特許 7398864 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】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/83 20180101AFI20231208BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20231208BHJP

   F24F 11/84 20180101ALI20231208BHJP

   F24F 140/12 20180101ALN20231208BHJP

【ＦＩ】

F24F11/83

F24F11/64

F24F11/84

F24F140:12

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018213891

(22)【出願日】2018-11-14

(65)【公開番号】P2020079689

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000236056

【氏名又は名称】三菱電機ビルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】玉木 章吾

(72)【発明者】

【氏名】富塚 博

(72)【発明者】

【氏名】鹿野 智裕

(72)【発明者】

【氏名】西村 道生

【審査官】安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２７１０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１０６７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／２０４２８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／００ － １１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体を冷却または加熱する熱源ユニットと、
往管と還管とにより前記熱源ユニットに接続される複数の利用ユニットと、
前記熱媒体を前記往管および前記還管との間で循環させる利用側ポンプと、
複数の前記利用ユニットを流れる熱媒体の合計流量である負荷流量を検出する負荷流量計と、
前記往管および前記還管を流れる前記熱媒体の制御対象量に基づいて、前記利用側ポンプを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
制御目標値を含む運転状態を、異なる負荷流量毎に複数記憶する記憶部を有し、
前記負荷流量計で検出された負荷流量と、前記記憶部に記憶される前記複数の運転状態の負荷流量とを比較して、前記制御対象量の制御目標値を求め、
前記制御対象量が前記制御目標値となるように前記利用側ポンプを制御するものであり、
前記複数の運転状態は、前記複数の利用ユニットの全てが運転されて取得される第１運転状態と、前記複数の利用ユニットのうち１台のみが運転されて取得される第２運転状態とを含み、前記第１運転状態に含まれる制御目標値である第１制御目標値は、運転される前記複数の利用ユニットの全ての利用流量又は利用差圧が目標範囲内となった場合の制御目標値の最小値であることを特徴とする空調システム。

【請求項2】

前記制御対象量は、前記還管に接続される第１往路ヘッダと前記往管に接続される第２往路ヘッダの間の送水差圧、または前記往管の往水圧力であることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。

【請求項3】

前記第１運転状態は、前記第１制御目標値および第１負荷流量を含み、
前記第２運転状態は、前記第１運転状態よりも小さい負荷における第２制御目標値および第２負荷流量を含むものであり、
前記制御装置は、前記第１負荷流量および前記第２負荷流量に対する前記第１制御目標値および前記第２制御目標値の特性線に基づいて、前記制御目標値を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の空調システム。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記負荷流量計で検出された負荷流量が前記第１負荷流量より少なく、前記第２負荷流量より多い場合は、前記第１制御目標値と前記第２制御目標値との線形補間により前記制御目標値を求めることを特徴とする請求項３に記載の空調システム。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記負荷流量計で検出された負荷流量が前記第１負荷流量以上の場合は、前記第１制御目標値を前記制御目標値とし、
前記負荷流量計で検出された負荷流量が前記第２負荷流量以下の場合は、前記第２制御目標値を前記制御目標値とすることを特徴とする請求項４に記載の空調システム。

【請求項6】

前記複数の運転状態は、試運転時に取得され、前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の空調システム。

【請求項7】

前記複数の運転状態は、前記複数の利用ユニットのうち、運転している利用ユニットにおける利用制御対象量が利用設定値以上となっている場合に取得されるものであることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の空調システム。

【請求項8】

前記利用制御対象量は、前記運転している利用ユニットの利用流量、または利用差圧であることを特徴とする請求項７に記載の空調システム。

【請求項9】

前記複数の利用ユニットは、利用熱交換器と流量調整弁とをそれぞれ含み、
前記第２運転状態の取得時には、前記複数の利用ユニットのうち、前記第１運転状態の取得時に、前記流量調整弁の開度が最も大きい利用ユニットが運転されることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。

【請求項10】

前記第２運転状態の取得時には、前記複数の利用ユニットのうち、前記第１運転状態の取得時に、利用差圧が最も小さい利用ユニットが運転されることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。

【請求項11】

前記熱源ユニットは、前記熱媒体を冷却する第１熱源ユニットと、前記熱媒体を加熱する第２熱源ユニットと、を含み、
前記利用側ポンプは、前記第１熱源ユニットに接続される第１利用側ポンプと、前記第２熱源ユニットに接続される第２利用側ポンプと、を含むものであり、
前記空調システムは、
前記第１熱源ユニット、前記第１利用側ポンプ、前記複数の利用ユニットを有する冷却回路と、
前記第２熱源ユニット、前記第２利用側ポンプ、前記複数の利用ユニットを有する加熱回路と、を備え、
前記制御装置は、
前記冷却回路における前記複数の運転状態と、前記加熱回路における前記複数の運転状態と、を予め取得することを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載の空調システム。

【請求項12】

前記複数の利用ユニットは、少なくとも一つの第１利用ユニットと、少なくとも一つの第２利用ユニットとを含み、
前記第１利用ユニットは、前記第１熱源ユニットと前記第２熱源ユニットとの何れかに切替えられて接続される利用熱交換器を含み、
前記第２利用ユニットは、前記第１熱源ユニットに接続される第１利用熱交換器と、前記第２熱源ユニットに接続される第２利用熱交換器と、を含み、
前記制御装置は、
前記冷却回路において前記第２利用ユニットのみが運転している場合の前記複数の運転状態と、前記加熱回路において前記第２利用ユニットのみが運転している場合の前記複数の運転状態と、を予め取得することを特徴とする請求項１１に記載の空調システム。

【請求項13】

熱媒体を冷却または加熱する熱源ユニットと、
往管と還管とにより前記熱源ユニットに接続される複数の利用ユニットと、
前記熱媒体を前記往管および前記還管との間で循環させる利用側ポンプと、
前記往管および前記還管を流れる前記熱媒体の制御対象量に基づいて、前記利用側ポンプを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
制御目標値を含む運転状態を、異なる負荷毎に複数記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶される前記複数の運転状態に基づいて、前記制御対象量の制御目標値を求め、
前記制御対象量が前記制御目標値となるように前記利用側ポンプを制御するものであり、
前記複数の利用ユニットは、利用熱交換器と流量調整弁とをそれぞれ含み、
前記複数の運転状態は、前記複数の利用ユニットの全てが運転されて取得される第１運転状態と、前記複数の利用ユニットのうち１台のみが運転されて取得される第２運転状態とを含み、
前記第２運転状態の取得時には、前記複数の利用ユニットのうち、前記第１運転状態の取得時に、前記流量調整弁の開度が最も大きい利用ユニットが運転されることを特徴とする空調システム。

【請求項14】

熱媒体を冷却または加熱する熱源ユニットと、
往管と還管とにより前記熱源ユニットに接続される複数の利用ユニットと、
前記熱媒体を前記往管および前記還管との間で循環させる利用側ポンプと、
前記往管および前記還管を流れる前記熱媒体の制御対象量に基づいて、前記利用側ポンプを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
制御目標値を含む運転状態を、異なる負荷毎に複数記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶される前記複数の運転状態に基づいて、前記制御対象量の制御目標値を求め、
前記制御対象量が前記制御目標値となるように前記利用側ポンプを制御するものであり、
前記複数の運転状態は、前記複数の利用ユニットの全てが運転されて取得される第１運転状態と、前記複数の利用ユニットのうち１台のみが運転されて取得される第２運転状態とを含み、
前記第２運転状態の取得時には、前記複数の利用ユニットのうち、前記第１運転状態の取得時に、利用差圧が最も小さい利用ユニットが運転され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、熱源ユニットで加熱または冷却された熱媒体により、室内空気を温調する空調システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、熱源ユニットにおいて水などの熱媒体の温度を調節し、利用ユニットに送水することで、利用ユニットに流れる空気に熱を伝え、室内を温調する空調システムが提案されている。このような空調システムにおいて、例えば特許文献１では、利用ユニットである各負荷機器におけるバルブ差圧に基づいて、熱源機から負荷機器への冷温水の送水圧を設定することが提案されている。

【0003】

具体的には、特許文献１に記載の制御装置は、各負荷機器におけるバルブ差圧を取得し、取得したバルブ差圧から最小差圧を抽出する。そして、抽出した最小差圧が予め定められた値以上となるように、熱源機から負荷機器への冷温水の送水圧を設定する。これにより、例えば、末端の負荷機器が低負荷であり、他の負荷機器での負荷要求が大きい場合、負荷要求が大きい負荷機器のバルブ差圧が最小差圧となれば、この最小差圧が所定の値以上となるように熱源機から負荷機器への冷温水の送水圧が設定される。その結果、末端の負荷機器の低負荷時に、負荷要求が大きい他の負荷機器の差圧が不足するという問題を生じさせることなく、低負荷時の二次ポンプの消費電力の削減を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２３６４６５号公報（図３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されるように送水圧を制御する場合、通常の冷却または加熱運転中に、制御装置が、制御間隔毎に全ての負荷機器におけるバルブ差圧を取得しなければならない。そのため、各負荷機器と制御装置との間の通信量が増加する。特に、熱媒体に水を用いた空調システムは、大型ビルなどに設置されるセントラル空調に使用されることが多く、多くの負荷機器が用いられる。この場合は、通信量の増加により、制御装置の処理負担が増加するとともに、制御の遅延を招く恐れがある。

【0006】

本発明は上記のような課題を解決するものであり、通信量の増加を招くことなく、負荷状況に応じた制御を行うことができる空調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】

本発明の空調システムは、熱媒体を冷却または加熱する熱源ユニットと、往管と還管とにより熱源ユニットに接続される複数の利用ユニットと、熱媒体を往管および還管との間で循環させる利用側ポンプと、複数の利用ユニットを流れる熱媒体の合計流量である負荷流量を検出する負荷流量計と、往管および還管を流れる熱媒体の制御対象量に基づいて、利用側ポンプを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、制御目標値を含む運転状態を、異なる負荷流量毎に複数記憶する記憶部を有し、負荷流量計で検出された負荷流量と、記憶部に記憶される複数の運転状態の負荷流量とを比較して、制御対象量の制御目標値を求め、制御対象量が制御目標値となるように利用側ポンプを制御するものであり、複数の運転状態は、複数の利用ユニットの全てが運転されて取得される第１運転状態と、複数の利用ユニットのうち１台のみが運転されて取得される第２運転状態とを含み、第１運転状態に含まれる制御目標値である第１制御目標値は、運転される複数の利用ユニットの全ての利用流量又は利用差圧が目標範囲内となった場合の制御目標値の最小値である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、記憶される複数の運転状態に基づいて、制御対象量の制御目標値を求め、制御対象量が制御目標値となるように利用側ポンプを制御することで、制御間隔毎に利用ユニットの運転状態を受信する必要がない。そのため、利用ユニットの台数が多い場合でも、通信量の増加を招くことなく、負荷状況に応じた制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１における空調システムの概略構成図である。

【図2】実施の形態１における空調システムの制御ブロック図である。

【図3】実施の形態１における運転状態取得処理のフローチャートである。

【図4】実施の形態１における第１運転状態取得処理のフローチャートである。

【図5】実施の形態１における第１運転状態の一例である。

【図6】実施の形態１における第２運転状態取得処理のフローチャートである。

【図7】実施の形態１における送水圧制御のフローチャートである。

【図8】実施の形態１における目標差圧値の決定方法を説明する図である。

【図9】実施の形態２における空調システムの概略構成図である。

【図10】実施の形態２における第１運転状態取得処理のフローチャートである。

【図11】実施の形態２における第２運転状態取得処理のフローチャートである。

【図12】実施の形態３における空調システムの概略構成図である。

【図13】実施の形態３における運転状態取得処理のフローチャートである。

【図14】変形例１における目標差圧値の決定方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における空調システム１００の概略構成図である。空調システム１００は、ビルなどの商業建物に設置され、室内空気を温調することができるシステムである。

【0012】

＜システム構成＞
図１に示すように、空調システム１００は、熱源ユニット３０１と、熱源側ポンプ９と、利用側ポンプ１と、バイパス弁２と、複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄとを備える。なお、以下の説明において複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄを区別しない場合、「利用ユニット３０２」と称することがある。熱源ユニット３０１、熱源側ポンプ９、利用側ポンプ１、バイパス弁２、および利用ユニット３０２は、配管で接続され、熱媒体回路を構成する。熱媒体回路内には、熱源側ポンプ９および利用側ポンプ１によって熱媒体が循環される。本実施の形態における熱媒体は、水である。空調システム１００では、室内に設置された吸込口からダクトを介して室内空気が利用ユニット３０２に供給され、利用ユニット３０２で温調された空気がダクトを介して吹出口から室内に供給されることで、室内空気が温調される。

【0013】

熱源ユニット３０１は、熱媒体回路を循環する熱媒体を加熱または冷却する、例えば空気熱源ヒートポンプである。熱源ユニット３０１は、例えば屋上などの室外に設置される。熱源ユニット３０１の配管出口には、設置場所の熱媒体温度を検出する温度センサ２０５が設けられる。

【0014】

熱源側ポンプ９は還路ヘッダ１６から第１往路ヘッダ１４までの熱源側における熱媒体の搬送を担うものである。熱源側ポンプ９は、渦巻き式のポンプであり、熱源ユニット３０１の運転動作によりＯＮ/ＯＦＦ制御される。また、還路ヘッダ１６に接続される配管８には、熱媒体の負荷流量を検出する負荷流量計２０２が設けられる。負荷流量は、熱媒体回路に含まれる利用ユニット３０２を流れる熱媒体の合計流量である。

【0015】

利用側ポンプ１は、第１往路ヘッダ１４から利用ユニット３０２を経由して還路ヘッダ１６までの空調負荷側における熱媒体の搬送を担うものである。利用側ポンプ１は、渦巻き式のポンプであり、インバータ（図示せず）に接続され、空調システム１００の運転状態により回転数が制御される。

【0016】

バイパス弁２は、第２往路ヘッダ１５の圧力を調整するものであり、第１往路ヘッダ１４と第２往路ヘッダ１５との間の送水差圧が、後述する目標差圧値より大きくなった際に、開度が制御される。また、第１往路ヘッダ１４と第２往路ヘッダ１５の間には、送水差圧を検出する差圧計２０１が設けられる。

【0017】

複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄは、ビル建物内の機械室などに設置される、例えばエアーハンドリングユニットである。本実施の形態では、４台の利用ユニット３０２を備える構成としたが、３台以下または５台以上であってもよい。複数の利用ユニット３０２Ａは、配管３、４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよび４Ｄを含む往管と、配管８、７Ａ、７Ｂ、７Ｃおよび７Ｄを含む還管とにより熱源ユニット３０１に接続される。

【0018】

複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄは、それぞれ利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄと、流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄと、を備える。なお、以下の説明において利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄを区別しない場合「利用熱交換器５」と称し、流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄを区別しない場合「流量調整弁６」と称することがある。

【0019】

利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄは例えばフィンチューブ型の熱交換器であり、熱媒体と空気との間で熱交換を行う。利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄの吸込側には、設置場所の空気温度を検出する温度センサ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃおよび２０４Ｄがそれぞれ設置される。

【0020】

流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄは、例えば電動二方弁であり、開度を連続的に変更することができる。流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄの出口には、熱媒体の利用流量を計測する利用流量計２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃおよび２０７Ｄがそれぞれ設けられる。利用流量は、利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄをそれぞれ流れる熱媒体の流量である。また、利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄの入口と流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄの出口との間には、熱媒体の利用差圧を検出する差圧計２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃおよび２０６Ｄがそれぞれ設けられる。利用差圧は、利用ユニット３０２の入口における熱媒体の圧力と出口における熱媒体の圧力の差である。

【0021】

また、空調システム１００は、送水制御装置３０３と、複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄにそれぞれ設けられる利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄと、モニター装置３２３とを備える。図２は、実施の形態１における空調システム１００の制御ブロック図である。図２では、利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄのうち、利用制御装置３１３Ａのみを図示し、利用制御装置３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄについては図示を省略している。利用制御装置３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄの構成は、利用制御装置３１３Ａと同じである。

【0022】

送水制御装置３０３は、熱源側ポンプ９、利用側ポンプ１およびバイパス弁２を制御して、熱媒体の流水状態を調節する制御装置である。送水制御装置３０３は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）、もしくはこれらの組み合わせで構成される。送水制御装置３０３は、送水測定部１０２と、送水演算部１０３と、送水制御部１０４と、送水記憶部１０５と、送水通信部１０６と、送水入力部１０７とを有する。

【0023】

送水測定部１０２は、負荷流量計２０２、差圧計２０１および温度センサ２０５によって検出された各測定値を取得し、送水演算部１０３に出力する。送水演算部１０３は、入力された情報に基づき、制御対象量、制御目標値および種々の制御パラメータを演算し、送水制御部１０４に出力する。送水制御部１０４は、制御対象量、制御目標値および制御パラメータに基づいて、熱源側ポンプ９、利用側ポンプ１およびバイパス弁２を制御する。送水測定部１０２、送水演算部１０３、送水制御部１０４は、送水制御装置３０３のＣＰＵによりプログラムが実行されることで実現される機能部、または個別もしくは一つのハードウェアで実現されるものである。

【0024】

送水記憶部１０５は半導体メモリなどによって構成され、設定値および制御目標値などを記憶する。また、送水記憶部１０５は、後述する複数の運転状態を記憶する。複数の運転状態は、第１運転状態と第２運転状態とを含む。また、送水通信部１０６は、無線通信モジュールなどによって構成され、無線によってモニター装置３２３との間で各種情報を送受信する。なお、送水通信部１０６は、モニター装置３２３と有線通信を行う有線通信モジュールであってもよい。送水入力部１０７は、送水通信部１０６で受信した各種情報の送水制御装置３０３への入力を受け付ける。

【0025】

利用制御装置３１３Ａは、流量調整弁６Ａを制御する制御装置である。利用制御装置３１３Ａは、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）、もしくはこれらの組み合わせで構成される。利用制御装置３１３Ａは、利用測定部１１２と、利用演算部１１３と、利用制御部１１４と、利用記憶部１１５と、利用通信部１１６と、利用入力部１１７とを有する。

【0026】

利用測定部１１２は、温度センサ２０４Ａによって検出された測定値を取得し、利用演算部１１３に出力する。利用演算部１１３は、入力された情報に基づき、種々の制御パラメータを演算し、利用制御部１１４に出力する。利用制御部１１４は、制御パラメータに基づいて、流量調整弁６Ａを制御する。利用測定部１１２、利用演算部１１３および利用制御部１１４は、利用制御装置３１３ＡのＣＰＵによりプログラムが実行されることで実現される機能部、または個別もしくは一つのハードウェアで実現されるものである。

【0027】

利用記憶部１１５は半導体メモリなどによって構成され、設定値および制御目標値などを記憶する。また、利用通信部１１６は、無線通信モジュールなどによって構成され、無線によってモニター装置３２３との間で各種情報を送受信する。なお、利用通信部１１６は、モニター装置３２３と有線通信を行う有線通信モジュールであってもよい。利用入力部１１７は、利用通信部１１６で受信した各種情報の利用制御装置３１３Ａへの入力を受け付ける。

【0028】

モニター装置３２３は建物に設置されている機器の運転状態を表示し、異常がないかをチェックするための中央監視システムの一部に搭載されるものである。これにより、建物管理者が運転状態を監視できる。モニター装置３２３は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）、もしくはこれらの組み合わせで構成される。なお、建物が小規模の場合は、モニター装置３２３は、スタッフルームに設置のデスクトップＰＣに搭載されてもよい。また、外部保守業者が定期メンテナンスで自由に使えるように、モニター装置３２３をノートＰＣまたはタブレットＰＣに搭載してもよい。

【0029】

モニター装置３２３は、モニター記憶部１２５と、モニター通信部１２６と、モニター表示部１２８と、モニター入力部１２７とを有する。モニター記憶部１２５は、半導体メモリなどによって構成され、試運転時の利用ユニット３０２の運転状態を記憶する。モニター通信部１２６は、無線通信モジュールなどによって構成され、無線によって送水制御装置３０３および利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄとの間で各種情報を送受信する。なお、モニター通信部１２６は、有線通信を行う有線通信モジュールであってもよい。モニター表示部１２８は、液晶ディスプレイなどで構成され、送水通信部１０６と利用通信部１１６から送信された運転情報を、モニター通信部１２６を介して受信し、利用者に対して表示する。モニター入力部１２７は、キーボードまたはタッチパネルなどで構成され、利用者からの操作指示を受け付ける。

【0030】

＜運転動作＞
次に空調システム１００の通常運転時の運転動作について説明する。通常運転は、何れか一つ以上の利用ユニット３０２が冷房運転を実施する場合に開始される冷却運転と、何れか一つ以上の利用ユニット３０２が暖房運転を実施する場合に開始される加熱運転とを含む。以下では、利用ユニット３０２Ａと３０２Ｂとが冷却運転を実施し、利用ユニット３０２Ｃと３０２Ｄとが停止している場合の運転状態について、図１を参照して説明する。空調システム１００の熱媒体回路を流れる熱媒体は、熱源側ポンプ９により搬送され、熱源ユニット３０１にて冷却される。ここで、熱源側ポンプ９の回転数は運転状態によらず一定速（固定値）とされる。また、熱源ユニット３０１は、温度センサ２０５により検出される熱源出口水温が設定水温（例えば７℃）となるように熱源ユニット３０１の制御装置（図示せず）により制御される。

【0031】

熱源ユニット３０１にて冷却された熱媒体は、第１往路ヘッダ１４に流入し、配管１０または利用側ポンプ１へと分流される。利用側ポンプ１に流入した熱媒体は押し出された後、第２往路ヘッダ１５にて、バイパス弁２または配管３に分配される。ここで、利用側ポンプ１の回転数およびバイパス弁２の開度は、熱媒体の制御対象量が制御目標値となるように、送水制御装置３０３に制御される。本実施の形態では、差圧計２０１によって検出される第２往路ヘッダ１５と第１往路ヘッダ１４との間の送水差圧が制御対象量であり、目標差圧値（例えば２００ｋＰａ）が制御目標値である。目標差圧値は、試運転時に予め取得され、送水記憶部１０５に記憶される第１運転状態および第２運転状態に基づいて決定される。目標差圧値の決定方法については、後ほど詳述する。

【0032】

バイパス弁２に流入した熱媒体は、バイパス弁２を通過後に第１往路ヘッダ１４で第１往路ヘッダ１４に流入する熱媒体と合流する。一方、配管３に流入した熱媒体は、配管４Ａおよび４Ｂに流入し、利用熱交換器５Ａおよび５Ｂにて室内から供給された空気を冷却する。そして、利用熱交換器５Ａおよび５Ｂを流出した熱媒体は、流量調整弁６Ａおよび６Ｂをそれぞれ通過した後、配管７Ａおよび７Ｂを通過して、配管８で合流する。流量調整弁６Ａおよび６Ｂは、温度センサ２０４で検出される吸込温度が室内設定温度と等しくなるように制御される。流量調整弁６Ｃおよび６Ｄは、利用ユニット３０２Ｃおよび３０２Ｄが停止となっているため、全閉開度（例えば開度０％）となっている。

【0033】

その後、合流した熱媒体は、配管８を通過し、還路ヘッダ１６にて配管１０を流れる熱媒体と合流して、熱源側ポンプ９へ流入し、熱媒体回路内を循環する。なお、何れか一つ以上の利用ユニット３０２にて暖房運転となった場合に開始される加熱運転についても熱媒体の流れは同様である。

【0034】

＜試運転＞
本実施の形態では、図２に示しているとおり、送水制御装置３０３と利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄとの間で通信を行うものではない。すなわち、本実施の形態では、通常運転中は、利用ユニット３０２の負荷流量などの運転状態を送水制御装置３０３は取得できない。このような構成において、利用ユニット３０２の運転状態に応じて、熱媒体回路を制御するための手法について以下に説明する。

【0035】

上記のように、通常運転時には、送水制御装置３０３と利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄとの間で運転状態の通信は行われない。そのため、本実施の形態では、空調システム１００の初期設置時、または半年もしくは１年毎などの定期点検時に作業者により試運転を実施する。そして、モニター装置３２３によって、試運転時における運転状態を、送水制御装置３０３および利用制御装置３１３Ａ～３１３Ｄから取得する。なお、利用ユニット３０２の運転状態は、利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄそれぞれの利用通信部１１６から送信し、モニター通信部１２６にて受信し、作業者がモニター表示部１２８で表示確認できる。そして、モニター装置３２３は、試運転時に取得した運転状態を送水制御装置３０３へ送信し、送水制御装置３０３は、運転状態に基づいて通常運転時の熱媒体の搬送制御を行う。

【0036】

なお、通常運転時においては、利用ユニット３０２の流量調整弁６では、吸込温度が室内設定温度と等しくなるように制御されているが、試運転時には、利用制御対象量が利用設定値以上となるように制御される。本実施の形態では、利用流量計２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃおよび２０７Ｄによって検出される利用ユニット３０２の利用流量が利用制御対象量であり、利用流量の目標値である目標利用流量値が利用設定値である。

【0037】

図３は、実施の形態１における運転状態取得処理のフローチャートである。本処理は、試運転時において、モニター装置３２３により実行される。本処理では、まず、第１運転状態を取得するための第１運転状態取得処理が行われる（Ｓ１）。第１運転状態は、利用ユニット３０２を流れる熱媒体量が多い場合、すなわち高負荷時における運転状態である。第１運転状態は、第１制御目標値Ｔ１および第１負荷流量Ｍ１を含む。第１運転状態取得処理については、後ほど詳述する。

【0038】

続いて、第２運転状態を取得するための第２運転状態取得処理が行われる（Ｓ２）。第２運転状態は、利用ユニット３０２を流れる熱媒体量が少ない場合、すなわち低負荷時における運転状態である。第２運転状態は、第２制御目標値Ｔ２および第２負荷流量Ｍ２を含む。第２運転状態取得処理については、後ほど詳述する。

【0039】

そして、取得した第１運転状態と第２運転状態とが送水制御装置３０３に送信され（Ｓ３）、本処理を終了する。第１運転状態と第２運転状態とは、モニター通信部１２６から送水通信部１０６に送信され、送水入力部１０７を介して送水制御装置３０３に入力され、送水記憶部１０５に記憶される。

【0040】

図４は、実施の形態１における第１運転状態取得処理のフローチャートである。本処理では、まず、熱媒体回路に接続されている全ての利用ユニット３０２が運転される（Ｓ１０）。ここでは、利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄが冷却運転される。次に、目標範囲が設定される（Ｓ１１）。目標範囲は、目標利用流量値の許容範囲を示すものであり、モニター装置３２３のモニター入力部１２７から入力され、モニター通信部１２６から各利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄの利用通信部１１６へ送信される。そして、利用入力部１１７を介して、利用記憶部１１５に記憶される。例として、利用ユニット３０２の仕様で決まる定格流量が目標利用流量値として設定される。

【0041】

次に、目標差圧値が設定される（Ｓ１２）。目標差圧値は、差圧計２０１によって検出される第２往路ヘッダ１５と第１往路ヘッダ１４との間の送水差圧の目標値である。ここでは、任意の値が目標差圧値として設定される。例えば、利用側ポンプ１の仕様に応じた設計時の目標差圧を目標差圧値として設定してもよい。

【0042】

そして、全ての利用ユニット３０２における利用流量が目標範囲内となっているか否かが判断される（Ｓ１３）。そして、利用ユニット３０２のうち、利用流量が目標範囲内となっていないものが一つでもある場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、目標差圧値が補正される（Ｓ１４）。ここでは、例えば所定の補正値だけ目標差圧値が減少される。そして、全ての利用ユニット３０２における利用流量が目標範囲内になるまで、目標差圧値が補正される。

【0043】

そして、全ての利用ユニット３０２における利用流量が目標範囲内となった場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、最小目標差圧値が探索される（Ｓ１５）。ここでは、ステップＳ１３を満たす目標差圧値の許容範囲における最小値が探索される。具体的には、最初にステップＳ１３を満たした時の目標差圧値を許容範囲における上限と仮定し、目標差圧値をステップＳ１４における所定の補正値よりも小さい補正値だけ減少させて、ステップＳ１３が満たされるか否かを判断する。そして、ステップＳ１３を満たさなくなる直前の目標差圧値を最小目標差圧値とする。

【0044】

そして、探索された最小目標差圧値が第１制御目標値Ｔ１としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ１６）。また、最小目標差圧値となったときに負荷流量計２０２で検出された負荷流量が第１負荷流量Ｍ１としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ１７）。そして、このときの利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄの流量調整弁６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄの開度がモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ１８）。その後、本処理を終了する。

【0045】

図５は、実施の形態１における第１運転状態の一例である。負荷または目標利用流量に対して抵抗の大きい流路ほど、熱媒体を流すために流量調整弁６の開度を大きくする必要がある。そのため、流量調整弁６の開度が大きいほど、熱媒体が流れにくく負荷または目標利用流量に対して抵抗の大きい流路ということになる。第２運転状態処理では、複数の利用ユニット３０２のうち、負荷ないし抵抗が最も大きい１台のみを運転させ、第２運転状態を取得する。

【0046】

なお、利用ユニット３０２の運転台数が１台になると、全台運転している場合よりも負荷流量は少なくなる。ここで、利用ユニット３０２を全台運転にして、各利用ユニット３０２の目標利用流量値を少なくすることで、少ない負荷流量を再現する方法もある。ただし、負荷流量が同等の場合、利用ユニット３０２を全台運転すると、１台あたりの利用熱交換器５に流れる熱媒体の流量は少なく、利用熱交換器５にかかる差圧が小さくなるため、送水差圧が小さい場合でも、負荷流量は目標値に到達する。一方、運転する利用ユニット３０２を１台とすると、利用熱交換器５に流れる熱媒体の流量が多くなり、利用熱交換器５にかかる差圧が大きいため、送水差圧を大きくしないと負荷流量が目標値に到達しない。以上のことから、利用ユニット３０２の全台運転で送水差圧を取得すると、１台運転時に必要となる負荷流量が得られなくなり、空調冷熱が不足するため、利用ユニット３０２の運転台数を変更して負荷流量に対する送水差圧の状態を取得することが望ましい。

【0047】

図６は、実施の形態１における第２運転状態取得処理のフローチャートである。まず、複数の利用ユニット３０２のうち、第１運転状態の取得時に、流量調整弁６の開度が最も大きい利用ユニット３０２のみを冷却運転とし、そのほかの利用ユニット３０２を停止させる（Ｓ２０）。以下では、モニター記憶部１２５に図５に示す情報が記憶されている場合を例に説明する。この場合は、利用ユニット３０２Ａが冷却運転され、利用ユニット３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄは停止される。なお、複数の利用ユニット３０２のうち、第１運転状態の取得時に、流量調整弁６の開度が最も大きい利用ユニット３０２が複数ある場合は、そのうちの何れか１台のみを運転させる。

【0048】

そして、第１運転状態取得処理と同様に、目標範囲が設定され（Ｓ２１）、目標差圧値が設定される（Ｓ２２）。例えば、第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１を目標差圧値として設定してもよい。そして、運転している利用ユニット３０２Ａにおける利用流量が目標範囲内となっているか否かが判断される（Ｓ２３）。そして、利用ユニット３０２Ａにおける利用流量が目標範囲内となっていない場合は（Ｓ２３：ＮＯ）、目標差圧値が補正される（Ｓ２４）。ここでは、例えば、所定の補正値だけ目標差圧値が減少される。そして、利用ユニット３０２Ａにおける利用流量が目標範囲内となるまで、目標差圧値が補正される。

【0049】

利用ユニット３０２Ａにおける利用流量が目標範囲内となった場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、最小目標差圧値が探索される（Ｓ２５）。ここでは、第１運転状態取得処理のステップＳ１５と同様に、ステップＳ２３を満たす目標差圧値の許容範囲における最小値が探索される。そして、探索された最小目標差圧値が第２制御目標値Ｔ２としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ２６）。また、最小目標差圧値となったときに負荷流量計２０２で検出された負荷流量が第２負荷流量Ｍ２としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ２７）。その後、本処理を終了する。

【0050】

＜通常運転＞
図７は、実施の形態１における送水圧制御のフローチャートである。本処理は、送水制御装置３０３によって、空調システム１００の通常運転中に実施される。本処理では、まず、負荷流量計２０２により負荷流量が検出される（Ｓ３０）。そして、検出された負荷流量が第２運転状態の第２負荷流量Ｍ２より大きいか否かが判断される（Ｓ３１）。ここで、負荷流量が第２負荷流量Ｍ２以下の場合（Ｓ３１：ＮＯ）、第２運転状態の第２制御目標値Ｔ２が目標差圧値とされる（Ｓ３２）。

【0051】

一方、負荷流量が第２負荷流量Ｍ２より大きい場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、取得した負荷流量が第１運転状態の第１負荷流量Ｍ１より小さいか否かが判断される（Ｓ３３）。ここで、負荷流量が第１負荷流量Ｍ１以上の場合（Ｓ３３：ＮＯ）、第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１が目標差圧値とされる（Ｓ３４）。一方、負荷流量が第２負荷流量Ｍ２より大きく、第１負荷流量Ｍ１より小さい場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、下記の式から目標差圧値が求められる（Ｓ３５）。
目標差圧値＝（Ｔ１－Ｔ２）／（Ｍ１－Ｍ２）×（負荷流量－Ｍ２）＋Ｔ２

【0052】

そして、差圧計２０１によって検出される第２往路ヘッダ１５と第１往路ヘッダ１４との間の送水差圧が目標差圧値となるように、利用側ポンプ１の回転数およびバイパス弁２の開度が制御される（Ｓ３６）。その後、運転を終了するか否かが判断され（Ｓ３７）、運転を終了するまで、ステップＳ３０からＳ３６までの処理が繰り返される。

【0053】

図８は、実施の形態１における目標差圧値の決定方法を説明する図である。図８の縦軸は目標差圧値を示し、横軸は負荷流量を示す。図８に示すように、負荷流量が第２運転状態の第２負荷流量Ｍ２以下の場合は、目標差圧値は第２運転状態の第２制御目標値Ｔ２に固定される。また、負荷流量が第２運転状態の第２負荷流量Ｍ２よりも多く、第１運転状態の第１負荷流量Ｍ１よりも少ない場合は、目標差圧値は第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１と、第２運転状態の第２制御目標値Ｔ２との線形補間値として求められる。さらに負荷流量が第１運転状態のときの第１負荷流量Ｍ１以上の場合は、目標差圧値は第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１に固定される。

【0054】

このように、本実施の形態では、負荷状況に応じて目標差圧値が設定されるため、低負荷時などの負荷流量が少ない場合には、送水差圧が小さくなるよう制御され、利用側ポンプ１の消費電力を減少させることができる。また、設計状態では、通常は、余裕をみて実査地の送水差圧値よりも高めに設定（設計送水差圧値）されているものであるが、本実施の形態の制御を実施することで、実際の送水差圧状態を考慮して運転動作を行なえるので利用側ポンプ１の消費電力が小さくなる。また、第２運転状態は、１台の利用ユニット３０２のみを運転した状態であり、負荷流量が十分に少ない場合まで制御に反映することができる。すなわち、本実施の形態では、負荷に応じて制御目標値を補正することができるため、利用側ポンプ１の消費電力を減少することができる。

【0055】

また、本実施の形態では、負荷の異なる複数の運転状態を試運転時に予め取得して記憶しておくことで、通常運転時において、送水制御装置３０３が各利用ユニット３０２から運転状態を受信しなくても、負荷流量に応じた熱媒体の搬送制御を行うことができる。これにより、利用ユニット３０２の台数が多い場合でも、送水制御装置３０３の通信量の増加を抑制でき、送水制御装置３０３の処理負担が軽減され、制御の遅延なども抑制できる。また、試運転時の運転状態の取得をモニター装置３２３で行うことにより、送水制御装置３０３と利用制御装置３１３Ａ～３１３Ｄの間の配線などの通信設備も不要になる。その結果、配線工事および通信コストの増加を抑制できる。さらに、試運転を行って第１運転状態と第２運転状態を取得することで、配管の長さなど、実際の施工状態を反映した運転状態を取得することができる。

【0056】

実施の形態２．
実施の形態２の空調システム２００について説明する。実施の形態２は、利用ユニットの構成において、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点について説明する。

【0057】

＜システム構成＞
図９は、実施の形態２における空調システム２００の概略構成図である。実施の形態２の空調システム２００は、複数の利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃおよび３０２Ｄに替えて、複数の利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄを備える。利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄは、ビル建物内の機械室などに設置される、例えばファンコイルユニットである。なお、以下の説明において複数の利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄを区別しない場合「利用ユニット３０５」と称することがある。

【0058】

複数の利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄは、それぞれ利用熱交換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄと、流量調整弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄと、を備える。なお、以下の説明において流量調整弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄを区別しない場合「流量調整弁１３」と称することがある。流量調整弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄは、電磁弁であり、利用ユニット３０５の冷却運転ＯＮ／ＯＦＦに対応して、利用制御装置３１３の利用制御部１１４により開路または閉路となるものである。また、本実施の形態では、利用流量計２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃおよび２０７Ｄは省略される。

【0059】

また、実施の形態２では、利用ユニット３０５の流量調整弁１３は、電動二方弁ではないため、通常運転時および試運転時の両方において、利用制御対象量が利用設定値以上となるように制御される。本実施の形態では、差圧計２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃおよび２０６Ｄによって検出される利用差圧が利用制御対象量であり、利用差圧の目標値である目標利用差圧値が利用設定値である。目標利用差圧は各利用ユニット３０５の機器仕様と負荷流量から決定される。

【0060】

図１０は、実施の形態２における第１運転状態取得処理のフローチャートである。まず、熱媒体回路に接続されている全ての利用ユニット３０５が運転される（Ｓ４０）。ここでは、利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄが冷却運転される。次に、目標差圧値が設定される（Ｓ４１）。目標差圧値は、差圧計２０１によって検出される第２往路ヘッダ１５と第１往路ヘッダ１４との間の送水差圧の目標値である。ここでは、任意の値が目標差圧値として設定される。例えば、利用側ポンプ１の仕様に応じた設計時の目標差圧を目標差圧値として設定してもよい。

【0061】

そして、全ての利用ユニット３０５における利用差圧が目標範囲内となっているか否かが判断される（Ｓ４２）。ここで、目標範囲は、目標利用差圧値の許容範囲を示すものである。そして、利用ユニット３０５のうち、利用差圧が目標範囲内でなっていないものが一つでもある場合は（Ｓ４２：ＮＯ）、目標差圧値が補正される（Ｓ４３）。ここでは、例えば所定の補正値だけ目標差圧値が減少される。そして、全ての利用ユニット３０５における利用差圧が目標範囲内となるまで、目標差圧値が補正される。

【0062】

そして、全ての利用ユニット３０５における利用差圧が目標範囲内となった場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、最小目標差圧値が探索される（Ｓ４４）。ここでは、実施の形態１のステップＳ１５と同様に、ステップＳ４２を満たす目標差圧値の許容範囲における最小値が探索される。

【0063】

そして、探索された最小目標差圧値が第１制御目標値Ｔ１としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ４５）。また、最小目標差圧値となったときに負荷流量計２０２で検出された負荷流量が第１負荷流量Ｍ１としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ４６）。そして、第１運転状態取得時の利用ユニット３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄの利用差圧がモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ４７）。その後、本処理を終了する。

【0064】

図１１は、実施の形態２における第２運転状態取得処理のフローチャートである。まず、複数の利用ユニット３０５のうち、第１運転状態の取得時に、利用差圧が最も小さい利用ユニット３０５のみを冷却運転とし、そのほかの利用ユニット３０５を停止させる（Ｓ５０）。以下では、利用ユニット３０５Ａが冷却運転され、利用ユニット３０５Ｂ、３０５Ｃおよび３０５Ｄは停止される場合を例に説明する。なお、複数の利用ユニット３０５のうち、第１運転状態の取得時に、利用差圧が最も小さい利用ユニット３０５が複数ある場合は、そのうちの何れか１台のみを運転させる。

【0065】

そして、第１運転状態取得処理と同様に、目標差圧値が設定される（Ｓ５１）。ここでは、例えば、第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１を目標差圧値として設定してもよい。そして、運転している利用ユニット３０５Ａにおける利用差圧が目標範囲内となっているか否かが判断される（Ｓ５２）。そして、利用ユニット３０５Ａの利用差圧が目標範囲内となっていない場合は（Ｓ５２：ＮＯ）、目標差圧値が補正される（Ｓ５３）。ここでは、例えば所定の補正値だけ目標差圧値が減少される。そして、運転している利用ユニット３０５Ａの利用差圧が目標範囲内となるまで、目標差圧値が補正される。

【0066】

運転している利用ユニット３０５Ａにおける利用差圧が目標範囲内となった場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、最小目標差圧値が探索される（Ｓ５４）。ここでは、実施の形態１のステップＳ１５と同様に、ステップＳ５２を満たす目標差圧値の許容範囲における最小値が探索される。そして、探索された最小目標差圧値が第２制御目標値Ｔ２としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ５５）。また、最小目標差圧値となったときに負荷流量計２０２で検出された負荷流量が、第２負荷流量Ｍ２としてモニター記憶部１２５に記憶される（Ｓ５６）。その後、本処理を終了する。

【0067】

実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、予め取得した運転状態に応じて目標差圧値が設定されるため、低負荷時などの負荷流量が少ない場合には、送水差圧が小さくなるよう制御され、利用側ポンプ１の消費電力を減少させることができる。また、送水制御装置３０３が各利用ユニット３０５から運転状態を受信しなくても、負荷流量に応じた熱媒体の搬送制御を行うことができるため、利用ユニットの台数が多い場合も、通信量の増加を抑制することができる。

【0068】

実施の形態３．
実施の形態３の空調システム３００について説明する。実施の形態３は、冷却回路と加熱回路とを備える点において、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0069】

＜システム構成＞
図１２は、実施の形態３における空調システム３００の概略構成図である。図１２に示すように、空調システム３００は、第１熱源ユニット３０１および第２熱源ユニット３０１ｈと、第１熱源側ポンプ９および第２熱源側ポンプ９ｈと、第１利用側ポンプ１および第２利用側ポンプ１ｈと、第１バイパス弁２および第２バイパス弁２ｈと、複数の第１利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｂと、複数の第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄとを備える。なお、以下の説明において複数の第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄを区別しない場合「第２利用ユニット３０４」と称することがある。

【0070】

第１熱源ユニット３０１、第１熱源側ポンプ９、第１利用側ポンプ１、第１バイパス弁２、第１利用ユニット３０２および第２利用ユニット３０４は、配管で接続され、冷却回路を構成する。また、第２熱源ユニット３０１ｈ、第２熱源側ポンプ９ｈ、第２利用側ポンプ１ｈ、第２バイパス弁２ｈ、第１利用ユニット３０２および第２利用ユニット３０４は、配管で接続され、加熱回路を構成する。第１熱源ユニット３０１、第１熱源側ポンプ９、第１利用側ポンプ１、第１バイパス弁２および第１利用ユニット３０２の構成は、実施の形態１と同じである。

【0071】

第２熱源ユニット３０１ｈは、熱媒体回路を循環する熱媒体を加熱する空気熱源ヒートポンプである。第２熱源ユニット３０１ｈの配管出口には、設置場所の熱媒体温度を検出する温度センサ２０５ｈが設けられる。第２熱源側ポンプ９ｈは、第１熱源側ポンプ９と同じ構成を有し、還路ヘッダ１６ｈから第１往路ヘッダ１４ｈまでの熱源側における熱媒体の搬送を担うものである。また、還路ヘッダ１６ｈに接続される配管８ｈには、負荷流量を検出する負荷流量計２０２ｈが設けられる。

【0072】

第２利用側ポンプ１ｈは、第１利用側ポンプ１と同じ構成を有し、第１往路ヘッダ１４ｈから第１利用ユニット３０２および第２利用ユニット３０４を経由して還路ヘッダ１６ｈまでの空調負荷側における熱媒体の搬送を担うものである。第２バイパス弁２ｈは、第１バイパス弁２と同じ構成を有し、第２往路ヘッダ１５ｈの圧力を調整するものであり、第１往路ヘッダ１４ｈと第２往路ヘッダ１５ｈとの間の送水差圧が、目標差圧値より大きくなった際に、開度が制御される。また、第１往路ヘッダ１４ｈと第２往路ヘッダ１５ｈの間には、送水差圧を検出する差圧計２０１ｈが設けられる。

【0073】

第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄは、熱媒体回路が２系統の４管式となっており、冷水による空気の冷却と温水による空気の加熱が独立して行われるようになっている。第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄは、配管３、４Ｃおよび４Ｄを含む往管と、配管８、７Ｃおよび７Ｄを含む還管とにより第１熱源ユニット３０１に接続される。また、第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄは、配管３ｈ、４Ｃｈおよび４Ｄｈを含む往管と、配管８ｈ、７Ｃｈおよび７Ｄｈを含む還管とにより第２熱源ユニット３０１ｈに接続される。

【0074】

第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄは、それぞれ冷却回路に接続される第１利用熱交換器５Ｃおよび５Ｄと、第１流量調整弁６Ｃおよび６Ｄと、加熱回路に接続される第２利用熱交換器５Ｃｈおよび５Ｄｈと、第２流量調整弁６Ｃｈおよび６Ｄｈと、を備える。第２流量調整弁６Ｃｈおよび６Ｄｈの出口には、熱媒体の利用流量を計測する利用流量計２０７Ｃｈおよび２０７Ｄｈがそれぞれ設けられる。また、第２利用熱交換器５Ｃｈおよび５Ｄｈの入口と第２流量調整弁６Ｃｈおよび６Ｄｈの出口との間には、差圧を検出する差圧計２０６Ｃｈおよび２０６Ｄｈがそれぞれ設けられる。さらに、第２利用ユニット３０４Ｃおよび３０４Ｄは、利用制御装置３１３Ｃｈおよび３１３Ｄｈを備える。利用制御装置３１３Ｃｈおよび３１３Ｄｈの構成は、実施の形態１における利用制御装置３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄと同じである。

【0075】

第１利用ユニット３０２は、熱媒体回路が１系統となっているため、加熱回路からの温水と冷却回路からの冷水を選択的に切替えて流せるように、開閉弁１１、１１ｈ、１２および１２ｈが設けられる。開閉弁１１、１１ｈ、１２および１２ｈは、電磁弁である。第１利用ユニット３０２に冷水を流す場合は、開閉弁１１および１２を開路とし、開閉１１ｈおよび１２ｈを閉路とする。一方、温水を流す場合は開閉弁１１および１２を閉路とし、開閉弁１１ｈおよび１２ｈを開路とする。開閉弁１１、１１ｈ、１２および１２ｈの開閉は、夏期または冬期の変わり目に手動で切り替えてもよい。

【0076】

空調システム３００では、冷温水を同時に利用できる第２利用ユニット３０４を備えることで、冷却回路の利用熱交換器５Ｃおよび５Ｄにて除湿を行った上で、加熱回路の第２利用熱交換器５Ｃｈおよび５Ｄｈにて温度を調整し、温調空気を吹出すことができる。これにより、例えば高密度に在室した人が体を動かしているジムにおいて、夏期に除湿量を多く必要とする場合においても、除湿のために冷却され過ぎた空気を室内に吹出すことがなくなる。また、冬期には、会議室などで利用ユニット３０２を加熱回路に接続して暖房しつつ、他の部屋で冷房を行うことができる。

【0077】

図１３は、実施の形態３における運転状態取得処理のフローチャートである。まず、冷熱回路にて、全ての利用ユニット、すなわち第１利用ユニット３０２および第２利用ユニット３０４を操作対象に、図３に示す運転状態取得処理を実施する（Ｓ６０）。次に、冷却回路にて第２利用ユニット３０４のみを操作対象に、図３に示す運転状態取得処理を実施する（Ｓ６１）。このようにする理由は、冬期は、第１利用ユニット３０２は冷却運転とならないが、第２利用ユニット３０４は冷却運転となる場合があるためである。

【0078】

次に、加熱回路にて、全ての利用ユニット、すなわち第１利用ユニット３０２および第２利用ユニット３０４を操作対象に、図３に示す運転状態取得処理を実施する（Ｓ６２）。次に、加熱回路にて第２利用ユニット３０４のみを操作対象に図３に示す運転状態取得処理を実施する（Ｓ６３）。このようにする理由は、夏期は、第１利用ユニット３０２は加熱運転とならないが、第２利用ユニット３０４は加熱運転となる場合があるためである。

【0079】

本実施の形態の運転状態取得処理を行うことで、以下の４組の運転状態が予め取得される。
（１）冷却回路の全利用ユニットを操作対象とした第１運転状態および第２運転状態
（２）冷却回路の第２利用ユニット３０４のみを操作対象とした第１運転状態および第２運転状態
（３）加熱回路の全利用ユニットを操作対象とした第１運転状態および第２運転状態
（４）加熱回路の第２利用ユニット３０４のみを操作対象とした第１運転状態および第２運転状態

【0080】

本実施の形態によれば、年間を通して冷却運転と加熱運転とを実施する第２利用ユニット３０４を含む場合においても、負荷流量が不足することなく、制御対象量を設定することができる。さらに、夏期と冬期とで必要となる負荷流量に応じて制御目標値を設定できるため、第１利用側ポンプ１および第２利用側ポンプ１ｈの消費電力を削減することができる。また、送水制御装置３０３は、利用制御装置３１３と運転状態を通信することなく、負荷流量に応じて送水差圧などを制御することができるため、通信量の増加を抑制することができる。

【0081】

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。まず、上記実施の形態では、送水制御装置３０３における制御対象量を送水差圧とし、制御目標値を目標差圧値としたが、これに限定されるものではない。例えば、制御対象量を往管の往水圧力とし、制御目標値を目標圧力としてもよい。なお、往水圧力とは第２往路ヘッダ１５の圧力のことである。この場合は、第２往路ヘッダ１５に圧力センサが設け、往水圧力を検出し、往水圧力が目標圧力となるように制御する。これにより、送水制御装置３０３が往水圧力により熱媒体の搬送制御を行う場合も、本発明を適用できる。

【0082】

また、上記実施の形態では、試運転時における運転状態取得処理は、モニター装置３２３によって行われる構成としたが、これに限定されるものではなく、送水制御装置３０３で行う構成としてもよい。この場合も、通常運転時における運転状態の取得は不要となるため、通信量の増加を抑制することができる。

【0083】

また、上記実施の形態１では、２つの運転状態から制御目標値を求める構成としたが、これに限定されるものではなく、複数の運転状態を取得すればよい。例えば、実施の形態１では、４台の利用ユニット３０２を備えるため、４つの運転状態を取得し、４つの運転状態に基づいて制御目標値を求めてもよい。具体的には図６において第２運転状態を記憶した後、モニター記憶部１２５に記憶される流量調整弁６の開度が大きい２つの利用ユニット３０２のみで冷却運転を行う。つまり、図５の例の場合は、利用ユニット３０２Ａおよび３０２Ｄの２台運転で図６に示す第２運転状態取得処理と同じ処理を実施し、第３運転状態を取得して記憶する。さらに、モニター記憶部１２５に記憶される流量調整弁６の開度が大きい３つの利用ユニット３０２のみで冷却運転を行って第４運転状態を取得する。つまり、図５の例の場合は、利用ユニット３０２Ａ、３０２Ｄおよび３０２Ｂの３台運転で図６に示す第２運転状態取得処理と同じ処理を実施し、第４運転状態を取得して記憶する。

【0084】

そして、モニター装置３２３は、取得した第１運転状態、第２運転状態、第３運転状態および第４運転状態を送水制御装置３０３に送信する。図１４は、変形例１における目標差圧値の決定方法を説明する図である。図１４の縦軸は目標差圧値を示し、横軸は負荷流量を示す。図１４に示すように、負荷流量が第２運転状態の第２負荷流量Ｍ２以下の場合は、目標差圧値は第２運転状態の第２制御目標値Ｔ２に固定される。また、負荷流量が第２運転状態の第２負荷流量Ｍ２よりも多く、第１運転状態の第１負荷流量Ｍ１より少ない場合は、目標差圧値は、第１運転状態、第２運転状態、第３運転状態および第４運転状態を通過する特性線上の値とされる。さらに負荷流量が第１運転状態の第１負荷流量Ｍ１以上の場合は、目標差圧値は第１運転状態の第１制御目標値Ｔ１に固定される。

【0085】

本変形例によれば、４つの運転状態の特性線により、制御目標値を決定することで、実施の形態１のように、最大値（第１運転状態）と最小値（第２運転状態）の２点に基づく線形補間により決定する場合よりも、制御目標値を低く設定することができる。その結果、利用側ポンプ１の消費電力をさらに低減することができる。

【0086】

また、図４に示す実施の形態１の第１運転状態取得処理におけるステップＳ１３では、全ての利用ユニット３０２の利用流量値が目標範囲内となったことを条件として、最小目標差圧値を探索する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、何れかの利用ユニット３０２の利用流量値が目標利用流量値となった場合に、最小目標差圧値を探索する構成としてもよい。この場合は、何れかの利用ユニット３０２の利用流量値が目標利用流量値である、という条件を満たす目標差圧値の最小値が、最小目標差圧値とされる。同様に、図１０に示す実施の形態２の第１運転状態取得処理においても、ステップＳ４２に替えて、何れかの利用ユニット３０２の利用差圧が目標利用差圧値となった場合に、最小目標差圧値を探索する構成としてもよい。この場合は、何れかの利用ユニット３０２の利用差圧が目標利用差圧値である、という条件を満たす目標差圧値の最小値が、最小目標差圧値とされる。当該変形例によると、第１運転状態取得処理の処理時間を削減することができる。

【0087】

また、図４に示すステップＳ１３～Ｓ１５に替えて、「全ての利用ユニット３０２の利用流量値≧目標利用流量値」を満たさなくなる直前の目標差圧値を最小目標差圧値としてもよい。言い換えると、いずれか一つの利用ユニット３０２の利用流量値が目標利用流量値未満となった場合の目標差圧値を、最小目標差圧値としてもよい。同様に、図１０に示すステップＳ４２～Ｓ４４に替えて、「全ての利用ユニット３０２の利用差圧≧目標利用差圧値」を満たさなくなる直前の目標差圧値を、最小目標差圧値としてもよい。

【0088】

また、図６に示す実施の形態１の第２運転状態取得処理におけるステップＳ２３では、運転している利用ユニット３０２の利用流量値が目標範囲内となったことを条件として、最小目標差圧値を探索する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図６のステップＳ２３～Ｓ２５に替えて、「運転している利用ユニット３０２の利用流量値≧目標利用流量値」を満たさなくなる直前の目標差圧値を最小目標差圧値としてもよい。言い換えると、運転している利用ユニット３０２の利用流量値が目標利用流量値未満となった場合の目標差圧値を、最小目標差圧値としてもよい。同様に、図１１に示す実施の形態２の第２運転状態取得処理においても、ステップＳ５２～Ｓ５４に替えて、「運転している利用ユニット３０２の利用差圧≧目標利用差圧値」を満たさなくなる直前の目標差圧値を最小目標差圧値としてもよい。

【0089】

さらに、実施の形態１では、目標差圧値の初期値として設計値を採用し、図４に示すステップＳ１４において目標差圧値を減少させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、目標差圧値を任意の値とし、「全ての利用ユニット３０２の利用流量値＞目標範囲」の場合は目標差圧値を減少させ、「いずれかの利用ユニット３０２の利用流量値＜目標範囲」の場合は、目標差圧値を増加させてもよい。同様に、図６、図１０および図１１に示すステップＳ２４、Ｓ４３およびＳ５３においても、目標差圧値を増減させてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１、１ｈ 利用側ポンプ、２、２ｈ バイパス弁、３、３ｈ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｃｈ、４Ｄ、４Ｄｈ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｃｈ、７Ｄ、７Ｄｈ、８、８ｈ、１０、１０ｈ 配管、５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｃｈ、５Ｄ、５Ｄｈ 利用熱交換器、６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｃｈ、６Ｄ、６Ｄｈ 流量調整弁、９、９ｈ 熱源側ポンプ、１１、１１ｈ、１２、１２ｈ 開閉弁、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ 流量調整弁、１４、１４ｈ 第１往路ヘッダ、１５、１５ｈ 第２往路ヘッダ、１６、１６ｈ 還路ヘッダ、１００、２００、３００ 空調システム、１０２ 送水測定部、１０３ 送水演算部、１０４ 送水制御部、１０５ 送水記憶部、１０６ 送水通信部、１０７ 送水入力部、１１２ 利用測定部、１１３ 利用演算部、１１４ 利用制御部、１１５ 利用記憶部、１１６ 利用通信部、１１７ 利用入力部、１２５ モニター記憶部、１２６ モニター通信部、１２７ モニター入力部、１２８ モニター表示部、２０１、２０１ｈ 差圧計、２０２、２０２ｈ 負荷流量計、２０４、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０５、２０５ｈ 温度センサ、２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃ、２０６Ｃｈ ２０６Ｄ、２０６Ｄｈ 差圧計、２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃ、２０７Ｃｈ、２０７Ｄ、２０７Ｄｈ 利用流量計、３０１、３０１ｈ 熱源ユニット、３０２、３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０４、３０４Ｃ、３０４Ｄ、３０５、３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃ、３０５Ｄ 利用ユニット、３０３ 送水制御装置、３１３、３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃ、３１３Ｃｈ、３１３Ｄ、３１３Ｄｈ 利用制御装置、３２３ モニター装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】