(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧縮機及び第１の熱交換器を含む第１の冷媒回路と、
第２の圧縮機及び第２の熱交換器を含む第２の冷媒回路と、
ポンプ、前記第１の熱交換器に接続されている第１の熱媒体流路、及び前記第２の熱交換器に接続されている第２の熱媒体流路を含むものであって、前記第１の熱媒体流路と前記第２の熱媒体流路とは並列接続されており、前記ポンプは前記第１の熱媒体流路に設けられている第１のポンプと前記第２の熱媒体流路に設けられている第２のポンプとを含んでいる熱媒体回路と、
前記第１の圧縮機、前記第２の圧縮機及び前記ポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１の圧縮機の運転周波数及び前記第２の圧縮機の運転周波数の合計周波数を予め定められる第１の定格周波数で割って得られる値を第１の周波数比としたとき、前記第１の周波数比が予め定められる閾値以上である場合に前記第１の圧縮機及び前記第２の圧縮機の両方を運転し、前記第１の周波数比が前記閾値未満である場合に前記第１の圧縮機及び前記第２の圧縮機のうちの一方を運転する圧縮機制御部を含み、
前記閾値は、外気温度、前記熱媒体回路を流れる熱媒体の温度、及び前記ポンプの出力のうちの少なくとも１つに基づいて定められている
冷凍システム。
【請求項２】
前記閾値は、前記外気温度が高くなるにしがたって、高くなる
請求項１に記載の冷凍システム。
【請求項３】
前記閾値は、前記第１の熱媒体流路のうち前記第１の熱交換器の出口を流れる前記熱媒体の温度、又は、前記第２の熱媒体流路のうち前記第２の熱交換器の出口を流れる前記熱媒体の温度、が低くなるにしたがって、高くなる
請求項１又は２に記載の冷凍システム。
【請求項４】
前記閾値は、前記ポンプの出力が増大するにしたがって、高くなる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項５】
前記ポンプを制御するインバータを更に備え、
前記制御装置は、前記インバータを制御するポンプ制御部を更に含む
請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項６】
前記ポンプ制御部は、前記第１のポンプの運転周波数及び前記第２のポンプの運転周波数の合計周波数を予め定められる第２の定格周波数で割って得られる値を第２の周波数比としたとき、前記第２の周波数比が前記第１の周波数比に近づくように、前記第１のポンプの運転周波数及び前記第２のポンプの運転周波数を定めている
請求項５に記載の冷凍システム。
【請求項７】
第１の圧縮機及び第１の熱交換器を含む第１の冷媒回路と、
第２の圧縮機及び第２の熱交換器を含む第２の冷媒回路と、
ポンプ、前記第１の熱交換器に接続されている第１の熱媒体流路、及び前記第２の熱交換器に接続されている第２の熱媒体流路を含むものであって、前記第１の熱媒体流路と前記第２の熱媒体流路とは並列接続されており、前記ポンプは前記第１の熱媒体流路に設けられている第１のポンプと前記第２の熱媒体流路に設けられている第２のポンプとを含んでいる熱媒体回路と、備えた冷凍システムを制御する制御装置であって、
前記第１の圧縮機の運転周波数及び前記第２の圧縮機の運転周波数の合計周波数を予め定められる第１の定格周波数で割って得られる値を第１の周波数比としたとき、前記第１の周波数比が予め定められる閾値以上である場合に前記第１の圧縮機及び前記第２の圧縮機の両方を運転し、前記第１の周波数比が前記閾値未満である場合に前記第１の圧縮機及び前記第２の圧縮機のうちの一方を運転する圧縮機制御部を含み、
前記閾値は、外気温度、前記熱媒体回路を流れる熱媒体の温度、及び前記ポンプの出力のうちの少なくとも１つに基づいて定められている
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の冷媒回路と、第２の冷媒回路と、第１の冷媒回路および第２の冷媒回路と接続された熱媒体回路と、を備えた冷凍システム、及び、この冷凍システムを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍システムは、複数の冷媒回路を有しており、複数の冷媒回路の圧縮機のうち運転する圧縮機の台数（以下、運転台数とも称する）を、周波数比に応じて決定し、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を向上させているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、周波数比は、複数の圧縮機の運転周波数の合計値を、定格周波数で割ることで取得することができる。また、各圧縮機の運転周波数のうち最大のものを最大周波数としたとき、定格周波数は、複数の圧縮機の最大周波数を合計することで取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１２５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の冷凍システムでは、予め定められている周波数比が、運転台数を変更するときに用いる閾値として設定されている。従来の冷凍システムでは、この閾値が固定値となっている。ＣＯＰを向上させるための最適な運転台数は、周波数比だけではなく、例えば外気温度といった要因により変わってくる。したがって、運転台数を変更するときに用いる閾値が固定値となっていると、ＣＯＰを向上させることができなくなる場合がある。【０００５】
本発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、より確実にＣＯＰを向上させることができる冷凍システム及び制御装置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】
本発明に係る冷凍システムは、第１の圧縮機及び第１の熱交換器を含む第１の冷媒回路と、第２の圧縮機及び第２の熱交換器を含む第２の冷媒回路と、ポンプ、第１の熱交換器に接続されている第１の熱媒体流路、及び第２の熱交換器に接続されている第２の熱媒体流路を含むものであって、第１の熱媒体流路と第２の熱媒体流路とは並列接続されており、ポンプは第１の熱媒体流路に設けられている第１のポンプと第２の熱媒体流路に設けられている第２のポンプとを含んでいる熱媒体回路と、第１の圧縮機、第２の圧縮機及びポンプを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第１の圧縮機の運転周波数及び第２の圧縮機の運転周波数の合計周波数を予め定められる第１の定格周波数で割って得られる値を第１の周波数比としたとき、第１の周波数比が予め定められる閾値以上である場合に第１の圧縮機及び第２の圧縮機の両方を運転し、第１の周波数比が閾値未満である場合に第１の圧縮機及び第２の圧縮機のうちの一方を運転する圧縮機制御部を含み、閾値は、外気温度、熱媒体回路を流れる熱媒体の温度、又はポンプの出力に基づいて定められているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る冷凍システムは、上記構成を備えているので、より確実にＣＯＰを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの全体図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムのチラーユニット群の概要図である。
【図１Ｃ】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの冷媒回路の一例である。
【図１Ｄ】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの制御装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における、外気温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における、出口温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１における、ポンプ出力及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムのチラーユニット群の概要図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの制御装置の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの制御フローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムのポンプの制御フローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２における、外気温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１Ａは、実施の形態１に係る冷凍システム１００の全体図である。図１Ｂは、実施の形態１に係る冷凍システム１００のチラーユニット群１０１の概要図である。図１Ｃは、実施の形態１に係る冷凍システム１００の冷媒回路Ｃ１の一例である。図１Ｄは、本実施の形態１に係る冷凍システム１００の制御装置Ｃｎｔの説明図である。なお、図１Ａ〜図１Ｃでは、熱媒体の流れ方向又は冷媒の流れ方向を矢印で示している。
【００１０】
（冷凍システム１００）
図１Ａに示すように、この実施の形態の例の冷凍システム１００は、熱源側機であるチラーユニット群１０１と、負荷側機である機器１０２とを備えている。なお、図１Ａの例では、チラーユニット群１０１と機器１０２とが、直接的に接続されているが、チラーユニット群１０１と機器１０２とは、熱交換器を備えた中継器（図示を省略）を介して接続されていてもよい。すなわち、この実施の形態の例の冷凍システム１００は、チラーユニット群１０１と、チラーユニット群１０１で生成された温熱または冷熱を利用する装置とを備えるものであればよい。機器１０２は、チラーユニット群１０１が運転することで冷却等された水等が供給される。チラーユニット群１０１は、チラーユニット１１０と、チラーユニット１２０と、チラーユニット１３０とを備えている。機器１０２は、例えば空気調和装置の室内ユニットを形成するファンコイルユニット等及び給湯装置の水を貯留するタンク等である。実施の形態１では、機器１０２が空気調和装置のファンコイルユニットである場合を一例に説明する。機器１０２は、熱交換器１０２Ａと、熱交換器１０２Ａに空気を供給するファン１０２Ｂとを備えている。また、冷凍システム１００は、第１のヘッダーＨｄ１及び第２のヘッダーＨｄ２を備えている。第１のヘッダーＨｄ１は、熱媒体配管ＷＰ４０を介して機器１０２の熱交換器１０２Ａに接続されている。第２のヘッダーＨｄ２は、熱媒体配管ＷＰ５０を介して機器１０２の熱交換器１０２Ａに接続されている。冷凍システム１００は、熱媒体回路ＷＣを含む。熱媒体回路ＷＣは、熱媒体配管ＷＰ４０、熱媒体配管ＷＰ５０、第１のヘッダーＨｄ１及び第２のヘッダーＨｄ２を含む。
【００１１】
（チラーユニット１１０）
図１Ｂに示すように、チラーユニット１１０は、冷媒回路Ｃ１と、ポンプ１４と、制御装置１５と、インバータ１６と、外気温度センサ１８と、熱媒体温度センサ１９とを備えている。冷媒回路Ｃ１は、図１Ｃに示すように、圧縮機１２と、熱交換器１３Ａと、絞り装置Ｖ１と、熱交換器１３Ｂと、冷媒配管Ｒｐとを備えている。圧縮機１２は、運転周波数の制御をすることができる。圧縮機１２は、インバータ１６から出力される信号に基づいて動作する。熱交換器１３Ａは凝縮器又は蒸発器として機能する。絞り装置Ｖ１は冷媒を減圧させる。熱交換器１３Ｂは蒸発器又は凝縮器として機能する。なお、図１Ｃでは、冷媒が熱媒体を冷却する回路を一例として示している。冷媒回路Ｃ１は、流路切替弁等を備え（図示省略）、冷媒が熱媒体を冷却する状態と、冷媒が熱媒体を加温する状態とを切り替えることができてもよい。
【００１２】
冷媒回路Ｃ１は、熱媒体配管ＷＰ２及び熱媒体配管ＷＰ３に接続されている。熱媒体配管ＷＰ２を流れる熱媒体は、冷媒回路Ｃ１を流れる冷媒に加温又は冷却され、熱媒体配管ＷＰ３に流入する。ポンプ１４は、熱媒体の吸入部が熱媒体配管ＷＰ１に接続され、熱媒体の吐出部が熱媒体配管ＷＰ２に接続されている。なお、熱媒体配管ＷＰ３は第１のヘッダーＨｄ１に接続され、熱媒体配管ＷＰ１は第２のヘッダーＨｄ２に接続されている。
【００１３】
制御装置１５は、インバータ１６及びポンプ１４を制御する。また、制御装置１５がインバータ１６を制御することで、圧縮機１２の周波数が変わる。制御装置１５はリモートコントローラＲＣと通信する。リモートコントローラＲＣは例えば管理人室に設置されている。リモートコントローラＲＣから制御装置１５は運転指示を受け付ける。制御装置１５は、制御装置２５及び制御装置３５と通信し、制御装置２５及び制御装置３５と連携して動作する。制御装置１５には、外気温度センサ１８の検出温度が出力される。また、制御装置１５には、熱媒体温度センサ１９の検出温度が出力される。更に、制御装置１５には、ポンプ１４の出力を取得する。冷凍システム１００には、ポンプ１４を駆動するインバータは設けられていない。つまり、ポンプ１４は一定の周波数で動作する。ここで、ポンプ１４の出力は、制御装置１５からポンプ１４へ送信する、ポンプ１４の運転周波数の設定値を採用することができる。また、ポンプ１４に電力計（図示省略）を設け、その電力計から取得するポンプ１４の消費電力を、ポンプ１４の出力としてもよい。
【００１４】
（チラーユニット１２０）
チラーユニット１２０は、冷媒回路Ｃ２と、ポンプ２４と、制御装置２５と、インバータ２６とを備えている。ポンプ２４は、ポンプ１４と同様の構成である。ポンプ２４は熱媒体の吸入部が熱媒体配管ＷＰ２１に接続され、熱媒体の吐出部が熱媒体配管ＷＰ２２に接続されている。冷媒回路Ｃ２は、熱媒体配管ＷＰ２２及び熱媒体配管ＷＰ２３に接続されている。熱媒体配管ＷＰ２２を流れる熱媒体は、冷媒回路Ｃ２を流れる冷媒に加温又は冷却され、熱媒体配管ＷＰ２３に流入する。制御装置２５は、インバータ２６及びポンプ２４を制御する。また、制御装置２５がインバータ２６を制御することで、圧縮機２２の周波数が変わる。なお、熱媒体配管ＷＰ２３は第１のヘッダーＨｄ１に接続され、熱媒体配管ＷＰ２１は第２のヘッダーＨｄ２に接続されている。
【００１５】
（チラーユニット１３０）
チラーユニット１３０は、冷媒回路Ｃ３と、ポンプ３４と、制御装置３５と、インバータ３６とを備えている。ポンプ３４は、ポンプ１４と同様の構成である。ポンプ３４は熱媒体の吸入部が熱媒体配管ＷＰ３１に接続され、熱媒体の吐出部が熱媒体配管ＷＰ３２に接続されている。冷媒回路Ｃ３は、熱媒体配管ＷＰ３２及び熱媒体配管ＷＰ３３に接続されている。熱媒体配管ＷＰ３２を流れる熱媒体は、冷媒回路Ｃ３を流れる冷媒に加温又は冷却され、熱媒体配管ＷＰ３３に流入する。制御装置３５は、インバータ３６及びポンプ３４を制御する。また、制御装置３５がインバータ３６を制御することで、圧縮機３２の周波数が変わる。なお、熱媒体配管ＷＰ３３は第１のヘッダーＨｄ１に接続され、熱媒体配管ＷＰ３１は第２のヘッダーＨｄ２に接続されている。
【００１６】
なお、以下の説明では、制御装置１５、制御装置２５及び制御装置３５を制御装置Ｃｎｔと総称する。制御装置Ｃｎｔは、例えば、専用のハードウエア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ等ともいう）で構成される。制御装置Ｃｎｔが専用のハードウエアである場合には、制御装置Ｃｎｔは、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置Ｃｎｔが実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウエアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウエアで実現してもよい。
制御装置ＣｎｔがＣＰＵの場合には、制御装置Ｃｎｔが実行する各機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。ソフトウエアやファームウエアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置Ｃｎｔの各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリを採用することができる。なお、制御装置Ｃｎｔの機能の一部を専用のハードウエアで実現し、一部をソフトウエア又はファームウエアで実現するようにしてもよい。
【００１７】
図１Ｄに示すように、制御装置Ｃｎｔは、第１の周波数取得部５０Ａと、運転台数決定部５０Ｂと、圧縮機制御部５０Ｃと、記憶部５０Ｇとを含む。
【００１８】
第１の周波数取得部５０Ａは、第１の周波数比を取得する。第１の周波数比は、圧縮機１２の運転周波数、圧縮機２２の運転周波数及び圧縮機３２の運転周波数の合計周波数を、予め定められる第１の定格周波数で割って取得することができる。第１の定格周波数は、圧縮機１２の運転周波数の最大値、圧縮機２２の運転周波数の最大値及び圧縮機３２の運転周波数の最大値を合計することで取得することができる。
【００１９】
運転台数決定部５０Ｂは、第１の周波数比に基づいて運転台数を決定する。運転台数決定部５０Ｂは、図２等で説明する閾値よりも第１の周波数比以上であるか否かに応じて、運転台数を決定する。運転台数決定部５０Ｂが用いる閾値は、外気温度センサ１８の検出外気温度に基づいた値である。また、運転台数決定部５０Ｂが用いる閾値は、熱媒体温度センサ１９の検出熱媒体温度に基づいた値である。更に、運転台数決定部５０Ｂが用いる閾値は、ポンプ１４の出力に基づいた値である。
圧縮機制御部５０Ｃは、第１の周波数比が予め定められる閾値以上であるか否かに応じて、圧縮機１２、圧縮機２２及び圧縮機３２のうちの少なくとも１つを運転する。圧縮機制御部５０Ｃがインバータ１６、インバータ２６及びインバータ３６を制御することで、圧縮機１２、圧縮機２２及び圧縮機３２の運転周波数が変化する。
【００２０】
記憶部５０Ｇは、閾値等の各種のデータが格納されている。
【００２１】
［制御フローの説明］
図２は、実施の形態１に係る冷凍システム１００の制御フローチャートである。
制御装置Ｃｎｔは、第１の周波数比を算出する（ステップＳ１）。制御装置Ｃｎｔは、検出外気温度と、検出熱媒体温度と、ポンプ１４の出力とに基づいて、閾値を取得する（ステップＳ２）。制御装置Ｃｎｔは、第１の周波数比と、取得した閾値とを比較して、運転台数を決定する（ステップＳ３）。制御装置Ｃｎｔは、各圧縮機に対応するインバータに対し、運転信号又は停止信号を送信する（ステップＳ４）。
【００２２】
なお、ステップＳ３では、運転台数を決定したが、それに加えて、どの圧縮機を運転するかを決定してもよい。例えば、運転台数が２台であると決定した場合には、圧縮機１２と圧縮機２２を運転し、圧縮機３２を停止してもよい（第１のパターン）。また、圧縮機１２と圧縮機３２を運転し、圧縮機２２を停止してもよい（第２のパターン）。更に、圧縮機３２と圧縮機２２を運転し、圧縮機１２を停止してもよい（第３のパターン）。第１〜第３のパターンのうちのいずれを選択するかについては、制御装置Ｃｎｔは、圧縮機の例えば運転時間に基づいて選択することができる。
【００２３】
図３は、外気温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
曲線Ａ１は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ａ２は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ａ３は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ａ４は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ａ１〜曲線Ａ４に示すように、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。
【００２４】
曲線Ｂ１は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｂ２は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｂ３は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｂ４は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｂ１〜曲線Ｂ４も曲線Ａ１〜曲線Ａ４と同様の傾向を示している。つまり、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。ただし、曲線Ｂ１〜曲線Ｂ４は全体的に、曲線Ａ１〜曲線Ａ４よりも下側に位置している。
【００２５】
直線Ｌ１は、運転台数を１台とするときと、運転台数を２台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ２は、運転台数を２台とするときと、運転台数を３台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ３は、運転台数を３台とするときと、運転台数を４台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ１、直線Ｌ２及び直線Ｌ３は傾斜している。つまり、図３では、運転台数を分ける閾値が、検出外気温度に基づいて変化することを示している。直線Ｌ１、直線Ｌ２及び直線Ｌ３の傾斜は、閾値が、外気温度が高くなるにしたがって、高くなることを示している。
【００２６】
直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、一次式としている。更に、最適運転台数の精度を向上する場合には、制御装置Ｃｎｔのメモリ等を考慮し、直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を二次式、三次式等とすることもできる。冷凍システム１００は、図３の態様を採用することで、従来に比べてＣＯＰが例えば１０％程度向上する。
【００２７】
図４は、出口温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
曲線Ｃ１は、検出熱媒体温度が１５度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｃ２は、検出熱媒体温度が１５度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｃ３は、検出熱媒体温度が１５度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｄ４は、検出熱媒体温度が１５度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｃ１〜曲線Ｃ４に示すように、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。
【００２８】
曲線Ｄ１は、検出熱媒体温度が７度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｄ２は、検出熱媒体温度が７度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｄ３は、検出熱媒体温度が７度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｄ４は、検出熱媒体温度が７度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｄ１〜曲線Ｄ４も曲線Ｃ１〜曲線Ｃ４と同様の傾向を示している。つまり、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。ただし、曲線Ｄ１〜曲線Ｄ４は全体的に、曲線Ｃ１〜曲線Ｃ４よりも下側に位置している。
【００２９】
直線Ｌ１１は、運転台数を１台とするときと、運転台数を２台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ１２は、運転台数を２台とするときと、運転台数を３台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ１３は、運転台数を３台とするときと、運転台数を４台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ１１、直線Ｌ１２及び直線Ｌ１３は傾斜している。つまり、図４では、運転台数を分ける閾値が、検出熱媒体温度に基づいて変化することを示している。直線Ｌ１１、直線Ｌ１２及び直線Ｌ１３の傾斜は、閾値が、熱媒体温度が高くなるにしたがって、高くなることを示している。
【００３０】
直線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は、一次式としている。更に、最適運転台数の精度を向上する場合には、制御装置Ｃｎｔのメモリ等を考慮し、直線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を二次式、三次式等とすることもできる。冷凍システム１００は、図４の態様を採用することで、従来に比べてＣＯＰが例えば５％程度向上する。
【００３１】
図５は、外及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。
曲線Ｅ１は、ポンプの出力が３．７ｋＷであり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｅ２は、ポンプの出力が３．７ｋＷであり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｅ３は、ポンプの出力が３．７ｋＷであり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｅ４は、ポンプの出力が３．７ｋＷであり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｅ１〜曲線Ｅ４に示すように、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。
【００３２】
曲線Ｆ１は、ポンプの出力が７．５ｋＷであり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｆ２は、ポンプの出力が７．５ｋＷであり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｆ３は、ポンプの出力が７．５ｋＷであり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｆ４は、ポンプの出力が７．５ｋＷであり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｆ１〜曲線Ｆ４も曲線Ｅ１〜曲線Ｅ４と同様の傾向を示している。つまり、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。ただし、曲線Ｆ１〜曲線Ｆ４は全体的に、曲線Ｅ１〜曲線Ｅ４よりも下側に位置している。
【００３３】
直線Ｌ２１は、運転台数を１台とするときと、運転台数を２台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ２２は、運転台数を２台とするときと、運転台数を３台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ２３は、運転台数を３台とするときと、運転台数を４台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ２１、直線Ｌ２２及び直線Ｌ２３は傾斜している。つまり、図５では、運転台数を分ける閾値が、ポンプの出力に基づいて変化することを示している。直線Ｌ２１、直線Ｌ２２及び直線Ｌ２３の傾斜は、閾値が、ポンプの出力が増大するにしたがって、高くなることを示している。
【００３４】
直線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３は、一次式としている。更に、最適運転台数の精度を向上する場合には、制御装置Ｃｎｔのメモリ等を考慮し、直線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３を二次式、三次式等とすることもできる。冷凍システム１００は、図５の態様を採用することで、従来に比べてＣＯＰが例えば１０％程度向上する。
【００３５】
制御装置Ｃｎｔには、上述した直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３に対応するデータが格納されている。そして、制御装置Ｃｎｔは、検出外気温度、検出熱媒体温度、及びポンプの出力の情報を取得して、運転台数を決定する。
【００３６】
［実施の形態１の効果］
冷凍システム１００は、運転台数を決定するための閾値が、外気温度、熱媒体回路を流れる熱媒体の温度、及びポンプの出力のうちの少なくとも１つに基づいて定められている。このため、より確実にＣＯＰを向上させることができる。
【００３７】
実施の形態２．
図６Ａは、実施の形態２に係る冷凍システムのチラーユニット群２０１の概要図である。図６Ｂは、実施の形態２に係る冷凍システムの制御装置Ｃｎｔの説明図である。実施の形態２では、実施の形態１と相違する部分について中心に説明をし、共通する部分については同一符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
実施の形態１では、熱媒体の流量を一定とする態様を想定している。つまり、実施の形態１では、ポンプの運転周波数は一定である。実施の形態２では、ポンプを制御するインバータ（インバータ１７、インバータ２７及びインバータ３７）を備えている。チラーユニット２１１にはインバータ１７が設けられ、チラーユニット２２１にはインバータ２７が設けられ、チラーユニット２３１にはインバータ３７が設けられている。制御装置Ｃｎｔがインバータ１７、インバータ２７及びインバータ３７を制御することで、ポンプ１４、ポンプ２４及びポンプ３４の運転周波数が変わる。ポンプ１４、ポンプ２４及びポンプ３４の運転周波数には、予め定められている最低周波数がある。つまり、制御装置Ｃｎｔには、最低周波数が記憶されている。実施の形態２に係る冷凍システムは、状況に応じてポンプの運転周波数を下げ、ポンプの消費電力を抑制できる。例えば、機器１０２に加温された熱媒体を搬送する場合においては、機器１０２に発生する負荷（機器１０２の要求熱量）が小さくなると、制御装置Ｃｎｔは、インバータを制御し、ポンプの運転周波数を下げる。これにより、実施の形態２に係る冷凍システムは、ＣＯＰを向上させることができる。
【００３９】
図６Ｂに示すように、第２の周波数比取得部５０Ｄは、第２の周波数比を取得する。第２の周波数比は、ポンプ１４の運転周波数、ポンプ２４の運転周波数及びポンプ３４の運転周波数の合計周波数を、予め定められる第２の定格周波数で割って取得することができる。第２の定格周波数は、ポンプ１４の運転周波数の最大値、ポンプ２４の運転周波数の最大値及びポンプ３４の運転周波数の最大値を合計することで取得することができる。
【００４０】
運転周波数決定部５０Ｅは、第１の周波数比及び第２の周波数比に基づいて、運転するポンプの運転周波数を決定する。例えば、圧縮機１２及び圧縮機２２が運転している場合には、運転周波数決定部５０Ｅは、第１の周波数比及び第２の周波数比に基づいて、ポンプ１４及びポンプ２４の運転周波数を決定する。運転周波数決定部５０Ｅは、第２の周波数比が第１の周波数比に近づくように、運転するポンプの運転周波数を決定する。
ポンプ制御部５０Ｆは、インバータ１７、インバータ２７及びインバータ３７を制御する。これにより、ポンプ１４、ポンプ２４及びポンプ３４の運転周波数が変化する。
【００４１】
図７は、本実施の形態２に係る冷凍システムの制御フローチャートである。
図７のステップＳ２０、ステップＳ２１、ステップＳ２４、ステップＳ２５、ステップＳ２６は、図２のステップＳ０、ステップＳ１、ステップＳ３〜ステップＳ５と同様であるため、説明を割愛する。
【００４２】
制御装置Ｃｎｔは、ポンプの運転周波数を一定とするか、又は、ポンプの運転周波数を可変とする変流量制御（インバータ制御）とするか、を判定する（ステップＳ２２）。制御装置Ｃｎｔは、変流量制御を実行するフラグを立てずに、閾値を取得する（ステップＳ２３−１）。或いは、制御装置Ｃｎｔは、変流量制御を実行するフラグを立てて、閾値を取得する（ステップＳ２３−２）。本フローチャートを終了した後において、圧縮機を運転することとなったチラーユニットに対応するポンプは、変流量制御を実行する。
【００４３】
図８は、本実施の形態２に係る冷凍システムのポンプの制御フローチャートである。
制御装置Ｃｎｔは、第１の周波数比を算出する（ステップＳ３１）。制御装置Ｃｎｔは、第２の周波数比を取得する。制御装置Ｃｎｔは、図７に示すフローにて取得した第１の周波数比に第２の周波数比が近づくように、ポンプの運転周波数を決定する（ステップＳ３２）。決定したポンプの運転周波数が、予め定められる最低周波数以下であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。最低周波数より高い場合には、ポンプの指令周波数をステップＳ３２で決定した運転周波数とする（ステップＳ３４−１）。最低周波数以下である場合には、ポンプの指令周波数を最低周波数とする（ステップＳ３４−２）。制御装置Ｃｎｔは、各ポンプに対応するインバータに対し、運転信号又は停止信号を送信する（ステップＳ３５）。
【００４４】
図９は、本実施の形態２における、外気温度及び周波数比に基づいて特定される閾値の説明図である。図９は、ポンプ出力が５０％となっているときの説明図である。なお、ポンプ出力が１００％のときには、ポンプは最大運転周波数で運転している。曲線Ｇ１は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｇ２は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｇ３は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｇ４は、検出外気温度が２５度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｇ１〜曲線Ｇ４に示すように、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。また、図３に示す曲線Ａ１〜Ａ４よりも、曲線Ｇ１〜曲線Ｇ４は上側に移動している。ポンプ出力が５０％まで下げたので、冷凍システムのＣＯＰが向上したためである。
【００４５】
曲線Ｈ１は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が１台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｈ２は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が２台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｈ３は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が３台のときのＣＯＰ比を示している。曲線Ｈ４は、検出外気温度が３５度であり、圧縮機の運転台数が４台のときのＣＯＰ比を示している。
曲線Ｈ１〜曲線Ｈ４に示すように、運転台数が増大するにつれて、ＣＯＰを向上させることができる第１の周波数比が、高くなっていくことがわかる。曲線Ｈ１〜曲線Ｈ４は、曲線Ｇ１〜曲線Ｇ４よりも下側に位置している。一方、曲線Ｈ１〜曲線Ｈ４は、図３に示す曲線Ｂ１〜曲線Ｂ４よりも上側に位置している。ポンプ出力が５０％まで下げたので、冷凍システムのＣＯＰが向上したためである。
【００４６】
直線Ｌ３１は、運転台数を１台とするときと、運転台数を２台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ３２は、運転台数を２台とするときと、運転台数を３台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ３３は、運転台数を３台とするときと、運転台数を４台とするときとを分ける閾値に対応する。直線Ｌ３１、直線Ｌ３２及び直線Ｌ３３は傾斜している。つまり、図９では、図３と同様に、運転台数を分ける閾値が、検出外気温度に基づいて変化することを示している。直線Ｌ３１、直線Ｌ３２及び直線Ｌ３３の傾斜は、閾値が、外気温度が高くなるにしがたって、高くなることを示している。
【００４７】
直線Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３は、一次式としている。更に、最適運転台数の精度を向上する場合には、制御装置Ｃｎｔのメモリ等を考慮し、直線Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３を二次式。三次式等とすることもできる。実施の形態２に係る冷凍システムは、従来に比べてＣＯＰが例えば１０％程度向上する。
【００４８】
［実施の形態２の効果］
実施の形態２に係る冷凍システムは、圧縮機だけでなく、ポンプの動作の最適化を図っており、更なるＣＯＰの向上を実現することができる。
【００４９】
実施の形態１，２の冷媒回路Ｃ１、冷媒回路Ｃ２及び冷媒回路Ｃ３のいずれかが、第１の冷媒回路に対応し、残りのいずれかが第２の冷媒回路に対応する。第１の冷媒回路に対応する冷媒回路（冷媒回路Ｃ１、冷媒回路Ｃ２及び冷媒回路Ｃ３のいずれか）のポンプが第１のポンプに対応し、第２の冷媒回路に対応する冷媒回路（冷媒回路Ｃ１、冷媒回路Ｃ２及び冷媒回路Ｃ３のうちの残り）のポンプが第２のポンプに対応する。第１の圧縮機及び第２の圧縮機、及び、第１の熱交換器及び第２の熱交換器についても同様である。実施の形態１，２の熱媒体配管ＷＰ２、及び熱媒体配管ＷＰ２２及び熱媒体配管ＷＰ３２のいずれかが、第１の熱媒体流路に対応し、残りのいずれかが第２の熱媒体流路に対応する。
【００５０】
実施の形態１，２では冷媒回路の数が３つである態様を一例に説明したが、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１２  圧縮機、１３Ａ  熱交換器、１３Ｂ  熱交換器、１４  ポンプ、１５  制御装置、１６  インバータ、１７  インバータ、１８  外気温度センサ、１９  熱媒体温度センサ、２２  圧縮機、２４  ポンプ、２５  制御装置、２６  インバータ、２７  インバータ、３２  圧縮機、３４  ポンプ、３５  制御装置、３６  インバータ、３７  インバータ、５０Ａ  第１の周波数取得部、５０Ｂ  運転台数決定部、５０Ｃ  圧縮機制御部、５０Ｄ  第２の周波数比取得部、５０Ｅ  運転周波数決定部、５０Ｆ  ポンプ制御部、５０Ｇ  記憶部、１００  冷凍システム、１０１  チラーユニット群、１０２  機器、１０２Ａ  熱交換器、１０２Ｂ  ファン、１１０  チラーユニット、１２０  チラーユニット、１３０  チラーユニット、２０１  チラーユニット群、２１１  チラーユニット、２２１  チラーユニット、２３１  チラーユニット、Ｃ１  冷媒回路、Ｃ２  冷媒回路、Ｃ３  冷媒回路、Ｃｎｔ  制御装置、Ｈｄ１  第１のヘッダー、Ｈｄ２  第２のヘッダー、Ｒｐ  冷媒配管、Ｖ１  絞り装置、ＷＣ  熱媒体回路、ＷＰ１  熱媒体配管、ＷＰ２  熱媒体配管、ＷＰ２１  熱媒体配管、ＷＰ２２  熱媒体配管、ＷＰ２３  熱媒体配管、ＷＰ３  熱媒体配管、ＷＰ３１  熱媒体配管、ＷＰ３２  熱媒体配管、ＷＰ３３  熱媒体配管、ＷＰ４０  熱媒体配管、ＷＰ５０  熱媒体配管。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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