JP2019522175A - 主制御装置での建物の改装により冷却システムの作動効率を改善する方法 - Google Patents

Abstract

本出願は、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の作動方法を提供する。この方法は、少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を変更する主制御装置（ＭＣ）を含み、ＭＣは少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を変更し、ＭＣは作動する冷却塔の数を選択すると共にそれらのそれぞれの冷却塔ファンの速度を調整する。

Description

本願は、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）システムに関する。

特許文献１は、エネルギー管理コントローラ装置を含む集中冷却循環エネルギー管理制御システム、集中冷却システム、及び関連する方法を、さまざまな実施形態に従って示す。集中冷却エネルギー管理コントローラ装置は、１つ以上の信号接続と、１つ以上の電子記憶素子と、１つ以上のプロセッサとを含む。コントローラ装置は、電子記憶素子に保存されるリソース又は信号接続を介してアクセス可能なリソースのいずれかにアクセスする。

特許文献２、３は、情報をビルディングオートメーションシステムと交換するように構成され、リアルタイムの作動効率を明らかにし、予測又は理論作動効率をシミュレーションし、これらを比較し、そして建物のＨＶＡＣシステムによって利用される機器の１つ以上の作動パラメータを調整するためのさまざまな実行可能プログラムを含む制御装置を示す。その制御装置は、ＨＶＡＣシステムの作動効率を調整する。その制御装置によって利用される調整モジュールは、ＨＶＡＣの機器のパラメータを、さまざまなＨＶＡＣの機器がその自然動作曲線の近くで並列かつオンラインで作動する尤度に基づいて修正することができる。調整モジュールは、制御装置が必要に応じて類似の将来の調整をより効率的に行うことを可能にする自己学習面を含む。

米国特許第８，６６０，７０２号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２７１４６２号明細書 国際公開第２０１０／０５１４６６号明細書

本願は、改良された作動の建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置を提供することを目的とする。

本願は、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の作動方法を提供する。建物とは、屋根及び壁を備えた例えば家などの構造物を指す。

ＨＶＡＣ装置は、空気調和機（ＡＨＵ）ループと、冷却塔ループと、少なくとも１つのチラーと、主制御装置（ＭＣ）とを含む。ＡＨＵループは冷水ループとも呼ばれる。冷却塔ループは冷却水ループとも呼ばれる。

ＡＨＵループは、少なくとも１つの電気冷水ポンプ及び少なくとも１つの電気ファンを備えた少なくとも１つの空気調和機（ＡＨＵ）を含む。ＡＨＵ電気ファンは、ＡＨＵから建物に空気を供給することを目的とする。このＡＨＵループを冷水が循環している。冷水ポンプの速度を調整することによって、冷水の流量を調整することができる。冷水ポンプは、一般的に高速になるほどより多くの電気エネルギーを消費する。ＡＨＵ電気ファンの速度もまた、ＡＨＵを通る空気の流量を調整するために、すなわち増加又は減少させるために変更されることができる。

冷却塔ループに関しては、それは少なくとも２つの冷却塔を含む。各冷却塔は、少なくとも１つの冷却水ポンプを備え、少なくとも１つの電気ファンを含む。この冷却塔ループを冷却水が循環している。

チラーに関しては、それは蒸発器と、電気圧縮機と、復水器と、膨張バルブと、冷媒とを含む。これらの要素は熱力学的冷凍サイクルを形成する。熱力学的冷凍サイクルは、冷凍サイクルとも呼ばれる。チラーは、熱を冷水から冷却水へ伝達するために、ＡＨＵループと冷却塔ループとに相互に接続している。これは、冷媒が冷水と混合することなくかつ冷媒が冷却水と混合することなく行われる。要するに、冷媒と冷水と冷却水は、互いに分離されている。

主制御装置（ＭＣ）に関しては、それは、電気冷水ポンプの速度と、冷却塔電気ファンの速度と、ＡＨＵ電気ファンの速度と、冷却水ポンプの速度と、ＡＨＵの調節バルブの位置とを自動的に制御するために提供される。

本願発明に係る方法は、いくつかの方策の組み合わせを含む。

第１の方策は、ＭＣが電気冷水ポンプの速度を変更するステップを含む。これは、戻る冷水の温度が戻る冷水の温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超えないようにして行われる。

第２の方策は、戻る冷却水の温度が戻る冷却水温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ冷却水のΔＴ値が所定のΔＴ制限値を超えないようにして、ＭＣが電気冷却水ポンプの速度を変更するステップを含む。

第３の方策は、ＭＣが作動する冷却塔の数を選択するステップを含む。次にＭＣは、それぞれの冷却塔を作動させる。冷却塔のこの作動は、冷却塔を流体的に冷却塔ループに接続するために、各冷却塔の隔離送水バルブを開いて行う。そしてこれにより、冷却水がこれらの冷却塔を通って流れることを可能にする。それぞれの冷却塔ファンの速度は、その後に調整される。

上述された各方策のステップは、ＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の本質的な平衡状態を提供するために行われ、かつ本質的に同じ冷房負荷を支持しながら、同じ熱的快適性を提供するために同じ熱輸送率が維持されるようにして行われ、そこでは総エネルギー消費が低減される。

これらの方策は、冷房負荷を支持するための効果的な方法を提供する利点をもたらす。各方策は、ＨＶＡＣ装置の要素の効率を改善するように作用する。これらの方策は、一緒になって、より少ないエネルギー消費で同じ冷房負荷を支持するために共に働く。

本願発明に係る方法は、複数の追加の方策を含むことができるので、それを以下で説明する。

本願発明に係る方法は、更に１つの方策を含むことができる。その方策は、ユーザーが手動でＡＨＵループの少なくとも１つ以上の送水バルブを開けることによりＡＨＵループの水流制限を取り除くステップを、ＭＣが対応する電気冷水ポンプの速度を低下させるステップと共に含む。

１つの実施形態では、本願発明に係る方法は別の方策を含む。その方策は、ユーザーが手動で冷却塔ループの少なくとも１つ以上の送水バルブを全開にすることにより冷却塔ループの水流制限を取り除くステップを、ＭＣが対応する電気冷却水ポンプの速度を低下させることと共に含む。

本願発明に係る方法はまた別の方策を含むことができ、その方策は、ＡＨＵの水の流量を変更するためにＭＣがＡＨＵの送水バルブの位置を調整するステップを、少なくとも１つの電気ＡＨＵファンの速度を調整することと共に含み、それによりより少ないエネルギー消費で所望のユーザーの熱的快適性を提供する。

更に、本願発明に係る方法はまた更なる方策を含むこともでき、その方策は、ＭＣが作動する電気冷水ポンプの数を選択するステップを含む。そして、ＭＣは各電気冷水ポンプを作動させる。これらの作動する電気冷水ポンプのそれぞれの速度は、その後に調整される。

本願発明に係る方法はまた別の方策を含むことができ、その方策は、ＭＣが作動する電気冷却水ポンプの数を選択するステップを含む。そして、ＭＣはこれらの電気冷却水ポンプを作動させて、それらのそれぞれの速度を調整する。

本願発明の方法はまた、冷却塔ファン及びチラーの電気圧縮機の総エネルギー消費量を低減するため１つの方策を含むことができ、その方策は、ＭＣが、供給用冷却水の温度を変更するために、周囲状況に従って冷却塔ファンの速度を調整するステップを含む。

電気冷水ポンプ、電気ＡＨＵファン、電気冷却塔ファン、及び電気冷却水ポンプは、多くの場合、所定の境界条件内で作動される。これらの境界条件は、これらの要素のそれぞれの製造業者によって提供されることができる。

本願発明は、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置を作動させるための主制御装置（ＭＣ）を提供する。

ＭＣは、ＨＶＡＣ装置のＡＨＵループの少なくとも１つの電気冷水ポンプ用及び少なくとも１つの電気空気調和機（ＡＨＵ）ファン用、並びにＨＶＡＣ装置の冷却塔ループの少なくとも１つの電気冷却塔ファン用及び少なくとも１つの電気冷却水ポンプ用の複数のインターフェースを含む。

ＭＣは、前記電気冷水ポンプ、前記電気ＡＨＵファン、前記電気冷却塔ファン、及び前記電気冷却水ポンプを制御するために、インターフェースに制御信号を出すように構成される。

ＭＣはまた、上記のいずれか１つによる方法のステップを、上記ステップがＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の平衡状態において提供されるようにして、かつ全体のエネルギー消費が低減されながら、ＡＨＵからチラーへの同じ熱輸送率が維持されるようにして、自動的に実行するように構成される。

実際には、ＨＶＡＣ装置は、ＡＨＵとチラーの間での熱伝達を維持しながら（これは冷房負荷を支持する）、エネルギー消費の減少を可能にする。これは、次に効率を改善し、それは多くの場合にチラーの電力消費量を減少させ、それにより総熱伝達を減少させる。

ＭＣは、少なくとも２つの電気冷水ポンプを備えるようにして構成されることができる。

ＭＣはまた、少なくとも２つの電気冷却水ポンプを備えるようにして構成されることができる。

言い換えれば、本願は、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の作動方法を提供する。

ＨＶＡＣ装置は、空気調和機（ＡＨＵ）ループと、冷却塔ループと、作動チラーとを含む。ＡＨＵループは冷水ループとも呼ばれる。冷却塔ループは冷却水ループとも呼ばれる。作動チラーは、ＡＨＵループの流体、チラーの流体、及び冷却塔ループの流体が全く混合せずに、熱が冷水から冷却水へ伝達されるようにして、ＡＨＵループ及び冷却塔ループと相互に接続する。要するに、これらの流体は互いに分離されている。

ＡＨＵループは、少なくとも１つのＡＨＵと少なくとも１つの電気冷水ポンプとを含み、冷水がＡＨＵループを循環している。冷水ポンプの速度を調整することによって、ＡＨＵループの冷水流量を調整することができる。冷水ポンプが高速であると、低速に比べてより多くの電気エネルギーを消費する。

ＡＨＵは、少なくとも１つのＡＨＵバルブと、少なくとも１つのＡＨＵファンユニットとを含む。ＡＨＵバルブの位置は、ＡＨＵから出る空気又はＡＨＵに戻る空気の温度に従って変えられることができる。ファンユニットの速度は、ＡＨＵを通る空気流を増減するために変えられることができる。

冷却塔ループは、少なくとも１つの電気ファン及び少なくとも１つの冷却水ポンプを備えた少なくとも１つの冷却塔を含み、冷却水が冷却塔ループを循環している。

チラーは、蒸発器と、電気圧縮機と、復水器と、膨張バルブと、冷媒とを含み、それらが熱力学的冷凍サイクルを形成する。熱力学的冷凍サイクルは、冷凍サイクルとも呼ばれる。チラーは、熱が冷水から冷却水へ伝達されるようにして、ＡＨＵループ及び冷却塔ループと相互に接続する。

主制御装置（ＭＣ）は、少なくとも１つの電気冷水ポンプ、少なくとも１つの電気ファン、及び少なくとも１つの冷却水ポンプを自動で制御するために備えられる。

本願発明によれば、ＨＶＡＣ装置の本質的な平衡状態において、ＡＨＵから冷却塔への熱輸送率は本質的に一定であり、ＡＨＵ周辺で所定の熱的快適性を提供する。電気エネルギーを節約するために、ＭＣは、本質的に同じ熱輸送率が維持されるようにして少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を低下させ、それにより本質的に同じ冷房負荷を支持することによって同じ熱的快適性を提供する。ＭＣは、冷水ポンプの作動がその仕様の範囲内であるようにして、冷水ポンプの速度を、冷水ポンプの所定の境界条件の範囲に維持する。

本願発明は、ＡＨＵループの冷水流量を制限するものを取り除くステップを更に提供する。これは、ＡＨＵループに存在する電気バルブ又は手動バルブを手動で全開にすることによって行われる。

２つ以上の電気冷水ポンプを備えたＨＶＡＣ装置では、ＭＣは、ＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の本質的な平衡状態において、本質的に同じ熱輸送率が維持されるようにして、作動する電気冷水ポンプの数を選択し、それらのそれぞれの速度を調整する。これにより、高速で動く１つのポンプと比較して低速で動く２つのポンプについてＡＨＵの冷水の摩擦がより低くなる場合に、エネルギーが更に節約される。ＭＣはまた、作動する冷水ポンプの速度を、冷水ポンプの所定の境界条件の範囲内に依然として維持する。これは、本質的に同じ流水量を提供するために冷水ポンプの数及び速度を変える自動的なステップを提供する。

明細書の更なる実施形態では、ユーザーはＡＨＵループの冷水流量を制限するものを手動で取り除き、ＭＣは少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を低下させる。ユーザーはまた、冷却塔ループの冷却水流量を制限するものを手動で取り除くことができ、そしてＭＣは少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を低下させる。これにより、チラーとＡＨＵの間での同じ熱輸送率を本質的に維持しながら、電気エネルギーが節約される。

２つの電気冷水ポンプが備えられる場合、ＭＣは、チラーとＡＨＵの間での同じ熱輸送率を本質的に維持しながら、電気エネルギーが節約されるようにして、作動する電気冷水ポンプの数を選択することができ、そしてそれらのそれぞれの速度を調整する。

極めて特定の場合には、少なくとも２つの電気冷却水ポンプが備えられ、ＭＣは、作動する電気冷却水ポンプの数を選択し、それに応じてそれらのそれぞれの速度を調整する。

ＭＣは、それぞれの送水ポンプの作動がその仕様の範囲内であるようにして、すべての送水ポンプの速度を、送水ポンプの所定の境界条件の範囲内に維持することができる。同じことは、電気で駆動される冷却塔ファンにも当てはまる。

明細書に記載の主制御装置（ＭＣ）は、したがって、少なくとも１つの電気冷水ポンプ、少なくとも１つの電気ファン、及び少なくとも１つの冷却水ポンプを制御するための制御信号をインターフェースに出すように構成される。すなわち、ＭＣは、冷水ポンプの速度を冷水ポンプの所定の境界条件の範囲内に維持しながら、ＨＶＡＣ装置の基本的な平衡状態と比較して、同じ熱輸送率が本質的に維持されるようにして、少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を低下させるように構成される。２つの電気冷水ポンプが備えられる場合、ＭＣは、少なくとも２つの作動する電気冷水ポンプの数を選択し、それらのそれぞれの速度を調整するように構成される。ＭＣは、作動する冷水ポンプの速度を、冷水ポンプの所定の境界条件の範囲内に維持する。

本願発明はまた、建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の改装方法を提供する。

その方法は、少なくとも１つの受動型送水バルブを除去又は完全に開けるステップを含む。受動型送水バルブは、定流量送水バルブと、バランス送水バルブと、オンオフ送水バルブとからなる群の中の１つを含む。オンオフ送水バルブは隔離送水バルブとも呼ばれる。

詳細には、定流量送水バルブは、工場で作業員によって調整又は設定される自動調節機構を有する。その自動調節機構は、水が定流量送水バルブを所定の定流量で通過することを可能にする。すなわち、定流量送水バルブは、水が定流量送水バルブを定流量で通過できるような状態で作動することを目的とする。

バランス送水バルブは、ユーザーによって手動で作動させることが意図される。バランス送水バルブは、完全に閉じた状態、完全に開いた状態、及びいくつかの部分的に開いた状態に設定されることができる。

オンオフ送水バルブは、ユーザーによって手動で作動させることを意図しており、２つの状態、すなわち完全に閉じた状態及び完全に開いた状態に設定されることができる。

上記の除去又は完全に開けるステップは、ＨＶＡＣ装置の冷水ループ／冷却水ループにおいて揚程を低くすることを目的としている。

本願発明に係る方法はまた、ＨＶＡＣ装置にエネルギー制御モジュールを取り付けることを含む。エネルギー制御モジュールは、少なくとも１つの変速駆動装置（ＶＳＤ）と、ＶＳＤと電気的に接続する管理制御装置（ＭＣ）とを含む。

そして、ＶＳＤは、ＨＶＡＣ装置の能動型送水バルブと、電気ポンプモーターと、電気ファンとからなる群の１つの要素の電気モーターと電気的に接続される。

これにより、ＭＣがＶＳＤを介して電気モーターを制御又は調整することを可能にする。実際には、ＭＣはＶＳＤを介して能動型送水バルブ、電気ポンプモーター又は電気ファンを制御する。

能動型送水バルブは、調節送水バルブ及び電気オンオフ送水バルブを意味することができる。調節送水バルブ（modulating water valve）はまた、調節送水バルブ（modulation water valve）とも呼ばれる。

調節送水バルブは、完全に閉じた状態、完全に開いた状態、及びいくつかの部分的に開いた状態に設定されることができる。

電気オンオフ送水バルブは、完全に閉じた状態及び完全に開いた状態に設定されることができる。

その方法は、より少ないエネルギーでＨＶＡＣ装置を自動的に管理する方法を提供する。

ＭＣは、上記方法のステップを自動的に実行するように構成されることができる。これは、そのステップがＨＶＡＣ装置のＡＨＵから冷却塔までの熱輸送率の平衡状態を提供するようにして、かつ全体的なエネルギー消費を低減しながらＨＶＡＣ装置のＡＨＵからチラーへの熱輸送率を同じに維持するようにして行われる。

建物管理システム（ＢＭＳ）及びエネルギー制御モジュールを含む建物用の改良された空気冷却循環装置を示す。 図１の空気冷却循環装置のチラーの要素を示す。 図１のエネルギー制御モジュールとは異なる別のエネルギー制御モジュールを備えた、別の空気冷却循環装置を示す。 クラウドベースのコンピュータに接続したエネルギー制御モジュールを備えた、別の空気冷却循環装置を示す。 図１の空気冷却循環装置とは異なる、更に改良された空気冷却循環装置を示す。 図１、５の空気冷却循環装置についての調節送水バルブを備えた水流システムのシステム曲線の例及び送水ポンプの性能曲線の例を示す。 図５の空気冷却循環装置の作動方法のフローチャートを示す。 図５の空気冷却循環装置についてのチラーの効率と冷却水の温度との間の関係のグラフを示す。 図５の空気冷却循環装置についてのチラーの効率とチラーの負荷との間の関係のグラフを示す。 図５の空気冷却循環装置の作動方法のフローチャートを示す。

以下の説明では、本願発明の実施形態を説明するために詳細を提供する。しかし、実施形態がそのような詳細がなくても実施され得ることは、当業者にとって明らかである。

実施形態は類似の要素を有するものがある。類似の要素は、同じ名称又はアルファベット若しくはダッシュ記号（´）を有する類似の要素参照符号を有する場合がある。１つの類似の要素の説明は、適切な場合には参照によって別の類似の要素にも適用され、それにより開示内容を制限することなく、本文の反復を減少する。

図１は、建物用の空気冷却循環装置１０を、建物管理システム（ＢＭＳ）１３及びエネルギー制御モジュール１６と共に示す。空気冷却循環装置１０は、エネルギー制御モジュール１６及びＢＭＳ１３と電気的に接続している。図１に建物は示されていない。ＢＭＳ１３は、ビルディングオートメーションシステム（ＢＡＳ）とも呼ばれる。

空気冷却循環装置１０は、冷却水ポンプ２２を備えた冷却塔２０と、冷水供給ポンプ２７及び冷水リターンポンプ２９を備えた空気調和機（ＡＨＵ）２５と、チラー３３とを含む。冷却塔２０は、１つ以上のファン３６を備える。冷水供給ポンプ２７は一次冷水ポンプとも呼ばれ、冷水リターンポンプ２９は二次冷水ポンプとも呼ばれる。

冷却塔２０は、冷却水パイプによって冷却水ポンプ２２と流体的に接続し、冷却水ポンプ２２は、別の冷却水パイプによってチラー３３と流体的に接続している。チラー３３は、更なる冷却水パイプによって冷却塔２０と流体的に接続している。冷却水ポンプ２２は、冷却水をチラー３３と冷却塔２０の間で循環させる。

ＡＨＵ２５は、冷水パイプによって冷水供給ポンプ２７と流体的に接続している。冷水供給ポンプ２７は、別の冷水パイプによってチラー３３と流体的に接続している。チラー３３は、更なる冷水パイプによって冷水リターンポンプ２９と流体的に接続している。冷水リターンポンプ２９は、別の冷水パイプによってＡＨＵ２５と流体的に接続している。冷水供給ポンプ２７及び冷水リターンポンプ２９は、冷水をＡＨＵ２５とチラー３３の間で循環させる。

図２に示されるようにして、チラー３３は、冷媒の圧縮機４０と、蒸発器４３と、復水器４５と、膨張バルブ４８とを含む。

圧縮機４０、蒸発器４３、復水器４５及び膨張バルブ４８は、一組の冷媒パイプによって流体的に接続されて、冷媒が熱力学サイクルを循環することを可能にする冷媒ループ４９を形成する。冷媒ループ４９は、熱力学的冷凍サイクルとも呼ばれる。

圧縮機４０は復水器４５と流体的に接続しており、復水器４５は膨張バルブ４８と流体的に接続している。膨張バルブ４８は蒸発器４３と流体的に接続している。蒸発器４３は圧縮機４０と流体的に接続している。圧縮機４０、復水器４５、膨張バルブ４８、及び蒸発器４３には冷媒があり、その冷媒は気体状及び／又は液体状になることが可能である。

図１及び図２に示されるようにして、チラーの復水器４５は、冷却塔２０と、冷却水ポンプ２２と、チラーの復水器４５とが冷却水の循環を可能にする冷却水ループ５０を形成するようにして、冷却水パイプと流体的に接続している。冷却水ループ５０は、冷却塔ループとも呼ばれる。

チラーの蒸発器４３は、ＡＨＵ２５と、冷水供給ポンプ２７と、冷水リターンポンプ２９と、チラーの蒸発器４３とが冷水の循環を可能にする冷水ループ５１を形成するようにして、冷水管と流体的に接続している。冷水ループ５１はＡＨＵループとも呼ばれる。

冷水供給ポンプ２７及び冷水リターンポンプ２９は、冷水がＡＨＵ２５とチラーの蒸発器４３の間を循環するように構成される。

別の実施態様では、ＡＨＵ２５から戻る水が冷水供給ポンプ２７及びチラー３３を避けることを可能にするために、又はチラーから出る水がＡＨＵ２５を避けることを可能にするために、デカプラバイパスパイプが設置される。バイパスパイプには送水バルブが取り付けてある場合もある。

ＡＨＵ２５は、調和空気を建物の各部に供給及び分配し、その空気をＡＨＵ２５に戻すためのファン２６を含む。

ＢＭＳ１３に関しては、図１に示されるように、ポンプ、ファン、圧縮機及び送水バルブなどの空気冷却循環装置１０の各要素の電気モーターを起動及び制御するように構成される。起動とは、電気エネルギーの供給を意味する。

詳細には、ＢＭＳ１３は、チラーの圧縮機４０、冷却水ポンプ２２、冷却塔ファン３６、冷水供給ポンプ２７、及び冷水リターンポンプ２９と、これらの要素を起動するために電気的に接続している。図１では、簡潔にするために接続線は示されていない。

具体的には、ＢＭＳ１３は、チラーの圧縮機４０とインターフェースモジュールを介して電気的に接続している。

エネルギー制御モジュール１６に関しては、それは対応する電力計５３を備えた複数の変速駆動装置（ＶＳＤ）５２と、空気冷却循環装置１０のパラメータ測定モジュールと、主制御装置（ＭＣ）７３とを含む。図１には、複数のＶＳＤ５２のうちの１つと、１つの電力計５３のみが示される。

ＶＳＤは、様々な実施形態が可能である。

ＶＳＤ５２は、電気モーターの電源の周波数パルス幅を変更するための可変周波数駆動装置（Variable Frequency Drive、ＶＦＤ）（又はadjustable-Frequency Driveとも呼ばれる）を備えることが可能である。そして、周波数パルス幅の変更により、電気モーターの速度を変える。

あるいは、ＶＳＤ５２は、電気モーターの電源の周波数及び／又は電圧を変更するためのインバータ駆動装置を備えることが可能である。そして、周波数及び／又は電圧の変更により、電気モーターの速度を変える。

電力計５３は、電気モーターの消費電力を測定する。

ＭＣ７３は、ＶＳＤ５２及び電力計５３と電気的に接続している。

１つの実施態様では、ＭＣ７３は、複数のＶＳＤ５２を選択的にＭＣ７３と接続させるための電気スイッチを介して、ＶＳＤ５２と電気的に接続している。

ＭＣ７３は、パラメータ測定モジュールとも電気的に接続しており、このパラメータ測定モジュールは、配線によって空気冷却循環装置１０の各要素のセンサーと接続している。ＭＣ７３とパラメータ測定モジュールの間の接続線、及びパラメータ測定モジュールとセンサーの間の接続線は、簡潔にするために図１では示されていない。

特定の実施態様では、そのセンサーは、配線による電気的接続の代わりに、無線データ伝送手段によってパラメータ測定モジュールと接続している。

パラメータ測定モジュールは、複数の温度センサー６０と、複数の圧力センサー６５と、複数の流量計７０とを含む。

流量に関し、ＭＣ７３は、冷水供給ポンプ２７の流量又は冷水リターンポンプ２９の流量を測定するように構成された１つ以上の流量計７０と電気的に接続している。実際には、この流量計７０は、冷水ループ５１内の流体の流量を測定するように構成される。

同様に、ＭＣ７３は、冷却水ポンプ２２の流量を測定するように構成された１つ以上の流量計７０と電気的に接続している。実際には、この流量計７０は、冷却水ループ５０の流体の流量を測定するように構成される。

圧力に関し、ＭＣ７３は、冷水ループ５１内の冷水の圧力を測定するように構成された１つ以上の圧力センサー６５と電気的に接続している。

詳細には、ＭＣ７３は、ＡＨＵ２５に供給される冷水の圧力を測定するように構成された１つ以上の圧力センサー６５と電気的に接続している。この水圧は、冷水がＡＨＵ２５を通るように作用する。すなわち、前記センサー６５の低圧の表示は、不十分な量の冷水がＡＨＵ２５を通っていることを示す。

非常に多くの場合、ＭＣ７３は、ＡＨＵ２５から戻る水の圧力センサー６５と、ＡＨＵ２５に供給される水の圧力センサーと、建物の温度と湿度が調整された空間に供給される空気の圧力センサー（図示せず）とから、同時に測定を行う。

特定の状況、例えば水冷パッケージユニットを備えたシステムの場合、ＭＣ７３は、冷却水ループ５０の冷却水の圧力を測定するように構成された１つの圧力センサー６５と電気的に接続している。

温度に関し、ＭＣ７３はまた、チラー３３に供給される冷却水の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサー６０と電気的に接続している。

ＭＣ７３はまた、チラー３３から戻る冷却水の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサー６０と電気的に接続している。冷却水はチラー３３から流れ出る。

ＭＣ７３はまた、チラー３３から供給される冷水の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサー６０と電気的に接続している。

ＭＣ７３はまた、チラー３３へ戻る冷水の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサー６０と電気的に接続している。

特定の実施態様では、ＭＣ７３は、ＡＨＵ２５から供給される空気とＡＨＵ２５に戻る空気の温度を測定するように構成された温度センサーと電気的に接続している。ＭＣ７３はまた、ＡＨＵ２５に供給される水及びＡＨＵ２５から戻る水の温度を測定するように構成された温度センサーと接続している。

ＶＳＤ５２に関しては、それらは、空気冷却循環装置１０の各要素の対応する電気モーターの周波数パルス幅を調整するように構成されている。調整されたパルス幅は、次に電気モーターの速度を変えるように作用し、そして空気冷却循環装置１０の電気エネルギー消費又はエネルギー消費を変える。

特定の実施態様では、ＶＳＤ５２は、電気モーターの電圧又は周波数を変えるように構成されている。調整された電圧又は周波数は、次に電気モーターの速度を変えるように作用し、そして空気冷却循環装置１０の電気エネルギー消費を変える。

詳細には、１つのＶＳＤ５２が冷却塔ファン３６の電源と電気的に接続しており、１つの電力計５３で冷却塔ファン３６の消費電力を測定しながら、このＶＳＤ５２が冷却塔ファン３６の速度を調整する。
１つのＶＳＤ５２が冷却水ポンプ２２の電源と電気的に接続しており、１つの電力計５３で冷却水ポンプ２２の消費電力を測定しながら、このＶＳＤ５２が冷却水ポンプ２２の速度を調整する。

１つのＶＳＤ５２が冷水供給ポンプ２７の電源と電気的に接続しており、１つの電力計５３で冷水供給ポンプ２７の消費電力を測定しながら、このＶＳＤ５２が冷水供給ポンプ２７の速度を調整する

１つのＶＳＤ５２が冷水リターンポンプ２９の電源と電気的に接続しており、１つの電力計５３で冷水リターンポンプ２９の消費電力を測定しながら、このＶＳＤ５２が冷水リターンポンプ２９の速度を調整する。

特定の実施形態では、１つのＶＳＤ５２が、１つの電力計５３でチラーの圧縮機４０の消費電力を測定しながらチラーの圧縮機４０の速度を調整するために、チラーの圧縮機４０の電源と電気的に接続している。

ここでは示していない別の実施形態では、空気冷却循環装置１０は、冷水リターンポンプ２９を除くすべての要素を含む。

通常は、空気冷却循環装置１０はまた、複数の冷水供給ポンプ２７、又は複数の冷水リターンポンプ２９、又は複数の冷却水ポンプ２２、又は複数のチラー３３、又は複数の冷却塔２０を含むことが可能である。

複数の冷水供給ポンプ２７が備えられる場合、その冷水供給ポンプ２７は並列に流体的に接続されることができ、その場合には各冷水供給ポンプ２７は、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３によって起動及び停止される。

詳細には、冷水供給ポンプ２７の入口及び／又は出口は、対応する送水バルブと流体的に接続している。

通常は、送水バルブは電気モーターによって作動されることができ、ユーザーによって手動で作動されることができ、又は工場で設定若しくは調整されることができる。

送水バルブは、送水バルブを通る水流を抑制若しくは調整するため又は遮断するために作動又は設定されることができる。送水バルブは、全閉状態、全開状態及び／又はいくつかの部分的な開状態とすることができる。全閉状態では、送水バルブの通路は、水を遮断するように又は水が送水バルブを通れないにように閉じられる。全開状態では、送水バルブの通路は、水が全開流量で通ることができるように完全に開けられる。部分的な開状態では、送水バルブの通路は、水が部分流量で通ることができるように部分的に開けられる。

対応する送水バルブは、能動型送水バルブ、受動型送水バルブ、及び絞り送水バルブとし得る。

能動型送水バルブは、電気モーターによって作動する。受動型送水バルブは、ユーザーによって手動で作動され、又は受動型送水バルブを製作する工場の作業員によって調整若しくは設定される。

能動型送水バルブに関しては、調節送水バルブ又はオンオフ送水バルブを挙げることができる。調節送水バルブ（modulating water valve）は調節送水バルブ（modulation water valve）とも呼ばれる。オンオフ送水バルブは隔離送水バルブとも呼ばれる。

調節送水バルブは電気モーターによって作動し、全閉状態、全開状態及びいくつかの部分的な開状態に設定されることができる。

オンオフ送水バルブは電気モーターによって作動し、全閉状態及び全開状態に設定されることができる。

受動型送水バルブに関しては、定流量送水バルブ、バランス送水バルブ、及びオンオフ送水バルブを挙げることができる。

定流量送水バルブは自動調節機構を有し、工場で作業員によって調整又は設定される。自動調節機構は、水が所定の定流量で定流量送水バルブを通ることを可能にする。

バランス送水バルブは、ユーザーによって手動で作動される。調節送水バルブは、全閉状態、全開状態及びいくつかの部分的な開状態に設定されることができる。

オンオフ送水バルブはユーザーによって手動で作動され、２つの状態、すなわち全閉状態及び全開状態に設定されることができる。

絞り送水バルブに関しては、上記モーター作動の調節送水バルブ、上記手動作動のバランス送水バルブ、上記モーター作動のオンオフ送水バルブ、及び上記手動作動のオンオフ送水バルブを指すことができる。

冷水供給ポンプ２７の起動に関しては、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３は、水が冷水供給ポンプ２７を通って押し出されるように、冷水供給ポンプ２７の電気モーターを起動させる。

同様に、冷水供給ポンプ２７の停止に関しては、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３は、水が冷水供給ポンプ２７を通って押し出されないように、冷水供給ポンプ２７の電気モーターを停止させる。

同様にして、複数の冷水リターンポンプ２９が備えられる場合、冷水リターンポンプ２９は並列に接続されることができ、その場合には各冷水リターンポンプ２９は、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３によって起動及び停止されることができる。

複数の冷却水ポンプ２２が備えられる場合、その複数の冷却水ポンプ２２は並列に接続されることができ、その場合には各冷却水ポンプ２２は、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３によって起動及び停止されることができる。

複数の冷却塔２０が備えられる場合、その複数の冷却塔２０は並列に接続されることができ、その場合には各冷却塔２０は、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３によって起動及び停止されることができる。

詳細には、冷却塔２０の入口及び／又は出口は、対応する電気モーター作動式送水バルブと流体的に接続している。電気モーター作動式送水バルブは、送水バルブとこの送水バルブを作動させる又は動かすための電気バルブモーターとを備えている。ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３は、各電気バルブ及び各電気ファンモーターを起動及び停止させることができる。

各冷却塔２０はまた、複数のファン３６を備えることができる。

複数のチラー３３が備えられる場合、チラー３３は並列に接続されることができ、その場合には各チラー３３は、ＢＭＳ１３及び／又はＭＣ７３によって起動及び停止されることができる。

ＢＭＳ１３がない特定の実施形態の場合、電気モーターの起動及び送水バルブの作動は手動で行われる。

別の実施形態では、熱交換器を冷水ループ５１に設置する。この冷水ループは、冷水供給ポンプ２７と、チラー３３と、冷水リターンポンプ２９とを含む。

詳細には、熱交換器は、冷水供給ポンプ２７、冷水リターンポンプ２９、及びチラー３３と流体的に接続している。冷水供給ポンプ２７、熱交換器、冷水リターンポンプ２９、及びチラー３３は、第１の水ループを形成し、それは熱交換器の第１の水ループと呼ばれる。

熱交換器はまた、第３又は第２ポンプ及びＡＨＵ２５と流体的に接続しており、その場合には熱交換器、第３ポンプ及びＡＨＵ２５は、熱交換器の第２ループを形成する。第３ポンプは、この水ループを駆動する。

使用時には、空気冷却循環装置１０が、建物の温度と湿度が調整された空間の温度を調整するために用いられる。

ＢＭＳ１３は、温度と湿度が調整された空間がユーザーの所望する快適な温度となるようにするために、空気冷却循環装置１０の要素を管理又は起動させる。

エネルギー制御モジュール１６は、各ＶＳＤ５２に対し、温度と湿度が調整された空間のユーザーが所望する快適な温度を維持しながら空気冷却循環装置１０のエネルギー消費を変えるために、空気冷却循環装置１０の各要素の対応する電気モーターの電源の周波数パルス幅を変えるように指令する。

周波数パルス幅は、電気モーターの速度に対応する。言い換えれば、周波数パルス幅の調整は電気モーターの速度も変える。多くの場合、電気モーターが送水ポンプ、冷却塔ファン、ＡＨＵファン、及び圧縮機に使用される。

冷水ループ５１に関しては、それはＡＨＵ２５から熱エネルギーを吸収し、この熱エネルギーをチラー３３に伝達する。

詳細には、ＡＨＵ２５は、建物の温度と湿度が調整された空間から熱エネルギーを吸収し、次にこの熱エネルギーを、ＡＨＵ２５を通って流れる冷水に伝達する。

冷水供給ポンプ２７及び冷水リターンポンプ２９は、冷水をＡＨＵ２５とチラー３３の蒸発器４３の間で循環させる。

冷媒ループ４９に関しては、チラー３３は冷水から冷却水へ熱エネルギーを伝達するように作用し、ここではその冷水及び冷却水はチラー３３を通って流れる。

詳細には、蒸発器４３は、蒸発器４３を通過する冷媒が、蒸発器４３を通過する冷水から熱エネルギーを吸収することを可能にする。これにより冷媒は液体から蒸気に変わる。

圧縮機４０は蒸発器４３から冷媒を受け取り、冷媒の温度及び圧力を増加させる。

復水器４５は圧縮機４０から冷媒を受け取り、そこで冷媒は蒸気から液体に変わる。この相変化の間に、冷媒はその熱エネルギーを、復水器４５を通って流れる冷却水に伝達する。

膨張バルブ４８は冷媒の相変化を提供し、それにより冷媒の温度を低下させる。

冷却水ループ５０に関しては、それは熱エネルギーをチラー３３から冷却塔２０へ伝達する。

詳細には、チラーの復水器４５は、熱エネルギーを、チラーの復水器４５を通って流れる冷媒から、チラーの復水器４５を通って流れる冷水に伝達する。

冷却水ポンプ２２は、冷却水をチラー３３と冷却塔２０の間で循環させる。

ファン３６を備えた冷却塔２０は、この冷却塔２０を通って流れる冷却水の熱エネルギーを外部空間へ放出するように作用する。

空気冷却循環装置１０を用いて建物を改装するいくつかの方法を、以下で説明する。

建物を改装する１つの方法によれば、図１に示されるようにＢＭＳ１３を既に備えており、しかし空気冷却循環装置１０はＶＳＤを備えていない。ＢＭＳ１３は、空気冷却循環装置１０の各要素を起動するように構成されている。

この方法は、多くの場合、定流量送水バルブ又はバランス送水バルブなどの受動型送水バルブを除去して又は開いて、冷水ループ及び／又は冷却水ループの揚程を下げるステップを含む。

この方法はまた、エネルギー制御モジュール１６を空気冷却循環装置１０に追加するステップを含む。

エネルギー制御モジュール１６は、起動スイッチ７５を備えたＶＳＤ５２と、ＭＣ７３とを含む。スイッチ７５は、ＭＣ７３とＶＳＤ５２とを各機器の電気モーターに選択的に接続するように構成されている。すなわち、スイッチ７５の選択により、ＭＣ７３がＶＳＤ５２と接続している機器に対して命令又は指令を送信することを可能にする。

ＭＣ７３はパラメータ測定モジュールと電気的に接続しており、このパラメータ測定モジュールは空気冷却循環装置１０の各センサーと接続している。

ＭＣ７３は、空気冷却循環装置１０のセンサーのセンサー測定値をパラメータ測定モジュールから受信するように構成されている。ＭＣ７３はまた、所望の熱的快適性又は冷房快適性を維持しながらセンサー測定値に従って空気冷却循環装置１０の要素のエネルギー消費を減少させるために、ＶＳＤ５２を制御するための改良されたアルゴリズムを備えて構成されている。

この後、ＭＣ７３は、冷水ループ及び／又は冷却水ループの水の流量を変えるために、ＶＳＤ５２を使用することができる。ＭＣ７３は、その水の流量を変えるために、能動型送水バルブの位置及び／又は対応する送水ポンプの速度を変えることができる。

建物を改装するための更なる方法を以下で説明する。ここでは、主制御装置がＢＭＳに関連して設定される。

図３は、既存のＢＭＳ１３と既存のＶＳＤ５２を備えた空気冷却循環装置１０を示す。

ＢＭＳ１３は、空気冷却循環装置１０の各要素の速度を調整するためにＶＳＤ５２を制御するように構成されている。

この方法は、ＢＭＳ１３とＶＳＤ５２の間に起動スイッチ７７を備えるステップを含む。このスイッチ７７は、ＢＭＳ１３をＶＳＤ５２に選択的に接続する。

この方法は、ＭＣ７３と、ＭＣ７３とＶＳＤ５２の間の起動スイッチ７８とを備えるステップを更に含む。スイッチ７８は、ＶＳＤ５２をＭＣ７３に選択的に接続する。詳細には、ＶＳＤ５２は、ＢＭＳ１３又はＭＣ７３のいずれかと接続する。

ＭＣ７３は、パラメータ測定モジュールと電気的に接続しており、このパラメータ測定モジュールは、空気冷却循環装置１０の各センサーと接続している。

ＭＣ７３は、空気冷却循環装置１０のセンサーのセンサー測定値をパラメータ測定モジュールから受信するように構成されている。ＭＣ７３はまた、所望の熱的快適性又は冷房快適性を維持しながら、センサー測定値に従って空気冷却循環装置１０の要素のエネルギー消費を減少させるために、ＶＳＤ５２を制御するための改良されたアルゴリズムを備えて構成されている。

図４は、更なる空気冷却循環装置を示す。この空気冷却循環装置は、データベースを備えたクラウドベースのコンピュータと通信で接続するエネルギー制御モジュールを含む。データベースは測定データを格納する。エネルギー制御モジュールは、更なる評価のために、クラウドベースのコンピュータからのデータを取り扱い又は処理するためのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）及び／又は監視制御とデータ収集装置（ＳＣＡＤＡ）を含む。

別の実施態様では、ＰＬＣ又はＳＣＡＤＡは、更なる評価のためにデータをクラウドベースのコンピュータに送信する。

建物用の空気冷却循環ユニット１０のＢＭＳ１３及びＭＣ７３の作動方法の１つを、以下で説明する。

ＢＭＳ１３及びＭＣ７３は、所望の熱的快適性を維持しながら空気冷却循環ユニット１０のエネルギー消費を減少させるために、重畳方式（superimposition manner）で機能する。

この方法は、ＢＭＳ１３が、空気冷却循環ユニット１０の要素からパラメータ測定値を取得するステップを含む。

そして、ＢＭＳ１３は、取得したパラメータ測定値をＭＣ７３に送信する。

その後、ＭＣ７３は、パラメータ測定値に従って、作動機器の数並びに各作動ポンプ及び各冷却塔の速度などの効率的な作動の設定を算出する。

次にＭＣ７３は、算出された作動の設定をＢＭＳ１３に送信する。

その後、ＢＭＳ１３は、算出された作動の設定に従ってもたらされた対応する制御信号を、ポンプ及び冷却塔ファンに接続されたＶＳＤに送信する。

ＢＭＳ１３及びＭＣ７３の別の作動方法では、空気冷却循環ユニット１０の作業者は、空気冷却循環ユニット１０の要素をＭＣ７３又はＢＭＳ１３に接続するための起動スイッチを備える。すなわち、作業者は、空気冷却循環ユニット１０に制御指令を出すために、ＭＣ７３又はＢＭＳ１３のいずれかを選択する。

ＢＭＳ１３及びＭＣ７３の別の作動方法では、ＭＣ７３は、空気冷却循環ユニット１０からセンサー測定データを受け取り、ＢＭＳ１３を介して制御信号を空気冷却循環ユニット１０に送信する。

ＢＭＳ１３及びＭＣ７３の特定の作動方法では、上記方法のステップが組み合わされて実行される。一部のセンサー測定データはＢＭＳ１３から受け取られ、制御信号がＢＭＳ１３を通じて送信され、その一方で他のセンサー測定データは直接ＭＣ７３で測定され、制御信号がＭＣ７３から直接送信される。

ＢＭＳ１３及びＭＣ７３の更なる作動方法では、ＢＭＳ１３は存在しない。ＭＣ７３だけが、空気冷却循環ユニット１０からすべてのセンサー測定データを取得し、空気冷却循環ユニット１０にすべての制御信号を送信するために存在する。

空気冷却循環装置１０の作動方法の１つを、以下で説明する。

ＢＭＳ１３は、チラーの圧縮機４０、冷却水ポンプ２２、冷却塔ファン３６、冷水供給ポンプ２７、及び冷水リターンポンプ２９を選択的に起動させる。

この後、ＭＣ７３は、パラメータ測定モジュール７４０のセンサーから、空気冷却循環装置１０の要素のセンサーが読み取るパラメータに関してパラメータ測定値を受信する。具体的には、ＭＣ７３は、温度センサー６０、圧力センサー６５、流量計７０、及び電力計５３からパラメータ測定値を受信する。

そして、ＭＣ７３は、そのパラメータ測定値に従ってＶＳＤ５２への制御信号を生成する。

ＭＣ７３はその後、温度と湿度が調整された空間がユーザーの所望する快適な温度に到達することを可能にしながら、空気冷却循環装置１０のエネルギー消費を減少させるために、空気冷却循環装置１０の各要素の対応する電気モーターの電源の周波数パルス幅又は周波数又は電圧など、速度を調整するために生成した制御信号をＶＳＤ５２に送信する。

図５は、追加の冷水ポンプ及び追加の冷却水ポンプを備えた空気冷却循環装置を示す。これらの追加の送水ポンプは、現在作動又は運転していないチラーの一部とすることができる。これらの送水ポンプは予備として設置されて、通常作動する送水ポンプが故障した場合、又は通常作動する送水ポンプが点検、修理若しくは整備のために取り外された場合に使用されることもできる。

図５は、建物用の空気冷却循環装置１００を示し、それは建物管理システム（ＢＭＳ）１３０を含み、エネルギー制御モジュール１６０を備える。空気冷却循環装置１００は、エネルギー制御モジュール１６０及びＢＭＳ１３０と電気的に接続している。建物は図５には示されていない。

空気冷却循環装置１００は、冷却水ポンプモジュール２２０を備えた冷却塔モジュール２００と、冷水供給ポンプモジュール２７０及び冷水リターンポンプモジュール２９０を備えた空気調和機（ＡＨＵ）モジュール２５０と、チラーモジュール３３０とを含む。

冷却塔モジュール２００及び冷却水ポンプモジュール２２０は、一組の冷却水パイプによってチラーモジュール３３０と流体的に接続している。冷却塔モジュール２００は冷却水ポンプモジュール２２０と流体的に接続しており、冷却水ポンプモジュール２２０はチラーモジュール３３０と流体的に接続している。チラーモジュール３３０は冷却塔モジュール２００と流体的に接続している。

詳細には、冷却塔モジュール２００は、送水バルブ２０Ａ、２０Ｂを備えた冷却塔２０と、送水バルブ２０Ａ´、２０Ｂ´を備えた冷却塔２０´とを含む。送水バルブ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ａ´、２０Ｂ´は、しばしば電気モーター作動式隔離バルブと呼ばれる。

送水バルブ２０Ａは冷却塔２０の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２０Ｂは冷却塔２０の吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ２０Ａ´は冷却塔２０´の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２０Ｂ´は冷却塔２０´の吐水口と流体的に接続している。また、送水バルブ２０Ａは送水バルブ２０Ａ´と流体的に接続し、送水バルブ２０Ｂは送水バルブ２０Ｂ´と流体的に接続している。

冷却塔２０はファン３６を備え、冷却塔モジュール２０´はファン３６´を備える。

冷却水ポンプモジュール２２０に関しては、送水バルブ２２Ａ、２２Ｂを備えた冷却水ポンプ２２と、送水バルブ２２Ａ´、２２Ｂ´を備えた冷却水ポンプ２２´とを含む。送水バルブ２２Ａ、２２Ｂ及び送水バルブ２２Ａ´、２２Ｂ´は、しばしば電気モーター作動式調整送水バルブと呼ばれる。

送水バルブ２２Ａは冷却水ポンプ２２の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２２Ｂは冷却水ポンプ２２の吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ２２Ａ´は冷却水ポンプ２２´の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２２Ｂ´は冷却水ポンプ２２´の吐水口と流体的に接続している。また、送水バルブ２２Ａは送水バルブ２２Ａ´と流体的に接続し、送水バルブ２２Ｂは送水バルブ２２Ｂ´と流体的に接続している。

ＡＨＵモジュール２５０と、冷水供給ポンプモジュール２７０と、冷水リターンポンプモジュール２９０とは、一組の冷水管によってチラーモジュール３３０と流体的に接続している。ＡＨＵモジュール２５０は、冷水供給ポンプモジュール２７０と流体的に接続している。冷水供給ポンプモジュール２７０はチラーモジュール３３０と流体的に接続し、チラーモジュールは冷水リターンポンプモジュール２９０と流体的に接続している。冷水リターンポンプモジュール２９０は、ＡＨＵモジュール２５０と流体的に接続している。

ＡＨＵモジュール２５０に関しては、送水バルブ２５Ａ、２５Ｂを備えたＡＨＵ２５と、送水バルブ２５Ａ´、２５Ｂ´を備えたＡＨＵ２５´とを含む。送水バルブ２５Ａ、２５Ｂ及び送水バルブ２５Ａ´、２５Ｂ´は、しばしば電気モーター作動式隔離バルブと呼ばれる。

送水バルブ２５ＡはＡＨＵ２５の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２５ＢはＡＨＵ２５の吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ２５Ａ´はＡＨＵ２５´の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２５Ｂ´はＡＨＵ２５´の吐水口と流体的に接続している。また、送水バルブ２５Ａは送水バルブ２５Ａ´と流体的に接続し、送水バルブ２５Ｂは送水バルブ２５Ｂ´と流体的に接続している。

冷水供給ポンプモジュール２７０に関しては、それは送水バルブ２７Ａ、２７Ｂを備えた冷水供給ポンプ２７と、送水バルブ２７Ａ´、２７Ｂ´を備えた冷水供給ポンプ２７´とを含む。送水バルブ２７Ａ、２７Ｂ及び送水バルブ２７Ａ´、２７Ｂ´は、しばしば電気モーター作動式調節バルブと呼ばれる。

送水バルブ２７Ａは冷水供給ポンプ２７の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２７Ｂは冷水供給ポンプ２７の吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ２７Ａ´は冷水供給ポンプ２７´の取水口に流体的に接続し、送水バルブ２７Ｂ´は冷水供給ポンプ２７´の吐水口に流体的に接続している。また、送水バルブ２７Ａは送水バルブ２７Ａ´と流体的に接続し、送水バルブ２７Ｂは送水バルブ２７Ｂ´と流体的に接続している。

冷水リターンポンプモジュール２９０に関しては、送水バルブ２９Ａ、２９Ｂを備えた冷水リターンポンプ２９と、送水バルブ２９Ａ´、２９Ｂ´を備えた冷水リターンポンプ２９´とを含む。送水バルブ２９Ａ、２９Ｂ及び送水バルブ２９Ａ´、２９Ｂ´は、しばしば電気モーター作動式調整送水バルブと呼ばれる。

送水バルブ２９Ａは冷水リターンポンプ２９の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２９Ｂは冷水リターンポンプ２９の吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ２９Ａ´は冷水リターンポンプ２９´の取水口と流体的に接続し、送水バルブ２９Ｂ´は冷水リターンポンプ２９´の吐水口と流体的に接続している。また、送水バルブ２９Ａは送水バルブ２９Ａ´と流体的に接続し、送水バルブ２９Ｂは送水バルブ２９Ｂ´と流体的に接続している。

チラーモジュール３３０に関しては、送水バルブ３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２を備えたチラー３３と、送水バルブ３３Ａ１´、３３Ａ２´、３３Ｂ１´、３３Ｂ２´を備えたチラー３３´とを含む。送水バルブ３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２及び送水バルブ３３Ａ１´、３３Ａ２´、３３Ｂ１´、３３Ｂ２´は、しばしば電気モーター作動式隔離バルブと呼ばれる。

送水バルブ３３Ａ１はチラー３３の復水器取水口と流体的に接続し、送水バルブ３３Ｂ１はチラー３３の復水器吐水口と流体的に接続している。送水バルブ３３Ａ２はチラー３３の冷水取水口と流体的に接続し、送水バルブ３３Ｂ２は、チラー３３の冷水吐水口と流体的に接続している。

同様に、送水バルブ３３Ａ１´はチラー３３´の復水器取水口と流体的に接続し、送水バルブ３３Ｂ１´はチラー３３´の復水器吐水口と流体的に接続している。送水バルブ３３Ａ２´はチラー３３´の冷水取水口と流体的に接続し、送水バルブ３３Ｂ２´はチラー３３´の冷水吐水口と流体的に接続している。

送水バルブ３３Ａ１は送水バルブ３３Ａ１´と流体的に接続し、また送水バルブ３３Ｂ１は送水バルブ３３Ｂ１´と流体的に接続している。送水バルブ３３Ａ２は送水バルブ３３Ｂ２´と流体的に接続し、送水バルブ３３Ｂ２は送水バルブ３３Ｂ２´と流体的に接続している。

上述の各送水バルブ２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、３３Ａ１、３３Ｂ１、３３Ａ２、３３Ｂ２は、電気バルブモーター付きオンオフ送水バルブ若しくは電気バルブモーター無しオンオフ送水バルブ、又は電気バルブモーター付き調節送水バルブにすることができる。言い換えれば、各送水バルブは絞り送水バルブにすることができる。

同様に、各送水バルブ２０Ａ´、２０Ｂ´、２２Ａ´、２２Ｂ´、２５Ａ´、２５Ｂ´、２７Ａ´、２７Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´、３３Ａ´、３３Ｂ１´、３３Ａ２´、３３Ｂ２´は、電気バルブモーター付きオンオフ送水バルブ若しくは電気バルブモーター無しオンオフ送水バルブ、又は電気バルブモーター付き調節送水バルブにすることができる。言い換えれば、各送水バルブは絞り送水バルブにすることができる。

ＡＨＵ２５´はファン２６´を備える。

ＢＭＳ１３０に関しては、それは空気冷却循環装置１００のポンプ、ファン及び圧縮機などの各要素の電気モーターを起動するように構成されている。この起動は、電気モーターへの電気エネルギーの供給に関連する。ＢＭＳ１３０は、これらの電気モーターを、これらの電気モーターへ電気エネルギーを供給する対応するための電源と選択的に接続させるために、これらの電気モーターとケーブルによって電気的に接続している。

ＢＭＳ１３０はまた、各電気送水バルブを作動させるように構成されている。

送水バルブの作動は、送水バルブの位置又は状態を変えること（例えば閉状態から部分的な開状態へ変えること）を意味する。ＢＭＳ１３０によって作動される送水バルブは、バルブアクチュエータとして働く電気バルブモーターと機械的に接続し、このバルブアクチュエータは、電気ケーブルでＢＭＳ１３０と電気的に接続している。

使用時には、アクチュエータが送水バルブの位置を変更し又は動かすようにして、ＢＭＳ１３０はバルブ作動電気信号をアクチュエータに送信する。

ＢＭＳ１３０はまた、冷水供給ポンプ２７及び冷水供給ポンプ２７´を起動するように構成されている。

ＢＭＳ１３０はまた、冷水リターンポンプ２９及び冷水リターンポンプ２９´を起動するように構成されている。

ＢＭＳ１３０はまた、チラー３３及びチラー３３´を起動するように構成されている。

これらの送水バルブは、空気冷却循環装置１００の要素を分離するように作用する。

空気冷却循環装置１００の要素の取水口と吐水口にそれぞれが接続している、一組の対応する送水バルブを全閉すること及び／又は各電気モーターのスイッチをオフにすることは、実際にはその要素を空気冷却循環装置１００から取り除くように作用する。

同様に、送水バルブを開くこと及び／又は各電気モーターのスイッチをオンにすることは、実際には、その要素を空気冷却循環装置１００に含めるように作用する。

例えば、電気送水バルブ２０Ａ、２０Ｂを閉じること、及び冷却塔ファン３６のスイッチをオフにすることは、空気冷却循環装置１００から冷却塔２０を取り除くように作用する。送水バルブ２０Ａ、２０Ｂを開くことは、冷却塔２０を空気冷却循環装置１００に含めるように作用する。

その結果として、ＢＭＳ１３０により冷却塔２０又は２０´が選択的に作動されることによって、空気冷却循環装置１００は、両方の冷却塔２０、２０´又は選択された一方の冷却塔２０だけで稼働することができる。

エネルギー制御モジュール１６０に関しては、それは複数の変速駆動装置（ＶＳＤ）５２０と、空気冷却循環装置１００のパラメータを測定する測定モジュール７４０と、主制御装置（ＭＣ）７３０とを含む。簡潔にするために、図５には１つのＶＳＤ５２０だけが示されている。ＶＳＤ５２０と、測定モジュール７４０と、ＭＣ７３０とは、互いに協働する。

ＭＣ７３０はＶＳＤ５２０と電気的に接続し、ＶＳＤ５２０は空気冷却循環装置１００の要素と接続している。

ＭＣ７３０はまた、測定モジュール７４０と電気的に接続し、この測定モジュールは、空気冷却循環装置１００のセンサーと電気的に接続している。センサーには、温度センサーと、圧力センサーと、電力計と、湿度計と、流量計とが含まれる。これらのセンサーは、空気冷却循環装置１００の要素に、これらの要素のパラメータを測定するために接続されている。

その結果として、ＭＣ７３０は、測定モジュール７４０から、空気冷却循環装置１００の要素のパラメータ測定値を取得することができる。そして、ＭＣ７３０は、これらのパラメータ測定値に従いかつ選択された制御方策に従い、空気冷却循環装置１００の電気モーターの周波数パルス幅、周波数及び／又は電圧を調整するために、ＶＳＤ５２０を使用することができる。

様々な方法で流量計を取り付ることが可能である。

１つの実施態様では、流量計は、両方のチラー３３、３３´の対応する要素からの水の流量を正確に測定するために、チラー３３、３３´のそれぞれの共用ヘッダーに取り付けられている。そのヘッダーは、両方のチラー３３、３３´の対応する要素からの送水管が流体的に接続されて、１つの共用管として働く水室を意味する。例えば、共用ヘッダーは、両方の送水ポンプ２７、２７´の吐水口と流体的に接続することができる。簡単に参照できるように、共用ヘッダーは図５では「Ｈ」とされる。

別の実施態様では、流量計は各チラー３３、３３´の各要素に取り付けられて、チラー３３、３３´のこれらの要素の水の流量を正確に測定する。

圧力センサーは、多くの場合に各送水ポンプ２２、２２´、２７、２７´、２９、２９´から最も離れて配置され（ＡＨＵ２５、２５´など）、そこでは水の圧力は、最大摩擦損失ループの端である。

ＭＣ７３０は、各電気送水バルブを作動させるように構成される。

その結果として、ＭＣ７３０は、これらの送水バルブに関係する空気冷却循環装置１００の要素を選択的に追加又は除外することができる。

通常は、原則として、図１、３、４のエネルギー制御モジュール１６の構成について考慮した事項は、図５のエネルギー制御モジュール１６０に適用されることができる。

空気冷却循環装置１００のいくつかの作動方法を、以下で説明する。空気冷却循環装置１００の異なる作動方法を提供するために必要に応じて、１つの方法のステップを別の方法のステップと組み合わせることもできる。

所望の冷房負荷を支持するための建物用の図１、３、４、５の空気冷却循環装置１０、１００の作動方法の１つを、以下で説明する。

この方法は、空気冷却循環装置１０、１００のために生成された１組の連結された方針決定マトリックスを提供するステップを含む。

エネルギー制御モジュール１６、１６０は、各パラメータ測定モジュールからパラメータ測定情報を取得する。

その後、エネルギー制御モジュール１６、１６０は、空気冷却循環装置１０、１００の要素の作動パラメータを調整するために、上述の連結された方針決定マトリックスを使用する。

この調整は、空気冷却循環装置の作動上の安全性に影響を及ぼさずに建物の占有者のために必要な熱的快適性を提供するために、空気冷却循環装置が高効率で作動することを可能にする。

作動パラメータの調整は、システム管理職員にこれらの作動パラメータを変えるための指示を与えることにより行うことができる。そして、その職員は、そのパラメータの変更を実行する。

別の実施態様では、エネルギー制御モジュール１６、１６０は、人手を介さずにパラメータを自動的に変更する。

所定の冷房負荷を支持するために境界パラメータデータを用いる図５の空気冷却循環装置１００の作動方法を、以下で説明する。境界パラメータデータは、境界条件とも呼ばれる。

作動境界条件は、要素が適切に作動することができる限界を定める。例えば、最少流量限界以下でチラーを作動すると、チラーに動作不良や誤作動を引き起こすおそれがある。

境界条件には、以下が含まれる。
− 送水ポンプ２２、２２´、２７、２７´、２９、２９´の最小作動可能モーター速度のデータ
− ＡＨＵ２５、２５´からチラー３３、３３´へ冷水を循環させるために送水ポンプ２７、２７´によって発生される最小圧力差のデータ
− 各送水ポンプ２７、２７´、２９、２９´を調節する間又は追加若しくは取り除く間の冷水流量の許容変化率のデータ
− 送水ポンプ２２、２２´を調節する間又は追加若しくは取り除く間の冷却水流量の許容変化率のデータ
− ポンプ２２、２２´及び冷却塔ファン３６、３６´を調節する間の冷却水ループ５０の温度の許容変化率のデータ
− ポンプ２７、２７´、２９、２９´を調節する間の冷水ループ５１の温度の許容変化率のデータ
− 気象状況に基づく冷却水の許容供給温度のデータ

作動境界条件は、機器の製造業者から取得することができる。データは、ＭＣ７３０の試験及び試運転の段階でも取得することができる。作動境界条件は、各機器の測定値に従って統計的手法を使用して生成することもできる。

この作動方法は、ＭＣ７３０が、送水ポンプ２２、２２´、２７、２７´、２９、２９´などの空気冷却循環装置１００の機器又は要素の作動境界条件を備えるステップを含む。

その後、ＭＣ７３０は、空気冷却循環装置１００の要素の新しい作動パラメータのデータを受信する。例えば、新しい作動パラメータのデータは、送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´の流量と電気モーターの周波数に関することができる。

次にＭＣ７３０は、冷房快適性を維持しながらより低いエネルギー消費を達成するための新しい作動パラメータのデータを算出する。新しい作動パラメータのデータは、それぞれの作動境界条件の範囲内にある。

そして、ＭＣ７３０は、作動境界条件の範囲内の新しい作動パラメータのデータに従って、空気冷却循環装置１００の各作動パラメータを変更する。

１つの実施形態では、チラー３３の製造業者は、チラー３３について７０リットル／秒の最小作動流量を定める。そして、７０リットル／秒の流量は、冷却水ループ５０及び冷却水ポンプ２２についての下限の作動境界条件として取り入れられる。ＭＣ７３０はその後に、冷却水ポンプ２２が７０リットル／秒以上の流量で作動するようにして、冷却水ポンプ２２を作動させる。

この方法は、空気冷却循環装置１００がその要素に損傷を生じさせるかもしれない、その作動境界条件限界の範囲外での作動を防止する利点を有する。更に、空気冷却循環装置１００は、より少ないエネルギー消費で作動する。

対応する送水ポンプ２２、２２´、２７、２７´、２９、２９´の流量、圧力及び電気エネルギー消費は、以下で示される関係法則を用いて説明されることができる。

これらのパラメータは、グラフを用いても説明されることができる。

図６は、図１、３、４、５の空気冷却循環装置１０、１００に関する調節送水バルブを備えた水流システムの異なるシステム曲線及び水流システムの送水ポンプの異なる性能曲線を示す。

以下の開示は、原則として図１、３、４、５のすべての送水ポンプに適用される包括的な教示である。水流の調整に隔離送水バルブ又は調整送水バルブを使用する他の多くのシステムとは異なり、これらのポンプはＶＳＤを備える。

隔離送水バルブ又は調節送水バルブは、送水バルブを通る水流を制限又は調整するように作用することができる。隔離送水バルブは、全閉状態、全開状態に設定されることができ、調節送水バルブは、全閉状態、全開状態、及びいくつかの部分的な開状態に設定されることができる。

性能曲線は、グラフ４００、４００ａから構成される。グラフ４００は送水ポンプからの水の圧力と流量の関係を示しており、ここでは送水ポンプは所定の最高速度で作動している。ここでの圧力は揚程と呼ばれる。グラフ４００ａは送水ポンプからの水の揚程と流量の関係を示しており、ここでは送水ポンプは所定の低速で作動している。

システム曲線は、グラフ４１０ａ、４１０ｂを含む。グラフ４１０ａは水流システムの水の揚程と流量の関係を示しており、ここでは調節送水バルブは全開である。グラフ４１０ｂは水流システムの水の揚程と流量の関係を示しており、ここで調節送水バルブは部分的にのみ開いている。

１つの実施態様では、送水ポンプは所定の最高速度で作動しており、送水バルブは部分的に開いた状態に設定される。後に送水ポンプからの水は、それぞれ約１５０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の抵抗又は揚程及びそれぞれ約４５ガロン／分（ＧＰＭ）の流量となり、それは送水ポンプ性能曲線グラフ４００とシステム曲線グラフ４１０ｂとの交点Ａに対応する。

調節送水バルブが全開状態に設定される場合、送水ポンプからの水は、それぞれ約１００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の抵抗及びそれぞれ約１００ガロン／分（ＧＰＭ）の流量となり、それは送水ポンプ性能曲線グラフ４００とシステム曲線グラフ４１０ａとの交点Ｂに対応する。

上記の１００ガロン／分から４５ガロン／分への流量の減少は、同じポンプ速度を維持しながら、調節送水バルブを調整することによって達成される。

送水ポンプを減速した場合、送水ポンプからの水は、それぞれ約２０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の抵抗及びそれぞれ約４５ガロン／分（ＧＰＭ）の流量となり、それは送水ポンプ性能曲線グラフ４００ａとシステム曲線グラフ４１０ａとの交点Ｃに対応する。

交点Ｂは流量が多いが、これはシステムにとって望ましくないかもしれない。所望の流量を維持するために、送水バルブの設定の変更（交点Ａに対応する）、又はポンプの減速（交点Ｃに対応する）のいずれかを用いることができる。バルブを全開にしたままポンプ速度を調整することによって流量を減少した場合、それは交点Ｃで示され、送水ポンプは最適な又は減少した電力消費となる。

多くの空調装置において、実際の流水抵抗ともたらされる流水量は、空調装置又は空気冷却循環装置を設置して試運転した後にのみ分かる。

したがって、空調装置の流水量の調整を可能にするために、調整送水バルブが空調装置全体に設置される。しかしながら、上述した図６の説明において理解されるように、調節送水バルブを閉じて流量を減少させると送水ポンプの圧力増加につながり、下記の式に従うと、それはエネルギー消費の増加につながるか又はそれをもたらすことになる。
ポンプ出力（ｋＷ）＝［流量（ｍ３／ｓ）×圧力（Ｎ／ｍ２）］／（１０００×ポンプ効率）

したがって、同じ冷房負荷を支持するために、揚程及びポンプ速度を低くして同じ流量にされる場合、ポンプのエネルギー消費を減少させることができる。

要するに、ここで記載した実施形態は、同じ冷房負荷を支持しながら、所定の流量についてのポンプ及びそれに対応する空気冷却循環装置のエネルギー消費を減少させるために、必要な流量に従って、１つ以上の送水ポンプの間で切り替えを行うこと、更にバルブを開いて揚程を低くすることによって、及びそれに応じてポンプモーターの速度を調整することによってこれを適用する。

上記の原理は、下記のように適用される。

より少ないエネルギー消費で建物の温度と湿度が調整された空間に所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する図５の空気冷却循環装置１００の作動方法を、以下で説明する。

この方法は、対応する冷水／冷却水で同じ流水量を提供し、それによって同じ冷房負荷を支持し、しかしより少ないエネルギー消費とするために、冷水ポンプ／冷却水ポンプの揚程を低くし、それと同時に冷水ポンプ／冷却水ポンプの対応する調節送水バルブの開きを増加させる方策を用いる。

この流水量は、空気冷却循環装置１００が所定の熱的快適性を提供するための冷房負荷を支持することを可能にする。

冷房負荷とは、温度と湿度が調整された空間から取り除かれる熱量を意味する。熱的快適性は、建物の温度と湿度が調整された空間の温度と湿度に関係する。

この方策は、空気冷却循環装置１００の他の送水ポンプにも適用されることができる。

図７は、図５の空気冷却循環装置１００の作動を説明することによる、上記の方法のフローチャート５００を示す。

フローチャート５００は、ＭＣ７３０に境界条件又は境界パラメータデータを提供するステップ５１０を含む。

その後、ＭＣ７３０は、チラー３３、３３´の流水量を測定するステップ５１２を実行する。そして、流量計はそれぞれの流水量情報をＭＣ７３０に送信する。

この後、ＭＣの職員が必要な送水バルブ２２Ａ、２２Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２２Ａ´、２２Ｂ´、２７Ａ´、２７Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´を全開にするステップ５１５が実行される。全開の送水バルブ２２Ａ、２２Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２２Ａ´、２２Ｂ´、２７Ａ´、２７Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´は、これらの送水バルブ２２Ａ、２２Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２２Ａ´、２２Ｂ´、２７Ａ´、２７Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´を通る水流を遮断も制限もしない。実際には、それらは揚程を低下させ、流水量を増加させるように作用する。

そして、チラー３３、３３´の流量計又はチラー３３、３３´の共用ヘッダーの流量計は、チラー３３、３３´のそれぞれの新たな流水量を測定するステップ５２５を実行する。その後に、流量計はそれぞれの流水量情報をＭＣ７３０に送信する。

この後、ＭＣ７３０は所望の流水量を算出して、受信した流量計からの流水量情報に従って対応する送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´の速度を決定するステップ５３０を実行する。

ポンプ速度は、所望の冷房負荷を支持するための空気冷却循環装置１００の所望の流水量に対応する。

ＭＣ７３０はその後、送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´の速度を変更するために、制御信号をＶＳＤ５２０に発信するステップ５４０を実行する。図７のステップ５５０とステップ５６０は任意である。

そして、所望の流水量への到達を検証するために、送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´のそれぞれの流水量が測定される。

また、送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´のそれぞれの電気エネルギー消費量が測定される。

この方法は、より少ないエネルギー消費で同じ流量を提供する利点をもたらす。実際には、送水ポンプ２２、２７、２９、２２´、２７´、２９´は、ＡＨＵ２５、２５´が所望の熱的快適性を提供することを可能にしながら低速で作動する。

異なるポンプ速度は、送水ポンプの電源の周波数パルス幅、周波数及び／又は電圧を変更することによって実現されることができる。

実際には、調整送水バルブ２２Ａ、２２Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２２Ａ´、２２Ｂ´、２７Ａ´、２７Ｂ´、２９Ａ´、２９Ｂ´は常に全開に保たれ、その一方で流量はＶＳＤのみで調整される。

つまり、ＭＣ７３０は冷水ループ５１の調整送水バルブの位置を変える。そして、これらのバルブ位置の変更は、ＡＨＵ２５を通って流れる冷水の流量の変更をもたらし、それがＡＨＵ２５から出る空気の温度に影響を与える。冷水の流量のこの変更は、その後にＭＣ７３０が冷水ポンプの速度を調整することをもたらす。

上記の方法は、冷却水ポンプ及び他の送水ポンプにも適用できる。

すなわち、空気冷却循環装置１００の構造は、所与の冷房負荷のためのエネルギー消費が改善されるように、その構成部品の作動境界条件の範囲内で自動的に適応される。

より少ないエネルギー消費で建物の温度と湿度が調整された空間に所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する図５の空気冷却循環装置１００の別の作動方法を、以下で説明する。

この方法は、抵抗を克服するために、作動する送水ポンプの数を変更するとともに作動する送水ポンプの対応する速度を変えて、同じ選択された流水量をより少ないエネルギー消費で提供する方策を用いる。この方策は、同じ選択された流水量を実現するために、種々の作動する送水ポンプの数と、種々の対応するポンプの速度又は構成とを決定するステップを含む。その流水量を、送水ポンプの特定の数及び対応するポンプ速度で、しかしより少ないエネルギー消費で達成することができる場合、この特定の数の作動する送水ポンプを対応するポンプ速度で作動させるステップが実行される。

例として、この方法を送水ポンプ２７、２７´で説明する。

ＭＣ７３０は空気冷却循環装置１００の送水ポンプ２７を起動させるが、そこでは送水ポンプ２７は、所望の所定の流水量を提供するために第１の選択速度で作動する。

そして、ＭＣ７３０は送水ポンプ２７のエネルギー消費を明らかにする。これは、送水ポンプ２７の第１のエネルギー消費を測定することにより明らかにされる。

この後、ＭＣ７３０は、対応する追加の送水ポンプ２７´を追加することの効果を評価する。そこでは、同じ所定の流水量を提供するために、送水ポンプ２７及び追加の送水ポンプ２７´は共に第２選択速度で作動するが、第２選択速度は第１の選択速度よりも遅い。実際には、第２の送水ポンプ２７´の起動は、この送水ポンプ２７´を空気冷却循環装置１００の運転に加える働きをする。これは、図７のステップ５５０で示される。

その後、ＭＣ７３０は、送水ポンプ２７と対応する送水ポンプ２７´の両方での第２のエネルギー消費を特定する。

そして、ＭＣ７３０は、第１のエネルギー消費を第２のエネルギー消費と比較する。

そして、ＭＣ７３０は、より低い又は少ないエネルギー消費を提供するために、この比較により、作動する送水ポンプの数を、対応する送水ポンプ速度と共に選択する。

この後、ＭＣ７３０は、選択された数の送水ポンプ２７、２７´を起動し、その対応する送水ポンプ速度で作動させる。

ＭＣ７３０はまた、送水ポンプ２７及び追加の送水ポンプ２７´が適切な境界条件の範囲内で作動していることを確実にするために検査をする。境界条件の例としては、ＡＨＵ２５の十分な水圧、ポンプ速度の許容変化率、許容最低ポンプ速度、及び機器の稼動率が含まれる。

更に別の実施形態では、ＭＣ７３０は、作動する送水ポンプの数を対応する送水ポンプ速度と共に選択するために、所定の機器構成での所定のマトリックスを使用する。

別の実施形態では、ＭＣ７３０は、作動する送水ポンプの数を対応する送水ポンプ速度と共に選択するために、過去のデータを処理する統計的方法を使用する。

通常は、作動する送水ポンプの数は、１つから２つ、又は２つ以上に増やすことができ、そこではその数の作動する送水ポンプが所望の流水量を提供するように作用する。作動する送水ポンプの数は、２つから１つに減らされることもでき、そこでは１つの送水ポンプが所望の流水量を提供するように作用する。

更なる実施形態では、空気冷却循環装置１００は「ポンプ１つ」構成で作動し、そこでは、チラー３３、冷水供給ポンプ２７、冷水リターンポンプ２９、ＡＨＵ２５、２５´、冷却水ポンプ２２、及び冷却塔２０は作動するが、冷水供給ポンプ２７´、冷水リターンポンプ２９´、チラー３３´、及び冷却塔２０´は作動しない。

別の実施形態では、空気冷却循環装置１００は「ポンプ２つ」構成で作動し、そこでは、チラー３３、冷水供給ポンプ２７、冷水リターンポンプ２９、冷水供給ポンプ２７´、冷水リターンポンプ２９´、ＡＨＵ２５、２５´、冷却水ポンプ２２、及び冷却塔２０は作動するが、チラー３３´及び冷却塔２０´は作動しない。

更に別の実施形態では、ＭＣ７３０は、送水ポンプを起動させるための信号をＢＭＳ１３０に送信する。この後、ＢＭＳ１３０は、その送水ポンプを手動で起動させるために、作業者に視覚的なテキストメッセージ及び／又は電子メールを送信する。

あるいは、ＢＭＳ１３０は、起動信号を送水ポンプに直接送信してこれを起動する。

この方法は、より少ない総エネルギー消費で必要な冷房負荷を支持する利点を提供する。

より少ないエネルギー消費で建物の温度と湿度が調整された空間に所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する図５の空気冷却循環装置１００の更なる作動方法を、以下で説明する。

この方法は、冷水ポンプ速度を最適化する又は低下させる方策を用いて、より少ないエネルギー消費で同じ所望の熱的快適性を提供する。冷水ポンプ速度の低下は、冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超えないようにして行われる。

例として、この方法を、ＡＨＵ２５及び送水ポンプ２７が作動状態にあり、ＡＨＵ２５´及び送水ポンプ２７´が作動状態になく、その一方で空気冷却循環装置１００のその他の要素は作動状態にあるという状況で説明する。

ＭＣ７３０は送水ポンプ２７を起動させ、ここで送水ポンプ２７は、ＡＨＵ２５を通る冷水の所望の流量を提供するために、最初に予め選択された速度で作動する。ＡＨＵ２５は、空気を建物の温度と湿度が調整された空間へ供給する。

そして、ＭＣ７３０は電力計から送水ポンプ２７のエネルギー消費データを取得する。ＭＣ７３０はまた、ＡＨＵを通って流れている冷水について冷水の温度データを温度センサーから受け取る。ＭＣ７３０はまた、圧力センサーからこの冷水の圧力測定データを受け取る。これらのセンサーは図１に示されている。

この後、ＭＣ７３０は、冷水ポンプ２７の速度を第１のポンプ速度に下げるステップを実行する。

この減速はまた、第１のポンプ速度が、冷水にＡＨＵ２５を通過させるために必要な最低圧力に関する境界条件に違反せず又はそれを外れないようにして行われる。

ポンプのこの減速は、ＡＨＵ２５を通って流れる冷水の流量を減少させるように作用する。そして、この流水量の減少は、ＡＨＵ２５から戻る冷水の温度を高くする。

そして、ＭＣ７３０は、戻る冷水の温度が所定の熱的快適性での戻る冷水の温度の上限値を超えないことを確実にするために、検査をする。

戻る冷水の温度は、ＡＨＵ２５へ戻る空気の温度に関連する。ＡＨＵ２５へ戻る空気の温度は、多くの場合に、温度と湿度が調整された空間の占有者の熱的快適性の指標を示すか又は提供する。

戻る冷水の温度が所定の熱的快適性での戻る冷水の温度の上限値を超えない場合、ＡＨＵへ戻る空気の温度は、所望の熱的快適性に関して決められた戻る空気の温度範囲で保たれ、それにより占有者が所望の熱的快適性を感じることを確実にする。

ＭＣ７３０はまた、冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超えないことを確実にするために検査をするステップを実行する。冷水のΔＴ値とは、戻る冷水の温度データとＡＨＵ２５へ供給される冷水の温度データとの差を意味する。

ＭＣ７３０は、冷水の温度測定値を取得する。次に、ＭＣ７３０は、取得した温度測定値に従って冷水の現在のΔＴ値を算出する。この後、ＭＣ７３０は、現在の冷水のΔＴ値を所定の熱的快適性でのΔＴ制限値と比較する。

現在の冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超える場合、ＭＣ７３０は、所望の所定の熱的快適性の冷水のΔＴ値に到達するまで冷水ポンプ２７の速度を第２のポンプ速度へと僅かに上げる信号を、冷水供給ポンプ２７と接続されたＶＦＤに送信する。第２のポンプ速度は、第１のポンプ速度よりも速い。

冷水ポンプ速度の調節は、ポンプ速度がポンプ速度に関する境界条件を外れないようにして行われる。

上述したポンプ速度の第１のポンプ速度又は第２のポンプ速度への調整は、冷水ポンプ２７のエネルギー消費の改善を可能にする。

特定の実施形態では、この方法は、現在の冷水のΔＴ値を得るために演算マトリックスを使用する。

更なる実施態様では、この方法は、現在の冷水のΔＴ値を決定するために、統計的方法を用いたアルゴリズムを使用する。

まとめると、冷水のΔＴは、冷水ポンプ２７の速度の低下に伴って増加する。これはポンプのエネルギー消費を減少させる。これはまた、チラー３３から供給される冷水の温度を維持すると、チラー３３へ戻る冷水の温度上昇を許す。

１つの実施形態では、ＭＣ７３０は４℃の冷水のΔＴ値を検出し、一方で所定の熱的快適性でのΔＴ制限値が５℃である。そのため、ＭＣ７３０は冷水ポンプ２７の速度を約２５％低下させ、それにより冷水のΔＴ値を４℃から５℃へ上げる。そして、これは冷水ポンプのエネルギー消費の約６０キロワット（ｋＷ）から約２５ｋＷへの減少をもたらす。

別の実施形態では、ＭＣ７３０は、冷水ポンプの流れを平均約２０％（約０％から約３０％の範囲で）減少させ、それにより同じ冷房負荷を支持して本質的に同じ冷房快適性を提供しながら、ＡＨＵループのΔＴ値を約３．５℃から約５℃へ上昇させる。そしてこれは、冷水ポンプのエネルギー消費を約４９％（約０％から約６６％の範囲で）減少させる。

この方法は、同じ冷房負荷を支持しながら、空気冷却循環装置１００の電気エネルギー消費を減少させる手段を提供する。

この方法はまた、図１の空気冷却循環装置１０に適用されることができる。

この方法はまた、冷却水ポンプに用いられることができる。

上述の方策を同時に図５の空気冷却循環装置１００に適用する方法を、以下で説明する。

この方法は、まだ可能な場合に、流量を制限するものをできるだけ取り除くことを目的とする。流量を制限するものを取り除くことの例としては、空気冷却循環装置１００の送水バルブの絞りを全開にすること及びすべての水ループの定流バルブを除去することが含まれる。

この方法は、上述した方法を適用して、より少ないエネルギー消費で本質的に同じ冷水流量／冷却水流量を提供するために、冷水ポンプ／冷却水ポンプの速度を自動的に低下させるステップを実行することを含む。

そして、更なるステップでは、上述した方法を適用して、より少ないエネルギー消費で同じ流水量を提供するために、自動的に送水ポンプの数を変更すると共に自動的に送水ポンプの速度を変えるステップを実行する。

この後、上述した方法を適用して、冷水ポンプ速度を自動的に最適化又は低減し、しかしより少ないエネルギー消費で同じ熱的快適性を提供する別のステップを実行する。

空気冷却循環装置１００を改善するために、これらの上述したステップを再度繰り返することができる。

より少ないエネルギー消費で建物の温度と湿度が調整された空間に所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する図５の空気冷却循環装置１００の作動方法を、以下で説明する。

この方法は、同じ又はより低い冷却水入力温度を達成するために、冷却塔の数を変更すると共に対応する冷却塔ファンの速度を変える方策を用いるが、より少ない総エネルギー消費である。

使用時には、冷却水は、所望のユーザーの熱的快適性を提供する冷房負荷を支持するために、特定の流量及び特定の温度で冷却塔から出る。そして、冷却塔を出た冷却水はチラーの復水器に入る。したがって、この水の温度は、一般に冷却水入力温度と呼ばれる。

この方法は、所望の冷却水入力温度を提供するために冷却塔ファン３６が第１の予め選択された作動速度で作動するようにして、ＭＣ７３０が冷却塔２０とその冷却塔ファン３６を起動すると共に、空気冷却循環装置１００の関連するバルブ２０Ａ、２０Ｂを作動させるステップを含む。実際には、このステップは、冷却塔２０を空気冷却循環装置１００に追加するように働く。

次に、ＭＣ７３０は、冷却塔ファン３６のエネルギー消費を明らかにする。これは、冷却塔２０の冷却塔ファン３６のエネルギー消費を測定する電力計５３を使用することにより明らかにされる。

この後、ＭＣ７３０は、冷却塔ファン３６´を備えた対応する追加の冷却塔２０´の起動及び関連するバルブ２０Ａ´、２０Ｂ´の作動の効果を評価する。

この評価は、両方の冷却塔ファン３６、３６´に対する第２の予め選択された作動速度を算出又は計算するステップを含む。第２の予め選択された作動速度は第１の予め選択された作動速度よりも低いが、同じ所望の冷却水入力温度を維持する。低速で気流の摩擦損失が少ないため、これもまたファンの総エネルギー消費の低減につながる。

ＭＣ７３０はまた、上記のステップが、空気冷却循環装置１００の要素が境界条件の範囲内で作動するようにしてなされていることを考察又は検査する。境界条件の例には、チラーの製造業者が許容する最高冷却水温度、冷却塔ファンの最少速度、及び総エネルギー消費の最大値が含まれる。

そしてＭＣ７３０は、より少ないエネルギー消費で同じ冷却水入力温度を提供するために、作動する冷却塔の数を、関連する作動する冷却塔ファンの速度と共に選択する。

この後、ＭＣ７３０は、その選択に従って起動制御信号及び作動制御信号を生成して、これらの制御信号を空気冷却循環装置１００の各機器に送信する。

上記ステップは、空気冷却循環装置１００の要素が上記の境界条件の範囲内で作動するようにして実行される。

更なる実施形態では、ＭＣ３７０は、冷却塔を追加するための制御信号をＢＭＳ１３０に送信する。この後、ＢＭＳ１３０は、各冷却塔ファンを起動させるため及び各バルブを作動させるために、対応する制御信号をそれぞれの機器に送信する。

通常は、作動する冷却塔の数は、例えば１つから２つに、又は２つ以上に増加させることができ、そこではこれらの作動する冷却塔は、ファンのより少ない総エネルギー消費で所望の冷却水入力温度を提供するために同時に作動する。

作動する冷却塔の数は、例えば２つから１つに減らされることもでき、そこでは起動した作動する冷却塔が、ファンのより少ない総エネルギー消費で所望の冷却水入力温度を提供するように作用する。

それぞれの作動する冷却塔は、１つ又は複数のファンを備えることもできる。

この方法は、同じ冷房負荷を支持しながら総エネルギー消費を低減する利点を提供する。

より少ないエネルギー消費で所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する空気冷却循環装置１００の作動方法を、以下で説明する。

この方法は、より少ないエネルギー消費で所望のユーザーの熱的快適性を提供するために、冷房負荷を支持するためにＡＨＵの冷水バルブの位置を変更するとともに対応するＡＨＵファンを変更する方策を用いる。

ＡＨＵ２５は、建物の温度と湿度が調整された空間に空気を供給するために、空気を吹き込むためのファンを備える。供給空気は後にＡＨＵ２５に戻る。温度と湿度が調整された空間の占有者によって認識される熱的快適性は、ＡＨＵ２５からの供給空気の流量と温度の作用である。

この方法は、ＭＣ７３０が、ファンの電気モーターの電気エネルギー消費測定データをファンのモーターの電力計５３から取得するステップを含む。

そして、ＭＣ７３０は、供給空気温度センサーから、ＡＨＵ２５からの供給空気の温度測定データを取得し、供給空気流量計から、ＡＨＵ２５からの供給空気の流量データを取得する。流量は、ファンのモーターに接続しているＶＳＤの周波数設定から算出されることもできる。

ＡＨＵ２５に戻る空気の温度が所望の設定値よりも低いことをＭＣ７３０が検出した場合、ＭＣ７３０は、ファンの回転速度を低下させるための信号を、ＶＳＤを介してファンのモーターに送信する。このファンの速度の低下は、ＡＨＵ２５に戻る空気の温度を上昇させる効果を有する。

ＭＣ７３０はまた、温度と湿度が調整された空間での空気流量が、温度と湿度が調整された空間の最低空気流量に関する境界条件を満たすようにしてファンの回転速度の低下が行われることを、検査して確実にする。すなわち、温度と湿度が調整された空間の空気流量は、温度と湿度が調整された空間の最低許容空気流量より多い。

ＭＣ７３０がその後に、ファンの回転速度が低下した状態で、戻る空気の温度がまだ所望の設定値よりも低いことを検出した場合、ＭＣ７３０は、ＡＨＵ２５の送水バルブ２５Ａ及び／又は送水バルブ２５Ｂの位置を変更するための信号を送信する。これは、送水バルブ２５Ａ及び／又は送水バルブ２５ＢとＡＨＵ２５とを通って流れる冷水の流量を減らすために行われる。

冷水の流量の減少は、ＡＨＵ２５から温度と湿度が調整された空間への供給空気の温度を上昇させるように作用する。そしてこれは、空気冷却循環装置１００のエネルギー消費をより少なくしながら戻る空気の温度を所望の水準へ上昇させる。

戻る空気の温度が所望の設定値より高い場合、上述のステップと反対の類似のステップが実行される。

この方法は、同じ熱的快適性を提供しながらエネルギー消費を減らす手段を提供する利点をもたらす。

より少ない総エネルギー消費で所定の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する空気冷却循環装置１００の作動方法を、以下で説明する。

この方法は、冷房負荷を支持するために、供給冷却水の温度を低下させように、作動する冷却塔の数を変更するとともに冷却塔ファンの対応する速度を変更する方策を用いて、より少ない総エネルギー消費で所望の熱的快適性を提供し、そこでは冷却塔ファンのエネルギー消費が増加され、一方でチラーのエネルギー消費が低減される。

この方法は、ＭＣ７３０が、冷却塔の周囲温度センサーから、作動する冷却塔２０の周囲の湿球温度測定データ及び乾球温度測定データを取得するステップを含む。

ＭＣ７３０はまた、冷却塔の周囲湿度センサーから、冷却塔２０の周囲の湿度測定データを取得する。

ＭＣ７３０はまた、ファンのモーターの電力計５３から、冷却塔２０のファン３６のモーターのエネルギー消費データを取得する。

この後、ＭＣ７３０は、供給冷却水温度を下げるために追加の冷却塔２０を作動させることに対する冷却塔エネルギーの総消費の増加と、供給冷却水温度の低下による圧縮機のエネルギー消費の対応する減少との間の差を算出する。

ＭＣ７３０はまた、供給冷却水温度を下げるために冷却塔ファン３６の速度を上げることに対するファンのエネルギー消費の増加と、供給冷却水温度の低下による圧縮機のエネルギー消費の対応する減少との間の差を算出する。これは、以下で更に説明する。

図８は、チラーの効率と供給冷却水温度との関係のグラフを示す。そのグラフは、圧縮機効率の増加が供給冷却水温度の低下と対応することの実例を示す。すなわち、冷却塔２０及び／又は冷却塔ファン３６は、圧縮機４０に供給されている冷却水の温度を低下させるために、より多くのエネルギーを消費する可能性がある。そして、圧縮機４０は、同じ冷房負荷を支持するためにより少ないエネルギーを消費する。

図９は、チラーの効率とチラーの負荷との関係のグラフを示す。

ＭＣ７３０はその後、より少ない総エネルギー消費で同じ冷房負荷を支持するために、作動する冷却塔２０の数を選択すると共に冷却塔ファン３６の速度を選択する。

この後、ＭＣ７３０は、供給冷却水の温度を低下させるために、選択された作動する冷却塔の数に従って冷却塔２０を作動させ、及び／又は選択された冷却塔ファンの速度に従って作動する冷却塔ファン３６を作動させる。

この方法は、同じ熱的快適性を提供しながらエネルギー消費を減らす手段を提供する利点をもたらす。

図１０は、建物の温度と湿度が調整された空間に所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する空気冷却循環装置１００の作動方法のチャート８００を示す。これを以下で説明する。

温度と湿度が調整された空間は、空調空間とも呼ばれる。この方法は、複数の方策を含む。

通常、ＡＨＵは、１つ以上の温度と湿度が調整された空間の冷房負荷を支持する。冷房負荷は、ＡＨＵから温度と湿度が調整された空間への供給空気の流量、並びにＡＨＵから温度と湿度が調整された空間へ流れる供給空気の温度と温度と湿度が調整された空間からＡＨＵへ流れる戻る空気の温度との差の関数であり、又はそれらによって影響を受ける。

温度と湿度が調整された空間の占有者は、ＡＨＵからの供給空気の流量と温度の作用である熱的快適性を感じる。ユーザーが所望する熱的快適性は、ユーザーが所望する温度とユーザーが所望する空気流に対応する。

建物の温度と湿度が調整された空間の冷房負荷は、温度と湿度が調整された空間で発生する熱の追加により増加し得る。

熱の追加は、人間の数の増加や、温度と湿度が調整された空間での作動機器の増加、又は温度と湿度が調整された空間に引き込まれる暖かい外気から生じ得る。

そして、空気冷却循環装置１００は、増加した冷房負荷を支持するように作用し、そこでは、追加で発生した熱は、同じ所望の熱的快適性を提供するために、温度と湿度が調整された空間から運び出されるか又は取り除かれる。

詳細には、追加で発生した熱は、温度と湿度が調整された空間の温度上昇を引き起こし、そうするとＡＨＵ２５へ戻る空気の温度を、所定の戻る空気の温度限界を超えて上昇させる。

ＭＣ７３０はその後、上昇したＡＨＵに戻る空気の温度データを受け取る。

ＭＣ７３０が、ＡＨＵに戻る空気の温度が所定の戻る空気の温度限界よりも高いことを検出した場合、ＭＣ７３０は次に、ＡＨＵファン２６の速度を上げるステップＳ１を実行して、熱エネルギー消費を改善しながら、所望の熱的快適性を提供するために冷房負荷を支持する。

具体的には、ＭＣ７３０は、ＡＨＵファン２６の速度を上げるために、ＡＨＵファン２６に接続しているＶＦＤにファン起動信号を送信する。これはそして、ＡＨＵ供給空気の流量の増加を引き起こし、それは続いて冷房負荷を支持するために、所定の戻る空気の温度限界に向けてＡＨＵに戻る空気の温度を下降させるように作用する。

空気流が増加すると、所望の空気温度を維持するために、ＭＣ７３０は、ＡＨＵ２５の調節送水バルブ２５Ｂを徐々に開くように作用する。

調節送水バルブ２５Ｂのこの開口は、ＡＨＵ２５を通る冷水の流量を増加させる。これは、ＡＨＵ２５からの供給空気の温度を維持する働きをする。そして、この維持されたＡＨＵ供給空気温度は、増加した空気流と共に、ＡＨＵ２５へ戻る空気の温度を下げるように作用して、追加された冷房負荷を支持する。

ＡＨＵ２５の調節送水バルブ２５Ｂを開くことに伴うＡＨＵ２５を通る冷水の流量の増加は、ＡＨＵ２５´を通る冷水の流量を減少させるように作用する。

減少したこの冷水の流量はまた、ＡＨＵ２５´を通る冷水の圧力を低下させるように作用する。

ＭＣ７３０がＡＨＵ２５又は２５´へ戻る空気の温度の上昇を検知し、更にＡＨＵ２５´を通る冷水の圧力の低下も検知した場合、ＭＣ７３０は冷水ポンプ速度を上げるステップＳ２を実行して、エネルギー消費を改善しながら、同じ所望の熱的快適性を提供する。

ＭＣ７３０はそして、可能な限り最低のエネルギー消費又はより低いエネルギー消費で供給される冷水の十分な流量を確保するために、冷水ポンプ２７、２７´の数を変更すると共に各送水ポンプ２７、２７´の対応する流量を変更するステップＳ３を実行する。

任意のステップとして、ＭＣ７３０は、チラーの最適な構成を算出して、関係するチラーを起動させるために信号を送信する。

冷水は、温度と湿度が調整された空間の追加の冷房負荷を支持するために、温度と湿度が調整された空間の追加の熱をチラーに運ぶ。そしてチラーは、冷水からその追加の熱を取り除く。

温度と湿度が調整された空間の冷房負荷の増加はまた、冷房負荷の排熱を増加させる。排熱は、温度と湿度が調整された空間から発生した熱と、温度と湿度が調整された空間の冷却過程のために圧縮機で発生した熱の総量として定められる。

その後、ＭＣ７３０は、より低いエネルギー消費で同じ冷却水の流量を供給するために、作動する冷却水ポンプの数を変更すると共に作動する冷却水ポンプの対応する速度を変更するステップＳ４を実行する。

そして、ＭＣ７３０は、冷却水ポンプ２２、２２´の速度を最適化又は低下させるステップＳ５を実行して、より低いエネルギー消費で同じ熱的快適性を提供する。

冷却水の流量の変更は、冷却塔２０、２０´の作動の変更につながることがある。

ＭＣ７３０はまた、同じ冷却水入力温度を達成し、しかしより少ないエネルギー消費とするために、冷却塔の数を変更すると共に対応する冷却塔ファンの速度を変更するステップＳ６を実行する。

この後、ＭＣ７３０は、供給冷却水の温度を変えるために、作動する冷却塔の数を変更すると共に冷却塔ファンの対応する速度を変更するステップＳ７を実行して、より低い総エネルギー消費で同じ冷房負荷を支持する。

要するに、上述の一連のステップは、可能な限り最低のエネルギー消費又はより低いエネルギー消費で所望の熱的快適性を提供するために、空気冷却循環装置１００の機器の作動を最適化又は改善するために用いられる。

冷房負荷が減少する場合は、上記の一連のステップと反対のステップが実行される。

上記方法の特定の実施形態では、温度と湿度が調整された空間の冷房負荷は一定のままである一方で、外界温度又は周囲湿度は変化する。

そして、ＭＣ７３０は周囲状況の変化を検知して、より低いエネルギー消費で同じ冷却水入力温度を達成するために、冷却塔の数を変更すると共に対応する冷却塔ファンの速度を変更する上記ステップＳ６を実行する。

そして、ＭＣ７３０は、供給冷却水の温度を変更するために、作動する冷却塔の数を変更すると共に冷却塔ファンの対応する速度を変更する上記ステップＳ７を実行して、より低いエネルギー消費で冷房負荷を支持する。

このようにして、ＭＣ７３０は、可能な限り最低のエネルギー消費又は低いエネルギー消費で所望の熱的快適性を提供するために、空気冷却循環装置１００の機器を絶えず最適化し又は適応させる。

実施形態はまた、以下の項目一覧にまとめられた特徴又は構成要素の列記で記載することもできる。この項目一覧で開示された特徴の各組み合わせは、それぞれ本願発明の独立した対象としてみなされ、それはまた本願の他の特徴と組み合わされることもできる。

項目１．
建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の作動方法であって、
前記ＨＶＡＣ装置は、空気調和機（ＡＨＵ）ループと、冷却塔ループと、少なくとも１つのチラーと、主制御装置（ＭＣ）とを備え、
前記ＡＨＵループは、少なくとも１つのＡＨＵと、少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記ＡＨＵから前記建物に空気を供給するための少なくとも１つの電気ＡＨＵファンとを有し、冷水が前記ＡＨＵループを循環しており、
前記冷却塔ループは、少なくとも２つの冷却塔と、少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを有し、それぞれの前記冷却塔は少なくとも１つの電気冷却塔ファンを含み、冷却水が前記冷却塔ループを循環しており、
前記チラーは、蒸発器と、電気圧縮機と、復水器と、膨張バルブと、冷媒とを含み、これらは、熱が前記冷水から前記冷却水へ伝達されるように前記ＡＨＵループ及び前記冷却塔ループと相互に接続した熱力学的冷凍サイクルを形成しており、
前記ＭＣは、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンと、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファンと、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを制御し、
前記方法は、
Ｓ３―ＡＨＵ）前記ＭＣが、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を、戻る冷水の温度が戻る冷水の温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ前記冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超えないようにして変更するステップと、
Ｓ３―ＣＴ）前記ＭＣが、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を、戻る冷却水の温度が戻る冷却水の温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ前記冷却水のΔＴ値が所定のΔＴ制限値を超えないようにして変更するステップと、
Ｓ４）前記ＭＣが、作動する前記冷却塔の数を選択すると共にそれらの各冷却塔ファンの速度を調整するステップと
を含み、すべての前記ステップは、前記ＡＨＵから前記冷却塔への熱輸送率の平衡状態において、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵと前記チラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして提供される。

項目２．
項目１の方法は、
Ｓ１−ＡＨＵ）前記ＡＨＵループの少なくとも１つの送水バルブを手動で全開にすることにより、前記ＡＨＵループの流水量を制限するものを取り除くと共に、前記ＭＣが前記少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を低下させるステップを更に含む。

項目３．
項目１又は２の方法は、
Ｓ１−ＣＴ）前記冷却塔ループの少なくとも１つの送水バルブを手動で全開にすることにより、前記冷却塔ループの流水量を制限するものを取り除くと共に、前記ＭＣにより前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を低下させるステップを更に含む。

項目４．
上記項目のいずれか１つの方法は、
Ｓ５）前記ＭＣが、前記ＡＨＵの水の流量を変更するために前記ＡＨＵの送水バルブの位置を調整すると共に、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンの速度を調整して、より少ないエネルギー消費でユーザーが所望する熱的快適性を提供するステップを更に含む。

項目５．
上記項目のいずれか１つの方法は、
Ｓ２−ＡＨＵ）前記ＭＣが作動する前記電気冷水ポンプの数を選択すると共に、それらの各速度を調整するステップを更に含む。

項目６．
上記項目のいずれか１つの方法は、
Ｓ２−ＣＴ）前記ＭＣが、作動する前記電気冷却水ポンプの数を選択すると共に、それらの各速度を調整するステップを更に含む。

項目７．
上記項目のいずれか１つの方法は、
Ｓ６）前記冷却塔ファン及び前記チラーの前記電気圧縮機の総エネルギー消費量を低減するために、前記ＭＣが、周囲状況に従って前記冷却塔ファンの速度を調整して、供給冷却水温度を変更するステップを更に含む。

項目８．
上記項目のいずれか１つの方法において、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプ、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファン、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファン、及び前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプは、所定の境界条件内で作動される。

項目９．
建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置を作動させるための主制御装置（ＭＣ）であって、該ＭＣは、
前記ＨＶＡＣ装置のＡＨＵループの少なくとも１つの電気冷水ポンプ用及び少なくとも１つの電気空気調和機（ＡＨＵ）ファン用のインターフェースと、
前記ＨＶＡＣ装置の冷却塔ループの少なくとも１つの電気冷却塔ファン用及び少なくとも１つの電気冷却水ポンプ用のインターフェースと
を含み、前記ＭＣは、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンと、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファンと、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを制御するために、これらの前記インターフェースに制御信号を出すように構成されており、
前記ＭＣは、すべての前記ステップが、前記ＨＶＡＣ装置のＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の平衡状態を提供するようにして、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵとチラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして、上記項目のいずれか１つの方法のステップを自動的に実行するように構成されている。

項目１０．
項目９のＭＣに、少なくとも２つの電気冷水ポンプが備えられる。

項目１１．
項目９又は１０のＭＣに、少なくとも２つの電気冷却水ポンプが備えられる。

項目１２．
建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の改装方法であって、該方法は、
前記ＨＶＡＣ装置の冷水ループ／冷却水ループにおける揚程を低くするために、少なくとも１つの受動型送水バルブを除去する又は全開にするステップと、ここで前記受動型送水バルブは、定流量送水バルブと、バランス送水バルブと、オンオフ送水バルブとからなる群の中の１つを含み、
前記ＨＶＡＣ装置にエネルギー制御モジュールを取り付けるステップと、ここで前記エネルギー制御モジュールは、少なくとも１つの変速駆動装置（ＶＳＤ）（起動スイッチ付き）と、該ＶＳＤに電気的に接続する管理制御装置（ＭＣ）とを含み、
前記少なくとも１つのＶＳＤを、前記ＨＶＡＣ装置の能動型送水バルブと、電気ポンプモーターと、電気ファンからなる群の中の１つの電気モーターに［電気的に］接続するステップと
を含む。

項目１３．
項目１２の方法において、前記ＭＣは、すべての前記ステップが、ＨＶＡＣ装置のＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の平衡状態を提供するようにして、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵとチラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして、上記項目１〜８のいずれか１つの方法のステップを自動的に実行するように構成されている。

上記説明は多くの特定を含むが、実施形態の範囲を制限するものとしてではなく、単に予測できる実施形態の例を提供するものとして理解されるべきである。実施形態の上述した利点は、特に実施形態の範囲を制限するものとしてではなく、単に記載された実施形態が実施された場合に可能な成果を説明するものとして理解されるべきである。したがって、実施形態の範囲は、提供された例によるのではなく、特許請求の範囲の記載及びそれらの均等物で定められるべきである。

１０ 空気冷却循環装置
１３ 建物管理システム（ＢＭＳ）
１６ エネルギー制御モジュール
２０ 冷却塔
２０Ａ 送水バルブ
２０Ｂ 送水バルブ
２０Ａ´ 送水バルブ
２０Ｂ´ 送水バルブ
２０´ 冷却塔
２２ 冷却水ポンプ
２２Ａ 送水バルブ
２２Ｂ 送水バルブ
２２Ａ´ 送水バルブ
２２Ｂ´ 送水バルブ
２２´ 冷却水ポンプ
２５ 空気調和機（ＡＨＵ）
２５Ａ 送水バルブ
２５Ｂ 送水バルブ
２５Ａ´ 送水バルブ
２５Ｂ´ 送水バルブ
２５´ ＡＨＵ
２６ ＡＨＵファン
２６´ ＡＨＵファン
２７ 冷水供給ポンプ
２７Ａ 送水バルブ
２７Ｂ 送水バルブ
２７Ａ´ 送水バルブ
２７Ｂ´ 送水バルブ
２７´ 冷水供給ポンプ
２９ 冷水リターンポンプ
２９Ａ´ 送水バルブ
２９Ｂ´ 送水バルブ
２９´ 冷水リターンポンプ
３３ チラー
３３Ａ１ 送水バルブ
３３Ａ´ 送水バルブ
３３Ｂ１ 送水バルブ
３３Ｂ２ 送水バルブ
３３Ａ１´ 送水バルブ
３３Ａ２´ 送水バルブ
３３Ｂ１´ 送水バルブ
３３Ｂ２´ 送水バルブ
３３´ チラー
３６ ファン
３６´ ファン
４０ 圧縮機
４３ 蒸発器
４５ 復水器
４８ 膨張バルブ
４９ 冷媒ループ
５０ 冷却水ループ
５１ 冷水ループ
５２ 変速速駆動機（ＶＳＤ）
５３ 電力計
６０ 温度センサー
６５ 圧力センサー
７０ 流量計
７３ 主制御装置（ＭＣ）
７５ スイッチ
７７ スイッチ
７８ スイッチ
８０ クラウドベースのコンピュータ
１００ 空気冷却循環装置
１３０ 建物管理システム（ＢＭＳ）
１６０ エネルギー制御モジュール
２００ 冷却塔モジュール
２２０ 冷却水ポンプモジュール
２５０ 空気調和機（ＡＨＵ）モジュール
２７０ 冷水供給ポンプモジュール
２９０ 冷水リターンポンプモジュール
３３０ チラーモジュール
３７０ 主制御装置（ＭＣ）
４００ グラフ
４００Ａ グラフ
４１０ａ グラフ
４１０ｂ グラフ（システム曲線）
５００ フローチャート
５１０ ステップ
５１２ ステップ
５１５ ステップ
５２５ ステップ
５３０ ステップ
５４０ ステップ
５５０ ステップ
５６０ ステップ
７３０ 主制御装置
７４０ 測定モジュール
８００ チャート
Ｓ１ ステップ
Ｓ２ ステップ
Ｓ３ ステップ
Ｓ４ ステップ
Ｓ５ ステップ
Ｓ６ ステップ
Ｓ７ ステップ

Claims (13)

1. 建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の作動方法であって、前記ＨＶＡＣ装置は、空気調和機（ＡＨＵ）ループと、冷却塔ループと、少なくとも１つのチラーと、主制御装置（ＭＣ）とを備え、
   前記ＡＨＵループは、少なくとも１つのＡＨＵと、少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記ＡＨＵから前記建物に空気を供給するための少なくとも１つの電気ＡＨＵファンとを有し、冷水が前記ＡＨＵループを循環しており、
   前記冷却塔ループは、少なくとも２つの冷却塔と、少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを有し、それぞれの前記冷却塔は少なくとも１つの電気冷却塔ファンを含み、冷却水が前記冷却塔ループを循環しており、
   前記チラーは、蒸発器と、電気圧縮機と、復水器と、膨張バルブと、冷媒とを含み、これらは、熱が前記冷水から前記冷却水へ伝達されるように前記ＡＨＵループ及び前記冷却塔ループと相互に接続した熱力学的冷凍サイクルを形成しており、
   前記ＭＣは、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンと、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファンと、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを制御し、
   前記方法は、
   Ｓ３―ＡＨＵ）前記ＭＣが、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を、戻る冷水の温度が戻る冷水の温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ前記冷水のΔＴ値が所定の熱的快適性でのΔＴ制限値を超えないようにして変更するステップと、
   Ｓ３―ＣＴ）前記ＭＣが、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を、戻る冷却水の温度が戻る冷却水の温度の所定の上限値を超えないようにして、かつ前記冷却水のΔＴ値が所定のΔＴ制限値を超えないようにして変更するステップと、
   Ｓ４）前記ＭＣが、作動する前記冷却塔の数を選択すると共にそれらの各冷却塔ファンの速度を調整するステップと
   を含み、すべての前記ステップは、前記ＡＨＵから前記冷却塔への熱輸送率の平衡状態において、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵと前記チラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして提供される、方法。
2. Ｓ１−ＡＨＵ）前記ＡＨＵループの少なくとも１つの送水バルブを手動で全開にすることにより、前記ＡＨＵループの流水量を制限するものを取り除くと共に、前記ＭＣが前記少なくとも１つの電気冷水ポンプの速度を低下させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. Ｓ１−ＣＴ）前記冷却塔ループの少なくとも１つの送水バルブを手動で全開にすることにより、前記冷却塔ループの流水量を制限するものを取り除くと共に、前記ＭＣにより前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプの速度を低下させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. Ｓ５）前記ＭＣが、前記ＡＨＵの水の流量を変更するために前記ＡＨＵの送水バルブの位置を調整すると共に、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンの速度を調整して、より少ないエネルギー消費でユーザーが所望する熱的快適性を提供するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
5. Ｓ２−ＡＨＵ）前記ＭＣが作動する前記電気冷水ポンプの数を選択すると共に、それらの各速度を調整するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
6. Ｓ２−ＣＴ）前記ＭＣが、作動する前記電気冷却水ポンプの数を選択すると共に、それらの各速度を調整するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 項目７．
   Ｓ６）前記冷却塔ファン及び前記チラーの前記電気圧縮機の総エネルギー消費量を低減するために、前記ＭＣが、周囲状況に従って前記冷却塔ファンの速度を調整して、供給冷却水温度を変更するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの電気冷水ポンプ、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファン、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファン、及び前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプは、所定の境界条件内で作動される、請求項１に記載の方法。
9. 建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置を作動させるための主制御装置（ＭＣ）であって、該ＭＣは、
   前記ＨＶＡＣ装置のＡＨＵループの少なくとも１つの電気冷水ポンプ用及び少なくとも１つの電気空気調和機（ＡＨＵ）ファン用のインターフェースと、
   前記ＨＶＡＣ装置の冷却塔ループの少なくとも１つの電気冷却塔ファン用及び少なくとも１つの電気冷却水ポンプ用のインターフェースと
   を含み、前記ＭＣは、前記少なくとも１つの電気冷水ポンプと、前記少なくとも１つの電気ＡＨＵファンと、前記少なくとも１つの電気冷却塔ファンと、前記少なくとも１つの電気冷却水ポンプとを制御するために、これらの前記インターフェースに制御信号を出すように構成されており、
   前記ＭＣは、すべての前記ステップが、前記ＨＶＡＣ装置のＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の平衡状態を提供するようにして、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵとチラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして、請求項１に記載の方法の全てのステップを自動的に実行するように構成されている、方法。
10. 少なくとも２つの電気冷水ポンプが備えられる、請求項９に記載のＭＣ。
11. 少なくとも２つの電気冷却水ポンプが備えられる、請求項９に記載のＭＣ。
12. 建物用の暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）装置の改装方法であって、該方法は、
    前記ＨＶＡＣ装置の冷水ループ／冷却水ループにおける揚程を低くするために、少なくとも１つの受動型送水バルブを除去する又は全開にするステップと、ここで前記受動型送水バルブは、定流量送水バルブと、バランス送水バルブと、オンオフ送水バルブとからなる群の中の１つを含み、
    前記ＨＶＡＣ装置にエネルギー制御モジュールを取り付けるステップと、ここで前記エネルギー制御モジュールは、少なくとも１つの変速駆動装置（ＶＳＤ）（起動スイッチ付き）と、該ＶＳＤに電気的に接続する管理制御装置（ＭＣ）とを含み、
    前記少なくとも１つのＶＳＤを、前記ＨＶＡＣ装置の能動型送水バルブと、電気ポンプモーターと、電気ファンからなる群の中の１つの電気モーターに［電気的に］接続するステップと
    を含む、方法。
13. 前記ＭＣは、すべての前記ステップが、前記ＨＶＡＣ装置のＡＨＵから冷却塔への熱輸送率の平衡状態を提供するようにして、かつ総エネルギー消費を低減しながら前記ＡＨＵとチラーの間で同一の熱輸送率が維持されるようにして、請求項１に記載の方法のすべてのステップを自動的に実行するように構成されている、請求項１２に記載の方法。

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