JP2014020630A - 熱源システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の冷凍機を制御して成績係数を高く維持しながら運転可能な熱源システムを提供することを課題とする。
【解決手段】冷凍機４ａ，４ｂ、４ｃを備える３系統の熱源機１ａ，１ｂ，１ｃを含んで構成される熱源システム１とする。そして、熱源機１ａ，１ｂ，１ｃごとに成績係数を演算するシミュレーション手段と、最高の成績係数が高い熱源機１ａ，１ｂ，１ｃの順に、運転する優先順位を高く設定する優先順位設定手段と、熱負荷８での熱需要の変化の予測に基づいて、優先順位が高く設定された熱源機１ａ，１ｂ，１ｃから先に運転されるように運転スケジュールを決定するスケジュール決定手段と、運転スケジュールに基づいて熱源機１ａ，１ｂ，１ｃを運転する熱源システム制御手段と、を備えるという特徴を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱源システムに関する。

複数の熱源機を備え、熱負荷に低温の熱媒体を供給することによって当該熱負荷に冷熱を供給する熱源システムは広く知られている。この技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には「複数のインバータ駆動ターボ冷凍機１ｃ〜１ｅが賄うべき要求熱量に応じて、運転するインバータ駆動ターボ冷凍機１ｃ〜１ｅの台数を制御装置９によって制御するにあたり、制御装置９は、温度計ｔにより検出される冷却水の温度によって決まるインバータ駆動ターボ冷凍機１ｃ〜１ｅの成績係数と負荷率との関係において、成績係数が所定値以上となる負荷率範囲を決定し、個々のインバータ駆動ターボ冷凍機１ｃ、１ｄ及び１ｅの負荷率が決定した負荷率範囲に収まるように、インバータ駆動ターボ冷凍機１ｃ〜１ｅのインバータを制御する。」と記載されている（要約参照）。

特開２００５−１１４２９５号公報

熱源システムに備わる冷凍機における負荷率と成績係数（Coefficient Of Performance：ＣＯＰ）の関係は、負荷率が増加するほどＣＯＰが増加する。したがって、冷凍機の負荷率が低下するような熱需要の場合には、あらかじめ蓄熱槽に蓄えられている熱を負荷に供給することで、冷凍機の低負荷率での運転（ＣＯＰが低い運転）を避けるように構成されて省エネルギ化を図る場合がある。
また、熱源システムに備わる冷凍機以外の設備（ポンプ、冷却塔等のユーティリティ設備）も運転条件によってエネルギ消費量の特性が変化する。したがって、処理すべき熱負荷量（熱負荷が要求する熱需要）や外気の湿球温度によって熱源システム全体のＣＯＰが変化する。また、複数の冷凍機を備える熱源システムでは、季節や時間帯による熱需要や外気の湿球温度が変動したときに冷凍機の運転順位を切り替えると、冷凍機およびユーティリティ設備の運転台数が変化するため、熱源システム全体のＣＯＰが大きく変化する。

このような熱源システムを省エネルギで運転するにはＣＯＰが高くなるような運転条件で運転することが要求される。しかしながら、熱負荷の熱需要や湿球温度は季節や時間帯によってその変化量や変化速度が異なるため、ＣＯＰが高くなるような運転条件も異なる。複数の冷凍機が備わる熱源システムでは冷凍機の運転順位が変わってくる。このため、複数の冷凍機が備わる熱源システムのＣＯＰを常に高い状態に維持することは困難である。
例えば、特許文献１で開示される熱源システムであっても、熱負荷の変動に対してＣＯＰを高く維持するように複数の冷凍機を制御することは困難である。

そこで本発明は、複数の冷凍機を制御して成績係数を高く維持しながら運転可能な熱源システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、冷凍機を備える少なくとも２系統の熱源機を含んで構成される熱源システムとする。そして、成績係数を熱源機ごとに演算するシミュレーション手段と、最高の成績係数が高い熱源機の順に、運転する優先順位を高く設定する優先順位設定手段と、熱負荷での熱需要の変化の予測に基づいて、優先順位が高く設定される熱源機から先に運転されるように運転スケジュールを決定するスケジュール決定手段と、運転スケジュールに基づいて熱源機を運転する運転制御手段と、を備えるという特徴を有する。

本発明によると、複数の冷凍機を制御して成績係数を高く維持しながら運転可能な熱源システムを提供できる。

本実施例に係る熱源システムの構成図である。 制御装置の機能ブロックを示す図である。 （ａ）は形式の違いで異なる冷凍機の評価関数を示す図、（ｂ）は季節によって異なる冷凍機の評価関数を示す図である。 熱需要の変化と、その変化に応じて変化する冷凍機の成績係数を示す図である。 省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段が熱源システムを運転するための運転スケジュールを演算する手順を示すフローチャートである。 熱需要の推移とそれに対応して決定された蓄熱運転目標値ＳＴＬおよび放熱運転目標値ＲＴＬの１例を示す図である。

以下、適宜図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は本実施例に係る熱源システムの構成図である。
以下、冷凍機と、その冷凍機とともに運転されるユーティリティ機器を含んで熱源機と称する。
なお、図１には３系統の熱源機を備える熱源システムを示しているが、熱源機の数は３系統に限定されるものではない。２系統の熱源機が備わる熱源システムであってもよいし、４系統以上の熱源機が備わる熱源システムであってもよい。

図１に示すように、熱源システム１には、３系統（第１系統１ａ、第２系統１ｂ、第３系統１ｃ）の熱源機が備わり、各熱源機は制御装置１３で制御される。
本実施例において、第１系統１ａは冷凍機としてインバータターボ冷凍機４ａを備える系統、第２系統１ｂは冷凍機としてターボ冷凍機４ｂを備える系統、第３系統１ｃは冷凍機として排熱利用吸収冷温水機４ｃを備える系統とする。
なお、各熱源機に含まれる冷凍機の組み合わせは、この組み合わせに限定するものではない。

第１系統１ａは第１冷却水Ｗ１ａが冷却水ポンプ２ａによって循環する系であり、第１冷却水Ｗ１ａを冷却する冷却塔５ａ、冷却塔５ａに送風する冷却ファン１７ａ、冷却ファン１７ａを駆動するインバータ９ａ、冷却水ポンプ２ａを駆動するインバータ１０ａなどのユーティリティ設備を含んで構成される。
冷却ファン１７ａは、インバータ制御によって回転速度が可変であり、冷却塔５ａでの第１冷却水Ｗ１ａの冷却量を調節可能であることが好ましい。また、冷却水ポンプ２ａは、インバータ制御によって第１冷却水Ｗ１ａの流量を調節可能であることが好ましい。

第２系統１ｂは第２冷却水Ｗ１ｂが冷却水ポンプ２ｂによって循環する系であり、第２冷却水Ｗ１ｂを冷却する冷却塔５ｂ、冷却塔５ｂに送風する冷却ファン１７ｂ、冷却ファン１７ｂを駆動するインバータ９ｂ、冷却水ポンプ２ｂを駆動するインバータ１０ｂなどのユーティリティ設備を含んで構成される。
冷却ファン１７ｂは、インバータ制御によって回転速度が可変であり、冷却塔５ｂでの第２冷却水Ｗ１ｂの冷却量を調節可能であることが好ましい。また、冷却水ポンプ２ｂは、インバータ制御によって第２冷却水Ｗ１ｂの流量を調節可能であることが好ましい。

第３系統１ｃは第３冷却水Ｗ１ｃが冷却水ポンプ２ｃによって循環する系であり、第３冷却水Ｗ１ｃを冷却する冷却塔５ｃ、冷却塔５ｃに送風する冷却ファン１７ｃ、冷却ファン１７ｃを駆動するインバータ９ｃ、冷却水ポンプ２ｃを駆動するインバータ１０ｃなどのユーティリティ設備を含んで構成される。
冷却ファン１７ｃは、インバータ制御によって回転速度が可変であり、冷却塔５ｃでの第３冷却水Ｗ１ｃの冷却量を調節可能であることが好ましい。また、冷却水ポンプ２ｃは、インバータ制御によって第３冷却水Ｗ１ｃの流量を調節可能であることが好ましい。
また排熱利用吸収冷温水機４ｃにはガスエンジン１２が接続される。ガスエンジン１２とガスエンジン１２に接続される排温水ポンプ１６は、図示しない電力需要源の電力需要に応じて運転される。

また、熱源システム１には冷温水往ヘッダ７ａおよび冷温水復ヘッダ７ｂが備わり、冷温水往ヘッダ７ａおよび冷温水復ヘッダ７ｂはそれぞれ熱負荷８に接続される。熱負荷８は熱需要を生じる負荷源であり、各熱源機から冷温水往ヘッダ７ａを介して供給される冷水Ｗ３に熱を与える。また、熱負荷８は、高温になった冷水Ｗ３を、冷温水復ヘッダ７ｂを介して各熱源機に戻す。

第１系統１ａのインバータターボ冷凍機４ａ、第２系統１ｂのターボ冷凍機４ｂ、および第３系統１ｃの排熱利用吸収冷温水機４ｃは冷温水往ヘッダ７ａと接続される。そして、インバータターボ冷凍機４ａで第１冷却水Ｗ１ａによって冷却された第１冷温水Ｗ２ａと、ターボ冷凍機４ｂで第２冷却水Ｗ１ｂによって冷却された第２冷温水Ｗ２ｂと、排熱利用吸収冷温水機４ｃで第３冷却水Ｗ１ｃによって冷却された第３冷温水Ｗ２ｃと、は冷温水往ヘッダ７ａを介して冷水Ｗ３となって熱負荷８に供給される。

また、インバータターボ冷凍機４ａ、ターボ冷凍機４ｂ、排熱利用吸収冷温水機４ｃは冷温水復ヘッダ７ｂと接続される。そして、熱負荷８で高温になった冷水Ｗ３は、冷温水復ヘッダ７ｂから冷温水ポンプ３ａによって、第１冷温水Ｗ２ａとしてインバータターボ冷凍機４ａに送り込まれる。冷温水ポンプ３ａはインバータ１１ａによって駆動される。
また、熱負荷８で高温になった冷水Ｗ３は、冷温水復ヘッダ７ｂから冷温水ポンプ３ｂによって、第２冷温水Ｗ２ｂとしてターボ冷凍機４ｂに送り込まれる。冷温水ポンプ３ｂはインバータ１１ｂによって駆動される。さらに、熱負荷８で高温になった冷水Ｗ３は、冷温水復ヘッダ７ｂから冷温水ポンプ３ｃによって、第３冷温水Ｗ２ｃとして排熱利用吸収冷温水機４ｃに送り込まれる。冷温水ポンプ３ｃはインバータ１１ｃによって駆動される。

また、本実施例の熱源システム１には、冷水Ｗ３を貯水する貯水槽２０が蓄熱槽として備わっている。
貯水槽２０は、インバータターボ冷凍機４ａ、ターボ冷凍機４ｂ、排熱利用吸収冷温水機４ｃで冷却されて冷温水往ヘッダ７ａに送り込まれた冷水Ｗ３を貯留する貯留部であり、冷水Ｗ３を貯留することによって冷熱を蓄える装置である。
さらに、貯水槽２０には、ポンプ（熱供給ポンプ２１）が備わる。そして、貯水槽２０に蓄えられた冷熱（冷水Ｗ３）は、熱供給ポンプ２１によって熱負荷８に供給される。
なお、熱供給ポンプ２１は、例えばインバータ制御によって回転速度が調節される構成が好ましい。この構成によって、例えば制御装置１３は、熱供給ポンプ２１の回転速度を調節することによって、貯水槽２０から熱負荷８への冷水Ｗ３の供給量を調節できる。

また、インバータターボ冷凍機４ａの第１冷却水Ｗ１ａの入口Ａ１ｉと出口Ａ１ｏには、第１冷却水Ｗ１ａの温度を計測する温度計４１ａ，４１ｂが備わり、インバータターボ冷凍機４ａの第１冷温水Ｗ２ａの入口Ａ２ｉと出口Ａ２ｏには、第１冷温水Ｗ２ａの温度を計測する温度計４２ａ、４２ｂが備わる。
また、ターボ冷凍機４ｂの第２冷却水Ｗ１ｂの入口Ｂ１ｉと出口Ｂ１ｏには、第２冷却水Ｗ１ｂの温度を計測する温度計５１ａ，５１ｂが備わり、ターボ冷凍機４ｂの第２冷温水Ｗ２ｂの入口Ｂ２ｉと出口Ｂ２ｏには、第２冷温水Ｗ２ｂの温度を計測する温度計５２ａ，５２ｂが備わる。
さらに、排熱利用吸収冷温水機４ｃの第３冷却水Ｗ１ｃの入口Ｃ１ｉと出口Ｃ１ｏには、第３冷却水Ｗ１ｃの温度を計測する温度計６１ａ，６１ｂが備わり、排熱利用吸収冷温水機４ｃの第３冷温水Ｗ２ｃの入口Ｃ２ｉと出口Ｃ２ｏには、第３冷温水Ｗ２ｃの温度を計測する温度計６２ａ，６２ｂが備わる。

また、第１系統１ａには、インバータターボ冷凍機４ａに流入する第１冷却水Ｗ１ａおよび第１冷温水Ｗ２ａの流量を計測する流量計４３，４４が備わり、第２系統１ｂには、ターボ冷凍機４ｂに流入する第２冷却水Ｗ１ｂおよび第２冷温水Ｗ２ｂの流量を計測する流量計５３，５４が備わる。
さらに、第３系統１ｃには、排熱利用吸収冷温水機４ｃに流入する第３冷却水Ｗ１ｃおよび第３冷温水Ｗ２ｃの流量を計測する流量計６３，６４が備わる。
そして、冷却塔５ａ，５ｂ，５ｃの近傍には大気の湿球温度を計測する湿球温度計４５，５５，６５と、大気の湿度（相対湿度）を計測する相対湿度計４６，５６，６６が備わっている。

そして、各温度計４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂと各流量計４３，４４，５３，５４，６３，６４と湿球温度計４５，５５，６５と相対湿度計４６，５６，６６の各計測値は制御装置１３に入力される。

図２は制御装置１３の機能ブロックを示す図である。
制御装置１３は、いずれも図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶装置（ＨＤＤ：Hard Disk Driveなど）を備える一般的な構成の制御装置であり、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムをＣＰＵが実行して各機能ブロックの機能を実現するように構成される。

図２に示すように、本実施例の制御装置１３は、熱源システム制御手段３１、シミュレーション手段３２、省エネ運転順位算出手段３３、および、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４を機能ブロックとして備える。
これらの機能ブロックの機能は、制御装置１３が実行するプログラムに組み込まれ、制御装置１３による当該プログラムの実行で各機能ブロックが具現化される。

シミュレーション手段３２は、入力されるデータに基づいて各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）ごとに単体での評価関数を演算し、さらに、演算した評価関数を最小にするために各熱源機を単体で運転する時の負荷率を演算する。
本実施例では、評価関数を「熱製造量当たりのＣＯ_２排出量（ｋｇ−ＣＯ_２／ＧＪ）」とし、この評価関数の評価係数を、消費するエネルギ（電力、ガス等）のＣＯ_２排出係数とする。
この場合、熱源機の評価関数（熱製造量当たりのＣＯ_２排出量）は、「ＣＯ_２排出量／熱製造量」で示される。また、熱源機の成績係数（ＣＯＰ）は、「熱製造量／消費熱量」で示される。よって、評価関数は「ＣＯ_２排出量／（ＣＯＰ×消費熱量）」となり、評価関数が小さいほど成績係数（ＣＯＰ）が高くなるという相関関係が成り立つ。
したがって、本実施例では評価関数が小さくなるように熱源機が運転されると成績係数（ＣＯＰ）が高くなる。

なお、シミュレーション手段３２に入力されるデータは、ＣＯ_２排出係数、熱需要予測データ、エネルギ料金体系、各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）やユーティリティ設備の機器特性データ、システム構成データなど、熱源システム１の機器情報を示すデータである。システム構成データは、各熱源機における冷凍機（インバータターボ冷凍機４ａ，ターボ冷凍機４ｂ，排熱利用吸収冷温水機４ｃ）とユーティリティ機器の接続関係を規定するデータである。

図３の（ａ）は形式の違いで異なる冷凍機の評価関数を示す図、（ｂ）は季節の違いによって異なる冷凍機の評価関数を示す図である。
例えば、第１系統１ａに備わるインバータターボ冷凍機４ａ（図１参照）と、第２系統１ｂに備わるターボ冷凍機４ｂ（図１参照）と、第３系統１ｃに備わる排熱利用吸収冷温水機４ｃ（図１参照）と、は異なる特性を有し、図３の（ａ）に示すように、各冷凍機が設置される環境の湿球温度が等しい場合に評価関数が最小になる負荷率が異なる。
さらに、図３の（ｂ）に示すように、インバータターボ冷凍機４ａと、ターボ冷凍機４ｂと、排熱利用吸収冷温水機４ｃは、季節（特に、各熱源機が設置される環境の外気の湿球温度）によっても評価関数が変動する。

そこで、シミュレーション手段３２は、各熱源機における消費エネルギ特性をユーティリティ設備でのエネルギ消費を含んだ評価関数で表し、１つの熱源機ごと（図１に示す、第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃごと）に消費エネルギ特性を評価する。そのため、シミュレーション手段３２は、各冷凍機（インバータターボ冷凍機４ａ，ターボ冷凍機４ｂ，排熱利用吸収冷温水機４ｃ）とユーティリティ設備を含んだ各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）を、それぞれ系統ごとに１セットとする。そして、シミュレーション手段３２は、１つの系統（熱源機）ごとに評価関数を求める。本実施例においてシミュレーション手段３２は、各熱源機の評価関数を下式（１）で算出する。

ＥＦ＝（ＥＰ＋ＥＰＵＭＰ＋ＥＦＡＮ）×ＣＥＰ＋ＥＧ×ＣＥＧ ・・・（１）

ＥＦ：評価関数（ｋｇ−ＣＯ_２／ＧＪ）
ＥＰ：熱源機電力消費量（ｋＷｈ）
ＥＧ：熱源機ガス消費量（ｍ^３Ｎ）
ＥＰＵＭＰ：ポンプ電力消費量（ｋＷｈ）
ＥＦＡＮ：冷却塔ファン電力消費量（ｋＷｈ）
ＣＥＰ：電力のＣＯ_２排出係数（ｋｇ−ＣＯ_２／ｋＷＪ）
ＣＥＧ：ガスのＣＯ_２排出係数（ｋｇ−ＣＯ_２／ｍ^３Ｎ）

また、図３の（ｂ）に示すように、各熱源機の評価関数は季節（湿球温度）によっても変化する。例えば、湿球温度に対応する係数が各熱源機ごとに設定され、各熱源機の評価関数は湿球温度に対応する係数が乗算された値となる。
このような係数は、例えば、各熱源機の設計値や特性値として、あらかじめ設定されていることが好ましい。
このように、式（１）で算出される評価関数ＥＦは、熱源機の負荷率（ＬＲ）と外気の湿球温度（ＴＷＢ）をパラメータとする関数であり、下式（２）のように表すことができる。

ＥＦ＝ｆ（ＬＲ，ＴＷＢ） ・・・（２）

ＬＲ：熱源機の負荷率（％）
ＴＷＢ：外気の湿球温度（度）

前記した式（２）は、熱源機の評価関数ＥＦが、負荷率（ＬＲ）と外気の湿球温度（ＴＷＢ）の変化に応じて変化することを示す。

このように、本実施例のシミュレーション手段３２は、任意に湿球温度を設定し、さらに、設定した湿球温度のもとで各熱源機の負荷率を変化させながら、式（１）、および、湿球温度に対応する係数に基づいて各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）の評価関数を演算する。さらにシミュレーション手段３２は、評価関数が最小になる熱源機の制御量を演算する。
つまり、シミュレーション手段３２は、湿球温度と負荷率を仮想的に変化させながら、評価関数が最小になる熱源機の負荷率を演算し、さらに、その負荷率で熱源機を運転するための制御量を演算する機能を有する。

省エネ運転順位算出手段３３は、各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）を運転する優先順位を設定し、優先順位設定手段として機能する。
つまり、省エネ運転順位算出手段３３は、シミュレーション手段３２が演算する、評価関数が最小になる熱源機の制御量で各熱源機が運転される場合に、必要な熱製造量を発生させ、且つ、熱源システム１の評価関数が最も小さくなるように各熱源機の運転の優先順位を設定する。

外気の湿球温度や熱源機の負荷率は、図１に示す、熱源システム１が設置される環境や熱源システム１の運転条件によって変化する。例えば、湿球温度を１７度（東京の中間期）と想定すると、複数の熱源機が運転している熱源システム１は極端に低負荷となることがない。
１例として、第１系統１ａに備わるインバータターボ冷凍機４ａと第２系統１ｂに備わるターボ冷凍機４ｂと第３系統１ｃに備わる排熱利用吸収冷温水機４ｃの能力を全て１００ｋＷとし、インバータターボ冷凍機４ａ、ターボ冷凍機４ｂ、排熱利用吸収冷温水機４ｃの順に運転の優先順位が高く設定されているとする。
この場合、熱負荷８の熱需要が９０ｋＷのときにインバータターボ冷凍機４ａのみが駆動すると負荷率は９０％となる。熱負荷８の熱需要が１００ｋＷになってインバータターボ冷凍機４ａとターボ冷凍機４ｂが駆動すると負荷率は５０％となる。
したがって、熱源システム１の運転において、熱源機８の熱需要（負荷）が変動した場合に負荷率を５０〜１００％の範囲で変動させることができる。

また、本実施例の省エネ運転順位算出手段３３は、式（１）で表される熱源機の評価関数ＥＦ（ｆ（ＬＲ，ＴＷＢ））を、外気の湿球温度（ＴＷＢ）と負荷率の発生頻度Ｐで下式（３）のように補正する。

ＥＦ’＝Σ（ｆ（ＬＲ，ＴＷＢ）×ＬＲ×Ｐ（ＬＲ，ＴＷＢ））
／ΣＬＲ ・・・（３）

ＥＦ’：熱源機の評価関数（ｋｇ−ＣＯ_２／ＧＪ）
Ｐ：外気の湿球温度ＴＷＢと負荷率ＬＲの組み合わせの発生頻度

省エネ運転順位算出手段３３は式（３）で示される熱源機の評価関数ＥＦ’の大小を比較して、評価関数ＥＦ’が小さい熱源機の運転の優先度を高めるように、各熱源機の優先順位を設定する。
なお、式（３）の「Σ」は全ての外気の湿球温度ＴＷＢと熱源機の負荷率ＬＲの組み合わせについて加算することを示す。

このように、熱源機の評価関数ＥＦが外気の湿球温度（ＴＷＢ）と負荷率（ＬＰ）の組み合わせの発生頻度Ｐで補正されることによって、評価関数ＥＦ’は、対象となる日の季節に応じた評価関数ＥＦの変化の影響を考慮した評価関数とみなすことができる。
例えば、対象となる日の季節が「夏季」の場合、湿球温度（ＴＷＢ）が高く、負荷率（ＬＰ）が高い組み合わせの発生頻度Ｐが高くなる。
このような発生頻度Ｐは、例えば、過去の気象データ（湿球温度）と熱源機の負荷率の相関関係を示す統計データ等に基づいて、あらかじめ設定されていることが好ましい。

省エネ運転順位算出手段３３で設定された、各熱源機を運転する優先順位は省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４に入力される。省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、省エネ運転順位算出手段３３が設定した優先順位で、熱源機で処理すべき熱需要に応じて熱源システム１（図１参照）を運転した場合に、熱源システム１全体の評価関数が最小になるように（つまり、成績係数が最大になるように）、各熱源機を運転する運転スケジュール（蓄熱放熱スケジュール）を決定する。したがって、本実施例の省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４はスケジュール決定手段として機能する。
そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、シミュレーション手段３２が演算する、各熱源機の評価関数を最小にする制御量で、且つ、省エネ運転順位算出手段３３が設定する優先順位で、各熱源機を運転したときの熱源システム１全体での消費エネルギに関する評価関数を求める。

図４は熱需要の変化と、その変化に応じて変化する冷凍機の成績係数を示す図である。
例えば、図４に示すように、熱負荷８（図１参照）での熱需要が変化する場合、成績係数（評価関数）は、熱需要の変化に応じて熱源機の運転台数を変化させたときのそれぞれの運転台数ごとに変化する。

なお、図４に示すように、運転される熱源機の台数が同じとなる熱需要の変化の範囲内で成績係数（評価関数）が変化するのは、図１に示す各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）の特性の影響と、冷水Ｗ３の流量と、冷却水（第１冷却水Ｗ１ａ，第２冷却水Ｗ１ｂ，第３冷却水Ｗ１ｃ）の流量と、冷却塔５ａ，５ｂ，５ｃの出口における冷却水の温度を、熱源システム１（図１参照）全体で管理しているためである。また、熱源機の運転台数が増えると成績係数が高くなる（評価関数が減少する）傾向にあるのは、省エネ運転順位算出手段３３が、評価関数が小さくなる（つまり、成績係数が高くなる）熱源機の優先度が高くなるように各熱源機を運転する優先順位を設定するためである。

図１に示す熱源システム１の運転で成績係数（ＣＯＰ）を高くするためには、ＣＯ_２の排出量が少なくなる、つまり、本実施例における、熱源システム１全体の評価関数が小さくなるように熱源システム１が運転されることが好ましい。そこで、本実施例の省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、図４に示すように、各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）の運転台数ごとに、評価関数が最も小さくなる、熱源機の運転時の負荷率（最適ポイント）を決定する。例えば、１系統の熱源機を運転するときの最適ポイント（負荷率）をＰＡ１、２系統の熱源機を運転するときの最適ポイント（負荷率）をＰＡ２、３系統の熱源機を運転するときの最適ポイント（負荷率）をＰＡ３とする。

１つの系統の熱源機を運転する場合の最適ポイントＰＡ１は、対象とする日（季節）における評価関数ＥＦ’が最も小さくなる熱源機を、その評価関数ＥＦ’（ＣＯ_２の排出量）を実現するように運転するときの負荷率とする。
２つの系統の熱源機を運転する場合の最適ポイントＰＡ２は、対象とする日（季節）における最小の評価関数ＥＦ’が小さい２系統の熱源機を、それぞれ最小の評価関数ＥＦ’となる負荷率で運転したときの合計の負荷率とする。
また、３つの系統の熱源機を運転する場合の最適ポイントＰＡ３は、対象とする日（季節）において、それぞれ最小の評価関数ＥＦ’となる負荷率でそれぞれの熱源機を運転したときの合計の負荷率とする。

なお、図４に示すＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３は、各熱源機を運転する負荷率を示す、最適ポイントと異なるポイントである。その詳細は後記する。

そして、図２に示す省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱源機の運転台数ごとに、この最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）となる負荷率で、各熱源機を運転するように制御量（各冷凍機およびユーティリティ設備を制御する制御量）を算出する。さらに、このように各熱源機を運転したときに、熱源機での熱製造量が熱負荷８（図１参照）の熱需要に不足する場合、貯水槽２０（図１参照）に蓄えられる熱量が使用される。具体的に、熱源機での熱製造量が熱負荷８の熱需要に不足する場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱供給ポンプ２１（図１参照）を駆動して貯水槽２０に貯水されている冷水Ｗ３を熱負荷８に供給する。

例えば、熱源機での熱製造量が熱負荷８の熱需要に不足する熱量と、熱供給ポンプ２１によって貯水槽２０から熱負荷８に供給される冷水Ｗ３の供給量と、貯水槽２０に貯水される冷水Ｗ３の水温と、の関係を示すマップがあらかじめ設定されていれば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、当該マップを参照して、熱源機での熱製造量が熱負荷８の熱需要に不足する熱量と、貯水槽２０に貯水されている冷水Ｗ３の水温とに基づいて、貯水槽２０から熱負荷８に供給される冷水Ｗ３の供給量を設定できる。
また、例えば、貯水槽２０から熱負荷８に供給される冷水Ｗ３の供給量と、熱供給ポンプ２１の回転速度の関係を示すマップがあらかじめ設定されていれば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、当該マップを参照して、貯水槽２０から熱負荷８に供給される冷水Ｗ３の供給量に対応した熱供給ポンプ２１の回転速度を設定できる。そして省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、設定した回転速度で熱供給ポンプ２１を駆動するように設定する。

なお、貯水槽２０に貯水される冷水Ｗ３の水温は、例えば、運転されている熱源機の出口における冷却水の温度とすればよい。
１例として第１系統１ａの熱源機が１台で運転されている場合、貯水槽２０に貯水される冷水Ｗ３の水温は、例えば、インバータターボ冷凍機４ａの出口Ａ２ｏで温度計４２ｂが計測する第１冷温水Ｗ２ａの温度とする。
また、１例として第１系統１ａの熱源機と第２系統１ｂの熱源機が２台で運転されている場合、貯水槽２０に貯水される冷水Ｗ３の水温は、例えば、インバータターボ冷凍機４ａの出口Ａ２ｏで温度計４２ｂが計測する第１冷温水Ｗ２ａの温度と、ターボ冷凍機４ｂの出口Ｂ２ｏで温度計５２ｂが計測する第２冷温水Ｗ２ｂの温度の平均値とする。
また、第１系統１ａの熱源機と第２系統１ｂの熱源機と第３系統１ｃの熱源機が３台で運転されている場合、貯水槽２０に貯水される冷水Ｗ３の水温は、例えば、インバータターボ冷凍機４ａの出口Ａ２ｏで温度計４２ｂが計測する第１冷温水Ｗ２ａの温度と、ターボ冷凍機４ｂの出口Ｂ２ｏで温度計５２ｂが計測する第２冷温水Ｗ２ｂの温度と、排熱利用吸収冷温水機４ｃの出口Ｃ２ｏで温度計６２ｂが計測する第３冷温水Ｗ２ｃの温度の平均値とする。
または、貯水槽２０に冷水Ｗ３の水温を計測する温度計（図示せず）が備わる構成であってもよい。

例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、図４に示すように、熱需要が「Ｈ１」のとき熱源機を１台運転し、熱需要が「Ｈ１」より小さいときは熱源機を運転せず、貯水槽２０に蓄えられている熱量（冷水Ｗ３）を熱負荷８に供給するように設定する。また、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱需要が「Ｈ２」のとき熱源機を２台運転する。そして、熱需要が「Ｈ２」より小さいときは熱源機を１台運転し、熱源機から供給される熱量で不足する熱量は、貯水槽２０に蓄えられている熱量（冷水Ｗ３）を熱負荷８に供給して補足するように設定する。また、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱需要が「Ｈ３」のとき熱源機を３台運転する。そして、熱需要が「Ｈ３」より小さいときは熱源機を２台運転し、熱源機から供給される熱量で不足する熱量は、貯水槽２０に蓄えられている熱量（冷水Ｗ３）を熱負荷８に供給して補足するように設定する。
つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱源機での熱製造量と熱負荷８での熱需要との差を、貯水槽２０に蓄えられた蓄熱を利用して吸収するように設定する。

しかしながら、評価関数が最小になる最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）で各熱源機が運転される場合、それぞれの熱源機の運転可能領域が狭く、貯水槽２０に蓄えられている熱量で熱負荷８の熱需要の不足分を補足できない場合がある。

そこで、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、評価関数が最小で成績係数（ＣＯＰ）が最も高くなる最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）とは別に、各熱源機の負荷率が、成績係数が最も高くなる負荷率よりも小さくなるポイント（低負荷ポイント）を抽出する構成としてもよい。
例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、各熱源機で評価関数が最も小さくなる最適ポイントとなる負荷率よりも所定の割合（例えば、１０％など）だけ小さな負荷率の低負荷ポイントを熱源機ごとに新たに設定する。
なお、低負荷ポイントを設定するための前記した「１０％」という値は１例であって、この値に限定されない。この値は、例えば、熱源システム１の構成や要求される性能等に基づいて設定される設計値とすればよい。

そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、１系統の熱源機を、新たに設定した負荷率で運転するときの負荷率を、図４に示す低負荷ポイントＰＬ１とする。また省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、２系統の熱源機を、それぞれ新たに設定した負荷率で運転するときの合計の負荷率を、図４に示す低負荷ポイントＰＬ２とする。さらに省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、３系統の熱源機を、それぞれ新たに設定した負荷率で運転するときの合計の負荷率を、図４に示す低負荷ポイントＰＬ３とする。
このように、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）となる負荷率と、低負荷ポイント（ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３）となる負荷率と、の６つの負荷率から熱源機を運転するときの負荷率を選択する。

図５は、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段が、最適ポイントおよび低負荷ポイントから選択する負荷率で熱源機を運転して熱源システムを運転するための運転スケジュール（蓄熱放熱スケジュール）を演算する手順を示すフローチャートである。
省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、図５に示す手順で、例えば０時から２３時まで、２時間間隔で蓄熱放熱スケジュールを演算する。
なお、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４が蓄熱放熱スケジュールを演算する時間間隔は２時間に限定されるものではない。２時間以下の時間間隔で蓄熱放熱スケジュールが演算される構成であってもよいし、２時間以上の時間間隔で蓄熱放熱スケジュールが演算される構成であってもよい。

なお、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、例えば、毎日決まった時刻（０時など）に１日分の蓄熱放熱スケジュールを演算するように構成されていればよい。

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は蓄熱放熱スケジュールの演算をスタートすると、熱需要の推移を予測したデータ（熱需要予測データ）に基づいて蓄熱時間、および、放熱時間を設定する（ステップＳ１）。
また、熱需要予測データは、例えば、過去の同時期の熱需要の時間ごとの変化に基づいて、時間ごとの熱需要の推移を予測したデータとする。
このとき、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱需要が小さく予測される時間帯（例えば夜間）に蓄熱時間帯を設定し、熱需要が大きく予測される時間帯（例えば昼間）に放熱時間帯を設定することが好ましい。

つぎに、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱需要の単位時間ごとの平均値ＡＬＯＡＤを算出する（ステップＳ２）。ここでいう単位時間は、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４が蓄熱放熱スケジュールを演算する時間間隔とする。例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４が２時間間隔での蓄熱放熱スケジュールを演算する構成の場合、単位時間は２時間となる。
省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱需要予測データで示される熱需要の単位時間ごとの平均値を、熱需要の単位時間ごとの平均値ＡＬＯＡＤとする。このように算出される平均値ＡＬＯＡＤは、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４が蓄熱放熱スケジュールを演算するときの熱需要の目安となる。

また、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、熱源システム１が蓄熱運転するときの目標値（蓄熱運転目標値ＳＴＬ）と、熱源システム１が放熱運転するときの目標値（放熱運転目標値ＲＴＬ）を設定する（ステップＳ３）。省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、前記した最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）または低負荷ポイント（ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３）に設定する。
例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、最初に蓄熱運転目標値ＳＴＬ，放熱運転目標値ＲＴＬを設定するとき、１系統の熱源機が最適ポイントＰＡ１の負荷率で運転されたときの熱製造量を蓄熱運転目標値ＳＴＬ，放熱運転目標値ＲＴＬに設定する。
このように、１系統の熱源機が最適ポイントＰＡ１の負荷率で運転されたときの熱製造量が蓄熱運転目標値ＳＴＬ，放熱運転目標値ＲＴＬに設定された状態を、以下、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＡ１）のように表記して説明する。

また、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、対象とする時刻を設定し（ステップＳ４）、設定した時刻が放熱運転する時間帯（放熱時間帯）の時刻か、蓄熱運転する時間帯（蓄熱時間帯）の時刻かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ４で省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、１日の時刻（０〜２３時）のうちの任意の時刻を設定する。例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、最初に時刻を設定する場合に「０時」を設定する。
そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、設定した時刻が前記したように設定される蓄熱時間帯のときには蓄熱運転する時刻と判定し（ステップＳ５→Ｙｅｓ）、その他の時刻（放熱時間帯）の場合には放熱運転する時刻と判定する（ステップＳ５→Ｎｏ）。

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、設定した時刻が蓄熱時間帯の場合（ステップＳ５→Ｙｅｓ）には、単位時間当たりの熱製造量ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ、蓄熱量ＳＨＥＡＴ、貯水槽２０の残りの蓄熱量（蓄熱率ＲＡＴＩＯ）、を算出する（ステップＳ６）。一方、設定した時刻が放熱時間帯の場合（ステップＳ５→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、単位時間当たりの熱製造量ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ、放熱量ＲＨＥＡＴ、貯水槽２０の残りの蓄熱量（蓄熱率ＲＡＴＩＯ）、を算出する（ステップＳ７）。

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、ステップＳ６において、下式（４）〜（６）で、熱製造量ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ、蓄熱量ＳＨＥＡＴ、蓄熱率ＲＡＴＩＯを算出する。

ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ＝ＳＴＬ ・・・（４）
ＳＨＥＡＴ＝ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ−ＬＯＡＤ ・・・（５）
ＲＡＴＩＯ＝
（（ＲＡＴＩＯ’’×ＳＣＡＰ＋ＳＨＥＡＴ）／ＳＣＡＰ）×１００ ・（６）

ＬＯＡＤ：熱負荷の熱需要
ＲＡＴＩＯ’’：直前の時刻に対して算出した蓄熱率
ＳＣＡＰ：貯水槽の蓄熱容量

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、ステップＳ２で算出した平均値ＡＬＯＡＤを熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）の目安とする。例えば、ステップＳ４で設定した時刻に熱需要予測データから予測される貯水槽２０の蓄熱量が多い場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱過多にならないように当該時刻が含まれる単位時間における平均値ＡＬＯＡＤより低い値を、当該時刻の熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。例えば、貯水槽２０の蓄熱量が所定の上限閾値より多いと予測される場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、平均値ＡＬＯＡＤに所定の減少率（ａ１％：ａ１＜１００）を乗算した値「ＡＬＯＡＤ×ａ１／１００」を熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。
所定の上限閾値および所定の減少率（ａ１）は、例えば、熱源システム１の構成等によって設定される設計値とすればよい。

また、ステップＳ４で設定した時刻に熱需要予測データから予測される貯水槽２０の蓄熱量が少ない場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱過小にならないように、当該時刻が含まれる単位時間における平均値ＡＬＯＡＤより高い値を熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。例えば、貯水槽２０の蓄熱量が所定の下限閾値より少ないと予測される場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、平均値ＡＬＯＡＤに所定の増加率（ａ２％：ａ２＞１００）を乗算した値「ＡＬＯＡＤ×ａ２／１００」を熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。
所定の下限閾値および所定の増加率（ａ２）は、例えば、熱源システム１の構成等によって設定される設計値とすればよい。

一方、設定した時刻が放熱時間帯の場合（ステップＳ５→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、ステップＳ７において、下式（７）〜（９）で、熱製造量ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ、放熱量ＲＨＥＡＴ、蓄熱率ＲＡＴＩＯを算出する。

ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ＝ＲＴＬ ・・・（７）
ＲＨＥＡＴ＝ＬＯＡＤ−ＳＵＰＰＬＹＨＥＡＴ ・・・（８）
ＲＡＴＩＯ＝
（（ＲＡＴＩＯ’’×ＳＣＡＰ−ＲＨＥＡＴ）／ＳＣＡＰ）×１００ ・（９）

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、ステップＳ４で設定した時刻が含まれる単位時間における平均値ＡＬＯＡＤを熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。しかしながら、設定した時刻が放熱時間帯の場合には、電力料金などのエネルギ料金が高い時間帯であることを考慮し、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、平均値ＡＬＯＡＤより低い値を熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする構成としてもよい。例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、平均値ＡＬＯＡＤに所定の減少率（ａ３％：ａ３＜１００）を乗算した値「ＡＬＯＡＤ×ａ３／１００」を熱負荷８の熱需要（ＬＯＡＤ）とする。
この場合の所定の減少率（ａ３）は、例えば、エネルギ料金体系を示すデータから得られる当該時刻におけるエネルギ料金（電力料金）や熱源システム１の構成等によって設定される値とすればよい。

なお、蓄熱時間帯において、貯水槽２０の蓄熱率ＲＡＴＩＯが「１」を超えた場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は蓄熱運転を終了するように蓄熱放熱スケジュールを演算する。そのとき省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱時間（ＳＴＩＭＥ）と蓄熱量（蓄熱率ＲＡＴＩＯ）を下式（１０）〜（１２）で算出する。

ＳＨＥＡＴ’＝
ＳＨＥＡＴ−ＳＣＡＰ×（ＲＡＴＩＯ−１００）／１００ ・・・（１０）
ＳＴＩＭＥ＝（ＳＨＥＡＴ’／ＳＨＥＡＴ）×１００ ・・・（１１）
ＲＡＴＩＯ’＝１００ ・・・（１２）

ＳＨＥＡＴ’：再計算した蓄熱量
ＲＡＴＩＯ’：再計算した蓄熱率

ステップＳ４で設定した時刻が１日の最終となる時刻（例えば２２時）ではない場合（ステップＳ８→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は手順をステップＳ４に戻す。一方、設定した時刻が最終の時刻の場合（ステップＳ８→Ｙｅｓ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、全ての時刻についての蓄熱率が「０」以上で「１」以下の場合（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、蓄熱放熱スケジュールの演算を終了する。一方、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下ではない場合（ステップＳ９→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻して蓄熱放熱スケジュールを演算する。

例えば、単位時間が２時間の場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、ステップＳ４からステップＳ８の手順を１２回実行して、１日の蓄熱放熱スケジュールを演算する。

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻したとき、１系統の熱源機が最適ポイントＰＡ１の負荷率で運転されたときの熱製造量が蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬに設定されている場合、つまり、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＡ１）の場合は、蓄熱運転目標値ＳＴＬをそのままとし、１系統の熱源機が低負荷ポイントＰＬ１の負荷率で運転されたときの熱製造量を放熱運転目標値ＲＴＬに設定する。つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＬ１）の状態に設定する。

さらに、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻したとき、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＬ１）の状態に設定されている場合は、蓄熱運転目標値ＳＴＬをそのままとし、２系統の熱源機が最適ポイントＰＡ２の負荷率で運転されたときの熱製造量（最適ポイントＰＡ２での熱製造量という。以下、他の最適ポイント、低負荷ポイントについても同じ。）を放熱運転目標値ＲＴＬに設定する。つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＡ２）の状態に設定する。

このように省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻すたびに、蓄熱運転目標値ＳＴＬを一定にした状態で、放熱運転目標値ＲＴＬを最適ポイントＰＡ１での熱製造量から低負荷ポイントＰＬ３での熱製造量まで変化させる。つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＡ１）の状態から（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＬ３）の状態まで変化させる。
この間で、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になった場合（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は蓄熱放熱スケジュールの演算を終了する。そして、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になったときの各時刻における蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、それぞれの時刻の運転目標（熱製造量）とする。

一方、放熱運転目標値ＲＴＬが低負荷ポイントＰＬ３での熱製造量まで変化する間で全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下にならない場合（ステップＳ９→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻したときに、蓄熱運転目標値ＳＴＬを低負荷ポイントＰＬ１での熱製造量に設定し、放熱運転目標値ＲＴＬを最適ポイントＰＡ１での熱製造量に設定する。つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、（ＳＴＬ：ＰＬ１，ＲＴＬ：ＰＡ１）の状態にする。
そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になるまで、放熱運転目標値ＲＴＬを、最適ポイントＰＡ１での熱製造量から低負荷ポイントＰＬ３での熱製造量まで変化させる。
そしてこの間で、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になった場合（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は蓄熱放熱スケジュールの演算を終了する。そして、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になったときの各時刻における蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、それぞれの時刻の運転目標（熱製造量）とする。

このように省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、それぞれ最適ポイントＰＡ１での熱製造量から低負荷ポイントＰＬ３での熱製造量まで順次変化させる。つまり、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、（ＳＴＬ：ＰＡ１，ＲＴＬ：ＰＡ１）の状態から（ＳＴＬ：ＰＬ３，ＲＴＬ：ＰＬ３）の状態まで順次変化させ、その間に全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になった場合（ステップＳ９→Ｙｅｓ）は蓄熱放熱スケジュールの演算を終了する。
そして、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になったときの各時刻における蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、それぞれの時刻の運転目標（熱製造量）とする。
なお、（ＳＴＬ：ＰＬ３，ＲＴＬ：ＰＬ３）の状態まで変化しても全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下にならない場合（ステップＳ９→Ｎｏ）、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、それぞれ低負荷ポイントＰＬ３での熱製造量に設定する。つまり、（ＳＴＬ：ＰＬ３，ＲＴＬ：ＰＬ３）の状態とする。

このように、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、手順をステップＳ３に戻すたびに蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬに設定される熱製造量の組み合わせ、すなわち、最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）と低負荷ポイント（ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３）の組み合わせ、を順次変えてステップＳ４以降を実行する。
そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、全ての時刻の蓄熱率が「０」以上で「１」以下になったとき（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、熱源機の運転目標値（熱製造量）とする。

以上のように、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、図５に示すフローチャートに示す手順で蓄熱放熱スケジュールを演算する。
そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、全ての時刻の蓄熱率ＲＡＴＩＯが「０」以上、「１」以下になったときの蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを、各時刻における熱源機の運転の目標値（熱製造量）に決定する。そして、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、決定した蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬを熱源システム制御手段３１に通知する。
熱源システム制御手段３１は、通知された蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬに基づいて各熱源機（第１系統１ａ，第２系統１ｂ，第３系統１ｃ）を制御するための制御量を演算し、さらに、演算した制御量で熱源機を制御する。つまり、本実施例において、熱源システム制御手段３１は熱源機を運転する運転制御手段として機能する。

図６は、熱需要の推移とそれに対応して決定された蓄熱運転目標値ＳＴＬおよび放熱運転目標値ＲＴＬの１例を示す図である。
例えば、図６に実線で示すように熱需要の変化が予測される場合、その熱需要の変化に基づいて、破線で示すように蓄熱運転目標値ＳＴＬと放熱運転目標値ＲＴＬが省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４（図２参照）によって決定される。
省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、時刻Ｔ１以前と時刻Ｔ２以降を蓄熱時間帯と設定し、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間を放熱時間帯とする。そして省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、蓄熱時間帯の蓄熱運転目標値ＳＴＬを、２系統の熱源機を運転するときの低負荷ポイントＰＬ２と設定する。
熱源システム制御手段３１は、蓄熱時間帯では、運転の優先順位が高く設定されている２系統の熱源機を低負荷ポイントＰＬ２の負荷率で運転する。
蓄熱時間帯では、熱源機の運転によって斜線で示す熱量が貯水槽２０（図１参照）に蓄熱される。

なお、図６には、蓄熱時間帯の蓄熱運転目標値ＳＴＬが全て等しく設定されている例が記載されているが、これは限定されるものではない。蓄熱時間帯においても時刻ごとに蓄熱運転目標値ＳＴＬが異なる場合もある。

省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、放熱時間帯（時刻Ｔ１〜Ｔ２）において、例えば、時刻Ｔ１から時刻Ｔ１１の間の放熱運転目標値ＲＴＬを、１系統の熱源機を最適ポイントＰＡ１で運転するときの熱製造量と設定し、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間の放熱運転目標値ＲＴＬを、２系統の熱源機を最適ポイントＰＡ２で運転するときの熱製造量に設定する。
また、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３の間の放熱運転目標値ＲＴＬを、３系統の熱源機を低負荷ポイントＰＬ３で運転するときの熱製造量に設定し、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５の間の放熱運転目標値ＲＴＬを、２系統の熱源機を最適ポイントＰＡ２で運転するときの熱製造量に設定する。
さらに、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、時刻Ｔ１５から時刻Ｔ２の間の放熱運転目標値ＲＴＬを、１系統の熱源機を最適ポイントＰＡ１で運転するときの熱製造量に設定する。

熱源システム制御手段３１は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ１１までは、運転の優先順位が最も高く設定されている１系統の熱源機を、最適ポイントＰＡ１の負荷率で運転し、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までは、運転の優先順位が高く設定されている２系統の熱源機を、最適ポイントＰＡ２の負荷率で運転する。
また、熱源システム制御手段３１は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までは、３系統の熱源機を、低負荷ポイントＰＬ３の負荷率で運転し、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５までは、運転の優先順位が高く設定されている２系統の熱源機を、最適ポイントＰＡ２の負荷率で運転する。
さらに、熱源システム制御手段３１は、時刻Ｔ１５から時刻Ｔ２まで、運転の優先順位が最も高く設定されている１系統の熱源機を、最適ポイントＰＡ１の負荷率で運転する。

放熱時間帯（時刻Ｔ１〜Ｔ２）においては、熱源機の運転で生じる熱製造量に相当する熱量が熱負荷８（図１参照）に供給されて熱需要として消費される。さらに、制御装置１３は、熱製造量が熱需要に不足する熱量を、貯水槽２０（図１参照）から供給される熱量（貯水槽放熱量）で補足するように熱源システム１を制御する。
具体的に、制御装置１３（図１参照）は、前記したように、熱製造量が熱需要に不足する熱量が貯水槽２０から熱負荷８に供給されるような冷水Ｗ３の供給量を決定し、さらに、決定した供給量で冷水Ｗ３が貯水槽２０から熱負荷８に供給されるように熱供給ポンプ２１（図１参照）を制御する。

熱負荷８（図１参照）には、熱源機の運転で発生した熱量（熱製造量に相当）と、貯水槽２０（図１参照）に蓄熱されている熱量（蓄熱槽放熱量に相当）と、が供給されて熱需要として消費される。

以上のように、本実施例に係る熱源システム１は、図１に示すように、第１系統１ａ、第２系統１ｂ、第３系統１ｃの３系統の熱源機を有する。そして、熱源システム１に備わる制御装置１３は、熱需要の変化や外気の湿球温度などに応じ、熱源システム１の成績係数（ＣＯＰ）が最も高くなるように、熱源機を運転する優先順位を設定する。
また、制御装置１３は、設定した熱源機の優先順位と、熱需要の変化を予測した熱需要予測データと、に基づいて、熱源システム１全体の成績係数（ＣＯＰ）が最も高くなるように、熱源システム１（３系統の熱源機）を運転する運転スケジュール（蓄熱放熱スケジュール）を決定する。さらに、制御装置１３は、決定した蓄熱放熱スケジュールに基づいて３系統の熱源機を運転する。

このような構成によって、３系統の熱源機を備える熱源システム１を高い成績係数で運転することができる。
つまり、本実施例の熱源システム１は、熱需要予測データに基づいて、熱源システム１を運転する蓄熱放熱スケジュールを決定することができ、熱負荷８の熱需要の変化に対応して高い成績係数を維持して運転可能になる。

なお、本発明は前記した実施例や変形例に限定されるものではない。例えば、前記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

例えば、熱源機も３系統に限定されず、４系統以上の熱源機が備わる熱源システム１（図１参照）に本発明を適用することも可能である。
この場合、制御装置１３は、全ての熱源機に対して式（３）によって評価関数ＥＦ’を算出し、評価関数ＥＦ’が小さい順に熱源機の運転の優先順位を設定するような構成とすればよい。

また、本実施例では、各熱源機に１点の低負荷ポイントを設定し３系統の熱源機で３点の低負荷ポイント（ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３）を設定する構成とした。しかしながら、各熱源機に２点以上の低負荷ポイントを設定する構成としてもよい。
または、低負荷ポイントを設定せず、最適ポイント（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）に基づいて各熱源機を運転する負荷率を設定する構成としてもよい。

また、本実施例では、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、毎日決まった時刻（０時など）に１日分の蓄熱放熱スケジュールを演算する構成とした。しかしながら、この構成も限定されない。
例えば、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、毎月決まった日（１日など）の決まった時刻（０時など）に、１ヶ月分の蓄熱放熱スケジュールを演算するような構成であってもよい。
この構成の場合、省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段３４は、図５のフローチャートに示す手順を１ヶ月分繰り返すように構成されることが好ましい。

この他、本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

１ 熱源システム
１ａ 第１系統（熱源機）
１ｂ 第２系統（熱源機）
１ｃ 第３系統（熱源機）
４ａ インバータターボ冷凍機（冷凍機）
４ｂ ターボ冷凍機（冷凍機）
４ｃ 排熱利用吸収冷温水機（冷凍機）
１３ 制御装置
２０ 貯水槽（蓄熱槽）
２１ 熱供給ポンプ
３１ 熱源システム制御手段（運転制御手段）
３２ シミュレーション手段
３３ 省エネ運転順位算出手段（優先順位設定手段）
３４ 省エネ蓄熱放熱スケジュール決定手段（スケジュール決定手段）
Ｗ３ 冷水

Claims (8)

1. 冷凍機を備える少なくとも２系統の熱源機と、
   前記熱源機ごとに成績係数を演算するシミュレーション手段と、
   最高の前記成績係数が高い前記熱源機の順に、運転する優先順位を高く設定する優先順位設定手段と、
   熱負荷での熱需要の変化の予測に基づいて、前記優先順位が高く設定された前記熱源機から先に運転されるように運転スケジュールを決定するスケジュール決定手段と、
   前記運転スケジュールに基づいて前記熱源機を運転する運転制御手段と、
   を備えることを特徴とする熱源システム。
2. 前記熱源機が製造する熱量を蓄熱する蓄熱槽をさらに備え、
   前記スケジュール決定手段は、
   前記成績係数が最高となる負荷率を含む所定の負荷率で前記熱源機が運転され、
   前記熱源機の熱製造量と前記熱負荷での熱需要の差を、前記蓄熱槽の蓄熱を利用して吸収するように前記運転スケジュールを決定することを特徴とする請求項１に記載の熱源システム。
3. 前記スケジュール決定手段は、
   前記熱負荷で前記熱需要が発生する放熱時間帯と、
   前記熱源機で製造した熱を前記蓄熱槽に蓄熱する蓄熱時間帯と、のそれぞれで、前記成績係数が最高となる負荷率を含む所定の負荷率で前記熱源機を運転するように前記運転スケジュールを決定することを特徴とする請求項２に記載の熱源システム。
4. 前記蓄熱槽は、前記熱源機で冷却された冷水を貯水する貯水槽であることを特徴とする請求項２に記載の熱源システム。
5. 前記蓄熱槽は、前記熱源機で冷却された冷水を貯水する貯水槽であることを特徴とする請求項３に記載の熱源システム。
6. 前記貯水槽に貯水された前記冷水を前記熱負荷に供給する熱供給ポンプが備わり、
   前記熱供給ポンプは、前記熱負荷に供給される前記冷水の供給量を調節可能に構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の熱源システム。
7. 前記スケジュール決定手段は、あらかじめ設定されている、前記熱需要の変化を予測した予測データに基づいて前記運転スケジュールを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の熱源システム。
8. 前記スケジュール決定手段は、あらかじめ設定されている、前記熱需要の変化を予測した予測データに基づいて前記運転スケジュールを決定することを特徴とする請求項６に記載の熱源システム。

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