特許 6235937 熱源機器制御装置および空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235937

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】熱源機器制御装置および空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/02 20060101AFI20171113BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/02 A

   F24F5/00 101Z

   F24F11/02 102P

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-48543(P2014-48543)

(22)【出願日】2014年3月12日

(65)【公開番号】特開2015-172456(P2015-172456A)

(43)【公開日】2015年10月1日

【審査請求日】2016年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 亨

(72)【発明者】

【氏名】太宰 龍太

【審査官】 金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０５１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５５９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０３２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３２７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４６３５７４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／０２

Ｆ２４Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷温水を生成する複数の熱源機器を制御するための熱源機器制御装置であって、
前記複数の熱源機器の夫々が生成すべき冷温水の送水温度の設定値を算出する設定値算出部と、
負荷機器に供給すべき冷温水の温度の変更を指示する指示データに基づいて、前記複数の熱源機器の夫々が生成すべき冷温水の送水温度の変更量を算出する変更量算出部と、
前記設定値算出部によって算出された前記複数の熱源機器の夫々に対する前記送水温度の設定値を、前記変更量算出部によって算出された前記複数の熱源機器の夫々に対する前記送水温度の変更量に基づいて補正し、補正後の値を前記複数の熱源機器の夫々に設定する送水温度設定部とを備え、
前記変更量算出部は、前記指示データに含まれる温度の変更量の情報と、前記複数の熱源機器の夫々に設定されている前記送水温度の設定値と、前記複数の熱源機器の夫々から送出される冷温水の流量と、前記熱源機器毎に設定された、前記指示データに含まれる温度の変更量の負担割合を表す重み係数とに基づいて、前記複数の熱源機器の夫々の送水温度の仕様の範囲内で、前記複数の熱源機器毎に設定された重み係数と前記複数の熱源機器の夫々の前記送水温度の変更量との積の合計が最大または最小となるように、前記複数の熱源機器の夫々の前記送水温度の変更量を算出する
ことを特徴とする熱源機器制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の熱源機器制御装置において、
前記設定値算出部は、前記複数の熱源機器の使用エネルギー量を抑えつつ前記負荷機器に供給すべき冷温水の温度が目標値に近づくように、前記送水温度の設定値を算出する、
ことを特徴とする熱源機器制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の熱源機器制御装置において、
前記複数の熱源機器から送出された冷温水を混合する往ヘッダから送出される冷温水の温度の理論値と、前記往ヘッダから送出される冷温水の温度の実測値との差に基づいて、待機中の前記熱源機器を稼働させるか否かを判定する判定部を、更に備える
ことを特徴とする熱源機器制御装置。

【請求項4】

供給された冷温水を熱交換して送風を行う負荷機器と、
冷温水を生成する複数の熱源機器と、
前記複数の熱源機器を制御する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱源機器制御装置と、
前記複数の熱源機器から送出された冷温水を混合して前記負荷機器に供給する往ヘッダと、を備える
ことを特徴とする空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調機等の負荷機器に冷温水を供給する熱源機器を制御するための熱源機器制御装置、および当該熱源機器制御装置によって制御される熱源機器を含む空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

冷温水を熱媒体とする空調システムでは、熱源機器によって電気やガス等を用いて冷温水を生成し、生成した冷温水を循環ポンプを介して負荷機器（空調機）に送ることにより、負荷機器が所望の温度の送風を行う。

【0003】

このような空調システムにおいて、従来から、熱源機器が生成する冷温水の温度（送水温度）や循環ポンプ等による冷温水の流量を自動的に調整する自動制御が行われている。上記自動制御としては、空調システムの省エネ化と省コスト化を図るために、熱源機器による冷温水の温度や循環ポンプ等による冷温水の流量を自動的に調整して熱源機器を効率良く動作させる制御（以下、「最適化制御」と称する。）が従来から知られている。

【0004】

例えば、特許文献１には、熱源機器や循環ポンプから温度や使用エネルギー量のデータを定期的に収集および蓄積し、それらのデータに基づいて作成した応答曲面モデルに基づいて最適な冷温水の温度を決定する空調システムが開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、最適化制御中に空調機の給気温度が十分に下がらない等の異常を検知して、省エネのために高く設定された冷温水の温度を自動的に下げる制御を行う熱回収プラントシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２３６７８６号公報

【特許文献2】特開２０１３−１９５０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年、空調システムにおいて、自動的に制御された冷温水の温度を手動で変更したいというニーズがある。例えば、空調システムが設置されたビルの管理者やオペレータ等が、空調負荷の急激な増加や減少を予測できた場合（例えば、百貨店等の商業施設において一時的な来客数の急増により室温が上がる可能性がある場合等）や、省エネ化の観点においてより安全な温度に設定されていると判断した場合などにおいて、手動で冷温水の温度を変更したいという要求がある。

【0008】

しかしながら、上記特許文献１の空調システムでは、最適化制御によって決定された冷温水の温度を手動で変更することについては、全く考慮されていない。また、上記特許文献２の熱回収プラントシステムでは、空調機の異常を検知して最適化制御された冷温水の温度を自動的に補正することはできるが、手動操作で熱源機器の送水温度を変更することについては、全く考慮されていない。

【0009】

手動で冷温水の温度を変更する場合には、以下に示すような問題がある。
例えば、最適化制御では、複雑な数式モデル等を用いて高度な演算を行っているため、オペレータ等が手動操作によって部分的に介入することは容易ではなく、また予期せぬシステムエラーを引き起こす虞がある。

【0010】

また、仮に、手動操作で熱源機器の送水温度を変更することが可能であったとしても、熱源機器が複数ある場合に、オペレータ等が各熱源機器の送水温度の変更量を決定するのは困難である。例えば、負荷に供給される冷温水の温度を下げたい場合に、仕様上の下限温度で冷温水を生成している熱源機器があったとすると、その熱源機器を除いたその他の熱源機器を送水温度の変更対象として変更量を算出しなければならない。また、送水温度の変更対象の熱源機器を決定できたとしても、下限温度で動作している熱源機器を考慮して、その他の熱源機器の送水温度の変更量を決定するのは容易ではない。

【0011】

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、自動制御によって決定された熱源機器の送水温度を容易に補正できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る熱源機器制御装置は、冷温水を生成する複数の熱源機器を制御するための熱源機器制御装置であって、前記複数の熱源機器の夫々が生成すべき冷温水の送水温度の設定値を算出する設定値算出部と、負荷機器に供給すべき冷温水の温度の変更を指示する指示データに基づいて、前記複数の熱源機器の夫々が生成すべき冷温水の
送水温度の変更量を算出する変更量算出部と、前記設定値算出部によって算出された前記複数の熱源機器の夫々に対する前記送水温度の設定値を、前記変更量算出部によって算出された前記複数の熱源機器の夫々に対する前記送水温度の変更量に基づいて補正し、補正後の値を前記複数の熱源機器の夫々に設定する送水温度設定部とを備え、前記変更量算出部は、前記指示データに含まれる温度の変更量の情報と、前記複数の熱源機器の夫々に設定されている前記送水温度の設定値と、前記複数の熱源機器の夫々から送出される冷温水の流量と、前記熱源機器毎に設定された、前記指示データに含まれる温度の変更量の負担割合を表す重み係数とに基づいて、前記複数の熱源機器の夫々の送水温度の仕様の範囲内で、前記複数の熱源機器毎に設定された重み係数と前記複数の熱源機器の夫々の前記送水温度の変更量との積の合計が最大または最小となるように、前記複数の熱源機器の夫々の前記送水温度の変更量を算出することを特徴とする。

【0013】

上記熱源機器制御装置において、前記複数の設定値算出部は、前記複数の熱源機器の使用エネルギー量を抑えつつ前記負荷機器に供給すべき冷温水の温度が目標値に近づくように、前記送水温度の設定値を算出してもよい。

【0014】

上記熱源機器制御装置は、前記複数の熱源機器から送出された冷温水を混合する往ヘッダから送出される冷温水の温度の理論値と、前記往ヘッダから送出される冷温水の温度の実測値との差に基づいて、待機中の前記熱源機器を稼働させるか否かを判定する判定部を更に備えてもよい。

【0015】

また、本発明に係る空調システムは、供給された冷温水を熱交換して送風を行う負荷機器と、冷温水を生成する複数の熱源機器と、前記複数の熱源機器を制御する上記熱源機器制御装置と、前記複数の熱源機器から送出された冷温水を混合して前記負荷機器に供給する往ヘッダとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したことにより、本発明によれば、自動制御により設定された熱源機器の送水温度を容易に補正することができる。

【0017】

また、本発明において、上記変更量算出部が上記設定値算出部とは独立して設けられ、上記送水温度設定部が、上記設定値算出部によって算出された前記送水温度の設定値を上記送水温度の変更量に基づいて補正するので、自動制御に係る演算に介入することなく各熱源機器の送水温度を補正することができ、システムエラー等の発生の心配がない。

【0018】

また、本発明において、上記判定部を更に設けることにより、往ヘッダの送水温度に基づいて待機中の熱源機器を稼働させるか否かの判断を行うことができるので、従来のようにバイパス流量を監視するための流量計を設ける必要がなく、システムの簡易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置を備えた空調システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０の内部構成を示す図である。

【図3】図３は、熱源機器１〜３の動作状態の一例を示す図である。

【図4】図４は、熱源機器１〜３の送水温度の上限値および下限値と重み係数Ｗ１〜Ｗ１の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０によって、最適化制御されている冷温水の温度を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施の形態２に係る熱源機器制御装置を備えた空調システムの構成を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態２に係る熱源機器制御装置１０の内部構成を示す図である。

【図8】図８は、実施の形態２に係る熱源機器制御装置２０によって、最適化制御されている冷温水の温度を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

【0021】

≪実施の形態１≫
図１は、本発明の一実施の形態に係る熱源機器制御装置を備えた空調システムの構成を示す図である。

【0022】

図１に示される空調システム１００は、複数の熱源機器１〜３、冷温水ポンプ２１〜２３、温度センサ１１〜１３、１９、往水管路１７、還水管路１８、流量センサ１４〜１６、往ヘッダ４、還ヘッダ５、負荷機器６、空調制御装置７、給気温度センサ８、流量制御バルブ９、およびバイパス管路２４を備える。

【0023】

熱源機器１〜３は、電気やガス等を用いて冷温水を生成する。熱源機器１〜３は、後述する熱源機器制御装置１０によって稼働および停止が制御されるとともに、熱源機器制御装置１０によって設定された目標温度になるように、冷温水を生成する。熱源機器１〜３は、生成する冷温水の温度の上限値と下限値が仕様によって定められており、生成する冷温水の温度が仕様の範囲内に収まるように動作する。なお、図１には、３つの熱源機器が図示されているが、熱源機器の台数に特に制限はない。

【0024】

冷温水ポンプ２１〜２３は、熱源機器１〜３毎に設けられ、冷温水を対応する熱源機器１〜３に供給し、往ヘッダ４、往水管路１７、負荷機器６、還水管路１８、還ヘッダ５の順で循環させる循環ポンプである。冷温水ポンプ２１〜２３は、例えば後述する目標流量ＦＳ１〜ＦＳ３に基づいて冷温水の出力が制御される。

【0025】

温度センサ１１〜１３は、例えば対応する熱源機器１〜３の送出口付近に設けられ、各熱源機器１〜３から送出される冷温水の温度（送水温度）を計測する。流量センサ１４〜１６は、対応する熱源機器１〜３から送出される冷温水の流量を夫々計測する。往ヘッダ４は、複数の熱源機器１〜３から送出される冷温水を混合し、往水管路４に送出するための部材である。往水管路１７は、往ヘッダ４を介して各熱源機器１〜３から供給された冷温水を負荷機器６に供給する。温度センサ１９は、往ヘッダ４から送出される冷温水の温度Ｔｈ＿ｔｒｕｅを計測する。

【0026】

流量制御バルブ９は、往水管路４の途中に設けられ、負荷機器６に供給する冷温水の流量を制御する。負荷機器６は、往水管路１７を介して供給された冷温水を熱交換して室内等に送風を行う空調器である。給気温度センサ８は、負荷機器６から送り出される空気の温度（給気温度）を計測する。空調制御装置７は、給気温度センサ８の計測値に基づいて流量制御バルブ９の開度を制御することにより、負荷機器６の給気温度を調整する。

【0027】

還水管路１８は、負荷機器６において熱交換された冷温水を還ヘッダ５に供給する。還ヘッダ５は、還水管路１８を介して供給された冷温水を各熱源機器１〜３に戻すための部材である。バイパス管路２４は、往ヘッダ３と還ヘッダ５との間で冷温水のやり取りを行うための管である。バイパス管路２４に流れる冷温水の流量は、バイパス管路２４の途中に設けられた図示されないバルブ等によって調整される。

【0028】

熱源機器制御装置１０は、熱源機器１〜３や冷温水ポンプ２１〜２３を制御することにより、各熱源機器１〜３によって生成される冷温水の温度および冷温水の流量を調整する自動制御を行う。本実施の形態では、熱源機器制御装置１０が行う自動制御が最適化制御である場合を一例として説明する。

【0029】

更に、熱源機器制御装置１０は、最適化制御中に冷温水の温度の変更の指示があった場合に、熱源機器１〜３の設定温度を変更して各熱源機器１〜３の送水温度を変更する機能を備える。以下、熱源機器制御装置１０について、図を用いて詳細に説明する。

【0030】

図２は、熱源機器制御装置１０の内部構成を示す図である。
同図に示されるように、熱源機器制御装置１０は、設定値算出部１０１、変更量算出部１０２、送水温度設定部１０３、および記憶部１０４を備える。設定値算出部１０１、変更量算出部１０２、および送水温度設定部１０３は、例えばプロセッサ等のデータ処理装置がＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置に格納されたプログラムにしたがって各種の処理を実行することによって実現される。

【0031】

設定値算出部１０１は、熱源機器１〜３の使用エネルギー量を抑えつつ負荷機器６に供給すべき冷温水の温度が目標値に近づくように、各熱源機器１〜３の送水温度の最適値を算出する。具体的には、設定値算出部１０１は、入力データＤＩＮに基づいて各種の演算を行うことにより、負荷機器６に必要とされる負荷熱量を供給するための冷温水の目標温度を、各熱源機器や冷温水ポンプ等の合計の使用エネルギー量が最小となるように算出し、その算出値に基づいて各熱源機器１〜３の目標温度（最適化温度）ＴＳ１〜ＴＳ３と目標流量ＦＳ１〜ＦＳ３を算出する。
ここで、入力データＤＩＮは、例えば、各熱源機器１〜３の送水温度の計測値Ｔｒ１〜Ｔｒ３、各熱源機器１〜３の冷温水の流量の計測値Ｆ１〜Ｆ３、各熱源機器１〜３の使用エネルギー量（例えば燃料の消費量）、冷温水ポンプ２１〜２３の使用エネルギー量（例えば消費電力量）、および外気温度の計測値等に例示される、現在の負荷状況に関連する各種パラメータである。

【0032】

送水温度設定部１０３は、設定値算出部１０１によって算出された各熱源機器１〜３の最適送水温度ＴＳ１〜ＴＳ３と、後述する変更量算出部１０２によって算出された各熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３とに基づいて、熱源機器１〜３毎の目標温度を算出し、各熱源機器１〜３に設定する。具体的には、送水温度設定部１０３は、熱源機器１〜３毎に、最適送水温度ＴＳ１〜ＴＳ３と送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３とを加算することにより補正し、補正後の値を目標温度Ｔ１〜Ｔ３として各熱源機器１〜３に設定する。

【0033】

記憶部１０４は、設定値算出部１０１や変更量算出部１０２による演算に必要な各種のパラメータが格納される。記憶部１０４は、例えばレジスタである。記憶部１０４に格納される上記パラメータには、後述する重み係数Ｗ１〜Ｗ３、各熱源機器の送水温度の仕様値（上限値ＴＨ１〜ＴＨ３および下限値ＴＬ１〜ＴＬ３）、および各熱源機器の動作状態を示すデータ等が含まれる。

【0034】

なお、上記重み係数Ｗ１〜Ｗ３および各熱源機器の送水温度の仕様値は、例えば熱源機器制御装置１０に設けられた図示されない書き換え可能な不揮発性メモリに予め格納され、空調システム１００の起動時等において、上記不揮発性メモリからロードされて記憶部１０４に設定される。

【0035】

変更量算出部１０２は、負荷機器６に供給する冷温水の温度の変更を指示する指示データＤＭに基づいて、各熱源機器１〜３の送水温度の変更量（補正量）を算出する。

【0036】

ここで、指示データＤＭは、例えば、負荷機器６に供給する冷温水を何度変化させるかを示す変更量ΔＴの情報を含む。指示データＤＭは、熱源機器制御部１０の外部から供給される。例えば、オペレータ等による手動操作によって外部入力装置（キーボードやタッチパネルなど）を介して熱源機器制御部１０に指示データＤＭが入力される。また、空調システムにおける異常を監視する異常監視システムが異常を検知した場合などに、当該異常検知装置から熱源機器制御部１０に指示データＤＭが入力される。
以下、変更量算出部１０２による変更量ΔＴ１〜ΔＴ３の算出手法について具体的に説明する。

【0037】

本実施の形態に係る熱源機器制御装置１０では、指示データＤＭによって負荷機器６に供給される冷温水の温度の変更が指示された場合、往ヘッダ４の送水温度を負荷機器６に供給される冷温水の温度とみなして、その往ヘッダ４の送水温度を変化させるために各熱源機器１〜３の送水温度をどの程度変化させればよいかを決定する。

【0038】

具体的には、変更量算出部１０２が、指示データＤＭに含まれる上記温度の変更量の情報ΔＴと、夫々の熱源機器１〜３に設定されている送水温度の設定値Ｔ１〜Ｔ３と、夫々の熱源機器１〜３から送出される冷温水の流量Ｆ１〜Ｆ３と、熱源機器１〜３毎の重み係数Ｗ１〜Ｗ３と、各熱源機器１〜３の仕様値とに基づく制約条件付の線形計画問題を解くことにより、夫々の熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３を算出する。以下、上記線形計画問題について具体的に説明する。

【0039】

例えば、ｎ（ｎは１以上の整数）個の熱源機器が存在するとき、往ヘッダ４の送水温度Ｔｈは、下記の式（１）で表すことができる。下記（式１）において、Ｆ１〜Ｆｎは各熱源機器の冷温水の流量を表し、Ｔ１〜Ｔｎは各熱源機器の送水温度の設定値を表す。

【0040】

【数1】

【0041】

往ヘッダ４で混合された冷温水が負荷機器６に供給されるので、往ヘッダ４の送水温度Ｔｈは、負荷機器６に供給される冷温水の温度とみなすことができる。したがって、指示データＤＭによって負荷機器６に供給する冷温水をΔＴだけ下げる指示がなされた場合、往ヘッダ４の送水温度を（Ｔｈ−ΔＴ）とすればよい。この場合に、各熱源機器の送水温度の変更量をΔＴ１〜ΔＴｎとすれば、下記の（式２）が成り立つ。

【0042】

【数2】

【0043】

上記（式２）から理解されるように、往ヘッダ４の送水温度の変化量ΔＴは、各熱源機器の送水温度の変化量ΔＴ１〜ΔＴｎとして割り振ることができる。

【0044】

各熱源機器の送水温度の変化量ΔＴ１〜ΔＴｎを決定する際には、各熱源機器の送水温度の仕様値を考慮する必要がある。具体的には、上述したように、各熱源機器は生成する冷温水の温度の上限値と下限値が仕様によって定められているため、各熱源機器の送水温度の変更後の値（Ｔｎ−ΔＴｎ）は、下記の（式３）を満足する必要がある。ここで、ＴＨ１〜ＴＨｎは、各熱源機器１〜ｎの夫々の送水温度の上限値を表し、ＴＬ１〜ＴＬｎは、各熱源機器１〜ｎの夫々の送水温度の下限値を表す。

【0045】

【数3】

【0046】

更に、各熱源機器の送水温度の変化量ΔＴ１〜ΔＴｎを決定する際には、熱源機器毎の重みを考慮する。具体的には、各熱源機器の送水温度の変更量の負担割合を決定するためのパラメータとして熱源機器毎に重み係数Ｗ１〜Ｗｎを設定する。例えば、重み係数Ｗ１〜Ｗｎの値が大きい（または小さい）ほど、送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴｎが大きくなるようにする。

【0047】

重み係数Ｗ１〜Ｗｎは例えば以下のように決定するとよい。
例えば、各熱源機器の成績係数（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の値（またはＣＯＰに基づく値）を重み係数Ｗ１〜Ｗｎとする。これによれば、エネルギー消費効率の高い熱源機器の送水温度を優先して変化させることができるので、空調システム全体の効率化を図ることができる。また、ＣＯＰを重み係数Ｗ１〜Ｗｎとする場合、ＣＯＰの定格値（スペック値）を用いてもよいし、定期的に実運用データから実動作時のＣＯＰを算出し、その算出値をリアルタイムに反映させてもよい。

【0048】

また、例えば、適当な値を重み係数Ｗ１〜Ｗｎとして割り振り、その値を定期的に入れ替える（値の大小関係をローテーションさせる）ようにしてもよい。これによれば、特定の熱源機器に負担が偏らないようにすることができ、熱源機器の劣化の防止を図ることが可能となる。

【0049】

以上のことから、各熱源機器の送水温度の変化量ΔＴ１〜ΔＴｎを決定するための線形計画問題として、下記（式４）を立式することができる。

【0050】

【数4】

【0051】

変更量算出部１０２は、上記（式４）の線形計画問題を解くことにより、各熱源機器１〜ｎの送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴｎを算出する。本実施の形態では、熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３を算出する。なお、上記（式４）では、重み係数Ｗ１〜Ｗ３が大きいほど送水温度の変更量の負担割合が大きいものとしている。

【0052】

以下、上記（式４）による送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３の算出例を示す。
ここでは、空調システム１００において各熱源機器１〜３が図３に示す動作状態にあるときに、指示データＤＭによって負荷機器６に供給する冷温水の温度を４℃下げる指示（ΔＴ＝４）があった場合を例に説明する。

【0053】

図３に示されるように、熱源機器１，２が起動し、熱源機器３が停止している場合、往ヘッダ４の送水温度の理論値Ｔｈは、上記（式１）を解くことにより、下記（式５）のように表される。

【0054】

【数5】

【0055】

また、各熱源機器１〜３の送水温度の上限値および下限値と補正係数Ｗ１〜Ｗ３が、図４のように定められているとすると、上記線形計画問題は、下記（式６）のように表すことができる。

【0056】

【数6】

【0057】

上記（式６）を解くと、解は（式７）で表すことができる。

【0058】

【数7】

【0059】

上記の解を上記（式２）に代入すると、下記（式８）のようになり、指示どおりの結果が得られていることがわかる。

【0060】

【数8】

【0061】

また、重み係数Ｗ１〜Ｗ３による重みづけにより、熱源機器１が下限値まで温度が下げられており（Ｔ１−ΔＴ１＝ＴＬ１＝５）、熱源機器２はまだ温度を下げる余地があること（Ｔ２−ΔＴ２＝１０＞ＴＬ２）もわかる。

【0062】

以上のように、変更量算出部１０２によって上記線形計画問題を解くことにより、各熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３を容易に算出することができる。

【0063】

次に、最適化制御されている冷温水の温度を変更する場合の熱源機器制御装置１０による処理手順を以下に示す。
図５は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０によって、最適化制御されている冷温水の温度を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【0064】

同図に示されるように、例えば空調システム１００が起動されると、熱源機器制御装置１０による最適化制御が開始される（Ｓ１０１）。具体的には、熱源機器制御装置１０は、上述したように、設定値算出部１０１によって各熱源機器１〜３の最適送水温度を算出し、その算出値を各熱源機器１〜３に設定する。熱源機器制御装置１０は、指示データＤＭが入力されるまで、最適化制御によって算出した最適送水温度を各熱源機器１〜３に設定する。
その後、指示データＤＭが変更量算出部１０２に入力されると、熱源機器制御装置１０における変更量算出部１０２が、上記（式４）の線形計画問題に係る演算処理を実行する（Ｓ１０２）。演算処理を実行した結果、上記線形計画問題の求解が不能の場合には、冷温水の温度の変更ができない旨をオペレータ等に通知し、冷温水の温度を変更するための処理を終了する（Ｓ１０３）。具体的には、冷温水の温度の変更ができない旨の通知を空調システム１００の内部または外部に設けられた液晶モニタ等の表示装置に表示させる。

【0065】

一方、ステップＳ１０２の演算処理により、各熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３が算出できた場合には、送水温度設定部１０３が、算出された各熱源機器１〜３の送水温度の変更量ΔＴ１〜ΔＴ３によって最適化温度ＴＳ１〜ＴＳ３を補正し、補正後の値Ｔ１〜Ｔ３を各熱源機器１〜３に設定する（Ｓ１０４）。これにより、冷温水の温度を変更するための処理が完了する。

【0066】

以上、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０によれば、最適化制御により熱源機器に設定された冷温水の温度を容易に補正することができる。

【0067】

また、熱源機器制御装置１０は、最適化制御を担う機能部（設定値算出部１０１）とは別に、変更量算出部１０２および送水温度設定部１０３を更に備えるので、最適化制御に係る演算に介入することなく各熱源機器の送水温度を変更することができ、システムエラー等の発生の心配がない。

【0068】

また、熱源機器制御装置１０によれば、変更量算出部１０２に指示データＤＭを入力すれば各熱源機器の送水温度を変更することができるので、オペレータ等による手動操作に応じて送水温度を変更する場合と、異常検知システム等によって強制的に送水温度を変更する場合とで、各熱源機器の送水温度の変更量を算出するための機能部を共通化することができ、コストの低減を図ることができる。

【0069】

≪実施の形態２≫
図６は、実施の形態２に係る熱源機器制御装置を備えた空調システムの構成を示す図である。同図に示される熱源機器制御装置２０は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０の機能に加えて、往ヘッダ４の送水温度に基づいて、待機中の熱源機器を稼働させるか否かを決定する台数制御機能を備える。なお、実施の形態２に係る空調システム２００において、実施の形態１に係る空調システム１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0070】

図７に、実施の形態２に係る熱源機器制御装置２０の内部構成を示す。同図に示されるように、熱源機器制御装置２０は、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０の構成要素に加えて、判定部２０５を備える。

【0071】

判定部２０５は、往ヘッダ４の送水温度の理論値Ｔｈと、往ヘッダ４の送水温度の実測値Ｔｈｒとの差に基づいて、待機中の熱源機器を稼働させるか否かを判定する。具体的には、負荷機器６が例えば冷房である場合、往ヘッダ４の送水温度の実測値Ｔｈｒから往ヘッダ４の送水温度の理論値Ｔｈを減算した値（Ｔｈｒ−Ｔｈ）が、所定の閾値Ｔｘよりも大きいか否かを判定する。

【0072】

上記の（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きい場合、例えば、熱源機器が目標とする送水温度を達成できていない状況や、２次側の流量（負荷機器６側の流量）が１次側の流量（熱源機器１〜３の合計の流量）よりも大きくなり、バイパス管路２４を介して還ヘッダ５から往ヘッダ４に向かって冷温水が流れ込むことで、冷温水の温度が上昇している状況などが考えられる。このような場合には、稼働させる熱源機器を増やして、冷温水の温度を低下させる必要がある。

【0073】

そこで、上記判定部２０５は、（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きいと判断したら、制御信号ＥＮ１〜ＥＮｎによって熱源機器を選択的に制御することにより、待機中の熱源機器を起動させる。この場合、新たに起動させる熱源機器の設定温度は、例えば、往ヘッダ４の温度（指示データＤＭに応じて変更した後の送水温度の理論値Ｔｈ）と等しくするとよい。なお、負荷機器６が暖房である場合には、往ヘッダ４の送水温度の理論値Ｔｈから往ヘッダ４の送水温度の実測値Ｔｈｒを減算した値（Ｔｈ−Ｔｈｒ）が、所定の閾値Ｔｘよりも大きい場合に、稼働させる熱源機器を増段すればよい。

【0074】

また、上記判定部２０５の判定精度を向上させるために、上記判定部２０５は、所定期間の経過後に、熱源機器を増段するか否かの判定（（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きいか否かの判定）を行うようにしてもよいし、（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きい状態が所定期間継続した場合に、熱源機器を増段するようにしてもよい。また、移動平均処理やローパスフィルタなどの信号処理技術を用いることも可能である。更に、上記の手法と信号処理技術を組み合わせてもよい。これによれば、過渡応答時の温度の変動やノイズの影響で誤判定が起こる確率を下げることができる。

【0075】

次に、最適化制御された冷温水の温度を変更する場合の熱源機器制御装置２０による処理手順を以下に示す。

【0076】

図８は、実施の形態２に係る熱源機器制御装置２０によって、最適化制御されている冷温水の温度を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【0077】

同図に示されるように、先ず、例えばオペレータ等による手動操作または異常監視システムによる異常検知に応じて指示データＤＭが発行され、変更量算出部１０２に入力されると、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０と同様に、冷温水の温度を変更するための処理が実行される（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）。

【0078】

ステップＳ１０４において、送水温度設定部１０３によって最適化温度ＴＳ１〜ＴＳ３が補正され、補正後の値Ｔ１〜Ｔ３が各熱源機器１〜３に設定されると、各熱源機器１〜３は、送水温度が設定温度に一致するように動作する。一方、判定部２０５は、熱源機器の増段の判定を行う（Ｓ１０６）。具体的には、前述したように、負荷機器６が冷房の場合には、（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きいか否かを判定する。（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも小さい場合には、判定部２０５は、稼働中の熱源機器によって温度調整が適切に行われていると判断し、冷温水の温度を変更するための一連の処理が終了する。一方、（Ｔｈｒ−Ｔｈ）の値が閾値Ｔｘよりも大きい場合には、判定部２０５は待機中の熱源機器を起動させる（Ｓ１０７）。これにより、冷温水の温度を変更するための一連の処理が終了する。

【0079】

以上、実施の形態２に係る熱源機器制御装置２０によれば、実施の形態１に係る熱源機器制御装置１０と同様に、最適化制御により熱源機器に設定された冷温水の温度を容易に補正することができ、システムエラー等の発生の心配がない。

【0080】

また、熱源機器制御装置２０によれば、判定部２０５が、往ヘッダ４の送水温度に基づいて待機中の熱源機器を稼働させるか否かを判断するので、従来のようにバイパス流量を監視するためにパイパス管路２４に流量計を設ける必要がなく、システムの簡易化を図ることができる。

【0081】

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【0082】

例えば、上記の説明では、熱源機器制御部１０および２０によって、最適化制御されている冷温水の温度を下げる場合を例示したが、これに限られず、最適化制御されている冷温水の温度を上げる場合も同様の処理によって実現することができる。例えば、負荷機器６に供給される冷温水の温度（往ヘッダ４の温度）を“１℃”上げたい場合には、“ΔＴ＝−１”として、上記（式４）の線形計画問題を解けばよい。

【0083】

また、上記（式４）では、重み係数Ｗ１〜Ｗ３が大きいほど送水温度の変更量の負担割合が大きいものとした場合に、“ΔＴ１／Ｗ１＋ΔＴ２／Ｗ２＋・・・＋ΔＴｎ／Ｗｎ”が最小となるような線形計画問題を例示したが、これに限られない。例えば、重み係数Ｗ１〜Ｗ３が大きいほど送水温度の変更量の負担割合が小さいものとした場合には、例えば“ΔＴ１・Ｗ１＋ΔＴ２・Ｗ２＋・・・＋ΔＴｎ・Ｗｎ”が最大となるような線形計画問題とすればよい。

【符号の説明】

【0084】

１００、２００…空調システム、１〜３…熱源機器、１０、２０…熱源機器制御装置、１０１…設定値算出部、１０２…変更量算出部、１０３…送水温度設定部、１０４…記憶部、２０５…判定部、２１〜２３…冷温水ポンプ、１１〜１３、１９…温度センサ、１７…往水管路、１８…還水管路、１４〜１６…流量センサ、４…往ヘッダ、５…還ヘッダ、６…負荷機器、７…空調制御装置、８…給気温度センサ、９…流量制御バルブ、２４…バイパス管路、ＤＭ…指示データ、ＤＩＮ…入力データ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】