JP5015523B2 - 熱源機運転制御方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、電気やガスなど使用するエネルギーの種類が異なる熱源機を併用する熱源システムにおける熱源機の運転を制御する熱源機運転制御方法および装置に関するものである。

従来より、テナントビルなどにおいては、複数の熱源機とこれら熱源機のそれぞれに補機として設けられたポンプとを主要構成要素とする熱源システムを設け、ポンプより圧送した熱源水を熱源機により冷却あるいは加熱し、往ヘッダにおいて混合し、往水管路を介して空調機やファンコイルなどの外部負荷に供給するようにしている。外部負荷において熱交換された熱源水は、還水管路を介して還ヘッダに戻され、再びポンプによって圧送され、以上の経路を循環する。例えば、熱源機を冷凍機とした場合、熱源水は冷水とされ、上述した経路を循環する。熱源機を加熱機とした場合、熱源水は温水とされ、上述した経路を循環する。

この熱源システムには熱源機の運転を制御する制御装置が設けられる。例えば、特許文献１では、還ヘッダに戻される熱源水の流量（負荷流量）Ｆを現在運転している熱源機の運転台数Ｎで除して按分流量Ｆｉを求め、この按分流量Ｆｉに応じて現在運転している熱源機に対して設けられているポンプの回転数を制御するようにしている。

例えば、等能力の熱源機を２台用い、一方を電気エネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する電気熱源、他方をガスエネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成するガス熱源とし、この電気熱源およびガス熱源に対してそれぞれ設けられているポンプの定格ポンプ能力を１００ｍ³ ／ｈとした場合、負荷流量Ｆが１５０ｍ³ ／ｈであれば、この負荷流量Ｆを現在の熱源機の運転台数Ｎ＝２で除して按分流量Ｆｉ＝７５ｍ³ ／ｈを求め、電気熱源およびガス熱源への熱源水の流量が７５ｍ³ ／ｈとなるように、電気熱源およびガス熱源に対して設けられているポンプの回転数を制御する。

一方、テナントビルなどにおいては、建物全体の消費電力量がデマンド契約値を上回らないような制御が行われる。この制御は電力デマンド制御と呼ばれている。電力デマンド制御では、予測使用電力量が目標電力量を超えそうになると、デマンド警報が発令される（例えば、特許文献２参照）。このデマンド警報により、熱源システムでは、空調機やファンコイルなどの負荷側の機器が重要度の低い順に遮断されたり、室内温度の設定値が高められたりするなどして、電力の使用量が抑制される。

特開２００４−１０１１０４号公報 特開平９−２１５１９３号公報

しかしながら、上述した従来の電力デマンド制御では、デマンド警報が発令された場合、空調機やファンコイルなどの負荷側の機器が遮断されたり、室内温度の設定値が高められたりするので、室内環境が悪化し、在室者に不快感を与えてしまう虞れがあった。なお、負荷側の機器として照明を消灯したりすることも考えられるが、在室者の意思を無視していることになり、室内環境が悪化する点では空調機やファンコイルを停止する場合と変わりがない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量を抑制することが可能な熱源機運転制御方法および装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、第１のエネルギーとして電気エネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第１の熱源機と、第１のエネルギーとは種類が異なる第２のエネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第２の熱源機とを備え、第１の熱源機が生成する熱源水と第２の熱源機が生成する熱源水とを混合して負荷へ供給する熱源システムに適用され、第１の熱源機および第２の熱源機の運転を制御する熱源機運転制御方法において、負荷へ供給されている現在の熱源水の流量を負荷流量として計測する負荷流量計測ステップと、第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、第１の熱源機への熱源水の流量を減らし、この減らした流量を増加分として前記第２の熱源機への熱源水の流量を増やすエネルギー使用量調整ステップとを備え、エネルギー使用量調整ステップは、第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、計測された負荷流量から予め定められている所定の流量を差し引いて第１の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている第１の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を第１の熱源機への熱源水の設定流量とする一方、計測された負荷流量から第１の熱源機への熱源水の設定流量を差し引いて第２の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている第２の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を第２の熱源機への熱源水の設定流量とすることを特徴とする。

本発明において、例えば、第１の熱源機を電気熱源、第２の熱源機をガス熱源とした場合、電気エネルギーの使用量が高くなると予想されると、計測された負荷流量から予め定められている所定の流量が差し引かれて電気熱源への熱源水の分配流量とされ、この分配流量と予め定められている電気熱源への最小流量とが比較されて、その何れか大きい方が電気熱源への熱源水の設定流量とされる一方、計測された負荷流量から電気熱源への熱源水の設定流量が差し引かれてガス熱源への熱源水の分配流量とされ、この分配流量と予め定められているガス熱源への最小流量とが比較され、その何れか大きい方がガス熱源への熱源水の設定流量とされる。これにより、電気エネルギーの使用量が高くなると予想されると、最小流量の確保を図りながら、電気熱源への熱源水の流量が減り、この減った流量を増加分としてガス熱源への熱源水の流量が増え、電気熱源からの負荷への供給熱量が減少し、ガス熱源からの負荷への供給熱量が増大する。このようにして、本発明では、熱源機への最小流量の確保を図りながら、負荷への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量を抑制することが可能となる。

本発明では、第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、第１の熱源機への熱源水の流量を減らし、この減らした流量を増加分として第２の熱源機への熱源水の流量を増やすが、第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合としては次のような場合が考えられる。
（１）第１のエネルギーの予測使用量が目標使用量を超える虞れが生じた場合（例えば、電力デマンド制御によってデマンド警報が発令されたような場合）
（２）予め定められた所定の期間（例えば、朝の立ち上がりの時間帯（６：００〜９：００））

なお、本発明では、第２のエネルギーとしてガスエネルギーを想定しているが、ガスエネルギーに限られるものではない。また、本発明において、熱源機は冷凍機であってもよく、加熱機であってもよい。また、本発明は、熱源機運転制御方法としてではなく、この熱源機運転制御方法を適用した装置としても実現することが可能である。

本発明によれば、第１のエネルギーとして電気エネルギーを使用する第１の熱源機と第１のエネルギーとは種類が異なる第２のエネルギーを使用する第２の熱源機を併用する熱源システムにおいて、第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、計測された負荷流量から予め定められている所定の流量を差し引いて第１の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている第１の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を第１の熱源機への熱源水の設定流量とする一方、計測された負荷流量から第１の熱源機への熱源水の設定流量を差し引いて第２の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている第２の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を第２の熱源機への熱源水の設定流量とするようにしたので、熱源機への最小流量の確保を図りながら、負荷への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量を抑制することが可能となる。

〔実施の形態１〕
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る熱源機運転制御方法の実施に用いる熱源システムの一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す計装図である。同図において、１−１，１−２は熱源機、２−１，２−２は熱源機１−１，１−２への熱源水の循環通路に補機として各個に設けられた１次ポンプ、３−１，３−２は１次ポンプ２−１，２−２に付設された回転数調整用のインバータ、４は熱源機１−１，１−２からの熱源水を混合する往ヘッダ、５は往水管路、６は往ヘッダ４から往水管路５を介して送られてくる熱源水の供給を受ける外部負荷（空調機、ファンコイルなどの熱負荷）、７は還水管路、８は外部負荷６への熱源水の供給量をその負荷状態に応じて調整するバルブである。

９は外部負荷６おいて熱交換され還水管路７を介して送られてくる熱源水が戻される還ヘッダ、１０は往ヘッダ４と還ヘッダ９とを連通させるバイパス管路、１１は往ヘッダ４から外部負荷６への熱源水の温度を往水温度ＴＳとして計測する往水温度センサ、１２は還ヘッダ９に戻される熱源水の温度を還水温度ＴＲとして計測する還水温度センサ、１３は還ヘッダ９に戻される熱源水の流量を負荷流量Ｆとして計測する流量計、１４Ａは本発明に係る熱源機運転制御装置（以下、単に制御装置と呼ぶ）である。

往ヘッダ４は、第１の往ヘッダ４−１と第２の往ヘッダ４−２とから構成され、往ヘッダ４−１と４−２との間には、往ヘッダ４−１からの熱源水を往ヘッダ４−２へ圧送する２次ポンプ１５−１〜１５−３が設けられている。また、往ヘッダ４−１と往ヘッダ４−２との間には、バルブ１６と差圧計１７が設けられており、２次ポンプ１５−１〜１５−３、バルブ１６および差圧計１７に対しては２次ポンプ制御装置（図示せず）が設けられている。２次ポンプ制御装置は、流量計１３からの負荷流量Ｆを入力として２次ポンプ１５−１〜１５−３の運転台数を制御すると共に、差圧計１７が検出する往ヘッダ４−１と４−２との間の差圧を一定に保つように、バルブ１６の開度を制御する。

この熱源システムにおいて、１次ポンプ２−１，２−２により圧送された送水は、熱源機１−１，１−２により所要の温度の熱源水とされ、往ヘッダ４において混合され、往水管路５を介して外部負荷６へ供給される。そして、外部負荷６において熱交換され、還水管路７を介して還ヘッダ９に戻され、再び１次ポンプ２−１，２−２によって圧送され、以上の経路を循環する。

この熱源システムにおいて、熱源機１−１はターボ冷凍機とされ、熱源機１−２は吸収式冷凍機とされている。以下、ターボ冷凍機をＲ１とし、吸収式冷凍機をＲ２とする。ターボ冷凍機Ｒ１は、電気熱源であり、電気エネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する。吸収式冷凍機Ｒ２は、ガス熱源であり、ガスエネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する。本実施の形態では、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２に対して、送水温度の設定値が７℃として定められている。

また、この熱源システムにおいて、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２は等容量（等能力）とされている。また、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の容量に合わせて、１次ポンプ２−１，２−２のポンプ能力も同一とされており、この例ではその定格ポンプ能力がそれぞれ１００ｍ³ ／ｈとされている。また、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２に対しては、凍結などによる異常停止を防ぐために、最低の通過流量（最小流量）が定められている。以下、この最小流量をαとする。この実施の形態では、ターボ冷凍機Ｒ１、吸収式冷凍機Ｒ２共に、その最小流量αが５０ｍ³ ／ｈとして定められている。

制御装置１４Ａは、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。制御装置１４Ａには、往水温度センサ１１からの往水温度ＴＳ、還水温度センサ１２からの還水温度ＴＲ、流量計１３からの負荷流量Ｆ、電力デマンド制御装置（図示せず）からのデマンド警報が与えられる。電力デマンド制御装置は、建物全体の消費電力量を監視し、予測使用電力量が目標電力量を超えそうになった場合に、デマンド警報を制御装置１４Ａへ与える。

制御装置１４Ａは、本実施の形態特有の機能として、流量計１３からの負荷流量Ｆに基づいてターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を決める負荷流量配分機能と、デマンド警報の入力時にターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を変更する負荷流量配分変更機能と、往水温度センサ１１からの往水温度ＴＳ、還水温度センサ１２からの還水温度ＴＲおよび流量計１３からの負荷流量Ｆとから現在の負荷熱量Ｑを求め、この求めた現在の負荷熱量Ｑに基づいてターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転台数を制御する運転台数制御機能を有している。

なお、この例では、制御装置１４Ａに負荷熱量Ｑに基づく運転台数制御機能を持たせているが、負荷流量Ｆに基づく運転台数制御機能を持たせるようにしてもよい。また、制御装置１４Ａではなく、別の制御装置（図示せず）に運転台数制御機能を持たせてもよく、オペレータが手動で運転する熱源機を指定するようにしてもよい。

図２に制御装置１４Ａが有する負荷流量配分機能および負荷流量配分変更機能を説明するためのフローチャートを示す。制御装置１４Ａは、このフローチャートに従う処理を定周期で繰り返し実行する。以下、このフローチャートに従って、制御装置１４Ａが有する負荷流量配分機能および負荷流量配分変更機能について説明する。

制御装置１４Ａは、ステップ１０１において、流量計１３によって計測された負荷流量Ｆを取り込む。そして、現在のターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする（ステップ１０２）。この場合、制御装置１４Ａは、自己が有する運転台数制御機能によってターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２に対してＯＮ／ＯＦＦ指令を出力しているので、このＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいてターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする。

〔１台運転時：ターボ冷凍機〕
ステップ１０２において、ターボ冷凍機Ｒ１のみにＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ａは、ステップ１０３のＮＯに応じてステップ１０８へ進み、ステップ１０１で計測した負荷流量Ｆとターボ冷凍機Ｒ１の最小流量α（α＝５０ｍ³ ／ｈ）とを比較し、負荷流量Ｆがα以下であれば、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をαとし、負荷流量Ｆがαを超えていれば、負荷流量Ｆをターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）とする。そして、ターボ冷凍機Ｒ１について流量ＳＰに対応するＩＮＶ指令値を求め、この求めたＩＮＶ指令値を１次ポンプ３−１に対して出力する（ステップ１０９）。

〔１台運転時：吸収式冷凍機冷凍機〕
ステップ１０２において、吸収式冷凍機Ｒ２のみにＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ａは、ステップ１０３のＮＯに応じてステップ１０８へ進み、ステップ１０１で計測した負荷流量Ｆと吸収式冷凍機Ｒ２の最小流量α（α＝５０ｍ³ ／ｈ）とを比較し、負荷流量Ｆがα以下であれば、吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をαとし、負荷流量Ｆがαを超えていれば、負荷流量Ｆを吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）とする。そして、吸収式冷凍機Ｒ２について流量ＳＰに対応するＩＮＶ指令値を求め、この求めたＩＮＶ指令値を１次ポンプ３−２に対して出力する（ステップ１０９）。

〔２台運転時〕
ステップ１０２において、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２の両方にＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ａは、ステップ１０３のＹＥＳに応じてステップ１０４へ進み、デマンド警報が発令中であるか否かをチェックする。

〔負荷流量の配分〕
ステップ１０４において、デマンド警報が発令中でなければ（ステップ１０４のＮＯ）、制御装置１４Ａはターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を行う（ステップ１０７）。

この場合、ステップ１０１で計測した負荷流量Ｆを現在の熱源機の運転台数Ｎ＝２で除して按分流量Ｆｉ（Ｆｉ＝Ｆ／２）を求め、この求めた按分流量Ｆｉとターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の最小流量α（α＝５０ｍ³ ／ｈ）とを比較し、按分流量Ｆｉがα以下であれば、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をαとし、按分流量Ｆｉがαを超えていれば、按分流量Ｆｉをターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）とする。

そして、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２について流量ＳＰに対応するＩＮＶ指令値を求め、この求めたＩＮＶ指令値を１次ポンプ３−１および３−２に対して出力する（ステップ１０９）。

これにより、例えば、負荷流量Ｆが１５０ｍ³ ／ｈであれば、この負荷流量Ｆを熱源機の運転台数Ｎ＝２で除して按分流量Ｆｉ＝７５ｍ³ ／ｈが求められ、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の流量が７５ｍ³ ／ｈとなるように、１次ポンプ３−１および３−２の回転数が調整される。

〔負荷流量の配分の変更〕
ステップ１０４において、デマンド警報が発令中であれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、制御装置１４Ａはターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分の変更を行う（ステップ１０５，１０６）。

この場合、ステップ１０５では、ステップ１０１で計測した負荷流量Ｆから１００ｍ³ ／ｈを差し引いてターボ冷凍機Ｒ１への分配流量Ｆ１’（Ｆ１’＝Ｆ−１００ｍ³ ／ｈ）とし、この分配流量Ｆ１’とターボ冷凍機Ｒ１の最小流量α（α＝５０ｍ³ ／ｈ）とを比較し、分配流量Ｆ１’がα以下であれば、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をαとし、分配流量Ｆ１’がαを超えていれば、分配流量Ｆ１’をターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）とする。

また、ステップ１０６では、ステップ１０１で計測した負荷流量Ｆからステップ１０５で求めたターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）を差し引いて吸収式冷凍機Ｒ２への分配流量Ｆ２’（Ｆ２’＝Ｆ−（Ｒ１流量ＳＰ））とし、この分配流量Ｆ２’と吸収式冷凍機Ｒ２の最小流量α（α＝５０ｍ³ ／ｈ）とを比較し、分配流量Ｆ２’がα以下であれば、吸収冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をαとし、分配流量Ｆ２’がαを超えていれば、分配流量Ｆ２’を吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）をとする。

そして、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２について流量ＳＰに対応するＩＮＶ指令値を求め、この求めたＩＮＶ指令値を１次ポンプ３−１および３−２に対して出力する（ステップ１０９）。

これにより、例えば、負荷流量Ｆが１５０ｍ³ ／ｈであれば、Ｆ１’＝１５０−１００＝５０ｍ³ ／ｈとしてターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）が求められ、Ｆ２’＝１５０−５０＝１００ｍ³ ／ｈとして吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量（流量ＳＰ）が求められ、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の流量が５０ｍ³ ／ｈとなるように１次ポンプ３−１の回転数が調整され、吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の流量が１００ｍ³ ／ｈとなるように１次ポンプ３−２の回転数が調整される。

以上の処理動作から分かるように、この実施の形態１では、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中、デマンド警報が発令されると、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の流量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の流量が増える。これにより、ターボ冷凍機Ｒ１による電気エネルギーの使用量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２によるガスエネルギーの使用量が増える。この場合、ターボ冷凍機Ｒ１からの外部負荷６への供給熱量が減少し、吸収式冷凍機Ｒ２からの外部負荷６への供給熱量が増大する。これにより、外部負荷６への供給熱量に増減が生じず、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量が抑制されるものとなる。

なお、この実施の形態１では、単純に負荷流量Ｆを熱源機の運転台数Ｎ＝２で除して按分流量Ｆｉを求めるようにしたが、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転効率を考慮し、運転効率の良い方の冷凍機へ負荷流量を多めに配分するなどとしてもよい。例えば、ターボ冷凍機と吸収式冷凍機とを比べた場合、ターボ冷凍機の方が運転効率が良いので、負荷流量Ｆを１５０ｍ³ ／ｈとした場合、ターボ冷凍機Ｒ１への按分流量Ｆ１を１００ｍ³ ／ｈ、吸収式冷凍機Ｒ２への按分流量Ｆ２を５０ｍ³ ／ｈとする。そして、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中、デマンド警報が発令されると、ターボ冷凍機Ｒ１への分配流量Ｆ１’を５０ｍ³ ／ｈ、吸収式冷凍機Ｒ２への分配流量Ｆ２’を１００ｍ³ ／ｈとする。

〔参考例１〕
上述した実施の形態１では、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中、デマンド警報が発令された場合、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を変更するようにしたが、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２からの熱源水の送水温度の設定値を変更するようにしてもよい。この送水温度の設定値を変更する例を参考例１とする。

図３に参考例１の計装図を示す。図３において、図１と同一符号は図１を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。この参考例１では、制御装置１４Ｂから、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２に送水温度の設定値ＴＳ１およびＴＳ２を送るようにしている。なお、この参考例１において、１次ポンプ２−１および２−２には回転数調整用のインバータは付設しておらず、制御装置１４Ｂからターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へ送られるＯＮ／ＯＦＦ指令と連動して、１次ポンプ２−１および２−２をＯＮ／ＯＦＦする構成としている。

この参考例１において、制御装置１４Ｂは、図４に示すフローチャートに従う処理を定周期で繰り返し実行する。以下、このフローチャートに従って、制御装置１４Ｂが有する送水温度の設定値変更機能について説明する。

制御装置１４Ｂは、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へのＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいて、現在のターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする（ステップ２０１）。

〔１台運転時〕
ステップ２０１において、ターボ冷凍機Ｒ１あるいは吸収式冷凍機Ｒ２のみにＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ｂは、ステップ２０２のＮＯに応じてステップ２０６へ進み、ターボ冷凍機Ｒ１への送水温度の設定値ＴＳ１として７℃を出力する（ステップ２０６）。また、吸収式冷凍機Ｒ２への送水温度の設定値ＴＳ２として７℃を出力する（ステップ２０７）。

〔２台運転時〕
ステップ２０１において、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２の両方にＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ｂは、ステップ２０２のＹＥＳに応じてステップ２０３へ進み、デマンド警報が発令中であるか否かをチェックする。

ステップ２０３において、デマンド警報が発令中でなければ（ステップ２０３のＮＯ）、制御装置１４Ｂはターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へ送水温度の設定値ＴＳ１およびＴＳ２として共に７℃を出力する（ステップ２０６、２０７）。

ステップ２０３において、デマンド警報が発令中であれば（ステップ２０３のＹＥＳ）、制御装置１４Ｂはターボ冷凍機Ｒ１へ送水温度の設定値ＴＳ１として８℃を出力し（ステップ２０４）、吸収式冷凍機Ｒ２へ送水温度の設定値ＴＳ２として６℃を出力する（ステップ２０５）。

以上の処理動作から分かるように、この参考例１では、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中、デマンド警報が発令されると、ターボ冷凍機Ｒ１への送水温度の設定値が上がり、吸収式冷凍機Ｒ２への送水温度の設定値が下がる。これにより、ターボ冷凍機Ｒ１による電気エネルギーの使用量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２によるガスエネルギーの使用量が増え、外部負荷６への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量が抑制されるものとなる。

〔実施の形態２〕
実施の形態１では、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中、デマンド警報が発令された場合に、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を変更するようにしたが、デマンド警報が発令された場合ではなく、朝の立ち上がり時にターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を変更するようにしてもよい。朝の立ち上がり時は、他の機器も一斉に起動され、電気エネルギーの使用量が高くなると予想される。この朝の立ち上がり時に負荷流量の配分を変更するようにした例を実施の形態２とする。

この実施の形態２において、その計装図は実施の形態１で示した図１の計装図と同じであるが、制御装置１４Ａの機能が異なっている。以下、実施の形態１で使用する制御装置１４Ａと区別するために、実施の形態２で使用する制御装置を１４Ａ’とする。この場合、制御装置１４Ａ’は、図５に示すフローチャートに従う処理を定周期で繰り返し実行する。なお、図５に示したフローチャートでは、説明を簡単とするために、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の最小流量αについては無視しているが、実際は実施の形態１と同様に最小流量αを考慮した処理動作とする。

制御装置１４Ａ’は、ステップ３０１において、流量計１３によって計測された負荷流量Ｆを取り込む。そして、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へのＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいて、現在のターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする（ステップ２０２）。

〔１台運転時：ターボ冷凍機〕
ステップ１０２において、ターボ冷凍機Ｒ１あるいは吸収式冷凍機Ｒ２のみにＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ａ’は、ステップ３０３のＮＯに応じてステップ３０６へ進む。ここで、運転中の冷凍機がターボ冷凍機Ｒ１であるのか、吸収式冷凍機Ｒ２であるのかをチェックし、運転中の冷凍機がターボ冷凍機Ｒ１であれば、負荷流量Ｆをターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量とする（ステップ３０７）。運転中の冷凍機が吸収冷凍機Ｒ２であれば、負荷流量Ｆを吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量とする（ステップ３０８）。

〔２台運転時〕
ステップ３０２において、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２の両方にＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ａ’は、ステップ３０３のＹＥＳに応じてステップ３０４へ進み、現在の時刻が「６：００〜９：００」の時間帯（朝の立ち上がりの時間帯）にあるか否かをチェックする。

〔負荷流量の配分〕
ステップ３０４において、現在の時刻が朝の立ち上がり時間帯になければ（ステップ３０４のＮＯ）、制御装置１４Ａ’はターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を行う（ステップ３０９）。すなわち、負荷流量Ｆを熱源機の運転台数Ｎ＝２で除して按分流量Ｆｉを求め、この按分流量Ｆｉをターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量とする。

ステップ３０４において、現在の時刻が朝の立ち上がり時間帯にあれば（ステップ３０４のＹＥＳ）、制御装置１４Ａ’はターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分の変更を行う（ステップ３０５）。すなわち、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の設定流量を減らし、吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の設定流量を増やす。

以上の処理動作から分かるように、この実施の形態２では、朝の立ち上がりの時間帯に、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２とが同時運転されると、ターボ冷凍機Ｒ１への熱源水の流量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２への熱源水の流量が増える。これにより、ターボ冷凍機Ｒ１による電気エネルギーの使用量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２によるガスエネルギーの使用量が増え、外部負荷６への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量が抑制されるものとなる。

〔参考例２〕
実施の形態２では、朝の立ち上がりの時間帯に、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２とが同時運転された場合、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分を変更するようにしたが、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２への負荷流量の配分ではなく、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２からの送水温度の設定値を変更するようにしてもよい。この送水温度の設定値を変更した例を参考例２とする。

図６に参考例２におけるフローチャートを示す。なお、この参考例２において、その計装図は参考例１で示した図３の計装図と同じであるが、制御装置１４Ｂの機能が異なっている。以下、参考例１で使用する制御装置１４Ｂと区別するために、参考例２で使用する制御装置を１４Ｂ’とする。この場合、制御装置１４Ｂ’は、図６に示すフローチャートに従う処理を定周期で繰り返し実行する。

制御装置１４Ｂ’は、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へのＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいて、現在のターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする（ステップ４０１）。

〔１台運転時〕
ステップ４０１において、ターボ冷凍機Ｒ１あるいは吸収式冷凍機Ｒ２のみにＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ｂ’は、ステップ４０２のＮＯに応じてステップ４０６へ進み、ターボ冷凍機Ｒ１への送水温度の設定値ＴＳ１として７℃を出力する（ステップ４０６）。また、吸収式冷凍機Ｒ２への送水温度の設定値ＴＳ２として７℃を出力する（ステップ４０７）。

〔２台運転時〕
ステップ４０１において、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２の両方にＯＮ指令が出されていた場合、制御装置１４Ｂ’は、ステップ４０２のＹＥＳに応じてステップ４０３へ進み、現在の時刻が「６：００〜９：００」の時間帯（朝の立ち上がりの時間帯）にあるか否かをチェックする。

ステップ４０３において、現在の時刻が朝の立ち上がりの時間帯になければ（ステップ４０３のＮＯ）、制御装置１４Ｂ’はターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へ送水温度の設定値ＴＳ１およびＴＳ２として共に７℃を出力する（ステップ４０６、４０７）。

ステップ４０３において、現在の時刻が朝の立ち上がりの時間帯にあれば（ステップ４０３のＹＥＳ）、制御装置１４Ｂ’はターボ冷凍機Ｒ１へ送水温度の設定値ＴＳ１として８℃を出力し（ステップ４０４）、吸収式冷凍機Ｒ２へ送水温度の設定値ＴＳ２として６℃を出力する（ステップ４０５）。

以上の処理動作から分かるように、この参考例２では、朝の立ち上がりの時間帯に、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２とが同時運転されると、ターボ冷凍機Ｒ１への送水温度の設定値が上がり、吸収式冷凍機Ｒ２への送水温度の設定値が下がる。これにより、ターボ冷凍機Ｒ１による電気エネルギーの使用量が減り、吸収式冷凍機Ｒ２によるガスエネルギーの使用量が増え、外部負荷６への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、電気エネルギーの使用量が抑制されるものとなる。

〔参考例３〕
上述した実施の形態１，２、参考例１，２では、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２とが同時運転中であることを条件としたが、必ずしもターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２とが同時運転中であることを条件としなくてもよい。例えば、ターボ冷凍機Ｒ１が運転中、吸収式冷凍機Ｒ２が停止中に、デマンド警報が発令された場合、吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始するようにしてもよい。この例を参考例３とする。

図７に参考例３の計装図を示す。なお、この参考例３において、その計装図は参考例１で示した図３の計装図とほゞ同じであるが、制御装置１４Ｂの機能が異なっている。以下、参考例１で使用する制御装置１４Ｂと区別するために、参考例３で使用する制御装置を１４Ｃとする。この場合、制御装置１４Ｃは、図８に示すフローチャートに従う処理を定周期で繰り返し実行する。

制御装置１４Ｃは、ステップ５０１において、流量計１３によって計測された負荷流量Ｆを取り込む。そして、ターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２へのＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいて、現在のターボ冷凍機Ｒ１および吸収式冷凍機Ｒ２の運転状況をチェックする（ステップ５０２）。

ここで、デマンド警報が発令されていれば（ステップ５０３のＹＥＳ）、ターボ冷凍機Ｒ１が運転中で、吸収式冷凍機Ｒ２が停止中であるか否かを判断する（ステップ５０４）。このステップ５０４において、ターボ冷凍機Ｒ１が運転中で、吸収式冷凍機Ｒ２が停止中であると判断されれば（ステップ５０４のＹＥＳ）、吸収式冷凍機Ｒ２を起動する（ステップ５０５）。

以上の処理動作から分かるように、この参考例３では、ターボ冷凍機Ｒ１の運転中、デマンド警報が発令されると、吸収式冷凍機Ｒ２の運転が開始される。この場合、吸収式冷凍機Ｒ２からの供給熱量が外部負荷６への供給熱量に加わるが、この供給熱量の増大を抑制するようにターボ冷凍機Ｒ１がその能力を絞って運転されるものとなる。これにより、外部負荷６への供給熱量に増減が生じないようにして、室内環境を悪化させることなく、第１のエネルギーの使用量が抑制されるものとなる。

なお、この参考例３では、ターボ冷凍機Ｒ１の運転中、デマンド警報が発令された場合に吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始するようにしたが、朝の立ち上がり時間帯に吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始するようにしてもよい。すなわち、図９にそのフローチャートを示すように、朝の立ち上がり時間帯にターボ冷凍機Ｒ１の運転中で吸収式冷凍機Ｒ２の停止中が確認されれば（ステップ６０３、６０４のＹＥＳ）、吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始する（ステップ６０５）、というようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１，２、参考例１〜３では、熱源機を冷凍機とした場合について説明したが、熱源機は加熱機であっても構わない。また、熱源機１−２の使用するエネルギーはガスエネルギーに限られるものではなく、他の種類のエネルギーであっても構わない。

また、上述した実施の形態２や参考例２などでは、電気エネルギーの使用量が高くなると予想される場合を朝の立ち上がりの時間帯（６：００〜９：００）としたが、例えば６月〜９月の夏場を電気エネルギーの使用量が高くなると予想される場合とし、この期間中、ターボ冷凍機Ｒ１による電気エネルギーの使用量を減らし、吸収式冷凍機Ｒ２によるガスエネルギーの使用量を増やすようにして、電気エネルギーの使用量を抑制するようにしてもよい。

また、別の参考例として、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２との同時運転中にターボ冷凍機Ｒ１を停止させたり、ターボ冷凍機Ｒ１の運転中にターボ冷凍機Ｒ１を停止して吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始させたりするようにしてもよい。

なお、ターボ冷凍機Ｒ１の運転中にターボ冷凍機Ｒ１を停止して吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始する方法を採ると、冷水負荷を処理することができないというような問題が生じる。すなわち、吸収式冷凍機は起動に時間がかかるという特徴があり、デマンド警報が発生してから吸収式冷凍機Ｒ２を起動し、ターボ冷凍機Ｒ１を停止するという処理を行っていたのでは、冷水負荷を処理することができず、室内環境を悪化させてしまう虞れがある。

したがって、ターボ冷凍機Ｒ１を停止して吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始するという方法を採るよりは、ターボ冷凍機Ｒ１を停止せずに吸収式冷凍機Ｒ２の運転を開始するというようにしたり、ターボ冷凍機Ｒ１と吸収式冷凍機Ｒ２の同時運転中に負荷流量の配分を変えたり、送水温度の配分を変えたりするような方法を採るようにした方がよい。

本発明に係る熱源機運転制御方法の実施に用いる熱源システムの一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す計装図である。 実施の形態１において熱源機運転制御装置が有する負荷流量配分機能および負荷流量配分変更機能（デマンド警報発令時）を説明するためのフローチャートである。 参考例１として示す熱源システムの要部を示す計装図である。 参考例１において熱源機運転制御装置が有する送水温度の設定値変更機能（デマンド警報発令時）を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２において熱源機運転制御装置が有する朝の立ち上がり時の負荷流量配分変更機能を説明するためのフローチャートである。 参考例２において熱源機運転制御装置が有する朝の立ち上がり時の送水温度設定値変更機能を説明するためのフローチャートである。 参考例３として示す熱源システムの要部を示す計装図である。 参考例３において熱源機運転制御装置が有するターボ冷凍機運転中のデマンド警報発令時の吸収式冷凍機の運転開始機能を説明するためのフローチャートである。 参考例３の変形例としてターボ冷凍機運転中の朝の立ち上がり時の吸収式冷凍機の運転開始機能を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１（１−１，１−２）…熱源機、Ｒ１…ターボ冷凍機、Ｒ２…吸収器冷凍機、２（２−１，２−２）…１次ポンプ、３（３−１，３−２）…インバータ、４…往ヘッダ、５…往水管路、６…外部負荷、７…還水管路、８…バルブ、９…還ヘッダ、１０…バイパス管路、１１…往水温度センサ、１２…還水温度センサ、１３…流量計、１４（１４Ａ、１４Ａ’、１４Ｂ、１４Ｂ’、１４Ｃ…熱源機運転制御装置（制御装置）。

Claims (6)

1. 第１のエネルギーとして電気エネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第１の熱源機と、前記第１のエネルギーとは種類が異なる第２のエネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第２の熱源機とを備え、前記第１の熱源機が生成する熱源水と前記第２の熱源機が生成する熱源水とを混合して負荷へ供給する熱源システムに適用され、前記第１の熱源機および第２の熱源機の運転を制御する熱源機運転制御方法において、
   前記負荷へ供給されている現在の熱源水の流量を負荷流量として計測する負荷流量計測ステップと、
   前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、前記第１の熱源機への熱源水の流量を減らし、この減らした流量を増加分として前記第２の熱源機への熱源水の流量を増やすエネルギー使用量調整ステップとを備え、
   前記エネルギー使用量調整ステップは、
   前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、前記計測された負荷流量から予め定められている所定の流量を差し引いて前記第１の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている前記第１の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を前記第１の熱源機への熱源水の設定流量とする一方、前記計測された負荷流量から前記第１の熱源機への熱源水の設定流量を差し引いて前記第２の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている前記第２の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を前記第２の熱源機への熱源水の設定流量とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御方法。
2. 請求項１に記載された熱源機運転制御方法において、
   前記エネルギー使用量調整ステップは、
   前記第１のエネルギーの予測使用量が目標使用量を超える虞れが生じた場合を前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御方法。
3. 請求項１に記載された熱源機運転制御方法において、
   前記エネルギー使用量調整ステップは、
   予め定められた所定の期間を前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御方法。
4. 第１のエネルギーとして電気エネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第１の熱源機と、前記第１のエネルギーとは種類が異なる第２のエネルギーを使用して所要の温度の熱源水を生成する第２の熱源機とを備え、前記第１の熱源機が生成する熱源水と前記第２の熱源機が生成する熱源水とを混合して負荷へ供給する熱源システムに用いられ、前記第１の熱源機および第２の熱源機の運転を制御する熱源機運転制御装置において、
   前記負荷へ供給されている現在の熱源水の流量を負荷流量として計測する負荷流量計測手段と、
   前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、前記第１の熱源機への熱源水の流量を減らし、この減らした流量を増加分として前記第２の熱源機への熱源水の流量を増やすエネルギー使用量調整手段とを備え、
   前記エネルギー使用量調整手段は、
   前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合、前記計測された負荷流量から予め定められている所定の流量を差し引いて前記第１の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている前記第１の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を前記第１の熱源機への熱源水の設定流量とする一方、前記計測された負荷流量から前記第１の熱源機への熱源水の設定流量を差し引いて前記第２の熱源機への熱源水の分配流量とし、この分配流量と予め定められている前記第２の熱源機への最小流量とを比較し、その何れか大きい方を前記第２の熱源機への熱源水の設定流量とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御装置。
5. 請求項４に記載された熱源機運転制御装置において、
   前記エネルギー使用量調整手段は、
   前記第１のエネルギーの予測使用量が目標使用量を超える虞れが生じた場合を前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御装置。
6. 請求項４に記載された熱源機運転制御装置において、
   前記エネルギー使用量調整手段は、
   予め定められた所定の期間を前記第１のエネルギーの使用量が高くなると予想される場合とする
   ことを特徴とする熱源機運転制御装置。

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