。
【０１１４】
一方、切替後ＣＯＰが切替前ＣＯＰ以下であると判断した場合には、続いて、切替前ＣＯＰと切替後ＣＯＰとの変化率であるΔＣＯＰ比を算出する（Ｓ３７）。ΔＣＯＰ比は、下記（12）式によって算出される。
【０１１５】
ΔＣＯＰ比＝{（切替前ＣＯＰ−切替後ＣＯＰ）／切替前ＣＯＰ}×１００・・・（12）
【０１１６】
それから、ステップＳ２７で算出したΔＣＯＰ比が５％を超えるか否かを判断する（Ｓ３８）。ここで、ΔＣＯＰ比が５％を超えていない（５％以下である）と判断した場合には、計測誤差の範囲内であると考えられるので、最適台数判断線ＪＬを修正することなく、そのまま維持して（Ｓ３１）最適台数判断線ＪＬの修正処理を終了する。なお、ここで設定されている５％の数値は、運用に応じて適宜可変に設定することができる。
【０１１７】
また、ΔＣＯＰ比が５％を超えていると判断した場合、冷却水冷凍機入口温度が、冷凍機の運転台数を切り替えた前後で同一である場合には、最適台数判断線ＪＬの修正が必要であると考えられる。そこで、切替前冷却水冷凍機入口温度と切替後冷却水冷凍機入口温度が同一であるか否かを判断する（Ｓ３９）。
【０１１８】
その結果、切替前冷却水冷凍機入口温度と切替後冷却水冷凍機入口温度が同一でないと判断した場合には、切替前ＣＯＰと切替後ＣＯＰが大きく変わる場合もあるので、最適台数判断線ＪＬが正しい場合もある。したがって、この場合には、最適台数判断線ＪＬを修正することなく、そのまま維持して（Ｓ４１）最適台数判断線ＪＬの修正処理を終了する。
【０１１９】
一方、切替前冷却水冷凍機入口温度と切替後冷却水冷凍機入口温度が同一であると判断した場合には、最適台数判断線ＪＬの修正を行う（Ｓ４０）。最適台数判断線ＪＬの修正は、最適台数判断線ＪＬを運転台数の切替を行った方向へ移動させることによって行う。また、この修正は、冷凍機の運転台数が切り替えられたと判断されてから３分後に行う。その後、最適台数判断線ＪＬの修正処理を終了する。ここで、３分の時間についても、運用に応じて適宜可変に設定することができる。
【０１２０】
また、切替前ＣＯＰについては、運転台数切替情報の出力前に読み出した合成ＣＯＰを用いる代わりに、運転台数切替情報の出力前における数回分の合成ＣＯＰの平均値を用いることもできる。同様に、切替後ＣＯＰについては、運転台数切替情報の出力後に読み出した合成ＣＯＰを用いる代わりに、運転台数切替情報の出力後における数回分の合成ＣＯＰの平均値を用いることもできる。同様に、切替前冷却水冷凍機入口温度については、運転台数切替情報の出力前に読み出した温度を用いる代わりに、運転台数切替情報の出力前における数回分の温度の平均値を用いることもできる。同様に、切替後冷却水冷凍機入口温度については、運転台数切替情報の出力後に読み出した温度を用いる代わりに、運転台数切替情報の出力後における数回分の温度の平均値を用いることもできる。このように、複数回分の合成ＣＯＰの平均値である切替前ＣＯＰや切替後ＣＯＰ及び複数回分の冷却水温度の平均値である切替前冷却水冷凍機入口温度や切替後冷却水冷凍機入口温度を用いることにより、最適台数判断線ＪＬの修正を行う際の修正動作を安定化させることができる。
【０１２１】
このように、切替後ＣＯＰが切替前ＣＯＰよりも小さい場合に最適台数判断線ＪＬを修正することにより、過去に求めた最適台数判断線ＪＬと実運転特性との偏差を小さくすることができ、常に最適な運転を行うことができる。また、予め設定する最適台数判断線ＪＬが実運転特性と離れていたとしても、徐々に実運転特性に即した最適台数判断線ＪＬに修正される。このため、予め設定する最適台数判断線ＪＬを簡易に求めることができる。さらには、冷凍機システム１の経年変化によって実運転特性が変化した場合でも、実運転特性の変化に応じた最適台数判断線ＪＬに修正される。このため、大掛かりな再調整などを不要なものとすることができる。
【０１２２】
以下に、切替後ＣＯＰが切替前ＣＯＰよりも小さい場合に最適台数判断線ＪＬを修正することにより、最適台数判断線ＪＬが正しく修正される原理について説明する。ここで説明する最適台数判断線ＪＬが正しく修正される原理については、縦軸を合成ＣＯＰとし、横軸を冷凍機１台容量負荷率とした生成用運転状態マップにおける予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正する際の原理を用いて説明する。ただし、縦軸が合成ＣＯＰである生成用運転状態マップと、縦軸が冷却水冷凍機入口温度である運転状態マップとでは、いずれも横軸は冷凍機１台容量負荷率である。また、最適台数判断線ＪＬを修正する際には、最適台数判断線ＪＬを運転状態マップの横軸方向に移動させるので、生成用運転状態マップにおける予備的最適台数判断線ＰＪＬの移動量は、運転状態マップにおける最適台数判断線ＪＬの移動量と同じとなる。
【０１２３】
いま、図１２に示すように、最適台数判断線ＪＬを生成するための予備的最適台数判断線ＰＪＬは、冷凍機を１台運転しているときの第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と冷凍機を２台運転しているときの第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点を冷却水冷凍機入口温度ごとに生成し、その交点を結んだ線で構成されている。
【０１２４】
ここで、当初に設定した予備的最適台数判断線ＰＪＬが実運転特性に一致していれば、冷凍機の１台での運転から２台での運転に切り替えられた場合に、合成ＣＯＰの値は予備的最適台数判断線ＰＪＬの冷凍機１台容量負荷率を境として上昇する。合成ＣＯＰの値が予備的最適台数判断線ＰＪＬの冷凍機１台容量負荷率を境として上昇する特性は、冷却水温度がどの温度である場合でも、変化率は違うものの見られるものである。したがって、予備的最適台数判断線ＰＪＬが実運転特性に一致している場合には、運転台数の切替があった際には、合成ＣＯＰの値は必ず上昇することとなる。
【０１２５】
いま、予備的最適台数判断線ＰＪＬが実運転特性と相違する場合について考える。図１２には、計算上求めた第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２、および予備的最適台数判断線ＰＪＬを示す。また、実運転特性にあると考えられる想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１を破線で示す。ここでは、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１における各点の合成ＣＯＰは、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１における同一の冷凍機１台容量負荷率のときの各点の合成ＣＯＰより低い数値となっている。なお、この場合、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２における実運転特性の相違は無視できるものとする。
【０１２６】
この場合、１台運転中に、冷凍機システム１にかかる負荷が増加して、判断点が予備的最適台数判断線ＰＪＬを超えた（冷凍機１台容量負荷率Ｌｔを超えた）ときに冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替えられる。また、この冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替えられたときにＣＯＰがΔＣＯＰ分上昇することとなる。また、冷凍機システム１にかかる負荷が低下し、冷凍機の運転台数が２台のときから１台に切り替えられたときには、ＣＯＰがΔＣＯＰ分減少することとなる。
【０１２７】
冷凍機の運転台数が２台から１台に切り替えられた場合にＣＯＰが減少する要因は、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１における各点の合成ＣＯＰが、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１における同一の冷凍機１台容量負荷率のときの各点の合成ＣＯＰより低い数値となっていることである。
【０１２８】
また、図示はしないが、実運転特性に基づく想定第２ＣＯＰ曲線が第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２よりも低い数値となっている場合、想定第２ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ２における各点の合成ＣＯＰが、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２における同一の冷凍機１台容量負荷率のときの各点の合成ＣＯＰより低い数値となる。このため、１台から２台に切り替えられた場合にも、図１２の状態で２台から１台に切り替えられた場合と同様の現象が生じる。さらには、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１における各点の合成ＣＯＰが、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１における各点の合成ＣＯＰより高い数値となっている場合にも、１台から２台に切り替えられた場合に、図１２の状態で２台から１台に切り替えられた場合と同様の現象が生じる。
【０１２９】
したがって、運転台数の切替によって合成ＣＯＰが下がる場合には、そのときの冷却水冷凍機入口温度における予備的最適台数判断線ＰＪＬおよび予備的最適台数判断線ＰＪＬから生成される最適台数判断線ＪＬは誤差を含んでいることとなる。図１２に示す場合には、予備的最適台数判断線ＰＪＬは、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との交点（冷凍機１台容量負荷率Ｌｔａ上の点）上を通ることとなる。ここで、予備的最適台数判断線ＰＪＬを跨いで運転台数が変化した方向は、冷凍機１台容量負荷率が減少した方向となる。
【０１３０】
かかる考察に基づいて、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正する。原則的に、運転台数の切替があった後に合成ＣＯＰが低下した場合には、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正するようにしている。ここで、たとえば、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１における各点の合成ＣＯＰが、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１における同一の冷凍機１台容量負荷率のときの各点の合成ＣＯＰより低い数値となっている場合に、予備的最適台数判断線ＰＪＬは誤差を含んでいることとなる。このときに冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替えられると、合成ＣＯＰは上昇することとなり、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正することができない。ところが、冷凍機１台容量負荷率は、通常、増加減少を繰り返すものである。このため、合成ＣＯＰが低下した場合のみに予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正することにより、適切に最適台数判断線ＪＬを修正することができる。
【０１３１】
また、たとえば図１３に示すように、第１判断点Ｐａから第２判断点Ｐｂに移動し、運転台数が２台から１台に切り替えられた場合に、予備的最適台数判断線ＰＪＬの近傍で合成ＣＯＰが低下している場合、予備的最適台数判断線ＰＪＬやＣＯＰ曲線ＣＬ１，ＣＬ２が正しい場合であっても合成ＣＯＰが低下し、予備的最適台数判断線ＰＪＬの修正が必要であると判断してしまうことがある。
【０１３２】
そこで、冷却水冷凍機入口温度や合成ＣＯＰの算出を１分ごとに行い、２分間分の算出結果に基づいて求められる切替後ＣＯＰと切替前ＣＯＰとを比較している。このように、サンプリングを細かく刻むことにより、合成ＣＯＰの微小な変化量を捉えることができる。したがって、予備的最適台数判断線ＰＪＬの近傍で合成ＣＯＰが低下している場合における予備的最適台数判断線ＰＪＬの誤修正を防止することができる。
【０１３３】
さらに、合成ＣＯＰの減少量が大きい場合、本実施形態では、ΔＣＯＰ比が５％を超える場合に予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正するようにしている。本発明者らが知見する実績データでは、１分間の冷凍機の負荷変化量はおおむね１ＧＪ／ｈ以内と記録されている。また、運転台数の切替が行われるのは、冷却水冷凍機入口温度が２５℃〜２８℃のときであることが推察される。
【０１３４】
かかる認識の下、本発明者らが知見する実績の冷凍機システムにおいて、合成ＣＯＰの減少量を考えると、冷却水冷凍機入口温度が２５℃〜２８℃のときの第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１および第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上では、１分間の冷凍機の負荷変化量１ＧＪ／ｈは、ΔＣＯＰ比の５％に相当することとなる。したがって、１分間のサンプリングで捉えるΔＣＯＰ比の変化量は５％以下と考えられるので、ΔＣＯＰ比の変化量は５％を超えるときに、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正するようにしている。
【０１３５】
予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正する際には、予備的最適台数判断線を生成する際にプロットした点のうち、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正すると判断した際における冷却水冷凍機入口温度にもっとも近い点（以下「移動対象点」という）を冷凍機の運転台数の切替を行った方向へ移動させる。予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正すると判断した際には、切替前後での冷却水冷凍機入口温度は同一であるので、冷却水冷凍機入口温度を用いる。
【０１３６】
また、予備的最適台数判断線ＰＪＬの点を移動させる際の移動対象点の移動量ΔＪＬは、次のようにして求めている。運転台数の切替が発生すると考えられる冷却水冷凍機入口温度が２５℃〜２８℃のときの予備的最適台数判断線ＰＪＬの近傍におけるＣＯＰ曲線ＣＬ１，ＣＬ２の傾きについて考える。
【０１３７】
ここで、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１の傾きは、冷却水冷凍機入口温度が２５℃〜２８℃のときは、たとえばおおむね−０．０３となる。また、このとき、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２の傾きは、おおむね０．０３となる。このため、図１４に示すように、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２は、おおむね対称形に表すことができる。
【０１３８】
ここで、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１の実運転特性が想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１に変化し、切替前ＣＯＰが第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の起点Ｐｃにある状態から、想定移動点Ｐｄの位置に変化したことを想定する。この想定移動点Ｐｄは、現在の最適台数判断線上にあり、移動対象点となる。この場合、起点Ｐｃと想定移動点Ｐｄとの間の合成ＣＯＰの差はおよそ０．４であり、切替前ＣＯＰから切替後ＣＯＰにおよそ５％の減少が生じていることとなる。したがって、予備的最適台数判断線ＰＪＬの移動は、冷凍機の運転台数の切替を行った後、合成ＣＯＰの減少割合がおよそ５％を超えたときに行うべきと考えられる。
【０１３９】
たとえば、切替後ＣＯＰが、さらに５％減少して１０％減少している場合には、実際に移動した点である実移動点Ｐｅは、想定移動点Ｐｄから垂直に下がり、起点Ｐｃと実移動点Ｐｅとの間の合成ＣＯＰの差はおよそ０．８となると考えられる。この場合には、実際の第１ＣＯＰ曲線は、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１よりも合成ＣＯＰが低い想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１となっていると考えられる。
【０１４０】
この場合、実際の予備的最適台数判断線ＰＪＬは、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２と想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１との交点Ｐｆを通過すると考えることができる。予備的最適台数判断線ＰＪＬ上の点（以下「ＰＪＬ点」という）の移動を水平移動で近似することとすれば、移動後のＰＪＬ点は、交点Ｐｆと同一の冷凍機１台容量負荷率であり、想定移動点Ｐｄと同一の合成ＣＯＰとなる点Ｐｇとなる。ここで、予備的最適台数判断線ＰＪＬ上を跨いで運転台数が変化した方向は、Ｐｃ起点から想定移動点Ｐｄに移動した方向、言い換えると冷凍機１台容量負荷率が減少した方向となる。
【０１４１】
また、起点Ｐｃと想定移動点Ｐｄとの間および起点Ｐｃと実移動点Ｐｅとの間における冷凍機１台容量負荷率の差はおよそ１５％となる。そして、想定移動点Ｐｄ、実移動点Ｐｅと交点Ｐｆ、ＰＪＬ点Ｐｇとの間における冷凍機１台容量負荷率の差はおよそ７．５％となる。この冷凍機１台容量負荷率の差およそ７．５％が、予備的最適台数判断線ＰＪＬ上の移動対象点を移動させる際の必要移動量となる。
【０１４２】
移動対象点を移動させる移動量ΔＪＬを設定する際には、図１４に示した移動対象点の必要移動量より小さい移動量に移動量ΔＪＬを設定しておく。すると、運転を継続するにつれて徐々に予備的最適台数判断線ＰＪＬが移動することとなり、予備的最適台数判断線ＰＪＬの増加、減少といった揺れを防止することができる。
【０１４３】
そこで、ΔＣＯＰ比が１０％のときの移動対象点の移動量が冷凍機１台容量負荷率の差が７．５％以下となるように移動対象点の移動量ΔＪＬを設定する。本実施形態では、下記(13)式によって移動量ΔＪＬを算出して設定する。
【０１４４】
ΔＪＬ＝（ΔＣＯＰ比−５）／２  ・・・(13)
【０１４５】
上記(13)式を用いると、たとえば、冷却水冷凍機入口温度が２５℃であり、ΔＣＯＰ比が１０％である場合には、移動量ΔＪＬは、{ΔＣＯＰ比（＝１０）−５}／２＝２．５となり、必要移動量の７．５の半分である７．５／２＝３．７５より小さくなる。したがって、移動量ΔＪＬは妥当な移動量となる。
【０１４６】
また、冷却水冷凍機入口温度が２６℃であり、ΔＣＯＰ比が８％である場合の必要移動量は４．５と想定できる。このとき、移動量ΔＪＬは、{ΔＣＯＰ比（＝８）−５}／２＝１．５となり、必要移動量４．５の半分である４．５／２＝２．２５より小さくなる。また、冷却水冷凍機入口温度が２８℃であり、ΔＣＯＰ比が１０％である場合の必要移動量は８と想定できる。このとき、移動量ΔＪＬは、{ΔＣＯＰ比（＝１０）−５}／２＝２．５となり、必要移動量８の半分である４／２＝２より小さくなる。このため、いずれの場合においても、移動量ΔＪＬは妥当な移動量となる。
【０１４７】
したがって、上記(13)式によって、予備的最適台数判断線ＰＪＬにおける移動対象点の移動量ΔＪＬを算出して設定することができる。上記(13)式を用いることにより、ΔＣＯＰ比が大きいほど移動対象点の移動量ΔＪＬが大きくなる。このため、実際の最適台数判断線に近くなるように修正することができる。なお、上記(13)式における「５」「２」の数値については、冷凍機システム１の特性等を考慮して、適宜設定することができる。
【０１４８】
さらに、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正するにあたり、移動対象点を上記(13)式に基づいて算出した移動量ΔＪＬだけ移動させるとともに、予備的最適台数判断線ＰＪＬにおける移動対象点の周囲の点についても移動させる。具体的に、図１５に示すように、最適台数判断線ＪＬに含まれ、移動対象点よりも冷却水冷凍機入口温度が１℃低い点（以下「第１上段対象点」という）の移動量を移動対象点の移動量ΔＪＬの１／２であるΔＪＬ／２とする。
【０１４９】
また、第１上段対象点よりも冷却水冷凍機入口温度が１℃低い点の移動量を移動対象点の移動量ΔＪＬの１／４であるΔＪＬ／４とする。さらに、移動対象点よりも冷却水冷凍機入口温度が１℃高い点（以下「第１下段対象点」という）の移動量を移動対象点の移動量ΔＪＬの１／２であるΔＪＬ／２とする。そして、第１下段対象点よりも冷却水冷凍機入口温度が１℃高い点の移動量を移動対象点の移動量ΔＪＬの１／４であるΔＪＬ／４とする。
【０１５０】
このように、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正する際に、予備的最適台数判断線ＰＪＬにおける移動対象点の周囲の点も移動させることにより、切替後の予備的最適台数判断線の形状に大きな変化がなくなり、実際の予備的最適台数判断線ＰＪＬに近い形状としていくことができる。しかも、予備的最適台数判断線ＰＪＬを修正する際、移動対象点の移動量をもっとも大きくし、周囲の点の移動量を移動対象点から離れるにしたがって小さくなるようにしている。このため、予備的最適台数判断線ＰＪＬにおけるもっとも修正が必要な部分を大きく修正することができる。
【０１５１】
また、図７に示す第２の実施形態における修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２についても、上記第３の実施形態のように修正することにより、修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２が正しく修正される。以下、第２の実施形態における第１修正最適台数判断線ＪＬ１の修正により、修正最適台数判断線ＪＬ１，ＪＬ２が正しく修正される原理について説明する。なお、第２修正最適台数判断線ＪＬ２についても、同様の手順によって正しく修正がなされる。ここで、第１修正最適台数判断線ＪＬ１についても、第１最適台数判断線ＪＬと同様、生成用運転状態マップにおける横軸方向への移動量は、運転状態マップにおける横軸方向への移動量と同じとなる。このため、第１修正最適台数判断線ＪＬ１について、第１修正最適台数判断線ＪＬ１を生成する際に用いられる第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１を用いて説明する。
【０１５２】
ここで、図１４に示す場合と同様、図１６に示すように、切替前ＣＯＰが第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上の起点Ｐｈにある状態から、想定移動点Ｐｊの位置に変化したことを想定する。この想定移動点Ｐｊは、現在の第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１上にあり、移動対象点となる。想定移動点Ｐｊは、第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１が通過する仮想定移動点Ｐｉよりも冷凍機１台容量負荷率が小さい側の位置となる。この場合、起点Ｐｈと想定移動点Ｐｊとの間のＣＯＰの差はおよそ０．３９であり、切替前ＣＯＰから切替後ＣＯＰにおよそ５％の減少が生じていることとなる。なお、図１６においては、数値関係を明瞭に説明するために、各点の位置関係を実際とはずらして示しているものがある。
【０１５３】
さらに、図１４に示す場合と同様、実際の第１ＣＯＰ曲線が、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１よりも合成ＣＯＰが低い想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１となっている場合を想定する。
【０１５４】
この場合、実際の第１ＣＯＰ曲線がＣＬ１のまま正しい状態であれば、運転台数が２台から１台に切り替わり、切替後想定移動点Ｐｋとなっているはずである。ところが、実際の移動点である実移動点Ｐｌは、切替後想定移動点Ｐｋよりも合成ＣＯＰが低くなっている。この実移動点Ｐｌを想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１が通過していると考えられる。ここで切替後想定移動点Ｐｋと実移動点Ｐｌとの間の合成ＣＯＰの差は図１４と同じ０．４となる。
【０１５５】
このため、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１と第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２との間における合成ＣＯＰの差が、切替後想定移動点Ｐｋと想定移動点Ｐｊとの間における合成ＣＯＰの差（この場合０．４１）と同じとなる位置を探す。このときの第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上における第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１が通過する点（以下「ＰＪＬ１点」という）Ｐｍと、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１上におけるＰＪＬ１点Ｐｍと同じ冷凍機１台容量負荷率となる想定点Ｐｎとを結ぶ線を設定する。ここで、修正最適台数判断線上のＪＬ１点の移動を水平移動で近似することとすれば、移動後のＰＪＬ１点は、点Ｐｍと点Ｐｎを結ぶ線上における、想定移動点Ｐｊと同じ合成ＣＯＰの点Ｐｏとなる。
【０１５６】
ここで、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１と想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１とが同一である場合、冷凍機の運転台数を切り替えた後の合成ＣＯＰの変化割合は、０．３％程度の増加となる。したがって、第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１の移動は、冷凍機の運転台数を切り替えた後、合成ＣＯＰが減少していたときに行うべきと考えられる。
【０１５７】
たとえば、第１ＣＯＰ曲線ＣＬ１が想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１まで移動していたい場合、冷凍機の運転台数を切り替えた後の合成ＣＯＰは、４．９％程度減少することとなる。なお、図１６においては、各点の対応関係を明確にするため、比率が一定となっていない部分がある。
【０１５８】
ここで、起点Ｐｈと切替後想定移動点Ｐｋとの間における合成ＣＯＰの差は０．０２１となる。この差は、０．３％程度の増加割合に相当する。また、起点Ｐｈと実移動点Ｐｌとの間における合成ＣＯＰの差は０．３８となる。この差は、４．９％程度の減少割合に相当する。
【０１５９】
この場合の移動後ＰＪＬ１点Ｐｏは、第２ＣＯＰ曲線ＣＬ２上におけるＰＪＬ１点Ｐｍと、想定第１ＣＯＰ曲線ＩｍａＣＬ１上における想定点Ｐｎとを結ぶ線上にあり、点Ｐｍと点Ｐｎの合成ＣＯＰの差は、切替後想定移動点Ｐｋと想定移動点Ｐｊの合成ＣＯＰの差０．４１と同じであり、点Ｐｍは点Ｐｊと同等の省エネルギー性の低下を許容する位置である。このときの想定移動点Ｐｊ（移動前ＰＪＬ１点）と移動後ＰＪＬ１点Ｐｏとの間における冷凍機１台容量負荷率の差はおよそ５．８５％となる。この冷凍機１台容量負荷率の差およそ５．８５％が、第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１の移動対象点を移動させる際の必要移動量と想定できる。
【０１６０】
ここでは、下記(14)式によって移動量ΔＪＬ１を算出する。
ΔＪＬ１＝（ΔＣＯＰ比−０）／２  ・・・(14)
【０１６１】
上記(14)式を用いると、たとえば、冷却水冷凍機入口温度が２５℃であり、ΔＣＯＰ比が４．９％である場合には、移動量ΔＪＬ１は、{ΔＣＯＰ比（＝４．９）−０}／２＝２．４５となり、必要移動量の５．８５の半分である５．８５／２＝２．９３より小さくなる。したがって、移動量ΔＪＬ１は妥当な移動量となる。
【０１６２】
また、冷却水冷凍機入口温度が２８℃であり、ΔＣＯＰ比が４．９％である場合には、必要移動量は６．８６と想定できる。この場合、移動量ΔＪＬ１は、上記(14)式より、{ΔＣＯＰ比（＝４．９）−０}／２＝２．４５となり、必要移動量の６．８６の半分である６．８６／２＝３．４３より小さくなる。したがって、移動量ΔＪＬ１は妥当な移動量となる。
【０１６３】
したがって、上記(14)式によって、第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１における移動対象点の移動量ΔＪＬ１を算出して設定することができる。上記(14)式を用いることにより、ΔＣＯＰ比が大きいほど移動対象点の移動量ΔＪＬ１が大きくなる。このため、実際の最適台数判断線に近くなるように修正することができる。このとき、第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１の移動に伴い、予備的最適台数判断線ＰＪＬおよび第２予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ２についても、移動量ΔＪＬ１分平行移動させる。なお、上記(14)式における「０」「２」の数値については、冷凍機システム１の特性等を考慮して、適宜設定することができる。
【０１６４】
ここまでの移動量ΔＪＬ１を求める際の説明は、冷凍機１台容量負荷率が相対的に小さくなることを想定しているが、冷凍機１台容量負荷率が相対的に大きくなることを想定することもできる。この場合には、移動量ΔＪＬ１を求めたのと同様にして、移動量ΔＪＬ２を下記(15)式で求めることができる。
ΔＪＬ２＝（ΔＣＯＰ比−０）／２  ・・・(15)
【０１６５】
この上記(15)式によって、第２予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ２における移動対象点の移動量ΔＪＬ２を算出して設定することができる。上記(15)式を用いることによっても、実際の最適台数判断線ＪＬに近くなるように修正することができる。また、第２予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ２の移動に伴い、予備的最適台数判断線ＰＪＬおよび第１予備的修正最適台数判断線ＰＪＬ１についても、移動量ΔＪＬ２分平行移動させる。また、上記(15)式における「０」「２」の数値については、冷凍機システム１の特性等を考慮して、適宜設定することができる。
【０１６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では２台の冷凍機を想定して冷凍機の運転台数の決定を行っているが、３台以上の冷凍機を用いる場合にも、同様の最適台数判断線を用いることによって、運転台数を決定することができる。また、３台以上の冷凍機がある場合には、たとえば、１台と２台との間の最適台数判断線および２台と３台との間の最適台数判断線など、複数の最適台数判断線を設定する態様とすることもできる。この場合、本発明の第１台数は、１台と２台であり、第２台数は２台と３台となり、第１台数および第２台数は複数存在することとなる。さらに冷凍機の運転台数が増加する場合には、同様に第１台数および第２台数が増加することもある。
【０１６７】
また、上記実施形態では、最適台数判断線ＪＬに設定する非切替範囲を決定する際に用いる省エネルギー性低下分の所定値として５％を設定しているが、その他の数値とすることもできる。このとき、省エネルギー性低下分の所定値としては、１〜１０％の範囲に設定するのが好適である。さらに、上記実施形態では、最適台数判断線ＪＬを一定値に設定しているが、たとえば、空調負荷やその他の要因に対応して、省エネルギー性低下分の所定値を調整する態様とすることもできる。
【０１６８】
さらに、上記実施形態では、最適台数判断線ＪＬに切替遅延範囲を設定するにあたって、最適台数判断線ＪＬに所定の非切替範囲を設定したが、他の態様とすることもできる。たとえば、最適台数判断線ＪＬの切替遅延範囲としてタイムディレイを設定し、判断点が最適台数判断線ＪＬを超えた後、所定時間が経過してから運転台数を切り替える態様とすることもできる。また、非切替範囲とタイムディレイとを併用して最適台数判断線ＪＬの切替遅延範囲とすることもできる。ここでの所定時間についても、省エネルギー性の低下分を考慮して決定することができる。
【０１６９】
さらに、上記実施形態における最適台数判断線ＪＬは、理論値に基づいて設定されているが、たとえば過去のデータ（たとえば１年分）を記録しておき、当該記録に応じて最適台数判断線ＪＬを修正する態様とすることもできる。また、同様に、非切替範囲やタイムディレイなどの切替遅延範囲についても、過去のデータ等に基づいて修正することもできる。
【０１７０】
また、上記実施形態においては、最適台数判断線ＪＬの非切替範囲として、冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替わる場合と、２台から１台に切り替わる場合の両方について設定しているが、冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替わる場合のみ、あるいは２台から１台に切り替わる場合のみに設定することもできる。あるいは、冷凍機の運転台数が１台から２台に切り替わる場合に非切替範囲を設定し、２台から１台に切り替わる場合には、タイムディレイを設定したり、逆に、冷凍機の運転台数が２台から１台に切り替わる場合に非切替範囲を設定し、１台から２台に切り替わる場合には、タイムディレイを設定したりする態様とすることもできる。
【０１７１】
さらに、上記実施形態では、図３に示す最適台数判断線を冷凍機１台容量に対する負荷率を横軸とし、冷凍機の冷却水温度を縦軸とした運転状態マップ上に形成しているが、図５（ｃ）に示す生成用運転状態マップを本発明における運転状態マップとする態様とすることもできる。この場合、最適台数判断線は、生成用運転状態マップ上に形成されることとなる。他方、本発明は、上記の冷凍機の運転台数決定方法を制御装置４０に実行させるためのプログラムや、このプログラムを記憶する記憶媒体とすることもできる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…冷凍機システム
１０…第１冷凍機
１１…第１冷却水配管
１２…第１冷却塔
１３…第１冷水配管
１４…第１冷却水温度計
１５…第１冷却水ポンプ
１６…冷水往温度計
１７…第１冷水ポンプ
２０…第２冷凍機
２１…第２冷却水配管
２２…第２冷却塔
２３…第２冷水配管
２４…第２冷却水温度計
２５…第２冷却水ポンプ
２６…冷水還温度計
２７…第２冷水ポンプ
３１…第１空調装置
３２…第２空調装置
３３…冷水往ヘッダ
３３Ａ…冷水往ヘッダ流量計
３４…冷水還ヘッダ
３４Ａ…冷水還ヘッダ流量計
４０…制御装置
４１…製造熱量算出部
４２…運転台数記憶部
４３…冷却水冷凍機入口温度検出部
４４…運転状態マップ記憶部
４５…運転台数判断部
５０…制御装置
５１…運転状態記憶部
５２…最適台数判断線修正部
ＪＬ…最適台数判断線
ＪＬ１…第１修正最適台数判断線
ＪＬ２…第２修正最適台数判断線
ＰＪＬ…予備的最適台数判断線
ＰＪＬ１…第１予備的修正最適台数判断線
ＰＪＬ２…第２予備的修正最適台数判断線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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