JP2013160435A - 熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システム - Google Patents

Abstract

【課題】選択可能な複数の熱源が存在する場合に、利用する熱源の選択を支援することを目的とする。
【解決手段】設定部５１は、熱源システムが利用可能な複数の熱源のそれぞれおよび熱源の組み合わせからなる複数の熱源の選択肢を設定する。動力推定部５２は、設定部５１によって設定された選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体で消費される消費動力を推定する。選択部５３は、動力推定部５２によって推定された消費動力が最も小さい選択肢を選択し、表示部５４は選択部５３によって選択された選択肢の熱源をお勧めの利用熱源として表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置及びその方法並びにこれを備える熱源システムに関するものである。

工場プロセスや空調など様々な用途において、ある熱媒への排熱や、熱媒からの採熱が行われる。排熱、採熱される熱の温度や量は様々であり、最近ではある地点で排熱した熱を別の地点で採熱するなどして、熱を有効利用する「熱融通」という考え方が提案され、注目されている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１には、工場や地域などの域内で発生した熱を相互に補完するようにエンドループを形成し、複数の地点における熱の有効利用を可能とする技術が開示されている。
このような熱融通は、工場程度の規模から都市のような大規模な場合もあり、規模は様々である。
また、近年、都市などでは、下水処理水や下水などの下水熱を用いた熱融通が期待されている（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２００２／０６５０３４号 特開２００８−２４１２２６号公報

このような熱融通の導入は、熱源システムに用いられる熱源として新たな選択肢を提供するものとして期待されている。例えば、水冷式冷却塔で熱源機の排熱を処理している熱源システムにおいては、水冷式冷却塔を用いて大気に排熱する他に、下水を熱源として排熱するという選択肢が加わることになる。

本発明は、上述のように、熱源システムにおいて、利用可能な複数の熱源が存在する場合に、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置であって、利用可能な複数の前記熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様を選択肢として設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記選択肢のそれぞれについて、前記熱源システム全体で消費される消費動力を推定する動力推定手段と、前記動力推定手段によって推定された前記消費動力が最も小さい選択肢を選択する選択手段とを具備する熱源選択支援装置を提供する。

本発明によれば、設定手段により、利用可能な複数の熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様が選択肢として設定され、設定された選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力が動力推定手段により推定される。動力推定手段によって推定された消費動力のうち、最も小さい消費動力の選択肢が選択手段によって選択される。消費動力が小さいことは、消費される電力量が小さいことを意味し、消費電力量が小さければコストを抑えることができる。したがって、最も消費動力の小さい選択肢を選択することにより、低コストの利用態様を選択することが可能となる。選択手段によって選択された利用態様は、例えば、お勧めの利用熱源としてユーザに提示される。
利用可能な複数の熱源としては、例えば、大気、井水、地下水、湖水、河川水、海水、下水、水道水などの熱源が挙げられる。
熱源システムとは、目標温度の水や空気等の媒体を製造するシステムであり、流入された水や空気等の媒体を冷却して送出する場合と、流入された水や空気等の媒体を加熱して送出する場合とがある。

上記熱源選択支援装置において、前記動力推定手段は、複数の前記熱源の組み合わせからなる前記選択肢については、構成要素である前記熱源のそれぞれの利用可能量の範囲内で各前記熱源の利用率を複数パターン設定し、該パターンのそれぞれについて、前記消費動力を推定することとしてもよい。

このように、複数の熱源を併用する選択肢については、各熱源の利用率を変化させた複数のパターンを設定し、これらパターンのそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力が推定されるので、各熱源の組み合わせだけではなく、好適な利用率まで決定することができる。

上記熱源選択支援装置は、前記動力推定手段によって推定された消費動力に基づいて消費コストを算出するとともに、算出した消費コストに各前記熱源に特有の消費コストを加算することにより、各前記選択肢における総消費コストを算出する消費コスト算出手段を備え、前記選択手段は、前記総消費コストが最も小さい選択肢を選択することとしてもよい。

消費動力が小さければ消費電力量が小さくなるため、消費動力が小さければコストも低いという関係が成り立つ一方で、例えば、熱源システムを運転していく上で、消費電力量だけではない特有のコストがかかる場合もある。例えば、冷却塔を備える熱源システムにおいては、冷却塔で蒸発された冷却水を補充する必要があり、電力量とは別に水の補給に関するコストが発生する。このように、電力コスト以外のコストが発生する熱源においては、予めそのコストを登録しておき、消費動力から求めた消費コストに加算することとするので、最もコストのかからない利用熱源の選択精度を向上させることができる。

本発明は、利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置であって、一の前記熱源のみを優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、該優先期間においては一の前記熱源を選択し、前記優先期間において、一の前記熱源を用いて冷却または昇温される冷媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合に、他の熱源との併用を選択する熱源選択支援装置を提供する。

本発明によれば、一の熱源のみを利用する優先期間が予め設定されており、その優先期間においては一の熱源のみが利用する熱源として選択される。また、この優先期間において、一の熱源を用いて冷却または昇温される熱媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合には、他の熱源との併用が選択されることとなる。これにより、複雑な演算処理を行うことなく、利用する熱源を容易に選択できるとともに、その熱源による熱媒の冷却または昇温能力が不足している場合には、他の熱源が利用する熱源として追加選択されるので、熱媒の冷却または昇温能力を常に一定以上に保つことが可能となる。これにより、冷却または昇温能力を一定以上に保ちながら安価な熱源の利用態様を選択することが可能となる。
上記優先期間は、熱負荷や一の熱源の温度推移などの過去のデータに基づいて決定されるとよい。

本発明は、上記のいずれかに記載の熱源選択支援装置を備える熱源システムを提供する。

本発明は、利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援方法であって、利用可能な複数の前記熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様を選択肢として設定し、前記選択肢のそれぞれについて、前記熱源システム全体で消費される消費動力を推定し、推定した前記消費動力が最も小さい選択肢を選択する熱源選択支援方法を提供する。

本発明は、利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援方法であって、一の前記熱源のみを優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、該優先期間においては一の前記熱源を選択し、前記優先期間において、一の前記熱源を用いて冷却または昇温される熱媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合に、他の熱源との併用を選択する熱源選択支援方法を提供する。

本発明によれば、選択可能な複数の熱源が存在する場合に、利用する熱源の選択を支援することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。 本発明の第１実施形態に係る熱源選択支援装置のハードウェア構成を示した図である。 図１に示した熱源選択支援装置が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。 本発明の第２実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。 本発明の第３実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。 本発明の第４実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。 本発明の第５実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る動力推定部により実行される消費動力の推定方法の処理手順を示したフローチャートである。 夏期の一日における下水熱源装置の冷却水入口温度、水冷式冷却塔の冷却水入口温度、及び熱負荷の推移の一例を示した図である。 冬期の一日における下水熱源装置の熱源水温度、空気熱交換器の外気乾球温度、及び熱負荷の推移の一例を示した図である。 冬期の一日における下水熱源装置の熱源水温度、ヒーティングタワーのブライン入口温度、及び熱負荷の推移の一例を示した図である。 夏期の一日における下水熱源装置の冷却水入口温度、水冷式冷却塔の冷却水入口温度、及び熱負荷の推移の一例を示した図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱源システムの構成を概略的に示した図である。本実施形態に係る熱源システム１は、流入された冷水を冷却して２次側システムへ供給する熱源システムである。

図１に示すように、熱源システム１は、冷媒を圧縮する圧縮機１１、圧縮機１１によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器１２、および凝縮器１２を経由した液冷媒を蒸発させる蒸発器１３を備えている。また、熱源システム１は、凝縮器１２においてガス冷媒と熱交換される冷却水を冷却する熱源装置として、大気を熱源とする水冷式冷却塔２０および下水熱源装置２１を備えている。
下水熱源装置２１は、熱交換器２２において下水と冷却水との間で熱交換を行わせ、冷却水を冷却する。下水熱源装置２１は、例えば、熱交換器２２、下水ポンプを構成要素として有している。水冷式冷却塔２０は冷水と熱交換を行うことで、冷却水を冷却する。

また、熱源システム１は、冷水入口温度Ｔｌｉを測定する温度センサ３０、冷水出口温度Ｔｌｏを測定する温度センサ３１、冷水流量Ｆｃｈを測定する流量センサ３２、冷却水入口温度Ｔｈｉを測定する温度センサ３３、冷却水出口温度Ｔｈｏを測定する温度センサ３４、冷却水流量Ｆｃｔを測定する流量センサ３５、熱交換器２２に流入する下水の温度である下水入口温度Ｔｕｉを測定する温度センサ３６、熱交換器２２において冷却水と熱交換された後の下水の温度である下水出口温度Ｔｕｏを測定する温度センサ３７、下水流量Ｆｕを測定する流量センサ３８、および水冷式冷却塔２０における外気の湿球温度Ｔｗｂを測定する温度センサ３９を備えている。

このような熱源システム１によれば、圧縮機１１から送出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器１２において冷えた冷却水と熱交換されることにより液冷媒となり、蒸発器１３に送られる。蒸発器１３では、冷えた液冷媒と冷水との間で熱交換が行われることにより冷水が冷却される。冷却された冷水は２次側のシステムに供給される。また、蒸発器１３において冷水と熱交換を行うことにより温められた液冷媒は圧縮機１１に送られる。

また、上記熱源システム１において、各センサ３０〜３９によって測定された計測値は、熱源選択支援装置２へ送信される。
熱源選択支援装置２は、例えば、コンピュータシステム（計算機システム）であり、図２に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置４２、補助記憶装置４３、キーボードやマウスなどの入力装置４４、及びディスプレイやプリンタなどの出力装置４５、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置４６などを備えている。

補助記憶装置４３は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。この補助記憶装置４３には、各種プログラムが格納されており、ＣＰＵ４１が補助記憶装置４３から主記憶装置４２にプログラムを読み出し、実行することにより後述の各種処理が実現される。

図３は、熱源選択支援装置２が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図３に示されるように、熱源選択支援装置２は、設定部（設定手段）５１、動力推定部（動力推定手段）５２、選択部（選択手段）５３、および表示部（表示手段）５４を備えている。

設定部５１は、熱源システム１が利用可能な複数の熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様を選択肢として設定する。本実施形態では、選択肢として、下水を熱源とする下水熱源装置２１のみを用いる利用態様、水を熱源とする水冷式冷却塔２０のみを用いる利用態様、および水冷式冷却塔２０と下水熱源装置２１とを併用する利用態様の３つの選択肢が設定される。

ここでは、熱源システムが利用可能な熱源として２つを例示しているが、例えば、３つ以上の場合には、そのうちの２つをそれぞれ組み合わせた場合と、３つを組み合わせについて更に選択肢が設定されることとなる。また、４つ以上の場合も同様とする。また、このような複数の利用態様からなる選択肢の設定は、例えば、ユーザなどによって予め登録されており、その登録情報を読み出すことにより各選択肢を設定することとしてもよいし、熱源の情報だけが登録されており、複数の熱源の中から可能な組み合わせを自動的に設定することとしてもよい。このように、選択肢の設定手法については特に限定されない。

また、選択肢は、最低２つ設定されれば良く、考えられる全ての利用態様が選択肢として設定される必要はない。また、季節や時間帯によって、設定される選択肢の内容を変化させることとしてもよい。例えば、夏季であれば、水冷式冷却塔２０よりも下水熱源装置２１の方が有利であることから、水冷式冷却塔２０のみを使用する利用態様を選択肢から排除することとしてもよい。

動力推定部５２は、設定部５１によって設定された選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体で消費される消費動力を推定する。なお、消費動力の推定方法については後述する。

選択部５３は、動力推定部５２によって推定された消費動力が最も小さい選択肢をお勧めの利用熱源として選択する。

表示部５４は、選択部５３によって選択された選択肢を表示することにより、お勧めの利用熱源をユーザに提示する。

次に、動力推定部５２により実行される消費動力の推定方法について図４から図８を参照して説明する。
まず、動力推定部５２は、消費動力を算出するのに必要となる各種データを取得する（図４のステップＳＡ１）。取得するデータの一例としては、冷水出口温度Ｔｌｏ、冷水流量Ｆｃｈ、冷却水流量Ｆｃｔ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷却塔２０における湿球温度Ｔｗｂ、冷却能力Ｑ、定格冷却能力Ｑｒなどが挙げられる。

次に、下水熱源装置２１のみを利用する選択肢、水冷式冷却塔２０のみを利用する選択肢、および下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０を併用する選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力を推定する（ステップＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４）。続いて、推定したそれぞれの選択肢の消費動力を各選択肢と対応付けて選択部５３に出力し（ステップＳＡ５）、処理を終了する。

次に、図４のステップＳＡ２において行われる下水熱源装置２１のみを使用する場合の消費動力の算出方法について図５を参照して説明する。
まず、ステップＳＢ１において、下水熱源装置２１を利用する場合の冷凍サイクルの熱源機負荷率Ｌｆを算出する。熱源機負荷率Ｌｆは、例えば、以下の（１）式で求められる。

Ｌｆ＝Ｑ／Ｑｒ （１）

（１）式において、Ｑは冷却能力、Ｑｒは定格冷却能力である。
次に、ステップＳＢ２において、冷却水入口温度を推定する。冷却水入口温度の推定値Ｔｈｉ＿１は、例えば、以下の（２）式で求められる。

Ｔｈｉ＿１＝Ｔｕｉ＋ΔＴｕ （２）

（２）式において、Ｔｕｉは下水入口温度、ΔＴｕは熱交換器２２の性能により決定される定数である。なお、熱源システム１の運転中など、図１に示した温度センサ３３によって冷却水入口温度が測定されている場合には、温度センサ３３の計測値を上記推定値Ｔｈｉ＿１に代えて用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＢ３において、冷却水出口温度を推定する。冷却水出口温度の推定値Ｔｈｏ＿１は、例えば、以下の（３）式で求められる。

Ｔｈｏ＿１＝Ｔｈｉ＿１＋ΔＴｈ＊Ｌｆ （３）

（３）式において、Ｔｈｉ＿１はステップＳＢ２において求めた冷却水入口温度の推定値、ΔＴｈは凝縮器１２の性能により決定される定数、Ｌｆは熱源機負荷率である。なお、熱源システム１の運転中など、図１に示した温度センサ３４によって冷却水出口温度が測定されている場合には、温度センサ３４の計測値を上記推定値Ｔｈｏ＿１に代えて用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＢ４において、冷却ＣＯＰ＿１を算出する。冷却ＣＯＰ＿１は、例えば、以下の（４）式で求められる。

ＣＯＰ＿１＝ｆ（Ｔｌｏ，Ｔｈｏ＿１，Ｌｆ） （４）

（４）式において、Ｔｌｏは冷水出口温度、Ｔｈｏ＿１はステップＳＢ３で求められた冷却水出口温度の推定値、Ｌｆは熱源機負荷率である。ＣＯＰ＿１は、これらをパラメータとして含む所定の関数により求めることができる。

次に、ステップＳＢ５において、熱源機動力Ｐｒ＿１を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿１は、例えば、以下の（５）式で求められる。

Ｐｒ＿１＝Ｑ／ＣＯＰ＿１ （５）

（５）式において、Ｑは冷却能力、ＣＯＰ＿１はステップＳＢ４で求めた冷却ＣＯＰ＿１である。

次に、ステップＳＢ６において、下水ポンプ動力Ｐｕを、ステップＳＢ７において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを、ステップＳＢ８において冷却水ポンプ動力Ｐｃｔを、予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。
例えば、下水ポンプ動力Ｐｕは、（６）式に示すように、下水流量Ｆｕの関数とされており、冷水ポンプ動力Ｐｃｈは（７）式に示すように冷水流量Ｆｃｈの関数とされており、冷却水ポンプ動力Ｐｃｔは（８）式に示すように冷却水流量Ｆｃｔの関数とされている。

Ｐｕ＝ｆ（Ｆｕ） （６）
Ｐｃｈ＝ｆ（Ｆｃｈ） （７）
Ｐｃｔ＝ｆ（Ｆｃｔ） （８）

次に、ステップＳＢ９において、熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。下水熱源装置２１のみを利用した場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿１は、例えば、以下の（９）式で求められる。

Ｐ＿１＝Ｐｒ＿１＋Ｐｃｈ＋Ｐｃｔ＋Ｐｕ （９）

次に、図４のステップＳＡ３において行われる水冷式冷却塔２０のみを使用する場合の消費動力の算出方法について図６を参照して説明する。

まず、ステップＳＣ１において、上記（１）式を用いて熱源機負荷率Ｌｆを算出する。
次に、ステップＳＣ２において冷却水入口温度を推定する。冷却水入口温度の推定値Ｔｈｉ＿２は、例えば、以下の（１１）式で求められる。

Ｔｈｉ＿２＝Ｔｗｂ＋ΔＴｗｂ （１１）

（１１）式において、Ｔｗｂは水冷式冷却塔２０における湿球温度、ΔＴｗｂは水冷式冷却塔２０の性能により決定される定数である。なお、熱源システム１の運転中など、図１に示した温度センサ３３によって冷却水入口温度が測定されている場合には、温度センサ３３の計測値を上記推定値Ｔｈｉ＿２に代えて用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＣ３において、冷却水出口温度を推定する。冷却水出口温度の推定値Ｔｈｏ＿２は、例えば、以下の（１２）式で求められる。

Ｔｈｏ＿２＝Ｔｈｉ＿２＋ΔＴｈ＊Ｌｆ （１２）

（１２）式において、Ｔｈｉ＿２はステップＳＣ２において求めた冷却水入口温度の推定値、ΔＴｈは凝縮器１２の性能により決定される定数、ＬｆはステップＳＣ１で算出した熱源機負荷率である。なお、熱源システム１の運転中など、図１に示した温度センサ３４によって冷却水出口温度が測定されている場合には、温度センサ３４の計測値を上記推定値Ｔｈｏ＿２に代えて用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＣ４において、冷却ＣＯＰ＿２を算出する。冷却機ＣＯＰ＿２は、例えば、以下の（１３）式で求められる。

ＣＯＰ＿２＝ｆ（Ｔｌｏ，Ｔｈｏ＿２，Ｌｆ） （１３）

（１３）式において、Ｔｌｏは冷水出口温度、Ｔｈｏ＿２はステップＳＣ３で算出した冷却水出口温度の推定値、ＬｆはステップＳＣ１で算出した熱源機負荷率である。ＣＯＰ＿２はこれらをパラメータとした関数により求められる。

次に、ステップＳＣ５において、熱源機動力Ｐｒ＿２を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿２は、例えば、以下の（１４）式で求められる。

Ｐｒ＿２＝Ｑ／ＣＯＰ＿２ （１４）

（１４）式において、Ｑは冷却能力、ＣＯＰ＿２はステップＳＣ４で求めた冷却ＣＯＰである。

次に、ステップＳＣ６において、熱源機排熱量を算出する。熱源機排熱量Ｑｅｘは、例えば、以下の（１５）式で求められる。

Ｑｅｘ＝Ｑ＋Ｐｒ＿２ （１５）

（１４）式において、Ｑは冷却能力、Ｐｒ＿２はステップＳＣ５で求めた熱源機動力である。

次に、ステップＳＣ７において冷却塔ファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＣ８において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを、ステップＳＣ９において冷却水ポンプ動力Ｐｃｔを予め保有しているそれぞれの関数を用いて算出する。例えば、冷却塔ファン動力Ｐｆａｎは、（１６）式に示すように、冷却水出口温度Ｔｈｏ＿２、湿球温度Ｔｗｂ、及び熱源機排熱量Ｑｅｘの関数とされている。

Ｐｆａｎ＝ｆ（Ｔｈｏ＿２，Ｔｗｂ，Ｑｅｘ） （１６）

また、冷水ポンプ動力Ｐｃｈ、冷却水ポンプ動力Ｐｃｔは、上述した（７）式および（８）式と同様の関数を用いてそれぞれ算出される。

次に、ステップＳＣ１０において熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。水冷式冷却塔２０のみを利用した場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿２は、例えば、以下の（１７）式で求められる。

Ｐ＿２＝Ｐｒ＿２＋Ｐｃｈ＋Ｐｃｔ＋Ｐｆａｎ （１７）

次に、図４のステップＳＡ４において行われる下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用する場合の消費動力の算出方法について図７及び図８を参照して説明する。

まず、図７のステップＳＤ１において、利用率Ｒｕを設定する。利用率Ｒｕは、冷却水の排熱処理を下水熱源装置２１と冷却塔２０とにどのような割合で配分するかを示すものである。ここでは、利用率Ｒｕが下水熱源装置２１の配分量を示すものとし、利用率Ｒｕが５０％よりも大きければ、冷却水の排熱処理に関する下水熱源装置２１の配分が大きく、逆に、利用率Ｒｕが５０％未満であれば、水冷式冷却塔２０の配分が大きいことを示す。なお、利用率Ｒｕは、下水熱源２１の利用可能範囲内に設定される。下水熱源２１の利用可能範囲とは、例えば、下水熱源２１が当該熱源システム１に提供可能な下水熱の熱量や温度に依存し、下水熱源２１を管理する管理システムから送信される情報である。
また、本実施形態では、利用率Ｒｕは初期値として５０％に設定されるものとする。

次に、ステップＳＤ２において、熱源機負荷率Ｌｆを算出する。熱源機負荷率Ｌｆは以下の（１８）式により算出される。
Ｌｆ＝Ｑ／Ｑｒ （１８）

次に、ステップＳＤ４において冷却水入口温度を推定し、ステップＳＤ５において冷却水出口温度を推定する。例えば、冷却水入口温度は上記（１１）式を用いて、冷却水出口温度は上記（１２）式を用いてそれぞれ算出される。なお、上述のように、温度センサ３３、３４による測定値を用いてもよい。

次に、ステップＳＤ６において、熱交換器２２の冷却水出口温度、すなわち、熱交換器２２から凝縮器１２側へ流出される冷却水温度を推定する。熱交換器２２の冷却水出口温度の推定値Ｔｈｍは、例えば、以下の（１８−１）式で算出される。

Ｔｈｍ＝Ｔｕｉ＋ΔＴｕ （１８−１）
ΔＴｕ＝ｆ（ΔＴｕ´，Ｒｕ） （１８−２）

（１８−１）式において、Ｔｕｉは下水入口温度、ΔＴｕは（１８−２）式により与えられるパラメータであり、熱交換器２２の性能により決定される定数ΔＴｕ´と、ステップＳＤ１において設定した利用率Ｒｕにより決定される。下水熱源装置２１の配分が増加するほど、下水流量Ｆｕが増加し、下水熱による冷却量が増え、熱交換器２２の冷却水出口温度Ｔｈｍが低くなる。つまり、利用率Ｒｕが大きくなるほど下水流量Ｆｕが増加し、逆に、利用率Ｒｕが小さくなれば下水流量Ｆｕは減少する。

次に、ステップＳＤ７において水冷式冷却塔２０における冷却ＣＯＰ＿２を算出し、ステップＳＤ８において水冷式冷却塔２０における熱源機動力Ｐｒ＿２を算出し、ステップＳＤ９において水冷式冷却塔２０における熱源機排熱量Ｑｅｘを算出する。
冷却ＣＯＰ＿２、熱源機動力Ｐｒ＿２、熱源機排熱量Ｑｅｘは、上記（１３）式、（１４）式、（１５）式をそれぞれ用いて算出される。

次に、図８のステップＳＤ１０において下水ポンプ動力Ｐｕを、ステップＳＤ１１において冷却塔ファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＤ１２において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを、ステップＳＤ１３において冷却水ポンプ動力Ｐｃｔを予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。下水ポンプ動力、冷水ポンプ動力、冷却水ポンプ動力は、上記（６）式から（８）式をそれぞれ用いて算出される。また、冷却塔ファン動力Ｐｆａｎは、以下の（１９）式を用いて算出される。
なお、下水ポンプ動力Ｐｕについては、上述したように、ステップＳＤ１において設定された利用率Ｒｕに応じて下水流量が変化するので、利用率Ｒｕが大きいほど下水ポンプ動力Ｐｕも大きな値をとることになる。

Ｐｆａｎ＝ｆ（Ｔｈｍ，Ｑｅｘ−Ｑｕ） （１９）

（１９）式において、ＴｈｍはステップＳＤ４で求められた熱交換器２２の冷却水出口温度、ＱｅｘはステップＳＤ７で求められた冷凍機排熱量、Ｑｕは以下の（１９−１）式により算出される下水熱源装置の熱源機排熱量である。

Ｑｕ＝（Ｔｈｏ＿２−Ｔｈｍ）×Ｆｕ×γ×Ｃ （１９−１）

（１９−１）式において、Ｔｈｏ＿２は凝縮器１２の冷却水出口温度の推定値、Ｔｈｍは熱交換器２２の冷却水出口温度の推定値、Ｆｕは下水流量、γは比重量、Ｃは比熱である。すなわち、下水熱源装置の熱源機排熱量は、下水の出入口温度差と流量とによって算出される。

次に、ステップＳＤ１４において、熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用した場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿３は、例えば、以下の（２０）式で求められる。

Ｐ＿３＝Ｐｒ＿２＋Ｐｃｈ＋Ｐｃｔ＋Ｐｆａｎ＋Ｐｕ （２０）

（２０）式において、Ｐｒ＿２はステップＳＤ８で求めた熱源機動力、Ｐｃｈ、Ｐｃｔ、Ｐｆａｎ、ＰｕはそれぞれステップＳＤ１０からＳＤ１３において求めた冷水ポンプ動力、冷却水ポンプ動力、冷却塔ファン動力、下水ポンプ動力である。

このようにして、下水熱源２１の熱源利用率５０％のときの熱源システム全体の消費動力が算出されると、ステップＳＤ１５において、予め設定されている熱源利用率の全てのパターンが終了したか否かを判定する。ここで熱源利用率のパターンは、１つ以上設定されていればよく、例えば、５０％、４０％、６０％の３パターンが挙げられる。この３パターンが登録されている場合、ステップＳＤ１５では、これらの３パターンについてそれぞれシステム全体の消費動力が算出されたか否かを判定する。

この結果、全てのパターンについて終了していなければ（図８のステップＳＤ１５において「ＮＯ」）、図７のステップＳＤ１に戻り、下水熱源２１の熱源利用率の設定が再度行われる。これにより、例えば、熱源利用率Ｒｕは４０％に設定され、この場合についてのシステム全体の消費動力が算出される。そして、熱源利用率Ｒｕが５０％、４０％、６０％の場合についてのシステム全体の消費動力が算出されると（図８のステップＳＤ１５において「ＹＥＳ」）、処理を終了する。

次に、上記構成を備える熱源選択支援装置２の作用について説明する。
まず、設定部５１により、下水熱源装置２１のみを用いた場合、水冷式冷却塔２０のみを用いた場合、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用した場合の３つの選択肢が設定され、動力推定部５２に出力される。

動力推定部５２は、設定部５１によって設定された各選択肢における熱源システム全体としての消費動力を算出する。このとき、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用した場合においては、下水熱源装置２１の利用率Ｒｕを変化させたときのそれぞれの利用率Ｒｕに対する熱源システム全体の消費動力を算出する。動力推定部５２による算出結果は、選択肢の情報と関連付けられて選択部５３に出力される。

選択部５３は、動力推定部５２によって算出された消費動力のうち、最も消費動力の少ない選択肢を選択して、表示部５４に出力する。なお、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用する場合の選択肢を選択した場合には、下水熱源装置２１の利用率についても対応付けて表示部５４に出力する。また、このとき選択肢の情報だけでなく、動力推定部５４によって推定された消費動力の情報も表示部５４に出力することとしてもよい。

表示部５４は、選択部５３によって選択された選択肢および熱源併用の場合の選択肢についてはその利用率Ｒｕを表示する。これにより、熱源システム１を運転させる際の最も効率的な熱源の利用態様が表示部５４に表示されることとなる。

以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システム１、熱源選択支援装置２、及びその方法によれば、設定部５１により、熱源システム１において利用可能な複数の熱源の利用態様の選択肢が複数設定され、設定された選択肢のそれぞれについて熱源システム全体の消費動力が動力推定部５２により推定される。動力推定部５２によって推定された消費動力のうち、最も小さい消費動力の選択肢が選択部５３によって選択され、選択された選択肢がお勧めの利用熱源として表示部５４に表示される。ここで、消費動力が小さいほど、消費される電力量が小さくなるため、最も消費動力の小さい選択肢を選択することで、コストを最も抑えることのできる熱源の利用態様をユーザに提示することができる。

なお、本実施形態では、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを併用する場合において（図４のステップＳＡ４参照）、利用率Ｒｕが４０％、５０％、６０％の場合についてのみ、熱源システム全体の消費動力を得ることとしたが、これに代えて、以下のような態様とすることも可能である。
すなわち、利用率Ｒｕをある範囲で変動させ、各利用率Ｒｕにおける熱源システム全体の消費動力を上述のように算出する。続いて、算出された熱源システム全体の消費動力の変化の傾向を判断し、この変化の傾向に応じて利用割合Ｒｕを熱源システム全体の動力が低下する方向に変化させて、熱源システム全体としての動力が最小となる利用割合を求める。例えば、利用率Ｒｕを４０％、５０％、６０％と変化させたときの熱源システム全体の消費動力をそれぞれ比較すると、４０％のときがもっとも小さく、６０％が最も大きかった場合、利用率Ｒｕを更に小さくすれば、熱源システム全体の消費動力を更に低減させる可能性が推定できる。したがって、このような場合には、更に利用率Ｒｕを３５％に設定し、熱源システム全体の消費動力を算出する。このようにして、利用率Ｒｕの変化と利用率Ｒｕを熱源システム全体の消費動力の変化とに基づいて利用率Ｒｕを更に変動させて熱源システム全体の消費動力が最小値に収束する利用率Ｒｕを求め、そのときの利用率Ｒｕを選択部５３に出力することとしてもよい。

また、本実施形態では、消費動力の最も小さい選択肢を選択部５３が選択することとしたが、これに代えて、以下のような態様を取ることとしてもよい。
例えば、動力推定部５２によって推定された消費動力に基づいて消費コストを算出するとともに、算出した消費コストに各熱源に特有の消費コストを加算することにより、各選択肢における総消費コストを算出する消費コスト算出部（図示略）を更に設け、選択部５３は、消費コスト算出部によって算出された総消費コストが最も小さい選択肢を選択する。

消費動力が小さければ消費電力量が小さくなるため、消費動力が小さければコストも低いという関係が成り立つ一方で、例えば、熱源システム１を運転していく上で、消費電力量だけではない特有のコストがかかる場合もある。例えば、水冷式冷却塔２０を備える熱源システム１では、水冷式冷却塔２０で蒸発された冷却水を補充する必要があり、電力量とは別に水の補給に関するコストが発生する。このように、電力コスト以外のコストが発生する熱源においては、予めそのコストを登録しておき、消費動力から求めた消費コストに加算し、このコストに基づいて利用熱源を決定することとしてもよい。

特に、上述した水冷式冷却塔２０と下水熱源装置２１とを熱源とした場合、水冷式冷却塔２０にはポンプが存在しないため、消費動力のみで考えると下水ポンプや熱交換器２２を必要とする下水熱源装置２１の方が消費動力が大きくなる傾向にある。この点、消費動力をコストに換算し、更に、各熱源に必要とされる特有のコストを加算して、コストに基づいて利用熱源の選択肢を選択することにより、コストが最も安い利用熱源の選択肢を選択することが可能となる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システムについて、図面を参照して説明する。
図１に示した第１実施形態に係る熱源システム１では、１つの冷凍サイクルにおいて、冷却水を２つの熱源を用いて冷却していた。この構成に対し、本実施形態に係る熱源システムでは、図９に示すように、下水を熱源とする下水熱源装置２１によって冷却水を冷却する冷凍サイクル６０ａと、大気を熱源とする水冷式冷却塔２０によって冷却水を冷却する冷凍サイクル６０ｂとを有し、それぞれの熱源を用いて冷却水を冷却し、それぞれの冷凍サイクル６０ａ、６０ｂに設けられている凝縮器１２ａ，１２ｂにおいて冷却水とガス冷媒との熱交換を行い、ガス冷媒を冷却する点で上述した第１実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態に係る熱源システム１ａでは、冷凍サイクル６０ａにおいて、下水熱源装置２１により冷却された冷却水は凝縮器１２ａへ送られる。凝縮器１２ａでは、圧縮機１１ａによって圧縮された高温高圧のガス冷媒が冷却水と熱交換されることにより冷やされ、液冷媒となって蒸発器１３ａへ送られる。蒸発器１３ａでは、冷やされた液冷媒と冷水との間で熱交換がされることにより、冷水が冷やされ（例えば、１２℃から７℃に冷やされ）、冷却された冷水が２次側システムへ供給される。また、蒸発器１３ａで温められたガス冷媒は、圧縮機１１ａを経由して高温高圧のガス冷媒とされ、再び凝縮器１２ａへ送られる。

また、同様に、冷凍サイクル６０ｂにおいても、圧縮機１１ｂによって圧縮された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器１２ｂにおいて、冷水式冷却塔２０により冷やされた冷却水と熱交換されることにより冷やされて蒸発器１３ｂへ送られる。蒸発器１３ｂでは、冷やされた液冷媒と冷水との間で熱交換がされることにより、冷水が冷やされ（例えば、１２℃から７℃に冷やされ）、冷却された冷水が２次側システムへ供給される。また、蒸発器１３ｂで温められたガス冷媒は、圧縮機１１ｂを経由して高温高圧のガス冷媒とされ、再び凝縮器１２ｂへ送られる。
なお、図９において、かっこ書きで示された温度は、参考のための一例としての温度である。

そして、このような熱源システム１ａにおいて、熱源選択支援装置２ａにより、消費動力の推定が行われ、お勧めの利用熱源が提供される。
以下、本実施形態に係る熱源選択支援装置及２ａ及びその方法について図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る熱源選択支援装置２ａにおいて、上述した第１実施形態と異なる点は、動力推定部による消費動力の算出手法である。従って、以下、この点について主に説明する。

まず、熱源選択支援装置２ａに係る動力推定部（図示略）は、消費動力を算出するのに必要となる各種データを取得する（図１０のステップＳＥ１）。取得するデータの一例としては、冷水出口温度Ｔｌｏ、冷水流量Ｆｃｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル６０ａにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿１、冷凍サイクル６０ｂにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿２、水冷式冷却塔２０における湿球温度Ｔｗｂ、冷却能力Ｑ、冷凍サイクル６０ａの定格冷却能力Ｑｒｕ、冷凍サイクル６０ｂの定格冷却能力Ｑｒｃｔなどが挙げられる。
上記冷水出口温度Ｔｌｏ、冷水流量Ｆｃｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル６０ａにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿１、冷凍サイクル６０ｂにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿２については、例えば、図示しないセンサにより測定されて熱源選択支援装置２ａに入力されるものとする。

次に、下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル６０ａのみを利用する選択肢、水冷式冷却塔２０を用いる冷凍サイクル６０ｂのみを利用する選択肢、および冷凍サイクル６０ａ及び冷凍サイクル６０ｂを併用する選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力を推定する（ステップＳＥ２，ＳＥ３，ＳＥ４）。続いて、推定したそれぞれの選択肢の消費動力を各選択肢と対応付けて選択部に出力し、処理を終了する（ステップＳＥ５）。

ここで、図１０のステップＳＥ２、ＳＥ３において実行される処理は、上述した第１実施形態において図４に示したステップＳＡ２、ＳＡ３において実行される処理に準じるため、説明を省略する。したがって、ここでは、ステップＳＥ４において実行される処理について、図１１及び図１２を参照して説明する。

まず、ステップＳＦ１において、図７のステップＳＤ１と同様の方法により、下水熱源装置２１の利用率Ｒｕ、すなわち、冷凍サイクル６０ａの利用率Ｒｕを設定する。次に、ステップＳＦ２において、冷凍サイクル６０ａの熱源機負荷率Ｌｆｕを算出する。冷凍サイクル６０ａの熱源機負荷率Ｌｆｕの算出には、上記（１８−１）式が用いられる。

続いて、ステップＳＦ３において、上記（２）式を用いて冷凍サイクル６０ａの冷却水入口温度Ｔｈｉ＿１を推定し、ステップＳＦ４において、上記（３）式を用いて、冷凍サイクル６０ａの冷却水出口温度Ｔｈｏ＿１を推定する。なお、これらの温度がセンサによって計測されている場合には、それらの計測値を用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＦ５において、上記（４）式を用いて冷凍サイクル６０ａの冷却ＣＯＰ＿１を算出し、ステップＳＦ６において、熱源機動力Ｐｒ＿１を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿１は、以下の（２３）式により算出される。

Ｐｒ＿１＝Ｑ×Ｒｕ／ＣＯＰ＿１ （２３）

次に、冷凍サイクル６０ｂについても、同様に熱源機負荷率を算出するとともに、冷却水入口温度、冷却水出口温度を推定する（図１１のステップＳＦ７，ＳＦ８，ＳＦ９）。冷凍サイクル６０ｂの熱源機負荷率ＬＦａは以下の（２４）式により算出される。また、冷凍サイクル６０ｂの冷却水入口温度及び冷却水出口温度の算出は、上記（１１）式、（１２）式を用いてそれぞれ算出される。

Ｌｆｃｔ＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／Ｑｒｃｔ （２４）

続いて、冷凍サイクル６０ｂにおける冷却ＣＯＰ＿２、熱源機動力、熱源機排熱量がそれぞれ算出される（図１２のステップＳＦ１０、ＳＦ１１、ＳＦ１２）。
冷却ＣＯＰ＿２は上記（１３）式を用いて算出され、熱源機動力Ｐｒ＿２ｂ、熱源機排熱量Ｑｅｘはそれぞれ以下の（２６）、（２７）式により算出される。

Ｐｒ＿２＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／ＣＯＰ＿２ （２６）
Ｑｅｘ＝Ｑ×（１−Ｒｕ）＋Ｐｒ＿２ （２７）

そして、ステップＳＦ１３において冷却塔ファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＦ１４において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを、ステップＳＦ１５において冷却水ポンプ動力Ｐｃｔを、ステップＳＦ１６において下水ポンプ動力Ｐｕを予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。
冷却塔ファン動力Ｐｆａｎは上記（１６）式、冷水ポンプ動力Ｐｃｈは上記（７）式、下水ポンプ動力Ｐｕは上記（６）式をそれぞれ用いて算出される。また、冷却水ポンプ動力については、下水熱源装置２１に用いられる冷却水ポンプ１４ａと水冷式冷却塔２０に用いられる冷却水ポンプ１４ｂがあるため、それぞれの動力の和として算出される。すなわち、この場合の冷却水ポンプ動力Ｐｃｔは以下の（２８）式で算出される。

Ｐｃｔ＝Ｐｃｔ＿１＋Ｐｃｔ＿２＝Ｆ（Ｆｃｔ＿１）＋Ｆ（Ｆｃｔ＿２） （２８）

次に、ステップＳＦ１７において、熱源システム全体の消費動力を算出する。下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル６０ａと水冷式冷却塔２０を用いる冷凍サイクル６０ｂとを併用した場合のシステム全体の消費動力Ｐは、例えば、以下の（２９）式で求められる。

Ｐ＝Ｐｒ＿１＋Ｐｒ＿２＋Ｐｆａｎ＋Ｐｃｈ＋Ｐｃｔ＋Ｐｕ （２９）

このようにして、下水熱源装置２１の熱源利用率５０％のときの熱源システム全体の消費動力が算出されると、ステップＳＦ１８では、図８におけるステップＳＤ１５と同様に、予め設定されている熱源利用率の全てのパターンが終了したか否かが判定され、全てのパターンについて終了していなければ、図１１のステップＳＦ１に戻り、下水熱源装置２１の熱源利用率の設定が再度行われる。これにより、例えば、熱源利用率Ｒｕは４０％に設定され、この場合についてのシステム全体の消費動力が算出される。そして、熱源利用率Ｒｕが５０％、４０％、６０％の場合についてのシステム全体の消費動力が算出されると、処理を終了する。

そして、上述のような処理が終了すると、動力推定部による算出結果は、各選択肢の情報と関連付けられて選択部に出力され、最も消費動力の少ない選択肢が選択部によって選択されて表示部に表示されることとなる。

〔第３実施形態〕
図９に示した熱源システムでは、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを備えていたが、本実施形態に係る熱源システム１ｂは、図１３に示すように、図９に示した水冷式冷却塔２０に代えて空気と熱交換を行う空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃを備えている点で上述の第２実施形態と異なる。

冷凍サイクル６０ｃにおいて、圧縮機１１ｃによって圧縮された高温高圧のガス冷媒は空冷式冷却塔２０ｃにおいて外気と熱交換されることにより冷やされて蒸発器１３ｃへ送られる。蒸発器１３ｃでは、冷やされた液冷媒と冷水との間で熱交換がされることにより、冷水が冷やされ（例えば、１２℃から７℃に冷やされ）、冷却された冷水が２次側システムへ供給される。また、蒸発器１３ｃで温められたガス冷媒は、圧縮機１１ｃを経由して高温高圧のガス冷媒とされ、再び空冷式冷却塔２０ｃへ送られる。なお、図１３においてかっこ書きで示された温度は、参考のための一例としての温度である。

そして、このような熱源システム１ｂにおいて、熱源選択支援装置２ｂにより、消費動力の推定が行われ、お勧めの利用熱源が提供される。
以下、本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｂ及びその方法について図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｂにおいて、上述した第２実施形態と異なる点は、動力推定部による消費動力の算出手法である。従って、以下、この点について主に説明する。

まず、熱源選択支援装置２ｂに係る動力推定部（図示略）は、消費動力を算出するのに必要となる各種データを取得する（図１４のステップＳＧ１）。取得するデータの一例としては、冷水出口温度Ｔｌｏ、冷水流量Ｆｃｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル６０ａにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿１、空冷式冷却塔２０ｃにおける乾球温度Ｔｄｂ、冷却能力Ｑ、下水熱源装置２１の定格冷却能力Ｑｒｕ、空冷式冷却塔２０ｃの定格冷却能力Ｑｒａなどが挙げられる。
上記冷水出口温度Ｔｌｏ、冷水流量Ｆｃｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル６０ａにおける冷却水流量Ｆｃｔ＿１、空冷式冷却塔２０ｃにおける乾球温度Ｔｄｂについては、例えば、図示しないセンサにより測定されて熱源選択支援装置２ｂに入力されるものとする。

次に、下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル６０ａのみを利用する選択肢、空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃのみを利用する選択肢、および冷凍サイクル６０ａ及び冷凍サイクル６０ｃを併用する選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力を推定する（ステップＳＧ２，ＳＧ３，ＳＧ４）。続いて、推定したそれぞれの選択肢の消費動力を各選択肢と対応付けて選択部に出力し（ステップＳＧ５）、処理を終了する.

ここで、図１４のステップＳＧ２において実行される処理は、上述した第１実施形態において図４に示したステップＳＡ２において実行される処理に準じるため、説明を省略する。したがって、ここでは、ステップＳＧ３、ＳＧ４において実行される処理について、図１５から図１７を参照して説明する。

まず、ステップＳＧ３において実行される空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃのみを使用する場合の消費動力の算出方法について、図１５を参照して説明する。
まず、ステップＳＨ１において、冷凍サイクル６０ｃにおける熱源機負荷率Ｌｆａを算出する。熱源機負荷率Ｌｆａは、例えば、以下の（３０）式で求められる。

Ｌｆａ＝Ｑ／Ｑｒａ （３０）

（３０）式において、Ｑは冷却能力、Ｑｒａは冷凍サイクル６０ｃの定格冷却能力である。
続いて、ステップＳＨ２において、冷却ＣＯＰ＿３を算出する。冷却ＣＯＰ＿３は、例えば、以下の（３１）式で求められる。

ＣＯＰ＿３＝ｆ（Ｔｌｏ，Ｃｔ，Ｌｆａ） （３１−１）
Ｃｔ＝Ｔｄｂ＋ΔＴａ （３１−２）

（３１−１）式において、Ｔｌｏは冷水出口温度、Ｃｔは（３１−２）式で得られる凝縮温度、ＬｆａはステップＳＨ１で算出した熱源機負荷率である。ＣＯＰ＿３はこれらをパラメータとした関数により求められる。また、（３１−２）式において、Ｔｄｂは乾球温度、ΔＴａは空冷式冷却塔２０ｃの性能によって決定される定数である。

次に、ステップＳＨ３において熱源機動力Ｐｒ＿３を算出し、ステップＳＨ４において熱源機排熱量Ｑｅｘを算出する。これらの算出方法は、上記（１４）式、（１５）式に準ずる。

次に、ステップＳＨ５において空冷ファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＨ６において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを予め保有しているそれぞれの関数を用いて算出する。例えば、空冷ファン動力Ｐｆａｎは以下の（３２）式を用いて算出され、冷水ポンプ動力Ｐｃｈは、上述した（７）式を用いて算出される。

Ｐｆａｎ＝ｆ（Ｃｔ，Ｔｄｂ，Ｑｅｘ） （３２）

次に、ステップＳＨ７において熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃのみを使用する場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿３は、以下の（３３）式により算出される。

Ｐ＿３＝Ｐｒ＿３＋Ｐｆａｎ＋Ｐｃｈ （３３）

次に、図１４のステップＳＧ４において行われる冷凍サイクル６０ａ及び冷凍サイクル６０ｃを併用する場合の消費動力の算出方法について図１６及び図１７を参照して説明する。

まず、ステップＳＪ１において、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル６０ａの熱源利用率Ｒｕを設定し、これに基づきステップＳＪ２からＳＪ６において、冷凍サイクル６０ａにおける熱源機負荷率、冷却水入口温度の推定、冷却水出口温度の推定、冷却ＣＯＰ＿１の算出、熱源機動力Ｐｒ＿１の算出を行う。なお、これらの処理は、上述した図１１のステップＳＦ１からＳＦ６と同様であるため説明は省略する。

続いて、ステップＳＪ７において、空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃについて、熱源機負荷率を以下の（３４）式により算出する。

Ｌｆａ＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／Ｑｒａ （３４）

次に、冷凍サイクル６０ｃにおける冷却ＣＯＰ＿３、熱源機動力Ｐｒ＿３、熱源機排熱量Ｑｅｘをそれぞれ算出する（ステップＳＪ８、ＳＪ９、ＳＪ１０）。冷却ＣＯＰ＿３は、上記（３１）式を用いて、熱源機動力Ｐｒ＿３は以下の（３５）式、熱源機排熱量Ｑｅｘは以下の（３６）式を用いてそれぞれ算出される。

Ｐｒ＿３＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／ＣＯＰ＿３ （３５）
Ｑｅｘ＝Ｑ×（１−Ｒｕ）＋Ｐｒ＿３ （３６）

続いて、ステップＳＪ１１において冷却塔ファンの動力Ｐｆａｎを、ステップＳＪ１２において冷水ポンプ動力Ｐｃｈを、ステップＳＪ１３において冷却水ポンプ１４ａの動力Ｐｃｔを、ステップＳＪ１４において下水ポンプの動力Ｐｕを予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。
冷却塔ファンの動力Ｐｆａｎは、（３２）式を用いて算出される。また、冷水ポンプ動力Ｐｃｈは上記（７）式により、冷却水ポンプ動力Ｐｃｔは上記（８）式により、下水ポンプ動力Ｐｕは上記（６）式によりそれぞれ算出される。

次に、ステップＳＪ１５において、熱源システム全体の消費動力を算出する。下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル６０ａと空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃとを併用した場合のシステム全体の消費動力Ｐは、例えば、以下の（３７）式で求められる。

Ｐ＝Ｐｒ＿１＋Ｐｒ＿３＋Ｐｆａｎ＋Ｐｃｈ＋Ｐｃｔ＋Ｐｕ （３７）

このようにして、冷凍サイクル６０ａの熱源利用率が５０％のときの熱源システム全体の消費動力が算出されると、ステップＳＪ１６では、図８におけるステップＳＤ１５と同様に、予め設定されている熱源利用率の全てのパターンが終了したか否かが判定され、全てのパターンについて終了していなければ、図１６のステップＳＪ１に戻り、下水熱源装置２１の熱源利用率の設定が再度行われる。これにより、例えば、熱源利用率Ｒｕは４０％に設定され、この場合についてのシステム全体の消費動力が算出される。そして、熱源利用率Ｒｕが５０％、４０％、６０％の場合についてのシステム全体の消費動力が算出されると、処理を終了する。

そして、上述のような処理が終了すると、動力推定部による算出結果は、各選択肢の情報と関連付けられて選択部に出力され、最も消費動力の少ない選択肢が選択部によって選択されて表示部に表示されることとなる。

〔第４実施形態〕
上述した第１から第３実施形態に係る熱源システムは、流入された冷水を冷却して二次側システムへ供給する熱源システムであったが、本実施形態に係る熱源システムは流入された温水を加熱して二次側システムへ供給する熱源システムである点で異なる。
以下、本実施形態に係る熱源システム及びこれに適用される熱源選択支援装置及びその方法について説明する。

図１８は、本実施形態に係る熱源システム１ｃの構成を概略的に示した図である。図１８に示すように、熱源システム１ｃは、下水を熱源として用いる下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル７０ａと、大気を熱源として用いるヒーティングタワー２０ｄを有する冷凍サイクル７０ｄとを備えている。
下水熱源装置２１では、熱交換器２２において、下水と熱源水（例えば、水）との間で熱交換され、加熱された熱源水が蒸発器１３ａに送られる。蒸発器１３ａでは、凝縮器１２ａから送出された冷えた液冷媒と熱源水との間で熱交換が行われ、液冷媒が加熱される。過熱された液冷媒は、圧縮機１１ａを経由することで高温高圧のガス冷媒とされ、凝縮器１２ａに送られる。凝縮器１２ａでは、高温高圧のガス冷媒と温水との間で熱交換が行われることにより、温水が加熱され、２次側システム（図示略）に供給される。また、凝縮器１２ａにおいて熱交換を行うことにより冷やされた液冷媒は再び蒸発器１３ａに送出される。

また、ヒーティングタワー２０ｄを用いる冷凍サイクル７０ｄにおいては、ヒーティングタワー２０ｄにおいて温められたブラインが蒸発器１３ｄに送られる。蒸発器１３ｄでは、凝縮器１２ｄから送出された冷えた液冷媒とブラインとの間で熱交換が行われ、液冷媒が加熱される。加熱された液冷媒は、圧縮機１１ｄを経由することで高温高圧のガス冷媒とされ、凝縮器１２ｄに送られる。凝縮器１２ｄでは、高温高圧のガス冷媒と温水との間で熱交換が行われることにより、温水が加熱され、２次側システム（図示略）に供給される。また、凝縮器１２ｄにおいて熱交換を行うことにより冷やされた液冷媒は再び蒸発器１３ａに送出される。
なお、図１８においてかっこ書きで示された温度は、参考のための一例としての温度である。

そして、このような熱源システム１ｃにおいて、熱源選択支援装置２ｃにより、消費動力の推定が行われ、お勧めの利用熱源が提供される。
以下、このような熱源システムに適用される本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｃ及びその方法について図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｃにおいて、上述した第２実施形態と異なる点は、動力推定部による消費動力の算出手法である。従って、以下、この点について主に説明する。

まず、熱源選択支援装置２ｃに係る動力推定部（図示略）は、消費動力を算出するのに必要となる各種データを取得する（図１９のステップＳＫ１）。取得するデータの一例としては、温水出口温度Ｔｈｏ、温水流量Ｆｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル７０ａにおける熱源水流量Ｆｌ＿１、冷凍サイクル７０ｄにおけるブライン流量Ｆｌ＿２、ヒーティングタワー２０ｄにおける湿球温度Ｔｗｂ、加熱能力Ｑ、下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル７０ａの定格加熱能力Ｑｒｕ、ヒーティングタワー２０ｄを用いる冷凍サイクル７０ｄの定格加熱能力Ｑｒｈｔなどが挙げられる。
上記温水出口温度Ｔｈｏ、温水流量Ｆｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、冷凍サイクル７０ａにおける熱源水流量Ｆｌ＿１、冷凍サイクル７０ｄにおけるブライン流量Ｆｌ＿２、ヒーティングタワー２０ｄにおける湿球温度Ｔｗｂについては、例えば、図示しないセンサにより測定されて熱源選択支援装置２ｃに入力されるものとする。

次に、下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル７０ａのみを利用する選択肢、ヒーティングタワー２０ｄを用いる冷凍サイクル７０ｄのみを利用する選択肢、および冷凍サイクル７０ａ及び冷凍サイクル７０ｄを併用する選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力を推定する（ステップＳＫ２，ＳＫ３，ＳＫ４）。続いて、推定したそれぞれの選択肢の消費動力を各選択肢と対応付けて選択部に出力し（ステップＳＫ５）、処理を終了する。

次に、上記ステップＳＫ２において行われる下水熱源装置２１のみを用いる場合の熱源システムの消費動力の算出方法について図２０を参照して説明する。
まず、ステップＳＬ１において、上記（１）式を用いて熱源機負荷率Ｌｆｕを算出し、ステップＳＬ２において熱源水入口温度を推定する。熱源水入口温度は、例えば、以下の（３８）式を用いて算出される。

Ｔｌｉ＿１＝Ｔｕｉ−ΔＴｕ （３８）

（３８）式において、Ｔｕｉは下水入口温度、ΔＴｕは熱交換器２２の性能により決定される定数である。
次に、ステップＳＬ３において、熱源水出口温度を推定する。熱源水出口温度の推定値Ｔｌｏ＿１は、以下の（３９）式で算出される。

Ｔｌｏ＿１＝Ｔｌｉ＿１−ΔＴｒｌ×Ｌｆｕ （３９）

（３９）式において、Ｔｌｉ＿１は、ステップＳＬ２において算出した熱源水入口温度、ΔＴｒｌは蒸発器１３ａの性能により決定される定数、Ｌｆｕは熱源機負荷率である。
なお、熱源水入口温度及び熱源水出口温度については、これらの温度がセンサによって計測されている場合には、それらの計測値を用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＬ４において、加熱ＣＯＰ＿４を算出する。加熱ＣＯＰ＿４は、例えば、以下の（４０）式で求められる。

ＣＯＰ＿４＝ｆ（Ｔｈｏ，Ｔｌｏ＿１，Ｌｆｕ） （４０）

（４０）式において、Ｔｈｏは温水出口温度、Ｔｌｏ＿１はステップＳＬ３で算出された熱源水出口温度の推定値、Ｌｆｕは熱源機負荷率である。ＣＯＰ＿４は、これらをパラメータとして含む所定の関数により求めることができる。

次に、ステップＳＬ５において、熱源機動力Ｐｒ＿４を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿４は、例えば、以下の（４１）式で求められる。

Ｐｒ＿４＝Ｑ／ＣＯＰ＿４ （４１）

（４１）式において、Ｑは冷却能力、ＣＯＰ＿４はステップＳＬ４で求めた加熱ＣＯＰである。

次に、ステップＳＬ６において、下水ポンプ動力Ｐｕを、ステップＳＬ７において温水ポンプ動力Ｐｈを、ステップＳＬ８において熱源水ポンプ動力Ｐｌを、予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。例えば、下水ポンプ動力Ｐｕは、上記（６）式を用いて算出される。また、温水ポンプ動力Ｐｈは（４２）式に示すように温水流量Ｆｈの関数とされており、冷却水ポンプ動力は（４３）式に示すように熱源水流量Ｆｌ＿１の関数とされている。

Ｐｈ＝ｆ（Ｆｈ） （４２）
Ｐｌ＿１＝ｆ（Ｆｌ＿１） （４３）

次に、ステップＳＬ９において、熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。下水熱源装置２１のみを利用した場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿４は、例えば、以下の（４４）式で求められる。

Ｐ＿４＝Ｐｒ＿４＋Ｐｕ＋Ｐｈ＋Ｐｌ＿１ （４４）

次に、図１９のステップＳＫ３において行われるヒーティングタワー２０ｄのみを使用する場合の消費動力の算出方法について図２１を参照して説明する。

まず、ステップＳＮ１において、熱源機負荷率Ｌｆｈｔを算出する。熱源機負荷率Ｌｆｈｔは、例えば、以下の（４５）式で求められる。

Ｌｆｈｔ＝Ｑ／Ｑｒｈｔ （４５）

（４５）式において、Ｑは冷却能力、Ｑｒｈｔはヒーティングタワー２０ｄの定格加熱能力である。
次に、ステップＳＮ２においてブライン入口温度を推定する。ブライン入口温度の推定値Ｔｌｉ＿２は、例えば、以下の（４６）式で求められる。

Ｔｌｉ＿２＝Ｔｗｂ−ΔＴｗｂ （４６）

（４６）式において、Ｔｗｂはヒーティングタワー２０ｄにおける湿球温度、ΔＴｗｂはヒーティングタワー２０ｄの性能により決定される定数である。

次に、ステップＳＮ３において、ブライン出口温度を推定する。ブライン出口温度の推定値Ｔｌｏ＿２は、例えば、以下の（４７）式で求められる。

Ｔｌｏ＿２＝Ｔｌｉ＿２−ΔＴｈｌ＊Ｌｆｈｔ （４７）

（４７）式において、Ｔｌｉ＿２はステップＳＮ２において算出したブライン入口温度の推定値、ΔＴｈｌは蒸発器１３ｄの性能により決定される定数、ＬｆｈｔはステップＳＮ１で算出した熱源機負荷率である。
なお、熱源システム１の運転中など、温度センサ（図示略）によってブライン入口温度、ブライン出口温度が測定されている場合には、温度センサの計測値を用いることとしてもよい。

次に、ステップＳＮ４において、加熱ＣＯＰ＿５を算出する。過熱ＣＯＰ＿５は、例えば、以下の（４８）式で求められる。

ＣＯＰ＿５＝ｆ（Ｔｈｏ，Ｔｌｏ＿２，Ｌｆｈｔ） （４８）

次に、ステップＳＮ５において、熱源機動力Ｐｒ＿５を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿５は、例えば、以下の（４９）式で求められる。

Ｐｒ＿５＝Ｑ／ＣＯＰ＿５ （４９）

次に、ステップＳＮ６において、熱源機排熱量Ｑｅｘを算出する。熱源機排熱量Ｑｅｘは、例えば、以下の（５０）式で求められる。

Ｑｅｘ＝Ｐｒ＿５−Ｑ （５０）

なお、一般的に、加熱能力＝熱源から採れる熱量＋熱源機動力と定義され、排熱量は負（マイナス）で表現されるが、ここでは、排熱量を正（プラス）として表現し、採熱を負（マイナス）として表現している。
次に、ステップＳＮ７においてヒーティングタワーのファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＮ８において温水ポンプ動力Ｐｈを、ステップＳＮ９においてブラインポンプ動力Ｐｌ＿２を予め保有しているそれぞれの関数を用いて算出する。例えば、ヒーティングタワー動力Ｐｆａｎは、（５１）式に示すように、ブライン出口温度Ｔｌｏ＿２、湿球温度Ｔｗｂ、及び熱源機排熱量Ｑｅｘの関数とされている。

Ｐｆａｎ＝ｆ（Ｔｌｏ＿２，Ｔｗｂ，Ｑｅｘ） （５１）

また、温水ポンプ動力Ｐｈ、ブラインポンプ動力Ｐｌ＿２は、（４２）式および（４３）式に準じてそれぞれ算出される。

次に、ステップＳＮ１０において熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。ヒーティングタワー２０ｄのみを利用した場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿５は、例えば、以下の（５２）式で求められる。

Ｐ＿５＝Ｐｒ＿５＋Ｐｆａｎ＋Ｐｈ＋Ｐｌ＿２ （５２）

次に、図１９のステップＳＫ４において行われる下水熱源装置２１とヒーティングタワー２０ｄとを併用する場合の消費動力の算出方法について図２２及び図２３を参照して説明する。

ステップＳＰ１において、下水熱源装置２１およびヒーティングタワー２０ｄのうち、下水熱源装置２１の利用率Ｒｕを設定し、ステップＳＰ２からＳＰ６において、冷凍サイクル７０ａにおける熱源機負荷率、熱源水入口温度の推定、熱源水出口温度の推定、加熱ＣＯＰ＿４の算出を行う。なお、これらの処理は、上述した図２０のステップＳＬ１からＳＬ４と同様であるため説明は省略する。続いて、ステップＳＰ６において、下水熱源装置における熱源機動力を算出する。熱源機動力は、以下の（５３）式を用いて算出される。

Ｐｒ＿４＝Ｑ×Ｒｕ／ＣＯＰ＿４ （５３）

続いて、ステップＳＰ７において、ヒーティングタワー２０ｄを用いる冷凍サイクル７０ｄについて、熱源機負荷率を以下の（５４）式により算出する。

Ｌｆｈｔ＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／Ｑｒｈｔ （５４）

次に、冷凍サイクル７０ｄにおけるブライン入口温度、ブライン出口温度、加熱ＣＯＰ＿５をそれぞれ算出する（ステップＳＰ８、ＳＰ９、ＳＰ１０）。これらの処理は、図２１におけるステップＳＮ２、ＳＮ３、ＳＮ４とそれぞれ同様である。
続いて、ステップＳＰ１１において、冷凍サイクル７０ｄの熱源機動力を算出する。熱源機動力Ｐｒ＿５は、以下の（５５）式で算出される。

Ｐｒ＿５＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／ＣＯＰ＿５ （５５）

次に、ステップＳＰ１２において、熱源機排熱量を算出する。この処理は、図２１におけるステップＳＮ６と同様である。続いて、ステップＳＰ１３において、上記（５１）式を用いてヒーティングタワーのファン動力Ｐｆａｎを算出する。続いて、ステップＳＰ１４において温水ポンプ動力Ｐｈを、ステップＳＰ１５において熱源水ポンプ動力Ｐｌ＿１を、ステップＳＰ１６においてブラインポンプ動力Ｐｌ＿２を、ステップＳＰ１７において下水ポンプ動力Ｐｕをそれぞれ算出する。温水ポンプ動力Ｐｈは、上記（４２）式を、熱源水ポンプ動力Ｐｌ＿１は、上記（４３）式を用いて算出される。また、ブラインポンプ動力Ｐｌ＿２は（４３）式に準じて算出され、下水ポンプ動力Ｐｕは（６）式を用いて算出される。

次に、ステップＳＰ１８において、熱源システム全体の消費動力を算出する。下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル７０ａとヒーティングタワー２０ｄを用いる冷凍サイクル７０ｄとを併用した場合のシステム全体の消費動力Ｐは、例えば、以下の（５６）式で求められる。

Ｐ＝Ｐｒ＿４＋Ｐｒ＿５＋Ｐｆａｎ＋Ｐｈ＋Ｐｌ＿１＋Ｐｌ＿２＋Ｐｕ （５６）

このようにして、下水熱源装置２１の熱源利用率、すなわち、冷凍サイクル７０ａの利用率が５０％のときの熱源システム全体の消費動力が算出されると、ステップＳＰ１９では、図８におけるステップＳＤ１３と同様に、予め設定されている熱源利用率の全てのパターンが終了したか否かが判定され、全てのパターンについて終了していなければ、図２２のステップＳＰ１に戻り、下水熱源装置２１の熱源利用率の設定が再度行われる。これにより、例えば、熱源利用率Ｒｕは４０％に設定され、この場合についてのシステム全体の消費動力が算出される。そして、熱源利用率Ｒｕが５０％、４０％、６０％の場合についてのシステム全体の消費動力が算出されると、処理を終了する。

そして、上述のような処理が終了すると、動力推定部による算出結果は、各選択肢の情報と関連付けられて選択部に出力され、最も消費動力の少ない選択肢が選択部によって選択されて表示部に表示されることとなる。

〔第５実施形態〕
図１８に示した熱源システムでは、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル７０ａとヒーティングタワー２０ｄを有する冷凍サイクル７０ｄとを備えていたが、本実施形態に係る熱源システム１ｄは、図２４に示すように、図１８に示したヒーティングタワー２０ｄに代えて外気を熱源とし、外気と熱交換を行う空気熱交換器２０ｅを用いる冷凍サイクル７０ｅを備えている点で上述の第２実施形態と異なる。

空気熱交換器２０ｅを備える冷凍サイクル７０ｅにおいては、空気熱交換器２０ｅにおいて外気との熱交換により温められた液冷媒が圧縮機１１ｄを経由することで高温高圧のガス冷媒とされ、凝縮器１２ｄに送られる。凝縮器１２ｄでは、高温高圧のガス冷媒と温水との間で熱交換が行われることにより、温水が温められる。また、凝縮器１２ｄにおいて熱交換を行うことにより冷やされた液冷媒は再び熱交換器２０ｅに送出されることとなる。

そして、このような熱源システム１ｄにおいて、熱源選択支援装置２ｄにより、消費動力の推定が行われ、お勧めの利用熱源が提供される。
以下、熱源システム１ｄに適用される本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｄ及びその方法について図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る熱源選択支援装置２ｄにおいて、上述した第４実施形態と異なる点は、動力推定部による消費動力の算出手法である。従って、以下、この点について主に説明する。

まず、熱源選択支援装置２ｄに係る動力推定部（図示略）は、消費動力を算出するのに必要となる各種データを取得する（図２５のステップＳＱ１）。取得するデータの一例としては、温水出口温度Ｔｈｏ、温水流量Ｆｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、空気熱交換器２０ｅにおける乾球温度Ｔｄｂ、冷却能力Ｑ、下水熱源装置２１の定格加熱能力Ｑｒｕ、空気熱交換器２０ｅの定格加熱能力Ｑｒａなどが挙げられる。
上記温水出口温度Ｔｈｏ、温水流量Ｆｈ、下水入口温度Ｔｕｉ、下水流量Ｆｕ、空気熱交換器２０ｅにおける乾球温度Ｔｄｂについては、例えば、図示しないセンサにより測定されて熱源選択支援装置２ｄに入力されるものとする。

次に、下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクル７０ａのみを利用する選択肢、空気熱交換器を用いる冷凍サイクル７０ｅのみを利用する選択肢、および冷凍サイクル７０ａ及び冷凍サイクル７０ｃを併用する選択肢のそれぞれについて、熱源システム全体の消費動力を推定する（ステップＳＱ２，ＳＱ３，ＳＱ４）。続いて、推定したそれぞれの選択肢の消費動力を各選択肢と対応付けて選択部に出力し（ステップＳＱ５）、処理を終了する。

ここで、図２５のステップＳＱ２において実行される処理は、上述した第４実施形態における図１９のステップＳＫ２に準じるため、説明を省略する。したがって、ここでは、ステップＳＱ３、ＳＱ４において実行される処理について、図２６から図２８を参照して説明する。

まず、ステップＳＱ３において実行される空気熱交換器２０ｅを熱源として用いた冷凍サイクル７０ｅのみを使用する場合の消費動力の算出方法について、図２６を参照して説明する。
まず、ステップＳＲ１において、冷凍サイクル７０ｅにおける熱源機負荷率Ｌｆａを算出する。熱源機負荷率Ｌｆａは、上記（３０）式で算出される。

続いて、ステップＳＲ２において、加熱ＣＯＰ＿６を算出する。加熱ＣＯＰ＿６は、例えば、以下の（５７−１）式で求められる。

ＣＯＰ＿６＝ｆ（Ｔｈｏ，Ｅｔ，Ｌｆａ） （５７−１）
Ｅｔ＝Ｔｄｂ−ΔＴａ （５７−２）

（５７−１）式において、Ｔｈｏは温水出口温度、Ｅｔは（５７−２）式で与えられる蒸発温度、ＬｆａはステップＳＲ１で算出した熱源機負荷率である。ＣＯＰ＿６はこれらをパラメータとした関数により求められる。また、（５７−２）式において、Ｔｄｂは乾球温度、ΔＴａは空気熱交換器２０ｅの性能によって決定される定数である。

次に、ステップＳＲ３において熱源機動力Ｐｒ＿６を算出し、ステップＳＲ４において熱源機排熱量Ｑｅｘを算出する。熱源機動力Ｐｒ＿６は以下の（５８）式、熱源機排熱量Ｑｅｘは以下の（５９）式により算出される。

Ｐｒ＿６＝Ｑ／ＣＯＰ＿６ （５８）
Ｑｅｘ＝Ｐｒ＿６−Ｑ （５９）

次に、ステップＳＲ５において空気熱交換器２０ｅのファン動力Ｐｆａｎを、ステップＳＲ６において温水ポンプ動力Ｐｈを予め保有しているそれぞれの関数を用いて算出する。例えば、空気熱交換器２０ｅのファン動力Ｐｆａｎは以下の（５９−１）式を用いて算出され、温水ポンプ動力Ｐｈは、上述した（４２）式を用いて算出される。

Ｐｆａｎ＝ｆ（Ｅｔ，Ｔｄｂ，Ｑｅｘ） （５９−１）

次に、ステップＳＲ７において熱源システム全体の消費動力を算出し、処理を終了する。空気熱交換器２０ｅを用いる冷凍サイクル７０ｅのみを使用する場合のシステム全体の消費動力Ｐ＿６は、以下の（６０）式により算出される。

Ｐ＿６＝Ｐｒ＿６＋Ｐｆａｎ＋Ｐｈ （６０）

次に、図２５のステップＳＱ４において行われる冷凍サイクル７０ａ及び冷凍サイクル７０ｅを併用する場合の消費動力の算出方法について図２７及び図２８を参照して説明する。

まず、ステップＳＴ１において、下水熱源装置２１の利用率、すなわち、冷凍サイクル７０ａの利用率Ｒｕを設定し、これに基づきステップＳＴ２からＳＴ６において、冷凍サイクル７０ａにおける熱源機負荷率、熱源水入口温度の推定、熱源水出口温度の推定、加熱ＣＯＰ＿４の算出、熱源機動力Ｐｒ＿４の算出を行う。なお、これらの処理は、上述した図２２のステップＳＰ１からＳＰ６と同様であるため説明は省略する。

続いて、ステップＳＴ７において、空気熱交換器２０ｅを用いる冷凍サイクル７０ｅについて、熱源機負荷率を上記（３４）式により算出する。

次に、冷凍サイクル７０ｅにおける加熱ＣＯＰ＿６、熱源機動力Ｐｒ＿６、熱源機排熱量Ｑｅｘをそれぞれ算出する（ステップＳＴ８、ＳＴ９、ＳＴ１０）。過熱ＣＯＰ＿６は、上記（５７）式を用いて、熱源機動力Ｐｒ＿６は以下の（６１）式、熱源機排熱量Ｑｅｘは以下の（６２）式を用いてそれぞれ算出される。

Ｐｒ＿６＝Ｑ×（１−Ｒｕ）／ＣＯＰ＿６ （６１）
Ｑｅｘ＝Ｐｒ＿６−Ｑ×（１−Ｒｕ） （６２）

続いて、ステップＳＴ１１において温水ポンプの動力Ｐｈを、ステップＳＴ１２において熱源水ポンプの動力Ｐｌ＿１を、ステップＳＴ１３において下水ポンプの動力Ｐｕを、ステップＳＴ１４において空気熱交換器２０ｅのファンの動力Ｐｆａｎを予め保有しているそれぞれの関数に基づいて算出する。
温水ポンプの動力Ｐｈは上記（４２）式を、熱源水ポンプの動力Ｐｌ＿１は上記（４３）式を、下水ポンプの動力Ｐｕは上記（６）式を用いて算出される。空気熱交換器２０ｅのファン動力Ｐｆａｎは、（５９−１）式を用いて算出される。

次に、ステップＳＴ１５において、熱源システム全体の消費動力を算出する。下水熱源装置２１による冷凍サイクル７０ａと空気熱交換器２０ｅによる冷凍サイクル７０ｅとを併用した場合のシステム全体の消費動力Ｐは、例えば、以下の（６３）式で求められる。

Ｐ＝Ｐｒ＿４＋Ｐｒ＿６＋Ｐｆａｎ＋Ｐｈ＋Ｐｌ＿１＋Ｐｕ （６３）

このようにして、下水熱源装置２１の熱源利用率５０％のときの熱源システム全体の消費動力が算出されると、ステップＳＴ１６では、図８におけるステップＳＤ１５と同様に、予め設定されている熱源利用率の全てのパターンが終了したか否かが判定され、全てのパターンについて終了していなければ、図２７のステップＳＴ１に戻り、下水熱源装置２１の熱源利用率の設定が再度行われる。これにより、例えば、熱源利用率Ｒｕは４０％に設定され、この場合についてのシステム全体の消費動力が算出される。そして、熱源利用率Ｒｕが５０％、４０％、６０％の場合についてのシステム全体の消費動力が算出されると、処理を終了する。

そして、上述のような処理が終了すると、動力推定部による算出結果は、各選択肢の情報と関連付けられて選択部に出力され、最も消費動力の少ない選択肢が選択部によって選択されて表示部に表示されることとなる。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態に係る熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システムについて説明する。
本実施形態に係る熱源選択支援装置は、特定の熱源を優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、この優先期間においては、特定の熱源を優先的に選択する点で上述した第１から第５実施形態に係る熱源選択支援装置と異なる。

例えば、図１３に示されるように、空冷式冷却塔２０ｃを有する冷凍サイクル６０ｃと、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル６０ａとが存在する熱源システム１ｂの場合、夏期（例えば、６月から９月）においては、外気を用いて熱交換を行う空冷式冷却塔２０ｃよりも、下水を用いて熱交換を行う下水熱源装置２１を用いる方が冷却効率が高い。例えば、図２９に、下水熱源装置２１の冷却水入口温度、空冷式冷却塔２０ｃの外気乾球温度、及び熱負荷（冷房）の夏期における一日の推移の一例を示す。

冷水需要が多くなる夏期では、図２９に示すように、ほぼ１日を通して下水熱源装置２１の冷却水入口温度が外気乾球温度を下回り、下水熱源装置優先での運転が効果的であることが予想できる。
このように、外気温や下水の温度推移、空冷式冷却塔２０ｃを用いる冷凍サイクル６０ｃの冷却能力などの過去のデータを検討して、空冷式冷却塔２０ｃよりも下水熱源装置２１を利用した方が確実に効率が高い期間を下水熱源装置２１の優先期間として設定し、この期間においては、下水熱源装置２１を優先的に選択する。
また、この優先期間中、すなわち、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル６０ａのみを用いて冷水の冷却を行っている際に、冷水を所定の目標温度まで冷却できない場合には、空冷式冷却塔２０ｃを有する冷凍サイクル６０ｃを併用することをユーザに勧める。これにより、冷水を目標温度まで冷却させることが可能となる。

また、同様に、例えば、図２４に示されるように、熱源として空気熱交換器２０ｅと下水熱源装置２１とが存在する熱源システム１ｄの場合、温水需要が多くなる冬期では、ほぼ一日を通して下水熱源装置２１の熱源水入口温度が空気熱交換器２０ｅにおける外気乾球温度を上回ることが多く、下水熱源装置２１を用いる方が運転効率が高いことが予想できる。

例えば、図３０に、下水熱源装置の熱源水入口温度、空気交換器２０ｅの外気乾球温度、及び熱負荷（給湯）の冬期における一日の推移の一例を示す。このように、熱源システム１ｄにおいては、冬期において、下水熱源装置２１を優先的に使用するように設定しておくことで、運転効率を高めることが期待できる。
また、優先期間中、すなわち、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル７０ａのみを用いている際に、温水を所定の目標温度まで加熱できない場合には、空気熱交換器２０ｅを用いる冷凍サイクル７０ｅを併用することをユーザに勧める。これにより、温水を目標温度まで加熱させることが可能となる。

また、同様に、図１８に示されるように、ヒーティングタワー２０ｄと下水熱源装置２１とが存在する熱源システム１ｃ（図１８参照）の場合も、温水需要が多くなる冬期では、ほぼ一日を通して下水熱源装置２１の熱源水入口温度がヒーティングタワー２０ｄのブライン入口温度を上回ることが多く、下水熱源装置２１を用いる方が運転効率が高いことが予想できる。

図３１に、下水熱源装置の熱源水入口温度、ヒーティングタワー２０ｄのブライン入口温度、及び熱負荷（給湯）の冬期における一日の推移の一例を示す。このように、熱源システム１ｃにおいても、冬期において、下水熱源装置２１を優先的に使用するように設定しておくことで、運転効率を高めることが期待できる。
なお、このような優先期間中、すなわち、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル７０ａを用いている際に、温水を所定の目標温度まで加熱できない場合には、空気熱交換器２０ｅを用いる冷凍サイクル７０ｅを併用することをユーザに勧める。これにより、温水を目標温度まで加熱させることが可能となる。

また、優先期間は、上記のように月単位で設定される他、例えば、時間単位で設定されることとしてもよい。
例えば、図９に示されるように、下水熱源装置２１と水冷式冷却塔２０とを備える熱源システム１ａにおいては、夏期において、時間に応じて優先させる熱源を変更することとしてもよい。図３２に、下水熱源装置２１の冷却水入口温度、水冷式冷却塔２０の冷却水入口温度、及び熱負荷（冷房）の夏期における一日の推移の一例を示す。
図３２に示すように、９時ごろから１９時ごろまでは下水熱源装置２１における冷却水入口温度の方が水冷式冷却塔２０を熱源とする冷却水入口温度よりも低くなっている。したがって、この期間においては下水熱源装置２１を優先的に利用する優先期間として設定する。そして、この優先期間中、下水熱源装置２１を有する冷凍サイクル６０ａのみを用いて冷水の冷却を行っている際に、冷水を所定の目標温度まで冷却できない場合には、水冷式冷却塔２０を有する冷凍サイクル６０ｂを併用することをユーザに勧める。また、９時から１９時以外の時間帯においては、水冷式冷却塔２０を優先的に利用する優先期間として設定することとしてもよいし、上述した第２実施形態のように、消費動力を監視しながら、利用熱源を選択することとしてもよい。

以上説明してきたように、本実施形態に係る熱源選択支援装置及びその方法並びに熱源システムによれば、下水熱源装置２１のみを利用する優先期間が予め設定されており、その優先期間においては下水熱源装置２１を用いる冷凍サイクルのみを選択するので、上述した第１実施形態のような演算処理を不要とすることができる。また、この優先期間において、下水熱源装置２１を用いた冷凍サイクルによって冷却される冷却水の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合には、他の熱源、例えば、水冷式冷却塔２０を有する冷凍サイクルとの併用をユーザに提案するので、冷却能力を一定以上に保持することが可能となる。これにより、冷却能力を一定以上に保ちながら最も安価な利用態様を容易に選択することが可能となる。
そして、優先期間が設定されていない期間、例えば、図３２の９時から１９時を除く期間においては、例えば、上述した第１から第５実施形態において説明したように、消費動力が最も低い選択肢を用いて運転を行えばよい。

なお、上記第１から第６実施形態では、熱源選択支援装置が独立した計算機システムとして存在している場合について説明したが、この例に限られず、例えば、熱源選択支援装置２は、熱源システム１に備えられてもよいし、システムの運転状態などをユーザが監視するための監視システム（図示略）にその機能が搭載されることとしてもよいし、更に、熱源システム１を構成するターボ冷凍機の運転を制御する制御基盤（図示略）にその機能が搭載されていてもよい。
また、上記第２から第５実施形態では、熱源を２つ備える場合について述べたが、３つ以上の熱源を用いることも可能である。この場合、それぞれの熱源は異なっていても良いし同一であってもよい。例えば、下水を熱源とする複数の冷凍サイクルを有する熱源システムとしてもよい。

また、熱源選択支援装置２は、下水熱源装置２１の供給を一元管理する管理システムにその機能が搭載されていてもよい。また、下水熱源装置２１の供給を一次管理する管理システムに搭載されている場合には、管理システムと熱源システム１の監視システムとを通信媒体を介して接続させ、管理システムから監視システムへ選択部５３によって選択された選択肢の情報などを送信し、監視システムの表示部にその情報を表示させるような構成としてもよい。この場合、管理システムには、必ずしも表示部が設けられている必要はない。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 熱源システム
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 熱源選択支援装置
１１，１１ａ 圧縮機
１２，１２ａ，１２ｂ 凝縮器
１３，１３ａ，１３ｂ 蒸発器
２０ 水冷式冷却塔
２０ｃ 空冷式冷却塔
２０ｄ ヒーティングタワー
２０ｅ 空気熱交換器
２１ 下水熱源装置
２２ 熱交換器
３０，３１，３３，３４，３６，３７，３９ 温度センサ
３２，３５，３８ 流量センサ
４１ ＣＰＵ
４２ 主記憶装置
４３ 補助記憶装置
４４ 入力装置
４５ 出力装置
４６ 通信装置
５１ 設定部
５２ 動力推定部
５３ 選択部
５４ 表示部

Claims (8)

1. 利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置であって、
   利用可能な複数の前記熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様を選択肢として設定する設定手段と、
   前記設定手段によって設定された前記選択肢のそれぞれについて、前記熱源システム全体で消費される消費動力を推定する動力推定手段と、
   前記動力推定手段によって推定された前記消費動力が最も小さい選択肢を選択する選択手段と
   を具備する熱源選択支援装置。
2. 前記動力推定手段は、複数の前記熱源の組み合わせからなる前記選択肢については、構成要素である前記熱源のそれぞれの利用可能量の範囲内で各前記熱源の利用率を複数パターン設定し、該パターンのそれぞれについて、前記消費動力を推定する請求項１に記載の熱源選択支援装置。
3. 前記動力推定手段によって推定された消費動力に基づいて消費コストを算出するとともに、算出した消費コストに各前記熱源に特有の消費コストを加算することにより、各前記選択肢における総消費コストを算出する消費コスト算出手段を備え、
   前記選択手段は、前記総消費コストが最も小さい選択肢を選択する請求項１または請求項２に記載の熱源選択支援装置。
4. 一の前記熱源のみを優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、該優先期間においては一の前記熱源を選択し、
   前記優先期間において、一の前記熱源を用いて冷却または昇温される熱媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合に、他の熱源との併用を選択する請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱源選択支援装置。
5. 利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援装置であって、
   一の前記熱源のみを優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、該優先期間においては一の前記熱源を選択し、
   前記優先期間において、一の前記熱源を用いて冷却または昇温される熱媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合に、他の熱源との併用を選択する熱源選択支援装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱源選択支援装置を備える熱源システム。
7. 利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援方法であって、
   利用可能な複数の前記熱源のそれぞれおよび該熱源の組み合わせからなる複数の利用態様のうち、少なくとも２つの利用態様を選択肢として設定し、
   前記選択肢のそれぞれについて、前記熱源システム全体で消費される消費動力を推定し、
   推定した前記消費動力が最も小さい選択肢を選択する熱源選択支援方法。
8. 利用可能な複数の熱源が存在する熱源システムに適用され、利用する熱源の選択を支援する熱源選択支援方法であって、
   一の前記熱源のみを優先的に選択する優先期間を予め設定しておき、該優先期間においては一の前記熱源を選択し、
   前記優先期間において、一の前記熱源を用いて冷却または昇温される熱媒の温度が予め設定されている目標温度に達しない場合に、他の熱源との併用を選択する熱源選択支援方法。
   

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