JP2023135438A - 制御装置、排熱回収冷凍機システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍機の排熱を利用する負荷装置と冷凍機を合わせた総合的な効率を向上することができる方法を提供する。
【解決手段】コントローラは、冷蔵室を冷却する冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して回収した熱を空調機へ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して回収した熱を給湯機へ供給する第２の排熱回収器と、を含む排熱回収冷凍機システムのコントローラであって、外気温度に応じて、第１の排熱回収器および第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、第２の冷媒と熱交換するか否を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、排熱回収冷凍機システム、制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１には、容量可変型の圧縮機や蒸発器などを備える冷凍機と、冷凍機の冷媒回路を循環する冷媒と熱交換することにより冷媒回路の排熱の回収を行う水媒体回路と、水媒体回路を循環する水媒体を加熱する補助熱源と、を備えるヒートポンプシステムと、このヒートポンプシステムにおいて、冷媒－水熱交換器における水媒体の出口温度と目標出口温度との差が閾値以上である場合に、補助熱源に運転を行わせる制御が開示されている。特許文献１に開示のヒートポンプシステムによれば、水媒体回路が回収した冷媒回路の排熱を、暖房や給湯等の負荷へ供給することができる。

特許文献１には、冷凍機と給湯機あるいは冷凍機と暖房を組み合わせた運転に関する言及はあるが、どのような条件の場合に、冷凍機の排熱を暖房や給湯等の運転に利用すれば、冷凍機と暖房等を含むシステム全体の運転を効率化することができるのかという点についての言及が無い。

特許第５４００１７７号公報

冷凍機と、冷凍機の排熱を利用する負荷側の装置（空調機や給湯機等）を含めたシステム全体の運転効率を向上する方法が求められている。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、排熱回収冷凍機システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本開示の一態様によれば、制御装置は、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御装置であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する熱回収制御部を備える。

本開示の一態様によれば、排熱回収冷凍機システムは、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機と、冷凍室を冷却する第２の冷凍機と、空調ユニットと、給湯ユニットと、前記第１の冷凍機が有する第１の冷媒回路を循環する第１の冷媒と第１の水媒体との間で熱交換する第１の熱交換回路と、前記第２の冷凍機が有する第２の冷媒回路を循環する第２の冷媒と前記第１の水媒体との間で熱交換する第２の熱交換回路と、熱交換された前記第１の水媒体の熱を前記空調ユニットへ供給する回路と、前記第１の水媒体が前記第１の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第１の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第１の水媒体が前記第２の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第２の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒と第２の水媒体との間で熱交換する第３の熱交換回路と、前記第２の冷媒と前記第２の水媒体との間で熱交換する第４の熱交換回路と、熱交換された前記第２の水媒体の熱を前記給湯ユニットへ供給する回路と、前記第２の水媒体が前記第３の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第３の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第２の水媒体が前記第４の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第４の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第２の排熱回収器と、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置と、を備える。

本開示の一態様によれば、制御方法は、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する。

本開示の一態様によれば、プログラムは、コンピュータに、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する処理を実行させる。

本開示の制御装置、排熱回収冷凍機システム、制御方法及びプログラムによれば、冷凍機の排熱を利用する負荷装置と冷凍機の両方を含むシステム全体の運転効率を向上することができる。

実施形態に係る排熱回収冷凍機システムの一例を示す図である。 実施形態に係るシステムコントローラの一例を示す図である。 実施形態に係る排熱回収制御の一例を示す第１のフローチャートである。 実施形態に係る排熱回収制御の一例を示す第２のフローチャートである。 実施形態に係るシステムコントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本開示の一実施形態による排熱回収冷凍機システムについて図１～図４を参照して説明する。
（構成）
図１は、実施形態に係る排熱回収冷凍機システムの一例を示す図である。排熱回収冷凍機システム１００は、スーパーマーケット等の店舗で用いられ、冷蔵ショーケースを冷却する冷凍機１ａと、冷凍ショーケースを冷却する冷凍機１ｂと、空調ユニット３０と、給湯ユニット４０と、冷凍機１ａと冷凍機１ｂの排熱を回収して店舗の給湯ユニット４０へ供給する排熱回収器１０と、冷凍機１ａと冷凍機１ｂの排熱を回収して店舗の空調ユニット３０へ供給する排熱回収器２０と、システムコントローラ５０と、温度センサ６０ａ～６０ｄと、を含む。温度センサ６０ａ～６０ｄは、外気温度を計測する。外気温度とは、冷凍機１ａ，１ｂ、空調ユニット３０の空調機、給湯機４１の各機器が設置される場所の周囲温度である。温度センサ６０ａは、冷凍機１ａの設置場所の近くに設けられ冷凍機１ａの周囲温度を計測する。温度センサ６０ｂは、冷凍機１ｂの設置場所の近くに設けられ冷凍機１ｂの周囲温度を計測する。温度センサ６０ｃは、図示しない空調機の設置場所の近くに設けられ空調機の周囲温度を計測する。温度センサ６０ｄは、給湯機４１の設置場所の近くに設けられ給湯機４１の周囲温度を計測する。温度センサ６０ａが測定した外気温度は、制御部７ａとシステムコントローラ５０へ送信される。温度センサ６０ｂが測定した外気温度は、制御部７ｂとシステムコントローラ５０へ送信される。温度センサ６０ｃが測定した外気温度は、制御部３５とシステムコントローラ５０へ送信される。温度センサ６０ｄが測定した外気温度は、制御部４６とシステムコントローラ５０へ送信される。

冷凍機１ａは、圧縮機２ａと、ガスクーラ３ａと、膨張弁４ａと、蒸発器５ａと、これらを接続する冷媒配管６ａと、制御部７ａと、を含む。圧縮機２ａは、冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機２ａとガスクーラ３ａの間には、排熱回収器１０の熱交換器１１ａと排熱回収器２０の熱交換器２１ａが接続（挿入）され、冷凍機１ａの冷媒は、熱交換器１１ａと熱交換器２１ａを流れる。熱交換器１１ａでは、高温高圧の冷媒の熱が排熱回収器１０の冷媒（水）によって回収され、給湯ユニット４０へ供給される。熱交換器２１ａでは、高温高圧の冷媒の熱が排熱回収器２０の冷媒（水）によって回収され、空調ユニット３０へ供給される。熱交換器１１ａと熱交換器２１ａを通過した冷媒は、ガスクーラ３ａにて、空気との間で熱交換を行って放熱し、凝縮される。凝縮された冷媒は、膨張弁４ａで減圧、膨張され蒸発器５ａに供給される。蒸発器５ａに供給された冷媒は、冷蔵ショーケースの熱を吸収して冷蔵ショーケースの空気を冷却する。蒸発器５ａにて気化された冷媒は、圧縮機２ａへ吸入される。冷媒は、圧縮機２ａによって圧縮され、再び上記の経路を循環する。冷凍機１ａの冷媒には、例えばＣＯ_２が用いられる。ＣＯ_２冷媒は、約３１℃の常温域で超臨界状態となる。制御部７ａは、温度センサ６０ａが計測した外気温度が所定の閾値以上となるか、又は排熱回収器１０や排熱回収器２０によって熱回収を行う場合には、ＣＯ_２冷媒が高圧にて超臨界となる状態で運転し、それ以外の場合には、高圧が亜臨界となる状態で運転する。

冷凍機１ｂは、圧縮機２ｂと、ガスクーラ３ｂと、膨張弁４ｂと、蒸発器５ｂと、これらを接続する冷媒配管６ｂと、制御部７ｂと、を含む。圧縮機２ｂは、冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機２ｂとガスクーラ３ｂの間には、排熱回収器１０の熱交換器１１ｂと排熱回収器２０の熱交換器２１ｂが接続（挿入）され、冷凍機１ｂの冷媒は、熱交換器１１ｂと熱交換器２１ｂを流れる。熱交換器１１ｂでは、高温高圧の冷媒の熱が排熱回収器１０の冷媒（水）によって回収され、給湯ユニット４０へ供給される。熱交換器２１ｂでは、高温高圧の冷媒の熱が排熱回収器２０の冷媒（水）によって回収され、空調ユニット３０へ供給される。熱交換器１１ｂと熱交換器２１ｂを通過した冷媒は、ガスクーラ３ｂにて、空気との間で熱交換を行って放熱し、凝縮される。凝縮された冷媒は、膨張弁４ｂで減圧、膨張され蒸発器５ｂに供給される。蒸発器５ｂに供給された冷媒は、冷凍ショーケースの熱を吸収して冷凍ショーケースの空気を冷却する。蒸発器５ｂにて気化された冷媒は、圧縮機２ｂへ吸入される。ＣＯ_２冷媒は、圧縮機２ｂによって圧縮され、再び上記の経路を循環する。冷凍機１ｂの冷媒には、例えばＣＯ_２が用いられる。制御部７ｂは、温度センサ６０ｂが計測した外気温度が所定の閾値以上となると、ＣＯ_２冷媒が高圧にて超臨界となる状態で運転し、それ以外の場合には、高圧が亜臨界となる状態で運転する。冷凍機１ａの場合と同様に、制御部７ｂは、排熱回収器１０や排熱回収器２０によって熱回収を行う場合には、温度センサ６０ｂが計測した外気温度に関係なく、高圧にて超臨界となる状態で運転してもよい。冷凍機１ａ、１ｂを比較すると、冷凍機１ａの方が、蒸発温度が高く、冷凍機１ｂの方が、高圧での冷媒温度が高い。

排熱回収器１０は、熱交換器１１ａと、熱交換器１１ｂと、ポンプ１３と、熱交換器１４と、熱交換器１１ｂよりも水媒体の流れ方向の上流側にて、配管１５ｂから分岐して熱交換器１１ａと接続し、熱交換器１１ｂの水媒体の流れ方向の下流側にて、配管１５ｂと接続する配管１５ａと、配管１５ａに設けられた弁１２ａと、熱交換器１１ｂとポンプ１３と熱交換器１４とを接続し、これらの間で水媒体を循環させる配管１５ｂと、配管１５ｂにおける水媒体の流れ方向の上流側の配管１５ａへの分岐点と熱交換器１１ｂの間に設けられた弁１２ｂと、制御部１６と、を含む。制御部１６は、ポンプ１３の起動と停止、弁１２ａ，弁１２ｂの開閉を制御する。（１）ポンプ１３が起動し、弁１２ａが開状態、弁１２ｂが閉状態となると、水媒体は、配管１５ａを循環し、熱交換器１１ａでは、冷凍機１ａのＣＯ２冷媒から吸熱し、水媒体の温度は上昇する。昇温した水媒体は、配管１５ａを通じて流れ、配管１５ｂに合流し、配管１５ｂを流れて熱交換器１４に至り、熱交換器１４では、配管１５ｂを流れる水媒体と、給湯ユニット４０側の水媒体との熱交換が行われて、給湯ユニット４０側の水媒体を昇温させる。（２）ポンプ１３が起動し、弁１２ａが閉状態、弁１２ｂが開状態となると、水媒体は、配管１５ｂを循環し、熱交換器１１ｂでは、冷凍機１ｂのＣＯ_２冷媒から吸熱し、水媒体の温度は上昇する。昇温した水媒体は、配管１５ｂを流れて熱交換器１４に至り、熱交換器１４では、配管１５ｂを流れる水媒体と、給湯ユニット４０側の水媒体との熱交換が行われて、給湯ユニット４０側の水媒体を昇温させる。（３）ポンプ１３が起動し、弁１２ａが開状態、弁１２ｂが開状態となると、熱交換器１１ａと熱交換器１１ｂの両方で熱交換が行われ、排熱回収器１０を流れる水媒体は昇温し、熱交換器１４にて、給湯ユニット４０側の水媒体を昇温させる。

排熱回収器２０は、熱交換器２１ａと、熱交換器２１ｂと、ポンプ２３と、熱交換器２１ａよりも水媒体の流れ方向の上流側にて、配管２４ａから分岐して熱交換器２１ｂと接続し、熱交換器２１ａの水媒体の流れ方向の下流側にて、配管２４ａと接続する配管２４ｂと、配管２４ｂに設けられた弁２２ｂと、熱交換器２１ａとポンプ２３と空調ユニット３０側とを接続し、これらの間で水媒体を循環させる配管２４ａと、配管２４ａにおける水媒体の流れ方向の上流側の配管２４ｂへの分岐点と熱交換器２１ａの間に設けられた弁２２ａと、制御部２５と、を含む。制御部２５は、ポンプ２３の起動と停止、弁２２ａ，弁２２ｂの開閉を制御する。（１）ポンプ２３が起動し、弁２２ａが開状態、弁２２ｂが閉状態となると、水媒体は、配管２４ａと空調ユニット３０を循環し、熱交換器２１ａでは、冷凍機１ａのＣＯ_２冷媒から吸熱し、水媒体の温度は上昇する。昇温した水媒体は、配管２４ａを流れて空調ユニット３０のタンク３３へ至り、タンク３３の温水が図示しない空調機へ供給され、空調機から戻った水がタンク３２へ至る。排熱回収器２０のポンプ２３が、空調ユニット３０のタンク３２から水を吸引し、熱交換器２１ａへ送られる。（２）ポンプ２３が起動し、弁２２ａが閉状態、弁２２ｂが開状態となると、水媒体は、配管２４ｂを通じて熱交換器２１ｂへ至り、熱交換器２１ｂでは、冷凍機１ｂのＣＯ_２冷媒から吸熱し、水媒体の温度は上昇する。昇温した水媒体は、配管２４ｂを流れて、配管２４ａと合流し、空調ユニット３０のタンク３３へ至り、図示しない空調機へ供給される。ポンプ２３は、タンク３２から水を吸引し、熱交換器２１ｂへ送る。（３）ポンプ２３が起動し、弁２２ａが開状態、弁２２ｂが開状態となると、熱交換器２１ａと熱交換器２１ｂの両方で熱交換が行われ、排熱回収器２０を流れる水媒体は昇温し、タンク３３へ供給されて空調に使用される。使用後の水はタンク３２へ送られ、排熱回収器２０では、タンク３２の水を熱交換器２１ａおよび／又は熱交換器２１ｂへ送り、冷凍機１ａ，１ｂの排熱を回収して、水媒体を昇温させる。

空調ユニット３０は、空調用の熱源機３１と、タンク３２と、タンク３３と、ポンプ３４と、制御部３５とを含む。熱源機３１とタンク３２は配管３５２で接続される。熱源機３１とタンク３３は配管３５３で接続される。タンク３３は配管３５４で図示しない空調機と接続され、配管３５４に設けられたポンプ３４の駆動により、タンク３３の温水が図示しない空調機へ供給される。制御部３５は、熱源機３１、ポンプ３４を制御する。また、制御部３５は、タンク３３に蓄えられた温水の量や温度の情報、蓄熱量を取得し、記憶している。例えば、排熱回収器２０から供給される水媒体のタンク３３入口側における流路内には、温度センサ３３１、流量センサ３３２が設けられている。熱源機３１から供給される水媒体のタンク３３入口側における流路内には、温度センサ３３３、流量センサ３３４が設けられている。図示しない空調機へ供給される温水のタンク３３出口側の流路内には、温度センサ３３５、流量センサ３３６が設けられている。また、タンク３２からポンプ２３への流路内には、温度センサ３２１が設けられ、タンク３２から熱源機３１への流路内には、温度センサ３２２が設けられ、配管３５１の流路内には、温度センサ３５１ａが設けられている。制御部３５は、温度センサ３２１，３２２，３３１，３３３，３３５，３５１ａが計測した温度、流量センサ３３２，３３４，３３６が計測した流量を取得する。制御部３５は、各時刻に温度センサ３３５が計測する温度を、タンク３３に蓄えられた温水の温度の情報として取得して記憶する。制御部３５は、各時刻に流量センサ３３２が計測する流量と流量センサ３３４が計測する流量の合計から流量センサ３３６が計測する流量を減算した値を時間的に積算した値を、タンク３３に蓄えられた温水の量の情報として取得して記憶する。制御部３５は、排熱回収量を（各時刻に温度センサ３３１が計測した温度－各時刻に温度３２１が計測した温度）×各時刻に流量センサ３３２が計測する流量によって計算し、熱源機３１からの出力を（各時刻に温度センサ３３３が計測した温度－各時刻に温度センサ３２２が計測した温度）×各時刻に流量センサ３３４が計測する流量によって計算する。また、制御部３５は、実際に負荷側で消費された熱量を（各時刻に温度センサ３３５が計測した温度－各時刻に温度センサ３５１ａが計測した温度）×各時刻に流量センサ３３６が計測する流量によって計算する。制御部３５は、計算した排熱回収量と熱源機３１からの出力の合計から実際に負荷側で消費された熱量を減算した値を時間的に積算することにより、タンク３３の蓄熱量を算出する。制御部３５は、空調機の運転モード（冷房、暖房、停止など）や負荷に応じて、熱源機３１を運転する。例えば、空調機が暖房モードの場合には、熱源機３１は、タンク３２の水を加熱して、加熱後の温水をタンク３３へ供給する。タンク３３には、熱源機３１によって生成された温水と、排熱回収器２０で熱回収した温水とが供給される。タンク３３の温水は図示しない空調機へ供給され、空調機のファンコイルユニットなどで熱を放出し、低温となった水媒体が配管３５１を通じてタンク３２に戻される。タンク３２に戻された水媒体を熱源機３１と排熱回収器２０によって昇温し、昇温後の湯水をタンク３３に蓄える。制御部３５は、タンク３３に蓄えられた温水の量や温度に応じて、熱源機３１の運転負荷を調整する。例えば、暖房の設定温度が同じでも、タンク３３に蓄熱されている温水量が少ない場合は、タンク３３の蓄熱量が多い場合と比較して、熱源機３１を高負荷で運転し、タンク３３の蓄熱量が多い場合には、熱源機３１の負荷を下げて運転する（蓄熱の利用）。また、温度センサ６０ｃが計測した外気温度が高い場合には、熱源機３１を、空調機が必要とする負荷よりも高負荷で運転して、高温にした水媒体を多く生成し、タンク３３に余剰の温水を蓄熱しておくことができる。蓄熱した温水は、例えば、外気温低下時などに使用する。これにより、外気温低下時の熱源機３１の運転負荷を低減することができる。例えば、日中の外気温が高いうちに（運転負荷が低いうちに）少し負荷を上げて運転して余剰の熱を蓄熱し、夕方以降の店舗の暖房に蓄熱した熱を利用することにより、所定期間（例えば、１日）を通じた運転効率を向上することができる。

給湯ユニット４０は、給湯機４１と、三方弁４２と、三方弁４３と、タンク４４と、ポンプ４５と、制御部４６とを含む。三方弁４２は、給水用の配管４５１と、配管４５２と、配管４５４と接続されている。配管４５２は、三方弁４２とタンク４４を接続し、その途中には、排熱回収器１０の熱交換器１４が設けられている。配管４５４は、三方弁４２と給湯機４１を接続する。配管４５４からは、配管４５３が分岐しており、配管４５３は、配管４５４の分岐点と三方弁４３を接続する。配管４５６は、タンク４４と、三方弁４３とを接続する。三方弁４３の残りの口は、湯水を供給する為の配管４５７と接続されている。給湯機４１とタンク４４は配管４５５で接続される。配管４５１を通じて供給される水道水は、三方弁４２で分かれて、配管４５４を通じて給湯機４１へ供給される。給湯機４１は、水道水を沸かして、配管４５５を通じてタンク４４へ湯水を供給する。一方、三方弁４２で分かれて、配管４５２へと送られた水道水は、熱交換器１４で、排熱回収器１０を流れる水冷媒との間で熱交換を行って熱を吸収し、タンク４４へ送られる。タンク４４には、給湯機４１によって生成された温水と、排熱回収器１０で熱回収した温水とが供給される。タンク４４に貯蔵された温水は、配管４５６を通じて流れ、三方弁４３にて、配管４５３を通じて供給された水道水と混ぜ合わされた後、配管４５７を通じて温水を使用する設備へ供給される。配管４５７には、ポンプ４５が設けられており、ポンプ４５の駆動により、温水が負荷側へ供給される。制御部４６は、湯水の需要に応じて、給湯機４１を運転し、タンク４４に温水を蓄える。また、制御部４６は、タンク４４に蓄えられた温水の量や温度の情報、蓄熱量を取得し、記憶している。例えば、排熱回収器１０の熱交換器１４にて熱交換された水媒体のタンク４４入口側の流路内には、温度センサ４４１、流量センサ４４２が設けられている。給湯機４１から供給される水媒体のタンク４４入口側の流路内には、温度センサ４４３、流量センサ４４４が設けられている。タンク４４における温水出口側の流路内には、温度センサ４４５、流量センサ４４６が設けられている。制御部４６は、温度センサ４４１，４４３，４４５が計測した温度、流量センサ４４２，４４４，４４６が計測した流量を取得する。制御部４６は、各時刻に温度センサ４４５が計測する温度をタンク４４に蓄えられた温水の温度の情報として取得して記憶する。制御部４６は、各時刻に流量センサ４４２が計測する流量と流量センサ４４４が計測する流量の合計から流量センサ４４６が計測する流量を減算した値を時間的に積算した値をタンク４４に蓄えられた温水の量の情報として取得して記憶する。制御部４６は、各時刻に流量センサ４４２が計測する流量と流量センサ４４４が計測する流量の合計から流量センサ４４６が計測する流量を減算した値に、所定の基準温度と温度センサ４４５が計測した温度の温度差を乗じた値を時間的に積算することにより、タンク４４の蓄熱量を算出する。制御部４６は、タンク４４に蓄えられた温水の量や温度、蓄熱量に応じて、給湯機４１の運転負荷を調整する。例えば、熱交換器１４で昇温された湯水がタンク４４に供給されている場合、制御部４６は、排熱回収器１０で熱回収された湯水の蓄熱量に応じて、給湯機４１の負荷を軽減する（蓄熱の利用）。また、例えば、温度センサ６０ｄが計測した外気温度が高い場合には、給湯機４１を、必要とされる負荷よりも高負荷で運転して、湯水を多く生成し、タンク４４に余剰の温水を蓄熱しておくことができる。蓄熱した温水は、湯水の需要が多いときや温度センサ６０ｄが計測した外気温度や水温が低いとき等に使用する。これにより、高負荷時の給湯機４１の運転負荷を低減することができる。

図１に示す排熱回収冷凍機システム１００は、基本的な構成を模式的に示したものであって、さらに他の構成要素が含まれていてもよい。例えば、図１では、冷凍機１ａ、１ｂに組み込まれている熱交換器１１ａ、２１ａ等は、空調ユニット３０、給湯ユニット４０向けにそれぞれ１台ずつであるが、それぞれ複数台の熱交換器を冷凍機１ａ、１ｂに組み込むようにしてもよい。

図２は、実施形態に係るシステムコントローラの一例を示す図である。システムコントローラ５０は、図１の制御部７ａ，７ｂ，１６，２５，３５，４６および温度センサ６０と接続されている。システムコントローラ５０は、制御部７ａ，７ｂ，１６，２５，３５，４６と通信を行って、排熱回収冷凍機システム１００全体の効率を向上させるように、冷凍機１ａ，１ｂ、排熱回収器１０，２０、空調ユニット３０、給湯ユニット４０の運転を制御する。システムコントローラ５０は、外気温度取得部５１と、判定部５２と、第１冷凍機制御部５３と、第２冷凍機制御部５４と、第１熱回収制御部５５と、第２熱回収制御部５６と、空調ユニット制御部５７と、給湯ユニット制御部５８と、記憶部５９と、を備える。

外気温度取得部５１は、温度センサ６０ａ～６０ｄのそれぞれが計測した外気温度を取得する。
判定部５２は、所定の設定に基づいて、冷凍機１ａ、１ｂからの排熱回収制御に関する判定を行う。所定の設定とは、どのような条件の場合に、冷凍機１ａ、１ｂから回収した排熱を暖房や給湯に利用し、どのような条件の場合に排熱を利用しないかを定めたものである。この設定には、排熱回収冷凍機システム１００全体の運転効率を向上するような条件が設定される。運転効率を向上するとは、例えば、排熱回収冷凍機システム１００の消費エネルギーをなるべく削減して運転することである。例えば、温度センサ６０ａ等によって計測した外気温度がＸ１℃以上の環境で、冷凍機１ａ、１ｂをそれぞれの負荷に応じて運転した場合、排熱回収器１０，２０を稼働せずに、空調ユニット３０や給湯ユニット４０を独立して運転するよりも、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用した方がシステム全体の効率を向上することができる場合、判定部５２は、外気温度がＸ１℃以上となると、排熱回収器１０，２０を稼働すると決定する。この判定の一例については、後に図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。判定部５２は、第１冷凍機制御部５３、第２冷凍機制御部５４、第１熱回収制御部５５、第２熱回収制御部５６、空調ユニット制御部５７、給湯ユニット制御部５８を通じて、制御部７ａ，７ｂ，１６，２５，３５，４６から取得した各機器の状態に関する情報を取得して、これらの判定を行う。

第１冷凍機制御部５３は、冷凍機１ａの制御部７ａと通信を行って、冷凍機１ａの運転モードを取得する。第１冷凍機制御部５３は、制御部７ａへ冷凍機１ａの運転モードを指示する。例えば、空調ユニット３０や給湯ユニット４０の負荷が高く、排熱の回収量を増加した方が、排熱回収冷凍機システム１００全体の効率が向上する場合には、第１冷凍機制御部５３は、制御部７ａへ運転負荷を上昇させるように指示する。運転負荷を上昇させるように指示された制御部７１ａは、熱交換器１１ａ、２１ａにおける熱交換量が増大するように、圧縮機２ａの回転数を上昇させ、ＣＯ_２冷媒の吐出温度を上昇させる。

第２冷凍機制御部５４は、冷凍機１ｂの制御部７ｂと通信を行って、冷凍機１ｂの運転モードを取得する。第２冷凍機制御部５４は、制御部７ｂへ冷凍機１ｂの運転モードを指示する。例えば、空調ユニット３０や給湯ユニット４０の負荷が高く、排熱の回収量を増加した方が、排熱回収冷凍機システム１００全体の効率が向上する場合には、第２冷凍機制御部５４は、制御部７ｂへ運転負荷を上昇させるように指示する。運転負荷を上昇させるように指示された制御部７ｂは、熱交換器１１ｂ、２１ｂにおける熱交換量が増大するように、圧縮機２ａの回転数を上昇させ、ＣＯ_２冷媒の吐出温度を上昇させる。

第１熱回収制御部５５は、排熱回収器１０の制御部１６と通信を行って、排熱回収器１０の動作状態に関する情報、例えば、ポンプ１３が起動しているか停止しているか、弁１２ａ，１２ｂが開状態か閉状態か、ポンプ１３の出口側又は入口側における水冷媒の温度が目標温度に達しているか否かなどを取得する。第１熱回収制御部５５は、排熱回収器１０の動作を制御する。例えば、給湯ユニット４０が停止していて、冷凍機１ａ，１ｂの排熱を供給する必要が無い場合、第１熱回収制御部５５は、ポンプ１３の停止を制御部１６へ指示する。制御部１６は、この指示に基づいて、ポンプ１３を停止する。例えば、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を給湯ユニット４０へ供給しない場合、第１熱回収制御部５５は、冷凍機１ａからの排熱回収の停止を制御部１６へ指示する。制御部１６は、この指示に基づいて、ポンプ１３を稼働状態、弁１２ａを閉状態、弁１２ｂを開状態に制御する。例えば、水冷媒の温度が目標温度より低い場合、第１熱回収制御部５５は、ポンプ１３の回転数の上昇を指示し、制御部１６は、この指示に基づいて、ポンプ１３を制御する。

第２熱回収制御部５６は、排熱回収器２０の制御部２５と通信を行って、排熱回収器２０の動作状態に関する情報、例えば、ポンプ２３が起動しているか停止しているか、弁２２ａ，２２ｂが開状態か閉状態か、ポンプ２３の出口側又は入口側における水冷媒の温度が目標温度に達しているか否かなどを取得する。第２熱回収制御部５６は、排熱回収器２０の動作を制御する。例えば、空調ユニット３０が停止していたり、冷房運転をしていたりする場合等、冷凍機１ａ，１ｂの排熱を供給する必要が無い場合、第２熱回収制御部５６は、ポンプ２３の停止を制御部２５へ指示する。制御部２５は、この指示に基づいて、ポンプ２３を停止する。例えば、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を空調ユニット３０へ供給しない場合、第２熱回収制御部５６は、冷凍機１ａからの排熱回収の停止を制御部２５へ指示する。制御部２５は、この指示に基づいて、ポンプ２３を稼働状態、弁２２ａを閉状態、弁２２ｂを開状態に制御する。例えば、水冷媒の温度が目標温度より低い場合、第２熱回収制御部５６は、ポンプ２３の回転数の上昇を指示し、制御部２５は、この指示に基づいて、ポンプ２３を制御する。

空調ユニット制御部５７は、制御部３５と通信を行って、空調ユニット３０の動作状態に関する情報、例えば、冷房運転か、暖房運転か、停止しているか、回収した排熱を利用した運転を行っているかどうか、蓄熱用の運転を行っているかどうか、タンク３３の水温および水量などを取得する。空調ユニット制御部５７は、空調ユニット３０を制御する。例えば、温度センサ６０ｃが計測した外気温度が高いときなど、空調ユニット制御部５７は、制御部３５へ空調負荷への対応に加えて、タンク３３への蓄熱を行うことを指示する。例えば、空調ユニット制御部５７は、排熱回収器２０によって回収された排熱を利用した運転を行うよう制御部３５へ指示する。例えば、空調ユニット３０では、予め排熱を活用する場合の制御方法が定められていて、制御部３５は、この制御方法に基づいて、排熱を利用する運転を実行する。

給湯ユニット制御部５８は、制御部４６と通信を行って、給湯ユニット４０の動作状態に関する情報、例えば、稼働しているか、停止しているか、排熱を利用した運転を行っているかどうか、蓄熱用の運転を行っているかどうか、タンク４４の水温および水量などを取得する。給湯ユニット制御部５８は、給湯ユニット４０を制御する。例えば、温度センサ６０ｄが計測した外気温度が高いときなど、給湯ユニット制御部５８は、制御部４６へ給湯負荷への対応に加えて、タンク４４への蓄熱を行うことを指示する。例えば、給湯ユニット制御部５８は、排熱回収器１０によって回収された排熱を活用した運転を行うよう制御部４６へ指示する。例えば、給湯ユニット４０では、予め排熱を利用する場合の制御方法が定められていて、制御部４６は、この制御方法に基づいて、排熱を利用する運転を実行する。

記憶部５９は、外気温度取得部５１が取得した温度センサ６０ａ～６０ｄによって計測された外気温度、システムコントローラ５０の機能を発揮する各種のプログラム、判定部５２が用いる判定条件、処理過程のデータ等などを記憶する。

（動作）
次に図３Ａ、図３Ｂを参照して、排熱回収冷凍機システム１００全体の効率を向上させる排熱回収制御の一例について説明する。
（給湯ユニットに対する排熱活用）
図３Ａは、実施形態に係る排熱回収制御の一例を示す第１のフローチャートである。
まず、判定部５２が、給湯機４１の機種がヒートポンプ式か否かを判定する（ステップＳ１）。ヒートポンプ式の給湯機４１は、元々運転効率がよく、これに対して、給湯機４１が、電気で駆動する電熱線式のユニット、あるいは化石燃料を使うボイラなどである場合、ヒートポンプ式の給湯機４１に比べて運転効率が低い傾向がある。ヒートポンプ式以外の給湯機４１の場合、効率の悪い給湯機４１によって全ての負荷を賄うよりも、運転効率の良い冷凍機１ａ，１ｂの運転負荷を上昇し、排熱を増大させて回収し、回収した排熱を利用して、給湯機４１を運転した方が、システム全体効率が向上する場合がある。ステップＳ１は、このような考え方に基づく判定条件である。給湯機４１の機種がヒートポンプ式ではない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、判定部５２は、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を利用すること、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱を利用すること、給湯機４１を負荷に応じて運転することを決定する（ステップＳ９）。第１熱回収制御部５５は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ１３の起動、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とするように制御部１６へ指示する。制御部１６は、ポンプ１３を起動し、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とする。給湯ユニット制御部５８は、判定部５２の決定に基づいて、排熱回収器１０によって回収された排熱を活用した運転を行うよう制御部４６へ指示する。制御部４６は、指示されたモードで給湯機４１を運転する。また、第1冷凍機制御部５３は、冷凍機１ａの運転負荷を上昇させるよう制御部７ａに指示する。制御部７ａは、圧縮機２ａの回転数を上昇させ冷媒の吐出温度と吐出圧力を上昇させる。第２冷凍機制御部５４は、冷凍機１ｂの運転負荷を上昇させるよう制御部７ｂに指示する。制御部７ｂは、圧縮機２ｂの回転数を上昇させ冷媒の吐出温度と吐出圧力を上昇させる。

給湯機４１の機種がヒートポンプ式の場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、判定部５２は、給湯系（給湯ユニット４０）に蓄熱槽（タンク４４）があるかどうかを判定する（ステップＳ２）。蓄熱槽があるかどうかの判定は、物理的に蓄熱槽が設けられているかどうかに加え、蓄熱槽に蓄えられている水の温度や量が、給湯機４１の負荷を軽減するために使用できるかどうかの判定を含む。判定部５２は、制御部４６から取得した、タンク４４の水量や湯水の温度に基づいて、タンク４４の湯水を給湯機４１の負荷軽減に使用できるかどうかを判断する。例えば、例えば、判定部５２は、タンク４４の水温が所定温度以上で水量が所定量以上であれば、タンク４４の湯水を負荷軽減に使用できると判定してもよい。物理的に給湯ユニット４０に蓄熱槽が設けられ、給湯機４１の負荷軽減のために蓄熱槽の湯水を使用できるならばステップＳ２の判定はＹｅｓ、そうでない場合にはＮｏとなる。

蓄熱槽がない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、判定部５２は、外気温度取得部５１が取得した温度センサ６０ａによって計測された外気温度に基づいて、外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）以上か否かを判定する（ステップＳ４）。外気温度にかかわらず、冷凍用の冷凍機１ｂの高圧の冷媒温度は高温（熱回収が可能な温度）となる。これに対し、冷蔵用の冷凍機１ａでは、外気温度が高ければ運転負荷が高い為、高圧の冷媒温度は高温となるが、外気温度が低ければ、高圧の冷媒温度は、熱回収が可能な程度には十分に高温とならない。この場合、排熱を利用するために、冷凍機１ｂを冷蔵ショーケースが要求する負荷に合わせながら高圧の冷媒温度を上げるように運転すると、排熱の利用は可能となるが、システム全体の効率はかえって低下してしまう可能性がある。そこで、外気温度が、所定の温度（ＸＸ℃）未満の場合、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱のみを給湯ユニット４０に利用し、冷蔵用の冷凍機１ａからは排熱回収を行わない。つまり、外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）以上の場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を利用すること、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱を利用すること、給湯機４１を負荷に応じて運転することを決定する（ステップＳ７）。第１熱回収制御部５５は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ１３の起動、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とするように制御部１６へ指示する。制御部１６は、ポンプ１３を起動し、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とする。給湯ユニット制御部５８は、判定部５２の決定に基づいて、排熱回収器１０によって回収された冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用した運転を行うよう制御部４６へ指示する。制御部４６は、指示された運転モード（冷凍機１ａおよび冷凍機１ａの排熱を利用して負荷を軽減して給湯機４１を運転する運転モード）で給湯機４１を運転する。

温度センサ６０ａによって計測された外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）未満の場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、判定部５２は、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を利用しないこと、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱を利用すること、給湯機４１を負荷に応じて運転することを決定する（ステップＳ８）。第１熱回収制御部５５は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ１３の起動、弁１２ａを閉状態とし、弁１２ｂを開状態とするように制御部１６へ指示する。制御部１６は、ポンプ１３を起動し、弁１２ａを閉状態とし、弁１２ｂを開状態とする。給湯ユニット制御部５８は、判定部５２の決定に基づいて、排熱回収器１０によって回収された冷凍機１ｂの排熱を活用した運転を行うよう制御部４６へ指示する。制御部４６は、指示された運転モード（冷凍機１ｂのみの排熱を利用）で給湯機４１を運転する。

蓄熱槽がある場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、判定部５２は、外気温度取得部５１が取得した温度センサ６０ａによって計測された外気温度に基づいて、外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）以上か否かを判定する（ステップＳ３）。外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）以上の場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を利用すること、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱を利用することを決定する（ステップＳ５）。第１熱回収制御部５５は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ１３の起動、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とするように制御部１６へ指示する。制御部１６は、ポンプ１３を起動し、弁１２ａおよび弁１２ｂを開状態とする。外気温度が所定の温度（ＸＸ℃）未満の場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、判定部５２は、冷蔵用の冷凍機１ａの排熱を利用しないこと、冷凍用の冷凍機１ｂの排熱を利用すること、を決定する（ステップＳ６）。制御部１６は、ポンプ１３を起動し、弁１２ａを閉状態とし、弁１２ｂを開状態とする。

蓄熱槽がある場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ５、Ｓ６に続いて、判定部５２は、現在が１日のうちで外気温度（温度センサ６０ｄが計測する外気温度）が高い時間帯か否かを判定する（ステップＳ１０）。例えば、判定部５２は、現在の時刻が１１～１５時であれば、外気温度が高い時間帯と判定し、それ以外の時刻であれば外気温度が高くない時間帯であると判定する。外気温度が高い時間帯については、地域ごと、季節ごとに任意に設定できてもよい。外気温度が高い時間帯の場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用すること（ステップＳ５、Ｓ６の判定に応じる。）、給湯機４１を給湯負荷に応じて運転し、さらに蓄熱を行うことを決定する（ステップＳ１１）。給湯ユニット制御部５８は、制御部４６へ、給湯負荷への対応に加えて、タンク４４への蓄熱を行うことを指示する。制御部４６は、指示された所定の運転モード（例えば、外気温度がＸＸ℃以上であれば、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用して負荷を軽減する一方で、蓄熱のために負荷を高める運転モード）で給湯機４１を運転する。

外気温度が高い時間帯ではない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、判定部５２は、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用すること（ステップＳ５、Ｓ６の判定に応じる。）、蓄熱槽に蓄えられた熱を利用しつつ、給湯負荷に応じて給湯機４１を運転することを決定する（ステップＳ１２）。給湯ユニット制御部５８は、制御部４６へ、蓄熱を利用した運転を行うことを指示する。制御部４６は、指示された所定の運転モード（例えば、外気温度がＸＸ℃未満であれば、冷凍機１ｂの排熱と蓄熱槽（タンク４４）の蓄熱を利用して給湯機４１を運転する運転モード）で給湯機４１を運転する。

判定部５２は、給湯ユニット４０に関する判定に続けて、空調ユニット３０に関する判定を行う。次に図３Ｂを参照して、空調ユニット３０に関する排熱回収制御を説明する。
図３Ｂは、実施形態に係る排熱回収制御の一例を示す第２のフローチャートである。
判定部５２は、空調系（空調ユニット３０）に蓄熱槽（タンク３３）があるかどうかを判定する（ステップＳ２１）。給湯系の場合と同じように、判定部５２は、物理的にタンク３３が存在するか否かに加えて、例えば、制御部３５から取得したタンク３３の水量や湯水の温度に基づいて、タンク３３の湯水を熱源機３１の負荷軽減に使用できるかどうかを判断する。物理的に空調ユニット３０に蓄熱槽が設けられ、熱源機３１の負荷軽減のために蓄熱槽の湯水を使用できるならばステップＳ２１の判定はＹｅｓ、そうでない場合にはＮｏとなる。

蓄熱槽がない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、判定部５２は、空調ユニット３０の空調モードが暖房モードか否かを判定する（ステップＳ２３）。判定部５２は、空調ユニット制御部５７が制御部３５から取得した熱源機３１の運転モードに基づいて暖房モードか否かを判定する。この判定は、例えば、現在の季節や温度センサ６０ｃによって計測された外気温度に基づいて行ってもよい。例えば、判定部５２は、現在が冬季（春季や秋季であってもよい。）で、且つ、外気温度が所定値以下であれば暖房モード、そうでなければ暖房モードではないと判定してもよい。また、判定部５２は、季節によらず、外気温度が所定値未満であれば暖房モード、外気温度が所定値以上であれば暖房モードではないと判定してもよい。暖房モードではない場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、判定部５２は、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用しないこと、熱源機３１を空調負荷に応じて運転することを決定する（ステップＳ２７）。第２熱回収制御部５６は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ２３の停止を制御部３５へ指示する。制御部３５は、ポンプ２３を停止する。空調ユニット制御部５７は、判定部５２の決定に基づいて、空調負荷（冷房負荷）に応じた運転を行うよう制御部３５へ指示する。制御部３５は、指示されたモードで熱源機３１を運転する。

暖房モードの場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用すること、熱源機３１を空調負荷（暖房負荷）に応じて運転することを決定する（ステップＳ２６）。第２熱回収制御部５６は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ２３の起動、弁２２ａおよび弁２２ｂを開状態とするように制御部３５へ指示する。制御部３５は、ポンプ２３を起動し、弁２２ａおよび弁２２ｂを開状態とする。空調ユニット制御部５７は、判定部５２の決定に基づいて、暖房負荷に応じた運転を行うよう制御部３５へ指示する。制御部３５は、指示されたモードで熱源機３１を運転する。

蓄熱槽がある場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、判定部５２は、空調ユニット３０の空調モードが暖房モードか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定は、ステップＳ２３と同様である。暖房モードではない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、判定部５２は、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用しないことを決定する（ステップＳ２５）。第２熱回収制御部５６は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ２３の停止を制御部２５へ指示する。制御部２５は、ポンプ２３を停止する。続いて、判定部５２は、現在が１日のうちで外気温度（温度センサ６０ｃが計測する外気温度）が低い時間帯か否かを判定する（ステップＳ２９）。この判定はステップＳ１０と同様である。

外気温度が低い時間帯の場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）、判定部５２は、熱源機３１を空調負荷に応じて運転し、さらにタンク３３への蓄熱を行うことを決定する（ステップＳ３２）。空調ユニット制御部５７は、制御部３５へ、空調負荷（冷房負荷）への対応に加えて、タンク３３への蓄熱を行うことを指示する。制御部３５は、指示された所定の運転モード（例えば、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用せずに冷房負荷に応じた熱源機３１の運転を行い、さらに蓄熱のために運転負荷を高める運転モード）で熱源機３１を運転する。

外気温度が低い時間帯ではない場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）、判定部５２は、判定部５２は、蓄熱槽に蓄えられた熱を利用しつつ、空調負荷（冷房負荷）に応じて熱源機３１を運転することを決定する（ステップＳ３３）。空調ユニット制御部５７は、制御部３５へ、蓄熱を利用した運転を行うことを指示する。制御部３５は、指示された所定の運転モード（例えば、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用せずに、蓄熱槽（タンク３３）の蓄熱を利用して熱源機３１を運転する運転モード）で給湯機４１を運転する。

なお、空調ユニット３０が停止している場合には、ステップＳ２７、Ｓ２９、Ｓ３２、Ｓ３３は実行しない。また、空調モードが暖房モードではない場合には、空調ユニット３０では排熱を利用しない。その為、排熱回収器１０を介して、給湯ユニット４０へより多くの熱を供給することができるので、空調モードが暖房モードではない場合には、空調モードが暖房モードの場合と比較して、給湯機４１の運転負荷をより低下させることができる。

空調モードが暖房モードの場合（ステップS２２；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用することを決定する（ステップＳ２４）。第２熱回収制御部５６は、判定部５２の決定に基づいて、ポンプ２３の起動、弁２２ａおよび弁２２ｂを開状態とするように制御部３５へ指示する。制御部３５は、ポンプ２３を起動し、弁２２ａおよび弁２２ｂを開状態とする。

続いて、判定部５２は、現在が１日のうちで外気温度（温度センサ６０ｃが計測する外気温度）が高い時間帯か否かを判定する（ステップＳ２８）。この判定はステップＳ１０と同様である。外気温度が高い時間帯の場合（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、判定部５２は、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用すること、熱源機３１を暖房負荷に応じて運転し、さらに熱源機３１の運転負荷を上昇させて蓄熱を行うことを決定する（ステップＳ３０）。空調ユニット制御部５７は、制御部３５へ、暖房負荷への対応に加えて、タンク３３への蓄熱を行うことを指示する。制御部３５は、指示された所定の運転モード（例えば、冷凍機１ａおよび冷凍機１ｂの排熱を利用して負荷を軽減する一方で、蓄熱のために負荷を高める運転モード）で熱源機３１を運転する。

外気温度が高い時間帯ではない場合（ステップＳ２８；Ｎｏ）、判定部５２は、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用すること、蓄熱槽（タンク３３）に蓄えられた熱を利用しつつ、暖房負荷に応じて熱源機３１を運転することを決定する（ステップＳ３１）。空調ユニット制御部５７は、制御部３５へ、蓄熱を利用した運転を行うことを指示する。制御部３５は、指示された所定の運転モード（例えば、冷凍機１ａ，１ｂの排熱と蓄熱槽（タンク３３）の蓄熱を利用して暖房負荷に応じて熱源機３１を運転する運転モード）で熱源機３１を運転する。

以上、説明したように本実施形態によれば、外気温度などに応じて、排熱回収冷凍機システム１００全体の運転効率が向上するように、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を活用できるよう、排熱回収器１０、２０の動作を切り替える。これにより、排熱回収冷凍機システム１００の運転効率を向上することができる。また、外気温度が高い場合等、蓄熱槽（タンク３３，４４）へ蓄熱を行うことにより、蓄熱時には運転効率が低下しても、所定期間を通じた運転効率を向上することができる。

なお、図３Ａ、図３Ｂに例示した制御は一例であってこれに限定されない。例えば、図３Ｂにおいて、空調ユニット３０に用いられる熱源機が、ヒートポンプ式かどうかを判定し、ヒートポンプ式ではない場合、冷凍機１ａ、１ｂの運転負荷を上昇させるとともに、冷凍機１ａ、１ｂの排熱を利用するようにしてもよい。

図４は、実施形態に係るシステムコントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。システムコントローラ５０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

システムコントローラ５０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

＜付記＞
各実施形態に記載の制御装置、排熱回収冷凍機システム、制御方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る制御装置（システムコントローラ５０）は、冷蔵室（冷蔵ショーケース）を冷却する第１の冷凍機１ａの冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室（冷凍ショーケース）を冷却する第２の冷凍機１ｂの冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニット３０へ供給する第１の排熱回収器２０と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニット４０へ供給する第２の排熱回収器１０と、を含み、前記第１の排熱回収器２０では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システム１００の制御装置であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する熱回収制御部（第１熱回収制御部５５、第２熱回収制御部５６）、を備える。
これにより、排熱回収冷凍機システム１００の効率に応じて、第１の排熱回収器、第２の排熱回収器の運転状態を切り替えることができる。その結果、排熱回収冷凍機システム１００の運転効率を向上することができる。

（２）第２の態様に係る制御装置（システムコントローラ５０）は、（１）の制御装置であって、前記熱回収制御部は、外気温度が、所定の第1閾値温度以上（第1閾値温度は暖房モードではないと判定できる温度）となると、又は、前記空調ユニットの運転が暖房モード以外の場合、前記第１の排熱回収器２０において、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の熱交換を行わないように制御する。
外気温度に基づいて、暖房モードではないと判定できる場合、排熱回収器２０を停止する。これにより、多くの排熱を給湯ユニット４０へ供給することができる。

（３）第３の態様に係る制御装置（システムコントローラ５０）は、（１）～（２）の制御装置であって、前記熱回収制御部は、外気温度が、所定の第２閾値温度以下となると、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器において、前記第１の冷媒の熱交換を行わないように制御する。
外気温度が低い場合、冷蔵用の冷凍機１ａの負荷を無理に上昇させること無く、熱回収を停止する。これにより、排熱回収冷凍機システム１００の運転効率を向上することができる。

（４）第４の態様に係る制御装置（システムコントローラ５０）は、（１）～（３）の制御装置であって、前記排熱回収冷凍機システム１００は、さらに前記空調ユニット３０の熱源機３１と、前記給湯ユニット４０の給湯機４１と、前記熱源機３１が昇温した熱媒体を貯蔵する第１のタンク３３と、前記給湯機４１が昇温した湯水を貯蔵する第２のタンク４４と、を含み、前記制御装置は、前記熱源機３１を制御する熱源機制御部（空調ユニット制御部５７）と、前記給湯機４１を制御する給湯機制御部（給湯ユニット制御部５８）と、をさらに備え、前記熱源機制御部は、外気温度が、所定の第３閾値温度以上となると、前記熱源機の運転負荷を上昇させ（ステップＳ２８、２９）、前記給湯機制御部は、外気温度が、所定の第４閾値温度以上となると、前記給湯機の運転負荷を上昇させる（ステップＳ１０）。
外気温度に応じてタンクへの蓄熱を行うことにより、瞬間瞬間の運転効率ではなく所定期間全体での排熱回収冷凍機システム１００の運転効率を向上することができる。

（５）第５の態様に係る制御装置（システムコントローラ５０）は、（１）～（４）の制御装置であって、前記排熱回収冷凍機システムは、さらに前記第１の冷凍機と、前記第２の冷凍機と、を含み、前記制御装置は、前記第１の冷凍機を制御する第１冷凍機制御部と、前記第２の冷凍機を制御する第２冷凍機制御部と、をさらに備え、前記給湯ユニットまたは前記空調ユニットがヒートポンプ式以外の場合、前記第１冷凍機制御部は、前記冷蔵室を所定の設定温度に冷却するために運転するときよりも前記第１の冷凍機の運転負荷を上昇させ、前記第２冷凍機制御部は、前記冷凍室を所定の設定温度に冷却するために運転するときよりも前記第２の冷凍機の運転負荷を上昇させる。
運転効率の高い冷凍機１ａ、１ｂの運転負荷を向上させる方がシステム全体の効率が向上する場合、冷凍機１ａ、１ｂの運転負荷を上昇させ、排熱回収冷凍機システム１００の運転効率の向上を図る。

（６）第６の態様に係る排熱回収冷凍機システム１００は、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機と、冷凍室を冷却する第２の冷凍機と、空調ユニットと、給湯ユニットと、前記第１の冷凍機が有する第１の冷媒回路を循環する第１の冷媒と第１の水媒体との間で熱交換する第１の熱交換回路と、前記第２の冷凍機が有する第２の冷媒回路を循環する第２の冷媒と前記第１の水媒体との間で熱交換する第２の熱交換回路と、熱交換された前記第１の水媒体の熱を前記空調ユニットへ供給する回路と、前記第１の水媒体が前記第１の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第１の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第１の水媒体が前記第２の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第２の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒と第２の水媒体との間で熱交換する第３の熱交換回路と、前記第２の冷媒と前記第２の水媒体との間で熱交換する第４の熱交換回路と、熱交換された前記第２の水媒体の熱を前記給湯ユニットへ供給する回路と、前記第２の水媒体が前記第３の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第３の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第２の水媒体が前記第４の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第４の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第２の排熱回収器と、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置と、を備える。
これにより、排熱回収冷凍機システム１００の効率に応じて、第１の排熱回収器、第２の排熱回収器の運転状態を切り替えることができる。その結果、排熱回収冷凍機システム１００の運転効率を向上することができる。

（７）第７の態様に係る制御方法は、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する。

（８）第８の態様に係るプログラムは、コンピュータに、冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する処理を実行させる。

１ａ・・・冷凍機、１ｂ・・・冷凍機、１０・・・排熱回収器、２０・・・排熱回収器、３０・・・空調ユニット、４０・・・給湯ユニット、５０・・・システムコントローラ、５１・・・外気温度取得部、５２・・・判定部、５３・・・第１冷凍機制御部、５４・・・第２冷凍機制御部、５５・・・第１熱回収制御部、５６・・・第２熱回収制御部、５７・・・空調ユニット制御部、５８・・・給湯ユニット制御部、５９・・・記憶部、６０・・・温度センサ、１００・・・排熱回収冷凍機システム

Claims (8)

1. 冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御装置であって、
   外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する熱回収制御部、
   を備える制御装置。
2. 前記熱回収制御部は、外気温度が、所定の第1閾値温度以上となると、又は、前記空調ユニットの運転が暖房モード以外の場合、前記第１の排熱回収器において、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の熱交換を行わないように制御する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記熱回収制御部は、外気温度が、所定の第２閾値温度以下となると、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器において、前記第１の冷媒の熱交換を行わないように制御する、
   請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
4. 前記排熱回収冷凍機システムは、さらに前記空調ユニットの熱源機と、前記給湯ユニットの給湯機と、前記熱源機が昇温した熱媒体を貯蔵する第１のタンクと、前記給湯機が昇温した湯水を貯蔵する第２のタンクと、を含み、
   前記制御装置は、前記熱源機を制御する熱源機制御部と、前記給湯機を制御する給湯機制御部と、をさらに備え、
   前記熱源機制御部は、外気温度が、所定の第３閾値温度以上となると、前記熱源機の運転負荷を上昇させ、
   前記給湯機制御部は、外気温度が、所定の第４閾値温度以上となると、前記給湯機の運転負荷を上昇させる、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御装置。
5. 前記排熱回収冷凍機システムは、さらに前記第１の冷凍機と、前記第２の冷凍機と、を含み、
   前記制御装置は、前記第１の冷凍機を制御する第１冷凍機制御部と、前記第２の冷凍機を制御する第２冷凍機制御部と、をさらに備え、
   前記給湯ユニットまたは前記空調ユニットがヒートポンプ式以外の場合、前記第１冷凍機制御部は、前記冷蔵室を所定の設定温度に冷却するために運転するときよりも前記第１の冷凍機の運転負荷を上昇させ、前記第２冷凍機制御部は、前記冷凍室を所定の設定温度に冷却するために運転するときよりも前記第２の冷凍機の運転負荷を上昇させる、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置。
6. 冷蔵室を冷却する第１の冷凍機と、
   冷凍室を冷却する第２の冷凍機と、
   空調ユニットと、
   給湯ユニットと、
   前記第１の冷凍機が有する第１の冷媒回路を循環する第１の冷媒と第１の水媒体との間で熱交換する第１の熱交換回路と、前記第２の冷凍機が有する第２の冷媒回路を循環する第２の冷媒と前記第１の水媒体との間で熱交換する第２の熱交換回路と、熱交換された前記第１の水媒体の熱を前記空調ユニットへ供給する回路と、前記第１の水媒体が前記第１の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第１の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第１の水媒体が前記第２の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第２の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第１の排熱回収器と、
   前記第１の冷媒と第２の水媒体との間で熱交換する第３の熱交換回路と、前記第２の冷媒と前記第２の水媒体との間で熱交換する第４の熱交換回路と、熱交換された前記第２の水媒体の熱を前記給湯ユニットへ供給する回路と、前記第２の水媒体が前記第３の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第３の熱交換回路に設けられたバルブと、前記第２の水媒体が前記第４の熱交換回路を流れるか否かを切り替える前記第４の熱交換回路に設けられたバルブと、を含む第２の排熱回収器と、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置と、
   を備える排熱回収冷凍機システム。
7. 冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、
   外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する、
   制御方法。
8. コンピュータに、
   冷蔵室を冷却する第１の冷凍機の冷媒回路を循環する第１の冷媒および／又は冷凍室を冷却する第２の冷凍機の冷媒回路を循環する第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を空調ユニットへ供給する第１の排熱回収器と、前記第１の冷媒および／又は前記第２の冷媒と熱交換して熱を回収し、回収した前記熱を給湯ユニットへ供給する第２の排熱回収器と、を含み、前記第１の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができ、前記第２の排熱回収器では、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒の各々について、熱交換するか否を切り替えることができるように構成された排熱回収冷凍機システムの制御方法であって、
   外気温度に応じて、前記第１の排熱回収器および前記第２の排熱回収器のそれぞれにおいて、前記第１の冷媒と熱交換するか否を制御し、前記第２の冷媒と熱交換するか否を制御する処理、
   を実行させるプログラム。

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