(57)【要約】【課題】蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切る。蓄熱量を効率的に利用する。【解決手段】負荷機器１２が要求する要求負荷量を例えば負荷流量Ｆとして計測する。放熱熱交換器４と熱源機８とを同時に運転する場合、熱源機用ポンプ９を定格回転数で駆動する一方、負荷流量Ｆと熱源機ポンプ９の定格流量の差に応じて放熱用ポンプ６の回転数をインバータ制御する。蓄熱槽１の現在の蓄熱量を監視し、現在の蓄熱量が放熱可能残蓄量を超えた場合、放熱熱交換器４と熱源機８とを同時に運転する場合の放熱用ポンプ６の回転数の制御モードを、通常の運転モード（インバータ制御）から放熱優先運転モード（定格回転数）へ切り替える。【選択図】  図１
2007212005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽と、この蓄熱槽からの蓄熱水との熱交換により２次側に熱交換水を生成する放熱熱交換器と、この放熱熱交換器からの熱交換水を搬送する放熱用ポンプと、熱源水を生成する熱源機と、この熱源機が生成する熱源水を搬送する熱源機用ポンプと、前記放熱熱交換器からの熱交換水および前記熱源機からの熱源水を混合する往ヘッダと、この往ヘッダを介する熱交換水と熱源水との混合水の供給を受ける負荷機器と、この負荷機器において熱交換された混合水が戻される還ヘッダとを備えた熱源システムに用いられ、前記負荷機器が要求する要求負荷量に基づいて前記放熱熱交換器および前記熱源機の運転台数を制御する運転台数制御装置において、
前記放熱熱交換器と前記熱源機とを同時に運転する場合、前記熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、前記要求負荷量と前記熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する制御手段と、
前記蓄熱槽の現在の蓄熱量に基づいて、前記放熱熱交換器と前記熱源機とを同時に運転する場合の前記放熱用ポンプの回転数の制御モードを、前記要求負荷量と前記熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する通常の運転モードから前記放熱用ポンプを定格回転数で駆動する放熱優先運転モードへ切り替えるモード切替手段と
を備えたことを特徴とする運転台数制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された運転台数制御装置において、
前記モード切替手段は、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として過去の空調負荷状況よりその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、前記蓄熱槽の現在の蓄熱量がその時の前記放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、前記放熱用ポンプの回転数の制御を前記通常の運転モードから前記放熱優先運転モードへ切り替える
ことを特徴とする運転台数制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載された運転台数制御装置において、
前記モード切替手段は、所定の時刻に達した後、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として蓄熱終了時刻の前記蓄熱槽の蓄熱量と前記放熱熱交換器の定格能力とからその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、前記蓄熱槽の現在の蓄熱量に過去の空調負荷状況より定められる嵩上げ量αを加算した値がその時の前記放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、前記放熱用ポンプの回転数の制御を前記通常の運転モードから前記放熱優先運転モードへ切り替える
ことを特徴とする運転台数制御装置。
【請求項４】
蓄熱槽と、この蓄熱槽からの蓄熱水との熱交換により２次側に熱交換水を生成する放熱熱交換器と、この放熱熱交換器からの熱交換水を搬送する放熱用ポンプと、熱源水を生成する熱源機と、この熱源機が生成する熱源水を搬送する熱源機用ポンプと、前記放熱熱交換器からの熱交換水および前記熱源機からの熱源水を混合する往ヘッダと、この往ヘッダを介する熱交換水と熱源水との混合水の供給を受ける負荷機器と、この負荷機器において熱交換された混合水が戻される還ヘッダとを備えた熱源システムに適用され、前記負荷機器が要求する要求負荷量に基づいて前記放熱熱交換器および前記熱源機の運転台数を制御する運転台数制御方法において、
前記放熱熱交換器と前記熱源機とを同時に運転する場合、前記熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、前記要求負荷量と前記熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する制御ステップと、
前記蓄熱槽の現在の蓄熱量に基づいて、前記放熱熱交換器と前記熱源機とを同時に運転する場合の前記放熱用ポンプの回転数の制御モードを、前記要求負荷量と前記熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する通常の運転モードから前記放熱用ポンプを定格回転数で駆動する放熱優先運転モードへ切り替えるモード切替ステップと
を備えたことを特徴とする運転台数制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載された運転台数制御方法において、
前記モード切替ステップは、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として過去の空調負荷状況よりその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、前記蓄熱槽の現在の蓄熱量がその時の前記放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、前記放熱用ポンプの回転数の制御を前記通常の運転モードから前記放熱優先運転モードへ切り替える
ことを特徴とする運転台数制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載された運転台数制御方法において、
前記モード切替ステップは、所定の時刻に達した後、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として蓄熱終了時刻の前記蓄熱槽の蓄熱量と前記放熱熱交換器の定格能力とからその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、前記蓄熱槽の現在の蓄熱量に過去の空調負荷状況より定められる嵩上げ量αを加算した値がその時の前記放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、前記放熱用ポンプの回転数の制御を前記通常の運転モードから前記放熱優先運転モードへ切り替える
ことを特徴とする運転台数制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載された運転台数制御装置において、
前記制御手段は、前記放熱熱交換器と複数台の前記熱源機とを同時に運転する場合、前記熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、前記要求負荷量と運転する複数台の前記熱源機が賄い得る定格負荷量の総和との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する
ことを特徴とする運転台数制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載された運転台数制御方法において、
前記制御ステップは、前記放熱熱交換器と複数台の前記熱源機とを同時に運転する場合、前記熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、前記要求負荷量と運転する複数台の前記熱源機が賄い得る定格負荷量の総和との差に応じて前記放熱用ポンプの回転数を制御する
ことを特徴とする運転台数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷機器が要求する要求負荷量（負荷流量、負荷熱量）に基づいて、蓄熱水との熱交換により２次側に熱交換水を生成する放熱熱交換器および熱源機の運転台数を制御する運転台数制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、夜間電力を利用した熱源システムとして、蓄熱槽を備えた熱源システムがある。この熱源システムでは、蓄熱槽からの蓄熱水との熱交換により２次側に熱交換水を生成する放熱熱交換器と、放熱熱交換器の２次側に設けられたポンプ（放熱用ポンプ）を主要構成要素とし、放熱熱交換器で２次負荷が賄えないときは、熱源機と、熱源機に対し補機として設けられたポンプ（熱源機用ポンプ）を追加し、放熱用ポンプにより搬送される放熱熱交換器からの熱交換水と熱源機用ポンプにより搬送される熱源機からの熱源水を往ヘッダにおいて混合し、この混合水を往水管路を介して空調機やファンコイルなどの負荷機器に供給するようにしている。
【０００３】
この熱源システムにおいて、負荷機器において熱交換された混合水は、還水管路を介して還ヘッダに戻され、再び放熱用ポンプおよび熱源機用ポンプによって放熱熱交換器および熱源機へ送られ、以上の経路を循環する。例えば、放熱熱交換器および熱源機を冷凍機とした場合、熱交換水および熱源水は冷水とされ、上述した経路を循環する。放熱熱交換器および熱源機を加熱機とした場合、熱交換水および熱源水は温水とされ、上述した経路を循環する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この熱源システムには、放熱熱交換器をベース機として放熱熱交換器および熱源機の運転台数を制御する運転台数制御装置が設けられる。運転台数制御装置は、還ヘッダに戻される熱交換水と熱源水との混合水の流量（負荷流量）Ｆを負荷機器が要求する要求負荷量として計測し、この負荷流量Ｆに応じて放熱熱交換器および熱源機の運転台数を制御する。或いは、往ヘッダから負荷機器への混合水の温度（往水温度）ＴＳ，還ヘッダに戻される混合水の温度（還水温度）ＴＲおよび還ヘッダに戻される混合水の流量（負荷流量）Ｆとから、Ｆ×（ＴＲ−ＴＳ）×比熱＝Ｑとして負荷熱量Ｑを負荷機器が要求する要求負荷量として求め、この求めた負荷熱量Ｑに応じて放熱熱交換器および熱源機の運転台数を制御する。
【０００５】
例えば、最も単純な例として、放熱熱交換器および熱源機を各１台とした場合、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまでは放熱用ポンプをＯＮとする。これにより、放熱用ポンプが定格回転数で駆動され、放熱熱交換器において生成される定格流量の熱交換水が往ヘッダへ送られる。負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えれば、熱源機の運転を開始する。これにより、熱源機用ポンプが定格回転数で駆動され、熱源機において生成される定格流量の熱源水が往ヘッダへ送られる。
【０００６】
なお、特殊な例として、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまで熱源機のみを運転し、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えた時点で熱源機に加えて放熱熱交換器を運転する方法も考えられる。すなわち、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１以下である場合、熱源機の運転を先に開始する。これにより、熱源機用ポンプが定格回転数で駆動され、熱源機において生成される定格流量の熱源水が往ヘッダへ送られる。負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えれば、放熱用ポンプをＯＮとする。これにより、放熱用ポンプが定格回転数で駆動され、放熱熱交換器において生成される定格流量の熱交換水が往ヘッダへ送られる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４７４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願人は、放熱熱交換器と熱源機とを同時に運転する場合、熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、要求負荷量（負荷流量、負荷熱量）と熱源機が賄い得る定格負荷量（定格流量、定格能力）との差に応じて放熱用ポンプの回転数を制御することを考えている。このような制御方法を採用すると、余剰な流量が熱源機に戻らないようにして熱源機の高効率運転を行うことが可能となり、搬送動力を節減することもできる。しかしながら、この場合、放熱用ポンプの回転数を制御することから、蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切れず、蓄熱量が残ってしまうことがある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切り、蓄熱量を効率的に利用することが可能な運転台数制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、蓄熱槽と、この蓄熱槽からの蓄熱水との熱交換により２次側に熱交換水を生成する放熱熱交換器と、この放熱熱交換器からの熱交換水を搬送する放熱用ポンプと、熱源水を生成する熱源機と、この熱源機が生成する熱源水を搬送する熱源機用ポンプと、放熱熱交換器からの熱交換水および熱源機からの熱源水を混合する往ヘッダと、この往ヘッダを介する熱交換水と熱源水との混合水の供給を受ける負荷機器と、この負荷機器において熱交換された混合水が戻される還ヘッダとを備えた熱源システムに用いられ、負荷機器が要求する要求負荷量に基づいて放熱熱交換器および熱源機の運転台数を制御する運転台数制御装置において、放熱熱交換器と熱源機とを同時に運転する場合、熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、要求負荷量と熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて放熱用ポンプの回転数を制御する制御手段と、蓄熱槽の現在の蓄熱量に基づいて、放熱熱交換器に加えて熱源機を運転する場合の放熱用ポンプの回転数の制御モードを、要求負荷量と熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて放熱用ポンプの回転数を制御する通常の運転モードから放熱用ポンプを定格回転数で駆動する放熱優先運転モードへ切り替えるモード切替手段とを設けたものである。
【００１１】
この発明では、放熱熱交換器に加えて熱源機が運転されたり、熱源機に加えて放熱熱交換器が運転されたりするなど、放熱熱交換器と熱源機とが同時に運転されると、熱源機用ポンプが定格回転数で駆動される一方、要求負荷量と熱源機が賄い得る定格負荷量との差に応じて放熱用ポンプの回転数が制御（インバータ制御）される。この場合、放熱用ポンプの回転数を制御することから、蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切れず、蓄熱量が残ってしまう虞れがある。本発明では、蓄熱槽の現在の蓄熱量に応じ、放熱用ポンプの回転数の制御モードが通常の運転モード（インバータ制御）から放熱優先運転モード（定格回転数）へ切り替えられるので、蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切ることが可能となる。
【００１２】
第１発明を実現するために、第２発明（請求項２に係る発明）では、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として過去の空調負荷状況よりその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、蓄熱槽の現在の蓄熱量がその時の放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、放熱用ポンプの回転数の制御を通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替えるようにする。
【００１３】
第１発明を実現するために、第３発明（請求項３に係る発明）では、所定の時刻に達した後、予め定められた放熱完了目標時刻を終点として蓄熱終了時刻の蓄熱槽の蓄熱量と放熱熱交換器の定格能力とからその傾きβが定められる放熱可能残蓄線に基づいて、蓄熱槽の現在の蓄熱量に過去の空調負荷状況より定められる嵩上げ量αを加算した値がその時の放熱可能残蓄線で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、放熱用ポンプの回転数の制御を通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替えるようにする。
【００１４】
なお、通常、熱源機は複数台用いられる。熱源機が複数台用いられる場合であっても、基本的には１台の増段から始められるので、本発明が適用されるものと言える。放熱熱交換器と複数台の熱源機とを同時に運転する場合には、熱源機用ポンプを定格回転数で駆動する一方、要求負荷量と運転する複数台の熱源機が賄い得る定格負荷量の総和との差に応じて放熱用ポンプの回転数を制御する（請求項７に係る発明）。なお、複数台の熱源機を１台の熱源機と考えれば、複数台の熱源機を使用する場合も第１発明の範疇となる。
【００１５】
また、本発明は、運転台数制御装置としてではなく、運転台数制御方法として実現することが可能である。本願の請求項４，５，６，８の発明は、請求項１，２，３，７の運転台数制御装置を運転台数制御方法としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蓄熱槽の現在の蓄熱量に基づいて、放熱熱交換器と熱源機とを同時に運転する場合の放熱用ポンプの回転数の制御モードを通常の運転モード（インバータ制御）から放熱優先運転モード（定格回転数）へ切り替えるようにしたので、蓄熱槽の現在の蓄熱量に応じ、途中から通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替えるようにして、蓄熱槽に蓄熱された蓄熱量を全て使い切り、蓄熱量を効率的に利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る運転台数制御装置を含む熱源システムの一実施の形態を示す計装図である。同図において、１は蓄熱槽、２は蓄熱槽１に対して設けられた冷凍機、３は冷凍機２に対して補機として設けられたポンプ、４は放熱熱交換器、５は蓄熱槽１内の蓄熱水を放熱熱交換器１の１次側に搬送する１次側ポンプ、６は放熱熱交換器１の２次側に１次側との熱交換によって生成される熱交換水を搬送する２次側ポンプ（放熱用ポンプ）、７は放熱用ポンプ６に付設されたインバータである。
【００１８】
８は熱源水（冷水）を生成する熱源機（冷凍機）、９は熱源機８が生成する熱源水を搬送するポンプ（熱源機用ポンプ）、１０は放熱熱交換器４からの熱交換水と熱源機８からの熱源水とを混合する往ヘッダ、１１は往水管路、１２は往ヘッダ１０から往水管路１１を介して送られてくる熱源水と熱交換水との混合水の供給を受ける空調機，ファンコイルユニット等の負荷機器、１３は還水管路である。負荷機器１２には流量を調整するためのバルブ１４が設けられている。
【００１９】
１５は還水管路１３を介して送られてくる負荷機器１２からの混合水が戻される還ヘッダ、１６は往ヘッダ１０と還ヘッダ１５とを連通させるバイパス管路、１７は往ヘッダ１０から負荷機器１２への混合水の温度を往水温度ＴＳとして計測する往水温度センサ、１８は還ヘッダ１５に戻される混合水の温度を還水温度ＴＲとして計測する還水温度センサ、１９は還ヘッダ１５に戻される混合水の流量（負荷機器１２に供給される混合水の流量）を負荷流量Ｆとして計測する流量計、２０は蓄熱槽１から冷凍機２への蓄熱水の温度を冷凍機入口温度ＴＣとして計測する冷凍機入口温度センサ、２１は本発明に係る運転台数制御装置である。
【００２０】
運転台数制御装置２１は、蓄熱槽１側に対して設けられた第１のコントローラ２１Ａと、放熱熱交換器４および熱源機８側に対して設けられた第２のコントローラ２１Ｂとから構成され、コントローラ２１Ａとコントローラ２１Ｂとは通信ラインで結ばれている。また、コントローラ２１Ａおよび２１Ｂにおける処理動作は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。プログラムは媒体に記憶された形で提供され、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装置、例えばハードディスク装置にインストールされることによって実行される。
【００２１】
〔蓄熱運転〕
コントローラ２１Ａは、冷凍機２の運転を制御し、夜間電力を使用して蓄熱槽１への蓄熱を行う。図２にコントローラ２１Ａが行う蓄熱運転のフローチャートを示す。コントローラ２１Ａは、現在の時刻が２２：００（蓄熱開始時刻）になると（ステップ１０１のＹＥＳ）、冷凍機２にＯＮ指令を送り、冷凍機２の運転を開始する（ステップ１０２）。この時、ポンプ３は、冷凍機２に連動してＯＮとされ、定格回転数で回転する。これにより、蓄熱槽１内の蓄熱水が冷凍機２へ送られ、冷却されて蓄熱槽１に戻され、これの繰り返しにより、蓄熱槽１への蓄熱が行われる。
【００２２】
コントローラ２１Ａは、冷凍機入口温度センサ２０からの冷凍機入口温度ＴＣを監視し、冷凍機入口温度ＴＣが蓄熱完了を示す所定温度以下（例えば、氷の場合は０℃、水の場合は７℃）になると（ステップ１０３のＹＥＳ）、あるいは冷凍機入口温度ＴＣが蓄熱完了を示す所定温度以下にならなくても現在の時刻が８：００（蓄熱終了時刻）になると（ステップ１０４のＹＥＳ）、冷凍機２の運転を停止する（ステップ１０５）。これにより、夜間電力を使用しての蓄熱槽１への蓄熱が終了する。
【００２３】
〔運転台数制御：通常の運転モード〕
コントローラ２１Ｂは、現在の時刻が空調開始時刻になると（図３に示すステップ２０１のＹＥＳ）、流量計１９からの負荷流量Ｆを負荷機器１２が要求する要求負荷量とし、この負荷流量Ｆと放熱用ポンプ６の定格流量（１００％運転時の流量）に相当する所定値Ｆ１（放熱熱交換器４が賄い得る定格負荷量）との比較を開始する（ステップ２０２）。なお、本実施の形態において、放熱用ポンプ６の定格流量（放熱熱交換器４が賄い得る定格負荷量）と熱源機用ポンプ９の定格流量（熱源機８が賄い得る定格負荷量）とは等しいものとする。
【００２４】
〔Ｆ≦Ｆ１の場合〕
ここで、コントローラ２１Ｂは、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１以下であれば（ステップ２０２のＹＥＳ）、負荷流量Ｆに応ずるインバータ出力（ＩＮＶ出力）をインバータ７へ送り、放熱用ポンプ６の回転数を制御（インバータ制御）する（ステップ２０３）。図４にこの場合の負荷流量ＦとＩＮＶ出力との関係を示す。コントローラ２１Ｂには、この負荷流量ＦとＩＮＶ出力との関係を示すテーブルＴＢ１が設定されている。
【００２５】
コントローラ２１Ｂは、テーブルＴＢ１に従って、負荷流量Ｆが０である場合にはＩＮＶ出力を予め定められた下限値とし、負荷流量Ｆが増大するにつれてＩＮＶ出力を大きくする。負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達した時にＩＮＶ出力は１００％となる。すなわち、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまでの間、ＩＮＶ出力を負荷流量Ｆに応じて所定の下限値から１００％の範囲で変化させる。なお、この時、放熱熱交換器４の１次側ポンプ５は、放熱熱交換器４の２次側ポンプ（放熱用ポンプ）６に連動してＯＮとされ、定格回転数で回転する。
【００２６】
これにより、蓄熱槽１内の蓄熱水（冷水）が放熱熱交換器４の１次側に送られ、この１次側に送られた蓄熱水との熱交換によって放熱熱交換器４の２次側の熱交換水（冷水）が生成され、この生成された熱交換水が往ヘッダ１０へ送られる。この場合、熱源機８は運転されていないので、往ヘッダ１０へ送られた熱交換水のみが往水管路１１を介して負荷機器１２へ供給され、負荷機器１２において熱交換され、還水管路１３を介して還ヘッダ１５に戻され、放熱用ポンプ６によって放熱熱交換器４に送られ、以上の経路を循環する。
【００２７】
このようにして、コントローラ２１Ｂは、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまでの間は、放熱熱交換器４のみをベース機として運転する。この放熱熱交換器４のみの運転において、コントローラ２１Ｂは放熱用ポンプ６の回転数を負荷流量Ｆに応じてインバータ制御するので、負荷機器１２に対する余剰な流量が生じず、搬送動力が節減される。
【００２８】
すなわち、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまでの間、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動するようにすると、負荷機器１２に対する余剰な流量が生じ、その余剰な流量を搬送するための動力が必要となる。これに対して、負荷流量Ｆに応じて放熱用ポンプ６の回転数をインバータ制御することによって、余剰な流量が生じなくなり、搬送動力が節減される。
【００２９】
〔Ｆ＞Ｆ１の場合〕
コントローラ２１Ｂは、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えると（ステップ２０２のＮＯ）、熱源機８へＯＮ指令を送り、熱源機８の運転を開始する（ステップ２０４）。この時、熱源機用ポンプ９は、熱源機８に連動してＯＮとされ、定格回転数で回転する。また、コントローラ２１Ｂは、負荷流量Ｆから熱源機用ポンプ９の定格流量を差し引いた流量ΔＦに応ずるＩＮＶ出力をインバータ７へ送り、放熱用ポンプ６の回転数をインバータ制御する。図５にこの場合の流量ΔＦとＩＮＶ出力との関係を示す。コントローラ２１Ｂには、この流量ΔＦとＩＮＶ出力との関係を示すテーブルＴＢ２が設定されている。
【００３０】
コントローラ２１Ｂは、テーブルＴＢ２に従って、ΔＦが０である場合にはＩＮＶ出力を予め定められた下限値とし、ΔＦが増大するにつれてＩＮＶ出力を大きくする。ΔＦが所定値Ｆ１に達した時にＩＮＶ出力は１００％となる。なお、放熱熱交換器４の１次側ポンプ５は、放熱熱交換器４の２次側ポンプ（放熱用ポンプ）６の運転の継続により、定格回転数で回転し続ける。
【００３１】
これにより、放熱熱交換器４に加えて熱源機８が運転され、熱源機８が生成する定格流量の熱源水（冷水）が往ヘッダ１０へ送られ、放熱熱交換器４からの熱交換水（冷水）と混合され、この熱源水と熱交換水との混合水が往水管路１１を介して負荷機器１２へ供給され、負荷機器１２において熱交換され、還水管路１３を介して還ヘッダ１５に戻され、熱源機用ポンプ９によって熱源機８に送られ、放熱用ポンプ６によって放熱熱交換器４に送られ、以上の経路を循環する。
【００３２】
このようにして、コントローラ２１Ｂは、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えると、放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転する。この放熱熱交換器４に熱源機８を加えた運転において、コントローラ２１Ｂは熱源機用ポンプ９を定格回転数で駆動する一方、放熱用ポンプ６の回転数を負荷流量Ｆから熱源機用ポンプ９の定格流量を差し引いた流量ΔＦに応じてインバータ制御する。これにより、負荷機器１２に対して余剰な流量が生じないようになり、バイパス管路１６を経由する熱源機８への余剰な流量の戻りがなくなる。このため、容量制御によって熱源機８が絞り運転されることがなく、熱源機８が常に定格能力で運転されることになり、熱源機８の高効率運転が確保される。
【００３３】
〔運転台数制御：放熱優先運転モード（例１）〕
コントローラ２１Ａは、現在の時刻が８：００（蓄熱終了時刻）になると（図６に示すステップ３０１のＹＥＳ）、蓄熱槽１の現在（８：００）の蓄熱量を演算する（ステップ３０２）。そして、次の蓄熱開始時刻（２２：００）を放熱完了目標時刻とし、ステップ３０２で求めた蓄熱槽１の現在の蓄熱量〔例えば、３５００ＲＴ（４４．３ＧＪ／ｈ）〕を放熱熱交換器４の定格能力の１／２〔例えば、６００ＲＴ（７．６ＧＪ／ｈ））×０．５〕で除して、放熱完了目標時刻を終点とする放熱可能残蓄線Ｌ１（図７（ａ）参照）の傾きβを求める（ステップ３０３）。なお、この場合の１／２は、初期値とする。
【００３４】
そして、コントローラ２１Ａは、刻々と消費される蓄熱槽１の現在の蓄熱量（残蓄量）を監視し（ステップ３０４）、蓄熱槽１の現在の蓄熱量が放熱可能残蓄線Ｌ１によって示されるその時の放熱可能残蓄量以上となった場合（図７（ｂ）に示すＰ１点：ステップ３０４のＹＥＳ）、コントローラ２１Ｂへ放熱優先運転モードへの移行指令を送る（ステップ３０５）。
【００３５】
コントローラ２１Ｂは、コントローラ２１Ａから放熱優先運転モードへの移行指令を受けると、運転台数の制御モードをそれまでの通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替える。放熱優先運転モードでは、図８にそのフローチャートを示すように、放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転する場合（ステップ４０１のＮＯ、負荷流量Ｆ＞Ｆ１）、熱源機用ポンプ９を定格回転数で駆動する一方、インバータ７へ１００％のＩＮＶ出力を送り、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動する（ステップ４０３）。
【００３６】
通常の運転モードでは、放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転する場合、負荷流量Ｆから熱源機用ポンプ９の定格流量を差し引いた流量ΔＦに応じて放熱用ポンプ６の回転数をインバータ制御することから、蓄熱槽１に蓄熱された蓄熱量を全て使い切れず、蓄熱量が残ってしまうことがある。そこで、本実施の形態では、通常の運転モードを途中から放熱優先運転モードに切り替え、熱源機８の高効率運転よりも蓄熱槽１からの放熱を優先し、放熱完了目標時刻において蓄熱槽１の蓄熱量が全て使い切られるように、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動する。
【００３７】
なお、放熱優先運転モードにおいて、放熱熱交換器４のみを運転する場合は（ステップ４０１のＹＥＳ、負荷流量≦Ｆ１）、通常の運転モードの場合と同様に放熱用ポンプ６の回転数を負荷流量Ｆに応じてインバータ制御する（ステップ４０２）。この場合、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動すると、負荷機器１２に対する余剰な流量が生じ、その余剰な流量を搬送するための動力が必要となる。この余剰な流量は放熱熱交換器４に戻され循環するので、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動しても、蓄熱槽１の蓄熱量が消費されるわけではない。これに対し、本実施の形態では、通常の運転モード、放熱優先運転モードに拘わらず、放熱熱交換器４のみが運転される場合、放熱用ポンプ６の回転数が負荷流量Ｆに応じて制御されるので、搬送動力が節減されるものとなる。
【００３８】
コントローラ２１Ａは、現在の時刻が次の日の８：００（蓄熱終了時刻）になると（図９に示すステップ５０１のＹＥＳ）、コントローラ２１Ｂより前日の１６：００〜２２：００までの１時間毎の空調負荷データ（２次負荷データ）を取得する（ステップ５０２）。そして、この取得した１時間毎の２次負荷データを合計し、１時間当たりの２次負荷を求め、これを図６のステップ３０３で使用する当日の放熱可能残蓄線Ｌ１の傾きβとする（ステップ５０３）。
【００３９】
これにより、２日目以降は、前日の空調負荷状況によりその傾きβが定められる放熱可能残蓄線Ｌ１に基づいて、蓄熱槽１の現在の蓄熱量がその時の放熱可能残蓄線Ｌ１で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、運転台数の制御モードが通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替えられるものとなり、毎日、精度よく、放熱完了目標時刻において蓄熱槽１の蓄熱量が全て使い切られるようになる。
【００４０】
なお、当日が土曜日や日曜日である場合には、前日の２次負荷データではなく、前の週の土曜日や日曜日の２次負荷データより放熱可能残蓄線Ｌ１の傾きβを求める。当日が月曜日である場合には、前の週の金曜日の２次負荷データより放熱可能残蓄線Ｌ１の傾きβを求める。当日が平日である場合、土曜日や日曜日と同様にして、前の週の同じ曜日の２次負荷データより放熱可能残蓄線Ｌ１の傾きβを求めるようにしてもよい。
【００４１】
〔運転台数制御：放熱優先運転モード（例２）〕
コントローラ２１Ａは、現在の時刻が８：００（蓄熱終了時刻）になると（図１０に示すステップ６０１のＹＥＳ）、蓄熱槽１の現在（８：００）の蓄熱量を演算する（ステップ６０２）。そして、次の蓄熱開始時刻（２２：００）を放熱完了目標時刻とし、ステップ６０２で求めた蓄熱槽１の現在の蓄熱量〔例えば、３５００ＲＴ（４４．３ＧＪ／ｈ）〕を放熱熱交換器４の定格能力〔例えば、６００ＲＴ（７．６ＧＪ／ｈ）〕で除して、放熱完了目標時刻を終点とする放熱可能残蓄線Ｌ１（図１１（ａ）参照）の傾きβを求める（ステップ６０３）。
【００４２】
そして、コントローラ２１Ａは、現在の時刻が予め定められた所定の時刻（この例では、１４：００）に達した後（ステップ６０４のＹＥＳ）、刻々と消費される蓄熱槽１の現在の蓄熱量（残蓄量）を監視し（ステップ６０５）、蓄熱槽１の現在の蓄熱量に予め定められた嵩上げ量αを加算した値が放熱可能残蓄線Ｌ１によって示されるその時の放熱可能残蓄量以上となった場合（図１１（ｂ）に示すＰ２点：ステップ６０５のＹＥＳ）、コントローラ２１Ｂへ放熱優先運転モードへの移行指令を送る（ステップ６０６）。
【００４３】
コントローラ２１Ｂは、コントローラ２１Ａから放熱優先運転モードへの移行指令を受けると、運転台数の制御モードを通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替える。放熱優先運転モードでは、放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転する場合（図８：ステップ４０１のＮＯ）、熱源機用ポンプ９を定格回転数で駆動する一方、インバータ７へ１００％のＩＮＶ出力を送り、放熱用ポンプ６を定格回転数で駆動する（ステップ４０３）。
【００４４】
コントローラ２１Ａは、現在の時刻が次の日の８：００（蓄熱終了時刻）になると（図１２に示すステップ７０１のＹＥＳ）、コントローラ２１Ｂより前日の１６：００〜２２：００までの１時間毎の空調負荷データ（２次負荷データ）を取得する（ステップ７０２）。そして、この取得した１時間毎の２次負荷データについて「放熱熱交換器の定格能力−２次負荷」を求め、この「放熱熱交換器の定格能力−２次負荷」が正であるものを合計し、その合計値を図１０のステップ６０５で使用する当日の嵩上げ量αとする（ステップ７０３）。
【００４５】
これにより、２日目以降は、蓄熱槽１の現在の蓄熱量に前日の空調負荷状況により定められる嵩上げ量αを加算した値がその時の放熱可能残蓄線Ｌ１で示される放熱可能残蓄量以上となった時に、運転台数の制御モードが通常の運転モードから放熱優先運転モードへ切り替えられるものとなり、毎日、精度よく、放熱完了目標時刻において蓄熱槽１の蓄熱量が全て使い切られるようになる。
【００４６】
なお、当日が土曜日や日曜日である場合には、前日の２次負荷データではなく、前の週の土曜日や日曜日の２次負荷データより嵩上げ量αを求める。当日が月曜日である場合には、前の週の金曜日の２次負荷データより嵩上げ量αを求める。当日が平日である場合、土曜日や日曜日と同様にして、前の週の同じ曜日の２次負荷データより嵩上げ量αを求めるようにしてもよい。
【００４７】
また、この例では、蓄熱槽１の現在の蓄熱量と放熱可能残蓄線Ｌ１との比較を始める時刻を１４：００としたが、必ずしも１４：００に限られるものではない。この比較を開始する時刻は、１日のピーク負荷を過ぎてからの時刻であることが望ましく、オペレータが手動で設定してもよく、前日の空調負荷状況などによって自動的に定められるようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、流量計１９が計測する負荷流量Ｆを負荷機器１２が要求する要求負荷量とし負荷流量Ｆに基づいて放熱熱交換器４および熱源機８の運転台数を制御するようにしたが、往水温度センサ１７からの往水温度ＴＳ，還水温度センサ１８からの還水温度ＴＲおよび流量計１９からの負荷流量Ｆとから、Ｆ×（ＴＲ−ＴＳ）×比熱＝Ｑとして負荷熱量Ｑを求め、この負荷熱量Ｑを負荷機器１２が要求する要求負荷熱量とし、負荷熱量Ｑに基づいて放熱熱交換器４および熱源機８の運転台数を制御するようにしてもよい。
【００４９】
この場合、負荷熱量Ｑと放熱熱交換器４の定格能力に相当する所定値Ｑ１（放熱熱交換器４が賄い得る定格負荷量）とを比較し、負荷熱量ＱがＱ１以下である場合には放熱熱交換器４のみを運転し、負荷熱量ＱがＱ１を超えた場合には放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転するようにする。放熱熱交換器４のみを運転する場合には、負荷熱量Ｑに応じて放熱用ポンプ６の回転数を制御するようにし、放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転する場合には、負荷熱量Ｑから熱源機８の定格能力（熱源機８が賄い得る定格負荷量）を差し引いた熱量ΔＱに応じて放熱用ポンプ９の回転数を制御するようにする。
【００５０】
また、上述した実施の形態では、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまで放熱熱交換器４のみを運転し、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えた時点で放熱熱交換器４に加えて熱源機８を運転するようにしたが、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１に達するまで熱源機８のみを運転し、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えた時点で熱源機８に加えて放熱熱交換器４を運転するようにしてもよい。
【００５１】
すなわち、負荷流量Ｆが所定値Ｆ１以下である場合、熱源機８を運転し、熱源機用ポンプ９が定格回転数で駆動する。負荷流量Ｆが所定値Ｆ１を超えた場合、負荷流量Ｆから熱源機ポンプ９の定格流量を差し引いた流量ΔＦに応じて放熱用ポンプ６の回転数をインバータ制御する。このような制御方式とした場合でも、上述した例１や例２の場合と同様にして、途中から放熱優先運転モードへ切り替えることにより、放熱完了目標時刻において蓄熱槽１の蓄熱量を全て使い切るようにすることが可能となる。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、最も単純な例として、放熱熱交換器４および熱源機８を各１台とした場合について説明したが、放熱熱交換器４や熱源機８を複数台用いる場合にも同様にして適用することが可能である。熱源機８を複数台とし、放熱熱交換器４と複数台の熱源機とを同時に運転する場合、負荷流量Ｆと運転する熱源機ポンプ９の定格流量との総和との差に応じて放熱用ポンプ６の回転数を制御する。負荷流量Ｆではなく、負荷熱量Ｑを用いる場合、負荷熱量Ｑと運転する熱源機８の定格能力との総和との差に応じて放熱用ポンプ６の回転数を制御する。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、蓄熱開始時刻を８：００、蓄熱終了時刻を２２：００、前日の１時間毎の空調負荷データを取得する時間帯を１６：００〜２２：００などとしたが、これらの時刻や時間帯はあくまでも一例であることは言うまでもない。
また、本発明は、１次ポンプシステムにも２次ポンプシステムにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る運転台数制御装置を含む熱源システムの一実施の形態を示す計装図である。
【図２】この熱源システムにおける運転台数制御装置の第１のコントローラが実行する蓄熱運転のフローチャートである。
【図３】この熱源システムにおける運転台数制御装置の第２のコントローラが実行する運転台数制御における通常の運転モード時の処理動作を示すフローチャートである。
【図４】通常の運転モード時のＦ≦Ｆ１の場合の負荷流量ＦとＩＮＶ出力との関係を示す図である。
【図５】通常の運転モード時のＦ＞Ｆ１の場合の負荷流量から熱源機用ポンプの定格流量を差し引いた流量ΔＦとＩＮＶ出力との関係を示す図である。
【図６】この熱源システムにおける運転台数制御装置の第１のコントローラが実行する放熱優先運転モードへの移行指令の生成処理（例１）を示すフローチャートである。
【図７】この例１に従う放熱優先運転モードへの移行タイミングを説明する図である。
【図８】この熱源システムにおける運転台数制御装置の第２のコントローラが実行する運転台数制御における放熱優先運転モード時の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】放熱優先運転モードへの移行指令の生成処理（例１）過程において２日目以降の当日の放熱可能残蓄線の傾きβの算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】この熱源システムにおける運転台数制御装置の第２のコントローラが実行する運転台数制御における放熱優先運転モードへの移行指令の生成処理（例２）を示すフローチャートである。
【図１１】この例２に従う放熱優先運転モードへの移行タイミングを説明する図である。
【図１２】放熱優先運転モードへの移行指令の生成処理（例２）過程において２日目以降の当日の嵩上げ量αの算出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１…蓄熱槽、２…冷凍機、３…ポンプ、４…放熱熱交換器、５…１次側ポンプ、６…２次側ポンプ（放熱用ポンプ）、７…インバータ、８…熱源機（冷凍機）、９…熱源機用ポンプ、１０…往ヘッダ、１１…往水管路、１２…負荷機器、１３…還水管路、１４…バルブ、１５…還ヘッダ、１６…バイパス管路、１７…往水温度センサ、１８…還水温度センサ、１９…流量計、２０…冷凍機入口温度センサ、２１…運転台数制御装置、２１Ａ…第１のコントローラ、２１Ｂ…第２のコントローラ、ＴＢ１，ＴＢ２…テーブル、Ｌ１…放熱可能残蓄線、β…放熱可能残蓄線の傾き、α…嵩上げ量。
【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】
2007212005.tif 000011
【図１０】
2007212005.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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