JP2019049390A

JP2019049390A - 熱源水制御方法及び熱源水制御装置

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Publication number: JP2019049390A
Application number: JP2017174168A
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Inventors: 山本　学; Manabu Yamamoto; 学山本
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Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-28
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Abstract

【課題】熱源機の動力を低減させることができる、熱源水制御方法及び熱源水制御装置を提供することである。【解決手段】熱源水制御方法は、停止情報取得ステップと、運転状態取得ステップと、バルブ開度取得ステップと、運転切替えステップとを有する。停止情報取得ステップでは、熱源機から利用側熱負荷に送水された熱源水の水温に基づき運転が制御される熱源機の圧縮機が停止されたか否かの情報を取得する。運転状態取得ステップでは、前記熱源水の水量に基づき回転数が制御される熱源機側ポンプの運転状態を取得する。バルブ開度取得ステップでは、利用側熱負荷に対する熱源水の供給量を調節するバルブのバルブ開度を取得する。運転切替えステップでは、圧縮機が停止されたか否か、熱源機側ポンプの運転状態、及びバルブ開度に基づき、熱源機側ポンプの運転状態と停止状態を切替える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、熱源水制御方法及び熱源水制御装置に関する。

従来、熱源機で生成された熱源水（冷水あるいは温水）を複数のエアハンドリングユニット（以下、「エアハン」という。）のような空調機器や温度管理を必要とする産業機械等の利用側機器に送水ポンプで送水する熱源システムがある。利用側機器に送水された熱源水は、熱交換器等の利用側熱負荷において熱交換された後、熱源機に還流される。

熱源機は、利用側機器に送水する熱源水の送水温度（往水温度とも言う。）が予め設定された範囲になるように熱源水を冷却又は加熱する圧縮機を制御する。また、熱源機は、利用側機器の熱負荷状態に合せて圧縮機の運転状態を変更する。例えば、熱源機は、利用側機器の熱負荷状態が低いときには圧縮機の運転台数を減らし、圧縮機の回転数を下げ、又は運転を停止する。熱源機は、利用側機器の熱負荷状態を検出するために熱源水を利用側機器に送水し、利用側機器から熱源機に還流されるときの温度（還水温度）を検出する。熱源機は、送水ポンプを運転することによって、往水温度や還水温度を検出することができる。

利用側機器は、利用側機器に供給する熱源水の水量を調節するバルブを有し、熱負荷状態に合せてバルブのバルブ開度を制御する。利用側機器は、熱負荷状態が無い場合又はきわめて小さい場合、バルブを閉じて熱源水の供給を停止する。バルブが閉じられて利用側機器への熱源水の供給が停止された場合、送水ポンプから送水された熱源水は、バイパス配管や圧力逃がしバルブに通水されることになり、送水ポンプ運転による無駄な動力が発生する場合があった。また、送水ポンプを運転することによりポンプが発熱し、熱源水の温度を上昇させるため、冷房時には圧縮機の動力を増加させる場合があった。

国際公開第２０１０／０９２９１６号

本発明が解決しようとする課題は、熱源機の動力を低減させることができる、熱源水制御方法及び熱源水制御装置を提供することである。

実施形態の熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、停止情報取得ステップと、運転状態取得ステップと、バルブ開度取得ステップと、運転切替えステップとを実行する。停止情報取得ステップは、熱源機から利用側熱負荷に送水された熱源水の水温に基づき運転が制御される熱源機の圧縮機が停止されたか否かの情報を取得する。運転状態取得ステップは、利用側熱負荷に送水された熱源水の水量に基づき回転数が制御される熱源機側ポンプの運転状態を取得する。バルブ開度取得ステップは、利用側熱負荷に供給する熱源水の供給量を調節するバルブのバルブ開度を取得する。運転切替えステップは、停止情報取得ステップにおいて取得された圧縮機が停止されたか否かの情報、運転状態取得ステップにおいて取得された運転状態、及びバルブ開度取得ステップにおいて取得されたバルブ開度に基づき、熱源機側ポンプの運転状態と停止状態を切替える。

実施形態の熱源水制御システムの一例を示す図。実施形態の熱源水制御装置のソフトウェアの構成の一例を示す図。実施形態の熱源水制御装置のハードウェアの構成の一例を示す図。実施形態の熱源水制御装置の動作の一例を示すフローチャート。

以下、実施形態の熱源水制御方法及び熱源水制御装置を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各図において、同一構成については同一の符号を付す。

先ず、図１を用いて、実施形態の熱源水制御システムの一例を説明する。

図１において、熱源水制御システム１は、中央監視装置１０、熱源機１２、フリーバイパス回路１３、往水温度センサ１５、水量計１６、還水温度センサ１７、利用側機器であるエアハン２０、バルブ２１、温度計２２、指示調節計２３、二次側送水ポンプ（負荷側送水ポンプ）３１、圧力逃がし回路３２を有する。熱源水制御システム１は、１又は２以上のエアハン２０に対して熱源機１２で生成した熱源水を送水する。図１では、エアハン２０ａとエアハン２０ｂの２台のエアハン２０を図示しているが、エアハン２０の台数は１台又は３台以上であってもよい。バルブ２１、温度計２２及び指示調節計２３は、それぞれのエアハン２０毎に設置されている。エアハン２０ａには、バルブ２１ａ、温度計２２ａ及び指示調節計２３ａが設置され、エアハン２０ｂには、バルブ２１ｂ、温度計２２ｂ及び指示調節計２３ｂが設置されている。

また、熱源水制御システム１は、熱源機側ポンプとして例示する一次側送水ポンプ１２３の運転状態を制御する熱源水制御機能を有している。熱源水制御システム１において、熱源水制御機能を有する装置（以下「熱源水制御装置」という。）は特定の装置に限定されない。そのため、図１には特定の熱源水制御装置を明示していないが、例えばモジュールコントローラ（Module Controller：MC）１２１、グループコントローラ（Group Controller：GC）１２２、中央監視装置１０などが熱源水制御装置になり得る。熱源水制御装置の詳細は、図２〜図４を用いて後述する。

熱源機１２は、例えば、複数の冷凍サイクル装置と一次側送水ポンプ（熱源機側ポンプ）１２３を備えたモジュールタイプチリングユニットである熱源モジュール１２０を複数備えており、これら複数の熱源モジュール１２０を制御するモジュールコントローラ（Module Controller：ＭＣ）１２１を備えている。モジュールコントローラ１２１は、さらに複数の熱源機１２を群制御するグループコントローラ（Group Controller：ＧＣ）１２２に通信可能に接続されている。

モジュールコントローラ１２１は、熱源機１２の各熱源モジュール１２０の運転台数制御を行い、熱源機１２から送水される熱源水の送水圧又は送水量を制御する。例えば、モジュールコントローラ１２１は、送水圧又は送水量を一定にするように各熱源モジュール１２０に制御信号を送り、これに基づいて各熱源モジュール１２０の一次側送水ポンプ１２３が制御される。送水圧や送水量は、例えば一次側送水ポンプ１２３の運転台数や回転数で制御することができる。一次側送水ポンプ１２３の回転数は、例えば熱源モジュール１２０が有する図示しないインバータ装置から出力される周波数によって制御することができる。モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転台数や回転数等の運転状況をグループコントローラ１２２に送信する。なお、送水圧は、例えば、熱源機から送水される往水と熱源機に還流される還水の差圧を図示しない差圧計で測定される。また、送水量は、例えば、一次側送水ポンプ１２３から送水される熱源水の圧力損失に基づいて算出される。ここで、熱源水の水量は別途配管に設けられる水量計によて測定されてもよい。

グループコントローラ１２２は、熱源機１２のモジュールコントローラ１２１へ設定温度指示を行い、この設定温度に応じて熱源機１２から送水される熱源水の水温が制御される。熱源モジュール１２０は、４台の空気熱交換機と図示しない２台の水熱交換器及び１台の一次側送水ポンプ１２３を有する。熱源モジュール１２０は、各空気熱交換器と冷媒配管で接続された図示しない圧縮機を備えた独立した４つの冷凍サイクル装置によって冷媒を圧縮・膨張させつつ、２台の水熱交換器で水との熱交換によって熱源水を生成する。生成された熱源水は一次側送水ポンプ１２３により送水される。熱源水の水温は、例えば、往水温度センサ１５において計測されてもよい。熱源モジュール１２０は、熱源水の水温が所定の温度になるように圧縮機の運転台数、圧縮機の回転数又は圧縮率等の運転状態を制御する。圧縮機の回転数は熱源モジュール１２０が有する図示しないインバータ装置から出力される周波数によって制御することができる。例えば、冷房においては、圧縮機を駆動することによって熱源水を冷却する。圧縮機の回転数を高くすると熱源水の水温は低下する。熱源モジュール１２０は、熱源水の水温が所定の温度以下になった場合、圧縮機の運転を停止するようにしてもよい。グループコントローラ１２２は、圧縮機の停止を含む運転状態を中央監視装置１０に出力する。圧縮機の回転数は、例えば、４〜２０ｍＡの電流出力、０〜５Ｖの電圧出力で出力される。また、圧縮機の運転又は停止は、有接点又は無接点のリレー出力で出力してもよい。

往水温度センサ１５は、エアハン２０ａ及びエアハン２０ｂに送水される熱源水の水温を計測する。計測された送水温度は、グループコントローラ１２２に入力される。還水温度センサ１７は、エアハン２０ａ及びエアハン２０ｂから熱源機１２に還流される熱源水の還水温度を計測する。

送水温度と還水温度の差は、エアハン２０における熱交換量（熱負荷）によって変化する。計測された還水温度は、モジュールコントローラ１２１を経由してグループコントローラ１２２に入力される。グループコントローラ１２２は、入力された送水温度と還水温度の差の変化に基づき、エアハン２０の熱負荷が変化したことを検出して、モジュールコントローラ１２１を経由して各熱源モジュール１２０へ圧縮機の運転状態を変化させる制御信号を送信してもよい。例えば、グループコントローラ１２２またはモジュールコントローラ１２１は、送水温度が所定の温度になっている状態で送水温度と還水温度の差が無い場合、熱源モジュール１２０に運転停止の指示を行い圧縮機の運転を停止してもよい。これによって、圧縮機の動力を低減することができる。モジュールコントローラ１２１はグループコントローラ１２２を介して、圧縮機の運転を停止したことを中央監視装置１０に通知する。また、グループコントローラ１２２は、圧縮機の運転を停止しているときに、送水温度が所定の温度になっている状態であっても、送水温度と還水温度の差が大きくなった場合、圧縮機の運転を再開してもよい。これにより、熱負荷の上昇に対して圧縮機を早めに運転再開することによって、水温制御の水応答性を高めて送水温度を安定させることが可能となる。

水量計１６は、エアハン２０ａ及びエアハン２０ｂに送水された熱源水の送水量を計測する。送水量は、複数のエアハン２０に送水された熱源水の水量の合計である。計測された送水量は、モジュールコントローラ１２１およびグループコントローラ１２２を経由して中央監視装置１０に入力される。

二次側送水ポンプ３１は、熱源水を、エアハン２０ａ及びエアハン２０ｂに送水する。二次側送水ポンプ３１は、運転台数と回転数を制御できるものとする。

バルブ２１は、エアハン２０に供給する熱源水の流量をバルブ開度によって調節する。バルブ２１は、バルブ開度の変化によって流量を変化させる。バルブ開度の変化に対する流量の変化の特性をバルブの流量特性という。流量を調節するバルブにおいては、リニア特性あるいはイコールパーセント特性のバルブが用いられる場合が多い。リニア特性とは、バルブ開度に比例して流量が変化する流量特性である。イコールパーセント特性とは、バルブ開度がどの位置で変化しても、流量の変化量が変化前の流量と同じになる特性である。すなわち、イコールパーセント特性においては、流量の変化率が流量に比例する。

温度計２２は、エアハン２０の温度を計測することによって利用側機器であるエアハンの熱負荷の状態を計測する。温度計２２は、１又は複数のセンサによって構成することができる。温度計２２で計測された温度は指示調節計２３に入力される。

指示調節計２３は、指示された温度と温度計２２で計測されたエアハン２０の温度に基づき、バルブ２１のバルブ開度と二次側送水ポンプ３１の運転状態を調節する。例えば、冷房の場合、温度計２２で計測された温度が指示調節計２３より高く、温度計２２で計測された温度と指示された温度との差が大きい場合、指示調節計２３は、バルブ２１のバルブ開度を大きくするとともに、二次側送水ポンプ３１の運転台数と回転数を増加させる。一方、温度計２２で計測された温度と指示された温度との差が小さい場合、指示調節計２３は、バルブ２１のバルブ開度を小さくするとともに、二次側送水ポンプ３１の運転台数と回転数を減少させる。さらに、温度計２２で計測された温度が指示された温度に達した場合、指示調節計２３は、バルブ２１のバルブを閉じる（バルブ開度を０にする）とともに、二次側送水ポンプ３１を最小の動力で運転する。バルブ２１（バルブ２１ａ及びバルブ２１ｂ）が閉じられると、エアハン２０に供給される熱源水の流量が０になるため、二次側送水ポンプ３１で送水された熱源水は、圧力逃がし回路３２によってバイパスされて二次側送水ポンプ３１に還流される。指示調節計２３は、バルブ開度情報を中央監視装置１０に出力する。バルブ開度情報は、例えば、４〜２０ｍＡの電流出力、０〜５Ｖの電圧出力で出力される。
また、中央監視装置１０はエアハン２０ａ及びエアハン２０ｂへの送水量を制御するバルブ２１ａ、バルブ２１ｂのバルブ開度情報をグループコントローラ１２２へ出力し、グループコントローラ１２２はモジュールコントローラ１２１へバルブ開度情報を出力することができる。

二次側送水ポンプ３１は、上述のように、利用側機器であるエアハン２０ａ及びエアハン２０ｂの熱負荷の状態に応じて運転される。このとき、二次側送水ポンプ３１は、一次側送水ポンプ１２３と独立して運転される。例えば、１台の熱源機１２から複数の利用側負荷に熱源水を供給する場合、利用側負荷の負荷状態と必要な熱源水の供給量はそれぞれ異なる場合がある。また、それぞれの利用側負荷における熱源水の水圧は、他の利用側負荷への熱源水の供給量によって変動する。二次側送水ポンプ３１を一次側送水ポンプ１２３と独立して運転することによって。他の利用側負荷の状況による水圧の変動の影響を少なくして安定した熱源水の供給が可能となる。

フリーバイパス回路１３は、熱源機１２の一次側送水ポンプ１２３の出口側と入口側を接続するバイパス配管である。上述のように、一次側送水ポンプ１２３と二次側送水ポンプ３１は独立して運転されるため、一次側送水ポンプ１２３の送水量と二次側送水ポンプ３１の送水量には差が生じる。フリーバイパス回路１３は、一次側送水ポンプ１２３の送水量と二次側送水ポンプ３１の送水量の差を調整する。例えば、一次側送水ポンプ１２３の送水量が二次側送水ポンプ３１の送水量より多い場合、フリーバイパス回路１３には、図１において左から右の方向に熱源水が流れる。一方、一次側送水ポンプ１２３の送水量が二次側送水ポンプ３１の送水量より少ない場合、フリーバイパス回路１３には、図１において右から左の方向に熱源水が流れる。フリーバイパス回路１３を設けることにより、一次側送水ポンプ１２３の送水量と二次側送水ポンプ３１の送水量に差が生じたとしてもそれぞれのポンプにおける送水量を確保することができる。

次に、図２を用いて、実施形態の熱源水制御装置のソフトウェアの構成を説明する。

図２において、熱源水制御装置は、停止情報取得部５１、運転状態取得部５２、バルブ開度取得部５３、水温取得部５４及び運転切替え部５５の機能を有する。

熱源水制御装置の、停止情報取得部５１、運転状態取得部５２、バルブ開度取得部５３及び水温取得部５４は、熱源水制御装置の外部から所定の情報を取得する機能である。運転切替え部５５は、取得された情報に基づき、熱源水制御装置の外部に対して制御を実行する機能である。本実施形態において、これらの各機能は、ソフトウェア（プログラム）を実行することにより実現されるものとして説明する。すなわち、図２は、熱源水制御装置に対して熱源水制御処理を実行させる熱源水制御プログラムの一態様を示している。
例えば図１に示す熱源水制御システム１において、この熱源水制御プログラムは、モジュールコントローラ１２１、グループコントローラ１２２、中央監視装置１０のいずれかに組み込まれている。

本実施形態においては、モジュールコントローラ１２１に熱源水制御プログラムが組み込まれ、熱源水制御装置として機能する場合について説明する。すなわちこの場合、モジュールコントローラ１２１が停止情報取得部５１、運転状態取得部５２、バルブ開度取得部５３、水温取得部５４及び運転切替え部５５を備える。
停止情報取得部５１は、熱源機１２の圧縮機が停止されたか否かの情報を取得する。圧縮機は、熱源機１２から利用側熱負荷として例示するエアハン２０に送水された熱源水の水温に基づき運転が制御される。圧縮機が停止されたか否かの情報は、グループコントローラ１２２から取得することができる。熱源モジュール１２０は、送水温度が所定の温度になっている状態で送水温度と還水温度の差が無い場合、圧縮機の運転を停止する。停止情報取得部５１は、圧縮機が停止されたか否かの情報を取得することにより、エアハン２０の熱負荷が小さくなったことを確認することができる。

運転状態取得部５２は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を取得する。一次側送水ポンプ１２３は、利用側熱負荷として例示するエアハン２０に送水された熱源水の水量に基づき回転数が制御される熱源機側ポンプの一例である。一次側送水ポンプ１２３の運転状態とは、例えば、一次側送水ポンプ１２３の回転数である。一次側送水ポンプ１２３の回転数は、一次側送水ポンプ１２３を駆動するインバータからの出力周波数やポンプの回転軸に設置された回転計で計測された計測値を取得することにより取得することができる。本実施形態において、出力周波数に係る情報には、その周波数で回転する一次側送水ポンプ１２３の回転数に係る情報を含んでいてもよい。出力周波数に係る情報は、例えば、４〜２０ｍＡの電流出力、０〜５Ｖの電圧出力で取得することができる。運転状態取得部５２は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を取得することにより、一次側送水ポンプ１２３の負荷状況を確認することができる。

バルブ開度取得部５３は、バルブ２１のバルブ開度を取得する。バルブ２１は、利用側熱負荷として例示するエアハン２０に供給する熱源水の供給量を調節するバルブの一例である。バルブ２１のバルブ開度は、例えば、指示調節計２３からバルブ２１に対する出力によって取得することができる。バルブ２１のバルブ開度は、例えば、バルブ２１が通信機能を有し、所定のコマンドによるコールバックでバルブ開度を出力できるものである場合、バルブ２１から直接取得するようにしてもよい。

水温取得部５４は、熱源機１２から利用側熱負荷として例示するエアハン２０に送水された熱源水の水温を取得する。熱源水の水温は、例えば、往水温度センサ１５又は還水温度センサ１７の少なくともいずれか１つで計測された計測値に基づき取得することができる。すなわち、水温取得部５４は、１又は複数の水温センサで計測された計測値を取得するようにしてもよい。また、水温取得部５４が取得する熱源水の水温は、往水温度センサ１５と還水温度センサ１７の水温差等、複数の水温センサで計測された水温の水温差であってもよい。

運転切替え部５５は、停止情報取得部５１において取得された圧縮機が停止されたか否かの情報、運転状態取得部５２において取得された一次側送水ポンプ１２３の運転状態、及びバルブ開度取得部５３において取得されたバルブ２１のバルブ開度に基づき、一次側送水ポンプ１２３の運転状態と停止状態を切替える。運転状態と停止状態の切替えとは、運転状態から停止状態への切替え、あるいは、停止状態から運転状態への切替えである。

一次側送水ポンプ１２３の運転状態とは、一次側送水ポンプ１２３が動力を発生している状態をいう。したがって、一次側送水ポンプ１２３の運転状態には、一次側送水ポンプ１２３に対して低周波数が印加されていて、回転負荷やブレーキによってポンプが回転していない状態を含んでいてもよい。運転切替え部５５は、出力周波数に係る情報が、出力周波数が予め設定された周波数以下を示す情報であることを、熱源機側ポンプを停止させる条件とする。予め設定された周波数以下を示す情報には、予め設定された周波数における一次側送水ポンプ１２３の回転数が予め設定された回転数以下を示す情報を含んでいてもよい。

運転切替え部５５は、一次側送水ポンプ１２３の出力周波数に係る情報を、一次側送水ポンプ１２３を停止させる条件とすることにより、一次側送水ポンプ１２３の停止に伴う送水圧の変化を小さくすることができる。また、運転切替え部５５は、圧縮機が停止されていることを、一次側送水ポンプ１２３を停止させる条件とすることにより、一次側送水ポンプ１２３の停止に伴う熱源水の水温の変化を小さくすることができる。

ところで、運転切替え部５５は、圧縮機が停止され、一次側送水ポンプ１２３の回転数が予め設定された回転数以下になっていることによって、利用側装置の負荷が軽い状態であることを推測することができる。しかし、圧縮機の運転又は停止が切替わるタイミングと、一次側送水ポンプ１２３の回転数が変化するタイミングは、利用側装置の負荷状態が変化してから所定のタイムラグを含む。例えば、利用側装置の負荷状態が変化すると、バルブ２１の開度が大きくなる。バルブ２１が閉状態であるときには、二次側送水ポンプ３１で発生する水圧は圧力逃がし回路３２でバイパスされているため、バルブ２１の開度を大きくしてから実際にエアハン２０に熱源水が供給されるまで、所定のタイムラグが発生する。また、エアハン２０に熱源水が供給されてから、往水温度センサ１５又は還水温度センサ１７の計測値が変化するまで、所定のタイムラグが発生する。したがって、利用側装置の負荷状態が変化してから、圧縮機の運転／停止、又は一次側送水ポンプ１２３の回転数が変化するまでには、相当のタイムラグが発生することになる。本実施形態においては、さらに、運転切替え部５５は、バルブ２１のバルブ開度の情報を、一次側送水ポンプ１２３を停止させる条件とすることにより、エアハン２０が無負荷のときの一次側送水ポンプ１２３の動力を低減できるとともに、上述したタイムラグを吸収して負荷状態の変化に対する熱源機１２の応答性を高めることができる。

なお、モジュールコントローラ１２１が有する、停止情報取得部５１、運転状態取得部５２、バルブ開度取得部５３、水温取得部５４及び運転切替え部５５の各機能は、上述の通り、ソフトウェアによって実現されるものとして説明した。しかし、モジュールコントローラ１２１が有する上記機能の中で少なくとも１つ以上の機能は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

また、モジュールコントローラ１２１が有する上記何れかの機能は、１つの機能を複数の機能に分割して実施してもよい。また、モジュールコントローラ１２１が有する上記何れか２つ以上の機能を１つの機能に集約して実施してもよい。

また、モジュールコントローラ１２１は、１つの筐体によって実現される装置であってもよいし、ネットワーク等を介して接続された複数の装置から実現されるシステムであってもよい。例えば、モジュールコントローラ１２１は、クラウドコンピューティングシステムによって提供されるクラウドサービス等、仮想的な装置であってもよい。また、モジュールコントローラ１２１は、サーバ装置等の汎用のコンピュータであってもよく、機能が限定された専用の装置であってもよい。

また、モジュールコントローラ１２１の上記各機能のうち、少なくとも１以上の機能を他の装置において実現するようにしてもよい。すなわち、モジュールコントローラ１２１は上記全ての機能を有している必要はなく、一部の機能を有するものであってもよい。

次に、モジュールコントローラ１２１のハードウェアの構成を説明する。

モジュールコントローラ１２１は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４、操作部１０５、表示部１０６、及び通信Ｉ／Ｆ（Interface）１０７を有する。

モジュールコントローラ１２１には、デスクトップ型ＰＣ（Personal Computer）、サーバ装置等の汎用のコンピュータを用いることができる。また、モジュールコントローラ１２１には、熱源機専用の制御装置、又はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の産業用制御機器を用いてもよい。また、モジュールコントローラ１２１は、中央監視装置１０又はグループコントローラ１２２とハードウェアを共用するものであってもよい。モジュールコントローラ１２１は、図２で説明した熱源水制御プログラムを実行する。

ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３又はＨＤＤ１０４に記憶された熱源水制御プログラムを実行することにより、モジュールコントローラ１２１の制御を行う。熱源水制御プログラムは、例えば、熱源水制御プログラムを記録した記録媒体、又はネットワークを介してプログラムを提供するサーバ等から取得されて、ＨＤＤ１０４にインストールされ、ＲＡＭ１０２にＣＰＵ１０１から読出し可能に記憶される。

操作部１０５は、モジュールコントローラ１２１に対する操作入力を可能にする、例えば、キーボード、マウス、又はスイッチ等である。表示部１０６は、情報を表示する表示機能を有する、例えば、液晶ディスプレイ、又はランプ等である。なお、操作部１０５及び表示部１０６は、操作表示機能を有する、例えばタッチパネル等であってもよく、通信により接続されるその他の外部インタフェースとしてもよい。

通信Ｉ／Ｆ１０７は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信、有線ＬＡＮ通信、赤外線通信、近距離無線通信等を介して他の装置との通信を制御する。通信Ｉ／Ｆ１０７は、例えば、熱源モジュール１２０、グループコントローラ１２２、又はネットワーク９を介したクラウドサーバ１９との通信を制御する。熱源モジュール１２０は、圧縮機１２５を備える複数の冷凍サイクル装置によって冷媒を冷却又は加熱して、水との熱交換によって熱源水を生成する。モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３を制御する。グループコントローラ１２２は、熱源モジュール１２０の各冷凍サイクルに設けられた圧縮機１２５を制御する。クラウドサーバ１９は、例えば、中央監視装置１０の運転状態をモニタし又は記録する。

次に、図４を用いて、実施形態のモジュールコントローラ１２１の動作を説明する。なお、図４において図示するフローチャートの動作は、図２において説明した熱源水制御装置として機能するモジュールコントローラ１２１の各機能による動作であって、ＣＰＵ１０１が熱源水制御プログラムを実行することによって実現することができる。各動作はモジュールコントローラ１２１が実行するものとして説明する。

図４において、モジュールコントローラ１２１は、圧縮機が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。圧縮機が停止しているか否かの情報は、例えば、モジュールコントローラ１２１がグループコントローラ１２２から取得することができる。圧縮機１２５が停止してないと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を変更しない。ここでは、フローチャートのスタート時点において一次側送水ポンプ１２３は運転状態であるものとする。

一方、圧縮機１２５が停止していると判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３を駆動するインバータの周波数が設定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。インバータの周波数の情報は、例えば、モジュールコントローラ１２１が熱源モジュール１２０から取得することができる。インバータの周波数が設定値以下でないと判断した場合（ステップＳ１２）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を変更しない。

一方、インバータの周波数が設定値以下であると判断した場合（ステップＳ１２）、モジュールコントローラ１２１は、バルブ２１のバルブ開度が設定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。バルブ開度の情報は、例えば、モジュールコントローラ１２１が指示調節計２３から取得することができる。バルブ開度が設定値以下でないと判断した場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を変更しない。

一方、バルブ開度が設定値以下であると判断した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、モジュールコントローラ１２１は、水温が、予め設定された第１条件として例示する、温度Ｔ１以下であるか否かを判断する（ＳステップＳ１４）。水温は、例えば、往水温度センサ１５又は還水温度センサ１７の計測値から取得することができる。水温が温度Ｔ１以下であると判断した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転を停止する（ステップＳ１５）。一次側送水ポンプ１２３の運転を停止することにより、一次側送水ポンプ１２３の動力を低減することができる。

一方、水温が温度Ｔ１より大きい場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、モジュールコントローラ１２１は、水温が、予め設定された第２条件として例示する、温度Ｔ２以上であるか否かを判断する（ＳステップＳ１６）。ここで、温度Ｔ２＞温度Ｔ１である。水温が温度Ｔ２以上であると判断した場合（ＳステップＳ１６：ＹＥＳ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３を運転する（ステップＳ１７）。温度Ｔ２＞温度Ｔ１とすることで、一次側送水ポンプ１２３のハンチング運転を防止することができる。

一方、水温が温度Ｔ２未満であると判断した場合（ＳステップＳ１６：ＮＯ）、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の運転状態を変更しない。すなわち、一次側送水ポンプ１２３の停止状態が継続されることになる。

ステップＳ１５の処理を実行した後、ステップＳ１７の処理を実行した後、又は、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理において、ＮＯと判断された場合、モジュールコントローラ１２１は、一次側送水ポンプ１２３の制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ１８）。制御を終了するか否かは、例えば、熱源モジュール１２０の運転が終了されたか否かの情報を取得することにより判断することができる。制御を終了しないと判断した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、モジュールコントローラ１２１は、ステップＳ１１の処理に戻り、ステップＳ１１〜ステップＳ１８の処理を繰り返す。一方、制御を終了すると判断した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、モジュールコントローラ１２１は、フローチャートの動作を終了する。

以上のように、本実施形態において、熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、熱源機から利用側熱負荷に送水された熱源水の水温に基づき運転が制御される熱源機の圧縮機が停止されたか否かの情報を取得する停止情報取得ステップと、利用側熱負荷に送水された熱源水の水量に基づき回転数が制御される熱源機側ポンプの運転状態を取得する運転状態取得ステップと、利用側熱負荷に供給する熱源水の供給量を調節するバルブのバルブ開度を取得するバルブ開度取得ステップと、停止情報取得ステップにおいて取得された圧縮機が停止されたか否かの情報、運転状態取得ステップにおいて取得された運転状態、及びバルブ開度取得ステップにおいて取得されたバルブ開度に基づき、熱源機側ポンプの運転状態と停止状態を切替える運転切替えステップとを実行する。これにより、熱源機の動力を低減させることができる。

また、本実施形態における熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、運転状態取得ステップにおいて、運転状態として熱源機側ポンプを駆動するインバータの出力周波数に係る情報を取得し、運転切替えステップにおいて、出力周波数に係る情報が、出力周波数が予め設定された周波数以下を示す情報であるときに熱源機側ポンプを停止させる。これにより、熱源機側ポンプの負荷が小さいときに熱源機側ポンプを停止させることができる。

また、本実施形態における熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、運転切替えステップにおいて、バルブ開度が予め設定された開度以下であるときに熱源機側ポンプを停止させる。これにより、利用側装置の熱負荷が小さいときに熱源機側ポンプを停止させることができる。

また、本実施形態における熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、水温を取得する水温取得ステップをさらに実行し、運転切替えステップにおいて、取得された水温が予め設定された第１条件を満たす状態になったときに熱源機側ポンプを運転状態から停止状態に切替え、取得された水温が第１条件を満たす状態から第２条件を満たす状態になったときに熱源機側ポンプを停止状態から運転状態に切替える。これにより、熱源機側ポンプのハンチング運転を防止することができる。

また、本実施形態において、熱源水制御装置は、上記のいずれかに記載の熱源水制御方法により熱源機側ポンプを運転又は停止させる。これにより、熱源機の動力を低減させることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、熱源水制御方法は、熱源水制御装置が、停止情報取得ステップと、運転状態取得ステップと、バルブ開度取得ステップと、運転切替えステップとを実行することにより、熱源機の動力を低減させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

例えば、上記実施形態では、一次側送水ポンプと二次側送水ポンプとフリーバイパス回路を有する熱源水制御システムについて説明したが、熱源水制御システムはこの形態に限定されるものではない。例えば、二次側送水ポンプを有さず、バイパス回路にバイパス弁を有して熱源水の流量を調整するものであってもよい。

これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…熱源水制御システム、１０…中央監視装置、１２…熱源機、１２０…熱源モジュール、１２１…モジュールコントローラ（Module Controller：MC）（熱源水制御装置）、１０１…ＣＰＵ（Central Processing Unit）、１０２…ＲＡＭ（Random Access Memory）、１０３…ＲＯＭ（Read Only Memory）、１０４…ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、１０５…操作部、１０６…表示部、１０７…通信Ｉ／Ｆ（Interface）、５１…停止情報取得部、５２…運転状態取得部、５３…バルブ開度取得部、５４…水温取得部、５５…運転切替え部、１２２…グループコントローラ（Group Controller：GC）、１２０…熱源モジュール、１２３…一次側送水ポンプ、１２５…圧縮機、１３…フリーバイパス回路、１５…往水温度センサ、１６…水量計、１７…還水温度センサ、２０…エアハン、２１…バルブ、２２…温度計、２３…指示調節計、３１…二次側送水ポンプ、３２…圧力逃がし回路、９…ネットワーク、１９…クラウドサーバ

Claims

熱源水制御装置が、
熱源機から利用側熱負荷に送水された熱源水の水温に基づき運転が制御される前記熱源機の圧縮機が停止されたか否かの情報を取得する停止情報取得ステップと、
前記利用側熱負荷に送水された熱源水の水量に基づき回転数が制御される熱源機側ポンプの運転状態を取得する運転状態取得ステップと、
前記利用側熱負荷に供給する前記熱源水の供給量を調節するバルブのバルブ開度を取得するバルブ開度取得ステップと、
前記停止情報取得ステップにおいて取得された前記圧縮機が停止されたか否かの情報、前記運転状態取得ステップにおいて取得された前記運転状態、及び前記バルブ開度取得ステップにおいて取得された前記バルブ開度に基づき、前記熱源機側ポンプの運転状態と停止状態を切替える運転切替えステップと、
を実行する、
熱源水制御方法。
前記熱源水制御装置が、
前記運転切替えステップにおいて、前記運転状態として前記熱源機側ポンプを駆動するインバータの出力周波数に係る情報を取得し、
前記運転切替えステップにおいて、前記出力周波数に係る情報が、前記出力周波数が予め設定された周波数以下を示す情報であるときに前記熱源機側ポンプを停止させる、
請求項１に記載の熱源水制御方法。
前記熱源水制御装置が、
前記運転切替えステップにおいて、前記バルブ開度が予め設定された開度以下であるときに前記熱源機側ポンプを停止させる、
請求項１又は２に記載の熱源水制御方法。
前記熱源水制御装置が、
前記水温を取得する水温取得ステップをさらに実行し、
前記運転切替えステップにおいて、取得された前記水温が予め設定された第１条件を満たす状態になったときに前記熱源機側ポンプを運転状態から停止状態に切替え、取得された前記水温が前記第１条件を満たす状態から第２条件を満たす状態になったときに前記熱源機側ポンプを停止状態から運転状態に切替える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の熱源水制御方法。
請求項１から４のいずれか一項に記載の熱源水制御方法により前記熱源機側ポンプを運転又は停止させる、
熱源水制御装置。