特許 6772019 熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラム

(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】6772019

(24)【登録日】2020年10月2日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/63 20180101AFI20201012BHJP

   F24F 11/46 20180101ALI20201012BHJP

   F24F 11/83 20180101ALI20201012BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20201012BHJP

   F24F 140/20 20180101ALN20201012BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/63

   F24F11/46

   F24F11/83

   F24F5/00 101Z

   F24F140:20

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-198199(P2016-198199)

(22)【出願日】2016年10月6日

(65)【公開番号】特開2018-59680(P2018-59680A)

(43)【公開日】2018年4月12日

【審査請求日】2019年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(73)【特許権者】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100169199

【弁理士】

【氏名又は名称】石本 貴幸

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】二階堂 智

(72)【発明者】

【氏名】立石 浩毅

(72)【発明者】

【氏名】筈井 祐介

(72)【発明者】

【氏名】竹中 悠

(72)【発明者】

【氏名】花崎 広隆

(72)【発明者】

【氏名】田中 覚

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５７８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０４４９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６０４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２７５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２１５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００６３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／００−１１／８９

Ｆ２４Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御装置であって、
前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、
前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対し上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度制御を行う熱媒出口温度変更手段を備えた熱源システムの制御装置。

【請求項2】

前記変更後予測値は、前記第２熱源機の熱媒出口温度であり、
前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の熱媒出口温度に基づく値である請求項１に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項3】

前記変更後予測値は、前記第２熱源機の熱媒入口温度であり、
前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の熱媒入口温度に基づく値である請求項１に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項4】

前記変更後予測値は、前記第２熱源機の負荷率であり、
前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の負荷率に基づく値である請求項１に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項5】

前記第２熱源機の前記変更後予測値が、前記第２軽負荷停止閾値に対し上回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。

【請求項6】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機の軽負荷停止となる第１軽負荷停止閾値に対して下回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻す前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えた請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。

【請求項7】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が前記第１軽負荷停止閾値に対し下回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行う請求項６に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項8】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機が過負荷となる第１過負荷閾値に対して下回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えた請求項１から請求項７のいずれかに記載の熱源システムの制御装置。

【請求項9】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が前記第１過負荷閾値に対し下回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行う請求項８に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項10】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態で、前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機が過負荷となる前記第１過負荷閾値に対して上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻す前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えた請求項８または請求項９に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項11】

前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での前記第１熱源機の負荷率が前記第１過負荷閾値に対し上回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行う請求項１０に記載の熱源システムの制御装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれかに記載の熱源システムの制御装置を備える熱源システム。

【請求項13】

複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御方法であって、
前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、
前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対し上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度変更過程を有する熱源システムの制御方法。

【請求項14】

複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御プログラムであって、
前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、
前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対し上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度変更過程を有する熱源システムの制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軽負荷停止及び過負荷運転を回避可能な熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

熱源機の中でもＣＯＰ（Coefficient of Performance：成績係数）が高い熱源機、および、当該熱源機よりもＣＯＰが低い熱源機により構成された複合熱源システムが知られている。この複合熱源システムにおいては、ＣＯＰの高い熱源機の製造熱量を増やし、ＣＯＰの低い熱源機の製造熱量を減らすことで熱源システム全体のＣＯＰ向上を図っている。
例えば、特許文献１には、ＣＯＰの高いヒートポンプ式冷凍機をベース熱源とし、ＣＯＰの低い吸収式冷凍機が稼働している間はヒートポンプ式冷凍機の冷水出口温度設定値を下げることが開示されている。特許文献１の発明は、冷房運転に対する技術であるが、これを暖房運転に適用することも可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−４４９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、冷房運転もしくは暖房運転において冷温水出口温度設定値を変更したことにより、熱源機が軽負荷もしくは過負荷に至る場合があるため、熱源機が停止する可能性があるという問題があった。
例えば、冷房運転において冷水出口温度設定値をステップ状に急減させた場合、冷水入口温度の急激な低下に伴い、ＣＯＰの低い吸収式冷凍機の冷水出口温度が下がる、または吸収式冷凍機の負荷が下がることによって吸収式冷凍機が軽負荷停止となる虞がある。これに至る要因は、冷水出口温度設定の変更による急激な製造熱量の変化に対し、ヒートポンプ式冷凍機と吸収式冷凍機で応答の速度が異なることが挙げられる。一般的に、吸収式冷凍機はヒートポンプ式冷凍機と比較して応答が遅く、能力を急に変更することが困難である。
また、上記特許文献１に開示された発明では、吸収式冷凍機が稼働しておらずかつ冷水入口温度が一定以下であれば、冷水出口温度設定を元の状態に戻すとしていることにより、冷水入口温度が十分に低い状態で冷水出口温度設定値を戻す場合があるため、過渡的に冷水出口温度と冷水入口温度との温度差が小さくなり、ヒートポンプ式冷凍機が軽負荷停止に至る可能性があるという問題があった。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、軽負荷停止及び過負荷運転を回避可能な熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムは以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る熱源システムの制御装置は、複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御装置であって、前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対して上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度制御を行う熱媒出口温度変更手段を備える。

【0007】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第２熱源機の変更後予測値が第２熱源機の軽負荷停止閾値より大きければ熱媒出口温度を変更する。熱媒出口温度の変化に伴う熱源システムの運転状態の変化を予測し、第２熱源機が軽負荷停止にならないように制御することから、第２熱源機が軽負荷停止をおこす虞がなく、第１熱源機の熱媒出口温度を変更することができる。
また、各熱源機の効率（ＣＯＰ）に基づいた負荷分配制御を行うことができる。
また、第２熱源機が軽負荷停止すると判定されると、第１熱源機の熱媒出口温度を変更しないため、第２熱源機の軽負荷停止を回避することができる。
ここで、変更後予測値とは、第２熱源機の熱媒出口温度、熱媒入口温度、負荷率等である。

【0008】

上記第一態様では、前記変更後予測値は、前記第２熱源機の熱媒出口温度であり、前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の熱媒出口温度に基づく値であることが好ましい。

【0009】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第２熱源機の熱媒出口温度が第２熱源機の軽負荷停止閾値より大きければ第１熱源機の熱媒出口温度を変更する。熱媒出口温度の変化に伴う第２熱源機の熱媒出口温度の変化を予測し、第２熱源機が軽負荷停止にならないように制御することから、第２熱源機が軽負荷停止をおこす虞がなく、第１熱源機の熱媒出口温度を変更することができる。

【0010】

上記第一態様では、前記変更後予測値は、前記第２熱源機の熱媒入口温度であり、前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の熱媒入口温度に基づく値であることが好ましい。

【0011】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第２熱源機の熱媒入口温度が第２熱源機の軽負荷停止閾値より大きければ第１熱源機の熱媒出口温度を変更する。熱媒出口温度の変化に伴う第２熱源機の熱媒入口温度の変化を予測し、第２熱源機が軽負荷停止にならないように制御することから、第２熱源機が軽負荷停止をおこす虞がなく、第１熱源機の熱媒出口温度を変更することができる。

【0012】

上記第一態様では、前記変更後予測値は、前記第２熱源機の負荷率であり、前記第２軽負荷停止閾値は、前記第２熱源機の負荷率に基づく値であることが好ましい。

【0013】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第２熱源機の負荷率が第２熱源機の軽負荷停止閾値より大きければ第１熱源機の熱媒出口温度を変更する。熱媒出口温度の変化に伴う第２熱源機の負荷率の変化を予測し、第２熱源機が軽負荷停止にならないように制御することから、第２熱源機が軽負荷停止をおこす虞がなく、第１熱源機の熱媒出口温度を変更することができる。
ここで、熱源機の負荷率とは、その熱源機の定格出力に対する熱源機の出力の割合を示す。

【0014】

上記第一態様では、前記第２熱源機の前記変更後予測値が、前記第２軽負荷停止閾値に対し、上回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行うことが好ましい。

【0015】

本構成によれば、第２熱源機の変更後予測値（第２熱源機の熱媒出口温度、第２熱源機の熱媒入口温度、及び第２熱源機の負荷率）は、熱源システムにおける各熱源機やポンプ、外部負荷の変動に応じて過渡的に変化する値である。例えば、第２熱源機が吸収冷凍機である場合、吸収冷凍機の起動後の一定期間は能力を発揮するのに時間を要するため、変更後予測値は値が変化し続ける。この変化中の値に基づいた変更後予測値と第２軽負荷停止閾値とを用いて判定を行う場合、変更後予測値は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム全体のＣＯＰが低下するだけでなく、軽負荷停止に至る可能性がある。
そこで、第２熱源機の変更後予測値が第２軽負荷停止閾値より大きい期間が一定期間以上であった場合に熱媒出口温度制御を行うものとする。これにより、変更後予測値の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム全体のＣＯＰが向上し、軽負荷停止を回避することができる。

【0016】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機の軽負荷停止となる第１軽負荷停止閾値に対して下回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻す前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えることが好ましい。

【0017】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率が第１熱源機の軽負荷停止閾値より小さければ第１熱源機の熱媒出口温度を事前に変更前の値に戻す。熱媒出口温度の変化に伴う第１熱源機の負荷率の変化を予測し、第１熱源機が軽負荷停止にならないように制御することから、第１熱源機が軽負荷停止をおこす虞がなく、各熱媒出口温度を変更することができる。
また、第１熱源機が軽負荷停止すると判定されると、熱媒出口温度を事前に変更前の値に戻すため、第１熱源機の軽負荷停止を回避することができる。

【0018】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が前記第１軽負荷停止閾値に対し下回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行うことが好ましい。

【0019】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率は、熱源システムにおける各熱源機やポンプ、外部負荷の変動に応じて過渡的に変化する値である。この過渡的に変化する第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率と第１軽負荷停止閾値とを用いて判定を行う場合、第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム全体のＣＯＰが低下するだけでなく、軽負荷停止に至る可能性がある。
そこで、第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率が第１軽負荷停止閾値より小さい期間が一定期間以上であった場合に熱媒出口温度制御を行うものとする。これにより、第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム全体のＣＯＰが向上し、軽負荷停止を回避することができる。

【0020】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機が過負荷となる第１過負荷閾値に対して下回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えることが好ましい。

【0021】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した時、第１熱源機の負荷率が第１熱源機の過負荷閾値（第１熱源機の定格能力）より小さければ第１熱源機の熱媒出口温度を変更する。熱媒出口温度の変化に伴う第１熱源機の負荷率の変化を予測し、第１熱源機が過負荷にならないように制御することから、第１熱源機が過負荷をおこす虞がなく、熱媒出口温度を変更することができる。
また、各熱源機の効率（ＣＯＰ）に基づいた負荷分配制御を行うことができる。
また、第１熱源機が過負荷になると判定されると、熱媒出口温度を変更しないため、第１熱源機の過負荷運転を回避することができる。

【0022】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の前記第１熱源機の負荷率が前記第１過負荷閾値に対し下回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行うことが好ましい。

【0023】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率は、熱源システムにおける各熱源機やポンプ、外部負荷の変動に応じて過渡的に変化する値である。この過渡的に変化する第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率と第１過負荷閾値とを用いて判定を行う場合、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム全体のＣＯＰが低下するだけでなく、過負荷運転に至る可能性がある。
そこで、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率が第１過負荷閾値より小さい期間が一定期間以上であった場合に熱媒出口温度制御を行うものとする。これにより、第１熱源機の熱媒出口温度を変更したと仮定した場合の第１熱源機の負荷率の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム全体のＣＯＰが向上し、過負荷運転を回避することができる。

【0024】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態で、前記第１熱源機の負荷率が、前記第１熱源機が過負荷となる第１過負荷閾値に対して上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更前の値に戻す前記熱媒出口温度制御を行う前記熱媒出口温度変更手段を備えることが好ましい。

【0025】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率が第１熱源機の過負荷閾値より大きければ第１熱源機の熱媒出口温度を事前に変更前の値に戻す。第１熱源機が過負荷運転にならないように制御することから、第１熱源機が過負荷をおこす虞がなく、熱媒出口温度を変更することができる。
また、第１熱源機が過負荷運転すると判定されると、熱媒出口温度を事前に変更前の値に戻すため、第１熱源機の過負荷運転を回避することができる。

【0026】

上記第一態様では、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での前記第１熱源機の負荷率が前記第１過負荷閾値に対し上回る期間が一定期間以上であった場合に前記熱媒出口温度制御を行うことが好ましい。

【0027】

本構成によれば、第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率は、熱源システムにおける各熱源機やポンプ、外部負荷の変動に応じて過渡的に変化する値である。この過渡的に変化する第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率と第１過負荷閾値とを用いて判定を行う場合、第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム全体のＣＯＰが低下するだけでなく、過負荷運転に至る可能性がある。
そこで、第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率が第１過負荷閾値より大きい期間が一定期間以上であった場合に熱媒出口温度制御を行うものとする。これにより、第１熱源機の熱媒出口温度を変更した状態での第１熱源機の負荷率の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム全体のＣＯＰが向上し、過負荷運転を回避することができる。

【0028】

本発明の第二態様に係る熱源システムは、上述のいずれかに記載の熱源システムの制御装置を備える。

【0029】

本発明の第三態様に係る制御方法は、複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御方法であって、前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対し上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度変更過程を有する。

【0030】

本発明の第四態様に係る制御プログラムは、複数の熱源を備える熱源システムに適用され、外部負荷へ供給する熱媒の温度である熱媒出口温度が設定温度となるように第１熱源機及び第２熱源機を制御する熱源システムの制御プログラムであって、前記第１熱源機は、前記第２熱源機よりも成績係数（ＣＯＰ）が高く、前記第１熱源機の熱媒出口温度を熱媒出口温度変更後設定温度に変更したと仮定した場合に前記第１熱源機の熱媒出口温度変更前設定温度及び前記熱媒出口温度変更後設定温度を用いて導出される前記第２熱源機の変更後予測値が、前記第２熱源機の軽負荷停止となる第２軽負荷停止閾値に対し上回る時、前記第１熱源機の熱媒出口温度を変更する熱媒出口温度変更過程を有する。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、軽負荷停止及び過負荷運転となるか否かを判定した上で熱媒出口温度を変更するので、軽負荷停止及び過負荷運転を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の熱源システムを示した概略構成図である。

【図2】本発明の熱源システムの制御装置を示したブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態における冷水出口温度制御の前処理を示したフローチャートである。

【図4】本発明の第１実施形態における冷水出口温度制御の後処理を示したフローチャートである。

【図5】本発明の第２実施形態における冷水出口温度制御を示したフローチャートである。

【図6】本発明の第３実施形態における冷水出口温度制御を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に、本発明に係る熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムの各実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係る熱源システムの概略構成が示されている。
図１に示されるように、熱源システム１は、熱源機（熱源）２と、ポンプ３と、サプライヘッダ４と、リターンヘッダ５と、外部負荷６を主な構成として備えている。
熱源機２は、ヒートポンプ式冷凍機（第１熱源機）２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機（第２熱源機）２ｃ、２ｄとから構成される。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄは、外部負荷６に対して各々並列に設置されている。一般的に、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂは、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対しＣＯＰが高いとされる。
ポンプ３は、冷水ポンプ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄとから構成される。

【0034】

冷熱出力運転を行う場合の冷水（熱媒）流れからみたヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの上流側には、それぞれ、冷水を圧送する冷水ポンプ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄが設置されている。これら冷水ポンプ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄによって、リターンヘッダ５からの冷水がヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄへと送られる。

【0035】

サプライヘッダ４には、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄを経由した冷水が集められる。サプライヘッダ４に集められた冷水は、外部負荷６に供給される。外部負荷６にて空調などに供され昇温した冷水は、リターンヘッダ５に送られる。冷水は、リターンヘッダ５において分岐され、上述したようにヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄへと送られる。

【0036】

図２には、熱源システムの制御装置を示したブロック図が示されている。
図２に示されるように、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの制御装置である冷凍機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、上位制御装置２０と接続されている。上位制御装置２０は、例えば熱源システム１全体を制御する制御装置であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの制御を行う他、例えば冷水ポンプ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄの回転数制御等を行う。

【0037】

上位制御装置２０及び冷凍機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、各処理を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有しており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置に読み出して実行することにより、各処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。
上位制御装置２０及び冷凍機制御装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、一つのＭＰＵによって具現化されてもよいし、個別のＭＰＵによって具現化されてもよい。

【0038】

図３には、本実施形態における冷水出口温度制御の前処理がフローチャートに示されている。また、図４には、本実施形態における冷水出口温度制御の後処理がフローチャートに示されている。
上位制御装置２０は、外部負荷６へ供給する冷水の温度である冷水出口温度（熱媒出口温度）の制御を行う冷水出口温度制御（熱媒出口温度制御）を行っている。
上位制御装置２０は、冷水出口温度制御を行うにあたり、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄ各々の軽負荷停止条件に従い、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度（熱媒出口温度）の設定値の変更を許可する。
図３のフローチャートに示されるヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度制御は、各ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂに対し実行される。本実施形態では、吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止条件に基づくヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度制御について説明する。
まず、上位制御装置２０は、全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対し以下の処理を行ったかどうかの判定を行う（Ｓ３００）。ステップＳ３００において全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対し処理を行ったと判定された場合は、図４のステップＳ３０９へ遷移する。ステップＳ３０９の処理については後述する。ステップＳ３００において全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対し処理を行っていないと判定された場合は、ステップＳ３０１へ遷移する。
ステップＳ３０１において、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値変更を行うにあたり、吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止条件が次のいずれであるかを判定する。
（Ａ）吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度最小値の予測値（変更後予測値）をＴ２out_aとすると、Ｔ２out_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
（Ｂ）吸収式冷凍機２ｃの冷水入口温度最小値の予測値（変更後予測値）をＴ２in_aとすると、Ｔ２in_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
（Ｃ）吸収式冷凍機２ｃの負荷率の予測値（変更後予測値）をＬ２_aとすると、Ｌ２_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
ここで、吸収式冷凍機２ｃの負荷率とは、その吸収式冷凍機２ｃの定格出力に対する吸収式冷凍機２ｃの出力の割合を示す。

【0039】

本実施形態では、ステップＳ３０１において３つの条件のうちいずれかの条件のみを判定するとしたが、上記の（Ａ）〜（Ｃ）の組み合わせによる判定としても良く、また３つの条件を全て満たす場合にヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更するとしてもよい。

【0040】

ステップＳ３０１において（Ａ）であると判定された場合は、ステップＳ３０２へ遷移する。ステップＳ３０１において（Ｂ）であると判定された場合は、ステップＳ３０４へ遷移する。ステップＳ３０１において（Ｃ）であると判定された場合は、ステップＳ３０６へ遷移する。
ステップＳ３０１において（Ａ）であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値変更に伴い変化する吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度の過渡的な最小値の予測値Ｔ２out_aを予測する（Ｓ３０２）。
Ｔ２out_aは、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前の吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度をＴ２out_b、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更後設定温度をＴ１out_a、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前設定温度をＴ１out_b、稼働中のヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水流量をＦＲ１_on、稼働中の全ての熱源機２の冷水流量をＦＲＡ_onとすると、以下の（１）式で表される。

【0041】

Ｔ２out_a＝Ｔ２out_b＋｛（Ｔ１out_a−Ｔ１out_b）×Σ（ＦＲ１_on）｝／Σ（ＦＲＡ_on） （１）

【0042】

次に、（１）式で導出されたＴ２out_aが、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至る閾値である第２軽負荷停止閾値（ａ）より大きいか否かを判定し（Ｓ３０３）、Ｔ２out_aが第２軽負荷停止閾値（ａ）より大きいと判定された場合はステップＳ３０８へ遷移する。Ｔ２out_aが第２軽負荷停止閾値（ａ）以下であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至ると判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ステップＳ３０２へ遷移し、再度Ｔ２out_aの予測が行われる。
ここで、第２軽負荷停止閾値（ａ）は、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止する時の吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度である。さらには、これに余裕度αを加えた温度とすることが好ましい。余裕度αを加えることにより、軽負荷停止をより未然に防ぐことができる。

【0043】

ステップＳ３０３にてＴ２out_aが第２軽負荷停止閾値（ａ）より大きいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に入らないと判断することが可能であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更可能と判定し（Ｓ３０８）、ステップＳ３００へ遷移する。

【0044】

ステップＳ３０１において（Ｂ）であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値変更に伴い変化する吸収式冷凍機２ｃの冷水入口温度（熱媒入口温度）の過渡的な最小値の予測値Ｔ２in_aを予測する（Ｓ３０４）。
Ｔ２in_aは、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前の吸収式冷凍機２ｃの冷水入口温度をＴ２in_bとすると、以下の（２）式で表される。

【0045】

Ｔ２in_a＝Ｔ２in_b＋｛（Ｔ１out_a−Ｔ１out_b）×Σ（ＦＲ１_on）｝／Σ（ＦＲＡ_on） （２）

【0046】

次に、（２）式で導出されたＴ２in_aが、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至る閾値である第２軽負荷停止閾値（ｂ）より大きいか否かを判定し（Ｓ３０５）、Ｔ２in_aが第２軽負荷停止閾値（ｂ）より大きいと判定された場合はステップＳ３０８へ遷移する。Ｔ２in_aが第２軽負荷停止閾値（ｂ）以下であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至ると判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ステップＳ３０４へ遷移し、再度Ｔ２in_aの予測が行われる。
ここで、第２軽負荷停止閾値（ｂ）は、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止する時の吸収式冷凍機２ｃの冷水入口温度である。さらには、これに余裕度αを加えた温度とすることが好ましい。余裕度αを加えることにより、軽負荷停止をより未然に防ぐことができる。

【0047】

ステップＳ３０５にてＴ２in_aが第２軽負荷停止閾値（ｂ）より大きいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に入らないと判断することが可能であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更可能と判定し（Ｓ３０８）、ステップＳ３００へ遷移する。

【0048】

ステップＳ３０１において（Ｃ）であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値変更に伴い変化する吸収式冷凍機２ｃの負荷率の過渡的な最小値の予測値Ｌ２_aを予測する（Ｓ３０６）。
Ｌ２_aは、吸収式冷凍機２ｃのヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更に伴い過渡的に生じる吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度と冷水入口温度との差の最小値をＴ２dif_a、吸収式冷凍機２ｃの冷水流量をＦＲ２（ｍ^３／ｈ）、冷水の比熱をｃ（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）、冷水の比重をｄ（ｋｇ／ｍ^３）、吸収式冷凍機２ｃの定格能力をＲＣ２（ｋＷ）とすると、以下の（３）式で表される。

【0049】

Ｌ２_a＝（Ｔ２dif_a×ＦＲ２×ｃ×ｄ）／（８６０×ＲＣ２） （３）

【0050】

ここで、Ｔ２dif_aは、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前の吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度と冷水入口温度との差をＴ２dif_bとすると、以下の（４）式で表される。

【0051】

Ｔ２dif_a＝Ｔ２dif_b＋｛（Ｔ１out_a−Ｔ１out_b）×Σ（ＦＲ１_on）｝／Σ（ＦＲＡ_on） （４）

【0052】

次に、（３）式で導出されたＬ２_aが、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至る閾値である第２軽負荷停止閾値（ｃ）より大きいか否かを判定し（Ｓ３０７）、Ｌ２_aが第２軽負荷停止閾値（ｃ）より大きいと判定された場合はステップＳ３０８へ遷移する。Ｌ２_aが第２軽負荷停止閾値（ｃ）以下であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至ると判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ステップＳ３０６へ遷移し、再度Ｌ２_aの予測が行われる。
ここで、第２軽負荷停止閾値（ｃ）は、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止する時の吸収式冷凍機２ｃの負荷率である。さらには、これに余裕度αを加えた負荷率とすることが好ましい。余裕度αを加えることにより、軽負荷停止をより未然に防ぐことができる。

【0053】

ステップＳ３０７にてＬ２_aが第２軽負荷停止閾値（ｃ）より大きいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後に吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至らないと判断することが可能であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更可能と判定し（Ｓ３０８）、ステップＳ３００へ遷移する。
以上の処理を全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対して行った後ステップＳ３００へ遷移すると、全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対し処理を行ったと判定され、図４のステップＳ３０９へ遷移する。全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄにおいてヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値が変更可能となったか否かを判定する（Ｓ３０９）。全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄにおいて変更可能であると判定された場合はステップＳ３１０へ遷移する。ステップＳ３０９において、いずれかまたは全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄにおいて変更可能となっていないと判定された場合は、条件を満たさないためヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更可能か否かの判定情報を初期化し（Ｓ３１１）、ステップＳ３００へ遷移する。ステップＳ３０９において全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄにおいて設定値が変更可能であると判定された場合は、全ての吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが条件を満たすことから、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値をＴ１out_aに変更する（Ｓ３１０）。

【0054】

以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更したと仮定した場合の吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水出口温度が吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止閾値より大きければヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更する。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴う吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水出口温度の変化を予測し、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止にならないように制御することから、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。
また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を制御することから、各熱源機２の効率（ＣＯＰ）に基づいた負荷分配制御を行うことができる。
また、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止すると判定されると、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度を変更しないため、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止を回避することができる。

【0055】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更したと仮定した場合の吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水入口温度が吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止閾値より大きければヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更する。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴う吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水入口温度の変化を予測し、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止にならないように制御することから、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。

【0056】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更したと仮定した場合の吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの負荷率が吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止閾値より大きければヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更する。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴う吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの負荷率の変化を予測し、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止にならないように制御することから、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。

【0057】

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
上記した第１実施形態では、吸収式冷凍機の軽負荷停止条件に従い、ヒートポンプ式冷凍機の冷水出口温度の設定値の変更を行うとしたが、本実施形態では、変更したヒートポンプ式冷凍機の冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻す際に発生するヒートポンプ式冷凍機及び吸収式冷凍機の軽負荷停止を回避するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。

【0058】

図５には、熱源システムの本実施形態における冷水出口温度制御がフローチャートに示されている。
図５のフローチャートに示される冷水出口温度制御は、各ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂに対し実行される。本実施形態では、ヒートポンプ式冷凍機２ａに対する冷水出口温度制御について説明する。
図４のステップＳ３１０において変更されたヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻すにあたり、これによるヒートポンプ式冷凍機２ａの負荷率の過渡的な最小値の予測値Ｌ１_arを予測する（Ｓ４０１）。
Ｌ１_arは、ヒートポンプ式冷凍機２ａの現在の冷水入口温度をＴ１in_n、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前（すなわち元に戻した場合）のヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水出口温度をＴ１out_b、ヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水流量をＦＲ１、ヒートポンプ式冷凍機２ａの定格能力をＲＣ１とすると、以下の（５）式で表される。

【0059】

Ｌ１_ar＝｛（Ｔ１in_n−Ｔ１out_b）×ＦＲ１×ｃ×ｄ｝／（８６０×ＲＣ１） （５）

【0060】

次に、（５）式で導出された予測値Ｌ１_arが、ヒートポンプ式冷凍機２ａが軽負荷停止に至る閾値である第１軽負荷停止閾値より小さいか否かを判定し（Ｓ４０２）、Ｌ１_arが第１軽負荷停止閾値より小さいと判定された場合はステップＳ４０３へ遷移する。Ｌ１_arが第１軽負荷停止閾値以上であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を元に戻した後にヒートポンプ式冷凍機２ａが軽負荷停止に至らないと判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を元に戻さず、ステップＳ４０５へ遷移する。
ここで、第１軽負荷停止閾値は、ヒートポンプ式冷凍機２ａが軽負荷停止する時のヒートポンプ式冷凍機２ａの負荷率である。さらには、これに余裕度αを加えた負荷率とすることが好ましい。余裕度αを加えることにより、軽負荷停止をより未然に防ぐことができる。

【0061】

ステップＳ４０２にて予測値Ｌ１_arが第１軽負荷停止閾値より小さいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻した後にヒートポンプ式冷凍機２ａが軽負荷停止に入ると判断することが可能であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値をヒートポンプ式冷凍機２ａが軽負荷停止に至る前に変更前の設定値Ｔ１out_bに戻す（Ｓ４０３）。
次に、以上の冷水出口温度制御を残りのヒートポンプ式冷凍機（本実施形態の場合、ヒートポンプ式冷凍機２ｂ）に対しても同様に実行する。

【0062】

また、冷水出口温度を変更前の値に戻す場合に、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄについても軽負荷停止を回避する。
以下に、例えば吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止を回避する場合の処理について説明する。
ステップＳ４０２にてＬ１_arが第１軽負荷停止閾値以上であると判定された場合は、ステップＳ４０５へ遷移する。
変更されたヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻すにあたり、現在の吸収式冷凍機２ｃの負荷率Ｌ２_nを算出する（Ｓ４０５）。
Ｌ２_nは、吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度と冷水入口温度との差をＴ２dif_n、吸収式冷凍機２ｃの冷水流量をＦＲ２（ｍ^３／ｈ）、冷水の比熱をｃ（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）、冷水の比重をｄ（ｋｇ／ｍ^３）、吸収式冷凍機２ｃの定格能力をＲＣ２（ｋＷ）とすると、以下の（６）式で表される。

【0063】

Ｌ２_n＝（Ｔ２dif_n×ＦＲ２×ｃ×ｄ）／（８６０×ＲＣ２） （６）

【0064】

次に、（６）式で導出されたＬ２_
nが、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至る閾値である第２軽負荷停止閾値（ｃ）より小さいか否かを判定し（Ｓ４０６）、Ｌ２_nが第２軽負荷停止閾値（ｃ）より小さいと判定された場合はステップＳ４０３へ遷移する。Ｌ２_nが第２軽負荷停止閾値（ｃ）以上であると判定された場合は、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に至らないと判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻さず、ステップＳ４０１へ遷移する。

【0065】

ステップＳ４０６にてＬ２_nが第２軽負荷停止閾値（ｃ）より小さいと判定された場合は、吸収式冷凍機２ｃが軽負荷停止に入ると判断することが可能であり、軽負荷停止に至る前にヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の設定値Ｔ１out_bに戻し（Ｓ４０３）、軽負荷停止を防ぐ。
吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが複数台備えられた熱源システム１においては、ステップＳ４０５の判定を各吸収式冷凍機２ｃ、２ｄに対して実行してもよい。

【0066】

以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更前の値に戻したと仮定した場合のヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率が、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの軽負荷停止閾値より小さければヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を元の値に戻す。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴うヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率の変化を予測し、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが軽負荷停止にならないように制御することから、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが軽負荷停止をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。
また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが軽負荷停止すると判定されると、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度を変更前の値に戻すため、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの軽負荷停止を回避することができる。

【0067】

また、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの負荷率が、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止閾値より小さければヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を元の値に戻す。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴う吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの現在の負荷率を算出し、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止にならないように制御することから、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。
また、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄが軽負荷停止すると判定されると、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度を変更前の値に戻すため、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止を回避することができる。

【0068】

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について、図６を用いて説明する。
上記した第１実施形態では、ヒートポンプ式冷凍機の冷水出口温度の設定値の変更に伴う吸収式冷凍機の軽負荷停止を回避するとしたが、本実施形態では、ヒートポンプ式冷凍機の冷水出口温度の設定値の変更に伴うヒートポンプ式冷凍機の過負荷運転を回避するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。

【0069】

図６には、熱源システムの本実施形態における冷水出口温度制御がフローチャートに示されている。
図６のフローチャートに示される冷水出口温度制御は、各ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂに対し実行される。本実施形態では、ヒートポンプ式冷凍機２ａに対する冷水出口温度制御について説明する。
冷水出口温度の設定値変更を行うにあたり、まず、冷水出口温度の設定値変更に伴い変化するヒートポンプ式冷凍機２ａの負荷率の過渡的な最大値の予測値Ｌ１_aを予測する（Ｓ５０１）。
Ｌ１_aは、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更に伴い過渡的に生じるヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水出口温度と冷水入口温度との差の最大値をＴ１dif_a、ヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水流量をＦＲ１（ｍ^３／ｈ）、冷水の比熱をｃ（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）、冷水の比重をｄ（ｋｇ／ｍ^３）、ヒートポンプ式冷凍機２ａの定格能力をＲＣ１（ｋＷ）とすると、以下の（７）式で表される。

【0070】

Ｌ１_a＝（Ｔ１dif_a×ＦＲ１×ｃ×ｄ）／（８６０×ＲＣ１） （７）

【0071】

ここで、Ｔ１dif_aは、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度変更前のヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水出口温度と冷水入口温度との差をＴ１dif_b、稼働中の吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水流量をＦＲ２_onとすると、以下の（８）式で表される。

【0072】

Ｔ１dif_a＝Ｔ１dif_b−｛（Ｔ１out_a−Ｔ１out_b）×Σ（ＦＲ２_on）｝／Σ（ＦＲＡ_on） （８）

【0073】

次に、（７）式で導出されたＬ１_aが、ヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至る閾値である第１過負荷閾値以下か否かを判定し（Ｓ５０２）、Ｌ１_aが第１過負荷閾値以下であると判定された場合はステップＳ５０３へ遷移する。Ｌ１_aが第１過負荷閾値より大きいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後にヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至ると判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ステップＳ５０１へ遷移し、再度Ｌ１_aの予測が行われる。
ここで、過負荷運転とは、定格能力を超えた負荷がかかる状態である。第１過負荷閾値は、ヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至る時のヒートポンプ式冷凍機２ａの負荷率であり、定格負荷、つまり１００％である。さらには、これに余裕度にあたるパラメータαを減算した負荷率とすることが好ましい。パラメータαを減算することにより、過負荷をより未然に防ぐことができる。

【0074】

ステップＳ５０２にてＬ１_aが第１過負荷閾値以下であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更した後にヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷に至らないと判断することが可能であり、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値をＴ１out_aに変更する（Ｓ５０３）。
次に、以上の冷水出口温度制御を残りのヒートポンプ式冷凍機（本実施形態の場合、ヒートポンプ式冷凍機２ｂ）に対しても同様に実行する。

【0075】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが複数台備えらえた熱源システム１においては、ステップＳ５０２にてＬ１_aが第１過負荷閾値以下であると判定された場合は、一部のヒートポンプ式冷凍機、例えばヒートポンプ式冷凍機２ａのみ冷水出口温度の設定値を変更するとしてもよい。

【0076】

さらに、冷水出口温度の設定値を変更した後におけるヒートポンプ式冷凍機２ａの過負荷運転の回避について説明する。
まず、図６のステップＳ５０３において変更されたヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻すにあたり、現在のヒートポンプ式冷凍機２ａの負荷率Ｌ１_nを算出する（Ｓ５０４）。
Ｌ１_nは、ヒートポンプ式冷凍機２ａの現在の冷水出口温度と冷水入口温度との差をＴ１dif_n、ヒートポンプ式冷凍機２ａの冷水流量をＦＲ１（ｍ^３／ｈ）、冷水の比熱をｃ（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）、冷水の比重をｄ（ｋｇ／ｍ^３）、ヒートポンプ式冷凍機２ａの定格能力をＲＣ１（ｋＷ）とすると、以下の（９）式で表される。

【0077】

Ｌ１_n＝（Ｔ１dif_n×ＦＲ１×ｃ×ｄ）／（８６０×ＲＣ１） （９）

【0078】

次に、（９）式で導出されたＬ１_nが、ヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至る閾値である第１過負荷閾値以上か否かを判定し（Ｓ５０５）、Ｌ１_nが第１過負荷閾値以上であると判定された場合はステップＳ５０６へ遷移する。Ｌ１_nが第１過負荷閾値より小さいと判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更前の値に戻さずとも後にヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至らないと判断できる。よって、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値を変更せず、ステップＳ５０４へ遷移し、再度Ｌ１_aの算出が行われる。

【0079】

ステップＳ５０５にてＬ１_nが第１過負荷閾値以上であると判定された場合は、ヒートポンプ式冷凍機２ａが過負荷運転に至ると判断することが可能であり、冷水出口温度の設定値を変更前の設定値Ｔ１out_bに戻し（Ｓ５０６）、過負荷運転に至るのを防ぐ。
次に、以上の冷水出口温度制御を残りのヒートポンプ式冷凍機（本実施形態の場合、ヒートポンプ式冷凍機２ｂ）に対しても同様に実行する。

【0080】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが複数台備えらえた熱源システム１においては、ステップＳ５０５にてＬ１_nが第１過負荷閾値以上であると判定された場合は、一部のヒートポンプ式冷凍機、例えばヒートポンプ式冷凍機２ａのみ冷水出口温度の設定値を変更する（変更前の値に戻す）としてもよい。

【0081】

以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更したと仮定した時、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率がヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの第１過負荷閾値以下であればヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更する。ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の変化に伴うヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率の変化を予測し、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが過負荷運転にならないように制御することから、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが過負荷をおこす虞がなく、各冷水出口温度を変更することができる。
また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を制御することから、各熱源機２の効率（ＣＯＰ）に基づいた負荷分配制御を行うことができる。
また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが過負荷になると判定されると、冷水出口温度を変更しないため、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの過負荷運転を回避することができる。

【0082】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度変更後の現在の負荷率がヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの第１過負荷閾値以上であればヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更前の値に戻す。これによりヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂが過負荷をおこす虞がなく、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの各冷水出口温度を変更することができる。

【0083】

〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について、説明する。
上記した第１乃至第３実施形態では、冷水出口温度、冷水入口温度及び各熱源機の負荷率等に基づき条件の判定を行うとしたが、本実施形態では、これら条件判定に用いる値の過渡的な揺らぎを除外するものである。その他の点については第１乃至第３実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。

【0084】

例えば第１実施形態の場合、吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止条件が次のいずれであるかにより、条件の判定が異なる。
（Ａ）Ｔ２out_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
（Ｂ）Ｔ２in_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
（Ｃ）Ｌ２_aが第２軽負荷停止閾値以下であること。
すなわち、吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度最小値の予測値Ｔ２out_a、吸収式冷凍機２ｃの冷水入口温度最小値の予測値Ｔ２in_a、及び吸収式冷凍機２ｃの負荷率の予測値Ｌ２_aに基づき軽負荷停止の条件判定を行っている。

【0085】

しかし、上述した条件判定に用いる各値は、熱源システム１の各熱源機２、ポンプ３及び外部負荷６の発停等による負荷もしくは冷水温度の計測値の変動に応じて過渡的に揺らぐ値である。
例えば、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄ起動後の一定期間は、一般的に吸収式冷凍機２ｃ、２ｄは能力を発揮するのに時間を要するため、上述した条件判定に用いる各値が変化し続ける。この変化中の値に基づいて軽負荷停止の条件判定を行うと、意図しない判断が行われる場合がある。この時システムＣＯＰが低下するだけでなく、軽負荷停止に至る可能性がある。

【0086】

そこで、例えば吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止条件が（Ａ）Ｔ２out_aが第２軽負荷停止閾値（ａ）以下であることである場合、本実施形態では、上述した条件判定に用いる各値が安定した値となってから、すなわちＴ２out_aが第２軽負荷停止閾値（ａ）より大きいという条件（図３のステップＳ３０３のＹＥＳ）が一定期間満たされた場合にヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値の変更を行うものとする。
このように、軽負荷停止条件及び過負荷条件の条件判定に用いる各値が条件を一定期間満たした場合に、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの冷水出口温度の設定値の変更または戻しを行う。

【0087】

以上、説明してきたように、本実施形態に係る熱源システムの制御装置、熱源システム、熱源システムの制御方法及び熱源システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの軽負荷停止の条件判定に用いる各値（吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水出口温度、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの冷水入口温度、及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの負荷率）は、熱源システム１における各熱源機２、ポンプ３及び外部負荷６の変動に応じて過渡的に変化する値である。例えば、吸収式冷凍機２ｃの起動後の一定期間は能力を発揮するのに時間を要するため、前述の条件判定に用いる各値は値が変化し続ける。この変化中の値に基づいた前述の条件判定に用いる各値と第２軽負荷停止閾値とを用いて判定を行う場合、前述の条件判定に用いる各値は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム１全体のＣＯＰが低下するだけでなく、軽負荷停止に至る可能性がある。
そこで、吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの前述の条件判定に用いる各値が第２軽負荷停止閾値より大きい期間が一定期間以上であった場合に冷水出口温度制御を行うものとする。これにより、前述の条件判定に用いる各値の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム１全体のＣＯＰが向上し、軽負荷停止を回避することができる。

【0088】

また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの軽負荷停止及び過負荷の条件判定に用いる値である負荷率は、熱源システム１における各熱源機２、ポンプ３及び外部負荷６の変動に応じて過渡的に変化する値である。この過渡的に変化するヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率と第１軽負荷停止閾値とを用いて判定を行う場合、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率は過渡的な揺らぎを含むため正確な判定にはならない虞がある。過渡的な揺らぎを含む判定により不必要な制御が発生し、熱源システム１全体のＣＯＰが低下するだけでなく、軽負荷停止に至る可能性がある。
そこで、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率が第１軽負荷停止閾値より大きい期間が一定期間以上であった場合に冷水出口温度制御を行うものとする。また、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率が第１過負荷閾値より小さい期間が一定期間以上であった場合に冷水出口温度制御を行うものとする。これにより、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂの負荷率の過渡的な揺らぎを含む判定を回避することができる。また、熱源システム１全体のＣＯＰが向上し、軽負荷停止を回避することができる。
過負荷運転を回避する場合も同様のことがいえる。

【0089】

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
例えば、上述した各実施形態を組み合わせて実施してもよい。

【0090】

また、上述した各実施形態においては、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄの設置台数及び組合せについては任意に決定することができる。

【0091】

また、上述した各実施形態においては、第１熱源機がヒートポンプ式冷凍機、第２熱源機が吸収式冷凍機であるとしたが、第１熱源機が熱源機の中でもＣＯＰの高い熱源機であり、第２熱源機が第１熱源機よりもＣＯＰの低い熱源機であれば、その種類は問わない。例えば、第１熱源機と第２熱源機の組合せは、電気熱源機と燃料系熱源機、大型ターボ冷凍機と小型ターボ冷凍機、可変速ターボ熱源機と固定速ターボ熱源機等が挙げられる。

【0092】

また、上述した各実施形態においては、ヒートポンプ式冷凍機２ａ、２ｂ及び吸収式冷凍機２ｃ、２ｄは、冷水を冷却するもの、すなわち冷熱出力の場合における説明としたが、冷水を加熱するもの、すなわち温熱出力の場合であってもよい。また、冷却機能と加熱機能とを兼ね備えるものであってもよい。また、冷水に代えて、ブラインなどの他の熱媒を冷却または加熱するシステムであってもよい。
温熱出力の場合は、例えば吸収式冷凍機２ｃの軽負荷停止条件において、吸収式冷凍機２ｃの冷水出口温度が一定値以上であることが軽負荷停止条件となるなど、温度の取り扱いが冷熱出力の場合の逆になる。

【符号の説明】

【0093】

１ 熱源システム
２ 熱源機
２ａ、２ｂ ヒートポンプ式冷凍機
２ｃ、２ｄ 吸収式冷凍機
３ ポンプ
４ サプライヘッダ
５ リターンヘッダ
６ 外部負荷
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 冷凍機制御装置
２０ 上位制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】