6986833 冷温水供給システム

(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】6986833

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】冷温水供給システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/46 20180101AFI20211213BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20211213BHJP

   F24F 11/30 20180101ALI20211213BHJP

   F24F 11/70 20180101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/46

   F24F5/00 101Z

   F24F11/30

   F24F11/70

【請求項の数】2

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-171963(P2016-171963)

(22)【出願日】2016年9月2日

(65)【公開番号】特開2018-36027(P2018-36027A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2019年3月8日

【審判番号】不服2020-15365(P2020-15365/J1)

【審判請求日】2020年11月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕文

(72)【発明者】

【氏名】細野 英之

(72)【発明者】

【氏名】一色 拓人

【合議体】

【審判長】 松下 聡

【審判官】 山崎 勝司

【審判官】 槙原 進

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３４４２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−７００６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−９９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−７２７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０５７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F24F11/00-11/89

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱源機、蒸気を駆動源とする熱源機、温水及びガスを駆動源とする熱源機、温水及び蒸気を駆動源とする熱源機のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って冷房空調機に冷水を供給する複数の冷房側の熱源機と、
電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱交換器、蒸気を駆動源とする熱交換器のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って暖房空調機に温水を供給する複数の暖房側の熱源機と、
前記冷房空調機及び前記暖房空調機の要求熱量及び要求流量をそれぞれ計測する計測部と、
前記計測部の計測結果を得る毎に、前記複数の冷房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機の全ての組み合わせを選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が前記冷房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出すると共に、前記複数の暖房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機の全ての組み合わせを選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が前記暖房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出する選択態様抽出部と、
前記選択態様抽出部にて抽出された冷房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量の少なくとも一方を演算すると共に、前記選択態様抽出部にて抽出された暖房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量の少なくとも一方を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果に基づいて、前記複数の冷房側の熱源機及び前記複数の暖房側の熱源機から前記エネルギー消費量が最も少ない冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せ又は前記廃熱利用量が最も多い冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せを選定する選定部と、
前記選定部で選定した熱源機の運転態様を、前記熱源機の定格出力に対する運転出力の比率である負荷率で冷房側および暖房側の熱源機の運転を実行させる実行部と、
を備え、
前記計測部が前記要求熱量及び前記要求流量の計測結果を得る毎に、前記要求熱量及び前記要求流量を満たす範囲の複数の熱源機の運転組合せ態様を、前記熱源機の定格出力に対する運転出力の比率である負荷率の組合せを選定対象として各熱源機の負荷率を決定する冷温水供給システム。

【請求項2】

温水及び蒸気の少なくとも一方を生成する一又は複数の発電機と、
前記一又は複数の発電機の発電電力の合計値が前記冷房空調機及び前記暖房空調機が設置された建物の電力負荷から前記建物の最低買電量を引いた値以下となる条件を満たす範囲で、前記一又は複数の発電機について運転可能な発電機の運転バリエーションを複数抽出する運転バリエーション抽出部と、
をさらに備え、
前記複数の冷房側の熱源機及び前記複数の暖房側の熱源機は、前記一又は複数の発電機にて生成された温水及び蒸気の少なくとも一方を駆動源とする熱源機を含み、
前記演算部は、前記運転バリエーション抽出部にて抽出された複数の運転バリエーションに前記選択態様抽出部にて抽出された複数の選択態様を掛け合わせた複数のケースについて前記エネルギー消費量及び前記廃熱利用量の少なくとも一方を演算し、
前記選定部は、前記演算部の演算結果に基づいて、前記複数のケースから、前記エネルギー消費量が最も少ない発電機の運転バリエーション及び冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せ又は前記廃熱利用量が最も多い発電機の運転バリエーション及び冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せを選定し、
前記実行部は、前記選定部にて選定された発電機の運転バリエーションで前記発電機の運転を実行させると共に、前記選定部にて選定された冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せで前記冷房側の熱源機及び前記暖房側の熱源機の運転を実行させる、
請求項１に記載の冷温水供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の熱源機を備え、空調機に冷水及び温水を供給する冷温水供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の熱源機を備え、空調機に冷水及び温水を供給する冷温水供給システムについては、省エネルギー化のために各種の検討がなされている。

【0003】

例えば、特許文献１に開示されている熱源機台数制御方法は、ＣＧＳ（コージェネレーションシステム）の廃熱温水及び燃料、又は、ＣＧＳの廃熱温水及び蒸気を駆動源とする廃熱利用熱源機を含む冷温水供給システムの熱源台数制御方法に関するものであり、予め熱源機ごとに起動優先順位が設定され、廃熱利用熱源機については、ＣＧＳ廃熱温水運転時と燃料又は蒸気運転時とで、異なる起動優先順位が設定され、冷房負荷及び暖房負荷状態に対応して、該起動優先順位に従って各熱源機の起動及び停止を制御する制御方法である。また、廃熱利用熱源機のＣＧＳ廃熱温水運転時について、起動優先順位の高いものから順番に、稼動に必要な最低限の熱量及び温度があるか否かを判定し、その判定結果によって台数制御への組み込み又は除外を行うことを特徴とする制御方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−４３９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載される従来技術では、熱源機運転台数の増加及び減少を判定する方法に関する特別な工夫はなく、一般的に実施されている方法と同様に、予め設定した負荷率（定格出力に対する運転出力の比率）を基準として、熱源機運転台数の増加及び減少を行う制御方法となっている。このため、稼動条件を満たして起動した廃熱利用熱源機が予め設定した負荷率に達するためには、ＣＧＳの廃熱のみでは駆動源が不足する場合があり、この場合、燃料又は蒸気が追加投入される。省エネルギー化の観点では、燃料又は蒸気が追加投入される前に、次発対象の熱源機が稼動すべきである。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、より一層の省エネルギー化を図ることができる冷温水供給システ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】

【0007】

本発明の第一態様に係る冷温水供給システムは、電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱源機、蒸気を駆動源とする熱源機、温水及びガスを駆動源とする熱源機、温水及び蒸気を駆動源とする熱源機のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って冷房空調機に冷水を供給する複数の冷房側の熱源機と、電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱交換器、蒸気を駆動源とする熱交換器のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って暖房空調機に温水を供給する複数の暖房側の熱源機と、前記冷房空調機及び前記暖房空調機の要求熱量及び要求流量をそれぞれ計測する計測部と、前記計測部の計測結果を得る毎に、前記複数の冷房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機の全ての組み合わせを選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が前記冷房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出すると共に、前記複数の暖房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機の全ての組み合わせを選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が前記暖房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出する選択態様抽出部と、前記選択態様抽出部にて抽出された冷房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量の少なくとも一方を演算すると共に、前記選択態様抽出部にて抽出された暖房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量の少なくとも一方を演算する演算部と、前記演算部の演算結果に基づいて、前記複数の冷房側の熱源機及び前記複数の暖房側の熱源機から前記エネルギー消費量が最も少ない冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せ又は前記廃熱利用量が最も多い冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せを選定する選定部と、前記選定部で選定した熱源機の運転態様を、前記熱源機の定格出力に対する運転出力の比率である負荷率で冷房側および暖房側の熱源機の運転を実行させる実行部と、を備え、前記計測部が前記要求熱量及び前記要求流量の計測結果を得る毎に、前記要求熱量及び前記要求流量を満たす範囲の複数の熱源機の運転組合せ態様を、前記熱源機の定格出力に対する運転出力の比率である負荷率の組合せを選定対象として各熱源機の負荷率を決定する。

【0008】

本発明の第二態様に係る冷温水供給システムは、本発明の第一態様に係る冷温水供給システムにおいて、温水及び蒸気の少なくとも一方を生成する一又は複数の発電機と、前記一又は複数の発電機の発電電力の合計値が前記冷房空調機及び前記暖房空調機が設置された建物の電力負荷から前記建物の最低買電量を引いた値以下となる条件を満たす範囲で、前記一又は複数の発電機について運転可能な発電機の運転バリエーションを複数抽出する運転バリエーション抽出部と、をさらに備え、前記複数の冷房側の熱源機及び前記複数の暖房側の熱源機は、前記一又は複数の発電機にて生成された温水及び蒸気の少なくとも一方を駆動源とする熱源機を含み、前記演算部は、前記運転バリエーション抽出部にて抽出された複数の運転バリエーションに前記選択態様抽出部にて抽出された複数の選択態様を掛け合わせた複数のケースについて前記エネルギー消費量及び前記廃熱利用量の少なくとも一方を演算し、前記選定部は、前記演算部の演算結果に基づいて、前記複数のケースから、前記エネルギー消費量が最も少ない発電機の運転バリエーション及び冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せ又は前記廃熱利用量が最も多い発電機の運転バリエーション及び冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せを選定し、前記実行部は、前記選定部にて選定された発電機の運転バリエーションで前記発電機の運転を実行させると共に、前記選定部にて選定された冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せで前記冷房側の熱源機及び前記暖房側の熱源機の運転を実行させるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、より一層の省エネルギー化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る冷温水供給システムの全体構成図である。

【図2】図１に示される冷温水供給システムの電気的な構成を示すブロック図である。

【図3A】図１に示される制御装置が実行するステップＳ１〜ステップＳ１０の処理の流れを示すフローチャートである。

【図3B】図３Ａに示されるステップＳ３のより具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図3C】図３Ａに示されるステップＳ４のより具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図3D】図３Ａに示されるステップＳ６のより具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図3E】図３Ａに示されるステップＳ７のより具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図3F】図３Ａに示されるステップＳ８のより具体的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図4A】計算条件等の具体的な数値の一例を示す図である。

【図4B】計算条件等の具体的な数値の一例を示す図である。

【図5】計測データ等の具体的な数値の一例を示す図である。

【図6A】ＣＧＳを０台運転にした場合のＣＧＳの発電電力と廃熱製造量の算出結果の一例を示す図である。

【図6B】ＣＧＳを１台運転にした場合のＣＧＳの発電電力と廃熱製造量の算出結果の一例を示す図である。

【図6C】ＣＧＳを２台運転にした場合のＣＧＳの発電電力と廃熱製造量の算出結果の一例を示す図である。

【図6D】受電電力一定制御運転にした場合のＣＧＳの発電電力と廃熱製造量の算出結果の一例を示す図である。

【図7A】冷房側の熱源機の合計出力及び合計流量の算出結果の一例を示す図である。

【図7B】暖房側の熱源機の合計出力及び合計流量の算出結果の一例を示す図である。

【図8A】冷房側の熱源機のグループ分けの一例を示す図である。

【図8B】暖房側の熱源機のグループ分けの一例を示す図である。

【図9A】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せ表の一例を示す図である。

【図9B】冷房側の一次ポンプの合計流量の算出結果と、要求流量の条件を満たす組合せを抽出する一例を示す図である。

【図9C】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せについて、要求熱量の条件を満たす各グループの熱源機の冷水製造量の算出結果の一例を示す図である。

【図9D】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せについて、各グループの熱源機の冷水製造量が定格出力以下である組合せを抽出する一例を示す図である。

【図9E】冷房側の一次ポンプの流量について要求熱量及び要求流量の条件を同時に満たす選択態様を抽出する一例を示す図である。

【図10A】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せ表の一例を示す図である。

【図10B】冷房側の一次ポンプの合計流量の算出結果と、要求流量の条件を満たす組合せを抽出する他の一例を示す図である。

【図10C】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せについて、要求熱量の条件を満たす各グループの熱源機の冷水製造量の算出結果の他の一例を示す図である。

【図10D】冷房側の一次ポンプのインバータ周波数の組合せについて、各グループの熱源機の冷水製造量が定格出力以下である組合せを抽出する他の一例を示す図である。

【図10E】冷房側の一次ポンプの流量について要求熱量及び要求流量の条件を同時に満たす選択態様を抽出する他の一例を示す図である。

【図11A】暖房側の熱源機における機器稼働状況の集計結果の一例を示す図である。

【図11B】暖房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例を示す図である。

【図11C】冷房側の熱源機における機器稼働状況の集計結果の一例を示す図である。

【図11D】冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例を示す図である。

【図11E】暖房側の熱源機と冷房側の熱源機の機器稼働状況をまとめた集計結果の一例を示す図である。

【図11F】暖房側の熱源機と冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量をまとめた集計結果の一例を示す図である。

【図12A】暖房側の熱源機における機器稼働状況の集計結果の他の一例を示す図である。

【図12B】暖房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の他の一例を示す図である。

【図12C】冷房側の熱源機における機器稼働状況の集計結果の他の一例を示す図である。

【図12D】冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の他の一例を示す図である。

【図12E】暖房側の熱源機と冷房側の熱源機の機器稼働状況をまとめた集計結果の他の一例を示す図である。

【図12F】暖房側の熱源機と冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量をまとめた集計結果の他の一例を示す図である。

【図13A】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第一群のケースについて熱源機の流量及び出力の計算結果の一例を示す図である。

【図13B】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第一群のケースについて廃熱製造量・利用量及びエネルギー消費量の計算結果の一例を示す図である。

【図14A】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第二群のケースについて熱源機の流量及び出力の計算結果の一例を示す図である。

【図14B】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第二群のケースについて廃熱製造量・利用量及びエネルギー消費量の計算結果の一例を示す図である。

【図15A】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第三群のケースについて熱源機の流量及び出力の計算結果の一例を示す図である。

【図15B】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第三群のケースについて廃熱製造量・利用量及びエネルギー消費量の計算結果の一例を示す図である。

【図16A】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第四群のケースについて熱源機の流量及び出力の計算結果の一例を示す図である。

【図16B】ＣＧＳの複数の運転バリエーションと熱源機の複数の選択態様を掛け合わせた全ケースのうち第四群のケースについて廃熱製造量・利用量及びエネルギー消費量の計算結果の一例を示す図である。

【図17】複数のケースから抽出した最適解の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

はじめに、本発明の一実施形態に係る冷温水供給システムＳの構成について説明する。

【0012】

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る冷温水供給システムＳは、冷房空調機１１及び暖房空調機１２が設置された建物に適用されており、廃熱供給系統２０と、冷水製造系統３０と、温水製造系統４０と、制御装置５０とを備える。

【0013】

廃熱供給系統２０は、２台のＣＧＳ（コージェネレーションシステム）２１と、蒸気ボイラ２２とを有する。２台のＣＧＳ２１（ＣＧＳ１号機及び２号機）は、同一の構成である。本実施形態では、一例として、ＣＧＳの台数を２台としているが、ＣＧＳの台数は、３台以上でも良い。２台のＣＧＳ２１は、本発明における「発電機」の一例である。温水を生成可能なＣＧＳとしては、例えば、ガスエンジン、燃料電池等が適用可能であり、蒸気を生成可能なＣＧＳとしては、例えば、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池等が適用可能である。２台のＣＧＳ２１及び蒸気ボイラ２２は、例えば都市ガス等のガスで駆動する。２台のＣＧＳ２１は、駆動することで発電すると共に発電に伴い蒸気及び温水を生成（排出）し、蒸気ボイラ２２は、駆動することで蒸気を生成（排出）する。

【0014】

冷水製造系統３０は、複数の冷房側の熱源機の一例として、２台の蒸気ジェネリンク３１と、ターボ冷凍機３２とを有する。２台の蒸気ジェネリンク３１（蒸気ジェネリンク１号機及び２号機）は、同一の構成である。本実施形態では、一例として、蒸気ジェネリンクの台数を２台としているが、蒸気ジェネリンクの台数は、３台以上でも良い。

【0015】

温水製造系統４０は、複数の暖房側の熱源機の一例として、蒸気−温水熱交換器４１と、温水−温水熱交換器４２とを有する。蒸気−温水熱交換器４１は、後述する蒸気循環回路２３を通じて供給された蒸気と温水供給回路７０を循環する温水との間で熱交換させる。温水−温水熱交換器４２は、後述する温水循環回路２４を通じて供給された温水と温水供給回路７０を循環する温水との間で熱交換させる。

【0016】

２台の蒸気ジェネリンク３１及び蒸気−温水熱交換器４１は、蒸気循環回路２３を介して２台のＣＧＳ２１及び蒸気ボイラ２２に並列に接続されている。さらに、２台の蒸気ジェネリンク３１は、温水循環回路２４を介して２台のＣＧＳ２１に並列に接続されている。温水−温水熱交換器４２は、温水循環回路２４における２台の蒸気ジェネリンク３１と２台のＣＧＳ２１との間に直列に接続されている。

【0017】

２台の蒸気ジェネリンク３１及びターボ冷凍機３２は、冷水供給回路６０を介して冷房空調機１１に並列に接続されている。図１では、便宜上、複数の冷房空調機を１台の冷房空調機１１としてまとめて図示している。冷水供給回路６０において、冷房空調機１１への往き管には、冷水往ヘッダ６１が接続され、冷房空調機１１への還り管には、冷水還ヘッダ６２が接続されている。冷水往ヘッダ６１と冷水還ヘッダ６２とは、冷水バイパス管６３によって連結されている。

【0018】

蒸気−温水熱交換器４１及び温水−温水熱交換器４２は、温水供給回路７０を介して暖房空調機１２に並列に接続されている。図１では、便宜上、複数の暖房空調機を１台の暖房空調機１２としてまとめて図示している。温水供給回路７０において、暖房空調機１２への往き管には、温水往きヘッダ７１が接続され、暖房空調機１２への還り管には、温水還りヘッダ７２が接続されている。温水往きヘッダ７１と温水還りヘッダ７２とは、温水バイパス管７３によって連結されている。

【0019】

温水循環回路２４における各ＣＧＳ２１への還り管には、温水循環ポンプ２５がそれぞれ接続されている。また、冷水供給回路６０において、各蒸気ジェネリンク３１への還り管には、一次ポンプ８１がそれぞれ接続され、ターボ冷凍機３２への還り管には、一次ポンプ８２が設けられている。同様に、温水供給回路７０において、蒸気−温水熱交換器４１への還り管には、一次ポンプ９１が設けられ、温水−温水熱交換器４２への還り管には、一次ポンプ９２が設けられている。さらに、冷房空調機１１への往き管には、二次ポンプ８３が設けられ、暖房空調機１２への往き管には、二次ポンプ９３が設けられている。

【0020】

上述の一次ポンプ８１、８２は、それぞれインバータ１０１、１０２により制御され、一次ポンプ９１、９２は、それぞれインバータ１１１、１１２により制御される。また、上述の二次ポンプ８３、９３は、それぞれインバータ１０３、１１３により制御される。
インバータの周波数が増減されることにより、一次ポンプ及び二次ポンプの回転数、ひいては、一次ポンプ及び二次ポンプの流量が増減される。インバータは、後述する制御装置５０から出力されるインバータ制御信号により制御される。一次ポンプ８１、８２及び一次ポンプ９１、９２は、本発明における「ポンプ」の一例である。

【0021】

２台の蒸気ジェネリンク３１には、それぞれ冷却水循環回路を介して冷却塔３３が接続されており、ターボ冷凍機３２には、冷却水循環回路を介して冷却塔３４が接続されている。これらの各冷却水循環回路には、冷却水ポンプ３５、３６がそれぞれ設けられている。また、２台のＣＧＳ２１には、それぞれ冷却水循環回路を介して冷却塔２６が接続されている。これらの各冷却水循環回路には、冷却水ポンプ２７がそれぞれ設けられている。これら冷却水ポンプ２７、３５、３６は、制御装置５０によって従来公知の方法で制御される。

【0022】

制御装置５０は、例えば、制御盤やパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって実現される。この制御装置５０（コンピュータ）は、ＣＰＵなどの演算装置や、メモリなどの記憶装置を有している。図２に示されるように、制御装置５０は、機能別には、運転バリエーション抽出部５１、第一選択態様抽出部５２、第二選択態様抽出部５３、組合せ抽出部５４、演算部５５、選定部５６、及び、実行部５７を有する。これら運転バリエーション抽出部５１、第一選択態様抽出部５２、第二選択態様抽出部５３、組合せ抽出部５４、演算部５５、選定部５６、及び、実行部５７は、制御装置５０の演算装置が後述する各ステップの処理を実行することで構成される。

【0023】

つまり、制御装置５０の演算装置がステップＳ３の処理を実行することで運転バリエーション抽出部５１が構成され、制御装置５０の演算装置がステップＳ４の処理を実行することで第一選択態様抽出部５２が構成され、制御装置５０の演算装置がステップＳ５の処理を実行することで第二選択態様抽出部５３が構成される。また、制御装置５０の演算装置がステップＳ６の処理を実行することで組合せ抽出部５４が構成され、制御装置５０の演算装置がステップＳ７の処理を実行することで演算部５５が構成される。さらに、制御装置５０の演算装置がステップＳ８の処理を実行することで選定部５６が構成され、制御装置５０の演算装置がステップＳ１０の処理を実行することで実行部５７が構成される。第一選択態様抽出部５２は、本発明における「選択態様抽出部」の一例である。

【0024】

また、制御装置５０には、入力部１２１及び計測部１２２が接続されている。入力部１２１は、例えば、キーボードや、オンラインで送信されたデータを受信するデータ受信装置等により構成される。この入力部１２１には、計算条件が入力され、この入力部１２１に入力された計算条件は、制御装置５０に出力される。計測部１２２は、各種センサによって構成されており、所定の計測データを計測して制御装置５０に計測データを送信する。

【0025】

次に、本発明の一実施形態に係る冷温水供給システムＳによる冷却水供給方法について説明する。

【0026】

なお、以下の説明において、冷温水供給システムＳの各構成要素については、図１、図２を適宜参照することにする。また、以下の説明では、各構成要素の符号を省いている。

【0027】

本発明の一実施形態に係る冷温水供給方法（冷温水供給システムの運転方法）は、図３Ａに示されるステップＳ１〜ステップＳ１１を制御装置が実行することで実現される。図３Ｂ〜図３Ｆには、ステップＳ３〜ステップＳ４、ステップＳ６〜ステップＳ８のより具体的な内容が示されている。以下、図３Ａ〜図３Ｆを参照しながら、ステップＳ１〜ステップＳ１１について順に説明する。以下のステップＳ１〜ステップＳ１１は、冷温水供給システムが起動後に通常運転状態になったときの処理である。

【0028】

また、図４Ａ〜図１７には、本発明の一実施形態に係る冷温水供給方法の具体的な実施例（具体的な数値）が示されている。各ステップの処理と具体的な数値との関係について理解を容易にするために、図４〜図１７には、ステップ番号が付されている。

【0029】

（ステップＳ１）
管理者によって設定された計算条件が入力部に入力されると、この入力部に入力された計算条件が制御装置に出力される。そして、計算条件が制御装置に入力されると、ステップＳ１では、制御装置が計算条件を記憶する。この場合の計算条件は、以下の項目（１）〜（４）である。図４Ａ、図４Ｂには、計算条件の具体的な数値の一例が示されている。

【0030】

（１）ＣＧＳ
・定格出力
・発電効率
・廃熱回収効率（温水、蒸気）
・補機率

【0031】

（２）熱源機
・２台の蒸気ジェネリンクの定格出力、定格流量、定格消費電力、冷房ＣＯＰ
・ターボ冷凍機の定格出力、定格流量、冷房ＣＯＰ
・２台の蒸気ジェネリンクの廃熱温水利用特性
・蒸気−温水熱交換器の定格出力及び定格流量
・温水−温水熱交換器の定格出力及び定格流量
・ボイラの効率

【0032】

（３）熱源機補機
・一次ポンプの定格消費電力、インバータの効率、係数（※）、下限周波数割合
・冷却水ポンプの定格消費電力、インバータの効率、係数、下限周波数割合
・冷却塔の定格消費電力
※ 理論的には、インバータを搭載した一次ポンプの消費電力は回転数の３乗に比例するが、実際は２〜３乗となる。この乗数を、ここではインバータ係数と称する。

【0033】

（４）その他
・最適化条件（最適化指標として、１：廃熱利用量、２：ガス×α＋電力×β）
・係数（α：ガスの単価に相当、β：電力の単価に相当）
・ガスの高位発熱量、低位発熱量、及び、温圧補正係数
・契約電力
・最低買電量
・エネルギー利用条件（１：電気節約、２：ガス節約、３：優先なし）

【0034】

なお、図４Ａ、図４Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、ターボ冷凍機は、蒸気ジェネリンクに対して定格出力及び定格流量が２倍となっており、同様に、蒸気−温水熱交換器は、温水−温水熱交換器に対して定格出力及び定格流量が２倍となっている。

【0035】

（ステップＳ２）
冷温水供給システムが稼働しているときに、計測部は、各種データを計測し、計測データを制御装置に送信する。そして、ステップＳ２では、制御装置が計測データを受信する。この場合の計測データは、以下の項目（１）〜（３）である。図５には、計測データの具体的な数値の一例が示されている。

【0036】

（１）冷房空調機
・要求熱量
・要求流量

【0037】

（２）暖房空調機
・要求熱量
・要求流量

【0038】

（３）電力
・受電電力（冷温水供給システムの受電電力）
・空調消費電力（熱源機や熱源補機の消費電力）
・発電電力（ＣＧＳ１号機及び２号機の発電電力）

【0039】

（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御装置が、ステップＳ２で受信した計測データに基づいて、ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値以下となるＣＧＳの運転バリエーションを抽出する。具体的には、ステップＳ３において、制御装置は、図３Ｂに示されるステップＳ３−１〜ステップＳ３−５を実行する。

【0040】

ステップＳ３−１では、制御装置が、建物全体の電力負荷を算定する。図５には、電力負荷の算定結果の一例が示されている。電力負荷は、受電電力と、２台のＣＧＳの発電電力の合計（内訳１）であり、熱源機や熱源補機の空調消費電力と、建物消費電力の合計（内訳２）に相当する。ただし、２台のＣＧＳの発電電力の合計は、２台のＣＧＳの補機類での消費電力を差し引いた値である。

【0041】

ステップＳ３−２では、制御装置が、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、ＣＧＳを２台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のそれぞれにおいて、ＣＧＳについて許容される発電電力を算出する。受電電力一定制御とは、受電電力が一定値以上となるようＣＧＳの発電電力を制御することである。図６Ａ〜図６Ｄには、各運転の場合において、ＣＧＳについて許容される発電電力の算出結果の一例が示されている。

【0042】

ステップＳ３−３では、制御装置が、何台までのＣＧＳが運転可能か判定する。具体的には、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、ＣＧＳを２台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のそれぞれについて、ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値を超えているか否かを順次判定する。

【0043】

ステップＳ３−４では、制御装置が、計算対象となる運転を決定する。具体的には、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、ＣＧＳを２台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のそれぞれについて、ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値以下である運転がある場合には、この運転を計算対象とし、ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値を超えている運転がある場合には、この運転を計算対象から除外する。図６Ａ〜図６Ｄに示されるように、本実施例では、一例として、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、ＣＧＳを２台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のいずれの場合においても、ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値以下であり、計算対象となる。

【0044】

ステップＳ３−５では、制御装置が、上述の計算対象とした運転を、「ＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から最低買電量を差し引いた値以下となるＣＧＳの運転バリエーション」として抽出し記憶する。

【0045】

このように、ステップＳ３では、制御装置（運転バリエーション抽出部）が、複数のＣＧＳの発電電力の合計値が建物の電力負荷から建物の最低買電量を引いた値以下となる条件を満たす範囲で、複数のＣＧＳについて運転可能なＣＧＳの運転バリエーションを複数抽出する。

【0046】

（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御装置が、ステップＳ２で受信した計測データに基づいて、空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす熱源機の選択態様を抽出する。具体的には、ステップＳ４において、制御装置は、図３Ｃに示されるステップＳ４−１〜ステップＳ４−６を実行する。

【0047】

ステップＳ４−１では、制御装置が、複数の熱源機について全ての選択態様を抽出する。図７Ａに示されるように、本実施例では、一例として、複数の冷房側の熱源機について複数の選択態様Ｃ１〜Ｃ７が抽出されている。Ｃ１は、蒸気ジェネリンク１号機のみを選択した選択態様、Ｃ２は、蒸気ジェネリンク２号機のみを選択した選択態様、Ｃ３は、ターボ冷凍機のみを選択した選択態様である。また、Ｃ４は、蒸気ジェネリンク１号機と蒸気ジェネリンク２号機を選択した選択態様、Ｃ５は、蒸気ジェネリンク１号機とターボ冷凍機を選択した選択態様、Ｃ６は、蒸気ジェネリンク２号機とターボ冷凍機を選択した選択態様、Ｃ７は、蒸気ジェネリンク１号機と蒸気ジェネリンク２号機とターボ冷凍機を選択した選択態様である。

【0048】

また、図７Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、複数の暖房側の熱源機について複数の選択態様Ｈ１〜Ｈ３が抽出されている。Ｈ１は、蒸気−温水熱交換器のみを選択した選択態様、Ｈ２は、温水−温水熱交換器のみを選択した選択態様、Ｈ３は、蒸気−温水熱交換器と温水−温水熱交換器を選択した選択態様である。

【0049】

ステップＳ４−２では、制御装置が、各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量を算出する。図７Ａ、図７Ｂには、各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量の算出結果の一例が示されている。

【0050】

以下、制御装置は、上述のステップＳ４−１において抽出した全ての選択態様について選択態様毎にステップＳ４−３〜Ｓ４−５を実行する。

【0051】

ステップＳ４−３では、制御装置が、熱源機の合計出力がステップＳ２で入力された要求熱量以上であるか判定する。図７Ａに示されるように、本実施例では、一例として、Ｃ５〜Ｃ７の場合に、冷房側の熱源機の合計出力が冷房空調機の要求熱量以上となっている。また、図７Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、Ｈ１〜Ｈ３の場合に、暖房側の熱源機の合計出力が暖房空調機の要求熱量以上となっている。

【0052】

ステップＳ４−４では、制御装置が、熱源機の合計流量がステップＳ２で入力された要求流量以上であるか判定する。図７Ａに示されるように、本実施例では、一例として、Ｃ５〜Ｃ７の場合に、冷房側の熱源機の合計流量が冷房空調機の要求流量以上となっている。また、図７Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、Ｈ１〜Ｈ３の場合に、暖房側の熱源機の合計流量が暖房空調機の要求流量以上となっている。

【0053】

ステップＳ４−５では、制御装置が、上述のステップＳ４−４で判定した選択態様を計算対象とするか決定する。具体的には、上述のステップＳ４−３及びステップＳ４−４の条件を満たす選択態様である場合には、その選択態様を計算対象とし、ステップＳ４−３又はステップＳ４−４の条件を満たさない選択態様である場合には、その選択態様を計算対象から除外する。図７Ａに示されるように、本実施例では、一例として、Ｃ５〜Ｃ７が計算対象とされており、図７Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、Ｈ１〜Ｈ３が計算対象とされている。

【0054】

ステップＳ４−６では、制御装置が、上述の計算対象とした選択態様を、「空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様」として抽出し記憶する。図７Ａに示されるように、本実施例では、一例として、Ｃ５〜Ｃ７が冷房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様として抽出される。また、図７Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、Ｈ１〜Ｈ３が冷房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様として抽出される。

【0055】

このように、ステップＳ４では、制御装置（選択態様抽出部、第一選択態様抽出部）が、計測部の計測結果を得る毎に、複数の冷房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機を選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が冷房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出すると共に、複数の暖房側の熱源機のうち一又は複数の熱源機を選択した複数の選択態様から各選択態様における熱源機の合計出力及び合計流量が暖房空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす選択態様を複数抽出する。

【0056】

（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御装置が、熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様を抽出する。この場合の負荷按分比率とは、複数の熱源機で要求熱量を処理する場合の熱源機毎の処理熱量の比率のことである。また、この場合の負荷率とは、定格出力に対する運転出力の比率のことである。

【0057】

このステップＳ５では、具体的には、ステップＳ４で抽出した熱源機の選択態様のうち駆動源となるエネルギーが異なる熱源機の組合せを、「熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様」として抽出する。図７Ａに示される冷房側の熱源機については、一例として、Ｃ５〜Ｃ７の場合に、蒸気ジェネリンク１号機及び蒸気ジェネリンク２号機の少なくとも一方と、ターボ冷凍機とは、駆動源となるエネルギーが異なるため、Ｃ５〜Ｃ７が熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様として抽出される。一方、図７Ｂに示される暖房側の熱源機については、一例として、Ｈ３の場合に、蒸気−温水熱交換器と、温水−温水熱交換器とは、駆動源となるエネルギーが異なるため、Ｈ３が熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様として抽出される。

【0058】

このように、ステップＳ５では、制御装置（第二選択態様抽出部）が、上述のステップＳ４にて抽出された複数の選択態様のうち複数の熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様を抽出する。

【0059】

（ステップＳ６）
ステップＳ６は、上述のステップＳ５において、熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様が抽出された場合にのみ実行される。このステップＳ６では、制御装置が、熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様について、一次ポンプの流量の組合せを抽出する。具体的には、ステップＳ６において、制御装置は、上述のステップＳ５において抽出した選択態様のそれぞれについて、図３Ｄに示されるステップＳ６−１〜ステップＳ６−１０を実行する。

【0060】

ステップＳ６−１では、制御装置が、上述のステップＳ５で抽出した選択態様について、熱源機をグループ分けする。図８Ａに示されるように、本実施例では、一例として、Ｃ５について、蒸気ジェネリンク１号機がグループ１、ターボ冷凍機がグループ２に分けられ、Ｃ６について、蒸気ジェネリンク２号機がグループ１、ターボ冷凍機がグループ２に分けられ、Ｃ７について、蒸気ジェネリンク１号機及び蒸気ジェネリンク２号機がグループ１、ターボ冷凍機がグループ２に分けられている。また、図８Ｂに示されるように、本実施例では、Ｈ３について、蒸気−温水熱交換器がグループ１、温水−温水熱交換器がグループ２に分けられている。

【0061】

ステップＳ６−２では、制御装置が、グループ１である熱源機とグループ２である熱源機について、これらに対応する一次ポンプのインバータ周波数の組合せ表を作成する。図９Ａは、Ｃ６の例であり、この図９Ａに示されるように、本実施例では、グループ１である蒸気ジェネリンク２号機と、グループ２であるターボの冷凍機について、これらに対応する一次ポンプのインバータ周波数の組合せ表が示されている。

【0062】

ステップＳ６−３では、制御装置が、一次ポンプのインバータ周波数の組合せのそれぞれについて、一次ポンプの合計流量を算出する。図９Ｂには、Ｃ６について、一次ポンプの合計流量の算出結果の一例が示されている。

【0063】

ステップＳ６−４では、制御装置が、一次ポンプの合計流量がステップＳ２で入力された要求流量以上である組合せがあるか判定する。図９Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、色付けされた組合せの場合に、一次ポンプの合計流量がステップＳ２で入力された要求流量以上となる。

【0064】

ステップＳ６−５では、制御装置が、計算対象候補となる組合せを決定する。具体的には、上述のステップＳ６−４の条件を満たす組合せを計算対象候補とし、上述のステップＳ６−４の条件を満たさない組合せを計算対象候補から除外する。図９Ｂに示されるように、本実施例では、一例として、色付けされた組合せが要求流量の条件を満たす組合せとして計算対象候補となる。

【0065】

ステップＳ６−６では、制御装置が、一次ポンプのインバータ周波数の組合せのそれぞれについて、各グループの熱源機の定格出力の合計を算出する。図９Ｃには、Ｃ６について、蒸気ジェネリンクの定格出力とターボ冷凍機の定格出力の算出結果の一例が示されている。

【0066】

ステップＳ６−７では、制御装置が、一次ポンプのインバータ周波数の組合せのそれぞれについて、ステップＳ２で入力された要求熱量を定格出力で按分する。図９Ｄには、Ｃ６について、冷房空調機の要求熱量を定格出力で按分した結果の一例が示されている。冷房空調機の要求熱量を定格出力で按分すると、蒸気ジェネリンク及びターボ冷凍機のそれぞれについての処理熱量（冷水製造量）が得られる。

【0067】

ステップＳ６−８では、制御装置が、各グループの熱源機のそれぞれについて、処理熱量が定格出力以下である組合せがあるか判定する。図９Ｄに示されるように、本実施例では、一例として、色付けされた組合せの場合に、蒸気ジェネリンク及びターボ冷凍機のそれぞれについて、処理熱量が定格出力以下となる。

【0068】

ステップＳ６−９では、制御装置が、計算対象となる組合せを決定する。具体的には、上述のステップＳ６−８の条件を満たす組合せを計算対象とし、上述のステップＳ６−８の条件を満たさない組合せを計算対象から除外する。図９Ｄに示されるように、本実施例では、一例として、色付けされた組合せが要求熱量の条件を満たす組合せとして計算対象となる。

【0069】

ステップＳ６−１０では、制御装置が、上述のステップＳ６−５における要求流量及び上述のステップＳ６−９における要求熱量の条件を同時に満たす組合せを、「一次ポンプの流量の組合せ」として抽出し記憶する。図９Ｅに示されるように、本実施例では、一例として、要求流量及び要求熱量を同時に満たす組合せが色付けされて示されている。

【0070】

なお、図９Ａ〜図９Ｅには、Ｃ６の例について示されているが、Ｃ５の例は、使用する熱源機の種類がＣ６の例と同様であり、ステップＳ６−１０で得られる結果はＣ６の例と同一であるので説明を省略する。

【0071】

図１０Ａ〜図１０Ｅには、上述のステップＳ５においてＣ６の他に抽出されたＣ７について別途計算された例が示されている。つまり、図１０Ａには、ステップＳ６−２に対応して、Ｃ７についての一次ポンプのインバータ周波数の組合せ表が示されている。また、図１０Ｂには、ステップＳ６−３〜ステップＳ６−５に対応して、Ｃ７についての算出結果の一例が示されており、図１０Ｃ、図１０Ｄには、ステップＳ６−６〜ステップＳ６−９に対応して、Ｃ７についての算出結果の一例が示されている。また、図１０Ｅには、ステップＳ６−１０に対応して、Ｃ７について抽出された一次ポンプの流量の組合せの一例が示されている。なお、上述のステップＳ５において抽出されたＨ３の例については図示及び説明を省略する。

【0072】

このように、ステップＳ６では、制御装置（組合せ抽出部）が、計測部の計測結果を得る毎に、複数の一次ポンプについて空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす流量の組合せを複数抽出する。また、ステップＳ６では、制御装置（組合せ抽出部）が、上述のステップＳ５にて抽出された熱源機の負荷按分比率を調整可能な選択態様に対して、複数の一次ポンプについて空調機の要求熱量及び要求流量の条件を満たす流量の組合せを複数抽出する。

【0073】

（ステップＳ７）
ステップＳ７では、制御装置が、全てのケースについてエネルギーを計算する。具体的には、ステップＳ７において、制御装置は、上述のステップＳ３で抽出したＣＧＳの運転バリエーションに上述のステップＳ４で抽出した熱源機の選択態様を掛け合わせた全てのケースについてケース毎に、図３Ｅに示されるステップＳ７−１〜ステップＳ７−９を実行する。なお、ステップＳ７−１〜Ｓ７−４は、暖房側についての処理であり、ステップＳ７−５〜Ｓ７−８は、冷房側についての処理である。

【0074】

ステップＳ７−１では、制御装置が、当該ケースに上述のステップＳ６で抽出した暖房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれているか判断する。当該ケースに暖房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれている場合には、ステップＳ７−２に移行し、当該ケースに暖房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれていない場合には、ステップＳ７−３に移行する。

【0075】

図７Ｂに示されるように、本実施例で言えば、当該ケースが暖房側のＨ３を含む場合には、ステップＳ７−２に移行し、当該ケースが暖房側のＨ３を含まない場合、すなわち、暖房側のＨ１、Ｈ２を含む場合には、ステップＳ７−３に移行する。図１１Ａ、図１１Ｂには、一例として、Ｃ７及びＨ３の場合の暖房側について、ステップＳ７−２〜ステップＳ７−４の処理に対応する計算結果の一例が示されている。

【0076】

ステップＳ７−２では、制御装置が、暖房側の一次ポンプの流量の組合せを抽出する。図１１Ａには、暖房側の一次ポンプの流量の組合せ（暖房側の一次ポンプの負荷按分比率の組合せ）と、その際の暖房側の熱源機の負荷率の組合せの一例が示されている。

【0077】

以下、制御装置は、上述のステップＳ７−２おいて抽出した全ての組合せについて組合せ毎にステップＳ７−３〜Ｓ７−８を実行する。

【0078】

ステップＳ７−３では、制御装置が、暖房側の熱源機の機器稼働状況を計算する。具体的には、ステップＳ７−３において、制御装置は、温水−温水熱交換器については、暖房出力、温水流量、廃熱温水消費熱量、一次ポンプ消費電力を計算し、蒸気−温水熱交換器については、暖房出力、温水流量、廃熱蒸気消費熱量、一次ポンプ消費電力、ガス消費量を計算する。これらの計算式は、以下の通りである。また、図１１Ａには、暖房側の熱源機の機器稼働状況の計算結果の一例が示されている。

【0079】

（１）温水−温水熱交換器について
・暖房出力＝定格出力×負荷率
・温水流量＝一次ポンプ流量
・廃熱温水消費熱量＝暖房出力
・一次ポンプ消費電力＝max（定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（ポンプ負荷率）＾（インバータ係数））
※単位を揃える式は未記載である。

【0080】

（２）蒸気−温水熱交換器について
・暖房出力＝定格出力×負荷率
・温水流量＝一次ポンプ流量
・廃熱蒸気消費熱量＝min（廃熱蒸気製造量、暖房出力）
・一次ポンプ消費電力＝max（定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（ポンプ負荷率）＾（インバータ係数））
・ガス消費量＝（暖房出力−廃熱蒸気消費熱量）÷ボイラ効率÷都市ガス高位発熱量×温圧補正係数
※単位を揃える式は未記載である。
※インバータ下限周波数は計算条件設定で入力させても良い。

【0081】

ステップＳ７−４では、制御装置が、暖房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量を集計する。この計算式は、以下の通りである。また、図１１Ｂには、暖房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。続いて、冷房側の処理に移行する。

【0082】

・廃熱利用量（温水）＝「温水−温水熱交換器の廃熱温水消費熱量」
・廃熱利用量（蒸気）＝「蒸気−温水熱交換器の廃熱蒸気消費熱量」
・エネルギー消費量（電力）＝「温水−温水熱交換器の温水一次ポンプ消費電力」＋「蒸気−温水熱交換器の温水一次ポンプ消費電力」
・エネルギー消費量（ガス）＝「蒸気−温水熱交換器のガス消費量」
※単位を揃える式は未記載である。

【0083】

ステップＳ７−５では、制御装置が、当該ケースに上述のステップＳ６で抽出した冷房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれているか判断する。当該ケースに冷房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれている場合には、ステップＳ７−６に移行し、当該ケースに冷房側の一次ポンプの流量の組合せが含まれていない場合には、ステップＳ７−７に移行する。

【0084】

図７Ａに示されるように、本実施例で言えば、当該ケースに冷房側のＣ５〜Ｃ７を含む場合には、ステップＳ７−６に移行し、当該ケースに冷房側のＣ５〜Ｃ７の選択態様を含まない場合、すなわち、冷房側のＣ１〜Ｃ４を含む場合には、ステップＳ７−７に移行する。図１１Ｃ、Ｄには、一例として、Ｃ７及びＨ３の場合の冷房側について、ステップＳ７−６〜ステップＳ７−８の処理に対応する計算結果の一例が示されている。

【0085】

ステップＳ７−６では、制御装置が、冷房側の一次ポンプの流量の組合せを抽出する。図１１Ｃ、図１１Ｄには、冷房側の一次ポンプの流量の組合せと、その際の冷房側の熱源機の負荷率の組合せの一例が示されている。

【0086】

以下、制御装置は、上述のステップＳ７−６おいて抽出した全ての組合せについて組合せ毎にステップＳ７−７〜Ｓ７−８を実行する。

【0087】

ステップＳ７−７では、制御装置が、冷房側の熱源機の機器稼働状況を計算する。具体的には、ステップＳ７−７において、制御装置は、蒸気ジェネリンクについては、冷房出力、冷水流量、廃熱温水消費熱量、消費電力、ガス消費量を計算し、ターボ冷凍機については、冷房出力、冷水流量、消費電力を計算する。これらの計算式は、以下の通りである。また、図１１Ｃには、冷房側の熱源機の機器稼働状況の計算結果の一例が示されている。

【0088】

（１）蒸気ジェネリンクについて
・冷房出力＝定格出力×負荷率
・冷水流量＝一次ポンプ流量
・廃熱温水消費熱量＝min（Ａ、Ｂ、Ｃ）
Ａ＝a×負荷率＋b
Ｂ＝a’×負荷率＋b’
※a、b、a’、b’は計算条件設定にて入力
Ｃ＝廃熱温水製造量−暖房側廃熱温水消費熱量
・冷房出力（廃熱温水）＝廃熱温水消費熱量×冷房ＣＯＰ（温水）
・廃熱蒸気消費熱量＝min（Ｄ、Ｅ）
Ｄ＝（冷房出力−冷房出力（温水））÷冷房ＣＯＰ
Ｅ＝廃熱蒸気製造量−暖房側廃熱蒸気消費熱量
・冷房出力（廃熱蒸気）＝廃熱蒸気消費熱量×冷房ＣＯＰ
・冷房出力（ガス蒸気）＝冷房出力−冷房出力（廃熱温水）−冷房出力（廃熱蒸気）
・一次ポンプ消費電力＝max(定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（ポンプ負荷率）＾（インバータ係数）)
・消費電力（冷却水ポンプ）＝max(定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（熱源機負荷率）＾（インバータ係数）)
・消費電力（冷却塔）＝定格消費電力×熱源機負荷率
・消費電力（本体）＝if(熱源機負荷率>0,熱源機定格消費電力,0)
・ガス消費量＝冷房出力（ガス蒸気）÷冷房ＣＯＰ÷ボイラ効率÷都市ガス高位発熱量×温圧補正係数
※単位を揃える式は未記載である。
※インバータ下限周波数は計算条件設定で入力させても良い。

【0089】

（２）ターボ冷凍機について
・冷房出力＝定格出力×負荷率
・冷水流量＝一次ポンプ流量
・一次ポンプ消費電力＝max(定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（ポンプ負荷率）＾（インバータ係数）)
・消費電力（冷却水ポンプ）＝max(定格消費電力÷インバータ効率×（インバータ下限周波数割合）＾（インバータ係数）,定格消費電力÷インバータ効率×（熱源機負荷率）＾（インバータ係数）)
・消費電力（冷却塔）＝定格消費電力×熱源機負荷率
・消費電力（本体）＝冷房出力÷冷房ＣＯＰ
※単位を揃える式は未記載である。
※インバータ下限周波数は計算条件設定で入力させても良い。

【0090】

ステップＳ７−８では、制御装置が、冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量を集計する。図１１Ｄには、冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。

【0091】

ステップＳ７−９では、制御装置が、暖房側と冷房側の熱源機の機器稼働状況の集計と、暖房側と冷房側の熱源機の廃熱利用量の集計と、暖房側と冷房側の熱源機のエネルギー消費量の集計を実施する。図１１Ｅには、暖房側と冷房側の熱源機の機器稼働状況の集計結果の一例が示されており、図１１Ｆには、暖房側と冷房側の熱源機の廃熱利用量の集計結果の一例と、暖房側と冷房側の熱源機のエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。

【0092】

また、図１２Ａ〜図１２Ｆには、Ｃ７及びＨ１の場合の計算結果の一例が示されている。つまり、図１２Ａには、暖房側の一次ポンプの流量及びその際の熱源機の負荷率の組合せ、暖房側の熱源機の機器稼働状況の計算結果の一例が示されており、図１２Ｂには、暖房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。また、図１２Ｃには、冷房側の一次ポンプの流量及びその際の熱源機の負荷率の組合せ、冷房側の熱源機の機器稼働状況の計算結果の一例が示されており、図１２Ｄには、冷房側の熱源機の廃熱利用量とエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。さらに、図１２Ｅには、暖房側と冷房側の熱源機の機器稼働状況の集計結果の一例が示されており、図１２Ｆには、暖房側と冷房側の熱源機の廃熱利用量の集計結果の一例と、暖房側と冷房側の熱源機のエネルギー消費量の集計結果の一例が示されている。

【0093】

このように、ステップＳ７では、制御装置（演算部）が、上述のステップＳ４にて抽出された冷房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量を演算すると共に、上述のステップＳ４にて抽出された暖房側の熱源機の複数の選択態様の各々について熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量を演算する。また、ステップＳ７では、制御装置（演算部）が、上述のステップＳ３にて抽出された複数の運転バリエーションに上述のステップＳ４にて抽出された複数の選択態様を掛け合わせた複数のケースについてエネルギー消費量及び廃熱利用量を演算する。さらに、ステップＳ７では、制御装置（演算部）が、上述のステップＳ６にて抽出された複数の流量の組合せについて組合せ毎に複数の熱源機のエネルギー消費量及び廃熱利用量を演算する。

【0094】

（ステップＳ８）
ステップＳ８では、制御装置が、最適解を抽出する。具体的には、ステップＳ８において、制御装置は、図３Ｆに示されるステップＳ８−１〜ステップＳ８−８を実行する。

【0095】

ステップＳ８−１では、制御装置が、上記処理した全てのケースで、受電電力が契約電力を上回るか判断する。全てのケースで受電電力が契約電力を上回る場合には、ステップＳ８−２に移行し、全てのケースで受電電力が契約電力を上回らない場合には、ステップＳ８−３に移行する。本実施例では、一例として、全てのケースで受電電力が契約電力を下回っている。

【0096】

ステップＳ８−２では、制御装置が、消費電力が最も少ない選択態様を選定する。

【0097】

ステップＳ８−３では、制御装置が、最適化指標が廃熱利用量であるか判断する。この最適化指標は、上述のステップＳ１の計算条件にて最適化条件として設定されたものである。最適化指標が廃熱利用量である場合には、ステップＳ８−４に移行し、廃熱利用量が最も大きい計算ケースを選定する。一方、最適化指標が廃熱利用量でない場合には、ステップＳ８−５に移行する。

【0098】

ステップＳ８−５では、制御装置が、エネルギーの利用条件が何であるか判断する。エネルギー利用条件がガス節約である場合には、ステップＳ８−６に移行し、エネルギー利用条件が電気節約ガス節約である場合には、ステップＳ８−７に移行し、エネルギー利用条件が優先無しである場合には、ステップＳ８−８に移行する。

【0099】

ステップＳ８−６では、制御装置が、ガス消費量が最も少ない計算ケースを選定する。

【0100】

ステップＳ８−７では、制御装置が、電力消費量が最も少ない計算ケースを選定する。

【0101】

ステップＳ８−８では、制御装置が、ガス消費×α＋電力消費×βが最も小さい計算ケースを選定する。ここで、指定したガス消費量以上で、ガス消費×α＋電力消費×βが最も小さいケースを選定するなど、制約条件を追加しても良い。

【0102】

図４Ｂに示されるように、本実施例では、エネルギー利用条件が優先無しに設定されており、これに対応する例が図１３Ａ〜図１６Ｂに示されている。図１３Ａ〜図１６Ｂに示されるように、本実施例において、ガス消費×α＋電力消費×βが最も小さい計算ケースは、ＮＯ．１１であるので、制御装置は、ＮＯ．１１を最適解として抽出する。

【0103】

このように、ステップＳ８では、制御部（選定部）が、上述のステップＳ７の演算結果に基づいて、複数の冷房側の熱源機及び複数の暖房側の熱源機からエネルギー消費量が最も少ない冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せ又は廃熱利用量が最も多い冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せを選定する。また、このステップＳ８では、制御部（選定部）が、上述のステップＳ７の演算結果に基づいて、複数の流量の組合せから複数の熱源機のエネルギー消費量が最も少なくなる流量の組合せ又は廃熱利用量が最も多くなる流量の組合せを選定する。

【0104】

（ステップＳ９）
ステップＳ９では、制御装置が、上記ステップＳ１〜ステップＳ８が繰り返し実行される毎に得られる最適解が同じである状態が一定時間経過したか判断する。制御装置は、最適解が同じである状態が一定時間経過するまで、上記ステップＳ１〜ステップＳ８を繰り返し実行する。そして、最適解が同じである状態が一定時間経過すると、ステップＳ１０に移行する。

【0105】

（ステップＳ１０）
ステップＳ１０では、制御装置が、最適解での運転を実行する。具体的には、ステップＳ１０において、制御装置は、上述のステップＳ８で抽出した最適解で運転されるように、ＣＧＳの運転バリエーション（運転台数）に関する制御信号、各熱源機の稼動や停止に関する制御信号、さらに一次ポンプのインバータにインバータ制御信号を出力する。

【0106】

制御装置から出力されたインバータ制御信号がインバータに入力されると、インバータの周波数が増減されることにより、一次ポンプの回転数、ひいては、一次ポンプの流量が増減される。

【0107】

このように、ステップＳ１０では、制御装置（実行部）が、上述のステップＳ８にて選定されたＣＧＳの運転バリエーション（運転台数）にてＣＧＳの運転を実行させる。また、このステップＳ１０では、制御装置（実行部）が、上述のステップＳ８にて選定された冷房側の熱源機と暖房側の熱源機との組合せで冷房側の熱源機及び暖房側の熱源機の運転を実行させる。さらに、このステップＳ１０では、制御装置（実行部）が、上述のステップＳ８にて選定された流量の組合せで複数の一次ポンプの運転を実行させる。

【0108】

（ステップＳ１１）
ステップＳ１１では、制御装置が、所定時間が経過したか判断する。この場合の時間は、原則として、一次ポンプの流量が変更されてから熱源機の駆動が安定するまでの時間に相当する。制御装置は、所定時間が経過するまでステップＳ１１を繰り返し実行し、所定時間が経過した場合には、上述のステップＳ２に戻る。

【0109】

そして、上述のステップＳ２〜ステップＳ１１の処理が繰り返し実行される。本発明の一実施形態に係る冷温水供給方法では、以上の要領で、冷房空調機に冷水が供給されると共に、暖房空調機に温水が供給される。

【0110】

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

【0111】

以上詳述したように、本発明の一実施形態によれば、冷房側及び暖房側の空調機の要求熱量及び要求流量を同時に満たした上で、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない熱源機の組合せ、又は、廃熱利用量が最も多い熱源機の組合せで、冷房側の熱源機及び暖房側の熱源機の運転が実行される。したがって、要求熱量を基に、予め設定した負荷率を基準として、熱源機の稼働台数の増加及び減少を行う場合に比して、要求熱量のみでなく要求流量をも満たすと共に、熱源機の稼働台数の増加及び減少する際の負荷率を、要求熱量や要求流量等の情報に基づき常に最適な負荷率に変化させることができるため、より一層の省エネルギー化を図ることができる。

【0112】

また、本発明の一実施形態によれば、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない一次ポンプ流量の組合せ、又は、廃熱利用量が最も多くなる一次ポンプ流量の組合せで一次ポンプの運転が実行される。これにより、熱源機は、最適な比率に負荷按分された状態で運転される。したがって、流量比率を一律にし、一次ポンプの消費エネルギーのみを最小化するよう制御する場合に比して、流量比率を最適な比率に調整しつつ、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最小となるよう、又は、廃熱利用量が最大となるよう制御されるため、より一層の省エネルギー化を図ることができる。

【0113】

また、本発明の一実施形態によれば、熱源機本体やその他補機を含めた全体のエネルギー消費量が最も少なくなるような発電機の運転台数、又は、廃熱利用量が最も多くなるような発電機の運転台数で、発電機の運転が実行される。したがって、予め発電機の運転台数をスケジュール設定する場合に比して、随時、最適な発電機の運転台数に自動的に見直されるため、より一層の省エネルギー化を図ることができる。

【0114】

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

【0115】

上記実施形態において、制御対象は、熱源機、熱源機とＣＧＳ、一次ポンプ、一次ポンプと熱源機、一次ポンプと熱源機とＣＧＳのいずれかでも良い。

【0116】

なお、制御対象を熱源機のみとした場合、ＣＧＳの運転状態と一次ポンプの流量は所与の条件とした上で、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない熱源機の組合せ、又は、廃熱利用量が最も多い熱源機の組合せが演算により選定され、冷房側及び暖房側の熱源機の運転が実行される。

【0117】

また、制御対象を熱源機とＣＧＳとした場合、一次ポンプの流量を所与の条件とした上で、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない熱源機の組合せとＣＧＳの運転バリエーション、又は、廃熱利用量が最も多い熱源機の組合せとＣＧＳの運転バリエーションが演算により選定され、冷房側及び暖房側の熱源機とＣＧＳの運転が実行される。

【0118】

また、制御対象を冷水一次ポンプのみとした場合、ＣＧＳの運転状態及び熱源機の運転台数は所与の条件とした上で、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない流量の組合せ、又は、廃熱利用量が最も多い流量の組合せが演算により選定され、一次ポンプの運転及び流量調整が実行される。

【0119】

また、制御対象を一次ポンプと熱源機とした場合、ＣＧＳの運転状態は所与の条件とした上で、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない熱源機の組合せと流量の組合せ、又は、廃熱利用量が最も多い熱源機の組合せと流量の組合せが演算により選定され、冷房側及び暖房側の熱源機の運転と一次ポンプの運転及び流量調整が実行される。

【0120】

また、制御対象を一次ポンプと熱源機とＣＧＳとした場合は、上記実施形態の通り、発電機や熱源機、一次ポンプ等の合計のエネルギー消費量が最も少ない熱源機の組合せと流量の組合せとＣＧＳの運転バリエーション、又は、廃熱利用量が最も多い熱源機の組合せと流量の組合せとＣＧＳの運転バリエーションが演算により選定され、冷房側及び暖房側の熱源機の運転と一次ポンプの運転及び流量調整とＣＧＳの運転が実行される。

【0121】

また、上記実施形態において、冷却水ポンプや冷却塔などの消費電力も計算しているが、簡略化のため、この計算を省略しても良い。

【0122】

また、上記実施形態において、複数の冷房側の熱源機は、電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱源機、蒸気を駆動源とする熱源機、温水及びガスを駆動源とする熱源機、温水及び蒸気を駆動源とする熱源機のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って冷房空調機に冷水を供給するのであれば、どのような組合せでも良い。

【0123】

また、上記実施形態において、複数の暖房側の熱源機は、電気を駆動源とする熱源機、ガスを駆動源とする熱源機、温水を駆動源とする熱交換器、蒸気を駆動源とする熱交換器のいずれかである熱源機を複数含み、エネルギー消費及び廃熱利用の少なくとも一方を伴って暖房空調機に温水を供給するのであれば、どのような組合せでも良い。

【0124】

また、上記実施形態では、温水循環回路にて、複数の蒸気ジェネリンクに対して、温水−温水熱交換器が直列に接続されているが、複数の蒸気ジェネリンクに対して、温水−温水熱交換器が並列に接続されていても良い。

【0125】

また、上記実施形態では、温水及び蒸気のどちらか一方を生成する発電機のみが適用されても良い。

【0126】

また、上記実施形態では、ＣＧＳや蒸気ボイラの部分負荷効率特性を考慮しても良い。また、熱源機の部分負荷効率特性や冷却水温度特性を考慮しても良い。さらに、ＣＧＳ、熱源機、蒸気ボイラの実稼働データを元に、部分負荷効率特性を機器劣化の影響も含めて学習し、その学習された部分負荷効率特性を用いても良い。

【0127】

また、上記実施形態において、一次ポンプは、熱源機の還り管側に設けられているが、往き管側に設けられていても良い。

【0128】

また、上記実施形態において、αは、ガスの単価に相当し、ベータは、電力の単価に相当しているが、単価に限らず、ＣＯ２排出係数や一次エネルギー原単位としても良い。

【0129】

また、上記実施形態では、ステップＳ７において、エネルギー消費量及び廃熱利用量の両方を演算するが、エネルギー消費量及び廃熱利用量のどちらか一方のみを演算しても良い。

【0130】

また、上記実施形態では、熱源機の選択態様を抽出する際、空調機の要求熱量及び要求流量を満たす選択態様を全て抽出しているが、これ以外に、別途設置される熱源台数制御盤にて設定されている熱源機の起動優先順位を示した複数の台数制御モードに基づき、各モードにおいて空調機の要求熱量及び要求流量を満たす熱源機の選択態様を抽出し、制御の実行時には熱源台数制御盤に対して台数制御モードを指定する方法を用いても良い。

【0131】

また、上記実施形態は、ＣＧＳが２台設置されている場合の例であるが、ＣＧＳが１台又は３台以上の複数台設置されていても良い。ＣＧＳが１台設置されている場合、ステップＳ３−２において、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のそれぞれにおいて、ＣＧＳが運転可能か否かを判定してＣＧＳの運転バリエーションを抽出する。発電機が３台設置されている場合、ステップＳ３−２において、ＣＧＳを０台運転にした場合、ＣＧＳを１台運転にした場合、ＣＧＳを２台運転にした場合、ＣＧＳを３台運転にした場合、受電電力一定制御運転にした場合のそれぞれにおいて、ＣＧＳが運転可能か否かを判定してＣＧＳの運転バリエーションを抽出する。

【0132】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0133】

Ｓ 冷温水供給システム
１１ 冷房空調機
１２ 暖房空調機
２０ 廃熱供給系統
２１ ＣＧＳ
２２ 蒸気ボイラ
２３ 蒸気循環回路
２４ 温水循環回路
３０ 冷水製造系統
３１ 蒸気ジェネリンク
３２ ターボ冷凍機
４０ 温水製造系統
４１ 温水熱交換器
４２ 温水熱交換器
５０ 制御装置
５１ 運転バリエーション抽出部
５２ 第一選択態様抽出部
５３ 第二選択態様抽出部
５４ 抽出部
５５ 演算部
５６ 選定部
５７ 実行部
６０ 冷水供給回路
７０ 温水供給回路
８１ 一次ポンプ
８２ 一次ポンプ
９１ 一次ポンプ
９２ 一次ポンプ
１０１、１０２ インバータ
１１１、１１２ インバータ
１２１ 入力部
１２２ 計測部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図11F】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】

【図12F】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図17】