JP2007315682A - 水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最小限の装置構成で水熱源ヒートポンプユニットシステムにおける熱源水の供給を部分負荷時等でも熱源水ポンプの消費電力を低減しながら可能とする制御方法を提供する。
【解決手段】各水熱源ヒートポンプユニット３ごとに能力可変型の熱源水ポンプ７２と逆止弁ＣＡを備えた水熱源ヒートポンプユニットシステム１の制御方法であって、熱源水出口に設けた水温センサ７１の検出値が入力される制御装置Ｃ２を備え、熱源水側熱交換器６２に供給される熱源水の入口水温Ｔｉと圧縮機５０の周波数Ｈｚから、目標とする熱源水出口温度Ｔｏ’を求める。この熱源水出口温度Ｔｏ’を目標値として前記熱源水ポンプ７２の周波数を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水熱源ヒートポンプユニットを用いて空調空間の冷暖房を行う水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法に関する。

四方弁の切り換えによって冷房時には空調対象空気の熱で熱媒を蒸発させ、暖房時には空調対象空気の熱で熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行うことにより、冷房運転と暖房運転の両方を行うようにしたヒートポンプユニットが、従来から知られている。また、冷却塔やボイラなどの熱源装置で所望の温度にさせた熱源水を熱源水側（排熱側）熱交換器の排熱先または吸熱先として用いる水熱源ヒートポンプユニットを建物内に複数台分配配置し、熱源水ポンプによって、熱源装置から各水熱源ヒートポンプユニット（以下単に「ユニット」と記すことがある）に熱源水を送液して、建物内に形成された複数の空調空間を個別に空調を行う水熱源ヒートポンプユニットシステムが知られている。かかる水熱源ヒートポンプユニットシステムは、セントラル方式と異なり、夏・冬のシーズン切換えが必要なく、空調の必要な部屋で必要な負荷だけの空調を行うといった個別制御が可能であり、また、冷房運転と暖房運転が混在する場合、熱回収運転となり省エネルギー化が図れる等、様々な利点を有している。

出願人の調査によればこの種システムの先行する特許出願として、熱源水を搬送するポンプを、１台の中央ポンプのみによらずユニットのそれぞれにポンプを設けるようにして、あるユニットの故障時に下流側のユニットに水が流れないあるいは水量が減るという事態を回避しようとするもの（特許文献１参照）、ユニットごとにその入口管と出口管を結ぶバイパス管とバイパス弁を設け、何らかの理由でユニットに供給される熱源水の水温に変動があったとき、このバイパス弁の開度を調整してユニットの能力を維持しようとするもの（特許文献２参照）、熱源として井水を用い、冷房時と暖房時で異なる熱源水側熱交換器の必要とする水温とのずれを、水熱源ヒートポンプユニットの機内から排出する熱源水の水量を冷房時・暖房時で変更して対処としようとするもの（特許文献３参照）、が挙げられる。

特開２００１―３０４６１８号公報 特開２００５―６９５５４号公報 特開平９―１４７０１号公報

上記の如き水熱源ヒートポンプユニットシステムにあっては、ユニットの安定運転のためいずれも定流量運転、すなわちユニットに常時同一流量の熱源水を流すことにしている。例えば特許文献１に記載されているように、流量の変動は回避されるべきこととされている。しかし、従来熱源水ポンプの動力はユニット動力の７％から８％であったものが近時高性能な圧縮機が開発されたことに伴い、前記割合は１０％を超えつつある。また部分負荷時（ユニットの圧縮機を１００％の能力で運転する場合は年に５％未満でそれ以外は部分負荷である）には圧縮機が起動停止または能力制御を行うため、年間を通すと前記割合は２０％から３０％に達し、エネルギーの消費量の低減上熱源水ポンプの消費電力の低減が課題となっている。別の観点では、冷房運転と暖房運転のヒートポンプユニットが混在するため、熱源装置において、熱源水を最適な温度にさせることがなかなか困難であった。このため、省エネルギー化の観点から、建物内に複数台配置した各水熱源ヒートポンプユニットに対して、各ユニットの運転状況に応じて温度調整した熱源水を供給できる制御方法の出現が望まれていた。

したがって本発明の目的は、水熱源ヒートポンプユニットシステムにおいて安定的にかつ快適性を損なわないように運転しつつポンプ動力を低減すること、また圧縮機と熱源水搬送動力の合計が最小となるようユニットへの熱源水の供給量を制御できるシステムを提供すること、それらをユニット単位で可能とすることである。また、各ユニットの運転状況に応じて熱源水の温度を調整することにより、効率の良い空調を行うようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明によれば、熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作する一方、熱源水の入口温度を計測する手段を備えるものであり、かつ、各水熱源ヒートポンプユニットごとに能力可変型の熱源水ポンプと逆止弁を備えるとともに熱源水の出口に水温センサを設けた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、前記熱源水側熱交換器に供給される熱源水の入口水温と前記圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値を求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法が提供される。

この制御方法では、能力可変型の圧縮機と熱源水ポンプを採用する。前者については、水熱源ヒートポンプユニットは一般に室内温度や還気温度等の制御対象空気温度を、ユニット機内に設けられまたは別体として室内の適所や外気風道に設けられるセンサにより検出して圧縮機の周波数をインバータなどで制御できるようになっている。本発明では、この圧縮機に対する指示信号を利用して熱源水ポンプの制御をすることができる。制御にあたってはユニット入口の水温検出値をもう一つのパラメータとして、熱源水出口水温の目標値を求める。これら圧縮機の周波数と熱源水入口水温と熱源水出口温度の目標値は一定の関係例えば式で表現できる。熱源水出口水温の出口値は直接算出してもよいが入口と出口の温度差を算出しこれを代用値としてもよい。また、本発明ではこの一定の関係が記憶され演算に付される。そして、演算結果としての熱源水出口水温の目標値を基にして熱源水ポンプを、例えば冷房時に熱源水出口水温が目標値よりも上昇したならば水量を増加に操作、すなわち偏差に応じて制御がされる。このようにして従来は試みられていなかったユニットへの供給水量の低減による省エネルギーが居住者の快適性を損なわずに提供できる。すなわち、一般的な水熱源ヒートポンプユニットには、入口水温と制御対象空気温度を計測するセンサがセットで販売されており、両センサの計測値から圧縮機の周波数をインバータなどで制御するコントローラが付設されている。しかし熱源水を供給するシステム側が定流量での供給をしており、徒らに圧縮機を高出力で運転させたり出入口温度差がつかないという無駄が生じていた。これを解決したことが本発明の特徴のひとつである。制御装置は目標とする出口水温の目標値とフィードバック信号としての出口水温の検出値を比較し、記憶媒体に記憶された所定の関係などにより熱源水水量を操作すべく熱源水ポンプの周波数を制御する。空調に際し外気条件や内部負荷変動等外乱要因は多くあり、これに追随して出口水温の指示値を演算で可変とすることにより省エネルギーと快適性を両立させていることが本発明の他の特徴である。

また本発明によれば、熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作する一方、熱源水の入口温度を計測する手段を備えるものであり、各水熱源ヒートポンプユニットの熱源水の出口に水温センサを設け、かつ、前記複数の水熱源ヒートポンプユニットをグループ分けし、このグループごとに前記循環配管から枝別れした枝管を設け、この枝管に能力可変型の熱源水ポンプをグループ内の水熱源ヒートポンプユニットの台数より少ない台数で備えた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、前記水熱源ヒートポンプユニット単位で圧縮機が運転されているときは前記自動開閉弁を開、運転されていないときは閉とし、前記熱源水側熱交換器に供給される熱源水の入口水温と前記圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値をグループごとに求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法が提供される。

前述の請求項１の発明では水熱源ヒートポンプユニットごとに搬送動力を低減する制御を行うが、実際の設備では方位や階、用途（執務室などの定常負荷や会議室等の非定常負荷、空気の清浄度を要求する生産エリアと事務エリア、売り場とバックスペース、等）ごとにユニットをグループ（当業者に「系統」と称されることもある）化して各グループ単位で熱源水の供給と各種の制御をすることが多い。こうすることによりセンサや制御部材の点数が低減する。請求項２の発明はユニットがグループ化されたシステムに請求項１の制御方法を適用するものである。ユニット群と冷却塔、ボイラ等の熱源装置とユニット群は循環配管で接続されているが、この循環配管に各グループの枝管が接続される。すなわち循環配管の往管から分岐して枝管の往管が、循環配管の還管に合流させて枝管の還管がグループごとに設けられる。この枝管に前記熱源水ポンプをユニットより少ない数、例えば１台のみ設ければ、材料費や工事費等の初期投資が低減する。請求項１に示されたユニット１台ごとにポンプ付設・制御の方式では、非稼動のユニットの周りではポンプ停止時に閉じる逆止弁により熱源水の通液を止めることができるが、熱源水ポンプがグループごとに共用される本発明では同グループの別ユニットの稼動により熱源水ポンプは停止しない。そこで個々のユニットの停止時にユニットへの通液を遮断する自動開閉弁を設ける。自動開閉弁は開度調整可能なものであってもよいがオンオフ機能のみのものが材料費と搬送動力低減の観点で好ましい。なお逆止弁は各ユニットに対応して設ける自動開閉弁で代替できるが、グループに１台共用で付設してもよい。

請求項２の発明では、制御に用いる計測をユニット単位で行う。そして検出値はグループ単位で扱われる。演算に際しては例えばグループごとに演算装置が設置されそれに受け持つユニットの検出値のみが入力（入力前の仕分け）されてもよいし、１台の演算装置にすべてのユニットの検出値が入力された後仕分けされてもよい。そして前述の「関係」から熱源水ポンプの周波数を制御し、熱源水の出口温度を目標値にあわせる。そしてグループ内の各ユニット熱源水入口水温と圧縮機周波数はその合計値、平均値、最大値、偏差値等の代表値を算出して演算してグループ共通の熱源水ポンプの制御に付すことができる。もっとも、グループごとのそれぞれのユニットの値をそれぞれ演算に付し、その結果を適宜処理して熱源水ポンプ制御のための目標値を決定してもよい。なお、入口水温を各ユニットごとに計測する理由は、市販の水熱源ヒートポンプユニットが入口水温の水温センサを備えている（水量が低減したときに自動的に圧縮機周波数を上げる）ため、これを利用することで設備費の低減を図ることにある。

また本発明によれば、前記グループのうちで圧縮機の周波数が最大の水熱源ヒートポンプユニットを選択し、この水熱源ヒートポンプユニットを対象として制御する。演算のための代表値として入力する値を圧縮機周波数の「最大値」を採用している。これと前記「関係」を使って熱源水ポンプの周波数を制御することで、そのユニットが必要な最大負荷に対応でき、且つ「最大値」以下のヒートポンプユニットではそのときの周波数の適正流量より流量が多くなり、必然的に圧縮機の効率がよくなり、省エネ運転となる。

また本発明によれば、熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作するものであり、各水熱源ヒートポンプユニットの熱源水の入口または出口のいずれかに自動開閉弁を設け、かつ、前記複数の水熱源ヒートポンプユニットをグループ分けし、このグループごとに前記循環配管から枝別れした枝管を設け、この枝管に能力可変型の熱源水ポンプをグループ内の水熱源ヒートポンプユニットの台数より少ない台数で備えた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、
前記水熱源ヒートポンプユニット単位で圧縮機が運転されているときは前記自動開閉弁を開、運転されていないときは閉とし、前記グループの枝管に供給される熱源水の入口温度と前記水熱源ヒートポンプユニットの圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値をグループごとに求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法が提供される。請求項４の発明では、制御装置をグループごとに設ける点は請求項２や請求項３と同様だが、熱源水入口水温、出口水温の計測をユニットの入口・出口ではなく副管路の入口・出口に設ける点で異なる。ユニットの持つセンサからの計測値を用いない分設備費はかかるが、制御系が簡素化する。

また本発明によれば、さらに前記水熱源ヒートポンプユニットそれぞれの冷房、暖房の運転モードと圧縮機周波数を検出し、前記運転モードの変更状況と前記各運転モードごとの圧縮機周波数の増加または変動に係る情報に基いて前記熱源装置から送水される熱源水の設定温度を制御することを特徴とする、請求項１、２または請求項４に記載の水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法が提供される。

ファンコイルユニットと比べて水熱源ヒートポンプユニットが有利な点として、１つの温度の熱源水を利用して同時に冷房も暖房も可能な点、および排熱回収が可能な点が挙げられる。これに対応して請求項５の発明は、各ユニットごとに少なくとも冷房モードと暖房モード（停止モードや圧縮機を停止して送風機を動かす換気モードを付加してもよい）を検出する。そして前回検出した情報と比較する。例えば、運転モードについては各運転モードで運転するユニットの台数を、圧縮機周波数では積算カウンタによる計数比較が例示できる。運転モードの変更状況と各運転モードごとの圧縮機周波数の増加または変動に係る情報は次のように用いられる。ユニット群のいずれかに運転モードに変動があった場合、またはない場合であってもユニット群のいずれかに圧縮機周波数に変動があった場合に、熱源装置から送水される熱源水の温度（熱源装置の出口水温でありユニットの熱源水側熱交換器への入口水温でもある）の目標値の更新可否を判断する。これはユニットごとにポンプ・逆止弁・出口水温センサ等を備える態様にも、それらをグループごとに備える態様にも適用できる。なおここで、前者で系内、後者でグループ内には能力の大きいユニットと小さいユニットが混在する。例えばグループ内台数１０台で冷房８台暖房２台で運転している場合に、能力の大きいユニットが暖房していて消費電力からみると５：５の場合もある。しかし、ユニットの運転モードに違いがある場合であっても、冷房主体か暖房主体かは判別でき、主体に合わせて熱源装置を運転する。前者であれば冷却塔等の冷熱源を運転するなどでより低温の水を生成して供給し、後者であればボイラ等の温熱源を運転するなどでより高温の水を生成し供給できる。より比重の高い側の運転モードに従って熱源装置に運転モードを決め、目標値の更新によりユニットにとって適量の熱源水を維持しつつ運転モードが変化したユニットが出現したときのみ熱源装置出口水温の変更をすることも本発明の特徴である。ユニット能力に違いがある場合は、個々に応じて係数をかける。例えば１馬力のユニットに係数「１」を、２馬力のユニットに係数「２」を乗ずる。

本発明によれば、建物内の空調空間にそれぞれ設けられた各ユニットに熱源装置から熱源水を供給して空調を行うシステムにおいて、各水熱源ヒートポンプユニットの運転状況に応じて熱源水の水量を調整することにより、快適性を損なわずにエネルギー消費量が低減できる。また、熱源装置を操作して熱源水温度を同時に最適化することができる。なお、水熱源ヒートポンプユニットシステムの熱負荷を年間で見た場合、設計最大負荷の運転状況が数年に１時間程度発生するのみであり、通常は部分負荷運転を行っている。熱負荷の平均値は設計最大負荷の２０〜４０％になっている。本発明によれば、熱源水入口水温及び圧縮機の周波数と、最適な熱源水流量の代用特性として、「熱源水の目標出口水温」との関係を定めておき、これに基づき、熱源水出口水温の目標値を定め、熱源水送水ポンプ周波数を目標値に制御することにより、年間を通してみた場合、熱源水送水ポンプの消費電力量を４０〜５０％程度低減することができる。

＜第一の実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる水熱源ヒートポンプユニットシステム１を適用した建物２の全体的な構成を示す説明図である。図２は、この水熱源ヒートポンプユニットシステム１が備える水熱源ヒートポンプユニット３の構成を示す説明図である。図３は、この水熱源ヒートポンプユニットシステム１の制御系統の説明図である。

図１に示すように、建物２の内部には、この例では２つの空調空間１０、１１が形成されている。各空調空間１０、１１の天井空間には、水熱源ヒートポンプユニット３がそれぞれ設けてあり、図示の例では、各空調空間１０、１１に対して、それぞれ３台ずつの水熱源ヒートポンプユニット３が設けてある。

建物２の屋上には、熱源装置５として冷却塔１５、ボイラ１６が設置されている。冷却塔１５は、熱源水を冷却するものである。ボイラ１６は、熱源水を加熱するものである。この熱源装置５において、冷却塔１５およびボイラ１６により所望の温度にされた熱源水が、熱源水往管２１から枝管２１’および分岐管２１”を経て、各水熱源ヒートポンプユニット３に供給されるようになっている。また、各ユニット３において、熱交換を終了した熱源水が、分岐管２２”および枝管２２’から熱源水還管２２を経て、熱源装置５に戻されている。なお，ここでは，分岐管２１”，２２”は各水熱源ヒートポンプユニット３に接続される配管であり，枝管２１’，２２’は，複数の水熱源ヒートポンプユニット３に対して熱源水を各階毎に分配させる配管を示している。また、このように熱源装置５と各ユニット３との間で循環される熱源水の膨張・収縮が、膨張水槽１７によって吸収されている。

熱源装置５には、冷却塔１５に循環させる熱源水量を制御する流量調整弁２５と、ボイラ１６に循環させる熱源水量を制御する流量調整弁２６が設けられている。そして、熱源水を冷却する場合には冷却塔１５とユニット３を連通させて両者間に熱源水を循環させ、かつボイラ１６とユニット３との連通を閉止して両者間に熱源水を循環させないようにする。熱源水を加熱する場合には逆に、ボイラ１６とユニット３を連通させて両者間に熱源水を循環させ、かつ冷却塔１５とユニット３との連通を閉止して両者間に熱源水を循環させないようにする。

また、建物２の内部の空気を外気ＯＡと熱交換させながら換気するための換気用熱交換器３０が設けられている。換気用熱交換器３０の内部は、外気取り入れファン３１を備えた外気取り入れ通路３２と、排気ファン３３を備えた排気通路３４に２分割されている。また、換気用熱交換器３０は、これら外気取り入れ通路３２と排気通路３４とに跨って配置された、排熱回収用の回転ロータ３５を備えている。

換気用熱交換器３０の外気取り入れ通路３２には、外気取り入れダクト４０が接続してあり、外気取り入れファン３１の稼動によって建物２の外部から外気取り入れ通路３２内に取り入れられた外気ＯＡが、外気取り入れダクト４０を通じて、各空調空間１０、１１の天井空間に供給されている。

一方、換気用熱交換器３０の排気通路３４には、排気ダクト４１が接続してあり、排気ファン３３の稼動によって各空調空間１０、１１の内部から排気ダクト４１に取り入れられた排気ＥＡが、排気通路３４を通じて、建物２の外部に排出されている。

図２に示すように、各ユニット３には、圧縮機５０が設けられており、圧縮機５０には、各ユニット３において循環される熱媒を圧縮機５０に熱媒を入れる吸込側配管５１と、圧縮機５０から熱媒を出す吐出側配管５２が接続されている。圧縮機５０は、インバータ制御により、周波数が可変に構成されている。

これら吸込側配管５１と吐出側配管５２は、四方弁５５を介して、熱媒循環経路５６の一端側５６ａと他端側５６ｂとに接続されている。この四方弁５５の切替え操作により、吸込側配管５１と熱媒循環経路５６の一端側５６ａとが接続され、吐出側配管５２と熱媒循環経路５６の他端側５６ｂとが接続された状態（冷房運転状態）と、吸込側配管５１と熱媒循環経路５６の他端側５６ｂとが接続され、吐出側配管５２と熱媒循環経路５６の一端側５６ａとが接続された状態（暖房運転状態）とに切り替わるようになっている。

熱媒循環経路５６において一端側５６ａと他端側５６ｂとの間には、ユニット３の熱媒と外気ＯＡおよび還気ＲＡとを熱交換させる空調用熱交換器（コイル）６０、膨張弁（キャピラリーチューブ）６１およびユニット３の熱媒と前述の熱源装置５から供給された熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器６２が順に設けられている。ユニット３においては、これら空調用熱交換器６０、膨張弁６１および熱源水側熱交換器６２と圧縮機５との間をフロン系冷媒が流通し冷凍サイクルを構成している。

また、ユニット３には、空調用熱交換器６０において熱媒と熱交換させて所望の温度にした給気ＳＡを、各空調空間１０、１１に供給する給気ファン６５が設けられている。この給気ファン６５の稼動により、各空調空間１０、１１内からユニット３内に吸い込んだ還気ＲＡと、上述のように、換気用熱交換器３０によって各空調空間１０、１１の天井空間に供給された外気ＯＡとが混合された後、空調用熱交換器６０で所望の温度とされ、給気ＳＡとなって各空調空間１０、１１に供給されている。

給気ファン６５は送風量（能力）が可変に構成されている。その手段はインバータ制御でもよいがここではタップ切り替えである。なお、この実施の形態では、制御対象空気温度として、各空調空間１０、１１内からユニット３内に吸い込まれた還気ＲＡの温度Ｔｒが、還気温度センサ６６（ユニット内のボディサーモスタット）によって検出されるようになっている。還気ＲＡの温度Ｔｒは室内温度の代用値として用いられ後述の制御に用いられる。もっとも、制御対象空気温度は還気ＲＡの温度Ｔｒに限らず、室内の気温（室温）、空調用熱交換器６０において所望の温度にされて室内機供給される給気ＳＡの温度（給気温度）などを制御対象空気温度にしても良い。さらに、ユニット３内には、還気ＲＡのフィルタ６７も設けられている。

熱源水側熱交換器６２には、熱源水往管２１の枝管２１’に通じる分岐管２１”と，熱源水還管２２の枝管２２’に通じる分岐管２１”，２２”が接続してあり、前述の熱源装置５で所望の温度にされた熱源水が循環供給されている。熱媒循環経路５６は、熱源水側熱交換器６２内を貫通している。より具体的には、熱媒循環経路５６は蛇行する二重管の内管として設けられており、熱源水側熱交換器６２内を移動する熱媒が、熱源水側熱交換器６２内を通過する際に、熱源水と伝熱面を介して熱的に接触して加熱もしくは冷却されるようになっている。

熱源水往管２１から枝管２１’および分岐管２１”を経て各ユニット３の熱源水側熱交換器６２に入る熱源水の入口水温Ｔｉは、熱源水入口水温センサ７０によって検出される。このセンサ７０は機内配管内の熱源水凍結を予防するために市販のユニットに取り付けられている。また、各ユニット３の熱源水側熱交換器６２から分岐管２２”および枝管２２’を経て熱源水還管２２に出ていく熱源水の出口水温Ｔｏが、熱源水出口水温センサ７１によって検出されるようになっている。なお、制御対象空気温度である還気ＲＡの温度Ｔｒを計測する還気温度センサ６６と熱源水入口水温センサ７０はユニット３にもともと設けられ、これも予めユニット３に組み込まれた制御装置（第一の制御装置）Ｃ１にその計測値を送り、圧縮機５０や給気ファン６５の制御に用いられる。

また、各ユニット３の熱源水側熱交換器６２に対して熱源水の送水を行う能力可変の熱源水ポンプ７２が、各ユニット３毎に熱源水往管２１の枝管２１’に通じる分岐管２２”にそれぞれ設けられている。この熱源水ポンプ７２は、インバータ制御により送水量（能力）が可変に構成されている。本実施形態では、前述した予めユニット３に装備されたセンサ６６、７０と第一の制御装置Ｃ１に加え、出口水温センサ７１と、熱源水ポンプ７２と、熱源水ポンプ７２の停止時の逆流防止手段としての逆止弁ＣＶと、第二の制御装置Ｃ２を付設したことに装置的な特徴がある。そして、第二の制御装置Ｃ２には、第一の制御装置Ｃ１が圧縮機５０に対する能力制御命令として圧縮機５０のインバータへ送る指示周波数Ｈｚと、熱源水入口温度センサ７０と出口水温センサ７１の計測値が入力される。そして第二の制御装置Ｃ２は、熱源水ポンプ７２に対する能力制御命令として熱源水ポンプ７２のインバータ操作信号を出力する（図２では、第一の制御装置Ｃ１および第二の制御装置Ｃ２から各機器に送られる信号の経路は、図面簡略化のため記載していないが、それらについては、後に図３を用いて詳しく説明する）。なお、熱源水入口温度センサ７０の計測値（入口水温）は、ユニット３に予め設けられているセンサから授受することができる。なお、図１では図示されていないが、出口水温センサ７１と逆止弁ＣＶと第二の制御装置Ｃ２はユニット３の機外にあり、前二者はユニット３ごとの入口配管（熱源水往管２１側の分岐管２１”）に設けられる。そして逆止弁ＣＶは、熱源水が熱源水ポンプ７２の停止したユニット３を通って稼動中の他のユニット３に逆流することのないよう、熱源水ポンプ７２の停止時に管路（熱源水往管２１側の分岐管２１”）を閉鎖する。そして図１のシステムで熱源装置５と各ユニット３との間で熱源水を搬送する手段は、各々のユニット３に１:１で設けられた熱源水ポンプ７２のみである。ただし補助ポンプを設けても良い。この場合、補助ポンプは熱源装置５から熱源水往還主管でユニット３に向けて初めて分岐する部位（還管にあっては最も熱源装置５に近いユニットの枝管２１’が合流する部位）までの揚程を賄える範囲のものを採用することが好ましい。

かかる水熱源ヒートポンプユニット３の運転状態は、冷房運転、送風運転または暖房運転に適宜切り替えられる。即ち、冷房運転を行う場合は、四方弁５５の切替え操作により、入側配管５１と熱媒循環経路５６の他端側５６ｂとを接続し、出側配管５２と熱媒循環経路５６の一端側５６ａとを接続した状態とする。これにより、圧縮機５０から出側配管５２を通じて供給した熱媒を、熱媒循環経路５６において、熱源水側熱交換器６２、膨張弁６１、空調用熱交換器６０の順に通過させ、吸込側配管５１から再び圧縮機５０に戻すようにする。こうして、圧縮機５０で圧縮した熱媒を、熱源水側熱交換器６２（凝縮器）で冷却して凝縮させ、更に、凝縮させた熱媒を、膨張弁６１、空調用熱交換器６０（蒸発器）の順に通過させて、空調用熱交換器６０において熱媒を蒸発させる冷凍サイクルを行う。このように、空調用熱交換器６０を蒸発器として機能させることにより、給気ファン６５の稼動によって空調用熱交換器６０に通過させた空調対象空気（還気ＲＡおよび外気ＯＡ）を冷却し、給気ＳＡとして各空調空間１０、１１に供給する。

一方、暖房運転を行う場合は、四方弁５５の切替え操作により、吸込側配管５１と熱媒循環経路５６の一端側５６ａとを接続し、吐出側配管５２と熱媒循環経路５６の他端側５６ｂとを接続した状態とする。これにより、圧縮機５０から吐出側配管５２を通じて供給した熱媒を、熱媒循環経路５６において、空調用熱交換器６０、膨張弁６１、熱源水側熱交換器６２の順に通過させ、吸込側配管５１から再び圧縮機５０に戻すようにする。こうして、圧縮機５０で圧縮した熱媒を、空調用熱交換器６０（凝縮器）で冷却して凝縮させ、更に、凝縮させた熱媒を、膨張弁６１、熱源水側熱交換器６２（蒸発器）の順に通過させて、空調用熱交換器６０において熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う。このように、空調用熱交換器６０を凝縮器として機能させることにより、給気ファン６５の稼動によって空調用熱交換器６０に通過させた空調対象空気（還気ＲＡおよび外気ＯＡ）を加熱し、給気ＳＡとして各空調空間１０、１１に供給する。

なお、送風運転を行う場合は、圧縮機５０の稼動を停止させ、熱媒循環経路５６における熱媒の循環を停止させる。また、熱源水送水ポンプ７２の稼動を停止させ、当該ユニット３に対する熱源水の送水を停止する。こうして、給気ファン６５の稼動によって空調用熱交換器６０に通過させた空調対象空気（還気ＲＡおよび外気ＯＡ）を熱交換させずに、給気ＳＡとして各空調空間１０、１１に供給することで換気運転や外気冷房運転を行う。

図３に示すように、第一の制御装置Ｃ１には、先に説明した還気温度センサ６６によって検出された還気ＲＡの温度Ｔｒ、熱源水入口温度センサ７０によって検出された各ユニット３の熱源水側熱交換器６２に入る熱源水の入口水温Ｔｉがそれぞれ入力されている。また、各空調空間１０、１１の室温の目標温度Ｔが設定されて、第一の制御装置Ｃ１に入力されている。第一の制御装置Ｃ１は、こうして入力された還気ＲＡの温度Ｔｒ、目標温度Ｔに基いて、圧縮機５０のインバータ周波数、四方弁５５の切り換え、給気ファン６５の稼動をそれぞれ制御するようになっている。また熱源水の入口水温Ｔｉを計測して管内凍結等ユニットの異常運転を予防している。なおこれらの制御は、市販のユニット３で一般に行われている。

一方、第二の制御装置Ｃ２には、制御装置Ｃ１から圧縮機５０への能力制御命令である圧縮機５０のインバータの周波数Ｈｚと、前述の入口水温Ｔｉに加え、出口水温センサ７１によって検出された出口水温Ｔｏ（各ユニット３の熱源水側熱交換器６２から熱源水還管２２側の分岐管２２”に出た熱源水の出口温度Ｔｏ）がそれぞれ入力される。第二の制御装置Ｃ２は、以上の入力から熱源水ポンプ７２の回転数（能力）であるインバータ周波数Ｈｚ’を制御する。具体的には出口水温Ｔｏの目標値Ｔｏ’により熱源水ポンプ７２のインバータ周波数Ｈｚ’を操作し、その後カスケード制御を行う。第二の制御装置Ｃ２には出口水温Ｔｏの目標値Ｔｏ’を定めるための近似式やテーブルが記憶されて、演算の際に呼び出される。第二の制御装置Ｃ２としては、調節計を用いることが便宜で、基準入力信号（本発明では目標とする出口水温）とフィードバック信号（制御量。本発明では出口水温Ｔｏ（検出値））と所定の制御動作（本発明では前記２つの入力信号の比較によって定まり、信号を出力する）に基づいて制御対象（本発明では熱源水ポンプ７２）が必要とする能力信号（インバータ周波数Ｈｚ’）を操作部（本発明では熱源水ポンプ７２のモータに電力を供給するインバータ）に送り出す。

なお、制御装置Ｃ１と制御装置Ｃ２はすでにユニット３に装備されているものと追加付設するものであるため別体としているが、制御プログラムやシーケンス等を改造、修正すれば一体で、つまり制御装置Ｃ１に制御装置Ｃ２の機能を取り込んで構成することもできる。

次に水熱源ヒートポンプユニットシステム１の制御の内容を具体的に説明する。まず、ユニット３の四方弁５５の切り換え制御や給気ファン６５の送風量制御、冷房・暖房・送風運転の運転モードの選択、市販のユニット３で一般に行われていることで、本実施形態でもかわるところがないので、説明を省略する。

本発明で重要なことは、熱源水ポンプ７２の能力制御として熱源水ポンプ７２のモータのインバータ周波数をある関係に基づき制御することである。具体的にはまず、熱源水側熱交換器６２に供給される熱源水の入口温度Ｔｉと前記圧縮機５０の能力制御値である周波数Ｈｚから熱源水出口水温の目標値Ｔｏ’を、予め設定した関係（式、グラフ等）により求めることである。そして求められた熱源水出口水温の目標値Ｔｏ’を、熱源水の入口温度Ｔｉと前記圧縮機５０の周波数Ｈｚの各値に基づいて、前記関係を参照して演算して更新していくことである。また、この更新された熱源水出口水温の目標値Ｔｏ’を目標として前記熱源水ポンプ７２の能力であるインバータ周波数を制御することである。この「関係」について以下に例示説明する。

表１はユニット３への入口水温Ｔｉと入口水量により変化するユニット３のＣＯＰ（成績係数）を実測と計算により求めたものである。表２は同じ因子ごとのユニット３の冷凍能力（ｋｗ）すなわち圧縮機５０の消費電力について同様に求めたものである。「入口水温」の単位はセ氏の温度℃、「水量」の欄の単位はリットル／ｍｉｎであり、冷房時の運転条件であり四方弁５５や熱媒の流れ向きは空調用熱交換器６０が蒸発器として作用している。表１と表２を求めるにあたっては日本ピーマック株式会社製「水熱源ヒートポンプ天吊りユニット・ダクトタイプ 型番：ＷＤＰ５０Ｄ」を供試体として、運転周波数３８Ｈｚの条件で求めた。これによれば水量が多いほどＣＯＰが良く冷凍能力も高く維持されることがわかる。

水熱源ヒートポンプユニット装置においては、部分負荷運転時に、消費電力が低減し、ＣＯＰが改善する。部分負荷時には、圧縮機５０の消費電力が低減する一方、熱源水を定量供給する場合、循環ポンプ能力（熱源水ポンプ７２のインバータ周波数Ｈｚ’）が変化しないため、熱源水ポンプ７２の消費電力は相対的に上昇する。そこで、熱源水水量を絞って熱源水循環動力低減させれば、ユニット３全体のエネルギー効率を向上させることができる。表３に、前記と同機種のユニット３の定格運転時において、熱源水ポンプ７２の電力を含めた場合の成績係数ＴＣＯＰ（システムＣＯＰ）を示す。なおこの試算は、ユニット台数１００台、６０００ｍ^２の建物規模の実際の建物をモデルに試算した。

定格運転時は、熱源水の入口水温Ｔｉによらず、定格水量（機器設計時に予定された最大の流量）の場合が、システムＣＯＰが最良であることは変わらない。ただし、小水量時にのＣＯＰはユニット３単体でのそれより改善しており、定格流量時とその半分の流量時の差が縮まっていることがわかる。

一方、部分負荷運転として、圧縮機５０の回転数を定格の約５０％に低減した場合の機器（ユニット３）単体のＣＯＰを表４に、冷凍能力すなわち圧縮機５０の消費電力を表５に、システムＣＯＰを表６に示す。圧縮機５０の回転数Ｈｚを２０Ｈｚに落とした以外の運転条件は表1と表２の説明に示したとおりである。熱源水ポンプ７２の電力を含めたシステムＣＯＰで評価すると、熱源水ポンプ７２を能力制御することにより、システムＣＯＰが向上することが分かる。

システムＣＯＰを最良に維持するための熱源水の定格循環流量に対する循環流量の割合は、熱源水入口水温Ｔｉによらず、圧縮機５０の定格回転数に対する運転回転数と等しくすることができる。換言すれば表３では定格の圧縮機回転数に対し定格流量のＴＣＯＰが最高効率を示すが、表６では約５０％の圧縮機回転数に対し約５０％の熱源水ポンプ流量が最高効率を示している。

本発明者らは、表１から表６の特性を整理して、圧縮機５０の回転数率（回転数／定格回転数）、熱源水入口温度Ｔｉにおける最適な出口水温の目標値Ｔｏ’を求めた。その結果は表７のとおりで、例えばユニット入口水温Ｔｉが３０℃のときポンプ７２が定格回転の場合には３４.８℃、５０％回転（流量が半分）のとき３５.６℃となる。ただし最適出口温度は回転数による差が少ないため、回転数を半減することがシステムＣＯＰの向上に役立つことがわかる。

また、目標とする出口水温Ｔｏ’を求めるには、温度差をつける必要から入口水温Ｔｉの情報も必要である。表７から、熱源水の目標熱出口水温（Ｔｏ’）は、圧縮機回転数率（Ｈｚ：圧縮機５０の回転数Ｈｚ／圧縮機５０の定格回転数）及び、熱源水入口温度（Ｔｉ）より、例えば次の一次近似式（式１）から求めることができる。なおこれは前述の日本ピーマック社の１つの型番のユニットに対して算出した結果で、ユニット３ごとに係数等は異なる。また、このような近似式は次数を高めることで、精度を上げることも可能である。
Ｔｏ’＝０．９５７×Ｔｉ−０．０１７７×Ｈｚ+７．８４３ （式１）

以上により目標出口水温Ｔｏ’を設定するために参照する関係式が構築できるが、本発明の「関係」は式によらず、記憶装置上に記憶されたテーブル（表）やグラフであってもよい。これは、表７を表３から表６に適用して作成することが可能である。

以上のような近似式やテーブル、グラフをＲＯＭなどの記憶媒体に予め記憶させておき、熱源水の入口水温Ｔｉおよび圧縮機５０の回転数Ｈｚを入力して、熱源水の目標出口水温Ｔｏ’を求め、その数値を目標値にして、熱源水ポンプ７２の能力制御を行う。具体的な運転態様を図２を参照して以下に示す。

ユニット３の冷凍サイクルが稼動するとこれと連動して熱源水ポンプ７２が起動し逆止弁ＣＶが開き調温された熱源水がユニット３の熱源水側熱交換器６２に供給される。この入口水温Ｔｉが入口温度センサ７０により計測され、計測値が制御装置Ｃ１に通信線等を介して入力される。制御装置Ｃ１には還気温度センサ６６の計測値（還気ＲＡの温度Ｔｒ）も入力され、圧縮機５０のインバータ周波数Ｈｚと給気ファン６５の回転数を制御する。この動作は、記憶された室内温度の目標値Ｔを参照して、例えば冷房時に入口水温Ｔｉが高いと圧縮機５０の回転数（能力）を多くし、還気ＲＡの温度Ｔｒが室内温度の目標値Ｔよりも高いと送風機（給気ファン６５）のモータ回転数（能力）を多くする（入口水温Ｔｉが低いときは逆）など公知の動作である。そして、本実施態様では入口温度センサ７０の計測値と圧縮機５０へのインバータ周波数の指示値Ｈｚを制御装置Ｃ２に入力する。これらはセンサ７０やインバータから個々に入力してもよいが、制御装置Ｃ１から端子を介して入口水温Ｔｉの計測信号と圧縮機５０のインバータへの指示信号の転送を受けてもよい。

制御装置Ｃ２は、記憶された前述の近似式またはテーブルを参照して熱源水側熱交換器６２の出口水温の目標値Ｔｏ’を設定し、保持する。これは、最適な熱源水流量の代用特性となる。そしてこの目標値Ｔｏ’に基づき熱源水ポンプ７２の能力である運転周波数Ｈｚ’を指示する。前者の値から後者の値への変換はＰＩＤ調節計その他の調節計を用いて行う。例えば熱源水ポンプ７２が前記近似式のＴｏ’を満たすようにポンプインバータの周波数を変える。

そして、本実施形態では熱源水ポンプ７２の回転数を維持しまたは変化させた後、さらに熱源水側熱交換器６２の出口水温Ｔｏの計測値からフィードバック制御をする。具体的にはユニット３の出口管路（熱源水還管２２）に設けた出口温度センサ７１で計測した出口水温Ｔｏと、先に設定した目標温度Ｔｏ’を比較する。比較の結果両者が同等であれば回転数を維持し、そうでない場合、冷房時では前者が後者より低温であれば圧縮機５０の回転数を低下させ，前者が後者より高温であれば回転数を上げる。こうして、もともとユニット３機内に組み込まれた制御系による制御に干渉することなく、それを利用してより精度の高い省エネルギーな制御を低コストで達成する。そして更新された目標値Ｔｏ’に基づき前述の方法で熱源水ポンプ７２の回転数を変化させる。以降、入口水温Ｔｉと圧縮機周波数の計測値による出口水温目標値Ｔｏ’の更新と出口水温Ｔｏの計測値による目標値の比較更新を繰り返す。

以上のように装置構成された本実施形態でのユニット３廻りの挙動を以下に説明する。ユニット側では制御対象空気温度（還気ＲＡの温度Ｔｒ）と入口水量Ｔｉ、（一般にはそれに加えて入口温度）の検出値から圧縮機周波数が制御される。そして自律的に圧縮機５０の出力周波数が制御される。定流量で熱源水を循環させる従来方式では圧縮機５０が過負荷になることがあった。本実施形態では通常は定格流量未満の小流量でユニット３に熱源水を循環させ、圧縮機５０の周波数が過負荷に近づくと流量を増加させ、熱交換効率を向上させる。また、その流量で室内環境が悪化することなく推移しむしろ余裕が出たときには、入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏの温度差があまりつかず無駄が生じた状態となる。これを、出口水温Ｔｏの計測値からフィードバック制御をかけることにより必要なだけの流量を供給することで省エネルギーを図る。

以上のように目標値を可変にして制御することは、固定の目標値（所定値）と比較して制御する従来法と比べると、例えば、外気湿球温度が低い時などは入口水温Ｔｉが低くなるため連動して出口水温Ｔｏを抑えることが省エネにかなう。このように空調に際し外気条件や内部負荷変動等外乱要因は多くあり、本実施形態は前記したユニット３の熱源水側熱交換器６２の入口水温Ｔｉと圧縮機周波数の関係から前記熱交換器６２の出口水温Ｔｏを管理して入口水量を決めるため、諸外乱に追従した省エネシステムを快適性を損なわずに提供している。

＜第二の実施の形態＞
第一の実施形態では、ユニット３ごとに熱源水ポンプ７２と逆止弁ＣＶを備えた。しかし、建物規模によりユニット３が例えば１００台以上設置されることも多い。一方熱源水ポンプとして数十Ｌ／ｍｉｎ以下の能力のものを用いた場合には、その汎用ポンプのポンプ効率は１００Ｌ／ｍｉｎ規模のポンプの約１／２にすぎない。特に熱負荷特性や運転時間帯がほぼ等しいゾーンでは得策ではない。そこで第二の実施形態の水熱源ヒートポンプユニットシステム１’では、ユニット３をグループ化し、このグループごとに熱源水ポンプ７２と逆止弁ＣＶのセットを備える。本実施形態の「グループ」は前述のように方位や階、用途等により分けられる集まりである。そして共通の熱源装置５に、１つまたは複数の「グループ」およびグループのユニット３が接続される。また、「グループ」は熱源装置５から分岐する配管系（当業者に「系統」と称される）に接続される。

第二実施形態に係る水熱源ヒートポンプユニットシステム１’の装置構成を図４に示す。本実施形態では、５階からなる建物の階ごとに複数のユニット３（制御装置Ｃ１やセンサ６６、７０を含め、第一実施形態のものと変わらない）を備えたグループＧ１〜Ｇ５を構成している。具体的には１階に設置されるユニット３が複数台（二台以上）あり、それら複数台のユニット３が１階のグループＧ１を構成している。また同様に、建物の２階に設置された複数台（二台以上）のユニット３が２階のグループＧ２を構成し、３階に設置された複数台（二台以上）のユニット３が３階のグループＧ３を構成し、４階に設置された複数台（二台以上）のユニット３が４階のグループＧ４を構成し、５階に設置された複数台（二台以上）のユニット３が５階のグループＧ５を構成している。そして、グループＧ１の各ユニット３だけに熱源水を供給し、他のグループＧ２〜Ｇ５のユニット３には熱源水を供給ない熱源水ポンプ７２Ｇ１，グループＧ２の各ユニット３だけに熱源水を供給し、他のグループＧ１、Ｇ３〜Ｇ５のユニット３には熱源水を供給ない熱源水ポンプ７２Ｇ２，グループＧ３の各ユニット３だけに熱源水を供給し、他のグループＧ１、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５のユニット３には熱源水を供給ない熱源水ポンプ７２Ｇ３，グループＧ４の各ユニット３だけに熱源水を供給し、他のグループＧ１〜Ｇ３、Ｇ５のユニット３には熱源水を供給ない熱源水ポンプ７２Ｇ４，グループＧ５の各ユニット３だけに熱源水を供給し、他のグループＧ１〜Ｇ４のユニット３には熱源水を供給ない熱源水ポンプ７２Ｇ５がそれぞれ設置される。なお各熱源水ポンプ７２Ｇ１〜７２Ｇ５は各グループＧ１〜Ｇ５のユニット３に対し下流側に位置して熱源水を吸い込んでいるが、図２のものと同様ユニット３の上流に配置して押し込み式に構成してもよい。そして、第一実施形態と同様の機能を持ちかつグループ内の各ユニット３のそれぞれの情報を累積し比較する機能をもつ（詳細は後述）制御装置Ｃ２Ｇ１、Ｃ２Ｇ２、Ｃ２Ｇ３、Ｃ２Ｇ４、Ｃ２Ｇ５が、各グループＧ１〜Ｇ５にそれぞれ対応して設けられている。図４に付した符号の末尾のＧ１〜Ｇ５は各グループＧ１〜Ｇ５に対応した添え字で、この場合は「階」に対応している。ただし設置位置を特定するものではなく、例えば制御装置Ｃ２Ｇ１は必ずしも１階に設置される必要はなく、制御装置Ｃ２Ｇ１から制御装置Ｃ２Ｇ５の、各階を統括する制御装置制御装置Ｃ２を一体化してもよいし別体のまま監視室に納めてもよい。また必ずしも筐体を必要とはせず、既設の監視盤にそのソフトウェアの機能を組み込んでもよい。

熱源水往管２１と熱源水還管２２と冷却塔１５とボイラ１６は第一実施形態と同じである。流量調整弁２５’、２６’は、図１では三方弁であったのを図４では二方弁に替えて簡素化しているが、実質上変わらない。出口水温センサ７１は本実施形態では各グループＧ１〜Ｇ５ごとに、各グループＧ１〜Ｇ５のユニット３の各熱源水出口から出た熱源水が、各グループＧ１〜Ｇ５内において合流した後、熱源水還管２２に合流する前に流れる枝管２２’の位置にそれぞれ設置される。例えば１階のグループＧ１では、流れの最下流にあるユニット３（図中、グループＧ１において最も左に位置するユニット３）の分岐管２２”がグループＧ１の枝管２２’に合流した位置よりも下流側であって、グループＧ１の枝管２２’が熱源水還管２２に合流する位置よりも上流側に、グループＧ１の出口水温センサ７１が設置される必要がある。他のグループＧ２〜５についても同様である。図４では、どのグループＧ１〜Ｇ５でも熱源水ポンプ７２Ｇ１〜７２Ｇ５の下流で、縦管（熱源水還管２２）への合流点の上流において出口水温センサ７１を枝管２２’に設けている。なお、熱源水ポンプ７２Ｇ１〜７２Ｇ５は各グループＧ１〜Ｇ５に１台の例を図示しているが、揚程を分割すべく例えば各グループＧ１〜Ｇ５の枝管２１’に別の熱源水ポンプ（計２台）を設けても良い。その場合、別の熱源水ポンプ（押し込みポンプ）は、最上流のユニット３（図中、各グループＧ１〜Ｇ５において最も右に位置するユニット３）の分岐管２１”の吸込側よりも上流であって、熱源水往管２１（縦管）より下流側において、枝管２１’に設置する。更に、最上流のユニット３（図中、各グループＧ１〜Ｇ５において最も右に位置するユニット３）と最下流のユニット３（図中、各グループＧ１〜Ｇ５において最も左に位置するユニット３）の中間地点にさらに別の熱源水ポンプ（計３台）を設けても良い。ただし、これらポンプは連動している必要がある。別の観点からは、熱源装置から熱源水を供給する熱源水往管２１と熱源装置に熱源水を戻す熱源水還管２２の間に副管路（枝管２１’，２２’）がグループＧ１〜Ｇ５ごとに並列に設けられ、副管路（枝管２１’，２２’）ごとに複数のユニット３とユニット台数より少ない熱源水ポンプが配置されているといえる。

さらに本実施形態では第一実施形態の逆止弁ＣＶに替えて自動開閉弁ＭＶを各ユニット３の分岐管に設けている。これは各ユニット３の入口（熱源水往管２１側の分岐管２１”）または出口（熱源水還管２２側の分岐管２２”）に設けられるがこの場合は後者に設けられている。複数のユニット３に共通ポンプで熱源水を循環される関係上、逆止弁ではユニット停止時でも開放してしまう。このため自力弁でなく強制的に閉止する弁が必要であり、自動開閉弁ＭＶにこの機能を負担させている。ただし、ＯＮ―ＯＦＦの２位置に動けばよく、開度制御はしない。開度絞りは管路の圧力損失を招き本実施形態の目的に反するためである。自動開閉弁ＭＶの開閉は例えば第一実施形態の制御装置Ｃ１から圧縮機５０の起動・停止の信号を受け連動して開閉させる。熱源水ポンプ７２Ｇ１〜７２Ｇ５はグループＧ１〜Ｇ５のいずれかのユニット３の圧縮機５０が起動したとき連動して起動し、グループＧ１〜Ｇ５のすべてのユニット３の圧縮機５０が停止したときに連動して停止する。ポンプ停止の時点では前述のようにそのグループのユニットすべての自動開閉弁ＭＶが閉止しているためユニット間や別のグループ側への熱源水の逆流は生じない。なお図４中に記載した熱源制御装置Ｃ３については後の実施形態で説明する。

以上の装置構成を備えたシステムの制御を図４に基づいて説明する。制御装置Ｃ１の入出力と制御は第一実施形態のそれと変わらない。すべてのグループＧ１〜Ｇ５ごとに設けられる制御装置Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５の制御装置Ｃ２については次のとおりである。熱源水入口水温Ｔｉと圧縮機周波数Ｈｚの計測値から熱源水出口水温の目標値Ｔｏ’を求める関係（式またはテーブル）が記憶媒体に記憶されていることは変わらない。各グループＧ１〜Ｇ５に属するユニット３への熱源水入口温度Ｔｉと圧縮機５０の運転周波数Ｈｚが仕分けされて前記「関係」を用いた演算に付される。「仕分け」の手段は次のように例示できる。ユニット３個々に、属するグループ（Ｇ１〜Ｇ５）の情報を持たせ、対応する制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）の信号の番地を割り振り、送信する。または、ユニット３個々に、属するグループに対応した制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）に信号線を配線接続する。

そして前記関係に基づき目標出口水温の目標値Ｔｏ’を算出する。この目標値は、前記した出口水温センサ７１の位置範囲での温度の目標値である。ここで、１つのグループには複数のユニット３が設けられるため、入口水温Ｔｉはどのユニット３でも実質同じ値であるものの圧縮機周波数Ｈｚは受け持つゾーンの負荷等により異なり、第一実施形態の式がそのまま使えない。そこで例えば、前記近似式（式１）を使う場合では平均値を採用する方法としてユニット３の前記圧縮機計測値を各々合計して演算し算出された出口水温目標値Ｔｏ’を、グループ内で圧縮機５０が稼動しているユニット３の台数で除しても良いし、入力時点で台数分除してもよい。あるいは、代表値として最大値や最小値をとる方法を採用することもできる。すなわち、グループで圧縮機５０が稼動しているユニット３のうち圧縮機運転周波数Ｈｚの最大のもの、または最小のものを採用して演算に付す。これは制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）に入力値の大小の比較機能を持たせればよい。テーブルに基づく方法でも結果としての出口水温目標値Ｔｏ’がグループ内のユニット数だけ求められるが、この平均や代表値としての最大・最小いずれも熱源水ポンプ７２のインバータ周波数の決定に用いることができる。ここでは、最大値での近似式に基づく演算を採用する。

これは、２重管熱交換器（熱源水側熱交換器６２）の伝熱特性を活かして圧縮機５０の省エネルギーを図ろうとする考え方による。すなわち、水熱源ヒートポンプユニット３に使用される蛇行型の２重管型熱交換器（熱源水側熱交換器６２）は、ターボ冷凍機などのコンデンサの熱交換がシェルチューブ型の直管熱交換器の凝縮熱伝達であるのと比べ、熱交換経路が長い。熱交換の推進力となる温度差は、２重管型凝縮器（熱源水側熱交換器６２）では熱源水出入口と凝縮温度との温度差、すなわち対数平均温度となる。したがって、この型の熱交換器は、出口水温Ｔｏが比較的高温となっても熱交換に寄与する。そこで圧縮機運転周波数Ｈｚが最大値のものの値を採用すれば、グループの他のユニット３の圧縮機５０には前記最大値のユニットに合わせた十分な量の熱源水が供給されることになる。なお、制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）に入力される入口温度Ｔｉとして圧縮機運転周波数Ｈｚが最大値のもののみを入力するようにしてもよい。

また、各グループＧ１〜Ｇ５内には所要水量の大きいユニット３と小さいユニット３が混在する場合もある。このような場合、仕分けされた後制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）で重み付けして換算してもよい。具体的には、各ユニット３の１馬力について係数１を乗じて圧縮機周波数Ｈｚを演算に付すことが例示できる。

制御装置（Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５）で出口水温の目標値Ｔｏ’に合わせて第一実施形態で説明したと同様に制御装置Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５は受け持つ熱源水ポンプ７２Ｇ１〜７２Ｇ５のインバータの周波数をそれぞれ制御する。そして各熱源水出口温度センサ７１の計測値をそれぞれ得、各グループＧ１〜Ｇ５の制御装置Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５内でその直前に設定されている出口水温の目標値Ｔｏ’と比較し、該当するグループの熱源水ポンプ７２のインバータにフィードバック制御をかける。以上説明した制御方法において、制御装置Ｃ１のデータを利用できる点や制御装置Ｃ２への入力方法等は第一実施形態の方法と同様である。

＜第三の実施の形態＞
第二実施形態では、一般に市販されているユニット３がもつセンサや制御系を活用したものである。しかし、必ずしもそうしなくとも本発明は成立する。すなわちユニット３が当該部材（センサや制御系）を備えていない場合や、備えていても制御系を簡素化したい場合には、熱源水往管２１のいずれかの地点に入口温度センサ７０を設ければよい。このセンサ７０は、熱源装置５の出口より下流に設置されることが必要で、少なくとも最上流のユニット３の入口部より前に取り付けられることが好ましい。入口温度はどのユニット３の入口部でもほぼ同じ温度なので、１つだけ設けて同一の計測値を制御装置Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５に送っても良い。また前記した制御装置Ｃ１の機能を制御装置Ｃ２に組み込んで第二実施形態（第一実施形態を引用する部分を含む）と同様の制御をすることができる。

＜第四の実施の形態＞
以上の実施形態は熱源水ポンプ７２の水量制御により熱源水搬送動力の低減を行うことを主目的としていたが、実施形態はそれに加え、上記実施形態から別段の装置を付加することなく前記実施形態で得ることのできるデータを利用することにより、熱源装置５を操作して熱源装置５を含む空調システム全体の省エネルギー化を図るものである。換言すれば従来行われていなかった、熱源水温度と熱源水量を同時に最適化し、エネルギー消費量を低減する技術を提供するものである。

以下、制御内容を図５に基づいて、これら制御を図３に示した制御部Ｃ２にて処理するものとして説明する（もちろん図２の、ユニット毎にポンプ７２が設置されたシステムにおいて、熱源水ポンプ制御装置Ｃ２を使用して制御することも可能である）。構成要素としては制御装置Ｃ２の演算内容が一部変わり熱源制御装置Ｃ３（図４）が加わる。もっとも前述のように制御装置の実体はプログラム、シーケンス等のソフトウエアであり、制御装置Ｃ１やＣ２または別の制御装置との統合、あるいは監視盤や制御盤への組み込み等、形は自在である。また、熱源装置５は能力可変のものを採用することが必須である。以下、制御内容を図５に基づいて、これら制御を図３に示した制御部Ｃ２にて処理するものとして説明する。まず、各ユニット３の圧縮機５０のインバータ周波数Ｈｚと熱源水入口水温Ｔｉ、それらから算出される熱源水出口水温の目標値Ｔｏ’を求める関係を設定、記憶させる（ステップＳ１、前記実施形態と同じ）。なお、図５に示す熱源装置の制御と前記実施形態の熱源水ポンプ７２の制御はそれぞれ独立して制御に付され、本実施形態の特徴である熱源装置５の制御にはステップＳ１のデータのうち圧縮機運転周波数Ｈｚのみが使用される。

ステップＳ１で前述の熱源水ポンプ７２の制御を開始した後、グループごとにその属する各ユニット３の運転状態を収集する。この「運転状態」は、１．冷房・暖房・換気（送風運転のみ）・停止といった「運転モード」と、２．圧縮機５０の運転周波数Ｈｚと、３．入口水温Ｔｉと出口水温の計測値Ｔｏ（両者を減算して「熱源水出入口温度差」を算出し代用値としてもよい）から少なくとも成る。そしてこれらは一般的な市販のユニット３が収集している情報であり、例えば上の運転モードは圧縮機５０のインバータから動作・停止を、四方弁５５の状態から冷暖の状態を、送風機６５のモータから動作・停止を、それぞれ知ることができる。上記２．と上記３．については前に説明した。これらのデータは既設の制御装置Ｃ１から対応するグループの制御装置Ｃ２に送られ、情報を得ることができる。そして各グループの制御装置Ｃ２Ｇ１〜Ｃ２Ｇ５に付設された記憶媒体に記憶される（ステップＳ２）。

本実施形態では前記運転状態情報が記憶さることを前提として、逐次変化するユニット３の運転状態の計測値や状態情報と記憶された値や状態情報を比較することで、追随して熱源装置５を操作する。また、前記のように水熱源ヒートポンプユニットシステムは暖房運転するユニット３と冷房運転するユニット３が系内に混在する。熱源装置５の操作にあたりより多数運転するユニット３に着目して制御することも本実施形態の特徴である。各ユニット３に供給される熱源水は１つの温度であり、冷暖の一方の少数機は冷暖の一方の多数機に合わせた温度の熱源水の供給を受ける。本実施形態では多数機の省エネを図ることでシステム全体の省エネを志向している。

なお、稀に冷暖が拮抗することが考えられる。例えばペリメータとインテリアにグループを分けし、冬季にペリメータが暖房でインテリアが冷房の場合が想定される。しかし本実施形態では次のように安定した省エネ運転が可能である。運転熱源水は温水となっており、拮抗した場合、熱回収後の冷房の廃熱分により水温が上昇する。この場合モードの増加がないので、圧縮機５０の運転周波数の変化で熱源水の温度を制御する。水温が上昇すると、暖房のユニット３の能力が増加する。暖房負荷が同じなら暖房のユニット３の圧縮機５０の運転周波数は低下するので、熱源水の温度を下げるようにボイラを制御する。すなわちモード変化のみではなく後述のように周波数変化でも熱源水の制御を行うので、多数派のユニットに着目する考え方に問題はない。

起動時からしばらく（例えば３０分間）は、運転状態情報が前記記憶媒体に蓄積される。その後ステップＳ１とステップＳ２を経て運転モードの比較がなされ、いずれの運転モードが主体か判断される（ステップＳ３）。図５では最初に冷房モードか否かを尋ねているが、後述のように冷房モードか否かのルーチンとの並列処理や、暖房モードか否かを最初に尋ね、以下図５の「冷」を「暖」に、「暖」を「冷」に読み替えてよいことは勿論である。運転モードに変化があった場合、冷房のユニット３が増えたかを判断する。例えば、暖房運転または圧縮機停止から冷房運転に転じたユニット３の台数と逆に暖房運転に転じたユニット３の台数を比較したり、冷房のユニット３と暖房のユニット３と停止のユニット３の各稼動台数をカウンタに入力しておき比較する手段が例示できる（ステップＳ４）。そして変化していない場合、あるいは変化したが冷房運転するユニット３が増えている場合には、ステップＳ５に進む。ここでは、熱源装置５から送水される熱源水の温度すなわち熱源装置５の出口水温の計測値と、設定されている下限値との比較演算する。下限値は、ユニット３内の管内凍結等運転に支障のある熱源水温度を意味し、例えばユニット３の圧縮機５０に停止指令が発せられる温度、さらに例示すれば１５℃である。そして計測値が前記下限値と等しい場合には目標値をそのままとする（ステップＳ６）。計測値が前記下限値より高い（超）の場合には前記目標値を、１段階下げるべく更新する（ステップＳ７）。なお計測値が下限値を下回らないようにユニット３側で圧縮機制御がされる。なお前記出口水温は、熱源装置５の吐出側（熱源水往管２１）に水温センサを設けて得ても良いが、水量制御のために取り付けてある入口温度センサ７０を利用して得ることができる。つまり前述のように最大値や平均値、偏差値等の代用値を得て利用することができる。また水温制御のための出口水温の取得はグループ単位で行う必要性もないため、例えば無線によるデータ送信で直接制御装置Ｃ３に情報を送ることもできる。

なお、「冷房モード増」では停止のユニット３が冷房になった場合も、暖房のユニット３が冷房になった場合も同じ扱いとする。停止のユニット３は圧縮機停止時にユニット３への送水を遮断する自動開閉弁を設けているので、システム全体の必要流量での熱源水温度に制御する本実施形態では問題ない。

ステップＳ７で熱源装置５から送水される設定温度（目標値）を更新すると、熱源装置５はこの目標値に合わせて出力を可変する。この場合には冷熱源としての例えば冷却塔１５を操作し熱源水をより低温化する。具体的には冷却塔送風機の回転数を１段階上げるなどが例示できる。

ステップＳ２を経て（図５ではステップＳ３とステップＳ４の処理後のように示しているがステップＳ３との並列処理も可能である）、ステッブＳ８で運転モードに変化がありかつ暖房のユニット３が増えたかを判断する。例えば、冷房運転または圧縮機停止から暖房運転に転じたユニット３の台数と逆に冷房運転に転じたユニット３の台数を比較したり、冷房のユニット３と暖房のユニット３と停止のユニット３の各稼動台数をカウンタに入力しておき比較する手段が例示できる（ステップＳ９）。そして変化していない場合、あるいは変化したが冷房運転するユニット３が増えている場合には、ステップＳ１０に進む。以降ステップＳ１０は前記ステップＳ５の、ステップＳ１１は前記ステップＳ６の、ステップＳ１２は前記ステップＳ７のそれぞれの説明と同様の制御をする。ただし「冷」を「暖」、「下限」を「上限」、「低温」を「高温」、「１５℃」を「４５℃」等と読み替える（当業者にとって自明である）。ステップＳ１２の目標値の上昇側更新後の熱源装置５の出力変更は、この場合には温熱源としての例えばボイラ１６のバーナ給油量の増が例示できる。

ステップＳ３とステップＳ８ではユニット３の運転モードの変更に着目したが、変更の無い場合にもより負荷に追従した省エネを追求することができる。つまり、熱源水の状態に着目しこれが冷却側（ユニット３群が冷房運転主体）か加熱側（同、暖房運転主体）かを検知し、これに各ユニット３の圧縮機出力の状態を加えて判断要素として熱源装置５の出力を制御する。まず、熱源水の状態が冷却側か暖房側かを検知する（ステップＳ１３、ステップＳ１４）。この手段には、（１）制御装置Ｃ２がもつユニット３の運転状態情報のうち運転モード情報に運転周波数情報を組み合わせて冷暖いずれが主体で運転されているかを判断する方法、（２）第三実施形態で示した入口温度センサ７０の計測温度から判断する方法、（３）熱源装置５の稼動状況つまり冷熱源と温熱源のいずれが稼動しているか（冷熱温熱両方生成できる装置もあるが、いずれの運転状態かは装置の端子等から検知できる）を検知する方法、等が挙げられる。

次に、インバータの出力周波数（圧縮機５０の能力）に着目し、その増減をそれまで蓄積した情報と比較する。これも熱源水ポンプ７２の水量制御に蓄積していたデータを利用でき、各ユニット３のうち最大のものを採用してもよいし平均値や偏差値等でもよい。熱源装置５の操作にはグループごとの集約は必ずしも必要ではないため、出力周波数の計測値を直接制御装置Ｃ２（熱源制御装置Ｃ３相当）に情報を送つてもよいことは、熱源水出口水温の計測情報と同じである。出力周波数の計測値に変化がないことが判断され（ステップＳ１５、ステップＳ２０）た場合、熱源水温度の設定水温目標値Ｔｏ’はそのままとする（ステップＳ１７、ステップＳ２２）。出力周波数に増減がある場合、冷却側（ステップＳ１６）では増の場合に熱源水温度を下げるべく（ステップＳ１８）、減の場合に熱源水温度を上げるべく（ステップＳ１９）、目標値Ｔｏ’を更新する。この温度の上げ下げは、例えば図５の「１Ｓｔｅｐ」を１℃として運用する。加熱側も同様で、ステップＳ２０をステップＳ１５に、ステップＳ２１をステップＳ１６に、ステップＳ２２をステップＳ１８に、ステップＳ２３をステップＳ１８に、ステップＳ２４をステップＳ１９に読み替える。ただし「増」で熱源水温度を上げる等、当業者に自明の範囲で読み替えられるものとする。なお、ステップＳ２５は中間期等で冷却塔１５もボイラ１６も稼動しない場合が例示でき、より具体的には全ユニットが換気運転の場合や外気冷房する場合である。

なお、建物に設置される各ユニット３の能力には違いがある。したがって個々に応じて１馬力のユニットに係数「１」を、２馬力のユニットに係数「２」を乗ずる等の係数をかけての補正をする。以上に説明した水熱源ヒートポンプユニットシステム１にあっては、既述の効果に加え、システム１の全体における冷房負荷の増減に対応して熱源装置５における熱源水の温度制御を行うことにより、熱源装置５の運転が最適化され、省エネルギー化が図れるようになる。換言すれば、熱源装置５の運転モード（冷却水製造、温水製造）と、各ユニツト３の運転モード（冷房・換気・暖房）の状態及び圧縮機回転数の変化を収集し、「運転状態の変化の方向」を分析し、熱源水温度の最適化を図ることで、各ユニット３の圧縮機５０の消費動力と熱源装置５の消費エネルギーの低減の最適化を図ることができる。

＜実施例＞
本システムを採用した場合の典型的な消費電力の低減効果を表８に示す。負荷率、その時の湿球温度の平均値、年間出現時間に基づき、各負荷ごとに水熱源ヒートポンプユニット（出願人の前記型番の商品、表８と以下の文中で「ＰＭＡＣ」と称する。）の消費電力と熱源水ポンプの消費電力を求め、集計したものである。

なお、システムは次の３通りとした。
「定速ＰＭＡＣ」：圧縮機：定回転数、熱源水送水ポンプ：定回転数
「ＩＮＶＰＭＡＣ」：圧縮機：可変回転数、熱源水送水ポンプ：定回転数
「ポンプ付ＰＭＡＣ」：圧縮機：可変回転数、熱源水送水ポンプ：可変回転数
「定速ＰＭＡＣ」の年間消費エネルギーを１とした場合、「ＩＮＶＰＭＡＣ」：０．６５、「ポンプ付ＰＭＡＣ」：０．５４、という結果であった。

本発明は、例えばオフィスビルやデーターセンタ、ホテルや寮などの空調に適用できる。

本発明の実施の形態にかかる水熱源ヒートポンプユニットシステム１を適用した建物２の全体的な構成を示す説明図である。 水熱源ヒートポンプユニットの構成を示す説明図である。 水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御系統の説明図である。 本発明の別の実施の形態にかかる水熱源ヒートポンプユニットシステムの全体的な構成を示す説明図である。 熱源水の温度制御を示すフローシートである。

符号の説明

１ 水熱源ヒートポンプユニットシステム
２ 建物
３ 水熱源ヒートポンプユニット
５ 熱源装置
１０、１１ 空調空間
１５ 冷却塔
１６ ボイラ
１７ 膨張水槽
２１ 熱源水往管
２２ 熱源水還管
２５、２６ 流量調整弁
３０ 換気用熱交換器
５０ 圧縮機
５５ 四方弁
５６ 熱媒循環経路
６０ 空調用熱交換器
６１ 膨張弁
６２ 熱源水側熱交換器
６５ 給気ファン
６６ 還気温度センサ
７０ 熱源水入口温度センサ
７１ 熱源水出口温度センサ
７２ 熱源水送水ポンプ
８０ 制御部

Claims (5)

1. 熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作する一方、熱源水の入口温度を計測する手段を備えるものであり、かつ、各水熱源ヒートポンプユニットごとに能力可変型の熱源水ポンプと逆止弁を備えるとともに熱源水の出口に水温センサを設けた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、
   前記熱源水側熱交換器に供給される熱源水の入口水温と前記圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値を求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法。
2. 熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作する一方、熱源水の入口温度を計測する手段を備えるものであり、各水熱源ヒートポンプユニットの熱源水の出口に水温センサを設け、かつ、前記複数の水熱源ヒートポンプユニットをグループ分けし、このグループごとに前記循環配管から枝別れした枝管を設け、この枝管に能力可変型の熱源水ポンプをグループ内の水熱源ヒートポンプユニットの台数より少ない台数で備えた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、
   前記水熱源ヒートポンプユニット単位で圧縮機が運転されているときは前記自動開閉弁を開、運転されていないときは閉とし、前記熱源水側熱交換器に供給される熱源水の入口水温と前記圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値をグループごとに求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法。
3. 前記グループのうちで圧縮機の周波数が最大の水熱源ヒートポンプユニットを選択し、この水熱源ヒートポンプユニットを対象として制御することを特徴とする、請求項２に記載の水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法。
4. 熱媒の循環経路に能力可変型の圧縮機と、四方弁と、熱媒と熱源水とを熱交換させる熱源水側熱交換器と、熱媒と空調対象空気とを熱交換させる空調用熱交換器と、膨張弁とを配管接続して成り、前記四方弁の切り換えにより、前記空調用熱交換器において冷房時には熱媒を蒸発させ、暖房時には熱媒を凝縮させる冷凍サイクルを行う水熱源ヒートポンプユニットを複数備え、これら複数の水熱源ヒートポンプユニットの各熱源水側熱交換器に温調された熱源水を循環配管を介して供給する熱源装置を設け、前記水熱源ヒートポンプユニットは制御対象空気温度を検出して前記圧縮機の周波数を操作するものであり、各水熱源ヒートポンプユニットの熱源水の入口または出口のいずれかに自動開閉弁を設け、かつ、前記複数の水熱源ヒートポンプユニットをグループ分けし、このグループごとに前記循環配管から枝別れした枝管を設け、この枝管に能力可変型の熱源水ポンプをグループ内の水熱源ヒートポンプユニットの台数より少ない台数で備えた水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法であって、
   前記水熱源ヒートポンプユニット単位で圧縮機が運転されているときは前記自動開閉弁を開、運転されていないときは閉とし、前記グループの枝管に供給される熱源水の入口温度と前記水熱源ヒートポンプユニットの圧縮機の周波数から、予め定められた関係によって熱源水出口水温の目標値をグループごとに求め、この目標値にあわせて前記熱源水ポンプの周波数を制御することを特徴とする、水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法。
5. さらに前記水熱源ヒートポンプユニットそれぞれの冷房、暖房の運転モードと圧縮機周波数を検出し、前記運転モードの変更状況と前記各運転モードごとの圧縮機周波数の増加または変動に係る情報に基いて前記熱源装置から送水される熱源水の設定温度を制御することを特徴とする、請求項１、２または請求項４に記載の水熱源ヒートポンプユニットシステムの制御方法。

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