(57)【要約】【課題】ポンプの運転台数を流量、ポンプ周波数に応じて変更する装置を提供する。【解決手段】ポンプ台数制御方法は、並列に接続された複数のポンプが負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と、前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値と、に基づいて前記ポンプの運転台数を増減させる工程を有する。【選択図】図１
2015143591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数のポンプが負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と、前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値と、に基づいて前記ポンプの運転台数を増減させる工程
を有するポンプ台数制御方法。
【請求項２】
前記複数のポンプのうち運転中のポンプによる吐出流量の測定値から前記負荷に圧送する熱媒体の流量を示す台数判断流量値を取得する工程を有し、
前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、前記台数判断流量値が予め定められた閾値Ｇα以上、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆα以上となった場合に前記ポンプの運転台数を増加させ、また、前記台数判断流量値が予め定められた閾値Ｇβ以下、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆβ以下となった場合に前記ポンプの運転台数を減少させる、
請求項１に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項３】
前記負荷が要求する熱負荷を算出する工程を有し、
前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、前記熱負荷が予め定められた閾値Ｌα以上、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆα以上となった場合に前記ポンプの運転台数を増加させ、また、前記熱負荷が予め定められた閾値Ｌβ以下、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆβ以下となった場合に前記ポンプの運転台数を減少させる、
請求項１に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項４】
前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記ポンプのポンプヘッドと、前記ポンプを増台する閾値である増台許可ポンプヘッド又は前記ポンプを減台する閾値である減台許可ポンプヘッドと、を比較し、前記増台許可ポンプヘッドが前記ポンプヘッドより小さい場合のみポンプの運転台数を増加し、前記減台許可ポンプヘッドが前記ポンプヘッドより大きい場合のみポンプの運転台数を減少させる
請求項２または請求項３に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項５】
前記ポンプ運転台数増加後のポンプの吐出流量とポンプの吐出流量に対するポンプヘッドの予め定められた相関とに基づいて算出したポンプヘッドから、前記ポンプの周波数を予め定められた閾値Ｆβで動作させたときのポンプヘッドを算出して前記増台許可ポンプヘッドを求め、また、前記ポンプ運転台数減少後のポンプの吐出流量と前記予め定められた相関とに基づいて算出したポンプヘッドから、前記ポンプの周波数を予め定められた閾値Ｆαで動作させたときのポンプヘッドを算出して前記減台許可ポンプヘッドを求める工程を有する
請求項４に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項６】
ポンプの運転台数の増減後におけるポンプヘッドと現在のポンプヘッドとが等しいことを条件に前記運転中のポンプの所定の周波数におけるポンプヘッドとポンプの吐出流量との予め定められた相関に基づいてポンプの運転台数増加後の周波数指令値と運転台数減少後の周波数指令値とを取得する工程を有し、
前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記運転台数増加後の周波数指令値が前記閾値Ｆβより大きいときのみポンプの運転台数を増加し、また、前記運転台数減少後の周波数指令値が前記閾値Ｆαより小さいときのみポンプの運転台数を減少させる
請求項２又は請求項３に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項７】
前記運転中のポンプの所定の周波数における吐出流量とポンプ効率との予め定められた相関に基づいてポンプの運転台数増加後のポンプ効率と運転台数減少後のポンプ効率と現在のポンプ効率とを取得する工程を有し、
前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記運転台数増加後のポンプ効率が前記現在のポンプ効率以上の場合のみポンプの運転台数を増加し、また、前記運転台数減少後のポンプ効率が前記現在のポンプ効率以上の場合のみポンプの運転台数を減少させる
請求項２から請求項６の何れか１項に記載のポンプ台数制御方法。
【請求項８】
負荷に熱媒体を圧送する並列に接続された複数のポンプの運転台数を、前記負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値とに基づいて増減させるポンプ台数制御部
を備えることを特徴とするポンプ台数制御装置。
【請求項９】
並列に接続された複数のポンプと、
請求項８に記載のポンプ台数制御装置を備え、
前記ポンプの１台あたりのポンプヘッドと流量測定値とを変化させないように前記ポンプの運転台数を変化させることを特徴とするポンプシステム。
【請求項１０】
負荷と、
並列に接続された複数の熱媒体を圧送する熱源機と、
並列に接続された複数の熱源機から圧送された熱媒体をさらに負荷に圧送する２次ポンプと、
請求項８に記載のポンプ台数制御装置と、
を備えることを特徴とする熱源システム。
【請求項１１】
ポンプ台数制御装置のコンピュータを、
並列に接続された複数のポンプが負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と、前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値と、に基づいて前記ポンプの運転台数を増減させる手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ台数制御方法、ポンプ台数制御装置、ポンプシステム、熱源システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機などの負荷装置に熱源機から冷水や温水（以下、冷温水）などの熱媒体を供給する熱源システムにおいて熱源機に冷温水を圧送する１次ポンプの他に、熱源機から離れた空調機に熱媒体を再圧送する目的で熱源機と空調機の間に並列に接続した複数台の２次ポンプを設けることも多い。そのような２次ポンプを有する熱源システムにおいて，負荷装置への吐出流量を満足させられるように２次ポンプの運転台数を決定する手法が存在する。このような手法においては一般的に、ポンプの増減台を行う基準となる閾値を設定し、供給経路の途中に備えられた計測器で測定した熱媒体の流量がその閾値を超えるとポンプを追起動し，逆に閾値以下になると停止させるといった制御を行うことが多い。しかし、このように測定した流量のみでポンプ運転台数の増減の判断を行うとポンプの能力にまだ余裕がある、つまりポンプの周波数が定格周波数に比べて余裕があるにも関わらずポンプを追起動してしまう可能性がある。
この問題に対し、例えば特許文献１では、２次ポンプの運転台数ごとに定められたポンプの吐出圧力とポンプの吐出流量との関係を示した曲線と、負荷装置へ供給する熱媒体の流量とそれに必要なポンプの吐出圧力との相関を示す制御線の交点で決定した流量を閾値としてポンプ運転台数を変化させることで、台数変化後も吐出圧力を維持できる流量の閾値を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２６１１５３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、特許文献１の手法の場合、配管の圧損特性を正確に把握し、それを反映した制御線が得られなければ有意な閾値を得ることは難しい。配管の圧損とは、配管中に熱媒体が流れるときに生じる摩擦や、配管の曲がり、バルブによる抵抗などによるポンプ吐出圧力の損失のことであり、圧損特性とは熱媒体の流量に対する圧損の変化特性のことである。特に負荷装置が空調機である場合、空調機に備えられた制御弁により系統の圧損が変化するため、上述の制御線も変化することを考慮しなければ、ポンプの運転台数制御に用いる閾値がずれてしまうという問題がある。適切なタイミングでポンプの運転台数を変化させられないと，余計な台数変化によって熱媒体の流量や圧力等が変動してしまい，熱源システムを安定して運転できなくなる。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるポンプ台数制御方法、ポンプ台数制御装置、ポンプシステム、熱源システム及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、並列に接続された複数のポンプが負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と、前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値と、に基づいて前記ポンプの運転台数を増減させる工程を有するポンプ台数制御方法である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、前記複数のポンプのうち運転中のポンプによる吐出流量の測定値から前記負荷に圧送する熱媒体の流量を示す台数判断流量値を取得する工程を有し、前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、前記台数判断流量値が予め定められた閾値Ｇα以上、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆα以上となった場合に前記ポンプの運転台数を増加させ、また、前記台数判断流量値が予め定められた閾値Ｇβ以下、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆβ以下となった場合に前記ポンプの運転台数を減少させるポンプ台数制御方法である。
【０００８】
また本発明の第３の態様は、前記負荷が要求する熱負荷を算出する工程を有し、前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、前記熱負荷が予め定められた閾値Ｌα以上、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆα以上となった場合に前記ポンプの運転台数を増加させ、また、前記熱負荷が予め定められた閾値Ｌβ以下、かつ、各ポンプに指令した周波数指令値が予め定められた閾値Ｆβ以下となった場合に前記ポンプの運転台数を減少させるポンプ台数制御方法である。
【０００９】
また本発明の第４の態様は、前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記ポンプのポンプヘッドと、前記ポンプを増台する閾値である増台許可ポンプヘッド又は前記ポンプを減台する閾値である減台許可ポンプヘッドと、を比較し、前記増台許可ポンプヘッドが前記ポンプヘッドより小さい場合のみポンプの運転台数を増加し、前記減台許可ポンプヘッドが前記ポンプヘッドより大きい場合のみポンプの運転台数を減少させるポンプ台数制御方法である。
【００１０】
また本発明の第５の態様は、前記ポンプ運転台数増加後のポンプの吐出流量とポンプの吐出流量に対するポンプヘッドの予め定められた相関とに基づいて算出したポンプヘッドから、前記ポンプの周波数を予め定められた閾値Ｆβで動作させたときのポンプヘッドを算出して前記増台許可ポンプヘッドを求め、また、前記ポンプ運転台数減少後のポンプの吐出流量と前記予め定められた相関とに基づいて算出したポンプヘッドから、前記ポンプの周波数を予め定められた閾値Ｆαで動作させたときのポンプヘッドを算出して前記減台許可ポンプヘッドを求める工程を有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の第６の態様は、ポンプの運転台数の増減後におけるポンプヘッドと現在のポンプヘッドとが等しいことを条件に前記運転中のポンプの所定の周波数におけるポンプヘッドとポンプの吐出流量との予め定められた相関に基づいてポンプの運転台数増加後の周波数指令値と運転台数減少後の周波数指令値とを取得する工程を有し、前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記運転台数増加後の周波数指令値が前記閾値Ｆβより大きいときのみポンプの運転台数を増加し、また、前記運転台数減少後の周波数指令値が前記閾値Ｆαより小さいときのみポンプの運転台数を減少させるポンプ台数制御方法である。
【００１２】
また本発明の第７の態様は、前記運転中のポンプの所定の周波数における吐出流量とポンプ効率との予め定められた相関に基づいてポンプの運転台数増加後のポンプ効率と運転台数減少後のポンプ効率と現在のポンプ効率とを取得する工程を有し、前記ポンプの運転台数を増減させる工程は、さらに前記運転台数増加後のポンプ効率が前記現在のポンプ効率以上の場合のみポンプの運転台数を増加し、また、前記運転台数減少後のポンプ効率が前記現在のポンプ効率以上の場合のみポンプの運転台数を減少させるポンプ台数制御方法である。
【００１３】
また本発明の第８の態様は、負荷に熱媒体を圧送する並列に接続された複数のポンプの運転台数を、前記負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値とに基づいて増減させるポンプ台数制御部を備えることを特徴とするポンプ台数制御装置である。
【００１４】
また本発明の第９の態様は、並列に接続された複数のポンプと、上記のポンプ台数制御装置を備え、前記ポンプの１台あたりのポンプヘッドと流量測定値とを変化させないように前記ポンプの運転台数を変化させることを特徴とするポンプシステムである。
【００１５】
また本発明の第１０の態様は、負荷と、並列に接続された複数の熱媒体を圧送する熱源機と、並列に接続された複数の熱源機から圧送された熱媒体をさらに負荷に圧送する２次ポンプと、上記のポンプ台数制御装置と、を備えることを特徴とする熱源システムである。
【００１６】
また本発明の第１１の態様は、ポンプ台数制御装置のコンピュータを、並列に接続された複数のポンプが負荷に圧送する熱媒体の流量若しくは前記負荷が必要とする熱負荷と、前記複数のポンプのうち運転中の各ポンプに指令した周波数指令値と、に基づいて前記ポンプの運転台数を増減させる手段として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧損特性など設備の特性を知ることなく適切なタイミングでポンプの運転台数を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態による熱源システムの概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第一の実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の変形例による熱源システムの概略図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の変形例によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の第二の実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
【図７】ポンプの特性を表すＱ−Ｈ特性の一例を示す図である。
【図８】２次ポンプの運転台数を１台から２台へ増台させたときの変化を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
【図１２】本発明の第四の実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】ポンプの吐出流量とポンプ効率との相関の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明の第一の実施形態による熱源システムを図１〜図３を参照して説明する。
図１は本発明の第一の実施形態による熱源システムの概略図である。
図１に示すように本実施形態の熱源システムは、熱源機３０と、１次ポンプ１０と、２次ポンプ２０と、負荷４０と、流量計２１と、ポンプ台数制御装置５０と、を備えている。
熱源機３０は、負荷に対して水などの冷却用又は加熱用の熱媒体を供給する装置である。１次ポンプ１０は、熱源機３０へ熱媒体を圧送する。熱源機３０は、負荷に対して水などの冷却用又は加熱用の熱媒体を供給する装置である。本実施形態による熱源システムでは熱源機３０及び１次ポンプ１０の組み合わせは並列に複数設置されていてもよい。図には1次ポンプ１０を並列に複数設置されている状態を示している。
２次ポンプ２０は、熱源機３０から送られてくる熱媒体を負荷４０へ圧送する。２次ポンプ２０は、互いに並列に接続されて設置されており、負荷４０からの要求に応じて負荷４０に供給する熱媒体の流量を制御する。
【００２０】
流量計２１は、ポンプから圧送された熱媒体の単位時間当たりの流量を測定する流量計である。
負荷４０は、例えば空調機である。負荷４０は、熱媒体に対して放熱又は吸熱を行い、その後の熱媒体を熱源機３０へ還流させる。
ポンプ台数制御装置５０は、２次ポンプ２０の運転台数を負荷４０が必要とする要求負荷に応じて増減台させる機能を有する装置である。
なお、図１において熱源機３０、１次ポンプ１０、２次ポンプ２０は２台ずつ設置されているがこれらの台数に限定されない。例えば熱源機３０及び１次ポンプ１０が６台ずつ設置され、２次ポンプ２０は９台設置されていてもよい。
また、この熱源システムには、負荷４０の要求負荷に応じて熱媒体の供給量を調整するために熱源機３０の運転台数を制御する装置（図示せず）が備えられていてもよい。
【００２１】
図２は、本発明の第一の実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
図２を用いて本実施形態におけるポンプ台数制御装置５０について説明する。
図２に示す通り、ポンプ台数制御装置５０は、台数判断流量値取得部１０１、台数判断周波数値取得部１０２、ポンプ周波数設定部１０３、流量取得部１０４、ポンプ台数制御部１０５、記憶部２００を備えている。
【００２２】
台数判断流量値取得部１０１は、流量によって２次ポンプ２０の運転台数を増減させる場合に用いる閾値である流量増台閾値Ｇα、流量減台閾値Ｇβを記憶部２００から読み出して取得する。また、台数判断流量値取得部１０１は、例えば以下の式（１）によって台数判断流量値を算出する。
【００２３】
【数１】
2015143591.tif 000003
【００２４】
ここで、Ｇloadは運転中の全２次ポンプ２０から圧送された水など熱媒体の流量の測定値である。Ｇ０iは、現在運転している２次ポンプの定格流量である。台数判断流量値は、運転中の２次ポンプの定格流量の和に対する運転中の全ポンプによる吐出流量の測定値の割合である。
台数判断周波数値取得部１０２は、周波数によって２次ポンプ２０の運転台数を増減させる場合に用いる閾値である周波数増台閾値Ｆα、周波数減台閾値Ｆβを記憶部２００から読み出して取得する。また、台数判断周波数値取得部１０２は、ポンプ周波数設定部１０３が各２次ポンプ２０に対して出力した周波数指令値をポンプ周波数設定部１０３から取得し、台数判断周波数値とする。
ポンプ周波数設定部１０３は、２次ポンプ２０に対してポンプを運転する周波数を指令する。周波数とは、２次ポンプ２０を駆動するモータを回転させるための電力の周波数であって、ポンプ周波数設定部１０３は、周波数を指定しポンプの回転数を変更数することでポンプの出力を制御する。なお、ポンプ周波数設定部１０３は、運転状態にある複数の２次ポンプ２０に対しては同じ周波数指令値を出力するものとする。
流量取得部１０４は、流量計２１が測定した熱媒体の流量を取得する。
【００２５】
ポンプ台数制御部１０５は、ポンプによって圧送された熱媒体の流量やポンプの周波数が所定の条件を満たすときにポンプの運転台数を増加させる。本実施形態では、以下の２つ条件を満たした場合にポンプの運転台数を増加させる。
＜増台条件１：流量による判断＞
台数判断流量値  ≧  Ｇα              ・・・  （２）
＜増台条件２：周波数による判断＞
台数判断周波数値 ≧  Ｆα            ・・・  （３）
ここで、台数判断周波数値はポンプ周波数設定部１０３が２次ポンプ２０へ出力した周波数指令値Ｆｓｅｔと同じ値である。Ｆαは台数判断周波数値取得部１０２が取得した閾値である。
つまり、現在運転している２次ポンプ２０の全てによって圧送されている流量の、運転中の２次ポンプ２０が持つ送水能力の総和に対する割合が閾値Ｇα以上（式（２））であり、且つ、各２次ポンプ２０へ出力した周波数指令値が閾値Ｆα以上（式（３））であるときにポンプ台数制御部１０５は、２次ポンプ２０の運転台数を増加させる。
【００２６】
また、ポンプ台数制御部１０５は、ポンプによって圧送された熱媒体の流量やポンプの周波数が所定の条件を満たすときにポンプの運転台数を減少させる。本実施形態では、以下の２つ条件を満たした場合にポンプの運転台数を減少させる。
＜減台条件１：流量による判断＞
台数判断流量値  ≦  Ｇβ                ・・・  （４）
ここで、Ｇβは台数判断流量値取得部１０１が取得した閾値である。
＜減台条件２：周波数による判断＞
台数判断周波数値 ≦  Ｆβ              ・・・  （５）
ここで、Ｆβは台数判断周波数値取得部１０２が取得した閾値である。また、台数判断周波数値とは、例えばポンプ周波数設定部１０３が２次ポンプ２０に対して指定する周波数指令値である。
つまり、現在運転している２次ポンプ２０の全てによって圧送されている流量の現在運転している２次ポンプ２０の持つ送水能力の総和に対する割合が閾値Ｇβ以下（式（４））であり、且つ、各２次ポンプ２０へ出力した周波数指令値が閾値Ｆβ以下（式（５））であるときにポンプ台数制御部１０５は、２次ポンプ２０の運転台数を減少させる。
【００２７】
記憶部２００は、ポンプ台数の増減を判定するのに用いるＧα、Ｆα等の閾値や２次ポンプ２０の特性を表した情報などを保持している。特性情報とは例えば、Ｑ−Ｈ特性、ポンプの吐出流量とポンプ効率との相関を示すグラフなどである。
【００２８】
図３は本実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
図３の処理フローを用いてポンプ台数制御装置５０が２次ポンプ２０の運転台数を増減台させる処理について説明する。
前提として図１に示す熱源システムが稼働しており、例えば負荷４０が空調機で、利用者が温度設定を上下させると要求負荷は増減し、それに伴いポンプ台数制御装置５０が２次ポンプ２０の運転台数を制御するものとする。また、ポンプの増減台直後における２次ポンプ２０の流量の総和は増減台前と変化せず、また２次ポンプ２０1台あたりのポンプヘッド（ポンプの揚程）も変化しないものとする。
まず、流量取得部１０４が流量計２１の測定した単位時間当たりの流量を取得する（ステップＳ１）。流量計２１の測定した流量は１台又は複数台の２次ポンプ２０によって圧送された熱媒体の総流量である。この測定値は、実際に配管を流れている流量を測定した値であるから配管の圧損特性が反映された値であると考えることができる。
次に台数判断流量値取得部１０１が記憶部２００に格納された上記の閾値Ｇα、Ｇβを読み出して取得する。また、台数判断流量値取得部１０１が、式（１）により台数判断流量値を算出する（ステップＳ２）。台数判断流量値取得部１０１は、これらの値をポンプ台数制御部１０５に出力する。
次に台数判断周波数値取得部１０２が記憶部２００に格納された上記の閾値Ｆα、Ｆβを読み出して取得する。また、台数判断周波数値取得部１０２が、ポンプ周波数設定部１０３から２次ポンプ２０に対して指令したポンプ周波数指令値を台数判断周波数値として取得する（ステップＳ３）。台数判断周波数値取得部１０２は、これらの値をポンプ台数制御部１０５に出力する。
【００２９】
次に、ポンプ台数制御部１０５は、式（２）及び式（３）を評価して「増台条件１」及び「増台条件２」の判定を行う（ステップＳ４）。そして、ポンプ台数制御部１０５は両方の条件を満たすとき（ステップＳ４＝Ｙｅｓ）、現在停止している２次ポンプ２０のうちの１台を起動し、２次ポンプ２０を増台する（ステップＳ５）。
比較の結果、「増台条件１」及び「増台条件２」のうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ４＝Ｎｏ）、ステップＳ６の処理へ進む。
【００３０】
次にポンプ台数制御部１０５は、式（４）及び式（５）を評価して「減台条件１」及び「減台条件２」の判定を行う（ステップＳ６）。そして、ポンプ台数制御部１０５は両方の条件を満たすとき（ステップＳ６＝Ｙｅｓ）、現在起動している２次ポンプ２０のうちの１台を停止し、２次ポンプ２０を減台する（ステップＳ７）。
比較の結果、「減台条件１」及び「減台条件２」のうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ６＝Ｎｏ）、ステップＳ８の処理へ進む。
最後にポンプ台数制御装置５０は、熱源システムが利用者等の操作により停止さえられたかどうかを所定の方法で判定する。熱源システムの運転が停止した場合（ステップＳ８＝Ｙｅｓ）、本処理フローは終了する。運転が継続する場合（ステップＳ８＝Ｎｏ）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００３１】
本実施形態による効果について説明する。例えば、負荷の低下によって空調機の弁が絞られ，系統の圧損が大きい「熱源システム状態１」において、１台の２次ポンプ２０が運転中であって、そのときの吐出流量の測定値が１００ｍ３／ｈであるとする。また逆に負荷の上昇によって圧損が小さくなった「熱源システム状態２」において、１台の２次ポンプ２０が運転中であって、やはり吐出流量の測定値が１００ｍ３／ｈであるとする。そして、２次ポンプ２０の運転台数を１台から２台に増台する閾値は１００ｍ３／ｈであるとする。
このとき「熱源システム状態１」においては圧損が大きいため、２次ポンプ２０を最大に近い値の周波数で稼働しているにもかかわらず吐出流量の測定値が１００ｍ３／ｈであるとすると、予め設定された閾値に従って２次ポンプ２０の運転台数を２台にするのは適切な制御であると考えられる。一方、「熱源システム状態２」においては、圧損が小さいため、例えば最大周波数の半分程度の周波数で２次ポンプ２０を稼働して１００ｍ３／ｈの流量が得られているとする。この場合、２次ポンプ２０の運転台数を増加することは必ずしも適切ではなく、現在稼働している２次ポンプ２０の周波数を増加させれば負荷装置が要求する流量を供給できる可能性もある。このような場合，流量のみを増減台の判断に用いる従来の手法では，２次ポンプを増台させることになる。ポンプの増台はシステムに流れる熱媒体の圧力，流量に大きな変化をもたらす。
本実施形態によれば、システムの圧損情報を包含した実際の流量の測定値に加え、周波数指令値による判断を行うことで圧損など設備の詳細を知る必要なく２次ポンプ２０の増減台が可能になる。また、ポンプ周波数指令値を用いて増減台を判断をすることでポンプの余力を考慮した２次ポンプ２０の増減が可能となり、例えば、ポンプの能力に余裕があるのに増台してしまうような制御を防止することができるようになるため、ポンプの増減台が発生しにくくなり，従来手法より更に安定した熱源システムの運転が可能になる。同様に，ポンプを減台する時も，周波数を低下させることでポンプの能力を更に落とすことができるのに減台してしまうことを防ぐことができる。
【００３２】
＜変形例＞
なお、本実施形態の変形例として熱媒体の流量の代わりに負荷４０が必要とする熱負荷を用いることも可能である。以下、変形例について図４〜５を参照して説明する。
図４は本実施形態の変形例による熱源システムの概略図である。
この変形例の熱源システムは、温度計２２、温度計２３を備えている。その他の構成は第一の実施形態と同じである。
温度計２２は、負荷４０の入口付近に設けられている。温度計２２は、負荷４０へ供給される熱媒体の温度を測定する。
温度計２３は、負荷４０の出口付近に設けられている。温度計２３は、負荷４０から熱源機３０へ還流する熱媒体の温度を測定する。
【００３３】
図５は本実施形態の変形例によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
この変形例のポンプ台数制御装置５０は、温度取得部１１０を備え、台数判断流量値取得部１０１の代わりに台数判断熱負荷取得部１１１を備える点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
温度取得部１１０は、温度計２２、温度計２３が測定した熱媒体の温度を取得する。
【００３４】
台数判断熱負荷取得部１１１は、予め定められた閾値である熱負荷増台閾値Ｌα、熱負荷減台閾値Ｌβを記憶部２００から読み出す。また、台数判断熱負荷取得部１１１は、流量取得部１０４から熱媒体の流量を、温度取得部１１０からは温度計２２、温度計２３が測定した熱媒体の温度を取得して負荷４０が必要とする負荷（熱負荷）を算出する。熱負荷は、例えば以下の式を用いて算出することができる。
熱負荷  ＝  熱媒体の流量×（｜還流する熱媒体の温度−供給される熱媒体の温度｜）
×  熱媒体の比熱  ×  熱媒体の比重  ・・・（６）
ここで、「熱媒体の流量」は流量計２１が測定した値であり、台数判断熱負荷取得部１１１が流量取得部１０４から取得した値である。「還流する熱媒体の温度」は、温度計２３が測定した温度であり、台数判断熱負荷取得部１１１が温度取得部１１０から取得した値である。「供給される熱媒体の温度」は、温度計２２が測定した温度であり、台数判断熱負荷取得部１１１が温度取得部１１０から取得した値である。熱媒体の比熱及び熱媒体の比重については、記憶部２００に予め記録されており、台数判断熱負荷取得部１１１はこれらの値を記憶部２００から読み出すものとする。
【００３５】
本実施形態においてポンプ台数制御部１０５は、台数判断熱負荷取得部１１１が算出した熱負荷や台数判断周波数値取得部１０２が取得したポンプの周波数が所定の条件を満たすときにポンプの運転台数を増加させる。具体的には以下の２つの条件を満たした場合にポンプの運転台数を増加させる。
＜増台条件１−１：熱負荷による判断＞
熱負荷  ≧  Ｌα              ・・・  （７）
＜増台条件２：周波数による判断＞
台数判断周波数値 ≧  Ｆα            ・・・  （８）
【００３６】
また、ポンプ台数制御部１０５は、熱負荷やポンプの周波数が所定の条件を満たすときにポンプの運転台数を減少させる。具体的には以下の２つ条件を満たした場合にポンプの運転台数を減少させる。
＜減台条件１−１：熱負荷による判断＞
熱負荷  ≦  Ｌβ                ・・・  （９）
＜減台条件２：周波数による判断＞
台数判断周波数値 ≦  Ｆβ              ・・・  （１０）
この変形例では、増台条件１−１及び減台条件１−１が第一の実施形態と異なる。増台条件２及び減台条件２については、第一の実施形態と同じである。
【００３７】
処理フローについて説明する。この変形例では、図３のステップＳ１において、流量取得部１０４が流量計２１の測定した流量を取得するのに加え、温度取得部１１０が温度計２２、温度計２３が測定した熱媒体の温度を取得する。また、ステップＳ２では、台数判断熱負荷取得部１１１が、記憶部２００に格納された閾値Ｌα、Ｌβを読み出す。また、台数判断熱負荷取得部１１１は、流量取得部１０４から熱媒体の流量を取得し、温度取得部１１０から負荷４０に供給される熱媒体の温度と負荷４０から熱源機３０へ還流する熱媒体の温度とを取得する。そして台数判断熱負荷取得部１１１は、式（６）により熱負荷を算出する。また、ステップＳ４では、ポンプ台数制御部１０５は、上記の「増台条件１−１」及び「増台条件２」の判定を行う。また、ステップＳ６では、ポンプ台数制御部１０５は、上記の「減台条件１−１」及び「減台条件２」の判定を行う。本変形例における他の処理ステップについては第一の実施形態と同じである。
なお、本実施形態及び変形例で用いたＧα、Ｇβ、Ｆα、Ｆβ、Ｌα、Ｌβの各閾値は、実験やシミュレーションなどで予め定めた値である。
【００３８】
＜第二の実施形態＞
以下、本発明の第二の実施形態による熱源システムを図６〜９を参照して説明する。
第二の実施形態は、第一の実施形態に加えてポンプの増減台の繰り返しを防止し、より安定したポンプの運転を行うための発明に関する。
図６は本実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
本実施形態のポンプ台数制御装置５０は、ポンプヘッド取得部１０７を備えている点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
ポンプヘッド取得部１０７は、２次ポンプ２０の現在運転中の２次ポンプ２０のポンプヘッドや、２次ポンプ増減後のポンプヘッドを記憶部２００が保有するＱ−Ｈ特性に基づいて取得する。ここでポンプヘッドとは、ポンプの揚程のことである。また、Ｑ−Ｈ特性とはポンプを最大周波数で動作させたときの吐出流量とポンプヘッドとの関係を表したポンプの性能曲線である。Ｑ−Ｈ特性の一例を図７に示す。一般的にポンプの吐出流量（Ｑ）とポンプヘッド（Ｈ）は、吐出流量を増加させればポンプヘッドが減少する関係にあり、ポンプの種類によりこのＱ−Ｈ特性は異なる軌道を描く。記憶部２００には熱源システムで使用している２次ポンプ２０のＱ−Ｈ相関を示すＱ−Ｈ特性が格納されており、ポンプヘッド取得部１０７は、このＱ−Ｈ特性を使用して増減台前後における１台あたりの２次ポンプ２０の吐出流量に対応するポンプヘッドを取得する。
【００３９】
次により具体的にポンプヘッドの求め方について説明する。まず、ポンプの増台を例にポンプヘッドを求めるのに用いる各記号等について説明を行う。
図８は、２次ポンプ２０の運転台数を１台から２台へ増台させたときの変化を示す図である。以下、最初から運転状態にある２次ポンプ２０をポンプ２０−１、増台する２台目の２次ポンプ２０をポンプ２０−２と記載する。
図８（ａ）は、１台運転状態の図である。１台のポンプ２０−１が圧送した単位時間あたりの流量をＧＡ、全てのポンプ２０−１によって圧送された単位時間あたりの総流量をＧｉｎＡとする。この図において運転台数は１台であるからＧｉｎＡ＝ＧＡである。また、ポンプ１の周波数をｆＡとし、ポンプ２０−１のヘッドをＨＡとする。
図８（ｂ）は、２台運転状態の図である。ポンプ２０−１及びポンプ２０−２のそれぞれが圧送した１台あたりのポンプによる単位時間あたりの流量をＧＢ、２台のポンプ２０−１及びポンプ２０−２によって圧送された単位時間あたりの総流量をＧｉｎＢとする。この図において運転台数は２台であるからＧｉｎＢ＝ＧＢ×２である。また、ポンプ２０−１及びポンプ２０−２の周波数をｆＢとし、ポンプ２０−１及びポンプ２０−２のヘッドをＨＢとする。つまり図８（ｂ）においてポンプ台数制御装置５０は運転台数にかかわらず運転状態にある２次ポンプ２０のそれぞれが互いに同じ周波数となるように制御する。また、ポンプ台数制御装置５０は２次ポンプ２０を増減台する場合、その前後で総流量（ＧｉｎＡ）とポンプヘッド（ＨＡ）が変わらないように制御を行う。これらの条件は、第一〜第四の実施形態において共通した前提条件である。
【００４０】
これらのことをまとめるとｎ台からｎ＋ｍ台に増台した後の各値は以下のように表すことができる。
総流量                    ：  ＧｉｎＢ  ＝  ＧｉｎＡ
１台当たりの吐出流量      ：  ＧＢ  ＝  （ｎ／（ｎ＋ｍ））ＧＡ
１台当たりのポンプヘッド  ：  ＨＢ  ＝  ＨＡ
ポンプ周波数              ：  ｆＢ    （全ての運転中のポンプで同じ）
【００４１】
次にポンプヘッドを求める方法について説明する。２次ポンプ２０を周波数１で運転し吐出流量１を得ているとする。まず、ポンプを最大周波数で運転したときの吐出流量は、吐出流量１に最大周波数を周波数１で割った値を乗じて求めることができる。次に求めた最大周波数の吐出流量を用いてＱ−Ｈ特性を読み、ポンプを最大周波数で運転したときの吐出流量に対応するポンプヘッドを求める。次に求めたポンプヘッドに、現在の周波数１のポンプ最大周波数に対する割合の２乗を乗算する。このようにして求めた値がポンプヘッドである。
まず増台許可ポンプヘッド（ＨＢ´）を以下の式（１１）で求める。
【００４２】
【数２】
2015143591.tif 000004
【００４３】
ここで右辺の第１項Ｆ（ｘ）は、Ｑ−Ｈ特性が示す吐出流量からポンプヘッドを求める関数を示している。また、Ｆβは第一の実施形態で説明した周波数減台閾値である。また、ｆｍａｘは各２次ポンプ２０の最大周波数（ポンプ最大周波数）である。周波数減台閾値Ｆβを用いて求めたこのポンプヘッドは２次ポンプ２０を１台増加させた状態から１台減台するときのポンプヘッド（増台許可ポンプヘッド）を意味する。
【００４４】
また、ポンプヘッド取得部１０７は、同様にしてポンプ増加後の状態におけるポンプヘッド（ＨＢ）を次の式（１２）によって求める。ここで増加前の周波数や流量を用いるのは上述のとおりポンプヘッドを変えないように２次ポンプ２０を増加させるので、この増加後のポンプヘッドは、現在（増台前）のポンプヘッドに等しいからである。
【００４５】
【数３】
2015143591.tif 000005
【００４６】
そしてポンプ台数制御部１０５は、これらの値を用いて第一の実施形態における２つの増台条件に加えて次の条件の判定を行う。
＜増台条件３：ポンプヘッドによる判断＞
増台許可ポンプヘッド  ＜  増台後のポンプヘッド        ・・・（１３）
つまり、ポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」、「増台条件２」に加えて増台許可ポンプヘッド以上であれば２次ポンプ２０の運転台数を増台する。増台許可ポンプヘッドは、周波数減台閾値を用いて求めた値であり、ポンプの運転台数増加後においてポンプを減台する基準となる値である。運転台数を増加したとしても増台後のポンプヘッドがこの値を下回るようだと再度ポンプを減台することになる可能性があることを考慮してそのような無駄を省くために本実施形態ではこのような条件を追加する。
【００４７】
次にポンプヘッド取得部１０７が、減台許可ポンプヘッドを求める方法について説明する。減台許可ポンプヘッドは、ポンプの運転台数減少後においてポンプを増台する基準となる値である。
増台時と同様にして２次ポンプ２０をｎ台からｎ−ｍ台に減台した後の各量は以下のように表すことができる。
送水流量                  ：  ＧｉｎＢ  ＝  ＧｉｎＡ
１台当たりの送水流量      ：  ＧＢ  ＝  （ｎ／（ｎ−ｍ））ＧＡ
１台当たりのポンプヘッド  ：  ＨＢ  ＝  ＨＡ
ポンプ周波数              ：  ｆＢ    （全ての運転中のポンプで同じ）
減台許可ポンプヘッドは、以下の式（１４）で求めることができる。
【００４８】
【数４】
2015143591.tif 000006
【００４９】
Ｆαは第一の実施形態で説明した周波数増台閾値である。また、ポンプヘッド取得部１０７は、式（１２）によってポンプ減台後の状態におけるポンプヘッド（ＨＢ）を求める。減台後のポンプヘッドは、ポンプ減台前のポンプヘッドと変わらないため式（１２）によって求めることができる。
そしてポンプ台数制御部１０５は、これらの値を用いて第一の実施形態における２つの減台条件に加えて次の条件の判定を行う。
＜減台条件３：ポンプヘッドによる判断＞
減台許可ポンプヘッド  ＞    減台後のポンプヘッド        ・・・（１５）
つまり、ポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」、「減台条件２」に加えて減台許可ポンプヘッド以下であれば２次ポンプ２０の運転台数を減台する。この条件は、増台の場合と同様に、ポンプの運転台数減少後において再度ポンプを増台することになる可能性があることを考慮したものである。
【００５０】
図９は本実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
図９の処理フローを用いてポンプ台数制御装置５０が２次ポンプ２０の運転台数を増減する処理について説明する。なお、図３と同じ処理については同じ符号を付して説明する。
まず、ステップＳ１からステップＳ３は、第一の実施形態と同じである。つまり、流量取得部１０４が流量計２１の測定した流量を、台数判断流量値取得部１０１が閾値Ｇα、Ｇβ、台数判断流量値を、台数判断周波数値取得部１０２が閾値Ｆα、Ｆβ、台数判断周波数値を取得する。
次に、ポンプヘッド取得部１０７が式（１２）によってポンプ増減台後のポンプヘッド、式（１１）によって増台許可ポンプヘッド、式（１４）によって減台許可ポンプヘッドを求める（ステップＳ１０）。
次にポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件３」の判定を行う（ステップＳ１１）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１１＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台増台する（ステップＳ５）。
比較の結果、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件３」とのうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１１＝Ｎｏ）、ステップＳ１２の処理へ進む。
【００５１】
次にポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件３」の判定を行う（ステップＳ１２）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１２＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台減台する（ステップＳ７）。
比較の結果、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件３」のうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１２＝Ｎｏ）、ステップＳ８の処理へ進む。ステップＳ８の処理は図３と同じである。つまり熱源システムが停止するまでステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００５２】
第一の実施形態では，測定した流量及びポンプ周波数を使った２次ポンプ２０の増台及び減台の判断基準を示した。しかし，第一の実施形態の方法のみでは，ポンプ増台又は減台後の状態を考慮していないため再び増台及び減台の判定を行ってしまい，増台と減台を繰り返してしまう可能性がある。
本実施例によれば増台及び減台の判断時に，増減台後の流量測定値とポンプ周波数に加え、増台(減台)後のポンプ運転状態をＱ−Ｈ特性から推定した減台(増台)閾値のポンプヘッドと比較した上で増減台することで増台と減台の繰り返しを防ぐことができる。
なお、本実施形態は第一の実施形態の変形例と組み合わせることも可能である。
【００５３】
＜第三の実施形態＞
以下、本発明の第三の実施形態による熱源システムを図１０〜１１を参照して説明する。
第三の実施形態は、第二の実施形態と同様に第一の実施形態に加えポンプの増減台の繰り返しを防止し、より安定したポンプの運転を行うための発明に関する。
図１０は本実施形態によるポンプ台数制御装置５０の機能ブロック図である。
本実施形態のポンプ台数制御装置５０は、ポンプ周波数推定値取得部１０８を備えている点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
ポンプ周波数推定値取得部１０８は、２次ポンプ２０の増減台後の周波数の推定値である増台後ポンプ周波数推定値及び減台後ポンプ周波数推定値を取得する。
具体的には、増台後のポンプヘッドは式（１６）で求めることができる。
【００５４】
【数５】
2015143591.tif 000007
【００５５】
つまり増台後のポンプ周波数（ｆＢ）において増台後におけるポンプ１台当たりに必要な吐出流量（（ｎ／ｎ＋ｍ）×ＧＡ）が得られたとして、その場合のポンプ最大周波数における吐出流量に基づいて、Ｑ−Ｈ特性から取得したポンプヘッドに増台後のポンプ周波数（ｆＢ）のポンプ最大周波数（ｆｍａｘ）に対する割合の２乗を乗じて増台後におけるポンプヘッド（ＨＢ）を得る。
一方、式（１６）で求めたＨＢは、ＨＡと同じであり（ＨＢ＝ＨＡとなるように増減台する）、ＨＡは現在のポンプ周波数、流量測定値、Ｑ−Ｈ特性を用いて求めることができる（式（１２））。ポンプ周波数推定値取得部１０８は、この関係を利用してＨＢ＝ＨＡになるような周波数ｆＢを，予め用意しておいた周波数とポンプヘッドとの相関を示したマップ、或いは逆関数から導出し、そのｆＢを増台後ポンプ周波数推定値とする。
【００５６】
そして、ポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」と「増台条件２」に加えて周波数による増台後に再び減台条件に入らないための増台許可判定（「増台条件４」）を行う。
＜増台条件４：周波数による判断＞
ｆＢ  ＞  Ｆβ            ・・・  （１７）
ここで、ｆＢはポンプ周波数推定値取得部１０８の求めた増台後ポンプ周波数推定値、Ｆβは第一の実施形態で説明した周波数減台閾値である。本実施形態では、「増台条件１」、「増台条件２」に加えて増台後の周波数が周波数減台閾値を上回らなければ、またポンプを減台することになる可能性があるのでそれを防止するためにこの条件をポンプの増台判断に追加する。
【００５７】
同様にして減台後の判定を行う。ポンプ周波数推定値取得部１０８は、減台後におけるポンプ１台当たりの流量やポンプ最大周波数を式（１８）に代入し、式（１８）の値が上記のＨＡと等しいことを利用して、マップや逆関数などから減台後ポンプ周波数推定値ｆＢを求める。
【００５８】
【数６】
2015143591.tif 000008
【００５９】
そして、ポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」と「減台条件２」に加えて周波数による減台後に再び増台条件に入らないための減台許可判定（「減台条件４」）を行う。
＜減台条件４：周波数による判断＞
ｆＢ  ＜  Ｆα                ・・・（１９）
ここで、ｆＢはポンプ周波数推定値取得部１０８の求めた減台後ポンプ周波数推定値、Ｆαは第一の実施形態で説明した周波数増台閾値である。つまり、本実施形態では、「減台条件１」、「減台条件２」に加えて減台後の周波数が周波数増台閾値以下とならなければ、またポンプを増台することになる可能性があるのでそれを防止するためにこの条件をポンプの減台判断に追加する。
【００６０】
図１１は本実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
図１１の処理フローを用いてポンプ台数制御装置５０が２次ポンプ２０の運転台数を増減する処理について説明する。なお、図３と同じ処理については同じ符号を付して説明する。
ステップＳ１からステップＳ３は、第一の実施形態と同じである。
次に、ポンプ周波数推定値取得部１０８がマップや逆関数によってポンプ増減台後のポンプ周波数の推定値ｆＢを求める（ステップＳ１３）。
次にポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件４」の判定を行う（ステップＳ１４）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１４＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台増台する（ステップＳ５）。
比較の結果、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件４」とのうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１４＝Ｎｏ）、ステップＳ１５の処理へ進む。
【００６１】
次にポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件４」の判定を行う（ステップＳ１５）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１５＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台減台する（ステップＳ７）。
比較の結果、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件３」のうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１２＝Ｎｏ）、ステップＳ８の処理へ進む。ステップＳ８の処理は図３と同じである。つまり熱源システムが停止するまでステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００６２】
本実施例によれば、増台(減台)後のポンプ周波数を推定し，その値と周波数減台(増台)閾値と比較する。そして第一の実施形態の２つの条件に加え、増台後のポンプ周波数推定値が周波数減台閾値を上回れば２次ポンプ２０の増台を行う。同様に第一の実施形態の２つの条件に加え、減台後のポンプ周波数推定値が周波数増台閾値を下回れば２次ポンプ２０の減台を行う。２次ポンプ２０の増減後の周波数を考慮することで増台と減台の繰り返しを防ぐことが出来る。
なお、本実施形態は第一の実施形態の変形例と組み合わせることも可能である。
【００６３】
＜第四の実施形態＞
以下、本発明の第四の実施形態による熱源システムを図１２〜１４を参照して説明する。
第四の実施形態は、第一〜三の実施形態に加えポンプ効率を考慮してポンプの運転台数を変更する発明に関する。
図１２は本実施形態によるポンプ台数制御装置の機能ブロック図である。
本実施形態のポンプ台数制御装置５０は、ポンプ周波数推定値取得部１０８とポンプ効率取得部１０９を備える点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
ポンプ周波数推定値取得部１０８は、第三の実施形態で説明したとおり増台後ポンプ周波数推定値及び減台後ポンプ周波数推定値をマップや逆関数を用いて取得する。
ポンプ効率取得部１０９は、記憶部２００が保有するポンプの吐出流量とポンプ効率との相関を示すグラフ等を用いて、２次ポンプ２０の増減台後のポンプ効率の推定値を求める。ポンプを最大周波数で動作させたときの吐出流量とポンプ効率との相関の一例を図１３に示す。図１３はポンプの吐出流量に応じて，ポンプ効率が変化することを示している。２次ポンプ２０の運転台数を増減台させると１台当たりの吐出流量は変化するので、それに応じてポンプ効率も変化することが理解できる。
【００６４】
増台前の状態における１台あたりの現在ポンプ効率ηAは以下式（２０）で求める。
【００６５】
【数７】
2015143591.tif 000009
【００６６】
ここで、η(x)はポンプの吐出流量とポンプ効率の関係を示す関数である。
また、同様に１台あたりの増台後ポンプ効率ηＢは以下の式（２１）で求められる。
【００６７】
【数８】
2015143591.tif 000010
【００６８】
ここでｆＢは、ポンプ周波数推定値取得部１０８が算出した増台後ポンプ周波数推定値である。
【００６９】
そして、ポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」と「増台条件２」に加えてポンプ効率による増台許可判定（「増台条件５」）を行う。
＜増台条件５：ポンプ効率による判断＞
ηＢ  ≧  ηＡ            ・・・（２２）
つまり、ポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」、「増台条件２」に加えて増台後のポンプ効率が増台前のポンプ効率以上とならなければ増台しない。
【００７０】
同様にポンプ効率取得部１０９は、１台あたりの減台後ポンプ効率を以下の式（２３）によって求める。
【００７１】
【数９】
2015143591.tif 000011
【００７２】
そして、ポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」と「減台条件２」に加えてポンプ効率による減台許可判定（「減台条件５」）を行う。
＜減台条件５：ポンプ効率による判断＞
ηＢ  ≧  ηＡ          ・・・（２４）
つまり、ポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」、「減台条件２」に加えて減台後のポンプ効率が減台前のポンプ効率以上とならなければ減台しない。
【００７３】
第一〜三の実施形態ではポンプ効率について考慮していないため，効率の悪い運転点で運転するようポンプを増減台している可能性がある。
本実施形態によれば、ポンプ効率を考慮することで消費電力を抑えつつもポンプを増減台することが可能である。
【００７４】
図１４は本実施形態によるポンプ台数制御装置の処理フローを示す図である。
図１４の処理フローを用いてポンプ台数制御装置５０が２次ポンプ２０の運転台数を増減する処理について説明する。なお、図１１と同じ処理については同じ符号を付して説明する。
ステップＳ１からステップＳ３は、第一〜三の実施形態と同じである。次のステップＳ１３は、第三の実施形態（図１１）と同じである。
次に、ポンプ効率取得部１０９がポンプ増減台前後のポンプ効率を求める（ステップＳ１７）。
次にポンプ台数制御部１０５は、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件５」の判定を行う（ステップＳ１８）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１８＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台増台する（ステップＳ５）。
比較の結果、「増台条件１」と「増台条件２」と「増台条件５」とのうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１８＝Ｎｏ）、ステップＳ１８の処理へ進む。
【００７５】
次にポンプ台数制御部１０５は、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件５」の判定を行う（ステップＳ１８）。そして、ポンプ台数制御部１０５は３つの条件を全て満たすとき（ステップＳ１８＝Ｙｅｓ）、２次ポンプ２０の運転台数を１台減台する（ステップＳ７）。
比較の結果、「減台条件１」と「減台条件２」と「減台条件５」のうち何れか一つの条件でも満たさない場合（ステップＳ１８＝Ｎｏ）、ステップＳ８の処理へ進む。ステップＳ８の処理は図３と同じである。つまり熱源システムが停止するまでステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００７６】
なお、本実施形態は、第一の実施形態とその変形例だけでなく第二及び第三の実施形態と組み合わせることも可能である。第二又は第三の実施形態と組み合わせた場合は、２次ポンプ２０の増減台の繰り返しを防ぎ、ポンプ効率の良い運転点を探しつつ負荷への流量測定値を満足させるようにポンプ運転台数を決定することが出来るため、省エネルギー効果を期待することができる。
【００７７】
なお、上述のポンプ台数制御装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述したポンプ台数制御装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７８】
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よい。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００７９】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０・・・１次ポンプ
２０・・・２次ポンプ
２１・・・流量計
２２・・・温度計
２３・・・温度計
３０・・・熱源機
４０・・・負荷
５０・・・ポンプ台数制御装置
１０１・・・台数判断流量値取得部
１０２・・・台数判断周波数値取得部
１０３・・・ポンプ周波数設定部
１０４・・・流量取得部
１０５・・・ポンプ台数制御部
１０７・・・ポンプヘッド取得部
１０８・・・ポンプ周波数推定値取得部
１０９・・・ポンプ効率取得部
１１０・・・温度取得部
１１１・・・台数判断熱負荷取得部
２００・・・記憶部
【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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【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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