(57)【要約】【課題】冷却水の変流量制御を行い、システム全体の消費電力を削減することができる熱源システムを提供する。【解決手段】冷却塔１と、圧縮式冷凍機２と、冷却水ポンプ４と、制御装置７とを備え、制御装置７は、冷水入口温度測定値（ａ），冷水出口温度測定値（ｂ），冷水流量測定値（ｃ），冷却水入口温度測定値（ｄ），冷却水出口温度測定値（ｅ），冷却水流量測定値（ｆ）と、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、所定のテーブル又は関係式により複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプ消費電力（ｐ２）とを求め、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプ消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御する。【選択図】図１
2018004097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系と、前記各機器を制御する制御装置とを備えた熱源システムにおいて、
冷水入口温度測定値（ａ）を求める手段と、
冷水出口温度測定値（ｂ）を求める手段と、
冷水流量測定値（ｃ）を求める手段と、
冷却水入口温度測定値（ｄ）を求める手段と、
冷却水出口温度測定値（ｅ）を求める手段と、
冷却水ポンプの流量である冷却水流量の測定値（ｆ）を求める手段とを備え、
冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａと、
冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂと、
冷却水流量仮定値（ｆａ）とを、前記制御装置に予め入力し、
前記制御装置は、前記各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求め、
前記複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することを特徴とする熱源システム。
【請求項２】
冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）を求める手段を備え、前記冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）と冷却水流量測定値（ｆ）に基づき、前記テーブル又は関係式Ｂより冷却水ポンプの電力（ｇａ）を算出し、電力測定値（ｇ）と算出した電力（ｇａ）との比率を求め、前記テーブル又は関係式Ｂに当該比率を乗じることにより前記テーブル又は関係式Ｂを補正することを特徴とする請求項１記載の熱源システム。
【請求項３】
前記冷却水流量仮定値（ｆａ）は、前記合計電力（Ｐ）の削減に効果のある特定の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の熱源システム。
【請求項４】
冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項５】
前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項６】
前記冷却水流量の出力設定値は、所定の変化率であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項７】
測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力に到達した時に、前記冷却水流量を増加させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項８】
前記凝縮器上限圧力は、冷凍能力に応じて設定された複数の上限圧力であることを特徴とする請求項７記載の熱源システム。
【請求項９】
測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力から所定圧力を減じた値である解除圧力まで下がった時に、前記冷却水流量制御を最適な変流量制御に復帰させることを特徴とする請求項７または８記載の熱源システム。
【請求項１０】
冷却水出口温度の上限を定め、前記冷却水流量を、前記冷却水出口温度の上限を越えない範囲で該上限に近い流量に制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項１１】
前記冷却水出口温度の上限は、冷凍能力に応じて設定された複数の上限温度であることを特徴とする請求項１０記載の熱源システム。
【請求項１２】
冷却水出口温度の下限を定め、前記冷却水流量を、前記冷却水出口温度の下限を下回らない範囲で該下限に近い流量に制御することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項１３】
前記冷却水出口温度の下限は、冷凍能力に応じて設定された複数の下限温度であることを特徴とする請求項１２記載の熱源システム。
【請求項１４】
前記制御装置は、冷却水流量が定格流量時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）を演算し、外部へ信号出力あるいは表示をすることができることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項１５】
冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮器圧力を用いることを特徴とする請求項１記載の熱源システム。
【請求項１６】
冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮温度を用いることを特徴とする請求項１記載の熱源システム。
【請求項１７】
冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発器圧力を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いることを特徴とする請求項４記載の熱源システム。
【請求項１８】
冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発温度を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いることを特徴とする請求項４記載の熱源システム。
【請求項１９】
前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いることを特徴とする請求項５記載の熱源システム。
【請求項２０】
前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いることを特徴とする請求項５記載の熱源システム。
【請求項２１】
前記制御装置は、変流量制御を実施するか否か設定可能であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項２２】
前記制御装置は、冷凍機の起動後、所定の冷水出口温度で変流量制御に切り替えることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の熱源システム。
【請求項２３】
冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系と、前記各機器を制御する制御装置とを備えた熱源システムの制御方法において、
冷水入口温度測定値（ａ）、冷水出口温度測定値（ｂ）、冷水流量測定値（ｃ）、冷却水入口温度測定値（ｄ）、冷却水出口温度測定値（ｅ）、冷却水ポンプの流量である冷却水流量の測定値（ｆ）をそれぞれ取得し、
冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａと、
冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂと、
冷却水流量仮定値（ｆａ）とを、予め求めておき、
前記各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求め、
前記複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することを特徴とする熱源システムの制御方法。
【請求項２４】
前記合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）と、冷却水流量が定格電流時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）との関係を規定するテーブル又は関係式Ｃを用いて、前記冷却水流量の測定値（ｆ）より削減電力（Ｐｒ）を求めることを特徴とする請求項２３記載の熱源システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系とを備えた熱源システム及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オフィスビル等の各種施設において空調設備等の負荷のために熱源システムが用いられている。かかる熱源システムは、冷却水系に冷凍機、冷却塔、冷却水ポンプを備え、冷却水ポンプにて冷却水を冷凍機から冷却塔へと循環させ、冷凍機の凝縮器にて温度上昇した冷却水を冷却塔にて冷却する構成である。また、熱負荷の設けられた冷水系では、冷水を冷凍機の蒸発器にて冷却し、冷却された冷水を冷水ポンプで負荷に循環させる構成である。
【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】
上記熱源システムにおいて、冷却水温度が低くなれば冷凍機の効率が良くなることは知られている。冷却水流量を下げると、冷却水ポンプの搬送動力を下げることができる。ただし、必ず冷却水出口温度が上がることにより、冷凍機の圧縮機のヘッドが上がることになり、冷凍機の入力動力が上がってしまう。他のシステム動力には影響を及ぼさない。ここで、ポンプ削減動力＞冷凍機増加動力 となれば、冷却水流量を下げることによってシステム動力を下げることができ、システムでの省エネルギーが可能となる。比較が逆の関係になれば、システム動力が上がってしまうリスクが存在する。ポンプの定格動力に比べて、圧縮機の定格動力は通常１０倍程の大きさに及び、冷凍機の動力変化が正確に把握できていないと安全な制御は実現しない。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系とを備えた熱源システムにおいて、冷却水ポンプの流量である冷却水流量を定格流量以下の変流量とし、熱源システムの消費電力が最も小さくなるように冷却水の変流量制御を行うことにより、システム全体の消費電力を可能な限り削減することができる熱源システム及びその制御方法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】
上述の目的を達成するため、本発明の熱源システムは、冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系と、前記各機器を制御する制御装置とを備えた熱源システムにおいて、冷水入口温度測定値（ａ）を求める手段と、冷水出口温度測定値（ｂ）を求める手段と、冷水流量測定値（ｃ）を求める手段と、冷却水入口温度測定値（ｄ）を求める手段と、冷却水出口温度測定値（ｅ）を求める手段と、冷却水ポンプの流量である冷却水流量の測定値（ｆ）を求める手段とを備え、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａと、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂと、冷却水流量仮定値（ｆａ）とを、前記制御装置に予め入力し、前記制御装置は、前記各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求め、前記複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の好ましい態様によれば、冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）を求める手段を備え、前記冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）と冷却水流量測定値（ｆ）に基づき、前記テーブル又は関係式Ｂより冷却水ポンプの電力（ｇａ）を算出し、電力測定値（ｇ）と算出した電力（ｇａ）との比率を求め、前記テーブル又は関係式Ｂに当該比率を乗じることにより前記テーブル又は関係式Ｂを補正することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記冷却水流量仮定値（ｆａ）は、前記合計電力（Ｐ）の削減に効果のある特定の範囲であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記冷却水流量の出力設定値は、所定の変化率であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力に到達した時に、前記冷却水流量を増加させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記凝縮器上限圧力は、冷凍能力に応じて設定された複数の上限圧力であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力から所定圧力を減じた値である解除圧力まで下がった時に、前記冷却水流量制御を最適な変流量制御に復帰させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、冷却水出口温度の上限を定め、前記冷却水流量を、前記冷却水出口温度の上限を越えない範囲で該上限に近い流量に制御することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記冷却水出口温度の上限は、冷凍能力に応じて設定された複数の上限温度であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、冷却水出口温度の下限を定め、前記冷却水流量を、前記冷却水出口温度の下限を下回らない範囲で該下限に近い流量に制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様によれば、前記冷却水出口温度の下限は、冷凍能力に応じて設定された複数の下限温度であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記制御装置は、冷却水流量が定格流量時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）を演算し、外部へ信号出力あるいは表示をすることができることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮器圧力を用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様によれば、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮温度を用いることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発器圧力を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発温度を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いることを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、前記制御装置は、変流量制御を実施するか否か設定可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記制御装置は、冷凍機の起動後、所定の冷水出口温度で変流量制御に切り替えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の熱源システムの制御方法は、冷却塔と、圧縮式冷凍機と、その間を配管で接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプから構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機で冷却された冷水を冷水ポンプで負荷側に供給する冷水系と、前記各機器を制御する制御装置とを備えた熱源システムの制御方法において、冷水入口温度測定値（ａ）、冷水出口温度測定値（ｂ）、冷水流量測定値（ｃ）、冷却水入口温度測定値（ｄ）、冷却水出口温度測定値（ｅ）、冷却水ポンプの流量である冷却水流量の測定値（ｆ）をそれぞれ取得し、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａと、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂと、冷却水流量仮定値（ｆａ）とを、予め求めておき、前記各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求め、前記複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の好ましい態様によれば、前記合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）と、冷却水流量が定格電流時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）との関係を規定するテーブル又は関係式Ｃを用いて、前記冷却水流量の測定値（ｆ）より削減電力（Ｐｒ）を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
１）冷却水ポンプの流量である冷却水流量を定格流量以下の変流量とし、冷却水流量が定格流量時の消費電力に対するポンプ削減電力が冷凍機増加電力より大きくなるように冷却水の変流量制御を行うことにより、システム全体の消費電力を削減することができる。
２）任意の運転条件に対して、最もシステム消費電力を低くすることができる冷却水流量の制御を正確にかつ冷凍機本体の制御を安定して行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る熱源システムの基本構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａを示す図である。
【図３】図３は、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを示すグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すグラフに冷凍機の消費電力（ｐ１）と冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを合算した合計電力（Ｐ）を加えたグラフである。
【図５】図５は、各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）より冷却水流量（Ｆ）を求める手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、電力計により測定した冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）と流量計により測定した冷却水流量の測定値（ｆ）とを用いて前記テーブル又は関係式Ｂを補正する方法を示すグラフである。
【図７】図７は、冷却水流量仮定値（ｆａ）の選択範囲を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）〜（ｆ）は、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する、２つのテーブル又は関係式を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正する方法を示すグラフである。
【図１０】図１０は、冷却水流量の出力設定値が所定の変化率であることを示すグラフである。
【図１１】図１１は、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力に到達した時の冷却水流量の制御方法を示すグラフである。
【図１２】図１２は、凝縮器上限圧力が冷凍能力に応じて設定された複数の上限圧力であることを示すグラフである。
【図１３】図１３は、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力から所定圧力を減じた値である解除圧力まで下がった時の冷却水流量の制御方法を示すグラフである。
【図１４】図１４は、冷却水出口温度に上限温度を設定して冷却水流量を制御する方法を示すグラフである。
【図１５】図１５は、冷却水出口上限温度と冷凍能力との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、冷却水出口温度に下限温度を設定して冷却水流量を制御する方法を示すグラフである。
【図１７】図１７は、冷却水出口下限温度と冷凍能力との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することによる、冷却水流量が定格流量時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）を示すグラフである。
【図１９】図１９は、前記合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）と、冷却水流量が定格電流時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）との関係を示すグラフである。
【図２０】図２０は、冷却水変流量制御中の冷却水流量の測定値（ｆ）と削減電力（Ｐｒ）の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る熱源システム及びその制御方法の実施形態を図１乃至図２０を参照して説明する。図１乃至図２０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明に係る熱源システムの基本構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の熱源システムは、冷却塔１と、圧縮式冷凍機２と、その間を配管３ａ，３ｂで接続して冷却水を循環させる冷却水ポンプ４から構成される冷却水系と、前記圧縮式冷凍機２で冷却された冷水を配管５を介して冷水ポンプ６で負荷側に供給する冷水系と、前記各機器を制御する制御装置７とを備えている。冷却水ポンプ４はインバータ等により回転速度が可変になっている。制御装置７には表示装置８が接続されている。
【００１９】
圧縮式冷凍機２は、ターボ冷凍機からなり、冷媒を圧縮する圧縮機９と、圧縮された冷媒ガスを冷却水（冷却流体）で冷却して凝縮させる凝縮器１０と、冷水（被冷却流体）から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器１１と、これら各機器を冷媒が循環する冷媒配管１２によって連結して構成されている。本実施形態においては、圧縮式冷凍機の一例としてターボ圧縮機を用いたターボ冷凍機を示すが、スクリュー式、レシプロ式、スクロール式等の圧縮機を用いたものであってもよい。
【００２０】
本発明の熱源システムは、冷水入口温度測定値（ａ）を求める温度センサ１５ａと、冷水出口温度測定値（ｂ）を求める温度センサ１５ｂと、冷水流量測定値（ｃ）を求める流量計１６と、冷却水入口温度測定値（ｄ）を求める温度センサ１７ａと、冷却水出口温度測定値（ｅ）を求める温度センサ１７ｂと、冷却水ポンプ４の流量である冷却水流量の測定値（ｆ）を求める流量計１８とを備えている。また、本発明の熱源システムは、冷却水ポンプ４の消費電力を測定する電力計１９を備えている。
【００２１】
図１に示すように構成された熱源システムは、冷却水系においては、冷却塔１から流出した冷却水は、冷却水ポンプ４により配管３ａを介して圧縮式冷凍機２に供給され、圧縮式冷凍機２の凝縮器１０において冷媒の液化に伴う熱を吸収して温度上昇して配管３ｂに流出する。そして、冷却水は、配管３ｂを介して冷却塔１に流入し、冷却塔１において外気により冷却された後、配管３ａに流入して冷却水ポンプ４により圧縮式冷凍機２に送り出される。
冷水系においては、負荷により温度上昇した冷水は、冷水ポンプ６により圧縮式冷凍機２に供給され、圧縮式冷凍機２の蒸発器１１において冷媒の気化に伴って熱を奪われて温度が低下し、圧縮式冷凍機２の冷水出口から配管５を通って負荷側に送り出される。
【００２２】
次に、上記熱源システムにおいて、冷却水流量の変流量制御を行うことによりシステム全体の消費電力を削減する制御方法について説明する。
冷却水流量を少なくすると、冷却水ポンプ動力を下げることができる。しかし、冷却水温度差が大きくなることにより、必ず冷却水出口温度が上がってしまうため、冷凍機の圧縮機のヘッドが上がることになり、冷凍機の入力動力が上がってしまう。他のシステム動力には影響を及ぼさない。ここで、ポンプ削減動力＞冷凍機増加動力となれば、流量を下げることによってシステム動力を下げることができ、熱源システムでの省エネルギーが可能となる。
【００２３】
そこで、本発明の熱源システムは、冷却水流量の変流量制御を行うため以下のように構成している。
１）熱源システムの運転中に、温度センサ１５ａ，１５ｂ、流量計１６、温度センサ１７ａ，１７ｂ、流量計１８により、冷水入口温度測定値（ａ）、冷水出口温度測定値（ｂ）、冷水流量測定値（ｃ）、冷却水入口温度測定値（ｄ）、冷却水出口温度測定値（ｅ）、冷却水ポンプの流量である冷却水流量の測定値（ｆ）をそれぞれ取得する。
２）冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａと、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂと、冷却水流量仮定値（ｆａ）とを、制御装置７に予め入力する。
３）制御装置７は、前記各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求める。
４）制御装置７は、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御する。冷却水流量は、冷却水ポンプ４の回転速度を制御することにより制御される。
【００２４】
次に、本発明の熱源システムの各構成を図面を参照して説明する。
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブル又は関係式Ａを示す図である。
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、冷凍能力がそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３の場合における冷却水出口温度（℃）と冷凍機の消費電力（ｋＷ）との関係を示している。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）において、冷凍能力と冷却水出口温度の２変数が入力値で、冷凍機の消費電力が出力値である。冷凍能力と冷却水出口温度が分かれば、冷凍機の消費電力が分かり、この関係がテーブル又は関係式Ａのことである。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような多数のデータを集約して１つのテーブル又は関係式Ａを作成する。関係式Ａは例えば４次式で表すことができる。冷凍能力Ｑ＝Ｑ１の時の係数Ａ４，Ａ３，Ａ２，Ａ１，Ａ０である。冷凍能力Ｑ１で、冷却水出口温度ｘ℃とすると冷凍機の消費電力は、次式で表わすことができる。
ｐ１＝Ａ４ｘ４＋Ａ３ｘ３＋Ａ２ｘ２＋Ａ１ｘ＋Ａ０
冷却水出口温度ｘが大きくなると、ｐ１は必ず大きくなる特徴がある。
テーブル又は関係式Ａは制御装置７に予め入力しておく。
【００２５】
図３は、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力との関係を規定するテーブル又は関係式Ｂを示す図である。
冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力の関係は冷却水ポンプの仕様と揚程によって定まる。各流量の揚程は、設備によってほぼ定まる。したがって、冷却水流量と冷却水ポンプの消費電力とを実測すれば、図３に示す曲線が描ける。この曲線をテーブル又は関係式で表したものがテーブル又は関係式Ｂのことである。関係式Ｂは例えば３次式で表すことができる。係数をＢ３，Ｂ２，Ｂ１，Ｂ０とする。冷却水流量をｘとすると、冷却水ポンプの消費電力は、次式で表わすことができる。
ｐ２＝Ｂ３ｘ３＋Ｂ２ｘ２＋Ｂ１ｘ＋Ｂ０
理論的には、係数Ｂ０＝０である。冷却水流量ｘが小さくなると、ｐ２は必ず小さくなる特徴がある。
テーブル又は関係式Ｂは制御装置７に予め入力しておく。
【００２６】
図４（ａ）は、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを示すグラフである。
制御装置７は、各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）とを用いて、前記テーブル又は関係式Ａと前記テーブル又は関係式Ｂとにより、図４（ａ）に示すような、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを求める。
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すグラフに冷凍機の消費電力（ｐ１）と冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを合算した合計電力（Ｐ）を加えたグラフである。図４（ｂ）に示すように、制御装置７は、複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する、複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）と複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）を合算して複数の合計電力（Ｐ）を算出し、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）を求める。制御装置７は、求めた最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水ポンプ４を制御することにより、冷却水流量を制御する。このようにして、あらゆる運動条件に対して、常時、最適な冷却水流量設定値を出力することができる。すなわち、最も熱源システムの消費電力を下げることができる。
【００２７】
図５は、各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）と複数の冷却水流量仮定値（ｆａ）より冷却水流量（Ｆ）を求める手順を示すフローチャートである。
冷凍機の消費電力（ｐ１）を求める関係式Ａは、冷凍能力（Ｑ）と冷却水出口温度を入力値とした２変数関数となっている。冷凍能力（Ｑ）は各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ）より求めることができる。冷凍能力（Ｑ）は冷水系の制御であり、冷却水流量の値で変わるものではない。したがって、冷凍能力（Ｑ）は各測定値（ａ），（ｂ），（ｃ）のみで定まる値であり冷却水流量から独立している。
複数の冷凍機の消費電力（ｐ１）は、２変数のうち冷凍能力（Ｑ）は共通であるため、冷却水出口温度の違いが消費電力（ｐ１）の違いとなって現れることになる。ここで複数を示す記号としてｘを用いる。
複数の冷却水出口温度推定値を（ｅａ）_ｘとおく。ここで、アンダーバー_は、推定値（ｅａ）がｘ個あることを示すために用いている。以下、同様にアンダーバーを用いる場合には、特定される値がｘ個あることを示す。
すなわち（ｐ１）_ｘ＝ｆ（Ｑ，ｅａ_ｘ）と表すことができる。
ここで冷却水出口温度推定値（ｅａ）が冷却水流量仮定値（ｆａ）の関数で表すことができる。
冷却水によって放熱する放熱量＝（冷却水流量）×（冷却水温度差）×（冷却水密度）×（冷却水比熱）で求まる。
ここで冷却水流量（Ｆ）として候補の挙がる熱源システムの電力削減に効果のある流量の範囲内では、同じ冷凍能力では、放熱量と冷却水密度と冷却水比熱は一定と見なして問題ない。
したがって冷却水温度差は冷却水流量と反比例になる。したがって、（ｄ），（ｅ），（ｆ）の測定値を使用し、冷却水流量仮定値（ｆａ）に対応する冷却水出口温度の計算は上記の関係により容易に求まる。冷却水流量仮定値（ｆａ）_ｘに対応する冷却水出口温度推定値（ｅａ）_ｘはこのように求まる。
冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブルを使用する場合は、テーブルより（ｐ１）が選択され、関係式Ａを使用する場合は、上記関数よりプログラム内で（ｐ１）が演算される。冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定するテーブルの値は、関係式Ａに基づくものでもよいし、メーカーで実施した冷凍機試験の実測値をそのまま当てはめても構わない。
（Ｑ）と（ｅａ）_ｘの２変数より、（ｐ１）_ｘが計算される。また並行してテーブル又は関係式Ｂより（ｆａ）_ｘに対応する複数の冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）_ｘを求める。
複数の合計電力（Ｐ）_ｘは、（Ｐ）_ｘ＝（ｐ１）_ｘ＋（ｐ２）_ｘとなり、（ｆａ）_ｘに対応した合計電力が（Ｐ）_ｘとなる。
（Ｐ）_ｘの大きさを比較し、最も小さい（Ｐ）の冷却水流量仮定値（ｆａ）が合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）として選択され、（Ｆ）になるように冷却水流量をコントロールする装置へ制御装置から信号を出力する。
【００２８】
図６は、電力計１９により測定した冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）と流量計１８により測定した冷却水流量の測定値（ｆ）とを用いて前記テーブル又は関係式Ｂを補正する方法を示すグラフである。
図６に示すように、電力計１９により測定した冷却水ポンプの電力測定値（ｇ）と流量計１８により測定した冷却水流量の測定値（ｆ）とを用いて前記テーブル又は関係式Ｂより冷却水ポンプの電力（ｇａ）を算出し、電力測定値（ｇ）と算出した電力（ｇａ）との比率（ｇ／ｇａ）を求め、前記テーブル又は関係式Ｂに当該比率（ｇ／ｇａ）を乗じることにより前記テーブル又は関係式Ｂを補正する。図示例では、一点鎖線で示す曲線が補正前のものであり、実線で示す曲線が補正後のものである。
同じ設備であっても冷却塔へ送る流量の変化等で揚程が変化した場合、冷却水流量と冷却水ポンプ動力の関係は変わる。しかし、図６に示すように、曲線の形状はほぼ変わらないので、ベースとなる式に倍数で補正をかけることにする。このようにテーブル又は関係式Ｂを補正することにより、揚程が変化した場合でも、正確な冷却水ポンプ動力を推定することができるようになる。
【００２９】
図７は、冷却水流量仮定値（ｆａ）の選択範囲を示すグラフである。
ｉ）設計で許容できる運転範囲上で、冷却水流量(Ｆ)が最も低くなる流量未満には冷却水流量を下げる必要がないため、その流量を制御の最低流量とする。その運転条件は、最低冷凍能力時、最低冷却水入口温度である。
ii）伝熱管内部流速が小さい程、伝熱管内部にスケールが付きやすいことから、設計で許容最低流速を定めており、許容最低流量も決まる。
iii）ポンプの機械的な最低周波数も定まっている。
上記ｉ）ii）iii）のうち最も高い流量を最低流量とし、制御範囲はこの最低流量から定格流量までとする。図６において、特定の範囲が上記最低流量から定格流量までの範囲である。
【００３０】
図８（ａ）〜（ｆ）は、冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する、２つのテーブル又は関係式を示す図である。
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ある冷水出口温度（Ｔ１℃）において冷凍能力がそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３の場合の冷却水出口温度（℃）と冷凍機の消費電力（ｋＷ）との関係を示している。図８（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、別の冷水出口温度（Ｔ２℃）において冷凍能力がそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３の場合の冷却水出口温度（℃）と冷凍機の消費電力（ｋＷ）との関係を示している。図８（ａ）〜（ｆ）において、冷凍能力と冷却水出口温度の２変数が入力値で、冷凍機の消費電力が出力値である。冷凍能力と冷却水出口温度が分かれば、冷凍機の消費電力が分かり、この関係がテーブル又は関係式Ａのことである。
【００３１】
図８（ａ）〜（ｃ）は、ある冷水出口温度（Ｔ１℃）におけるテーブル又は関係式Ａ（ａ）を示し、図８（ｄ）〜（ｆ）は、別の冷水出口温度（Ｔ２℃）におけるテーブル又は関係式Ａ（ｂ）を示している。このように、冷水出口温度毎にテーブル又は関係式Ａが規定されている。制御装置７は、冷水出口温度毎に規定されている複数のテーブル又は関係式Ａから、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて１つのテーブル又は関係式Ａを選択する。例えば、冷水出口温度がＴ１の場合はテーブル又は関係式Ａ（ａ）を選択し、冷水出口温度がＴ２の場合は関係式Ａ（ｂ）を選択する。このように選択したテーブル又は関係式を用いて冷凍機の消費電力を計算する。
【００３２】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正する方法を示すグラフである。
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、実線の曲線は、ある冷水出口温度において冷凍能力がそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３の場合の冷却水出口温度（℃）と冷凍機の消費電力（ｋＷ）との関係を示し、点線の曲線は、冷水出口温度測定値（ｂ）がＴ２℃になった場合における、冷凍能力がそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３の場合の冷却水出口温度（℃）と冷凍機の消費電力（ｋＷ）との関係を示す。このように、冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて前記テーブル又は関係式Ａを補正し、補正後の新たなテーブル又は関係式Ａによって冷凍機の消費電力を計算する。補正の程度は、冷水出口温度測定値（ｂ）によって変化する。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は冷水出口温度が通常よりも低くなることを想定している。
【００３３】
図１０は、冷却水流量の出力設定値が所定の変化率であることを示すグラフである。
図１０において点線で示すように、出力設定値は所定の変化率を持つ。新たな冷却水流量Ｆが計算された時に冷却水ポンプ４に送る出力設定値は、一定の変化率を持ちながらその時の出力設定値から新たな冷却水流量Ｆに向かって変化する。変化率は冷却水流量の変化量／時間と表せる。上昇変化率と下降変化率を持ち、傾きは異なっても構わない。変化率を持たせずに急激に流量が変化すると、冷凍機制御安定性の悪化につながる。また変化率が遅すぎると、安定はするが、動作遅れが大きくなる（追従性が悪くなる）。変化率は安定性と追従性のバランスにより定めるものであり、設備によって最適な値は異なるものであり、調整が可能である。
冷却水変流量制御には、定流量では発生しないリスクが存在する。主に冷凍機の圧縮機のヘッドの上昇に起因するものであるが、安全な運転のため保護制御が追加で必要となる。以下に説明する。
【００３４】
図１１は、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力に到達した時の冷却水流量の制御方法を示すグラフである。
図１１に示すように、凝縮器上限圧力を設定し、測定している凝縮器圧力がこの上限圧力に到達した時に、冷却水流量を強制的に増加させる制御を働かせる。圧縮式冷凍機２がターボ冷凍機の場合には、サージングの防止がこの制御の目的である。サージングは、凝縮器圧力と蒸発器圧力の比に影響される。冷却水流量を上げることによって、凝縮器圧力を下げることができ、サージングが防止できる。
【００３５】
図１２は、凝縮器上限圧力が冷凍能力に応じて設定された複数の上限圧力であることを示すグラフである。
圧縮式冷凍機２がターボ冷凍機の場合には、図１２に示すように、凝縮器上限圧力は冷凍能力によって異なる値となる。凝縮器上限圧力は、圧縮機の定格周波数での限界ヘッド近傍の設定となる。限界ヘッドは、圧縮機のベーン開度によって異なる。定格周波数での冷凍能力はベーン開度で決まるので、凝縮器上限圧力は冷凍能力に応じて定めることで、可能な限り高く設定することができ、合計電力（Ｐ）が最も小さくなる冷却水流量（Ｆ）の制御がより広い範囲で行える。
【００３６】
図１３は、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力から所定圧力を減じた値である解除圧力まで下がった時の冷却水流量の制御方法を示すグラフである。
図１３に示すように、測定している凝縮器圧力が凝縮器上限圧力から所定圧力を減じた値である解除圧力まで下がった時に、冷却水流量を増加させていた制御を解除し、変流量制御に復帰させる。変流量制御に復帰させる条件は、その時の冷凍能力に応じて定められている上限圧力に所定圧力を減じた圧力まで、測定している凝縮器圧力が降下した時である。
【００３７】
図１４は、冷却水出口温度に上限温度を設定して冷却水流量を制御する方法を示すグラフである。
図１４に示すように、冷却水出口温度の上限を定める。これは凝縮器圧力が規定値以下になるようにするためである。冷却水温度差は冷却水流量に反比例する。したがって、冷却水流量と冷却水出口温度との関係は図１４のような曲線形状となる。
上記の関係と測定値（ｄ），（ｅ），（ｆ）より、出力する設定流量で予測される冷却水出口温度が定まる。図１４に示すように、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）における冷却水出口温度推定値が上限温度を超える場合は、上限温度を超えない範囲で該上限に近い流量になるように冷却水流量（Ｆ）の出力を調整する。これは機能的に安全な範囲で最も合計電力（Ｐ）が小さくなる流量である。
【００３８】
図１５は、冷却水出口上限温度と冷凍能力との関係を示すグラフである。
圧縮式冷凍機２がターボ冷凍機の場合には、冷却水出口温度の上限は冷凍能力によって異なる値となる。冷却水出口温度は、凝縮器圧力と関連性があるため、冷却水出口温度の上限の傾向は図１２と同じであり、冷凍能力が増加するにつれて増加する。したがって、図１４における冷却水出口温度の上限は、冷凍能力に応じて設定された複数の上限温度である。
【００３９】
図１６は、冷却水出口温度に下限温度を設定して冷却水流量を制御する方法を示すグラフである。
図１６に示すように、冷却水出口温度の下限を定める。冷凍サイクルが正常に形成されるために必要な最低ヘッドがある。冷却水出口温度が低くなるとヘッドも低くなる。冷却水温度差は冷却水流量に反比例する。したがって、冷却水流量と冷却水出口温度との関係は図１６のような曲線形状となる。
上記の関係と測定値（ｄ），（ｅ），（ｆ）より、出力する流量で予測される冷却水出口温度が求まる。図１６に示すように、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）における冷却水出口温度推定値が下限温度を下回る場合は、下限温度を下回らない範囲で該下限に近い流量になるように冷却水流量（Ｆ）の出力を調整する。これは機能的に安全な範囲で最も合計電力（Ｐ）が小さくなる流量である。
【００４０】
図１７は、冷却水出口下限温度と冷凍能力との関係を示すグラフである。
冷却水出口温度の下限は冷凍能力によって異なる値となる。図１の冷媒配管１２の流れがオリフィスでの流量制限の場合、流量と前後圧力差の関係から冷凍能力が大きくなるほど、サイクルを形成するために必要な凝縮器圧力は大きくなる。したがって、冷凍能力が大きい程、下限温度は高くなる傾向にある。この下限温度の設定値は、設計で調整する。
また、下限温度の設定値の組み合わせを複数持たせ、冷水出口温度の変化等の運転状態によって切り替えても構わない。
【００４１】
本発明では、制御ロジックの中で瞬時の削減電力の計算が可能である。
図１８は、冷凍機の消費電力（ｐ１）と冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを合算した合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）となるように冷却水流量を制御することによる、冷却水流量が定格流量時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）を示すグラフである。
制御装置７は、図１８に示すように、冷却水流量が定格流量時の冷凍機の消費電力（ｐ１）と冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを合算した合計電力（Ｐ）から、合計電力（Ｐ）が最も小さいときの合計電力（Ｐ）を減算して削減電力（Ｐｒ）を求め、求めた削減電力（Ｐｒ）を外部へ信号出力し、また表示装置８に信号出力する。これにより、変流量制御をしたことによる効果をリアルタイムで正確に知ることができる。
【００４２】
図１９は、冷凍機の消費電力（ｐ１）と冷却水ポンプの消費電力（ｐ２）とを合算した合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）と、冷却水流量が定格電流時の熱源システムの消費電力に対する削減電力（Ｐｒ）との関係を示すグラフである。
図１９に示すように、合計電力（Ｐ）が最も小さい冷却水流量（Ｆ）と削減電力（Ｐｒ）には相関関係がある。同一設備では、最も小さい冷却水流量（Ｆ）が定まれば、その時の運転条件によらず、削減電力（Ｐｒ）は特定されることが様々なシミュレーションにより確認された。冷却水流量の測定値（ｆ）は最も小さい冷却水流量（Ｆ）に向かって動くため、冷却水流量の測定値（ｆ）も削減電力（Ｐｒ）と相関関係がある。この相関関係をテーブル又は関係式Ｃとする。関係式Ｃは例えば３次式で表すことができる。係数をＣ３，Ｃ２，Ｃ１，Ｃ０とする。冷却水流量をｘとすると、削減電力は、次式で表わすことができる。
Ｐｒ＝Ｃ３ｘ３＋Ｃ２ｘ２＋Ｃ１ｘ＋Ｃ０
ただし上式の条件として、冷却水変流量制御中であることを満たす必要がある。
冷却水流量ｘが定格流量の時Ｐｒ＝０である。冷却水流量ｘが小さくなると、Ｐｒは必ず大きくなる特徴がある。
このテーブル又は関係式Ｃを用いて、冷却水流量の測定値（ｆ）の履歴または瞬時値から容易に削減電力（Ｐｒ）を求めることができる。この削減電力（Ｐｒ）を積算すると削減電力量になる。削減電力量から削減電気料金が見積もれる。冷却水変流量制御で運転していることが条件である。このテーブル又は関係式Ｃを管理者に開示することにより、管理者は削減電力の可視化ができる。また、過去のデータをさかのぼることによって、冷却水流量の記録だけを頼りに省エネルギー効果を整理することができる。
【００４３】
図２０は、冷却水変流量制御中の冷却水流量の測定値（ｆ）と削減電力（Ｐｒ）の経時変化を示すグラフである。
図２０に示すように、冷却水流量の測定値（ｆ）と削減電力（Ｐｒ）は連動する。冷却水流量の測定値（ｆ）のトレンドから、図１９のテーブル又は関係式Ｃを使って、簡易的に削減電力（Ｐｒ）が求まる。削減電力（Ｐｒ）のトレンドを積分すれば、削減電力量ｋＷｈになる。
【００４４】
図１乃至図２０に示す熱源システムは、上述した構成に加えて、以下の構成を採用することができる。
１）冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮器圧力を用いる。
２）冷凍能力と冷却水出口温度により定まる冷凍機の消費電力を規定する前記テーブル又は関係式Ａにおいて、冷却水出口温度に代えて、前記圧縮式冷凍機における凝縮温度を用いる。
３）冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発器圧力を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いる。
４）冷水出口温度毎に前記テーブル又は関係式Ａを複数持ち、冷水出口温度測定値（ｂ）に応じて複数の前記テーブル又は関係式Ａから１つを選択することにおいて、冷水出口温度に代えて蒸発温度を用い、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いる。
５）前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発器圧力測定値を用いる。
６）前記テーブル又は関係式Ａを冷水出口温度測定値（ｂ）に基づいて補正することにおいて、冷水出口温度測定値（ｂ）に代えて蒸発温度測定値を用いる。
７）制御装置７は、変流量制御を実施するか否か設定可能である。
８）制御装置７は、冷凍機の起動後、所定の冷水出口温度で変流量制御に切り替えることができる。ここで、所定の冷水出口温度とは、例えば、冷凍機が目標とする冷水出口温度より所定の温度（例えば２℃）高い温度である。
【００４５】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１  冷却塔
２  圧縮式冷凍機
３ａ，３ｂ，５  配管
４  冷却水ポンプ
６  冷水ポンプ
７  制御装置
８  表示装置
９  圧縮機
１０  凝縮器
１１  蒸発器
１２  冷媒配管
１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ  温度センサ
１６，１８  流量計
【図１】
2018004097.tif 000003
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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