(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽に蓄えた第１の熱伝達媒体の熱量を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう暖房制御装置において、
外気熱源により熱せられた第１の熱伝達媒体を前記蓄熱槽に蓄えつつ、該第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給する外気熱源暖房運転手段と、
熱交換機により第１の熱伝達媒体の熱量を第２の熱伝達媒体に熱交換し、該第２の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給するカスケード暖房運転手段と、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記外気熱源暖房運転手段およびカスケード暖房運転手段の特性に基づいて、前記外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御する制御手段と、
を備え、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に直接供給する直接暖房運転手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、前記直接暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする暖房制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする請求項１に記載の暖房制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする請求項１に記載の暖房制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換える第１の切換手段と、
前記外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換える第２の切換手段と、
前記第１の切換手段または第２の切換手段のいずれか一方を選択する切換選択手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の暖房制御装置。
【請求項５】
前記第１の切換手段は、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力を算定する第１の算定手段と、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転手段の暖房能力を算定する第２の算定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の暖房制御装置。
【請求項６】
前記第２の切換手段は、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転手段の運転効率を算定する第３の算定手段と、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転手段の運転効率を算定する第４の算定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の暖房制御装置。
【請求項７】
蓄熱槽に蓄えた第１の熱伝達媒体の熱量を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう暖房制御方法において、
外気熱源により熱せられた第１の熱伝達媒体を前記蓄熱槽に蓄えつつ、該第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給する外気熱源暖房運転若しくは熱交換機により第１の熱伝達媒体の熱量を第２の熱伝達媒体に熱交換し、該第２の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給するカスケード暖房運転のいずれか一方を、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の特性に基づいて切り換え制御し、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に直接供給する直接暖房運転に切り換え制御することを特徴とする暖房制御方法。
【請求項８】
前記外気熱源暖房運転の暖房能力およびカスケード暖房運転の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することを特徴とする請求項７に記載の暖房制御方法。
【請求項９】
前記外気熱源暖房運転の運転効率およびカスケード暖房運転の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することを特徴とする請求項７に記載の暖房制御方法。
【請求項１０】
前記外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の暖房能力若しくは運転効率のいずれか一方に基づいて、暖房能力または運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換えることを特徴とする請求項７に記載の暖房制御方法。
【請求項１１】
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転の暖房能力を算定する第１の算定工程と、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転の暖房能力を算定する第２の算定工程と、
を含んだことを特徴とする請求項１０に記載の暖房制御方法。
【請求項１２】
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転の運転効率を算定する第３の算定工程と、
前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転の運転効率を算定する第４の算定工程と、
を含んだことを特徴とする請求項１０に記載の暖房制御方法。
【請求項１３】
前記請求項７〜１２に記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
前記請求項１〜６に記載された暖房制御装置を備えたことを特徴とする蓄熱システム。
【請求項１５】
前記請求項１３に記載された記録媒体を備えたことを特徴とする蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蓄熱槽に蓄えた熱伝達媒体の熱量を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう暖房制御装置、蓄熱システム、暖房制御方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、あらかじめ蓄熱槽に温水などを蓄えておき、この蓄熱槽内の温水を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう蓄熱システムが知られており、具体的には、夜間に熱源機によって熱した温水を蓄熱槽に蓄えておき、昼間にこの蓄熱槽の温水を直接熱負荷に送水することになる。
【０００３】
ところで、この蓄熱槽の温度がたとえば４５℃の負荷側供給温度以下になると、蓄熱槽に蓄えた熱を利用することができなくので、かかる場合に備えて、外気熱源暖房運転やカスケード暖房運転がおこなわれることが多い。
【０００４】
ここで、外気熱源暖房運転とは、蓄熱槽の水温が低下した場合に、熱源機により温めた温水を蓄熱槽を介して熱負荷に供給するものである。また、カスケード暖房運転とは、夜間に熱源機を運転して蓄熱槽に温水を蓄え、昼間は蓄熱槽に蓄えた温水を熱源として熱交換をおこないつつ暖房運転をおこなうものである。
【０００５】
このカスケード暖房運転は、蓄熱槽内の温水を直接熱負荷に送水するわけではないので、夜間移行率を大きくすることができる反面、夜間に蓄熱槽に蓄えた温水を熱源にして昼間に再び温水を作り直すため、やや効率が悪くなるという特性がある。
【０００６】
このように、かかる外気熱源暖房運転やカスケード暖房運転を用いれば、蓄熱槽内の水温の低下に直ちにまたは前もって対応することができることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転は、外気温度、蓄熱槽内の水温および現地負荷状況により暖房能力などが異なるので、外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転のいずれか一方だけでは、最適な暖房運転をおこなうことができないという問題がある。
【０００８】
図１０は、カスケード暖房運転と外気熱源暖房運転の暖房能力を説明するための説明図である。同図に示す横軸は蓄熱槽内の温水の温度（℃）を示し、縦軸は暖房能力（kW）を示している。また、図中に示したαは、蓄熱槽内の水温変化によるカスケード暖房運転時の暖房能力変化を示し、図中に示したβ、γ、δは、それぞれ外気温度７℃，０℃，−５℃時における外気熱源暖房運転の暖房能力変化を示している。
【０００９】
このグラフを見ると、外気温度が高く、蓄熱槽内の水温が低い場合の暖房能力は、カスケード暖房運転よりも外気熱源暖房運転の方が大きくなっているのがわかる。
【００１０】
すなわち、カスケード暖房運転において、蓄熱槽の温度が高い場合には該カスケード暖房運転の暖房能力の方が外気熱源暖房の暖房能力よりも大きいが、運転時間が経過して蓄熱槽内水温が低下すると、カスケード暖房運転の暖房能力よりも外気熱源暖房の暖房能力の方が大きくなるのである。
【００１１】
このように、カスケード暖房運転および外気熱源暖房の特性を踏まえたうえで、人手を介することなく最適な自動暖房運転をいかに実現するかが極めて重要な課題となっている。
【００１２】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、外気温度、蓄熱槽内水温および現地負荷状況などにより変化するカスケード暖房運転および外気熱源暖房の特性を踏まえたうえで、人手を介することなく最適な自動暖房運転をおこなうことができる暖房制御装置、蓄熱システム、暖房制御方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる暖房制御装置は、蓄熱槽に蓄えた第１の熱伝達媒体の熱量を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう暖房制御装置において、外気熱源により熱せられた第１の熱伝達媒体を前記蓄熱槽に蓄えつつ、該第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給する外気熱源暖房運転手段と、熱交換機により第１の熱伝達媒体の熱量を第２の熱伝達媒体に熱交換し、該第２の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給するカスケード暖房運転手段と、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記外気熱源暖房運転手段およびカスケード暖房運転手段の特性に基づいて、前記外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転手段およびカスケード暖房運転手段の特性に基づいて、制御手段が外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御することとしたので、効率良く外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換えることができる。
【００１５】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に直接供給する直接暖房運転手段をさらに備え、前記制御手段は、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、前記直接暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、制御手段が直接暖房運転手段に切り換え制御することとしたので、蓄熱槽内の温度を有効利用することができる。
【００１７】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記制御手段が、前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、制御手段が、外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することとしたので、より暖房能力の高い暖房運転手段を用いて暖房をおこなうことができる。
【００１９】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記制御手段が、前記外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、制御手段が、外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御することとしたので、より運転効率の高い暖房運転手段を用いて暖房をおこなうことができる。
【００２１】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記制御手段が、前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換える第１の切換手段と、前記外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換える第２の切換手段と、前記第１の切換手段または第２の切換手段のいずれか一方を選択する切換選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、切換選択手段が、暖房能力に基づいて切り換えをおこなう第１の切換手段若しくは運転効率に基づいて切り換えをおこなう第２の切換手段のいずれか一方を選択することとしたので、暖房能力または運転効率に基づく暖房運転をおこなうことができる。
【００２３】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記第１の切換手段が、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転手段の暖房能力を算定する第１の算定手段と、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転手段の暖房能力を算定する第２の算定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、第１の算定手段が蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転手段の暖房能力を算定し、第２の算定手段が蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転手段の暖房能力を算定することとしたので、各運転手段の暖房能力を効率良く算定することができる。
【００２５】
つぎの発明にかかる暖房制御装置は、上記の発明において、前記第２の切換手段が、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転手段の運転効率を算定する第３の算定手段と、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転手段の運転効率を算定する第４の算定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、第３の算定手段が、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転手段の運転効率を算定し、第４の算定手段が、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転手段の運転効率を算定することとしたので、各運転手段の運転効率を効率良く算定することができる。
【００２７】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、蓄熱槽に蓄えた第１の熱伝達媒体の熱量を熱負荷に供給して該熱負荷の暖房制御をおこなう暖房制御方法において、外気熱源により熱せられた第１の熱伝達媒体を前記蓄熱槽に蓄えつつ、該第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給する外気熱源暖房運転若しくは熱交換機により第１の熱伝達媒体の熱量を第２の熱伝達媒体に熱交換し、該第２の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に供給するカスケード暖房運転のいずれか一方を、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の特性に基づいて切り換え制御することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の特性に基づいて、外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御することとしたので、効率良く外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転を切り換えることができる。
【００２９】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の熱量を前記熱負荷に直接供給する直接暖房運転に切り換え制御することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、直接暖房運転に切り換え制御することとしたので、蓄熱槽内の温度を有効利用することができる。
【００３１】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記外気熱源暖房運転の暖房能力およびカスケード暖房運転の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、外気熱源暖房運転の暖房能力およびカスケード暖房運転の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することとしたので、より暖房能力の高い暖房運転を用いて暖房をおこなうことができる。
【００３３】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記外気熱源暖房運転の運転効率およびカスケード暖房運転の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、外気熱源暖房運転の運転効率およびカスケード暖房運転の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御することとしたので、より運転効率の高い暖房運転を用いて暖房をおこなうことができる。
【００３５】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の暖房能力若しくは運転効率のいずれか一方に基づいて、暖房能力または運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換えることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の暖房能力若しくは運転効率のいずれか一方に基づいて、暖房能力または運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換えることとしたので、暖房能力または運転効率に基づく暖房運転をおこなうことができる。
【００３７】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転の暖房能力を算定する第１の算定工程と、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転の暖房能力を算定する第２の算定工程と、を含んだことを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、第１の算定工程では蓄熱槽内の第１の伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転の暖房能力を算定し、第２の算定工程では蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転の暖房能力を算定することとしたので、各運転手段の暖房能力を効率良く算定することができる。
【００３９】
つぎの発明にかかる暖房制御方法は、上記の発明において、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて前記外気熱源暖房運転の運転効率を算定する第３の算定工程と、前記蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに前記熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいて前記カスケード暖房運転の運転効率を算定する第４の算定工程と、を含んだことを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、第３の算定工程では、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転の運転効率を算定し、第４の算定工程では、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転の運転効率を算定することとしたので、各運転の運転効率を効率良く算定することができる。
【００４１】
つぎの発明にかかる記録媒体は、上記方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記方法のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することができる。
【００４２】
つぎの発明にかかる蓄熱システムは、上記の暖房制御装置を備えたことを特徴とする。これにより、最適な自動暖房運転が可能な蓄熱システムを得ることができる。
【００４３】
つぎの発明にかかる蓄熱システムは、上記の記録媒体を備えたことを特徴とする。これにより、上記方法のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することが可能な蓄熱システムを得ることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる暖房制御装置、蓄熱システム、暖房制御方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４５】
実施の形態１．
まず最初に、本実施の形態１で用いる蓄熱システムのシステム系統について説明する。図１は、本実施の形態１で用いる蓄熱システムのシステム系統図である。同図において、１は冷温水用熱交換器１ａおよびブライン用熱交換器１ｂを備える熱源機、２は温水を蓄える蓄熱槽、３は負荷Ｘ側に向けて温水を流すための冷温水ポンプ、４はブラインを流すためのブラインポンプ、５は水側三方弁、６はブライン側三方弁、７は熱源機冷温水出口、８は冷温水配管、９は冷温水配管、１０は冷温水配管、１１は冷温水配管、１２は冷温水配管、１３は熱源機冷温水入口、１４は熱源機ブライン出口、１５はブライン配管、１６はブライン配管、１７はブライン配管、１８は熱源機ブライン入口、１９は蓄熱槽温度センサ、２０は供給水温センサ、２１は熱源機ブライン入口温度センサ、２２は熱源機ブライン出口温度センサ、２３は熱源機冷温水出口温度センサ、１００は暖房制御装置である。
【００４６】
この蓄熱システムは、蓄熱槽温水暖房運転、カスケード暖房運転または外気熱源暖房運転によって、適宜負荷Ｘ側に温水を送水して、負荷Ｘ側の暖房をおこなうよう構成されている。夜間、熱源機１が運転し、蓄熱槽２に温水を蓄える。蓄えられた温水は空調時間帯に冷温水ポンプ３によって、冷温水配管１０、水側三方弁５、冷温水配管１１を通り直接負荷Ｘ側へ送水される。
【００４７】
ここで、蓄熱槽２の温度が供給水温以下になると、カスケード暖房をおこなう。熱源機ブライン出口１４から出たブラインを蓄熱槽２の温水によって昇温して、熱源機ブライン入口１８に戻し、熱源機１ではブライン用熱交換器１ｂから冷温水用熱交換器１ａ側に熱を与えて、負荷Ｘ側から流れてくる水を昇温して温水を作る。
【００４８】
このとき、熱源機ブライン入口１８の温度が高くなりすぎないようにするため、ブライン側三方弁６によりブライン配管１６を通る温度の低いブラインとブライン配管１７を通る温度の高いブラインを混合させ熱源機ブライン入口１８のブライン温度を調節する。また、熱源機１でカスケード暖房により作られた温水は、熱源機冷温水出口７、冷温水配管８、水側三方弁５、冷温水ポンプ３、冷温水配管１１を通り負荷Ｘ側へ供給される。また、外気温度、蓄熱槽温度に基づいてその環境におけるカスケード暖房運転の能力と外気熱源暖房運転の能力を比較し、加熱能力の高い方の運転方式に切り換える。
【００４９】
このように、かかる蓄熱システムでは、蓄熱槽温水暖房運転、カスケード暖房運転および外気熱源暖房運転を併用するとともに、この暖房運転の切り換えを暖房制御装置１００で最適におこなえるよう構成しており、具体的には、外気温度、蓄熱槽内水温および現地負荷状況などにより変化する暖房能力または運転効率に応じて、蓄熱槽温水暖房運転、外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転のいずれが最適かを判断して切換制御をおこなっている。
【００５０】
つぎに、図１に示した暖房制御装置１００のハードウエア構成について説明する。図２は、図１に示した暖房制御装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図２において、暖房制御装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２およびＲＡＭ１０３を備え、蓄熱槽温度センサ１９、供給水温センサ２０、熱源機ブライン入口温度センサ２１、熱源機ブライン出口温度センサ２２、熱源機冷温水出口温度センサ２３および外気温度センサ２４の各センサのセンサ値（温度）を検知する。
【００５１】
そして、ＲＯＭ１０２またはＲＡＭ１０３に格納されるプログラムをＣＰＵ１０１が実行することにより、各センサ値に基づいて熱源機１、冷温水ポンプ３、ブラインポンプ４、水側三方弁５およびブライン側三方弁６の動作を制御する。
【００５２】
つぎに、図１に示した暖房制御装置１００によるカスケード暖房能力および外気熱源暖房能力の算定要領について説明する。この暖房制御装置１００では、一定時間ごとに外気温度、槽内温度をサンプリングし、次式の算定式に基づいてカスケード暖房能力（ＱＨ１）および外気熱源暖房能力（ＱＨ２）を算定する。
【００５３】
具体的には、ブライン出口温度をＴｂ（℃）とし、温水出口温度をＴｗ（℃）とし、外気温度をＴａ（℃）とすると、
【００５４】
0004327334.tif 000002
の算定式からカスケード暖房能力（ＱＨ１）および外気熱源暖房能力（ＱＨ２）を算定することになる。ただし、A11、B11、C11、A12、B12、C12、A13、B13、C13、A21、B21、C21、A22、B22、C22、A23、B23、C23は、所定の係数である。
【００５５】
つぎに、図１に示した暖房制御装置１００の暖房運転制御について説明する。図３は、図１に示した暖房制御装置１００の空調時間帯での暖房運転制御手順を示すフローチャートである。なお、この空調時間帯では、蓄熱槽温水暖房運転が行われているものとし、夜間に、熱源機１を運転して蓄熱槽２に蓄えた温水を温水ポンプ３によって、冷温水配管１０と水側三方弁５と冷温水配管１１とを通して直接負荷Ｘ側へ送水させているものとする。
【００５６】
同図に示すように、ＣＰＵ１０１は、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも低い場合には（ステップＳ３０１否定）、現在の槽内温度によるカスケード暖房能力を計算し（ステップＳ３０２）、続いて現在の外気温度による外気熱源暖房能力を計算する（ステップＳ３０３）。
【００５７】
その結果、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも小さい場合には（ステップＳ３０４否定）、外気熱源暖房運転を行い（ステップＳ３０５）、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも大きい場合には（ステップＳ３０４肯定）、カスケード暖房運転をおこなう（ステップＳ３０６）。なお、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも高い場合には（ステップＳ３０１肯定）、蓄熱槽温水暖房運転をおこなう（ステップＳ３０７）。
【００５８】
つぎに、図３のステップＳ３０７に示した蓄熱槽温水暖房の処理手順について説明する。図４は、図３のステップＳ３０７に示した蓄熱槽温水暖房の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、蓄熱槽温水暖房をおこなう場合には、まず水側三方弁５を全開し（ステップＳ４０１）、ブライン側三方弁６を全閉する（ステップＳ４０２）。
【００５９】
その後、熱源機１に外気熱源暖房運転と同様に外気熱源を利用した運転（ステップＳ４０３）を行わせる。なお、水側三方弁５を全開としたのは蓄熱槽２の温水を負荷Ｘ側へ供給するためであり、ブライン側三方弁６を全閉としたのはブラインを循環させないためである。また、熱負荷Ｘ側を暖房するのに蓄熱槽２の温水の熱だけでは足りない場合は、熱源機１も外気熱源暖房にて追いかけ運転をおこなうようにしたため、特に、立ち上がり時のように熱負荷Ｘが低温で負荷が大きい場合にも対応することができる。
【００６０】
つぎに、図３のステップＳ３０６に示したカスケード暖房運転の処理手順について説明する。図５は、図３のステップＳ３０６に示したカスケード暖房運転の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、かかるカスケード暖房運転をおこなう場合には、まず水側三方弁５を全閉した後（ステップＳ５０１）、熱源機ブライン入口温度センサ２１の感知する温度が設定した供給水設定温度になるようにブライン側三方弁６を制御する（ステップＳ５０２）。その後、熱源機１に蓄熱槽２の温水を熱源とした暖房運転を行わせる（ステップＳ５０３）。
【００６１】
カスケード暖房運転が選択される場合は、蓄熱槽２内の水温は供給水温よりも低いため、水側三方弁５を全閉として蓄熱槽２に温水を通さずに負荷Ｘ側へ直接供給する。したがって、蓄熱槽２の温水はブラインに熱を伝達させて熱源として利用することになる。また、ブライン温度は、蓄熱槽温度により変化するため、ブライン側三方弁６によりブライン配管１７のブラインとブライン配管１６のブラインを混合させて熱源機ブライン入口１８の温度を調節する。
【００６２】
つぎに、図３のステップＳ３０５に示した外気熱源暖房運転の処理手順について説明する。図６は、図３のステップＳ３０５に示した外気熱源暖房運転の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、かかる外気熱源暖房運転をおこなう場合には、まず水側三方弁５を全閉し（ステップＳ６０１）、ブライン側三方弁６を全閉した後（ステップＳ６０２）、熱源機１に外気熱源暖房運転をおこなわせる（ステップＳ６０３）。
【００６３】
なお、水側三方弁５を全閉としたのは、蓄熱槽２の槽内水温は供給温度以下なので蓄熱槽２を通さずに熱負荷Ｘ側へ温水を供給することにより安定した温度で温水を供給するためである。また、ブライン側三方弁６を全閉としたのはブラインを循環させないためである。
【００６４】
上述してきたように、この実施の形態１では、周囲環境、負荷状況に応じた暖房能力によって最適制御を行って、外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなうよう構成したので、蓄熱槽の使用できる温度帯が広がり、従来の運転方法に比べ日量加熱能力の向上を図ることが可能となる。また、外気熱源暖房運転よりも瞬時暖房能力が高いカスケード暖房運転を選択して切り換えることができるようになるので、人手を介さずに瞬時暖房能力を増量することも可能となる。
【００６５】
実施の形態２．
ところで、上記実施の形態１では、暖房能力の大小によりカスケード暖房運転と外気熱源暖房運転を切り換えることとしたが、運転効率ηにより二つの運転方式を切り換えることもできる。そこで、本実施の形態２では、運転効率ηにより二つの運転方式を切り換える場合を示すこととする。なお、蓄熱システムのシステム系統並びに暖房制御装置１００のハードウエアは図１および図２に示すものと同様になるので、ここではその説明を省略する。
【００６６】
まず、図１に示した暖房制御装置１００によるカスケード暖房の運転効率（η１）および外気熱源暖房の運転効率（η２）の算定要領について説明する。ブライン出口温度をＴｂ（℃）とし、温水出口温度をＴｗ（℃）とし、外気温度をＴａ（℃）とし、カスケード暖房消費電力をＰ１（kW）とし、外気熱源暖房消費電力をＰ２（kW）とすると、
【００６７】
0004327334.tif 000003
の算定式からカスケード暖房の運転効率（η１）および外気熱源暖房の運転効率（η２）を算定することができる。ただし、A31、B31、C31、A32、B32、C32、A33、B33、C33、A41、B41、C41、A42、B42、C42、A43、B43、C43は、所定の係数である。
【００６８】
つぎに、本実施の形態２にかかる暖房制御装置１００の暖房運転制御について説明する。図７は、本実施の形態２にかかる暖房制御装置１００の空調時間帯での暖房運転制御手順を示すフローチャートである。なお、この空調時間帯では、蓄熱槽温水暖房運転が行われているものとする。同図に示すように、ＣＰＵ１０１は、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも低い場合には（ステップＳ７０１否定）、現在の槽内温度によるカスケード暖房の運転効率を計算し（ステップＳ７０２）、続いて現在の外気温度による外気熱源暖房の運転効率を計算する（ステップＳ７０３）。
【００６９】
その結果、カスケード暖房の運転効率が外気熱源暖房の運転効率よりも小さい場合には（ステップＳ７０４否定）、外気熱源暖房運転を行い（ステップＳ７０５）、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも大きい場合には（ステップＳ７０４肯定）、カスケード暖房運転をおこなう（ステップＳ７０６）。また、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも高い場合には（ステップＳ７０１肯定）、蓄熱槽温水暖房運転をおこなう（ステップＳ７０７）。なお、蓄熱槽温水暖房運転、カスケード暖房および外気熱源暖房運転の処理手順は、それぞれ図４〜図６に示すものと同様である。
【００７０】
上述してきたように、この実施の形態２では、周囲環境・負荷状況に応じた運転効率によって最適制御を行って、外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなうよう構成したので、蓄熱槽の使用できる温度帯が広がり、従来の運転方法に比べ運転効率の向上を図ることが可能となる。
【００７１】
実施の形態３．
ところで、上記実施の形態１では、暖房能力に基づいて外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこない、実施の形態２では、運転効率に基づいて外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなうこととしたが、これらの暖房能力および運転効率を組み合わせて外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなうこともできる。
【００７２】
そこで、この実施の形態３では、暖房能力および運転効率を組み合わせて外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなう場合について説明する。なお、蓄熱システムのシステム系統並びに暖房制御装置１００のハードウエアは図１および図２に示すものと同様になるので、ここではその説明を省略する。
【００７３】
図８は、本実施の形態３にかかる暖房制御装置１００の空調時間帯での暖房運転制御手順を示すフローチャートである。なお、この空調時間帯では、蓄熱槽温水暖房運転が行われているものとする。同図に示すように、ＣＰＵ１０１は、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも低い場合には（ステップＳ８０１否定）、暖房能力優先か運転効率優先かを判断して能力優先の場合には（ステップＳ８０２，能力優先）、現在の槽内温度によるカスケード暖房能力を計算し（ステップＳ８０３）、続いて現在の外気温度による外気熱源暖房能力を計算する（ステップＳ８０４）。
【００７４】
そして、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも小さい場合には（ステップＳ８０５否定）、外気熱源暖房運転を行い（ステップＳ８０８）、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも大きい場合には（ステップＳ８０５肯定）、カスケード暖房運転をおこなう（ステップＳ８０９）。また、暖房能力優先か運転効率優先かを判断して運転効率優先の場合には（ステップＳ８０２，運転効率優先）、現在の槽内温度によるカスケード暖房運転効率を計算し（ステップＳ８０６）、続いて現在の外気温度による外気熱源暖房運転効率を計算する（ステップＳ８０７）。
【００７５】
そして、カスケード暖房運転効率が外気熱源暖房運転効率よりも小さい場合には（ステップＳ８０７否定）、外気熱源暖房運転を行い（ステップＳ８０８）、カスケード暖房運転効率が外気熱源暖房運転効率よりも大きい場合には（ステップＳ８０７肯定）、カスケード暖房運転をおこなう（ステップＳ８０９）。なお、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも高い場合には（ステップＳ８０１肯定）、蓄熱槽温水暖房運転をおこなう（ステップＳ８１０）。
【００７６】
上述してきたように、この実施の形態３によれば、周囲環境・負荷状況に応じた暖房能力または運転効率によって最適制御を行って、外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなうようにしたことで、蓄熱槽の使用できる温度帯が広がるため、従来の運転方法に比べ運転効率の向上を図ることが可能になる。
【００７７】
なお、上記実施の形態１〜３では、カスケード暖房と外気熱源暖房の暖房能力または運転効率を比較した後に、いずれかの暖房運転をおこなうこととしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、槽内温度が供給水温未満と判断した時点で直ちに暖房運転を開始するよう構成することもできる。
【００７８】
たとえば、暖房能力によって外気熱源暖房運転とカスケード暖房運転との切り換えをおこなう場合には、図９に示すように、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも低い場合には（ステップＳ９０１否定）、カスケード暖房運転を開始し（ステップＳ９０２）、現在の槽内温度によるカスケード暖房能力を計算し（ステップＳ９０３）、続いて現在の外気温度による外気熱源暖房能力を計算する（ステップＳ９０４）。
【００７９】
そして、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも小さい場合には（ステップＳ９０５否定）、カスケード暖房運転を停止して外気熱源暖房運転を行い（ステップＳ９０６）、カスケード暖房能力が外気熱源暖房能力よりも大きい場合には（ステップＳ９０５否定）、カスケード暖房運転を続行する（ステップＳ９０７）。なお、蓄熱槽２の温水の温度（槽内温度）が供給水温よりも高い場合には（ステップＳ９０１肯定）、蓄熱槽温水暖房運転をおこなうことになる（ステップＳ９０８）。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転手段およびカスケード暖房運転手段の特性に基づいて、制御手段が外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御するよう構成したので、効率良く外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え、もって外気温度、蓄熱槽内水温または現地負荷状況に柔軟に対応することが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８１】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、直接暖房運転手段に切り換え制御するよう構成したので、蓄熱槽内の温度を有効利用することが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８２】
つぎの発明によれば、外気熱源暖房運転手段の暖房能力およびカスケード暖房運転手段の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御するよう構成したので、より暖房能力の高い暖房運転手段を用いて暖房をおこなうことが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明によれば、外気熱源暖房運転手段の運転効率およびカスケード暖房運転手段の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段に切り換え制御するよう構成したので、より運転効率の高い暖房運転手段を用いて暖房をおこなうことが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８４】
つぎの発明によれば、暖房能力に基づいて切り換えをおこなう第１の切換手段若しくは運転効率に基づいて切り換えをおこなう第２の切換手段のいずれか一方を選択するよう構成したので、暖房能力または運転効率に基づく暖房運転をおこなうことが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転手段の暖房能力を算定し、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転手段の暖房能力を算定するよう構成したので、各運転手段の暖房能力を効率良く算定することが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転手段の運転効率を算定し、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転手段の運転効率を算定するよう構成したので、各運転手段の運転効率を効率良く算定することが可能な暖房制御装置が得られるという効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の特性に基づいて、外気熱源暖房運転手段またはカスケード暖房運転手段を切り換え制御するよう構成したので、効率良く外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転を切り換え、もって外気温度、蓄熱槽内水温または現地負荷状況に柔軟に対応することが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００８８】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度が所定の温度以上である場合には、直接暖房運転に切り換え制御するよう構成したので、蓄熱槽内の温度を有効利用することが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明によれば、外気熱源暖房運転の暖房能力およびカスケード暖房運転の暖房能力を比較して、暖房能力のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御するよう構成したので、より暖房能力の高い暖房運転を用いて暖房をおこなうことが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明によれば、外気熱源暖房運転の運転効率およびカスケード暖房運転の運転効率を比較して、運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換え制御するよう構成したので、より運転効率の高い暖房運転を用いて暖房をおこなうことが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明によれば、外気熱源暖房運転およびカスケード暖房運転の暖房能力若しくは運転効率のいずれか一方に基づいて、暖房能力または運転効率のより高い外気熱源暖房運転またはカスケード暖房運転に切り換えるよう構成したので、暖房能力または運転効率に基づく暖房運転をおこなうことが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転の暖房能力を算定し、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転の暖房能力を算定するよう構成したので、各運転手段の暖房能力を効率良く算定することが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００９３】
つぎの発明によれば、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに外気温度に基づいて外気熱源暖房運転の運転効率を算定し、蓄熱槽内の第１の熱伝達媒体の温度並びに熱交換器から出力される第２の熱伝達媒体の温度に基づいてカスケード暖房運転の運転効率を算定するよう構成したので、各運転の運転効率を効率良く算定することが可能な暖房制御方法が得られるという効果を奏する。
【００９４】
つぎの発明によれば、上記方法のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記方法のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することが可能な記録媒体が得られるという効果を奏する。
【００９５】
つぎの発明によれば、上記の暖房制御装置を備える構成としたので、最適な自動暖房運転をおこなうことが可能な蓄熱システムが得られるという効果を奏する。
【００９６】
つぎの発明によれば、上記の記録媒体を備える構成としたので、これにより、上記方法のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することが可能な蓄熱システムが得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態１で用いる蓄熱システムの構成を示すシステム系統図である。
【図２】  図１に示した暖房制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】  実施の形態１にかかる暖房運転制御手順を示すフローチャートである。
【図４】  蓄熱槽温水暖房運転の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】  カスケード暖房運転の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】  外気熱源暖房運転の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】  実施の形態２にかかる暖房運転制御手順を示すフローチャートである。
【図８】  実施の形態３にかかる暖房運転制御手順を示すフローチャートである。
【図９】  暖房運転制御手順の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】  カスケード暖房運転と外気熱源暖房運転の暖房能力を説明するための図である。
【符号の説明】
１  熱源機、２  蓄熱槽、３  冷温水ポンプ、４  ブラインポンプ、５  水側三方弁、６  ブライン側三方弁、７  熱源機冷温水出口、８  冷温水配管、９  冷温水配管、１０  冷温水配管、１１  冷温水配管、１２  冷温水配管、１３  熱源機冷温水入口、１４  熱源機ブライン出口、１５  ブライン配管、１６  ブライン配管、１７  ブライン配管、１８  熱源機ブライン入口、１９  蓄熱槽温度センサ、２０  供給水温センサ、２１  熱源機ブライン入口温度センサ、２２熱源機ブライン出口温度センサ、２３熱源機冷温水出口温度センサ。
【図１】
0004327334.tif 000004
【図２】
0004327334.tif 000005
【図３】
0004327334.tif 000006
【図４】
0004327334.tif 000007
【図５】
0004327334.tif 000008
【図６】
0004327334.tif 000009
【図７】
0004327334.tif 000010
【図８】
0004327334.tif 000011
【図９】
0004327334.tif 000012
【図１０】
0004327334.tif 000013