JP2019117033A - 制御装置、冷凍機システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

制御装置、冷凍機システム、制御方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】台数制御の安定性確保と軽負荷停止の防止を両立させる。【解決手段】本発明の一態様である制御装置は、複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、を備え、前記運転台数制御部は、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる。【選択図】図1

Description

本発明は、制御装置、冷凍機システム、制御方法及びプログラムに関する。
複数台数の冷凍機を有する冷凍機システムを運転する場合、冷凍機システム全体を効率良く運転するために、冷凍機の運転台数を増減する制御が行われている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。特許文献1及び特許文献2に記載されている冷凍機システムでは、各冷凍機の成績係数(COP)が所定値以上となる負荷率範囲をそれぞれ決定し、個々の冷凍機の負荷率が決定した負荷率範囲に収まるように運転台数を制御している。
また、特許文献1に記載されている冷凍機システムでは、一度増減段(冷凍機の運転台数の増加または減少)が発生すると、次に増減段判断を行うまでに冷凍機の能力発揮待ち時間を設けることで、より好適な制御を実現している(特許文献1の段落0054を参照)。これは冷凍機が能力発揮しておらず、系統が乱れている状態で次の増減段判断を行うことで、台数変更後静定時に冷凍機負荷が所望の負荷範囲に入らない事象を防ぐためである。
しかし、冷凍機システムに対する負荷の減少レートが急である場合、上記待ち時間により適切な減段が行われずに、冷凍機が軽負荷停止してしまう可能性がある。軽負荷停止とは、冷水入口温度が低くなり、負荷が低すぎる状態で運転を行うことによる冷凍機の故障を防ぐための機能であり、冷凍機が個々に備える機能である(例えば、特許文献3の段落0008を参照)。軽負荷停止は、台数制御装置とは別に、冷凍機本体が故障を防ぐために自ら停止する機能であるため、複数の冷凍機が一斉に軽負荷停止することも考えられる。台数制御が行われているにもかかわらず軽負荷停止が発生するのは、本来は台数制御装置が冷凍機の増減段を判断するべきであるにもかかわらず、冷凍機自身が自らの減段(停止)を行わざるを得ない温度まで、冷水入口温度が低下してしまうことが原因である。複数の冷凍機が一斉に軽負荷停止すると、冷水温度の急激な変化を招いてしまう。
軽負荷停止を防ぐためには、上記待ち時間を短く設定し、早急に増減段を判断する必要がある。しかしそれでは、軽負荷停止の危険がない場合にも、冷凍機負荷が所望の負荷範囲に入らない台数制御が行われる可能性がある。
特許第4435533号公報 特許第5787792号公報 特開2017−129340号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、台数制御の安定性確保と軽負荷停止の防止を両立させることができる制御装置、冷凍機システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様によれば、制御装置は、複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、を備え、前記運転台数制御部は、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる。
また、本発明の第2の態様によれば、前記運転台数制御部は、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を零とする。
また、本発明の第3の態様によれば、前記所定の条件は、前記複数台の冷凍機の軽負荷停止を防止するための条件である。
また、本発明の第4の態様によれば、前記運転台数制御部は、前記複数台の冷凍機から受信した軽負荷停止を実行する際の前記冷水温度の設定値に基づいて、前記所定の条件を決定する。
また、本発明の第5の態様によれば、前記運転台数制御部は、前記冷水温度、前記冷水温度の変化の度合い、及び前記設定値に基づいて、前記待機時間を低減する量を決定する。
また、本発明の第6の態様によれば、前記運転台数制御部は、前記所定の条件として、前記冷水温度が所定の設定値よりも低い場合に前記所定の待機時間を低減させる。
また、本発明の第7の態様によれば、前記運転台数制御部は、前記所定の条件として、前記冷水温度の低下レートが所定の設定値より大きい場合に前記所定の待機時間を低減させる。
また、本発明の第8の態様によれば、冷凍機システムは、負荷を冷却させる複数台の冷凍機と、負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部とを有し、前記複数台の冷凍機を制御する制御装置とを備え、前記運転台数制御部は、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる。
また、本発明の第9の態様によれば、制御方法は、複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、を備える制御装置を用いて、前記運転台数制御部によって、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる。
また、本発明の第10の態様によれば、プログラムは、複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、を備える制御装置を構成するコンピュータに、前記運転台数制御部によって、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる処理を実行させる。
上述の何れかの態様によれば、台数制御の安定性確保と軽負荷停止の防止を両立させることができる。
本発明の実施形態に係る複数冷凍機を含む冷凍機システムの構成例を示す図である。 図1に示す制御装置20の動作例を示すフローチャートである。 図1に示す制御装置20の動作例を示すフローチャートである。 図1に示す制御装置20の動作例を示すフローチャートである。 図1に示す制御装置20の動作例を示すフローチャートである。 図1に示す制御装置20の動作例を示すフローチャートである。 図1に示す制御装置20のコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍機システム1の構成を概略的に示した図である。冷凍機システム1は、4台の冷凍機11、12、13及び14と、制御装置20を備える。4台の冷凍機11、12、13及び14は、冷蔵又は冷凍ショーケース、空調機や給湯機、工場設備等の負荷2に対して供給する冷水温度を低下させる。冷凍機11、12、13及び14の冷水入口111、121、131及び141へは、配管41を流れる冷水が、ポンプ31、32、33及び34を介して流入する。冷凍機11、12、13及び14が温度を低下させた冷水は、冷水出口112、122、132及び142から、配管42、ポンプ61及び配管43を介して負荷2へ送水される。また、負荷2を経由した還水である冷水は、配管44を介して配管41へ戻される。また、バイパス管45とポンプ51が、配管42と配管41の間に設けられていて、配管42に流れる冷水の一部が、負荷2を介さずに配管41へ戻される。
また、配管41には、温度センサ71と流量センサ73が設けられている。温度センサ71は、配管41に流れる冷水温度K1を検知し、検知した結果を制御装置20へ出力する。温度センサ71が検知する冷水温度K1は、冷水入口111、121、131及び141から冷凍機11〜14へ流入する冷水温度とほぼ同じである。流量センサ73は、配管41に流れる冷水の流量Q1を検知し、検知した結果を制御装置20へ出力する。流量センサ73が検知する冷水の流量Q1は、冷水入口111、121、131及び141から冷凍機11〜14へ流入する冷水の合計の流量である。また、配管42には、温度センサ72が設けられている。温度センサ72は、配管42に流れる冷水温度K2を検知し、検知した結果を制御装置20へ出力する。温度センサ72が検知する冷水温度K2は、運転中の冷凍機11、12、13及び14の冷水出口の温度におおむね一致する。
冷凍機11、12、13及び14は、例えば、ターボ冷凍機であり、制御装置20との間で通信線81を介して所定の制御信号を送受信し、制御装置20による制御の下、動作する。例えば、冷凍機11、12、13及び14は、制御装置20から起動信号を受信した場合に起動する。また、冷凍機11、12、13及び14は、制御装置20から停止信号を受信した場合に停止する。また、冷凍機11、12、13及び14は、制御装置20からの所定の問い合わせに対して、軽負荷停止を実行する際の冷水温度の設定値を示す情報を制御装置20へ送信する。軽負荷停止は、各冷凍機11、12、13及び14が個々に、冷水温度が所定の設定値以下となった場合に、制御装置20から停止信号を受信していないときでも運転を停止する機能である。冷凍機11、12、13及び14は、この軽負荷停止の機能を有する。所定の設定値は、冷水入口111、121、131及び141で検知された冷水温度の設定値であったり、冷水出口112、122、132及び142で検知された冷水温度の設定値であったりする。冷凍機11、12、13及び14は、制御装置20に対して、軽負荷停止を実行する際の冷水温度の設定値を示す情報を送信する場合に、冷水入口での設定値なのか冷水出口での設定値なのかを示す情報を制御装置20へ送信してもよい。また、冷凍機11、12、13及び14には、冷却水系統80が接続されていて冷却水が循環される。
制御装置20は、例えば、コンピュータであり、CPU(中央処理装置)、主記憶装置、補助記憶装置、通信装置、入出力装置等を備える。補助記憶装置はプログラムやデータを記憶しており、CPUがそのプログラムを実行することで、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせで種々の機能が構成される。制御装置20は、各機能を表す機能ブロックである運転台数制御部21と、通信部22と、冷水温度取得部23と、流量取得部24を備える。運転台数制御部21は、増段判断部211と、減段判断部212を備える。
通信部22は、通信線81を介して、冷凍機11、12、13及び14との間で所定の制御信号を送受信する。冷水温度取得部23は、温度センサ71及び温度センサ72が出力した検知結果を示す情報を受信する。流量取得部24は、流量センサ73が出力した検知結果を示す情報を受信する。
運転台数制御部21は、増段判断部211及び減段判断部212によって、負荷率に応じて冷凍機11、12、13及び14の運転台数を増減させる。図2及び図3を参照して、増段判断部211及び減段判断部212の動作例について説明する。図2は、増段判断部211の動作例を示すフローチャートである。図3は、減段判断部212の動作例を示すフローチャートである。
図2に示すように、増段判断部211は、まず、所定の増段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS1)。所定の増段条件が満たされていない場合(ステップS1で「No」の場合)、増段判断部211は、所定の周期で繰り返し、所定の増段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS1)。
一方、所定の増段条件が満たされていた場合(ステップS1で「Yes」の場合)、増段判断部211は、通信部22から起動信号を送信することで起動していない冷凍機11〜14のうちの1台を起動する(ステップS2)。
次に、増段判断部211は、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1(所定の待機時間)が経過したか否かを判断する(ステップS3)。冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過していない場合(ステップS3で「No」の場合)、増段判断部211は、所定の周期で繰り返し、時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS3)。
一方、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過した場合(ステップS3で「Yes」の場合)、増段判断部211は、再度、所定の増段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS1)。
以上の処理で、増段判断部211は、冷凍機の運転台数が変化した場合、時間T1が経過した後に、増段条件が満たされている否かを判断するので、冷凍機の運転台数が変化した場合、次の冷凍機の増段は、少なくとも時間T1の間隔を開けて実行される。
所定の増段条件とは、例えば、負荷率が所定の範囲より低いということである。ここで、負荷率とは、負荷2等が冷水に加える熱量と、運転中の冷凍機の定格出力の合計値との比率である。負荷2等によって加えられる熱量は、温度K1と温度K2の差に流量Q1と比熱Cを掛け合わせたもので、(温度K1−温度K2)×流量Q1×比熱Cで求められる。また、時間T1は、システムの構成によって適宜設定することになるが、例えば、数十〜数百秒程度とすることができる。
一方、図3に示すように、減段判断部212は、まず、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS11)。所定の減段条件が満たされていない場合(ステップS11で「No」の場合)、減段判断部212は、所定の周期で繰り返し、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS11)。ここで、所定の減段条件は、例えば、上述した負荷率が所定の範囲より高いということである。
一方、所定の減段条件が満たされていた場合(ステップS11で「Yes」の場合)、減段判断部212は、通信部22から停止信号を送信することで起動している冷凍機11〜14のうちの1台を停止する(ステップS12)。
次に、減段判断部212は、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1(所定の待機時間)が経過したか否かを判断する(ステップS13)。冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過した場合(ステップS13で「Yes」の場合)、減段判断部212は、再度、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS11)。
一方、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過していない場合(ステップS13で「No」の場合)、減段判断部212は、軽負荷停止の防止条件を満たしているか否かを判断する(ステップS14)。軽負荷停止の防止条件とは、現在の運転状態が、減段せずに運転を継続した場合、運転中の冷凍機で軽負荷停止が発生する確率が一定程度高まっている状態であるということである。この状態は、また、時間T1の経過を待たず、即座に、あるいは、時間T1より短い待機時間T2で減段を行うことで軽負荷停止の発生を防止することが望ましい状態であるということである。
軽負荷停止の防止条件は、例えば次のようにすることができる。
(1)冷水温度(温度K1または温度K2の少なくとも一方(以下、同じ))が所定の設定値(温度の設定値)C1より低いということを防止条件とすることができる。
(2)(1)、または、冷水温度が所定の設定値C2(C2>C1)以下、かつ、冷水温度の変化の度合いD1が所定の設定値C3以上ということを防止条件とすることができる。変冷水温度の変化の度合いD1は、例えば、単位時間当たりの冷水温度の低下レート(℃/分)とすることができる。防止条件は、例えば、「冷水入口温度K1が「C1」℃以下のとき」もしくは「冷水入口温度K1が「C2」℃以下(C2>C1)、かつ。冷水入口温度低下レートD1が「C3」℃/min以上のとき」とすることができる。例えば、C1=8.0、C2=8.5、D1=0.5などとすることができる(ただし、冷凍機の定格冷水温度を12℃/7℃、軽負荷停止温度を7.5℃と仮定した場合である)。
(3)各冷凍機11〜14から受信した軽負荷停止の設定温度に接近したということを防止条件とすることができる。例えば、各冷凍機11〜14から受信した軽負荷停止の設定温度のうち、運転中の冷凍機の各設定温度で最も高いものが「X」℃である場合、冷水温度が「X」℃+「G」℃以下となったこと、あるいは、冷水温度が「X」℃×「H」以下となったこと(「H」は1より大きい整数)を、防止条件とすることができる。例えば、X=7.5、G=0.5とすると、温度K1又は温度K2が「8.0」℃以下となったとき防止条件が満たされる。あるいは、例えば、X=7.5、H=1.1とすると、温度K1又は温度K2が「8.25」℃以下となったとき防止条件が満たされる。
軽負荷停止を行うか否かは、例えば、冷水入口温度によって制御される。そのため、軽負荷停止を防ぐためには、軽負荷停止する冷水入口温度を基に、台数制御の待ち時間を切り替える冷水入口温度や冷水入口温度の低下レートを決定することが妥当である。この防止条件では、例えば、台数制御装置が冷凍機から軽負荷停止に至る冷水入口温度設定値を受信し、その温度に基づいて上記冷水入口温度や低下レートを決定する。また、この防止条件では、台数制御の待ち時間を切り替える冷水入口温度の閾値や冷水温度低下レートを、軽負荷停止する冷水入口温度を基に決定することで、軽負荷停止をより確実に防ぐことができる。
(4)(2)において、冷水温度の変化の度合いD1を、現在の冷水温度(K1またはK2)が、各冷凍機11〜14から受信した軽負荷停止の設定温度に、「Z」分で到達するという値に設定することができる。「Z」は、例えば、5分とすることができる。
さて、図3において、軽負荷停止の防止条件を満たしていない場合(ステップS14で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS13)。他方、軽負荷停止の防止条件を満たしている場合(ステップS14で「Yes」の場合)、減段判断部212は、時間T2を設定する(ステップS15)。時間T2は、時間T1より短い待機時間である。すなわち、時間T2は、時間T1を低減させた待機時間である。時間T2は、零秒以上の時間であり、固定値としてもよいし、動的に変化させてもよい。なお、時間T2が零であるということは、冷凍機の運転段数が変化してから即座に次の減段条件の判断が可能になるということである。また、時間T2を固定値とする場合はステップS15の処理は省略することができる。
なお、時間T2は、例えば、次のように動的に決定することができる。すなわち、減段判断部212(運転台数制御部21)は、冷水温度、冷水温度の変化の度合い、及び軽負荷停止の冷水温度の設定値に基づいて、時間T2を決定することができる(すなわち待機時間T1を低減する量を決定することができる)。例えば、「現在の冷水入口温度K1」、「現在の冷水入口温度低下レートD1」、及び「冷凍機から受信した軽負荷停止に至る冷水入口温度設定値X1」から待ち時間を演算する。これらの3種類の数値から、式「a=(K1−X1)÷D1」を用いて、あと「a」分で冷凍機が軽負荷停止するかを導出できる。時間T2は、この待ち時間「a」分より短く設定する。
また、「a分の間に最大何台の冷凍機を停止させるか」から待ち時間をどれほど短くするかを決めることもできる。例えば、あと5分で冷凍機が軽負荷停止すると演算された場合、5分間で最大3台の冷凍機を停止したいのであれば、300秒(5分)÷3=100秒を待ち時間T2とする。
冷水入口温度や冷水入口温度低下レートが条件を満たし、待ち時間を短くする際、短縮後の待ち時間をどのように設定するかは簡単ではない。しかし、上記のように時間T2を決定した場合、実際に冷凍機が軽負荷停止する温度等から、根拠をもって短縮後の待ち時間を決定することができる。
ステップS15で時間T2を設定した場合、減段判断部212は、冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過したか否かを判断する(ステップS16)。冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過していない場合(ステップS16で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS13)。他方、冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過していた場合(ステップS16で「Yes」の場合)、減段判断部212は、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS17)。所定の減段条件は、ステップS11とステップS17で同一である。
所定の減段条件が満たされていない場合(ステップS17で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS13)。他方、所定の減段条件が満たされた場合(ステップS17で「Yes」の場合)、減段判断部212は、通信部22から停止信号を送信することで起動している冷凍機11〜14のうちの1台を停止する(ステップS12)。
以上の処理で、減段判断部212は、冷凍機の運転台数が変化した場合、時間T1が経過する前に、軽負荷停止の防止条件が満たされているか否かを判断し、満たされているときに待機時間T1を低減した待機時間T2に変更して減段条件が満たされている否かを判断する。したがって、冷凍機の運転台数が変化した場合、次の冷凍機の減段は、時間T1または時間T2(0以上T1未満)の間隔を開けて実行される。したがって、本実施形態によれば、負荷が急激に低下するケースでも、冷凍機の軽負荷停止を防ぐことができる。また、台数制御の安定性確保と軽負荷停止の防止を両立させることができる。
次に、図4を参照して、図3を参照して説明した減段判断部212の動作例の変形例について説明する。図4は、減段判断部212の動作例を示すフローチャートである。図4に示す変形例では、図3に示す動作例と比較して、図3に示す時間T2を零とすることでステップS15の時間T2の設定処理とステップS16の時間T2の経過判断の処理を省略している点が異なる。なお、減段条件等については図3の動作例と同一である。
図4に示す動作例では、減段判断部212は、まず、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS21)。所定の減段条件が満たされていない場合(ステップS21で「No」の場合)、減段判断部212は、所定の周期で繰り返し、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS21)。
一方、所定の減段条件が満たされた場合(ステップS21で「Yes」の場合)、減段判断部212は、通信部22から停止信号を送信することで起動している冷凍機11〜14のうちの1台を停止する(ステップS22)。
次に、減段判断部212は、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1(所定の待機時間)が経過したか否かを判断する(ステップS23)。冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過した場合(ステップS23で「Yes」の場合)、減段判断部212は、再度、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS21)。
一方、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過していない場合(ステップS23で「No」の場合)、減段判断部212は、軽負荷停止の防止条件として、冷水入口温度K1が一定値C1よりも低いか否かを判断する(ステップS24)。冷水入口温度K1が一定値C1よりも低くない場合(ステップS24で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS23)。冷水入口温度K1が一定値C1よりも低い場合(ステップS24で「Yes」の場合)、減段判断部212は、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS25)。所定の減段条件は、ステップS21とステップS25で同一である。
所定の減段条件が満たされていない場合(ステップS25で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS23)。他方、所定の減段条件が満たされた場合(ステップS25で「Yes」の場合)、減段判断部212は、通信部22から停止信号を送信することで起動している冷凍機11〜14のうちの1台を停止する(ステップS22)。
本実施形態の課題は、本来は台数制御装置が冷凍機の増減段を判断するべきであるにもかかわらず、冷凍機自身が自らの減段を行わざるを得ない温度まで、冷水入口温度が低下してしまうことが原因である。それを防止するためには、冷水温度が軽負荷停止の閾値まで低下する前に、台数制御によって冷凍機を停止すれば良い。そこで、本動作例では、冷水温度が一定値以下となった場合、待ち時間の条件を満たさずとも(待ち時間無しで)減段を行えるようにしている。増減段判断の待ち時間を減らすことで、複数台の冷凍機を停止すべき場合により早く冷凍機を停止でき、軽負荷停止を防止しやすくなる。
なお、待ち時間を無くした場合、所望の負荷範囲に入らない台数制御を行う可能性がある。しかし、運転中の冷凍機が複数台(最悪ケースでは全台)軽負荷停止した場合のリスクの方が大きいため、冷凍機が軽負荷停止する可能性がある場合には、軽負荷停止の防止を優先することが望ましい。
なお、軽負荷停止は、冷凍機11〜14側において、冷水入口温度ではなく冷水出口温度で判断を行うこともある。そのような場合、冷凍機が軽負荷停止の判定基準に用いている対象が一定値以下となったときに行うことが望ましいときがある。また判断基準の異なる冷凍機が混在している時は、軽負荷停止に最も入りやすい条件の冷凍機を基準にして判断を実施することが望ましい。
以上のように、本変形例によれば、軽負荷停止の危険が少ない場合には従来通り所望の負荷範囲に入るよう台数制御を行い、軽負荷停止の危険がある場合には待ち時間を無くすことで瞬時に冷凍機運転台数を減らすことができる。
次に、図5を参照して、図4を参照して説明した減段判断部212の変形例をさらに変形した例について説明する。図5は、減段判断部212の動作例を示すフローチャートである。図5に示す変形例では、図4に示す動作例と比較して、図3に示すステップS16の時間T2の経過判断の処理をステップS24−2として追加している点が異なる。なお、他の処理については、図4と図5で同一であり、以下、図5において図4と異なる部分について説明する。なお、減段条件等については図3及び図4の動作例と同一である。また、時間T2は固定値であり、設定処理(ステップS15)は省略している。
図5に示す動作例では、冷水入口温度K1が一定値C1よりも低い場合(ステップS24で「Yes」の場合)、減段判断部212は、冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過したか否かを判断する(ステップS24−2)。冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過していない場合(ステップS24−2で「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS23)。他方、冷凍機の運転台数が変化してから時間T2が経過していた場合(ステップS24−2で「Yes」の場合)、減段判断部212は、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS25)。所定の減段条件は、ステップS21とステップS25で同一である。
以上のように、本動作例によれば、軽負荷停止の危険が少ない場合には従来通り所望の負荷範囲に入るよう台数制御を行い、軽負荷停止の危険がある場合には待ち時間を低減することで適切なタイミングで冷凍機運転台数を減らすことができる。
次に、図6を参照して、図4を参照して説明した減段判断部212の変形例をさらに変形した他の例について説明する。図6は、減段判断部212の動作例を示すフローチャートである。図6に示す変形例では、図4に示す動作例と比較して、軽負荷停止の防止条件(ステップS24)が異なる。図6では、軽負荷停止の防止条件の判断をステップS24aで実行する。他の処理については、図4と図6で同一であり、以下、図6において図4と異なる部分について説明する。なお、減段条件等については図3及び図4の動作例と同一である。
図6に示す動作例では、冷水入口温度K1が一定値C1よりも低くなく、かつ、(冷水入口温度K1が一定値C2(C2>C1)よりも低くないか、または、冷水入口温度K1の低下レートD1が一定値C3より大きくない)という場合(ステップS24aで「No」の場合)、減段判断部212は、再度、冷凍機の運転台数が変化してから時間T1が経過したか否かを判断する(ステップS23)。一方、冷水入口温度K1が一定値C1よりも低いか、または、冷水入口温度K1が一定値C2(C2>C1)よりも低い、かつ、冷水入口温度K1の低下レートD1が一定値C3より大きい場合(ステップS24aで「Yes」の場合)、減段判断部212は、所定の減段条件が満たされているか否かを判断する(ステップS25)。
図4に示す動作例は、冷水入口温度のみをトリガーとして、分岐を行う台数制御ロジックである。しかし冷水入口温度の低下スピードが非常に速い場合、冷水入口温度が一定値以下で台数制御の待ち時間を満たさずに冷凍機を停止したとしても、間に合わずに軽負荷停止してしまう可能性がある。このようなケースに対応するため、図6に示す動作例では、冷水入口温度の低下レートも台数制御ロジック変更の判断基準としている。この動作例では、冷水入口温度が所定温度以下かつ冷水入口温度の低下レートが所定値以上の場合、待ち時間の条件を満たさずとも減段を行えるようにしている。
以上のように、本変形例によれば、冷水入口温度の低下スピードが速い場合にも軽負荷停止を防ぐことが可能である。
図7は、上述の実施形態に係る制御装置20のコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ9は、CPU91、主記憶装置92、補助記憶装置93、インタフェース94を備える。
上述の制御装置20は、コンピュータ9を備える。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置93に記憶されている。CPU91は、プログラムを補助記憶装置93から読み出して主記憶装置92に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。例えば、上述した運転台数制御部21(増段判断部211、減段判断部212)、通信部22、冷水温度取得部23及び流量取得部24の少なくとも一部は、CPU91であってよい。
補助記憶装置93の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置93は、コンピュータ9のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース94または通信回線を介してコンピュータ9に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ9に配信される場合、配信を受けたコンピュータ9が当該プログラムを主記憶装置92に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、補助記憶装置93は、一時的でない有形の記憶媒体である。
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置93に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1 冷凍機システム
2 負荷
11〜14 冷凍機
71、72 温度センサ
73 流量センサ
20 制御装置
21 運転台数制御部
22 通信部
23 冷水温度取得部
24 流量取得部
81 通信線

Claims (10)

  1. 複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、
    負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、
    温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、
    を備え、
    前記運転台数制御部は、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、
    前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる
    制御装置。
  2. 前記運転台数制御部は、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を零とする
    請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記所定の条件が、前記複数台の冷凍機の軽負荷停止を防止するための条件である
    請求項1又は請求項2に記載の制御装置。
  4. 前記運転台数制御部が、前記複数台の冷凍機から受信した軽負荷停止を実行する際の前記冷水温度の設定値に基づいて、前記所定の条件を決定する
    請求項1から請求項3の何れか一項に記載の制御装置。
  5. 前記運転台数制御部が、前記冷水温度、前記冷水温度の変化の度合い、及び前記設定値に基づいて、前記待機時間を低減する量を決定する
    請求項4に記載の制御装置。
  6. 前記運転台数制御部は、前記所定の条件として、前記冷水温度が所定の設定値よりも低い場合に前記所定の待機時間を低減させる
    請求項1から請求項5の何れか一項に記載の制御装置。
  7. 前記運転台数制御部は、前記所定の条件として、前記冷水温度の低下レートが所定の設定値より大きい場合に前記所定の待機時間を低減させる
    請求項1から請求項6の何れか一項に記載の制御装置。
  8. 負荷を冷却させる複数台の冷凍機と、
    請求項1から請求項7の何れか一項に記載の制御装置と、
    を備え、
    前記運転台数制御部は、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、
    前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる
    冷凍機システム。
  9. 複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、
    負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、
    温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、
    を備える制御装置を用いて、
    前記運転台数制御部によって、前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、
    前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる
    制御方法。
  10. 複数台の冷凍機を用いて負荷を冷却させる冷凍機システムの制御装置であって、
    負荷率に応じて前記冷凍機の運転台数を増減させる運転台数制御部と、
    温度センサを通じて前記冷凍機に係る冷水温度を取得する冷水温度取得部と、
    を備える制御装置を構成するコンピュータに、
    前記運転台数制御部によって、
    前記冷凍機の運転台数を増減させてから所定の待機時間が経過した後、前記運転台数を増減させ、かつ、前記冷水温度、及び、当該冷水温度の変化の度合いの少なくとも何れか一方が所定の条件を満たした場合に前記所定の待機時間を低減させる
    処理を実行させるプログラム。
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