JP2020197345A - 管理装置及び熱源システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱源システムの消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた熱源機器の管理を行う管理装置を提供する。【解決手段】管理装置５０は、熱源システム１を循環する熱媒体の温度を変化させる熱源機器１０を管理する。管理装置５０は、熱媒体の温度を変化させる熱源機器１０の能力を変更する変更操作を前回の変更操作から所定期間禁止する待機時間を、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて決定し、待機時間の間、熱源機器１０の能力の変更操作を禁止する。【選択図】図１

Description

熱源システムを循環する熱媒体の温度を変化させる熱源機器を管理する管理装置及び、当該管理装置を備える熱源システム

従来から、特許文献１（特許第３２１１１８８号公報）に記載されている冷凍システムのように、熱媒体が循環する複数台の冷凍機を備える熱源システムがある。このような熱源システムには、供給する熱量に合わせて冷凍機の冷凍能力を変更するため、冷凍機の運転台数を変更する制御が行われるように構成されているものがある。熱源機器の能力の制御の乱調を防ぐため、例えば特許文献１に記載されている熱源システムでは、効果待ち時間の間、能力の更なる変更を禁止する制御が行われることがある。特許文献１において、この効果待ち時間は、負荷流量や熱量が安定するまでの時間であると説明されている。

しかしながら、特許文献１に記載されているような効果待ち時間を設けて熱源機器の動作を管理しても、適正なタイミングで熱源機器の能力の変更を行えない場合がある。適正なタイミングで熱源機器の能力の変更を行うような管理ができない場合には、熱源機器から熱媒体に与えられる熱エネルギーを消費する利用側機器が快適な環境を提供できなかったり、エネルギーの使用に無駄が生じたりする。

熱源システムを循環する熱媒体の温度を変化させる熱源機器を管理する管理装置には、熱源システムの消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた熱源機器の管理を行うという課題がある。

第１観点の管理装置は、熱源システムを循環する熱媒体の温度を変化させる熱源機器を管理する管理装置であって、熱媒体の温度を変化させる熱源機器の能力を変更する変更操作を前回の変更操作から所定期間禁止する待機時間を、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて決定し、待機時間の間、熱源機器の能力の変更操作を禁止する。

第１観点の管理装置は、熱源システムの消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を行うことができる。

第２観点の管理装置は、第１観点の管理装置であって、熱源機器が複数台あり、変更操作が、運転している熱源機器の台数を変更することである。

第２観点の管理装置は、消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を、複数台の熱源機器を備える熱源システムに対して行うことができる。

第３観点の管理装置は、第１観点又は第２観点の管理装置であって、パラメータが、熱媒体を循環させる循環ポンプの能力、熱媒体を利用する利用側機器の流量調整度合、及び利用側機器に流入する熱媒体と流出する熱媒体の圧力差のうちの少なくとも一つに関する変数である。

第３観点の管理装置は、循環ポンプの能力、流量調整度合及び熱媒体の圧力差のうちの少なくとも一つを用いて待機時間を容易に決定することができる。

第４観点の管理装置は、第１観点又は第２観点のいずれかの管理装置であって、パラメータが、熱媒体を循環させる循環ポンプの流量に関する変数、または循環ポンプの流量と熱源システムの保有水量に関する変数である。

第４観点の管理装置は、循環ポンプの流量を用いて待機時間を決定することで、待機時間を熱媒体の循環に適合させ易くなる。

第５観点の管理装置は、第４観点の管理装置であって、保有水量が、設計書に記載されている値、または図面に記載されている配管長と配管断面積から算出される値である。

第６観点の管理装置は、第１観点から第５観点のいずれかの管理装置であって、熱源機器から出る熱媒体の温度を測定する出口温度センサを備え、出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、熱源機器が熱媒体の温度を変化させる能力の変更操作の禁止を解除する。

第６観点の管理装置は、熱源システムの起動時において、消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた熱源機器の管理の精度を向上させることができる。

第７観点の管理装置は、第１観点から第６観点のいずれかの管理装置であって、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。

第７観点の管理装置は、外部に管理状態を知らせることができる。

第８観点の熱源システムは、循環する熱媒体の温度を変化させるチラー、冷却塔または温水器と、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて待機時間を決定し、チラー、冷却塔または温水器の能力を変更する変更操作を、前回の変更操作からの時間間隔が待機時間を超えるまで禁止する管理装置とを備える。

第８観点の熱源システムは、チラー、冷却塔または温水器に対し、熱源システムの消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を行うことができる。

実施形態に係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。 実施形態に係る熱源システムの詳細構成例の概要を示すブロック図。 熱媒体の循環流量に関係するパラメータの一例を説明するためのグラフ。 熱媒体の循環流量に関係するパラメータの他の例を説明するためのグラフ。 変形例１Ａに係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。 変形例１Ｂに係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。 変形例１Ｃに係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。 変形例１Ｄに係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。

（１）全体構成
熱源システム１は、図１に示されているように、熱源機器１０と利用側機器２０と流路３０とポンプ４０と管理装置５０とを備えている。熱源機器１０は、熱源システム１を循環する熱媒体の温度を変化させる機器である。熱源機器１０としては、例えば、チラー、冷却塔及び温水器がある。利用側機器２０は、熱媒体を利用する機器である。利用側機器２０としては、例えば、エアハンドリングユニット、ファンコイルユニット、水熱交換器を有する空気調和機がある。

流路３０は、主に、熱源機器１０と利用側機器２０とを繋ぐ配管である。熱源システム１の熱媒体は、流路３０を通って熱源機器１０と利用側機器２０との間を循環している。流路３０には、戻りヘッダ３１と送りヘッダ３２が含まれる。ポンプ４０から送り出された水は戻りヘッダ３１で熱源機器１１〜１３に分配される。熱源機器１１〜１３を出た冷水は、送りヘッダ３２で混合されて利用側機器２０へ送られる。この実施形態の熱源システム１は、３台の熱源機器１１，１２，１３を有している。熱源機器全体を指し示すときには符号「１０」を用い、個別の熱源機器を指し示すときには符号「１１，１２，１３」を用いる。実施形態では、３台の熱源機器１１，１２，１３を例に挙げて説明するが、熱源システム１が備える熱源機器台数は、２台であってもよく、４台以上であってもよい。

ポンプ４０は、熱媒体を循環させるために流路３０の熱媒体に圧力を加える。ポンプ４０は、流路３０を循環する熱媒体の循環量を変更できるように構成されている。循環量を変更する方法としては、例えば、ポンプ４０が可変容量型であってインバータ制御されており、インバータの周波数によって回転数を変化させて吐出量を変化させる方法がある。他の循環量を変更する方法としては、例えば、一定速度で回転する一定速ポンプを複数並列に繋いで、運転する一定速ポンプの台数を変更する方法がある。

管理装置５０は、熱源機器１０を管理する。管理装置５０は、待機時間を決定する機能を有している。管理装置５０は、熱源機器１０の能力を変更する変更操作を前回の変更操作から所定期間禁止する。熱源機器１０の能力の変更操作を禁止する所定期間の長さが待機時間である。管理装置５０は、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて待機時間を決定する。管理装置５０は、待機時間の間、熱源機器１０の能力の変更操作を禁止する。換言すれば、管理装置５０は、待機時間の経過後に、熱源機器１０の能力の変更操作を許可する。この実施形態では、管理装置５０が禁止する変更操作は、運転している熱源機器１０の台数を変更する操作である。

管理装置５０は、熱源機器１０の台数制御を行うための台数制御コントローラ５１を有している。台数制御コントローラ５１には、待機時間決定部５２と変更操作禁止部５３が含まれる。待機時間決定部５２は、熱媒体の循環流量に関係するパラメータを使って待機時間を算出する。変更操作禁止部５３は、熱源機器１０の能力の変更操作を待機時間の間だけ禁止することにより、過渡状態で熱源機器１０の能力が変更されるのを抑制する。

管理装置５０は、例えばコンピュータにより実現されるものである。管理装置５０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。図１には、制御演算装置により実現される管理装置５０の各種の機能ブロックが示されている。記憶装置は、データベースとして用いることができる。

管理装置５０は、熱源機器１０が設置される建物などの物件内に設置される場合と当該物件から離れた遠隔地に設置される場合とがある。遠隔地に設置される場合としては、例えば、熱源機器１０と通信できるように構成されているクラウドサーバ（コンピュータ）に管理装置５０が設置される場合がある。

（２）詳細構成
（２−１）熱源システム１の構成例
図２に示されているように、熱源システム１の熱媒体が水であり、熱源機器１１，１２，１３がチラー１１１，１２１，１３１であり、利用側機器２０が４台のファンコイルユニット２０１，２０２，２０３，２０４である場合について説明する。

ファンコイルユニット２０１〜２０４は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水を使って、空調対象空間（図示せず）の冷房を行う。ファンコイルユニット２０１〜２０４は、それぞれ、流量調整弁２１と、空気熱交換器２２と、送風ファン２３とを有している。空気熱交換器２２は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水と空調対象空間の空気との間の熱交換を行う。流量調整弁２１は、空気熱交換器２２に流す冷水の流量を調整する。送風ファン２３は、空気熱交換器２２を通過する空気の流れを発生させる。

熱源システム１は、温度センサ６１と、差圧センサ６２とを有している。温度センサ６１は、戻り水温を測定する。戻り水温は、チラー１１１，１２１，１３１に戻ってくる水の温度である。差圧センサ６２は、ファンコイルユニット２０１〜２０４に送られる冷水の圧力とファンコイルユニット２０１〜２０４から戻ってくる水の圧力との差圧を測定する。

ポンプ４０は、インバータ制御されており、吐出し量を変更できるものとする。管理装置５０は、差圧センサ６２が検知する差圧が一定になるようにポンプ４０の吐出し量を制御する。

（２−２）熱源システム１の動作例
チラー１１１，１２１，１３１は、それぞれ内部に水熱交換器（図示せず）及びチラーコントローラ（図示せず）を備えている。チラー１１１，１２１，１３１の各チラーコントローラは、それぞれ、チラー１１１，１２１，１３１の各単体の出口水温が設定水温になるようにチラー１１１，１２１，１３１毎に制御を行う。設定水温は、チラー１１１，１２１，１３１のうちの運転している機器が送出する熱媒体（水）の温度である。

熱源システム１が設定水温７℃、戻り水温１３℃の安定状態で運転されている場合を例に挙げて、熱源システム１の動作について説明する。この安定状態で、チラー１１１が運転されており（オン状態であり）、チラー１２１，１３１が停止している（オフ状態である）とする。また、チラー１１１は、安定状態のときに、最大能力の５０％の能力で運転されているとする。

ファンコイルユニット２０１〜２０４の負荷が急増すると、より多くの熱量をファンコイルユニット２０１〜２０４が処理しなければならなくなる。そのため、ファンコイルユニット２０１〜２０４は、流量調整弁２１を開いて、多くの冷水を空気熱交換器２２に流す。流量調整弁２１が開かれると、差圧センサ６２が検知する差圧が低下する。このように差圧センサ６２が差圧の低下を検知すると、その差圧センサ６２の検知結果を受けた管理装置５０がポンプ４０の吐出し量を増加させて差圧を元の状態に戻す制御を行う。

ファンコイルユニット２０１〜２０４の負荷の急増に伴って、チラー１１１は、より多くの熱量を処理しなければならなくなるので能力を例えば５０％から１００％に引き上げる。チラー１１１の能力が１００％（最大能力）になっても能力が不足していれば、例えば、戻り水温が上昇して２０℃になり、チラー１１１から供給される冷水の温度が１３℃に上昇する。

管理装置５０は、チラー１１１の能力と戻り水温とから運転する熱源機器１０の台数を判断する。前述のように、冷水の温度が設定水温よりも上昇すると、管理装置５０は、チラー１２１も運転させる。このように熱源機器１０の運転台数を増加させることを増段と呼ぶ。逆に、熱源機器１０の運転台数を減少させることを減段と呼ぶ。

管理装置５０は、待機時間決定部５２により、チラー１２１を運転開始させた後の待機時間を決定する。待機時間決定のために、管理装置５０は、熱媒体の循環流量に関係するパラメータを取得し、流路３０を流れる水の流量に応じて待機時間を変化させる。循環流量に関係するパラメータについては後ほど説明する。

例えば、基準流量が１００リットル／分で、基準待機時間が６０秒である熱源システム１を例に挙げて説明する。このような熱源システム１であれば、管理装置５０は、チラー１２１を運転開始させた後の流量が基準流量よりも多くて２００リットル／分のときには、待機時間を３０秒（＝６０×１００／２００）に決定するように構成することができる。逆に増段後の流量が基準流量よりも少なくて、チラー１２１の増段後の流量が５０リットル／分のときには、待機時間を１２０秒（＝６０×１００／５０）に決定するように構成することができる。ここでは説明を分かりやすくするために、流量を熱媒体の循環流量に関するパラメータとして用いる場合について説明したが、流量をパラメータとして用いて待機時間を決定するために、必ずしも流量を計算する必要はない。例えば、流量と待機時間の関係を示すテーブルを予め準備しておいて、流量をテーブルに照らし合わせて待機時間を決定してもよい。

管理装置５０は、変更操作禁止部５３により、待機時間の間、チラー１２１の増段後の運転台数の変更操作を禁止する。管理装置５０は、待機時間の経過後に、さらに能力が不足していれば、チラー１３１の運転を行わせ、逆に能力が過剰であれば、チラー１１１またはチラー１２１の運転を停止させる。

増段後の待機時間が長すぎる場合には、チラー１２１の運転開始後のチラー１３１の増段またはチラー１１１，１２１の減段が遅れることになる。チラー１３１の増段が遅れると、ファンコイルユニット２０１〜２０４の能力が不足する事態がしばしば発生する。ファンコイルユニット２０１〜２０４の能力が不足すると、空調対象空間の温度がなかなか下がらずに、空調対象空間に居る人々に不快感を与えることになる。

増段後の待機時間が短すぎる場合には、チラー１２１の運転開始後のチラー１３１の増段またはチラー１１１，１２１の減段が早過ぎることになる。チラー１３１の増段が早すぎると、熱源機器１０の能力が過剰になる事態がしばしば発生する。熱源機器１０の能力が過剰になる事態が発生すると、無駄なエネルギーを消費することになる。

チラー１１１，１２１，１３１が運転されていてチラー１３１の運転が停止される減段の場合について考える。このような減段後の待機時間が短すぎる場合には、チラー１１１，１２１の減段またはチラー１３１の運転停止後のチラー１３１の増段が早過ぎることになる。チラー１１１，１２１の減段が早すぎると、熱源機器１０の能力が過小になる事態がしばしば発生する。熱源機器１０の能力が過小になる事態が発生すると、熱源機器１０（この場合には、チラー１１１，１２１のうちの一方）の発停が繰り返されることになる。

減段後の待機時間が長すぎる場合には、チラー１３１の停止後のチラー１３１のチラー１１１，１２１の減段または増段が遅れることになる。チラー１１１，１２１の減段が遅れると、熱源機器１０の能力が過剰になる事態がしばしば発生する。熱源機器１０の能力が過剰になると、無駄なエネルギーを消費することになる。

増減段が早過ぎたり遅すぎたりしない適切な待機時間は、配管内の水温状態が安定するまでに掛かる時間と考えられる。従って、待機時間は、例えば、ポンプ４０の流速及びチラー１１１，１２１，１３１の応答性に応じて動的に変化するのが好ましい。例えば、前述のチラー１２１の増段によって、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が１３℃から設定水温の７℃に変わったとする。すると、その設定水温になった冷水が再びポンプ４０にまで戻り、戻り水温に送りヘッダ３２の冷水の温度が７℃に変わった影響が反映される。待機時間が短すぎないために、待機時間は、ポンプ４０から出た水が再びポンプ４０に帰ってくるまでの周回時間よりも長く設定されることが好ましい。待機時間には、循環流量が多ければ、周回時間が短くなるので、待機時間は短くなり、循環量が少なければ、周回時間が長くなるので、待機時間も長くなる、という傾向がある。

待機時間中には、例えば、戻り水温が２０℃と高いので、チラー１１１，１２１が最大能力の８０％の能力で運転され、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が１０℃に下がる。このとき、ファンコイルユニット２０１〜２０４に入る冷水の温度がまだ１３℃を保っており、ファンコイルユニット２０１〜２０４を出た直後の水の温度はまだ２０℃と高くなっている。

待機時間経過後には、例えば、戻り水温が１３℃に低下し、チラー１１１，１２１が最大能力の６０％の能力で運転される。このとき、送りヘッダ３２の冷水の水温もファンコイルユニット２０１〜２０４に入る冷水の温度も設定温度の７℃になっており、ファンコイルユニット２０１〜２０４を出た直後の水の温度は１３℃になっている。

（２−３）循環流量に関係するパラメータ
循環流量に関係するパラメータとして、ポンプ４０の能力が考えられる。例えば、ポンプ４０がインバータ制御されるものであれば、ポンプ４０の最大周波数に対する増段後の周波数をパラメータとして用いることができる。例えば、基準周波数を５０％とすると、ポンプ４０の周波数が８０％であれば、流量が多くなるので待機時間を短くし、周波数が２０％であれば、流量が少なくなるので待機時間を長くするように制御するなどである。ただし、ポンプ４０の能力を示すパラメータは、周波数に限られるものではなく、例えば回転数、ポンプ特性カーブから求められる吐出量など他のパラメータであってもよい。例えば、管理装置５０は、ポンプ４０の能力と待機時間との関係をテーブルにして記憶していてもよい。例えば、予め実機による測定を行えば、このようなテーブルを作成することができる。

例えば、回転数が一定の一定速ポンプを複数台並列に接続してポンプ４０が構成されている場合には、一定速ポンプの運転台数を変更することで、流量を調節することができる。このように構成されている場合、管理装置５０は、運転されている一定速ポンプの台数を循環流量に関係するパラメータとして用いることができる。

循環流量に関係するパラメータとして、ポンプ４０の能力と配管の抵抗とを用いることも考えられる。循環流量に関係するパラメータとして、例えば、ファンコイルユニット２０１〜２０４の流量調整弁２１の弁開度とポンプ４０の周波数を用いてもよい。図３に示されている曲線Ｃｖ１は、ファンコイルユニット２０１〜２０４の流量調整弁２１の弁開度が小さくなっているなどによって配管抵抗が大きくなっている場合の圧力と流量の関係を示す曲線である。図３に示されている曲線Ｃｖ２は、ファンコイルユニット２０１〜２０４の流量調整弁２１の弁開度が中程度に開いているなどによって配管抵抗が中程度になっている場合の圧力と流量の関係を示す曲線である。図３に示されている曲線Ｃｖ３は、ファンコイルユニット２０１〜２０４の流量調整弁２１の弁開度が全開状態になっているなどによって配管抵抗が小さくなっている場合の圧力と流量の関係を示す曲線である。図３に示されている曲線Ｃｖ４は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の８０％のときの圧力と流量の関係を示す曲線である。図３に示されている曲線Ｃｖ５は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の５０％のときの圧力と流量の関係を示す曲線である。図３に示されている曲線Ｃｖ６は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の２０％のときの圧力と流量の関係を示す曲線である。流路30を流れる冷水の流量は、例えば、ポンプ４０の周波数が５０％で配管抵抗が中程度の場合には曲線Ｃｖ２と曲線Ｃｖ５との交点に対応する流量になる。例えば、管理装置５０は、ポンプ４０の能力と配管の抵抗と待機時間との関係をテーブルにして記憶していてもよい。例えば、予め実機による測定を行えば、このようなテーブルを作成することができる。

循環流量に関係するパラメータとして、ポンプ４０が一定速ポンプの場合に、配管の抵抗を用いることも考えられる。例えば、管理装置５０は、配管の抵抗と待機時間との関係をテーブルにして記憶していてもよい。例えば、予め実機による測定を行えば、このようなテーブルを作成することができる。

循環流量に関係するパラメータとして、ポンプ４０の能力と差圧とを用いることも考えられる。差圧は、差圧センサ６２により検知することができる。図４に示されている曲線Ｌｎ１は、配管抵抗が大きくなっている場合の差圧と流量の関係を示す曲線である。曲線Ｌｎ２は、配管抵抗が中程度になっている場合の差圧と流量の関係を示す曲線である。直線Ｌｎ３は、配管抵抗が小さくなっている場合の差圧と流量の関係を示す曲線である。図４に示されている曲線Ｃｖ７は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の８０％のときの差圧と流量の関係を示す曲線である。曲線Ｃｖ８は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の５０％のときの差圧と流量の関係を示す曲線である。曲線Ｃｖ９は、ポンプ４０の運転周波数が最大周波数の２０％のときの差圧と流量の関係を示す曲線である。例えば、ポンプ４０の周波数が５０％で配管抵抗が中程度の場合には直線Ｌｎ２と曲線Ｃｖ８との交点に対応する流量になる。例えば、管理装置５０は、ポンプ４０の能力と差圧と待機時間との関係をテーブルにして記憶していてもよい。例えば、予め実機による測定を行えば、このようなテーブルを作成することができる。なお、差圧は、例えば、差圧センサ６２によって検知される差圧である。

循環流量に関係するパラメータとして、ポンプ４０が一定速ポンプの場合に、差圧を用いることも考えられる。例えば、管理装置５０は、差圧と待機時間との関係をテーブルにして記憶していてもよい。例えば、予め実機による測定を行えば、このようなテーブルを作成することができる。

待機時間決定部５２が待機時間を決定するために、ポンプ４０の流量と保有水量との関係を用いることもできる。熱源システム１を循環する水の保有水量は、例えば、熱源システム１を設計したときに決定できる。その決定された保有水量は、管理装置５０のメモリ（図示せず）に記憶される。このような場合、保有水量は、設計書に記載されている値である。また、保有水量は、熱源システム１の図面に記載されている配管長と配管断面積を使って算出することもできる。

流量は、ポンプ特性カーブと配管抵抗カーブから求めることができる。簡易に流量を決定するには、試運転時に、ポンプ４０の周波数または運転台数とファンコイルユニット２０１〜２０４の流量調整弁２１と流量との関係を測定して、管理装置５０のメモリにテーブルとして記憶させておけばよい。例えば、保有水量が１００リットルで、流量が１００リットル／分であれば、待機時間を、１００リットル÷１００リットル／分の計算から１分と算出することができる。なお、これは水が熱源システム１を１周する時間（周回時間）である。熱源機器１０の応答特性を考慮すると、待機時間を、周回時間よりももう少し長く設定することも考えられる。待機時間決定部５２は、例えば、周回時間に補正係数を掛けて待機時間を設定するように構成されてもよい。

（３）変形例
（３−１）変形例１Ａ
上記実施形態の熱源システム１は、待機時間の間は常に変更操作を禁止している。しかし、待機時間の間でも所定の条件を満たせば、変更操作の禁止を解除できるように管理装置５０を構成することもできる。図５に示されている熱源システム１は、送りヘッダ３２から送り出される冷水の温度を検知する出口温度センサ６３を備えている。図５に示されている管理装置５０には、待機時間決定部５２と変更操作禁止部５３と変更禁止解除部５４が含まれている。変更禁止解除部５４は、出口温度センサ６３で測定される出口温度と目標温度との差が所定値よりも大きいときには、熱源機器１０が熱媒体の温度を変化させる能力の変更操作の禁止を解除する。例えば、目標温度である設定温度が７℃であるにもかかわらず、出口温度が１５℃になっているような場合には、明らかに熱源機器１０の能力が不足している。このとき、チラー１１１だけが運転されているとすると、チラー１２１だけでなく、できるだけ速くチラー１３１も運転されるように変更することが好ましい。例えば、所定値を１４℃に設定していれば、出口温度センサ６３が１５℃の出口温度を検知したときに、変更禁止解除部５４により、待機時間の間でもチラー１１１のみが運転されている状態から、チラー１１１，１２１，１３１の３台が全て運転される状態にすばやく移行させることができる。

（３−２）変形例１Ｂ
変形例１Ｂに係る熱源システム１の管理装置５０は、図６に示されているように、報知部５５を備えている。管理装置５０は、報知部５５により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。報知部５５による報知の方法には、例えば、ブザーにより変更操作を禁止している状態を報知する方法、表示装置に変更操作の禁止の有無を表示することで報知する方法、公衆回線を通じて報知の有無を示す情報を送信する方法などがある。

（３−３）変形例１Ｃ
上記実施形態の熱源システム１については、熱源機器１１，１２，１３がチラー１１１，１２１，１３１である場合を例に挙げて説明した。しかし、熱源機器１１，１２，１３は、チラーには限られない。熱源機器１１，１２，１３としては、例えば、図７に示されているような冷却塔１１２，１２２，１３２がある。図７に示されている熱源システム１は、熱源機器１０としての冷却塔１１２，１２２，１３２と、流路３０と、ポンプ４０と、利用側機器２０とを備えている。冷却水は、ポンプ４０により、流路３０を通って冷却塔１１２，１２２，１３２と利用側機器２０とを循環している。利用側機器２０は、チラー２１１と、エアハンドリングユニット２１２と、ポンプ２１３とを有している。利用側機器２０の動作については、既に実施形態において説明しているので、ここでは説明を省略する。流路３０を循環する冷却水は、チラー２１１において利用側機器２０の中をポンプ２１３により循環する冷水の冷却に用いられる。

図７の熱源システム１では、熱媒体として冷却水がポンプ４０により流路３０を循環している。熱源システム１は、定常状態において、例えば、チラー２１１の入口の冷却水の温度が２０℃であり、チラー２１１の出口の冷却水の温度が２６℃である。ポンプ４０は、チラー２１１の入口と出口の冷却水の温度差が目標温度差になるように、周波数を変化させる。熱源システム１は、目標温度差に対して入口と出口の冷却水の温度差が大きくなると、ポンプ４０の周波数を大きくする。逆に、目標温度差に対して入口と出口の冷却水の温度差が小さくなると、熱源システム１は、ポンプ４０の周波数を小さくする。

熱源システム１は、送りヘッダ３２の出口の冷却水の温度に応じて、冷却塔１１２，１２２，１３２の台数を変更する。例えば、送りヘッダ３２の出口の冷却水の設定温度が２０℃であるにもかかわらず、出口温度センサ６３が検知した温度が２０℃（設定温度）よりも閾値以上低ければ（設定温度−閾値≧検知温度）、冷却塔１１２，１２２，１３２の減段を行う。逆に、出口温度センサ６３が検知した温度が２０℃（設定温度）よりも閾値以上高ければ（設定温度＋閾値≦検知温度）、冷却塔１１２，１２２，１３２の増段を行う。

管理装置５０が、冷却塔１１２，１２２，１３２の増減段に際して、待ち時間を決定して変更操作の禁止を行うのは、実施形態と同様である。なお、変形例１Ｃの管理装置５０及びポンプ４０など、実施形態と同一符号のものは同一のもので構成することができる。

増段後の待機時間が長すぎる場合には、冷却塔１１２，１２２，１３２に関する増段が遅れ、チラー２１１などの異常停止が発生するなどの不具合が生じる。このようなチラー２１１の不具合が生じると、空調対象空間の温度がなかなか下がらずに、空調対象空間に居る人々に不快感を与えることになる。増段後の待機時間が短すぎる場合には、冷却塔１１２，１２２，１３２に関する増段が早すぎ、無駄なエネルギーを消費することになる。

減段後の待機時間が短すぎる場合には、冷却塔１１２，１２２，１３２に関する減段が早すぎ、冷却塔１１２，１２２，１３２の中のいずれかが運転と停止を繰り返すハンチングが発生することになる。減段後の待機時間が長すぎる場合には、冷却塔１１２，１２２，１３２に関する減段が遅れ、無駄なエネルギーを消費することになる。

（３−４）変形例１Ｄ
変形例１Ｃでは、熱源機器１１，１２，１３が冷却塔１１２，１２２，１３２である場合について説明したが、熱源機器１１，１２，１３は、図８に示すように温水器１１３，１２３，１３３であってもよい。図８に示されている熱源システム１は、流路３０として、チラー１１１，１２１，１３１を循環する流路３０ａと、温水器１１３，１２３，１３３を循環する流路３０ｂとを有している。また、図８に示されている熱源システム１は、ポンプ４０として、流路３０ａの冷水を循環させるポンプ４０ａと、流路３０ｂの温水を循環させるポンプ４０ｂとを有している。温水器１１３，１２３，１３３としては、例えば、ボイラーがある。

利用側機器２０には、２台のエアハンドリングユニット２２１，２２２が含まれている。これらエアハンドリングユニット２２１，２２２は、例えば、冷水を使って空調対象空間（図示せず）の冷房を行い、温水を使って空調対象空間（図示せず）の暖房を行う。図８の熱源ユニット１は、電磁弁２２３，２２４，２２５，２２６を有している。電磁弁２２３が閉じれば、チラー１１１，１２１，１３１からエアハンドリングユニット２２１への冷水の供給が停止される。電磁弁２２４が閉じれば、チラー１１１，１２１，１３１からエアハンドリングユニット２２２への冷水の供給が停止される。電磁弁２２５が閉じれば、温水器１１３，１２３，１３３からエアハンドリングユニット２２１への温水の供給が停止される。電磁弁２２６が閉じれば、温水器１１３，１２３，１３３からエアハンドリングユニット２２２への温水の供給が停止される。

管理機器５０は、実施形態と同様に、チラー１１１，１２１，１３１の増減段において、待機時間を決定し、待機時間の間、チラー１１１，１２１，１３１の増減段の変更操作を禁止する。また、管理機器５０は、温水器１１３，１２３，１３３の増減段において、待機時間を決定し、待機時間の間、温水器１１３，１２３，１３３の増減段の変更操作を禁止する。

（３−５）変形例１Ｅ
上記実施形態及び変形例では、熱媒体が水の場合について説明したが、熱媒体は水には限られない。熱媒体は、例えば、ブライン液、冷媒またはオイルであってもよい。

（４）特徴
（４−１）
上述の熱源システム１は、待機時間を、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて待機時間決定部５２により決定し、待機時間の間、熱源機器１０の能力の変更操作を変更操作禁止部５３により禁止する。その結果、熱源システム１は、変更操作が早過ぎたり遅すぎたりせずに適切なタイミングで変更操作を行うことができる。それにより、管理装置５０は、熱源システム１の消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を行うことができる。

（４−２）
複数台の熱源機器１１〜１３を含む熱源機器１０の場合には、熱源システム１は、増減段が早過ぎたり遅すぎたりせずに適切なタイミングで増減段を行うことができる。それにより、管理装置５０は、消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を、複数台の熱源機器１１〜１３を備える熱源システム１に対して行うことができる。

（４−３）
図３及び図４などを用いて説明したが、上述の管理装置５０が待機時間を決定するための熱媒体の循環流量に関係するパラメータは、例えば、ポンプ４０の能力、流量調整弁２１の弁開度及び差圧センサ６２によって検知される差圧のうちの少なくとも一つである。ポンプ４０の能力は、熱媒体を循環させる循環ポンプの能力に関する変数である。流量調整弁２１の弁開度は、熱媒体を利用する利用側機器の流量調整度合に関する変数である。差圧センサ６２によって検知される差圧は、利用側機器に流入する熱媒体と流出する熱媒体の圧力差に関する変数である。上述のように、管理装置５０は、循環ポンプの能力、流量調整度合及び熱媒体の圧力差のうちの少なくとも一つを用いて待機時間を容易に決定することができる。

（４−４）
ポンプ４０の周波数及び台数のうちの少なくとも一方は、熱媒体を循環させる循環ポンプの流量に関する変数である。上記実施形態では、このようなポンプ４０の周波数及び台数のうちの少なくとも一方を用いて待機時間を決定する方法を説明した。また、ポンプ４０の流量と熱源システム１の保有水量から待機時間を決定することを説明した。管理装置５０は、循環ポンプであるポンプ４０の流量を用いて待機時間を決定することで、待機時間を熱媒体である水の循環に適合させ易くなっている。

（４−５）
変形例１Ａで説明した管理装置５０は、変更禁止解除部５４を備えている（図５参照）。この変更禁止解除部５４は、出口温度センサ６３で測定される出口温度と目標温度との差が所定値よりも大きいときに熱源機器１０が熱媒体の温度を変化させる能力の変更操作の禁止を解除する。目標温度と出口温度の差が大きくなる状態は、熱源システム１の起動時に多く発生する。そのため、図５に示されているような管理装置５０は、システム起動時において、熱源システム１の消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた熱源機器１０の管理の精度を向上させることができる。

（４−６）
管理装置５０は、報知部５５により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知し、外部に管理状態を知らせることができる。この報知により、能力の変更が禁止されている過渡期であることを外部に知らせることができ、熱源システム１の能力の調整がユーザなどに許容され易くなる。

（４−７）
熱源システム１は、循環する熱媒体の温度を変化させるチラー１１１，１２１，１３１、冷却塔１１２，１２２，１３２または温水器１１３，１２３，１３３と、熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて待機時間を決定し、チラー１１１，１２１，１３１、冷却塔１１２，１２２，１３２または温水器１１３，１２３，１３３の能力を変更する変更操作（例えば、増減段の操作）を、前回の変更操作からの時間間隔が待機時間を超えるまで禁止する管理装置５０とを備えている。その結果、熱源システム１は、チラー１１１，１２１，１３１、冷却塔１１２，１２２，１３２または温水器１１３，１２３，１３３に対し、熱源システム１の消費エネルギーの増加の抑制と快適性とのバランスが取れた管理を行うことができる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 熱源システム
１０，１１，１２，１３ 熱源機器
２０ 利用側機器
４０ ポンプ
５０ 管理装置
６３ 出口温度センサ
１１１，１２１，１３１ チラー
１１２，１２２，１３２ 冷却塔
１１３，１２３，１３３ 温水器

特許第３２１１１８８号公報

Claims (8)

1. 熱源システム（１）を循環する熱媒体の温度を変化させる熱源機器（１０）を管理する管理装置（５０）であって、
   前記熱媒体の温度を変化させる前記熱源機器の能力を変更する変更操作を前回の変更操作から所定期間禁止する待機時間を、前記熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて決定し、
   前記待機時間の間、前記熱源機器の能力の変更操作を禁止する、管理装置（５０）。
2. 前記熱源機器が複数台あり、
   前記変更操作が、運転している前記熱源機器（１１，１２，１３）の台数を変更することである、
   請求項１に記載の管理装置（５０）。
3. 前記パラメータが、前記熱媒体を循環させる循環ポンプ（４０）の能力、前記熱媒体を利用する利用側機器（２０）の流量調整度合、及び前記利用側機器に流入する前記熱媒体と流出する前記熱媒体の圧力差のうちの少なくとも一つに関する変数である、
   請求項１または請求項２に記載の管理装置（５０）。
4. 前記パラメータが、前記熱媒体を循環させる循環ポンプの流量に関する変数、または前記循環ポンプの流量と前記熱源システムの保有水量に関する変数である、
   請求項１または請求項２に記載の管理装置（５０）。
5. 前記保有水量が、設計書に記載されている値、または図面に記載されている配管長と配管断面積から算出される値である、
   請求項４に記載の管理装置（５０）。
6. 前記熱源機器から出る前記熱媒体の温度を測定する出口温度センサ（６３）を備え、
   前記出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、前記熱源機器が前記熱媒体の温度を変化させる能力の前記変更操作の禁止を解除する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の管理装置（５０）。
7. 前記変更操作を禁止している状態にあるか、前記変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の管理装置（５０）。
8. 循環する熱媒体の温度を変化させるチラー（１１１，１２１，１３１）、冷却塔（１１２，１２２，１３２）または温水器（１１３，１２３，１３３）と、
   前記熱媒体の循環流量に関係するパラメータに応じて待機時間を決定し、前記チラー、前記冷却塔または前記温水器の能力を変更する変更操作を、前回の変更操作からの時間間隔が前記待機時間を超えるまで禁止する管理装置（５０）と
   を備える、熱源システム（１）。

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