JP2014035091A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱源を通過するように流れる熱媒体が受ける抵抗を、コストを抑えた設備によって定めつつ、要求されている負荷の処理に必要な電力を小さく抑えることが可能な空調システムを提供する。
【解決手段】コントローラ８０は、流量センサ１３が計測した流量の値と、第１差圧センサ８１が計測した差圧の値と、バイパス回路４９の流量と、第１の一次ポンプ４１ａのインバータ周波数と、第２の一次ポンプ４１ｂのインバータ周波数と、第３の一次ポンプ４１ｃのインバータ周波数と、を用いて、バイパス回路４９，第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの各抵抗係数を同定する。
【選択図】図１

Description

従来より、例えば、特許文献１（特開２００４−５３１２７号公報）に開示されているように、熱源において熱媒体の温度を調節し、利用側にそれぞれ配置されている熱交換器へ送ることで、熱媒体を循環させる空調設備が提案されている。

この空調設備では、熱源と利用側の熱交換器との間で熱媒体を循環させるために、熱源と利用側の熱交換器とを配管で接続して回路を構成し、当該回路において熱媒体を流すためのポンプを設けている。このポンプとしては、熱媒体を熱源に通過させるための一次ポンプと、一次ポンプよりも下流側に設けられており利用側の各熱交換器に熱媒体を通過させるための二次ポンプと、が設けられている。

以上のような従来の空調設備では、互いに並列に接続された複数台の熱源を利用しているものがある。このように熱源が複数台設けられている場合には、熱媒体を分岐して各熱源に流すように回路が構成されている。ここで、各熱源には、分岐された配管が接続されている。この各分岐された配管には、それぞれ一次ポンプが設けられている。

以上のように、従来の空調設備では、利用側で要求される負荷を処理できるように、複数の熱源のそれぞれの出力および各一次ポンプの出力が調整されている。ここで、各一次ポンプにおいて消費される電力を正確に把握するためには、それぞれの一次ポンプによって送り出された熱媒体が通過する配管における抵抗を把握することが求められる。特に、利用側で要求される負荷を処理できるようにしつつ、一次ポンプにおいて消費される電力をできるだけ小さく抑えるためには、上述の各配管における抵抗を把握することが求められる。

ところが、配管の長さ、湾曲の程度、分岐の数等は、空調設備を施工する対象物件によって異なる。このため、現地に施工されてシステムが構築された状態になった後に、各配管における抵抗を把握することが求められる。

これに対して、複数の熱源に対応するように分岐して設けられた配管の各分岐部分に水量計を設置して、水量計によって計測される値を用いることで、上述の各配管における抵抗を把握することも考えられるが、この場合には、必要な流量計の数が多く、コストが高くなってしまう。

本発明は上記上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、熱源を通過するように流れる熱媒体が受ける抵抗を、コストを抑えた設備によって定めつつ、要求されている負荷の処理に必要な電力を小さく抑えることが可能な空調システムを提供することにある。

第１観点に係る空調システムは、第１熱源機と、第２熱源機と、第１流路と、第２流路と、上流側接続部と、下流側接続部と、循環手段と、流量把握手段と、抵抗特定手段を備えている。第１熱源機は、熱媒体の加熱または冷却を行うための第１熱交換器を有している。第２熱源機は、熱媒体の加熱または冷却を行うための第２熱交換器を有している。第１流路は、第１送り手段を有しており、第１熱交換器によって熱媒体が加熱または冷却されるように熱媒体を導く。第２流路は、第２送り手段を有しており、第２熱交換器によって熱媒体が加熱または冷却されるように熱媒体を導く。上流側接続部は、利用側から流れてくる熱媒体を、第１流路と第２流路とに分けて送ることが可能となるように接続されている。下流側接続部は、第１流路の下流側を流れる熱媒体と、第２流路の下流側を流れる熱媒体と、を合流させて、利用側に送ることが可能となるように接続されている。循環手段は、下流側接続部、上流側接続部、第１流路、および、第２流路の間で熱媒体を循環させる。流量把握手段は、下流側接続部、上流側接続部、第１流路、および、第２流路の間で循環する熱媒体の流量を把握する。抵抗特定手段は、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１送り手段の運転状態および第２送り手段の運転状態のデータと、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求める。

この空調システムでは、抵抗特定手段が、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１送り手段の運転状態および第２送り手段の運転状態のデータと、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求める。このため、第１流路および第２流路のそれぞれに水量計を設けなくても、第１流路を流れる熱媒体が受ける通過抵抗値および第２流路を流れる熱媒体が受ける通過抵抗値を特定することができ、設備のコストを抑えることができる。

そして、このようにして求めた各通過抵抗値を利用して、利用側で要求されている負荷を処理するために必要な電力を小さく抑える運転を行うことが可能になる。

第２観点に係る空調システムは、第１観点に係る空調システムであって、利用側回路およびファンをさらに備えている。利用側回路は、利用側に設けられ、熱媒体と空気との間で熱交換を行わせて空気を加熱または冷却させる利用側熱交換器を含んでいる。ファンは、加熱または冷却された空気を空調対象空間に供給する。流量調節弁は、利用側回路の熱交換器の負荷が処理されるように開度が制御されている。

この空調システムでは、利用側回路毎の負荷を確実に処理することが可能になる。

第３観点に係る空調システムは、第１観点または第２観点に係る空調システムであって、バイパス回路と、第１圧力計測手段をさらに備えている。バイパス回路は、上流側接続部から下流側接続部に向けて、加熱手段および冷却手段を通過させることなく熱媒体を送る。第１圧力計測手段は、上流側接続部における熱媒体の圧力と、下流側接続部における熱媒体の圧力と、の差を計測する。抵抗特定手段は、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１圧力計測手段によって計測した圧力差のデータと、第１送り手段の運転状態および第２送り手段の運転状態のデータと、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求める。

この空調システムでは、上流側接続部と下流側接続部が接続されたバイパス回路が設けられている場合であっても、抵抗特定手段が、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１圧力計測手段によって計測した圧力差のデータと、第１送り手段の運転状態および第２送り手段の運転状態のデータと、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求めることができる。

第４観点に係る空調システムは、第３観点に係る空調システムであって、データ収集運転制御部をさらに備えている。データ収集運転制御部は、流量把握手段によって把握される流量のデータ、および、第１圧力計測手段によって計測した圧力差のデータ、および、第１送り手段の運転状態および第２送り手段の運転状態のデータについて、異なる運転状況における各データを収集するためのデータ収集運転を実行させる。

この空調システムでは、通過抵抗値を定めるために用いるデータを収集する際に、データ収集運転制御部が、異なる運転状況における各データを収集できるようにデータ収集運転を実行させる。これにより、通過抵抗値の信頼性を向上させることができる。

第５観点に係る空調システムは、第１観点から第４観点のいずれかに係る空調システムであって、第１送り手段は、インバータ駆動式の第１熱源側ポンプを有している。第２送り手段は、インバータ駆動式の第２熱源側ポンプを有している。第１送り手段の運転状態のデータは、第１熱源側ポンプのインバータ周波数である。第２送り手段の運転状態のデータは、第２熱源側ポンプのインバータ周波数である。

この空調システムでは、抵抗特定手段が、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１熱源側ポンプのインバータ周波数および第２熱源側ポンプのインバータ周波数と、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求めることができる。

第６観点に係る空調システムは、第１観点から第５観点のいずれかに係る空調システムであって、流量把握手段は、下流側接続部、上流側接続部、第１流路、および、第２流路の間で循環する熱媒体の流量を計測することで、流量を把握する。

この空調システムでは、流量把握手段によって計測した流量を用いて、各通過抵抗値を求めることができる。

第７観点に係る空調システムは、第１観点から第５観点のいずれかに係る空調システムであって、第２圧力計測手段をさらに備えている。第２圧力計測手段は、循環手段が送り出した後であって利用側に送られる前の熱媒体の圧力と利用側から流れてくる熱媒体の圧力との差圧を計測するか、もしくは、循環手段が送り出した後であって利用側に送られる前の熱媒体の圧力を計測する。循環手段は、インバータ駆動式の循環ポンプを有している。流量把握手段は、第２圧力計測手段により計測された圧力値または循環ポンプの消費電力値の少なくともいずれか一方の値と、循環ポンプのインバータ周波数と、を用いて、熱媒体の流量を推定することで、流量を把握する。

この空調システムでは、流量を計測するための流量計等が設けられていない場合であっても、推定される流量を用いて、各通過抵抗値を求めることができる。

第１観点に係る空調システムでは、熱源を通過するように流れる熱媒体が受ける抵抗を、コストを抑えた設備によって定めつつ、要求されている負荷の処理に必要な電力を小さく抑えることが可能になる。

第２観点に係る空調システムでは、利用側回路毎の負荷を確実に処理することが可能になる。

第３観点に係る空調システムでは、上流側接続部と下流側接続部が接続されたバイパス回路が設けられている場合であっても、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求めることができる。

第４観点に係る空調システムでは、通過抵抗値の信頼性を向上させることができる。

第５観点に係る空調システムでは、流量把握手段によって把握した流量のデータと、第１熱源側ポンプのインバータ周波数および第２熱源側ポンプのインバータ周波数と、に基づいて、第１流路および第２流路それぞれについて、熱媒体に対する通過抵抗値を求めることができる。

第６観点に係る空調システムでは、流量把握手段によって計測した流量を用いて、各通過抵抗値を求めることができる。

第７観点に係る空調システムでは、流量を計測するための流量計等が設けられていない場合であっても、推定される流量を用いて、各通過抵抗値を求めることができる。

実施形態に係る空調システムの全体を示す概略図である。 実施形態に係る空調システムの利用側の概略構成図である。 実施形態に係る空調システムの熱源側の概略構成図である。 実施形態に係る空調システムのブロック構成図である。 他の実施形態（７−１）に係る空調システムの全体を示す概略図である。 他の実施形態（７−６）に係る空調システムの全体を示す概略図である。

以下、実施形態に係る空調システム１００について、図面を参照しながら説明する。

（１）空調システムの全体構成
空調システム１００は、室内空間ＲＭの顕熱負荷および潜熱負荷を必要量だけ処理し、室内空間ＲＭの湿度と温度とを調節することができるように構成されたシステムであり、例えば、半導体の製造工場などのクリーンルームに設置される。

図１は、空調システム１００の全体を示す概略図である。図２は、空調システム１００のうち特に利用側の概略構成を示した図である。図３は、空調システム１００のうち特に熱源側の概略構成を示した図である。図４は、空調システム１００のブロック構成図である。

図２に示すように、室内空間ＲＭの室内空気ＲＡは、室内ユニットに取り込まれて、湿度や温度が調節される。調整された空気は、供給空気ＳＡとして室内空間ＲＡへ送られる。

この空調システム１００は、主として、第１チラーユニット５０ａ，第２チラーユニット５０ｂ，第３チラーユニット５０ｃと、第１空調ユニット３０ａ，第２空調ユニット３０ｂ，第３空調ユニット３０ｃとを備えている。この空調システム１００は、複数の冷媒回路５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、複数の放熱回路６０ａ，６０ｂ，６０ｃと、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃと、第１利用側回路４６ａ，第２利用側回路４６ｂ，第３利用側回路４６ｃと、往ヘッダ部２０、還ヘッダ部１０、および、バイパス回路４９等を有している。

（２）空調システムの詳細構成
（２−１）冷媒回路
冷媒回路５１ａは、図３に示すように、第１チラーユニット５０ａに含まれており、冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う閉回路である。冷媒回路５１ａには、圧縮機５２ａ、放熱器５４ａ、膨張弁５６ａ、蒸発器５８ａなどが接続されている。

圧縮機５２ａは、運転容量の調節が可能である。圧縮機５２ａのモータには、インバータを介して電力が供給される。インバータの出力周波数を変更すると、モータの回転数（回転速度）が変更され、圧縮機５２ａの運転容量が変わる。

放熱器５４ａは、冷媒回路５１ａと接続されている第１伝熱管と、放熱回路６０ａと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ａ側の第１伝熱管を流れる冷媒と放熱回路６０ａ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。

蒸発器５８ａは、冷媒回路５１ａと接続されている第１伝熱管と、第１熱源側流路４０ａと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ａ側の第１伝熱管を流れる冷媒と第１熱源側流路４０ａ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。

また、冷媒回路５１ｂは、冷媒回路５１ａと同様であり、図３に示すように、第２チラーユニット５０ｂに含まれており、圧縮機５２ｂ、放熱器５４ｂ、膨張弁５６ｂ、蒸発器５８ｂなどが接続されている。放熱器５４ｂは、冷媒回路５１ｂと接続されている第１伝熱管と、放熱回路６０ｂと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ｂ側の第１伝熱管を流れる冷媒と放熱回路６０ｂ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。蒸発器５８ｂは、冷媒回路５１ｂと接続されている第１伝熱管と、第２熱源側流路４０ｂと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ｂ側の第１伝熱管を流れる冷媒と第２熱源側流路４０ｂ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。

さらに、冷媒回路５１ｃについても、冷媒回路５１ａと同様であり、図３に示すように、第３チラーユニット５０ｃに含まれており、圧縮機５２ｃ、放熱器５４ｃ、膨張弁５６ｃ、蒸発器５８ｃなどが接続されている。放熱器５４ｃは、冷媒回路５１ｃと接続されている第１伝熱管と、放熱回路６０ｃと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ｃ側の第１伝熱管を流れる冷媒と放熱回路６０ｃ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。蒸発器５８ｃは、冷媒回路５１ｃと接続されている第１伝熱管と、第３熱源側流路４０ｃと接続されている第２伝熱管とを有しており、冷媒回路５１ｃ側の第１伝熱管を流れる冷媒と第３熱源側流路４０ｃ側の第２伝熱管を流れる熱媒体との間で熱交換を行わせる。

（２−２）放熱回路
放熱回路６０ａには、熱媒体としての水が充填されている。放熱回路６０ａには、図３に示すように、上述した放熱器５４ａと水ポンプ６２ａとクーリングタワー７０ａとが接続されている。水ポンプ６２ａは、吐出流量の調節が可能であり、放熱回路６０ａの水を循環させる。クーリングタワー７０ａでは、放熱回路６０ａを循環する水が冷却される。なお、図３において、水ポンプ６２ａに付した矢印は、放熱回路６０ａにおける水の流れる方向を意味している。

また、放熱回路６０ｂは、放熱回路６０ａと同様であり、図３に示すように、放熱器５４ｂと水ポンプ６２ｂとクーリングタワー７０ｂとが接続されている。さらに、放熱回路６０ｃについても、放熱回路６０ａと同様であり、図３に示すように、放熱器５４ｃと水ポンプ６２ｃとクーリングタワー７０ｃとが接続されている。

（２−３）熱源側流路
第１熱源側回路４８ａには、熱媒体としての水が流れている。第１熱源側流路４０ａは、熱媒体としての水が流れている。第１熱源側回路４８ａは、第１熱源側流路４０ａと、第１熱源側流路４０ａの途中に設けられた第１の一次ポンプ４１ａと、第１熱源側流路４０ａに接続されている蒸発器５８ａの第２伝熱管の部分と、を有している。第１の一次ポンプ４１ａは、インバータ駆動式のポンプであるため、容量調整が可能であって吐出流量を調節することができ、第１熱源側流路４０ａの水を上流側から下流側に向けて送り出すことができる。蒸発器５８ａでは、第１熱源側流路４０ａを循環する熱媒体としての水が冷却される。なお、図３において、第１の一次ポンプ４１ａに付した矢印は、第１熱源側流路４０ａにおける水の流通方向を意味している。

また、第２熱源側回路４８ｂは、第１熱源側回路４８ａと同様であり、熱媒体としての水が流れている。第２熱源側回路４８ｂは、第２熱源側流路４０ｂと、第２熱源側流路４０ｂの途中に設けられた第２の一次ポンプ４１ｂと、第２熱源側流路４０ｂに接続されている蒸発器５８ｂの第２伝熱管の部分と、を有している。第２の一次ポンプ４１ｂも、インバータ駆動式のポンプである。蒸発器５８ｂでは、第２熱源側流路４０ｂを循環する熱媒体としての水が冷却される。

さらに、第３熱源側回路４８ｃについても、第１熱源側回路４８ａと同様であり、熱媒体としての水が流れている。第３熱源側回路４８ｃは、第３熱源側流路４０ｃと、第３熱源側流路４０ｃの途中に設けられた第３の一次ポンプ４１ｃと、第３熱源側流路４０ｃに接続されている蒸発器５８ｃの第２伝熱管の部分と、を有している。第３の一次ポンプ４１ｃも、インバータ駆動式のポンプである。蒸発器５８ｃでは、第３熱源側流路４０ｃを循環する熱媒体としての水が冷却される。

（２−４）還ヘッダ部
第１利用側回路４６ａ，第２利用側回路４６ｂおよび第３利用側回路４６ｃを通過した水は、還ヘッダ部１０を介して、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃと、に送られる。

上述した第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの上流側は、下流側還ヘッダ１４に接続されている。

下流側還ヘッダ１４からは、上流側に向けて還ヘッダ接続配管１２が伸びだしており、上流側還ヘッダ１１に接続されている。

上流側還ヘッダ１１からは、後述する第２利用下流側合流管４５ｂが上流側に向けて伸びだしている。

なお、還ヘッダ接続配管１２の途中には、通過する水の流量を計測する流量センサ１３が設けられている。

（２−５）往ヘッダ部
第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃを通過した水は、往ヘッダ部２０を介して、第１利用側回路４６ａ，第２利用側回路４６ｂおよび第３利用側回路４６ｃ側に送られる。

上述した第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの下流側は、上流側往ヘッダ２１に接続されている。

上流側往ヘッダ２１からは、下流側に向けて、第１往ヘッダ接続配管２２、第２往ヘッダ接続配管２３、および、ヘッダバイパス管２４が互いに並列に伸びだしており、いずれも下流側往ヘッダ２８に接続されている。

第１往ヘッダ接続配管２２には、第１の二次ポンプ２５が設けられており、上流側の上流側往ヘッダ２１から下流側の下流側往ヘッダ２８に向けて水を送ることができる。第２往ヘッダ接続配管２３には、第２の二次ポンプ２６が設けられており、同様に、上流側の上流側往ヘッダ２１から下流側の下流側往ヘッダ２８に向けて水を送ることができる。なお、これらの第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６は、いずれもインバータ駆動式のポンプであり、容量調整が可能であって吐出流量を調節することができる。

ヘッダバイパス管２４には、途中に開閉弁２７が設けられている。開閉弁２７は、開状態では、下流側往ヘッダ２８に対して過剰に送られた水を、下流側往ヘッダ２８から上流側往ヘッダ２１に向けて戻すことができるようになっている。

下流側往ヘッダ２８からは、下流側に向けて、後述する第１利用上流側合流管４２ａが伸びだしている。

なお、下流側還ヘッダ１４における水の圧力と、上流側往ヘッダ２１における水の圧力と、の差圧を計測する第１差圧センサ８１が設けられている。

また、下流側往ヘッダ２８における水の圧力と、上流側還ヘッダ１１における水の圧力と、の差圧を計測する第２差圧センサ８２が設けられている。

（２−６）バイパス回路
バイパス回路４９は、上流側往ヘッダ２１から伸びだしており、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃ、第１利用側回路４６ａ，第２利用側回路４６ｂおよび第３利用側回路４６ｃと合流することなく、下流側還ヘッダ１４まで伸びている。

バイパス回路４９は、上流側往ヘッダ２１に対して過剰に送られた水を、上流側往ヘッダ２１から下流側還ヘッダ１４に向けて戻すことができるようになっている。

（２−７）利用側回路
下流側往ヘッダ２８から下流側に向けて伸びだした第１利用上流側合流管４２ａの下流側端部は、第２利用上流側合流管４２ｂと第１利用側回路４６ａとに分流している。第２利用上流側合流管４２ｂの下流側端部は、さらに、第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃとに分流している。

第２利用側回路４６ｂの下流側端部と第３利用側回路４６ｃの下流側端部とは、合流しており、その合流点からは第１利用下流側合流管４５ａが伸びだしている。第１利用側回路４６ａの下流側端部と第１利用下流側合流管４５ａの下流側端部とは、合流しており、その合流点からは第２利用下流側合流管４５ｂが伸びだしており、上流側還ヘッダ１１に接続されている。

以上により、第１利用側回路４６ａ、第２利用側回路４６ｂおよび第３利用側回路４６ｃは、互いに並列に接続されている。

第１利用側回路４６ａは、第１利用側配管４３ａと、第１利用側配管４３ａの途中に設けられた第１流量調節弁４４ａと、第１利用側配管４３ａの途中であって第１流量調節弁４４ａの上流側の部分に接続されている第１空気冷却熱交換器３２ａを含んでいる。

また、第２利用側回路４６ｂは、第１利用側回路４６ａと同様であり、第２利用側配管４３ｂと、第２利用側配管４３ｂの途中に設けられた第２流量調節弁４４ｂと、第２利用側配管４３ｂの途中であって第２流量調節弁４４ｂの上流側の部分に接続されている第２空気冷却熱交換器３２ｂを含んでいる。

さらに、第３利用側回路４６ｃについても、第１利用側回路４６ａと同様であり、第３利用側配管４３ｃと、第３利用側配管４３ｃの途中に設けられた第３流量調節弁４４ｃと、第３利用側配管４３ｃの途中であって第３流量調節弁４４ｃの上流側の部分に接続されている第３空気冷却熱交換器３２ｃを含んでいる。

互いに並列に接続されている第１利用側配管４３ａ、第２利用側配管４３ｂおよび第３利用側配管４３ｃを流れる水の各流量の比率は、第１流量調節弁４４ａ、第２流量調節弁４４ｂおよび第３流量調節弁４４ｃの弁開度が制御されることによって調節される。

なお、以上により、上流側還ヘッダ１１、還ヘッダ接続配管１２、下流側還ヘッダ１４、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃ、バイパス回路４９、上流側往ヘッダ２１、第１往ヘッダ接続配管２２、第２往ヘッダ接続配管２３、ヘッダバイパス管２４、下流側の下流側往ヘッダ２８、第１利用上流側合流管４２ａ、第２利用上流側合流管４２ｂ、第１利用側回路４６ａ、第２利用側回路４６ｂ、第３利用側回路４６ｃ、第１利用下流側合流管４５ａ、および、第２利用下流側合流管４５ｂは、熱媒体としての水が充填された閉回路を構成している。

（２−８）空調ユニットの構成
第１空調ユニット３０ａは、図２に示すように、概ね直方体形状のケーシング３１ａを有している。ケーシング３１ａの内部には、空気が流通する空気通路が形成されている。空気通路の流入端には、吸込ダクトＹの一端が接続している。吸込ダクトＹの他端は室内空間ＲＭにつながっている。空気通路の流出端には、給気ダクトＺの一端が接続している。給気ダクトＺの他端は室内空間ＲＭにつながっている。

ケーシング３１ａ内の空気通路には、上流側から下流側に向かって順に、第１空気冷却熱交換器３２ａ、電気ヒータ３４ａ、散水式加湿器３６ａ、及び送風ファン３８ａが配備されている。電気ヒータ３４ａは、第１空気冷却熱交換器３２ａを通過した空気を加熱する。電気ヒータ３４ａは、空気の温度を上げるための機器であり、出力を段階的に変化させることが可能で、空気の加熱量を調節できる。散水式加湿器３６ａは、ケーシング３１ａの外部に設置されたタンク（図示省略）の水をノズルから空気中へ散布することで、ケーシング３１ａ内を流れる空気を加湿する。散水式加湿器３６ａは、空気の湿度を高めるための機器であり、空気への加湿量を調節できる。送風ファン３８ａは、インバータ制御によって回転数を段階的に変化させることが可能で、送風量を調節できる送風機である。送風ファン３８ａは、第１空気冷却熱交換器３２ａ、電気ヒータ３４ａおよび散水式加湿器３６ａを経て室内空間ＲＭへと吹き出される空気の流れを生成する。

第１空気冷却熱交換器３２ａは、空気を冷却して、空気の温度を下げたり空気を除湿して湿度を低めたりする機器である。すなわち、第１空気冷却熱交換器３２ａは、空気の冷却機能および除湿機能を併せ持っており、空気を露点温度以下まで冷却することができる。第１空気冷却熱交換器３２ａは、複数の伝熱フィンと、それらの伝熱フィンを貫通する伝熱管とを有する、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。前述のように、第１空気冷却熱交換器３２ａの伝熱管には、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃ等との間で循環している熱媒体としての水（ここでは冷水）が流れ、伝熱管および伝熱フィンを介して冷水の冷熱が空気に供給されることで空気が冷却される。

また、第２空調ユニット３０ｂは、第１空調ユニット３０ａと同様であり、図２に示すように、ケーシング３１ｂと、その内部に配備された第２空気冷却熱交換器３２ｂ、電気ヒータ３４ｂ、散水式加湿器３６ｂ、及び送風ファン３８ｂを有している。

さらに、第３空調ユニット３０ｃは、第１空調ユニット３０ａと同様であり、図２に示すように、ケーシング３１ｃと、その内部に配備された第３空気冷却熱交換器３２ｃ、電気ヒータ３４ｃ、散水式加湿器３６ｃ、及び送風ファン３８ｃを有している。

なお、図２においては、第２空調ユニット３０ｂおよび第３空調ユニット３０ｃの室内空間ＲＭとの関係については、図示を省略している。

（２−９）空調システムコントローラの構成
空調システム１００は、制御手段としての空調システムコントローラ８０をさらに備えている。

コントローラ８０は、図４に示すように、各センサの検知値を取得できるように接続されており、各制御対象に制御指令を送って制御可能なように接続されている。

具体的には、コントローラ８０には、流量センサ１３が接続されているため流量の情報を取得でき、第１差圧センサ８１が接続されているため当該差圧の情報を取得でき、第２差圧センサ８２が接続されているため当該差圧の情報を取得できる。また、コントローラ８０は、第１の一次ポンプ４１ａ、第２の一次ポンプ４１ｂ、第３の一次ポンプ４１ｃ、第１の二次ポンプ２５、第２の二次ポンプの各インバータ周波数の情報を取得できるとともに、一次ポンプの運転台数の情報および二次ポンプの運転台数の情報を取得できる。

また、コントローラ８０は、第１の一次ポンプ４１ａ、第２の一次ポンプ４１ｂ、第３の一次ポンプ４１ｃ、第１の二次ポンプ２５、第２の二次ポンプ２６の各インバータ周波数を制御することができ、開閉弁２７の開閉制御が可能である。さらに、コントローラ８０は、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃの各インバータの出力周波数を制御して、運転容量を調節することができると共に、膨張弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃの各弁開度を制御することができる。また、コントローラ８０は、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの流量を制御することができると共に、クーリングタワー７０ａ，７０ｂ，７０ｃの出力も制御することができる。

また、コントローラ８０は、各種情報の記録が行われ、予め与えられている情報が記憶されているメモリ８５を有している。

コントローラ８０には、メモリ８５等に書き込まれているプログラムをＣＰＵが実行することにより各機器の制御を行う。このように、ＣＰＵがプログラムを実行することで、コントローラ８０は種々の機能を持つことになる。ここで、メモリ８５には、後述するデータ収集運転を実行させるための収集運転プログラムが格納されている。

なお、本実施形態に係る空調システム１００では、第１流量調節弁４４ａの弁開度、第２流量調節弁４４ｂ、第３流量調節弁４４ｃの弁開度、送風ファン３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、いずれも制御対象ではなく、図示しない別のコントローラ（コントローラ８０との通信も行われない）が制御を行う。当該別のコントローラは、ユーザーによって入力された室内空間ＲＭの設定温度や設定湿度が記憶しており、室内空間ＲＭに対して吹き出される空気が各設定温度等の条件を満たすことになるように、第１流量調節弁４４ａ，第２流量調節弁４４ｂ，第３流量調節弁４４ｃの弁開度を制御する。これにより、室内空間ＲＭ毎の負荷が処理される。

（３）空調システムの基本動作
次に、空調システム１００の運転動作について説明する。

空調システム１００は、空気の冷却と除湿を行う冷房除湿運転、空気の冷却と加湿を行う冷房加湿運転、空気の除湿と加熱とを行う除湿暖房運転、および、空気の加熱と加湿とを行う暖房加湿運転のいずれかを行うことで、例えば室内空間ＲＭの温度および湿度を、設定温度および設定湿度になるように空気調和を行う。

なお、本実施形態に係る空調システム１００では、第１熱源側回路４８ａにおける蒸発器５８ａの出口を流れる水温と、第２熱源側回路４８ｂにおける蒸発器５８ｂの出口を流れる水温と、第３熱源側回路４８ｃの蒸発器５８ｃの出口を流れる水温と、が目標温度で一致するように制御されている。なお、この目標温度は、特に限定されないが、例えば、空調システム１００における消費電力をできるだけ小さく抑えた状態で、利用側における負荷を処理することができるような値に設定される。ここで、本実施形態において、空調システム１００における消費電力は、第１の一次ポンプ４１ａ、第２の一次ポンプ４１ｂ、第３の一次ポンプ４１ｃ、第１の二次ポンプ２５、第２の二次ポンプ２６、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、および、クーリングタワー７０ａ，７０ｂ，７０ｃにおける消費電力の合計値をいう。

冷房除湿運転では、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂ，第３の一次ポンプ４１ｃ、および送風ファン３８ａ，３８ｂ，３８ｃの運転が行われる。冷房除湿運転では、基本的には、電気ヒータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが停止状態となり、散水式加湿器３６ａ，３６ｂ，３６ｃの散水も停止状態となる。冷房除湿運転では、冷媒回路５１ａ，５１ｂ，５１ｃにおいて冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃで圧縮された冷媒が、それぞれ放熱器５４ａ，５４ｂ，５４ｃにおいて、放熱回路６０ａ，６０ｂ，６０ｃを流れる水に放熱して凝縮する。放熱器５４ａ，５４ｂ，５４ｃで冷却された冷媒は、膨張弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃで減圧された後に、蒸発器５８ａ，５８ｂ，５８ｃにおいて、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃを流れる水から吸熱して蒸発する。蒸発器５８ａ，５８ｂ，５８ｃで蒸発した冷媒は、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃに吸入されて圧縮される。なお、放熱器５４ａ，５４ｂ，５４ｃで加熱された放熱回路６０ａ，６０ｂ，６０ｃを流れる水は、クーリングタワー７０ａ，７０ｂ，７０ｃにおいて室外空気へ放熱する。第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃでは、冷媒回路５１ａ，５１ｂ，５１ｃの蒸発器５８ａ，５８ｂ，５８ｃで冷却された水が、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃにおいて、ケーシング３１ａ，３１ｂ，３１ｃ内の空気通路を流れる空気を冷却する。第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃを通過した水は、冷媒回路５１ａ，５１ｂ，５１ｃの蒸発器５８ａ，５８ｂ，５８ｃに戻って再び冷却される。第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃでは、蒸発器５８ａ，５８ｂ，５８ｃにおいて水が冷媒から得た冷熱が、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃに搬送され空気に供給される。第１空調ユニット３０ａ，第２空調ユニット３０ｂ，第３空調ユニット３０ｃでは、吸込ダクトＹによって室内空間ＲＭから取り込まれた室内空気ＲＡが、ケーシング３１ａ，３１ｂ，３１ｃ内の空気通路を流れる。この空気は、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃにおいて第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃで冷やされた水によって冷却されて除湿される。第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃで冷却／除湿された空気は、給気ダクトＺを経由して、供給空気ＳＡとして室内空間ＲＭへ供給される。なお、室内空気の顕熱負荷および潜熱負荷が、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃによる冷却／除湿によって必要量だけ丁度処理され、空気の再加熱や加湿が必要ない場合に、この冷房除湿運転が行われることになる。

冷房加湿運転は、冷房除湿運転に加えて散水式加湿器３６ａ，３６ｂ，３６ｃの散水による加湿が行われる運転である。第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃにおいて第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂ，第３熱源側回路４８ｃで冷やされた水によって空気が冷却されて除湿されるまでは、上述の冷房除湿運転と同じであり、その冷却／除湿された空気に散水式加湿器３６ａ，３６ｂ，３６ｃによる散水が行われる。この冷房加湿運転は、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃによる冷却／除湿で、設定温度は達成されるが、冷却に伴う除湿効果によって室内空間ＲＭの湿度が設定湿度を下回るようなときに行われる運転である。

除湿暖房運転は、再熱除湿運転とも呼ばれる運転で、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃによる除湿／冷却で、設定湿度は達成されるが、除湿に伴う冷却効果によって室内空間ＲＭの温度が設定温度を下回るようなときに行われる運転である。この除湿暖房運転では、第１空気冷却熱交換器３２ａ，第２空気冷却熱交換器３２ｂ，第３空気冷却熱交換器３２ｃにおいて除湿のために空気に供給された冷熱量が大きく、必要以上に空気が冷やされた場合に、電気ヒータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが作動して空気を再加熱する。

暖房加湿運転では、電気ヒータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、散水式加湿器３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び送風ファン３８ａ，３８ｂ，３８ｃの運転が行われる。一方、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、及び第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂ，第３の一次ポンプ４１ｃは、停止される。暖房加湿運転では、第１空調ユニット３０ａ，第２空調ユニット３０ｂ，第３空調ユニット３０ｃにおいて、室内空間ＲＭから取り込まれた空気が、まず電気ヒータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃによって加熱され、次に散水式加湿器３６ａ，３６ｂ，３６ｃによって加湿されて、供給空気ＳＡとして室内空間ＲＭへ供給される。

（４）空調システムの省エネ運転
上述のように、第１の一次ポンプ４１ａ、第２の一次ポンプ４１ｂ、第３の一次ポンプ４１ｃ、第１の二次ポンプ２５、第２の二次ポンプ２６、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、および、クーリングタワー７０ａ、７０ｂ、７０ｃにおける消費電力を小さく抑えた状態で、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷を処理できるように、コントローラ８０による各機器の制御が行われる。

ここで、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷を処理できるのであれば、例えば、第１の二次ポンプ２５や第２の二次ポンプ２６の消費電力が小さいことが好ましいため、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける流量が小さい方が好ましいことになる。すなわち、第１流量調節弁４４ａや第２流量調節弁４４ｂや第３流量調節弁４４ｃにおいて流路を絞る程度をできるだけ小さく抑えつつ（すなわち、全開に近い状態で）、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける流量が小さく抑えられた状態で、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷が処理されていることが望ましい。

なお、ここで、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力制御を行う主体（コントローラ８０）と、第１流量調節弁４４ａ、第２流量調節弁４４ｂおよび第３流量調節弁４４ｃの開度制御を行う主体（別のコントローラ）とが、異なる場合には、コントローラ８０は、第１流量調節弁４４ａ、第２流量調節弁４４ｂおよび第３流量調節弁４４ｃの開度状況を直接把握することはできない。しかし、コントローラ８０は、例えば、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力を下げる制御をした場合であっても、第１流量調節弁４４ａ、第２流量調節弁４４ｂおよび第３流量調節弁４４ｃの開度が上げられることによって、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷が処理可能な状態が維持される場合には、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力を下げることで消費電力を小さくすることができる状況にあると判断することができる。すなわち、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力を下げる制御をした場合であっても、第１流量調節弁４４ａ、第２流量調節弁４４ｂおよび第３流量調節弁４４ｃの開度が上げられることによって、結果的に、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける流量が、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力を下げる制御を行う直前の流量と同じ値に戻るのであれば、コントローラ８０は、第１の二次ポンプ２５および第２の二次ポンプ２６の出力を下げる余裕のある状況であったことを把握できる。コントローラ８０は、例えば、上述のようにして、消費電力をできるだけ小さくしつつ、第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷の処理を行う。

なお、コントローラ８０は、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃを流れる水が、上述した第１利用側回路４６ａと第２利用側回路４６ｂと第３利用側回路４６ｃにおける負荷を処理するために必要な温熱または冷熱を得るように、第１の一次ポンプ４１ａ、第２の一次ポンプ４１ｂ、第３の一次ポンプ４１ｃ、圧縮機５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、水ポンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、および、クーリングタワー７０ａの制御を行う。ここでは、これらの制御における消費電力も小さく抑えられる。

（５）熱源側流路における抵抗係数の同定
ここで、以上のようにコントローラ８０が各機器の制御を行って消費電力を小さくする場合には、第１熱源側回路４８ａと、第２熱源側回路４８ｂと、第３熱源側回路４８ｃとに分流して流す場合の各流量の関係を最適に制御することが望まれる。このため、コントローラ８０は、第１熱源側回路４８ａを通過する水に対する抵抗係数、第２熱源側回路４８ｂを通過する水に対する抵抗係数、および、第３熱源側回路４８ｃを通過する水に対する抵抗係数をそれぞれ把握する処理を行う。また、コントローラ８０は、バイパス回路４９を通過する水に対する抵抗係数を把握する処理も同時に行う。

具体的には、コントローラ８０は、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値を第１熱源側回路４８ａの抵抗係数で除して得られる値を１／２乗することで計算される第１熱源側回路４８ａの流量と、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値を第２熱源側回路４８ｂの抵抗係数で除して得られる値を１／２乗することで計算される第２熱源側回路４８ｂの流量と、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値を第３熱源側回路４８ｃの抵抗係数で除して得られる値を１／２乗することで計算される第３熱源側回路４８ｃの流量と、の総和の流量、すなわち下流側還ヘッダ１４から流出する流量を求める。また、コントローラ８０は、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値をバイパス回路４９の抵抗係数で除して得られる値を１／２乗することで計算されるバイパス回路４９の流量と、流量センサ１３によって把握した流量との合計の流量、すなわち下流側還ヘッダ１４に流入する流量を求める。コントローラ８０は、各制御機器を複数種類の異なる運転条件に従って運転することで、下流側還ヘッダ１４から流出する流量と下流側還ヘッダ１４に流入する流量の組合せを、複数種類の運転条件毎に取得し、運転条件毎に格納してデータベース化する。そして、コントローラ８０は、流量センサ１３が計測した流量の値とバイパス回路４９を流れる流量の値との和が第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃを流れる合計の流量に等しくなることを考慮して、複数種類の運転条件毎に取得したデータに基づいて、下流側還ヘッダ１４から流出する流量と下流側還ヘッダ１４に流入する流量の差が最小となるように、いわゆる最小二乗法を用いて各配管抵抗係数の同定を行う。なお、ここで、バイパス回路４９における抵抗係数、第１熱源側回路４８ａにおける抵抗係数、第２熱源側回路４８ｂにおける抵抗係数および第３熱源側回路４８ｃにおける抵抗係数で表された非線形方程式が得られるが、コントローラ８０は、これを非線形計画法等によって解くことで、各抵抗係数の同定を行う。

ここで、本実施形態では、第１熱源側回路４８ａの抵抗係数は、第１熱源側回路４８ａを構成している第１熱源側流路４０ａと、蒸発器５８ａと、第１の一次ポンプ４１ａ自体の構造と、から定まる抵抗係数としている。なお、第２利用側回路４６ｂおよび第３利用側回路４６ｃについても同様である。また、バイパス回路４９については、バイパス回路４９を構成している配管によって定まる抵抗係数としている。

ここで、コントローラ８０は、バイパス回路４９について、上流側と下流側の圧力ヘッドの差を、バイパス回路４９の抵抗係数にバイパス回路４９の流量の二乗を乗じた値として表す。そして、当該式を変形させることで、バイパス回路４９の流量を表す。なお、バイパス回路４９の流量の把握方法は、特に限定されないが、流量計を設けることで計測してもよい。

また、空調システム１００が現地において構築された際に、初めて、現地の施工条件によって各配管の長さが定まった状態になるため、当該構築された空調システム１００に固有の上記抵抗係数の同定処理を行うことになる。

このため、コントローラ８０は、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値のデータと、流量センサ１３によって把握した流量の値のデータと、を様々な運転条件毎に収集してデータベース化させるためのデータ収集運転を試運転として実行する。このデータ収集運転を実行するための収集運転プログラムは、メモリ８５に格納されており、コントローラ８０のＣＰＵが当該収集運転プログラムを呼び出して実行することになる。具体的には、データ収集運転では、第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂおよび第３の一次ポンプ４１ｃの出力について、予め定めた大、中、小の条件で運転させる等して運転条件を変更させながら、運転条件毎のデータを収集してデータベースを構築する。

なお、コントローラ８０は、上記データ収集運転を試運転として実行するだけでなく、各配管や弁等の劣化等を踏まえた抵抗係数の見直しを行うために、空調システム１００の使用開始から所定の期間が経過した時に、再度、データ収集運転を行って、抵抗係数を更新させる処理も行う。

（６）上記実施形態の特徴
上記実施形態に係る空調システム１００では、バイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃについて、それぞれの抵抗係数を同定している。

ここで、第１熱源側回路４８ａの抵抗係数として、第１熱源側回路４８ａを構成している第１熱源側流路４０ａの抵抗、蒸発器５８ａの伝熱管の抵抗、第１の一次ポンプ４１ａ自体の構造による抵抗が反映された抵抗係数を同定することができている。また、第２熱源側回路４８ｂの抵抗係数として、第２熱源側回路４８ｂを構成している第２熱源側流路４０ｂの抵抗、蒸発器５８ｂの伝熱管の抵抗、第２の一次ポンプ４１ｂ自体の構造による抵抗が反映された抵抗係数を同定することができており、第３熱源側回路４８ｃの抵抗係数として、第３熱源側回路４８ｃを構成している第３熱源側流路４０ｃの抵抗、蒸発器５８ｃの伝熱管の抵抗、第３の一次ポンプ４１ｃ自体の構造による抵抗が反映された抵抗係数を同定することができている。

これにより、コントローラ８０は、上述のようにして同定されたバイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれの抵抗係数を用いて、第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂおよび第３の一次ポンプ４１ｃにおける消費電力を正確に把握することが可能になっている。このため、コントローラ８０は、このようにして正確に把握された第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂおよび第３の一次ポンプ４１ｃにおける消費電力ができるだけ小さく抑えられるように、各機器を制御することが可能になっている。

しかも、バイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれの抵抗係数の同定処理は、空調システム１００の現地への施工が完了して、最終的な配管の長さ、湾曲の程度、分岐の数等が定まった状態で行われる。このため、当該施工された空調システム１００に固有の抵抗係数を同定することができている。したがって、当該空調システム１００の第１の一次ポンプ４１ａ，第２の一次ポンプ４１ｂおよび第３の一次ポンプ４１ｃにおける消費電力をより正確に把握することが可能になっている。

さらに、上記空調システム１００では、バイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれの抵抗係数の同定処理を行う際に、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれの流量を把握する必要が無い。このため、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃにおいてそれぞれ流量計を配備することなく、各抵抗係数を同定できるため、設備コストを小さく抑えることができている。

（７）他の実施形態
上記実施形態は、その要旨を逸脱しない範囲で、例えば、以下のように、適宜変更してもよい。

（７−１）
上記実施形態では、流量センサ１３によって計測された流量を用いて、バイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれの各抵抗係数を同定する場合を例に挙げて説明した。

これに対して、流量センサ１３によって計測された流量ではなく、他の値から推定することで把握される流量を用いて、バイパス回路４９、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの各抵抗係数の同定を行ってもよい。

例えば、第１の二次ポンプ２５のインバータ周波数の値および第２の二次ポンプ２６のインバータ周波数の値と、第２差圧センサ８２によって計測された差圧の値と、を用いつつ、水の圧力ヘッドの関係式によって水の圧力ヘッドを流量の二次式で表現し、当該二次式の流量について解の公式を利用して流量を推定してもよい。

また、例えば、第１の二次ポンプ２５のインバータ周波数の値および第２の二次ポンプ２６のインバータ周波数の値と、第１の二次ポンプ２５の消費電力の値および第２の二次ポンプ２６の消費電力の値と、第１の二次ポンプ２５と第２の二次ポンプ２６のうちの運転台数の値と、を用いつつ、各ポンプの理論動力、各ポンプのポンプ効率、各ポンプのモータ効率および各ポンプのインバータ効率によって消費電力を表現し、当該消費電力を表現した数式を流量について解くことによって流量を推定してもよい。ここで、消費電力は、各ポンプのポンプ効率と各ポンプのモータ効率と各ポンプのインバータ効率とを乗じて得られる値によって、各ポンプの理論動力を除することで表現することができる。なお、ここでの第１の二次ポンプ２５の消費電力の値および第２の二次ポンプ２６の消費電力の値は、それぞれ電力計を設けることで取得するようにしてもよい。各ポンプの理論動力は、理論動力用の所定の係数と、ポンプの圧力ヘッドの値を用いて、流量の一次式で表すことができる。このポンプの圧力ヘッドの値は、圧力ヘッド用の所定の係数と、ポンプの運転台数と、ポンプのインバータ周波数とを用いて、流量の二次式として表すことができる。各ポンプのポンプ効率は、ポンプ効率用の所定の係数と、ポンプの運転台数と、ポンプのインバータ周波数とを用いて、流量の二次式として表すことができる。各ポンプのモータ効率は、モータ効率用の所定の係数と、ポンプの運転台数と、ポンプのインバータ周波数とを用いて、流量の二次式として表すことができる。各ポンプのインバータ効率は、インバータ効率用の所定の係数と、ポンプの運転台数と、ポンプのインバータ周波数とを用いて、流量の二次式として表すことができる。以上のようにして、測定する等によって得られた第１の二次ポンプ２５の消費電力の値および第２の二次ポンプ２６の消費電力の値を、第１の二次ポンプ２５のインバータ周波数の値および第２の二次ポンプ２６のインバータ周波数の値と、第１の二次ポンプ２５と第２の二次ポンプ２６のうちの運転台数の値と、の各測定値によって表現することで、流量の非線形方程式が得られることになる。このようにして得られる流量の非線形方程式を、二分法、セカント法、ニュートン・ラフソン法等によって解くことで、流量を推定するようにしてもよい。

以上のようにして、流量を推定する場合には、図５に示すように、流量センサを不要とした空調システム２００とすることが可能になるため、設備コストをさらに小さく抑えることが可能になっている。

（７−２）
上記実施形態では、第１流量調節弁４４ａの弁開度、第２流量調節弁４４ｂ、第３流量調節弁４４ｃの弁開度、送風ファン３８ａ、３８ｂ、３８ｃが、いずれもコントローラ８０の制御対象ではない場合を例に挙げて説明した。

これに対して、他の実施形態に係る空調システムとしては、第１流量調節弁４４ａの弁開度、第２流量調節弁４４ｂ、第３流量調節弁４４ｃの弁開度、送風ファン３８ａ、３８ｂ、３８ｃをコントローラ８０の制御対象に含まれていてもよい。

これにより、コントローラ８０は、各室内空間ＲＭに対して吹き出される空気が各設定温度等の条件を満たすことになるように、第１流量調節弁４４ａ，第２流量調節弁４４ｂ，第３流量調節弁４４ｃの弁開度を制御して、室内空間ＲＭ毎の負荷の処理を行ってもよい。

（７−３）
上記実施形態では、下流側往ヘッダ２８における水の圧力と、上流側還ヘッダ１１における水の圧力と、の差圧を計測する第２差圧センサ８２が設けられた場合を例に挙げて説明した。

これに対して、下流側往ヘッダ２８における水の圧力を把握できれば、実質的に、下流側往ヘッダ２８における水の圧力と、上流側還ヘッダ１１における水の圧力と、の差圧を把握できるような空調システムでは、上記実施形態の第２差圧センサ８２に代えて、下流側往ヘッダ２８における水の圧力（送水圧）を計測する圧力センサが設けられていてもよい。

コントローラ８０は、上記送水圧を、上記実施形態における差圧と同様に取り扱うことで、各利用側の通過抵抗値を特定するようにしてもよい。

（７−４）
上記実施形態では、還ヘッダ接続配管１２の途中において、通過する水の流量を計測する流量センサ１３が設けられている場合を例に挙げて説明した。

これに対して、流量センサは、第１利用上流側合流管４２ａに設けられていてもよい。この場合であっても、分岐部分の個別の流量ではなく、循環している全流量を把握することができる。

（７−５）
上記実施形態では、抵抗係数を算出する場合等において、流量の二次式を用いて表現した場合を例に挙げて説明した。

これに対して、抵抗係数を算出する場合等においては、流量の三次式や四次式等の多次式によって表現してもよい。

（７−６）
上記実施形態では、空調システム１００においてバイパス回路４９が設けられている場合を例に挙げて説明した。

これに対して、例えば、図６に示すように、上記実施形態のバイパス回路に対応する構成を有していない空調システム３００において、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの抵抗係数を同定するようにしてもよい。

このようにバイパス回路４９が設けられていない空調システム３００では、コントローラ８０は、第１差圧センサ８１によって計測された圧力ヘッドの値と、流量センサ１３によって把握した流量の値と、に基づいて、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃのそれぞれについて、抵抗係数を同定する処理を行う。

なお、コントローラ８０が下流側還ヘッダ１４から流出する流量を求める処理は、上記実施形態と同様である。そして、コントローラ８０は、流量センサ１３によって把握した流量を、下流側還ヘッダ１４に流入する流量として把握する。

また、コントローラ８０は、各制御機器を複数種類の異なる運転条件に従って運転を行ってデータベース化を行い、流量センサ１３が計測した流量の値が第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃを流れる合計の流量に等しくなることを考慮して、複数種類の運転条件毎に取得したデータに基づいて、下流側還ヘッダ１４から流出する流量と下流側還ヘッダ１４に流入する流量の差が最小となるように、いわゆる最小二乗法等を行う処理は、上記実施形態と同様である。

このようにして、バイパス回路を有さない空調システム３００において、第１熱源側回路４８ａ，第２熱源側回路４８ｂおよび第３熱源側回路４８ｃの抵抗係数を同定することができる。

本発明は、複数の熱源を用いて、ポンプによって熱媒体を循環させる空調システムにおいて、特に有用である。

１１ 上流側還ヘッダ
１２ 還ヘッダ接続配管
１３ 流量センサ（流量把握手段）
１４ 下流側還ヘッダ（上流側接続部）
２１ 上流側往ヘッダ（下流側接続部）
２２ 第１往ヘッダ接続配管
２３ 第２往ヘッダ接続配管
２５ 第１の二次ポンプ（循環手段）
２６ 第２の二次ポンプ（循環手段）
２８ 下流側往ヘッダ
３０ａ 第１利用ユニット
３０ｂ 第２利用ユニット
３０ｃ 第３利用ユニット
３２ａ 第１空気冷却熱交換器（利用側熱交換器）
３２ｂ 第２空気冷却熱交換器（利用側熱交換器）
３２ｃ 第３空気冷却熱交換器（利用側熱交換器）
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ ファン
４０ａ 第１熱源側流路（第１流路）
４０ｂ 第２熱源側流路（第２流路）
４０ｃ 第３熱源側流路（第２流路）
４１ａ 第１の一次ポンプ（第１送り手段，循環手段）
４１ｂ 第２の一次ポンプ（第２送り手段，循環手段）
４１ｃ 第３の一次ポンプ
４４ａ 第１流量調節弁（流量調節弁）
４４ｂ 第２流量調節弁（流量調節弁）
４４ｃ 第３流量調節弁（流量調節弁）
４６ａ 第１利用側回路（利用側回路）
４６ｂ 第２利用側回路（利用側回路）
４６ｃ 第３利用側回路（利用側回路）
４９ バイパス回路
５０ａ 第１チラーユニット（第１熱源機）
５０ｂ 第２チラーユニット（第１熱源機）
５０ｃ 第３チラーユニット
５８ａ 第１熱源側熱交換器（第１熱交換器）
５８ｂ 第２熱源側熱交換器（第２熱交換器）
５８ｃ 第３熱源側熱交換器
８０ コントローラ（抵抗特定手段，データ収集運転制御部）
８１ 第１差圧センサ（第１圧力計測手段）
８２ 第２差圧センサ（第２圧力計測手段）
１００ 空調システム
２００ 空調システム
３００ 空調システム
ＲＭ 室内空間（空調対象空間）

特開２００４−５３１２７号公報

Claims (7)

1. 利用側との間で循環する熱媒体を加熱または冷却するための、第１熱交換器（５８ａ）を有する第１熱源機（５０ａ）と、第２熱交換器（５８ｂ，５８ｃ）を有する第２熱源機（５０ｂ，５０ｃ）と、
   第１送り手段（４１ａ）を有しており、前記第１熱交換器（５８ａ）によって前記熱媒体が加熱または冷却されるように前記熱媒体を導く第１流路（４０ａ）と、
   第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）を有しており、前記第２熱交換器（５８ｂ，５８ｃ）によって前記熱媒体が加熱または冷却されるように前記熱媒体を導く第２流路（４０ｂ，４０ｃ）と、
   前記利用側から流れてくる前記熱媒体を、前記第１流路（４０ａ）と前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）とに分けて送ることが可能となるように接続された上流側接続部（１４）と、
   前記第１流路（４０ａ）の下流側を流れる前記熱媒体と、前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）の下流側を流れる前記熱媒体と、を合流させて、前記利用側に送ることが可能となるように接続された下流側接続部（２１）と、
   前記下流側接続部（２１）、前記上流側接続部（１４）、前記第１流路（４０ａ）、および、前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）の間で前記熱媒体を循環させる循環手段（２５，２６）と、
   前記下流側接続部（１４）、前記上流側接続部（１４）、前記第１流路（４０ａ）、および、前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）の間で循環する前記熱媒体の流量を把握する流量把握手段（１３）と、
   前記流量把握手段（１３）によって把握した流量のデータと、前記第１送り手段（４１ａ）の運転状態および前記第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）の運転状態のデータと、に基づいて、前記第１流路（４０ａ）および前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）それぞれについて、前記熱媒体に対する通過抵抗値を求める抵抗特定手段（８０）と、
   を備えた空調システム（１００，２００，３００）。
2. 前記利用側に設けられ、前記熱媒体と空気との間で熱交換を行わせて前記空気を加熱または冷却させる利用側熱交換器（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を含んだ利用側回路（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、
   加熱または冷却された前記空気を空調対象空間（ＲＭ）に供給するファン（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）と、
   をさらに備え、
   前記流量調節弁（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）は、前記利用側回路（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）の前記熱交換器（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）の負荷が処理されるように開度が制御されている、
   請求項１に記載の空調システム（１００，２００，３００）。
3. 前記上流側接続部（１４）から前記下流側接続部（２１）に向けて、加熱手段および冷却手段を通過させることなく前記熱媒体を送るバイパス回路（４９）と、
   前記上流側接続部（１４）における前記熱媒体の圧力と、前記下流側接続部（２１）における前記熱媒体の圧力と、の差を計測する第１圧力計測手段（８１）と、
   をさらに備え、
   前記抵抗特定手段（８０）は、前記流量把握手段（１３）によって把握した流量のデータと、前記第１圧力計測手段（８１）によって計測した圧力差のデータと、前記第１送り手段（４１ａ）の運転状態および前記第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）の運転状態のデータと、に基づいて、前記第１流路（４０ａ）および前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）それぞれについて、前記熱媒体に対する通過抵抗値を求める、
   請求項１または２に記載の空調システム（１００，２００）。
4. 前記流量把握手段（１３）によって把握される流量のデータ、および、前記第１圧力計測手段（８１）によって計測した圧力差のデータ、および、前記第１送り手段（４１ａ）の運転状態および前記第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）の運転状態のデータについて、異なる運転状況における各データを収集するためのデータ収集運転を実行させるデータ収集運転制御部（８０）をさらに備えた、
   請求項３に記載の空調システム（１００，２００，３００）。
5. 前記第１送り手段（４１ａ）は、インバータ駆動式の第１熱源側ポンプ（４１ａ）を有しており、
   前記第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）は、インバータ駆動式の第２熱源側ポンプ（４１ｂ，４１ｃ）を有しており、
   前記第１送り手段（４１ａ）の運転状態のデータは、前記第１熱源側ポンプ（４１ａ）のインバータ周波数であり、
   前記第２送り手段（４１ｂ、４１ｃ）の運転状態のデータは、前記第２熱源側ポンプ（４１ｂ，４１ｃ）のインバータ周波数である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の空調システム（１００，２００，３００）。
6. 前記流量把握手段（１３）は、前記下流側接続部（２１）、前記上流側接続部（１４）、前記第１流路（４０ａ）、および、前記第２流路（４０ｂ，４０ｃ）の間で循環する前記熱媒体の流量を計測することで、前記流量を把握する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の空調システム（１００，２００，３００）。
7. 前記循環手段（２５，２６）が送り出した後であって前記利用側に送られる前の前記熱媒体の圧力と前記利用側から流れてくる前記熱媒体の圧力との差圧を計測するか、もしくは、前記循環手段（２５，２６）が送り出した後であって前記利用側に送られる前の前記熱媒体の圧力を計測する第２圧力計測手段（８２）をさらに備え、
   前記循環手段（２５，２６）は、インバータ駆動式の循環ポンプ（２５，２６）を有しており、
   前記流量把握手段（１３）は、
   前記第２圧力計測手段（８２）により計測された圧力値または前記循環ポンプ（２５，２６）の消費電力値の少なくともいずれか一方の値と、
   前記循環ポンプ（２５，２６）のインバータ周波数と、
   を用いて、前記熱媒体の流量を推定することで、前記流量を把握する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の空調システム（２００）。

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