(57)【要約】【課題】異なる種類のエアコンプレッサを効率よく運転できる圧縮空気供給システムを提供する。【解決手段】圧縮空気の生成時に発生する熱を利用して温水を生成する熱回収式エアコンプレッサからなる第１エアコンプレッサ群と、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用しない非熱回収式エアコンプレッサからなる第２エアコンプレッサ群と、温水使用機器と、集中制御装置と、を備える。集中制御装置は、第１エアコンプレッサ群及び第２エアコンプレッサ群に含まれるエアコンプレッサの起動優先順位を設定する起動優先順位設定部と、起動優先順位設定部に設定された起動優先順位に従ってエアコンプレッサの運転台数を増減させる運転台数制御部と、温水使用機器の温水要求状態に基づいて、起動優先順位設定部に設定された各エアコンプレッサの起動優先順位を変更する起動優先順位変更部と、を有する。【選択図】図１
2018168724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気の輸送経路となる幹管と、
前記幹管に接続され、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用して温水を生成する熱回収式エアコンプレッサからなる第１エアコンプレッサ群と、
前記幹管に接続され、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用しない非熱回収式エアコンプレッサからなる第２エアコンプレッサ群と、
前記熱回収式エアコンプレッサで生成された温水を使用する温水使用機器と、
前記第１エアコンプレッサ群及び前記第２エアコンプレッサ群の運転を一括してリモート制御する集中制御装置と、を備え、
前記集中制御装置は、起動優先順位設定部と、運転台数制御部と、起動優先順位変更部と、を有し、
前記起動優先順位設定部は、前記第１エアコンプレッサ群及び前記第２エアコンプレッサ群に含まれるエアコンプレッサの起動優先順位を設定するものであり、
前記運転台数制御部は、前記起動優先順位設定部に設定された起動優先順位に従って前記エアコンプレッサの運転台数を増減させ、
前記起動優先順位変更部は、前記温水使用機器の温水要求状態に基づいて、前記起動優先順位設定部に設定された各エアコンプレッサの起動優先順位を変更する、圧縮空気供給システム。
【請求項２】
前記起動優先順位設定部に設定される起動優先順位は、比動力の低い前記エアコンプレッサほど上位側に設定されると共に、比動力の高い前記エアコンプレッサほど下位側に設定される、
請求項１に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項３】
前記起動優先順位変更部は、前記温水使用機器の温水要求ありと判定した場合には、前記第１エアコンプレッサ群の起動優先順位を上位側に変更すると共に、前記第２エアコンプレッサ群の起動優先順位を下位側に変更する、
請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項４】
前記起動優先順位変更部は、起動優先順位の変更後、前記温水使用機器の温水要求なしと判定した場合には、起動優先順位を変更前の状態に復帰させる、
請求項３に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項５】
前記熱回収式エアコンプレッサで生成した温水を溜める温水タンクと、
前記温水タンクの水位を検出する水位検出部と、を備え、
前記起動優先順位変更部は、前記水位検出部の検出水位値が閾値以上の場合、前記温水使用機器の温水要求なしと判定し、検出水位値が閾値未満の場合、前記温水使用機器の温水要求ありと判定する請求項３又は請求項４に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項６】
前記温水使用機器は、１台以上の蒸気ボイラからなるボイラ群として構成され、
前記起動優先順位変更部は、前記ボイラ群の負荷量を取得し、取得した負荷量が閾値未満の場合、前記温水使用機器の温水要求なしと判定し、取得した負荷量が閾値以上の場合、前記温水使用機器の温水要求ありと判定する請求項３又は請求項４に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項７】
系内を流通する前記圧縮空気の代表圧力値を検出する代表圧力センサを備え、
前記運転台数制御部は、代表圧力値が台数増加用圧力値を下回ると、起動優先順位に従って前記エアコンプレッサを順次起動させ、代表圧力値が台数減少用圧力値を上回ると、起動優先順位に従って前記エアコンプレッサを順次停止させる、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧縮空気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気は、工場のような産業施設において様々な用途で利用される。産業施設には、圧縮空気を供給する圧縮空気供給システムが設けられる。圧縮空気供給システムは、フィードポイントで圧縮空気を生成するエアコンプレッサを有し、生成された圧縮空気をユースポイントに供給する。特許文献１には、複数台の圧縮機と、これら圧縮機から圧縮空気が供給されると共に圧縮空気利用機器へ圧縮空気を送る箇所に設けられ、圧縮空気の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出圧力に基づき前記圧縮機の運転台数を変更する台数制御器とを備え、前記台数制御器により運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力は、運転台数が多いほど低くなるよう設定される圧縮機台数制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、圧縮空気を生成するエアコンプレッサには、圧縮空気の生成と同時に温水を生成する熱回収式エアコンプレッサと、圧縮空気の生成時に温水を生成しない非熱回収式エアコンプレッサと、がある。圧縮空気の複数のフィードポイント及び圧縮空気の複数のユースポイントのそれぞれが設置される場合において、フィードポイントに熱回収式エアコンプレッサと、非熱回収式エアコンプレッサとの両方が設置される場合がある。このような場合、エネルギーを効率よく使用することが要望される。
【０００５】
本発明の態様は、異なる種類のエアコンプレッサを効率よく運転できる圧縮空気供給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】
本発明の態様に従えば、圧縮空気の輸送経路となる幹管と、前記幹管に接続され、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用して温水を生成する熱回収式エアコンプレッサからなる第１エアコンプレッサ群と、前記幹管に接続され、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用しない非熱回収式エアコンプレッサからなる第２エアコンプレッサ群と、前記熱回収式エアコンプレッサで生成された温水を使用する温水使用機器と、前記第１エアコンプレッサ群及び前記第２エアコンプレッサ群の運転を一括してリモート制御する集中制御装置と、を備え、前記集中制御装置は、起動優先順位設定部と、運転台数制御部と、起動優先順位変更部と、を有し、前記起動優先順位設定部は、前記第１エアコンプレッサ群及び前記第２エアコンプレッサ群に含まれるエアコンプレッサの起動優先順位を設定するものであり、前記運転台数制御部は、前記起動優先順位設定部に設定された起動優先順位に従って前記エアコンプレッサの運転台数を増減させ、前記起動優先順位変更部は、前記温水使用機器の温水要求状態に基づいて、前記起動優先順位設定部に設定された各エアコンプレッサの起動優先順位を変更する、圧縮空気供給システムが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様によれば、エアコンプレッサの種類と状況に応じた優先順位に基づいて、稼働させるエアコンプレッサを設定することで、エネルギーを効率よく利用できる圧縮空気供給システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態にかかるエアコンプレッサの一部と周辺機器とを示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る集中制御装置及びローカル制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、記憶部に記憶しているエアコンプレッサの情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、エアコンプレッサの起動と停止の切り替えの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
［圧縮空気供給システム］
図１は、本実施形態に係る圧縮空気供給システム１の一例を模式的に示す図である。図２は、本実施形態にかかるエアコンプレッサの一部と周辺機器とを示す図である。圧縮空気供給システム１は、工場のような産業施設に設けられる。圧縮空気供給システム１は、圧縮空気の複数のフィードポイント２と、圧縮空気の複数のユースポイント３と、複数のフィードポイント２及び複数のユースポイント３のそれぞれをつなぐネットワーク管路４と、複数のフィードポイント２のそれぞれで圧縮空気を生成する複数のエアコンプレッサ群５とを備える。また、図２に示すように圧力供給システム１５は、エアコンプレッサ群５と温水タンク１１０と物理的に接続され、ボイラ台数制御装置１１８と通信で接続されている。
【００１１】
また、圧縮空気供給システム１は、圧縮空気の流通経路に設定された複数の検出位置のそれぞれで圧縮空気の圧力を検出する複数の圧力センサ６と、通信システム７と、複数のエアコンプレッサ群５の運転を一括してリモート制御する集中制御装置１０とを備える。
【００１２】
フィードポイント２は、圧縮空気を生成及び供給する圧縮空気供給設備を有する。ユースポイント３は、圧縮空気を使用する圧縮空気使用設備を有する。複数のフィードポイント２は、互いに離れた場所に設置される。複数のユースポイント３は、互いに離れた場所に設置される。複数のフィードポイント２及び複数のユースポイント３のそれぞれは、産業施設において分散設置される。
【００１３】
ネットワーク管路４は、複数のフィードポイント２及び複数のユースポイント３のそれぞれをつなぐように敷設される。本実施形態において、ネットワーク管路４は、ループ（loop）型の管路である。ネットワーク管路４は、ループ状の主管路４０と、主管路４０から分岐する複数のフィード管路８と、主管路４０から分岐する複数のユース管路９とを有する。フィード管路８は、接続部８Ｃにおいて主管路４０と接続される。ユース管路９は、接続部９Ｃにおいて主管路４０と接続される。
【００１４】
フィードポイント２は、フィード管路８と接続される。フィードポイント２は、ネットワーク管路４に圧縮空気を供給する。フィードポイント２は、圧縮空気を生成するエアコンプレッサ群５と、ローカル制御装置３０とを有する。フィード管路８には、エアコンプレッサ群５から送出された圧縮空気が一時的に貯留されるレシーバタンク２０と、フィード管路８の流路を開閉する開閉弁２１とが設けられる。
【００１５】
エアコンプレッサ群５は、複数のエアコンプレッサ５０で構成される。本実施形態において、エアコンプレッサ群５は、Ｎ台（例えば、１〜５台）のエアコンプレッサ５０で構成される。フィード管路８は、複数のエアコンプレッサ５０のそれぞれと接続される接続管路と、複数の接続管路が集合する集合管路とを有する。複数のエアコンプレッサ５０のそれぞれで生成された圧縮空気は、フィード管路８を介して主管路４０に供給される。
【００１６】
エアコンプレッサ群５は、図２に示すように、熱回収式エアコンプレッサ群１０１と、非熱回収式エアコンプレッサ群１０３と、を含む。熱回収式エアコンプレッサ群１０１は、２台の熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂを有する。
【００１７】
熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂは、圧縮空気の生成時に発生する熱（圧縮熱）を利用して温水を生成する。つまり、熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂは、圧縮空気の生成時に同時に温水を生成することができる。熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂは、電力で駆動され、圧縮機とエアクーラを装備した圧縮機ユニットと、排熱回収用熱交換器を装備した熱回収ユニットと、を備える。熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂは、圧縮空気の生成時に同時に温水を生成する場合、圧縮機で生成された圧縮空気を排熱回収用熱交換器に供給し、冷却水と圧縮空気との間で熱交換を行い、圧縮空気を冷却する。また、圧縮空気と熱交換した冷却水は、温水となる。熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂからの給水配管は、温水タンク１１０に接続され、排熱回収用熱交換器で生成された温水が温水タンク１１０に供給される。熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂは、圧縮空気の生成時に同時に温水を生成しない場合、エアクーラ（ラジエータ）のファンを作動させ、圧縮熱を大気中に放熱して圧縮空気を冷却する。なお、図２では、熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂへの給水配管の図示を省略している。
【００１８】
温水タンク１１０は、熱回収式エアコンプレッサ１０４ａ，１０４ｂから供給される温水を貯留する。水位センサ１２０は、温水タンク１１０の水位を検出する。温水タンク１１０は、貯留された温水を温水使用機器であるボイラ群１１１に供給する。ボイラ群１１１は、蒸気ボイラ１１２，１１４とボイラ台数制御装置１１８とを有する。ボイラ群１１１は、１台以上の蒸気ボイラを有していればよい。温水タンク１１０と蒸気ボイラ１１２、１１４とは、温水配管１１６で接続されている。蒸気ボイラ１１２，１１４は、供給された温水をさらに加熱し、蒸気を生成する。ボイラ台数制御装置１１８は、ボイラ１１２，１１４の運転台数を制御する。なお、本実施形態では、温水使用機器に含まれる機器を蒸気ボイラとしたが、温水を使用する他の機器としてもよい。例えば、原材料や加工品のウォーマー、暖房用のパネルヒータなどを温水使用機器として用いてもよい。
【００１９】
非熱回収式エアコンプレッサ群１０３は、３台の非熱回収式エアコンプレッサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを有する。非熱回収式エアコンプレッサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは、圧縮空気の生成時に発生する熱を利用しない。なお、以下では、５台のエアコンプレッサを制御する場合として説明するが、エアコンプレッサの数は、５台に限定されない。また、５台のエアコンプレッサは、物理的に同じ区域に設置されていても、離れて設置されていてもよい。
【００２０】
レシーバタンク２０は、フィード管路８の集合管路に設けられる。エアコンプレッサ群５から送出された圧縮空気は、レシーバタンク２０に一時的に貯留される。レシーバタンク２０により、フィードポイント２から送出される圧縮空気の急激な圧力変動が抑制される。
【００２１】
ユースポイント３は、ユース管路９と接続される。ユースポイント３は、ネットワーク管路４を介してフィードポイント２から供給された圧縮空気を使用する。主管路４０を流通する圧縮空気の少なくとも一部は、ユース管路９を介してユースポイント３に供給される。
【００２２】
ユースポイント３の圧縮空気使用設備として、例えば圧縮空気を噴射するエアガン又はエアスプレー、圧縮空気によって作動するエアシリンダのようなエアアクチュエータ、及び圧縮空気を使って部品を成形するブロー成形機など、圧縮空気を利用する様々な圧縮空気使用設備が例示される。ユースポイント３において、圧縮空気の力を利用して製品が生産されてもよい。
【００２３】
圧力センサ６は、圧縮空気の流通経路に設定された複数の検出位置のそれぞれに設けられる。圧力センサ６は、検出位置における圧縮空気の圧力を検出する。検出位置は、レシーバタンク２０を含むネットワーク管路４及びユースポイント３の少なくとも一部に設定される。
【００２４】
本実施形態において、圧力センサ６は、レシーバタンク２０に設定された検出位置でレシーバタンク２０の圧縮空気の圧力を検出するレシーバタンク圧力センサ６１、フィード管路８に設定された検出位置でフィード管路８の圧縮空気の圧力を検出するフィード管路圧力センサ６２、主管路４０に設定された検出位置で主管路４０の圧縮空気の圧力を検出するネットワーク管路圧力センサ６３、ユース管路９に設定された検出位置でユース管路９の圧縮空気の圧力を検出するユース管路圧力センサ６４、及びユースポイント３に設定された検出位置でユースポイント３の圧縮空気の圧力を検出するユースポイント圧力センサ６５を含む。
【００２５】
レシーバタンク圧力センサ６１は、複数のレシーバタンク２０のそれぞれに設けられ、複数のレシーバタンク２０の圧縮空気の圧力を検出する。フィード管路圧力センサ６２は、複数のフィード管路８のそれぞれに設けられ、複数のフィード管路８の圧縮空気の圧力を検出する。ネットワーク管路圧力センサ６３は、主管路４０の複数の部位のそれぞれに設けられ、主管路４０の複数の部位の圧縮空気の圧力を検出する。ユース管路圧力センサ６４は、複数のユース管路９のそれぞれに設けられ、複数のユース管路９の圧縮空気の圧力を検出する。ユースポイント圧力センサ６５は、複数のユースポイント３のそれぞれに設けられ、複数のユースポイント３の圧縮空気の圧力を検出する。
【００２６】
以下の説明においては、圧力センサ６（６１，６２，６３，６４，６５）で検出された圧縮空気の圧力の値を適宜、検出圧力値Ｐｓ、と称する。
【００２７】
また、圧縮空気供給システム１は、複数のユースポイント３のうち特定のユースポイント３に供給される圧縮空気を昇圧するブースターコンプレッサ５５を備える。本実施形態においては、４つのユースポイント３のうちいずれか１つのユースポイント３と接続されるユース管路９にブースターコンプレッサ５５が設けられる。
【００２８】
集中制御装置１０とローカル制御装置３０とボイラ台数制御装置１１８と水位センサ１２０とは、通信システム７を介して無線通信する。また、集中制御装置１０と圧力センサ６とは、通信システム７を介して無線通信する。
【００２９】
集中制御装置１０は、圧縮空気の流通経路内の圧力に基づいて、複数のエアコンプレッサ群５の運転を一括してリモート制御する。本実施形態において、集中制御装置１０は、複数の圧力センサ６の検出圧力値Ｐｓから決定される圧縮空気の代表圧力値Ｐｍに基づいて、複数のエアコンプレッサ群５の運転を一括してリモート制御する。集中制御装置１０は、通信システム７を介して指令信号をローカル制御装置３０に送信して、エアコンプレッサ群５をリモート制御する。
【００３０】
［集中制御装置及びローカル制御装置］
図３は、本実施形態に係る集中制御装置１０及びローカル制御装置３０の一例を示す機能ブロック図である。
【００３１】
通信システム７は、集中制御装置１０と接続される無線通信機７１と、ローカル制御装置３０と接続される無線通信機７２と、圧力センサ６と接続される無線通信機７３と、ボイラ台数制御装置１１８及び水位センサ１２０と接続される無線通信機７４と、を有する。なお、図３において、無線通信機７３は便宜的に１つだけ記載されているが複数の圧力センサ６のそれぞれに設けられる。
【００３２】
集中制御装置１０は、通信システム７を介して複数のローカル制御装置３０のそれぞれと無線通信可能である。集中制御装置１０は、通信システム７を介してローカル制御装置３０に指令信号を送信する。
【００３３】
集中制御装置１０は、通信システム７を介して複数の圧力センサ６のそれぞれと無線通信可能である。圧力センサ６は、通信システム７を介して集中制御装置１０に検出圧力値Ｐｓを送信する。
【００３４】
集中制御装置１０は、コンピュータシステムを含み、演算処理装置及び記憶装置を有する。演算処理装置は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）のような不揮発性メモリ又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリを含む。同様に、ローカル制御装置３０は、コンピュータシステムを含み、演算処理装置及び記憶装置を有する。
【００３５】
集中制御装置１０は、検出圧力取得部１１と、代表圧力決定部１２と、運転台数制御部１３と、起動優先順位設定部１４と、起動優先順位変更部１５と、記憶部１６と、入出力部１７とを有する。
【００３６】
検出圧力取得部１１は、通信システム７を介して、複数の圧力センサ６のそれぞれから検出圧力値Ｐｓを取得する。圧力センサ６の検出位置を示す位置データは、記憶部１６に記憶されている。圧力センサ６は、その圧力センサ６の識別データとともに検出圧力値Ｐｓを集中制御装置１０に送信する。検出圧力取得部１１は、記憶部１６に記憶されている圧力センサ６の位置データ及び圧力センサ６の識別データに基づいて、検出位置が特定された検出圧力値Ｐｓを取得することができる。
【００３７】
代表圧力決定部１２は、検出圧力取得部１１で取得された複数の圧力センサ６の検出圧力値Ｐｓに基づいて、圧縮空気の代表圧力値Ｐｍを決定する。本実施形態において、代表圧力値Ｐｍは、ネットワーク管路４及びユースポイント３に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓの平均値である。代表圧力決定部１２は、代表圧力値Ｐｍとして、検出圧力取得部１１で取得された複数のネットワーク管路圧力センサ６３の検出圧力値Ｐｓ及び複数のユースポイント圧力センサ６５の検出圧力値Ｐｓの平均値を算出する。
【００３８】
運転台数制御部１３は、代表圧力決定部１２で決定された代表圧力値Ｐｍに基づいて、複数のエアコンプレッサ群５の運転を一括してリモート制御するための指令信号をローカル制御装置３０に出力する。
【００３９】
起動優先順位設定部１４は、エアコンプレッサ群５の情報に基づいて、エアコンプレッサを起動する優先順位を設定する。運転台数制御部１３は、代表圧力値Ｐｍに基づいて、起動優先順位設定部１４に設定された起動優先順位に従ってエアコンプレッサの運転台数を増減する。
【００４０】
起動優先順位変更部１５は、温水使用機器群１１０の温水要求状態に基づいて、起動優先順位設定部１４に設定された各エアコンプレッサの起動優先順位を変更する。具体的には、起動優先順位変更部１５は、圧縮空気供給システム１の運転条件、ボイラ台数制御装置１１６から送信される情報、水位センサ１２０から送信される情報及びエアコンプレッサ群５の情報の少なくとも１つに基づいて、優先順位を変更するかを判定し、変更すると判定した場合、優先順位を変更する処理を実行する。
【００４１】
記憶部１６は、集中制御装置１０で各部を動作する条件等が記憶されている。本実施形態の記憶部１６は、起動優先順位の決定に用いる各コンプレッサの情報を記憶している。図４は、記憶部に記憶しているエアコンプレッサの情報の一例を示す図である。記憶部１６は、図４に示すようにエアコンプレッサ１０４，１０５のそれぞれの情報を記憶している。記憶部１６は、エアコンプレッサ１０４，１０５の識別コード、方式、比動力の情報を少なくとも記憶している。識別コードは、各エアコンプレッサのそれぞれに与えられた固有の文字列である。方式は、熱回収式であるか非熱回収式であるかを示す情報である。比動力は、１ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を製造するためにエアコンプレッサに必要な動力（消費電力）であり、単位はｋＷ・ｍ−３・ｍｉｎである。図４では、比動力が低い、効率よく運転できるエアコンプレッサから順に順位を付している。
【００４２】
また、本実施形態の記憶部１６は、条件に基づいて起動優先順位設定部１４、起動優先順位変更部１５で設定された起動優先順位の情報も記憶している。本実施形態では、起動優先順位として、比動力優先順位と、熱回収優先順位とが設定されている。比動力優先順位は、比動力が小さく優れている順、つまり効率が高い順に順位が設定されている。エアコンプレッサは、負荷制御方式の種類によって比動力に差があり、一般的にインバータ制御、スライド弁制御、吸入弁絞り制御の順で低負荷時の比動力が低く、高効率での運転が可能となる。熱回収優先順位は、熱回収式エアコンプレッサの優先順位を非熱回収式エアコンプレッサよりも高く順位が設定されている。具体的には、熱回収式エアコンプレッサの優先順位を上位側（ベースロード側）に、非熱回収式エアコンプレッサの優先順位を下位側（ピークロード側）に設定している。同じ負荷制御方式のエアコンプレッサは、比動力が優れている順に優先順位が設定されている。
【００４３】
集中制御装置１０は、入力装置１８と接続される。入力装置１８は、例えばコンピュータ用キーボード、スイッチボタン、及びタッチパネルの少なくとも１つを含む。入力装置１８は、圧縮空気供給システム１のユーザにより操作される。ユーザに操作されることにより、入力装置１８は、入力データを生成し、集中制御装置１０に出力する。
【００４４】
ローカル制御装置３０は、検出圧力取得部３１と、指令信号取得部３２と、ローカル制御部３３と、記憶部３４と、入出力部３５とを有する。
【００４５】
検出圧力取得部３１は、圧力センサ６から検出圧力値Ｐｓを取得する。指令信号取得部３２は、集中制御装置１０から、指令信号を取得する。
【００４６】
ローカル制御部３３は、エアコンプレッサ群５を制御する。エアコンプレッサ群５の制御は、エアコンプレッサ５０の起動、停止、及び容量制御を含む。本実施形態において、ローカル制御部３３は、リモートモード及びローカルモードのいずれか一方でエアコンプレッサ群５を制御する。リモートモードは、複数のエアコンプレッサ５０を集中制御装置１０からの指令信号により他律制御する制御モードである。ローカルモードは、複数のエアコンプレッサ５０を集中制御装置１０からの指令信号によらずに自律制御する制御モードである。
【００４７】
［動作］
次に、本実施形態に係る圧縮空気供給システム１の動作について説明する。集中制御装置１０の処理及びローカル制御装置３０の処理は、規定のサンプリング周期で実施される。
【００４８】
図５は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。まず、集中制御装置１０は、代表圧力を算出する（ステップＳ２）。具体的には、集中制御装置１０は、複数の圧力センサ６の検出結果を取得し、取得した圧力値に基づいて、代表圧力を算出する。複数の圧力センサ６は、圧縮空気供給システム１における圧縮空気の流通経路に設定された複数の検出位置のそれぞれで、圧縮空気の圧力を検出する。圧力センサ６で検出された検出圧力値Ｐｓは、通信システム７を介して集中制御装置１０に送信される。集中制御装置１０の検出圧力取得部１１は、レシーバタンク２０を含むネットワーク管路４及びユースポイント３に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓを取得する。代表圧力決定部１２は、ネットワーク管路４及びユースポイント３に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓの平均値を算出する。代表圧力決定部１２は、代表圧力値Ｐｍを決定する。本実施形態において、代表圧力決定部１２は、ステップＳ２で算出された検出圧力値Ｐｓの平均値を代表圧力値Ｐｍとして決定する。
【００４９】
次に、集中制御装置１０は、代表圧力値Ｐｍに基づいて、起動優先順位に従ってエアコンプレッサの運転台数を増減する（ステップＳ４）。そして、集中制御装置１０は、ステップＳ４の増台又は減台の判断結果に基づいて、複数のエアコンプレッサ群５の運転を一括してリモート制御するための指令信号を出力する。指令信号は、通信システム７を介して、複数のローカル制御装置３０のそれぞれに送信される。ローカル制御装置３０の指令信号取得部３２は、通信システム７を介して集中制御装置１０から送信された指令信号を取得する。ローカル制御部３３は、指令信号に基づいて、エアコンプレッサ群５を制御する。本実施形態において、複数のエアコンプレッサ群５は、代表圧力値Ｐｍに基づいて台数制御される。具体的には、集中制御装置１０の運転台数制御部１３は、代表圧力値Ｐｍが台数増加用圧力値を下回ると、起動優先順位に従ってエアコンプレッサを順次起動させ、代表圧力値Ｐｍが台数減少用圧力値を上回ると、起動優先順位に従ってエアコンプレッサを順次停止させる。これにより、代表圧力値Ｐｍに基づいて、エアコンプレッサ群５の運転台数が増減され、エアコンプレッサ群５から送出される圧縮空気の流量が調節される。
【００５０】
次に、起動優先順位設定部１４及び起動優先順位変更部１６の処理について説明する。図６は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。集中制御装置１０は、起動優先順位変更部１４により優先順位を変更するかを決定する。起動優先順位変更部１４は、温水要求状況を検出する（ステップＳ１２）。温水要求状況は、水位センサ１２０、ボイラ台数制御装置１１８の少なくとも一方から情報を取得することで、検出することができる。
【００５１】
起動優先順位変更部１４は、検出した温水要求状況から起動優先順位の変更を行うか判定する（ステップＳ１４）。起動優先順位変更部１４は、温水要求状況に所定の変化が生じた場合、例えば、温水要求がありの状態からなしの状態に変化した場合、または温水要求がなしの状態からありの状態に変化した場合、起動優先順位の変更を行うと判定する。起動優先順位変更部１４は、起動優先順位の変更を行うと判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、起動優先順位を変更する。起動優先順位変更部１４は、起動優先順位の変更を行わない、つまり、現状の優先順位を維持すると判定した場合（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１２の処理に戻る。
【００５２】
次に、図６の処理を具体的な判定基準の一例を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。図７は、温水要求状況として、水位センサ１２０で検出した温水タンク１１０の水位を用いた場合の例である。起動優先順位変更部１４は、水位センサ１２０の情報を取得する（ステップＳ２２）。起動優先順位変更部１４は、取得した温水タンク１１０の水位が閾値以上であるかを判定する（ステップＳ２４）。水位の閾値は、予め設定されている値であり、例えば給水開始水位である。
【００５３】
起動優先順位変更部１４は、水位が閾値以上である（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定した場合、温水要求なしと判定し、比動力が優れているエアコンプレッサがベースロード機となる順位で起動優先順位を設定する（ステップＳ２６）。つまり、図４の比動力優先順位を起動優先順位に設定する。起動優先順位変更部１４は、水位が閾値未満である（ステップＳ２４でＮｏ）と判定した場合、温水要求ありと判定し、熱回収式エアコンプレッサがベースロード機となる順位で起動優先順位を設定する（ステップＳ２８）。つまり、図４の熱回収優先順位を起動優先順位に設定する。
【００５４】
図８は、本実施形態に係る圧縮空気供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。図８は、温水要求状況として、ボイラ台数制御装置１１８から出力される負荷量を用いた場合の例である。起動優先順位変更部１４は、ボイラ群１１１の負荷量を取得する（ステップＳ３２）。起動優先順位変更部１４は、取得したボイラ群１１１の負荷量が閾値以下であるかを判定する（ステップＳ３４）。負荷量の閾値は、予め設定されている値である。なお、ボイラ群１１１の負荷量は、各ボイラ１１２，１１４の燃焼量や蒸気発量の合計で把握される。また、ボイラ群１１１の負荷量は、絶対値に限らず負荷率（＝現時点の負荷量÷出力１００％時の負荷量）で扱ってもよい。
【００５５】
起動優先順位変更部１４は、負荷量が閾値以下である（ステップＳ３４でＹｅｓ）と判定した場合、温水要求なしと判定し、比動力が優れているエアコンプレッサがベースロード機となる順位で起動優先順位を設定する（ステップＳ３６）。つまり、図４の比動力優先順位を起動優先順位に設定する。起動優先順位変更部１４は、負荷量が閾値より大きい（ステップＳ３４でＮｏ）と判定した場合、温水要求ありと判定し、熱回収式エアコンプレッサがベースロード機となる順位で起動優先順位を設定する（ステップＳ３８）。つまり、図４の熱回収優先順位を起動優先順位に設定する。
【００５６】
図９は、エアコンプレッサの起動と停止の切り替えの一例を説明するための図である。集中制御装置１０は、図６から図８に示すように、温水要求の情報に基づいて、エアコンプレッサの起動優先順位を切り換える。運転台数制御部１３で運転台数が３台に決定され、かつ温水要求がない場合、比動力優先順位に基づいて、運転するエアコンプレッサを決定する。具体的には、対応表１５０に示すように、非熱回収式で比動力が最も低い、比動力優先順位が１位の識別コードＣ００３、非熱回収式で比動力が２番目に低い、比動力優先順位が２位の識別コードＣ００５、非熱回収式で比動力が３番目に低い、比動力優先順位が３位の識別コードＣ００４の３台のエアコンプレッサが運転される。
【００５７】
これに対して、集中制御装置１０は、運転台数制御部１３で運転台数が３台に決定され、かつ温水要求がある場合、熱回収優先順位に基づいて、運転するエアコンプレッサを決定する。具体的には、対応表１５２に示すように、熱回収式で、熱回収優先順位が１位の識別コードＣ００２、熱回収式で、熱回収優先順位が２位の識別コードＣ００１、非熱回収式で、非熱回収式の中で最も比動力が低く、熱回収優先順位が３位の識別コードＣ００３の３台のエアコンプレッサが運転される。
【００５８】
起動優先順位を比動力優先順位から熱回収優先順位への切り換え、或いは熱回収優先順位から比動力優先順位への切り換えに伴って、所要のエアコンプレッサの起動と停止を切り替える際には、空気圧力を変動させないように、１台を先に起動させてから、１台を停止させるのが望ましい。
【００５９】
具体的には、対応表１５０から対応表１５２に運転状態を移行させる場合、まず停止中のエアコンプレッサの中で優先順位が最も高い識別コードＣ００２の機を起動させた後、起動中のエアコンプレッサの中で優先順位が最も低い識別コードＣ００４の機を停止させる。続いて、停止中のエアコンプレッサの中優先順位が２番目の識別コードＣ００１の機を起動させた後、起動中のエアコンプレッサの中で優先順位が２番目に低い識別コードＣ００５の機を停止させる。
【００６０】
また、対応表１５２から対応表１５０に運転状態を移行させる場合、まず停止中のエアコンプレッサの中で優先順位が最も高い識別コードＣ００５の機を起動させた後、起動中のエアコンプレッサの中で優先順位が最も低い識別コードＣ００１の機を停止させる。続いて、停止中のエアコンプレッサの中優先順位が２番目の識別コードＣ００４の機を起動させた後、起動中のエアコンプレッサの中で優先順位が２番目に低い識別コードＣ００２の機を停止させる。
【００６１】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、温水要求がない場合、比動力が低いエアコンプレッサを優先的に起動させることで、高効率のエアコンプレッサを駆動させることができる。そのため、エアコンプレッサ群の消費電力を抑制し、システム全体の省エネルギーを図ることができる。また、温水要求がある場合、熱回収式コンプレッサを優先的に起動させることで、投入したエネルギーを圧縮空気と熱の両方で回収することができる。そのため、圧縮空気供給システムのエネルギーの利用効率を飛躍的に高めることができる。ここで、電動式のエアコンプレッサは、一般に投入した電力の９０％以上が圧縮熱に変わる。熱回収式のエアコンプレッサは、この圧縮熱を回収できるため、圧縮空気の生成をいずれの負荷制御方式で行っていたとしても、エネルギーの利用効率を高くすることができる。したがって、温水要求がある場合には、熱回収式のエアコンプレッサを優先的に起動させてベースロード機として使用することで、エネルギーの利用効率を飛躍的に高めることができる。なお、熱回収式のエアコンプレッサは、温水要求がない場合、冷却水を排熱回収用熱交換器に供給しないでバイパスする制御となるため、温水を生成しない場合は、非熱回収式のエアコンプレッサと同様に負荷制御方式によりエネルギーの利用効率が変動する。このため、上述したように、温水要求がない場合、比動力が低いエアコンプレッサを優先的に起動させてベースロード機として使用することで、エアコンプレッサ群の消費電力を抑制し、システム全体の省エネルギーを図ることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、温水要求がない場合、比動力が低いエアコンプレッサを優先的に起動させることで、エネルギーの利用効率を高くすることができるが、比動力以外の基準で起動させるエアコンプレッサを決定してもよい。
【００６３】
なお、上記実施形態では、集中制御装置が全体を一括してリモート制御しているが、通信途絶などで集中制御装置からのリモート制御ができない場合、個々のエアコンプレッサは、自身のローカル制御装置で自立制御を行う。
【００６４】
なお、代表圧力決定部１２は、特定ユースポイント３ｓに設定された特定検出位置における検出圧力値Ｐｓを重み付けした重み付け平均値を代表圧力値Ｐｍとして決定することもできる。検出圧力値Ｐｓの平均値を算出するとき、特定ユースポイント３ｓに設定された特定検出位置における検出圧力値Ｐｓが重み付けされることにより、圧力の変動が台数制御にもたらす影響が抑制され、特定ユースポイント３ｓに適正な圧力で圧縮空気が供給される。
【００６５】
なお、本実施形態においては、代表圧力値Ｐｍは、主管路４０及びユースポイント３に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓの平均値であることとした。代表圧力値Ｐｍは、主管路４０及びユース管路９に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓの平均値でもよいし、主管路４０、ユース管路９、及びユースポイント３に設定された複数の検出位置における検出圧力値Ｐｓの平均値でもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…圧縮空気供給システム、２…フィードポイント、３…ユースポイント、４…ネットワーク管路、５…エアコンプレッサ群、６…圧力センサ、７…通信システム、８…フィード管路、８Ｃ…接続部、９…ユース管路、９Ｃ…接続部、１０…集中制御装置、１１…検出圧力取得部、１２…代表圧力決定部、１３…運転台数制御部、１４…起動優先順位設定部、１５…起動優先順位変更部、１６…記憶部、１７…入出力部、１８…入力装置、２０…レシーバタンク、２１…開閉弁、３０…ローカル制御装置、３１…検出圧力取得部、３２…指令信号取得部、３３…ローカル制御部、３４…記憶部、３５…入出力部、４０…主管路、５０…エアコンプレッサ、６１…レシーバタンク圧力センサ、６２…フィード管路圧力センサ、６３…ネットワーク管路圧力センサ、６４…ユース管路圧力センサ、６５…ユースポイント圧力センサ、７１，７２，７３，７４…無線通信機、１００…需給エリア、１０１…熱回収式エアコンプレッサ群、１０３…非熱回収式コンプレッサ群、１０４ａ，１０４ｂ…熱回収式エアコンプレッサ、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ…非熱回収式コンプレッサ、１１０…温水タンク、１１１…ボイラ群、１１２，１１４…蒸気ボイラ、１１６…配管、１１８…ボイラ台数制御装置、１２…水位センサ。
【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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