特許 7449730 制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20240307BHJP

   F25B 1/053 20060101ALI20240307BHJP

   F25B 15/00 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 361J

F25B1/00 371E

F25B1/00 399Y

F25B1/053 A

F25B15/00 306A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020044051

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021143806

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】立石 浩毅

(72)【発明者】

【氏名】二階堂 智

(72)【発明者】

【氏名】筈井 祐介

【審査官】関口 勇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２５７９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１７８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１７４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４１２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １／０５３

Ｆ２５Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷の範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う運転台数制御部、
を備え、
前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、
増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択する、
制御装置。

【請求項2】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷の範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う運転台数制御部、
を備え、
前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、
前記負荷の予測値が、増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように増段対象の前記熱源機を選択する、
制御装置。

【請求項3】

前記運転台数制御部は、増段候補の前記熱源機について、前記負荷の予測値と増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最大の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、前記負荷の予測値と増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最小の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、を算出し、前記差分のうち小さい値が最大となる前記熱源機を増段対象として選択する、
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷の範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う運転台数制御部、
を備え、
前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、
減段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機を選択する、
制御装置。

【請求項5】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷の範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う運転台数制御部、
を備え、
前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、
前記負荷の予測値が、減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように減段対象の前記熱源機を選択する、
制御装置。

【請求項6】

前記運転台数制御部は、減段候補の前記熱源機について、前記負荷の予測値と減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最大の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、前記負荷の予測値と減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最小の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、を算出し、前記差分のうち小さい値が最大となる前記熱源機を減段対象として選択する、
請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値の何れかが、前記適正負荷範囲内の場合、前記熱源機の増段および減段を行わない、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の制御装置。

【請求項8】

複数の熱源機と、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の制御装置と、
を備える熱源システム。

【請求項9】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、
前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択し、
前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、減段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機を選択する、
制御方法。

【請求項10】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、
前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、前記負荷の予測値が、増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように増段対象の前記熱源機を選択し、
前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、前記負荷の予測値が、減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように減段対象の前記熱源機を選択する、
制御方法。

【請求項11】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータに、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、
前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択し、
前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、減段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機を選択する処理を実行させる、
プログラム。

【請求項12】

複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータに、
前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、
前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、前記負荷の予測値が、増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように増段対象の前記熱源機を選択し、
前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、前記負荷の予測値が、減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように減段対象の前記熱源機を選択する処理を実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、冷水又は温水を負荷系統に供給する熱源システムにおいて、各熱源機が適正能力範囲で運転可能となるように熱源機の運転台数を決定し、熱源機の起動と停止を制御する制御方法が開示されている。この制御方法では、負荷が変動すると、その負荷変動に伴う不要な熱源機の発停を引き起し、安定した熱供給を阻害するおそれがある。熱源機の不要な発停を回避するには、例えば、一定時間、負荷が適正能力範囲を逸脱した場合に台数を変更するといった対策が考えられるが、この制御では、熱源機の発停が遅れてしまい、要求負荷を満たせない、あるいは熱源機が軽負荷停止してしまう等の可能性がある。

【0003】

特許文献２には、将来の負荷を予測し、先行的に熱源機を増段又は減段することで、負荷変動への追従性の向上を図る制御方法が開示されている。特許文献２の制御方法は、将来の負荷予測に対する容量の過不足に従って熱源機の台数制御を行うため、特許文献１に記載の制御方法によって達成できる、現在の負荷に対する効率的な運転が達成できない可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１０６６９９号公報

【文献】特開２０１９－７４２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

安定した熱供給を行いつつ、少ない発停回数で負荷変動への追従を可能にする、熱源機の運転台数の制御方法が求められている。

【0006】

そこで本開示は、上述の課題を解決することのできる制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によれば、制御装置は、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御する制御装置であって、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う運転台数制御部、を備え、前記運転台数制御部は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択する。

【0008】

本開示の一態様によれば、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択し、前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、減段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機を選択する、制御方法である。

【0009】

本開示の一態様によれば、プログラムは、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータに、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行い、前記熱源機を増段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段し、増段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機を選択し、前記熱源機を減段する場合、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段し、減段後の全ての前記熱源機の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機を選択する処理を実行させる。

【発明の効果】

【0010】

上記の制御装置、熱源システム、制御方法およびプログラムによれば、効率的かつ安定した熱供給と、負荷変動への追従性を両立する熱源機の台数制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る熱源システムの構成例を示す図である。

【図2】実施例１に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。

【図3】実施例２に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。

【図4】実施例３に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施形態＞
（熱源システムの構成・機能）
以下、本開示の実施形態による熱源機の増減段制御について図１～図５を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る熱源システムの構成例を示す図である。
熱源システム１は、熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、サプライヘッダ２３と、リターンヘッダ２４と、バイパス流路２５と、負荷予測装置５０と、制御装置１０と、を備える。以下、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを区別して説明する場合には、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとし、制御部２０Ａ～２０Ｃを区別しない場合には単に制御部２０と記載することがある。熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃについても区別する必要が無い場合に単に熱源機２１と記載することがある。

【0013】

熱源機２１Ａ～２１Ｃは、例えば、ターボ冷凍機、吸収式冷凍機などである。熱源機２１Ａ～２１Ｃは、冷蔵や冷凍ショーケース、空調機や給湯機、工場設備等の外部負荷３０に対して供給する冷水が所定の目標温度となるよう制御する。３台の熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、外部負荷３０に対して並列に設置されている。

【0014】

ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、それぞれ熱源機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの冷水の流れ方向の上流側に設けられており、リターンヘッダ２４からの冷水を熱源機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃへ供給する。制御装置１０は、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの動作を制御する。

【0015】

熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃのそれぞれは、図示しない圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張弁などを含む冷凍サイクルを備えている。熱源機２１Ａの制御部２０Ａは、冷凍サイクルを制御することにより、ポンプ２２Ａにより送水される冷水を冷却する。同様に熱源機２１Ｂは、制御部２０Ｂの制御により、ポンプ２２Ｂにより送水される冷水を冷却する。熱源機２１Ｃは、制御部２０Ｃの制御により、ポンプ２２Ｃにより送水される冷水を冷却する。制御装置１０は、制御部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを制御する。

【0016】

熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが送り出した冷水は、サプライヘッダ２３へと至り、サプライヘッダ２３で集約され、外部負荷３０へと供給される。外部負荷３０に供給された冷水は、外部負荷３０で利用されて昇温し、リターンヘッダ２４に送られる。冷水は、リターンヘッダ２４で３つの流路に分岐され、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに送られる。

【0017】

サプライヘッダ２３とリターンヘッダ２４との間には、バイパス流路２５が設けられている。バイパス流路２５には、開閉バルブ２６が設けられている。この開閉バルブ２６を調整することにより、サプライヘッダ２３からバイパス流路２５を介してリターンヘッダ２４へと流れる冷水の流量を制御して、サプライヘッダ２３から外部負荷３０へ供給される冷水の供給圧力を調整する。制御装置１０は、開閉バルブ２６の開閉を制御する。

【0018】

外部負荷３０とリターンヘッダ２４とを接続する還り流路３１には、開閉バルブ３２が設けられている。この開閉バルブ３２を調整することにより、外部負荷３０への冷水の供給を制御する。制御装置１０は、開閉バルブ３２の開閉を制御する。

【0019】

熱源機２１Ａの冷水の入口側には、流量センサ４０Ａと温度センサ４１Ａとが設けられている。熱源機２１Ａの冷水の出口側には温度センサ４２Ａが設けられている。同様に熱源機２１Ｂの入口側には、流量センサ４０Ｂと温度センサ４１Ｂとが設けられ、出口側には温度センサ４２Ｂが設けられている。また、熱源機２１Ｃの入口側には、流量センサ４０Ｃと温度センサ４１Ｃとが設けられ、出口側には温度センサ４２Ｃが設けられている。また、サプライヘッダ２３の下流側には、温度センサ４３が設けられている。

【0020】

流量センサ４０Ａは、熱源機２１Ａに流入する冷水の流量を計測する。温度センサ４１Ａは、熱源機２１Ａに流入する冷水の温度を計測する。温度センサ４２Ａは、熱源機２１Ａが送り出す冷水の温度を計測する。流量センサ４０Ｂ，４０Ｃ、温度センサ４１Ｂ，４１Ｃ、温度センサ４２Ｂ，４２Ｃについても同様である。温度センサ４３は、外部負荷３０へ供給される冷水の温度（送水温度）を計測する。
流量センサ４０Ａ～４０Ｃ、温度センサ４１Ａ～４１Ｃ、温度センサ４２Ａ～４２Ｃ、温度センサ４３等の各センサは、計測した計測値を制御装置１０へ送信する。

【0021】

各熱源機の制御部２０Ａ～２０Ｃと制御装置１０との間は通信線を介して通信可能に接続されている。制御部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを起動、停止する機能を有している。例えば、制御装置１０が制御部２０Ａに起動信号を送信すると、制御部２０Ａが熱源機２１Ａを起動する。制御装置１０が制御部２０Ａに停止信号を送信すると、制御部２０Ａが熱源機２１Ａを停止する。制御部２０Ｂ，２０Ｃについても同様である。

【0022】

制御装置１０は、流量センサ４０Ａが計測した流量、温度センサ４１Ａおよび温度センサ４２Ａが計測した温度を制御部２０Ａへ送信する。同様に制御装置１０は、流量センサ４０Ｂ、温度センサ４１Ｂおよび温度センサ４２Ｂが計測した計測値を制御部２０Ｂへ送信する。制御装置１０は、流量センサ４０Ｃ、温度センサ４１Ｃおよび温度センサ４２Ｃが計測した計測値を制御部２０Ｃへ送信する。

【0023】

制御部２０Ａは、温度センサ４１Ａが計測した温度から温度センサ４２Ａが計測した温度を減算した値に、流量センサ４０Ａが計測した流量と、冷水の比熱と、冷水の比重と、を乗じて、熱源機２１Ａの現在の運転負荷を演算する。制御部２０Ａは、熱源機２１Ａの現在の運転負荷を制御装置１０へ送信する。制御部２０Ｂ，２０Ｃも同様に、それぞれ、熱源機２１Ｂ，２１Ｃの現在の運転負荷を演算し、演算した値を制御装置１０へ送信する。なお、制御装置１０が、流量センサ４０Ａ～４０Ｃの計測値、温度センサ４１Ａ～４１Ｃの計測値、温度センサ４２Ａ～４２Ｃの計測値を取得して、熱源機２１Ａ～２１Ｃそれぞれの現在の運転負荷を演算してもよい。

【0024】

負荷予測装置５０は、外部負荷３０で必要となる将来の負荷を予測する。将来とは、例えば、１０分後や３０分後のことである。負荷予測装置５０は、スケジューリングされた計画負荷、あるいは機械学習等を用いて構築された負荷予測モデルが予測する負荷の予測値を、制御装置１０へ送信する。

【0025】

制御装置１０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）やマイコン等のコンピュータで構成される。制御装置１０は、データ取得部１１と、運転台数制御部１２と、記憶部１３と、通信部１４と、を備える。本実施形態の熱源機２１Ａ～２１Ｃの運転台数制御に関係のない機能についての説明は省略するが、制御装置１０は、外部負荷３０の要求負荷を達成できるように制御部２０Ａ～２０Ｃへ運転指示を与える機能、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの制御や、開閉バルブ２６の制御など熱源システム１に関する種々の制御を行う機能を有している。

【0026】

データ取得部１１は、外部負荷３０が要求する現在の負荷（要求負荷）、熱源機２１Ａ～２１Ｃの現在の運転負荷、外部負荷３０の将来の負荷の予測値（予測負荷）を取得する。データ取得部１１は、流量センサ４０Ａ～４０Ｃ、温度センサ４１Ａ～４１Ｃ、温度センサ４２Ａ～４２Ｃ、温度センサ４３から各センサが計測した計測値を取得する。

【0027】

運転台数制御部１２は、現在の要求負荷、熱源機２１の現在の運転負荷に基づいて、熱源機２１の運転台数を制御する。例えば、現在、起動している熱源機２１の定格能力の合計よりも外部負荷３０が大きければ、運転台数制御部１２は、熱源機２１を増段する。反対に、外部負荷３０に比べて、現在、起動している熱源機２１の定格能力の合計が過剰であれば、運転台数制御部１２は、熱源機２１を減段する。

【0028】

さらに、本開示の運転台数制御部１２は、現在の熱源機２１の運転負荷と将来の予測負荷とに基づき熱源機２１の運転台数制御を行う。熱源機２１の増減段を行うと、その間、安定した熱供給が妨げられる。その為、運転台数制御部１２は、できるだけ熱源機２１の発停を避けて安定した熱供給を維持しつつ、負荷の変動に追従できるように運転台数制御を行う。後述するように運転台数制御部１２は、現在起動中の熱源機２１の運転負荷と将来の予測負荷が共に、熱源機２１の運転効率が適正となるような負荷の範囲を示す適正能力範囲を上回るか下回る場合のみ、増段又は減段を行う。現在から将来にわたる負荷の傾向に基づいて、増減段を行うことで、無駄な増減段（例えば、増段後すぐに減段する等）を防止し、安定した熱供給を行うことができる。また、将来の予測負荷に基づいて、熱源機２１の増減段を行うので、遅延なく負荷の変化へ追従することが可能になる。その際、運転台数制御部１２は、例えば、予め定められた順で起動又は停止する熱源機２１を選択（第一実施形態）するだけでなく、熱源機２１を増減段させた後の、熱源システム１の熱供給の安定性、要求負荷とのバランス（第二実施形態）や運転効率（第三実施形態）を考慮して、起動又は停止する熱源機２１を選択する。

【0029】

記憶部１３は、各種閾値など種々の情報を記憶する。例えば、記憶部１３は、熱源機２１の定格能力、適正能力範囲の情報を記憶する。適正能力範囲とは、熱源機２１のＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）が所定の基準値以上となるときの負荷率の範囲である。適正能力範囲は、熱源機２１ごとに、冷水入口温度（温度センサ４１Ａ～４１Ｃが計測する温度）別に予め定められている。熱源機２１が適正能力範囲内の負荷で運転するとき、その熱源機２１は効率の良い運転をしていることを意味する。運転台数制御部１２は、熱源機２１Ａの適正能力範囲に基づいて、制御部２０Ａから送信される熱源機２１Ａの現在の運転負荷を評価することができる。なお、記憶部１３は、必須の構成ではない。制御装置１０が記憶部１３を備えるか否かに関わらず、制御装置１０と熱源機２１との間で通信を行って、データ取得部１１が、熱源機２１の定格能力、適正能力範囲の情報を取得してもよい。
通信部１４は、制御部２０Ａ～２０Ｃとの通信を行う。

【0030】

（実施例１）
次に図２を参照して、第一実施形態における運転台数制御部１２による台数制御について説明する。
図２は、実施例１に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。
まず、データ取得部１１が、制御に必要なデータを取得する（ステップＳ１１）。例えば、データ取得部１１は、制御部２０Ａから現在の熱源機２１Ａの運転負荷を取得し、制御部２０Ｂから現在の熱源機２１Ｂの運転負荷を取得し、制御部２０Ｃから現在の熱源機２１Ｃの運転負荷を取得する。データ取得部１１は、外部負荷３０の要求負荷を取得する。データ取得部１１は、負荷予測装置５０から１０分後や３０分後の予測負荷を取得する。データ取得部１１は、温度センサ４１Ａ～４１Ｃが計測した熱源機２１Ａ～２１Ｃの入口側における冷水の温度を取得する。

【0031】

次に運転台数制御部１２が、熱源機２１の現在の運転負荷が適正能力範囲内か否かを判定する（ステップＳ１２）。例えば、現在、熱源機２１Ａ、２１Ｂが起動していて、それぞれの定格能力（定格負荷）が３００ｋＷである。運転台数制御部１２は、まず、熱源機２１Ａ、２１Ｂの適正能力範囲を演算する。例えば、運転台数制御部１２は、温度センサ４１Ａの計測した温度を記憶部１３が記憶する適正能力範囲演算用の関数に入力して、熱源機２１Ａの適正能力範囲を演算する。熱源機２１Ｂについても同様である。例えば、熱源機２１Ａ、２１Ｂの適正能力範囲が共に６０～７０％と演算されたとする。すると、熱源機２１Ａ、２１Ｂの適正な負荷範囲は、それぞれ、３００ｋＷ×６０％～３００ｋＷ×７０％、つまり、１８０～２１０ｋＷとなる。運転台数制御部１２は、これらを合計して、現在起動中の熱源機２１全体での適正な負荷の範囲を算出する。この例の場合、能力適正能力範囲に対応する負荷の範囲は、３６０～４２０ｋＷとなる。運転台数制御部１２は、演算した適正能力範囲に対応する負荷の範囲と、熱源機２１Ａ～２１Ｃの運転負荷の合計を比較する。例えば、運転負荷の合計が３６０～４２０ｋＷの範囲であれば、運転台数制御部１２は、現在の運転負荷は適正能力範囲内であると判定する。例えば、運転負荷の合計が５００ｋＷであれば、運転台数制御部１２は、現在の運転負荷は適正能力範囲内ではない（要求負荷が大きい）と判定する。例えば、運転負荷の合計が３５０ｋＷであれば、運転台数制御部１２は、現在の運転負荷は適正能力範囲内ではない（要求負荷が小さい）と判定する。

【0032】

ステップＳ１２の判定で現在の運転負荷が適正能力範囲内と判定した場合、運転台数制御部１２は、増段、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。例えば、現在の負荷が適正能力範囲内であって、将来の予測負荷が適正能力範囲を上回るような場合であっても、運転台数制御部１２は、この時点での増段は実行しない。これにより、結果として１０分後に要求負荷が適正能力範囲を上回ることがなかった場合に、無駄な増段を行わずに済む。また、結果として１０分後に要求負荷が適正能力範囲を上回るようになった場合、適正能力範囲は上回っても、起動中の熱源機２１Ａ、２１Ｂで１０分後の要求負荷を賄うことができれば、安定した熱供給を損なうことが無い。なお、１０分後に起動中の熱源機２１Ａ、２１Ｂで要求負荷を満たすことができない場合には、別の制御によって、運転台数制御部１２が停止中の熱源機２１を起動する。

【0033】

ステップＳ１２の判定で現在の運転負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。上記の例の場合、例えば、１０分後の予測負荷が５００ｋＷであれば、運転台数制御部１２は、予測負荷は適正能力範囲より大きいと判定する。負荷予測装置５０が、例えば、１０分後の予測負荷と、３０分後の予測負荷と、を予測している場合、運転台数制御部１２は、１０分後および３０分後の予測負荷が共に適正能力範囲より大きい場合に、予測負荷は適正能力範囲より大きいと判定する。予測値が３つ以上存在する場合、それら予測値の全てが適正能力範囲より大きいと、運転台数制御部１２は、負荷の予測値は適正能力範囲より大きいと判定する。あるいは、全ての予測値のうち、適正能力範囲より大きい値を有する予測値の数が、そうでない予測値の数より多い場合、運転台数制御部１２は、負荷の予測値は適正能力範囲より大きいと判定してもよい。例えば、１０分後の予測負荷が現在起動中の熱源機２１の適正能力範囲は上回るが、現在起動中の熱源機２１が定格で運転すれば予測負荷を賄うことができる場合であって、３０分後の予測負荷が現在起動中の熱源機２１の適正能力範囲内の場合、一時的な負荷の増大に対し増段を行うことは無駄となる可能性がある。予測負荷全てが、適正能力範囲は上回る場合にのみ増段を行うことで、無駄な増段による熱供給の不安定化を防ぐことができる。

【0034】

なお、将来予測期間の長さ（何分先の将来予測を考慮するか）については、起動対象の熱源機２１の能力発揮時間（起動を開始してから能力を発揮するまでの時間）によって定めることが可能である。例えば、ターボ冷凍機の起動から能力発揮までの所要時間が６００秒の場合、６００秒後（１０分後）あるいはそれ以降の将来予測負荷に従い、増減段の判定を行うことが望ましい。

【0035】

予測負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、熱源機２１を増段する（ステップＳ１７）。運転台数制御部１２は、次に起動する熱源機２１を選択する。例えば、熱源機２１の起動順が予め定められている場合、運転台数制御部１２は、この起動順に従って、次に起動すべき熱源機２１を選択する。起動順が定められていない場合、運転台数制御部１２は、起動後に予測負荷を満足することができる熱源機２１の中から任意に起動対象の熱源機２１を選択する。現在だけでなく将来においても負荷が適正能力範囲を上回るならば、負荷が適正能力範囲となるような台数の熱源機２１を起動して運転した方が運転効率は向上する。本開示では、現在および将来において負荷が適正能力範囲を上回ることが予測される場合、増段によりシステムが一時的に不安定化することよりも、増段による運転効率の向上に利益があると考え、熱源機２１を増段する。運転台数制御部１２は、運転台数制御部１２が選択した熱源機２１を起動する。

【0036】

予測負荷が適正能力範囲より大きくないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、増段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。現在の運転状態が、適正能力範囲を上回っていたとしても要求負荷を達成することは可能で、近い将来の負荷の予測値は、現在起動中の熱源機２１の能力適正能力範囲で賄うことができるならば、現在起動中の熱源機２１で運転を続けることで、無駄な発停を回避することができる。なお、現在、起動中の熱源機２１の運転状態が適正能力範囲を上回っているだけでなく、要求負荷が起動中の熱源機２１の定格負荷の合計を上回るような場合、図２のフローチャートの制御とは別の制御が働いて、運転台数制御部１２が停止中の熱源機２１を起動する。

【0037】

ステップＳ１２の判定で現在の運転負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。上記の例の場合、例えば、１０分後の負荷の予測値が３５０ｋＷであれば、運転台数制御部１２は、予測負荷は適正能力範囲より小さいと判定する。また、負荷予測装置５０が、例えば、１０分後の予測負荷と、３０分後の予測負荷と、を予測している場合、運転台数制御部１２は、１０分後および３０分後の負荷の予測値が共に適正能力範囲より小さい場合に、予測負荷が適正能力範囲より小さいと判定する。予測負荷が３つ以上存在する場合、それら予測負荷の全てが適正能力範囲より小さいと、運転台数制御部１２は、負荷の予測値は適正能力範囲より小さいと判定する。あるいは、全ての予測値のうち、適正能力範囲より小さい値を有する予測値の数が、そうでない予測値の数より多い場合、運転台数制御部１２は、負荷の予測値は適正能力範囲より小さいと判定してもよい。

【0038】

予測負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、熱源機２１を減段する（ステップＳ１５）。運転台数制御部１２は、停止する熱源機２１を選択する。例えば、熱源機２１の停止順が予め定められている場合、運転台数制御部１２は、この停止順に従って、次に停止すべき熱源機２１を選択する。停止順が定められていない場合、運転台数制御部１２は、停止後に予測負荷を満足することができるように停止対象の熱源機２１を選択する。現在だけでなく将来においても負荷が適正能力範囲を下回るならば、負荷が適正能力範囲となるような台数の熱源機２１だけで運転した方が運転効率は向上する。本開示では、現在および将来において負荷が適正能力範囲を下回ることが予測される場合、減段により熱供給が一時的に不安定化することよりも、減段による運転効率の向上に利益があると考え、熱源機２１を減段する。運転台数制御部１２は、運転台数制御部１２が選択した熱源機２１を停止する。

【0039】

予測負荷が適正能力範囲より小さくないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。現在の運転状態が、適正能力範囲を下回っていたとしても要求負荷を達成することは可能で、近い将来に予測される負荷を現在起動中の熱源機２１の能力適正能力範囲で賄うことができるならば、現在起動中の熱源機２１で運転を続けることで、無駄な発停を回避することができる。なお、現在、起動中の熱源機２１の運転状態が適正能力範囲を下回っているだけでなく、１台停止させたとしても外部負荷３０を満足させることができるような場合図２のフローチャートの制御とは別の制御が働いて、運転台数制御部１２が熱源機２１を減段する。

【0040】

上記説明したように、実施例１の制御において、運転台数制御部１２は、起動中の熱源機２１の運転負荷の合計が、起動中の熱源機２１の適正能力範囲の合計を上回る場合、将来の予測負荷が適正能力範囲内である場合は熱源機２１の増段を行わず、将来の予測負荷が適正能力範囲を上回る場合は熱源機２１を増段する。また、運転台数制御部１２は、起動中の熱源機２１の運転負荷の合計が、起動中の熱源機２１の適正能力範囲の合計を下回っている場合、将来の予測負荷が適正能力範囲内である場合は熱源機２１の減段を行わず、将来の予測負荷が適正能力範囲を下回っている場合は熱源機２１を減段する。また、運転台数制御部１２は、起動中の熱源機２１の運転負荷の合計が適正能力範囲内の場合、将来予測負荷に関わらず熱源機２１の増減段を行わない。

【0041】

このように、現在から将来までの一定期間に渡って熱源機２１の増減段が必要な場合にのみ熱源機２１の増減段を行うことにより、熱源機２１の発停を抑制した安定的な熱供給を行いつつ、負荷変動に追従することが可能となる。また、現在の要求負荷、予測負荷が、適正能力範囲内か範囲外かに基づき増減段を判断するため、消費電力の観点で効率的な熱源機の台数制御が可能となる。

【0042】

なお、上記説明では、現状の負荷が適正能力範囲内かどうかを判定する場合に（ステップＳ１２）、起動中の熱源機２１の運転負荷の合計と、起動中の熱源機２１の適正能力範囲の合計とを比較することとしたが、外部負荷３０の要求負荷と起動中の熱源機２１の適正能力範囲の合計を比べてもよい。また、上記説明では、運転台数制御部１２が、記憶部１３が記憶する適正能力範囲演算用の関数を用いて熱源機２１の適正能力範囲を演算することとしたが、ステップＳ１１にて、データ取得部１１が、制御部２０Ａから熱源機２１Ａの定格能力、適正能力範囲の情報を取得し、制御部２０Ｂから熱源機２１Ｂの定格能力、適正能力範囲の情報を取得し、制御部２０Ｃから熱源機２１Ｃの定格能力、適正能力範囲の情報を取得し、ステップＳ１２以降では、運転台数制御部１２が、ステップＳ１１で取得した適正能力範囲の情報を用いて増減段の判断を行ってもよい。これらのことは、実施例２、実施例３でも同様である。

【0043】

（実施例２）
次に図３を参照して、実施例２における運転台数制御部１２による台数制御について説明する。実施例１と同様の処理については簡単に説明する。
図３は、実施例２に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。
まず、データ取得部１１が、制御に必要なデータを取得する（ステップＳ１１）。次に、運転台数制御部１２が、現在の運転負荷が適正能力範囲内か否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定で運転負荷が適正能力範囲内と判定した場合、運転台数制御部１２は、増段、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0044】

ステップＳ１２の判定で運転負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。予測負荷が適正能力範囲より大きくないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、増段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0045】

ステップＳ１４の判定で予測負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、現在起動している熱源機２１の定格能力と次に増段する熱源機２１の定格能力の合計が予測負荷以上で、且つ、増段後の全ての熱源機２１の定格能力の合計と予測負荷の差分が最小となる熱源機２１を選択して増段する（ステップＳ１７Ａ）。（例１）例えば、現在、熱源機２１Ａが起動中で、予測負荷が５００ｋＷ、熱源機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの定格能力がそれぞれ、３００ｋＷ，３００ｋＷ，１００ｋＷの場合、増段後の定格能力の合計は予測負荷以上でなければならないので、運転台数制御部１２は、増段対象として熱源機２１Ｂを選択する。（例２）同じ例で、熱源機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの定格能力がそれぞれ、３００ｋＷ，３００ｋＷ，２５０ｋＷの場合、増段後の全熱源機２１の定格能力の合計と予測負荷の差分が最小となる熱源機２１を選択するので、運転台数制御部１２は、増段対象として熱源機２１Ｃを選択する。

【0046】

ここで、増段後の定格能力の合計と負荷の予測値の差分が最小となる熱源機２１を選択するのは次の（１）～（３）のような理由による。つまり、（１）要求されている負荷と起動中の熱源機２１の能力がなるべく釣り合うようにする。一般的な増段制御でも、能力が過剰（例２の熱源機２１Ｃ）となるような増段を行わない。（２）将来の予測負荷はあくまでも予測の為、外れる場合がある。例えば、予測負荷よりも負荷が小さくなった場合、能力の過剰な熱源機２１を増段すると、増段した熱源機２１は、適正能力範囲を下回る低効率域で運転することになり、非効率な運転となる可能性がある。（３）予測が外れて、予測負荷よりも大きな負荷となった場合、もし熱源機２１の能力の合計が足りなければ、別の制御によって熱源機２１が増段される。結果として、初めから能力の大きな熱源機２１を起動するよりも１回多く増段が行われる可能性があるが、負荷の増大により増段が発生するのは一般的な制御であり、本開示の制御によって生じる不利益ではない。

【0047】

運転台数制御部１２は、運転台数制御部１２が選択した熱源機２１を起動する。これにより、現在から将来にわたる負荷変動に追従することができる。

【0048】

ステップＳ１２の判定で、運転負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。予測負荷が適正能力範囲より小さくないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0049】

ステップＳ１３の判定で、予測負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、起動中の熱源機２１の定格能力の合計から次に減段する熱源機２１の定格能力を減算した値が予測負荷以上で、且つ、減段後の定格能力の合計と負荷の予測値の差分が最小となる熱源機２１を選択して減段する（ステップＳ１５Ａ）。（例１）例えば、現在、熱源機２１Ａ、２１Ｂが起動していて、予測負荷が３５０ｋＷ、熱源機２１Ａ，２１Ｂの定格能力がそれぞれ、４００ｋＷ，３００ｋＷの場合、減段後の定格能力の合計は予測負荷以上でなければならないので、運転台数制御部１２は、減段対象として熱源機２１Ｂを選択する。（例２）同じ例で、熱源機２１Ａ，２１Ｂの定格能力がそれぞれ、５００ｋＷ，４００ｋＷの場合、減段後の定格能力の合計と負荷の予測値の差分が最小となる熱源機２１を選択するので、運転台数制御部１２は、減段対象として熱源機２１Ａを選択する。運転台数制御部１２は、運転台数制御部１２が選択した熱源機２１を停止する。

【0050】

一般的に複数の熱源機を備える熱源システムでは、事前に定義した固定優先順位に基づく増減段もしくはローテションに基づく増減段が行われることが多い。異容量同機種の熱源機が存在する環境でこのような制御を行うと、誤って過小な能力の熱源機を起動した場合、結局は能力不足により他の熱源機を起動せざるを得ず、熱源機の起動が連続してしまい、熱供給が安定しないおそれがある。

【0051】

これに対し、実施例２における運転台数制御部１２は、増段を行う際、予測負荷を満たしつつ、既に起動している熱源機２１の定格能力および次に起動する熱源機２１の定格能力の合計と予測負荷との差分が最小となる熱源機２１を選択して起動する。減段の場合にも、運転台数制御部１２は、予測負荷を満たしつつ、既に起動している熱源機２１の定格能力の合計から次に停止する熱源機２１の定格能力を減算した値と、将来の負荷の予測値との差分が最小となる熱源機２１を次に停止する熱源機として選択し、停止する。これにより、少ない発停回数で負荷への追従が可能となり、安定した熱供給が可能になる。また、予測負荷と熱源機２１の能力のつり合いが取れるように増減段を行うことにより、結果として将来の要求負荷が予測負荷と乖離した場合でも、図３の制御によって行った増減段が大きな無駄を生じさせるような状況を回避することができる。

【0052】

（実施例３）
実施例２では、増減段後の定格負荷の合計と予測負荷の釣り合いを考慮して、予測負荷を満足できるように熱源機２１の増減段を制御した。実施例３では、さらに増減段後の運転効率を考慮して起動又は停止する熱源機を選択する。図４を参照して、実施例３における運転台数制御部１２による台数制御について説明する。実施例１、２と同様の処理については簡単に説明する。
図４は、実施例３に係る増減段制御の一例を示すフローチャートである。
まず、データ取得部１１が、制御に必要なデータを取得する（ステップＳ１１）。次に、運転台数制御部１２が、現在の運転負荷が適正能力範囲内か否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定で運転負荷が適正能力範囲内と判定した場合、運転台数制御部１２は、増段、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0053】

ステップＳ１２の判定で、運転負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。予測負荷が適正能力範囲より大きくないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、増段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0054】

ステップＳ１４の判定で予測負荷が適正能力範囲より大きいと判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、将来の予測負荷が、現在起動している熱源機２１と次に増段する熱源機２１が何れも適正能力範囲で運転したときの負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように、熱源機２１を選択して増段する（ステップＳ１７Ｂ）。（例１）例えば、現在、熱源機２１Ａが起動中で、予測負荷が５００ｋＷ、熱源機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの定格能力がそれぞれ、３００ｋＷ，３００ｋＷ，２００ｋＷ、適正能力範囲が何れも８０～９０％の場合、熱源機２１Ａ，２１Ｂの適正能力範囲に対応する負荷は２４０～２７０ｋＷ、熱源機２１Ｃの適正能力範囲に対応する負荷は１６０～１８０ｋＷである。ここで、熱源機２１Ｂを起動すると、熱源機２１Ａ、２１Ｂの適正能力範囲に対応する負荷の範囲は、４８０～５４０ｋＷとなる。熱源機２１Ｃを起動すると、熱源機２１Ａ、２１Ｃの適正能力範囲に対応する負荷の範囲は、４００～４５０ｋＷとなる。従って、運転台数制御部１２は、熱源機２１Ｂを選択して起動する。これにより、予測負荷を満足しつつ、運転効率が良好な範囲で増段後の熱源機２１を運転することができ、熱源システム１の効率を向上することができる。

【0055】

なお、増段候補となる熱源機２１が複数存在する場合、予測負荷と適正能力範囲上限に対応する負荷との差分、予測負荷と適正能力範囲下限に対応する負荷との差分のうち、小さい方が最大となる熱源機２１を対象とする。例えば、熱源機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが熱源システム１に設けられており、現在、熱源機２１Ａが起動中で、予測負荷が５００ｋＷとする。ここで、熱源機２１Ｂ～２１Ｄの適正能力範囲に対応する負荷の範囲が、それぞれ１８０～２４０ｋＷ、２４０～２７０ｋＷ、２６０～３１０ｋＷであるとする。熱源機２１Ｂを増段すると増段後の適正能力範囲に対応する負荷の範囲は４２０～５１０ｋＷとなり、上記の差分のうち小さい値は１０（５１０－５００）となる。同様に熱源機２１Ｃを増段した場合、増段後の適正能力範囲に対応する負荷の範囲は４８０～５４０ｋＷ、差分のうち小さい値は２０（５００－４８０）となる。熱源機２１Ｄを増段した場合、増段後の適正能力範囲に対応する負荷の範囲は５００～５８０ｋＷ、差分のうち小さい値は０（５００－５００）となる。差分のうち小さい値が最大となるのは、熱源機２１Ｃを増段した場合の為、運転台数制御部１２は、熱源機２１Ｃを選択して起動する。

【0056】

ステップＳ１２の判定で、運転負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合、運転台数制御部１２は、予測負荷が適正能力範囲より小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。予測負荷が適正能力範囲より小さくないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、運転台数制御部１２は、減段を行わず、現在起動中の熱源機２１による運転を継続する（ステップＳ１６）。

【0057】

ステップＳ１３の判定で、予測負荷が適正能力範囲より小さいと判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、運転台数制御部１２は、将来の予測負荷が、減段後の熱源機２１が何れも適正能力範囲で運転したときの負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように、熱源機２１を選択して増段する（ステップＳ１５Ｂ）。（例１）例えば、現在、熱源機２１Ａ、２１Ｂが起動中で、予測負荷が４５０ｋＷ、熱源機２１Ａ，２１Ｂの適正能力範囲に対応する負荷範囲がそれぞれ、４００～５００ｋＷ、３００～４００ｋＷの場合の場合、運転台数制御部１２は、熱源機２１Ｂを選択して停止する。これにより、予測負荷を満足しつつ、運転効率が良好な範囲で減段後の熱源機２１を運転することができ、熱源システム１の効率を向上することができる。

【0058】

なお、減段候補となる熱源機２１が複数存在する場合、増段の場合と同様に、運転台数制御部１２は、予測負荷と適正能力範囲上限に対応する負荷との差分、予測負荷と適正能力範囲下限に対応する負荷との差分のうちの小さい方が最大となる熱源機２１を対象とする。

【0059】

実施例３の制御によれば、少ない熱源機発停回数にて熱負荷への追従が可能となり、安定した熱供給が可能となる。また、現在から将来にわたって、適正能力範囲内での運転を維持するように熱源機２１の台数制御を行うため、熱源システム１の効率の向上が可能となる。

【0060】

図５は、実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述の制御装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

【0061】

なお、制御装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。なお、制御装置１０は、複数のコンピュータ９００によって構成されていても良い。

【0062】

以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上記実施形態では、熱源機２１の数を３台としたが、熱源システム１が有する熱源機２１の台数は２台でも４台以上でもよい。

【0063】

＜付記＞
各実施形態に記載の制御装置１０、熱源システム１、制御方法およびプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0064】

（１）第１の態様に係る制御装置１０は、複数の熱源機２１を備える熱源システム１における前記熱源機の運転台数を制御する制御装置１０であって、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機２１の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機２１の増段又は減段を行う運転台数制御部１２、を備える。
これにより、現在の要求負荷と将来の予測負荷の２つの情報に基づき熱源機台数制御を行うことで、少ない発停回数にて負荷への追従が可能となり、安定した熱供給が可能となる。適正負荷範囲とは、１台又は複数台の熱源機２１の各々が適正能力範囲内の負荷率で運転した場合の負荷の合計の範囲である。

【0065】

（２）第２の態様に係る制御装置１０は、（１）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値の何れかが、前記適正負荷範囲内の場合、前記熱源機２１の増段および減段を行わない。
これにより、一時的な負荷の増減に反応して、熱源機２１の発停を行うことが無くなり、安定した熱供給が可能となる。

【0066】

（３）第３の態様に係る制御装置１０は、（１）～（２）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を上回る場合、前記熱源機を増段する。
現在～将来まで継続して適正負荷範囲を上回る場合のみ増段を行うので、少ない発停で負荷に追従することができる。また、増段が無駄になる可能性を低減することができる。

【0067】

（４）第４の態様に係る制御装置１０は、（３）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、増段後の全ての前記熱源機２１の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように増段対象の前記熱源機２１を選択する。
これにより、増段対象の熱源機２１が、能力不足、能力過剰となることを防ぎ、要求される負荷に応じた増段を行うことができる。

【0068】

（５）第５の態様に係る制御装置１０は、（３）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、前記負荷の予測値が、増段後の全ての前記熱源機２１をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように増段対象の前記熱源機２１を選択する。
これにより、増段後も熱源機２１は、適正負荷範囲で運転することが可能になり、消費電力の観点で効率的な熱源機の台数制御が可能になる。

【0069】

（６）第６の態様に係る制御装置１０は、（５）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、増段候補の前記熱源機について、前記負荷の予測値と増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最大の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、前記負荷の予測値と増段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最小の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、を算出し、前記差分のうち小さい値が最大となる前記熱源機を増段対象として選択する。
これにより、増段候補の熱源機が複数存在する場合、負荷範囲が適切な１台を選択して増段することができる。

【0070】

（７）第７の態様に係る制御装置１０は、（１）～（６）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、前記現在の負荷および前記負荷の予測値が、前記適正負荷範囲を下回る場合、前記熱源機を減段する。
現在～将来まで継続して適正負荷範囲を下回る場合のみ減段を行うので、少ない発停で負荷に追従することができる。また、減段が無駄になる可能性を低減することができる。

【0071】

（８）第８の態様に係る制御装置１０は、（７）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、減段後の全ての前記熱源機２１の定格能力の合計が前記負荷の予測値以上となり、前記定格能力の合計と前記負荷の予測値との差分が最小となるように減段対象の前記熱源機２１を選択する。
これにより、減段対象の熱源機２１が、能力不足、能力過剰となることを防ぎ、要求される負荷に応じた減段を行うことができる。

【0072】

（９）第９の態様に係る制御装置１０は、（７）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部１２は、前記負荷の予測値が、減段後の全ての前記熱源機２１をそれぞれの前記適正負荷範囲内の負荷で運転した場合の前記負荷の合計が取り得る値の範囲に含まれるように減段対象の前記熱源機２１を選択する。
これにより、減段後も熱源機２１は、適正負荷範囲で運転することが可能になり、消費電力の観点で効率的な熱源機の台数制御が可能になる。

【0073】

（１０）第１０の態様に係る制御装置１０は、（９）の制御装置１０であって、前記運転台数制御部は、減段候補の前記熱源機について、前記負荷の予測値と減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最大の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、前記負荷の予測値と減段後の全ての前記熱源機をそれぞれの前記適正負荷範囲内の最小の負荷で運転した場合の前記負荷の合計との差分と、を算出し、前記差分のうち小さい値が最大となる前記熱源機を減段対象として選択する。
これにより、減段候補の熱源機が複数存在する場合、負荷範囲が適切な１台を選択して減段することができる。

【0074】

（１１）第１１の態様に係る熱源システム１は、複数の熱源機２１と、（１）～（１０）の何れかに記載の制御装置１０と、を備える。

【0075】

（１２）第１２の態様に係る制御方法は、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数の制御方法であって、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う。

【0076】

（１３）第１３の態様に係るプログラムは、複数の熱源機を備える熱源システムにおける前記熱源機の運転台数を制御するコンピュータ９００に、前記熱源システムの現在の負荷および将来における負荷の予測値が、起動中の前記熱源機の運転負荷が当該熱源機の運転効率が適正となるときの負荷範囲を示す所定の適正負荷範囲から外れることに基づいて、前記熱源機の増段又は減段を行う処理を実行させる。

【符号の説明】

【0077】

１・・・熱源システム
１０・・・制御装置
１１・・・データ取得部
１２・・・運転台数制御部
１３・・・記憶部
１４・・・通信部
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・・制御部
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ・・・熱源機
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ・・・ポンプ
２３・・・サプライヘッダ
２４・・・リターンヘッダ
２５・・・バイパス流路
２６・・・開閉バルブ
３０・・・外部負荷
３１・・・還り流路
３２・・・開閉バルブ
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・流量センサ
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ・・・温度センサ
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ・・・温度センサ
４３・・・温度センサ
５０・・・負荷予測装置
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】