(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムに適用される制御装置であって、
前記熱源システムの消費電力をモニタする電力監視手段と、
前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段と
を具備し、
前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドさせる熱源システムの制御装置。
【請求項２】
前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が、前記第１電力閾値以下に設定された第２電力閾値未満となった場合に、前記熱源機の消費電力が増加する方向に前記設定温度を下降または上昇させ、現在の設定温度が予め設定されている基準設定温度に達した場合にその設定温度を維持する請求項１に記載の熱源システムの制御装置。
【請求項３】
前記デマンド制限手段は、前記熱源機が前記熱源水の加熱を行っている場合には、前記設定温度が予め設定されている下限値未満とならないように前記設定温度を下降させ、前記熱源機が前記熱源水の冷却を行っている場合には、前記設定温度が予め設定されている上限値を超えないように前記設定温度を上昇させる請求項１または請求項２に記載の熱源システムの制御装置。
【請求項４】
前記デマンド制限手段によるデマンド制限を停止させるデマンド制限停止手段を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。
【請求項５】
前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が、前記第１電力閾値よりも高い値であり、前記契約電力よりも低い値に設定された第３電力閾値を超えた場合に、所定の前記熱源機の運転を停止させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。
【請求項６】
前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置が備える電動機器の消費電力を低下させる制御を行う請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。
【請求項７】
過去の所定期間における熱源システムの消費電力の挙動から将来の消費電力を予測する電力予測手段を備え、
前記デマンド制限手段は、現在から所定期間後における予測消費電力が前記第１電力閾値を超える場合に、前記デマンド制限を開始する請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。
【請求項８】
設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムに適用される制御方法であって、
前記熱源システムの消費電力をモニタし、
前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行い、
前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドする熱源システムの制御方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の熱源システムの制御装置を備える熱源システム。
【請求項１０】
設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムであって、
前記熱源機に対応してそれぞれ設けられ、対応する前記熱源機を制御する熱源機制御手段と、
各前記熱源機に対応してそれぞれ設けられ、前記負荷装置から対応する前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段と、
各前記熱源機制御手段に対して制御指令を与えるシステム制御手段と
を備え、
前記システム制御手段は、前記熱源システムの消費電力をモニタする電力監視手段と、
前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、各前記熱源機制御手段にデマンド制限開始指令を通知する通知手段と
を備え、
前記熱源機制御手段は、前記デマンド制限開始指令が通知された場合に、消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段を備え、
前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記送水手段の回転数をホールドさせる熱源システム。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の複数の熱源システムと、
各前記熱源システムの制御装置と通信媒体を介して接続される中央監視装置と
を備え、
前記中央監視装置から各前記熱源システムの制御装置に対して前記第１電力閾値が通知される電力調整ネットワークシステム。
【請求項１２】
設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する熱源機の制御装置であって、
前記熱源機の消費電力をモニタする電力監視手段と、
前記熱源機の消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段と
を具備し、
前記デマンド制限手段は、前記熱源機の消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドさせる熱源機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、熱源システム、及び電力調整ネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調システムにおいて、消費電力が電力会社との契約電力を超えないように、デマンド制御を行うことが提案されている。
例えば、特許文献１には、同一電源ラインに接続された複数の室外機のデマンド制御において、電源ラインの電流値が電流制限値を超えた場合に、１台の室外機の圧縮機の運転周波数を低下させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３９５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ビルなどに導入される大型の空調設備として、ターボ冷凍機を熱源として用いるものが知られている。このように熱源としてターボ冷凍機等を用いる大型の空調設備においても、システム全体として契約電力が締結される場合があり、システムの消費電力が契約電力を超えないように制御することが必要とされる。
【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、冷凍機を熱源として用いる場合において、システムの消費電力を契約電力以下に抑制することのできる熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、熱源システム、及び電力調整ネットワーク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、設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムに適用される制御装置であって、前記熱源システムの消費電力をモニタする電力監視手段と、前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段とを具備し、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドさせる熱源システムの制御装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、熱源システムの消費電力が契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、デマンド制限手段によって、熱源機の消費電力が低下する方向に設定温度が上昇または下降させられる。これにより、熱源機の冷却水出口温度と熱源水送水温度との温度差（=蒸発器と凝縮機の冷媒圧力差）が小さくなり、圧縮機のヘッド差圧を小さくすることができる。更に、熱源水の流入温度と送水温度の差が小さくなる事で必要冷凍能力も減少する。この結果、熱源機の消費電力を抑制することができる。また、熱源機は、本来、冷凍能力（熱源機の熱源水出口温度）に基づいて制御されていることから、上記のように、熱源水の設定温度を制御することにより、機器制御を円滑に行うことが可能となる。
また、熱源システムの消費電力が第１電力閾値を超えている期間において、デマンド制限手段が、送水手段の回転数をホールドさせるので、送水手段の回転数が上昇することによる電力消費増加を防止することが可能となる。
【０００８】
上記熱源システムの制御装置において、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が、前記第１電力閾値以下に設定された第２電力閾値未満となった場合に、前記熱源機の消費電力が増加する方向に前記設定温度を下降または上昇させ、現在の設定温度が予め設定されている基準設定温度に達した場合にその設定温度を維持することとしてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、熱源システムの消費電力が第１電力閾値以下に設定された第２電力閾値未満になった場合には、熱源機の消費電力が増加する方向に設定温度が下降または上昇させられる。これにより、熱源水の温度を基準設定温度に近づけることが可能となる。
【００１０】
上記熱源システムの制御装置において、前記デマンド制限手段は、前記熱源機が前記熱源水の加熱を行っている場合には、前記設定温度が予め設定されている下限値未満とならないように前記設定温度を下降させ、前記熱源機が前記熱源水の冷却を行っている場合には、前記設定温度が予め設定されている上限値を超えないように前記設定温度を上昇させることとしてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、設定温度に制限値を設け、デマンド制限手段によって設定温度が変更される場合に、設定温度が制限値に達した場合には、その制限値を維持するような制御が行われる。これにより、負荷装置へ送出される熱源水温度が制限値を超えることを防止することが可能となる。
【００１２】
上記熱源システムの制御装置は、前記デマンド制限手段によるデマンド制限を停止させるデマンド制限停止手段を備えることとしてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、デマンド制限を実施したくない場合には、デマンド制限停止手段を作動させることにより、デマンド制限を停止させることができる。
【００１６】
上記熱源システムの制御装置において、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が、前記第１電力閾値よりも高い値であり、前記契約電力よりも低い値に設定された第３電力閾値を超えた場合に、所定の前記熱源機の運転を停止させることとしてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、熱源システムの消費電力が第３電力閾値を超えた場合には、所定の熱源機の運転が停止されるので、熱源システムの消費電力が契約電力を超える前に、熱源システムの消費電力を速やかに低下させることが可能となる。
【００１８】
上記熱源システムの制御装置において、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置が備える電動機器の消費電力を低下させる制御を行うこととしてもよい。
【００１９】
このような構成によれば、熱源システムの消費電力が第１電力閾値を超えている期間において、デマンド制御手段により、負荷装置が備える電動機器の消費電力が低下させられるので、熱源システムの消費電力を更に低下させることが可能となる。
【００２０】
上記熱源システムの制御装置は、過去の所定期間における熱源システムの消費電力の挙動から将来の消費電力を予測する電力予測手段を備え、前記デマンド制限手段は、現在から所定期間後における予測消費電力が前記第１電力閾値を超える場合に、前記デマンド制限を開始することとしてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、電力予測手段により、過去の所定期間における熱源システムの消費電力の挙動から将来の消費出力が予測される。デマンド制限手段は、現在から所定期間後における予測消費電力が第１電力閾値を超える場合に、デマンド制限を行う。これにより、事前にデマンド制限を行うことができ、熱源システムの消費電力が契約電力に達することを回避することが可能となる。
【００２２】
本発明は、設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムに適用される制御方法であって、前記熱源システムの消費電力をモニタし、前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行い、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドする熱源システムの制御方法を提供する。
【００２３】
本発明は、上記熱源システムの制御装置を備える熱源システムを提供する。
【００２４】
本発明は、設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する少なくとも１台の熱源機を備える熱源システムであって、前記熱源機に対応してそれぞれ設けられ、対応する前記熱源機を制御する熱源機制御手段と、各前記熱源機に対応してそれぞれ設けられ、前記負荷装置から対応する前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段と、各前記熱源機制御手段に対して制御指令を与えるシステム制御手段とを備え、前記システム制御手段は、前記熱源システムの消費電力をモニタする電力監視手段と、前記熱源システムの消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、各前記熱源機制御手段にデマンド制限開始指令を通知する通知手段とを備え、前記熱源機制御手段は、前記デマンド制限開始指令が通知された場合に、消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段を備え、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記送水手段の回転数をホールドさせる熱源システムを提供する。
【００２５】
本発明は、上記複数の熱源システムと、各前記熱源システムの制御装置と通信媒体を介して接続される中央監視装置とを備え、前記中央監視装置から各前記熱源システムの制御装置に対して前記第１電力閾値が通知される電力調整ネットワークシステムを提供する。
【００２６】
本発明は、設定温度に従って熱源水の加熱または冷却を行い、加熱後または冷却後の熱源水を負荷装置へ供給する熱源機の制御装置であって、前記熱源機の消費電力をモニタする電力監視手段と、前記熱源機の消費電力が、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値を超えた場合に、前記熱源機の消費電力が低下する方向に前記設定温度を上昇または下降させることによりデマンド制限を行うデマンド制限手段とを具備し、前記デマンド制限手段は、前記熱源システムの消費電力が前記第１電力閾値を超えている期間において、前記負荷装置から前記熱源機に送られる熱源水の流量を調節する電動の送水手段の回転数をホールドさせる熱源機の制御装置を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、熱源システムの消費電力が契約電力を超えないように制御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】
【００２８】
【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を概略的に示した図である。
【図２】図１に示された熱源機の一構成例を示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る熱源システムの制御系の構成を概略的に示した図である。
【図４】図３に示したシステム制御装置が備える機能のうち、熱源機のデマンド制御機能に関する主な要素について示した機能ブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る熱源システムのデマンド制御について説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る熱源システムにおける効果を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る熱源システムにおけるデマンド制限機能の他の態様を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る熱源システムのデマンド制限について説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る熱源システムのデマンド制限について説明するための図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るシステム制御装置が備える機能のうち、熱源機のデマンド制御機能に関する主な要素について示した機能ブロック図である。
【図１１】図１０の電力予測部により行われる消費電力予測について説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る電力調整ネットワークシステムの概略構成について説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱源システム１の構成を概略的に示した図である。熱源システム１は、負荷装置３と、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃと、システム制御装置２０とを備えている。図１では、３台の熱源機が設置されている場合について例示しているが、熱源機の設置台数については任意に決定することができる。
【００３０】
負荷装置３は、例えば、空調設備、給湯設備、工場設備等である。熱源機２ａ、２ｂ、２ｃは、システム制御装置２０によって設定される設定温度に基づいて熱源水を冷却または加熱し、冷却後または加熱後の熱源水を負荷装置３へ供給する。ここで、熱源水は水以外の液媒体であってもよい。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、負荷装置３として冷房運転を行う空調設備を想定し、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃにおいて熱源水である水を冷却し、冷却後の冷水を負荷装置３へ供給する場合を例に挙げて説明する。
【００３１】
冷水流れからみた各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの上流側には、それぞれ、熱源水を圧送する冷水ポンプ（送水手段）４ａ、４ｂ、４ｃが設置されている。これら冷水ポンプ４ａ、４ｂ、４ｃによって、リターンヘッダ６からの冷水が各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃへと送られる。各冷水ポンプ４ａ、４ｂ、４ｃは、インバータモータ（図示略）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。
【００３２】
サプライヘッダ５には、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃ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５に集められた冷水は、負荷装置３に供給される。負荷装置３にて空調に供されて昇温した冷水は、リターンヘッダ６に送られる。冷水は、リターンヘッダ６において分岐され、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃに送られる。
【００３３】
また、サプライヘッダ５とリターンヘッダ６との間にはバイパス配管７が設けられている。バイパス配管７に設けられたバイパス弁８の開度を調整することにより、負荷装置３へ供給する冷水量を調整することができる。
【００３４】
図２には、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの一構成例としてターボ冷凍機を適用した場合の概略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、一つの熱源機２ａのみが示されている。なお、図２に示した構成は一例であり、例えば、ターボ冷凍機に代えて、スクリュー冷凍機を採用することとしてもよい。また、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃは同一種類の熱源機で統一されていてもよいし、数種類の熱源機が混在していてもよい。
【００３５】
熱源機２ａは、冷媒を圧縮するターボ圧縮機３１と、ターボ圧縮機３１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３２と、凝縮器３２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３３と、サブクーラ３３からの液冷媒を膨張させる高圧膨張弁３４と、高圧膨張弁３４に接続されるとともにターボ圧縮機３１の中間段および低圧膨張弁３５に接続される中間冷却器３７と、低圧膨張弁３５によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器３６とを備えている。
【００３６】
ターボ圧縮機３１は、遠心式の２段圧縮機であり、インバータ３８によって回転数制御された電動モータ３９によって駆動されている。インバータ３８は、熱源機制御装置１０ａによってその出力が制御されている。なお、ターボ圧縮機３１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３１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。）４０が設けられており、熱源機２ａの容量制御が可能となっている。
【００３７】
凝縮器３２には、凝縮冷媒圧力Ｐｃを計測するための圧力センサ５１が設けられている。圧力センサ５１の出力は、熱源機制御装置１０ａに送信される。
サブクーラ３３は、凝縮器３２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３３の冷媒流れ下流側直後には、過冷却後の冷媒温度Ｔｓを計測する温度センサ５２が設けられている。
凝縮器３２及びサブクーラ３３には、これらを冷却するための冷却伝熱管４１が挿通されている。冷却水流量Ｆ２は流量計５４により、冷却水出口温度Ｔｃｏｕｔは温度センサ５５により、冷却水入口温度Ｔｃｉｎは温度センサ５６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３２及びサブクーラ３３へと導かれるようになっている。
【００３８】
中間冷却器３７には、中間圧力Ｐｍを計測するための圧力センサ５７が設けられている。蒸発器３６には、蒸発圧力Ｐｅを計測するための圧力センサ５８が設けられている。蒸発器３６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３６には、外部負荷３（図１参照）へ供給される冷水を冷却するための冷水伝熱管４２が挿通されている。冷水流量Ｆ１は流量計５９により、冷水出口温度Ｔｏｕｔは温度センサ６０により、冷水入口温度Ｔｉｎは温度センサ６１により計測されるようになっている。
【００３９】
凝縮器３２の気相部と蒸発器３６の気相部との間には、ホットガスバイパス管４３が設けられている。そして、ホットガスバイパス管４３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４４が設けられている。ホットガスバイパス弁４４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、ＩＧＶ４０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。
【００４０】
また、図２に示した熱源機２ａでは、凝縮器３２及びサブクーラ３３を設け、冷却塔において外部へと排熱することにより冷やされた冷却水と冷媒との間で熱交換を行う場合について述べたが、例えば、凝縮器３２及びサブクーラ３３に代えて空気熱交換器を配置し、空気熱交換器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。
【００４１】
図３は、図１に示した熱源システム１の制御系の構成を概略的に示した図である。図３に示すように、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの制御装置である熱源機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、システム制御装置２０と通信媒体２１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。システム制御装置２０は、熱源システム全体を制御する制御装置であり、システム全体の消費電力が契約電力を超えないようにデマンド制限するデマンド制限機能や、負荷装置３の要求負荷に対して起動させる熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの台数制御を行う台数制御機能等を有している。
【００４２】
システム制御装置２０、熱源機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、例えば、コンピュータであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置、補助記憶装置、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置などを備えている。
補助記憶装置は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。この補助記憶装置には、各種プログラムが格納されており、ＣＰＵが補助記憶装置から主記憶装置にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
【００４３】
図４は、システム制御装置２０が備える機能のうち、デマンド制限機能に関する主な要素について示した機能ブロック図である。
図４に示されるように、システム制御装置２０は、記憶部２２、電力監視部２３、デマンド制限部２４を主な構成として備えている。
【００４４】
記憶部２２には、契約電力よりも低い値に設定された第１電力閾値、第１電力閾値以下に設定された第２電力閾値、及び基準設定温度（例えば、５℃）が格納されている。基準設定温度とは、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃから負荷装置３へ供給される冷水送水温度の基準となる設定温度である。
【００４５】
電力監視部２３は、熱源システムの消費電力（以下「システム消費電力」という。）をモニタしている。例えば、熱源システムの主電源系統にマルチメータを取り付け、この計測値をシステム制御装置２０へ入力することで、システム消費電力をモニタする。
【００４６】
デマンド制限部２４は、電力監視部２３によってモニタリングされているシステム消費電力が契約電力を超えないようにデマンド制限を行う。例えば、デマンド制限部２４は、システム消費電力が、記憶部２２に格納されている第１電力閾値を超えた場合に、送水温度の設定温度を上昇させることによりデマンド制限を行う。このように、システム消費電力が第１電力閾値を超えた場合には、送水温度の目標値である設定温度を消費電力が低下する方向に変更する。これにより、圧縮機３１のヘッド差圧を小さくすることができ、圧縮機３１における動力を低減することができる。この結果、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの消費電力を抑制することができる。
【００４７】
また、デマンド制限部２４は、デマンド制限を行っている場合に、システム消費電力が記憶部２２に格納されている第２電力閾値未満となると、設定温度を下降させる。これにより、負荷装置３へ供給される冷水の送水温度を基準設定温度に近づけることができる。
【００４８】
次に、上記構成からなる本実施形態に係る熱源システム１のデマンド制限について、図５を用いて説明する。
例えば、図５における時刻ｔ１において、システム消費電力が第１電力閾値を超えると、システム制御装置２０のデマンド制御部２４が設定温度を所定のレートで上昇させる。変更後の設定温度は、システム制御装置２０から各熱源機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに送信され、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃが変更後の設定温度に基づいて制御されることとなる。これにより、多少の遅延の後、システム消費電力は徐々に減少する方向に推移する（図５の時刻ｔ１から時刻ｔ２参照）。そして、時刻ｔ２において、システム消費電力が第２電力閾値未満となると、システム制御装置２０のデマンド制御部２４は、設定温度を所定のレートで下降させる。変更後の設定温度は、上記と同様に、システム制御装置２０から各熱源機制御装置２ａ、２ｂ、２ｃに送信され、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃが変更後の設定温度に基づいて制御される。
【００４９】
設定温度が下降されたことにより、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃの消費電力が増加し、時刻ｔ３において、システム消費電力が再び第１電力閾値を超えると、システム制御装置２０のデマンド制御部２４は設定温度を所定のレートで上昇させる。この結果、システム消費電力は徐々に低下し、時刻ｔ４において、第２電力閾値未満となると、システム制御装置２０のデマンド制御部２４は、設定温度を所定のレートで低下させる。そして、設定温度が基準設定温度に達すると、基準設定温度を維持する。
なお、図５では、設定温度を所定のレートで徐々に上昇、下降させていたが、設定温度の上昇のさせ方、下降のさせ方はこの例に限定されない。例えば、ステップ的に徐々に上昇、下降させてもよい。
また、図５では、第１電力閾値と第２電力閾値とが異なる値に設定されている場合を例示しているが、第１電力閾値と第２電力閾値とが同じ値に設定されていてもよい。
【００５０】
以上、説明したように、本実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムによれば、システム消費電力をモニタリングし、システム消費電力が第１電力閾値を超えた場合に、熱源機における冷水の設定温度を上昇させる。これにより、各熱源機における圧縮機のヘッド差圧を小さくすることができ、熱源機の消費電力を抑制することができる。この結果、システム消費電力を低下させることができ、システム消費電力が契約電力を超えることを回避することが可能となる。
特に、上記のように、各熱源機の消費電力低減を実現させる手段として、冷水の設定温度を上昇させる方法を採用することにより、図６に示すように、熱源機の消費電力を効果的に低減させることが可能となる。
【００５１】
例えば、図６に示すように、横軸に負荷率、縦軸に熱源機の消費電力をとると、設計運転点（例えば、冷却水出口温度Ｔｃｏｕｔ＝３７℃，冷水出口温度Ｔｏｕｔ＝５℃）における負荷−消費電力特性は細線で示される曲線となる。これに対し、冷水の設定温度を７℃に上昇させた場合（冷却水出口温度Ｔｃｏｕｔ＝３７℃，冷水出口温度Ｔｏｕｔ＝７℃）、圧縮機のヘッド差圧が減少することから運転点が変更され、負荷−消費電力特性は太線で示される曲線となる。すなわち、ヘッド差圧が低減されることにより、負荷−消費電力特性を消費電力が低下する方向に移動させることが可能となる。
【００５２】
更に、設定温度を５℃から７℃に上昇させると、負荷率も変化する。すなわち、負荷率１００％で冷水出口温度が５℃の場合に、設定温度（冷水出口温度）が７℃に変更となると、負荷率は１００％から６０％へ減少する。これにより、図６に示すように、消費電力を更に低減させることができる。
このように、冷水の設定温度を変化させることにより、圧縮機のヘッド差圧による消費電力低減効果と、負荷率低下による消費電力低減効果との両方を得ることができ、消費電力を効果的に低減させることができる。
【００５３】
なお、上記説明では、熱源水である冷水を冷却して負荷装置３に供給する場合について述べたが、熱源機２ａ、２ｂ、２ｃにおいて加熱して温水を負荷装置３に供給する場合においては、デマンド制限部２４は、システム消費電力が第１電力閾値を超えた場合に、設定温度を下降させ、システム消費電力が第２電力閾値未満の場合に、設定温度を上昇させる。このようにすることで、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
〔他の態様１〕
熱源システム１の運用として、消費電力が契約電力を超えないように制御することよりも、負荷装置３に対して所定温度以下の冷水を供給することの方が優先される場合もある。例えば、デパートなどでは、冷水温度が上がり過ぎてしまうと室内温度が上昇してしまい、顧客に不快感を与えてしまう。このような場合を想定して、デマンド制限を行う際の設定温度の上限値を記憶部２２に予め格納しておき、設定温度が上限値に達した場合には、設定温度を上限値で維持するような態様を採ることとしてもよい。このように、上限値を設定しておくことで、冷水温度が上限値以上に上昇することを回避することができる。
なお、熱源機において加熱を行う場合には、設定温度の下限値を設定しておき、設定温度が下限値以下となることを回避する。
【００５５】
〔他の態様２〕
また、図７に示すように、デマンド制限を停止するためのデマンド制限停止部２５を設け、デマンド制限停止部２５が作動している場合には、デマンド制限を行わないようにしてもよい。デマンド制限停止部２５によるデマンド制限の停止、停止解除は、例えば、オペレータから入力される入力情報に基づいて設定されるようにしてもよい。
【００５６】
〔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の制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムについて、図面を参照して説明する。
上述した実施形態では、システム制御装置２０が冷水の設定温度を上昇させることによりデマンド制限を行っていた。このように、冷水の設定温度を上昇させると、負荷装置３において熱量が不足するおそれがあり、この場合、冷水流量を増加させることにより熱量不足を解消する可能性がある。負荷装置３側において冷水流量を増加させる操作がなされると、各熱源機２ａ、２ｂ、２ｃに対応して設けられた冷水ポンプの回転数が増加することとなり、冷水の設定温度によるデマンド制限が効果的に作用しなくなってしまう。
そこで、本実施形態においては、デマンド制限を行っている期間において、冷水ポンプの回転数をホールドさせ、冷水ポンプにおける消費電力増加を回避することとしている。
【００５７】
具体的には、システム制御装置２０のデマンド制御部は、図８に示すように、システム消費電力が第１電力閾値を超えてから第２電力閾値未満となる期間において、冷水ポンプの周波数指令をホールドさせる。これにより、負荷装置３側で冷水の流量が増加されることに起因する冷水ポンプ４ａ、４ｂ，４ｃの動力増加を回避することができ、設定温度の変更によるデマンド制限をシステム消費電力に効果的に反映させることができる。
【００５８】
〔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の制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムについて、図面を参照して説明する。
上述した第１または第２実施形態に係るデマンド制限を行った場合であっても、最終的にシステム消費電力が契約電力を超えてしまう可能性がある。このような場合に対応するために、本実施形態では、図９に示すように、第１電力閾値よりも大きく、契約電力よりも小さい値に設定された第３電力閾値を記憶部２２に更に格納しておき、システム消費電力が第３電力閾値を超えた場合に、デマンド制御部２４が運転中の熱源機を１台強制停止させる。
【００５９】
これにより、デマンド制限部２４が設定温度を上昇させるデマンド制限を行っているにもかかわらず、システム消費電力が増加し続けるような場合であっても、契約電力に達する前に１台の熱源機の運転を強制的に停止させるので、システム消費電力を急激に低下させ、システム消費電力が契約電力を超えることを防止することができる。
また、この場合、デマンド制御部２４は、システム消費電力が第２電力閾値未満となった場合に、強制的に停止させた熱源機を再起動させることとしてもよい。
【００６０】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る熱源システムは、システム消費電力が第１電力閾値を超えた場合に、システム制御装置２０のデマンド制限部２４が、上述した第１から第３のいずれかの実施形態に係るデマンド制限を行うと共に、負荷装置３が備える各種電動機器（図示略）の動力を低減させる制御を行う点で上述の各実施形態に係る熱源システムとは異なる。
【００６１】
例えば、負荷装置３が空調設備であった場合、室内における送風量はファンの回転数を変化させることにより可変とされる。このように、負荷装置３においてインバータ制御される電動機器が設けられていた場合に、デマンド制御部２４は、熱源機における設定温度を変更するとともに、負荷装置３における電動機器の周波数を低減させることにより更なるシステム消費電力の抑制を図る。
これにより、システム消費電力を速やかに低減させることができ、システム消費電力が契約電力を超える可能性を低減させることができる。
【００６２】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システムの制御方法、及び熱源システムについて、図面を参照して説明する。
上述した第１から第４実施形態では、現在のシステム消費電力と各電力閾値とを比較することによりデマンド制限を行っていた。この場合、デマンド制限が開始されてからシステム消費電力が低下するまでにはある程度の時間が必要となるため、場合によってはデマンド制限を実施したとしてもシステム消費電力が契約電力を超えてしまう可能性がある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、図１０に示すように、システム制御装置に電力予測部２６を設けることとした。電力予測部２６は、図１１に示すように、現在から過去所定期間Ｔ１における熱源システムの消費電力の挙動から将来の消費電力を予測する。デマンド制限部２４は、現在から所定期間Ｔ２後における予測消費電力が第１電力閾値を超える場合に、デマンド制限を開始させる。
ここで、上記所定期間Ｔ１は、任意に決定できる期間であり、例えば、３０分から１時間程度に設定される。また、上記所定期間Ｔ２は、少なくともデマンド制限を開始させてからシステム消費電力が低下し始めるまでの時間遅延よりも長い時間に設定されている。
【００６４】
このように、過去のシステム消費電力の挙動から将来のシステム消費電力を予測し、この予測したシステム消費電力に基づいてデマンド制限を開始するか否かを決定するので、システム消費電力が契約電力を超えることを効果的に回避することが可能となる。
【００６５】
電力予測部２６による電力予測の方法については、公知の予測技術を採用することができ、例えば、過去一定期間におけるシステム消費電力の変化率から将来の電力を予測する。
【００６６】
なお、上述した各実施形態においては、システム制御装置２０が各熱源機のデマンド制限を統括して行う態様としていたが、これに代えて、デマンド制限機能を各熱源機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに設け、熱源機単位でデマンド制限を行うこととしてもよい。
この場合、上述したような第１電力閾値、第２電力閾値などは、例えば、システム全体としての契約電力から按分される個々の熱源機の制限電力に基づいて設定され、各熱源機それぞれの消費電力と第１電力閾値、第２電力閾値との関係に基づいて上述したようなデマンド制限が行われる。なお、各熱源機の消費電力は、各熱源機の電源系統にマルチメータを取り付けることにより検出可能である。
このように、システム制御装置２０が備えていたデマンド制限機能を各熱源機制御装置に設けることによっても消費電力を抑制することが可能となる。
【００６７】
更に、上記の変形例として、消費電力のモニタをシステム制御装置２０において行うこととしてもよい。すなわち、システム制御装置２０がシステム消費電力をモニタし、このシステム消費電力が第１電力閾値を超えた場合に、各熱源機制御装置に対してデマンド制限を開始するデマンド制限開始指令を通知することとしても良い。このように、システム制御装置２０において、各閾値とシステム消費電力との比較を行うこととし、この比較結果を各熱源機制御装置に通知することにより、デマンド制限を実施させることとしてもよい。
なお、各熱源機単位でデマンド制限を行う場合には、熱源機間において、設定温度の変更レートが異なってもよい。
【００６８】
次に、本発明の一実施形態に係る電力調整ネットワークシステムについて説明する。
本実施形態に係る電力調整ネットワークシステムは、図１２に示すように、上述したいずれかの実施形態に係る複数の熱源システムのシステム制御装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、各熱源システムのシステム制御装置２０ａ、２０ｂ，２０ｃと通信媒体５１を介して接続される中央監視装置５０とを備えている。
【００６９】
中央監視装置５０は、各熱源システムのシステム制御装置２０ａ、２０ｂ，２０ｃからそれぞれのシステム消費電力等を取得し、これらの情報と契約電力とに基づいて第１電力閾値を決定し、この第１電力閾値を各システム制御装置２０に対して送信する。例えば、中央監視装置５０は、デマンド制限が行われている又はデマンド制限が開始されそうな熱源システムと、デマンド制限が開始されるまでに余裕がある、換言すると、システム消費電力と第１電力閾値との差が所定値以上ある熱源システムが存在した場合、前者の熱源システムの第１電力閾値を増加させ、後者の熱源システムの第１電力閾値を低下させる。このように、熱源システム間におけるシステム消費電力を比較することによって各熱源システムの第１電力閾値を調整することにより、柔軟な電力調整を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１  熱源システム
２ａ、２ｂ、２ｃ  熱源機
３  負荷装置
４ａ、４ｂ、４ｃ  送水ポンプ
５  サプライヘッダ
６  リターンヘッダ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  熱源機制御装置
２０  システム制御装置
２１  通信媒体
２２  記憶部
２３  電力監視部
２４  デマンド制限部
２５  デマンド制限停止部
２６  電力予測部
３１  ターボ圧縮機
３８  インバータ
５０  中央監視装置
【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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