制御装置、制御方法、制御プログラムおよび記録媒体
【課題】空調システムにおいて費用対効果の高い省エネルギー化を図り、かつ、容易に導入可能にする。
【解決手段】熱源機２の冷温水の設定温度と、空調機７の負荷熱量とが対応付けられた冷温水設定温度特定テーブルを参照して、計測した空調機７の負荷熱量に対応する設定温度を特定し、特定した設定温度の冷温水を供給するように熱源機２を制御する。
【解決手段】熱源機２の冷温水の設定温度と、空調機７の負荷熱量とが対応付けられた冷温水設定温度特定テーブルを参照して、計測した空調機７の負荷熱量に対応する設定温度を特定し、特定した設定温度の冷温水を供給するように熱源機２を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムにおいて、空調機及びファンコイルユニット等に循環させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置、制御方法、制御プログラムおよび記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷温水を供給する熱源機と、熱源機から供給される冷温水を空調機に搬送するポンプ等の搬送機と、供給される冷温水を利用して所定の空間の空調を調整する空調機とを含む空調システムがある。
【０００３】
近年、経済的や環境的な観点から電力等のエネルギーを消費する機器に対して省エネルギー化が求められている。特に、他の機器に比べて消費電力の大きい空調システムに対しては省エネルギー化がより強く求められる。
【０００４】
従来の空調システムでは、熱源機の冷温水出口温度が一定に設定されていることが多い。そのため、空調機側の負荷熱量が少なくなったとしても、熱源機が消費する電力は負荷熱量の削減量ほどには減らず、エネルギーの無駄が発生していた。そこで、空調システムの管理者等が、時期や季節等により、手作業で熱源機の冷温水出口温度を変更することが行われていた。
【０００５】
しかしながら、冷温水出口温度の適正値の基準がないため、省エネルギー化に最適な温度に設定することが困難であった。また、人手で温度設定を変更するため、時刻ごとに設定値を変更するような細かな温度制御を行うことが困難であった。そこで、エネルギー効率が最適になるように熱源機の冷温水出口温度を自動的に制御する技術が開発されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１には、二次側設備のローカルポンプ、冷温熱源機および一次冷温水ポンプの消費電力を合計してシステム消費電力を算出し、二次側設備の流量および温度差から二次側設備の熱量を算出し、二次側熱量およびシステム消費電力より算出されるシステムＣＯＰが最大となるように冷温熱源機の出口温度を設定することが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２にも、システムＣＯＰが最大となるように冷温熱源機の冷温水出口温度を制御することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２７５３９７号公報（２００６年１０月１２日公開）
【特許文献２】特開２００６−３８３７９号公報（２００６年２月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のような従来技術は、既設の空調システムに対して導入することが容易ではないという問題がある。
【００１０】
具体的には、省エネルギー化の技術が導入されていない既設の空調システムでは、二次側設備のローカルポンプ（二次ポンプ）、冷温熱源機および一次ポンプ等の消費電力を測定する測定器等が設置されていない。そのため、上述の技術を導入する場合、既設の空調システムに対して、新たに電力測定器等を設置しなければならない。また、新たに電力測定器等を設置するため、導入コストも大きくなる。さらに、空調システムの設備によっては、電力測定器等を設置することができず、上述の技術を導入できない場合も考えられる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空調システムにおいて費用対効果の高い省エネルギー化を図り、かつ、容易に導入可能な制御装置、制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る制御装置は、上記課題を解決するために、空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置であって、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る制御方法は、上記課題を解決するために、空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御方法であって、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含むことを特徴としている。
【００１４】
また、上記熱源機の出力レベルを変動させたとしても、実際には、空調システムの搬送系の消費電力がそれほど増加しないため、実用上、上記熱源機の効率を向上させることにより、空調システム全体の効率を向上させることができる。
【００１５】
上記の構成によれば、上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、取得した上記流入温度、上記流出温度および上記流量から算出した上記空調機の負荷熱量に対応する出力レベルを特定する。そして、上記熱源機制御手段は特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する。そのため、出力レベル特定情報において規定されている負荷熱量に応じた最適な出力レベルで上記熱源機が動作するため、上記熱源機の効率を向上させることができる。よって、空調システム全体の効率を向上させることができ、省エネルギー化を実現することができる。
【００１６】
本発明の方法でも、空調機の負荷熱量を算出するため、温度計や流量計等が必要になる。しかしながら、一般的な空調システムでは、空調機の負荷熱量を算出するための計器等が設置されていることが多い。そのため、本発明の技術を既設の空調システムに導入した場合であっても、新たに計器等を設置する必要がない。
【００１７】
このように、空調システムに既に設置されてある計器を使用して、空調システムの効率を向上させることにより、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができるという効果を奏する。
【００１８】
上記出力レベル特定情報は、上記出力レベルと、上記負荷熱量とが増加の関係で対応付けられており、上記出力レベルに所定の下限値が定められているものであることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記空調機の負荷熱量の増減に応じて、上記熱源機の出力レベルが増減する。そのため、上記熱源機の効率を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明者は、冷房時の冷水温度が１５℃程度以下または暖房時の温水温度が３５℃程度以上の場合、空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になることを見出した。従って、上記熱源機の出力レベルに所定の下限値を定めておき、当該下限値以上で上記熱源機を動作させることにより、上記熱源機の効率を確実に向上させることができる。
【００２１】
上記熱量算出手段は、上記負荷熱量をＱとし、上記流入温度をＴ１とし、上記流出温度をＴ２とし、上記流量をＦＬとすると、Ｑ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬにより、負荷熱量を算出することが好ましい。
【００２２】
上記出力レベル特定情報に含まれる出力レベルは、上記熱源機が供給する流体の設定温度であり、上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する設定温度を特定し、上記熱源機制御手段は、上記出力レベル特定手段が特定した設定温度に、上記流体の温度を調整するように上記熱源機を制御することが好ましい。
【００２３】
なお、上記制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御装置の各手段として動作させることにより、上記制御装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係る制御装置は、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えている構成である。
【００２５】
また、本発明に係る制御方法は、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含む。
【００２６】
したがって、空調システムに既に設置されてある計器を使用して、空調システムの効率を向上させることにより、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、熱源機制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記熱源機制御装置を含む空調システムの構成の一例を示す図である。
【図３】上記熱源機制御装置の記憶部に格納されている冷水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【図４】上記熱源機制御装置の記憶部に格納されている温水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【図５】上記空調システムに含まれる各機器の一連の動作例を示すシーケンス図である。
【図６】上記熱源機制御装置が実行する熱源機制御処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔本発明の概要〕
一般的に、空調システムにおいて、冷水（温水）温度が上がる（下がる）ほど、熱源機の消費電力は減少するが、負荷熱量が同じであるという条件下では空調機に搬送する冷温水の流量が増加するため、ポンプ等の搬送系の消費電力が増加する。そのため、従来技術では、熱源機および搬送系の両方の消費電力を計測し、過去データからの学習により最適な冷温水の温度を設定していた。
【００２９】
本発明の発明者のチームは、冷温水ポンプが負荷熱量に追従して流量調整するシステムにおいては、冷房時の場合、冷水温度が１５℃程度以下では、熱源機が供給する冷水の温度を上げた場合であっても、実際には、冷温水ポンプが注水する冷水の流量がそれほど増加しない。また、暖房時の場合、温水温度が３５℃程度以上では、熱源機が供給する温水の温度を下げた場合であっても、実際には、冷温水ポンプが注水する温水の流量がそれほど増加しない。
【００３０】
このことから、本発明者は、冷房時の冷水温度が１５℃程度以下または暖房時の温水温度が３５℃程度以上の場合、空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になることを見出した。この知見に基づき、本発明者は、熱源機が供給する冷水の温度に上限値および温水の温度に下限値を設けることにより、空調システムの消費電力を計測することなく、省エネルギー化を実現する方法を発明した。
【００３１】
なお、一般的な空調システムでは、冷房時の冷水温度の上限値が１５℃に、また、暖房時の温水温度の下限値が３５℃に設定されていることが多い。そのため、冷水温度の上限値および温水温度の下限値を、それぞれ、１５℃、３５℃に制限したとしてもなんら問題がない。
【００３２】
本発明の方法でも、空調機の負荷熱量を算出するため、温度計や流量計等が必要になる。しかしながら、一般的な空調システムでは、空調機の負荷熱量を算出するための計器等が設置されていることが多い。そのため、本発明の技術を既設の空調システムに導入した場合であっても、新たに計器等を設置する必要がない。
【００３３】
このように、既設の空調システムに設置されてある計器を使用することにより、本発明は、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができる。
【００３４】
以下に、本発明の具体的な一実施形態について図１から図６に基づいて説明する。まず、本実施形態に係る空調システムについて、図２に基づいて説明する。なお、本発明において、流量とは単位時間当たりの流量を示すものとする。また、以下に説明する実施形態では、冷水温度の上限値を１５℃に、温水温度の下限値を３５℃に定めているが、これらの値を厳密な値として限定するものではない。空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になる場合の温度の臨界値は、空調システムの機器の状態や種別、空調システムが設置されている環境等によって多少変動する。本発明では、冷水温度の上限値を１５℃に、温水温度の下限値を３５℃に定めているが、実質的には、これらの温度は上記の変動幅を含む値である。具体的には、冷水温度の上限値が１５℃±２℃であり、温水温度の下限値が３５℃±２℃である。
【００３５】
〔空調システムの構成〕
図２は、空調システムの構成の一例を示す図である。図２に示すように、空調システム１０は、熱源機制御装置（制御装置）１、熱源機２ａおよび２ｂ、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂ、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂ、並びに、空調機（ＡＨＵ：Air Handling Unit）７を含むものである。
【００３６】
熱源機２ａおよび２ｂ、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂ、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂ、並びに、空調機７は、それぞれ、配水管およびヘッダを介して接続されており、これらの機器の間を冷温水が循環する。なお、本実施形態では、空調システム内の各機器間を冷温水が循環しているがこれに限るものではなく、流体であれば何でもよい。例えば、水以外の液体や空気等の気体であってもよい。
【００３７】
具体的には、図示のように、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂの流出側は、熱源機２ａおよび２ｂの流入側とそれぞれ配水管によって接続している。また、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂの流入側は、還水ヘッダ１１ａと配水管によって接続している。また、熱源機２ａおよび２ｂの流出側は、注水一次ヘッダ１１ｂと配水管によって接続している。
【００３８】
また、注水一次ヘッダ１１ｂは、注水二次ヘッダ１１ｃと配水管によって接続している。また、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂの流入側は、注水二次ヘッダ１１ｃと配水管によって接続しており、流出側は、注水三次ヘッダ１１ｄと配水管によって接続している。
【００３９】
また、空調機７の流入側は、注水三次ヘッダ１１ｄと配水管によって接続しており、流出側は、還水ヘッダ１１ａと配水管によって接続している。
【００４０】
さらに、空調機７と注水三次ヘッダ１１ｄとの間の配水管上に流量計６および出口温度計５ｂが設けられている。また、空調機７と還水ヘッダ１１ａとの間の配水管上に入口温度計５ａが設けられている。
【００４１】
なお、以下では、熱源機２ａおよび２ｂを区別しない場合、熱源機２ａおよび２ｂを総称して熱源機２と称する。また、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂを区別しない場合、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂを総称して冷温水一次ポンプ３と称する。また、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂを区別しない場合、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂを総称して冷温水二次ポンプ４と称する。
【００４２】
熱源機制御装置１は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６から、それぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得して、取得したデータに基づいて、熱源機２の供給する冷温水が所定の温度になるように、熱源機２の動作を制御するものである。熱源機制御装置１の機能および処理について、詳細は後述する。
【００４３】
熱源機２は、熱源機制御装置１の指示に基づいて、冷温水一次ポンプ３により搬送された冷温水を加熱または冷却して、所定の温度の冷温水を供給するものである。熱源機２は、冷温水を加熱または冷却できるものであればなんでもよく、その方式は、吸収式、ターボ式、ヒートポンプ式等どのような方式であってもよい。また、熱源機２は、冷水を生成する冷凍機および温水を生成するボイラからなるものであってもよい。
【００４４】
冷温水一次ポンプ３は、空調機７から流出する冷温水を、熱源機２を通して、空調機７に搬送するものである。具体的には、例えば、注水一次ヘッダ１１ｂを通る冷温水の圧力を測定する圧力計（不図示）が設置されており、当該圧力計の測定結果に基づいて冷温水一次ポンプ３の動作を制御する一次ポンプ制御装置（不図示）が設置されているとする。この場合、冷温水一次ポンプ３は、一次ポンプ制御装置の指示に従って、注水一次ヘッダ１１ｂを通る冷温水の圧力が所定の値となるように、搬送する冷温水の流量を調整する。
【００４５】
冷温水二次ポンプ４は、注水三次ヘッダ１１ｄから空調機７に流入する冷温水の流量を調整するものである。具体的には、例えば、注水三次ヘッダ１１ｄを通る冷温水の圧力を測定する圧力計（不図示）が設置されており、当該圧力計の測定結果に基づいて冷温水二次ポンプ４の動作を制御する二次ポンプ制御装置（不図示）が設置されているとする。この場合、冷温水二次ポンプ４は、二次ポンプ制御装置の指示に従って、注水三次ヘッダ１１ｄを通る冷温水の圧力が所定の値となるように、搬送する冷温水の流量を調整する。
【００４６】
空調機７は、制御弁９の開閉度を調整して、空調機７内を通過する冷温水の流量を変化させて、冷温水により空調した空気を居室に給気する（ＳＡ：Send Air）ものである。具体的には、例えば冷房時、ユーザがリモコンを操作して空調機７の設定温度を上げた場合、空調機７は、制御弁を閉めて空調機７内を通過する冷温水の流量を減少させる。一方、冷房時に、ユーザがリモコンを操作して空調機７の設定温度を下げた場合、空調機７は、制御弁を開けて空調機７内を通過する冷温水の流量を増加させる。
【００４７】
入口温度計５ａは、空調機７から流出して還水ヘッダ１１ａに流入する冷温水の温度（流出温度）を測定するものである。入口温度計５ａは、測定した冷温水の温度を示す入口温度データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、入口温度計５ａが測定した、空調機７から流出して還水ヘッダ１１ａに流入する冷温水の温度をＴ１とする。
【００４８】
出口温度計５ｂは、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の温度（流入温度）を測定するものである。出口温度計５ｂは、測定した冷温水の温度を示す出口温度データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、出口温度計５ｂが測定した、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の温度をＴ２とする。
【００４９】
流量計６は、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の流量を測定するものである。流量計６は、測定した冷温水の流量を示す流量データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、流量計６が測定した、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の流量をＦＬとする。
【００５０】
なお、図２に示す例では、空調システム１０は冷温水一次ポンプ３および熱源機２を２組含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は冷温水一次ポンプ３および熱源機２を１組だけ含んでいてもよいし、３組以上含んでいてもよい。
【００５１】
また、図２に示す例では、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を２つ含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を１つ含んでいてもよいし、３つ以上含んでいてもよい。また、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を含んでいなくてもよい。この場合、冷温水一次ポンプ３だけで冷温水を空調システム内に循環させる。
【００５２】
また、図２に示す例では、空調システム１０は空調機７を１つ含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は、空調機７を複数含んでいてもよい。この場合、空調機７の個数に合わせて、冷温水二次ポンプ４を設置してもよい。
【００５３】
また、図２に示す例では、出口温度計５ｂは、注水三次ヘッダ１１ｄと空調機７との間の配水管に設置されているが、これに限るものではない。例えば、出口温度計５ｂは、注水一次ヘッダ１１ｂと注水二次ヘッダ１１ｃとの間の配水管に設置されていてもよい。
【００５４】
〔熱源機制御装置の構成〕
次に、熱源機制御装置１について、図１に基づいて説明する。図１は、熱源機制御装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、熱源機制御装置１は、制御部２１、記憶部２２、データ入力部２３および信号出力部２４を備えている。熱源機制御装置１は、例えば、ＰＣ等で実現される。
【００５５】
データ入力部２３は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６とそれぞれ接続されており、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からデータを受信するための入力インターフェースである。データ入力部２３は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６とそれぞれ有線通信手段または無線通信手段によって接続されている。
【００５６】
信号出力部２４は、熱源機２と接続されており、熱源機２に制御信号を送信するための出力インターフェースである。信号出力部２４は、熱源機２と有線通信手段または無線通信手段によって接続されている。
【００５７】
制御部２１は、記憶部２２から一時記憶部（不図示）に読み出されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うと共に、熱源機制御装置１が備える各部を統括的に制御するものである。
【００５８】
本実施形態では、制御部２１は、機能ブロックとして、データ取得部（温度取得手段、流量取得手段）３１、熱量算出部（熱量算出手段）３２、冷温水設定温度特定部（出力レベル特定手段）３３および熱源機制御部（熱源機制御手段）３４を備える構成である。これらの制御部２１の各機能ブロック（３１〜３４）は、ＣＰＵ（central processing unit）が、ＲＯＭ（read only memory）等で実現された記憶装置に記憶されているプログラムをＲＡＭ（random access memory）等で実現された一時記憶部に読み出して実行することで実現できる。
【００５９】
データ取得部３１は、データ入力部２３を介して、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からそれぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得するものである。データ取得部３１は、例えば、１時間毎に各データを取得する。データ取得部３１は、取得した入口温度データ、出口温度データおよび流量データを熱量算出部３２に出力する。
【００６０】
熱量算出部３２は、データ取得部３１が取得した入口温度データ、出口温度データおよび流量データに基づいて、空調機７の負荷熱量を算出するものである。具体的には、熱量算出部３２は、空調機７の負荷熱量ＱをＱ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬとして算出する。熱量算出部３２は、算出した空調機７の負荷熱量Ｑを冷温水設定温度特定部３３に出力する。
【００６１】
冷温水設定温度特定部３３は、熱量算出部３２から負荷熱量を取得し、記憶部２２から冷温水設定温度特定テーブル（詳細は後述する）を読み出す。冷温水設定温度特定部３３は、読み出した冷温水設定温度特定テーブルを参照して、取得した負荷熱量Ｑに対応する冷温水設定温度を特定するものである。冷温水設定温度特定部３３は、特定した冷温水設定温度を熱源機制御部３４に出力する。
【００６２】
例えば、空調機７が冷房として作動している場合、冷温水設定温度特定部３３は、記憶部２２から冷水設定温度特定テーブルを読み出し、さらに、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＣＱＲを算出する。冷温水設定温度特定部３３は、冷水設定温度特定テーブルを参照して、算出した負荷熱量比ＣＱＲに対応する冷水設定温度を特定する。
【００６３】
また、空調機７が暖房として作動している場合、冷温水設定温度特定部３３は、記憶部２２から温水設定温度特定テーブルを読み出し、さらに、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＨＱＲを算出する。冷温水設定温度特定部３３は、温水設定温度特定テーブルを参照して、算出した負荷熱量比ＨＱＲに対応する温水設定温度を特定する。
【００６４】
熱源機制御部３４は、冷温水設定温度特定部３３の特定した冷温水設定温度の冷温水を供給するように指示する熱源機制御信号を生成し、生成した熱源機制御信号を熱源機２に信号出力部２４を介して送信するものである。
【００６５】
記憶部２２は、制御部２１が参照するプログラムやデータ等を格納するものであり、例えば、上記の冷温水設定温度特定テーブル４１等を格納している。冷温水設定温度特定テーブル４１は、冷水設定温度特定テーブルおよび温水設定温度特定テーブルを含むものであってよい。
【００６６】
記憶部２２に格納されている冷温水設定温度特定テーブル４１の一例について図３および図４に基づいて説明する。図３は、記憶部１２に格納されている冷水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。また、図４は、記憶部１２に格納されている温水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【００６７】
まず、図３に示す冷水設定温度特定テーブルについて説明する。図３に示すように、冷水設定温度特定テーブルは、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＣＱＲと、冷水設定温度とが対応付けられているものである。図３に示す例では、冷水設定温度特定テーブルは、負荷熱量比ＣＱＲと冷水設定温度との対応関係を示す関数で表されている。図３に示す冷水設定温度特定テーブルでは、負荷熱量比が減少するに従って、冷水設定温度が上昇している。つまり、図３に示すように、Ｘ軸を負荷熱量比とし、Ｙ軸を冷水設定温度とした場合、冷水設定温度特定テーブルは、右下がりのグラフとなる。
【００６８】
図３に示す冷水設定温度特定テーブルの例では、空調システムの設計値として、冷房時の冷水設定温度が７℃として定められているものとする。また、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘも空調システムの設計値として予め定められた値であるとする。
【００６９】
また、図３に示す例では、負荷熱量比ＣＱＲが２５％〜１２０％では、冷水設定温度が線形に変化している。また、負荷熱量比ＣＱＲが２５％以下では、冷房負荷は極めて低いと判断して、負荷熱量比ＣＱＲが２５％以下は冷水設定温度を１５℃としている。つまり、冷水設定温度の上限値を１５℃に設定している。また、冷水設定温度の下限値を５℃とし、負荷熱量比ＣＱＲが１２０％以上は、冷水設定温度を５℃としている。なお、１５℃は、冷房時の一般的な熱源機の冷水設定温度の上限値である。
【００７０】
ただし、冷水設定温度特定テーブルは、図３に示す関数に限るものではない。冷水設定温度特定テーブルは、冷水設定温度の上限値が１５℃以下であり、負荷熱量が減少（増加）するに従って、冷水設定温度が上昇（下降）するものであれば、どのような対応関係であってもよい。例えば、負荷熱量と冷水設定温度との関係が非線形であってもよい。また、冷水設定温度と対応する値が負荷熱量比ではなく、負荷熱量の絶対値であってもよい。また、出力レベルは、エネルギー使用設備の原単位や建物の総エネルギー原単位等からエネルギーの使用が合理的となるように算出された他の管理条件を基に提供されることも可能である。
【００７１】
次に、図４に示す温水設定温度特定テーブルについて説明する。図４に示すように、温水設定温度特定テーブルは、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＨＱＲと、温水設定温度とが対応付けられているものである。図４に示す例では、温水設定温度特定テーブルは、負荷熱量比ＨＱＲと温水設定温度との対応関係を示す関数で表されている。図４に示す温水設定温度特定テーブルでは、負荷熱量比が減少するに従って、温水設定温度が下降している。つまり、図４に示すように、Ｘ軸を負荷熱量比とし、Ｙ軸を温水設定温度とした場合、温水設定温度特定テーブルは、右上がりのグラフとなる。
【００７２】
図４に示す温水設定温度特定テーブルの例では、空調システムの設計値として、暖房時の温水設定温度が４５℃として定められているものとする。また、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘも空調システムの設計値として予め定められた値であるとする。
【００７３】
また、図４に示す例では、負荷熱量比ＨＱＲが２５％〜１２０％では、温水設定温度が線形に変化している。また、負荷熱量比ＨＱＲが２５％以下では、暖房負荷は極めて低いと判断して、負荷熱量比ＨＱＲが２５％以下は温水設定温度を３５℃としている。つまり、温水設定温度の下限値を３５℃に設定している。また、温水設定温度の上限値を５５℃とし、負荷熱量比ＨＱＲが１２０％以上は、温水設定温度を５５℃としている。なお、３５℃は、暖房時の一般的な熱源機の温水設定温度の下限値である。
【００７４】
ただし、温水設定温度特定テーブルは、図４に示す関数に限るものではない。温水設定温度特定テーブルは、温水設定温度の下限値が３５℃以下であり、負荷熱量が減少（増加）するに従って、温水設定温度が下降（上昇）するものであれば、どのような対応関係であってもよい。例えば、負荷熱量と温水設定温度との関係が非線形であってもよい。また、温水設定温度と対応する値が負荷熱量比ではなく、負荷熱量の絶対値であってもよい。
【００７５】
まとめると、冷温水設定温度特定テーブル４１は、熱源機２の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、空調機７の負荷熱量とが単調増加の関係で対応付けられた情報であって、上記出力レベルに所定の下限値が定められている出力レベル特定情報である。このとき、冷温水設定温度特定部３３は、出力レベル特定情報を参照して、熱量算出部３２が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定し、熱源機制御部３４は、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルで動作するように熱源機２を制御する。
【００７６】
例えば、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルが低い場合、熱源機制御部３４は、低い出力レベルで動作するように熱源機２を制御する、つまり、冷房時であれば、高い温度の冷水を供給するように熱源機２を制御し、暖房時であれば、低い温度の温水を供給するように熱源機２を制御する。一方、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルが高い場合、熱源機制御部３４は、高い出力レベルで動作するように熱源機２を制御する、つまり、冷房時であれば、低い温度の冷水を供給するように熱源機２を制御し、暖房時であれば、高い温度の温水を供給するように熱源機２を制御する。
【００７７】
すなわち、出力レベルの下限値とは、冷房時には、冷水設定温度の上限値である１５℃に相当し、暖房時には、温水設定温度の下限値である３５℃に相当するものである。
【００７８】
〔空調システムの各機器の動作例〕
次に、空調システム１０の各機器の動作を図５に基づいて説明する。図５は、空調システム１０の各機器の一連の動作例を示すシーケンス図である。ここでは、空調機７が冷房で動作しているものとする。
【００７９】
図５に示すように、まず、居室８にいるユーザが、リモコン等を操作して、空調機７の設定温度を上げる（Ｓ１）。空調機７は、設定温度の緩和指示を受信し、指示に基づいて制御弁９を閉める（Ｓ２）。
【００８０】
空調機７が制御弁９を閉めることにより、注水三次ヘッダ１１ｄにおける圧力が上昇する（Ｓ３）。冷温水二次ポンプ４は、注水三次ヘッダ１１ｄにおける圧力を一定に保つために、空調機７へ搬送する冷温水の流量を減少させる（Ｓ４）。これにより、流量計６が計測する流量が減少する（Ｓ５）。
【００８１】
ここで、熱源機制御装置１が熱源機制御処理（詳細は後述）を実行し（Ｓ６）、熱源機２に制御信号を送信する（Ｓ７）。ここでは、熱源機２に対して冷水設定温度を上げるように指示する。熱源機２は、熱源機制御装置１から制御信号を受信して、制御信号に従って、供給する冷水の温度を上げる（Ｓ８）。
【００８２】
〔熱源機制御処理〕
次に、図５のＳ６における熱源機制御装置１が実行する熱源機制御処理について図６に基づいて説明する。図６は、熱源機制御装置１が実行する熱源機制御処理の一例を示す図である。ここでは、記憶部２２に冷温水設定温度特定テーブル４１として図３および図４に示す冷水設定温度特定テーブルおよび温水設定温度特定テーブルが格納されているとする。
【００８３】
図６に示すように、まず、データ取得部３１が、データ入力部２３を介して、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からそれぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得する（Ｓ１１）。次に、熱量算出部３２が、取得した各データを用いて、空調機７の負荷熱量Ｑを算出する（Ｓ１２）。上述のように、流量計６が計測する流量が減少しているため、負荷熱量Ｑも減少している。
【００８４】
冷温水設定温度特定部３３は、熱量算出部３２から負荷熱量Ｑを取得し、さらに、記憶部２２から冷水設定温度特定テーブルを読み出す。冷温水設定温度特定部３３は、負荷熱量Ｑから負荷熱量比ＣＱＲを算出し、冷水設定温度特定テーブルにおいて、算出した負荷熱量比ＣＱＲに対応する冷水設定温度を特定する（Ｓ１３）。ここで、負荷熱量Ｑが減少したため、冷温水設定温度特定部３３が特定した冷水設定温度は、現在の冷水設定温度より上がっている。
【００８５】
そして、熱源機制御部３４は、特定した冷水設定温度の冷水を生成するように指示する熱源機制御信号を熱源機２に対して送信する（Ｓ１４）。つまり、熱源機制御部３４は、熱源機２に対して供給する冷水の温度を上げるように指示する。
【００８６】
このように、負荷熱量Ｑの減少に応じて、熱源機２が供給する冷水の温度を上昇させることにより、熱源機２の熱源効率が向上する。居室８に供給される熱量、つまり、負荷熱量Ｑは、温度差×流量により算出されるため、温度差が一定であれば流量に変化はない。冷水設定温度を上げることにより、空調機７から流出する冷水の温度も上昇する。そのため、居室８内の湿度が上昇すること（空調機７の除湿能力の低下）が想定されるが、冷水設定温度の上限値を１５℃以下としておけば、実用上問題のない程度である。
【００８７】
なお、熱源機制御装置１は、熱源機制御処理を、例えば、１時間毎等、所定の時間ごとに実行する。また、これに限らず、データ取得部３１が取得したデータを履歴として記憶部２２に記録しておき、流量ＦＬまたは負荷熱量Ｑが所定値（または所定の割合）以上変化した場合に、冷温水設定温度特定部３３および熱源機制御部３４が処理を実行してもよい。
【００８８】
〔補足〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
最後に、熱源機制御装置１の各ブロック、特に制御部２１は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９０】
すなわち、熱源機制御装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである熱源機制御装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記熱源機制御装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００９１】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００９２】
また、熱源機制御装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、流体の熱量を利用して所定の空間の空調を調整する空調システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ 熱源機制御装置（制御装置）
２ 熱源機
７ 空調機
１０ 空調システム
３１ データ取得部（温度取得手段、流量取得手段）
３２ 熱量算出部（熱量算出手段）
３３ 冷温水設定温度特定部（出力レベル特定手段）
３４ 熱源機制御部（熱源機制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムにおいて、空調機及びファンコイルユニット等に循環させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置、制御方法、制御プログラムおよび記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷温水を供給する熱源機と、熱源機から供給される冷温水を空調機に搬送するポンプ等の搬送機と、供給される冷温水を利用して所定の空間の空調を調整する空調機とを含む空調システムがある。
【０００３】
近年、経済的や環境的な観点から電力等のエネルギーを消費する機器に対して省エネルギー化が求められている。特に、他の機器に比べて消費電力の大きい空調システムに対しては省エネルギー化がより強く求められる。
【０００４】
従来の空調システムでは、熱源機の冷温水出口温度が一定に設定されていることが多い。そのため、空調機側の負荷熱量が少なくなったとしても、熱源機が消費する電力は負荷熱量の削減量ほどには減らず、エネルギーの無駄が発生していた。そこで、空調システムの管理者等が、時期や季節等により、手作業で熱源機の冷温水出口温度を変更することが行われていた。
【０００５】
しかしながら、冷温水出口温度の適正値の基準がないため、省エネルギー化に最適な温度に設定することが困難であった。また、人手で温度設定を変更するため、時刻ごとに設定値を変更するような細かな温度制御を行うことが困難であった。そこで、エネルギー効率が最適になるように熱源機の冷温水出口温度を自動的に制御する技術が開発されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１には、二次側設備のローカルポンプ、冷温熱源機および一次冷温水ポンプの消費電力を合計してシステム消費電力を算出し、二次側設備の流量および温度差から二次側設備の熱量を算出し、二次側熱量およびシステム消費電力より算出されるシステムＣＯＰが最大となるように冷温熱源機の出口温度を設定することが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２にも、システムＣＯＰが最大となるように冷温熱源機の冷温水出口温度を制御することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２７５３９７号公報（２００６年１０月１２日公開）
【特許文献２】特開２００６−３８３７９号公報（２００６年２月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のような従来技術は、既設の空調システムに対して導入することが容易ではないという問題がある。
【００１０】
具体的には、省エネルギー化の技術が導入されていない既設の空調システムでは、二次側設備のローカルポンプ（二次ポンプ）、冷温熱源機および一次ポンプ等の消費電力を測定する測定器等が設置されていない。そのため、上述の技術を導入する場合、既設の空調システムに対して、新たに電力測定器等を設置しなければならない。また、新たに電力測定器等を設置するため、導入コストも大きくなる。さらに、空調システムの設備によっては、電力測定器等を設置することができず、上述の技術を導入できない場合も考えられる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空調システムにおいて費用対効果の高い省エネルギー化を図り、かつ、容易に導入可能な制御装置、制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る制御装置は、上記課題を解決するために、空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置であって、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る制御方法は、上記課題を解決するために、空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御方法であって、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含むことを特徴としている。
【００１４】
また、上記熱源機の出力レベルを変動させたとしても、実際には、空調システムの搬送系の消費電力がそれほど増加しないため、実用上、上記熱源機の効率を向上させることにより、空調システム全体の効率を向上させることができる。
【００１５】
上記の構成によれば、上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、取得した上記流入温度、上記流出温度および上記流量から算出した上記空調機の負荷熱量に対応する出力レベルを特定する。そして、上記熱源機制御手段は特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する。そのため、出力レベル特定情報において規定されている負荷熱量に応じた最適な出力レベルで上記熱源機が動作するため、上記熱源機の効率を向上させることができる。よって、空調システム全体の効率を向上させることができ、省エネルギー化を実現することができる。
【００１６】
本発明の方法でも、空調機の負荷熱量を算出するため、温度計や流量計等が必要になる。しかしながら、一般的な空調システムでは、空調機の負荷熱量を算出するための計器等が設置されていることが多い。そのため、本発明の技術を既設の空調システムに導入した場合であっても、新たに計器等を設置する必要がない。
【００１７】
このように、空調システムに既に設置されてある計器を使用して、空調システムの効率を向上させることにより、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができるという効果を奏する。
【００１８】
上記出力レベル特定情報は、上記出力レベルと、上記負荷熱量とが増加の関係で対応付けられており、上記出力レベルに所定の下限値が定められているものであることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記空調機の負荷熱量の増減に応じて、上記熱源機の出力レベルが増減する。そのため、上記熱源機の効率を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明者は、冷房時の冷水温度が１５℃程度以下または暖房時の温水温度が３５℃程度以上の場合、空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になることを見出した。従って、上記熱源機の出力レベルに所定の下限値を定めておき、当該下限値以上で上記熱源機を動作させることにより、上記熱源機の効率を確実に向上させることができる。
【００２１】
上記熱量算出手段は、上記負荷熱量をＱとし、上記流入温度をＴ１とし、上記流出温度をＴ２とし、上記流量をＦＬとすると、Ｑ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬにより、負荷熱量を算出することが好ましい。
【００２２】
上記出力レベル特定情報に含まれる出力レベルは、上記熱源機が供給する流体の設定温度であり、上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する設定温度を特定し、上記熱源機制御手段は、上記出力レベル特定手段が特定した設定温度に、上記流体の温度を調整するように上記熱源機を制御することが好ましい。
【００２３】
なお、上記制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御装置の各手段として動作させることにより、上記制御装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係る制御装置は、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えている構成である。
【００２５】
また、本発明に係る制御方法は、上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含む。
【００２６】
したがって、空調システムに既に設置されてある計器を使用して、空調システムの効率を向上させることにより、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、熱源機制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記熱源機制御装置を含む空調システムの構成の一例を示す図である。
【図３】上記熱源機制御装置の記憶部に格納されている冷水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【図４】上記熱源機制御装置の記憶部に格納されている温水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【図５】上記空調システムに含まれる各機器の一連の動作例を示すシーケンス図である。
【図６】上記熱源機制御装置が実行する熱源機制御処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔本発明の概要〕
一般的に、空調システムにおいて、冷水（温水）温度が上がる（下がる）ほど、熱源機の消費電力は減少するが、負荷熱量が同じであるという条件下では空調機に搬送する冷温水の流量が増加するため、ポンプ等の搬送系の消費電力が増加する。そのため、従来技術では、熱源機および搬送系の両方の消費電力を計測し、過去データからの学習により最適な冷温水の温度を設定していた。
【００２９】
本発明の発明者のチームは、冷温水ポンプが負荷熱量に追従して流量調整するシステムにおいては、冷房時の場合、冷水温度が１５℃程度以下では、熱源機が供給する冷水の温度を上げた場合であっても、実際には、冷温水ポンプが注水する冷水の流量がそれほど増加しない。また、暖房時の場合、温水温度が３５℃程度以上では、熱源機が供給する温水の温度を下げた場合であっても、実際には、冷温水ポンプが注水する温水の流量がそれほど増加しない。
【００３０】
このことから、本発明者は、冷房時の冷水温度が１５℃程度以下または暖房時の温水温度が３５℃程度以上の場合、空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になることを見出した。この知見に基づき、本発明者は、熱源機が供給する冷水の温度に上限値および温水の温度に下限値を設けることにより、空調システムの消費電力を計測することなく、省エネルギー化を実現する方法を発明した。
【００３１】
なお、一般的な空調システムでは、冷房時の冷水温度の上限値が１５℃に、また、暖房時の温水温度の下限値が３５℃に設定されていることが多い。そのため、冷水温度の上限値および温水温度の下限値を、それぞれ、１５℃、３５℃に制限したとしてもなんら問題がない。
【００３２】
本発明の方法でも、空調機の負荷熱量を算出するため、温度計や流量計等が必要になる。しかしながら、一般的な空調システムでは、空調機の負荷熱量を算出するための計器等が設置されていることが多い。そのため、本発明の技術を既設の空調システムに導入した場合であっても、新たに計器等を設置する必要がない。
【００３３】
このように、既設の空調システムに設置されてある計器を使用することにより、本発明は、従来に比べて費用対効果の高い省エネルギー化を図ることができ、かつ、既設の空調システムに対して簡単に本発明の技術を導入することができる。
【００３４】
以下に、本発明の具体的な一実施形態について図１から図６に基づいて説明する。まず、本実施形態に係る空調システムについて、図２に基づいて説明する。なお、本発明において、流量とは単位時間当たりの流量を示すものとする。また、以下に説明する実施形態では、冷水温度の上限値を１５℃に、温水温度の下限値を３５℃に定めているが、これらの値を厳密な値として限定するものではない。空調システム全体の効率が冷温水の温度に対して比例の関数になる場合の温度の臨界値は、空調システムの機器の状態や種別、空調システムが設置されている環境等によって多少変動する。本発明では、冷水温度の上限値を１５℃に、温水温度の下限値を３５℃に定めているが、実質的には、これらの温度は上記の変動幅を含む値である。具体的には、冷水温度の上限値が１５℃±２℃であり、温水温度の下限値が３５℃±２℃である。
【００３５】
〔空調システムの構成〕
図２は、空調システムの構成の一例を示す図である。図２に示すように、空調システム１０は、熱源機制御装置（制御装置）１、熱源機２ａおよび２ｂ、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂ、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂ、並びに、空調機（ＡＨＵ：Air Handling Unit）７を含むものである。
【００３６】
熱源機２ａおよび２ｂ、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂ、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂ、並びに、空調機７は、それぞれ、配水管およびヘッダを介して接続されており、これらの機器の間を冷温水が循環する。なお、本実施形態では、空調システム内の各機器間を冷温水が循環しているがこれに限るものではなく、流体であれば何でもよい。例えば、水以外の液体や空気等の気体であってもよい。
【００３７】
具体的には、図示のように、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂの流出側は、熱源機２ａおよび２ｂの流入側とそれぞれ配水管によって接続している。また、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂの流入側は、還水ヘッダ１１ａと配水管によって接続している。また、熱源機２ａおよび２ｂの流出側は、注水一次ヘッダ１１ｂと配水管によって接続している。
【００３８】
また、注水一次ヘッダ１１ｂは、注水二次ヘッダ１１ｃと配水管によって接続している。また、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂの流入側は、注水二次ヘッダ１１ｃと配水管によって接続しており、流出側は、注水三次ヘッダ１１ｄと配水管によって接続している。
【００３９】
また、空調機７の流入側は、注水三次ヘッダ１１ｄと配水管によって接続しており、流出側は、還水ヘッダ１１ａと配水管によって接続している。
【００４０】
さらに、空調機７と注水三次ヘッダ１１ｄとの間の配水管上に流量計６および出口温度計５ｂが設けられている。また、空調機７と還水ヘッダ１１ａとの間の配水管上に入口温度計５ａが設けられている。
【００４１】
なお、以下では、熱源機２ａおよび２ｂを区別しない場合、熱源機２ａおよび２ｂを総称して熱源機２と称する。また、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂを区別しない場合、冷温水一次ポンプ３ａおよび３ｂを総称して冷温水一次ポンプ３と称する。また、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂを区別しない場合、冷温水二次ポンプ４ａおよび４ｂを総称して冷温水二次ポンプ４と称する。
【００４２】
熱源機制御装置１は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６から、それぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得して、取得したデータに基づいて、熱源機２の供給する冷温水が所定の温度になるように、熱源機２の動作を制御するものである。熱源機制御装置１の機能および処理について、詳細は後述する。
【００４３】
熱源機２は、熱源機制御装置１の指示に基づいて、冷温水一次ポンプ３により搬送された冷温水を加熱または冷却して、所定の温度の冷温水を供給するものである。熱源機２は、冷温水を加熱または冷却できるものであればなんでもよく、その方式は、吸収式、ターボ式、ヒートポンプ式等どのような方式であってもよい。また、熱源機２は、冷水を生成する冷凍機および温水を生成するボイラからなるものであってもよい。
【００４４】
冷温水一次ポンプ３は、空調機７から流出する冷温水を、熱源機２を通して、空調機７に搬送するものである。具体的には、例えば、注水一次ヘッダ１１ｂを通る冷温水の圧力を測定する圧力計（不図示）が設置されており、当該圧力計の測定結果に基づいて冷温水一次ポンプ３の動作を制御する一次ポンプ制御装置（不図示）が設置されているとする。この場合、冷温水一次ポンプ３は、一次ポンプ制御装置の指示に従って、注水一次ヘッダ１１ｂを通る冷温水の圧力が所定の値となるように、搬送する冷温水の流量を調整する。
【００４５】
冷温水二次ポンプ４は、注水三次ヘッダ１１ｄから空調機７に流入する冷温水の流量を調整するものである。具体的には、例えば、注水三次ヘッダ１１ｄを通る冷温水の圧力を測定する圧力計（不図示）が設置されており、当該圧力計の測定結果に基づいて冷温水二次ポンプ４の動作を制御する二次ポンプ制御装置（不図示）が設置されているとする。この場合、冷温水二次ポンプ４は、二次ポンプ制御装置の指示に従って、注水三次ヘッダ１１ｄを通る冷温水の圧力が所定の値となるように、搬送する冷温水の流量を調整する。
【００４６】
空調機７は、制御弁９の開閉度を調整して、空調機７内を通過する冷温水の流量を変化させて、冷温水により空調した空気を居室に給気する（ＳＡ：Send Air）ものである。具体的には、例えば冷房時、ユーザがリモコンを操作して空調機７の設定温度を上げた場合、空調機７は、制御弁を閉めて空調機７内を通過する冷温水の流量を減少させる。一方、冷房時に、ユーザがリモコンを操作して空調機７の設定温度を下げた場合、空調機７は、制御弁を開けて空調機７内を通過する冷温水の流量を増加させる。
【００４７】
入口温度計５ａは、空調機７から流出して還水ヘッダ１１ａに流入する冷温水の温度（流出温度）を測定するものである。入口温度計５ａは、測定した冷温水の温度を示す入口温度データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、入口温度計５ａが測定した、空調機７から流出して還水ヘッダ１１ａに流入する冷温水の温度をＴ１とする。
【００４８】
出口温度計５ｂは、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の温度（流入温度）を測定するものである。出口温度計５ｂは、測定した冷温水の温度を示す出口温度データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、出口温度計５ｂが測定した、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の温度をＴ２とする。
【００４９】
流量計６は、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の流量を測定するものである。流量計６は、測定した冷温水の流量を示す流量データを熱源機制御装置１に出力する。ここで、流量計６が測定した、注水三次ヘッダ１１ｄから流出して空調機７に流入する冷温水の流量をＦＬとする。
【００５０】
なお、図２に示す例では、空調システム１０は冷温水一次ポンプ３および熱源機２を２組含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は冷温水一次ポンプ３および熱源機２を１組だけ含んでいてもよいし、３組以上含んでいてもよい。
【００５１】
また、図２に示す例では、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を２つ含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を１つ含んでいてもよいし、３つ以上含んでいてもよい。また、空調システム１０は冷温水二次ポンプ４を含んでいなくてもよい。この場合、冷温水一次ポンプ３だけで冷温水を空調システム内に循環させる。
【００５２】
また、図２に示す例では、空調システム１０は空調機７を１つ含んでいるが、これに限るものではない。例えば、空調システム１０は、空調機７を複数含んでいてもよい。この場合、空調機７の個数に合わせて、冷温水二次ポンプ４を設置してもよい。
【００５３】
また、図２に示す例では、出口温度計５ｂは、注水三次ヘッダ１１ｄと空調機７との間の配水管に設置されているが、これに限るものではない。例えば、出口温度計５ｂは、注水一次ヘッダ１１ｂと注水二次ヘッダ１１ｃとの間の配水管に設置されていてもよい。
【００５４】
〔熱源機制御装置の構成〕
次に、熱源機制御装置１について、図１に基づいて説明する。図１は、熱源機制御装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、熱源機制御装置１は、制御部２１、記憶部２２、データ入力部２３および信号出力部２４を備えている。熱源機制御装置１は、例えば、ＰＣ等で実現される。
【００５５】
データ入力部２３は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６とそれぞれ接続されており、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からデータを受信するための入力インターフェースである。データ入力部２３は、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６とそれぞれ有線通信手段または無線通信手段によって接続されている。
【００５６】
信号出力部２４は、熱源機２と接続されており、熱源機２に制御信号を送信するための出力インターフェースである。信号出力部２４は、熱源機２と有線通信手段または無線通信手段によって接続されている。
【００５７】
制御部２１は、記憶部２２から一時記憶部（不図示）に読み出されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うと共に、熱源機制御装置１が備える各部を統括的に制御するものである。
【００５８】
本実施形態では、制御部２１は、機能ブロックとして、データ取得部（温度取得手段、流量取得手段）３１、熱量算出部（熱量算出手段）３２、冷温水設定温度特定部（出力レベル特定手段）３３および熱源機制御部（熱源機制御手段）３４を備える構成である。これらの制御部２１の各機能ブロック（３１〜３４）は、ＣＰＵ（central processing unit）が、ＲＯＭ（read only memory）等で実現された記憶装置に記憶されているプログラムをＲＡＭ（random access memory）等で実現された一時記憶部に読み出して実行することで実現できる。
【００５９】
データ取得部３１は、データ入力部２３を介して、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からそれぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得するものである。データ取得部３１は、例えば、１時間毎に各データを取得する。データ取得部３１は、取得した入口温度データ、出口温度データおよび流量データを熱量算出部３２に出力する。
【００６０】
熱量算出部３２は、データ取得部３１が取得した入口温度データ、出口温度データおよび流量データに基づいて、空調機７の負荷熱量を算出するものである。具体的には、熱量算出部３２は、空調機７の負荷熱量ＱをＱ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬとして算出する。熱量算出部３２は、算出した空調機７の負荷熱量Ｑを冷温水設定温度特定部３３に出力する。
【００６１】
冷温水設定温度特定部３３は、熱量算出部３２から負荷熱量を取得し、記憶部２２から冷温水設定温度特定テーブル（詳細は後述する）を読み出す。冷温水設定温度特定部３３は、読み出した冷温水設定温度特定テーブルを参照して、取得した負荷熱量Ｑに対応する冷温水設定温度を特定するものである。冷温水設定温度特定部３３は、特定した冷温水設定温度を熱源機制御部３４に出力する。
【００６２】
例えば、空調機７が冷房として作動している場合、冷温水設定温度特定部３３は、記憶部２２から冷水設定温度特定テーブルを読み出し、さらに、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＣＱＲを算出する。冷温水設定温度特定部３３は、冷水設定温度特定テーブルを参照して、算出した負荷熱量比ＣＱＲに対応する冷水設定温度を特定する。
【００６３】
また、空調機７が暖房として作動している場合、冷温水設定温度特定部３３は、記憶部２２から温水設定温度特定テーブルを読み出し、さらに、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＨＱＲを算出する。冷温水設定温度特定部３３は、温水設定温度特定テーブルを参照して、算出した負荷熱量比ＨＱＲに対応する温水設定温度を特定する。
【００６４】
熱源機制御部３４は、冷温水設定温度特定部３３の特定した冷温水設定温度の冷温水を供給するように指示する熱源機制御信号を生成し、生成した熱源機制御信号を熱源機２に信号出力部２４を介して送信するものである。
【００６５】
記憶部２２は、制御部２１が参照するプログラムやデータ等を格納するものであり、例えば、上記の冷温水設定温度特定テーブル４１等を格納している。冷温水設定温度特定テーブル４１は、冷水設定温度特定テーブルおよび温水設定温度特定テーブルを含むものであってよい。
【００６６】
記憶部２２に格納されている冷温水設定温度特定テーブル４１の一例について図３および図４に基づいて説明する。図３は、記憶部１２に格納されている冷水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。また、図４は、記憶部１２に格納されている温水設定温度特定テーブルの一例を示す図である。
【００６７】
まず、図３に示す冷水設定温度特定テーブルについて説明する。図３に示すように、冷水設定温度特定テーブルは、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＣＱＲと、冷水設定温度とが対応付けられているものである。図３に示す例では、冷水設定温度特定テーブルは、負荷熱量比ＣＱＲと冷水設定温度との対応関係を示す関数で表されている。図３に示す冷水設定温度特定テーブルでは、負荷熱量比が減少するに従って、冷水設定温度が上昇している。つまり、図３に示すように、Ｘ軸を負荷熱量比とし、Ｙ軸を冷水設定温度とした場合、冷水設定温度特定テーブルは、右下がりのグラフとなる。
【００６８】
図３に示す冷水設定温度特定テーブルの例では、空調システムの設計値として、冷房時の冷水設定温度が７℃として定められているものとする。また、空調機７の冷房時の最大負荷熱量ＣＱｍａｘも空調システムの設計値として予め定められた値であるとする。
【００６９】
また、図３に示す例では、負荷熱量比ＣＱＲが２５％〜１２０％では、冷水設定温度が線形に変化している。また、負荷熱量比ＣＱＲが２５％以下では、冷房負荷は極めて低いと判断して、負荷熱量比ＣＱＲが２５％以下は冷水設定温度を１５℃としている。つまり、冷水設定温度の上限値を１５℃に設定している。また、冷水設定温度の下限値を５℃とし、負荷熱量比ＣＱＲが１２０％以上は、冷水設定温度を５℃としている。なお、１５℃は、冷房時の一般的な熱源機の冷水設定温度の上限値である。
【００７０】
ただし、冷水設定温度特定テーブルは、図３に示す関数に限るものではない。冷水設定温度特定テーブルは、冷水設定温度の上限値が１５℃以下であり、負荷熱量が減少（増加）するに従って、冷水設定温度が上昇（下降）するものであれば、どのような対応関係であってもよい。例えば、負荷熱量と冷水設定温度との関係が非線形であってもよい。また、冷水設定温度と対応する値が負荷熱量比ではなく、負荷熱量の絶対値であってもよい。また、出力レベルは、エネルギー使用設備の原単位や建物の総エネルギー原単位等からエネルギーの使用が合理的となるように算出された他の管理条件を基に提供されることも可能である。
【００７１】
次に、図４に示す温水設定温度特定テーブルについて説明する。図４に示すように、温水設定温度特定テーブルは、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘに対する負荷熱量Ｑの割合である負荷熱量比ＨＱＲと、温水設定温度とが対応付けられているものである。図４に示す例では、温水設定温度特定テーブルは、負荷熱量比ＨＱＲと温水設定温度との対応関係を示す関数で表されている。図４に示す温水設定温度特定テーブルでは、負荷熱量比が減少するに従って、温水設定温度が下降している。つまり、図４に示すように、Ｘ軸を負荷熱量比とし、Ｙ軸を温水設定温度とした場合、温水設定温度特定テーブルは、右上がりのグラフとなる。
【００７２】
図４に示す温水設定温度特定テーブルの例では、空調システムの設計値として、暖房時の温水設定温度が４５℃として定められているものとする。また、空調機７の暖房時の最大負荷熱量ＨＱｍａｘも空調システムの設計値として予め定められた値であるとする。
【００７３】
また、図４に示す例では、負荷熱量比ＨＱＲが２５％〜１２０％では、温水設定温度が線形に変化している。また、負荷熱量比ＨＱＲが２５％以下では、暖房負荷は極めて低いと判断して、負荷熱量比ＨＱＲが２５％以下は温水設定温度を３５℃としている。つまり、温水設定温度の下限値を３５℃に設定している。また、温水設定温度の上限値を５５℃とし、負荷熱量比ＨＱＲが１２０％以上は、温水設定温度を５５℃としている。なお、３５℃は、暖房時の一般的な熱源機の温水設定温度の下限値である。
【００７４】
ただし、温水設定温度特定テーブルは、図４に示す関数に限るものではない。温水設定温度特定テーブルは、温水設定温度の下限値が３５℃以下であり、負荷熱量が減少（増加）するに従って、温水設定温度が下降（上昇）するものであれば、どのような対応関係であってもよい。例えば、負荷熱量と温水設定温度との関係が非線形であってもよい。また、温水設定温度と対応する値が負荷熱量比ではなく、負荷熱量の絶対値であってもよい。
【００７５】
まとめると、冷温水設定温度特定テーブル４１は、熱源機２の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、空調機７の負荷熱量とが単調増加の関係で対応付けられた情報であって、上記出力レベルに所定の下限値が定められている出力レベル特定情報である。このとき、冷温水設定温度特定部３３は、出力レベル特定情報を参照して、熱量算出部３２が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定し、熱源機制御部３４は、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルで動作するように熱源機２を制御する。
【００７６】
例えば、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルが低い場合、熱源機制御部３４は、低い出力レベルで動作するように熱源機２を制御する、つまり、冷房時であれば、高い温度の冷水を供給するように熱源機２を制御し、暖房時であれば、低い温度の温水を供給するように熱源機２を制御する。一方、冷温水設定温度特定部３３が特定した出力レベルが高い場合、熱源機制御部３４は、高い出力レベルで動作するように熱源機２を制御する、つまり、冷房時であれば、低い温度の冷水を供給するように熱源機２を制御し、暖房時であれば、高い温度の温水を供給するように熱源機２を制御する。
【００７７】
すなわち、出力レベルの下限値とは、冷房時には、冷水設定温度の上限値である１５℃に相当し、暖房時には、温水設定温度の下限値である３５℃に相当するものである。
【００７８】
〔空調システムの各機器の動作例〕
次に、空調システム１０の各機器の動作を図５に基づいて説明する。図５は、空調システム１０の各機器の一連の動作例を示すシーケンス図である。ここでは、空調機７が冷房で動作しているものとする。
【００７９】
図５に示すように、まず、居室８にいるユーザが、リモコン等を操作して、空調機７の設定温度を上げる（Ｓ１）。空調機７は、設定温度の緩和指示を受信し、指示に基づいて制御弁９を閉める（Ｓ２）。
【００８０】
空調機７が制御弁９を閉めることにより、注水三次ヘッダ１１ｄにおける圧力が上昇する（Ｓ３）。冷温水二次ポンプ４は、注水三次ヘッダ１１ｄにおける圧力を一定に保つために、空調機７へ搬送する冷温水の流量を減少させる（Ｓ４）。これにより、流量計６が計測する流量が減少する（Ｓ５）。
【００８１】
ここで、熱源機制御装置１が熱源機制御処理（詳細は後述）を実行し（Ｓ６）、熱源機２に制御信号を送信する（Ｓ７）。ここでは、熱源機２に対して冷水設定温度を上げるように指示する。熱源機２は、熱源機制御装置１から制御信号を受信して、制御信号に従って、供給する冷水の温度を上げる（Ｓ８）。
【００８２】
〔熱源機制御処理〕
次に、図５のＳ６における熱源機制御装置１が実行する熱源機制御処理について図６に基づいて説明する。図６は、熱源機制御装置１が実行する熱源機制御処理の一例を示す図である。ここでは、記憶部２２に冷温水設定温度特定テーブル４１として図３および図４に示す冷水設定温度特定テーブルおよび温水設定温度特定テーブルが格納されているとする。
【００８３】
図６に示すように、まず、データ取得部３１が、データ入力部２３を介して、入口温度計５ａ、出口温度計５ｂおよび流量計６からそれぞれ入口温度データ、出口温度データおよび流量データを取得する（Ｓ１１）。次に、熱量算出部３２が、取得した各データを用いて、空調機７の負荷熱量Ｑを算出する（Ｓ１２）。上述のように、流量計６が計測する流量が減少しているため、負荷熱量Ｑも減少している。
【００８４】
冷温水設定温度特定部３３は、熱量算出部３２から負荷熱量Ｑを取得し、さらに、記憶部２２から冷水設定温度特定テーブルを読み出す。冷温水設定温度特定部３３は、負荷熱量Ｑから負荷熱量比ＣＱＲを算出し、冷水設定温度特定テーブルにおいて、算出した負荷熱量比ＣＱＲに対応する冷水設定温度を特定する（Ｓ１３）。ここで、負荷熱量Ｑが減少したため、冷温水設定温度特定部３３が特定した冷水設定温度は、現在の冷水設定温度より上がっている。
【００８５】
そして、熱源機制御部３４は、特定した冷水設定温度の冷水を生成するように指示する熱源機制御信号を熱源機２に対して送信する（Ｓ１４）。つまり、熱源機制御部３４は、熱源機２に対して供給する冷水の温度を上げるように指示する。
【００８６】
このように、負荷熱量Ｑの減少に応じて、熱源機２が供給する冷水の温度を上昇させることにより、熱源機２の熱源効率が向上する。居室８に供給される熱量、つまり、負荷熱量Ｑは、温度差×流量により算出されるため、温度差が一定であれば流量に変化はない。冷水設定温度を上げることにより、空調機７から流出する冷水の温度も上昇する。そのため、居室８内の湿度が上昇すること（空調機７の除湿能力の低下）が想定されるが、冷水設定温度の上限値を１５℃以下としておけば、実用上問題のない程度である。
【００８７】
なお、熱源機制御装置１は、熱源機制御処理を、例えば、１時間毎等、所定の時間ごとに実行する。また、これに限らず、データ取得部３１が取得したデータを履歴として記憶部２２に記録しておき、流量ＦＬまたは負荷熱量Ｑが所定値（または所定の割合）以上変化した場合に、冷温水設定温度特定部３３および熱源機制御部３４が処理を実行してもよい。
【００８８】
〔補足〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
最後に、熱源機制御装置１の各ブロック、特に制御部２１は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９０】
すなわち、熱源機制御装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである熱源機制御装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記熱源機制御装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００９１】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００９２】
また、熱源機制御装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、流体の熱量を利用して所定の空間の空調を調整する空調システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ 熱源機制御装置（制御装置）
２ 熱源機
７ 空調機
１０ 空調システム
３１ データ取得部（温度取得手段、流量取得手段）
３２ 熱量算出部（熱量算出手段）
３３ 冷温水設定温度特定部（出力レベル特定手段）
３４ 熱源機制御部（熱源機制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置であって、
上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、
上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、
上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、
上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、
上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
上記出力レベル特定情報は、上記出力レベルと、上記負荷熱量とが増加の関係で対応付けられており、上記出力レベルに所定の下限値が定められているものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
上記熱量算出手段は、上記負荷熱量をＱとし、上記流入温度をＴ１とし、上記流出温度をＴ２とし、上記流量をＦＬとすると、Ｑ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬにより、負荷熱量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
上記出力レベル特定情報に含まれる出力レベルは、上記熱源機が供給する流体の設定温度であり、
上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する設定温度を特定し、
上記熱源機制御手段は、上記出力レベル特定手段が特定した設定温度に、上記流体の温度を調整するように上記熱源機を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御方法であって、
上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、
上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、
上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、
上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、
上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制御装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御装置であって、
上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得手段と、
上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得手段と、
上記温度取得手段が取得した上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得手段が取得した上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出手段と、
上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、
上記出力レベル特定手段が特定した出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
上記出力レベル特定情報は、上記出力レベルと、上記負荷熱量とが増加の関係で対応付けられており、上記出力レベルに所定の下限値が定められているものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
上記熱量算出手段は、上記負荷熱量をＱとし、上記流入温度をＴ１とし、上記流出温度をＴ２とし、上記流量をＦＬとすると、Ｑ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×ＦＬにより、負荷熱量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
上記出力レベル特定情報に含まれる出力レベルは、上記熱源機が供給する流体の設定温度であり、
上記出力レベル特定手段は、上記出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出手段が算出した負荷熱量に対応する設定温度を特定し、
上記熱源機制御手段は、上記出力レベル特定手段が特定した設定温度に、上記流体の温度を調整するように上記熱源機を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
空調システムにおいて、空調機を通過させる流体の温度を調整する熱源機を制御する制御方法であって、
上記空調機を通過する前の上記流体の流入温度と、上記空調機を通過した後の上記流体の流出温度を取得する温度取得ステップと、
上記空調機を通過する上記流体の流量を取得する流量取得ステップと、
上記温度取得ステップにおいて取得された上記流入温度および上記流出温度、並びに、上記流量取得ステップにおいて取得された上記流量に基づいて、上記空調機の負荷熱量を算出する熱量算出ステップと、
上記熱源機の温度調整の出力の程度を示す出力レベルと、上記空調機の負荷熱量とが対応付けられた出力レベル特定情報を参照して、上記熱量算出ステップにおいて算出された負荷熱量に対応する出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、
上記出力レベル特定ステップにおいて特定された出力レベルで動作するように上記熱源機を制御する熱源機制御ステップとを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制御装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４０７０５（Ｐ２０１３−４０７０５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７００８（Ｐ２０１１−１７７００８）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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