JP2001099467A

JP2001099467A - 蓄熱装置の制御装置

Info

Publication number: JP2001099467A
Application number: JP27814399A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Tsuji; 勝也辻
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷予測用教師データとしての日量熱負荷量
の演算及び蓄熱量の把握のために蓄熱槽水位センサを使
用していた、このため、水位センサ自身の故障、水位調
整不良及び水位異常によるセンサ異常が発生する問題が
あった。【解決手段】この発明に係る蓄熱装置の制御装置は、
過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度及び当該
日の運転開始・終了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶する手
段と、当日の平均外気温度を予測する手段と、当日の運
転開始時の氷蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運転終
了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する手段と、各手段
から得られる数値から各熱源機の合計能力を持つ熱源機
の所要運転時間を算出する手段と、算出した所要運転時
間を熱源機番号順に各熱源機の能力比で最大運転時間ず
つ分配する手段とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱媒体の蓄熱
により所定時間帯に空調動作し、空調負荷の状況に応じ
て熱源機を運転する蓄熱装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、特開平７−１３３９４５号公
報に示された従来の蓄熱装置の回路図である。図におい
て、１は空冷チラー、２は蓄熱槽、３はブライン/水熱
交換器、４はブラインポンプ、５は冷水温度制御用の二
方弁、６は製氷熱交器、７は氷蓄熱ユニット全体を制御
する制御装置、８は冷水管路、９はブライン管路であ
る。

【０００３】また、１０は外気温度測定器、１１は冷水
の出口温度を測定する第一冷水温度測定器、１２は冷水
の入口温度を測定する第二冷水温度測定器、１３は蓄熱
槽内２内温度及び水位を測定する第一蓄熱槽センサ、１
４は蓄熱槽２内温度及び水位を測定する第二蓄熱槽セン
サ、１５は氷蓄熱ユニットによって構成された蓄熱装置
である。

【０００４】なお、外気温度測定器１０、第一冷水温度
測定器１１、第二冷水温度測定器１２、第一蓄熱槽セン
サ１３、及び第二蓄熱槽センサ１４の出力が制御装置７
に入力される。また、これらの入力値に基づいて負荷予
測を行うニューロ制御機能が制御装置７に設けられてい
る。

【０００５】次に、従来技術の動作について説明する。
通常の氷蓄熱ユニットと同様に一日の８時から１８時を
空調時間帯とし、２２時から翌日８時までが蓄熱時間帯
として設定される。そして、空調時間帯の前の０時〜８
時の最低気温から教師データを用い、ニューロ手法によ
り当日の熱負荷量を８時に予測する。また、ピークカッ
ト時間帯を１３時から１５時と考えて、その間のチラー
の運転を行わないとして全負荷量をカバーするようにチ
ラーの運転時間を決める。

【０００６】このときに、チラーの稼動時間＝｛〔（日量負荷予測量）×０．
８〕−（蓄熱量）｝／（チラー冷却能力）運転開始時刻＝空調開始時刻として設定される。

【０００７】また、過去の熱源機器の運転実績と気象デ
ータに基づいて、ある期間に消費される供給流量を予測
し運転データを決め、監視し運転・停止を実行する技術
が特開平９−２４３１３４号公報に開示されている。

【０００８】さらにまた、曜日モード、季節、および時
間帯に応じた過去の供給熱量実績値を用いて、所定の期
間（例えば先２４時間）に消費される供給熱量を予測
し、この供給熱量予測値と類似した過去の実績値から類
似日を設定し、選定された類似日の運転実績値に追従す
るように、類似日と当日の蓄熱量の差、類似日の供給熱
量実績値と当日の供給熱量予測値との差、および類似日
の熱源機の運転実績値から、当日の運転補正時間を演算
し、運転スケジュールの設定を支援する技術が特開平７
−１１０１４７号公報に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の蓄
熱装置においては、蓄熱槽2内水位から各時刻の蓄熱量
を演算して、これらの蓄熱量と空冷チラー１の冷却能力
とから各時刻の熱負荷を演算し、さらにこれらの熱負荷
を積算して日量熱負荷量を算出する。このため、負荷予
測用教師データとしての日量熱負荷量の演算及び蓄熱量
の把握のために高価な第二蓄熱槽センサ１４の水位セン
サを使用していたが、水位センサ自身の故障、水位調整
不良及び水位異常によるセンサ異常が発生するという問
題があった。

【００１０】また、従来の蓄熱装置の制御装置は氷蓄熱
槽と一体で設計された熱源機のみを制御する方式であっ
たので、氷蓄熱装置と吸収式冷温水機、空冷ヒートポン
プチラー等の複数の機器を組み合わせた構成の熱源シス
テムの運転制御に対しては、別にシステム制御用の制御
装置を設置しなければならず空調システム全体が割高に
なってしまうという問題があった。

【００１１】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたもので、蓄熱槽の水位センサなしに負荷予測
用教師データ用の日量熱負荷量が算出でき、さらに蓄熱
量が把握できる蓄熱装置及びその制御装置を得ることを
目的とする。

【００１２】また、複数の機器を組み合わせた構成の熱
源システムの運転制御に対応できる蓄熱装置の制御装置
を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱装置
の制御装置は、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外
気温度及び当該日の運転開始・終了時の氷蓄熱槽出口温
度を記憶する手段と、当日の平均外気温度を予測する手
段と、当日の運転開始時の氷蓄熱槽出口温度を検出する
手段と、運転終了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する
手段と、各手段から得られる数値から各熱源機の合計能
力を持つ熱源機の所要運転時間を算出する手段と、算出
した前記所要運転時間を熱源機番号順に各熱源機の能力
比で最大運転時間ずつ分配する手段とを備えたものであ
る。

【００１４】また、この発明に係る蓄熱装置の制御装置
は、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度及び
当該日の運転開始・終了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶す
る手段と、当日の平均外気温度を予測する手段と、当日
の運転開始時の氷蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運
転終了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する手段と、各
手段から得られる数値から各熱源機の合計能力を持つ熱
源機の所要運転時間を算出する手段と、算出した各熱源
機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時間を、熱源機の
積算運転時間の少ない順に各熱源機の能力比で最大運転
時間ずつ分配する手段を備えたものである。

【００１５】また、この発明に係る蓄熱装置の制御装置
は、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度及び
当該日の運転開始・終了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶す
る手段と、当日の平均外気温度を予測する手段と、当日
の運転開始時の氷蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運
転終了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する手段と、各
手段から得られる数値から各熱源機の合計能力を持つ熱
源機の所要運転時間を算出する手段と、算出した各熱源
機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時間を、熱源機の
能率の良い順に各熱源機の能力比で最大運転時間ずつ分
配する手段を備えたものである。

【００１６】また、この発明に係る蓄熱装置の制御装置
は、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度及び
当該日の運転開始・終了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶す
る手段と、当日の平均外気温度を予測する手段と、当日
の運転開始時の氷蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運
転終了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する手段と、各
手段から得られる数値から各熱源機の合計能力を持つ熱
源機の所要運転時間を算出する手段と、算出した各熱源
機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時間を、各熱源機
に均等に分配する手段を備えたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を説明する。図１は実施の形態１の蓄熱装
置を示す冷媒回路図である。図において、１６は氷蓄熱
ユニットからなる蓄熱装置、１７は蓄熱装置及び熱負荷
へ冷温熱を供給する熱源機、１８は熱源機１７に内蔵さ
れブラインを冷却するブライン側熱交換器、１９は熱源
機１７に内蔵され冷温水を作る水側熱交換器、２０は圧
縮機、２１は氷蓄熱槽からなる蓄熱槽、２２は蓄熱槽２
１からの戻りブラインを各ブライン側熱交換器１８へ送
るブラインポンプ、２３は空調機、２４は冷温水を空調
機２３へ供給する負荷側ポンプ、２５は三方弁、２６は
水からなる蓄熱媒体、２７はブライン側熱交換器１８と
蓄熱槽２１の間に接続されてブライン回路を構成するブ
ライン管路である。

【００１８】２８は各ブライン側熱交換器から蓄熱槽２
１へ供給するブラインを合流させる送りヘッダ、２９は
蓄熱槽２１から各ブライン側熱交換器１８へ環流するブ
ラインを分配する戻りヘッダ、３０は水側熱交換器１９
と空調機２３の間に設けられた第一水管路、３１は水用
熱交換器１９と三方弁２５の間に設けられた第二水管
路、３２は各水側熱交換器から空調機２３へ供給する冷
温水を合流させる送りヘッダ、３３は空調機から各水側
熱交換器へ還流する冷温水を分配配する戻りヘッダ、３
４は送りヘッダ３２と三方弁２５の第二口の間に設けら
れた第三水管路、３５は第三水管路３４の途中と蓄熱槽
２１の間に設けられた第四水管路、３６は蓄熱槽２１の
出口と三方弁２５の第一口の間に設けられた第五水管
路、３７は蓄熱槽２１の出口に設けられ蓄熱槽出口温度
を測定する水温センサ、３８は三方弁２５の第三口と空
調機２４の間に設けられた第六水管路、３９は第六水管
路の途中に設けられ空調機へ供給する冷温水温度を測定
する水温センサ、４０は蓄熱装置１６に設けられた外気
温度センサ、４１は蓄熱装置１６の運転を制御する制御
装置である。

【００１９】上記のように構成された蓄熱装置におい
て、冷房蓄熱時に熱源機１７が発生する冷熱をブライン
ポンプ２２を運転して蓄熱槽２１へ供給し蓄熱媒体２６
を凍結させる。また、暖房蓄熱時に熱源機１７が発生す
る温熱を冷温水ポンプ２４を運転して蓄熱媒体２６を暖
める。そして、蓄熱槽２１に蓄えられた冷熱または温熱
が、蓄熱媒体２６を第六水管路３８及び冷温水ポンプ２
４を介して空調機２３へ供給されて冷房作用または暖房
作用を発生する。そして、空調機２３で冷房作用または
暖房作用を発生して還流する蓄熱媒体２６は、水側熱交
換器１９を経て一部が蓄熱槽２１へ、残りが三方弁２５
を経て蓄熱槽２１から供給される蓄熱媒体２６と合流し
て再び空調機２３へ供給される。

【００２０】このときに、熱源機１７を運転して水側熱
交換器１９で還流した蓄熱媒体２６を適宜に冷却または
加熱することによって、空調終了時点で蓄熱量が零にな
るようにする。尚、熱源機１７を複数台設けるのは、部
分負荷時の低効率運転を避け、故障によるリスクを分散
させるためである。

【００２１】次に、制御装置４１の動作を図２を基に説
明する。図２は制御装置のブロック図である。図におい
て、４２は過去の参照日の熱源機運転時間実績値（蓄熱
／空調時間帯別）、平均外気温度（蓄熱／空調時間帯
別）、運転開始/終了時の蓄熱槽出口温度を記憶する手
段で、これら過去の参照日の熱源機運転時間実績値（蓄
熱／空調時間帯別）、平均外気温度（蓄熱／空調時間帯
別）、運転開始/終了時の蓄熱槽出口温度の値が当日の
熱源機運転時間計画値のベースとなる。尚、参照日と
は、間近の同種日を基本とし、祝日でない月曜日から金
曜日の平日、祝日でない土曜日、日曜日及び祝日に分類
する。

【００２２】４３は外気温度センサ４０の検出信号を１
時間毎に記憶する手段、４４はこの外気温度センサ４０
の検出信号を１時間毎に記憶する手段４３で記憶した外
気温度を基に当日の平均外気温度（蓄熱／空調時間帯
別）を予測する手段、４５は当日の運転開始時の蓄熱槽
出口温度を記憶する手段、４６は当日の運転終了時の蓄
熱槽出口目標温度を設定する手段、４７は前記過去の参
照日の熱源機運転時間実績値（蓄熱／空調時間帯別）、
平均外気温度（蓄熱／空調時間帯別）、運転開始/終了
時の蓄熱槽出口温度を記憶する手段４２、外気温度セン
サ４０の検出信号を１時間毎に記憶する手段４３で記憶
した外気温度を基に当日の平均外気温度（蓄熱／空調時
間帯別）を予測する手段４４、当日の運転開始時の蓄熱
槽出口温度を記憶する手段４５及び当日の運転終了時の
蓄熱槽出口目標温度を設定する手段４６から得られる数
値を基に当日の熱源機所要運転時間を算出する手段、

【００２３】４８は前記過去の参照日の熱源機運転時間
実績値（蓄熱／空調時間帯別）、平均外気温度（蓄熱／
空調時間帯別）、運転開始/終了時の蓄熱槽出口温度を
記憶する手段４２、外気温度センサ４０の検出信号を１
時間毎に記憶する手段４３で記憶した外気温度を基に当
日の平均外気温度（蓄熱／空調時間帯別）を予測する手
段４４、当日の運転開始時の蓄熱槽出口温度を記憶する
手段４５及び当日の運転終了時の蓄熱槽出口目標温度を
設定する手段４６から得られる数値を基に当日の熱源機
所要運転時間を算出する手段４７にて算出した、当日の
熱源機所要運転時間を各熱源機に分配する手段、４９は
分配された各熱源機の運転時間計画値を基に各熱源機に
運転指令を与える手段である。

【００２４】次に、蓄熱装置における当日の熱源機所要
運転時間を算出する方法を図３に示したフローチャート
を基に説明する。図３は当日の熱源機所要運転時間を算
出するフローチャートである。図において、ステップ５
１で現在時刻が蓄熱運転開始時刻（２２時）かを判定
し、開始時刻であればステップ５２で当日（翌日）の曜
日判定を行う。この蓄熱運転開始時刻時刻を運転開始時
刻とし、運転終了時刻は運転開始時刻から１日（２４時
間）経過時の時刻とする。ステップ５３で前記ステップ
５２で判定した当日（翌日）の曜日から参照日（平日／
土曜／日曜）を判定する。ステップ５４で当日の運転開
始時の蓄熱槽出口温度Ｔｓｔｔ（０）を検出し、制御装
置４１のメモリに記憶する。ステップ５５で参照日の蓄
熱時間帯の熱源機運転時間実績値Xｎｒ及び空調時間帯
の熱源機運転時間実績値Xｄｒをメモリから読み出す。

【００２５】ステップ５６で運転開始時蓄熱槽出口温度
Tｓｔｒ（０）及び運転終了時蓄熱槽出口温度Ｔｓｔｒ
（２４）をメモリから読み出す。ステップ５７で参照日
の蓄熱時間帯平均外気温度Ｔａｎｒ及び空調時間帯平均
外気温度Tａｄｒをメモリから読み出す。ステップ５８
で蓄熱時間帯平均外気温度Tａｎｔ及び空調時間帯平均
外気温度Tａｄｔを予測する。ステップ５９で蓄熱時間
帯の平均外気温度Tａｎｔにおける熱源機の合計能力Ｑ
Ｒｎｔ及び空調時間帯の平均外気温度Tａｄｔにおける
熱源機の合計能力ＱＲｄｔを算出する。

【００２６】ステップ６０で参照日の蓄熱時間帯の熱源
機運転時間Ｘｎｒが夜間運転最大時間Ｘｎｍａｘと等し
いか否かを判定する。これはなるべく昼間の空調運転時
間を減らして、夜間に運転時間をシフトするためであ
る。

【００２７】蓄熱時間帯の熱源機運転時間Ｘｎｒが夜間
運転最大時間Ｘｎｍａｘと等しければ、 ΔＸｎ：参照日との蓄熱槽出口水温差に対する補正分＋
蓄熱時間帯における参照日との外気温度差に伴う熱源機
能力差に対する補正分。 ΔＸｄ：参照日との蓄熱槽出口水温差に対する補正分＋
空調時間帯における参照日との外気温度差に伴う熱源機
能力差に対する補正分。とすると、当日の蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｎ
ｔ［時間］、及び空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄ
ｔ［時間］は、Ｘｎｔ＝Ｘｎｒ＋ΔＸｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）Ｘｄｔ＝Ｘｄｒ＋ΔＸｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）で与えられるから、ステップ６１でΔＸｎを０［時間］
として、ΔＸｄを算出する。 ΔＸｄ=（ρ・ｃ・Ｗ・ＤＴ＋ｅ・ΔTａｎ・Xｎｒ＋ｃ・ΔTａｄ・Xｄｒ＋ａ・ΔT ａｄ）／ＱＲｄｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）

【００２８】ここで、添え字、ｔ：当日（予測値、計画
値）、ｒ：参照日（実績値） ρ・ｃ・W：蓄熱槽内水（および槽自身）の熱容量［Ｍｃａｌ／℃］ＤＴ=｛Ｔｓｔｒ（２４）−Ｔｓｔｔ（２４）｝−｛Ｔｓｔｒ（０）−Ｔｓｔｔ（０）｝・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）Ｔｓｔｔ（２４）：運転終了時の蓄熱槽出口目標温度Δ
Ｔａｎ＝Ｔａｎｔ−Ｔａｎｒ：蓄熱時間帯平均気温の当
日予測値と参照日実績値との差・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５） ΔＴａｄ＝Ｔａｄｔ−Ｔａｄｒ：空調時間帯平均気温の
当日予測値と参照日実績値との差・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）ＱＲｎ=−ｅ・Ｔａｎ＋ｆ・・・・・・・・・・・・・・・・（７）ＱＲｄ=−c・Ｔａｄ＋ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）ＱＲｎ：蓄熱時間帯蓄熱運転時の平均気温Ｔａｎにおけ
る熱源機合計能力［Ｍｃａｌ／ｈ］ＱＲｄ：空調時間帯空調運転時の平均気温Ｔａｄにおけ
る熱源機合計能力［Ｍｃａｌ／ｈ］である。

【００２９】式（３）の右辺は、それぞれ、分子第１項（ρ・ｃ・W・ＤＴ）：蓄熱槽出口温度差から
求められる１日運転前後の残蓄熱量差の参照日と当日の
差［Ｍｃａｌ］分子第２項（ｅ・ΔＴａｎ・Ｘｎｒ）：蓄熱時間帯外気温
度差に伴う熱源機蓄熱時間帯能力積算値の参照日と当日
の差［Ｍｃａｌ］分子第３項（ｃ・ΔＴａｄ・Ｘｄｒ）：空調時間帯外気温
度差に伴う熱源機空調時間帯能力積算値の参照日と当日
の差［Ｍｃａｌ］分子第４項（ａ・ΔＴａｄ）：空調時間帯外気温度差に
伴う空調熱負荷積算値の参照日と当日の差［Ｍｃａｌ］分母（ＱＲｄｔ）：当日予想される熱源機空調時間帯合
計能力［Ｍｃａｌ／ｈ］に対応している。

【００３０】式（７）、（８）における係数ｃ、ｄ、
ｅ、ｆは、熱源機合計能力（蓄熱時間帯ＱＲｎ、空調時
間帯ＱＲｄ）と外気温度（蓄熱時間帯平均Ｔａｎ、空調
時間帯平均Ｔａｄ）の関係を表す係数で、熱源機の機種
ごとに予め定数または蓄熱媒体温度の関数などで設定し
ておく。

【００３１】当日の蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間Ｘ
ｎｔ、及び空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔは式
（１）、（２）より、Ｘｎｔ＝Ｘｎｒ＝Ｘｎｍａｘ［時間］・・・・・・・・・・・（９）Ｘｄｔ＝Ｘｄｔ＋ΔＸｄ［時間］・・・・・・・・・・・・（１０）となる。

【００３２】次いで、ステップ６２で、ステップ６１に
て算出した空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔが負
か否か判定する。Ｘｄｔが負の場合、ΔＸｄ＝−Ｘｄｒ
（Ｘｄｔ＝０）として、蓄熱時間帯の熱源機所要運転時
間Ｘｎｔを減らして蓄熱量を制御する必要がある。この
ときの蓄熱時間帯熱源機運転時間計画補正値ΔＸｎは

【００３３】 ΔＸｎ=（ρ・c・W・ＤＴ＋e・ΔＴａｎ・Ｘｎｒ＋c・ΔＴａｄ・Ｘｄｒ＋a・ΔＴａｄ −ＱＲｄｔ・ΔＸｄ）／ＱＲｎｔ・・・・・・・・・・（１１）から求められる。

【００３４】右辺分子の最後の項（−ＱＲｄｔ・ΔＸ
ｄ）は、当日の熱源機所要運転時間Ｘｄｔが減った分の
熱量を補正するためのものである。

【００３５】当日の蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間Ｘ
ｎｔ［時間］、及び空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘ
ｄｔ［時間］は、Ｘｎｔ＝Ｘｎｍａｘ＋ΔＸｎ［時間］・・・・・・・・・（１２）Ｘｄｔ＝０［時間］・・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）となる。

【００３６】Ｘｄｔが負でなければステップ６４でＸｄ
ｔ＜０．５［時間］か否かを判定し、Ｘｄｔ＜０．５
［時間］であればステップ６５で空調時間帯の熱源機所
要運転時間Ｘｄｔは０と見なしてＸｄｔ＝０とする。

【００３７】逆に、Ｘｄｔ≧０．５［時間］であればス
テップ６６でＸｄｔ＞Ｘｎｍａｘか否かを判定し、Ｘｄ
ｔ＞Ｘｎｍａｘであればステップ６７で空調時間帯の熱
源機所要運転時間Ｘｄｔを空調時間帯運転最大時間Ｘｄ
ｎｍａｘとする。

【００３８】一方、参照日の運転について、蓄熱時間帯
の熱源機運転時間Ｘｎｒが蓄熱時間帯運転最大時間Ｘｎ
ｍａｘ未満であれば、ステップ６８でつぎの式からΔＸ
ｎを求める。 ΔＸｎ=（ρ・c・W・ＤＴ＋e・ΔＴａｎ・Ｘｎｒ＋c・ΔＴａｄ・Ｘｄｒ＋a・ΔＴａｄ）／ＱＲｎｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１４）

【００３９】したがって、当日の蓄熱時間帯の熱源機所
要運転時間Ｘｎｔ［時間］、及び空調時間帯の熱源機所
要運転時間Ｘｄｔ［時間］は、Ｘｎｔ＝Ｘｎｒ＋ΔＸｎ［時間］・・・・・・・・・・・（１５）Ｘｄｔ＝０［時間］・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６）となる。

【００４０】次に、ステップ６９でＸｎｔ≧Ｘｎｍａｘ
か否かを判定する。Ｘｎｔ≧Ｘｎｍａｘの場合、ステッ
プ７０でＸｎｔ＝Ｘｎｍａｘとして、空調時間帯の熱源
機の運転によって蓄熱量不足を補う必要がある。このと
きの空調時間帯の熱源機運転時間計画補正値ΔＸｄは、
つぎの式から求める。 ΔＸｄ=（ρ・c・W・ＤＴ＋e・ΔＴａｎ・Ｘｎｒ＋c・ΔＴａｄ・Ｘｄｒ＋a・ΔＴａｄ− ＱＲｄｔ・ΔＸｄ）／ＱＲｎｔ・・・・・・・・・・（１７）分子の最後の項（−ＱＲｄｔ・ΔＸｄ）は、当日蓄熱時
間帯の運転時間が増えた分の熱量を補正するためのもの
である。

【００４１】したがって、当日の蓄熱時間帯の熱源機所
要運転時間Ｘｎｔ［時間］、及び空調時間帯の熱源機所
要運転時間Ｘｄｔ［時間］は、Ｘｎｔ＝Ｘｎｍａｘ［時間］・・・・・・・・・・・・・（１８）Ｘｄｔ＝ΔＸｄ［時間］・・・・・・・・・・・・・・・（１９）となる。

【００４２】次に、ステップ７１でＸｄｔ＜０．５［時
間］か否かを判定してＸｄｔ＜０．５［時間］であれば
ステップ７２で空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔ
は０と見なしてＸｄｔ＝０とする。Ｘｄｔ≧０．５
［時間］であればステップ７３でＸｄｔ＞Ｘｄｎｍａｘ
か否かを判定し、Ｘｄｔ＞Ｘｄｍａｘであればステップ
７４で空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔを空調時
間帯運転最大時間Ｘｄｍａｘとする。

【００４３】以上、当日の蓄熱時間帯の熱源機所要運転
時間Ｘｎｔ及び空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔ
を算出したら、ステップ７５で蓄熱時間帯の熱源機の運
転時間実績値Ｘｎｒ及び空調時間帯の熱源機の運転時間
実績値Ｘｄｒをリセットして処理を終了する。

【００４４】次に、上記により算出した当日の空調時間
帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔ及び蓄熱時間帯の熱源機
所要運転時間Ｘｎｔを各熱源機に分配する処理につい
て、図４に示す当日の空調時間帯の熱源機所要運転時間
を各熱源機に振り分けるフローチャート及び図５に示す
当日の蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振
り分けるフローチャートにより説明する。

【００４５】図４は空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘ
ｄｔを各熱源機番号の少ない順に分配し、各熱源機の運
転時間計画値を算出するフローチャートである。図にお
いて、ステップ７６で空調時間帯の熱源機運転時間Ｘｄ
ｔを読み込み、ステップ７７で熱源機台数Ｎは1台かの
判定を行い、1台であればステップ７８で読み込んだ熱
源機運転時間Ｘｄｔを熱源機運転時間計画値Ｘｄ１にセ
ットし終了する。熱源機台数が1台でなければ、Ｎｏ.１
熱源機から運転時間を最大運転時間ずつ順次分配するた
め、ステップ７９で変数ｋ（＝１〜Ｎ）に初期値として
１をセットする。次に、ステップ８０でＮｏ.ｋ熱源機
１台で運転した場合の所要運転時間ｈｋを蓄熱装置にお
ける当日の熱源機所要運転時間Ｘｄｔより熱源機の合計
能力ＱＲｄｔとＮｏ.ｋ熱源機能力ＱＲｄｋの比から算
出し、ステップ８１にて上記で算出したＮｏ.ｋ熱源機
運転時間ｈｋと１日の蓄熱最大運転時間Ｘｍａｘと比較
し、熱源機運転時間ｈｋが蓄熱運転時間最大値Ｘｍａｘ
以上であればステップ８２でＮｏ.ｋ熱源機運転時間Ｘ
ｄｋを蓄熱運転時間最大値Ｘｍａｘとする。

【００４６】次に、熱源機台数分の運転時間算出終了判
定のため、ステップ８３で変数ｋと熱源機台数Ｎの比較
を行い、変数ｋと熱源機台数Ｎが等しければ処理を終了
し、等しくなければステップ８４でＮｏ.ｋ熱源機の運
転時間Ｘｍａｘを能力ＱＲｄｔの熱源機の運転時間に換
算した時間（ＱＲｄｋ／ＱＲｄｔ）・Ｘｍａｘを蓄熱装
置における熱源機所要運転時間Ｘｄｔから差し引いた値
を次の熱源機番号の熱源機運転時間算出時の蓄熱装置に
おける熱源機所要運転時間Ｘｄｔとする。その後、次の
熱源機番号の熱源機について運転時間算出処理を行うた
め、ステップ８５で変数ｋに１を加えてステップ８０に
進み、処理を続ける。

【００４７】ステップ８１で熱源機運転時間ｈｋが蓄熱
運転時間最大値Ｘｍａｘ未満であれば、ステップ８６で
Ｎｏ.ｋ熱源機の運転時間Ｘｄｋをｈｋとし、ステップ
８７で変数ｋと熱源機台数Ｎの比較を行う。ステップ８
７で変数ｋと熱源機台数Ｎが等しければ処理を終了し、
等しくなければステップ８８で変数ｋに１を加えて、ス
テップ８９でＮｏ.ｋ熱源機の運転時間Ｘｄｋにゼロを
設定し、ステップ８７に進み、残りの熱源機について運
転時間ゼロ設定を行う。

【００４８】また、図５は蓄熱時間帯の熱源機所要運転
時間Ｘｎｔに関するフローチャートである。蓄熱時間帯
の熱源機運転時間計画値については夜間電力負荷を平準
化する必要がないので、蓄熱時間帯の熱源機所要運転時
間Ｘｎｔを各熱源機の熱源機運転時間計画値にそのまま
均等にセットする。

【００４９】図５において、ステップ９０で蓄熱時間帯
熱源機運転時間計画値Ｘｎｔを読み込み、Ｎｏ.１熱源
機から運転時間を均等にセットするため、ステップ９１
で変数ｋ（＝１〜Ｎ）に初期値として１をセットする。
次に、ステップ９２でＮｏ.ｋ熱源機の運転時間Ｘｎｋ
にＸｎｔをセットし、ステップ９３で変数ｋと熱源機台
数Ｎの比較を行う。ステップ９３で変数ｋと熱源機台数
Ｎが等しければ処理を終了し、等しくなければステップ
９４で変数ｋに１を加えて、ステップ９２に進み、残り
の熱源機の熱源機運転時間計画値について蓄熱時間帯の
熱源機所要運転時間Ｘｎｔをセットする。

【００５０】以上のように、蓄熱装置における当日の熱
源機所要運転時間を算出してこれを各熱源機の能力比で
熱源機番号の少ない順に従って各熱源機に最大運転時間
ずつ分配を行い、各熱源機の運転時間を算出することが
できる。

【００５１】さらに、各熱源機の合計能力を持つ熱源機
の所要運転時間の各熱源機への分配順位を固定（熱源機
番号の少ない順）した場合は、使用時間を長くしたい熱
源機を熱源機番号で選択できるので、既設熱源機に新設
熱源機を組合わせる時に新設熱源機の分配順位を高くす
れば、新設熱源機の積算運転時間が伸び、既設熱源機と
の積算運転時間のバランス調整ができる。

【００５２】実施の形態２．図６により、この発明の実
施の形態２を説明する。図６は、実施の形態２における
空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔを各熱源機に振
り分けるフローチャートである。まず、蓄熱運転開始時
における各熱源機の積算運転時間を熱源機毎に制御装置
４１のメモリに記憶しておく。次に、実施の形態１と同
様に当日の熱源機所要運転時間Ｘｄｔ及びＸｎｔを算出
する。これについては実施の形態１と同様のため、説明
を省略する。

【００５３】次に、図６のステップ７６で、ステップ７
６で空調時間帯の熱源機運転時間Ｘｄｔを読み込み、ス
テップ７７で熱源機台数Ｎは1台かの判定を行い、1台で
あればステップ７８で読み込んだ熱源機運転時間Ｘｄｔ
を熱源機運転時間計画値Ｘｄ１にセットし終了する。熱
源機台数が1台でなければ、ステップ９５にて、先に記
録した各熱源機の積算運転時間により、積算運転時間の
少ない順に運転時間を分配する順位を決定する。

【００５４】さらに、ステップ９６により、分配順位に
従い熱源機番号を並べ替える。このとき、制御装置４１
のメモリには図７に示すような配置にて、先頭番地に記
録される熱源機番号は分配順位１位の熱源機の番号、先
頭番地＋１の番地に記録される熱源機番号は分配順位２
位の熱源機の番号というように、先頭番地＋（Ｎ−１）
の番地まで順次記録する。

【００５５】次に、ステップ９７で図７の先頭番地から
の相対番地ｉに初期値としてゼロをセットし、ステップ
９８で先頭番地＋ｉの番地に記録されている熱源機番号
をｋにセットする。次に、ステップ８０でＮｏ.ｋ熱源
機１台で運転した場合の所要運転時間ｈｋを蓄熱装置に
おける当日の熱源機所要運転時間Ｘｄｔより熱源機の合
計能力ＱＲｄｔとＮｏ.ｋ熱源機能力ＱＲｄ1の比から算
出し、ステップ８１にて上記で算出したＮｏ.ｋ熱源機
運転時間ｈｋと１日の蓄熱最大運転時間Ｘｍａｘと比較
し、熱源機運転時間ｈｋが蓄熱運転時間最大値Ｘｍａｘ
以上であればステップ８２でＮｏ.ｋ熱源機運転時間Ｘ
ｄｋを蓄熱運転時間最大値Ｘｍａｘとする。

【００５６】次に、熱源機台数分の運転時間算出終了判
定のため、ステップ９９で相対番地ｉと熱源機台数Ｎか
ら１を引いた値の比較を行い、相対番地ｉと熱源機台数
Ｎから１を引いた値が等しければ処理を終了し、等しく
なければステップ８４でＮｏ.ｋ熱源機の運転時間Ｘｍ
ａｘを能力ＱＲｄｔの熱源機の運転時間に換算した時間
（ＱＲｄｋ／ＱＲｄｔ）・Ｘｍａｘを蓄熱装置における
熱源機所要運転時間Ｘｄｔから差し引いた値を次の熱源
機運転時間算出時の蓄熱装置における熱源機所要運転時
間Ｘｄｔとする。その後、次の分配順位の熱源機につい
て運転時間算出処理を行うため、ステップ１００で相対
番地ｉに１を加えてステップ９８に進み、処理を続け
る。

【００５７】ステップ８１で熱源機運転時間ｈｋが蓄熱
運転時間最大値Ｘｍａｘ未満であれば、ステップ８６で
Ｎｏ.ｋ熱源機の運転時間Ｘｄｋをｈｋとし、ステップ
１０１で相対番地ｉと熱源機台数Ｎから１を引いた値の
比較を行う。相対番地ｉと熱源機台数Ｎから１を引いた
値が等しければ処理を終了し、等しくなければステップ
１０２で相対番地ｉに１を加えて、ステップ１０３で先
頭番地＋ｉの番地に記録されている熱源機番号をｋにセ
ットする。さらに、ステップ１０４でＮｏ.ｋ熱源機の
運転時間Ｘｄｋにゼロを設定し、ステップ１０１に進
み、残りの熱源機について運転時間ゼロ設定を行う。
尚、蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｎｔに関して
は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

【００５８】以上のように熱源機所要運転時間を分配す
ることにより、各熱源機の積算運転時間が平滑化されて
均一になり、熱源機のメンテナンスを同一時期に実施で
きるので、メンテナンス費用を軽減できる。

【００５９】実施の形態３．図８は、実施の形態３にお
ける空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔを各熱源機
に振り分けるフローチャートである。図８と実施の形態
２を示す図６との相違点は、図６が予め記録しておいた
蓄熱運転開始時における各熱源機の積算運転時間よりス
テップ９５において熱源機の積算運転時間の少ない順に
運転時間を分配する順位を決定していたことに対して、
図８では予め制御装置４１に設定しておいた各熱源機の
効率よりステップ１０５において効率の良い順に熱源機
所要運転時間の分配順位を決定していることである。

【００６０】これにより、効率の良い熱源機の運転稼動
率が高くなり、蓄熱装置全体として効率の良い運転を行
うことができる。

【００６１】実施の形態４．図９により、この実施の形
態４を説明する。図９は、実施の形態４における空調時
間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔを各熱源機に振り分け
るフローチャートである。まず、実施の形態１と同様に
当日の熱源機所要運転時間Ｘｄｔ及びＸｎｔを算出す
る。これについては実施の形態１と同様のため、説明を
省略する。次にステップ７６で空調時間帯の熱源機運転
時間Ｘｄｔを読み込み、ステップ７７で熱源機台数Ｎは
1台かの判定を行い、1台であればステップ７８で読み込
んだ熱源機運転時間Ｘｄｔを熱源機運転時間計画値Ｘｄ
1にセットし終了する。熱源機台数が1台でなければ、Ｎ
ｏ．１熱源機から運転時間を最大運転時間ずつ順次分配
するため、ステップ７９で変数ｋ（＝１〜Ｎ）に初期値
として１をセットする。

【００６２】次に、ステップ１０６でＮｏ.ｋ熱源機の
運転時間ＸｄｋにＸｄｔをセットし、ステップ８７で変
数ｋと熱源機台数Ｎの比較を行う。ステップ８７で変数
ｋと熱源機台数Ｎが等しければ処理を終了し、等しくな
ければステップ８８で変数ｋに１を加えて、ステップ１
０６に進み、残りの熱源機の熱源機運転時間計画値につ
いて空調時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｄｔをセットす
る。尚、蓄熱時間帯の熱源機所要運転時間Ｘｎｔに関し
ては、実施の形態１と同様であるので、説明を省略す
る。

【００６３】このように、蓄熱装置における当日の熱源
機所要運転時間を各熱源機に均等に分配すれば、各熱源
機の運転時間計画値は蓄熱装置における熱源機所要運転
時間となり、設定時刻から運転開始し計画時間運転後同
時に終了する。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、この発明の蓄熱装置の制
御装置によれば、過去の熱源機運転時間、平均外気温度
及び運転開始時及び終了時の蓄熱槽出口温度を記憶する
手段と、当日の平均外気温度を予測する手段と、当日の
運転開始時の蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運転終
了時の氷蓄熱槽出口目標温度を設定する手段と、各手段
から得られる値から各熱源機の合計能力を持つ熱源機の
所要運転時間を算出する手段と、算出した前記所要運転
時間を熱源機番号順に各熱源機の能力比で最大運転時間
ずつ分配する手段とを備えた構成としたので、過去の熱
源機運転時間実績値に基づいて当日の熱源機の運転時間
計画が蓄熱槽出口温度、外気温度予測値などにより設定
でき、蓄熱槽に高価な水位センサを必要とせず、簡易な
構成によって安価な蓄熱時間帯電力を有効に利用して所
要の空調作用を得ることができる効果がある。

【００６５】また、この発明の蓄熱装置の制御装置によ
れば、過去の熱源機運転時間、平均外気温度及び運転開
始時及び終了時の蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当
日の平均外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時
の蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄
熱槽出口目標温度を設定する手段と、各手段から得られ
る値から各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を熱源
機の積算運転時間の少ない順に各熱源機の能力比で最大
運転時間ずつ分配する手段とを備えた構成としたから、
新設の熱源機が既設の熱源機よりも優先的に最大運転時
間ずつ分配されるので、各熱源機の積算運転時間が均一
化されて熱源機のメンテナンスを同一時期にでき、メン
テナンス費用を軽減できる効果がある。

【００６６】また、この発明の蓄熱装置の制御装置によ
れば、過去の熱源機運転時間、平均外気温度及び運転開
始時及び終了時の蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当
日の平均外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時
の蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄
熱槽出口目標温度を設定する手段と、各手段から得られ
る値から各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を効率
の良い順に各熱源機の能力比で最大運転時間ずつ分配す
る手段とを備えた構成としたから、所要運転時間の分配
順位を設定し、各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要
運転時間をその分配順位に従い各熱源機に最大運転時間
ずつ分配を行えば、蓄熱装置全体として効率の良い運転
を行うことができる効果がある。

【００６７】また、この発明の蓄熱装置の制御装置によ
れば、過去の熱源機運転時間、平均外気温度及び運転開
始時及び終了時の蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当
日の平均外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時
の蓄熱槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄
熱槽出口目標温度を設定する手段と、各手段から得られ
る値から各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を各熱
源機に均等に分配する手段とを備えた構成としたから、
熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時間の分配を
各熱源機に均等に行うように設定すれば、各熱源機が設
定時刻から同時に運転し計画時間運転後終了するので、
運転時間帯の熱源機の能力を最大能力まで発揮すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による蓄熱装置を示
す冷媒回路図である。

【図２】この発明の実施の形態１による蓄熱装置の制
御装置を示すブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態１による蓄熱装置の制
御装置における、当日の熱源機所要運転時間を算出する
フローチャートである。

【図４】この発明の実施の形態１において当日の空調
時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振り分けるフ
ローチャートである。

【図５】この発明の実施の形態１において当日の蓄熱
時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振り分けるフ
ローチャートである。

【図６】この発明の実施の形態２において、当日の空
調時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振り分ける
フローチャートである。

【図７】この発明の実施の形態２における制御装置の
メモリ内における熱源機番号の配置である。

【図８】この発明の実施の形態３において当日の空調
時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振り分けるフ
ローチャートである。

【図９】この発明の実施の形態４において当日の空調
時間帯の熱源機所要運転時間を各熱源機に振り分けるフ
ローチャートである。

【図１０】従来の蓄熱装置の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１６蓄熱装置、１７熱源機、１８ブライン側
熱交換器、１９水側熱交換器、２１蓄熱槽、
３６制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄熱槽とブライン側熱交換器と水側熱交
換器とを搭載した複数台の熱源機の運転動作を制御する
蓄熱装置の制御装置において、過去の熱源機運転時間、
当該日の平均外気温度、当該日の運転開始時及び運転終
了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当日の平均
外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時の氷蓄熱
槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄熱槽出
口目標温度を設定する手段と、前記各手段よりそれぞれ
得た、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度、
当該日の運転開始時及び運転終了時の氷蓄熱槽出口温
度、当日の平均外気温度予測値、当日の運転開始時の氷
蓄熱槽出口温度、及び運転終了時の氷蓄熱槽出口目標温
度から、各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を熱源
機番号順に各熱源機の能力比で最大運転時間ずつ分配す
る手段と、を備えたことを特徴とする蓄熱装置の制御装
置。
【請求項２】蓄熱槽とブライン側熱交換器と水側熱交
換器とを搭載した複数台の熱源機の運転動作を制御する
蓄熱装置の制御装置において、過去の熱源機運転時間、
当該日の平均外気温度、当該日の運転開始時及び運転終
了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当日の平均
外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時の氷蓄熱
槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄熱槽出
口目標温度を設定する手段と、前記各手段よりそれぞれ
得た、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度、
当該日の運転開始時及び運転終了時の氷蓄熱槽出口温
度、当日の平均外気温度予測値、当日の運転開始時の氷
蓄熱槽出口温度、及び運転終了時の氷蓄熱槽出口目標温
度から、各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を熱源
機の積算運転時間の少ない順に各熱源機の能力比で最大
運転時間ずつ分配する手段と、を備えたことを特徴とす
る蓄熱装置の制御装置。
【請求項３】蓄熱槽とブライン側熱交換器と水側熱交
換器とを搭載した複数台の熱源機の運転動作を制御する
蓄熱装置の制御装置において、過去の熱源機運転時間、
当該日の平均外気温度、当該日の運転開始時及び運転終
了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当日の平均
外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時の氷蓄熱
槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄熱槽出
口目標温度を設定する手段と、前記各手段よりそれぞれ
得た、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度、
当該日の運転開始時及び運転終了時の氷蓄熱槽出口温
度、当日の平均外気温度予測値、当日の運転開始時の氷
蓄熱槽出口温度、及び運転終了時の氷蓄熱槽出口目標温
度から、各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を熱源
機の効率の良い順に各熱源機の能力比で最大運転時間ず
つ分配する手段と、を備えたことを特徴とする蓄熱装置
の制御装置。
【請求項４】蓄熱槽とブライン側熱交換器と水側熱交
換器とを搭載した複数台の熱源機の運転動作を制御する
蓄熱装置の制御装置において、過去の熱源機運転時間、
当該日の平均外気温度、当該日の運転開始時及び運転終
了時の氷蓄熱槽出口温度を記憶する手段と、当日の平均
外気温度を予測する手段と、当日の運転開始時の氷蓄熱
槽出口温度を検出する手段と、運転終了時の氷蓄熱槽出
口目標温度を設定する手段と、前記各手段よりそれぞれ
得た、過去の熱源機運転時間、当該日の平均外気温度、
当該日の運転開始時及び運転終了時の氷蓄熱槽出口温
度、当日の平均外気温度予測値、当日の運転開始時の氷
蓄熱槽出口温度、及び運転終了時の氷蓄熱槽出口目標温
度から、各熱源機の合計能力を持つ熱源機の所要運転時
間を算出する手段と、算出した前記所要運転時間を各熱
源機に均等に分配する手段と、を備えたことを特徴とす
る蓄熱装置の制御装置。