JP2008116152A - 空調システムおよび空調システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプとファンコイルユニットが一体となった空調システムにおいて、ヒートポンプの運転によるエネルギー消費量の増加を抑制し、運転効率を高めることを課題とする。
【解決手段】ヒートポンプ６０の運転状態に基づいて、空調システム全体が、追加運転を行っているヒートポンプ６０が所定の割合または所定の台数以上に達する追加運転状態ではないと判定された場合、ヒートポンプ６０による追加運転が発生しない範囲で、熱源装置４０による熱源水の温度制御に係る消費エネルギー量が削減される方向に目標温度を設定し、追加運転状態であると判定された場合、ヒートポンプ６０がその追加運転を停止する方向に目標温度を設定することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調システムおよび空調システムの制御方法に関する。

空調システムにおけるエネルギー消費量を削減する技術として、水熱源ヒートポンプとファンコイルユニットとが一体になったユニットを用いた空調システムにおいて、一定範囲の熱源水入口温度毎に、室内温度と予め入力した基準温度とを比較して、圧縮機、四方弁、水対空気熱交換器と水対冷媒熱交換器に対する熱源水の通水切替を担う三方弁を制御することで、きめ細かい運転制御を行ってエネルギー消費量を削減する技術がある（特許文献１を参照）。

また、建物の個別空調システムにおいて電力消費の平準化と設備の小規模化を図り、省エネルギーと低ランニングコストを実現する技術や（特許文献２を参照）、ハイブリッドエアコンから熱源水の送水温度、室内温度および設定室内温度を収集し、ここから処理熱量とこれに対応する消費電力の予測値を算出し、消費電力の予測値が最も小さい送水温度を採用することで省エネルギーを実現する技術がある（特許文献３を参照）。

更に、配管の長さを短くし制御弁を省略してポンプの所要動力を低下させ、配管材料の省資源化とランニングコストの低減を実現する技術がある（特許文献４を参照）。
特許第２９０１９１１号公報 特開平５−１１８５９５号公報 特開２００５-１４０３６７号公報 特許第３７３３３７１号公報

従来、ヒートポンプとファンコイルユニットが一体となったユニットを用いた空調システムがある。このような空調システムでは、例えば熱源装置で温度制御された熱源水によって全室に対して一律にファンコイルユニットによる冷房運転を行い、温度調節が不足している場合にヒートポンプを個別に冷房運転し、特定の部屋のみヒートポンプで個別に暖房運転を行う等の、柔軟性の高い空調を行うことが可能である。

しかし、このような空調システムでは、熱源装置による熱源水の温度制御と、ヒートポンプによる熱媒の圧縮運転が行われることで、エネルギー消費量が多くなるという問題がある。特に、ヒートポンプがファンコイルユニットによる温度調節の方向と同方向の温度調節である追加運転を行った場合、ヒートポンプを運転することによるエネルギー消費量の増加に加え、ヒートポンプの追加運転によって熱源水の温度が大きく変化し、この変化分が熱源装置の運転に係るエネルギー消費量をも増加させ、運転効率が低下するという状況が発生する。より具体的には、熱源装置で熱源水を冷却している場合に、ヒートポンプの追加運転（ここでは冷房運転）が行われると、熱源装置に還流してくる熱源水の温度が大きく上昇し、熱源装置による熱源水の冷却運転に係るエネルギー消費量が増加するという状況が発生する。

本発明は、上記した問題に鑑み、ヒートポンプとファンコイルユニットが一体となった空調システムにおいて、ヒートポンプの運転によるエネルギー消費量の増加を抑制し、運転効率を高めることを課題とする。

本発明は、上記した課題を解決するために、ヒートポンプが追加運転を行わない境界近傍まで熱源装置による熱源水の温度制御の目標温度を近づけることで、ヒートポンプの運転によるエネルギー消費量の増加を抑制し、運転効率を高めることを可能にした。

詳細には、本発明は、設定された目標温度に従って熱源水の温度を制御し、該熱源水を供給する熱源装置と、水対空気熱交換器およびヒートポンプを有する複合水熱源ヒートポンプユニットシステムであって、前記水対空気熱交換器は、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う水対空気熱交換器であり、前記ヒートポンプは、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記熱源水の供給を受けて運転を行うヒートポンプである、一又は複数の複合水熱源ヒートポンプユニットシステムと、を備える空調システムであって、前記ヒートポンプの運転状態を取得する運転状態取得手段と、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に基づいて、前記空調システム全体が、前記水対空気熱交換器による温度調節の方向と同方向の温度調節である追加運転を行っている前記ヒートポンプが所定の割合または所定の台数以上に達する追加運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、前記運転状態判定手段によって前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる前記追加運転が発生しない範囲で、前記熱源装置による熱源水の温度制御に係る消費エネルギー量が削減される方向に前記目標温度を設定し、前記運転状態判定手段によって前記追加運転状態であると判定された場合、ヒートポンプがその追加運転を停止する方向に前記目標温度を設定する目標温度設定手段と、を更に備える空調システムである。

本発明に係る空調システムは、水対空気熱交換器による温度調節と、ヒートポンプによる温度調節とを併せて用いることによって、柔軟性の高い空調を行うことが可能である。しかし、この双方を稼動させて空調を行った場合、熱源装置の運転によるエネルギー消費量に、ヒートポンプによるエネルギー消費量が加わり、エネルギー消費量の増加が著しい。

特に、ヒートポンプが水対空気熱交換器による温度調節の方向と同方向の温度調節である追加運転を行った場合、ヒートポンプを運転することによるエネルギー消費量の増加に加え、追加運転による排熱によって熱源水の温度が大きく変化し、この変化分が熱源装置に求められる温度制御幅を大きくすることで、熱源装置の運転に係るエネルギー消費量をも増加させる。このため、空調システム全体としては、可能な限り熱源装置と水対空気熱交換器による温度調節で空調を行い、ヒートポンプは稼動させないことが望ましい。

とはいえ、熱源装置と水対空気熱交換器による温度調節のみでは温度調節が不足する状況が発生する。このため、本発明では、上記した運転状態取得手段、運転状態判定手段および目標温度設定手段を備えることによって、ヒートポンプが追加運転を行わない境界近傍まで熱源装置による熱源水の温度制御の目標温度を近づけることとした。

即ち、本発明に拠れば、ヒートポンプが追加運転を行う頻度が減少することによるエネルギー消費量の削減効果が得られ、ヒートポンプの排熱が減少して熱源装置による熱源水の温度制御幅が小さくなることによるエネルギー消費量の削減効果が得られる。更に、冷房運転時には目標温度が可能な限り上げられ、暖房運転時には目標温度が可能な限り下げられることで、熱源装置の運転によるエネルギー消費量も削減され、全体として効率の高い空調システムの運転が可能となる。

また、本発明は、前記熱源装置の熱源水の出口における熱源水の温度である熱源装置出口温度および前記熱源装置の熱源水の入口における熱源水の温度である熱源装置入口温度を計測する熱源水温度計測手段を更に備え、前記運転状態判定手段は、前記熱源装置出口
温度と前記熱源装置入口温度との温度差に基づいて、前記空調システム全体の運転状態が冷房運転状態であるかまたは暖房運転状態であるかを更に判定し、前記目標温度設定手段は、前記運転状態判定手段によって判定されたシステム全体の運転状態に基づいて前記目標温度を設定する方向を決定し、前記目標温度を設定することとしてもよい。

熱源装置出口温度に比べて熱源装置入口温度が高い場合、システム全体として冷房運転が行われていると判断でき、熱源装置出口温度に比べて熱源装置入口温度が低い場合、システム全体として暖房運転が行われていると判断できる。但し、厳密にはシステムによる冷房運転、暖房運転以外の要因による放熱等も考慮する必要があるため、システム全体として冷房運転であるか暖房運転であるかの判断の境界値は、個別の具体的なシステムごとに設定されることが好ましい。

また、前記目標温度設定手段は、前記運転状態判定手段によってシステム全体が冷房運転状態であり且つ前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる追加運転が発生しない範囲で前記目標温度を上げ、前記運転状態判定手段によってシステム全体が冷房運転状態であり且つ前記追加運転状態であると判定された場合、前記目標温度を下げ、前記運転状態判定手段によってシステム全体が暖房運転状態であり且つ前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる追加運転が発生しない範囲で前記目標温度を下げ、前記運転状態判定手段によってシステム全体が暖房運転状態であり且つ前記追加運転状態であると判定された場合、前記目標温度を上げることとしてもよい。

また、前記ヒートポンプは、追加運転の許可があるまで前記追加運転を開始せず、前記目標温度が設定可能な限界値に達し、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記ヒートポンプに追加運転を許可する追加運転許可手段を更に備えてもよい。

上記構成によれば、追加運転の許可が行われるまでヒートポンプによる追加運転が開始されないため、より確実にヒートポンプの運転抑制効果を得ることが出来る。

また、本発明は、前記複合水熱源ヒートポンプユニットシステムの熱源水の出口における熱源水の温度であるユニット出口温度を計測するユニット出口温度計測手段を更に備え、前記目標温度設定手段は、前記ユニット出口温度が凍結が予見される温度である場合に、前記目標温度を上げることとしてもよい。

特に、システム全体として冷房運転を行っている状態で、ヒートポンプが暖房運転を行う状況が発生すると、熱源装置により冷却された熱源水が、ヒートポンプの運転によって更に冷却されることとなり、凍結の虞が高まる。本発明に拠れば、このような場合に凍結を防止することが可能である。

また、本発明は、前記熱源装置から前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプに前記熱源水を供給するための流路に設けられ、前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプへの前記熱源水の供給量を可変制御する熱源水ポンプと、前記熱源水ポンプの上流側または下流側に設けられ、該熱源水ポンプが運転を停止したときに前記熱源水の逆流を防止する逆流防止手段と、を更に備えてもよい。

複数の複合水熱源ヒートポンプユニットシステムを熱負荷の特性、使用運転時間帯、空間位置等に基づいたグループにまとめて、このグループごとに上記熱源水ポンプおよび逆流防止手段を設ける構成とすることで、熱源水の送水に係るエネルギー消費量を削減することが可能となる。

また、本発明は、前記熱源水ポンプの運転状態を取得する熱源水ポンプ運転状態取得手段と、前記熱源水ポンプ運転状態取得手段によって取得された前記熱源水ポンプの運転状態が、可変制御による制御能力の下限に至っており、且つ全ての前記ヒートポンプが運転を行っていない場合に、前記熱源水ポンプの運転を停止させる熱源水ポンプ制御手段と、を更に備えてもよい。

熱源水ポンプによる送水量が下限に至っている状態は、複合水熱源ヒートポンプユニットシステムに要求されている熱源水量が少ない状態である。即ち、この状態であれば温度調節は十分であると判断できる。これに加え、ヒートポンプが運転をしていない場合、複合水熱源ヒートポンプユニットシステムに熱源水を供給する必要性は極めて小さい。このような状況で熱源水ポンプの運転を停止することで、熱源水ポンプのエネルギー消費量を削減することが可能となる。

また、前記複合水熱源ヒートポンプユニットシステムは、必要とされる温度調節の効率に応じて回転数を自律的に変化させる送風機を更に有し、前記送風機の運転状態を取得する送風機運転状態取得手段を更に備え、前記熱源水ポンプ制御手段は、前記送風機の運転状態に基づいて、前記熱源水ポンプによる前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプへの前記熱源水の供給量を制御してもよい。

本発明に拠れば、送風機の運転状態に基づいて、送風機が最適な送風量を選択するように、熱源水ポンプの送水量を制御することで、空調システム全体としてのエネルギー消費量を抑制し、且つ空調を受ける室内の快適性を向上させることが可能となる。

また、本発明は、熱源水を冷却し、前記熱源装置と選択的に該熱源水を供給する冷却塔と、外気温を取得する外気温取得手段と、前記外気温取得手段によって取得された外気温が所定の温度以下であるか否かを判定する外気温判定手段と、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に基づいて、暖房運転を行っている前記ヒートポンプがあるか否かを判定する暖房運転判定手段と、前記外気温判定手段によって外気温が所定の温度以下であると判定され、且つ前記暖房運転判定手段によって暖房運転を行っている前記ヒートポンプがないと判定された場合に、前記熱源水の供給元を、前記熱源装置から前記冷却塔へ切り替える切替手段と、を更に備えてもよい。

ここで、外気温判定手段における所定の温度は、熱源水を冷却するために冷凍機等の熱源装置が不要なほど外気温（例えば、外気湿球温度）が低いか否かを判定するための閾値である。外気温が十分に低い場合、熱源装置に代えて、冷却塔で十分に低温の熱源水を生成し、供給することが可能である。このため、外気温（湿球温度）が十分に低く、且つヒートポンプが暖房運転を行っていない（即ち、比較的高温の熱源水を必要としていない）場合、熱源水の供給元を熱源装置から冷却塔に切り替えることで、システム全体のエネルギー消費量を削減することが可能となる。

また、前記ヒートポンプは、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と前記熱媒との間で熱交換を行う水対熱媒熱交換器、該熱媒を圧縮又は膨張させる圧縮機又は膨張弁、前記圧縮又は膨張された熱媒と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う熱媒対空気熱交換器、および前記空気を冷やす方向の温度調節である冷房運転と前記空気を暖める方向の温度調節である暖房運転とを切り替える冷暖房切替手段を有してもよい。

ここで、冷暖房切替手段として、例えば四方弁が挙げられる。但し、本発明に係るヒートポンプは、この構成を有するヒートポンプに限られるものではない。

また、本発明は、上記空調システムを制御する方法としても把握することが可能である
。即ち、本発明は、設定された目標温度に従って熱源水の温度を制御し、該熱源水を供給する熱源装置と、水対空気熱交換器およびヒートポンプを有する複合水熱源ヒートポンプユニットシステムであって、前記水対空気熱交換器は、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う水対空気熱交換器であり、前記ヒートポンプは、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記熱源水の供給を受けて運転を行うヒートポンプである、一又は複数の複合水熱源ヒートポンプユニットシステムと、を備える空調システムにおける空調システムの制御方法であって、前記ヒートポンプの運転状態を取得する運転状態取得ステップと、前記運転状態取得ステップで取得された運転状態に基づいて、前記空調システム全体が、前記水対空気熱交換器による温度調節の方向と同方向の温度調節である追加追加運転を行っている前記ヒートポンプが所定の割合または所定の台数以上に達する追加運転状態であるか否かを判定する運転状態判定ステップと、前記運転状態判定ステップで前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる前記追加運転が発生しない範囲で、前記熱源装置による熱源水の温度制御に係る消費エネルギー量が削減される方向に前記目標温度を設定し、前記運転状態判定ステップで前記追加運転状態であると判定された場合、ヒートポンプが前記追加運転を停止する方向に前記目標温度を設定する目標温度設定ステップと、が実行される空調システムの制御方法としても把握することが出来る。

本発明によって、ヒートポンプとファンコイルユニットが一体となった空調システムにおいて、ヒートポンプの運転によるエネルギー消費量の増加を抑制し、運転効率を高めることが可能となる。

本発明に係る空調システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。

＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０の概略構成を示す図である。複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０は、空調の対象となる部屋に設けられ、大きく分けてコイル７０、ヒートポンプ６０、熱源水の送水を制御する三方弁１８および送風機２１を有する。コイル７０は、水対空気熱交換器１１および熱源水管路１２を有する。コイル７０は、水対空気熱交換器１１によって、熱源水管路１２を通って供給された熱源水とフィルタ２０を介して吸入された還気ＲＡとの熱交換を行い、熱交換によって温度調節された空気を送風機２１によって室内に給気ＳＡとして送り出すことで、複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が設置された部屋の空気の温度調節を行う。

ヒートポンプ６０は、後述する熱源装置４０で温度制御された熱源水の供給を受けて該熱源水と熱媒との間で熱交換を行う水対熱媒熱交換器１７、熱媒を圧縮させる圧縮機１４、熱媒を膨張させる膨張弁１６、熱媒と温度調節対象の空気との間で熱交換を行うことで空気の温度調節を行う熱媒対空気熱交換器１３、および熱媒の流路を切り替えることで冷房運転と暖房運転とを切り替える四方弁１５を有する。これらの構成要素は熱媒管路１９で接続され、四方弁１５の切り替えによって、冷房運転と暖房運転とを切り替えることが出来る。熱媒が循環する順番が圧縮機１４、水対熱媒熱交換器１７、膨張弁１６、熱媒対空気熱交換器１３の順であるときが冷房運転、圧縮機１４、熱媒対空気熱交換器１３、膨張弁１６、水対熱媒熱交換器１７であるときが暖房運転である。

ここで、ヒートポンプ６０は、制御装置９０によって運転が許可されるまで運転を開始しない。これは、ヒートポンプ６０が運転されることによってエネルギー消費量が増大するためである。即ち、本実施形態に係る空調システムは、制御装置９０によって運転が許
可されるまではコイル７０のみで室内空気の温度調節を行う。

なお、ヒートポンプ６０による運転は、追加運転と複合運転に分類される。追加運転とは、複合運転ヒートポンプユニットシステム１０が設置されている室内においてコイル７０による温度調節が十分でない場合に、ヒートポンプ６０が、コイル７０による温度調節の方向と同方向の温度調節を行うことである。具体的には、コイル７０が低温の熱源水の供給を受けて冷房運転を行っている場合に、ヒートポンプ６０が冷房運転を行う場合がこれにあたる。換言すると、コイル７０とヒートポンプ６０とを一体にしたユニットが受け持つ空調エリアで冷房または暖房の増強運転を行うことである。また、複合運転とは、複合運転ヒートポンプユニットシステム１０が設置されている室内において要求されている温度調節の方向が、コイル７０による温度調節の方向と逆方向である場合に、ヒートポンプ６０が、要求されている温度調節の方向と同方向の温度調節を行うことである。具体的には、コイル７０が低温の熱源水の供給を受けて冷房運転を行っている場合に、ヒートポンプ６０が暖房運転を行う場合がこれにあたる。

また、複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０は送風機２１を有しており、送風機２１によって室内の空気が還気ＲＡとしてフィルタ２０を介して複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に取り込まれ、温度調節後に給気ＳＡとして室内に送られる。送風機２１の送風量は、タップ切替で「大（Ｈｉ）」「中（Ｍｉｄ）」「小（Ｌｏ）」のいずれかに切り替えられる。温度調節の効率が不足している場合、送風量は「大（Ｈｉ）」に設定され、温度調節の効率が十分である場合、送風量は「小（Ｌｏ）」に設定される。本実施形態では、「中（Ｍｉｄ）」が最適な送風量であるものとする。また、本実施形態では、送風量の切替は３段階となっているが、これは実施の形態における一例であり、送風量の切替は３段階に限られない。

加えて、複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０には各種温度センサが設けられている。熱源水の入口管路に熱源水の温度（ユニット入口温度）を計測するユニット入口温度センサ３２、熱源水の出口管路に熱源水の温度（ユニット出口温度）を計測するユニット出口温度センサ３３が設けられ、還気ＲＡの吸入口付近に空気の温度を計測する還気温度センサ３１が設けられている。これらの温度センサによる計測結果は、ユニット内に設けた制御装置（図示せず）を介して有線または無線の通信手段を用いて電気的に制御装置９０に送信される。

更に、圧縮機１４の運転状態や、四方弁１５の状態などが、ユニット内に設けた制御装置を介して有線または無線の通信手段を用いて電気的に制御装置９０に送信される（図示は省略する）。制御装置９０は、圧縮機１４の運転状態や、四方弁１５の状態等を取得することで、ヒートポンプ６０が運転中であるか否か、運転中であるヒートポンプ６０は冷房運転であるか暖房運転であるか、等の情報を得ることが出来る。

図２は、本実施形態における空調システムの全体の概要を示す図である。空調システムは、対象となる建物の部屋ごとに設けられた複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０、建物のフロアごとに設けられた熱源水ポンプユニット５０、建物全体に設置された複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に供給される熱源水の温度を制御する熱源装置４０、およびこれらを接続する熱源水配管４３を備える。

熱源装置４０は、冷熱源としての冷凍機および温熱源としてのボイラを含む装置であり、制御装置９０から指示された目標温度に従って、冷凍機またはボイラを運転することで、熱源水の温度制御を行う。また、熱源装置４０への熱源水の入口および出口付近の熱源水配管４３には、熱源水の温度を計測する熱源装置入口温度センサ４２および熱源装置出口温度センサ４１が設置されている。制御装置９０は、熱源装置出口温度センサ４１によ
って計測された温度（熱源装置出口温度）によって、熱源装置４０による温度制御が目標温度に達しているか否かを判定する。もっとも、熱源装置４０は、１台で冷水と温水とを切り替えて生成可能な冷温熱源兼用のヒートポンプでもよく、型式は圧縮膨張式、吸収式を問わない。また、凝縮器等の排熱器の冷却方式は水冷または空冷の何れであってもよい。

熱源水ポンプユニット５０は、インバータ制御の熱源水ポンプ５２および熱源水ポンプ５２が停止したときの熱源水の逆流を防止する逆止弁５１を有する。熱源水ポンプ５２がインバータ制御であることで、各フロアに設置された複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のグループごとに適切な量の熱源水を送ることが出来る。但し、熱源水ポンプ５２が熱源水を送る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のグループはフロアごとでなくてもよいし、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に一対一で熱源水ポンプ５２が設けられていてもよい。また、各室の複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に送られた熱源水は、室内の空気の温度調節等に使用された上で、熱源装置４０に還流する。熱源装置４０に還流した熱源水の温度（熱源装置入口温度）は、熱源装置入口温度センサ４２によって計測される。なお、逆止弁５１は、ユニット内に内蔵されなくともよく、例えば熱源水配管４３におけるポンプに介装された枝管に設けられてもよい。

＜処理の流れ＞
図３から図６は、本実施形態における熱源水目標温度設定制御の流れを示すフローチャートである。これらのフローチャートに示された処理は、制御装置９０によって定期的に実行される。

図３は、本実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、システム全体の運転状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、空調システム全体として冷房運転状態であるか否かが判定される。制御装置９０は、熱源装置出口温度センサ４１によって計測された熱源装置出口温度と、熱源装置入口温度センサ４２によって計測された熱源装置入口温度を比較して、空調システム全体として冷房運転を行っているか暖房運転を行っているかを判定する。具体的には、熱源装置出口温度に比べて熱源装置入口温度が高い場合、空調システム全体として冷房運転が行われていると判定し、熱源装置出口温度に比べて熱源装置入口温度が低い場合、空調システム全体として暖房運転が行われていると判定する。冷房運転が行われていると判定された場合、処理はステップＳ１０２へ進む。暖房運転が行われていると判定された場合、以降の処理は、冷房運転状態であると判定された場合の処理内容である以降に説明する処理と対称であるため、説明を省略する。即ち、以降に説明する処理は、全て空調システム全体として冷房運転が行われている場合の処理である（つまり、ボイラではなく冷凍機によって熱源水の温度制御が行われている）。

ステップＳ１０２では、運転しているヒートポンプ６０の割合が所定の割合以下であるか否かが判定される。制御装置９０は、空調システムとして備えるヒートポンプ６０の全台数に対する運転しているヒートポンプ６０の割合を算出し、算出された割合が、予め制御装置９０に設定されている所定の割合以下であるか否かを判定する。ここで、所定の割合には、例えば５％等の値が設定される。運転しているヒートポンプ６０の割合が所定の割合以下であると判定された場合、処理は図４に示されるステップＳ１１１へ進む。運転しているヒートポンプ６０の割合が所定の割合以下でない（即ち、一定割合以上のヒートポンプ６０が運転している）と判定された場合、処理はステップＳ１０３へ進む。

また、ステップＳ１０２の処理は、ヒートポンプ６０が全て停止しているか否かを判定する処理であってもよい。ヒートポンプ６０が全て停止していると判定された場合、処理は図４に示されるステップＳ１１１へ進む。ヒートポンプ６０が全て停止していない（即
ち、ヒートポンプ６０が１台以上運転している）と判定された場合、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、冷房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かが判定される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０より受信した情報から各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０の有するヒートポンプ６０の運転状態を得て、冷房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かを判定する。冷房運転を行っているヒートポンプ６０が有ると判定された場合、処理は図５に示されるステップＳ１２１へ進む。冷房運転を行っているヒートポンプ６０がないと判定された場合、処理はステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かが判定される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０より取得した情報から各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０の有するヒートポンプ６０の運転状態を得て、暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かを判定する。暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有ると判定された場合、処理は図６に示されるステップＳ１３１へ進む。暖房運転を行っているヒートポンプ６０がないと判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

図４は、本実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、運転しているヒートポンプ６０の割合が所定の割合以下である場合（即ち、空調システム全体としては、コイル７０のみで温度調節を行っている状態と見做してよい場合）の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１１１では、送水能力の上限（例えば、５０Ｈｚ）に達した熱源水ポンプ５２があるか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、送水能力の上限に達した熱源水ポンプ５２があるか否かを判定する。送水能力の上限に達した熱源水ポンプ５２（即ち、これ以上送水量を増加させることができない熱源水ポンプ５２）があると判定された場合、処理はステップＳ１１２へ進む。送水能力の上限に達した熱源水ポンプ５２がない（即ち、全ての熱源水ポンプ５２が部分負荷で運転している）と判定された場合、処理はステップＳ１１８へ進む。

ステップＳ１１２では、送水能力の上限に達した熱源水ポンプ５２によって熱源水が送水される複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のグループ中に、送風量が「大（Ｈｉ）」である送風機２１があるか否かが判定される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した情報から、該当するグループ中に送風量が「大（Ｈｉ）」である送風機２１があるか否かを判定する。送風量が「大（Ｈｉ）」である送風機２１があると判定された場合、処理はステップＳ１１３へ進む。送風量が「大（Ｈｉ）」である送風機２１がないと判定された場合、処理はステップＳ１１６へ進む。

ステップＳ１１３では、熱源装置出口温度が下限値に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、熱源装置出口温度センサ４１から取得した情報と、予め設定されている閾値を比較することで、熱源装置出口温度が下限値に達しているか否かを判定する。ここで、予め設定された閾値とは、熱源水の凍結を防止するために設定された閾値である。即ち、ステップＳ１１３の処理は、熱源水配管４３が凍結してしまう虞の有無を判定する処理である。熱源装置出口温度が下限値に達していると判定された場合、処理はステップＳ１１４へ進む。熱源装置出口温度が下限値に達していないと判定された場合、処理はステップＳ１１５へ進む。

ステップＳ１１４では、ヒートポンプ６０の運転が許可される。送水能力の上限に達した熱源水ポンプ５２があり（ステップＳ１１１）、該当するグループ中に送風量が「大（Ｈｉ）」である送風機２１があり（ステップＳ１１２）、且つ熱源装置出口温度が下限値
に達している（ステップＳ１１３）ということは、熱源装置４０、熱源水ポンプ５２および送風機２１の全てを最大限まで稼動させても温度調節が不足しているということを意味する。また、これ以上熱源装置４０による熱源水の冷却の目標温度を下げると、熱源水配管４３が凍結してしまう虞がある。このため、制御装置９０は、ヒートポンプ６０の運転を許可する。結果的に、運転を許可されたヒートポンプ６０は追加運転を開始し、温度調節の不足を補う。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

即ち、ステップＳ１１１からステップＳ１１４の処理は、熱源装置４０、熱源水ポンプ５２および送風機２１によって対応できる限界まで、エネルギー消費量の大きいヒートポンプ６０による追加運転を抑制し、空調システム全体としてのエネルギー消費量を抑制する処理である。

ステップＳ１１５では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階下げられる。この場合、熱源装置出口温度は下限値に達していない（ステップＳ１１３）ため、制御装置９０は、温度調節の不足を補うために目標温度を１段階下げる。結果的に、１段階下の目標温度を設定された熱源装置４０は、目標温度まで熱源水の温度を制御し、温度調節の不足を補う。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１１６では、全ての送風機２１の送風量が「小（Ｌｏ）」であるか否かが判定される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した情報から、全ての送風機２１の送風量が「小（Ｌｏ）」であるか否かを判定する。全ての送風機２１の送風量が「小（Ｌｏ）」であると判定された場合、処理はステップＳ１１７へ進む。全ての送風機２１の送風量が「小（Ｌｏ）」であると判定されなかった場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１１７では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階上げられる。この場合、全ての送風機２１の送風量が「小（Ｌｏ）」であるため、制御装置９０は、温度調節は十分であると判断して、エネルギー消費量を削減するために目標温度を１段階上げる。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１１８では、送水能力の下限（例えば、１０Ｈｚ）に達した熱源水ポンプ５２があるか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、送水能力の下限に達した熱源水ポンプ５２があるか否かを判定する。送水能力の下限に達した熱源水ポンプ５２（即ち、これ以上送水量を減らすことができない熱源水ポンプ５２）があると判定された場合、処理はステップＳ１１９へ進む。送水能力の下限に達した熱源水ポンプ５２がないと判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１１９では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階上げられる。この場合、送水能力の下限に達した熱源水ポンプ５２があるため、制御装置９０は、温度調節は十分であると判断して、エネルギー消費量を削減し、ポンプユニットの送水量を増やしてポンプ能力を安定させるために目標温度を１段階上げる。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

図５は、本実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、追加運転状態である場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１２１では、暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かが判定される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０より受信した情報から各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０の有するヒートポンプ６０の運転状態を得て、暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有るか否かを判定する。暖房運転を行っているヒートポンプ６０が有ると判定さ
れた場合、処理はステップＳ１２２へ進む。暖房運転を行っているヒートポンプ６０がないと判定された場合、処理はステップＳ１２６へ進む。

ステップＳ１２２からステップＳ１２５の処理は、空調システム全体として冷房運転であり、追加運転である冷房運転を行っているヒートポンプ６０に加え、複合運転である暖房運転を行っているヒートポンプ６０もある状態における処理である。

ステップＳ１２２では、暖房運転（複合運転）を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度が下限値に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に設けられたユニット出口温度センサ３３から取得したユニット出口の熱源水の温度と、予め設定された閾値を比較することで、ユニット出口温度が下限値に達しているか否かを判定する。ここで、予め設定された閾値とは、熱源水の凍結を防止するために設定された閾値である。即ち、ステップＳ１２２の処理は、熱源水配管４３が凍結してしまう虞の有無を判定する処理である。ユニット出口温度が下限値に達していると判定された場合、処理はステップＳ１２３へ進む。ユニット出口温度が下限値に達していないと判定された場合、処理はステップＳ１２５へ進む。

ステップＳ１２３では、暖房運転（複合運転）を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が属するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達しているか否かを判定する。該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達している（即ち、これ以上送水量を増加させることができない）と判定された場合、処理はステップＳ１２４へ進む。該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達していないと判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１２４では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階上げられる。この場合、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度が下限値に達しており（ステップＳ１２２）、熱源水ポンプ５２の運転状態も送水能力の上限に達しているため（ステップＳ１２３）、制御装置９０は、凍結の虞があると判断して、目標温度を１段階上げる。この結果、熱源水配管４３の凍結を防止することが出来る。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

なお、ステップＳ１２３で熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達していないと判定された場合、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度が下限値に達しているものの、熱源水ポンプ５２の送水量を変化させることで凍結を防止することが可能であるため、目標温度の変更は行われない。

ステップＳ１２５では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階下げられる。この場合、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度は下限値に達していない（ステップＳ１２２）ため、制御装置９０は、温度調節の不足を補うために目標温度を１段階下げる。１段階下の目標温度を設定された熱源装置４０が目標温度まで熱源水の温度を制御することにより、コイル７０による温度調節の効率が上がる。結果、追加運転の発生が抑制され、加えて追加運転を行っているヒートポンプ６０が温度調節が十分であると判断し追加運転を止めることで、空調システム全体としてのエネルギー消費量が削減される。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１２６からステップＳ１２８の処理は、空調システム全体として冷房運転であり、追加運転である冷房運転を行っているヒートポンプ６０があり、複合運転である暖房運転を行っているヒートポンプ６０はない状態における処理である。

ステップＳ１２６では、熱源装置出口温度が下限値に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、熱源装置出口温度センサ４１から取得した情報と、予め設定されている閾値を比較することで、熱源装置出口温度が下限値に達しているか否かを判定する。ステップＳ１２６の処理は、熱源水配管４３が凍結してしまう虞の有無を判定する処理である。熱源装置出口温度が下限値に達していると判定された場合、処理はステップＳ１２７へ進む。熱源装置出口温度が下限値に達していないと判定された場合、処理はステップＳ１２８へ進む。

ステップＳ１２７では、冷房運転（追加運転）を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が属するグループの熱源水ポンプ５２の送水量が増やされる。制御装置９０は、該当する熱源水ポンプ５２に対して送水量を増やすよう指示し、送水量を増加させることで、温度調節の不足を補い、併せて熱源水配管４３の凍結を防止する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１２８では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階下げられる。この場合、追加運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度は下限値に達していない（ステップＳ１２６）ため、制御装置９０は、温度調節の不足を補うために目標温度を１段階下げる。１段階下の目標温度を設定された熱源装置４０が目標温度まで熱源水の温度を制御することにより、コイル７０による温度調節の効率が上がる。結果、追加運転の発生が抑制され、加えて追加運転を行っているヒートポンプ６０が温度調節が十分であると判断し追加運転を止めることで、空調システム全体としてのエネルギー消費量が削減される。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

図６は、本実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、複合運転状態である場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１３１では、暖房運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度が下限値に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に設けられたユニット出口温度センサ３３から取得したユニット出口の熱源水の温度と、予め設定された閾値を比較することで、ユニット出口温度が下限値に達しているか否かを判定する。ステップＳ１３１の処理は、熱源水配管４３が凍結してしまう虞の有無を判定する処理である。ユニット出口温度が下限値に達していると判定された場合、処理はステップＳ１３２へ進む。ユニット出口温度が下限値に達していないと判定された場合、処理はステップＳ１１１（図４を参照）へ進む。

ここで、ユニット出口温度が下限値に達していないと判定された場合、以降の処理は運転しているヒートポンプ６０の割合が所定の割合以下である場合（即ち、空調システム全体としては、コイル７０のみで温度調節を行っている状態と見做してよい場合）の処理の流れと同様である（図４を参照）。これは、熱源水温度を下げる要因となる暖房運転が行われている複合運転状態であっても、ユニット出口温度が下限値に達していない場合は、凍結の虞が低く、更にヒートポンプ６０は冷房運転を行っていないため、コイル７０のみで温度調節を行っている場合と同様に、可能な限りエネルギー消費量を抑制できる方向に目標温度を設定するための処理を実行して問題ないからである。

ステップＳ１３２では、暖房運転（複合運転）を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が属するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達しているか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達しているか否かを判定する。該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達している（即ち、これ以上送水量を増加させることができない）と判定された場合、処理はステップＳ１３３へ進む。該当する熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達していないと判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ１３３では、熱源装置４０による温度制御の目標温度が１段階上げられる。この場合、複合運転を行っているヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のユニット出口温度が下限値に達しており（ステップＳ１３１）、熱源水ポンプ５２の運転状態も送水能力の上限に達しているため（ステップＳ１３２）、制御装置９０は、凍結の虞があると判断して、目標温度を１段階上げる。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

図３から図６に示された処理に拠れば、熱源装置４０、熱源水ポンプ５２および送風機２１によって対応できる限界まで、エネルギー消費量の大きいヒートポンプ６０による追加運転を抑制することで、空調システム全体としてのエネルギー消費量を抑制することが可能となる。

図７及び図８は、本実施形態におけるグループごとの熱源水ポンプ５２制御の流れを示すフローチャートである。これらのフローチャートに示された処理は、空調システムに設けられた各グループについて、制御装置９０によって定期的に実行される。

図７は、本実施形態におけるグループごとの熱源水ポンプ５２制御のうち、システム全体の運転状態を判定する処理およびグループ中の全てのヒートポンプ６０が運転を停止している場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、空調システム全体として冷房運転状態であるか否かが判定される。処理の詳細は、先述のステップＳ１０１と同様であるため、説明を省略する。冷房運転が行われていると判定された場合、処理はステップＳ２０２へ進む。暖房運転が行われていると判定された場合、以降の処理は、冷房運転状態であると判定された場合の処理内容である以降に説明する処理と対称であるため、説明を省略する。即ち、以降に説明する処理は、全て空調システム全体として冷房運転が行われている場合の処理である。

ステップＳ２０２では、グループ中の全ての複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のヒートポンプ６０が停止しているか否かが判定される。制御装置９０は、複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した情報に基づいて、処理中のグループに属するヒートポンプ６０が全て停止しているか否かを判定する。グループ中の全てのヒートポンプ６０が停止していると判定された場合、処理はステップＳ２０３へ進む。グループ中の全てのヒートポンプ６０が停止していない（即ち、グループ中に一つ以上の稼動しているヒートポンプ６０がある）場合、処理は図８に示されるステップＳ２１１へ進む。

ステップＳ２０３では、処理中のグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下であるか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が予め設定された送水能力の上限よりも下であるか否かを判定する。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下であると判定された場合、処理はステップＳ２０４へ進む。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下ではない（即ち、送水能力の上限に達している）と判定された場合、本フローチャートに示
された処理は終了する。

即ち、該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達していると判定された場合、熱源水ポンプ５２が送水能力の上限の運転状態で運転されている状態が維持される。これは、既に熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限に達し、これ以上温度調節の不足を運転状態を変更し、送水量を増やすことで補うことは出来ないため、熱源水ポンプ５２の運転状態に関しては現状を維持しようとするものである。熱源水ポンプ５２の運転状態を送水能力の上限で維持しても、温度調節が不足している場合、図３から図６を用いて先述した処理によって、制御装置９０から運転が許可され、ヒートポンプ６０の運転が開始されることとなる。

ステップＳ２０４では、処理中のグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の下限よりも上であるか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が予め設定された送水能力の下限よりも上であるか否かを判定する。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の下限よりも上であると判定された場合、処理はステップＳ２０５へ進む。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の下限よりも上ではない（即ち、送水能力の下限に達している）と判定された場合、処理はステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０５では、送風機２１の運転状態に基づいて、熱源水ポンプ５２が制御される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した送風機２１の運転状態に係る情報に基づいて、送風機２１が最適な送風量を選択するように、熱源水ポンプ５２の送水量を制御する。より具体的には、送風機２１の運転状態が「大（Ｈｉ）」である場合には、制御装置９０は熱源水ポンプ５２に対して送水量を１段階上げる指示を行い、送水量の増加により温度調節を十分とすることで送風機２１の運転状態が自動的に「中（Ｍｉｄ）」に切り替わることを促す。送風機２１の運転状態が「小（Ｌｏ）」である場合には、制御装置９０は熱源水ポンプ５２に対して送水量を１段階下げる指示を行い、送水量の減少により温度調節を不足させることで送風機２１の運転状態が自動的に「中（Ｍｉｄ）」に切り替わることを促す。本実施形態では、送風機２１は「中（Ｍｉｄ）」で運転されることがエネルギー消費量の観点および空調を受ける室内の快適性の観点から最適であるからである。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ２０６では、熱源水ポンプ５２の運転が停止される。この場合、処理中のグループにおいて全てのヒートポンプ６０が停止しており（ステップＳ２０２）、且つ該当する熱源水ポンプ５２は送水能力の下限で運転しているため、制御装置９０は、該当するグループの熱源水ポンプ５２に対し、運転の停止を指示する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

なお、ステップＳ２０２の判定基準を、グループ中の全てのヒートポンプ６０が停止しているか否かではなく、グループ中の運転しているヒートポンプ６０が所定の割合（例えば、３％）または所定の台数以下であるか否かとしてもよい。運転しているヒートポンプ６０が所定の割合または所定の台数以下であれば、空調システム全体としては、コイル７０のみで動作している状態と見做してよいからである。但し、この場合、グループ中の運転しているヒートポンプ６０が所定の割合または所定の台数以下ではないと判定されたとしても、全てのヒートポンプ６０が停止しているか否かは不明であるため、ステップＳ２０６に示された熱源水ポンプ５２の運転停止処理は実行されない。ヒートポンプ６０が動作している場合、ヒートポンプ６０の水対熱媒熱交換器１７への熱源水の供給を止めることは出来ないためである。

図８は、本実施形態におけるグループごとの熱源水ポンプ５２制御のうち、グループ中に運転中のヒートポンプ６０がある場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１１では、グループ中の稼動しているヒートポンプ６０が全て冷房運転であるか否かが判定される。制御装置９０は、複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した情報に基づいて、グループ中の稼動しているヒートポンプ６０が全て冷房運転であるか否かを判定する。グループ中の稼動しているヒートポンプ６０が全て冷房運転であると判定された場合、処理はステップＳ２１２へ進む。稼動しているヒートポンプ６０で冷房運転でないヒートポンプ６０がある（即ち、暖房運転を行っているヒートポンプ６０がある）と判定された場合、処理はステップＳ２１４へ進む。

ステップＳ２１２では、処理中のグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下であるか否かが判定される。制御装置９０は、各熱源水ポンプユニット５０から取得した情報から、該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が予め設定された送水能力の上限よりも下であるか否かを判定する。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下であると判定された場合、処理はステップＳ２１３へ進む。該当するグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の上限よりも下ではない（即ち、送水能力の上限に達している）と判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ２１３では、送風機２１の運転状態に基づいて、熱源水ポンプ５２が制御される。制御装置９０は、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した送風機２１の運転状態に係る情報に基づいて、送風機２１が最適な送風量を選択するように、熱源水ポンプ５２の送水量を制御する。より具体的な処理は、先述のステップＳ２０５と同様であるため、説明を省略する。なお、本ステップに至る前に処理中のグループの熱源水ポンプ５２の運転状態が送水能力の下限よりも上であるか否かの判定（例えば、ステップＳ２０４を参照）が行われないのは、グループ中に運転中のヒートポンプ６０があるため、熱源水ポンプ５２を停止することは出来ず、熱源水ポンプ５２を停止するか否かを判定するための処理を行う必要がないからである。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

ステップＳ２１４では、グループ中にユニット出口温度が下限値に達している複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が有るか否かが判定される。制御装置９０は、処理中のグループに属する複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０に設けられたユニット出口温度センサ３３から取得したユニット出口の熱源水の温度と、予め設定された閾値を比較することで、ユニット出口温度が下限値に達している複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が有るか否かを判定する。ここで、予め設定された閾値とは、熱源水の凍結を防止するために設定された閾値である。ユニット出口温度が下限値に達している複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が有ると判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。ユニット出口温度が下限値に達している複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が無いと判定された場合、処理はステップＳ２１５へ進む。

ステップＳ２１５では、冷房運転（追加運転）中のヒートポンプ６０に係る送風機２１の運転状態に基づいて、熱源水ポンプ５２が制御される。制御装置９０は、冷房運転中のヒートポンプ６０に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から取得した送風機２１の運転状態に係る情報に基づいて、送風機２１が最適な送風量を選択するように、熱源水ポンプ５２の送水量を制御する。より具体的な処理は、先述のステップＳ２０５と同様であるため、説明を省略する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。

図７及び図８に示された処理に拠れば、送風機２１の運転状態に基づいて、送風機２１が最適な送風量を選択するように、熱源水ポンプ５２の送水量を制御することで、空調システム全体としてのエネルギー消費量を抑制し、且つ空調を受ける室内の快適性を向上させることが可能となる。

なお、中間期および冬季などの、熱源水を冷却するために冷凍機が不要であり、且つ複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が暖房運転を行っていない場合、冷却塔によって熱源水を冷却するフリークーリングシステム８０から熱源水の供給を受けることとしてもよい（図２を参照）。図示の例では冷凍機と冷却塔が並列に接続され、弁切替で熱源水配管４３から分岐、接続される。もっとも、冷凍機が水冷方式の場合、冷凍機凝縮器を冷却する冷却塔を冷房用熱源水の生成機としてもよいことは勿論である。冷却塔は開放式または密閉式のいずれも利用可能であり、散布水の蒸発潜熱を利用して水を冷却し、要求される熱源水温度を冷却塔ファンの回転数や散水量の制御により実現する。もっとも、冷却塔ファンや冷却塔ポンプの制御をせず、気液接触風量と散水量を最大にして冷却水を冷やせるだけ冷やし、各複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０、または複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０のグループ（図２の細線で囲った範囲）に介装した弁や熱源水ポンプ５２で水量制御し、残余をバイパスさせてもよい。制御装置９０は、外気温度センサ（図示せず）より取得した外気温が熱源水を冷却するために冷凍機が不要な所定の温度以下であり、且つ複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０から運転状態を取得して全ての複合水熱源ヒートポンプユニットシステム１０が暖房運転を行っていないと判定された場合、熱源水の供給を受ける装置を熱源装置４０から前記フリークーリングシステム８０に切り替える。この場合、熱源水の冷却に冷凍機を使用しないため、エネルギー消費量の削減効果が大きい。

実施形態に係る複合水熱源ヒートポンプユニットシステムの概略構成を示す図である。 実施形態における空調システムの全体の概要を示す図である。 実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、システム全体の運転状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、運転しているヒートポンプの割合が所定の割合以下である場合の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、追加運転状態である場合の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における熱源水目標温度設定制御のうち、複合運転状態である場合の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態におけるグループごとの熱源水ポンプ制御のうち、システム全体の運転状態を判定する処理およびグループ中の全てのヒートポンプが運転を停止している場合の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態におけるグループごとの熱源水ポンプ制御のうち、グループ中に運転中のヒートポンプがある場合の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 複合水熱源ヒートポンプユニットシステム
１１ 水対空気熱交換器
１３ 熱媒対空気熱交換器
１７ 水対熱媒熱交換器
２１ 送風機
３３ ユニット出口温度センサ
４０ 熱源装置
４１ 熱源装置出口温度センサ
４２ 熱源装置入口温度センサ
５０ 熱源水ポンプユニット
５２ 熱源水ポンプ
６０ ヒートポンプ
７０ コイル
８０ フリークーリングシステム
９０ 制御装置

Claims (11)

1. 設定された目標温度に従って熱源水の温度を制御し、該熱源水を供給する熱源装置と、
   水対空気熱交換器およびヒートポンプを有する複合水熱源ヒートポンプユニットシステムであって、前記水対空気熱交換器は、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う水対空気熱交換器であり、前記ヒートポンプは、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記熱源水の供給を受けて運転を行うヒートポンプである、一又は複数の複合水熱源ヒートポンプユニットシステムと、
   を備える空調システムであって、
   前記ヒートポンプの運転状態を取得する運転状態取得手段と、
   前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に基づいて、前記空調システム全体が、前記水対空気熱交換器による温度調節の方向と同方向の温度調節である追加運転を行っている前記ヒートポンプが所定の割合または所定の台数以上に達する追加運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
   前記運転状態判定手段によって前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる前記追加運転が発生しない範囲で、前記熱源装置による熱源水の温度制御に係る消費エネルギー量が削減される方向に前記目標温度を設定し、前記運転状態判定手段によって前記追加運転状態であると判定された場合、前記ヒートポンプがその追加運転を停止する方向に前記目標温度を設定する目標温度設定手段と、
   を更に備える空調システム。
2. 前記熱源装置の熱源水の出口における熱源水の温度である熱源装置出口温度および前記熱源装置の熱源水の入口における熱源水の温度である熱源装置入口温度を計測する熱源水温度計測手段を更に備え、
   前記運転状態判定手段は、前記熱源装置出口温度と前記熱源装置入口温度との温度差に基づいて、前記空調システム全体の運転状態が冷房運転状態であるかまたは暖房運転状態であるかを更に判定し、
   前記目標温度設定手段は、前記運転状態判定手段によって判定されたシステム全体の運転状態に基づいて前記目標温度を設定する方向を決定し、前記目標温度を設定する、
   請求項１に記載の空調システム。
3. 前記目標温度設定手段は、
   前記運転状態判定手段によってシステム全体が冷房運転状態であり且つ前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる追加運転が発生しない範囲で前記目標温度を上げ、
   前記運転状態判定手段によってシステム全体が冷房運転状態であり且つ前記追加運転状態であると判定された場合、前記目標温度を下げ、
   前記運転状態判定手段によってシステム全体が暖房運転状態であり且つ前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる追加運転が発生しない範囲で前記目標温度を下げ、
   前記運転状態判定手段によってシステム全体が暖房運転状態であり且つ前記追加運転状態であると判定された場合、前記目標温度を上げる、
   請求項２に記載の空調システム。
4. 前記ヒートポンプは、追加運転の許可があるまで前記追加運転を開始せず、
   前記目標温度が設定可能な限界値に達し、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記ヒートポンプに追加運転を許可する追加運転許可手段を更に備える請求項１から請求項３の何れかに記載の空調システム。
5. 前記複合水熱源ヒートポンプユニットシステムの熱源水の出口における熱源水の温度で
   あるユニット出口温度を計測するユニット出口温度計測手段を更に備え、
   前記目標温度設定手段は、前記ユニット出口温度が凍結が予見される温度である場合に、前記目標温度を上げる、
   請求項１から請求項４の何れかに記載の空調システム。
6. 前記熱源装置から前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプに前記熱源水を供給するための流路に設けられ、前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプへの前記熱源水の供給量を可変制御する熱源水ポンプと、
   前記熱源水ポンプの上流側または下流側に設けられ、該熱源水ポンプが運転を停止したときに前記熱源水の逆流を防止する逆流防止手段と、
   を更に備える請求項１から請求項５の何れかに記載の空調システム。
7. 前記熱源水ポンプの運転状態を取得する熱源水ポンプ運転状態取得手段と、
   前記熱源水ポンプ運転状態取得手段によって取得された前記熱源水ポンプの運転状態が、可変制御による制御能力の下限に至っており、且つ全ての前記ヒートポンプが運転を行っていない場合に、前記熱源水ポンプの運転を停止させる熱源水ポンプ制御手段と、
   を更に備える請求項６に記載の空調システム。
8. 前記複合水熱源ヒートポンプユニットシステムは、必要とされる温度調節の効率に応じて回転数を自律的に変化させる送風機を更に有し、
   前記送風機の運転状態を取得する送風機運転状態取得手段を更に備え、
   前記熱源水ポンプ制御手段は、前記送風機の運転状態に基づいて、前記熱源水ポンプによる前記水対空気熱交換器および前記ヒートポンプへの前記熱源水の供給量を制御する、
   請求項７に記載の空調システム。
9. 熱源水を冷却し、前記熱源装置と選択的に該熱源水を供給する冷却塔と、
   外気温を取得する外気温取得手段と、
   前記外気温取得手段によって取得された外気温が所定の温度以下であるか否かを判定する外気温判定手段と、
   前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に基づいて、暖房運転を行っている前記ヒートポンプがあるか否かを判定する暖房運転判定手段と、
   前記外気温判定手段によって外気温が所定の温度以下であると判定され、且つ前記暖房運転判定手段によって暖房運転を行っている前記ヒートポンプがないと判定された場合に、前記熱源水の供給元を、前記熱源装置から前記冷却塔へ切り替える切替手段と、
   を更に備える請求項１から請求項８の何れかに記載の空調システム。
10. 前記ヒートポンプは、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と前記熱媒との間で熱交換を行う水対熱媒熱交換器、該熱媒を圧縮又は膨張させる圧縮機又は膨張弁、前記圧縮又は膨張された熱媒と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う熱媒対空気熱交換器、および前記空気を冷やす方向の温度調節である冷房運転と前記空気を暖める方向の温度調節である暖房運転とを切り替える冷暖房切替手段を有する、請求項１から請求項９の何れかに記載の空調システム。
11. 設定された目標温度に従って熱源水の温度を制御し、該熱源水を供給する熱源装置と、
    水対空気熱交換器およびヒートポンプを有する複合水熱源ヒートポンプユニットシステムであって、前記水対空気熱交換器は、前記熱源水の供給を受けて該熱源水と温度調節対象の空気との間で熱交換を行う水対空気熱交換器であり、前記ヒートポンプは、前記水対空気熱交換器による温度調節が十分でない場合に、前記熱源水の供給を受けて運転を行うヒートポンプである、一又は複数の複合水熱源ヒートポンプユニットシステムと、
    を備える空調システムにおける空調システムの制御方法であって、
    前記ヒートポンプの運転状態を取得する運転状態取得ステップと、
    前記運転状態取得ステップで取得された運転状態に基づいて、前記空調システム全体が、前記水対空気熱交換器による温度調節の方向と同方向の温度調節である追加運転を行っている前記ヒートポンプが所定の割合または所定の台数以上に達する追加運転状態であるか否かを判定する運転状態判定ステップと、
    前記運転状態判定ステップで前記追加運転状態ではないと判定された場合、前記ヒートポンプによる前記追加運転が発生しない範囲で、前記熱源装置による熱源水の温度制御に係る消費エネルギー量が削減される方向に前記目標温度を設定し、前記運転状態判定ステップで前記追加運転状態であると判定された場合、前記ヒートポンプが前記追加運転を停止する方向に前記目標温度を設定する目標温度設定ステップと、
    が実行される空調システムの制御方法。

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