空調システム
【課題】電力料金の低廉化が図れると共に電力負荷の平準化に寄与し、ＣＯ２排出量が削減されて環境保護に貢献することができる空調システムを提供する。
【解決手段】第一熱源機ＶＢと蓄熱槽ＩＴを有して蓄熱槽ＩＴに蓄えた熱量を昼間に放熱する蓄熱熱源ユニットＩＵと非蓄熱熱源ユニットＣＵとを並列に配管接続して、熱使用機器ＲＣ１，ＲＣ２との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムＣであって、蓄熱槽ＩＴ及び非蓄熱熱源ユニットＣＵによる放熱運転を行う第一運転モード（Ｂモード）を有する。
【解決手段】第一熱源機ＶＢと蓄熱槽ＩＴを有して蓄熱槽ＩＴに蓄えた熱量を昼間に放熱する蓄熱熱源ユニットＩＵと非蓄熱熱源ユニットＣＵとを並列に配管接続して、熱使用機器ＲＣ１，ＲＣ２との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムＣであって、蓄熱槽ＩＴ及び非蓄熱熱源ユニットＣＵによる放熱運転を行う第一運転モード（Ｂモード）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建屋内を冷房する空調システムであって、夜間は電気料金の割安な夜間電力で熱源機を蓄熱モードで運転して蓄冷し、昼間の空調時間帯は、午前中は熱源機を冷房モードで運転して冷房し、電力需要の集中するピーク時間帯に、熱源機は停止し蓄冷熱の放熱により冷房するようにした空調システムに関する。
即ち冷房費を、夜間電力を使った蓄熱利用による割引制度（蓄熱割引）と、ピーク時間帯に動力をカット（例えば冷房機を強制的に運転停止）する使い方に対する割引制度（ピークカット割引）とによるコスト削減を図った空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、省エネ化や割安な夜間電力利用によるコスト削減、負荷平準化を成せる空調システムとして、ヒートポンプが開発され、省エネやオール電化の一環として、電力会社が普及促進に力を入れている。背景にはエコロジー意識の向上やＣＯ２排出に対する意識の変化などがある。
【０００３】
冷房を対象とした空調システムでは、従来から氷蓄熱システム及び非蓄熱システムが知られている。
図１は一般的な非蓄熱システム（チラーシステム）であって、図１（ａ）は非蓄熱チラーシステムの概略構成図を示し、（ｂ）はこの非蓄熱チラーシステムによる冷房運転結果の一例であり、年間の冷房負荷と、年間の冷房負荷に対する非蓄熱チラーシステムの運転割合を示す図である。
【０００４】
図１（ａ）において、ＣＵは後述する熱源機となるチリングユニット（非蓄熱チラー）であって、このチリングユニットＣＵで７℃に冷やされた水は、循環ポンプＷＰによって水回路ＷＣを循環する過程で室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過し、これら室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過する際に室内から熱を奪い室内を２６℃に冷房するとともに、奪った熱で１２℃に昇温した水がチリングユニットＣＵに再び戻ってくる。
【０００５】
年間の冷房運転は、１５０日程度であって、５月後半頃から冷房運転が開始され、７月初旬から８月上旬頃に負荷が最大（１００％）となり、１０月前半頃に冷房運転が終了する。
【０００６】
１日分の冷房負荷を降順配列，即ち１日分の負荷を大きい順に冷房期間の日数分並べたものが、図１（ｂ）である。この非蓄熱システムでは、非蓄熱チラー冷房運転が負荷の全て（１００％）を負担している。なお、図１に示す非蓄熱システムを、以下空調システムＡとも言う。
【０００７】
また、図２には従来の氷蓄熱システムが示されており、図２の（ａ）は氷蓄熱の回路構成図、（ｂ）は前出の図１（ｂ）と同一の冷房負荷図を、氷蓄熱システムの各機器が分担する運転割合に分けて表した図である。
【０００８】
従来の氷蓄熱システムは、ブラインチラーＶＢによってブラインを冷却する氷蓄熱ユニットＩＵと、熱交換器ＨＣを介して熱交換する水回路ＷＣとから構成されている。例えば特許文献１参照。
【０００９】
氷蓄熱ユニットＩＵは、室内の冷房が不要となる夜間に、ブラインチラーＶＢが安価な夜間電力で蓄冷運転される。この蓄冷運転時には、比例制御三方弁ＰＶがバイパス回路ＳＰ１を遮断し氷蓄熱槽ＩＴ側を開放することでブラインが氷蓄熱槽ＩＴを通過する。
そこで、ブラインチラーＶＢで冷却されたブラインにより、氷蓄熱槽ＩＴ内の水が熱交換されて凍結され氷が生成されこれが成長する。その後、三方切替弁ＴＶのバイパス回路ＳＰ２側の開放により氷蓄熱槽ＩＴを出たブラインは、ブライン循環ポンプＢＰを介してブラインチラーＶＢに戻る。
【００１０】
一方、利用冷房運転時には、氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱された冷熱を利用し、主として昼間に室内を冷房する。代表的な氷蓄熱利用のピークカット運転形の利用冷房運転として、１３時〜１６時の間で強制的にブラインチラーを運転停止させ蓄冷熱だけで冷房運転するピークカット運転が行われる。すなわち、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を遮断するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側を開放し、且つ三方切替弁ＴＶのバイパス回路ＳＰ２側を遮断するとともにブライン水熱交換器ＨＣ側を開放する。
これにより、氷蓄熱槽ＩＴから出た冷えたブラインがブライン水熱交換器ＨＣを通過する過程で、循環ポンプＷＰによって水回路ＷＣ内を循環する水と熱交換し、冷やされた水が室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過する際に放冷し、これを繰り返す。
【００１１】
なお、１３時までは蓄冷熱をできるだけ消費せずに冷房するため、ブラインチラー主導で冷房する。すなわち、三方切替弁ＴＶは上記と同様にて、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を開放するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側を遮断もしくは補助的に開く。
これにより、上記と同様循環ポンプＷＰを運転するとともに、ブラインチラーでブラインを冷却し、冷却仕切れないときは補助的に氷蓄熱槽ＩＴからの冷えたブラインを混合し、熱交換器ＨＣを通過する過程で、上記同様の運転をする。
また１６時以降は、氷蓄熱槽に氷が残っている限りは上記ピークカット運転を継続し、氷が消費された時点で、１３時以前と同様のブラインチラー単独運転による冷房に切換える。
【００１２】
また、図２（ｂ）は、この氷蓄熱システムによる年間の冷房運転結果の一例であり、年間冷房負荷を、ブラインチラーの冷房運転（追掛冷房）が概略４５％、氷蓄熱放冷冷房運転が概略５５％の割合で分担している。年間の冷房負荷は、図１（ｂ）と同じである。なお、図２に示す氷蓄熱システムを、以下、空調システムＢとも言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、前述した一般の非蓄熱システムでは、蓄熱不要なため製氷運転のような効率で劣る運転がなく、冷房時に直接冷水をつくるため、消費電力が小さくて済むとともに、ＣＯ２排出量も少なくて済む。
その反面、電力設備容量が大きいため基本料金が高くなり、また昼間電力のみ使用されるので電気料金の割引きが無いため従量料金も高く、ランニングコストが高くなる問題を有している。
【００１５】
また、特許文献１等の氷蓄熱システムでは、１次エネルギー消費量が少なく割安の夜間電力中心ではあるが、製氷運転は昼間の冷房運転より効率悪く、昼間では効率で劣るブラインチラー冷房のため、１日の電力使用量は前出の空調システムＡよりは増大し、従ってエネルギー消費量が多くなる問題を有している。
さらに、ＣＯ２排出量が少ない夜間電力中心ではあるが、エネルギー消費量が多いため、空調システムＡよりは、ランニングコストが安く抑えられる割には、大形の氷蓄熱槽設置などによるコスト高ばかりでなく、結果的にはＣＯ２排出量が増大する問題を有している。また夜間蓄熱運転中は冷房運転ができないという問題を有している。
【００１６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電力料金の低廉化が図れると共に電力負荷の平準化に寄与し、ＣＯ２排出量が削減されて環境保護に貢献することができる空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る空調システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、夜間に第一熱源機と蓄熱槽の間で第一伝熱媒体を循環して生成熱を蓄熱し、前記蓄熱槽に蓄えた熱量を昼間に熱交換器を介して放熱する蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットとを並列に配管接続して、熱使用機器との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムであって、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第一運転モードを有することを特徴とする。
【００１８】
前記第一運転モードでは、熱負荷に応じて、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する併用運転と前記蓄熱槽のみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする。
【００１９】
前記併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
前記第一運転モードは、ピークカット割引時間帯に適用されることを特徴とする。
【００２１】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から蓄熱が無くなるまで前記第一運転モードで運転することを特徴とする。
【００２２】
前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第二運転モードを有することを特徴とする。
【００２３】
前記第二運転モードでは、熱負荷に応じて、前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第一併用運転と、前記第一熱源機及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第二併用運転と、前記非蓄熱熱源ユニットのみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする。
【００２４】
前記第一併用運転が適用される際の熱負荷は、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷及び前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きく、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする。
【００２５】
前記第二運転モードは、ピークカット割引時間帯を除く時間帯に適用されることを特徴とする。
【００２６】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から前記蓄熱槽から放熱し、蓄熱が無くなったら前記第二運転モードで運転する。
【００２７】
蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットの冷房能力の比が０．５〜２の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電力料金の低廉化、電力負荷の平準化、ＣＯ２排出量の削減、環境保護に貢献等が可能な空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一般的な非蓄熱システム（空調システムＡ）を示す図である。
【図２】従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調システムＣを建築物に使用した例を示した概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空調システムＣを示す図である。
【図５】空調システムＣにおける蓄熱モードの説明図である。
【図６】空調システムＣにおける冷房運転Ａモードの説明図である。
【図７】空調システムＣにおける冷房運転Ｂモードの説明図である。
【図８】ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に続くフローチャートである。
【図１０】ピークカット割引対象外の月（例えば５月、１０月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に続くフローチャートである。
【図１２】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１３】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が中負荷日（最大負荷日の７０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１４】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が小負荷日（最大負荷日の５０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１５】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が軽微負荷日（最大負荷日の２０％）おける空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１６】ピークカット割引対象外の月における、空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１７】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１８】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の７０％の中負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１９】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の５０％の小負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２０】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の２０％の軽微負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２１】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２２】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が中負荷日（最大負荷日の７０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２３】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が小負荷日（最大負荷日の５０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２４】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が軽微負荷日（最大負荷日の２０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２５】ピークカット割引対象外の月における、空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る空調システムＣについて図を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る空調システムＣを建築物（例えば高層ビル）に使用した例を示した概略構成図である。
【００３１】
図３において、建築物としての高層ビルＢＬに空調システムＣを設置するに際し、高層ビルＢＬ内の階別の各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３には冷房を行うための室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３が設置される。これら室内機ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３には、循環ポンプＷＰ１，ＷＰ２（図３では不図示、図４参照）によって例えば媒体となる水を循環する水回路ＷＣがそれぞれ接続されている。
【００３２】
一方、高層ビルＢＬの屋上には、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが設置される。
氷蓄熱ユニット（蓄熱熱源ユニット）ＩＵは、例えばヒートポンプ等のブラインチラー（第一熱源機）ＶＢ、氷蓄熱槽（蓄熱槽）ＩＴ、熱交換器（熱交換器）ＨＣ、ブライン循環回路ＢＣ等から構成されている（図３ではいずれも不図示、図４参照）。
【００３３】
ブライン循環回路ＢＣは、夜間の時間帯にブラインチラーＶＢによって冷却されたブラインが氷蓄熱槽ＩＴを通過して蓄冷し、熱交換器ＨＣを通過せずにブラインチラーＶＢに戻る循環回路を構成する。また、昼間の時間帯には、夜間に蓄冷された冷熱により冷却されたブライン、またはブラインチラーＶＢにより冷却されたブラインが熱交換器ＨＣを通過する循環回路を構成する。
これにより、熱交換器ＨＣによって冷却された水は、循環ポンプＷＰ１によって熱交換器ＨＣと各室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を通る水回路ＷＣ２を循環しつつこれら室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を介して各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に放冷する。
【００３４】
また、例えばヒートポンプ等チリングユニット（非蓄熱熱源ユニット）ＣＵによって冷却された水は、循環ポンプＷＰ２によって各室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を通る水回路ＷＣ２を循環しつつこれら室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を介して各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に放冷する。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態に係る空調システムＣを示す図であって、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は前出の図１（ｂ）と同一の冷房負荷図を、空調システムＣの各機器が分担する運転割合に分けて表した図である。
【００３６】
空調システムＣは、従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）と同様に、夜間の蓄冷運転時はブライン循環回路ＢＣに組込まれたブラインチラーＶＢが安価な夜間電力で運転される。
空調システムＣは、熱源機となるブラインチラーＶＢによってブラインを冷却する氷蓄熱ユニットＩＵと、非蓄熱熱源ユニットとしてのチリングユニットＣＵを併用、すなわち並列に配管接続した構成から成っている。
【００３７】
氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインを冷却する圧縮機で構成されるブラインチラーＶＢと、このブラインチラーＶＢで冷却されたブラインの冷熱を夜間の時間帯に蓄熱する氷蓄熱槽ＩＴと、この氷蓄熱槽ＩＴ並びにブラインチラーＶＢで冷却されたブラインによって後述する水回路ＷＣ内の水と熱交換する熱交換器ＨＣと、ブラインチラーＶＢ、氷蓄熱槽ＩＴおよび熱交換器ＨＣとの間でブラインをブライン循環ポンプＢＰによって循環移動させるブライン循環回路ＢＣと、から構成されている。
【００３８】
また、ブライン循環回路ＢＣには、比例制御三方弁ＰＶの切替えによって氷蓄熱槽ＩＴをバイパスするバイパス回路ＳＰ１と、三方切替弁ＴＶの切替えによって熱交換器ＨＣをバイパスするバイパス回路ＳＰ２と、が設けられる。
また、ブライン循環回路ＢＣには、ブラインチラーＶＢ及び／又は氷蓄熱槽ＩＴを経由したブラインの温度を検出するブライン温度センサＢＳが設けられる（比例制御三方弁ＰＶの下流側、バイパス回路ＳＰ２の分岐より上流側）。
【００３９】
水回路ＷＣは、熱使用機器としての室内機ＲＣ１，ＲＣ２にそれぞれ接続される水回路ＷＣ２と、水回路ＷＣ２の上流及び下流にそれぞれ設けられた一対のヘッダＨを介して循環ポンプＷＰ１，ＷＰ２により冷却した水を循環させるように接続された水回路ＷＣ１と、から構成される。
水回路ＷＣ１は一対のヘッダＨ間に並列に接続された回路からなり、その一方は、循環ポンプＷＰ１を介して熱交換器ＨＣに接続される。他方は、循環ポンプＷＰ２を介してチリングユニットＣＵに接続される。すなわち、空調システムＣは、室内機ＲＣ１，ＲＣ２に対して、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並列に接続される。
また、水回路ＷＣ２の最下流には、水回路ＷＣを流れる水の温度を検出する水温度センサＷＳが設けられる。なお、水温度センサＷＳによる検出温度を戻り水温ＷＳともいう。
【００４０】
また、図４（ｂ）は、空調システムＣによる年間の冷房運転結果の一例であり、年間冷房負荷を、ブラインチラーの冷房運転（追掛冷房）が概略４％、非蓄チラーの冷房運転が概略５４％、並びに氷蓄熱放冷冷房運転が概略４２％の割合で分担している。年間の冷房負荷は、図１（ｂ）と同じである。
【００４１】
次に、空調システムＣにおける３つの運転モードについて、図５、図６及び図７を参照して説明する。
図５は蓄冷モード、図６は冷房運転Ａモード、図７は冷房運転Ｂモードをそれぞれ説明する図であり、図６（ｂ），図７（ｂ）はそれぞれ負荷に対する出力の関係を示すグラフである。
なお、図５，図６（ａ），図７（ａ）においては、ハッチング処理等が施された機器・ユニットが運転状態であることを示す。また、太線で示した回路（ブライン回路、水回路）がブライン又は水が循環移動していることを示す。
【００４２】
蓄冷モード運転は、夜間（夜間電力を使用）において、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱するための運転モードである。すなわち、蓄冷モード運転では、２２時から蓄冷（製氷）が開始され、氷蓄熱槽ＩＴ内の製氷量が満蓄（満蓄を水位などで検知）になるまで、または８時まで運転し終了となる。
【００４３】
図５に示すように、後述のシステム制御により蓄冷モードでの運転指令を受けると、氷蓄熱ユニットＩＵは、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を遮断するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側回路を開き、一方三方切替弁ＴＶにより熱交換器ＨＣ側回路を遮断するとともにバイパス回路ＳＰ２を開く。ブラインチラーＶＢの運転で冷却されたブラインが氷蓄熱槽ＩＴに移動して製氷蓄冷する。氷蓄熱槽ＩＴを出たブラインは、バイパス回路ＳＰ２を通過して再びブラインチラーＶＢに戻る。
【００４４】
一方、チリングユニット（非蓄チラー）ＣＵは、図４で説明した構成と同一構成なので説明を省略するが、この蓄冷モードでは運転停止となる。但し、夜間空調要求があれば冷房運転を行い、出口水温が７℃一定となるよう出力制御しながら運転する。
【００４５】
次に８時になると、システム制御より冷房運転Ａモード（第二運転モード）での運転指令を受ける。
冷房運転Ａモードは、後述の冷房運転Ｂモードを午後のピークカット時間帯に実現させるために、蓄冷した熱をできるだけ消費せずに冷房する運転モードであり、氷蓄熱ユニットＩＵ内のブラインチラーＶＢと非蓄チラーのチリングユニットＣＵを併用して冷房を行う。
冷房運転Ａモードは、ピークカット割引対象月（東京電力の場合６月〜９月）では８時〜１３時の間、及び１５時以降の蓄熱切れ後２２時まで適用される。ピークカット割引対象月以外では、８時からの、後述する冷房運転Ｂモードでの運転で、蓄熱切れが生じたときのみ、蓄熱切れ後２２時まで適用される。
【００４６】
以下、図６（ａ）に沿って冷房運転Ａモードを説明する。
冷房運転開始時刻（８：００）になりシステム制御より冷房運転Ａモードでの運転指令を受けると、１３：００まで、循環ポンプＷＰ２が運転を開始し、チリングユニットＣＵが、出口水温が７℃を維持するよう出力を調整しながら運転する。
【００４７】
負荷が小さいときは、氷蓄熱ユニットＩＵはシステム制御から運転指令はなく、循環ポンプＷＰ１, 氷蓄熱ユニットＩＵは運転しない。
負荷が増大するとシステム制御より運転指令を受け、循環ポンプＷＰ１と氷蓄熱ユニットＩＵが運転を開始し、出口水温が７℃を維持するよう出力を調整しながら運転する。このとき氷蓄熱ユニットＩＵ内は、比例制御三方弁ＰＶは氷蓄熱槽ＩＴ側を遮断しバイパス回路ＳＰ１側を開放し、三方切替弁ＴＶはバイパス回路ＳＰ２側を遮断しブライン−水熱交換器ＨＣ側を開放させて、ブラインポンプＢＰとブラインチラーＶＢを運転し、氷蓄熱ユニットＩＵの出口水温即ちブライン−水熱交換器ＨＣの冷水出口側が７℃を維持するようブラインチラーＶＢの出力を調整する。
【００４８】
負荷が更に増大し、年間に数日或いは十数日の過大負荷のとき、ブラインチラーＶＢの出力が最大で尚も氷蓄熱ユニットＩＵの出口水温が７℃より高いときは、比例制御三方弁ＰＶの氷蓄熱槽ＩＴ側を開き、ＰＶの開度調節により氷蓄熱槽ＩＴの放冷で冷却されたブラインを混流してブライン回路ＢＣの温度を下げることにより水回路の出口水温を７℃程度に冷却する。
【００４９】
図６（ｂ）は、冷房運転Ａモードでの、負荷の大きさに対する機器の運転による出力の程度を表す図で、冷房負荷が軽いときは非蓄チラーＣＵのみ運転し、負荷大のときは非蓄チラーＣＵと氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが併列運転し、過大負荷時はこれに加え、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄冷してある蓄冷熱の放冷を使って運転することを示している。
【００５０】
最後に、冷房運転Ｂモード（第一運転モード）は、ピークカット割引時間帯及び同時間帯以降蓄冷熱が消化されるまで冷房する運転モードであり、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱された冷熱の放冷による冷房と、チリングユニットＣＵを併用して冷房を行う運転モードである。
【００５１】
冷房運転Ｂモードは、可能な限り蓄冷熱の放冷で冷房することと、氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢを強制的に運転させないようにしている点で、冷房運転Ａモードとは異なる。
冷房運転Ｂモードは、ピークカット割引対象月（東京電力の場合６月〜９月）では１３時〜１５時、及び１５時以降から蓄熱切れまたは２２時まで適用される。ピークカット割引対象月以外では、８時以降から蓄熱切れまたは２２時まで適用される。
【００５２】
以下図７（ａ）に沿って冷房運転Ｂモードを説明する。
ピークカット割引対象月の割引開始時刻即ち１３：００になると、システム制御より冷房運転Ｂモードでの運転指令を受け、循環ポンプＷＰ２とチリングユニットＣＵの運転は停止し、循環ポンプＷＰ１と氷蓄熱ユニットＩＵが運転開始（運転中なら運転継続）する。
【００５３】
負荷が小さいときは氷蓄熱ユニットＩＵのみが運転指令を受ける。氷蓄熱ユニットＩＵ内は、ブラインチラーＶＢを強制的に運転させないようにし、且つ三方切替弁ＴＶをＡモード時と同様バイパス回路ＳＰ２側を遮断しブライン−水熱交換器ＨＣ側を開放し、ブラインポンプＢＰを運転する。そして比例制御三方弁ＰＶにより、氷蓄熱ユニットＩＵの冷水出口即ちブライン−水熱交換器ＨＣの出口水温が７℃となるよう、氷蓄熱槽ＩＴ側とバイパス回路ＳＰ１側のブライン流量を比例的に制御する。
【００５４】
負荷が増大し、氷蓄熱ユニットＩＵ内で比例制御三方弁ＰＶが、氷蓄熱槽ＩＴ側を全開にし、バイパスＳＰ１側を全閉にしても氷蓄熱ユニットＩＵの冷水出口が７℃より高いときは、循環ポンプＷＰ２とチリングユニットＣＵを運転開始する。チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃を維持するよう出力を制御しながら運転する。
【００５５】
図７（b）は、冷房運転Ｂモードでの、負荷の大きさに対する機器の運転による出力の程度を示す図で、冷房負荷が軽いときは氷蓄熱ユニットＩＵの蓄冷熱の放冷のみで冷房運転し、負荷大のときはこれに加え、非蓄チラーのチリングユニットＣＵを運転することを示している。
【００５６】
次に、空調システムＣのシステム制御について、図８〜図１１を参照して説明する。
図８，図９は、ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【００５７】
図８に示すように、前日の２２時に空調システムＣの運転制御が開始される。そして、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並行して制御される。
なお、氷蓄熱ユニットＩＵの運転制御は、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１７に示される。チリングユニットＣＵの運転制御は、ステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２５に示される。
【００５８】
先ず、氷蓄熱ユニットＩＵについては、ステップＳＴ１１において、翌日（冷房の当日）が休日か否かを判断する。休日でない場合は、次のステップＳＴ１２に移動し、休日の場合は、運転させない。
【００５９】
ステップＳＴ１２では、氷蓄熱ユニットＩＵには蓄冷モードの運転指令を出す。氷蓄熱ユニットは蓄冷運転を開始し、氷蓄熱ユニットＩＵ自身が満蓄（製氷完了）を感知した時運転を停止する。満蓄の如何は槽の水位で感知する。
ステップＳＴ１３では、蓄冷の完了如何にかかわらず８時になると氷蓄熱ユニットＩＵの運転を停止させる。（時刻により蓄熱運転は強制停止となる。）
【００６０】
ステップＳＴ１１〜ＳＴ１３と並行して、チリングユニットＣＵは、ステップＳＴ２１において、前日の２２時を過ぎると運転を停止させる。
なお、夜間冷房要求を受ける場合は、チリングユニットＣＵを循環ポンプＷＰ２と同時に運転させ、チリングユニットＣＵ自身は、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。チリングユニットＣＵの夜間冷房要求の受付は８：００で打ち切る。
【００６１】
当日の８時になると、チリングユニットＣＵには、ステップＳＴ２２において、循環ポンプＷＰ２と同時にＡモードでの運転指令を出し、運転を開始させる。
夜間冷房要求を受けて運転中の場合は、運転を継続させる。チリングユニットＣＵは、１３時まで、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６２】
８時以降、負荷が大きくチリングユニットＣＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、氷蓄熱ユニットＩＵには、ステップＳＴ１４においてＡモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ１と同時に運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、戻り水温ＷＳが１２℃を超えている間、１３時まで、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６３】
ピークカット運転の対象時刻である１３時になると、ステップＳＴ１５において、氷蓄熱ユニットＩＵにはＢモードでの運転指令を出し、氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインチラーＶＢを強制的に運転停止（運転ロック）させるとともに、氷ユニット用の循環ポンプＷＰ１とともに、氷蓄熱槽ＩＴの放冷だけで運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６４】
１３時以降、負荷が大きく氷蓄熱ユニットＩＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、ステップＳＴ２３において、チリングユニットＣＵにはＢモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ２とともに運転を開始させ、チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６５】
そして氷蓄熱ユニットの蓄熱切れ時（蓄熱の残量が無くなった時）、ステップＳＴ１６及びステップＳＴ２４において氷蓄熱ユニットＩＵ及びチリングユニットＣＵのＢモード運転を終了させ、Ａモード運転に切換える。蓄熱切れは槽水温で感知する。
【００６６】
そして、２２時になると、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの運転を停止する。
このようにして、ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御が終了する。
【００６７】
図１０，図１１は、ピークカット割引対象外の月（例えば５月まで或いは１０月から）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【００６８】
図１０に示すように、前日の２２時に空調システムＣの運転制御が開始される。そして、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並行して制御される。
なお、氷蓄熱ユニットＩＵの運転制御は、ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３６に示される。チリングユニットＣＵの運転制御は、ステップＳＴ４１〜ステップＳＴ４４に示される。
【００６９】
先ず、氷蓄熱ユニットＩＵについては、ステップＳＴ３１において、翌日（冷房の当日）が休日か否かを判断する。休日でない場合は、次のステップＳＴ３２に移動し、休日の場合は、運転させない。
【００７０】
ステップＳＴ３２では、氷蓄熱ユニットＩＵには蓄冷モードの運転指令をだす。氷蓄熱ユニットは蓄冷運転を開始し、氷蓄熱ユニットＩＵ自身が満蓄（製氷完了）を感知した時運転を停止する。満蓄の如何は槽の水位で感知する。
【００７１】
ステップＳＴ３３では、蓄冷の完了如何にかかわらず８時になると氷蓄熱ユニットＩＵの運転を停止させる。（時刻により蓄熱運転は強制停止となる。）
【００７２】
ステップＳＴ３１〜ＳＴ３３と並行して、チリングユニットＣＵは、ステップＳＴ４１において、前日の２２時を過ぎると運転を停止させる。
なお、夜間冷房要求を受ける場合は、チリングユニットＣＵを循環ポンプＷＰ２と同時に運転させ、チリングユニットＣＵ自身は、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。チリングユニットＣＵの夜間冷房の受付は８：００で打ち切る。
【００７３】
当日の８時になると、ステップＳＴ３４において、氷蓄熱ユニットＩＵにはＢモードでの運転指令を出し、氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインチラーＶＢを強制的に運転停止（運転ロック）させるとともに、氷ユニット用の循環ポンプＷＰ１とともに氷蓄熱槽ＩＴの放冷だけで運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００７４】
負荷が大きく氷蓄熱ユニットＩＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、ステップＳＴ４２において、チリングユニットＣＵにはＢモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ２とともに運転を開始させ、チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００７５】
そして、氷蓄熱ユニットの蓄熱切れ時（蓄熱の残量が無くなった時）、ステップＳＴ３５及びステップＳＴ４３において氷蓄熱ユニットＩＵ及びチリングユニットＣＵのＢモード運転を終了させ、Ａモード運転に切り替える。蓄熱切れは槽水温で感知する。
【００７６】
そして、２２時になると、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの運転を停止する。
このようにして、ピークカット割引対象外の月における空調システムＣの運転制御が終了する。
【００７７】
次に、各冷房負荷日における空調システムＣの運転制御の適用例について説明する。グラフは冷房負荷量をプラス側、蓄熱量をマイナス側に表示している。尚簡単のため、夜間の冷房負荷のない日にて比較する。
比較として、一般の非蓄熱チラーシステム（空調システムＡ）と従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）における各冷房負荷日の運転制御の例も説明する。
なお、ピークカット割引対象月及びピークカット割引対象外の月における運転制御についてそれぞれ対比して説明する。
【００７８】
図１２〜図１６は、各冷房負荷日における空調システムＣの運転制御を示す図である。
図１７〜図２０は、各冷房負荷日における空調システムＡの運転制御を示す図である。
図２１〜図２５は、各冷房負荷日における空調システムＢの運転制御を示す図である。
【００７９】
まず、空調システムＣの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
図１２は、ピークカット割引対象月の、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８０】
図１２において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。本事例の場合、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、蓄熱運転は朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが冷房負荷のベースロードを賄い、負荷増に伴い氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが補い、更に負荷大の時氷蓄熱の放冷が補っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷で冷房負荷のベースロードを賄い（このときブラインチラーＶＢは運転せず）、足らずの負荷をチリングユニットＣＵが補っている。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、１３時以前と同様の、チリングユニットＣＵがベースロードを賄いブラインチラーＶＢが補う運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房が２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは６５％、ブラインチラーＶＢは１４％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約３０％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵ，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“８０％−５０％”）となっている。
【００８１】
図１３は、ピークカット割引対象月の中負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８２】
図１３において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図１２の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが冷房負荷のベースロードを賄い、負荷増に伴い氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが補っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷で冷房負荷のベースロードを賄い（このときブラインチラーＶＢは運転せず）、足らずの負荷をチリングユニットＣＵが補っている。
（４）１７時を過ぎた時点で蓄冷熱の残熱はなくなり、１３時以前と同様のチリングユニットＣＵのみでの冷房運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、７０％の中の２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは４４％、ブラインチラーＶＢは５％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約４５％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵ，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“６５％−２０％”）となっている。
【００８３】
図１４は、ピークカット割引対象月の小負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８４】
図１４において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図１２の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが全冷房負荷を賄っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷のみで全冷房負荷を賄っている（このときブラインチラーＶＢは運転せず）。
（４）１７時を過ぎた時点で蓄冷熱の残熱はなくなり、１３時以前と同様のチリングユニットＣＵのみでの冷房運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、５０％の中の２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは２９％、ブラインチラーＶＢは０％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約４５％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵの冷房負荷の差“４５％−０％”）となっている。
【００８５】
図１５は、ピークカット割引対象月の軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８６】
図１５において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前３時前後に満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが全冷房負荷を賄っている。（３）１３以降は、２２時まで氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷のみで全冷房負荷を賄っている（このときブラインチラーＶＢは運転せず）。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、２０％の中の１２％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは８％、ブラインチラーＶＢは０％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約１９％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵの冷房負荷の差“１９％−０％”）となっている。
【００８７】
図１６は、ピークカット割引対象外の月における１日の、空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この対象月における運転は、８時の冷房開始時より前述のＢモードで運転、即ち氷蓄熱槽ＩＴの蓄冷熱の放冷運転により冷房が行なわれる。
【００８８】
図１６において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。前日蓄冷熱の消費状況に応じて蓄熱運転するが、本図の例は若干の残蓄熱がある場合の例で、８時になる前に満蓄になっている。
（２）８時以降、氷蓄熱槽ＩＴの蓄冷熱の放冷のみにより冷房する。蓄冷熱を使い切った時点でチリングユニットＣＵの運転に切り替わるが、本図の例では蓄冷熱量が十分のため、２２時まで蓄冷熱の放冷のみで冷房を行っている。
（３）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、２０％の中の２０％を賄っている。
【００８９】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図１２から図１６の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図４の（ｂ）となる。
図４の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房（電力料金は割安であるが冷凍機の運転効率低いためＣＯ２排出量は大）が全負荷の４２％、非蓄チラーのチリングユニットＣＵによる冷房（電力料金は割高であるが冷凍機の運転効率よくＣＯ２排出量は小）が全負荷の５４％、効率で劣るブラインチラーＶＢによる冷房（電力料金は非蓄チラー以上に割高で冷凍機の運転効率低くＣＯ２排出量は非蓄チラーよりは大）は全負荷の４％となっている。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図１２に示されるように、最大負荷日のピークカット前の電力量が該当し、最大冷房負荷の約８０％（非蓄チラー５０％＋ブラインチラー３０％）であり、後述の空調システムＡより２０％割安となる。
ピークカット割引への空調熱源設備の貢献度は、図１２から図１５の、ピークカット対象冷房負荷減に相当する電力量が、毎月適用される。
【００９０】
次に、空調システムＡの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
この空調システムＡは、すべてチリングユニットＣＵにより冷房運転され、ピークカット割引の対象とはならないため、ピークカット割引対象月如何の区別なく説明する。
【００９１】
図１７は、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷１００％の全てを賄っている。
【００９２】
図１８は、中負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の７０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷７０％の全てを賄っている。
【００９３】
図１９は、小負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の５０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷５０％の全てを賄っている。
【００９４】
図２０は、軽微負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の２０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷２０％の全てを賄っている。
【００９５】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図１７から図２０の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図１の（ｂ）となる。
図１の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、全ての冷房負荷を非蓄チラーのチリングユニットＣＵにより冷房している。従って高効率運転を維持できるためＣＯ２排出量は小さいが、１００％昼間の電力料金が適用されるため、電力料金（従量料金）は割高となる。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図１７に示されるように最大負荷日のピーク時の電力量が該当し、最大冷房負荷と同じ最大の電力（１００％）が適用されるためコスト高となる。
電力のピークカットはないため、ピークカット割引は適用されない。
【００９６】
最後に、空調システムＢの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
図２１は、ピークカット割引対象月の、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００９７】
図２１において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく、当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。最大負荷日であり蓄冷熱を完全に消化するため、蓄熱運転は朝８時までフルに稼働している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行い、負荷大でチラー能力が足りない時に不足分を蓄冷熱の放冷で補う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房が４３％を分担、ブラインチラーＶＢが５７％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約６０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“６０％−０％”）となっている。
【００９８】
図２２は、ピークカット割引対象月の中負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００９９】
図２２において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図２１の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼働している。
（２）８時〜１３時は、最大負荷日と同様ブラインチラーＶＢで冷房運転を行い、負荷大でチラー能力が足りない時に不足分を蓄冷熱の放冷で補う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、７０％中の４３％を分担、ブラインチラーＶＢが２７％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約５５％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“５５％−０％”）となっている。
【０１００】
図２３は、ピークカット割引対象月の小負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【０１０１】
図２３において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前５時前後で満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、５０％中の２９％を分担、ブラインチラーＶＢが２１％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約５０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“５０％−０％”）となっている。
【０１０２】
図２４は、ピークカット割引対象月の軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【０１０３】
図２４において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前１時前後で満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、２０％中の１２％を分担、ブラインチラーＶＢが８％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約２０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“２０％−０％”）となっている。
【０１０４】
図２５は、ピークカット割引対象外の月における１日の、空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
本事例のシステムの場合、ピークカット割引対象外の月であっても対象月と同様の制御となっているため、この対象月における運転も、図２１から図２４と同様の運転を行う。
図２５の例は、軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における運転パターンを示しており、図２４と同様の結果となっている。
【０１０５】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図２１から図２５の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図２の（ｂ）となる。
図２の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房（電力料金は割安であるが冷凍機の運転効率低いためＣＯ２排出量は大）が全負荷の５５％、効率で劣るブラインチラーＶＢによる冷房（電力料金は非蓄チラー以上に割高で冷凍機の運転効率低くＣＯ２排出量は非蓄チラーよりは大）は全負荷の４５％となっている。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図２１に示されるように最大負荷日のピークカット前の電力量が該当し、最大冷房負荷の約６０％であり、前述の空調システムＡより４０％割安となる。
ピークカット割引への空調熱源設備の貢献度は、図２１から図２４の、ピークカット対象冷房負荷減に相当する電力量が、毎月適用される。
【０１０６】
次に、空調システムＡ、空調システムＢ及び空調システムＣに関し、個々の性能の比較を行う。
図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図４（ｂ）について、同一の空調負荷における個々の性能を比較した結果を説明する。
【０１０７】
（１）省エネルギー性比較
消費電力量を比較すると、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等だが、空調システムＢは多い。従って、省エネルギー性は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で優れているが、空調システムＢは劣る。
【０１０８】
（２）環境性比較
ＣＯ２の排出量は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で小さいが、空調システムＢは多い。従って、環境性は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で優れているが、空調システムＢは劣る。
【０１０９】
（３）電力の負荷平準化
電力の夜間移行率は、空調システムＢ及び空調システムＣは年間で５０％前後となっているが、空調システムＡは０％。従って、電力の負荷平準化は、空調システムＢ及び空調システムＣは優れているが、空調システムＡは平準化に寄与せず。
【０１１０】
（４）電気料金比較
電力量料金は、消費電力量は（１）のとおりで割引前の電力量料金は（１）の順位のとおりであるが、電力の夜間移行割引及び電力のピークカット割引は、空調システムＢが最も大きく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡは割引がない。従って、電気料金は、空調システムＢが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡは電力量料金が割高となる。
空調熱源設備の容量は、空調システムＢが最も小さく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最も大。従って契約電力量及び基本料金は、これに準ずる。従って、電気料金は、空調システムＢが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最もコスト高となる。
【０１１１】
その他
（５）夜間冷房の対応性
夜間冷房要求に対し、空調システムＡ及び空調システムＣは対応可能であるが、空調システムＢは対応困難である。
【０１１２】
（６）据付性・工事性
製品重量・据付スペースは、空調システムＡが最も優れ、空調システムＣがこれに続き、大形の蓄熱槽を必要とする空調システムＢは、重量，据付スペースともに大きいため劣る。
【０１１３】
（７）イニシャルコスト
チラー容量は、空調システムＢが最も小さく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最も大きい。然しながら、蓄熱槽及び付属機器のため、システムのイニシャルコストは、空調システムＡが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＢが最もコスト高となる。
【０１１４】
以上説明したように、空調システムＣでは、空調システムＡ，Ｂと同様な利点を有する。その一方で、空調システムＡ，Ｂのそれぞれの短所が解消され、バランスのよい空調システムが実現されている。
【０１１５】
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１１６】
例えば、氷蓄越ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの熱負荷能力が略等しい場合について説明したが、これに限らない。例えば、氷蓄越ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの熱負荷能力の比が０．５〜２の範囲内であれは、本発明を好適に適用することができる。
【０１１７】
また、例えば、前述した実施形態では夏季に運転される氷蓄熱システムを対象とした空調システムとして説明したが、これに限らない。つまり、この空調システムを冬季に運転される温熱システムとして使用しても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｃ…空調システム
ＩＵ…氷蓄越ユニット（蓄熱熱源ユニット）
ＩＴ…氷蓄熱槽（蓄熱槽）
ＶＢ…ブラインチラー（第一熱源機）
ＨＣ…熱交換器
ＢＣ…ブライン循環回路
ＢＰ…ブライン循環ポンプ
ＢＳ…ブライン温度センサ
ＣＵ…チリングユニット（非蓄熱熱源ユニット）
ＷＣ（ＷＣ１、ＷＣ２）…水回路
ＷＰ（ＷＰ１，ＷＰ２）…循環ポンプ
ＷＳ…水温度センサ、戻り水温
ＲＣ１，ＲＣ２…室内機（熱使用機器）
Ｒ…ブライン（第一伝熱媒体）
Ｗ…水（第二伝熱媒体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建屋内を冷房する空調システムであって、夜間は電気料金の割安な夜間電力で熱源機を蓄熱モードで運転して蓄冷し、昼間の空調時間帯は、午前中は熱源機を冷房モードで運転して冷房し、電力需要の集中するピーク時間帯に、熱源機は停止し蓄冷熱の放熱により冷房するようにした空調システムに関する。
即ち冷房費を、夜間電力を使った蓄熱利用による割引制度（蓄熱割引）と、ピーク時間帯に動力をカット（例えば冷房機を強制的に運転停止）する使い方に対する割引制度（ピークカット割引）とによるコスト削減を図った空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、省エネ化や割安な夜間電力利用によるコスト削減、負荷平準化を成せる空調システムとして、ヒートポンプが開発され、省エネやオール電化の一環として、電力会社が普及促進に力を入れている。背景にはエコロジー意識の向上やＣＯ２排出に対する意識の変化などがある。
【０００３】
冷房を対象とした空調システムでは、従来から氷蓄熱システム及び非蓄熱システムが知られている。
図１は一般的な非蓄熱システム（チラーシステム）であって、図１（ａ）は非蓄熱チラーシステムの概略構成図を示し、（ｂ）はこの非蓄熱チラーシステムによる冷房運転結果の一例であり、年間の冷房負荷と、年間の冷房負荷に対する非蓄熱チラーシステムの運転割合を示す図である。
【０００４】
図１（ａ）において、ＣＵは後述する熱源機となるチリングユニット（非蓄熱チラー）であって、このチリングユニットＣＵで７℃に冷やされた水は、循環ポンプＷＰによって水回路ＷＣを循環する過程で室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過し、これら室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過する際に室内から熱を奪い室内を２６℃に冷房するとともに、奪った熱で１２℃に昇温した水がチリングユニットＣＵに再び戻ってくる。
【０００５】
年間の冷房運転は、１５０日程度であって、５月後半頃から冷房運転が開始され、７月初旬から８月上旬頃に負荷が最大（１００％）となり、１０月前半頃に冷房運転が終了する。
【０００６】
１日分の冷房負荷を降順配列，即ち１日分の負荷を大きい順に冷房期間の日数分並べたものが、図１（ｂ）である。この非蓄熱システムでは、非蓄熱チラー冷房運転が負荷の全て（１００％）を負担している。なお、図１に示す非蓄熱システムを、以下空調システムＡとも言う。
【０００７】
また、図２には従来の氷蓄熱システムが示されており、図２の（ａ）は氷蓄熱の回路構成図、（ｂ）は前出の図１（ｂ）と同一の冷房負荷図を、氷蓄熱システムの各機器が分担する運転割合に分けて表した図である。
【０００８】
従来の氷蓄熱システムは、ブラインチラーＶＢによってブラインを冷却する氷蓄熱ユニットＩＵと、熱交換器ＨＣを介して熱交換する水回路ＷＣとから構成されている。例えば特許文献１参照。
【０００９】
氷蓄熱ユニットＩＵは、室内の冷房が不要となる夜間に、ブラインチラーＶＢが安価な夜間電力で蓄冷運転される。この蓄冷運転時には、比例制御三方弁ＰＶがバイパス回路ＳＰ１を遮断し氷蓄熱槽ＩＴ側を開放することでブラインが氷蓄熱槽ＩＴを通過する。
そこで、ブラインチラーＶＢで冷却されたブラインにより、氷蓄熱槽ＩＴ内の水が熱交換されて凍結され氷が生成されこれが成長する。その後、三方切替弁ＴＶのバイパス回路ＳＰ２側の開放により氷蓄熱槽ＩＴを出たブラインは、ブライン循環ポンプＢＰを介してブラインチラーＶＢに戻る。
【００１０】
一方、利用冷房運転時には、氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱された冷熱を利用し、主として昼間に室内を冷房する。代表的な氷蓄熱利用のピークカット運転形の利用冷房運転として、１３時〜１６時の間で強制的にブラインチラーを運転停止させ蓄冷熱だけで冷房運転するピークカット運転が行われる。すなわち、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を遮断するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側を開放し、且つ三方切替弁ＴＶのバイパス回路ＳＰ２側を遮断するとともにブライン水熱交換器ＨＣ側を開放する。
これにより、氷蓄熱槽ＩＴから出た冷えたブラインがブライン水熱交換器ＨＣを通過する過程で、循環ポンプＷＰによって水回路ＷＣ内を循環する水と熱交換し、冷やされた水が室内機ＲＣ１，ＲＣ２を通過する際に放冷し、これを繰り返す。
【００１１】
なお、１３時までは蓄冷熱をできるだけ消費せずに冷房するため、ブラインチラー主導で冷房する。すなわち、三方切替弁ＴＶは上記と同様にて、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を開放するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側を遮断もしくは補助的に開く。
これにより、上記と同様循環ポンプＷＰを運転するとともに、ブラインチラーでブラインを冷却し、冷却仕切れないときは補助的に氷蓄熱槽ＩＴからの冷えたブラインを混合し、熱交換器ＨＣを通過する過程で、上記同様の運転をする。
また１６時以降は、氷蓄熱槽に氷が残っている限りは上記ピークカット運転を継続し、氷が消費された時点で、１３時以前と同様のブラインチラー単独運転による冷房に切換える。
【００１２】
また、図２（ｂ）は、この氷蓄熱システムによる年間の冷房運転結果の一例であり、年間冷房負荷を、ブラインチラーの冷房運転（追掛冷房）が概略４５％、氷蓄熱放冷冷房運転が概略５５％の割合で分担している。年間の冷房負荷は、図１（ｂ）と同じである。なお、図２に示す氷蓄熱システムを、以下、空調システムＢとも言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、前述した一般の非蓄熱システムでは、蓄熱不要なため製氷運転のような効率で劣る運転がなく、冷房時に直接冷水をつくるため、消費電力が小さくて済むとともに、ＣＯ２排出量も少なくて済む。
その反面、電力設備容量が大きいため基本料金が高くなり、また昼間電力のみ使用されるので電気料金の割引きが無いため従量料金も高く、ランニングコストが高くなる問題を有している。
【００１５】
また、特許文献１等の氷蓄熱システムでは、１次エネルギー消費量が少なく割安の夜間電力中心ではあるが、製氷運転は昼間の冷房運転より効率悪く、昼間では効率で劣るブラインチラー冷房のため、１日の電力使用量は前出の空調システムＡよりは増大し、従ってエネルギー消費量が多くなる問題を有している。
さらに、ＣＯ２排出量が少ない夜間電力中心ではあるが、エネルギー消費量が多いため、空調システムＡよりは、ランニングコストが安く抑えられる割には、大形の氷蓄熱槽設置などによるコスト高ばかりでなく、結果的にはＣＯ２排出量が増大する問題を有している。また夜間蓄熱運転中は冷房運転ができないという問題を有している。
【００１６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電力料金の低廉化が図れると共に電力負荷の平準化に寄与し、ＣＯ２排出量が削減されて環境保護に貢献することができる空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る空調システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、夜間に第一熱源機と蓄熱槽の間で第一伝熱媒体を循環して生成熱を蓄熱し、前記蓄熱槽に蓄えた熱量を昼間に熱交換器を介して放熱する蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットとを並列に配管接続して、熱使用機器との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムであって、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第一運転モードを有することを特徴とする。
【００１８】
前記第一運転モードでは、熱負荷に応じて、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する併用運転と前記蓄熱槽のみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする。
【００１９】
前記併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
前記第一運転モードは、ピークカット割引時間帯に適用されることを特徴とする。
【００２１】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から蓄熱が無くなるまで前記第一運転モードで運転することを特徴とする。
【００２２】
前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第二運転モードを有することを特徴とする。
【００２３】
前記第二運転モードでは、熱負荷に応じて、前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第一併用運転と、前記第一熱源機及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第二併用運転と、前記非蓄熱熱源ユニットのみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする。
【００２４】
前記第一併用運転が適用される際の熱負荷は、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷及び前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きく、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする。
【００２５】
前記第二運転モードは、ピークカット割引時間帯を除く時間帯に適用されることを特徴とする。
【００２６】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から前記蓄熱槽から放熱し、蓄熱が無くなったら前記第二運転モードで運転する。
【００２７】
蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットの冷房能力の比が０．５〜２の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電力料金の低廉化、電力負荷の平準化、ＣＯ２排出量の削減、環境保護に貢献等が可能な空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一般的な非蓄熱システム（空調システムＡ）を示す図である。
【図２】従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調システムＣを建築物に使用した例を示した概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空調システムＣを示す図である。
【図５】空調システムＣにおける蓄熱モードの説明図である。
【図６】空調システムＣにおける冷房運転Ａモードの説明図である。
【図７】空調システムＣにおける冷房運転Ｂモードの説明図である。
【図８】ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に続くフローチャートである。
【図１０】ピークカット割引対象外の月（例えば５月、１０月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に続くフローチャートである。
【図１２】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１３】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が中負荷日（最大負荷日の７０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１４】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が小負荷日（最大負荷日の５０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１５】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が軽微負荷日（最大負荷日の２０％）おける空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１６】ピークカット割引対象外の月における、空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１７】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１８】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の７０％の中負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図１９】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の５０％の小負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２０】空調システムＡの、１日の負荷量が最大負荷日の２０％の軽微負荷日の、１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２１】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が最大負荷日（負荷１００％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２２】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が中負荷日（最大負荷日の７０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２３】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が小負荷日（最大負荷日の５０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２４】ピークカット割引対象月の、１日の負荷量が軽微負荷日（最大負荷日の２０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【図２５】ピークカット割引対象外の月における、空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る空調システムＣについて図を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る空調システムＣを建築物（例えば高層ビル）に使用した例を示した概略構成図である。
【００３１】
図３において、建築物としての高層ビルＢＬに空調システムＣを設置するに際し、高層ビルＢＬ内の階別の各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３には冷房を行うための室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３が設置される。これら室内機ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３には、循環ポンプＷＰ１，ＷＰ２（図３では不図示、図４参照）によって例えば媒体となる水を循環する水回路ＷＣがそれぞれ接続されている。
【００３２】
一方、高層ビルＢＬの屋上には、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが設置される。
氷蓄熱ユニット（蓄熱熱源ユニット）ＩＵは、例えばヒートポンプ等のブラインチラー（第一熱源機）ＶＢ、氷蓄熱槽（蓄熱槽）ＩＴ、熱交換器（熱交換器）ＨＣ、ブライン循環回路ＢＣ等から構成されている（図３ではいずれも不図示、図４参照）。
【００３３】
ブライン循環回路ＢＣは、夜間の時間帯にブラインチラーＶＢによって冷却されたブラインが氷蓄熱槽ＩＴを通過して蓄冷し、熱交換器ＨＣを通過せずにブラインチラーＶＢに戻る循環回路を構成する。また、昼間の時間帯には、夜間に蓄冷された冷熱により冷却されたブライン、またはブラインチラーＶＢにより冷却されたブラインが熱交換器ＨＣを通過する循環回路を構成する。
これにより、熱交換器ＨＣによって冷却された水は、循環ポンプＷＰ１によって熱交換器ＨＣと各室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を通る水回路ＷＣ２を循環しつつこれら室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を介して各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に放冷する。
【００３４】
また、例えばヒートポンプ等チリングユニット（非蓄熱熱源ユニット）ＣＵによって冷却された水は、循環ポンプＷＰ２によって各室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を通る水回路ＷＣ２を循環しつつこれら室内機ＲＣ１，ＲＣ２,ＲＣ３を介して各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に放冷する。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態に係る空調システムＣを示す図であって、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は前出の図１（ｂ）と同一の冷房負荷図を、空調システムＣの各機器が分担する運転割合に分けて表した図である。
【００３６】
空調システムＣは、従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）と同様に、夜間の蓄冷運転時はブライン循環回路ＢＣに組込まれたブラインチラーＶＢが安価な夜間電力で運転される。
空調システムＣは、熱源機となるブラインチラーＶＢによってブラインを冷却する氷蓄熱ユニットＩＵと、非蓄熱熱源ユニットとしてのチリングユニットＣＵを併用、すなわち並列に配管接続した構成から成っている。
【００３７】
氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインを冷却する圧縮機で構成されるブラインチラーＶＢと、このブラインチラーＶＢで冷却されたブラインの冷熱を夜間の時間帯に蓄熱する氷蓄熱槽ＩＴと、この氷蓄熱槽ＩＴ並びにブラインチラーＶＢで冷却されたブラインによって後述する水回路ＷＣ内の水と熱交換する熱交換器ＨＣと、ブラインチラーＶＢ、氷蓄熱槽ＩＴおよび熱交換器ＨＣとの間でブラインをブライン循環ポンプＢＰによって循環移動させるブライン循環回路ＢＣと、から構成されている。
【００３８】
また、ブライン循環回路ＢＣには、比例制御三方弁ＰＶの切替えによって氷蓄熱槽ＩＴをバイパスするバイパス回路ＳＰ１と、三方切替弁ＴＶの切替えによって熱交換器ＨＣをバイパスするバイパス回路ＳＰ２と、が設けられる。
また、ブライン循環回路ＢＣには、ブラインチラーＶＢ及び／又は氷蓄熱槽ＩＴを経由したブラインの温度を検出するブライン温度センサＢＳが設けられる（比例制御三方弁ＰＶの下流側、バイパス回路ＳＰ２の分岐より上流側）。
【００３９】
水回路ＷＣは、熱使用機器としての室内機ＲＣ１，ＲＣ２にそれぞれ接続される水回路ＷＣ２と、水回路ＷＣ２の上流及び下流にそれぞれ設けられた一対のヘッダＨを介して循環ポンプＷＰ１，ＷＰ２により冷却した水を循環させるように接続された水回路ＷＣ１と、から構成される。
水回路ＷＣ１は一対のヘッダＨ間に並列に接続された回路からなり、その一方は、循環ポンプＷＰ１を介して熱交換器ＨＣに接続される。他方は、循環ポンプＷＰ２を介してチリングユニットＣＵに接続される。すなわち、空調システムＣは、室内機ＲＣ１，ＲＣ２に対して、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並列に接続される。
また、水回路ＷＣ２の最下流には、水回路ＷＣを流れる水の温度を検出する水温度センサＷＳが設けられる。なお、水温度センサＷＳによる検出温度を戻り水温ＷＳともいう。
【００４０】
また、図４（ｂ）は、空調システムＣによる年間の冷房運転結果の一例であり、年間冷房負荷を、ブラインチラーの冷房運転（追掛冷房）が概略４％、非蓄チラーの冷房運転が概略５４％、並びに氷蓄熱放冷冷房運転が概略４２％の割合で分担している。年間の冷房負荷は、図１（ｂ）と同じである。
【００４１】
次に、空調システムＣにおける３つの運転モードについて、図５、図６及び図７を参照して説明する。
図５は蓄冷モード、図６は冷房運転Ａモード、図７は冷房運転Ｂモードをそれぞれ説明する図であり、図６（ｂ），図７（ｂ）はそれぞれ負荷に対する出力の関係を示すグラフである。
なお、図５，図６（ａ），図７（ａ）においては、ハッチング処理等が施された機器・ユニットが運転状態であることを示す。また、太線で示した回路（ブライン回路、水回路）がブライン又は水が循環移動していることを示す。
【００４２】
蓄冷モード運転は、夜間（夜間電力を使用）において、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱するための運転モードである。すなわち、蓄冷モード運転では、２２時から蓄冷（製氷）が開始され、氷蓄熱槽ＩＴ内の製氷量が満蓄（満蓄を水位などで検知）になるまで、または８時まで運転し終了となる。
【００４３】
図５に示すように、後述のシステム制御により蓄冷モードでの運転指令を受けると、氷蓄熱ユニットＩＵは、比例制御三方弁ＰＶによりバイパス回路ＳＰ１を遮断するとともに氷蓄熱槽ＩＴ側回路を開き、一方三方切替弁ＴＶにより熱交換器ＨＣ側回路を遮断するとともにバイパス回路ＳＰ２を開く。ブラインチラーＶＢの運転で冷却されたブラインが氷蓄熱槽ＩＴに移動して製氷蓄冷する。氷蓄熱槽ＩＴを出たブラインは、バイパス回路ＳＰ２を通過して再びブラインチラーＶＢに戻る。
【００４４】
一方、チリングユニット（非蓄チラー）ＣＵは、図４で説明した構成と同一構成なので説明を省略するが、この蓄冷モードでは運転停止となる。但し、夜間空調要求があれば冷房運転を行い、出口水温が７℃一定となるよう出力制御しながら運転する。
【００４５】
次に８時になると、システム制御より冷房運転Ａモード（第二運転モード）での運転指令を受ける。
冷房運転Ａモードは、後述の冷房運転Ｂモードを午後のピークカット時間帯に実現させるために、蓄冷した熱をできるだけ消費せずに冷房する運転モードであり、氷蓄熱ユニットＩＵ内のブラインチラーＶＢと非蓄チラーのチリングユニットＣＵを併用して冷房を行う。
冷房運転Ａモードは、ピークカット割引対象月（東京電力の場合６月〜９月）では８時〜１３時の間、及び１５時以降の蓄熱切れ後２２時まで適用される。ピークカット割引対象月以外では、８時からの、後述する冷房運転Ｂモードでの運転で、蓄熱切れが生じたときのみ、蓄熱切れ後２２時まで適用される。
【００４６】
以下、図６（ａ）に沿って冷房運転Ａモードを説明する。
冷房運転開始時刻（８：００）になりシステム制御より冷房運転Ａモードでの運転指令を受けると、１３：００まで、循環ポンプＷＰ２が運転を開始し、チリングユニットＣＵが、出口水温が７℃を維持するよう出力を調整しながら運転する。
【００４７】
負荷が小さいときは、氷蓄熱ユニットＩＵはシステム制御から運転指令はなく、循環ポンプＷＰ１, 氷蓄熱ユニットＩＵは運転しない。
負荷が増大するとシステム制御より運転指令を受け、循環ポンプＷＰ１と氷蓄熱ユニットＩＵが運転を開始し、出口水温が７℃を維持するよう出力を調整しながら運転する。このとき氷蓄熱ユニットＩＵ内は、比例制御三方弁ＰＶは氷蓄熱槽ＩＴ側を遮断しバイパス回路ＳＰ１側を開放し、三方切替弁ＴＶはバイパス回路ＳＰ２側を遮断しブライン−水熱交換器ＨＣ側を開放させて、ブラインポンプＢＰとブラインチラーＶＢを運転し、氷蓄熱ユニットＩＵの出口水温即ちブライン−水熱交換器ＨＣの冷水出口側が７℃を維持するようブラインチラーＶＢの出力を調整する。
【００４８】
負荷が更に増大し、年間に数日或いは十数日の過大負荷のとき、ブラインチラーＶＢの出力が最大で尚も氷蓄熱ユニットＩＵの出口水温が７℃より高いときは、比例制御三方弁ＰＶの氷蓄熱槽ＩＴ側を開き、ＰＶの開度調節により氷蓄熱槽ＩＴの放冷で冷却されたブラインを混流してブライン回路ＢＣの温度を下げることにより水回路の出口水温を７℃程度に冷却する。
【００４９】
図６（ｂ）は、冷房運転Ａモードでの、負荷の大きさに対する機器の運転による出力の程度を表す図で、冷房負荷が軽いときは非蓄チラーＣＵのみ運転し、負荷大のときは非蓄チラーＣＵと氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが併列運転し、過大負荷時はこれに加え、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄冷してある蓄冷熱の放冷を使って運転することを示している。
【００５０】
最後に、冷房運転Ｂモード（第一運転モード）は、ピークカット割引時間帯及び同時間帯以降蓄冷熱が消化されるまで冷房する運転モードであり、氷蓄熱ユニットＩＵの氷蓄熱槽ＩＴに蓄熱された冷熱の放冷による冷房と、チリングユニットＣＵを併用して冷房を行う運転モードである。
【００５１】
冷房運転Ｂモードは、可能な限り蓄冷熱の放冷で冷房することと、氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢを強制的に運転させないようにしている点で、冷房運転Ａモードとは異なる。
冷房運転Ｂモードは、ピークカット割引対象月（東京電力の場合６月〜９月）では１３時〜１５時、及び１５時以降から蓄熱切れまたは２２時まで適用される。ピークカット割引対象月以外では、８時以降から蓄熱切れまたは２２時まで適用される。
【００５２】
以下図７（ａ）に沿って冷房運転Ｂモードを説明する。
ピークカット割引対象月の割引開始時刻即ち１３：００になると、システム制御より冷房運転Ｂモードでの運転指令を受け、循環ポンプＷＰ２とチリングユニットＣＵの運転は停止し、循環ポンプＷＰ１と氷蓄熱ユニットＩＵが運転開始（運転中なら運転継続）する。
【００５３】
負荷が小さいときは氷蓄熱ユニットＩＵのみが運転指令を受ける。氷蓄熱ユニットＩＵ内は、ブラインチラーＶＢを強制的に運転させないようにし、且つ三方切替弁ＴＶをＡモード時と同様バイパス回路ＳＰ２側を遮断しブライン−水熱交換器ＨＣ側を開放し、ブラインポンプＢＰを運転する。そして比例制御三方弁ＰＶにより、氷蓄熱ユニットＩＵの冷水出口即ちブライン−水熱交換器ＨＣの出口水温が７℃となるよう、氷蓄熱槽ＩＴ側とバイパス回路ＳＰ１側のブライン流量を比例的に制御する。
【００５４】
負荷が増大し、氷蓄熱ユニットＩＵ内で比例制御三方弁ＰＶが、氷蓄熱槽ＩＴ側を全開にし、バイパスＳＰ１側を全閉にしても氷蓄熱ユニットＩＵの冷水出口が７℃より高いときは、循環ポンプＷＰ２とチリングユニットＣＵを運転開始する。チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃を維持するよう出力を制御しながら運転する。
【００５５】
図７（b）は、冷房運転Ｂモードでの、負荷の大きさに対する機器の運転による出力の程度を示す図で、冷房負荷が軽いときは氷蓄熱ユニットＩＵの蓄冷熱の放冷のみで冷房運転し、負荷大のときはこれに加え、非蓄チラーのチリングユニットＣＵを運転することを示している。
【００５６】
次に、空調システムＣのシステム制御について、図８〜図１１を参照して説明する。
図８，図９は、ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【００５７】
図８に示すように、前日の２２時に空調システムＣの運転制御が開始される。そして、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並行して制御される。
なお、氷蓄熱ユニットＩＵの運転制御は、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１７に示される。チリングユニットＣＵの運転制御は、ステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２５に示される。
【００５８】
先ず、氷蓄熱ユニットＩＵについては、ステップＳＴ１１において、翌日（冷房の当日）が休日か否かを判断する。休日でない場合は、次のステップＳＴ１２に移動し、休日の場合は、運転させない。
【００５９】
ステップＳＴ１２では、氷蓄熱ユニットＩＵには蓄冷モードの運転指令を出す。氷蓄熱ユニットは蓄冷運転を開始し、氷蓄熱ユニットＩＵ自身が満蓄（製氷完了）を感知した時運転を停止する。満蓄の如何は槽の水位で感知する。
ステップＳＴ１３では、蓄冷の完了如何にかかわらず８時になると氷蓄熱ユニットＩＵの運転を停止させる。（時刻により蓄熱運転は強制停止となる。）
【００６０】
ステップＳＴ１１〜ＳＴ１３と並行して、チリングユニットＣＵは、ステップＳＴ２１において、前日の２２時を過ぎると運転を停止させる。
なお、夜間冷房要求を受ける場合は、チリングユニットＣＵを循環ポンプＷＰ２と同時に運転させ、チリングユニットＣＵ自身は、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。チリングユニットＣＵの夜間冷房要求の受付は８：００で打ち切る。
【００６１】
当日の８時になると、チリングユニットＣＵには、ステップＳＴ２２において、循環ポンプＷＰ２と同時にＡモードでの運転指令を出し、運転を開始させる。
夜間冷房要求を受けて運転中の場合は、運転を継続させる。チリングユニットＣＵは、１３時まで、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６２】
８時以降、負荷が大きくチリングユニットＣＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、氷蓄熱ユニットＩＵには、ステップＳＴ１４においてＡモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ１と同時に運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、戻り水温ＷＳが１２℃を超えている間、１３時まで、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６３】
ピークカット運転の対象時刻である１３時になると、ステップＳＴ１５において、氷蓄熱ユニットＩＵにはＢモードでの運転指令を出し、氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインチラーＶＢを強制的に運転停止（運転ロック）させるとともに、氷ユニット用の循環ポンプＷＰ１とともに、氷蓄熱槽ＩＴの放冷だけで運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６４】
１３時以降、負荷が大きく氷蓄熱ユニットＩＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、ステップＳＴ２３において、チリングユニットＣＵにはＢモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ２とともに運転を開始させ、チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃に一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００６５】
そして氷蓄熱ユニットの蓄熱切れ時（蓄熱の残量が無くなった時）、ステップＳＴ１６及びステップＳＴ２４において氷蓄熱ユニットＩＵ及びチリングユニットＣＵのＢモード運転を終了させ、Ａモード運転に切換える。蓄熱切れは槽水温で感知する。
【００６６】
そして、２２時になると、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの運転を停止する。
このようにして、ピークカット割引対象月（例えば６月〜９月）における空調システムＣの運転制御が終了する。
【００６７】
図１０，図１１は、ピークカット割引対象外の月（例えば５月まで或いは１０月から）における空調システムＣの運転制御を示すフローチャートである。
【００６８】
図１０に示すように、前日の２２時に空調システムＣの運転制御が開始される。そして、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵが並行して制御される。
なお、氷蓄熱ユニットＩＵの運転制御は、ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３６に示される。チリングユニットＣＵの運転制御は、ステップＳＴ４１〜ステップＳＴ４４に示される。
【００６９】
先ず、氷蓄熱ユニットＩＵについては、ステップＳＴ３１において、翌日（冷房の当日）が休日か否かを判断する。休日でない場合は、次のステップＳＴ３２に移動し、休日の場合は、運転させない。
【００７０】
ステップＳＴ３２では、氷蓄熱ユニットＩＵには蓄冷モードの運転指令をだす。氷蓄熱ユニットは蓄冷運転を開始し、氷蓄熱ユニットＩＵ自身が満蓄（製氷完了）を感知した時運転を停止する。満蓄の如何は槽の水位で感知する。
【００７１】
ステップＳＴ３３では、蓄冷の完了如何にかかわらず８時になると氷蓄熱ユニットＩＵの運転を停止させる。（時刻により蓄熱運転は強制停止となる。）
【００７２】
ステップＳＴ３１〜ＳＴ３３と並行して、チリングユニットＣＵは、ステップＳＴ４１において、前日の２２時を過ぎると運転を停止させる。
なお、夜間冷房要求を受ける場合は、チリングユニットＣＵを循環ポンプＷＰ２と同時に運転させ、チリングユニットＣＵ自身は、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。チリングユニットＣＵの夜間冷房の受付は８：００で打ち切る。
【００７３】
当日の８時になると、ステップＳＴ３４において、氷蓄熱ユニットＩＵにはＢモードでの運転指令を出し、氷蓄熱ユニットＩＵは、ブラインチラーＶＢを強制的に運転停止（運転ロック）させるとともに、氷ユニット用の循環ポンプＷＰ１とともに氷蓄熱槽ＩＴの放冷だけで運転を開始させる。氷蓄熱ユニットＩＵは、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００７４】
負荷が大きく氷蓄熱ユニットＩＵが最大出力で運転しても戻り水温ＷＳが１２℃より高いとき、ステップＳＴ４２において、チリングユニットＣＵにはＢモードでの運転指令を出し、循環ポンプＷＰ２とともに運転を開始させ、チリングユニットＣＵは、出口水温が７℃一定になるよう出力を制御しながら運転する。
【００７５】
そして、氷蓄熱ユニットの蓄熱切れ時（蓄熱の残量が無くなった時）、ステップＳＴ３５及びステップＳＴ４３において氷蓄熱ユニットＩＵ及びチリングユニットＣＵのＢモード運転を終了させ、Ａモード運転に切り替える。蓄熱切れは槽水温で感知する。
【００７６】
そして、２２時になると、氷蓄熱ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの運転を停止する。
このようにして、ピークカット割引対象外の月における空調システムＣの運転制御が終了する。
【００７７】
次に、各冷房負荷日における空調システムＣの運転制御の適用例について説明する。グラフは冷房負荷量をプラス側、蓄熱量をマイナス側に表示している。尚簡単のため、夜間の冷房負荷のない日にて比較する。
比較として、一般の非蓄熱チラーシステム（空調システムＡ）と従来の氷蓄熱システム（空調システムＢ）における各冷房負荷日の運転制御の例も説明する。
なお、ピークカット割引対象月及びピークカット割引対象外の月における運転制御についてそれぞれ対比して説明する。
【００７８】
図１２〜図１６は、各冷房負荷日における空調システムＣの運転制御を示す図である。
図１７〜図２０は、各冷房負荷日における空調システムＡの運転制御を示す図である。
図２１〜図２５は、各冷房負荷日における空調システムＢの運転制御を示す図である。
【００７９】
まず、空調システムＣの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
図１２は、ピークカット割引対象月の、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８０】
図１２において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。本事例の場合、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、蓄熱運転は朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが冷房負荷のベースロードを賄い、負荷増に伴い氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが補い、更に負荷大の時氷蓄熱の放冷が補っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷で冷房負荷のベースロードを賄い（このときブラインチラーＶＢは運転せず）、足らずの負荷をチリングユニットＣＵが補っている。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、１３時以前と同様の、チリングユニットＣＵがベースロードを賄いブラインチラーＶＢが補う運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房が２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは６５％、ブラインチラーＶＢは１４％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約３０％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵ，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“８０％−５０％”）となっている。
【００８１】
図１３は、ピークカット割引対象月の中負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８２】
図１３において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図１２の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが冷房負荷のベースロードを賄い、負荷増に伴い氷蓄熱ユニットＩＵのブラインチラーＶＢが補っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷で冷房負荷のベースロードを賄い（このときブラインチラーＶＢは運転せず）、足らずの負荷をチリングユニットＣＵが補っている。
（４）１７時を過ぎた時点で蓄冷熱の残熱はなくなり、１３時以前と同様のチリングユニットＣＵのみでの冷房運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、７０％の中の２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは４４％、ブラインチラーＶＢは５％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約４５％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵ，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“６５％−２０％”）となっている。
【００８３】
図１４は、ピークカット割引対象月の小負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８４】
図１４において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図１２の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼動している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが全冷房負荷を賄っている。
（３）１３時以降は、氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷のみで全冷房負荷を賄っている（このときブラインチラーＶＢは運転せず）。
（４）１７時を過ぎた時点で蓄冷熱の残熱はなくなり、１３時以前と同様のチリングユニットＣＵのみでの冷房運転となっている。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、５０％の中の２１％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは２９％、ブラインチラーＶＢは０％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約４５％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵの冷房負荷の差“４５％−０％”）となっている。
【００８５】
図１５は、ピークカット割引対象月の軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００８６】
図１５において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前３時前後に満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、非蓄チラーのチリングユニットＣＵが全冷房負荷を賄っている。（３）１３以降は、２２時まで氷蓄熱ユニットＩＵが氷蓄熱の放冷のみで全冷房負荷を賄っている（このときブラインチラーＶＢは運転せず）。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、２０％の中の１２％を分担（非蓄チラーのチリングユニットＣＵは８％、ブラインチラーＶＢは０％を分担）しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約１９％（ピークカット時間帯前後のチリングユニットＣＵの冷房負荷の差“１９％−０％”）となっている。
【００８７】
図１６は、ピークカット割引対象外の月における１日の、空調システムＣの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この対象月における運転は、８時の冷房開始時より前述のＢモードで運転、即ち氷蓄熱槽ＩＴの蓄冷熱の放冷運転により冷房が行なわれる。
【００８８】
図１６において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。前日蓄冷熱の消費状況に応じて蓄熱運転するが、本図の例は若干の残蓄熱がある場合の例で、８時になる前に満蓄になっている。
（２）８時以降、氷蓄熱槽ＩＴの蓄冷熱の放冷のみにより冷房する。蓄冷熱を使い切った時点でチリングユニットＣＵの運転に切り替わるが、本図の例では蓄冷熱量が十分のため、２２時まで蓄冷熱の放冷のみで冷房を行っている。
（３）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、昼間の冷凍機用電力を使わない蓄冷熱の放熱冷房が、２０％の中の２０％を賄っている。
【００８９】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図１２から図１６の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図４の（ｂ）となる。
図４の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房（電力料金は割安であるが冷凍機の運転効率低いためＣＯ２排出量は大）が全負荷の４２％、非蓄チラーのチリングユニットＣＵによる冷房（電力料金は割高であるが冷凍機の運転効率よくＣＯ２排出量は小）が全負荷の５４％、効率で劣るブラインチラーＶＢによる冷房（電力料金は非蓄チラー以上に割高で冷凍機の運転効率低くＣＯ２排出量は非蓄チラーよりは大）は全負荷の４％となっている。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図１２に示されるように、最大負荷日のピークカット前の電力量が該当し、最大冷房負荷の約８０％（非蓄チラー５０％＋ブラインチラー３０％）であり、後述の空調システムＡより２０％割安となる。
ピークカット割引への空調熱源設備の貢献度は、図１２から図１５の、ピークカット対象冷房負荷減に相当する電力量が、毎月適用される。
【００９０】
次に、空調システムＡの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
この空調システムＡは、すべてチリングユニットＣＵにより冷房運転され、ピークカット割引の対象とはならないため、ピークカット割引対象月如何の区別なく説明する。
【００９１】
図１７は、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷１００％の全てを賄っている。
【００９２】
図１８は、中負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の７０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷７０％の全てを賄っている。
【００９３】
図１９は、小負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の５０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷５０％の全てを賄っている。
【００９４】
図２０は、軽微負荷日（１日の冷房負荷が最大負荷日の２０％）における空調システムＡの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
この負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、容量１００％以上のチリングユニットＣＵにより、１日の冷房負荷２０％の全てを賄っている。
【００９５】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図１７から図２０の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図１の（ｂ）となる。
図１の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、全ての冷房負荷を非蓄チラーのチリングユニットＣＵにより冷房している。従って高効率運転を維持できるためＣＯ２排出量は小さいが、１００％昼間の電力料金が適用されるため、電力料金（従量料金）は割高となる。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図１７に示されるように最大負荷日のピーク時の電力量が該当し、最大冷房負荷と同じ最大の電力（１００％）が適用されるためコスト高となる。
電力のピークカットはないため、ピークカット割引は適用されない。
【００９６】
最後に、空調システムＢの各冷房負荷日における負荷と運転パターンに付き説明する。
図２１は、ピークカット割引対象月の、負荷が最大の日（ピーク負荷１００％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００９７】
図２１において、
（１）２２時以降、前日消化した蓄冷熱を補充すべく、当日用の蓄熱運転（製氷運転）を行う。最大負荷日であり蓄冷熱を完全に消化するため、蓄熱運転は朝８時までフルに稼働している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行い、負荷大でチラー能力が足りない時に不足分を蓄冷熱の放冷で補う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量１００％の最大負荷日）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房が４３％を分担、ブラインチラーＶＢが５７％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約６０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“６０％−０％”）となっている。
【００９８】
図２２は、ピークカット割引対象月の中負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【００９９】
図２２において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日蓄冷熱を完全に消費しているため、図２１の最大負荷日と同様朝８時までフルに稼働している。
（２）８時〜１３時は、最大負荷日と同様ブラインチラーＶＢで冷房運転を行い、負荷大でチラー能力が足りない時に不足分を蓄冷熱の放冷で補う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）１６時以降、蓄冷熱の残熱がなくなった時点で、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（５）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の７０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、７０％中の４３％を分担、ブラインチラーＶＢが２７％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約５５％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“５５％−０％”）となっている。
【０１００】
図２３は、ピークカット割引対象月の小負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【０１０１】
図２３において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前５時前後で満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の５０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、５０％中の２９％を分担、ブラインチラーＶＢが２１％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約５０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“５０％−０％”）となっている。
【０１０２】
図２４は、ピークカット割引対象月の軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
【０１０３】
図２４において、
（１）２２時以降の蓄熱運転は、前日の蓄冷熱が余っているため必用蓄熱量が少なく、午前１時前後で満蓄となり蓄熱運転を終了している。
（２）８時〜１３時は、ブラインチラーＶＢで冷房運転を行う。
（３）１３時以降は、ブラインチラーＶＢの運転は強制的にロックし、氷蓄熱放冷冷房運転のみで冷房運転を行う。
（４）結果としてかかる負荷パターン例の１日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）は、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放冷冷房が、２０％中の１２％を分担、ブラインチラーＶＢが８％を分担しており、またピークカット割引対象の電力相当の空調負荷が約２０％（ピークカット時間帯前後の，ブラインチラーＶＢの冷房負荷の差“２０％−０％”）となっている。
【０１０４】
図２５は、ピークカット割引対象外の月における１日の、空調システムＢの１時間毎の冷房負荷と運転パターンを示すグラフである。
本事例のシステムの場合、ピークカット割引対象外の月であっても対象月と同様の制御となっているため、この対象月における運転も、図２１から図２４と同様の運転を行う。
図２５の例は、軽微負荷日（１日の負荷量が最大負荷日の２０％）における運転パターンを示しており、図２４と同様の結果となっている。
【０１０５】
電力の従量料金とＣＯ２の排出量を決定する電力消費量に関し、図２１から図２５の結果を年間の冷房負荷の降順配列図に反映させた結果が、図２の（ｂ）となる。
図２の（ｂ）において、年間約１５０日間の冷房中、夜間の電力により蓄熱した蓄冷熱の放熱冷房（電力料金は割安であるが冷凍機の運転効率低いためＣＯ２排出量は大）が全負荷の５５％、効率で劣るブラインチラーＶＢによる冷房（電力料金は非蓄チラー以上に割高で冷凍機の運転効率低くＣＯ２排出量は非蓄チラーよりは大）は全負荷の４５％となっている。
電力の基本料金を決定する契約電力量の空調熱源設備の電力量は、図２１に示されるように最大負荷日のピークカット前の電力量が該当し、最大冷房負荷の約６０％であり、前述の空調システムＡより４０％割安となる。
ピークカット割引への空調熱源設備の貢献度は、図２１から図２４の、ピークカット対象冷房負荷減に相当する電力量が、毎月適用される。
【０１０６】
次に、空調システムＡ、空調システムＢ及び空調システムＣに関し、個々の性能の比較を行う。
図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図４（ｂ）について、同一の空調負荷における個々の性能を比較した結果を説明する。
【０１０７】
（１）省エネルギー性比較
消費電力量を比較すると、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等だが、空調システムＢは多い。従って、省エネルギー性は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で優れているが、空調システムＢは劣る。
【０１０８】
（２）環境性比較
ＣＯ２の排出量は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で小さいが、空調システムＢは多い。従って、環境性は、空調システムＡと空調システムＣはほぼ同等で優れているが、空調システムＢは劣る。
【０１０９】
（３）電力の負荷平準化
電力の夜間移行率は、空調システムＢ及び空調システムＣは年間で５０％前後となっているが、空調システムＡは０％。従って、電力の負荷平準化は、空調システムＢ及び空調システムＣは優れているが、空調システムＡは平準化に寄与せず。
【０１１０】
（４）電気料金比較
電力量料金は、消費電力量は（１）のとおりで割引前の電力量料金は（１）の順位のとおりであるが、電力の夜間移行割引及び電力のピークカット割引は、空調システムＢが最も大きく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡは割引がない。従って、電気料金は、空調システムＢが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡは電力量料金が割高となる。
空調熱源設備の容量は、空調システムＢが最も小さく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最も大。従って契約電力量及び基本料金は、これに準ずる。従って、電気料金は、空調システムＢが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最もコスト高となる。
【０１１１】
その他
（５）夜間冷房の対応性
夜間冷房要求に対し、空調システムＡ及び空調システムＣは対応可能であるが、空調システムＢは対応困難である。
【０１１２】
（６）据付性・工事性
製品重量・据付スペースは、空調システムＡが最も優れ、空調システムＣがこれに続き、大形の蓄熱槽を必要とする空調システムＢは、重量，据付スペースともに大きいため劣る。
【０１１３】
（７）イニシャルコスト
チラー容量は、空調システムＢが最も小さく、空調システムＣがこれに続き、空調システムＡが最も大きい。然しながら、蓄熱槽及び付属機器のため、システムのイニシャルコストは、空調システムＡが最も安く、空調システムＣがこれに続き、空調システムＢが最もコスト高となる。
【０１１４】
以上説明したように、空調システムＣでは、空調システムＡ，Ｂと同様な利点を有する。その一方で、空調システムＡ，Ｂのそれぞれの短所が解消され、バランスのよい空調システムが実現されている。
【０１１５】
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１１６】
例えば、氷蓄越ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの熱負荷能力が略等しい場合について説明したが、これに限らない。例えば、氷蓄越ユニットＩＵとチリングユニットＣＵの熱負荷能力の比が０．５〜２の範囲内であれは、本発明を好適に適用することができる。
【０１１７】
また、例えば、前述した実施形態では夏季に運転される氷蓄熱システムを対象とした空調システムとして説明したが、これに限らない。つまり、この空調システムを冬季に運転される温熱システムとして使用しても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｃ…空調システム
ＩＵ…氷蓄越ユニット（蓄熱熱源ユニット）
ＩＴ…氷蓄熱槽（蓄熱槽）
ＶＢ…ブラインチラー（第一熱源機）
ＨＣ…熱交換器
ＢＣ…ブライン循環回路
ＢＰ…ブライン循環ポンプ
ＢＳ…ブライン温度センサ
ＣＵ…チリングユニット（非蓄熱熱源ユニット）
ＷＣ（ＷＣ１、ＷＣ２）…水回路
ＷＰ（ＷＰ１，ＷＰ２）…循環ポンプ
ＷＳ…水温度センサ、戻り水温
ＲＣ１，ＲＣ２…室内機（熱使用機器）
Ｒ…ブライン（第一伝熱媒体）
Ｗ…水（第二伝熱媒体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
夜間に第一熱源機と蓄熱槽の間で第一伝熱媒体を循環して生成熱を蓄熱し、前記蓄熱槽に蓄えた熱量を昼間に熱交換器を介して放熱する蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットとを並列に配管接続して、熱使用機器との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムであって、
前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第一運転モードを有することを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記第一運転モードでは、熱負荷に応じて、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する併用運転と前記蓄熱槽のみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記第一運転モードは、ピークカット割引時間帯に適用されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から蓄熱が無くなるまで前記第一運転モードで運転することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第二運転モードを有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記第二運転モードでは、熱負荷に応じて、前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第一併用運転と、前記第一熱源機及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第二併用運転と、前記非蓄熱熱源ユニットのみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項８】
前記第一併用運転が適用される際の熱負荷は、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷及び前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きく、
前記第二併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の空調システム。
【請求項９】
前記第二運転モードは、ピークカット割引時間帯を除く時間帯に適用されることを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１０】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から前記蓄熱槽から放熱し、蓄熱が無くなったら前記第二運転モードで運転することを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットの冷房能力の比が０．５〜２の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１】
夜間に第一熱源機と蓄熱槽の間で第一伝熱媒体を循環して生成熱を蓄熱し、前記蓄熱槽に蓄えた熱量を昼間に熱交換器を介して放熱する蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットとを並列に配管接続して、熱使用機器との間で第二伝熱媒体を循環して放熱する空調システムであって、
前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第一運転モードを有することを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記第一運転モードでは、熱負荷に応じて、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する併用運転と前記蓄熱槽のみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記第一運転モードは、ピークカット割引時間帯に適用されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から蓄熱が無くなるまで前記第一運転モードで運転することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットによる放熱運転を行う第二運転モードを有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項７】
前記第二運転モードでは、熱負荷に応じて、前記第一熱源機、前記蓄熱槽及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第一併用運転と、前記第一熱源機及び前記非蓄熱熱源ユニットから同時に放熱する第二併用運転と、前記非蓄熱熱源ユニットのみから放熱する単独運転とを切り替えることを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
【請求項８】
前記第一併用運転が適用される際の熱負荷は、前記第二併用運転が適用される際の熱負荷及び前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きく、
前記第二併用運転が適用される際の熱負荷は、前記単独運転が適用される際の熱負荷よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の空調システム。
【請求項９】
前記第二運転モードは、ピークカット割引時間帯を除く時間帯に適用されることを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１０】
ピークカット割引対象外の月には、空調開始時から前記蓄熱槽から放熱し、蓄熱が無くなったら前記第二運転モードで運転することを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
蓄熱熱源ユニットと非蓄熱熱源ユニットの冷房能力の比が０．５〜２の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の空調システム。
【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】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
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【図１５】
【図１６】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−２４２９９０（Ｐ２０１０−２４２９９０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９３０１（Ｐ２００９−８９３０１）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（５０２２７１８９６）東京都市サービス株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（５０２２７１８９６）東京都市サービス株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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