(57)【要約】【課題】負荷に応じてその負荷に見合った熱量をすばやく供給する。【解決の手段】冷凍機システムは、冷凍機１７と、冷却水ポンプと冷却塔を有すると共に冷却水が循環する冷凍機一次側循環系と、冷水循環ポンプ１９と熱負荷設備１０１を有すると共に冷水が循環する冷凍機二次側循環系とを備えている。また、前記冷凍機二次側循環系における前記熱負荷設備への冷水入口温度と冷水出口温度、及び冷水循環流量から、熱負荷設備の消費熱量を演算する消費熱量演算器２０４と、前記消費熱量に基づいて要求熱量を算出する要求熱量算出手段２０５と、この要求熱量算出手段により求められた要求熱量から、冷水冷却温度の設定値と冷水循環流量の設定値を導き出して前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御する制御手段を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機と、この冷凍機の一次側に設けられ、熱媒ポンプと冷却塔を有すると共に熱媒が循環する冷凍機一次側循環系と、前記冷凍機の二次側に設けられ、冷水循環ポンプと熱負荷設備を有すると共に冷水が循環する冷凍機二次側循環系とを備えている冷凍機システムにおいて、
前記冷凍機二次側循環系における前記熱負荷設備への冷水入口温度と冷水出口温度、及び冷水循環流量から、前記熱負荷設備の消費熱量を演算する消費熱量演算手段と、
前記消費熱量に基づいて要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、
この要求熱量算出手段により求められた要求熱量から、冷水冷却温度の設定値と冷水循環流量の設定値を導き出して前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機二次側循環系の冷水配管などから失われる損失熱量を補正する補正熱量バイアス設定手段を更に備え、前記要求熱量算出手段は、前記消費熱量に前記損失熱量を加えて要求熱量を算出することを特徴とする冷凍機システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御する制御手段は、前記要求熱量から冷水冷却温度の設定値を導出する関数発生器と、前記要求熱量から冷水循環流量の設定値を導出する関数発生器と、前記冷水冷却温度の設定値に基づいて前記冷凍機を制御する冷水温度調節器と、前記冷水循環流量の設定値に基づいて前記冷水循環ポンプを制御する冷水循環流量調節器を備えていることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機二次側循環系には、前記冷凍機の出口側と前記熱負荷設備の入口側との間に設けられた冷水水槽と、前記熱負荷設備の出口側と前記冷凍機の入口側との間に設けられた戻り水槽とを備えていることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項５】
請求項４に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷水水槽と前記戻り水槽とを接続するバイパス配管が設けられていることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項６】
請求項４または５に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷水水槽の冷水温度を調節する冷水水槽温度調節器と、前記冷水水槽の冷水温度を設定する冷水水槽温度設定器と、前記冷水水槽の冷水温度を検出する冷水水槽温度センサとを備え、
前記冷水水槽温度調節器は、前記冷水水槽温度センサで検出された冷水温度と前記冷水水槽温度設定器で設定された冷水設定温度に基づいて修正熱量を前記要求熱量算出手段に与えることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機での供給熱量を一定に保つ条件で、前記冷水冷却温度設定値と、冷水循環流量設定値を、所定の範囲で平衡して変動させると共に、冷凍機システムを構成している熱源機器の合計ＣＯＰを計算し、
前記冷水冷却温度設定値及び冷水循環流量設定値を平衡して変動させている前記所定の範囲での前記熱源機器の最大ＣＯＰを検出し、
当該最大ＣＯＰを検出した時の前記冷水冷却温度設定値と前記冷水循環流量設定値を、前記所定の範囲での制御中心となる設定値に変更して、前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御することを特徴とする冷凍機システム。
【請求項８】
請求項７に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機での供給熱量は、冷水循環流量と、前記冷凍機における冷水冷却温度（冷凍機出口温度と入口温度との温度差）の積で求め、この求めた供給熱量を一定に保つようにして、前記冷水冷却温度設定値と、前記冷水循環流量設定値を、所定の範囲で平衡して変動させることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の冷凍機システムにおいて、前記熱源機器の合計ＣＯＰは、熱源機器の総合消費電力量と、前記供給熱量とから求めることを特徴とする冷凍機システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の冷凍機システムにおいて、前記冷水循環ポンプ、冷却水ポンプ、冷却塔及び冷凍機にはそれぞれに消費電力計が取り付けられて瞬時の使用電力を測定可能に構成し、これらの熱源機器にそれぞれ設けられた前記消費電力計から前記総合消費電力量を算出することを特徴とする冷凍機システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の冷凍機システムにおいて、前記冷凍機の制御に連動して前記冷凍機一次側の前記熱媒ポンプ及び前記冷却塔も制御されることを特徴とする冷凍機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機システムに関し、特にビル内の各部屋に設置された空調機に冷却用の水を循環させ各部屋の空調を行う空調用の冷凍機システムとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ビル内の各部屋に設置された空調機に冷却用の冷水を循環させ各部屋の空調を行う空調用などの冷凍機システムにおいては、前記空調機で冷水と室内空気との熱交換を行い、室温を快適な温度に保つように、前記冷水の温度と循環流量を制御している。前記冷水は室内空気との熱交換で暖められた後、冷凍機に戻され、ここで冷却されて再度前記空調機へ送られるという循環を繰り返す。
【０００３】
また、このような冷凍機システムでは、冷却水（熱媒）が循環する冷凍機の一次側に冷却水ポンプ及び冷却塔を含む一次側設備が設けられ、冷水が循環する冷凍機の二次側には前記空調機などの熱負荷設備や冷水循環ポンプなどの二次側設備が設けられている。更に、冷水を安定して循環させて冷却の安定化を図るため、前記冷凍機の二次側循環系統の中心にバッファ水槽が設けられていることも多い。このバッファ水槽が設けられている場合、該バッファ水槽と熱（冷水）の供給源である冷凍機との間を循環する冷水を冷水一次側循環系とし、また前記バッファ水槽と負荷である空調機との間を循環する冷水を冷水二次側循環系として、制御を実施している。冷凍機二次側を循環する前記冷水は、前記冷水一次側循環系を流れる冷水を一次側冷水とし、前記冷水二次側循環系を流れる冷水を二次側冷水とする。
【０００４】
前記冷水一次側循環系には、前記冷凍機の他に、一次側冷水を循環させるための冷水一次側循環ポンプが設けられ、また前記冷水二次側循環系には、二次側冷水を循環させるための冷水二次側循環ポンプが設けられている。
【０００５】
上記のように、空調用の冷凍機システムにおいては、前記冷水二次側循環系に空調機（熱負荷設備）を設け、これに二次側冷水を循環させながら、前記冷水一次側循環系に設けられている冷凍機に一次側冷水を循環させて、冷凍機で冷却しながら運転を行なうように構成されている。
【０００６】
このように構成されている従来の空調用冷凍機システムにおいては、冷凍機の能力を最大限に生かすように、冷凍機の冷凍能力及び冷水の循環流量は、前記冷凍機の定格値で連続運転する方式が採用されている。しかし、このような運転方式では、冷水二次側循環系に設けられている空調機負荷の状態とは無関係に、常に冷水一次側循環系の冷水一次側循環ポンプを定格流量で運転するため、空調機負荷の状態によっては無駄な電力を消費する運転となっていた。
【０００７】
上記問題点を解決するため、特許文献１（特許第３３５４８９６号公報）に記載されたものでは、冷温水循環系（冷凍機二次側）の負荷に応じて、冷却水循環系（冷凍機一次側）の冷却水循環流量を変える冷却水変流量制御装置が提案されている。  
この特許文献１に記載された冷却水変流量制御装置では、冷却水出口温度の設定値、或いは冷却水出入口の温度差の設定値に基いて冷却水ポンプを制御し、冷却水の循環流量を操作し、無駄な冷却水の循環を抑制するようにしている。
【０００８】
即ち、冷温水循環系の負荷が小さくなると、冷却水循環系を循環する冷却水の温度は、冷凍機（冷温水発生機）が冷凍能力一定で運転されているため、徐々に下がってくる。冷却水の温度が設定値よりも下がれば、前記冷却水変流量制御装置により、冷却水循環流量が小さくなるように制御され、冷却水温度は適温に戻る。
【０００９】
また、特許文献２（特許第４０２８５０２号公報）のものには、冷却水が循環する冷凍機の一次側に冷却水ポンプ及び冷却塔を含む一次側設備が設けられ、冷水が循環する冷凍機の二次側に熱負荷となる二次側設備が設けられた冷凍機の冷却水制御方法において、前記一次側設備及び二次側設備を含む冷凍機システム全体の総合的なエネルギー効率を最大にするように、冷凍機一次側の冷却水循環系の機器を駆動制御する冷凍機の冷却水制御方法が提案されている。
【００１０】
即ち、この特許文献２のものでは、冷却水の出口温度を予め決めた設定値となるよう制御する運転を行なっている場合に、所定の周期で冷却水の設定温度を所定の温度差だけ上昇方向又は下降方向に変化させると共に、熱源総合ＣＯＰ（成績係数；Coefficient Of Performance）を演算して、前回演算した熱源総合ＣＯＰと比較し、増加した場合には、前記所定の温度差だけ設定温度を同じ方向に変化させ、減少した場合には前記所定の温度差だけ設定温度を逆方向に変化させるように制御する制御方法が記載されている。  
このような制御を続けることで、結果として熱源総合ＣＯＰが最も高い状態でバランスすることになり、最大エネルギー効率で冷却水制御ができると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３３５４８９６号公報
【特許文献２】特許第４０２８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献１や特許文献２のものにおいて、基本となる制御方式は、負荷の状態が結果的に冷却水の温度に反映することを利用し、冷却水の温度が所定の温度になるように冷却水の循環流量を制御するもので、これにより負荷の状態に見合った冷却水循環流量が得られ、無駄な電力を削減することを可能にしたものである。
【００１３】
しかし、これの制御方式では、負荷側（二次側）の状態が冷水温度に反映されて変化し、この変化した冷水温度が再び元の温度に戻るように、冷却水の循環流量を操作するものであるため、冷水温度の整定には大きな遅れが生じることになる。また、この冷水温度の整定時間の遅れのため、冷凍機システムの運転がオーバーハンチングを引き起こし易くなり、これが無駄な運転となってエネルギー効率を損なうという課題がある。
【００１４】
このように、従来のものでは、負荷側（冷凍機二次側）を流れる冷水の温度についての配慮が十分に為されておらず、冷水温度については未調整な設定での運転となり、冷水を必要以上に冷却して運転が行なわれてしまうなどの課題もある。
【００１５】
なお、上記特許文献１のものでは、冷却水ポンプ、冷凍機、冷却塔などの各熱源機器全体の総合的な運転効率化を図ることに対しての配慮は為されていない。上記特許文献２のものでは、熱源総合ＣＯＰが最大となる冷却水の設定温度と循環流量の組み合わせを見つけ出すために、冷却水の設定温度を所定の値だけ増減して探査するようにしている。しかし、この特許文献２のものでは、冷凍機システムの供給熱量の変動を生み、これが冷凍機システム全体としての熱バランスの乱れを生じさせ、結果として、冷凍機システムの無駄な運転を生み、エネルギー効率を損なう課題もある。
【００１６】
本発明の目的は、負荷に応じてその負荷に見合った熱量をすばやく供給できる冷凍機システムを得ることにある。  
本発明の他の目的は、供給熱量の変動を抑制しつつ冷凍機システムのエネルギー効率を向上することのできる冷凍機システムを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、冷凍機と、この冷凍機の一次側に設けられ、熱媒ポンプと冷却塔を有すると共に熱媒が循環する冷凍機一次側循環系と、前記冷凍機の二次側に設けられ、冷水循環ポンプと熱負荷設備を有すると共に冷水が循環する冷凍機二次側循環系とを備えている冷凍機システムにおいて、前記冷凍機二次側循環系における前記熱負荷設備への冷水入口温度と冷水出口温度、及び冷水循環流量から、前記熱負荷設備の消費熱量を演算する消費熱量演算手段と、前記消費熱量に基づいて要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、この要求熱量算出手段により求められた要求熱量から、冷水冷却温度の設定値と冷水循環流量の設定値を導き出して前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
上記冷凍機システムにおいて、前記冷凍機二次側循環系の冷水配管などから失われる損失熱量を補正する補正熱量バイアス設定手段を更に備え、前記要求熱量算出手段は、前記消費熱量に前記損失熱量を加えて要求熱量を算出するようにすることが好ましい。
【００１９】
前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御する制御手段は、前記要求熱量から冷水冷却温度の設定値を導出する関数発生器と、前記要求熱量から冷水循環流量の設定値を導出する関数発生器と、前記冷水冷却温度の設定値に基づいて前記冷凍機を制御する冷水温度調節器と、前記冷水循環流量の設定値に基づいて前記冷水循環ポンプを制御する冷水循環流量調節器を備える構成にすると良い。
【００２０】
また、前記冷凍機二次側循環系には、前記冷凍機の出口側と前記熱負荷設備の入口側との間に設けられた冷水水槽と、前記熱負荷設備の出口側と前記冷凍機の入口側との間に設けられた戻り水槽とを備え、前記冷水水槽と前記戻り水槽とを接続するバイパス配管が設けられた構成にすることが好ましい。
【００２１】
更に、前記冷水水槽の冷水温度を調節する冷水水槽温度調節器と、前記冷水水槽の冷水温度を設定する冷水水槽温度設定器と、前記冷水水槽の冷水温度を検出する冷水水槽温度センサとを備え、前記冷水水槽温度調節器は、前記冷水水槽温度センサで検出された冷水温度と前記冷水水槽温度設定器で設定された冷水設定温度に基づいて修正熱量を前記要求熱量算出手段に与えるようにすると良い。
【００２２】
本発明の他の特徴は、上記冷凍機システムにおいて、前記冷凍機での供給熱量を一定に保つ条件で、前記冷水冷却温度設定値と、冷水循環流量設定値を、所定の範囲で平衡して変動させると共に、冷凍機システムを構成している熱源機器の合計ＣＯＰを計算し、前記冷水冷却温度設定値及び冷水循環流量設定値を平衡して変動させている前記所定の範囲での前記熱源機器の最大ＣＯＰを検出し、当該最大ＣＯＰを検出した時の前記冷水冷却温度設定値と前記冷水循環流量設定値を、前記所定の範囲での制御中心となる設定値に変更して、前記冷凍機と前記冷水循環ポンプを制御することにある。
【００２３】
ここで、前記冷凍機での供給熱量は、冷水循環流量と、前記冷凍機における冷水冷却温度（冷凍機出口温度と入口温度との温度差）の積で求め、この求めた供給熱量を一定に保つようにして、前記冷水冷却温度設定値と、前記冷水循環流量設定値を、所定の範囲で平衡して変動させるようにすると良い。
【００２４】
前記熱源機器の合計ＣＯＰは、熱源機器の総合消費電力量と、前記供給熱量とから求めることができる。ここで、前記冷水循環ポンプ、冷却水ポンプ、冷却塔及び冷凍機にはそれぞれに消費電力計が取り付けられて瞬時の使用電力を測定可能に構成し、これらの熱源機器にそれぞれ設けられた前記消費電力計から前記総合消費電力量を算出するようにすると良い。  
なお、上記冷凍機システムにおいて、前記冷凍機の制御に連動して前記冷凍機一次側の前記熱媒ポンプ及び前記冷却塔も制御されるように構成すると良い。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、負荷に応じてその負荷に見合った熱量をすばやく供給できる冷凍機システムを得ることができる。  
また、供給熱量の変動を抑制しつつ冷凍機システムのエネルギー効率を向上することのできる冷凍機システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の冷凍機システムの実施例１を示す全体構成図。
【図２】従来の冷凍機システムの制御構成を説明する制御機能ブロック図。
【図３】本発明の実施例１における冷凍機システムの制御構成を説明する制御機能ブロック図。
【図４】図３に示す制御コントローラでの制御内容を説明する制御機能ブロック図。
【図５】時間経過に対する冷水冷却温度の増減値の変化を説明する線図。
【図６】時間経過に対する冷水循環流量の増減値の変化を説明する線図。
【図７】「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数を説明する線図。
【図８】「要求熱量−冷水循環流量設定値」の折れ線関数を説明する線図。
【図９】本発明の実施例１における制御用設定値関数の修正を説明する線図。
【図１０】本発明の実施例１における探査処理のフロー図。
【図１１】各プロット点でメイン処理（設定値自動修正処理）の例を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づき、本発明の冷凍機システムの実施例を説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の冷凍機システムの実施例１を示す全体構成図で、空調用の冷凍機システムである。  
空調用の冷凍機システムにおいては、複数台の空調機（熱負荷設備）１（１ａ，１ｂ，…，１ｎ）に冷却用の冷水を循環させ、前記空調機で冷水と室内空気との熱交換を行い、室温を快適な温度に保つように冷水の温度と循環流量を制御している。前記冷水は室内空気との熱交換で暖められた後、冷凍機１７に戻され、ここで冷却されて再度前記空調機へ送られる。
【００２９】
このような冷凍機システムでは、冷却水（熱媒）が循環する冷凍機１７の一次側に冷却水ポンプ（熱媒ポンプ）２１及び冷却塔２２を含む一次側設備が設けられ、冷水が循環する前記冷凍機１７の二次側には前記空調機や冷水循環ポンプなどの二次側設備が設けられている。また、冷水を安定して循環させて冷却の安定化を図るため、前記冷凍機の二次側循環系統の中心にバッファ水槽（冷水水槽１３及び戻り水槽１５）が設けられている。該バッファ水槽１３，１５と熱（冷水）の供給源である冷凍機１７との間を循環する冷水を冷水一次側循環系、前記バッファ水槽１３，１５と空調機１（１ａ，１ｂ，…，１ｎ）との間を循環する冷水を冷水二次側循環系として説明する。前記冷水は、前記冷水一次側循環系を流れる冷水を一次側冷水とし、前記冷水二次側循環系を流れる冷水を二次側冷水と呼ぶことにする。
【００３０】
前記冷水一次側循環系には、前記冷凍機１７の他に、一次側冷水を循環させるための冷水一次側循環ポンプ１９が設けられ、また前記冷水二次側循環系には、二次側冷水を循環させるための冷水二次側循環ポンプ７が設けられている。
【００３１】
上記のように、空調用の冷凍機システムにおいては、前記冷水二次側循環系に空調機（熱負荷設備）を設け、これに二次側冷水を循環させながら、前記冷水一次側循環系に設けた冷凍機１７に一次側冷水を循環させて、該冷凍機で冷却しながら運転を行なうように構成されている。
【００３２】
前記複数台の空調機（熱負荷設備）１（１ａ，１ｂ，…，１ｎ）は、例えばビル内の所定の部屋などに設置され、各部屋に設定された設定温度（目標温度）になるように制御される。即ち、前記各空調機には、冷水水槽１３からの冷水配管３がそれぞれ接続され、これらの冷水配管３には冷水流量を調節する流量調節弁２（２ａ，２ｂ，…，２ｎ）が設けられていて、これらの流量調整弁を前記各空調機の状態に見合った開度に操作することで、各空調機を通る冷水流量を制御し、各部屋の室温が目標温度になるように制御するようにしている。
【００３３】
前記冷水水槽１３からは冷水が、前記冷水二次側循環ポンプ７により前記各空調機１ａ，１ｂ，…，１ｎに供給され、各空調機において前記冷水は室内空気と熱交換した後、戻り水槽１５に戻る。戻り水槽１５に戻った冷水は冷水一次側循環ポンプ１９により冷水配管３を介して冷凍機１７に送られ、該冷凍機１７で設定温度に冷却された後、冷水配管３を介して前記冷水水槽１３に送られる。
【００３４】
前記冷凍機１７で冷水を設定温度に冷却するための熱源は冷却塔２２から冷却水配管（熱媒配管）４を介して送られる冷却水（冷却媒体或いは熱媒）である。前記冷凍機１７で温度上昇した冷却水は熱媒循環ポンプ２１により冷却水配管４を介して前記冷却塔２２に戻され、冷却ファンを介して供給される外気と熱交換して冷却され、再び前記冷凍機１７に送られる。
【００３５】
前記冷凍機１７に流入する前記一次側冷水の温度や循環流量が変動した場合（負荷が変動した場合）、前記冷凍機１７内に組み込まれている圧縮機の回転数を制御すると共に、前記冷凍機１７の制御に連動して前記冷凍機一次側の前記冷却水ポンプ（熱媒ポンプ）２１の回転数及び前記冷却塔２２に設けられている冷却ファンの回転数も制御され、前記一次側冷水を所定温度に冷却するように構成されている。
【００３６】
前記冷水水槽１３と前記戻り水槽１５とはバイパス配管１１で接続され、このバイパス配管１１にはバイパス流量計１２が設けられている。前記バイパス配管１１を設けることにより、前記冷凍機１７から前記冷水水槽１３に流入する一次側冷水量と、冷水水槽１３から冷水二次側循環系に送り出される二次側冷水量とが同じにならない場合、冷水が片方の槽１３または１５に偏らないようにすることができる。
【００３７】
また、前記冷水一次側循環ポンプ１９、冷却水ポンプ２１、冷却塔２２及び冷凍機１７などの各熱源機器にはそれぞれに消費電力計２３〜２６が取り付けられ、瞬時の使用電力が測定できるようになっている。
【００３８】
更に、冷凍機システムには、冷水水槽１３から送り出される二次側冷水の温度を測定する冷水出口温度センサ（熱負荷設備への冷水入口温度センサ）８、冷水二次側循環系を流れる冷水循環量を測定する冷水循環流量計９、戻り水槽１５へ戻る二次側冷水の温度を測定する冷水戻り温度センサ（熱負荷設備からの冷水出口温度センサ）１０、冷水水槽１３の冷水温度を測定する冷水水槽温度センサ１４、冷凍機１７から出る一次側冷水の温度を測定する冷凍機出口温度センサ１６、冷凍機１７に入る一次側冷水の温度を測定する冷凍機入口温度センサ１８、冷水一次側循環系を流れる冷水循環量を測定する冷水循環流量計２０などが設けられている。
【００３９】
これら冷凍機システムの全ての計測信号は制御用コントローラ２７に送られ、また前記制御用コントローラ２７は、前記冷凍機１７や前記冷水一次側循環ポンプ１９などに対して操作信号を送り、これらの機器を制御するように構成されている。２８は前記制御用コントローラ２７に接続され、冷凍機システムの運転状況を監視したり、冷凍機システムを操作する監視・操作用コンソールである。
【００４０】
まず、従来の冷凍機システムの制御構成を図２により説明する。図２は従来の冷凍機システムの制御構成を説明する制御機能ブロック図である。  
冷水二次側循環ポンプ７は、複数の空調機などから構成される熱負荷設備１０１に冷水水槽１３から冷水を循環させ、冷水は前熱負荷設備１０１と熱交換をしてその温度が上昇し、戻り水槽１５に戻る。
【００４１】
従来の制御用コントローラ２７のものでは、冷水水槽温度調節器１０４と冷凍機目標温度設定器１０５が設けられている。前記冷水水槽温度調節器１０４は、冷水水槽１３の冷水温度を冷水水槽温度センサ１４で検出し、この温度が目標温度となるよう冷水一次側循環系の冷水流量を制御する。即ち、冷水一次側循環ポンプ１９のインバータ１０２への出力を制御することにより、前記冷水一次側循環ポンプ１９の回転数を調節して流量を制御する。
【００４２】
前記冷凍機目標温度設定器１０５は、冷水の目標温度を設定し、その目標設定温度信号１０３を前記冷凍機１７に送り、それに基づいて前記冷凍機１７を運転制御する。例えば、前記熱負荷設備１０１で奪われた熱量と前記冷凍機１７で供給した熱量が等しければ、本制御系は安定する。
【００４３】
また、外気温などが下がることにより、熱負荷設備１０１で奪われる熱量が下がり、この奪われる熱量が供給熱量よりも少なくなると、戻り水槽１５に戻る二次側冷水の温度が下がるが、供給熱量は変わらないので一次側冷水の温度も下がる。この結果、前記冷水水槽１３の冷水温度も下がり、冷水水槽１３の冷水温度が前記冷水水槽温度調節器１０４で設定された目標温度より下がれば、冷水水槽温度調節器１０４は、前記冷水一次側循環ポンプ１９の回転数を下げて一次側冷水の循環流量が少なくなるように制御する。冷凍機１７への目標設定温度は変わらないので、冷却水循環流量が少なくなれば供給熱量も少なくなり、最終的には冷水水槽１３の温度は冷水水槽温度調節器１０４で設定された前記目標温度まで上昇する。
【００４４】
なお、外気温が上がると上記説明の逆の動きとなり、冷水水槽温度調節器１０４は冷却水循環流量を多くして供給熱量を多くし、冷水水槽１３の温度を一定に保つ様に制御する。
このような従来の制御方式では、熱負荷設備１０１の負荷の状態が変化してから、それに見合う冷水循環流量となり、冷水水槽１３の温度が目標温度に整定するまでには長い時間がかかる。
【００４５】
次に、本実施例の冷凍機システムにおける制御構成を図３により説明する。図３は本発明の実施例１における冷凍機システムの制御構成を説明する制御機能ブロック図である。
本実施例においては、冷水出口温度センサ（熱負荷設備１０１への冷水入口温度センサ）８で計測された冷水水槽１３から出た二次側冷水の温度と、冷水戻り温度センサ（熱負荷設備１０１からの冷水出口温度センサ）１０で計測された熱負荷設備１０１と熱交換された後の冷水温度と、更に冷水循環流量計９で検出された二次側冷水の循環流量の各信号が消費熱量演算器（消費熱量演算手段）２０４に入力される。この消費熱量演算器２０４では、前記温度センサ８と１０で検出された冷水温度からそれらの温度差を求め、更に二次側冷水の循環流量から、熱負荷設備１０１側の消費熱量を計算し、この消費熱量は加算器（要求熱量算出手段）２０５に送られる。
【００４６】
２０６は設備配管（冷水配管３）などから漏れる損失熱量分を補正する補正熱量バイアス設定器で、この補正熱量バイアス設定器２０６からの補正熱量も前記加算器２０５に送られる。
加算器２０５からは前記消費熱量及び前記補正熱量から要求熱量信号２０７を出力し、この要求熱量からプリセットした冷水循環流量設定値（目標値）と冷凍機における冷水冷却温度設定値（冷水を更に冷却する温度の目標値）を発生する関数発生器２０８，２０９により、要求熱量信号２０７に見合う冷水循環流量設定値と冷水冷却温度設定値とが求められる。これらの設定値はそれぞれ冷水循環流量調節器２０１と冷水温度調節器２０２に送られる。
【００４７】
前記冷水循環流量調節器２０１は、冷水循環流量計２０からの信号を取り込み、冷水一次側の循環流量が前記設定値（目標値）になるようにインバータ１０２を制御し、冷水一次側循環ポンプ１９の回転数を調節する。一方、冷凍機１７の出入口に設けられている温度センサ１６，１８からの信号が減算器２０３に取り込まれて、この減算器２０３で冷水冷却温度（冷凍機出口温度と入口温度との温度差）、即ち冷水を何度冷却できたかの冷却温度実績が演算され、この冷水冷却温度の実績値が前記冷水温度調節器２０２に入力される。そして、この冷水温度調節器２０２では、前記冷却温度の実績値が前記冷水冷却温度目標値になるように、冷凍機１７を制御する。
【００４８】
前記冷凍機１７での供給熱量は、冷水循環流量計２０で求められる冷水循環流量と、冷凍機１７における冷水冷却温度（冷凍機出口温度と入口温度との温度差）の積で求まる。即ち、「（冷凍機出口温度−冷凍機入口温度）×冷水循環流量」で求めることができる。従って、供給熱量は、冷水循環流量の設定値と冷凍機１７における冷水冷却温度の設定値を操作することにより制御することができる。前記関数発生器２０８、２０９にプリセットする各設定値関数は、要求熱量に対応する値を予め計算し、設定しておけば良い。
【００４９】
以上のように、本実施例では、熱負荷設備１０１側の消費熱量を直接計算し、それに見合う要求熱量を計算し、冷凍機１７と冷水一次側循環ポンプ１９を制御することから、熱負荷の変動に素早く追従できる応答性の良い制御方式とすることができる。
【００５０】
また、本実施例では、更に安定した供給熱量を確保するため、冷水水槽１３の温度を一定に保つための制御機能も備えている。即ち、本実施例においては、冷水水槽温度調節器２１０が設けられており、要求熱量信号２０７に補正を行なうようにしている。前記冷水水槽温度調節器２１０には、冷水水槽温度センサ１４で計測された温度信号が入力され、また冷水水槽温度設定器２１１から冷水水槽１３の設定温度が入力されている。これにより、前記冷水水槽温度調節器２１０は、冷水水槽１３の温度を監視し、設定温度よりも低くなった場合は、前記要求熱量信号２０７にマイナス補正バイアス値を、設定温度よりも高くなった場合は前記要求熱量信号２０７にプラス補正バイアス値を加算する。
【００５１】
例えば、夏場などでは、外気の温度が高くなり、熱負荷設備１０１側での消費熱量以外の放散熱量（冷熱量）が大きくなり、消費熱量と供給熱量を同じにしても、循環する冷水の温度は徐々に高くなってしまう。逆に冬場などでは、循環する冷水（この場合は高温の冷水で一般には温水と呼ばれる）からの放散熱量（温熱量）が大きくなり過冷却状態となる。このような不都合を解消するため、前記冷水水槽温度調節器２１０は、気温の変動などによる消費熱量と供給熱量のバランスを、要求熱量信号２０７を補正することにより、適正な状態になるように制御する。
【００５２】
供給熱量は、前述したように、一次側冷水の循環流量と冷凍機１７における前記冷水冷却温度の積で決る。即ち、前記冷水冷却温度を所定の量増減しても、それを相殺するように一次側冷水循環流量を増減し、これをタイミングを合わせて同時に並行して行えば、冷凍機システムの供給熱量を変動させることなく、熱源機器（冷凍機１７、冷水循環ポンプ７，１９、冷却水ポンプ２１、冷却塔２２等）の運転負荷バランスを変えることができる。供給熱量が同じでも、例えば冷凍機１７と冷水一次側循環ポンプ１９の運転状態が違う組合せは無限に存在するが、この場合の冷凍機１７と冷水一次側循環ポンプ１９の合計消費電力が常に同一になるとは限らない。
【００５３】
従って、同じ供給熱量の場合であっても、冷凍機１７と冷水一次側循環ポンプ１９の合計消費電力が最低となる（各熱源機器の合計ＣＯＰが最大となる）運転状態の組合せで運転できればエネルギー効率をより向上させることが可能となる。
【００５４】
次に、図４を用いて、各熱源機器の合計ＣＯＰを最大にする冷水循環流量と冷水冷却温度の組合せを探知するための具体例を説明する。この図４は図３に示した制御コントローラ２７での制御内容を説明する制御機能ブロック図である。  
この図４に示した制御機能ブロック図には、図３に示した制御用コントローラ２７における制御構成機器に加えて、更に、ＣＯＰ計算機３０１、ＣＯＰ最大値検出器３０２、冷水温度増減器３０３、冷水循環流量の流量設定値演算器３０４、冷水循環流量増減器３０５、関数修正器３０６及び加算器３０７，３０８が追加記載されている。
【００５５】
前記冷水温度増減器３０３は定期的に冷水冷却温度の設定値を所定量増減するもので、この所定量の増減値は前記加算器３０７に定期的に入力される。また、前記増減値は前記流量設定値演算器３０４に入力され、この流量設定値演算器３０４では前記冷水冷却温度設定値の増減分から供給熱量が一定となる冷水循環量の増減量を求める。この求められた増減量の値は、前記冷水温度増減器３０３の動きと連動して働く前記冷水循環流量増減器３０５に入力され、この冷水循環流量増減器３０５からの信号は前記加算器３０８に定期的に入力される。
【００５６】
冷水冷却温度設定値に付加する定期的な増減量は前記加算器３０７から、冷水温度調節器２０２の設定値（目標値）に加算される。一方、冷水循環流量設定値に付加する定期的な増減量は前記加算器３０８から、冷水温度調節器２０１の設定値（目標値）に加算される。
【００５７】
これらにより、冷水冷却温度を所定量増減しても、これによる供給熱量の変動分を相殺するよう冷水循環流量が増減されるから、冷凍機システムの供給熱量を変動させることなく、冷水一次側循環ポンプ１９、冷凍機１７及びそれに連動して制御される冷却塔２２や冷却水ポンプ２１の運転負荷バランスを変えることができ、これにより各熱源機器の消費電力が変化する。
【００５８】
前記冷水温度増減器３０３や前記冷水循環流量増減器３０５が働いている時に、前記ＣＯＰ計算機３０１には、冷凍機システムの各熱源機器の消費電力計２３〜２６から、各熱源機器の消費電力量が入力され、このＣＯＰ計算機３０１では熱源機器総合消費電力量と供給熱量から合計ＣＯＰを計算する。即ち、合計ＣＯＰは、「供給熱量÷熱源機器総合消費電力」により計算することができる。前記ＣＯＰ最大値検出器３０２は、前記各増減器３０３，３０５が働いている時に、前記ＣＯＰ計算機３０１から取り込まれたＣＯＰのデータから最大ＣＯＰを検出するものである。このＣＯＰ最大値検出器３０２で検出された最大ＣＯＰのデータは、前記関数修正器３０６に入力される。この関数修正器３０６には前記冷水温度増減器３０３からの冷水冷却温度設定値のデータ、前記冷水循環流量増減器３０５からの冷水循環流量設定値のデータ、及び前記加算器２０５からの要求熱量のデータも入力されている。前記関数修正器３０６では、前記最大ＣＯＰを検出した時の冷水冷却温度設定値と冷水循環流量設定値を記憶しているので、所定のタイミングで前記関数発生器２０８，２０９における関数の該当プロットポイントを変更する。このような運転動作を連続して実施すれば、要求熱量に対する最適な冷水冷却温度と冷水循環流量の関数を再設定することができる。
【００５９】
前記冷水温度増減器３０３に予め設定される温度増減量は、冷凍機システムの能力などから決めるが、ステップ状に変更するのではなく、機器の負荷変化時の対応追従速度に十分見合う変化量とし、ランプ状に変化させる必要がある。図５によりその具体例を説明する。図５は時間経過に対する冷水冷却温度の増減値の変化を説明する線図である。
【００６０】
冷水温度増減器３０３の増減パターン設定は、増変化量設定値＋Ｘ（４０１）、増変化時間ｔ１(４０３)、温度戻り開始時間ｔ２（４０４）、温度戻り終了時間ｔ３（４０５）、温度減開始時間ｔ４（４０６）を設定し、タイマで制御される。なお、減変化量設定値−Ｘ（４０２）については前記増変化量設定値＋Ｘと符号を逆にした同量とし、タイマで制御される設定時間も増変化時の設定値と同等にしている。
【００６１】
図６は時間経過に対する冷水循環流量の増減値の変化を説明する線図である。前記冷水循環流量増減器３０５で設定される冷水循環流量の増減についても、図５に示した時間経過に対する冷水冷却温度の増減値の変化から求めることができる。即ち、基本となる冷水冷却温度設定値と冷水循環流量設定値で求められる供給熱量が一定になる条件で、図５に示した冷水冷却温度増減から、図６に示すように、冷水循環流量の増変化量設定値＋Ｙ（４０７）と減変化量設定値−Ｙ（４０８）が計算から求まり、タイマで制御される設定時間は図５に示す各時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，…と同値とすればよい。  
上記図５、図６に示す冷水冷却温度の増減と冷水循環流量の増減により、ある制御ポイントにおける最大ＣＯＰとなる設定値を探査することができる。
【００６２】
図７は図４に示す要求熱量から冷水冷却温度設定値を計算する関数発生器２０９における「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数を説明する線図、図８は図４に示す要求熱量から冷水循環流量設定値を計算する関数発生器２０８における「要求熱量−冷水循環流量設定値」の折れ線関数を説明する線図である。
【００６３】
図７に示す「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数５０１は、横軸に要求熱量、縦軸に冷水冷却温度設定値を示し、図８に示す「要求熱量−冷水循環流量設定値」の折れ線関数５０２は、横軸に要求熱量、縦軸に冷水循環流量設定値を示している。
【００６４】
これらの例では８折れ点の関数発生器を使用した例を示している。図７では代表する８点の要求熱量点と、各要求熱量点における冷水冷却温度設定値（Ｔ０〜Ｔ７）との関係を示し、図８では代表する８点の要求熱量点と、各要求熱量点における冷水循環流量設定値（Ｆ０〜Ｆ７）との関係を示している。これらの図において、要求熱量が上記代表点の間にある場合には、それを挟む前後２点の設定値から線形補正をすることにより、使用する要求熱量範囲で連続して前記温度と流量の各設定値を計算し出力することができる。
【００６５】
図７に示す「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数５０１について詳細に説明する。  
Ｔ０のプロット点は必ず要求熱量＝０の時とし、設定値は冷凍機の最低運転条件を加味し決定される。後述する最適運転状態を探査し、探査結果から折れ線関数５０１を修正するが、Ｔ０ポイントは最低運転条件を守るため、修正は行なわれない。探査結果から修正を実施するのは、Ｔ１〜Ｔ７のプロット点である。最適運転状態の探査方法、及びプロット点の修正方法は後述するが、ある要求熱量に対して複数の設定温度が提示されるような折れ線関数にならないように注意する必要がある。つまりＴ０〜Ｔ７のプロット点の要求熱量はかならず、Ｔ０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５＜Ｔ６＜Ｔ７となっていなければならない。
【００６６】
この例では各プロット点毎に変更できる要求熱量範囲（指定要求熱量範囲）を定め、折れ線関数が重複した要求熱量範囲を設定できないようにしている。即ち、Ｔ１のプロット点の要求熱量範囲は、１Ｌから１Ｈの範囲とし、Ｔ２以下も同様に重複しない指定要求熱量範囲を持つようにしている。  
図８に示す「要求熱量−冷水循環流量設定値」の折れ線関数５０２、設定値のプロット点Ｆ０〜Ｆ７についても図７で説明したものと同様である。
【００６７】
図９により、冷水冷却温度の最適設定値を自動探査し、ＣＯＰを改善する方向に関数発生器２０９の折れ線関数５０１のプロット点を変更していく処理について説明する。ここでは、「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数５０１のＴ３のプロット点を例にして説明する。まず、（ａ）図で示す変更前設定値関数状態６０１により、要求熱量から冷水冷却温度設定値を定め、冷凍機システムを運転している状態で、該冷凍機システムの運転が十分安定している状態であると判定すれば、設定値の探査処理を開始する。十分安定しているか否かの判定は、例えば、要求熱量の値が一定時間以上３Ｌから３Ｈの間に留まっていたかどうかなどにより判定可能である。
【００６８】
探査処理開始後、要求熱量が、（ｂ）図に示す設定値探査時の設定値の状態６０２のような要求熱量変化６０７をすれば、その時の冷凍機への冷水冷却温度設定値は設定値の変化例６０５に示すような動きとなる。この時、平衡して冷水循環流量設定値も供給熱量を変えないように変化しているが、その詳細な説明については省略する。
【００６９】
この探査処理による設定値の変化中に、冷凍機システムの各熱源機器の合計ＣＯＰを監視し、この値が最大となった点を検出する。ここでは、（ｃ）図（最適設置値の検出状態６０３）で示すプロット点Ｔ３´が合計ＣＯＰが最大となった点として検出されたものとする。  
探査処理終了後、（ｄ）図（新プロット点に変更した状態６０４）に示すように、設定されていた折れ線関数５０１の旧プロット点Ｔ３を、合計ＣＯＰが最大となった前記新プロット点Ｔ３´に変更し、前記折れ線関数５０１を再設定する。
【００７０】
図１０は、上述した要求熱量の安定状態の判定と、合計ＣＯＰが最大となる最適設定値を探査する該当プロット点の選択を行なう探査処理のフロー図である。  
探査処理の開始タイミング（ステップ７０１）は、冷凍機システムの運転員が、冷凍機システムの監視操作用コンソール２８から探査処理実行開始許可指令を出せば自動的に起動がかかるようにする。起動が掛かれば、まずステップ７０２の要求熱量値読込処理で現状の要求熱量を読み込み、次にステップ７０３に示すプロット点範囲判定処理で要求熱量がどのプロット点に該当しているかを判定する。
【００７１】
ここでは、図７、図８に示したＴ１，Ｆ１で定義された点をプロット点１、同様にＴ２，Ｆ２で定義された点をプロット点２と呼び、以下同様に、プロット点３、…、プロット点７と呼ぶことにする。例えば、要求熱量が１Ｌ以上１Ｈ以下の範囲であれば、プロット点１に該当する、と判定される。要求熱量が１Ｌ以上１Ｈ以下の範囲でない場合（要求熱量が１Ｌ未満または１Ｈより大のとき）にはステップ７０８（プロット点１用タイマリセットの実施）、ステップ７０９（プロット点１のメイン処理停止処理）を経て、７１１で示すプロット点２用処理、７１２で示すプロット点３用処理、…、７１３で示すプロット点７用処理と、順次現在の要求熱量が該当するプロット点の判定をし、該当するプロット点の処理をしていく。
【００７２】
ステップ７０３で、現在の要求熱量がプロット点１に該当すると判定された場合には、ステップ７０４に移り、プロット点１用のタイマカウントを実行する。次に、ステップ７０５において、プロット点１用タイマのタイムＵＰ判定処理を行い、要求熱量がプロット点１に該当している時間をカウントする。ここで、ある一定時間以上プロット点１に該当している状態が継続すれば、要求熱量が安定していると判断し、ステップ７０６のプロット点１用のメイン処理を実施する。
【００７３】
前記ステップ７０５で、プロット点１に該当している状態が一定時間以上継続していない場合には、ステップ７０２に戻り、再度要求熱量を読み込み、要求熱量がプロット点１に該当しているのかの判定を繰り返す。  
ステップ７０６のプロット点１メイン処理実施では、図１１に示す、メイン処理の詳細を説明するフロー図のように、メイン処理が実施され、設定値の自動修正処理が開始される。
【００７４】
なお、上記プロット点２用処理７１１では、プロット点１用処理７１０と同様の処理を実施するが、要求熱量の判定は「２Ｌ≦要求熱量≦２Ｈ」となる。以下、プロット点３用処理７１２、…、プロット点７用処理７１３でも同様の処理が行われる。
【００７５】
以上の処理を、予め決められた制御周期で繰り返し実行すれば、要求熱量の安定状態の判定と、該当プロット点の選択を行なうことができる。また、最適設定値の探査中であっても、要求熱量が該当のプロット点の範囲から外れれば、探査処理を途中でリセットし、次のプロット点の処理に移行するようになっている。
【００７６】
図１１は、図１０のステップ７０６に示したプロット点１メイン処理のような各プロット点での設定値自動修正処理（制御用設定値関数修正処理）の例を示すフロー図である。
図１１において、処理開始タイミング（ステップ８０１）は、例えばプロット点１の場合は、図１０に示すステップ７０６（安定状態と判定されたプロット点１用のメイン処理実施）で自動的に起動が掛る。プロット点２〜７の場合も同様である。
【００７７】
まず、ステップ８０２で対象プロット点が決定されれば、次のステップ８０３で現状値をストアテーブルに格納する処理を行う。この現状値としては、現状の冷水冷却温度設定値、冷水循環流量設定値、ＣＯＰ値、要求熱量などが記憶される。これは次のステップ８０４に示す最適設定値探査プログラムを起動（探査用の冷水冷却温度と冷水循環流量の設定値プログラムバイアス値出力開始）後の各設定値を所定の量だけ変動させて運転した各値との最初の比較に用いる値を収集することが目的である。
【００７８】
最適設定値探査プログラムを起動するとステップ８０５で、第１回目のサンプル値収集処理を行う。ここで、冷水冷却温度設定値、冷水循環流量設定値、ＣＯＰ値、要求熱量などのサンプル値が収集される。その後、ステップ８０６に移り、収集されたサンプル値の整合性確認処理が行われ、収集したサンプル値が予想される所定の範囲内の値であるか否かを確認する。これは、センサ等の誤動作により誤ったサンプル値を採用しないようにする処理であり、例えば、前回収集したサンプル値と比較し、変動幅が所定の範囲内であることをもって整合性ありと判断する等の処理が行われる。
【００７９】
サンプル回数は自由に設定できるようにすれば良いが、１回の設定値増減による探査で、より良い設定値の組み合わせを得ることができるようにするには、少なくとも２０〜３０サンプル程度のサンプル回数が必要である。サンプル値整合性確認処理（ステップ８０６）で得られたサンプル値の整合性を確認できれば、ステップ８０７に移り、今回採集されたサンプル値とストアテーブルに格納されているデータとの比較を行う。また、このステップ８０７では、前記比較の結果、ＣＯＰが大きいほうのデータの組をストアテーブルに格納する選択処理も行う。
【００８０】
このような処理を、ステップ８０８に示す第２回サンプル値収集から、ステップ８０９に示す最終回サンプル値収集８０９まで同様に繰り返す。即ち、各サンプル値収集後に前記ステップ８０６と８０７で説明したものと同様の処理（ステップ８１０と８１１参照）を行うことにより、最終的には最もＣＯＰの高いデータがストアテーブルに残ることになる。従って、ステップ８１２では、最終的にストアテーブルに格納されているデータの値（ストアテーブル格納値）で、該当するプロット点のパラメータを変更し、前記設定値折れ線関数５０１，５０２を、例えば図９（ｄ）に示したように変更する。その後、最適設定値探査プログラムを終了（探査用の冷水冷却温度と冷水循環流量の設定値プログラムバイアス値出力停止）（ステップ８１３）し、設定値自動修正処理を完了する（８１４）。
【００８１】
以上の処理を連続的に繰り返せば、前記折れ線関数５０１，５０２の全体が、徐々に最適な設定値折れ線関数に近づいて行くことになり、最終的には、冷凍機システムを最もエネルギー効率の高い状態で運転できるようになる。
【００８２】
なお、以上説明した実施例では、図１に示したように、冷水循環系の途中に冷水水槽１３と戻り水槽１５を設けて、冷水一次側循環系と冷水二次側循環系に分けている例について説明したが、このようなシステムに限るものではなく、前記水槽１３，１５を設けないものにも同様に適用できるものである。
【００８３】
また、本発明の冷凍機システムは必ずしも空調用に限られるものでもない。空調用に用いられる場合、必ずしも冷房専用の冷凍機システムに使用されるものには限定されず、前記冷凍機で高温の冷水（即ち温水）を製造して冷凍機二次側循環系に循環させ、空調機で暖房も行えるようにした冷凍機システムにも同様に適用可能である。  
更に、冷凍機一次側循環系には冷却水を循環させる例で説明したが、クーラントなど他の熱媒を使用することも可能である。
【００８４】
上述した本実施例の冷凍機システムによれば、消費熱量を計算し、これに応じた要求熱量を決定し、要求熱量から、冷凍機の冷水冷却温度設定値と冷水循環流量設定値を決定し、これに従い冷凍機や冷水循環ポンプを制御するから、熱負荷に見合った熱量をすばやく供給でき、供給熱量の整定が速く、オーバーシュート量も小さく抑えることが可能となる。これによりシステム全体の無駄な熱源機器の運転が抑えられ、安定で、総合的なエネルギー効率を改善することができる。
【００８５】
また、冷凍機の冷水冷却温度設定値と冷水循環流量設定値を、供給熱量を一定に保ちつつ、所定の値だけ平衡して変化させるようにしているから、冷凍機システム全体の熱バランスを崩すことなく、安定した運転を維持しながら、最大ＣＯＰとなる冷凍機の冷水冷却温度設定値と冷水循環流量設定値を自動で探査できる。そして、探査で求めた最大ＣＯＰとなる前記設定値を次の制御に採用できるように、設定値の折れ線関数のパラメータを自動的に変更するようにしているので、冷凍機システムを最もエネルギー効率の高い状態で運転することが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１（１ａ，１ｂ，…，１ｎ）：空調機、２（２ａ，２ｂ，…，２ｎ）：流量調節弁、
３：冷水配管、４：冷却水（熱媒）配管、
７，１９：冷水循環ポンプ（７：冷水二次側循環ポンプ、１９：冷水一次側循環ポンプ）、
８：冷水出口温度センサ（熱負荷設備への冷水入口温度センサ）、９：冷水循環流量計、
１０：冷水戻り温度センサ（熱負荷設備からの冷水出口温度センサ）、
１１：バイパス配管、１２：バイパス流量計、
１３：冷水水槽、１４：冷水水槽温度センサ、１５：戻り水槽、
１６：冷凍機出口温度センサ、１７：冷凍機、１８：冷凍機入口温度センサ、
２０：冷水循環流量計、２１：冷却水ポンプ（熱媒ポンプ）、
２２：冷却塔、２３〜２６：消費電力計、
２７：制御用コントローラ、２８：監視操作用コンソール、
１０１：熱負荷設備、
１０２：冷水循環ポンプ用インバータ、１０３：目標設定温度信号、
１０４：冷水水槽温度調節器、１０５：冷凍機目標温度設定器、
２０１：冷水循環流量調節器、２０２：冷水温度調節器、
２０３：減算器（冷水冷却実績温度演算用）、２０４：消費熱量演算器（消費熱量演算手段）、
２０５：加算器（要求熱量算出手段）、
２０６：補正熱量バイアス設定器（補正熱量バイアス設定手段）、
２０７：要求熱量信号、
２０８：要求熱量−冷水循環流量設定値の関数発生器、
２０９：要求熱量−冷水冷却温度設定値の関数発生器、
２１０：冷水水槽温度調節器、２１１：冷水水槽温度設定器、
３０１：ＣＯＰ計算機、３０２：ＣＯＰ最大値検出器、３０３：冷水温度増減器、
３０４：流量設定値演算器、３０５：冷水循環流量増減器、
３０６：関数修正器、３０７，３０８：加算器、
４０１：増変化分設定値（＋Ｘ）、４０２：減変化分設定値（−Ｘ）、
４０３：増変化時間ｔ１、４０４：温度戻り開始時間ｔ２、
４０５：温度戻り終了時間ｔ３、４０６：温度減開始時間ｔ４、
４０７：増変化分設定値（＋Ｙ）、４０８：減変化分設定値（−Ｙ）、
５０１：「要求熱量−冷水冷却温度設定値」の折れ線関数、
５０２：「要求熱量−冷水循環流量設定値」の折れ線関数、
６０１：変更前設定値関数状態、６０２：設定値探査時の設定値の状態、
６０３：最適設定値の検出状態、６０４：新プロット点に変更した状態、
６０５：設定値の変化例、６０７：要求熱量変化。
【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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