特許 7034193 熱源運転支援システム

(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】

(24)【登録日】2022-03-03

(45)【発行日】2022-03-11

(54)【発明の名称】熱源運転支援システム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20120101AFI20220304BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020046366

(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公開番号】P2021149273

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2020-07-27

(73)【特許権者】

【識別番号】509086464

【氏名又は名称】株式会社関電エネルギーソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤江 真也

(72)【発明者】

【氏名】上村 泰

(72)【発明者】

【氏名】阿部 幸司

【審査官】久宗 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３１７０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４４９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００１８１２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱源システムに設けられた複数の熱源機器に関する運転計画を作成する熱源運転支援システムであって、
前記熱源システムの熱負荷の需要を予測する負荷予測手段と、
前記熱源機器の入口側における熱媒体の入口温度と前記熱源機器の出口側における熱媒体の出口温度との温度差を同一とすべき２以上の熱源機器が同時に稼働している場合に前記２以上の熱源機器における各前記温度差を同一にするとの条件を示す同一温度差条件を、前記熱源システムに関する制約条件の１つとして設定する条件設定手段と、
前記予測された熱負荷の需要を満たすための前記運転計画として、前記複数の熱源機器の各々の機器特性と前記同一温度差条件とを含む前記制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する運転計画作成手段と、
前記作成された最適運転計画を前記熱源システムに出力する運転計画出力手段と、
気象情報提供サーバから気象情報を取得する情報取得手段と、
気象情報に対応する各前記機器特性を記憶する記憶手段とを備える、熱源運転支援システム。

【請求項2】

前記複数の熱源機器は、固定速の熱源機器と、可変速の熱源機器とを含む、請求項１に記載の熱源運転支援システム。

【請求項3】

前記熱源機器の出口側に接続された往ヘッダから前記熱源システムの熱負荷に供給される熱媒体の第１温度を取得する温度取得手段と、
前記第１温度に基づいて、停止中の熱源機器のうちの少なくとも１つを起動させるか否かを判断する判断手段と、
前記起動させると判断された熱源機器に対して、当該熱源機器を起動させるための起動指令を出力する指令出力手段とをさらに備える、請求項１または２に記載の熱源運転支援システム。

【請求項4】

前記判断手段は、
前記熱媒体が冷水であり、かつ前記複数の熱源機器の各々が冷熱源機器である場合、前記第１温度が第１閾値以上に上昇した場合に、前記停止中の熱源機器のうちの少なくとも１つを起動させると判断し、
前記熱媒体が温水であり、かつ前記複数の熱源機器の各々が温熱源機器である場合、前記第１温度が第２閾値以下に低下した場合に、前記停止中の熱源機器のうちの少なくとも１つを起動させると判断する、請求項３に記載の熱源運転支援システム。

【請求項5】

前記温度取得手段は、前記熱負荷から、前記熱源機器の入口側に接続された還ヘッダへ供給される熱媒体の第２温度を取得し、
前記判断手段は、前記第２温度に基づいて、稼働中の熱源機器のうちの少なくとも１つを停止させるか否かを判断し、
前記指令出力手段は、前記停止させると判断された熱源機器に対して、当該熱源機器を停止させるための停止指令を出力する、請求項３または４に記載の熱源運転支援システム。

【請求項6】

前記判断手段は、
前記熱媒体が冷水であり、かつ前記複数の熱源機器の各々が冷熱源機器である場合、前記第２温度が第３閾値以下に低下した場合に、前記稼働中の熱源機器のうちの少なくとも１つを停止させると判断し、
前記熱媒体が温水であり、かつ前記複数の熱源機器の各々が温熱源機器である場合、前記第２温度が第４閾値以上に上昇した場合に、前記稼働中の熱源機器のうちの少なくとも１つを停止させると判断する、請求項５に記載の熱源運転支援システム。

【請求項7】

前記負荷予測手段は、学習済モデルに対して前記気象情報を入力することにより、将来の前記熱負荷の需要を算出し、
前記学習済モデルは、前記気象情報が入力されると、将来の前記熱負荷の需要を出力するように、学習用データセットを用いた学習処理がなされており、
前記学習済モデルは、リカレントニューラルネットワークである、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱源運転支援システム。

【請求項8】

熱源システムに設けられた複数の熱源機器に関する運転計画を作成する熱源運転支援システムであって、
前記熱源システムの熱負荷の需要を予測する負荷予測手段と、
前記熱源機器の入口側における熱媒体の入口温度と前記熱源機器の出口側における熱媒体の出口温度との温度差を同一とすべき２以上の熱源機器が同時に稼働している場合に前記２以上の熱源機器における各前記温度差を同一にするとの条件を示す同一温度差条件を、前記熱源システムに関する制約条件の１つとして設定する条件設定手段と、
前記予測された熱負荷の需要を満たすための前記運転計画として、前記複数の熱源機器の各々の機器特性と前記同一温度差条件とを含む前記制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する運転計画作成手段と、
前記作成された最適運転計画を前記熱源システムに出力する運転計画出力手段とを備え、
前記熱源機器の前記機器特性は、温度毎の、前記熱源機器の負荷率または処理熱量と、前記熱源機器の消費エネルギーと、前記入口温度および前記出口温度の前記温度差との関係を示す特性データを含む、熱源運転支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱源運転支援システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、業務用建物の空調システムでは、非常時を想定した多様なエネルギー源を利用する熱源システムの導入が進んでいる。熱源システムは、電力、都市ガス、石油などのエネルギーを利用して、冷凍機、ボイラ、コジェネレーションなどの各種の熱源機器を運転することにより、冷水や蒸気などの熱エネルギーを生成し、工場やビル建物などの需要家に供給する。熱源システムでは、運転コストを最小にする最適運転計画スケジュールが作成され、この最適運転スケジュールに基づいて熱源機器の運転制御が行われている。

【0003】

例えば、特開２０１８－１０１１７０号公報（特許文献１）に係る熱源運転計画算出装置は、各熱源機器の運用に関する運用条件と、計画期間全体に対して適用される購入エネルギー量に関する通期制約とを定式化し、得られた関数式を最適化処理することにより、計画期間の各区間における各熱源機器の発停および負荷率の少なくとも一方を示す熱源運転計画を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１０１１７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に、複数の熱源機器を並列的に起動している場合には、各熱源機器の負荷率が等しく制御され、等負荷率制御の制約条件下で運転計画が算出される。この場合、性能特性が異なる熱源機器であっても同一負荷率で運転することになる。例えば、運転効率が最大となる負荷率は、インバータ機で構成された熱源機器と、固定速機で構成された熱源機器とでは異なるため、全体として最適な運転効率で運転していることにはならない。

【0006】

本開示のある局面における目的は、熱源システムに含まれる複数の熱源機器をできるだけ効率よく運転させることが可能な熱源運転支援システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ある実施の形態に従うと、熱源システムに設けられた複数の熱源機器に関する運転計画を作成する熱源運転支援システムが提供される。熱源運転支援システムは、熱源システムの熱負荷の需要を予測する負荷予測手段と、熱源機器の入口側における熱媒体の入口温度と熱源機器の出口側における熱媒体の出口温度との温度差を同一とすべき２以上の熱源機器が同時に稼働している場合に２以上の熱源機器における各温度差を同一にするとの条件を示す同一温度差条件を、熱源システムに関する制約条件の１つとして設定する条件設定手段と、予測された熱負荷の需要を満たすための運転計画として、複数の熱源機器の各々の機器特性と同一温度差条件とを含む制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する運転計画作成手段と、作成された最適運転計画を熱源システムに出力する運転計画出力手段とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によると、熱源システムに含まれる複数の熱源機器をできるだけ効率よく運転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】熱源運転支援システムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】熱源システムの構成の一例を示す図である。

【図3】熱源運転装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】本実施の形態に従う負荷予測の結果を示す図である。

【図5】熱源機器の負荷率とＣＯＰとの関係を示す図である。

【図6】熱源機器の特性データの一例を示す図である。

【図7】熱源運転支援システムの機能構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0011】

＜全体構成＞
（熱源運転支援システム）
図１は、熱源運転支援システム１０００の全体構成の一例を示す図である。図１を参照して、熱源運転支援システム１０００は、熱源システム５００に設けられた複数の熱源機器に関する運転計画を作成する。具体的には、熱源運転支援システム１０００は、熱源運転装置１００と、データ記憶装置３００と、中継装置４００とを含む。

【0012】

熱源運転装置１００、データ記憶装置３００、および中継装置４００は、ネットワーク回線２１０で接続されており、これらは互いに通信可能に構成される。中継装置４００は、熱源運転装置１００と熱源システム５００との通信を中継するための装置である。中継装置４００は、ネットワーク回線２２０を介して熱源システム５００と接続されている。ネットワーク回線２１０，２２０は、例えば、ＢＡＣｎｅｔと呼ばれる、ビル用ネットワークのための通信プロトコル規格に準ずるものであるが、これ以外の通信プロトコル規格であってもよい。

【0013】

サーバ２００は、例えば、気象庁または気象会社が運用している装置である。サーバ２００は、過去、現在、未来の全国各地の気象情報を提供する。具体的には、サーバ２００は、過去の実績気象データ（例えば、気温、湿度、日射量等）、予想気象データ（例えば、予想気温、予想湿度、予想日射量等）の情報を提供する。熱源運転装置１００は、サーバ２００と通信可能に構成されており、サーバ２００から提供される気象情報を一定間隔（例えば、１時間）毎に受信する。

【0014】

データ記憶装置３００は、例えば、ネットワークハードディスクであり、各種データを記憶する。データ記憶装置３００は、熱源システム５００内の各熱源機器の運転状態を示すデータ、熱源運転装置１００で作成される各熱源機器の運転計画データ等を記憶する。また、熱源運転装置１００と中継装置４００とがデータをやり取りする際の当該データの格納用としても利用される。データ記憶装置３００の機能は、熱源運転装置１００に設けられたハードディスク、あるいは、クラウドストレージで代替することもできる。

【0015】

熱源運転装置１００は、熱源システム５００の各熱源機器を効率的に運転させるために、各熱源機器の運転情報を含む運転計画を作成し、当該運転計画を中継装置４００を介して熱源システム５００に送信する。熱源システム５００の各熱源機器は、当該運転計画に従って運転する。

【0016】

熱源運転装置１００は、気象情報および熱源システム５００の実測データに基づいて、所定期間において熱源システム５００に求められる熱負荷の需要を予測する。熱源運転装置１００は、予測した熱負荷需要、熱源システム５００内の各熱源機器の機器特性、各熱源機器の運転方式等を含む制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する。運転計画は、各熱源機器の発停情報と、各熱源機器が処理すべき処理熱量とを含む。

【0017】

中継装置４００は、熱源運転装置１００と熱源システム５００との通信を中継する役割の他に次のような機能を有する。例えば、中継装置４００は、各熱源機器の運転状態を示すデータを受信し、当該データに基づいて各熱源機器の発停を見直す機能、熱源システム５００の運転状態を熱源運転装置１００に連携する機能、熱源運転装置１００に不具合が発生した場合に熱源システム５００内の自動制御設備に指示して熱源機器２の運転を続行させる指令を送信する機能等を有している。

【0018】

（熱源システム）
図２は、熱源システム５００の構成の一例を示す図である。図２を参照して、熱源システム５００は、ビル等の空調システムで用いられ、複数の熱源機器２を備える熱源システムである。一般的に、ビル等の建物の熱負荷は、冷熱負荷および温熱負荷があり、季節や時間に応じて負荷熱量は変化する。

【0019】

図２を参照して、熱源システム５００は、熱源機器２ａ～２ｃ（以下「熱源機器２」とも総称する。）と、冷水ポンプ３ａ～３ｃ（以下「冷水ポンプ３」とも総称する。）と、冷却水ポンプ４ａ～４ｃ（以下「冷却水ポンプ４」とも総称する。）と、冷却塔５ａ～５ｃ（以下「冷却塔５」とも総称する。）と、二次ポンプ７ａ，７ｂ（以下「二次ポンプ７」とも総称する。）と、往ヘッダ３１と、還ヘッダ３２と、二次ヘッダ４０と、冷熱負荷５０と、自動制御設備６０とを含む。中継装置４００、自動制御設備６０、および各熱源機器２はネットワーク回線で接続されている。中継装置４００は、自動制御設備６０を介して、各熱源機器２等と各種情報をやり取りする。

【0020】

熱源システム５００は、空調機やファンコイル等の熱負荷に供給する熱媒体（例えば、水）を冷却する熱源機器２を３台有している。各熱源機器２は、冷熱負荷５０に対して並列に設置されている。なお、説明の容易化のため、本実施形態においては、各熱源機器２が熱媒体を冷却して冷熱負荷５０に供給する場合を例示して説明する。

【0021】

熱源機器２は、冷水を出力する水冷式の熱源機器（例えば、ターボ冷凍機、ガス吸収冷温水機等）である。また、各熱源機器２の補機として、冷水ポンプ３、冷却水ポンプ４、および冷却塔５が設けられている。本実施の形態では、熱源機器２ａは、圧縮機が固定速とされた固定速熱源機器であるとする。熱源機器２ｂ，２ｃは、圧縮機が可変速とされたインバータ駆動圧縮機を備える可変速熱源機器であるとする。また、冷水ポンプ３は、インバータモータによって駆動される可変速ポンプであり、回転数を可変とすることで可変流量制御される。なお、熱源機器２は、冷水を出力する空冷式の熱源機器（例えば、空冷ヒートポンプ等）であってもよい。この場合、冷却水ポンプ４および冷却塔５は不要となる。

【0022】

各熱源機器２は、往ヘッダ３１と還ヘッダ３２との間に配管で接続されている。具体的には、熱源機器２の出口側（冷水の流れからみて下流側）に往ヘッダ３１が接続され、熱源機器２の入口側（冷水の流れからみて上流側）に還ヘッダ３２が接続されている。冷水ポンプ３は、熱源機器２と還ヘッダ３２との間に接続される。熱源機器２と冷却塔５との間を冷却水が循環する経路が構成されており、その循環動力として冷却水ポンプ４が配置されている。

【0023】

往ヘッダ３１と二次ヘッダ４０との間には、二次ポンプ７ａ，７ｂが配置される。なお、二次ポンプ７の台数は２台に限定されるものではない。二次ヘッダ４０と還ヘッダ３２との間には、冷熱負荷５０がある。冷熱負荷５０は、室内の冷房のために取り去るべき熱量である。

【0024】

往ヘッダ３１には、各熱源機器２において冷却された熱媒体（ここでは、冷水）が集められる。往ヘッダ３１に集められた冷水は、冷熱負荷５０に供給される。往ヘッダ３１の下流側には、往ヘッダ３１から冷熱負荷５０へ供給される冷水の往温度Ｔｇを計測するための温度センサ（不図示）が設けられている。温度センサの検出情報（往温度Ｔｇ）は、自動制御設備６０を介して中継装置４００に送信される。なお、当該温度センサは、二次ヘッダ４０の下流側に設けられていてもよい。

【0025】

冷熱負荷５０にて空調等に供されて昇温した冷水は、還ヘッダ３２に送られる。還ヘッダ３２の上流側には、冷熱負荷５０から還ヘッダ３２へ供給される冷水の還温度Ｔｒを計測するための温度センサ（不図示）が設けられている。温度センサの検出情報（還温度Ｔｒ）は、自動制御設備６０を介して中継装置４００に送信される。還ヘッダ３２に流れ込んだ冷水は、分岐され、各熱源機器２へと分配される。

【0026】

往ヘッダ３１と還ヘッダ３２との間には、バイパス管３３が設けられている。バイパス管３３は、往ヘッダ３１と還ヘッダ３２間の圧力を等しくする役割を有し、冷熱負荷５０と熱源機器２との処理熱量の関係で流れる流量が変化する。

【0027】

各冷水ポンプ３の下流側には、各冷水ポンプ３から流出する流量を計測する流量計が設けられている。各流量計の計測情報（流量）は、自動制御設備６０を介して中継装置４００に送信される。また、各熱源機器２における熱媒体の入口側には、熱媒体の入口温度ｔｒを計測する温度センサ（不図示）が設けられ、各熱源機器２における熱媒体の出口側には、熱媒体の出口温度ｔｇを計測する温度センサ（不図示）が設けられている。各温度センサの計測情報（入口温度ｔｒおよび出口温度ｔｇ）は、自動制御設備６０を介して中継装置４００に送信される。なお、熱源機器２の出入口温度差が計測できればよい。そのため、熱源機器２の熱媒体の入口温度ｔｒを計測する温度センサを、還温度Ｔｒを計測するための温度センサで代替し、出口温度ｔｇを計測する温度センサを、往温度Ｔｇを計測するための温度センサで代替することも可能である。

【0028】

自動制御設備６０は、熱源機器２、冷水ポンプ３、冷却塔５、冷却水ポンプ４、および二次ポンプ７の発停、冷却水流量、冷水流量、二次ポンプ７からの流量等を制御する。

【0029】

中継装置４００は、熱源運転装置１００で作成された最適な運転計画（発停情報および処理熱量）を受信する。典型的には、中継装置４００は、運転計画に基づいて一定間隔（例えば、１５分間隔）の発停および処理熱量に関するスケジュールを生成し、当該生成されたスケジュールに従って、自動制御設備６０を介して、停止中の熱源機器２を起動させる起動指令を送信したり、稼働中の熱源機器２を停止させる停止指令を送信したりする。

【0030】

また、中継装置４００は、入口温度ｔｒと出口温度ｔｇとの出入口温度差Δｔに基づいて、熱源機器２が処理すべき処理熱量を、冷水ポンプ３から熱源機器２へ流すべき冷水の流量に換算して、当該流量を自動制御設備６０を介して冷水ポンプ３へ送信する。なお、中継装置４００は、冷水ポンプ３の定格流量に基づいて当該流量を流量率に変換し、当該流量率を送信してもよい。これにより、熱源機器２には、運転計画に従う流量が冷水ポンプ３から供給される。

【0031】

ここで、本実施の形態に従う熱源運転装置１００の利点を明確にするため、自動制御設備６０内に設けられている熱源台数制御装置（不図示）による制御方式について説明する。熱源台数制御装置は、負荷熱量に応じて熱源機器２の運転台数の増段・減段や、冷水ポンプの流量設定等を所定のルールに従って実行する。

【0032】

例えば、冷熱負荷５０を処理するために、二次ヘッダ４０から７℃の冷水を冷熱負荷５０に送り、冷熱を処理して昇温した冷水が還ヘッダ３２に１２℃で戻るとする。熱源台数制御装置は、冷熱負荷５０に応じて、熱源機器２ａ、熱源機器２ｂ、熱源機器２ｃの順に運転する。そのため、熱源台数制御装置は、冷熱負荷５０から熱源機器２を２台運転すると判断した場合は、熱源機器２ａと熱源機器２ｂを運転させる。

【0033】

この場合、還ヘッダ３２から１２℃の冷水が、熱源機器２ａ，２ｂに供給される。一般的に、冷水の流量配分は、熱源機器２の処理能力に対して同一比率で制御される。各熱源機器２の出口温度ｔｇは７℃であり、各熱源機器２ａ，２ｂについての出入口温度差Δｔは同一であるため、各熱源機器２ａ，２ｂは同一負荷率で運転することになる。

【0034】

熱源機器２ａは固定速熱源機器であるため、負荷率が高い方が熱源機器としての運転効率が良いが、熱源機器２ｂは可変速熱源機器であるため、所定範囲の負荷率（例えば、４０％～６０％）において運転効率が良い。したがって、このように、各熱源機器２ａ，２ｂは同一負荷率で運転する場合には、熱源システム全体として最適な運転効率で運転しているとはいえない。

【0035】

このように、一般的な熱源システムは、熱源機器２を負荷や流量に応じて熱源機器２を台数制御しているため、省エネルギーや省コストの運転ができていない場合が多い。そこで、本実施の形態に従う熱源運転装置１００は、所定の制約条件下で、経済性、省エネルギー性等の観点から定められた目的関数を最小にする運転計画を作成する。特に、熱源運転装置１００は、各熱源機器２を同一負荷率で運転させるのではなく、各熱源機器２の出入口温度差Δｔを同一とする制約条件下で当該目的関数を最小にする運転計画を作成する。これにより、各熱源機器２の出入口温度差Δｔを一致させつつ、各熱源機器２の負荷率を、機器特性（例えば、固定速熱源機器なのか可変速熱源機器なのか）に適した負荷率とすることができる。そのため、熱源システム５００全体の運転効率を最大化することができる。

【0036】

なお、上記において、熱源システム５００は、二次ヘッダ４０および二次ポンプ７が存在せず、往ヘッダ３１に冷熱負荷５０が接続されている構成であってもよい。

【0037】

＜ハードウェア構成＞
図３は、熱源運転装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３を参照して、熱源運転装置１００は、そのコンポーネントとして、プロセッサ１５０と、主記憶装置１５２と、二次記憶装置１５４と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ：Interface）１５６と、ディスプレイ１５８と、入力装置１６０と、汎用インターフェイス（Ｉ／Ｆ：Interface）１６４とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１６６を介して互いに通信可能に接続されている。

【0038】

プロセッサ１５０は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Multi Processing Unit）といった演算処理部であり、二次記憶装置１５４にインストールされているＯＳを含む各種プログラムを読出して、主記憶装置１５２に展開しつつ実行する。

【0039】

主記憶装置１５２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性記憶媒体であり、プロセッサ１５０によって実行されるＯＳを含む各種プログラムのコードの他、各種プログラムの実行に必要な各種ワークデータを保持する。二次記憶装置１５４は、ハードディスクあるいはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶媒体であり、ＯＳを含む各種プログラムの他、各種設定値などを保持する。以下では、主記憶装置１５２および二次記憶装置１５４を「内部メモリ」と総称する場合がある。

【0040】

通信インターフェイス１５６は、各装置との通信に係る処理を実行する。典型的には、通信インターフェイス１５６は、熱源運転装置１００が他の装置（例えば、データ記憶装置３００、中継装置４００およびサーバ２００）と通信するためのインターフェイスである。通信方式としては、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等による無線通信方式や、各種の有線通信方式が用いられる。

【0041】

ディスプレイ１５８は、プロセッサ１５０に指示に従って各種情報を表示する。入力装置１６０は、典型的には、キーボードやマウスなどから構成され、ユーザからの各種設定および操作を受付ける。汎用インターフェイス１６４は、典型的には、シリアル通信インターフェイス、パラレル通信インターフェイスなどを含み、外部装置などとの間でデータをやり取りする。

【0042】

なお、中継装置４００のハードウェア構成は、熱源運転装置１００のハードウェア構成と同様であってもよい。

【0043】

＜負荷予測＞
熱源運転装置１００により実施される熱負荷の予測方式について説明する。熱源運転装置１００は、サーバ２００から取得した気象情報と、データ記憶装置３００に記憶された冷熱負荷５０の需要の実測データとに基づいて、将来の冷熱負荷５０の需要予測値を算出する。

【0044】

具体的には、熱源運転装置１００は、学習済モデルに対して気象情報を入力することにより、将来の（例えば、現在から数時間後までの）冷熱負荷５０の需要を算出する。学習済モデルは、気象情報が入力されると、冷熱負荷５０の需要を出力するように、学習用データセットを用いた学習処理がなされている。学習用データセットは、例えば、平日か休日かを示す日付情報と、各時間帯の温度および湿度と、各時間帯における冷熱負荷５０の実測データとのデータセットである。なお、学習済モデルは、過去十数か月分のデータセットを用いて学習処理がなされており、例えば、リカレントニューラルネットワークである。なお、学習処理させるためのデータセットの期間は、ユーザにより任意に定められる。そのため、例えば、学習済モデルは、過去１ヶ月分のデータセットを用いて学習処理がなされたものであってもよい。

【0045】

学習済モデルは、多くの学習用データセットを用いた学習処理によって、平日か休日かを示す情報と、各時間帯の温度および湿度とから、将来の冷熱負荷５０の需要予測値を出力し得るように最適化される。

【0046】

なお、負荷予測には、ある期間全体の負荷予測を行ない、その後、適宜実測データを用いて補正することで予測負荷の見直しを行なうという考え方がある。この場合、前者の負荷予測にはニューラルネットワークを利用するとともにルールベースによる補正を行なう手法を用い、後者の予測負荷の見直しには線形回帰式の係数をカルマンフィルタで補正する手法を用いることで、全体として精度の良い負荷予測を行なうことができる。本実施の形態では、リカレントニューラルネットワークを利用した学習済モデルを作成しているため、２つの手法を１つに統合できるとともに、ルールを用いた補正を不要とすることができる。

【0047】

図４は、本実施の形態に従う負荷予測の結果を示す図である。図４に示すグラフ８１０は、リカレントニューラルネットワークを利用して予測した冷熱負荷５０の予測値を示しており、グラフ８２０は、冷熱負荷５０の実測値を示している。図４に示すように、熱負荷の予測値と実測値とがほぼ一致しており、精度よく予測できていることが理解される。

【0048】

＜運転計画の最適化＞
熱源運転装置１００は、混合整数線形計画法に基づいて最適運転計画を作成する際、目的関数および制約条件を定式化した後、汎用ソルバーにより、制約条件下で目的関数が最小となる解（すなわち、最適運転計画）を作成する。

【0049】

（目的関数）
目的関数は、熱源システム５００に対して要求される運用目的を関数式で表したものである。熱源システム５００の運用目的は、経済性、省エネルギー性、環境保全、制御性などの観点から設定される。一例として、各種エネルギー（例えば、電気、ガス、油等）の購入コストをＴ_ｃоｓｔ、各種エネルギーによって発生するＣＯ_２量をＴ_ｃｏ２、各種エネルギーの一次エネルギー換算量をＴ_{ｅｎｅｒｇｙ}、機器の発停回数をＮ_{ｏｎｏｆｆ}、機器の排熱量をＷ_ｐとすると、目的関数は式（１）のように表される。

【0050】

【数1】

【0051】

上記のように目的関数を定式化するための目的関数パラメータ（例えば、電気料金、ガス料金等）は、二次記憶装置１５４に記憶されている。なお、目的関数パラメータは、予め設定されていてもよいが、ユーザは、所定のユーザインターフェイス画面を用いて、目的関数パラメータを任意に変更することもできる。

【0052】

（制約条件）
各種の制約条件を設定する制約条件としては、例えば、需給バランス、熱源機器２の機器特性、熱源機器２の運転方式に関する条件がある。

【0053】

［需給バランス］
まず、需給バランスに関する制約条件について説明する。熱源システム５００全体で生成する熱量と空調で消費される熱負荷需要は釣り合う必要がある。例えば、熱源システム５００内の各熱源機器２の生成熱量の合計値が、熱負荷需要（冷熱負荷５０）と一致するという制約条件が線形式で定式化される。ここで、運転計画は多期間での最適化問題であるため、熱負荷需要には、上述した冷熱負荷５０の需要予測値が使用される。

【0054】

［機器特性］
次に、熱源機器２の機器特性に関する制約条件について説明する。本実施の形態では、熱源機器２が水冷式の熱源機器であるとする。この場合、負荷率（冷凍容量）とＣＯＰ（Coefficient Of Performance）との関係は図５で表される。

【0055】

図５は、熱源機器２の負荷率とＣＯＰとの関係を示す図である。具体的には、図５（ａ）は、可変速の熱源機器２（例えば、熱源機器２ｂ，２ｃ）の当該関係を示しており、図５（ｂ）は、固定速の熱源機器２（例えば、熱源機器２ａ）の当該関係を示している。

【0056】

図５（ａ）を参照すると、可変速の熱源機器２では、負荷率が約４０％～６０％においてＣＯＰが最大値付近となり運転効率が良いことがわかる。図５（ｂ）を参照すると、固定速の熱源機器２では、負荷率が高いほどＣＯＰが高く運転効率が良いことがわかる。なお、熱源機器２は負荷率が２０％～１００％の範囲で運転可能である。

【0057】

ここで、水冷式の熱源機器２を運転するためには、冷却水ポンプ４および冷却塔５が必要となる。冷却塔５は、空気を利用して熱源機器２からの戻り水を冷やす機能を有する。冷却塔５の冷却水入口温度、湿球温度、冷却水流量などから冷却水出口温度が定まる。冷却塔５の冷却水出口温度の冷却水が熱源機器２に流れ、熱源機器２はその冷却水を利用して冷水を作る。したがって、湿球温度が変わると冷却塔５の冷却水出口温度が変化し、その結果、熱源機器２の特性も変化する。

【0058】

図５に示すように、熱源機器２は、冷却水入口温度（冷却塔５からみた冷却水出口温度に対応）が低いほど運転効率が良いことが理解される。湿球温度は随時変化するため、周期的に実行される最適化計算を行なう際に、当該湿球温度に対応する熱源機器２の特性式を作成する必要が生じる。本実施の形態では、湿球温度毎に熱源機器２の特性データを予め準備しておき、データベース化しておく。これにより、最適化計算毎に機器特性を示す特性式を作成する時間が削減できる。

【0059】

具体的には、各熱源機器２について、湿球温度毎に、処理熱量と、消費電力（ターボ冷凍機の場合）と、冷水の出入口温度差との関係を示す特性データをデータベース化した。なお、諸条件として、熱源機器２の冷水の入口温度を１２℃、出口温度を７℃とし、定格の出入口温度差を５℃としている。ガス吸収冷温水機の場合には、消費電力の代わりにガス消費量が用いられる。

【0060】

まず、冷却塔５の冷却水出口温度を求める必要がある。そのため、冷却塔５における冷却水の出入口温度差を５℃とし、熱源機器２の負荷率は２０％以上１００％以下で可変とし、熱源機器２への冷水の流量は５０％以上１００％以下で可変とした。さらに、上記の負荷率および流量の可変範囲から、熱源機器２の冷水の出入口温度差は、負荷率が５０％以上１００％以下においては一定であり、負荷率が２０％以上５０％未満で変化するとした。そして、これらの条件に基づいて、冷却塔５の冷却水出口温度を収束計算により求めた。これにより、湿球温度毎に、処理熱量と、冷却水出口温度と、冷水の出入口温度差との関係を示すデータが作成される。

【0061】

次に、求めた冷却水出口温度と、図５に示すような熱源機器２の特性（負荷率とＣＯＰとの関係）とを関連付けることによって、湿球温度毎に熱源機器２の特性データを整理することができる。

【0062】

図６は、熱源機器２の特性データの一例を示す図である。図６を参照して、熱源機器２の特性データ７００は、湿球温度Ｔｗｂの場合における、負荷率と、処理熱量と、消費電力と、冷水の出入口温度差との関係を示している。なお、特性データ７００は、可変速機の熱源機器２の特性データを示している。これは、処理熱量／消費電力（ＣＯＰに相当）については、負荷率が５０％のときが最も高い（約９．７）ことからも理解される。

【0063】

特性データ７００から、湿球温度Ｔｗｂにおける処理熱量と消費電力との関係を示す特性式は線形式で表す。これは、混合整数線形計画法を用いるために、線形式とする必要があるためである。例えば、熱源運転装置１００は、最適化計算の際に、計算時点の湿球温度に対応する特性データをデータベースから抽出して、当該特性データに基づく特性式（折れ線近似の線形式）を熱源機器２の機器特性の制約条件として用いる。

【0064】

なお、特性データ７００には温度差データが含まれており、出入口温度差を一定にするためには、熱源機器２がどのような範囲の負荷率で運転すればよいのかがわかる。図６の例では、負荷率が５０％～１００％の範囲であれば出入口温度差が一定となる。ここで、固定速の熱源機器２は、負荷率１００％で最も運転効率が良く、可変速の熱源機器２は、部分負荷率で運転効率が良い。各熱源機器２の冷水の出入口温度差が同一という制約条件を設けることで、固定速の熱源機器２は負荷率１００％で運転し、可変速機の熱源機器２は負荷率５０％～１００％の範囲で複合的に運転するという最適化計算が可能となる。

【0065】

［運転条件］
次に、熱源機器２の運転条件に関する制約条件の定式化について説明する。本実施の形態では、固定速の熱源機器２と可変速の熱源機器２とを効率良く運転するため、各熱源機器２の冷水の出入口温度差を同一とする新たな制約条件（以下「同一温度差制約条件」とも称する。）を導入する。

【0066】

熱源機器ｍが時刻ｔにおいて稼働しているか否かを示す０－１変数（稼働している場合には“１”、そうではない場合には“０”）をＤ_ｒｍ，ｔとし、出入口温度差が一致すべき熱源機器ｍの組の集合をＳａｍｅＴとし、熱源機器ｍの時刻ｔにおける出入口温度差をＴＥＭＰ_ｍ，ｔとし、十分大きな定数をＭとし、熱源機器ｍａ，ｍｂが同時稼働しているか否かを示すフラグ変数（同時稼働している場合には“１”、そうではない場合には“０”）をＦＬ_{ｔ，ｍａ，ｍｂ}とする。この場合、同一温度差制約条件は、以下の式（２）～（４）で表される。

【0067】

【数2】

【0068】

式（２）は、時刻ｔにおいて熱源機器ｍａと熱源機器ｍｂが同時に稼働している場合、同時に稼働していることを示すフラグを立てるための式である。式（３）は、熱源機器ｍａと熱源機器ｍｂとが同時にフラグが立っている場合には熱源機器ｍａが稼働していることを示す式である。式（４）は、熱源機器ｍａと熱源機器ｍｂとが同時にフラグが立っている場合には熱源機器ｍｂが稼働していることを示す式である。式（５）は、熱源機器ｍａおよび熱源機器ｍｂに同時にフラグが立っている場合、熱源機器ｍａおよび熱源機器ｍｂの出入口温度差を同一にすることを示す式である。

【0069】

その他の典型的な運転条件に関する制約条件として、発停回数制限の制約条件、最低運転継続時間および最低停止継続時間の制約条件についても説明する。

【0070】

まず、発停回数制限の制約条件の定式化について説明する。発停回数制限を課す系統の集合をＳ、熱源機器ｍに発停回数制限を課す時間をＰ_ｍ、集合Ｓが時間Ｐ_ｍの間に発停できる回数の上限をＵＰＰ_ｍとする。熱源機器ｍが時刻ｔにおいて起動する場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＯＮ_ｍ，ｔとする。熱源機器ｍが時刻ｔにおいて停止する場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＯＦＦ_ｍ，ｔとする。熱源機器ｍが時刻ｔにおいて稼働中の場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＤｒ_ｍ，ｔとする。この場合、発停回数制限の制約条件は以下の式（６）で表される。

【0071】

【数3】

【0072】

式（６）により、発停回数を制限する区間内の稼働回数が上限値以下にすることができる。ただし、区間の始点においては停止回数と稼働中もカウントされる。

【0073】

次に、最低運転継続時間および最低停止継続時間の制約条件の定式化について説明する。熱源機器ｍの最低運転継続時間をＴＤＲ_ｍ、最低停止継続時間をＴＳＴ_ｍ、熱源機器ｍが時刻ｔにおいて起動する場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＯＮ_ｍ，ｔとする。熱源機器ｍが時刻ｔにおいて停止する場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＯＦＦ_ｍ，ｔとする。熱源機器ｍが時刻ｔにおいて稼働中の場合には“１”、そうではない場合には“０”となる０－１変数をＤｒ_ｍ，ｔとする。この場合、最低運転継続時間の制約条件は以下の式（７）で表され、最低停止継続時間の制約条件は以下の式（８）で表される。

【0074】

【数4】

【0075】

式（７）では、過去の熱源機器ｍの起動フラグを集計したものと、現在時刻において熱源機器ｍが稼働中か否かを比較することで、最低運転継続時間の条件を満たしているか否かを判断している。式（８）では、過去の熱源機器ｍの停止フラグを集計したものと、現在時刻において熱源機器ｍが停止中か否かを比較することで、最低運転停止時間の条件を満たしているか否かを判断している。

【0076】

需給バランス、熱源機器２の機器特性、熱源機器２の運転方式に関する上記のような制約条件を定式化するための制約条件パラメータ（例えば、各種の定数、変数等）は、熱源運転装置１００のメモリに記憶されている。なお、制約条件パラメータは、予め設定されていてもよいが、ユーザは、所定のユーザインターフェイス画面を用いて、制約条件パラメータを任意に変更することもできる。これにより、条件変更などを迅速に行なうことができるとともに、対象の熱源システムが変更されても、汎用的に利用することができる。

【0077】

以上のように、目的関数、および各種（例えば、需給バランス、機器特性および運転方式）の制約条件はすべて線形式で表わすことができるため、混合整数線形計画問題として定式化され、汎用ソルバーにより、制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を作成することができる。

【0078】

＜運転計画の見直し＞
図１を参照して、熱源運転装置１００は、時間Ｐｘ（例えば、数十分）毎に最適運転計画を作成し、中継装置４００を介して、当該作成した最適運転計画を熱源システム５００に送信する。中継装置４００は、時間Ｐｘごとに運転計画を熱源システム５００に送信する一方、時間Ｐｘよりも短い時間Ｐｙ（例えば、数分）毎に熱源システム５００の運転状態データを収集している。運転状態データは、例えば、各熱源機器２の発停状態、各冷水ポンプ３の流量率、各種の温度（例えば、冷水の往温度Ｔｇ、還温度Ｔｒ、熱源機器２の出口温度ｔｇ、入口温度ｔｒ）等を示すデータである。

【0079】

ここで、熱源運転装置１００は、算出した冷熱負荷５０の需要予測値を満たすような最適運転計画を作成しているが、天候の急激な変動等が発生した場合には、熱源システム５００における実際の冷熱負荷５０と需要予測値との誤差が大きくなる場合も考えられる。

【0080】

図２を参照して、冷熱負荷５０が各熱源機器２の処理熱量よりも大きい場合（すなわち、実際の冷熱負荷５０が需要予測値よりも大きい場合）には、処理できない冷熱負荷があるため、還ヘッダ３２に戻る冷水の温度が上昇し、その結果、熱源機器２に供給される冷水の入口温度ｔｒが上昇する。したがって、熱源機器２の出口温度を７℃に維持することができなくなる可能性がある。一方、冷熱負荷５０が各熱源機器２の処理熱量よりも小さい場合（すなわち、実際の冷熱負荷５０が需要予測値よりも小さい場合）には、各熱源機器２から送水された７℃の冷水がバイパス管３３を通じて還ヘッダ３２に流れ、冷熱負荷５０処理後の冷水と混合され、１２℃以下の冷水となり熱源機器２に供給される。出口温度ｔｇは７℃であるから、出入口温度差がとれなくなり、場合によっては熱源機器２が軽負荷停止する可能性がある。

【0081】

そのため、中継装置４００は、往温度Ｔｇおよび還温度Ｔｒを監視し、これらが設定時間以上の間、設定値から逸脱した場合には、各熱源機器２を起動または停止させる。具体的には、中継装置４００は、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ１（例えば、１０℃）以上である状態が設定時間Ｓｔ（例えば、数分）以上継続する場合には、各熱源機器２の総処理熱量を増大させるため、現在停止中の各熱源機器２の少なくとも１台（例えば、１台だけ）を起動させる。例えば、中継装置４００は、現在停止中の熱源機器２の中から最も優先順位の高い熱源機器２を選定し、当該選定された熱源機器２に対して、当該熱源機器２を起動させるための起動指令を送信する。なお、熱源システム５００の熱源機器間における運転優先順位を示すデータは、中継装置４００の内部メモリに予め記憶されている。

【0082】

また、中継装置４００は、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ１（例えば、９℃）以下である状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合には、各熱源機器２の総処理熱量を減少させるため、現在稼働中の熱源機器２の少なくとも１台（例えば、１台だけ）を停止させる。例えば、中継装置４００は、現在稼働中の熱源機器２の中から最も優先順位の低い熱源機器２を選定し、当該選定された熱源機器２に対して、当該熱源機器２を停止させるための停止指令を送信する。

【0083】

このように、熱源運転装置１００が作成した運転計画に基づく各熱源機器２の総処理熱量と熱源システム５００の冷熱負荷５０との誤差が大きい場合には、中継装置４００は、当該誤差を小さくするために、熱源機器２の起動・停止を制御する。これにより、熱源運転装置１００による時間Ｐｘ（例えば、数十分）毎の最適運転計画の結果が各熱源機器２の運転状態に反映されるまで待つことなく、熱源システム５００全体で生成する熱量と、実際の冷熱負荷５０とを迅速にバランスさせることができる。

【0084】

なお、中継装置４００は、熱源機器２の起動・停止を制御した場合には、起動または停止させた熱源機器２の現在の稼働状態を示すデータを熱源運転装置１００に送信する。例えば、中継装置４００は、熱源運転装置１００が作成した運転計画に従って停止している熱源機器２ｃを新たに起動させた場合には、熱源機器２ｃの起動を通知するための通知情報を熱源運転装置１００に送信する。一方、中継装置４００は、運転計画に従って稼働している熱源機器２ｃを停止させた場合には、熱源機器２ｃの停止を通知するための通知情報を熱源運転装置１００に送信する。

【0085】

熱源運転装置１００は、中継装置４００からの通知情報に基づいて、各熱源機器２の稼働状況（この場合、熱源機器２ｃの稼働または停止）を更新する。例えば、熱源運転装置１００は、当該通知情報に基づいて、制約条件パラメータ（例えば、熱源機器ｍの稼働状況を示す０－１変数等）を更新する。熱源運転装置１００は、更新された制御パラメータに従う制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する。これにより、現在の各熱源機器２の稼働状況に基づく最適運転計画を作成することができる。

【0086】

＜機能構成＞
図７は、熱源運転支援システム１０００の機能構成の一例を示すブロック図である。図７を参照して、熱源運転支援システム１０００は、主たる機能構成として、気象情報取得部６０１と、負荷予測部６０３と、選択部６０５と、条件設定部６０７と、運転計画作成部６０９と、運転計画出力部６１１と、温度取得部６１３と、判断部６１５と、指令出力部６１７とを含む。典型的には、気象情報取得部６０１、負荷予測部６０３、選択部６０５、条件設定部６０７、運転計画作成部６０９および運転計画出力部６１１は、熱源運転装置１００の機能に対応する。温度取得部６１３、判断部６１５および指令出力部６１７は、中継装置４００の機能に対応する。例えば、これらの機能は、各装置のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現される。

【0087】

図７を参照して、気象情報取得部６０１は、一定間隔毎にサーバ２００から気象情報（例えば、気温、湿度、日射量）を取得（受信）する。

【0088】

負荷予測部６０３は、熱源システム５００の熱負荷（冷熱負荷５０）の需要を予測する。具体的には、負荷予測部６０３は、過去の冷熱負荷５０の需要実測データと、気象情報とに基づいて、将来の冷熱負荷５０の需要を予測する。詳細には、負荷予測部６０３は、学習用データセットを用いた学習処理がなされた学習済モデルに対して気象情報を入力することにより、将来の冷熱負荷５０の需要を算出する。

【0089】

選択部６０５は、熱源システム５００に含まれる複数の熱源機器２の中から、熱源機器２の入口側における熱媒体（冷水）の入口温度ｔｒと熱源機器２の出口側における冷水の出口温度ｔｇとの出入口温度差Δｔを同一とすべき２以上の熱源機器２を選択する。例えば、選択部６０５は、ユーザからの指示入力に従って、２以上の熱源機器２を選択する。典型的には、熱源システム５００に含まれるすべての熱源機器２が選択される。

【0090】

条件設定部６０７は、選択された２以上の熱源機器２が同時に稼働している場合に当該２以上の熱源機器２における各出入口温度差Δｔを同一にするとの条件を示す同一温度差条件を、熱源システム５００に関する制約条件の１つとして設定する。条件設定部６０７は、上述したような需給バランス、各熱源機器２の機器特性、および各種の運転方式に関する他の制約条件も設定する。

【0091】

運転計画作成部６０９は、予測された冷熱負荷５０の需要を満たすための運転計画として、複数の熱源機器２の各々の機器特性と同一温度差条件とを含む制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する。運転計画出力部６１１は、当該作成された最適運転計画を熱源システム５００に出力（送信）する。

【0092】

温度取得部６１３は、熱源機器２の出口側に接続された往ヘッダ３１から熱源システム５００の冷熱負荷５０に供給される冷水の往温度Ｔｇを取得する。温度取得部６１３は、冷熱負荷５０から、熱源機器２の入口側に接続された還ヘッダ３２へ供給される冷水の還温度Ｔｒを取得する。

【0093】

判断部６１５は、往温度Ｔｇに基づいて、停止中の熱源機器２のうちの少なくとも１つを起動させるか否かを判断し、還温度Ｔｒに基づいて、稼働中の熱源機器２のうちの少なくとも１つを停止させるか否かを判断する。

【0094】

本実施の形態では、熱媒体が冷水であり、各熱源機器２が冷熱源機器である。この場合、判断部６１５は、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ１以上に上昇した場合に、停止中の熱源機器２のうちの少なくとも１つを起動させると判断する。また、判断部６１５は、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ１以下に低下した場合に、稼働中の熱源機器２のうちの少なくとも１つを停止させると判断する。なお、判断部６１５は、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ１以上の状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合に熱源機器２を起動させると判断してもよいし、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ１以下の状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合に熱源機器２を停止させると判断してもよい。

【0095】

指令出力部６１７は、起動させると判断された熱源機器２に対して、当該熱源機器２を起動させるための起動指令を出力（送信）する。また、指令出力部６１７は、停止させると判断された熱源機器２に対して、当該熱源機器２を停止させるための停止指令を出力する。

【0096】

ここで、条件設定部６０７は、判断部６１５の判断結果に基づいて、制約条件を更新してもよい。例えば、条件設定部６０７は、少なくとも１つの熱源機器２（例えば、熱源機器２ｃ）を新たに起動させるとの判断結果に基づいて、熱源機器２ｃの稼働状況に関する制約条件パラメータを更新（この場合、稼働状況を示す０－１変数を“１”に更新）する。条件設定部６０７は、熱源機器２ｃを新たに停止させるとの判断結果に基づいて、熱源機器２ｃの稼働状況を示す０－１変数を“０”に更新する。運転計画作成部６０９は、更新された稼働状況に従う制約条件下で目的関数が最小となる最適運転計画を混合整数線形計画法により作成する。

【0097】

＜その他の実施の形態＞
（１）上述した実施の形態では、各熱源機器２が熱媒体を冷却して冷熱負荷に供給する場合を例示して説明したが、各熱源機器２が熱媒体を加熱して温熱負荷に供給する場合であってもよい。この場合、熱媒体が温水であり、冷熱負荷５０が温熱負荷に、熱源機器２が温熱源機器に、冷水ポンプが温水ポンプに置き換わる。冷却塔５および冷却水ポンプ４は存在しない。

【0098】

なお、この場合、判断部６１５の往温度Ｔｇおよび還温度Ｔｒを用いた温熱源機器の起動・停止制御方式は、上述した実施の形態の制御方式とは逆になる。例えば、温熱源機器の温水の出口温度が４８℃、入口温度が４１℃とし、定格の出入口温度差が７℃であるとする。中継装置４００（判断部６１５）は、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ２（例えば、４５℃）以下に低下した場合に、停止中の温熱源機器のうちの少なくとも１つを起動させると判断する。また、判断部６１５は、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ２（例えば、４４℃）以上に上昇した場合に、稼働中の温熱源機器のうちの少なくとも１つを停止させると判断する。

【0099】

（２）上述した実施の形態において、図７で説明した熱源運転装置１００の各機能部をそれぞれ別の装置において実現する構成であってもよい。また、中継装置４００の各機能部をそれぞれ別の装置において実現する構成であってもよい。

【0100】

（３）上述した実施の形態では、熱源運転装置１００は、ユーザからの指示入力に従って、２以上の熱源機器２を選択する構成について説明したが、当該構成に限られない。例えば、出入口温度差Δｔを同一とすべき２以上の熱源機器２が予め定められていてもよい。この場合、２以上の熱源機器２を示す情報は、熱源運転装置１００の内部メモリに予め記憶されている。

【0101】

（４）上述したように、中継装置４００は、熱源運転装置１００で作成された最適な運転計画に基づいて生成された所定間隔（例えば、１５分間隔）のスケジュールに従って、熱源機器２を発停させ、流量指令を行なう。ここで、各熱源機器２が熱媒体を冷却して冷熱負荷５０に供給する場合、運転計画に基づく各熱源機器２の稼働中において、中継装置４００は、例えば１分毎に冷水ポンプ３からの流量を見直すための指令を行なってもよい。冷水流量は、往ヘッダ３１と還ヘッダ３２との間の圧力差である供給差圧に基づいて増減させる。具体的には、供給差圧が設定差圧（例えば、２００ｋＰａ）を下回った場合、稼働中の熱源機器２への冷水流量の上限値を上回らない範囲で、複数台運転している冷水ポンプ３の流量を同一割合で増やす。一方、供給差圧が設定差圧よりも大きくなりバイパス流量が多くなった場合、稼働中の熱源機器２への冷水流量の下限値を下回らない範囲で、複数台運転している冷水ポンプ３の流量を同一割合で減らす。

【0102】

稼働中のすべての熱源機器２への冷水流量が上限値に達しているが、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ１以上である状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合、中継装置４００は、各熱源機器２の総処理熱量を増大させるため、現在停止中の熱源機器２を追加で起動させる。具体的には、現在時刻から次の運転計画の作成時刻まで所定時間（例えば、９分）以上残っている場合、中継装置４００は、運転優先順位の高い停止中の熱源機器２を起動させる。そうではない場合、次回の運転計画において、熱源運転装置１００は、運転優先順位の高い熱源機器２の起動を考慮した運転計画を作成する。

【0103】

一方、稼働中のすべての熱源機器２への冷水流量が下限値に達しているが、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ１以下である状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合には、各熱源機器２の総処理熱量を減少させるため、現在稼働中の熱源機器２を停止させる。具体的には、現在時刻から次の運転計画の作成時刻まで所定時間以上残っている場合、中継装置４００は、運転優先順位の低い稼働中の熱源機器２を停止させる。そうではない場合、次回の運転計画において、熱源運転装置１００は、運転優先順位の低い熱源機器２の停止を考慮した運転計画を作成する。

【0104】

次に、各熱源機器２が温熱源機器であり、熱媒体を加熱して温熱負荷に供給する場合、運転計画に基づく各温熱源機器の稼働中において、中継装置４００は、例えば１分毎に温水ポンプからの温水流量を見直すための指令を行なってもよい。温水流量は、供給差圧に基づいて増減させる。具体的には、供給差圧が設定差圧を下回った場合、稼働中の温熱源機器への温水流量の上限値を上回らない範囲で、複数台運転している温水ポンプの流量を同一割合で増やす。一方、供給差圧が設定差圧よりも大きくなりバイパス流量が多くなった場合、稼働中の温熱源機器への温水流量の下限値を下回らない範囲で、複数台運転している温水ポンプの流量を同一割合で減らす。

【0105】

稼働中のすべての温熱源機器への温水流量が上限値に達しているが、往温度Ｔｇが閾値Ｋｇ２以下である状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合、中継装置４００は、各温熱源機器の総処理熱量を増大させるため、現在停止中の温熱源機器を追加で起動させる。具体的には、現在時刻から次の運転計画の作成時刻まで所定時間以上残っている場合、中継装置４００は、運転優先順位の高い停止中の温熱源機器を起動させる。そうではない場合、次回の運転計画において、熱源運転装置１００は、運転優先順位の高い温熱源機器の起動を考慮した運転計画を作成する。

【0106】

一方、稼働中のすべての温熱源機器への温水流量が下限値に達しているが、還温度Ｔｒが閾値Ｋｒ２以上である状態が設定時間Ｓｔ以上継続する場合には、各温熱源機器の総処理熱量を減少させるため、現在稼働中の温熱源機器を停止させる。具体的には、現在時刻から次の運転計画の作成時刻まで所定時間以上残っている場合、中継装置４００は、運転優先順位の低い稼働中の温熱源機器を停止させる。そうではない場合、次回の運転計画において、熱源運転装置１００は、運転優先順位の低い温熱源機器の停止を考慮した運転計画を作成する。

【0107】

（５）コンピュータを機能させて、上述の実施の形態で説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどの一時的でないコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

【0108】

（６）上述の実施の形態として例示した構成は、一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理および構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

【0109】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0110】

２ａ，２ｂ，２ｃ 熱源機器、３ａ～３ｃ 冷水ポンプ、４ａ～４ｃ 冷却水ポンプ、５ａ～５ｃ 冷却塔、７ａ，７ｂ 二次ポンプ、３１ 往ヘッダ、３２ 還ヘッダ、３３ バイパス管、４０ 二次ヘッダ、５０ 冷熱負荷、６０ 自動制御設備、６１ 二次ポンプ制御装置、６２ 冷却水ポンプ制御装置、１００ 熱源運転装置、１５０ プロセッサ、１５２ 主記憶装置、１５４ 二次記憶装置、１５６ 通信インターフェイス、１５８ ディスプレイ、１６０ 入力装置、１６４ 汎用インターフェイス、１６６ 内部バス、２００ サーバ、２１０，２２０ ネットワーク回線、３００ データ記憶装置、４００ 中継装置、５００ 熱源システム、６０１ 気象情報取得部、６０３ 負荷予測部、６０５ 選択部、６０７ 条件設定部、６０９ 運転計画作成部、６１１ 運転計画出力部、６１３ 温度取得部、６１５ 判断部、６１７ 指令出力部、７００ 特性データ、８１０，８２０ グラフ、１０００ 熱源運転支援システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】