(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷凍機を制御して、冷熱あるいは温熱の供給を行うための冷凍機制御装置であって、
要求負荷に応じて、複数の前記冷凍機のうち運転させる前記冷凍機を選択する冷凍機選択部と、
該冷凍機選択部で選択された前記冷凍機に対して、前記要求負荷と対応した運転信号を出力する運転指令部とを備え、
前記冷凍機選択部は、前記要求負荷に基づいて現在選択されている前記冷凍機の台数を変更するか否かを判定する台数変更判定部と、
前記台数変更判定部による判定結果に基づいて前記冷凍機の台数を変更する場合に、予め取得された各冷凍機の負荷と効率指標値との関係及び要求負荷に基づいて運転状態を変更する冷凍機を決定する冷凍機決定部と、
を具備し、
前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で前記冷凍機の台数を増やすと判定された場合、現在運転中の全冷凍機について、許容される効率の範囲となる高負荷側の負荷の閾値として各冷凍機について設定される最適負荷範囲高値を合計した最適負荷範囲高値合計から、要求負荷を減算した不足負荷値を求める不足負荷値演算部と、
前記不足負荷値演算部で求められた不足負荷値と前記負荷と効率指標値との関係に基づいて、現在停止中の冷凍機のそれぞれについて前記不足負荷値で運転させた場合の効率指標値を求めて、最も高い効率指標値を示す冷凍機を運転させる冷凍機として選択する運転冷凍機選択部と、
を具備することを特徴とする冷凍機制御装置。
【請求項２】
前記運転冷凍機選択部は、前記選択可能な冷凍機が複数存在したとき、該当する冷凍機の運転時間を取得して、該運転時間の最も短い冷凍機を選択することを特徴とする請求項１に記載の冷凍機制御装置。
【請求項３】
前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で前記冷凍機の台数を減らすと判定された場合、現在運転中の冷凍機から１台を停止させることで運転を維持させる冷凍機として組み合わせうる全ての冷凍機運転パターンを求める減段運転パターン抽出部と、
前記減段運転パターン抽出部で求められた全ての冷凍機運転パターンについて、全体の効率指標値を求め、最も効率指標値が高くなる冷凍機運転パターンと対応する冷凍機を停止させる冷凍機として選択する停止冷凍機選択部とを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍機制御装置。
【請求項４】
前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で冷凍機台数を減らすと判定された場合、現在運転中の全冷凍機について、要求負荷から、許容される効率の範囲となる低負荷側の負荷の閾値として各冷凍機について設定される最適負荷範囲低値を合計した最適負荷範囲低値合計を減算した余剰負荷値を求める余剰負荷値演算部と、
前記余剰負荷値演算部で求められた前記余剰負荷値及び前記負荷と効率指標値との関係に基づいて、現在運転中の冷凍機のそれぞれについて前記余剰負荷値で運転させた場合の効率指標値を求めて、最も低い効率指標値を示す冷凍機を停止させる冷凍機として選択する停止冷凍機選択部とを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍機制御装置。
【請求項５】
前記停止冷凍機選択部は、前記選択可能な冷凍機が複数存在したとき、該当する冷凍機の運転時間を取得して、該運転時間の最も長い冷凍機を選択することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の冷凍機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の冷凍機を備えた冷凍機システムにおいて、冷凍機の制御を行う冷凍機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機は一般に、負荷によって効率（消費するエネルギーに対する、生成する冷熱量）が異なる。このため、冷凍機を効率良く運転するためには、冷凍機の効率を把握し、適切な負荷にて運転するよう制御する必要がある。
そこで、特許文献１では、冷凍機の最適運転範囲（効率良く運転可能な範囲）を算出する技術、および、算出した最適運転範囲に基づいて冷凍機運転台数変更の要否を判定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２００９−２０４２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、冷凍機システム全体の効率を最適化する方法は開示されていない。したがって、特許文献１の技術を用いれば、個々の冷凍機の運転状況を評価して最適化することはできるものの、ただちに、冷凍機システム全体に対する最適制御を行うことはできない。
複数種類の冷凍機を具備する冷凍機システムなど、特性の異なる冷凍機を具備する冷凍システムでは、運転する冷凍機によって冷凍機システム全体の効率が異なるため、どの冷凍機を運転するかの選択を状況に応じて適切に行う必要がある。例えば、可変速な冷凍機（コンプレッサを可変速制御可能な冷凍機）は、冷却水温度によって効率良く運転可能な負荷が異なるため、冷却水温度に応じた柔軟な判断が求められる。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、冷凍機システム全体を効率良く運転するために増段または減段するべき冷凍機を、状況に応じて適切に選択できる冷凍機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による冷凍機制御装置は、複数の冷凍機を制御して、冷熱または温熱の供給を行うための冷凍機制御装置であって、要求負荷に応じて、複数の前記冷凍機のうち運転させる前記冷凍機を選択する冷凍機選択部と、該冷凍機選択部で選択された前記冷凍機に対して、前記要求負荷と対応した運転信号を出力する運転指令部とを備え、前記冷凍機選択部は、前記要求負荷に基づいて現在選択されている前記冷凍機の台数を変更するか否かを判定する台数変更判定部と、前記台数変更判定部による判定結果に基づいて前記冷凍機の台数を変更する場合に、予め取得された各冷凍機の負荷と効率指標値との関係及び要求負荷に基づいて運転状態を変更する冷凍機を決定する冷凍機決定部と、を具備し、前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で前記冷凍機の台数を増やすと判定された場合、現在運転中の全冷凍機について、許容される効率の範囲となる高負荷側の負荷の閾値として各冷凍機について設定される最適負荷範囲高値を合計した最適負荷範囲高値合計から、要求負荷を減算した不足負荷値を求める不足負荷値演算部と、前記不足負荷値演算部で求められた不足負荷値と前記負荷と効率指標値との関係に基づいて、現在停止中の冷凍機のそれぞれについて前記不足負荷値で運転させた場合の効率指標値を求めて、最も高い効率指標値を示す冷凍機を運転させる冷凍機として選択する運転冷凍機選択部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様による冷凍機制御装置は、上述の冷凍機制御装置であって、前記運転冷凍機選択部は、前記選択可能な冷凍機が複数存在したとき、該当する冷凍機の運転時間を取得して、該運転時間の最も短い冷凍機を選択することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様による冷凍機制御装置は、上述の冷凍機制御装置であって、前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で前記冷凍機の台数を減らすと判定された場合、現在運転中の冷凍機から１台を停止させることで運転を維持させる冷凍機として組み合わせうる全ての冷凍機運転パターンを求める減段運転パターン抽出部と、前記減段運転パターン抽出部で求められた全ての冷凍機運転パターンについて、全体の効率指標値を求め、最も効率指標値が高くなる冷凍機運転パターンと対応する冷凍機を停止させる冷凍機として選択する停止冷凍機選択部とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様による冷凍機制御装置は、上述の冷凍機制御装置であって、前記冷凍機決定部は、前記台数変更判定部で冷凍機台数を減らすと判定された場合、現在運転中の全冷凍機について、要求負荷から、許容される効率の範囲となる低負荷側の負荷の閾値として各冷凍機について設定される最適負荷範囲低値を合計した最適負荷範囲低値合計を減算した余剰負荷値を求める余剰負荷値演算部と、前記余剰負荷値演算部で求められた前記余剰負荷値及び前記負荷と効率指標値との関係に基づいて、現在運転中の冷凍機のそれぞれについて前記余剰負荷値で運転させた場合の効率指標値を求めて、最も低い効率指標値を示す冷凍機を停止させる冷凍機として選択する停止冷凍機選択部とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様による冷凍機制御装置は、上述の冷凍機制御装置であって、前記停止冷凍機選択部は、前記選択可能な冷凍機が複数存在したとき、該当する冷凍機の運転時間を取得して、該運転時間の最も長い冷凍機を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷凍機制御装置が、冷凍機システム全体を効率良く運転するために増段または減段するべき冷凍機を、状況に応じて適切に選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における冷凍機システム１の概略構成を示す構成図である。
【図２】同実施形態における冷凍機２１−１の概略構成を示す構成図である。
【図３】同実施形態における冷凍機制御装置１００の概略構成を示す構成図である。
【図４】同実施形態において、冷凍機制御装置１００が、運転状態を変更すべき冷凍機を選択する処理手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態において、余剰負荷値演算部１３２を具備する冷凍機制御装置１００の概略構成を示す構成図である。
【図６】同実施形態において、要求負荷を満たすか否かに加えて、要求流量を満たすか否かを判定する場合の、冷凍機制御装置１００の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、冷凍機システム１が冷熱を供給する場合について説明する。温熱を供給する場合についても、同様に本発明を適用できる。
図１は、本発明の一実施形態における冷凍機システム１の概略構成を示す構成図である。同図において冷凍機システム１は、ｎ（ｎは正整数）台の冷凍機２１−１〜２１−ｎと、冷水ポンプ３１−１〜３１−ｎと、バイパス弁４１と、冷凍機制御装置１００とを具備する。また、冷凍機システム１は、外部負荷５１に接続されている。
冷凍機２１−１〜２１−ｎは、冷水を冷却して外部負荷５１に供給する。これにより、外部負荷５１は、冷凍機２１からの冷水にて冷却される。
冷水ポンプ３１−１〜３１−ｎは、各冷凍機に冷水を送出する。バイパス弁４１は、冷凍機２１−１〜２１−ｎからの冷水をバイパスする。冷凍機制御装置１００は、各部の制御を行う。特に、冷凍機制御装置１００は、冷凍機２１−１〜２１−ｎの運転台数切換タイミングおよび運転切換を行う冷凍機を決定して、冷凍機２１−１〜２１−ｎの台数制御を行う。
【００１６】
図２は、冷凍機２１−１の概略構成を示す構成図である。同図において、冷凍機２１−１は、ターボ圧縮機２１１と、凝縮器２１２と、サブクーラー２１３と、高圧膨張弁２１４と、低圧膨張弁２１５と、蒸発器２１６と、中間冷却器２１７と、インバータ２２１と、ホットガスバイパス弁２２５と、冷却伝熱管２３１と、冷水伝熱管２３２と、ホットガスバイパス管２３３と、制御部２３４とを具備する。ターボ圧縮機２１１は、電動モータ２２２と、入口案内翼（Inlet Guide Vane；ＩＧＶ）２２４とを具備する。
【００１７】
冷凍機２１−１は、２段圧縮２段膨張サブクールサイクルにて冷媒を冷却し、冷却された冷媒にて冷水を冷却する。
ターボ圧縮機２１１は遠心式の２段圧縮機であり、ガス状の冷媒を圧縮する。凝縮器２１２は、ターボ圧縮機２１１によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮して液化させる。サブクーラー２１３は、凝縮器２１２の冷媒流れ下流側に設けられ、凝縮器２１２にて凝縮された液冷媒に対して過冷却を与える。冷却伝熱管２３１は、凝縮器２１２及びサブクーラー２１３に挿通され、管内を流れる冷却水により冷媒を冷却する。この、冷却伝熱管２３１を流れる冷却水は、冷媒を冷却した後、冷却塔において外部へと排熱され、再び冷却伝熱管２３１を流れる。
【００１８】
高圧膨張弁２１４および低圧膨張弁２１５は、サブクーラー２１３からの液冷媒を膨張させる。中間冷却器２１７は、高圧膨張弁２１４によって膨張させられた液冷媒を冷却する。蒸発器２１６は、低圧膨張弁２１５によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる。冷水伝熱管２３２は、蒸発器２１６に挿通される。冷水伝熱管２３２を流れる冷水は、冷媒が蒸発する際に気化熱を吸熱されることにより冷却される。
このようにして、冷凍機２１−１は冷水を冷却して外部負荷５１に供給する。
【００１９】
また、冷凍機２１−１の負荷制御は、圧縮機が可変速制御可能な冷凍機の場合、ターボ圧縮機２１１の回転数制御と、入口案内翼２２４およびホットガスバイパス管２３３による容量制御とにより行われる。
電動モータ２２２は、ターボ圧縮機２１１を駆動する。インバータ２２１は、電動モータ２２２の回転数を制御することによりターボ圧縮機２１１の回転数制御を行う。
入口案内翼２２４は、ターボ圧縮機２１１の冷媒吸入口に設けられ、吸入冷媒流量を制御することにより、冷凍機２１−１の容量制御を行う。
ホットガスバイパス管２３３は、凝縮器２１２の気相部と蒸発器２１６の気相部との間に設けられ、冷媒ガスをバイパスする。ホットガスバイパス弁２２５は、ホットガスバイパス管２３３内を流れる冷媒の流量を制御する。ホットガスバイパス弁２２５がホットガスバイパス流量を調整することにより、入口案内翼２２４による容量制御よりも詳細な容量制御を行える。
なお、圧縮機が固定速制御である冷凍機の場合、入口案内翼２２４及びホットガスバイパス管２３３による容量制御により負荷制御を行う。
【００２０】
制御部２３４は、各部の制御を行う。特に制御部２３４は、冷凍機制御装置１００（図１）から入力される制御信号に基づいて、停止中の冷凍機２１−１を運転させ、または、運転中の冷凍機２１−１を停止させる。（以下では、停止中の冷凍機を運転させ、または、運転中の冷凍機を停止させることを、「運転状態を変更」するという。）また、制御部２３４は、冷凍機制御装置１００から入力される制御信号に基づいて、インバータ２２１と入口案内翼２２４とホットガスバイパス弁２２５とを制御することにより、冷凍機２１−１の負荷制御を行う。また、制御部２３４は、後述する最適負荷関連情報を求める。
制御部２３４の行う負荷制御により、冷凍機２１−１は、定格温度（例えば７℃）の冷水を外部負荷５１に供給する。
【００２１】
また、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により測定される。また、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により測定される。これらの測定値は、制御部２３４が各部の制御を行う際に用いられ、また、制御部２３４が、後述する最適負荷関連情報を求めるために用いられる。
なお、冷凍機２１−２〜２１−ｎの構成も、図２で説明したのと同様である。
【００２２】
図３は、冷凍機制御装置１００の概略構成を示す構成図である。同図において、冷凍機制御装置１００は、データ取得部１１１と、要求負荷判定部１１２と、要求負荷演算部１１３と、増段判定部１２１と、不足負荷値演算部１２２と、運転冷凍機選択部１２３と、減段判定部１３１と、停止冷凍機選択部１３３と、運転指令部１４１と、運転パターン抽出部（減段運転パターン抽出部）１５１とを具備する。
データ取得部１１１は、冷凍機２１−１〜２１−ｎとの間で、往還温度や、主管流量や、冷凍機の最適負荷範囲や、最適負荷範囲で運転を行った場合の冷凍機の効率などの情報を送受信する。
要求負荷演算部１１３は、データ取得部１１１が取得する往還温度と主管流量とに基づいて、冷凍機システム１が生成すべき冷熱量または温熱量を示す要求負荷を算出する。
要求負荷判定部１１２は、運転中の冷凍機について最適負荷を合計した値と、要求負荷とを比較して、増段（運転台数を増加させる）時の処理を行うか、あるいは、減段（運転台数を減少させる）時の処理を行うかを決定する。
【００２３】
増段判定部１２１は、要求負荷判定部１１２が増段時の処理を行うと決定した場合に、実際に増段を行うか否かを決定する。
不足負荷値演算部１２２は、運転中の各冷凍機が最適負荷にて運転した場合の、負荷の不足分を示す不足負荷値を算出する。
運転冷凍機選択部１２３は、不足負荷値演算部１２２が算出する不足負荷値と、停止中の各冷凍機の最適負荷関連情報とに基づいて、冷凍機システム１が要求負荷を満たし、かつ、効率良く運転するために、起動すべき冷凍機を選択する。
【００２４】
減段判定部１３１は、要求負荷判定部１１２が減段時の処理を行うと決定した場合に、実際に減段を行うか否かを決定する。
運転パターン抽出部１５１は、要求負荷を満たすように運転する冷凍機の可能な組み合わせ（以下、運転する冷凍機の組み合わせを示す情報を「冷凍機運転パターン」と称する）を抽出する。停止冷凍機選択部１３３は、運転パターン抽出部１５１が抽出する冷凍機運転パターンと、運転中の各冷凍機の最適負荷関連情報とに基づいて、冷凍機システム１が要求負荷を満たし、かつ、効率良く運転するために、停止すべき冷凍機を選択する。
運転指令部１４１は、起動すべき冷凍機に対して運転するよう指示する制御信号を送信し、停止すべき冷凍機に対して停止するよう指示する制御信号を送信し、また、運転中の冷凍機に対して負荷分担を変更するための流量指令の制御信号を送信する。
【００２５】
なお、要求負荷判定部１１２と、増段判定部１２１と、減段判定部１３１とで台数変更判定部を構成し、要求負荷に基づいて現在選択されている冷凍機の台数を変更するか否かを選択する。
すなわち、後述するように、まず、要求負荷判定部１１２が、要求負荷に基づいて増段時の処理を行うか減段時の処理を行うかを決定する。要求負荷判定部１１２が増段時の処理を行うと決定した場合は、増段判定部１２１が、実際に増段を行うか否かを判定する。一方、要求負荷判定部１１２が減段時の処理を行うと判定した場合は、減段判定部１３１が、実際に減段を行うか否かを判定する。
【００２６】
また、不足負荷値演算部１２２と、運転冷凍機選択部１２３と、運転パターン抽出部１５１と、停止冷凍機選択部１３３とで冷凍機決定部を構成し、台数変更判定部による判定結果に基づいて冷凍機の台数を変更する場合に、各冷凍機の負荷と効率指標値（後述するＣＯＰ）との関係及び要求負荷に基づいて運転状態を変更する冷凍機を決定する。
すなわち、後述するように、増段判定部１２１が増段を行うと判定した場合は、不足負荷値演算部１２２が、負荷の不足分を算出し、運転冷凍機選択部１２３が、負荷の不足分にて運転するのに適した冷凍機を、各冷凍機の負荷とＣＯＰとの関係に基づいて決定する。
一方、減段判定部１３１が減段を行うと判定した場合は、運転パターン抽出部１５１が、要求負荷に応じた冷凍機運転パターンを抽出し、停止冷凍機選択部１３３が、抽出された冷凍機運転パターンのうち、冷凍機システム１全体の効率の良い冷凍機運転パターンに基づいて、停止する冷凍機を決定する。
【００２７】
また、台数変更判定部と、冷凍機決定部とで冷凍機選択部を構成し、負荷要求に応じて複数の冷凍機のうち運転させる冷凍機を選択する。すなわち、台数変更判定部の判定結果に基づいて、冷凍機決定部が増段する冷凍機または減段する冷凍機を選択することにより、冷凍機２１−１〜２１−ｎ（図１）のうち、運転する冷凍機を選択する。
【００２８】
次に、図４を参照して、冷凍機制御装置１００の動作について説明する。
図４は、冷凍機制御装置１００が、運転状態を変更すべき冷凍機を選択する処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず、データ取得部１１１が、停止中の各冷凍機に対して冷却水入口温度や冷却水流量などの情報を送信する。
なお、冷凍機が全台停止している場合は、外気湿球温度に基づいて到達可能な冷却水入口温度を算出する。また、冷却水流量は定格流量とする（以上、ステップＳ１０１）。
【００２９】
そして、各冷凍機２１−１〜２１−ｎは、最適負荷範囲高値と、最適負荷範囲低値と、最適負荷範囲最適値と、最適負荷範囲高値ＣＯＰと、最適負荷範囲低値ＣＯＰと、最適負荷範囲最適値ＣＯＰとを算出してデータ取得部１１１に送信する。
ここで、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance、成績係数）は、冷凍機の効率を示す効率指標値であり、冷凍機の負荷（冷凍能力）を消費エネルギーで除して算出される。冷凍機は、一般的に、冷却水入口温度や冷却水流量など冷凍機の運転環境、および、当該冷凍機に要求される負荷によってＣＯＰが異なる。
そこで、各冷凍機２１−１〜２１−ｎは、実機において、予め、様々な運転環境および負荷において測定されたＣＯＰに基づいて生成された、運転環境および負荷の各値と当該各値におけるＣＯＰとが対応付けられたテーブルを記憶している。あるいは、当該テーブルに冷却水条件及び負荷の各値から機械特性に従ってＣＯＰを導出する式を、冷凍機２１−１〜２１−ｎが予め記憶しておくようにしてもよい。
なお、ＣＯＰとして、冷凍機の消費エネルギーに基づくＣＯＰを用いてもよいし、冷水ポンプや冷却水ポンプや冷却塔ファンなどの補機の消費エネルギーも含めた消費エネルギーに基づくＣＯＰを用いてもよい。
【００３０】
また、最適負荷範囲とは、冷凍機が高効率にて運転可能な負荷の範囲をいい、例えば、冷凍機のＣＯＰが、所定の値以上となる負荷範囲をいう。各冷凍機２１−１〜２１−ｎは、上述したテーブルを用いて、あるいは、冷却水条件と負荷の各値とを上述した式に適用して、最適負荷範囲を求めることができる。
また、最適負荷範囲高値とは、最適負荷範囲のうちの最大負荷値をいう。最適負荷範囲高値は、冷凍機の負荷が当該値を超えないように目標として設定される閾値である。また、最適負荷範囲低値とは、最適負荷範囲のうちの最小負荷値をいう。最適負荷範囲低値は、冷凍機の負荷が当該値未満とならないように目標として設定される閾値である。また、最適負荷範囲最適値とは、最適負荷範囲のうち、ＣＯＰが最大となる負荷値を言う。
また、最適負荷範囲高値ＣＯＰとは、最適負荷範囲高値にて運転した場合のＣＯＰをいい、最適負荷範囲低値ＣＯＰとは、最適負荷範囲低値にて運転した場合のＣＯＰをいい、最適負荷範囲最適値ＣＯＰとは、最適負荷範囲最適値にて運転した場合のＣＯＰをいう。
以下では、最適負荷範囲高値と、最適負荷範囲低値と、最適負荷範囲最適値と、最適負荷範囲高値ＣＯＰと、最適負荷範囲低値ＣＯＰと、最適負荷範囲最適値ＣＯＰとを併せて「最適負荷関連情報」と称する。
【００３１】
運転中の冷凍機は、当該冷凍機を制御するためのデータとして、冷却水入口温度や冷却水流量などの情報を取得しており、これらに基づいて最適負荷関連情報を算出する。一方、停止中の冷凍機は、補機が停止しているため冷却水入口温度や冷却水流量などを測定できない。そこで、データ取得部１１１から送信される冷却水入口温度や冷却水流量などの情報に基づいて最適負荷関連情報を算出する。
【００３２】
なお、最適負荷関連情報を、各冷凍機の制御部ではなくデータ取得部１１１が算出するようにしてもよい。これにより、冷凍機から冷凍機制御装置１００への通信量を削減できる。一方、各冷凍機の制御部が最適負荷範囲高値等を算出する場合は、制御部が実際の制御に合わせて最適負荷範囲高値等を算出できるので、冷凍機制御装置１００の計算量を削減できる。また、各冷凍機の制御部が最適負荷関連情報を算出する場合、冷凍機制御装置１００が各冷凍機の特性パラメータを記憶しておく必要がないので、冷凍機を交換する際に、冷凍機制御装置１００に対して調整を行う必要がない（以上、ステップＳ１０２）。
【００３３】
次に、要求負荷演算部１１３が、要求負荷（冷凍機の負荷の合計値として要求される値）を算出して要求負荷判定部１１２に出力する。要求負荷演算部は、主管還水温度と主管送水温度との温度差に、主管流量を乗じることにより、冷凍機２１−１〜２１−ｎが生成すべき冷熱量または温熱量を要求負荷として算出する。なお、冷凍機が全台停止中の場合は、初期要求負荷として予め設定されている値を要求負荷とする。
そして、要求負荷判定部１１２は、データ取得部１１１の取得した、運転中の各冷凍機の最適負荷範囲最適値合計が、要求負荷演算部１１３の算出した要求負荷未満か否かを判定する（以上、ステップＳ１０３）。要求負荷未満であると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１１〜Ｓ１２２において、増段時の処理として、増段を行うか否かの決定、および、増段を行うと決定した場合には増段する冷凍機の選択を行う。
【００３４】
具体的には、増段判定部１２１が、要求負荷演算部１１３の算出した要求負荷が増段切換ポイント以上か否かに基づいて、増段を行うか否かを決定する。ここで、増段切換ポイントは、冷凍機の運転台数毎に設定される負荷値である。増段判定部１２１は、現在の運転台数に増段切換ポイントとして対応付けて設定されている負荷値を増段切換ポイントとして用いる（以上、ステップＳ１１１）。増段切換ポイント未満であると判定した場合、増段判定部１２１は、冷凍機の運転台数を変更しないことを決定し（ステップＳ１１１：ＮＯ）、同図の処理を終了する。
一方、増段切換ポイント以上であると判定した場合、増段判定部１２１は、冷凍機の増段を行うことを決定し（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、不足負荷値演算部１２２が、式（１）に基づいて不足負荷値ΔＱｓを算出する。
ΔＱｓ  ＝  Ｑｕ  ―  ΣＱｏｐｔ    ・・・    式（１）
ここで、Ｑｕは、増段切り換えポイントを表し、Ｑｏｐｔは、最適負荷範囲最適値を表し、ΣＱｏｐｔは、運転中の全冷凍機について最適負荷範囲最適値を合計した最適負荷範囲最適値合計を表す（以上、ステップＳ１２１）。
【００３５】
次に、運転冷凍機選択部１２３は、停止中の冷凍機の各々について、不足負荷値ΔＱｓで運転した際のＣＯＰを求める。例えば、運転冷凍機選択部１２３は、停止中の各冷凍機に対して不足負荷値ΔＱｓを送信し、対応するＣＯＰを要求して取得する。
あるいは、運転冷凍機選択部１２３が、最適負荷範囲高値および最適負荷範囲高値ＣＯＰと、最適負荷範囲最適値および最適負荷範囲最適値ＣＯＰと、最適負荷範囲低値および最適負荷範囲低値ＣＯＰとの３点に基づいて、負荷とＣＯＰとの関係を近似する式を求め、当該式に基づいて不足負荷値ΔＱｓに対応するＣＯＰを求めるようにしてもよい。例えば、運転冷凍機選択部１２３は、負荷をＸ軸にとり、ＣＯＰをＹ軸にとって、前述の３点を通る二次曲線を求め、当該二次曲線上で、不足負荷値ΔＱｓに対応するＣＯＰを求める。
そして、運転冷凍機選択部１２３は、得られたＣＯＰの最も高い冷凍機を、増段する冷凍機、すなわち運転させる冷凍機として選択する。選択された冷凍機に対して、運転指令部１４１は、運転するよう指示する制御信号を送信する。また、運転指令部１４１は、新たに運転を開始した冷凍機を含め、運転中の各冷凍機に対して負荷分担を変更するための流量指令の制御信号を送信する。例えば、運転指令部１４１は、要求負荷演算部１１３が算出した要求負荷を、運転中の冷凍機の台数に応じて按分し、按分結果の負荷にて運転を行うように、各冷凍機に制御信号を送信する。負荷の按分としては、例えば、各冷凍機の最適負荷範囲最適値に応じた割合で負荷を分担させることが考えられる。
【００３６】
なお、最適負荷範囲高値が不足負荷値未満（Ｑｍａｘ  ＜  ΔＱｓ）の場合、運転冷凍機選択部１２３は、当該冷凍機については、不足負荷値ΔＱｓで運転した際のＣＯＰに代えて、最適負荷範囲高値ＣＯＰｍａｘを用いて、他の冷凍機のＣＯＰとの比較を行う。すなわち、当該冷凍機を最適負荷範囲の最大負荷にて運転した場合のＣＯＰを、他の冷凍機のＣＯＰと比較する。あるいは、停止中の複数台の冷凍機に不足負荷値ΔＱｔを按分して負担させて最適負荷範囲内で運転可能な場合は、これらの冷凍機のＣＯＰを、按分負担させる負荷に応じて重み付け平均した値と、他の冷凍機のＣＯＰとを比較するようにしてもよい。
また、最適負荷範囲低値が不足負荷値より大きい（Ｑｍｉｎ  ＞  ΔＱｓ）場合、運転冷凍機選択部１２３は、当該冷凍機については、不足負荷値ΔＱｓで運転した際のＣＯＰに代えて、最適負荷範囲低値ＣＯＰｍｉｎを用いて、他の冷凍機のＣＯＰとの比較を行う。すなわち、当該冷凍機を最適負荷範囲の最小負荷にて運転した場合のＣＯＰを、他の冷凍機のＣＯＰと比較する。
【００３７】
なお、ＣＯＰが同じ値の冷凍機が複数存在する場合は、運転冷凍機選択部１２３は、積算運転時間の最も短い冷凍機を、増段する冷凍機として選択する。例えば、冷凍機２１−１〜２１−ｎの各々が当該冷凍機の積算運転時間を測定して冷凍機制御装置１００に随時送信する。そして、ＣＯＰが同じ値の冷凍機が複数存在する場合、冷凍機選択部１２３は、各冷凍機から送信される積算運転時間に基づいて、積算運転時間の最も短い冷凍機を選択する。これにより、積算運転時間の冷凍機間のばらつきを抑えることができる。
なお、運転冷凍機選択部１２３が、ＣＯＰの最も高い冷凍機を選択するのみならず、停止中の各冷凍機に対してＣＯＰの高い順に運転優先順位を決定するようにしてもよい。冷凍機システム１が冷凍機の起動を１台ずつ行う場合、上記にて説明したように、運転冷凍機選択部１２３は起動する冷凍機を１台選択すれば足りる。一方、運転冷凍機選択部１２３が、複数の冷凍機に対して運転優先順位を決定しておくことにより、例えば冷凍機の故障など、選択された冷凍機を起動できない場合に、冷凍機システム１が、他の冷凍機を起動することができる（以上、ステップＳ１２２）。
その後、冷凍機制御装置１００は、同図の処理を終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１０３で、運転中の各冷凍機の最適負荷範囲最適値合計が、要求負荷以上であると判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１３１〜Ｓ１５２において、減段時の処理として、減段を行うか否かの決定、および、減段を行うと決定した場合には減段する冷凍機の選択を行う。また、ステップＳ１６１〜Ｓ１８１では、運転中の冷凍機が１台の場合に、他の冷凍機に切り換えるか否かを決定する。
具体的には、減段判定部１３１が、要求負荷演算部１１３の算出した要求負荷が減段切換ポイント以下か否かに基づいて、減段を行うか否かを決定する。ここで、冷凍機が同一容量の場合、減段切換ポイントは、運転台数毎に設定される負荷値である。なお、冷凍機それぞれの容量が異なる場合、減段切換ポイントは、組合せによって設定される負荷値である。減段判定部１３１は、現在の運転台数に減段切換ポイントとして対応付けて設定されている負荷値を減段切換ポイントとして用いる（以上、ステップＳ１３１）。減段切換ポイントより大きいと判定した場合、減段判定部１３１は、冷凍機の運転台数を変更しないことを決定し（ステップＳ１３１：ＮＯ）、同図の処理を終了する。
【００３９】
一方、減段切換ポイント以下であると判定した場合、減段判定部１３１は、冷凍機の減段を行うことを決定し（ステップＳ１３１：ＹＥＳ）、減段判定部１３１はさらに、運転中の冷凍機の台数が２台以上か否かを判定する（ステップＳ１４１）。２台以上であると判定した場合（ステップＳ１４１：ＹＥＳ）、運転パターン抽出部１５１が、運転中の冷凍機から１台を選択し、残りの運転中の冷凍機全てを組み合わせたパターンを冷凍機運転パターンとして抽出する。運転パターン抽出部１５１は、運転中の全冷凍機について、この冷凍機運転パターンを抽出する（以上、ステップＳ１５１）。
【００４０】
そして、停止冷凍機選択部１３３は、運転パターン抽出部１５１が抽出した全ての冷凍機運転パターンについて、冷凍機システム１全体のＣＯＰを求める。例えば、冷凍機運転パターンに従って冷凍機を運転して要求負荷を按分負担させた場合の、各冷凍機のＣＯＰを求め、各冷凍機のＣＯＰを按分負担させる負荷に応じて重み付け平均した値を、冷凍機システム１全体のＣＯＰとして算出する。
そして、停止冷凍機選択部１３３は、冷凍機システム１全体のＣＯＰが最大となる冷凍機運転パターンを選択し、選択した冷凍機運転パターンに従って減段する冷凍機を選択する。選択された冷凍機に対して、運転指令部１４１は、停止するよう指示する制御信号を送信する。また、運転指令部１４１は、残りの運転中の各冷凍機に対して負荷分担を変更するための流量指令の制御信号を送信する。例えば、運転指令部１４１は、要求負荷演算部１１３が算出した要求負荷を、運転中の冷凍機の台数に応じて按分し、按分結果の負荷にて運転を行うように、各冷凍機に制御信号を送信する。
【００４１】
なお、運転パターン抽出部１５１が、さらに、運転中の冷凍機から複数台を選択した残りの運転中の冷凍機の組み合わせも、冷凍機運転パターンとして抽出するようにしてもよい。これにより、冷凍機１台を減段したのみでは最適負荷範囲内で運転できない場合に、複数台の冷凍機を減段して、冷凍機システム１全体のＣＯＰを高めることができる。
一方、運転パターン抽出部１５１が、運転中の冷凍機の中から１台のみを選択して冷凍機運転パターンを抽出する方法によれば、最適である可能性の高い冷凍機運転パターンのみを抽出して計算量を抑えることができる。すなわち、要求負荷が急激には変化しないとの前提の下では、１台の冷凍機を減段すれば要求負荷に対応し得る。そこで、１台の冷凍機を減段する冷凍機運転パターンのみを抽出して冷凍機を選択することで、要求負荷に対応しつつ計算量を抑えることができる（以上、ステップＳ１５２）。
その後、冷凍機制御装置１００は、同図の処理を終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ１４１で、運転台数が１台であると判定した場合（ステップＳ１４１：ＮＯ）、停止冷凍機選択部１３３は、運転中の冷凍機の最適負荷範囲低値が要求負荷よりも大きい（Ｑｍｉｎ  ＞  Ｑｒ）か否かを判定する（ステップＳ１６１）。大きいと判定した場合（ステップＳ１６１：ＹＥＳ）、停止中の冷凍機の中に、要求負荷で運転した際のＣＯＰが運転中の冷凍機よりも高い冷凍機があるか否かを判定する（ステップＳ１７１）。あると判定した場合（ステップＳ１７１：ＹＥＳ）、要求負荷で運転した際のＣＯＰが最も高い冷凍機を切換対象の冷凍機として選択する（ステップＳ１８１）。
その後、冷凍機制御装置１００は、同図の処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ１６１で、運転中の冷凍機の最適負荷範囲低値が要求負荷以下であると判定した場合（ステップＳ１６１：ＮＯ）、および、ステップＳ１４１で、停止中の冷凍機の中に、要求負荷で運転した際のＣＯＰが運転中の冷凍機よりも高い冷凍機が無いと判定した場合（ステップＳ１７１：ＮＯ）、冷凍機の切換は行わず、そのまま同図の処理を終了する。
【００４４】
なお、冷凍機システム１が、ステップＳ１６１〜Ｓ１８１で説明した処理を行わないようにしてもよい。すなわち、運転中の冷凍機の最適負荷範囲低値が要求負荷よりも大きいか否かにかかわらず、冷凍機の切換を行わずに運転中の冷凍機の運転を継続するようにしてもよい。これにより、冷凍機の運転切換頻度を抑制できる。さらに、ステップＳ１６１〜Ｓ１８１の処理を行う必要が無くなり、演算量を削減できる。一方、ステップＳ１６１〜Ｓ１８１で説明した処理を行う場合、より高いＣＯＰにて運転を行い得る。
【００４５】
なお、運転冷凍機選択部１２３が、増段する冷凍機を選択する方法は、上記ステップＳ１２２で説明した方法に限らない。
例えば、運転パターン抽出部（増段運転パターン抽出部）１５１が、要求負荷に応じた冷凍機運転パターンを抽出し、抽出した冷凍機運転パターンのうちＣＯＰが最適となるものに基づいて、運転冷凍機選択部１２３が、増段する冷凍機を選択するようにしてもよい。
具体的には、運転パターン抽出部１５１は、停止中の冷凍機から１台を選択し、運転中の冷凍機と組み合わせて冷凍機運転パターンを抽出する。運転パターン抽出部１５１は、停止中の全冷凍機について、この冷凍機運転パターンを抽出する。
【００４６】
そして、運転冷凍機選択部１２３は、運転パターン抽出部１５１が抽出した全ての冷凍機運転パターンについて、冷凍機システム１全体のＣＯＰを求める。冷凍機システム１全体のＣＯＰの算出は、例えば、ステップＳ１５２で説明したのと同様に、冷凍機運転パターンに含まれる各冷凍機に要求負荷を按分負担させた場合の、各冷凍機のＣＯＰを按分負担させる負荷に応じて重み付け平均して算出する。
そして、運転冷凍機選択部１２３は、冷凍機システム１全体のＣＯＰが最大となる冷凍機運転パターンを選択し、選択した冷凍機運転パターンに従って増段する冷凍機を選択する。
【００４７】
このように、運転冷凍機選択部１２３が冷凍機運転パターンに従って増段する冷凍機を選択することにより、増段後に各冷凍機が実際に負担する負荷に基づいてＣＯＰを算出するので、より正確にＣＯＰを算出でき、増段する冷凍機をより適切に選択できる。
一方、ステップＳ１２２で説明した方法によれば、停止中の各冷凍機についてＣＯＰを算出すればよく、冷凍機運転パターンの抽出や、既に運転中の冷凍機のＣＯＰとの重み付け平均による冷凍機システム１全体のＣＯＰ算出を行う必要がない。この点で計算量が少なく、より速く冷凍機の選択を行える。
【００４８】
なお、運転パターン抽出部１５１が、さらに、複数台の停止中の冷凍機と運転中の冷凍機とを組み合わせた冷凍機運転パターンも抽出するようにしてもよい。これにより、冷凍機１台を増段したのみでは最適負荷範囲内で運転できない場合に、複数台の冷凍機を増段して、冷凍機システム１全体のＣＯＰを高めることができる。
一方、上述した、運転パターン抽出部１５１が、停止中の冷凍機の中から１台のみを選択して冷凍機運転パターンを抽出する方法によれば、最適である可能性の高い冷凍機運転パターンのみを抽出して計算量を抑えることができる。すなわち、要求負荷が急激には変化しないとの前提の下では、１台の冷凍機を増段すれば要求負荷に対応し得る。そこで、１台の冷凍機を増段する冷凍機運転パターンのみを抽出して冷凍機を選択することで、要求負荷に対応しつつ計算量を抑えることができる。
【００４９】
なお、停止冷凍機選択部１３３が、減段する冷凍機を選択する方法は、上記ステップＳ１５２で説明した方法に限らない。
例えば、図５に示すように冷凍機制御装置１００が、余剰負荷値演算部１３２を具備するようにしてもよい。
この場合、図４のステップＳ１５１において、余剰負荷値演算部１３２は、式（２）に基づいて、余剰負荷値ΔＱｔを算出する。
ΔＱｔ  ＝  ΣＱｏｐｔ  −  Ｑｄ    ・・・    式（２）
ここで、Ｑｄは減段切換ポイントを表す。また、Ｑｏｐｔは、最適負荷範囲最適値を表し、ΣＱｏｐｔは、運転中の全冷凍機について最適負荷範囲最適値を合計した最適負荷範囲最適値合計を表す。
【００５０】
次に、ステップＳ１５２において、停止冷凍機選択部１３３は、運転中の冷凍機の各々について、当該冷凍機を余剰負荷値ΔＱｔで運転した際のＣＯＰを求める。
そして、停止冷凍機選択部１３３は、得られたＣＯＰの最も低い冷凍機を、減段する冷凍機、すなわち停止させる冷凍機として選択する。ＣＯＰの最も低い冷凍機を停止させることにより、冷凍機システム１全体のＣＯＰを高められる。選択された冷凍機に対して、運転指令部１４１は、停止するよう指示する制御信号を送信する。また、運転指令部１４１は、残りの運転中の各冷凍機に対して負荷分担を変更するための流量指令の制御信号を送信する。
【００５１】
なお、最適負荷範囲低値が余剰負荷値より大きい（Ｑｍｉｎ  ＞  ΔＱｔ）場合、停止冷凍機選択部１３３は、当該冷凍機については、余剰負荷値ΔＱｔで運転した際のＣＯＰに代えて、最適負荷範囲低値ＣＯＰｍｉｎを用いて、他の冷凍機のＣＯＰとの比較を行う。すなわち、最適負荷範囲の最小負荷で運転する当該冷凍機を停止した場合のＣＯＰ減少分を、他の冷凍機のＣＯＰ減少分と比較する。
また、最適負荷範囲高値が余剰負荷値未満（Ｑｍａｘ  ＜  ΔＱｔ）の場合、停止冷凍機選択部１３３は、当該冷凍機については、余剰負荷値ΔＱｔで運転した際のＣＯＰに代えて、最適負荷範囲高値ＣＯＰｍａｘを用いて、他の冷凍機のＣＯＰとの比較を行う。すなわち、最適負荷範囲の最大負荷にて運転する当該冷凍機を停止した場合のＣＯＰ減少分を、他の冷凍機のＣＯＰ減少分と比較する。あるいは、運転中の複数台の冷凍機に余剰負荷値ΔＱｔを按分して負担させて最適負荷範囲内で運転可能な場合は、これらの冷凍機のＣＯＰを、按分負担させる負荷に応じて重み付け平均した値と、他の冷凍機のＣＯＰとを比較するようにしてもよい。
【００５２】
なお、ＣＯＰが同じ値の冷凍機が複数存在する場合は、停止冷凍機選択部１３３は、積算運転時間の最も長い冷凍機を、停止すべき冷凍機として選択する。これにより、積算運転時間の冷凍機間のばらつきを抑えることができる。
なお、起動すべき冷凍機を選択する場合と同様、停止冷凍機選択部１３３が、運転中の各冷凍機に対して、得られたＣＯＰの高い順に停止優先順位を決定するようにしてもよい
【００５３】
このように、停止冷凍機選択部１３３が、減段する冷凍機を、余剰負荷値に基づいて選択することにより、運転中の各冷凍機についてＣＯＰを算出すればよく、冷凍機運転パターンの抽出や、残りの運転中の冷凍機のＣＯＰの重み付け平均による冷凍機システム１全体のＣＯＰ算出を行う必要がない。この点で計算量が少なく、より速く冷凍機の選択を行える。
一方、ステップＳ１５２で説明した方法によれば、減段後に各冷凍機が実際に負担する負荷に基づいてＣＯＰを算出するので、より正確にＣＯＰを算出でき、減段する冷凍機をより適切に選択できる。
なお、図５においては、不足負荷値演算部１２２と、運転冷凍機選択部１２３と、余剰負荷値演算部１３２と、停止冷凍機選択部１３３とで冷凍機決定部を構成する。
【００５４】
なお、冷凍機制御装置１００が、要求負荷判定部１１２を具備せず、増段判定部１２１は、常に増段を行うか否かの判定を行い、減段判定部１３１は、常に減段を行うか否かの判定を行うようにしてもよい。これにより、装置構成を簡単にできる。
なお、運転冷凍機選択部１２３が、常に増段する際の冷凍機を選択するようにしてもよい。すなわち、増段判定部１２１の判定に前もって冷凍機を選択するので、増段判定部１２１が増段を行うと判定した際に、速やかに増段を行える。停止冷凍機選択部１３３についても同様である。
【００５５】
なお、要求流量が設定される場合は、要求負荷を満たすか否かに加えて、要求流量を満たすか否かを判定するようにしてもよい。
図６は、要求負荷を満たすか否かに加えて、要求流量を満たすか否かを判定する場合の、冷凍機制御装置１００の処理手順を示すフローチャートである。
同図のステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様であり、ステップＳ２２２は図４のステップＳ１２２と同様であり、ステップＳ２５１は図４のステップＳ１４１と同様であり、ステップＳ２７１〜Ｓ２９１は、図４のステップＳ１６１〜Ｓ１８１と同様である。
【００５６】
図６のステップＳ２０３において、運転中の各冷凍機の最適負荷範囲最適値合計が要求負荷以上であると判定した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、要求負荷判定部１１２は、さらに、運転中の各冷凍機の最適流量範囲最適値合計ΣＦｏｐが要求流量Ｆｒ未満か否かを判定する。その際、運転中の各冷凍機について最適流量Ｆｏｐｔを式（３）にて求め、運転中の各冷凍機について最適流量Ｆｏｐｔの合計を算出して最適流量範囲最適値合計ΣＦｏｐｔとする。
Ｆｏｐｔ  ＝  Ｑｏｐｔ  ／  Ｃｐ  ×  ρ  ×  （Ｔｒ＿ｉ  −  Ｔｓ＿ｉ）    ・・・    式（３）
ここで、Ｔｒ＿ｉは、冷凍機ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｎの正整数）の冷水戻り温度を表し、Ｔｓ＿ｎは、冷凍機ｉの冷水送り温度を表す。また、Ｃｐは冷水の比熱［ｋＪ／（ｋｇ・℃）］を表し、ρは冷水の密度［ｋｇ／ｍ３］を表す（以上、ステップＳ２３１）。
【００５７】
そして、最適流量範囲最適値合計ΣＦｏｐが要求流量Ｆｒ未満であると判定した場合（ステップＳ２３１：ＹＥＳ）、ステップＳ２１１〜２２２において、増段時の処理として、増段を行うか否かの決定、および、増段を行うと決定した場合には増段する冷凍機の選択を行う。一方、最適流量範囲最適値合計ΣＦｏｐが要求流量Ｆｒ以上であると判定した場合（ステップＳ２３１：ＮＯ）、ステップＳ２４１〜２６２において、減段時の処理として、減段を行うか否かの決定、および、減段を行うと決定した場合には減段する冷凍機の選択を行う。また、ステップＳ２７１〜Ｓ２９１では、運転中の冷凍機が１台の場合に、他の冷凍機に切り換えるか否かを決定する。
【００５８】
ステップＳ２１１では、増段判定部１２１は、図４のステップＳ１１１にて説明した、要求負荷に基づく増段要否の判定に加えて、要求流量に基づく増段要否の判定を行う。具体的には、増段判定部１２１は、要求負荷が増段切換ポイント以上か否かと、要求流量が増段切換流量以上か否かとを判定する。ここで、増段切換流量は、冷凍機の運転台数毎に設定される流量値である。増段判定部１２１は、現在の運転台数に対応付けて増段切換流量として設定されている流量値を増段切換流量として用いる（以上、ステップＳ２１１）。要求負荷が増段切換ポイント未満、かつ、要求流量が増段切換流量未満であると判定した場合、増段判定部１２１は、冷凍機の運転台数を変更しないことを決定し（ステップＳ２１１：ＮＯ）、同図の処理を終了する。
一方、要求負荷が増段切換ポイント以上、あるいは要求流量が増段切換流量以上であると判定した場合、増段判定部１２１は、冷凍機の増段を行うことを決定し（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２１に進む。
【００５９】
ステップＳ２２１では、図４のステップＳ１２１で用いた増段切換ポイントＱｕに代えて、式（４）に基づいて増段切換ポイントＱｕを算出する。
Ｑｕ  ＝  Ｆｕ  ×  （Ｔｒ  −  Ｔｓ）  ×  Ｃｐ  ×  ρ    ・・・  式（４）
ここで、Ｆｕは増段切換流量［ｍ３／ｈ］を表し、Ｔｒは還水温度［℃］を表し、Ｔｓは送水温度［℃］を表し、Ｃｐは冷却水の比熱［ｋＪ／（ｋｇ・℃）］を表し、ρは冷却水の密度［ｋｇ／ｍ３］を表す。
そして、要求負荷判定部１１２は、図４のステップＳ１２１と同様、式（１）に基づいて不足負荷値ΔＱｓを算出する。
【００６０】
また、ステップＳ２４１では、減段判定部１３１は、図４のステップＳ１３１にて説明した、要求負荷に基づく減段要否の判定に加えて、要求流量に基づく減段要否の判定を行う。具体的には、減段判定部１３１は、要求負荷が減段切換ポイント以下か否かと、要求流量が減段切換流量以下か否かとを判定する。ここで、減段切換流量は、冷凍機の運転台数毎に設定される流量値である。減段判定部１３１は、現在の運転台数に対応付けて減段切換流量として設定されている流量値を減段切換流量として用いる（以上、ステップＳ２４１）。要求負荷が減段切換ポイントより大きく、かつ、要求流量が減段切換流量より大きいと判定した場合、減段判定部１３１は、冷凍機の運転台数を変更しないことを決定し（ステップＳ２４１：ＮＯ）、同図の処理を終了する。
一方、要求負荷が減段切換ポイント以下、あるいは要求流量が減段切換流量以下であると判定した場合、減段判定部１３１は、冷凍機の減段を行うことを決定し（ステップＳ２４１：ＹＥＳ）、ステップＳ２５１に進む。
【００６１】
ステップＳ２６１では、図４のステップＳ１５１で用いた減段切換ポイントＱｄに代えて、式（５）に基づいて減段切換ポイントＱｄを算出する。
Ｑｄ  ＝  Ｆｄ  ×  （Ｔｒ  −  Ｔｓ）  ×  Ｃｐ  ×  ρ    ・・・  式（５）
ここで、Ｆｄは減段切換流量［ｍ３／ｈ］を表し、Ｔｒは還水温度［℃］を表し、Ｔｓは送水温度［℃］を表し、Ｃｐは冷却水の比熱［ｋＪ／（ｋｇ・℃）］を表し、ρは冷却水の密度［ｋｇ／ｍ３］を表す。
そして、要求負荷判定部１１２は、図４のステップＳ１５１と同様、式（２）に基づいて余剰負荷値ΔＱｔを算出する。
【００６２】
ステップＳ２６２では、上述したのと同様に、停止冷凍機選択部１３３が、運転中の冷凍機の各々について、当該冷凍機を余剰負荷値ΔＱｔで運転した際のＣＯＰを求める。
そして、停止冷凍機選択部１３３は、得られたＣＯＰの最も低い冷凍機を、減段する冷凍機、すなわち停止させる冷凍機として選択する。ＣＯＰの最も低い冷凍機を停止させることにより、冷凍機システム１全体のＣＯＰを高められる。選択された冷凍機に対して、運転指令部１４１は、停止するよう指示する制御信号を送信する。また、運転指令部１４１は、残りの運転中の各冷凍機に対して負荷分担を変更するための流量指令の制御信号を送信する。例えば、運転指令部１４１は、要求負荷演算部１１３が算出した要求負荷を、運転中の冷凍機の台数に応じて按分し、按分結果の負荷にて運転を行うように、各冷凍機に制御信号を送信する。
【００６３】
このように、要求負荷判定部１１２が、運転中の冷凍機にて要求負荷を満たすか否かに加えて、運転中の冷凍機にて要求流量を満たすか否かも判定するので、要求負荷に加えて要求流量が設定された場合にも対応でき、冷凍機システム１のＣＯＰが高くなるように、増段あるいは減段する冷凍機を選択できる。
【００６４】
以上のように、冷凍機制御装置１００は、冷凍機の環境に応じてＣＯＰを求め、求めたＣＯＰに基づいて運転状態を変更する冷凍機を選択するので、冷凍機システム全体を効率良く運転するために増段または減段するべき冷凍機を、状況に応じて適切に選択できる。
また、冷凍機システム１の運転員は、冷凍機の特性を詳しく知らなくても、最適な運転範囲をキープしながら冷凍機システム１を運転できる。
【００６５】
なお、冷凍機制御装置１００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部の処理を行ってもよい。なお、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、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ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。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、複数の冷凍機を備えた冷凍機システムにおいて、冷凍機の制御を行う冷凍機制御装置に用いて好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１００  冷凍機制御装置
１１１  データ取得部
１１２  要求負荷判定部
１１３  要求負荷演算部
１２１  増段判定部
１２２  不足負荷値演算部
１２３  運転冷凍機選択部
１３１  減段判定部
１３２  余剰負荷値演算部
１３３  停止冷凍機選択部
１４１  運転指令部
１５１  運転パターン抽出部
【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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