(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置であって、
運転制御対象となる日の前記熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する外部データ入力手段と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する熱需要負荷パターン演算手段と、熱需要負荷パターン演算手段によって演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算手段と、運転パターン演算手段によって演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転パターン演算手段は、運転制御対象となる日の前記過冷却方式による冷房運転において、蓄熱材に蓄熱されており冷媒を過冷却するために利用される冷熱量の最大量である最大蓄熱利用量を演算し、この最大蓄熱利用量の範囲内で複数の蓄熱利用量を仮設定し、仮設定した各蓄熱利用量を利用する場合の運転パターンをそれぞれ求め、求めたそれぞれの運転パターンで運転した場合の消費エネルギーをそれぞれ演算し、複数の演算結果からエネルギー消費量が最低となる運転パターンを運転制御の対象となる日の運転パターンとして決定することを特徴とする蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置。
【請求項２】
冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、
熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置であって、
運転制御対象となる日の前記熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する外部データ入力手段と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する熱需要負荷パターン演算手段と、熱需要負荷パターン演算手段によって演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算手段と、運転パターン演算手段によって演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転パターン演算手段は、最大効率時の熱源機の能力と、熱需要負荷パターンおよび／または最大蓄熱利用割合で前記過冷却方式による冷房運転をしたときの熱源機の能力との大小関係から冷房運転における熱源機の消費エネルギーが小さくなる熱源機の運転能力を決定し、これを冷房運転パターンとし、該冷房運転パターンで熱源機を運転した場合に必要とされる蓄熱量を蓄熱するのに必要な熱源機の運転パターンを蓄熱運転パターンとして決定することを特徴とする蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置。
【請求項３】
蓄熱材は融点が０℃〜２０℃の範囲にある水和物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置。
【請求項４】
冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法であって、
運転制御対象となる日の熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する工程と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する工程と、演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算工程と、演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う工程と、を備え、
前記運転パターン演算工程は、運転制御対象となる日の前記過冷却方式による冷房運転において、蓄熱材に蓄熱されており冷媒を過冷却するために利用される冷熱量の最大量である最大蓄熱利用量を演算し、この最大蓄熱利用量の範囲内で複数の蓄熱利用量を仮設定し、仮設定した各蓄熱利用量を利用する場合の運転パターンをそれぞれ求め、求めたそれぞれの運転パターンで運転した場合の消費エネルギーをそれぞれ演算し、複数の演算結果からエネルギー消費量が最低となる運転パターンを運転制御の対象となる日の運転パターンとして決定することを特徴とする蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法。
【請求項５】
冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、
熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法であって、
運転制御対象となる日の熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する工程と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷パターンを演算する工程と、演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算工程と、演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う工程と、を備え、
運転パターン演算工程は、最大効率時の熱源機の能力と、熱需要負荷パターンおよび／または最大蓄熱利用割合で前記過冷却方式による冷房運転をしたときの熱源機の能力との大小関係から冷房運転における熱源機の消費エネルギーが小さくなる熱源機の運転能力を決定し、これを冷房運転パターンとし、該冷房運転パターンで熱源機を運転した場合に必要とされる蓄熱量を蓄熱するのに必要な熱源機の運転パターンを蓄熱運転パターンとして決定することを特徴とする蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法。
【請求項６】
蓄熱材は融点が０℃〜２０℃の範囲にある水和物からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱槽の蓄熱材に蓄熱した冷熱を利用して冷房運転を行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置および運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱槽を冷凍サイクルに設け、蓄熱槽に蓄熱した冷温熱を利用して冷暖房運転を行うことにより、ランニングコストの低下や夏場のピークカットの対応及び運転効率の高い省エネルギー運転を行わせることを目的として種々の提案がなされている。
特に、蓄熱槽の運転制御方法として以下のものがある。
蓄熱槽および冷温熱源をもつ空調設備に対し、予測される負荷と冷温熱の供給コストおよび蓄熱槽内保持熱量、前記蓄熱槽からの熱損失により前記蓄熱槽に対する熱収支を求め、前記蓄熱槽、前記冷温熱源、前記空調設備等の設備容量および設備特性の制約下で、運転コストおよび熱損失が最小となるような前記蓄熱槽の運転スケジュールを決定し、実績データにより前記運転スケジュールの逐次修正を行い、前記蓄熱槽に対する冷温熱媒体の流入・流出を制御することを特徴とする蓄熱槽の最適制御方法（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−２５１３３６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の空気調和装置においては、運転コストを最小とするのを目的としており、消費エネルギー量に関しては何ら関知していない。
これは、従来においては蓄熱材として氷を用いているため、蓄熱をするためには０℃以下まで冷却する必要があり、蓄熱するとエネルギー消費量が増大する。このため、従来においては省エネルギーを目的にするというよりは夜間ピークシフトを重視して制御していたのである。
【０００４】
ところが、近年、蓄熱材として氷よりも融点の高い水和物を用いたものが利用されるに至っている。このような融点の高い水和物を蓄熱材として利用する場合には０℃以下まで冷却する必要がないので、蓄冷時においてもエネルギー消費量を抑えることが可能になる。
このような背景から従来では低コストのみに着目されていた蓄冷式冷凍サイクルにおいて、本発明者は省エネにも着目することとした。
【０００５】
本発明の目的は、エネルギー消費量を小さくした運転が可能な蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置および運転制御方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置は、冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置であって、
運転制御対象となる日の前記熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する外部データ入力手段と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する熱需要負荷パターン演算手段と、熱需要負荷パターン演算手段によって演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算手段と、運転パターン演算手段によって演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転パターン演算手段は、運転制御対象となる日の前記過冷却方式による冷房運転において、蓄熱材に蓄熱されており冷媒を過冷却するために利用される冷熱量の最大量である最大蓄熱利用量を演算し、この最大蓄熱利用量の範囲内で複数の蓄熱利用量を仮設定し、仮設定した各蓄熱利用量を利用する場合の運転パターンをそれぞれ求め、求めたそれぞれの運転パターンで運転した場合の消費エネルギーをそれぞれ演算し、複数の演算結果からエネルギー消費量が最低となる運転パターンを運転制御の対象となる日の運転パターンとして決定することを特徴とするものである。
【０００７】
（２）また、本発明に係る蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置は、冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、
熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置であって、
運転制御対象となる日の前記熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する外部データ入力手段と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する熱需要負荷パターン演算手段と、熱需要負荷パターン演算手段によって演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算手段と、運転パターン演算手段によって演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転パターン演算手段は、最大効率時の熱源機の能力と、熱需要負荷パターンおよび／または最大蓄熱利用割合で前記過冷却方式による冷房運転をしたときの熱源機の能力との大小関係から冷房運転における熱源機の消費エネルギーが小さくなる熱源機の運転能力を決定し、これを冷房運転パターンとし、該冷房運転パターンで熱源機を運転した場合に必要とされる蓄熱量を蓄熱するのに必要な熱源機の運転パターンを蓄熱運転パターンとして決定することを特徴とするものである。
【０００８】
なお、最大効率時の熱源機の能力と、熱需要負荷パターンと、最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力との大小関係から冷房運転時の各時刻における熱源機の消費エネルギーが小さくなる熱源機の運転能力の決定方法としては、例えば以下のようにする。
ある時刻において、最大効率時の熱源機の能力が熱需要負荷よりも大きい場合には、当該時刻における熱源機能力を熱需要負荷に相当する能力とする。また、最大効率時の熱源機の能力が熱需要負荷以下で、かつと最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力以上の場合には、当該時刻における熱源機能力を最大効率時の熱源機の能力とする。さらに、最大効率時の熱源機の能力が最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力よりも小さい場合には、当該時刻における熱源機能力を最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力とする。
【０００９】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、蓄熱材は融点が０℃〜２０℃の範囲にある水和物からなることを特徴とするものである。
【００１０】
（４）また、本発明に係る蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法は、冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法であって、
運転制御対象となる日の熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する工程と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷の時間変化である熱需要負荷パターンを演算する工程と、演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算工程と、演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う工程と、を備え、
前記運転パターン演算工程は、運転制御対象となる日の前記過冷却方式による冷房運転において、蓄熱材に蓄熱されており冷媒を過冷却するために利用される冷熱量の最大量である最大蓄熱利用量を演算し、この最大蓄熱利用量の範囲内で複数の蓄熱利用量を仮設定し、仮設定した各蓄熱利用量を利用する場合の運転パターンをそれぞれ求め、求めたそれぞれの運転パターンで運転した場合の消費エネルギーをそれぞれ演算し、複数の演算結果からエネルギー消費量が最低となる運転パターンを運転制御の対象となる日の運転パターンとして決定することを特徴とするものである。
【００１１】
（５）また、本発明に係る蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法は、冷媒を加圧する圧縮機、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器を有する熱源装置と、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器を有する空調負荷装置と、蓄熱材を貯留する蓄熱槽、該蓄熱材と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄冷熱用熱交換器を有する蓄熱装置と、を備え、これら熱源装置と、空調負荷装置と、蓄熱装置が開閉弁を介して冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を構成し、
熱源装置により冷却された冷媒との熱交換により蓄熱材を冷却して冷熱を蓄熱する蓄熱運転と、前記熱源装置により冷却された冷媒を前記蓄熱材に蓄熱されている冷熱で過冷却して室内を冷房する過冷却方式による冷房運転とを行う蓄熱式冷凍サイクルの運転制御方法であって、
運転制御対象となる日の熱源機の消費エネルギーに影響を与える外部データを入力する工程と、入力された外部データに基づいて運転制御対象となる日の熱需要負荷パターンを演算する工程と、演算された熱需要負荷パターンによって要求される熱量を賄うことができ、かつ消費エネルギーが小さくなる蓄熱量、蓄熱運転パターンおよび冷房運転パターンを演算する運転パターン演算工程と、演算された運転パターンに基づいて前記冷凍サイクルを構成する構成機器の運転制御を行う工程と、を備え、
運転パターン演算工程は、最大効率時の熱源機の能力と、熱需要負荷パターンおよび／または最大蓄熱利用割合で前記過冷却方式による冷房運転をしたときの熱源機の能力との大小関係から冷房運転における熱源機の消費エネルギーが小さくなる熱源機の運転能力を決定し、これを冷房運転パターンとし、該冷房運転パターンで熱源機を運転した場合に必要とされる蓄熱量を蓄熱するのに必要な熱源機の運転パターンを蓄熱運転パターンとして決定することを特徴とするものである。
【００１２】
（６）また、上記（４）又は（５）に記載のものにおいて、蓄熱材は融点が０℃〜２０℃の範囲にある水和物からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、制御対象となる日（例えば翌日）の熱需要負荷パターンを演算し、さらに演算された熱需要負荷パターンで要求される熱需要を賄うための過冷却方式の冷房運転パターンとしてエネルギー消費量ができるだけ低くなるような運転パターンを求め、これに基づいて蓄熱運転および昼間の運転を行うようにしたので、エネルギー消費量を低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態に係る蓄熱式冷凍サイクルの構成機器およびその制御装置の説明図である。
本発明の冷凍サイクルの構成機器は、圧縮機１、外気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器３、室内側熱交換器に流入する冷媒を減圧する減圧装置５、室内に設置されて室内空気と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器７と、融点が０℃より高く２０℃より低い蓄熱材１０を収容する蓄熱槽９、該蓄熱槽９に収納されて蓄熱材１０と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させる蓄熱用熱交換器１１、蓄熱用熱交換器１１に流入する冷媒を減圧する第2の減圧装置１３、を備えている。
そして、これらの構成機器を冷媒配管と冷媒の流路を切替える開閉制御弁１５、１７、１９、２１、２３で連結して冷凍サイクル回路を構成している。開閉制御弁１５および１７は流量調整機能を有するものとする。
【００１７】
本発明の蓄熱材は、融点が０℃より高く２０℃より低い蓄熱材が用いられる。例えば、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩を主材とする水溶液を冷却して水和物を形成させて用いる。テトラｎ−ブチルアンモニウム塩として臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムの水溶液中の濃度が約40wt％の場合、凝固融解温度は約１２℃であり、0℃で凝固融解する氷に比べて高い温度で潜熱蓄冷熱が可能である。
蓄熱材として氷でなく融点が０℃より高く２０℃より低い蓄熱材を用いることにより、蓄冷時の冷媒蒸発温度が０℃より高いため、圧縮機は氷蓄熱に比べて圧力比が小さい条件で運転することが可能となり、消費電力が小さく省エネが実現できる。
【００１８】
運転制御装置３１は、データベースを記憶する記憶手段３３、外部データを入力する外部データ入力手段３５、記憶手段３３に記憶されたデータおよび外部データ入力手段から入力された外部データに基づいて各種の演算を行う演算手段３７及び該演算手段の演算結果に基づいて前述の機器を制御する制御手段３９を備えて構成される。以下、運転制御装置３１を構成する各手段を詳細に説明する。
【００１９】
１．記憶手段
記憶手段３３には各種のデータベースが記憶されている。記憶されているデータベースは、過去の当該ビルにおける熱需要負荷パターン、熱源機の部分負荷効率曲線、最大蓄熱利用割合と外気温との関係、熱源機能力曲線がある。
【００２０】
熱需要負荷パターンとは、当該蓄熱式冷凍サイクルが設置されているビルにおける過去の熱源機の運転実施状況から得られる時刻ごとの熱需要の変化に関するデータである。
例えば、年月日、曜日、その日の各時刻における気象情報（外気温度、湿度、日照など）、および熱源機の運転負荷データ等である。
【００２１】
熱源機の部分負荷効率曲線とは、熱源機の部分負荷率と熱源機の効率との関係を示したものである。この部分負荷効率曲線は、各熱源機ごとに与えられるものである。図２はある温度における部分負荷効率曲線の一例をグラフ表示したものであり、横軸が部分負荷率（％）を示し、縦軸が部分負荷率１００％のときの成績係数（COP）を１とした成績係数比（COP比）を示している。
なお、成績係数（COP）は、図３に示すモリエ線図において、下式によって与えられる。
蓄熱非利用時の成績係数：COP1＝Δh1/Δh3
蓄熱利用時の成績係数  ：COP2＝Δh2/Δh3
【００２２】
部分負荷効率は外気温によって変化するので、部分負荷効率曲線をグラフ表示したときには、図２に示すようなグラフが、外気温ごとに得られることになる。
また、熱源機で蓄熱運転をする場合には、熱源機の冷媒の蒸発温度Teが部分負荷効率に影響するので、蓄熱運転時の部分負荷効率曲線は外気温および冷媒の蒸発温度Teごとに得られる。
【００２３】
蓄熱した冷熱を利用する方法として、本発明では、室外側熱交換器３にて凝縮した液冷媒を蓄熱槽９に蓄熱されている冷熱で過冷却する「過冷却方式」と呼ばれる方法を用いている。
本発明における蓄熱利用割合とは、図３に示すモリエ線図において、Δhst/Δh2で示されるものであり、冷媒の蒸発時に冷媒が奪う全熱量Δh2のうちの蓄冷された冷熱利用量Δhstの占める割合をいう。
過冷却方式において、冷熱利用量Δhstは液冷媒の過冷却量で決まる値であり、最大でも蓄熱材の融点までしか過冷却できないため、蓄熱利用割合にはその最大値（最大蓄熱利用割合）が存在する。蓄熱利用割合は、過冷却温度と外気温の関数であるが、蓄熱材の種類が決まればその過冷却温度も決まるため、外気温のみの関数とすることができる。図４は外気温と当該外気温における最大蓄熱利用割合との関係を示したものである。
熱源機能力曲線とは、外気温と当該外気温における熱源機の最大能力との関係を示したものである。
【００２４】
２．外部データ入力手段
外部データ入力手段３５は、例えばキーボード、あるいはインターネットなどから得られる、制御対象となる日（以下の例では「翌日」とする）の気象情報（各時刻の気温、湿度、日照など）を演算手段３７に入力するためのハードウェアおよびソフトウェアをいう。
この外部データ入力手段３５から入力されるデータとしては、上述したように、翌日の気温、湿度、ビルのテナントの稼動の有無、曜日、などがある。
【００２５】
３．演算手段
演算手段３７はＣＰＵによってプログラムが実行されることで実現されるものである。演算手段３７は、翌日の熱需要負荷パターンを演算する熱需要負荷パターン演算手段４１、該熱需要負荷パターン演算手段４１によって演算された熱需要負荷パターンに対して最も省エネとなる運転パターンを演算する運転パターン演算手段４３とを備えている。
【００２６】
（１）熱需要負荷パターン演算手段４１は、外部データ入力手段３５から入力される気温、湿度、ビルテナントの稼動の有無、曜日などを検索キーとして、記憶手段３３に記憶されている熱需要負荷パターンのなかから最も近い熱需要負荷パターンを選択する。
ここで選択した熱需要負荷パターンを翌日の熱需要負荷パターンとしてもよいし、さらに選択した熱需要負荷パターンの基礎となっている気温等と外部データとして入力したデータとの相違に基づいて選択した熱需要負荷パターンを一定の法則にしたがって修正して翌日の熱需要負荷パターンとしてもよい。
【００２７】
（２）運転パターン演算手段４３は、熱需要負荷パターン演算手段４１によって演算された翌日の熱需要負荷パターンで要求される熱需要量を賄うための熱源機の運転パターンであって、最も省エネとなる運転パターンを演算する。
以下、この演算方法を説明する。
(i)運転パターン演算手段４３が演算に用いる基礎データとしては以下のものがある。
・外気温パターン：T(t)
外部データ入力手段によって入力される。
・外気温Tと最大蓄熱利用割合x1の関係：x1(T)
予め記憶手段にデータベースとして記憶されている（図４参照）。
・熱需要負荷パターン:Qd(t)
熱需要負荷パターン演算手段による演算によって得られる。
・蓄熱開始時刻t1、蓄熱終了時刻t2 
夜間料金の料金体系などによって予め決められている。
・熱源機部分負荷効率曲線 COP(y, T)
但し、y:部分負荷率, T: 外気温
前述したように、予め記憶手段にデータとして記憶されている（図２参照）。
・熱源機能力曲線 Whp(T)
但し、T: 外気温
予め記憶手段にデータとして記憶されている。
【００２８】
(ii)上記の基礎データに基づく運転パターンの演算方法を以下説明する。
まず、翌日の熱需要負荷パターンにおいて利用可能な蓄熱量の最大値、すなわち最大蓄熱利用量QQpstを下式によって導き出す。
QQpst＝∫(Qd(t)×x1(T(t)))dt  -------------(1)
また、外気温Tにおいて熱源機の最大効率を与える部分負荷率をy1(T)とすると、そのときの熱源機の最大効率:COP1(T)は、熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COP1(T)=COP(y1(T),T)
また、最大効率時の熱源機の能力をWhp1(T)とすると、Whp1(T)は熱源機能力曲線から得られるWhp(T)に熱源機の最大効率を与える部分負荷率：y1(T)を乗算することで得られる。これを式で示すと下式となる。
Whp1(T)=Whp(T)×y1(T)  -------------(2)
【００２９】
上記で得られた、熱需要負荷パターン:Qd(t)、最大蓄熱利用量：QQpst、最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))の関係を図５に示す。
図５においては、縦軸が熱量、横軸が時間を示している。また、太実線で示した曲線が熱需要負荷パターン:Qd(t)、太破線で示した曲線が昼間の熱源機の運転によって得られる熱量：Qd(t)(1- x1(T(t)))、斜線で表示した領域が最大蓄熱利用量：QQpst、細破線で示した曲線が最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))を示している。
【００３０】
最も省エネになるための運転パターンを導き出す方法を概説すると、以下のようになる。蓄熱量を最大利用可能な最大蓄熱利用量QQpstの範囲内で蓄熱利用量QQstとして仮設定して、仮設定した蓄熱利用量QQstでの運転パターンを設定し、その際のエネルギー消費量を演算する。そして、次に蓄熱利用量QQstを増減させた他の蓄熱利用量QQstを設定し、同様の演算を行い、複数の演算結果から消費エネルギー量が最低になるときの蓄熱利用量QQstと運転パターンを決定するというものである。
以下、より詳細にかつ具体的に説明する。
【００３１】
今、仮に、蓄熱量を最大利用可能な最大蓄熱利用量QQpstの範囲内で蓄熱量QQstとして設定する。ここで、蓄熱量をQQstとした場合に、この蓄熱量QQstを昼間の運転でどのような配分で利用するのが最も効率的かを考える。
この場合、冷房を行う昼間の熱源機の運転が最も効率的になるように運転するのがよいが、昼間の熱源機の運転が最も効率的になるのは、熱源機の最大効率Whp1(T(t))に近い運転ができることである。図５に例示してあるように、一般に熱源機の最大効率Whp1(T(t))は下に凸の滑らかな曲線となる。これは、外気温が高い正午頃は効率が悪くなることを示している。とすれば、このような時間帯には蓄熱利用割合を大きくするのが効率的である。蓄熱利用割合をこのような配分にする最も簡易な方法は、図６に示すように、図６のグラフに横軸に平行な直線Qoを引き、この直線Qoよりも上部の蓄熱利用熱量の総計が仮設定した蓄熱量QQstになるように、直線Qoの位置を決める。
【００３２】
この場合の時刻ｔにおける蓄熱利用割合x(t)は下式によって求まる。
(a) Qo<Qd(t)×(1-x1(T(t)))の場合（図６中tC〜tD間）:
x(t)=x1(T(t))  -------------(3)
(b)Qd(t)×(1-x1(T(t)))<Qo<Qd(t)の場合(図６中tB〜tC間,tD〜tE間）:
x(t)=(Qd(t)-Qo)/Qd(t)  -------------(4)
(c) Qd(t) < Qoの場合（図６中tA〜tB間）:
x(t)=0  -------------(5)
【００３３】
上記のx(t)を前提として、時刻ｔにおける熱源機の出力Qhp1(t)は下式で求まる。
Qhp1(t)=Qd(t)×(1-x(t))  -------------(6)
但し、Qo<Qd(t)×(1-x1(T(t)))の場合：x(t)=x1(T(t))
Qd(t)×(1-x1(T(t)))<Qo<Qd(t)の場合：x(t)=(Qd(t)-Qo)/Qd(t)
Qd(t) < Qoの場合：x(t)=0
したがって、ここで求めたQhp1(t)を用いれば、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y(t)は、上記のQhp1(t)と熱源機の能力Whp(T(t))とを用いて下式で求まる。
y(t)=Qhp1(t)／Whp(T(t))
【００３４】
このようにして時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPnst1(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPnst1(t)=COP(y(t), T(t))
通常、熱源機部分負荷効率COPは部分負荷効率y(t)、外気温T(t)のほか、蒸発温度Teの関数であるが、昼間の冷房運転時には蒸発温度はある一定値となるので、COPnst1(t)は、部分負荷効率y(t)と外気温T(t)のみの関数としている。蒸発温度Teが変化する場合には、蒸発温度Teを含めた関数としてももちろん良い。
さらに、この熱源機の部分負荷効率COPnst1(t)と熱源機の出力Qhp1(t)とによって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEnst1(t)は下式で表すことができる。
Enst1(t)=Qhp1(t)／COPnst1(t)
したがって、昼間の熱源機の運転による全消費エネルギーEEnst1は下式で求まる。
EEnst1＝∫Enst1(t)dt
【００３５】
次に夜間の蓄熱のための消費エネルギーについて検討する。ここでは、熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))で時刻t1から時刻t2までの時間運転した場合に蓄熱できる熱量が上記で仮設定したQQst以上であるか、否かで場合を分けて考える。
【００３６】
（１）熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))でt1からt2までの時間運転した場合に蓄熱できる熱量が上記で仮設定したQQst以上である場合
この場合には、熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))で運転すればよいので、このときの熱源機の出力Qhp2(t)はWhp1(T(t))に等しくなる。すなわち、
Qhp2(t)＝Whp1(T(t))
したがって、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y2(t)は、上記のQhp2(t)と熱源機の能力Whp(T(t))とを用いて下式で求まる。
y2(t)=Qhp2(t)／Whp(T(t))＝ｙ1(T(t))
【００３７】
時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y2(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPst2(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPst2(t)=COP(y2(t), T(t), Te)= COP1(T(t),
Te)
ただし、ここで用いる熱源機部分負荷効率曲線は、熱源機の部分負荷率y(t)、外気の温度パターンT(t)及び熱源機の冷媒の蒸発温度Teとの関係を示す曲線である。
【００３８】
さらに、この熱源機の部分負荷効率COPst2(t)と熱源機の出力Qhp2(t)とによって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEst2(t)は下式で表すことができる。
Est2(t)=Qhp2(t)／COPst2(t)
したがって、夜間の蓄熱のための熱源機の運転による全消費エネルギーEEst2は下式で求まる。
EEst2＝∫Est2(t)dt
【００３９】
（２）熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))でt1からt2までの時間運転した場合に蓄熱できる熱量が上記で仮設定したQQstより小さい場合
この場合には、熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))以上の能力で運転する必要がある。したがって、このときの熱源機の出力Qhp3(t)はWhp1(T(t))よりも大きくなる。すなわち、
Qhp3(t)＞Whp1(T(t))
【００４０】
この段階では、Qhp3(t)は決まらないので、まず熱源機の部分負荷率y3(t)を求める。部分負荷率y3(t)は仮設定したQQstを熱源機をその最大能力Whp(T(t))で時刻ｔ1から時刻ｔ2まで運転したときに蓄熱できる熱量で除算することで得られる。これを式で示すと下式のようになり、最大効率を与える部分負荷率y1(T(t))より大きくなる。
y3(t)=QQst/(∫Whp(T(t))dt)>y1(T(t))
部分負荷率y3(t)が求まると、熱源機の出力Qhp3(t)は、下式によって与えられる。
Qhp3(t)=y3(t)×Whp(T(t))
【００４１】
時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y3(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPst3(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPst3(t)=COP(y3(t), T(t), Te)＜COP1(T(t),Te)
ただし、ここで用いる熱源機部分負荷効率曲線は、熱源機の部分負荷率y(t)、外気の温度パターンT(t)及び熱源機の冷媒の蒸発温度Teとの関係を示す曲線である。
さらに、この熱源機の部分負荷効率COPst3(t)と、上記で得られた熱源機の出力Qhp3(t)とによって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEst3(t)は下式で表すことができる。
Est3(t)=Qhp3(t)／COPst3(t)
したがって、夜間の熱源機の運転による全消費エネルギーEEst3は下式で求まる。
EEst3＝∫Est3(t)dt
【００４２】
したがって、一日の消費電力EEtotalは下式で求まる。
EEtotal＝EEnst1＋EEst2  または、EEtotal＝EEnst1＋EEst３
以上のように、一日の消費電力EEtotalを求めることができる。これは上記において、蓄熱量をQQstとして仮設定したものであるが、消費電力の最小値を求めるには蓄熱量QQstを増減した別の蓄熱量QQstを設定して同様の計算を複数回行い、一日の消費電力EEtotalが最小となる蓄熱量QQstを求める。
ここで、消費電力が最小となる蓄熱量QQstの求め方としては、例えば最大蓄熱量QQpstと最小蓄熱量０との間で２０段階に仮設定して各設定した蓄熱量QQstに対して一日の消費電力EEtotalを演算し、その中での最小値となる蓄熱量QQstを求める、といった方法がある。
【００４３】
演算手段３７は、一日の消費電力EEtotalが最小となる蓄熱量QQstを演算すると、そのときの昼間の冷房運転パターンおよび夜間の蓄熱運転パターンを翌日の運転パターンとして制御手段３９に出力する。
【００４４】
４．制御手段
制御手段３９は演算手段３７から出力される昼間の冷房運転パターン及び夜間の蓄熱運転パターンに基づいて冷凍サイクルを運転制御する。
具体的には、制御手段３９は圧縮機１の運転制御および開閉制御弁１５、１７、１９、２１、２３の開閉制御を行う。
【００４５】
上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
予め設定された時刻、例えば夕方頃になると、外部データ入力手段３５が翌日の天気、気温、湿度等の翌日の熱需要負荷パターンの演算に必要な外部データを取得する。
外部データが取得されると、熱需要負荷パターン演算手段４１がこの外部データに基づいて前述の方法により翌日の熱需要負荷パターンを演算する。
【００４６】
熱需要負荷パターンが演算されると、運転パターン演算手段４３が演算された熱需要負荷パターンの熱需要を賄うことができ、かつエネルギー消費量が最小となるような蓄熱量および昼間の冷房運転パターン、さらには夜間の蓄熱運転パターンを演算する。これらの演算方法は前述の通りである。
運転パターン演算手段４３によって蓄熱量、夜間および昼間の運転パターンが演算されると、この演算結果が制御手段３９に入力される。
【００４７】
制御手段３９は入力された演算結果にしたがって、圧縮機１および開閉制御弁１５、１７、１９、２１、２３を制御する。
夜間の蓄熱運転時には、開閉制御弁１７、２１を開にし、開閉制御弁１５、１９、２３を閉にして、蓄熱運転を行う。
この蓄熱運転において、蓄熱量QQstが熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))でt1からt2までの時間運転した場合に蓄熱できる熱量以下の場合には、熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))で運転し、蓄熱量が蓄熱予定の蓄熱量QQstになったときに熱源機を停止する。
他方、この蓄熱運転において、蓄熱量QQstが熱源機を最大効率能力Whp1(T(t))でt1からt2までの時間運転した場合に蓄熱できる熱量よりも多い場合には、最大効率能力Whp1(T(t))よりも大きい能力で運転して、時刻ｔ2までの運転により蓄熱量QQstを蓄熱する。
【００４８】
翌日の昼間の冷房運転においては、開閉弁１５、１７、１９、２３を開にし、開閉弁２１を閉にして、運転パターン演算手段４３によって演算された運転パターンに従って熱源機の運転を行う。このときの冷媒の流れを概説すると、圧縮機１で圧縮された冷媒は室外側熱交換器３で凝縮し、凝縮された冷媒は蓄熱槽９で冷却されて過冷却状態となる。過冷却状態の冷媒は減圧装置５で減圧されて室内側熱交換器７で蒸発して室内空気と熱交換して冷房を行ない、再び圧縮機１に戻る。なお、開閉弁１５が開であることから、室外側熱交換器３で凝縮された冷媒の一部は蓄熱槽９に行くことなく直接減圧装置５に供給される。
このとき蓄熱槽９を経由する冷媒の量とそうでない冷媒の量は後述のように開閉制御弁１５、１７の開度調整によって決定される。
【００４９】
なお、熱源機の能力は圧縮機１の回転数制御により制御する。また、蓄熱利用割合を運転パターンにしたがって制御する必要があるが、これは開閉制御弁１５、１７の開度を調節することによって蓄熱利用割合を調整する。すなわち、開閉制御弁１７の開度を大きくすると蓄熱槽９を通過する冷媒量が多くなるので、蓄熱利用割合が大きくなる。他方、開閉制御弁１７の開度を小さくすると蓄熱槽９を通過する冷媒量が少なくなるので、蓄熱利用割合が小さくなる。
なお、具体的には開閉制御弁１５通過後の冷媒と、開閉制御弁１９通過後の冷媒が合流する点の下流側に温度センサーを設けておき、この温度センサーの検出値に基づいて開閉制御弁１５，１７の開度制御を行うようにすればよい。
【００５０】
以上のように、本実施の形態においては、翌日の熱需要負荷パターンを演算し、さらに演算された熱需要負荷パターンで要求される熱需要を満たし、かつエネルギー消費量ができるだけ低くなるような運転パターンを求め、これに基づいて蓄熱運転および昼間の冷房運転を行うようにしたので、エネルギー消費量を低く抑えることができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、蓄熱量を最大利用可能な最大蓄熱利用量QQpstの範囲内で蓄熱利用量QQstとして仮設定して、仮設定した蓄熱利用量QQstでの運転パターンを演算し、その際のエネルギー消費量を演算するという工程を複数の仮設定した蓄熱利用量QQstについて行い、複数の演算結果から消費エネルギー量が最低になるときの蓄熱利用量QQstと運転パターンを決定するようにしたので、消費エネルギーを確実に小さくした運転制御が可能になる。
【００５２】
［実施の形態２］
実施の形態１においては運転パターン演算手段４３によって、最もエネルギー消費量が少ない運転パターンを導き出す方法として、蓄熱利用量QQstを仮設定し、この仮設定した蓄熱利用量QQstの各時刻における利用割合を設定して昼間および夜間の消費エネルギーを演算し、このような演算を複数回行うことによって消費エネルギーが最低になるようなものを求めるというものであった。
実施の形態１においては、昼間の蓄熱利用運転および夜間の蓄熱運転の両方の消費エネルギーを考慮して消費エネルギーが最小になるような蓄熱量および運転パターンを求めるものである。
【００５３】
この実施の形態２においては、昼間の蓄熱利用運転における消費エネルギーのみに着目して、昼間の消費エネルギーが最小になるような運転パターンを求めるというものである。
具体的には、最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))と熱需要負荷パターン:Qd(t)および／または最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力：Qd(t)(1-x1(T(t)))との大小関係から冷房運転時の各時刻における熱源機の能力を決定し、ここで決定した能力で熱源機を運転した場合に必要とされる蓄熱利用量を夜間蓄熱するようにするというものである。
以下、図を用いてより具体的に説明する。
【００５４】
図７は本実施の形態の説明図であり、熱需要負荷パターン:Qd(t)、最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力：Qd(t)(1-x1(T(t)))、蓄熱量：QQst、最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))の関係を示している。
この実施の形態においては、運転パターンを、（１）Whp1(T(t))≧Qd(t)の場合、（２）Qd(t)(1-x1(T(t)))≦Whp1(T(t))＜Qd(t)の場合、（３）Whp1(T(t))＜Qd(t)(1-x1(T(t)))の場合、の３つの場合に分けて考える。
以下個別に説明する。
【００５５】
（１）Whp1(T(t))≧Qd(t)の場合（図７におけるｔG〜ｔHの間）
この場合には、熱需要負荷パターンの値が小さく、最大効率時の熱源機の能力で運転したとしても熱量が余ってしまうので、蓄熱を利用せず、かつ必要とされる熱量を賄うことのできる能力で運転すればよい。したがって、この場合の熱源機の能力をQhp4(t)とすると、Qhp4(t)＝Qd(t)で運転する。
このときは蓄熱を利用しないので、蓄熱利用割合をx4(t)とすると、x4(t)＝０となる。
また、熱源機の部分負荷率をy4(t)は下式で求まる。
y4(t)＝Qhp4(t)／Whp(T(t))＝Qd(t)／Whp(T(t))
このようにして時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y4(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPnst4(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPnst4(t)=COP(y4(t), T(t))
この熱源機の部分負荷効率COPnst4(t)と熱源機の能力Qhp4(t)とによって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEnst4(t)は下式で表すことができる。
Enst4(t)=Qhp4(t)／COPnst4(t)
したがって、ｔG〜ｔH間における熱源機の運転による消費エネルギーEEnst4は下式で求まる。
EEnst4＝∫Enst4(t)dt
【００５６】
（２）Qd(t)(1-x1(T(t)))≦Whp1(T(t))＜Qd(t)の場合（図７におけるｔH〜ｔI間、ｔJ〜ｔK間）
この場合の熱源機の能力をQhp5(t)とすると、最大効率時の熱源機の能力であるWhp1(T(t))で運転するのが最も省エネルギーとなるので、この場合はQhp5(t)＝Whp1(T(t))とする。
また、このときの蓄熱利用割合x5(t)は次式で表すことができる。
x5(t)＝(Qd(t)-Qhp5(t))/Qd(t)=(Qd(t)-Whp1(T(t)))/Qd(t)
また、熱源機の部分負荷率y5(t)は次式で求まる。
y5(t)＝Qhp5(t)／Whp(T(t))＝Whp1(T(t))／Whp(T(t))=y1(T(t))
このようにして時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y5(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPnst5(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPnst5(t)=COP(y5(t), T(t))
この熱源機の部分負荷効率COPnst5(t)と熱源機の能力Qhp5(t)によって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEnst5(t)は下式で表すことができる。
Enst5(t)=Qhp5(t)／COPnst5(t)＝Whp1(T(t))／COPnst5(t)
したがって、ｔH〜ｔI間、ｔJ〜ｔK間における熱源機の運転による消費エネルギーEEnst5は下式で求まる。
EEnst5＝∫Enst5(t)dt
【００５７】
（３）Whp1(T(t))＜Qd(t)(1-x1(T(t)))の場合（図７におけるｔI〜ｔJ間）
この場合の熱源機の能力をQhp6(t)とすると、この場合には蓄熱利用割合を最大にして、昼間の運転をできるだけ小さい能力で運転することがWhp1(T(t))に近い能力になり、最も省エネルギーとなるので、Qhp6(t)＝Qd(t)(1-x1(T(t)))とする。
また、このときの蓄熱利用割合x6(t)は次式で表すことができる。
x6(t)＝(Qd(t)-Qhp6(t))/Qd(t)=ｘ1(T(t))
また、熱源機の部分負荷率をy6(t)は次式で求まる。
y6(t)＝Qhp6(t)／Whp(T(t))
そして、Qhp6(t)が既知であるからy6(t)も既知となる。
このようにして時刻ｔにおける熱源機の部分負荷率y6(t)が求まると、時刻ｔにおける熱源機の部分負荷効率COPnst6(t)は熱源機部分負荷効率曲線から求めることができる。
COPnst6(t)=COP(y6(t), T(t))
この熱源機の部分負荷効率COPnst6(t)と熱源機の能力Qhp6(t)によって、時刻ｔにおける熱源機のエネルギーEnst6(t)は下式で表すことができる。
Enst6(t)=Qhp6(t)／COPnst6(t)
したがって、ｔI〜ｔJ間における熱源機の運転による消費エネルギーEEnst6は下式で求まる。
EEnst6＝∫Enst5(t)dt
【００５８】
以上から、昼間の運転における熱源機の運転による全消費エネルギーEEnstは下式によって与えられる。
EEnst＝EEnst4＋EEnst5＋EEnst6
【００５９】
また、このとき昼間の運転によって消費される蓄熱量をQQstとすると、QQstは下式で与えられ、図７の斜線で示された部分に相当する。
QQst＝∫{Qd(t)×x(t)}dt
但し、ｔ：ｔg〜ｔH間では、x(t)＝x4(t)＝０
ｔH〜ｔI間、ｔJ〜ｔK間では、x(t)＝x5(t)＝(Qd(t)-Whp1(T(t)))/Qd(t)
ｔI〜ｔJ間では、x(t)＝x6(t)＝ｘ1(T(t))
【００６０】
上記で求められたQQstを蓄熱することになるが、このときの蓄熱運転パターンの求め方は実施の形態１で述べたのと同様にすればよい。
【００６１】
以上のように、本実施の形態においては、昼間の蓄熱利用運転における消費エネルギーのみに着目して、最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))と熱需要負荷パターン:Qd(t)および／または最大蓄熱利用割合で蓄熱利用運転をしたときの熱源機の能力：Qd(t)(1-x1(T(t)))との大小関係から昼間の冷房運転における熱源機の能力を決定し、ここで決定した能力で熱源機を運転した場合に必要とされる冷熱を夜間蓄熱するようにしたので、簡易な演算によって熱源機の運転パターンを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る蓄熱式冷凍サイクルの運転制御装置の説明図である。
【図２】熱源機の部分負荷効率の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施の形態に係る蓄熱式冷凍サイクルのモリエ線図である。
【図４】外気温度と最大蓄熱利用割合の関係の一例を示すグラフである。
【図５】熱需要負荷パターン:Qd(t)、最大蓄熱利用量：QQpst、最大効率時の熱源機の能力：Whp1(T(t))の関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態における運転パターンを演算する方法の説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態における運転パターンを演算する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  圧縮機、３  室外側熱交換器、５  減圧装置、７  室内側熱交換器、９  蓄熱槽、１１  蓄熱用熱交換器、１３  第2の減圧装置、３１  運転制御装置。
【図１】
0004400529.tif 000002
【図２】
0004400529.tif 000003
【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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