(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒ガスを吸入して圧縮する複数のターボ圧縮機と、
複数の前記ターボ圧縮機のそれぞれを駆動する複数の駆動源と、
前記駆動源のそれぞれの出力を制御する運転制御部と、
前記ターボ圧縮機の運転台数を冷凍負荷に応じて増減する台数制御部と、を備える冷凍機システムであって、
前記台数制御部は、
前記冷凍機システムの運転シミュレーションにより得られた、エネルギー効率の優劣を運転台数に対応して区分する境界線を有する一次教示マップを、前記冷凍機システムの実際の運転で得られたエネルギー効率に関する実運転データに基づいて補正し、補正して得られた二次教示マップに基づいて前記ターボ圧縮機の運転台数を増減し、
前記台数制御部は、
前記冷凍機システムの稼働後に、
所定の期間だけ前記ターボ圧縮機の運転台数を意図的に増減して、前記実運転データを取得し、
取得した前記実運転データを用いて前記二次教示マップを補正し、更新二次教示マップを生成する、
ことを特徴とする冷凍機システム。
【請求項２】
前記台数制御部は、
前記冷凍機システムの稼働後に、
前記二次教示マップに基づいて前記ターボ圧縮機の運転台数を増減する際に、前記実運転データを取得し、
取得した前記実運転データを用いて前記二次教示マップを補正し、更新二次教示マップを生成し、その後は、
前記更新二次教示マップに基づいて前記ターボ圧縮機の運転台数を増減する、
請求項１に記載の冷凍機システム。
【請求項３】
前記台数制御部は、
前記ターボ圧縮機の運転台数を意図的に増減する保守運転モードを備える、
請求項１または２に記載の冷凍機システム。
【請求項４】
前記台数制御部は、
前記境界線に沿う不感帯を設け、前記不感帯の範囲内では、運転台数の変更を行わない、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の冷凍機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の冷凍機を備える冷凍機システムにおいて、最適なエネルギー効率が得られるように、運転する冷凍機の台数を制御する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば複数台のターボ冷凍機を備える冷凍機システムにおいて、例えば外気温度に基づくシステム全体としての冷凍負荷に応じて運転する冷凍機の台数を増減する制御が行われている。この台数制御を行う前提として、エネルギー効率が考慮される。エネルギー効率は、冷凍機システムで消費される電力が指標になる。
【０００３】
例えば、特許文献１は、単純な条件と簡略な装置で冷凍機群中のターボ圧縮機の運転台数制御により、総合的な省エネルギー化を図ることのできる冷凍機システムを提案している。つまり特許文献１は、複数台のターボ圧縮機をそれぞれ駆動する複数の可変速駆動機（電動機）の回転速度と基準回転速度との差又は比の回転速度差閾値に基づいて、ターボ圧縮機の運転台数を増減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１７６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
省エネルギーが叫ばれる中で、冷凍機システムにおいてもエネルギー効率の向上が絶えず求められている。
そこで本発明は、よりエネルギー効率を向上できる冷凍機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】
特許文献１を含め、従来の台数制御は、個々の冷凍機の負荷状態を検知し、その検知結果に応じて、運転台数を増減することを基本的な指針としている。例えば、図８（ａ）に示すように、一台当たりの冷凍機の定格能力を１００とすると、１台目の冷凍機の出力が８０に達すると２台目の冷凍機を運転する、という具合である。そして、外気温度Ｔとシステムの能力に対する負荷率Ｒとの関係で示したのが図８（ｂ）であるが、１台の運転と２台の運転の境界線Ｌは直線的である。
ところが、本発明者らの検討によると、複数台の冷凍機を備える冷凍機システムの全体としてのエネルギー効率は、個々の冷凍機の負荷だけで定まるとは限らない。つまり、図８（ａ），（ｂ）に示した個々の冷凍機の負荷状態に基づく台数制御は、いうなれば簡易的な判定に基づく台数の増減に過ぎず、最適なエネルギー効率を得る余地が残されている。
【０００７】
そこでなされた本発明の冷凍機システムは、冷媒ガスを吸入して圧縮する複数のターボ圧縮機と、複数のターボ圧縮機のそれぞれを駆動する複数の駆動源と、駆動源のそれぞれの出力を冷凍負荷に応じて制御する運転制御部と、ターボ圧縮機の運転台数を冷凍負荷に応じて増減する台数制御部と、を備える冷凍機システムに関する。
本発明のシステムは、冷凍機システムの運転シミュレーションにより得られた、エネルギー効率の優劣を運転台数に対応して区分する境界線を有する一次教示マップを、冷凍機システムの実際の運転で得られたエネルギー効率データに関する実運転データに基づいて補正し、補正して得られた二次教示マップに基づいてターボ圧縮機の運転台数を増減することを特徴とする。
【０００８】
本発明の冷凍機システムは、冷凍機システムとしての運転シミュレーションにより得られた一次教示マップを、冷凍機システムの実際の運転で得られたエネルギー効率データに関する実運転データに基づいて補正し、補正して得られた二次教示マップに基づいてターボ圧縮機の運転台数を増減する。つまり、本発明は、冷凍機システムの全体としてのシミュレーションに基づいて運転台数を増減するので、個々の冷凍機の負荷状態に基づいて台数制御するのに比べて、エネルギー効率にとって最適な台数によるシステムの運転を実現することができる。しかも本発明は、実際の冷凍システムの運転をも考慮した二次教示マップに従ってターボ圧縮機の運転台数を増減するので、エネルギー効率の観点から、設置条件や運用条件の異なる個々の装置に対応したより精度の高い運転を実現することができる。
【０００９】
本発明の冷凍機システムは、稼働した後に二次教示マップを更新して新たなマップである更新二次教示マップを生成することができる。この更新手法として、以下の第一形態又は第二形態の一方又は双方を採用することができる。
第一形態は、台数制御部が、冷凍機システムの稼働後に、二次教示マップに基づいてターボ圧縮機の運転台数を増減する際に、実運転データを取得し、取得した実運転データを用いて二次教示マップを補正し、更新二次教示マップを生成する。その後は、更新二次教示マップに基づいてターボ圧縮機の運転台数を増減する、というものである。
第一形態によれば、実際の冷凍機システムの運転の最中に、運転台数の増減が実際に行われる際に実運転データを取得するので、実運用上で必要とされるデータを漏れなく取得し、実際の運転を反映した精度の高い二次教示マップを生成することができる。また、第一形態において、台数の増減がなされる付近の運転条件下でのみデータを取得すれば、取得するデータの数が少なくて済む。
ここで、実機データは、実際に運転台数の増減が必要とされる条件下において取得することが前提である。これは、次の第二形態においても同様である。
【００１０】
第二形態は、冷凍機システムの稼働後に、所定の期間だけターボ圧縮機の運転台数を意図的に増減して、実運転データを取得し、取得した実運転データを用いて二次教示マップを補正し、更新二次教示マップを生成する、というものである。この意図的な運転台数の増減は、台数制限部が、保守運転モードを備え、その中で実行することができる。そうすることにより、二次教示マップの更新に必要なデータを確実に取得することができる。なお、この第二形態においても、台数の増減がなされる付近の運転条件において実機データを取得するという第一形態を前提にする。
【００１１】
本発明の冷凍機システムにおいて、台数制御部は、境界線に不感帯を設け、不感帯の範囲内では、運転台数の増減を行わないことが好ましい。
境界線を跨ぐと即座に運転台数の増減を行うことにすると、例えば、１台から２台への増台、逆に２台から１台への減台の動作が頻繁に行われてしまい、逆に運転効率を低下させるおそれがある。そこで、不感帯を設けることにより、運転台数の増減が必要以上に頻繁に行われるのを防ぐことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷凍機システムの全体としてのシミュレーションに基づいて運転台数を増減するので、個々の冷凍機の負荷状態に基づいて台数制御するのに比べて、よりエネルギー効率の高い台数による運転を実現することができる。しかも本発明は、実際の冷凍システムの運転をも考慮した二次教示マップに従ってターボ圧縮機の運転台数を増減するので、エネルギー効率の観点から、より精度の高い運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態における冷凍機システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の冷凍機システムの台数制御部が備える教示マップの一例を示している。
【図３】図２の教示マップを作成する過程を示し、（ａ）は負荷率Ｒと外気温度Ｔで規定される二次元座標上に最適な運転台数を表記しており、（ｂ）は（ａ）の二次元座標上に運転台数を切り替える境界線を描いた一時教示マップである。
【図４】図３（ａ）の一次教示マップと実運転データとを比較して示している。
【図５】（ａ）は実運転データに基づいて補正された一次教示マップ、つまり二次教示マップを示し、（ｂ）は（ａ）に不感帯を加えた図である。
【図６】冷凍機システムにおける運転台数制御の手順を示す図である。
【図７】既設システムの過去の運転データと教示マップを照合した例を示している。
【図８】従来の台数制御を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係る冷凍機システム１は、複数台のターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂを備えている。なお、本実施形態では、２台のターボ冷凍機を備えるシステムの例を示すが、３台以上のターボ冷凍機を備えるシステムに適用することもできる。
冷凍機システム１は、システム全体に加わる冷凍負荷に応じて、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの中で運転する台数を増減する制御が行われる。具体的には、冷凍負荷が小さければ１台のターボ冷凍機１０を運転し、冷凍負荷が大きければ２台のターボ冷凍機１０を運転する。冷凍負荷は、例えば外気温度に応じて変動する。なお、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの区別を要しない場合には、単にターボ冷凍機１０と称する。
【００１５】
冷凍機システム１は、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの各々の運転を制御する運転制御部１７Ａ、１７Ｂを備えるのに加えて、冷凍負荷に応じて運転するターボ冷凍機１０の台数を制御する台数制御部３０を備える。冷凍機システム１は、台数制御部３０における運転台数の制御ロジックに特徴を有している。
以下、冷凍機システム１の構成について説明する。
【００１６】
冷凍機システム１は、２台のターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂを用いて外部負荷５０に冷水Ｗ１を供給する。
ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂは、同じ構成を備えているので、以下では、ターボ冷凍機１０Ａを例にしてその構成を説明する。なお、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂにおいて、同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００１７】
可変速機型のターボ冷凍機１０Ａ、ターボ圧縮機１１と、凝縮器１２と、絞り機構１３と、蒸発器１４と、ターボ圧縮機１１を回転駆動する電動機１５と、冷媒流通路１６と、運転制御部１７Ａと、を備えている。
ターボ圧縮機１１は、図示を省略するが、ケーシング内に遠心式の単段又は多段の羽根車を内蔵し、その吸込み側に吸入冷媒流量を制御するインレットガイドベーンを設け、また電動機１５と羽根車の間に歯車機構等からなる増速装置を設ける構成を備えている。遠心式の羽根車の吸い込み側は、軸方向に向いており、冷媒ガスを軸方向に吸い込む。ターボ圧縮機１１は、インレットガイドベーンを設けることで容量制御が可能となっているが、本発明は可変速機型に限るものでなく、固定速機型のターボ冷凍機にも適用できる。
ターボ圧縮機１１は、電動機１５に設けられるインバータ（図示を省略）によって調整された回転数によって駆動される。インバータは、運転制御部１７Ａによってその出力が制御されている。
【００１８】
凝縮器１２には冷却水配管１２ａが配置されており、冷却塔２１により冷却された冷却水Ｗ２が冷却水配管１２ａを通して送給される。冷却水配管１２ａ上には図示を省略する冷却水ポンプが設けられており、冷却水配管１２ａを介して凝縮器１２と冷却塔２１の間で冷却水Ｗ２を循環させる。
蒸発器１４には冷水配管１４ａが配置されており、冷水配管１４ａを通して、外部負荷５０から冷水Ｗ１が送給され、蒸発器１４にて冷却された冷水Ｗ１が外部負荷５０に供給される。
電動機１５は、商用電源（図示省略）から電力を受け、インバータにより周波数制御された電流により駆動され、これによりターボ圧縮機１１を回転駆動する。
【００１９】
運転制御部１７Ａは、ターボ冷凍機１０を構成する要素の動作を以下のように制御する。
運転制御部１７Ａは、インバータを介して、電動機１５の回転数を制御する。つまり、運転制御部１７Ａはターボ圧縮機１１の駆動を制御する。また、運転制御部１７Ａは、冷却水ポンプの出力を調整することで、冷却塔２１から凝縮器１２に供給される冷却水の量（送水量）を制御することができる。
【００２０】
ターボ冷凍機１０Ａは、冷却水量を制御するために、湿球温度計２３が冷却塔２１に付随して備えている。運転制御部１７Ａは湿球温度計２３で計測された外気の湿球温度（外気温度Ｔ）を取得する。冷凍機システム１は、冷却水量を制御するのに加えて、後述するように、外気温度Ｔに基づいて台数制御を行う。なお、外気温度として湿球温度を用いるのが好ましいが、乾球温度を用いることもできる。
【００２１】
ターボ冷凍機１０Ａは、蒸発器１４において冷媒液を蒸発させ冷媒ガスに変えることにより冷水Ｗ１から熱を奪い、凝縮器１２において冷媒ガスを冷媒液に凝縮させることで冷却水Ｗ２に熱を捨てることにより冷熱を実現する。
つまり、ターボ冷凍機１０Ａは、冷水Ｗ１を冷却する蒸発器１４と、蒸発器１４で発生した冷媒ガスを吸入して圧縮する。凝縮器１２は、圧縮された冷媒ガスから熱を奪い、これを凝縮し、凝縮熱を冷却水Ｗ２に放出する。凝縮器１２と蒸発器１４の間には、凝縮器１２から蒸発器１４の圧力まで冷媒液を、絞り機構１３により減圧する。
【００２２】
さて、冷凍機システム１は、台数制御部３０がターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂを運転する台数を判定し、台数制御部３０はこの判定の結果を運転制御部１７Ａ、１７Ｂに指令する。運転制御部１７Ａ、１７Ｂは、台数制御部３０からの指令を受けて、各々が対応するターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの起動及び停止を行う。なお、冷凍機システム１において、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの順に運転の優先順位が定まるものとし、１台だけ運転する場合にはターボ冷凍機１０Ａを運転する。
【００２３】
さて、台数制御部３０は、外気温度Ｔと要求される冷凍負荷に応じて、運転するターボ冷凍機１０の台数を判定する。台数制御部３０は、この判定を行うために、最適運転台数を教示するマップ（以下、教示マップ）を保持する。図２に、教示マップの一例を概念的に示す。
図２において、横軸が冷凍機システム１の負荷率Ｒ、縦軸が外気温度Ｔを示している。図２に示すように、教示マップは、１台運転及び２台運転を切り替える境界線Ｌが、図８に示す従来の例とは異なり、曲線である。教示マップは、以下説明するように、エネルギー効率の優劣を運転台数に対応して区分する境界線Ｌを有している。
【００２４】
二次教示マップは、冷凍機システム１を模擬したシミュレータを用いて一次教示マップを生成し、次いで、実機としての冷凍機システム１を実際に運転して得られた実運転データを用いて一次教示マップを評価し、必要な補正を行うことで、生成される。以下、この手順を説明する。
【００２５】
一次教示マップは、シミュレータを用いて負荷率Ｒ、外気温度Ｔと最適な運転台数との関係を抽出することにより生成される。つまり、１台運転及び２台運転のそれぞれについて運転シミュレーションを実施し、その運転ポイントにおけるシステム全体の消費電力を求め、消費電力の少ない、つまりエネルギー効率のよい運転台数を特定する。この特定結果を、図３（ａ）に示すように、負荷率Ｒと外気温度Ｔで規定される二次元座標上にマッピングする。なお、１台で運転するほうが高いエネルギー効率を示す△と、２台で運転するほうが高いエネルギー効率を示す○の両者が同じ運転ポイントで重なっているが、これはあくまで負荷率Ｒ、外気温度Ｔという二つの変数でみたときの結果であり、その他の変数、例えば、外部負荷５０に供給する冷水Ｗ１の送水温度、外部負荷５０から戻る冷水Ｗ１の環水温度などを考慮すれば、１台の運転と２台の運転とで効率のよい方が決まる。
【００２６】
次に、シミュレーションで得られたデータを学習データとし、これに対して機械学習の教師付分類手法を適用することで、図３（ｂ）に示すように、運転台数を切り替える境界線Ｌを設定する。一次教示マップは、境界線Ｌが設定されたデータからなる。
なお、機械学習の教師付分類手法は、好ましい一例であるが、他の統計手法を用いることもできる。
【００２７】
次に、実運転データを取得し、実運転データと一次教示マップを比較する。
取得する実運転データは、境界線Ｌの付近において、両方の台数の運転を行って取得される。例えば、境界線Ｌの付近において、１台だけの運転と２台の運転の両者を行い、エネルギー効率が高くなる方の運転台数を一次教示マップ上にプロットする。
この比較の過程で取得する実運転データは、境界線Ｌの近傍で足りるので、取得する実機データの数を抑えることができる。
【００２８】
図４に実運転データと一次教示マップを比較した例を示す。
実運転データと一次教示マップとで最適な運転台数にずれが生じている部分も存在するが、実運転データと一次教示マップとで最適な運転台数が概ね一致しており、一次教示マップの確からしさが実証される。
ただし、ずれが生じている部分については、実運転データに基づいて、境界線Ｌを補正する。図５（ａ）に補正後の教示マップの例を示しているが、境界線Ｌの一部が右側に変位されている。なお、補正を必要としないこともあり、その場合には一次教示マップが最終的な二次教示マップとなる。
【００２９】
二次教示マップは、新たに冷凍機システム１を設置する場合には、設置した冷凍機システム１を正式に稼働させる前に、冷凍機システム１を試運転の段階で生成される。新たな冷凍機システム１は、この試運転により生成された二次教示マップに基づいて、台数制御部３０が稼働時におけるターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの運転台数を制御する。
二次教示マップは、冷凍機システム１の稼働後に、更新されるべきものである。この更新については、後述する。
【００３０】
図５（ａ）の二次教示マップは、境界線Ｌよりも左側の領域αでは１台のターボ冷凍機１０Ａを運転し、境界線Ｌよりも右側の領域βでは２台のターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂを運転すべきことを示している。
しかし、冷凍機システム１の実際の運転を考慮すると、例えば境界線Ｌをまたいで負荷率Ｒ、外気温度Ｔが変動すると、２台目のターボ冷凍機１０Ｂの起動と停止が頻繁に繰り返されるおそれがある。そうすると、エネルギー効率を低下させるおそれがある。
【００３１】
そこで、図５（ｂ）に示すように、境界線Ｌに不感帯Ｂを設ける。
図５（ｂ）に示す二次教示マップにおいて、不感帯Ｂの一方の線分が減台閾値ＴＨｒを示し、他方の線分が増台閾値ＴＨｉを示す。
ここで、不感帯Ｂは、その範囲内ではターボ冷凍機１０の運転台数を増減しないことを意味する。つまり、運転ポイントＰ１から運転ポイントＰ２に運転条件（負荷率Ｒ、外気温度Ｔ）が移行したとしても、運転ポイントＰ２は不感帯Ｂの範囲内であるから、運転台数は２台のまま維持される。ただし、減台閾値ＴＨｒを超えて運転ポイントＰ３まで運転条件が変位すると、運転台数が２台から１台に減らされる。
【００３２】
不感帯Ｂは、運転台数が１台と運転台数が２台の両方の状態を含んでおり、これは二次教示マップと異なる台数でターボ冷凍機１０が運転されることを意味する。ここで、不感帯Ｂは、運転台数が１台の場合と２台の場合の冷凍機システム１の消費電力の乖離幅が小さい領域であることが望まれる。そこで、この運転台数の相違により強要される消費電力の乖離幅に基づいて不感帯Ｂを設定することができる。例えば、１台の場合と２台の場合の消費電力の乖離を最大５％まで許容することにすれば、不感帯Ｂはこの５％に対応して設定される。
ただし、消費電力の乖離幅に基づいて不感帯Ｂを設定するのは一例であり、本発明は他の設定方法を採用することを許容する。
【００３３】
減台閾値ＴＨｒを示す不感帯Ｂの一方の線分と、増台閾値ＴＨｉを示す不感帯Ｂの他方の線分は、各々以下のように、外気温度Ｔの関数である式（１），（２）として表すことができる。この式（１），（２）は、近似式として表すこともできる。台数制御部３０は、近似式（１），（２）を保持し、図６に示す手順で、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの運転台数の制御を行う。
ＴＨｒ＝ｆｒ（Ｔ） … 式（１）
ＴＨｉ＝ｆｉ（Ｔ）＝ＴＨｒ−５ … 式（２）
なお、近似式（１），（２）は、減台閾値ＴＨｒ及び増台閾値ＴＨｉは、負荷率Ｒについてのものであるが、これを他の要素、例えば、外部負荷５０への冷水Ｗ１の送水流量についての減台閾値ＴＨｒ及び増台閾値ＴＨｉに設定することができる
【００３４】
台数制御部３０は、湿球温度計２３から外気温度Ｔを取得して、減台閾値ＴＨｒ及び増台閾値ＴＨｉを設定する（図６  Ｓ１０１）。
減台閾値ＴＨｒ及び増台閾値ＴＨｉが設定されたならば、負荷率Ｒが増台閾値ＴＨｉ以上か否かの判定を行う（図６  Ｓ１０３）。
負荷率Ｒが増台閾値ＴＨｉ以上であれば（図６  Ｓ１０３  Ｙｅｓ）、台数制御部３０は運転台数を２台と認定し（図６  Ｓ１０７）、運転制御部１７Ａ、１７Ｂにその旨を通知する。通知を受けた運転制御部１７Ａ、１７Ｂは、対応するターボ圧縮機１１の運転を制御する。負荷率Ｒが増台閾値ＴＨｉ以上であることは、図５の領域βに属していることを意味する。
台数制御部３０は、負荷率Ｒが増台閾値ＴＨｉ未満であれば（図６  Ｓ１０３  Ｎｏ）、さらに負荷率Ｒが減台閾値ＴＨｒ以下であるか否かの判定を行う（図６  Ｓ１０５）。
【００３５】
台数制御部３０は、負荷率Ｒが減台閾値ＴＨｒ以下であれば（図６  Ｓ１０５  Ｙｅｓ）、運転台数を１台と認定し（図６  Ｓ１０９）、運転制御部１７Ａ、１７Ｂにその旨を通知する。通知を受けた運転制御部１７Ａは対応するターボ圧縮機１１の運転を行うが、運転制御部１７Ｂは対応するターボ圧縮機１１の運転を行わない。
負荷率Ｒが減台閾値ＴＨｒ以下であることは、図５の領域αに属していることを意味する。
台数制御部３０は、負荷率Ｒが減台閾値ＴＨｒを超えていれば（図６  Ｓ１０５  Ｎｏ）、運転条件が不感帯Ｂの範囲内にあるものと認識し、現在の運転台数が維持されるように、運転制御部１７Ａ、１７Ｂにその旨を通知する。
【００３６】
台数制御部３０は、湿球温度計２３から外気温度Ｔを逐次取得して、図６に示す手順で、ターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの運転台数の制御を行う。
【００３７】
さて、台数制御部３０は、冷凍機システム１の稼働後に、二次教示マップを更新する。更新は、以下の第一更新形態及び第二更新形態の一方又は双方により行うことができる。
［第一更新形態］
台数制御部３０は、冷凍機システム１の稼働中に運転台数が増減する度に実運転データとして取得し、取得した実運転データとそれまで運用していた従前の二次教示マップとを照合する。これにより従前の二次教示マップを補正し、新たな二次教示マップに更新（更新二次教示マップ）する。この更新二次教示マップは、所定時間経過して相当数の実運転データが蓄積された段階で更新されるが、時間を指定してもよいし、蓄積された実運転データの数を指定してもよい。
台数制御部３０は、更新二次教示マップを生成した後は、更新二次教示マップに基づいてターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの運転台数の制御を行う。
【００３８】
［第二更新形態］
また、冷凍機システム１の稼働後には、冷凍機システム１の保守点検に伴って、更新二次教示マップを生成することもできる。つまり、保守点検作業の一環として、所定の期間だけターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの運転台数を１台から２台、または、２台から１台というように意図的に増減させて実運転データを取得し、従前の二次教示マップを取得した実運転データに基づいて補正して、更新二次教示マップを生成する。台数制御部３０が保守運転モードを備えておき、この保守運転モードの一要素として意図的な運転台数の増減を自動的に行い、かつ更新二次教示マップを自動的に生成することが好ましい。
なお、この第二更新形態についても、台数の増減が必要になる運転条件において意図的に運転台数の増減を行って実運転データを取得する。
【００３９】
更新二次教示マップを生成するために取得する実運転データは、ターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの台数ごとに偏りがなく、できるだけ多くというのが理想であるが、例えば数十次元のデータについて、数千点程度あれば十分処理は可能である。境界線Ｌを生成するために必要な台数ごとのデータが、それなりの数必要になるが、第二更新形態であれば、１０秒ごとのデータを数日間収集すれば満足できる数を確保できる。
【００４０】
以上説明した冷凍機システム１は、冷凍機システム１全体としての運転シミュレーションに実運転データを考慮した二次教示マップに基づいてターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの運転台数を増減するので、個々の冷凍機の負荷状態に基づいて台数制御するのに比べて、エネルギー効率にとって最適な台数による冷凍機システム１の運転を実現することができる。
二次教示マップは、前述したように、新たな冷凍機システム１が稼働する前の試運転時に生成することができるし、稼働後に逐次更新することができる。例えば、冷凍機システム１を構成するターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの台数が増えるなどして変更された場合、ターボ冷凍機１０Ａ，１０Ｂの機種が変更になった場合、その他、冷凍機システム１を構成する部品類に変更があったような場合には、運転シミュレーションを改めて行い、さらに二次教示マップを改めて生成することが必要である。
【００４１】
また、冷凍機システム１は、その実運転データに基づいて一次教示マップを補正して二次教示マップを生成することができるので、シミュレーションによる一次教示マップの精度を向上し、エネルギー効率の観点から適切な台数での運転を実現できる。また、逐次、更新二次教示マップを生成し、その後は更新二次教示マップにより運転台数の増減を行うので、より精度の高い運転台数の制御を実現できる。
【００４２】
さらに、冷凍機システム１は、境界線Ｌに不感帯Ｂを設け、不感帯Ｂの範囲内では、運転台数の増減を行わないことにしている。したがって、１台から２台への増台、逆に２台から１台への減台の動作が頻繁に行われてしまい、逆に運転効率を低下させるおそれを排除できる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００４４】
以上の説明は新設される冷凍機システム１を前提にしているが、本発明は既設の冷凍機システム１に適用することができる。
例えば、既設の冷凍機システム１が図８に示す簡易的なロジック（従来ロジック）に基づいてターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂの運転台数を制御していたとする。この既設システムについてシミュレーションを行って図２に示す一次教示マップを作成し、以後はこの一次教示マップに上述した処理を施して、台数制御ロジックを構築することができる。この過程で、既設システムの過去の運転データと一次教示マップを照合することにより、従来ロジックとの台数制御の具体的な相違を検証することができる。
【００４５】
図７にその一例を示すが、台形で囲んだ領域は従来ロジックだと２台のターボ冷凍機１０を運転していたが、本実施形態を適用することにより、１台のターボ冷凍機１０の方が冷凍機システム１の全体としてのエネルギー効率が高くなることが確認できる。
本発明者らの検討によると、本発明を適用することにより、５〜７％程度のエネルギー効率の向上効果が得られることを確認している。
【００４６】
次に、冷凍機システム１は、２台のターボ冷凍機１０Ａ、１０Ｂを備える例を示しているが、これは本発明における最小単位にすぎず、本発明は、３台以上のターボ冷凍機１０を備える冷凍機システム１に適用することができる。また、図１に示した冷凍機システム１の構成はあくまで一例にすぎず、他の構成を付加したり、他の構成で置換したりすることもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１   冷凍機システム
１０   ターボ冷凍機
１０Ａ ターボ冷凍機
１０Ｂ ターボ冷凍機
１１   ターボ圧縮機
１２   凝縮器
１２ａ 冷却水配管
１３   機構
１４   蒸発器
１４ａ 冷水配管
１５   電動機
１６   冷媒流通路
１７Ａ 運転制御部
１７Ｂ 運転制御部
２１   冷却塔
２３   湿球温度計
３０   台数制御部
５０   外部負荷
Ｂ     不感帯
Ｌ     境界線
Ｒ     負荷率
Ｔ     外気温度
ＴＨｉ 増台閾値
ＴＨｒ 減台閾値
Ｗ１   冷水
Ｗ２   冷却水
【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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