特許 7421057 機器管理装置及び熱源システム

(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】2024-01-16

(45)【発行日】2024-01-24

(54)【発明の名称】機器管理装置及び熱源システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/87 20180101AFI20240117BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240117BHJP

   F24F 140/12 20180101ALN20240117BHJP

   F24F 140/20 20180101ALN20240117BHJP

【ＦＩ】

F24F11/87

F25B1/00 399Y

F24F140:12

F24F140:20

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019103863

(22)【出願日】2019-06-03

(65)【公開番号】P2020197346

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2022-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 知樹

(72)【発明者】

【氏名】中原 隆之

【審査官】石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１７５０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４４９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８３０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１８６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５７４８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０５２８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１７０３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱源システム（１）を循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器（１０，１１～１３，４０，１１１～１３１）を管理する機器管理装置（５０）であって、
前記熱源システムが有するセンサが計測した前記熱媒体の状態値を受け、
前記特定機器の能力の変更操作を、前記状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止し、
前記パラメータは、所定期間における前記状態値の極値の数及び前記状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む、
機器管理装置（５０）。

【請求項2】

前記パラメータは、前記所定期間における前記状態値の極値の数と前記状態値の分散とに関する変数である、
請求項１に記載の機器管理装置（５０）。

【請求項3】

前記特定機器の能力の変更操作を禁止するための境界を示す前記パラメータの閾値を、前記パラメータの値と前記特定機器の能力の変更回数との関係から決定する、
請求項１から２のいずれか一項に記載の機器管理装置（５０）。

【請求項4】

前記変更操作を禁止している状態にあるか、前記変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の機器管理装置（５０）。

【請求項5】

循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器（１０，１１～１３，４０，１１１～１３１）と、
前記熱媒体の状態を計測するセンサ（６２，６３）と、
前記センサが計測した前記熱媒体の状態値を受け、前記特定機器の能力の変更操作を、前記状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する機器管理装置（５０）と
を備え、
前記センサが、前記熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の流量を測定する流量センサまたは前記熱媒体の圧力を測定する圧力センサであり、
前記パラメータは、所定期間における前記状態値の極値の数及び前記状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む、
熱源システム（１）。

【請求項6】

前記特定機器は、前記熱媒体の温度を変化させる熱源機器（１０，１１～１３、１１１～１３１）であり、
前記センサは、前記熱源機器から出る前記熱媒体の温度を測定する出口温度センサ（６３）であり、
前記出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、前記熱源機器が前記熱媒体の温度を変化させる能力の前記変更操作の禁止を解除する、
請求項５に記載の熱源システム（１）。

【請求項7】

前記特定機器は、チラー（１１１～１３１）、冷却塔（１１～１３）またはポンプ（４０）である、
請求項５または請求項６に記載の熱源システム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理装置、及び当該機器管理装置を備える熱源システム

【背景技術】

【0002】

従来から、特許文献１（特開Ｈ１０－８９７４２号公報）に記載されている冷凍システムのように、熱媒体が循環する複数台の冷凍機を備える熱源システムがある。このような熱源システムには、供給する熱量に合わせて冷凍機の冷凍能力を変更するため、冷凍機の運転台数を変更する制御が行われるように構成されているものがある。このような冷凍システムにおいて制御変数のハンチングを抑制するため、例えば、特許文献１に記載されている冷凍システムでは、冷凍機の運転台数、運転状態及び外気温等に基づき制御ゲインを調節する方法が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、特許文献１に記載されているように、冷凍機の運転台数、運転状態及び外気温等に基づき制御ゲインを調節しようとすると、制御が複雑になり、熱源システムの製造及び調整が難しくなる。

【0004】

熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理システムには、熱源システムを複雑化せずに、特定機器の能力についての無駄な変更操作を減らすという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１観点の機器管理装置は、熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理装置であって、熱源システムが有するセンサが計測した熱媒体の状態値を受け、特定機器の能力の変更操作を、状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する。

【0006】

第１観点の機器管理装置は、簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。

【0007】

第２観点の機器管理装置は、第１観点の機器管理装置であって、パラメータは、所定期間における状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む。

【0008】

第２観点の機器管理装置は、状態値が不安定な状況のときの不要な変更操作を減らすことができる。

【0009】

第３観点の機器管理装置は、第２観点の機器管理装置であって、パラメータは、所定期間における状態値の極値の数と状態値の分散とに関する変数である。

【0010】

第３観点の機器管理装置は、状態値の変動の挙動に応じた不要な操作の抑制の精度を向上させることができる。

【0011】

第４観点の機器管理装置は、第１観点から第３観点のいずれかの機器管理装置であって、特定機器の能力の変更操作を禁止するための境界を示すパラメータの閾値を、パラメータの値と特定機器の能力の変更回数との関係から決定する。

【0012】

第４観点の機器管理装置は、閾値を使って適切なタイミングで特定機器の能力の変更操作を簡単に禁止することができる。

【0013】

第５観点の熱源システムは、第１観点から第３観点のいずれかのシステムであって、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。

【0014】

第５観点の熱源システムは、外部に管理状態を知らせることができる。

【0015】

第６観点の熱源システムは、循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器と、熱媒体の状態を計測するセンサと、センサが計測した熱媒体の状態値を受け、特定機器の能力の変更操作を、状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する機器管理装置とを備え、センサが、熱媒体の温度を測定する温度センサ、熱媒体の流量を測定する流量センサまたは熱媒体の圧力を測定する圧力センサである。

【0016】

第６観点の熱源システムは、熱媒体の温度、流量または圧力の値を熱媒体の状態値として用いる簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。

【0017】

第７観点の熱源システムは、第６観点のシステムであって、特定機器は、熱媒体の温度を変化させる熱源機器であり、センサは、熱源機器から出る熱媒体の温度を測定する出口温度センサであり、出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、熱源機器が熱媒体の温度を変化させる能力の変更操作の禁止を解除する。

【0018】

第７観点の熱源システムは、出口温度と目標温度との差が大きくて能力を変更させるべきときに適切に能力の変更操作を行わせることができる。

【0019】

第８観点の熱源システムは、第６観点または第７観点のシステムであって、特定機器は、チラー、冷却塔またはポンプである。

【0020】

第８観点の熱源システムは、簡単な構成で、チラー、冷却塔またはポンプの能力の無駄な変更操作を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態に係る熱源システムの構成例の概要を示すブロック図。

【図2】実施形態に係る熱源システムの詳細構成例の概要を示すブロック図。

【図3】特定機器の能力の変更操作を禁止するための判定のフローを説明するためのフローチャート。

【図4A】プルダウンレート制御を説明するためのグラフ。

【図4B】プルダウンレート制御の課題を説明するためのグラフ。

【図4C】プルアップレート制御を説明するためのグラフ。

【図5A】振幅が大きく且つ周期が長い緩やかな温度変化の一例を示すグラフ。

【図5B】振幅が小さく且つ周期が短い細かな温度変化の一例を示すグラフ。

【図6】温度変化の種類を説明するためのグラフ。

【図7】温度変化の極値の数を説明するためのグラフ。

【図8】温度変化の分散を説明するためのグラフ。

【図9】温度変化に関するパラメータの値を説明するためのグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（１）全体構成
熱源システム１は、図１に示されているように、熱源機器１０と利用側機器２０と流路３０とポンプ４０と機器管理装置５０とを備えている。熱源機器１０は、熱源システム１を循環する熱媒体の温度を変化させる機器である。言い換えると、この実施形態において、熱源機器１０は、熱源システム１を循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器である。熱源機器１０としては、例えば、チラー、冷却塔及び温水器がある。利用側機器２０は、熱媒体を利用する機器である。利用側機器２０としては、例えば、エアハンドリングユニット、ファンコイルユニット、水熱交換器を有する空気調和機がある。この実施形態の熱源システム１は、３台の熱源機器１１，１２，１３を有している。熱源機器全体を指し示すときには符号「１０」を用い、個別の熱源機器を指し示すときには符号「１１，１２，１３」を用いる。実施形態では、３台の熱源機器１１，１２，１３を例に挙げて説明するが、熱源システム１が備える熱源機器台数は、２台であってもよく、４台以上であってもよい。

【0023】

流路３０は、主に、熱源機器１０と利用側機器２０とを繋ぐ配管である。熱源システム１の熱媒体は、流路３０を通って熱源機器１０と利用側機器２０との間を循環している。流路３０には、戻りヘッダ３１と送りヘッダ３２が含まれる。ポンプ４０から送り出された水は戻りヘッダ３１で熱源機器１１～１３に分配される。熱源機器１１～１３を出た冷水は、送りヘッダ３２で混合されて利用側機器２０へ送られる。

【0024】

ポンプ４０は、熱媒体を循環させるために流路３０の熱媒体に圧力を加える。ポンプ４０は、流路３０を循環する熱媒体の循環量を変更できるように構成されている。循環量を変更する方法としては、例えば、ポンプ４０が可変容量型であってインバータ制御されており、インバータの周波数によって回転数を変化させて吐出量を変化させる方法がある。他の循環量を変更する方法としては、例えば、一定速度で回転する一定速ポンプを複数並列に繋いで、運転する一定速ポンプの台数を変更する方法がある。

【0025】

機器管理装置５０は、熱源機器１０を管理する。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、変更操作を禁止するか否かを判定する機能を有している。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、熱源機器１０の能力を変更する変更操作を禁止する。この実施形態では、機器管理装置５０が禁止する変更操作は、運転している熱源機器１０の台数を変更する操作である。

【0026】

機器管理装置５０は、熱源機器１０の台数制御を行うための台数制御コントローラ５１を有している。台数制御コントローラ５１には、判定部５２と変更操作禁止部５３と報知部５４が含まれる。判定部５２は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、変更操作を禁止するか否かを判定する。変更操作禁止部５３は、判定部５２の判定結果に基づいて、熱源機器１０の能力の変更操作を禁止する。機器管理装置５０は、報知部５４により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。報知部５４による報知の方法には、例えば、ブザーにより変更操作を禁止している状態を報知する方法、表示装置に変更操作の禁止の有無を表示することで報知する方法、公衆回線を通じて報知の有無を示す情報を送信する方法などがある
機器管理装置５０は、例えばコンピュータにより実現されるものである。機器管理装置５０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。図１には、制御演算装置により実現される機器管理装置５０の各種の機能ブロックが示されている。記憶装置は、データベースとして用いることができる。

【0027】

機器管理装置５０は、熱源機器１０が設置される建物などの物件内に設置される場合と当該物件から離れた遠隔地に設置される場合とがある。遠隔地に設置される場合としては、例えば、熱源機器１０と通信できるように構成されているクラウドサーバ（コンピュータ）に機器管理装置５０が設置される場合がある。

【0028】

（２）詳細構成
ここでは、機器管理装置５０が、熱媒体の温度を熱媒体の状態値として、状態値の変化に関するパラメータとして熱媒体の温度変化に基づいて特定機器の能力の変更操作を禁止する場合について説明する。判定のフローの説明では、３台の熱源機器１１，１２，１３がチラーである場合について説明する。図２に示されているように、熱源機器１０がチラー１１１，１２１，１３１である場合には、熱媒体が水であり、チラー１１１，１２１，１３１から利用側機器２０へは流路３０によって冷水が送られる。熱源システム１は、送りヘッダ３２の下流に配置されている出口温度センサ６３を有している。出口温度センサ６３は、送りヘッダ３２から送り出される冷水の温度を検知する。判定部５２は、出口温度センサ６３が検知した冷水の温度を、状態値として受け取る。

【0029】

（２－１）熱源システム１の構成例
図２に示されているように、熱源システム１の利用側機器２０が４台のファンコイルユニット２０１，２０２，２０３，２０４である場合について説明する。ファンコイルユニット２０１～２０４は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水を使って、空調対象空間（図示せず）の冷房を行う。ファンコイルユニット２０１～２０４は、それぞれ、流量調整弁２１と、空気熱交換器２２と、送風ファン２３とを有している。空気熱交換器２２は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水と空調対象空間の空気との間の熱交換を行う。流量調整弁２１は、空気熱交換器２２に流す冷水の流量を調整する。送風ファン２３は、空気熱交換器２２を通過する空気の流れを発生させる。

【0030】

熱源システム１は、入口温度センサ６１と、差圧センサ６２と、出口温度センサ６３とを有している。入口温度センサ６１は、戻り水温を測定する。戻り水温は、チラー１１１，１２１，１３１に戻ってくる水の温度である。差圧センサ６２は、ファンコイルユニット２０１～２０４に送られる冷水の圧力とファンコイルユニット２０１～２０４から戻ってくる水の圧力との差圧を測定する。

【0031】

ポンプ４０は、インバータ制御されており、吐出し量を変更できるものとする。機器管理装置５０は、差圧センサ６２が検知する差圧が一定になるようにポンプ４０の吐出し量を制御する。

【0032】

（２－２）熱源システム１の動作例
チラー１１１，１２１，１３１は、それぞれ内部に水熱交換器（図示せず）及びチラーコントローラ（図示せず）を備えている。チラー１１１，１２１，１３１の各チラーコントローラは、それぞれ、チラー１１１，１２１，１３１の各単体の出口水温が設定水温になるようにチラー１１１，１２１，１３１毎に制御を行う。設定水温は、チラー１１１，１２１，１３１のうちの運転している機器が送出する熱媒体（水）の温度である。

【0033】

熱源システム１が設定水温７℃、戻り水温１３℃の安定状態で運転されている場合を例に挙げて、熱源システム１の動作について説明する。この安定状態で、チラー１１１が運転されており（オン状態であり）、チラー１２１，１３１が停止している（オフ状態である）とする。また、チラー１１１は、安定状態のときに、最大能力の５０％の能力で運転されているとする。

【0034】

ファンコイルユニット２０１～２０４の負荷が急増すると、より多くの熱量をファンコイルユニット２０１～２０４が処理しなければならなくなる。そのため、ファンコイルユニット２０１～２０４は、流量調整弁２１を開いて、多くの冷水を空気熱交換器２２に流す。流量調整弁２１が開かれると、差圧センサ６２が検知する差圧が低下する。このように差圧センサ６２が差圧の低下を検知すると、その差圧センサ６２の検知結果を受けた機器管理装置５０がポンプ４０の吐出し量を増加させて差圧を元の状態に戻す制御を行う。

【0035】

ファンコイルユニット２０１～２０４の負荷の急増に伴って、チラー１１１は、より多くの熱量を処理しなければならなくなるので能力を例えば５０％から１００％に引き上げる。チラー１１１の能力が１００％（最大能力）になっても能力が不足していれば、例えば、戻り水温が上昇して１９℃になり、チラー１１１から供給される冷水の温度が１２℃に上昇する。

【0036】

機器管理装置５０は、チラー１１１の能力と戻り水温とから運転する熱源機器１０の台数を判断する。前述のように、冷水の温度が設定水温よりも上昇すると、機器管理装置５０は、チラー１２１も運転させる。このように熱源機器１０の運転台数を増加させることを増段と呼ぶ。逆に、熱源機器１０の運転台数を減少させることを減段と呼ぶ。機器管理装置５０は、判定部５２の判定結果に基づいて変更操作禁止部５３により、チラー１２１の増段後の運転台数の変更操作を禁止する。

【0037】

例えば、前述のチラー１２１の増段によって、時間の経過とともに、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が１２℃から１０℃に変化し、戻り水温も１９℃から１６℃に変化する。さらに、時間が経過すると、例えば、冷水の水温が１０℃から８℃に変化し、戻り水温も１６℃から１３℃に変化する。しかしながら、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が８℃では、設定温度の７℃より高いので、熱源システム１は、さらにチラー１３１の増段を行う場合がある。このような場合には、チラー１１１，１２１，１３１が５０％の能力で運転されても、熱源機器１０の能力が過多となり、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が６℃（設定温度より低い温度）にまで低下する可能性が高い。このように熱源機器１０の能力が過多になると、熱源システム１は、減段しようとしてしまう可能性がある。

【0038】

上述のような増段によって熱源機器１０の能力が過多になるのを避けるため、機器管理装置５０は、一定時間での出口温度の変化率を取り、変化が大きい過渡状態での増段を禁止する。

【0039】

（３）判定のフロー
機器管理装置５０の判定部５２で行われる判定のフローについて、図３を用いて説明する。判定部５２は、冷水の温度を用いて、プルダウンレート制御を行う。判定部５２は、出口温度センサ６３が検知したチラーの出口温度のプルダウンレートを求める。プルダウンレート制御においては、一定時間（以下、窓と呼ぶことがある。）の開始時点と終了時点の２点の温度変化による判断が行われる。プルダウンレートの計算式の一例が、次の（１）式である。

【0040】

プルダウンレート＝（窓の開始時点の温度－窓の終了時点の温度）÷（窓の長さ）…（１）
ただし、プルダウンレートの単位が［℃／分］、窓の開始時点の温度と窓の終了時点の温度の単位が［℃］、窓の長さの単位が［分］である。

【0041】

例えば、窓の開始時点の温度が１２℃、窓の終了時点の温度が１０℃、窓の長さが０．５分（３０秒）である場合には、プルダウンレートが４℃／分になる。予め設定されている第１閾値が４℃／分であるとし、この第１閾値が機器管理装置５０のメモリ（図示せず）に記憶されているとする。判定部５２は、この第１閾値をメモリから読み出して、チラーの出口温度のプルダウンレートが第１閾値以上であると判定する（ステップＳＴ１のＹｅｓ）。

【0042】

プルダウンレートが第１閾値以上である場合には、機器管理装置５０は、さらなるチラーの増段を禁止する（ステップＳＴ２）。

【0043】

プルダウンレートが第１閾値よりも小さい場合（ステップＳＴ１のＮｏ）には、過渡状態が解消している可能性があるが、過渡状態が解消していない可能性もある。図４Ａには、増段後の典型的な冷水の温度変化が示されている。図４Ａに示されている冷水の温度変化は、単調減少である。しかし、増段後に、冷水の温度が、図４Ｂに示されているように、振動する場合がある。温度が振動していると、判定部５２は、適切な判定ができなくなる可能性が大きくなる。ひいては、温度が振動していると、変更操作禁止部５３が適切な変更操作の禁止を行えなくなる可能性が大きくなる。例えば、窓の開示時点の温度が１２℃で窓の終了時点の温度が１２℃であると、開始時点と終了時点の間で、一度１０℃まで低下しても（増段すべき状態であっても）、プルダウンレートは０℃／分になってしまう。

【0044】

上述のようなプルダウンレート制御の弱点を克服するために、窓の長さ（開始時点から終了時点までの時間）を短くすることが考えられる。しかし、窓の長さを短くすると、温度が振動しながら緩やかに変化する場合でも増段禁止が掛かって、増段すべきタイミングで増段できずに、チラー１１１，１２１，１３１の能力不足でファンコイルユニット２０１～２０４の空調対象空間に居る人に不快感を与える可能性が大きくなる。

【0045】

図４Ｂに示されているように温度が振動している場合には、過渡状態と判断した方が、より良いプルダウンレート制御ができる可能性が高くなる。そこで、判定部５２は、プルダウンレートが第１閾値以上であっても、増段の禁止をかけない場合の判断をステップＳＴ３、ＳＴ４によって行う。

【0046】

判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値以上である場合（ステップＳＴ３のＹｅｓ）には、増段の禁止をかけるべきでないと判定する（ステップＳＴ５）。チラーの出口温度は、図２の構成では、出口温度センサ６３が検出した温度である。

【0047】

判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値未満である場合（ステップＳＴ３のＮｏ）には、温度（状態値）の変化のパラメータについて判断する（ステップＳＴ４）。判定部５２が、温度の変化のパラメータの値が第２閾値以上と判定したとき（ステップＳＴ４のＹｅｓ）には、変更操作禁止部５３が増段を禁止する（ステップＳＴ２）。逆に、温度の変化のパラメータの値が第２閾値未満であると判定部５２が判定したとき（ステップＳＴ４のＹｅｓ）には、変更操作禁止部５３は増段を禁止しない（ステップＳＴ５）。

【0048】

なお、温水を供給する場合には、判定部５２は、プルアップレート制御を行う。プルアップレート制御においては、一定時間（窓）の開始時点と終了時点の２点の温度変化による判断が行われる。プルアップレートの計算式の一例が、次の（２）式である。

【0049】

プルアップレート＝（窓の終了時点の温度－窓の開始時点の温度）÷（窓の長さ）…（２）
ただし、プルアップレートの単位が［℃／分］、窓の開始時点の温度と窓の終了時点の温度の単位が［℃］、窓の長さの単位が［分］である。

【0050】

例えば、窓の開始時点の温度が２０℃、窓の終了時点の温度が２２℃、窓の長さが０．５分（３０秒）である場合には、プルアップレートが４℃／分になる。予め設定されている第１閾値が４℃／分であるとし、この第１閾値が機器管理装置５０のメモリ（図示せず）に記憶されているとする。この場合、判定部５２は、この第１閾値をメモリから読み出して、チラーの出口温度のプルアップレートが第１閾値以上であると判定する。プルダウンレートが第１閾値以上である場合には、機器管理装置５０は、さらなるチラーの増段を禁止する。

【0051】

プルアップレートが第１閾値よりも小さい場合には、過渡状態が解消している可能性があるが、過渡状態が解消していない可能性もある。図４Cには、増段後の典型的な温水の温度変化が示されている。図４Cに示されている温水の温度変化は、単調増加である。しかし、増段後に、温水の温度が振動する場合がある。温度が振動していると、判定部５２は、適切な判定ができなくなる可能性が大きくなる。ひいては、温度が振動していると、変更操作禁止部５３が適切な変更操作の禁止を行えなくなる可能性が大きくなる。

【0052】

温度が振動している場合には、過渡状態と判断した方が、より良いプルアップレート制御ができる可能性が高くなる。そこで、判定部５２は、プルアップレートが第１閾値以上であっても、増段の禁止をかけない場合の判断を行う。

【0053】

判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値以上である場合には、増段の禁止をかけるべきでないと判定する。

【0054】

判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値未満である場合には、温度（状態値）の変化のパラメータについて判断する。判定部５２が、温度の変化のパラメータの値が第２閾値以上と判定したときには、変更操作禁止部５３が増段を禁止する。逆に、温度の変化のパラメータの値が第２閾値未満であると判定部５２が判定したときには、変更操作禁止部５３は増段を禁止しない。

【0055】

（４）状態値の変化に関するパラメータ
（４－１）温度の変化に関するパラメータ
温度の変化には、種々のパターンが存在する。例えば、振幅が大きく且つ周期が長い緩やかな温度変化（図５Ａ参照）、振幅が小さく且つ周期が短い細かな温度変化（図５Ｂ参照）などがある。図５Ａ及び図５Ｂの縦軸は温度、横軸は時間である。図５Ａ及び図５Ｂにおいては、温度が振動しているときに、振幅の中心に対して上下に変化している様子がしめされている。

【0056】

判定部５２が、温度の変化に関するパラメータとして、極値の数と振れ幅を用いて判定する場合について説明する。温度の変化に関するパラメータとしての極値の数は、窓の開始時点と終了時点の間に生じる極値の数である。図５Ａのような温度変化では、極値の数は２であり、図５Ｂのような温度変化では、極値の数は１２である。また、温度の変化に関するパラメータとしての振れ幅は、窓の開始時点と終了時点の間に生じる最大の振れ幅である。図５Ａのような温度変化では、振れ幅は８であり、図５Ｂのような温度変化では、振れ幅は１である。

【0057】

図６には、３種類の異なる温度変化が示されている。図６において、最初の温度変化ＴＣ１は、振れ幅が中くらいで細かく振動しており、２つ目の温度変化ＴＣ２は、振れ幅が中くらいで緩やかに振動しており、最後の温度変化ＴＣ３は、振れ幅が大きく且つ細かく振動している。極値の数と振れ幅を掛け合わせると、図６に示されている最後の温度変化ＴＣ３、最初の温度変化ＴＣ１、２つ目の温度変化ＴＣ２の順に振動が激しくなっていることを定量化することができる。

【0058】

図７には、最初の温度変化ＴＣ１についての極値の数ＮＥ１、２つ目の温度変化ＴＣ２についての極値の数ＮＥ２及び最後の温度変化ＴＣ３についての極値の数ＮＥ３が示されている。図７を見ると、最初の温度変化ＴＣ１の極値の数ＮＥ１と最後の温度変化ＴＣ３についての極値の数ＮＥ３とが比較的多く、２つ目の温度変化ＴＣ２についての極値の数ＮＥ２が比較的少ないことが分かる。

【0059】

振れ幅に対応する変数としては、例えば分散がある。図８には、最初の温度変化ＴＣ１についての分散Ｖａ１、２つ目の温度変化ＴＣ２についての分散Ｖａ２及び最後の温度変化ＴＣ３についての分散Ｖａ３が示されている。図８を見ると、最初の温度変化ＴＣ１の分散Ｖａ１と２つ目の温度変化ＴＣ２についての分散Ｖａ２とが中くらいで、最後の温度変化ＴＣ３についての分散Ｖａ３が比較的大きいことが分かる。

【0060】

ここでは、極値の数×分散が、温度の変化に関するパラメータの値ＴＰである。図９には、最初の温度変化ＴＣ１に関するパラメータの値ＴＰ１、２つ目の温度変化ＴＣ２に関するパラメータの値ＴＰ２及び最後の温度変化ＴＣ３に関するパラメータの値ＴＰ３が示されている。

【0061】

（４－２）増段禁止の第２閾値の決定方法
増段禁止を判定するための第２閾値は、例えば、試運転期間のデータから決定される。実機の試運転期間において、出口温度センサ６３で検知された温度の変化と、温度の変化に関するパラメータの値ＴＰと、運転台数の変化とが観測される。例えば、パラメータの値ＴＰ３のときにはハンチングが観測され、パラメータの値ＴＰ１，ＴＰ２ではハンチングが観測されなければ、図９の直線Ｌｎ１で示された値に第２閾値が設定される。これらは、パラメータの値ＴＰ１，ＴＰ２＜直線Ｌｎ１で示された値＜パラメータの値ＴＰ３の関係を満たす。例えば、パラメータの値ＴＰ２，ＴＰ３のときにはハンチングが観測され、パラメータの値ＴＰ１ではハンチングが観測されなければ、図９の直線Ｌｎ２で示された値に第２閾値が設定される。これらは、パラメータの値ＴＰ１＜直線Ｌｎ２で示された値＜パラメータの値ＴＰ２，ＴＰ３の関係を満たす。

【0062】

（５）特徴
（５－１）
上述の機器管理装置５０は、熱源システム１が有する出口温度センサ６３が計測した熱媒体の状態値である冷水の温度を受け取っている。この機器管理装置５０は、特定機器であるチラー１１１，１２１，１３１の能力の変更操作である運転台数の変更を、温度の変化に関するパラメータに基づいて禁止している。このように、機器管理装置５０は、温度変化に関するパラメータに基づいて能力の変更操作を禁止するか否かを判定する判定部５２を有するという簡単な構成で、チラー１１１，１２１，１３１の能力の無駄な変更操作を減らすことができている。

【0063】

（５－２）
上述の機器管理装置５０では、状態値の変化に関するパラメータとして、所定期間である窓における状態値の極値の数及び状態値の振れ幅に関する変数が用いられている。状態値の変化に関するパラメータとしては、極値の数、または状態値の振れ幅が用いられてもよい。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を用いることで、状態値が不安定な状況のときの不要な変更操作を減らすことができる。

【0064】

（５－３）
上述の機器管理装置５０では、状態値の変化に関するパラメータとして、所定期間である窓における状態値の極値の数と状態値の分散とに関する変数が用いられている。その結果、図９を用いて説明したように、上述の機器管理装置５０は、状態値の変動の挙動に応じて精度よく不要な操作をするのを抑制することができる。

【0065】

（５－４）
図９を用いて説明したように、上述の機器管理装置５０では、特定機器の能力の変更操作を禁止するための境界を示すパラメータの閾値である第２閾値を、パラメータの値と特定機器の能力の変更回数との関係から決定している。その結果、図９に直線Ｌｎ１，Ｌｎ２で示されている第２閾値を使って適切なタイミングで特定機器の能力の変更操作を簡単に禁止することができる。

【0066】

（５－５）
機器管理装置５０は、報知部５４により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知し、外部に管理状態を知らせることができる。この報知により、能力の変更が禁止されている過渡期であることを外部に知らせることができ、熱源システム１の能力の調整がユーザなどに許容され易くなる。

【0067】

（５－６）
熱媒体の状態を計測するために熱源システム１が有するセンサには、出口温度センサ６３のような熱媒体の温度を測定する温度センサ、熱媒体の流量を測定する流量センサまたは熱媒体の圧力を測定する圧力センサを用いることができる。熱源システム１は、このようなセンサにより測定される熱媒体の温度、流量または圧力の値を熱媒体の状態値として用いる簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。

【0068】

（５－７）
熱媒体の状態を計測するために熱源システム１として、出口温度センサ６３を用いるときには、熱源システムは１、出口温度と目標温度との差が大きくて能力を変更させるべきときに適切に能力の変更操作を行わせることができる。

【0069】

（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
上記実施形態では、熱媒体が水の場合について説明したが、熱媒体は水には限られない。熱媒体は、例えば、ブライン液、冷媒またはオイルであってもよい。

【0070】

（６－２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、特定機器として、チラー１１１，１２１，１３１について説明したが、特定機器はチラーに限られるものではない。特定機器は、例えば、チラー以外の他の熱源機器１０であってもよい。熱源機器１１，１２，１３を３台のチラー１１１，１２１，１３１に代えて３台の冷却塔に置き換えることができる。その場合には、例えば、冷却塔の冷却水が循環するチラーが利用側機器２０になる。また、特定機器は、熱源機器１０以外の機器であってもよい。熱源機器１０以外の特定機器としては、例えば、熱源システム１のポンプ４０がある。例えば、ポンプ４０が複数台の一定速ポンプを含む場合には、機器管理装置５０の変更操作禁止部５３が禁止する能力の変更操作は、複数台の一定速ポンプの増減段になる。

【0071】

特定機器がチラー１１１，１２１，１３１、冷却塔またはポンプである場合には、簡単な構成で、チラー１１１，１２１，１３１、冷却塔またはポンプの能力の無駄な変更操作を減らすことができる。

【0072】

（６－３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、熱媒体の状態値が温度である場合について説明したが、状態値は、温度以外のものであってもよい。例えば、熱源システム１の流路３０を流れる冷水の流量を状態値として、流路３０に流量センサを設けることができる。また、熱源システム１の流路３０を流れる冷水の圧力を状態値として、流路３０に圧力センサを設けることができる。流量または圧力を状態値とする場合、特定機器は、例えば、熱源機器１０またはポンプ４０である。流量または圧力を状態値とする場合、入口温度センサ６１と出口温度センサ６３の代わりに、流量センサまたは圧力センサが用いられる。

【0073】

（６－４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、状態値の変化に関するパラメータが、状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数である場合について説明した。しかし、状態値の変化に関するパラメータは、状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数には限られない。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータとして、例えば、極値の数に代えて、周期、周波数または波長を用いることができる。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータとして、例えば、分散に代えて、標準偏差、最大値と最小値の差または振幅を用いることができる。

【0074】

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0075】

１ 熱源システム
１０，１１，１２，１３ 熱源機器（特定機器の例）
４０ ポンプ（特定機器の例）
５０ 機器管理装置
１１１，１２１，１３１ チラー（特定機器の例）
６２ 差圧センサ
６３ 出口温度センサ

【先行技術文献】

【特許文献】

【0076】

【文献】特開平１０－８９７４２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】