特許 7490831 空調システムの制御装置、制御方法、制御プログラムおよび空調システム

(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】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】空調システムの制御装置、制御方法、制御プログラムおよび空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/70 20180101AFI20240520BHJP

   F24F 11/46 20180101ALI20240520BHJP

   F24F 11/54 20180101ALI20240520BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20240520BHJP

   F24F 110/00 20180101ALN20240520BHJP

   F24F 110/22 20180101ALN20240520BHJP

   F24F 110/12 20180101ALN20240520BHJP

   F24F 140/00 20180101ALN20240520BHJP

【ＦＩ】

F24F11/70

F24F11/46

F24F11/54

F24F11/64

F24F110:00

F24F110:22

F24F110:12

F24F140:00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023001957

(22)【出願日】2023-01-10

(62)【分割の表示】P 2016164510の分割

【原出願日】2016-08-25

(65)【公開番号】P2023033397

(43)【公開日】2023-03-10

【審査請求日】2023-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000169499

【氏名又は名称】高砂熱学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 英之

(72)【発明者】

【氏名】米澤 仁

(72)【発明者】

【氏名】柴田 克彦

【審査官】奈須 リサ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３１５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３４０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２４７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６３６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１７１３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０６０２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９８０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０１９５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１６２０７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１９７２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４１０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１０１６７７（ＪＰ，Ａ）

(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】

複数の熱源機と冷却塔と空調機を備える空調システムを、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度、及び、前記複数の熱源機の運転台数をリアルタイムに推論して制御する空調システムの制御装置であって、
外気の温度および相対湿度を含む外気条件と、熱源設計に基づいて仮定される空気の温度と相対湿度と含む仮想室内設計条件とに基づいて、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度を推論する冷水温度推論手段と、
前記推論された冷水温度及び前記外気条件に基づいて、前記空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度を推論する冷却水推論手段と、
前記空調システムの運転条件である冷水の温度及び冷却水の温度に応じた各熱源機の性能データに基づいて生成された、前記空調システムのエネルギー消費量がより小さくなる前記複数の熱源機の運転台数に関する運用情報、前記推論された冷水の温度、前記推論された冷却水の温度、及び、熱源負荷率に基づいて、前記空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる熱源機の運転台数を推論する熱源機運転台数推論手段と、を備え、
前記冷水温度推論手段により前記冷水の温度をリアルタイムに推論させ、前記冷却水推論手段により前記冷却水の温度をリアルタイムに推論させ、次いで、前記熱源機運転台数推論手段により前記熱源機の運転台数をリアルタイムに推論させて、前記推論された冷却水の温度で前記冷却塔を制御し、前記推論された冷水の温度及び前記推論された運転台数に基づいて、前記複数の熱源機を制御して前記空調機に冷水を供給させる、
空調システムの制御装置。

【請求項2】

前記制御装置は、稼働中の冷凍機の運転負荷率から、前記冷却塔が放熱すべき放熱量を推論し、
前記冷却塔に冷却水を供給する冷却水循環ポンプの動力と、熱を系外に放出する冷却塔ファンの風量を算出し、
前記冷却水循環ポンプの動力と、前記冷却塔ファンの風量に基づいて、前記冷却塔を制御する、
請求項１に記載の空調システムの制御装置。

【請求項3】

前記制御装置は、算出した前記冷却塔ファンの風量が前記冷却塔ファンの定格風量を上回る場合、アプローチ温度を変更し、前記冷却水の温度を再推論する、
請求項２に記載の空調システムの制御装置。

【請求項4】

複数の熱源機と冷却塔と空調機を備える空調システムを、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度、及び、前記複数の熱源機の運転台数をリアルタイムに推論して制御するコンピュータが、
外気の温度および相対湿度を含む外気条件と、熱源設計に基づいて仮定される空気の温度と相対湿度と含む仮想室内設計条件とに基づいて、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度をリアルタイムに推論し、
前記推論された冷水温度及び前記外気条件に基づいて、前記空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度をリアルタイムに推論し、
次いで、前記空調システムの運転条件である冷水の温度及び冷却水の温度に応じた各熱源機の性能データに基づいて生成された、前記空調システムのエネルギー消費量がより小さくなる前記複数の熱源機の運転台数に関する運用情報、前記推論された冷水の温度、前記推論された冷却水の温度、及び、熱源負荷率に基づいて、空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる熱源機の運転台数をリアルタイムに推論し、
前記推論された冷却水の温度で前記冷却塔を制御し、前記推論された冷水の温度及び前記推論された運転台数に基づいて、前記複数の熱源機を制御して前記空調機に冷水を供給させる、
空調システムの制御方法。

【請求項5】

コンピュータに、
複数の熱源機と冷却塔と空調機を備え、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度、及び、前記複数の熱源機の運転台数をリアルタイムに推論して制御する空調システムの、
外気の温度および相対湿度を含む外気条件と、熱源設計に基づいて仮定される空気の温度と相対湿度と含む仮想室内設計条件とに基づいて、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度をリアルタイムに推論させ、
前記推論された冷水温度及び前記外気条件に基づいて、前記空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度をリアルタイムに推論させ、
次いで、前記空調システムの運転条件である冷水の温度及び冷却水の温度に応じた各熱源機の性能データに基づいて生成された、前記空調システムのエネルギー消費量がより小さくなる前記複数の熱源機の運転台数に関する運用情報、前記推論された冷水の温度、前記推論された冷却水の温度、及び、熱源負荷率に基づいて、空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる熱源機の運転台数をリアルタイムに推論させ、
前記推論された冷却水の温度で前記冷却塔を制御し、前記推論された冷水の温度及び前記推論された運転台数に基づいて、前記複数の熱源機を制御して前記空調機に冷水を供給させる、
空調システムの制御プログラム。

【請求項6】

室内の空気を調和する空調機と、
前記空調機に冷水を供給する複数の熱源機と、
前記熱源機に冷却水を供給する冷却塔と、
前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度、及び、前記複数の熱源機の運転台数をリアルタイムに推論して制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
外気の温度および相対湿度を含む外気条件と、熱源設計に基づいて仮定される空気の温度と相対湿度と含む仮想室内設計条件とに基づいて、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度を推論する冷水温度推論手段と、
前記推論された冷水温度及び前記外気条件に基づいて、空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる、前記冷却塔から前記熱源機に供給される冷却水の温度を推論する冷却水推論手段と、
前記空調システムの運転条件である冷水の温度及び冷却水の温度に応じた各熱源機の性能データに基づいて生成された、前記空調システムのエネルギー消費量がより小さくなる前記複数の熱源機の運転台数に関する運用情報、前記推論された冷水の温度、前記推論された冷却水の温度、及び、熱源負荷率に基づいて、前記空調システム全体のエネルギー消費量が最小となる熱源機の運転台数を推論する熱源機運転台数推論手段と、を備え、
前記冷水温度推論手段により前記冷水の温度をリアルタイムに推論させ、前記冷却水推論手段により前記冷却水の温度をリアルタイムに推論させ、次いで、前記熱源機運転台数推論手段により前記熱源機の運転台数をリアルタイムに推論させて、前記推論された冷却水の温度で前記冷却塔を制御し、前記推論された冷水の温度及び前記推論された運転台数に基づいて、前記複数の熱源機を制御して前記空調機に冷水を供給させる、
空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調システムの制御装置、制御方法、制御プログラムおよび空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、空調システムの制御にコンピュータが利用されている（例えば、特許文献１～５および非特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２５７２２１号公報

【文献】特開２０１５－１９７２３６号公報

【文献】特開２００８－１３４０１３号公報

【文献】特開２００６－２７５３９７号公報

【文献】特開２００５－１１４２９５号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】倉田 昌典著、「人工知能（ＡＩ）・無線センサー活用の設備運用システム」、建築設備と配管工事、日本工業出版、平成28年5月5日、第54巻第6号（通巻726号）、p.35-39

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電子機器の発展とエネルギー消費量削減の要請に伴い、近年の空調システムには様々な電子制御が用いられている。しかし、空調システムには、新たに建設された建物に設置される新設の空調システムのみならず、既存の建物に設置されている既設の空調システムがある。そして、既設の空調システムの場合、新設した空調システムの制御装置が室内の温度および相対湿度を取得できないこともある。そこで、本願は、室内の温度および相対湿度を取得できない空調システムにおいて、熱源機の運転効率を高める事ができる空調用の制御技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の技術の一側面は、空調システムの制御装置である。本空調システムの制御装置は、記憶手段と、第１決定手段と、指示手段とを備える。記憶手段は、熱源機の設計情報に基づいて仮定された、空調機が室内に給気する空気の温度および相対湿度を含む室内条件の算出に用いる情報を記憶する。第１決定手段は、取得した外気の温度および相対湿度を含む外気条件と前記情報を基に算出された室内条件とが前記外気の除湿を不要とする所定条件を満たす場合に、前記熱源機から前記空調機に供給される冷水の温度を前記室内の顕熱を処理できる給気を可能とする温度に決定する。指示手段は、冷水の温度を決定した温度とするように熱源機の制御コントローラに指示する。

【0007】

このような発明によれば、本制御装置は、室内の温度および相対湿度を取得できない場合でも、熱源機の設計情報に基づいて仮定された室内条件と外気条件に基づいて外気の除湿の要不要を判定できる。本制御装置は、外気の除湿が不要な場合、且つ、空調負荷が小さい場合には室内の潜熱負荷を無視できるため、室内の顕熱負荷を処理可能な冷水の温度を決定する。すなわち、本制御装置は、潜熱負荷を処理しない分だけ冷水の温度を高くすることができる。本制御装置は、冷水の温度を高くすることにより、熱源機の運転効率を
高める事ができる。

【0008】

さらに、本制御装置は、次の特徴を有してもよい。外気の温度および相対湿度を基に外気の絶対湿度を算出する第１算出手段と、給気する空気の温度および相対湿度を基に給気する空気の絶対湿度を算出する第２算出手段と、を更に備え、所定条件を満たす場合とは、外気の絶対湿度よりも室内の絶対湿度が高い場合である。このような発明によれば、制御装置は、外気の絶対湿度よりも給気する空気の室内の絶対湿度が高いことにより、外気の除湿が不要であることを判定できる。

【0009】

さらに、本制御装置は、次の特徴を有してもよい。外気の温度および熱源機の冷却性能に基づいて熱源機によって空調機に供給される冷水の上限温度を決定する第２決定手段を更に備え、指示手段は、第１決定手段によって決定された冷水の温度が上限温度より高い場合、冷水の温度を決定された上限温度とするように指示する。このような発明によれば、制御装置は、冷水の温度を上昇させすぎることによる室内温度の上昇を抑制できる。

【0010】

さらに、本発明は、空調システムの制御方法、空調システムの制御プログラムおよび空調システムとして把握する事も可能である。

【発明の効果】

【0011】

本制御装置は、室内の温度および相対湿度を取得する手段を有さない空調システムにおいて、空調システム全体のＣＯＰを向上させる冷水の温度を決定できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、空調システムの一例を示した図である。

【図2】図２は、中央コントローラが行う制御の概要をイメージした図である。

【図3】図３は、中央コントローラが行う制御のフローチャートである。

【図4】図４は、中央コントローラによる冷凍機冷水出口温度の推論フローを例示する第１の図である。

【図5】図５は、空気線図の一例を示す図である。

【図6】図６は、算出した冷凍機冷水出口温度の変化量に基づいて、冷凍機冷水出口温度を決定する表の一例である。

【図7】図７は、中央コントローラによる冷凍機冷水出口温度の推論フローを例示する第２の図である。

【図8】図８は、冷却塔及び冷却水温度の推論に用いられる項目を例示する図である。

【図9】図９は、外気湿球温度及びアプローチ温度に基づく冷却水出口温度の範囲を例示するグラフである。

【図10】図１０は、冷却水温度の推論処理の流れを例示するフローチャートである。

【図11】図１１は、運転条件ごとの冷凍機の消費電力算出について説明する図である。

【図12】図１２は、冷凍機の負荷率ごとの補機の消費電力算出について説明する図である。

【図13】図１３は、性能特性データの補完について説明する図である。

【図14】図１４は、冷凍機の運転優先順位を例示する図である。

【図15】図１５は、運用設計シートを例示する図である。

【図16】図１６は、熱源運転台数の増段を例示するグラフである。

【図17】図１７は、熱源全体の負荷率とシステム全体のＣＯＰとの相関関係の一例をグラフに示した図である。

【図18】図１８は、運用設計シートを作成する処理を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

【0014】

図１は、空調システムの一例を示した図である。空調システム１は、図１に示すように、室内４の空気が通る空調機１０、空調機１０へ送る冷水を冷却する冷凍機２０（本願でいう「熱源機」の一例である）、空調機１０を冷却する冷却水を気化熱の原理で冷やす冷却塔３０を備える。空調機１０は、冷水が管内を通るコイル１１、インバータ制御の電動ファン１２を内蔵しており、コイル１１を通過する際に温度調整された空気を室内４へ送る。空調機１０のコイル１１を通る冷水は、空調機１０と冷凍機２０との間で冷水の循環経路を形成する冷水循環系４０によって運ばれる。また、冷凍機２０を冷却する冷却水は、冷却塔３０と冷凍機２０との間で冷却水の循環経路を形成する冷却水循環系５０によって運ばれる。なお、図１では、空調機１０が１つと、冷却塔３０と冷凍機２０が２つずつ図示されているが、空調機１０と冷却塔３０と冷凍機２０の各台数は、室内４の数や大きさ、室内４で発生する熱量、空調システム１が設置される地域の気候、その他の様々な設計要素に基づいて適宜決定される。

【0015】

空調機１０には空調機コントローラ１４が設けられている。空調機コントローラ１４には、上位装置からネットワーク２経由で送られる制御情報、室内４の操作パネルを通じて入力される設定温度、室内４からの還気（ＲＡ）経路に設置された温度センサと湿度センサの情報、室内４に設置された温度センサと湿度センサの情報が入力される。空調機コントローラ１４は、これらの情報に基づいて、コイル１１を通る冷水の流量を調整する空調機冷水流量調整弁１３の開度と、電動ファン１２の回転速度を調整する。なお、空調機コントローラ１４は、空調機冷水流量調整弁１３や電動ファン１２の制御信号を出力する機能のみならず、例えば、温度センサの測定値や電動ファン１２の運転状態といった各種の情報を上位装置へ送信する機能も有する。

【0016】

冷水循環系４０は、冷凍機２０の入口側に設置された冷水１次ポンプ４１と、各空調機１０へ冷水を分岐させるヘッダの入口側に設置された冷水２次ポンプ４２とを備えており、冷水１次ポンプ４１と冷水２次ポンプ４２で冷水を強制循環させる。冷水１次ポンプ４１は、冷凍機２０の蒸発器の管側を通る冷水の流速を確保する目的で設置されるターボポンプであり、回転速度を変更可能なインバータ制御のモータによって駆動される。冷水１次ポンプ４１は、１つの冷凍機２０に対して１つ用意される。よって、冷水循環系４０には、冷凍機２０と同じ台数の冷水１次ポンプ４１が設けられる。冷水２次ポンプ４２は、空調機１０のコイル１１の管内を通る冷水の流速を確保する目的で設置されるターボポンプであり、冷水１次ポンプ４１と同様、回転速度を変更可能なインバータ制御のモータによって駆動される。冷水循環系４０に設けられる冷水２次ポンプ４２の台数は、ポンプ単体の容量、空調機１０の台数や大きさ等に応じて決定される。

【0017】

冷水２次ポンプ４２には２次ポンプコントローラ４４が設けられている。２次ポンプコントローラ４４には、上位装置からネットワーク２経由で送られる制御情報、冷水循環系４０の各部に設けられた流量センサと温度センサの情報が入力される。２次ポンプコントローラ４４は、これらの情報に基づいて、冷水２次ポンプ４２の運転台数や回転速度、冷水２次ポンプ４２の出口側から入口側へ繋がる経路にあるミニマムフロー弁４３の開度を調整する。また、２次ポンプコントローラ４４は、流量センサの測定値や冷水２次ポンプ４２の運転状態といった各種の情報を上位装置へ送信する機能も有する。

【0018】

冷却水循環系５０は、冷凍機２０の入口側に設置された冷却水循環ポンプ５１を備えて
おり、冷却水循環ポンプ５１で冷却水を強制循環させる。冷却水循環ポンプ５１は、冷凍機２０の凝縮器の管側を通る冷却水の流速を確保する目的で設置されるターボポンプであり、回転速度を変更可能なインバータ制御のモータによって駆動される。冷却水循環ポンプ５１は、１つの冷凍機２０に対して１つ用意される。よって、冷却水循環系５０には、冷凍機２０と同じ台数の冷却水循環ポンプ５１が設けられる。なお、冷却塔３０の内部には、冷却水の水位を維持するボールタップ式の補給水弁が設けられているため、冷却水循環ポンプ５１の吸込圧力はほぼ一定に保たれる。

【0019】

冷凍機２０には熱源コントローラ２１が設けられている。熱源コントローラ２１には、上位装置からネットワーク２経由で送られる制御情報、冷凍機２０を通る冷却水や冷水の流量を測る流量センサの情報、冷凍機２０を通る冷却水や冷水の温度を測る温度センサの情報が入力される。熱源コントローラ２１は、これらの情報に基づいて、冷却水循環ポンプ５１の回転速度、冷水１次ポンプ４１の回転速度、冷凍機２０の能力を左右する圧縮機の回転速度やベーン開度の調整を行う。また、熱源コントローラ２１は、温度センサの測定値や流量センサの測定値、冷却水循環ポンプ５１の運転状態、冷水１次ポンプ４１の運転状態、冷凍機２０の運転状態といった各種の情報を上位装置へ送信する機能も有する。

【0020】

冷却塔３０には冷却塔コントローラ３２が設けられている。冷却塔コントローラ３２には、上位装置からネットワーク２経由で送られる制御情報、外気の温度を測る温度センサの情報、外気の湿度を測る湿度センサの情報、冷却塔３０の出口側の冷却水の温度を測る温度センサの情報が入力される。冷却塔コントローラ３２は、これらの情報に基づいて、冷却塔３０に設けられている冷却塔ファン３１を駆動するモータの回転速度を調整する。また、冷却塔コントローラ３２は、温度センサや湿度センサの測定値、冷却塔ファン３１の運転状態といった各種の情報を上位装置へ送信する機能も有する。

【0021】

上記のように構成される空調システム１では、冷房運転中、基本的に以下のような制御が行われる。すなわち、空調機コントローラ１４は、室内４の温度が設定温度より高ければ空調機冷水流量調整弁１３の開度を増加させ、室内４の温度が設定温度より低ければ空調機冷水流量調整弁１３の開度を減少させる。また、熱源コントローラ２１は、冷凍機２０の出口側の冷水の温度（以下、「冷凍機冷水出口温度」といい、単に「冷水温度」という場合もある）が所定の制御目標値（例えば、７℃）に保たれるように冷凍機２０の能力を調整する。また、冷却塔コントローラ３２は、冷却塔３０の出口側の冷却水の温度（以下、「冷却塔冷却水出口温度」といい、単に「冷却水温度」という場合もある）が、冷凍機２０の凝縮器が凝縮能力を発揮可能な所定の設定温度を下回るように冷却塔ファン３１を回転させる。各コントローラが基本的にこのような制御を行っているため、室内４の温熱環境の急変等により、冷水や冷却水が輸送する熱の量に変化が生じても、室内４の温度は空調機１０によって概ね一定に保たれ、冷凍機冷水出口温度は冷凍機２０によって概ね一定に保たれ、冷凍機冷却水出口温度は冷凍機２０の運転に支障の無い範囲に保たれ、システム全体の安定的な運転が維持される。

【0022】

空調システム１の基本的な制御内容は以上の通りであるが、本実施形態の空調システム１には、システム全体のＣＯＰを最大にするための上位装置であるＧＤｏｃ（ＧＤｏｃは高砂熱学工業株式会社の登録商標であるため、便宜上、以下においては「中央コントローラ」という）３が備わっている。中央コントローラ３は、一般的な冷凍機や冷却塔、空調機が制御を行う上で最低限必要とするパラメータを入力点として取り込み、それら必要最小限の情報を基に、システム全体のＣＯＰが最大となる各機器の制御目標値を算出し、算出した制御目標値を各機器のコントローラに設定させる。よって、中央コントローラ３は、新しく建設された建物に設置された新設の空調機器類のみならず、既設の空調機器類に対しても取り付け可能である。ここで、空調システム全体のＣＯＰの計算で考慮される消費電力は、冷却水循環ポンプ５１の動力、冷却塔ファン３１の動力、冷凍機２０の消費電
力、及び冷水１次ポンプ４１の動力である。システム全体のＣＯＰの最大化は、これらの動力及び消費電力の合計値を最小化することに相当する。冷水２次ポンプ４２の動力を含めても良いことはいうまでもない。

【0023】

図２は、中央コントローラ３が行う制御の概要をイメージした図である。中央コントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ、入出力インターフェース等を
有するコンピュータであり、コンピュータプログラムを実行することにより、空調システム１全体の制御を司る。すなわち、中央コントローラ３は、コンピュータプログラムを実行すると、例えば、リアルタイム（１０分毎）に外気条件（外気の温度や湿度）や室内条件（室内の温度や湿度）、熱源負荷条件（冷凍機の製造熱量等）等の値を各機器のコントローラから取得し、予め作成してある冷凍機２０、補機類（冷却水ポンプや冷水ポンプ等）、空調機１０といった各空調機器の運転状態と機器固有のＣＯＰとの相関を示した特性データを読み出し、所定のルールエンジンに従って各機器の制御目標値の最適化処理を実行する。そして、中央コントローラ３は、空調システム１全体のＣＯＰが最大となるように最適化処理を施した各機器の制御目標値を各機器のコントローラへ出力する。各機器のコントローラは、制御対象のパラメータが、最適化処理が施された新たな制御目標値になるように制御量を調整する。最適化処理が施された制御目標値へ向かって各機器のコントローラが制御量を調整することにより、結果的に空調システム１全体のＣＯＰが最大となる。

【0024】

図３は、中央コントローラ３が行う制御のフローチャートである。中央コントローラ３は、コンピュータプログラムを実行すると、ハードディスク等の記録媒体に格納されている設定ファイル（空調システム１に備わっている機器の種別や台数等の情報）を読み込む（Ｓ１０１）。次に、中央コントローラ３は、冷却塔コントローラ３２において計測された外気条件、空調機コントローラ１４において計測された室内条件、熱源コントローラ２１において用いられている熱源負荷条件等の値を各コントローラから取得する（Ｓ１０２）。次に、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度（熱源冷水温度）の推論を行う（Ｓ１０３）。また、中央コントローラ３は、冷却塔冷却水出口温度（冷却水温度）の推論を行う（Ｓ１０４）。また、中央コントローラ３は、冷凍機２０の運転台数（熱源運転台数）の推論を行う（Ｓ１０５）。また、中央コントローラ３は、ステップＳ１０３の処理で推論した冷凍機冷水出口温度とステップＳ１０５の処理で推論した冷凍機２０の運転台数を熱源コントローラ２１へ出力し、ステップＳ１０４の処理で推論した冷却塔冷却水出口温度を冷却塔コントローラ３２へ出力する（Ｓ１０６）。次に、中央コントローラ３は、空調システム１が停止されているか否かの判定を行い、肯定判定を行った場合には空調システム１の制御を停止するし、否定判定を行った場合にはステップＳ１０２以降の処理を再び実行する（Ｓ１０７）。

【0025】

以下、各推論処理の詳細について説明する。

【0026】

＜ステップＳ１０３＞
ステップＳ１０３では、中央コントローラ３は、上述の通り、冷凍機冷水出口温度の推論を行う。この推論では、中央コントローラ３は、室内条件を取得できない場合には、仮想室内設計条件および仮想空調機設計に基づいて冷凍機冷水出口温度の推論を行う。また、中央コントローラ３は、室内の温度および相対湿度の情報が取得できる場合には、室内の温度および相対湿度の変化状態に基づいて冷凍機冷水出口温度の推論を行う。ステップＳ１０３の推論では、中央コントローラ３は、外気の除湿の要否を判定する。外気の除湿が不要な場合、かつ、空調負荷が小さいと判定された場合、空調機１０は室内の潜熱負荷を無視できるため、室内の顕熱負荷を処理できればよい。そこで、中央コントローラ３は、室内の顕熱負荷を処理可能な空調機１０の運転条件を決定することで、冷凍機冷水出口温度の最適化を図る。冷凍機冷水出口温度が最適化されることで冷凍機２０の運転効率が
高まり、空調システム１全体のＣＯＰの向上が期待できる。中央コントローラ３は、ステップＳ１０３の推論処理をリアルタイム（例えば１０分毎）に行う。中央コントローラ３は、ステップＳ１０４の冷却水温度の推定に際し、この推定された冷水温度を基にして、合計消費電力が最も小さくなる冷却水温度を選定する。

【0027】

（室内条件を取得できない場合）
図４は、中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論フローを例示する第１の図である。図４では、室内条件が取得できない場合における中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論の処理フローが例示される。図４は、図３のステップＳ１０３の処理の詳細の一例を示す図である。以下、図４を参照して、室内条件が取得できない場合における中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論の処理フローについて説明する。

【0028】

ステップＳ２０１では、中央コントローラ３は、外気の除湿が必要であるか否かを判定する。ステップＳ２０１の判定では、中央コントローラ３は、熱源コントローラ２１から取得した熱源負荷条件と冷却塔コントローラ３２から取得した外気条件を参照する。中央コントローラ３は、さらに、熱源設計を基に決定された仮想空調機の設計情報を参照する。中央コントローラ３は、熱源負荷条件、外気条件および仮想空調機の能力を基に、制御目標値として設定した室内の温度および相対湿度への制御を行う。制御目標値として設定した室内の温度および相対湿度は、本明細書において仮想室内設計条件と称する。

【0029】

（仮想空調機の設計情報の決定）
中央コントローラ３は、仮想空調機の設計情報として、コイル入口水温t_w1、コイル出
口水温t_w2、コイル通水量Ｌ、コイル通水熱量q_w、コイル入口空気温度t_a1、コイル出口空気温度t_a2および給気風量Ｇを以下のように決定する。中央コントローラ３は、設定ファ
イルを読み込み、初期設定によって登録された空調機１０のコイル１１のコイル入口水温t_w1、コイル出口水温t_w2、冷凍機２０の台数および冷水２次ポンプ４２の定格流量を取得する。ここでは、例えば、コイル入口水温t_w1として７℃、コイル出口水温t_w2１２℃、冷凍機２０の台数として３台、冷水２次ポンプ４２の定格流量として４，０３０Ｌ／ｍｉｎが取得されたものとする。さらに、空調システム１は１００台の仮想空調機を備えるものと仮定する。

【0030】

コイル１１を１分間当たりに流れる冷水の通水量であるコイル通水量Ｌは、例えば、以下の数式によって算出される。

【0031】

【数1】

【0032】

初期設定時に設定ファイルに登録された冷水２次ポンプ４２の定格流量（４０３０Ｌ／ｍｉｎ）、冷凍機２０の台数（３台）および仮想空調機の台数（１００台）に基づいて、コイル１１の通水量Ｌは、１２１Ｌ／ｍｉｎと算出される。また、コイル１１を流れる冷水の熱量であるコイル通水熱量q_wは、例えば、以下の数式によって算出される。

【0033】

【数2】

【0034】

式２によれば、コイル出口水温t_w2、コイル入口水温t_w1、コイル通水量Ｌに基づいて、コイル通水熱量q_wは、４２．２１ｋＷと算出される。中央コントローラ３は、コイル１１に流入する空気の温度であるコイル入口空気温度t_a1およびコイル１１から流出する空気
の温度であるコイル出口空気温度t_a2を空調機コントローラ１４から取得する。ただし、
これから空調システム１を稼働する場合のように、まだコイル１１を空気が流れていない場合には、コイル入口空気温度t_a1およびコイル出口空気温度t_a2として設定ファイルに登録された初期設定値が採用される。ここでは、例えば、コイル入口空気温度t_a1として２
６℃、コイル出口空気温度t_a2として１７．５℃と登録されていたものとする。さらに、
コイル１１に流入する空気の相対湿度は５０％ＲＨであると仮定する。

【0035】

図５は、空気線図の一例を示す図である。空気線図は、絶対湿度、相対湿度、乾球温度および湿球温度を含む様々な空気の状態を示す状態値が記入され、これらの中から２つの状態値が選択されることで空気の状態が把握できるように作成された図である。図５に例示される空気線図に係るデータは、例えば、中央コントローラ３のメモリ上に保持される。図５の空気線図を参照すると、コイル入口空気温度t_a1として２６℃で相対湿度５０％
ＲＨの空気がコイル出口空気温度t_a2である１７．５℃まで冷却されると、相対湿度は８
５％ＲＨとなることがわかる。このような仮定の上で、仮想空調機の給気風量Ｇは、例えば、以下の数式で算出される。

【0036】

【数3】

【0037】

式３のCpは乾燥空気の定圧比熱であり、ρは乾燥空気の密度である。式３によって、仮想空調機の給気風量Ｇは、１５，２９１ｍ³／ｈと算出される。以上の処理によって、中
央コントローラ３は、仮想空調機の設計情報を決定できる。決定された仮想空調機の設計情報を記憶する中央コントローラ３は、「記憶手段」の一例である。

【0038】

（仮想室内設計条件）
さらに、中央コントローラ３は、仮想室内設計条件を決定する。仮想室内設計条件の決定においては、制御目標となる室内の温度を上述のコイル出口空気温度t_a2と仮定し、室
内の相対湿度をコイル出口空気の相対湿度である８５％ＲＨと仮定する。

【0039】

以上の処理で、仮想空調機の設計および仮想室内設計条件の仮定処理を終えた中央コントローラ３は、ステップＳ２０１の除湿判定を行う。この判定では、中央コントローラ３は、冷却塔３０の熱源コントローラ２１から取得した外気の絶対湿度と仮想室内設計条件における室内の絶対湿度とを比較する。まず、中央コントローラ３は、図５の空気線図を参照して、室内温湿度計測値より室内の絶対湿度を算出する。中央コントローラ３は、算出した室内空気の絶対湿度と外気の絶対湿度を比較する。室内空気の絶対湿度が外気の絶対湿度より大きい場合、中央コントローラ３は除湿不要と判定し（Ｓ２０１にて除湿不要
）、処理はステップＳ２０２に進められる。室内空気の絶対湿度が外気の絶対湿度以下の場合、中央コントローラ３は除湿必要と判定し（Ｓ２０１にて除湿必要）、処理はステップＳ２０５に進められる。外気の絶対湿度を算出する中央コントローラ３は、「第１算出手段」の一例である。仮想室内設計条件における室内の絶対湿度を算出する中央コントローラ３は、「第２算出手段」の一例である。

【0040】

ステップＳ２０１において外気の除湿が不要な場合、かつ、空調負荷が小さいと判定された場合、仮想空調機は室内の潜熱負荷を無視できるため、潜熱負荷の処理を行わなくともよく、室内の顕熱負荷を処理できればよい。そのため、ステップＳ２０２では、中央コ
ントローラ３は、室内の顕熱負荷を処理可能な冷凍機冷水出口温度（図中では、冷水温度）を算出する。中央コントローラ３は、システム全体のＣＯＰが最大となる合理的な冷凍機冷水出口温度を算出するに当たり、以下の１～６に記載の事項を仮定する。
１．コイル通水熱量q_wと室内熱負荷処理量q_aとが等しい。
２．コイル通水量Ｌは、計測値と等しい。
３．コイル通水出入口温度差（t_w2－t_w1）は、計測値と等しい。
４．給気風量Ｇは、負荷に応じて減少させる。給気風量Ｇの下限値αは定格値の２０％とする。なお、給気風量Ｇの下限値αは、設定ファイルに登録された値を変更することで変更可能である。
５．給気風量Ｇが下限値に達し、負荷が小さい場合は、コイル入口水温t_w1を上昇させ
る。
６．コイル入口水温t_w1の上限値は、以下の式４によって決定される。

【0041】

【数4】

【0042】

式４のCS_Limはコイル入口温度の上限値（℃）、t'は外気湿球温度（℃）、t_apは冷却塔アプローチ温度（℃）、Δt_CDS-CSは冷凍機冷却水入口と冷水出口の温度差（℃）である
。Δt_CDS-CSは、例えば、冷凍機２０の能力に基づいて決定され、本実施形態では５℃と
している。式４では、外気湿球温度（t'）と冷却塔アプローチ温度（t_ap）の和によって
、冷却塔冷却水出口温度が算出される。冷却水は冷却塔３０から冷凍機２０へ供給されるため、冷却塔冷却水出口温度は冷凍機冷却水入口温度と等しい。そのため、中央コントローラ３は、冷凍機冷却水入口温度に対して冷凍機２０の能力を考慮した冷凍機冷却水入口と冷水出口の温度差（Δt_CDS-CS）に基づいてコイル入口水温t_w1の上限値であるCS_Limを
決定できる。なお、コイル入口水温t_w1の下限値は、例えば、初期設定時に設定ファイル
に登録された値を採用できる。コイル入口水温t_w1の上限値であるCS_Limを決定する中央コントローラ３は、「第２決定手段」の一例である。

【0043】

以上の仮定の上で、室内の顕熱負荷を処理可能な冷凍機冷水出口温度は、例えば、以下の式５によって決定される。

【0044】

【数5】

【0045】

式５において、t_w1newは今回算出する冷凍機冷水出口温度（コイル入口水温）、t_w1は
現在の冷凍機冷水出口温度（コイル入口水温）、t_a1はコイル入口空気温度、t_a2はコイル出口空気温度である。また、Δt₁は、仮想空調機が最低風量αで運転したときにコイルを通過した空気の温度変化を示す最低風量温度変化である。すなわち、式５によれば、今回算出するコイル入口水温t_w1newは、現在のコイル入口水温t_w1に対して、コイルを通過し
た空気の温度変化から最低風量温度変化Δt₁を引いた値が加算されることで算出される。なお、最低風量温度変化Δt₁は、例えば、以下の式６によって決定される。

【0046】

【数6】

【0047】

式６では、qwはコイル通水熱量、αは仮想空調機の給気最低風量、Ｇは仮想空調機の給気風量、ρは乾燥空気の密度、Cpは乾燥空気の定圧比熱である。ステップＳ２０２の処理を実行する中央コントローラ３は、「第１決定手段」の一例である。

【0048】

ステップＳ２０３では、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定する。ステップＳ２０３の判定では、中央コントローラ３は、ステップＳ２０２の処理で算出した冷凍機冷水出口温度と前回（例えば、１０分前）算出した冷凍機冷水出口温度との変化量に基づいて、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定する。すなわち、算出した冷水の温度が上昇傾向にある場合、中央コントローラ３は冷水の温度が上がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。また、算出した冷水の温度が低下傾向にある場合、中央コントローラ３は冷水の温度が下がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。図６は、算出した冷凍機冷水出口温度の変化量に基づいて、冷凍機冷水出口温度を決定する表の一例である。図６では、算出した冷凍機冷水出口温度の変化量、冷凍機冷水出口温度変更の可否および決定される冷凍機冷水出口温度（図中では、冷水温度）が対応付けられている。図６のt_w1newは、今回算出した冷凍機冷水出口温度である。t_w1oldは、前回算出した冷凍機冷水出口温度である。例えば図６において、t_w1newとt_w1oldとの差がマイナス１．０以上かつマイナス０．５未満となる状態が２回連続で発生した場合（図６のNo.４の場合）、中央コントローラ
３は冷凍機冷水出口温度を前回算出した温度（t_w1old）からマイナス１．０℃した温度を冷凍機冷水出口温度として決定する。図６に例示される表は、例えば、中央コントローラ３のメモリ上に保持される。冷凍機冷水出口温度を変更する場合（Ｓ２０３で変更許可）、処理はステップＳ２０４に進められる。冷凍機冷水出口温度を変更しない場合（Ｓ２０３で変更不許可）、処理はステップＳ２０６に進められる。

【0049】

ステップＳ２０４では、中央コントローラ３は、ステップＳ２０２で決定した温度が、ステップＳ１０６の処理で冷凍機冷水出口温度の新たな設定値として熱源コントローラ２１へ出力されるように、自身のメモリの値を変更する。ステップＳ２０４の処理を実行する中央コントローラ３は、「指示手段」の一例である。

【0050】

ステップＳ２０５では、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度の設定値を定格（デフォルト値）に戻す。すなわち、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度の定格の設定値が、ステップＳ１０６の処理で冷凍機冷水出口温度の新たな設定値として熱源コントローラ２１へ出力されるように、自身のメモリの値を変更する。

【0051】

ステップＳ２０６では、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度を変更しない。

【0052】

中央コントローラ３は、室内条件を取得できない場合に、仮想空調機の設計情報を決定し、決定した設計情報を基に仮想室内設計条件を決定した。中央コントローラ３は、仮想室内設計条件と冷却塔コントローラ３２から取得した外気条件とに基づいて、外気の除湿の要不要を判定した。外気の除湿が不要な場合、かつ、空調負荷が小さいと判定された場合には室内の潜熱負荷を無視できるため、中央コントローラ３は、室内の顕熱負荷を処理可能な冷凍機冷水出口温度の最適化を図る。すなわち、中央コントローラ３は、潜熱負荷を処理しない分だけ冷凍機冷水出口温度を高く設定することができる。冷凍機冷水出口温度を高く設定できることにより、冷凍機２０の運転効率を高める事ができる。その結果、中央コントローラ３が室内条件を取得できない場合でも、空調システム１全体のＣＯＰ向上が期待できる。

【0053】

（室内条件を取得できる場合）
図７は、中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論フローを例示する第２の図である。図７では、室内条件が取得できる場合における中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論の処理フローが例示される。図７は、図３のステップＳ１０３の処理の詳細の一例を示す図である。図７の処理では、中央コントローラ３は、室内の温度および相対湿度の情報を空調機コントローラ１４から取得する。中央コントローラ３は、今回取得した室内の温度および相対湿度と前回取得した室内の温度および相対湿度との変化量に応じて、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定する。中央コントローラ３は、取得した室内の温度または相対湿度が上昇傾向にある場合、冷水の温度が下がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。また、中央コントローラ３は、取得した室内の温度または相対湿度が低下傾向にある場合、冷水の温度が上がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。以下、図７を参照して、室内条件が取得できる場合における中央コントローラ３による冷凍機冷水出口温度の推論の処理フローについて説明する。

【0054】

図７のｎ（ｎは１以上の整数）は、空調システム１が空調の対象とする各室を識別する番号である。中央コントローラ３は、ステップＳ３０１からステップＳ３０７までの処理を各室ごとに繰り返して実行する。ステップＳ３０１では、中央コントローラ３は、ｎの値に１を加算する。

【0055】

ステップＳ３０２では、中央コントローラ３は、第ｎ番目の室内を対象にした空調機１０が運転しているか否かを判定する。運転している場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、処理はステップＳ３０３に進められる。運転していない場合（Ｓ３０２でＮＯ）、処理はステップＳ３０１に戻される。

【0056】

ステップＳ３０３では、中央コントローラ３は、室温および相対湿度の許容範囲を設定する。許容範囲は、例えば、以下の式７～１４によって決定される。

【0057】

【数7】

【0058】

【数8】

【0059】

【数9】

【0060】

【数10】

【0061】

【数11】

【0062】

【数12】

【0063】

【数13】

【0064】

【数14】

【0065】

式７～１４において、t_{RM_SP_LL}(n)は、第ｎ番目の室内の室内温度許容第２下限値である。t_{RM_SP}(n)は、第ｎ番目の室内に設定された設定温度である。t%(n)は、第ｎ番目の室内に適用される温度の許容範囲である。t_{RM_SP_L}(n)は、第ｎ番目の室内の室内温度許容
第１下限値である。tαは温度に係る許容範囲の補正値であり、本実施形態では初期値を
０．５としている。t_{RM_SP_H}(n)は、第ｎ番目の室内の室内温度許容第１上限値である。t_{RM_SP_HH}(n)は、第ｎ番目の室内の室内温度許容第２上限値である。φ_{RM_SP_LL}(n)は、第ｎ番目の室内の室内湿度許容第２下限値である。φ_{RM_SP_L}(n)は、第ｎ番目の室内の室内湿度許容第１下限値である。φ%(n)は、第ｎ番目の室内に適用される相対湿度の許容範囲である。φαは、相対湿度に係る許容範囲の補正値であり、初期値は０．５となっている。φ_{RM_SP_H}(n)は、第ｎ番目の室内の室内湿度許容第１上限値である。φ_{RM_SP_HH}(n)は
、第ｎ番目の室内の室内湿度許容第２上限値である。下限値および上限値をこのように第１と第２の２段階で設定しているのは、冷水の温度変化に伴う室内環境の過渡的な変動量を抑制し、且つ、室内で発生する熱量や外気条件の変化に伴う室内環境の制御範囲からの逸脱を抑制するためである。ステップＳ３０３で設定された室温および相対湿度の許容範囲を記憶する中央コントローラ３のメモリは、「記憶手段」の一例である。

【0066】

ステップＳ３０４では、中央コントローラ３は、第ｎ番目の室内の温度t_{RM_PV}(n)と相
対湿度φ_{RM_PV}(n)を空調機コントローラ１４から取得する。

【0067】

ステップＳ３０５では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０４で取得した第ｎ番目の室内の温度と相対湿度が、設定温度に対する許容範囲内であるか否かを判定する。図７のステップＳ３０５には、この判定に用いる室内空調状態判定テーブルが例示されている。室内空調状態判定テーブルでは、ステップＳ３０３で決定された温度の許容値を横軸、相対湿度の許容値を縦軸にとったマトリックスが形成されている。中央コントローラ３は、室内空調状態判定テーブルを参照することで、室内の温度および相対湿度とＳ３０３で決定された許容範囲とに基づいて、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定できる。室内空調状態判定テーブルでは、t_{RM_PV}(n)>t_{RM_SP_HH}(n)の領域、φ_{RM_PV}(n)>φ_{RM_SP_HH}(n)の領域において、「１↓」と記載されている。t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_L}(n)かつφ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_LL}(n)の領域、t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_LL}(n)かつφ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_L}(n)の領域において、「１↑」と記載されている。t_{RM_SP_H}(n)<t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_HH}(n)かつφ_{RM_PV}(
n)<φ_{RM_SP_H}(n)の領域、t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_HH}(n)かつφ_{RM_SP_H}(n)<φ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_HH}(n)の領域において、「２↓」と記載されている。t_{RM_SP_L}(n)<t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_H}(n)かつφ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_L}(n)の領域、t_{RM_SP_LL}(n)<t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_L}(n)かつφ_{RM_SP_LL}(n)<φ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_H}(n)の領域、t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_L} (n)かつφ_{RM_SP_L}(n)<φ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_H}(n)の領域において、「２↑」と記載されている。また、t_{RM_SP_L}(n)<t_{RM_PV}(n)<t_{RM_SP_H}(n)かつφ_{RM_SP_L}(n)<φ_{RM_PV}(n)<φ_{RM_SP_H}(n)の領域では、「なし」と記載されている。室内空調状態判定テーブルは、例えば、中央コントローラ３のメモリ上に保持される。

【0068】

ステップＳ３０６では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０５で行った第ｎ番目の室内の温度と相対湿度に対する判定結果を記憶する。ステップＳ３０７では、空調システム１が空調の対象とする全ての部屋の判定が完了した場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）、処理がステップＳ３０８に進められる。空調システム１が空調の対象とする全ての部屋の判定が完了していない場合（Ｓ３０７でＮＯ）、処理がステップＳ３０１に戻される。

【0069】

ステップＳ３０８からステップＳ３１４では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６の処理で保存された各室内の温度と相対湿度に対する判定結果を基に、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定する。

【0070】

ステップＳ３０８では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「１↓」が記載された領域に属する部屋が存在するか否かを判定する。判定結果が「１↓」が記載された領域に属する部屋が存在する場合（Ｓ３０８でＹＥＳ）、処理はステップＳ３０８Ａに進められる。判定結果が「１↓」が記載された領域に属する部屋が存在しない場合（Ｓ３０８でＮＯ）、処理はステップＳ３０９に進められる。

【0071】

ステップＳ３０８Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度が０．５℃下がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。ただし、０．５℃下げると冷凍機冷水出口温度が設定ファイルに登録された冷凍機冷水出口温度の下限値を下回るような場合、中央コントローラ３は冷凍機冷水出口温度を下限値に設定変更する。その後、処理は終了される。

【0072】

ステップＳ３０９では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「２↓」と記載された領域に２回連続で属することになった部屋が存在するか否かを判定する。２回連続で「２↓」と記載された領域に属する部屋が存在する場合（Ｓ３０９でＹＥＳ）、処理はＳ３０９Ａに進められる。「２↓」と記載された領域に２回連続で属する部屋が存在しない場合（Ｓ３０９でＹＥＳ）、処理はＳ３１０に進められる。

【0073】

ステップＳ３０９Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度が０．５℃下がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。ただし、０．５℃下げると冷凍機冷水出口温度が設定ファイルに登録された冷凍機冷水出口温度の下限値を下回るような場合、中央コントローラ３は冷凍機冷水出口温度を下限値に設定変更する。その後、処理は終了される。

【0074】

ステップＳ３１０では、中央コントローラ３は、Ｓ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「２↓」と記載された領域に属する部屋が存在するか否かを判定する。「２↓」と記載された領域に属する部屋が存在する場合（Ｓ３１０でＹＥＳ）、処理はステップＳ３１０Ａに進められる。「２↓」と記載された領域に属する部屋が存在しない場合（Ｓ３１０でＮＯ）、処理はＳ３１１に進められる。

【0075】

ステップＳ３１０Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度の変更を行わない。その後、処理は終了される。

【0076】

ステップＳ３１１では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「なし」と記載された領域に属する部屋が存在するか否かを判定する。「なし」と記載された領域に属する部屋が存在する場合（Ｓ３１１でＹＥＳ）、処理はステップＳ３１１Ａに進められる。「なし」と記載された領域に属する部屋が存在しない場合（Ｓ３１１でＮＯ）、処理はステップＳ３１２に進められる。

【0077】

ステップＳ３１１Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度の変更を行わない。その後、処理は終了される。

【0078】

ステップＳ３１２では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「１↑」と記載された領域に属する部屋が存在するか否かを判定する。「１↑」と記載された領域に属する部屋が存在する場合（Ｓ３１２でＹＥＳ）、処理はステップＳ３１２Ａに進められる。「１↑」と記載された領域に属する部屋が存在しない場合（Ｓ３１２でＮＯ）、処理はステップＳ３１３に進められる。

【0079】

ステップＳ３１２Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度が０．５℃上がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。ただし、０．５℃上げる冷凍機冷水出口温度が冷凍機冷水出口温度の上限値（CS_Lim）を上回るような場合、中央コントローラ３は冷凍機冷水出口温
度を上限値に設定変更する。その後、処理は終了される。

【0080】

ステップＳ３１３では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、室内空調状態判定テーブルの「２↑」と記載された領域に属し、かつ、「２↑」と記載された領域に属するのが２回連続ではない部屋が存在するか否かを判定する。「２↑」と記載された領域に属し、かつ属するのが２回連続はない部屋が存在する場合（Ｓ３１３でＹＥＳ）、処理はステップＳ３１３Ａに進められる。「２↑」と記載された領域に属し、かつ属するのが２回連続ではない部屋が存在しない場合（Ｓ３１３でＮＯ）、処理はステップＳ３１４に進められる。

【0081】

ステップＳ３１３Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度の変更を行わない。その後、処理は終了される。

【0082】

ステップＳ３１４では、中央コントローラ３は、ステップＳ３０６で保存した判定結果において、空調の対象となる全ての部屋が室内空調状態判定テーブルの「２↑」と記載された領域に２回連続で属することになったか否かを判定する。空調の対象となる全ての部屋が２回連続で「２↑」と記載された領域に属する場合（Ｓ３１４でＹＥＳ）、処理はステップＳ３１４Ａに進められる。「２↑」と記載された領域に属するのが２回連続ではない部屋が存在する場合（Ｓ３１４でＮＯ）、処理は終了する。

【0083】

ステップＳ３１４Ａでは、中央コントローラ３は、冷凍機冷水出口温度が０．５℃上がるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機冷水出口温度のメモリの設定値を変更する。ただし、０．５℃上げる冷凍機冷水出口温度が冷凍機冷水出口温度の上限値（CS_Lim）を上回るような場合、中央コントローラ３は冷凍機冷水出口温
度を上限値に設定変更する。その後、処理は終了される。ステップＳ３０８からＳ３１４Ａの処理を実行する中央コントローラ３は、「決定手段」の一例である。ステップＳ３０８Ａ、Ｓ３０９Ａ、Ｓ３１０Ａ、Ｓ３１１Ａ、Ｓ３１２Ａ、Ｓ３１３ＡおよびＳ３１４Ａ
の処理を実行する中央コントローラ３は、「指示手段」の一例である。

【0084】

中央コントローラ３は、空調機コントローラ１４から取得した室内条件と図７のステップＳ３０３で設定された許容範囲とに基づいて、冷凍機冷水出口温度を変更するか否かを判定する。そのため、中央コントローラ３は、仮想室内設計条件に基づいて制御を行う場合よりも実態に即した形で冷凍機冷水出口温度の最適化を図る事ができ、空調システム１全体のＣＯＰ向上が期待できる。

【0085】

＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４では、中央コントローラ３は、冷却塔冷却水出口温度（冷却水温度）の推論を行う。中央コントローラ３は、冷却水温度を決定するためのパラメータであるアプローチ温度を所定の範囲内で仮定する。中央コントローラ３は、仮定したアプローチ温度ごとに、外気条件に応じて定まる冷却水温度から空調システム１のエネルギー消費量を算出し、エネルギー消費量が最小となる冷却水温度を決定する。中央コントローラ３は、決定した冷却水温度で制御されるように、ステップＳ１０６で冷却塔コントローラ３２に出力される冷却水温度のメモリの設定値を変更する。

【0086】

ステップＳ１０４の推論では、中央コントローラ３は、所定の範囲内でアプローチ温度を仮定し、演算量を抑制しつつ冷却水温度の最適化を図る。冷却水温度が最適化されれば、冷却塔３０の運転効率が高まり、空調システム１全体のＣＯＰの向上が期待できる。

【0087】

図８から図１０は、アプローチ温度に基づく冷却水温度の推論について説明するための図である。図８は、冷却塔及び冷却水温度の推論に用いられる項目を例示する図である。冷却塔の冷却水温度を推論するためのパラメータを、冷却塔アプローチ温度Ｔ_AP（℃）とする。入力項目は、外気湿球温度Ｔ_WB（℃）、冷却塔放熱量ｑ_CT（ｋＷ）、冷却水入口温度Ｔ_CDR（℃）である。中央コントローラ３は、上記入力項目に基づいて、冷却水流量Ｑ_CD（Ｌ／ｍｉｎ）及び冷却塔ファン風量Ｇ（ｍ³／ｈ）を最適化する。最適化の際、冷却水流量Ｑ_CDは、５０～１００％の範囲で制御される。また冷却塔ファン風量Ｇは、２０～１００％の範囲で制御される。中央コントローラ３は、冷却水流量Ｑ_CD及び冷却塔ファン風量Ｇから、冷却水循環ポンプ５１の動力及び冷却塔ファン３１の動力等のエネルギー消費量を算出し、評価項目である熱源システム（空調システム１）のＣＯＰを評価する。空調システム１のエネルギー消費量が最小、即ち、空調システム１のＣＯＰが最大となる場合の冷却水温度Ｔ_CDS（℃）が、出力項目として出力される。

【0088】

図９は、外気湿球温度及びアプローチ温度に基づく冷却水温度の範囲を例示するグラフである。図９のグラフにおいて、縦軸は冷却水温度、横軸は外気湿球温度である。アプローチ温度は、２℃から５℃の範囲で仮定される。冷却水温度は、外気湿球温度にアプローチ温度を加算した温度として算出される。冷却塔３０の運転流量負荷率は、４０％から１００％と想定される。

【0089】

図９の例では、冷却塔３０の冷却水温度についての最適運転範囲は、外気湿球温度に２℃から５℃のアプローチ温度を加算した範囲となる。外気湿球温度が１０℃から２７℃の範囲で変化する場合、冷却水温度は、アプローチ温度に応じて１２℃から３２℃の範囲で、冷却水温度の制御目標値が定められる。例えば、外気湿球温度が１６℃の場合、冷却水温度の制御目標値は１８℃から２１℃の範囲となる。アプローチ温度が２℃から５℃の範囲で、例えば０．５℃刻みで仮定された場合、冷却水温度の制御目標値は１８℃、１８．５℃、…、２１℃と０．５℃刻みの値となる。中央コントローラ３は、制御目標値ごとに空調システム１のエネルギー消費量を算出し、算出したエネルギー消費量が最小となる場合の制御目標値を、設定すべき冷却水温度として決定する。

【0090】

図１０は、冷却水温度の推論処理の流れを例示するフローチャートである。図１０は、Ｓ１０４の処理の詳細の一例を示す図である。冷却水温度の推論処理は、中央コントローラ３により所定の間隔、例えば１０分間隔で実行される。また、冷却水温度の推論処理は、中央コントローラ３が外気条件の変化を検知することを契機として開始されてもよい。

【0091】

ステップＳ４０１では、中央コントローラ３は、計測した外気乾球温度及び外気相対湿度から外気湿球温度を算出する。外気湿球温度は、外気乾球温度及び外気相対湿度から求められる飽和水蒸気圧、水蒸気分圧、絶対温度、エンタルピーから算出することができる。

【0092】

ステップＳ４０２では、中央コントローラ３は、冷却塔３０の冷却水温度を推論するためのパラメータであるアプローチ温度を仮定する。アプローチ温度は、例えば、２℃から５℃の範囲内で、０．５℃の間隔で仮定され、各アプローチ温度に対して空調システム１のエネルギー消費量が算出される。

【0093】

ステップＳ４０３では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０１で算出した外気湿球温度及びステップＳ４０２で仮定したアプローチ温度から、制御目標値としての冷却水温度を算出する。

【0094】

ステップＳ４０４からステップＳ４０７は、冷凍機２０の冷却水循環ポンプ５１の動力を算出する処理である。ステップＳ４０４では、中央コントローラ３は、稼働中の各冷凍機２０の運転負荷率から、冷却塔３０で放熱すべきシステム全体の放熱量（以下、単に「放熱量」という）を算出する。

【0095】

ステップＳ４０５では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０４で算出した放熱量から、冷凍機２０の冷却水出入口温度差を求める。冷却水出入口温度差は冷却水流量によって変化し、冷却水流量が低下すると冷凍機２０の凝縮器に滞在する冷却水の滞在時間が長くなるため、冷凍機２０の冷却水出入口温度差は大きくなる。したがって、中央コントローラ３は、冷却水流量の増減によるＣＯＰへの影響を考慮して、冷却水流量の算出に影響を与える冷却水出入口温度差を、ステップＳ４０４で算出した放熱量から算出しておく。

【0096】

ステップＳ４０６では、中央コントローラ３は、冷却水流量を算出する。冷却水流量は、ステップＳ４０４で算出した放熱量及びステップＳ４０５で求めた冷却水出入口温度差から算出される。

【0097】

ステップＳ４０７では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０６で算出した冷却水流量から冷凍機２０の冷却水循環ポンプ５１の動力を算出する。

【0098】

ステップＳ４０８からステップＳ４１１は、冷却塔ファン３１の風量を算出する処理である。ステップＳ４０８では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０３で算出した冷却水温度及びステップＳ４０５で求めた冷凍機２０の冷却水出入口温度差から、冷却塔３０の冷却水入口温度を算出する。

【0099】

ステップＳ４０９では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０８で算出した冷却水入口温度から、冷却塔３０の入口空気エンタルピーを算出する。ステップＳ４１０では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０３で算出した冷却水温度から、冷却塔３０の出口空気エンタルピーを算出する。

【0100】

ステップＳ４１１では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０４で算出した放熱量、ステップＳ４０９で算出した入口空気エンタルピー及びステップＳ４１０で算出した出口
空気エンタルピーから、冷却塔ファン３１の風量を算出する。

【0101】

ステップＳ４１２では、中央コントローラ３は、ステップＳ４１１で算出した冷却塔ファン３１の風量Ｇが、冷却塔３０の定格風量Ｇ₀以下であるか否かを検証する。定格風量
Ｇ₀は、冷却水の流量や放熱量等に基づいて算出される風量である。中央コントローラ３
は、冷却塔ファン３１の風量Ｇが定格風量Ｇ₀以下である場合に、空調システム１のエネ
ルギー消費量を算出する。一方、冷却塔ファン３１の風量Ｇが定格風量Ｇ₀より大きい場
合には、中央コントローラ３は、ステップＳ４０２に戻り、次のアプローチ温度を仮定して、ステップＳ４０３以降の処理を繰り返す。中央コントローラ３は、冷却塔ファン３１の風量Ｇが定格風量Ｇ₀より大きい場合に演算処理を実行しないことで、演算量を抑制す
ることができる。

【0102】

ステップＳ４１３では、中央コントローラ３は、ステップＳ４１１で算出した冷却塔ファン３１の風量から、冷却塔ファン３１の動力を算出する。

【0103】

ステップＳ４１４では、中央コントローラ３は、ステップＳ４０７で算出した冷却水循環ポンプ５１の動力、ステップＳ４１３で算出した冷却塔ファン３１の動力、冷凍機２０の消費電力、及び冷凍機２０が冷水を循環させるために備えるポンプ（冷水１次ポンプ４１）の消費電力の合計値を、空調システム１の消費電力として算出する。中央コントローラ３は、ステップＳ４０２で仮定される各アプローチ温度に対して、ステップＳ４１２の成立する条件のみ、空調システム１の消費電力を算出する処理を繰り返し、空調システム１の消費電力をメモリに保存する。そして、中央コントローラ３は、メモリに保存された消費電力の中から、空調システム１の消費電力が最小となるアプローチ温度を選択する。その際、中央コントローラ３は、ステップＳ１０３で推定された冷水温度を用い、この推定された冷水温度の場合において、空調システム１の消費電力が最小となるアプローチ温度を選択する。そして、中央コントローラ３は、このアプローチ温度を外気湿球温度に加算した値を冷却水温度として求め、この値を制御値として決定する。中央コントローラ３は、決定した冷却水温度で制御されるように、ステップＳ１０６で冷却塔コントローラ３２に出力される冷却水温度のメモリの設定値を変更する。これにより、推定された冷水温度の場合におけるアプローチ温度が選択されるので、冷却塔で冷却可能な冷却水温度の範囲内か否かに関わらず算出処理を行う場合に比べて演算量が抑制される。冷却塔コントローラ３２では、外気温度が高くかつ熱負荷が高い場合であっても空調システム全体のエネルギー消費量が小さくなる冷却水温度が中央コントローラ３から送られた制御値となるように制御が行われることになる。

【0104】

＜ステップＳ１０５＞
ステップＳ１０５では、中央コントローラ３は、冷凍機２０の運転台数の推論を行う。中央コントローラ３は、事前に作成した運用設計シートに基づいて冷凍機２０の運転台数を推論する。運用設計シートは、運転条件（冷凍機冷水出口温度及び冷却塔冷却水出口温度）ごとに、空調システム１のエネルギー消費量が最小となる冷凍機２０の運転台数を特定する運用情報を含むものであり、運転条件に応じた冷凍機２０の性能データ及びポンプ、ファン等の各機器の特性データに基づいて予め作成されたものである。特性データは、例えば、ポンプの吐出量といった各機器の性能に対する動力を示すデータである。冷凍機２０は、「熱源機」の一例である。また、運用設計シートは「運用情報」の一例である。

【0105】

中央コントローラ３は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４で推論された冷凍機冷水出口温度及び冷却水温度に基づいて、事前に作成された運用設計シートから空調システム１のエネルギー消費量が最小となる冷凍機２０の運転台数を取得する。中央コントローラ３は、取得した冷凍機２０の運転台数で制御されるように、ステップＳ１０６で熱源コントローラ２１に出力される冷凍機２０の運転台数のメモリの設定値を変更する。

【0106】

ステップＳ１０５の推論では、中央コントローラ３は、事前に作成された運用設計シートから、運転条件に応じた運用情報を取得することで、冷凍機２０の運転台数の最適化を図る。冷凍機２０の運転台数が最適化されれば、冷凍機２０の運転効率が高まり、空調システム１全体のＣＯＰの向上が期待できる。

【0107】

なお、本ステップＳ１０５で中央コントローラ３が参照する運用設計シートは、例えば、以下のように作成される。図１１から図１７は、冷凍機２０の運転台数を推論するための運用設計シートの作成について説明するための図である。図１１は、運転条件ごとの冷凍機の消費電力算出について説明する図である。冷凍機２０（熱源）の型式及び能力に応じた部分負荷特性線図（以下、性能データともいう）は、冷凍機２０を製造するメーカーより、又は実測により与えられる。性能データは、冷凍機２０ごと、冷水温度ごと及び冷却水温度ごとに、冷凍機２０単体の負荷率に対する冷凍機２０単体のＣＯＰの変化を示す線図である。性能データが予め与えられていない型式の冷凍機２０の性能データは、基準データとして予め用意した性能データに基づいて補完することができる。また、性能データが予め与えられていない冷水温度、冷却水温度に対する性能データは、前後の温度に対する性能データに基づいて補間することができる。既存の性能データに対して、不足する性能データを補完又は補間することで、各冷凍機２０に対して、例えば、冷却水温度は１℃刻み、冷水温度は０．５℃刻みの性能データが用意される。運用設計シートの作成に用いる中央コントローラ３またはその他のコンピュータは、用意された性能データから、運転条件ごとに各冷凍機２０の消費電力を算出することができる。算出した各冷凍機２０の消費電力は、冷凍機２０の運転台数の特定に使用される。

【0108】

図１２は、冷凍機の負荷率ごとの補機の消費電力算出について説明する図である。冷却塔３０及び冷凍機２０が備える各種ポンプ及び各種ファン等の補機に対し、各補機の制御方式及び特性線図（特性データ）に基づいて、冷凍機２０の負荷率ごとに、各補機の消費電力を算出し、消費電力の一覧表を作成する。作成された補機の消費電力の一覧表は、冷凍機２０の運転台数の特定に使用される。

【0109】

図１３は、性能特性データの補完について説明する図である。以下、性能特性データは、単に性能データともいう。運用設計シートの作成に際しては、運用設計シートの作成に用いるコンピュータ（以下、単に「コンピュータ」という）に、予め基準となる冷凍機２０について、運転条件ごとの性能データが、基準データとして登録される。評価対象の冷凍機２０に対する性能データが不足する場合、コンピュータは、評価対象の冷凍機２０に対する既存の性能データを、同じ運転条件の基準データと比較して差異を把握する。コンピュータは、評価対象の冷凍機２０に対して性能データが存在しない運転条件における基準データから、把握した差異に基づいて、当該運転条件における評価対象の冷凍機２０の性能データを補完する。性能データの補完により、コンピュータは、各運転条件に対する冷凍機２０の消費電力を推論し、空調システム１のエネルギー消費量が最小となる冷凍機２０の運転台数を特定することができる。

【0110】

図１４は、冷凍機の運転優先順位を例示する図である。冷凍機２０の運転優先順位は、設備管理者が定期的に変更したり、中央コントローラ３或いはその管理装置が空調システム１の稼働時間に応じて自動で変更したりする。冷凍機２０ごとに性能が異なるため、運転優先順位によっても空調システム１のエネルギー消費量が最小となる冷凍機２０の運転台数は異なる。このため、運用設計シートは、運転優先順位の組合せごとに作成される。

【0111】

図１４は、３台の冷凍機２０（熱源１、熱源２、熱源３）について、運転優先順位の組合せ例を表形式で示す。冷凍機２０が３台の場合、運転優先順位の組合せは６通りである。図１４の表において、左の列は運用設計シートを識別する名称であり、例えば、２行目
に記載された運用設計シートＴＲ＿ＭＡＰ＿１３２は、運転優先順位が熱源１、熱源３、熱源２の順である場合の運用設計シートである。中央コントローラ３は、冷凍機２０の運転優先順位を監視し、冷凍機２０のローテーションやメンテナンスなどにより優先順位の変更があった場合には、対応する運用設計シートを参照して、冷凍機２０の運転台数を推論する。

【0112】

図１５は、運用設計シートを例示する図である。図１５の例では、運用設計シートは冷水温度ごとに作成され、冷却水温度ごとに、熱源（冷凍機２０）負荷率に応じた運転台数が特定される。具体的には、冷水温度が７℃、冷却水温度が２４℃の場合、空調システム１のエネルギー消費量が最小となる冷凍機２０の運転台数は、熱源負荷率が３３％以上で２台、５５％以上で３台である。このように空調システム１全体のＣＯＰが最高となる冷凍機２０の運転台数を、予め作成されるこのような運用設計シートで冷水温度と冷却水温度から定義しておくことにより、中央コントローラ３は、熱源コントローラ２１等から得られる冷水温度と冷却水温度の情報を基にした冷凍機２０の運転台数制御の実現が可能となる。

【0113】

図１６は、熱源運転台数の増段を例示するグラフである。縦軸は熱源運転台数、横軸は熱源負荷率である。図１６は、図１５に示される冷水温度７℃、冷却水温度２４℃の場合の例をグラフに表したものである。また、熱源の運転優先順位は、熱源１、熱源２、熱源３の順であり、対応する運用設計シートに基づいて熱源運転台数が制御される。横軸に示されるＰ１は、熱源運転台数を１台から２台に増段する際の熱源負荷率の閾値である。図１６の例では、Ｐ１は３３％であり、熱源負荷率が３３％以上になると運転台数は１台から２台に増段され、熱源負荷率が３３％より小さくなると運転台数は２台から１台に減段される。同様に、横軸に示されるＰ２は、熱源運転台数を２台から３台に増段する際の熱源負荷率の閾値である。図１６の例では、Ｐ２は５５％であり、熱源負荷率が５５％以上になると運転台数は２台から３台に増段され、熱源負荷率が５５％より小さくなると運転台数は３台から２台に減段される。なお、運転台数を制御する熱源負荷率の閾値（以下、増減段ポイントともいう）Ｐ１及びＰ２は、熱源負荷率の計測データ、及び熱源負荷率が上昇傾向か下降傾向か等の条件に基づいて特定される。

【0114】

図１７は、熱源全体の負荷率とシステム全体のＣＯＰとの相関関係の一例をグラフに示した図である。縦軸は熱源システムのＣＯＰ、横軸は熱源全体の負荷率である。図１７のグラフの作成で想定した設備は、いずれもインバータ方式で、ターボ冷凍機、冷水ポンプ、冷却水ポンプ、及び統合型冷却塔各２台である。また、冷水温度は７℃と想定する。図中の矢印によって示される値は、熱源の増減段ポイントを示す。図１７のグラフから判るように、冷却水の温度が低下するにつれて、増減段ポイントは低負荷率側に移行する。これは、熱源単体の性能線図が、冷却水温度の低下とともに低負荷率側に最高効率点が移行することに起因する。よって、中央コントローラ３に使用される運用設計シートでは、図１７に示すグラフのように、熱源の増減段ポイントが冷却水温度毎に微妙に異なる位置に設定されることになる。

【0115】

図１８は、運用設計シートを作成する処理を例示するフローチャートである。運用設計シートの作成に用いるコンピュータは、空調システム１の運用開始前に以下のような処理を行って運用設計シートを作成する。コンピュータは、空調システム１が備える冷凍機２０、冷却塔３０、及び補機の構成が変更された場合の運用設計シートの再作成の際にも以下のような処理を実行する。なお、作成された運用設計シートは、コンピュータ又は中央コントローラ３が備える補助記憶装置に格納される。中央コントローラ３が備える補助記憶装置は、「記憶部」の一例である。

【0116】

ステップＳ５０１では、コンピュータは、熱源システム（空調システム１）の構成を読
み込む。具体的には、コンピュータは、空調システム１を構成する冷凍機２０、冷却塔３０、各種ポンプ及び各種ファン等の補機の台数等の情報を読み込む。

【0117】

ステップＳ５０２では、コンピュータは、冷水温度（冷凍機冷水出口温度）が５℃から１２℃の範囲内において、例えば０．５℃間隔の温度ごとに、ステップＳ５０３からステップＳ５０７までの処理を繰り返す。即ち、０．５℃刻みの冷水温度ごとに、運用設計シートが作成される。運用設計シートは、冷水温度について０．５℃ごとに作成される場合に限られない。運用設計シートをより狭い温度間隔で作成することで、熱源（冷凍機２０）の運転台数の推論の精度は向上する。また、コンピュータは、等間隔の冷水温度ごとに限らず、予め設定された冷水温度ごとに運用設計シートを作成するようにしてもよい。これにより、空調システム１の構成に応じた柔軟な運用設計シートの作成が可能となる。

【0118】

ステップＳ５０３では、コンピュータは、冷却水温度（冷却塔冷却水出口温度）が１２℃から３４℃の範囲内において、例えば１℃間隔の温度ごとに、ステップＳ５０４からステップＳ５０６までの処理を繰り返す。即ち、コンピュータは、１℃間隔の冷却水温度ごとに、熱源負荷率に応じた熱源運転台数を推論する処理を繰り返す。熱源運転台数の推論は、冷却水温度について１℃ごとに限られず、予め設定された冷却水温度ごとに推論されるようにしてもよい。図１７から分かるように、熱源単体では、冷却水温度の低下とともに最高効率点（グラフの左側の凸部の最高点）が低負荷率側に移行するため、コンピュータは、例えば、最高効率点のずれを考慮して、熱源運転台数を推論する冷却水温度を設定することができる。

【0119】

ステップＳ５０４では、コンピュータは、熱源負荷率が２０％から１００％の範囲内において、例えば１０％間隔の熱源負荷率ごとに、空調システム１のエネルギー消費量が最小となる熱源の運転台数を算出する処理を繰り返す。熱源の運転台数の算出は１０％間隔に限られず、算出された熱源の運転台数が切り替わる前後の熱源負荷率の範囲では、コンピュータは、例えば１％間隔で熱源の運転台数を算出するようにしてもよい。

【0120】

ステップＳ５０５では、コンピュータは、ステップＳ５０２で設定される冷水温度（５℃～１２℃）、ステップＳ５０３で設定される冷却水温度（１２℃～３４℃）、およびステップＳ５０４で設定される熱源全体負荷率（２０％～１００％）を基に、つまり、これらの値をパラメータとして、これらの値の組み合わせ条件にて、空調システム１のエネルギー消費量が最小となる熱源の運転台数を算出する。具体的には、まず、ステップＳ５０１で読み込まれた機器情報（図１１と図１２に示されるような特性データ）を参照し、設定された冷水温度と冷却水温度と熱源全体負荷率の値に対応する、冷凍機単体のＣＯＰの値、ポンプ及びファンの消費電力の値を読み出す。冷凍機単体のＣＯＰと熱源負荷率を基に冷凍機の消費電力を算出する。そして、冷凍機単体の消費電力の値、およびポンプ及びファンの消費電力の合計値を、エネルギー消費量として算出する。コンピュータは、上述した計算処理を、全ての冷水温度と冷却水温度と熱源全体負荷率の組み合わせ条件について行う。そして、コンピュータは、この組み合わせ条件毎に算出されたエネルギー消費量を、その組み合わせ条件における算出結果として補助記憶装置に格納する。次に、熱源が２台以上の場合、熱源全体負荷率を熱源台数で割った値を元に個別に熱源の消費電力の値を計算する。この複数台の熱源の消費電力の値をポンプ及びファンの消費電力に加算してエネルギー消費量とする。熱源の性能が異なる場合等、熱源の優先順位が設定されている場合は、その優先順位に従い個別に熱源の消費電力を計算する。熱源が２台以上ある場合には、複数の熱源の組み合わせパターン（熱源が１台の場合や２台以上の場合）の全てについて、上述して熱源が２台以上の場合における空調システム１のエネルギー消費量の算出を行う。そして、冷水温度と冷却水温度と熱源全体負荷率の全ての組み合わせ条件について、複数の熱源の全ての組み合わせパターンにおけるエネルギー消費量を相互に比較し、エネルギー消費量が最小となる場合における熱源の運転台数を、冷水温度と冷却水温度
と熱源全体負荷率の組み合わせ条件における熱源の運転台数として選択し、この運転台数を補助記憶装置に格納する。このようにして、冷水温度毎に、冷却水温度と熱源全体負荷率に応じた熱源の運転台数を求め、その求められた運転台数をテーブル、すなわち図１５に示すような運用設計シートに格納する。なお、冷却水循環ポンプ５１、冷却塔ファン３１の動力、及び冷水１次ポンプ４１の負荷率は、冷凍機２０の熱源全体負荷率と同じと仮定して消費電力の値を求めている。

【0121】

ステップＳ５０６では、コンピュータは、ステップＳ５０４で指定される範囲内の各熱源負荷率に対して、運転台数を算出する計算が完了したか否かを判定する。各熱源負荷率に対して運転台数を算出する計算が完了した場合（Ｓ５０６；ＹＥＳ）、処理はステップＳ５０７へ進む。各熱源負荷率に対して運転台数を算出する計算が完了していない場合（Ｓ５０６；ＮＯ）、処理はＳ５０４に戻り、次の熱源負荷率に対してＳ５０５の処理が実行される。

【0122】

ステップＳ５０７では、コンピュータは、ステップＳ５０３で指定される範囲内の各冷却水温度に対して、熱源負荷率ごとに運転台数を算出する計算が完了したか否かを判定する。各冷却水温度に対する計算が完了した場合（Ｓ５０７；ＹＥＳ）、処理はステップＳ５０８へ進む。各冷却水温度に対する計算が完了していない場合（Ｓ５０７；ＮＯ）、処理はＳ５０３に戻り、次の冷却水温度に対してＳ５０４からＳ５０６までの処理が実行される。

【0123】

ステップＳ５０８では、コンピュータは、ステップＳ５０２で指定される範囲内の各冷水温度に対して、冷却水温度ごと及び熱源負荷率ごとに運転台数を算出する計算が完了したか否かを判定する。各冷水温度に対する計算が完了した場合（Ｓ５０８；ＹＥＳ）、処理はステップＳ５０９へ進む。各冷却水温度に対する計算が完了していない場合（Ｓ５０８；ＮＯ）、処理はＳ５０２に戻り、次の冷水温度に対してＳ５０３からＳ５０７までの処理が実行される。

【0124】

ステップＳ５０９では、コンピュータは、熱源運転優先順位のパターンごとに空調システム１の運用設計シートを完成させる。具体的には、コンピュータは、ステップＳ５０５で算出した熱源の運転台数の情報から、熱源負荷率の計測値を基に、運転台数を制御する増減段ポイントを具体的に特定し、運用設計シートを完成させる。このように、熱源である冷凍機２０の運転台数は、環境変数である外気条件が与えられなくても、空調システム１を構成する機器の情報を基に求めることができ、空調システム１の運用開始前に、事前に算出して保存することが可能となる。

【0125】

電力消費量の削減量を概算したところ、システム全体の機器構成や諸条件にもよるが、中央コントローラ３が行う上記のような冷凍機冷水出口温度の設定値の調整、冷凍機２０の運転台数の調整が行われることにより、このような調整が行われない場合に比べて電力消費が十数パーセント削減できるという試算結果が得られた。

【符号の説明】

【0126】

１・・空調システム：２・・ネットワーク：３・・中央コントローラ：４・・室内：１０・・空調機：１１・・コイル：１２・・電動ファン：１３・・空調機冷水流量調整弁：１４・・空調機コントローラ：２０・・冷凍機：２１・・熱源コントローラ：３０・・冷却塔：３１・・冷却塔ファン：３２・・冷却塔コントローラ：４０・・冷水循環系：４１・・冷水１次ポンプ：４２・・冷水２次ポンプ：４３・・ミニマムフロー弁：４４・・２次ポンプコントローラ：５０・・冷却水循環系：５１・・冷却水循環ポンプ

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】