JP7068861B2 - チラーシステム - Google Patents

Description

本発明は、熱需要部にて温熱又は冷熱を供給する第１熱媒体を循環する第１熱媒体循環路と、冷媒を循環する冷媒循環路と、当該冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御するＧＨＰチラーを備えるチラーシステムに関する。

従来、特許文献１に示すように、熱需要部の対象物の加熱・冷却の用に供されるＧＨＰチラーを備えたチラーシステムが知られている。
当該特許文献１に示されるチラーシステムは、冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機と、冷媒循環路を循環する冷媒を膨張させる膨張弁と、エンジン駆動式圧縮機にて圧縮された冷媒の凝縮熱にて水等の第１熱媒体を加熱する加熱器、又は膨張弁にて膨張された冷媒の蒸発熱にて第１熱媒体を冷却する冷却器として働く第１熱媒体熱交換器と、空気等の第２熱媒体を放熱源として冷媒を凝縮する凝縮器、又は第２熱媒体を吸熱源として冷媒を蒸発する蒸発器として働く第２熱媒体熱交換器とを備えて構成されている。
当該チラーシステムは、エンジンを駆動源として備えるＧＨＰチラーであり、当該ＧＨＰチラーは、負荷が大きい場合に高効率で運転できるメリットがあり、また、第１熱媒体を加熱する加熱運転等を実行する場合、排熱を利用することで、効率向上を図ることができるというメリットもある。

特開２０１４－０５２１２２号公報

上記特許文献１に開示のＧＨＰチラーにおいては、第１熱媒体を加熱する加熱運転又は第１熱媒体を冷却する冷却運転時等において、負荷が小さくなる場合、冷媒循環路における冷媒の循環量を低減するべく、エンジン駆動式圧縮機の回転数を低下させることになる。しかしながら、エンジン駆動式圧縮機の場合、回転数下限値が比較的高いため、圧縮機の回転を維持した状態では、負荷を十分に下げることができない。このため、例えば、負荷が３０％以下となると、エンジン駆動式圧縮機をＯＮ／ＯＦＦ制御する形態で、運転負荷を下げることになる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低負荷においても効率の低下を緩和できるチラーシステムを提供する点にある。

上記目的を達成するためのチラーシステムは、
熱需要部にて温熱又は冷熱を供給する第１熱媒体を循環する第１熱媒体循環路と、冷媒を循環する冷媒循環路と、当該冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御するＧＨＰチラーを備えるチラーシステムであって、その特徴構成は、
前記冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機を有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御するＥＨＰチラーを備え、
前記ＧＨＰチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＧＨＰ第１熱媒体熱交換器と、当該ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのＧＨＰ冷媒循環路とを有し、
前記ＥＨＰチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＥＨＰ第１熱媒体熱交換器と、当該ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのＥＨＰ冷媒循環路とを有し、
前記ＧＨＰ冷媒循環路と前記ＥＨＰ冷媒循環路とは各別に備え、
前記第１熱媒体循環路において、前記熱需要部を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器と前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器とを、上流側から記載の順に直列に設けている点にある。

上記特徴構成を有するチラーシステムによれば、ＧＨＰチラーに加えて、低負荷においても比較的高い効率で運転可能なＥＨＰチラーをも備えるから、例えば、低負荷においては、ＥＨＰチラーの運転容量比率を高くし、低負荷から高負荷へ負荷を増加させるに従って、ＧＨＰチラーの運転容量比率を徐々に高くするような制御を実行することができる。
これにより、低負荷から高負荷まで比較的高い効率を維持できるチラーシステムを実現することができる。
更に、通常、チラーシステムにより加熱又は冷却された第１熱媒体が供給される熱需要部では、比較的高い精度で温度制御することが望まれる場合が多い。
上記特徴構成によれば、第１熱媒体循環路において熱需要部を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、ＥＨＰチラー熱交換器とＧＨＰチラー熱交換器とを、上流側から記載の順に直列に設けているから、例えば、第１熱媒体循環路において、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の出口での第１熱媒体温度を、入力部にて受け付けた目標温度に制御している状態で、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器の出口での第１熱媒体温度を制御するという比較的簡易な制御により、第１熱媒体の温度を所望の目標温度に精度良く制御しつつも、ＥＨＰとＧＨＰとの運転容量比率を適切に制御することができる。
つまり、このような比較的簡易な制御を採用することにより、ＧＨＰチラーとＥＨＰチラーの運転容量比率を、統一的に制御する制御システムを組まない構成、即ち、ＧＨＰチラーの運転容量を制御するＧＨＰ制御装置と、ＥＨＰチラーの運転容量を制御するＥＨＰ制御装置とを各別に備える構成であっても、精度良く第１熱媒体の温度を所望の目標温度に制御しつつも、ＥＨＰとＧＨＰとの運転容量比率を適切に制御できるチラーシステムを実現できる。
また、上記特徴構成の如く、第１熱媒体循環路において、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器とＧＨＰ第１熱媒体熱交換器とを、直列に設ける構成を採用することで、並列に設ける構成を採用する場合に比べ、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器及びＧＨＰ第１熱媒体熱交換器への第１熱媒体の流量比率制御を行う弁体を省略することができ、構成の簡素化を図ることができる。

チラーシステムの更なる特徴構成は、
現状の負荷における全運転容量に対する前記ＧＨＰチラーの運転容量比率及び前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御する運転容量比率制御を実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体入口温度と出口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体出口温度との温度差であるＧＨＰ第１熱媒体温度差と、前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体入口温度と出口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体出口温度との温度差であるＥＨＰ第１熱媒体温度差との比率である温度差比率を変更する形態で、前記運転容量比率制御を実行する点にある。

上記制御を採用することにより、より一層簡易な制御にて、ＥＨＰとＧＨＰとの運転容量比率を制御することができるから、制御装置として、ＥＨＰチラーの運転容量を制御するＥＨＰ制御装置とを各別に備える構成であっても、適切に精度良く第１熱媒体の温度を所望の目標温度に制御できるチラーシステムを実現できる。

これまで説明してきたチラーシステムでは、
前記制御装置は、前記運転容量比率制御において、前記ＧＨＰチラーの運転容量比率と前記ＥＨＰチラーの運転容量比率との比に対応して、前記ＧＨＰ第１熱媒体温度差と前記ＥＨＰ第１熱媒体温度差との比を制御することが好ましい。

チラーシステムの更なる特徴構成は、
前記制御装置は、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口での第１熱媒体の温度と、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度との温度差である冷媒温度差が、補正判定温度差を超えている場合、
前記冷媒温度差が小さくなるように、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度を制御する冷媒温度補正制御を実行する点にある。

以下、上記特徴構成の作用効果に関し、ＧＨＰチラーにおいて、冷却運転を実行する場合を例として、図２も参照しながら、説明する。
尚、当該作用効果は、ＥＨＰチラーであっても同一であり、また、加熱運転をする場合であっても、同一である。
チラーシステムにあっては、理論上は、冷媒循環路を循環する冷媒流量が一定である場合で、ＧＨＰチラーにおいて冷却運転を実行するとき、即ち、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器が、第１熱媒体を冷却する冷却器として働くときには、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器における冷媒温度（蒸発温度）を高く設定するほど、圧縮機における圧縮仕事は減少し投入エネルギ（図２でＷ）は減少するが、蒸発過程でのエンタルピー（図２でｈ）は少し増加（図２でΔｈ）するため、成績係数（（ｈ＋Δｈ）／（Ｗ－ΔＷ））は高くなる。
そこで、上記特徴構成にあっては、制御装置は、チラーシステムの効率向上を図るべく、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口での第１熱媒体の温度と、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度（蒸発温度）との温度差である冷媒温度差が小さくなるように、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度（蒸発温度）を上昇させる冷媒温度補正制御を行う。
しかしながら、実際には、このように蒸発温度を高くする場合、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器での第１熱媒体の温度と冷媒の温度との温度差である冷媒温度差が小さくなるため、第１熱媒体と冷媒との熱交換に要する時間が長くなり、十分な仕事量を確保できない虞がある。
そこで、上記特徴構成にあっては、上記冷媒温度補正制御では、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口での第１熱媒体の温度と、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度（蒸発温度）との温度差である冷媒温度差が、補正判定温度差（例えば、５℃以上６℃以下程度の温度差）を超えている場合であって、冷媒温度（蒸発温度）を上昇させたとしても、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器において十分な仕事量を確保できると想定される場合に、冷媒温度差が小さくなるように（例えば、５℃以上６℃以下程度の温度差まで小さくなるように）、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度を制御する、具体的には、膨張弁の弁開度と、エンジン駆動式圧縮機の回転数及びトルクを制御するのである。

チラーシステムの更なる特徴構成は、
現状の負荷における全運転容量に対する前記ＧＨＰチラーの運転容量比率及び前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記熱需要部での第１熱媒体の目標温度を取得可能に構成され、
前記制御装置は、前記熱需要部が設けられ電気事業者から電力の供給を受ける施設における電力デマンドを予測する電力デマンド予測処理を実行し、
前記電気事業者との間で決定された前記施設の電力使用量の最大値である契約電力を、前記電力デマンド予測処理にて予測される前記施設の電力デマンドが超えないように、前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御するデマンド制御を実行し、
前記デマンド制御している状態で、前記第１熱媒体循環路において前記熱需要部を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の出口の第１熱媒体の温度が前記目標温度となるように前記ＧＨＰチラーの運転容量比率を制御する点にある。

上記特徴構成によれば、ＧＨＰチラーとＥＨＰチラーの運転容量比率を、統一的に制御する制御システムを組まない構成、即ち、ＧＨＰチラーの運転容量比率を制御するＧＨＰ制御装置と、ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御するＥＨＰ制御装置とを各別に備える構成であっても、電力デマンドが契約電力を超えないように制御しつつ、ＥＨＰチラーとＧＨＰチラーとの運転容量比率を適切に制御でき、且つ第１熱媒体の温度を精度良く所望の目標温度に制御できる。

これまで説明してきたチラーシステムは、
前記ＧＨＰチラーの運転を制御するＧＨＰ制御装置と、前記ＥＨＰチラーの運転を制御するＥＨＰ制御装置とを互いに独立して各別に備えていることが好ましい。

これまで説明してきたチラーシステムにあっては、ＧＨＰ制御装置とＥＨＰ制御装置とは、負荷毎の運転容量比率のマップさえ記憶しておれば、互いに独立した制御であっても、適切な運転容量比率を保ちつつ、熱需部に導かれる第１熱媒体の温度を精度良く制御できるＧＨＰとＥＨＰとのハイブリッドチラーシステムを実現できる。

本発明の実施形態に係るチラーシステムの概略構成図 温度差補正制御の効果を説明するためのＰｈ線図

本発明の実施形態に係るチラーシステム１００は、低負荷においても高い効率で運転できるものに関する。
チラーシステム１００は、図１に示すように、電気事業者Ｄｅから電力の供給を受けて運転するよう構成されているＧＨＰチラー３０及びＥＨＰチラー４０を備えて構成されている。電気事業者Ｄｅは、チラーシステム１００が設けられる施設へ電力を供給する。
ＧＨＰチラー３０には、その運転を制御するＧＨＰ制御装置３１が設けられており、ＥＨＰチラー４０には、その運転を制御するＥＨＰ制御装置４１が設けられており、当該実施形態にあっては、ＧＨＰ制御装置３１とＥＨＰ制御装置４１とが、互いに独立して各別に設けられている。
つまり、当該実施形態に係るチラーシステム１００にあっては、ＧＨＰチラー３０のＧＨＰ制御装置３１による運転制御と、ＥＨＰチラー４０のＥＨＰ制御装置４１による運転制御とは、夫々、独立して実行され、ＧＨＰ制御装置３１とＥＨＰ制御装置４１とは、互いに通信しない構成を採用している。

ＧＨＰチラー３０は、冷媒循環路としてのＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１と、当該ＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機３５とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御する。
説明を追加すると、ＧＨＰチラー３０は、図１に示すように、エンジンＥにて駆動されるエンジン駆動式圧縮機３５と、ＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１を循環する冷媒を膨張するＧＨＰ膨張弁３２と、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３と、冷媒と室外空気とを熱交換する形態で冷媒を凝縮又は蒸発させるＧＨＰ空気熱交換器３６とを備えて構成されている。
更に、ＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１には、エンジン駆動式圧縮機３５、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３、ＧＨＰ膨張弁３２、及びＧＨＰ空気熱交換器３６とに記載の順に冷媒を通流させる加熱運転と、エンジン駆動式圧縮機３５、ＧＨＰ空気熱交換器３６、ＧＨＰ膨張弁３２、及びＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３とに記載の順に冷媒を通流させる冷却運転とを切り替えるＧＨＰ四方弁３４が設けられている。

ＥＨＰチラー４０は、冷媒循環路としてのＥＨＰ冷媒循環路Ｃ２と、当該ＥＨＰ冷媒循環路Ｃ２を循環する冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機４５とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御する。
説明を追加すると、ＥＨＰチラー４０は、図１に示すように、モータＭにて駆動される電気駆動式圧縮機４５と、ＥＨＰ冷媒循環路Ｃ２を循環する冷媒を膨張するＥＨＰ膨張弁４２と、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３と、冷媒と室外空気とを熱交換する形態で冷媒を凝縮又は蒸発させるＥＨＰ空気熱交換器４６とを備えて構成されている。
更に、ＥＨＰ冷媒循環路Ｃ２には、電気駆動式圧縮機４５、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３、ＥＨＰ膨張弁４２、及びＥＨＰ空気熱交換器４６とに記載の順に冷媒を通流させる加熱運転と、電気駆動式圧縮機４５、ＥＨＰ空気熱交換器４６、ＥＨＰ膨張弁４２、及びＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３とに記載の順に冷媒を通流させる冷却運転とを切り替えるＥＨＰ四方弁４４が設けられている。

即ち、当該実施形態に係るチラーシステム１００は、ＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１とＥＨＰ冷媒循環路Ｃ２とを各別に備えている。

チラーシステム１００では、熱需要部５０にて温熱又は冷熱を供給する水等の第１熱媒体を循環する第１熱媒体循環路Ｃ３が設けられており、当該第１熱媒体循環路Ｃ３には、第１熱媒体を圧送する圧送ポンプＰが設けられると共に、熱需要部５０を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３とＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３とが上流側から記載の順に直列に設けられている。
熱需要部５０は、設定入力部（図示せず）にて設定される目標温度と第１熱媒体の温度とから上記圧送ポンプＰの回転数を制御する。

更に、当該第１熱媒体循環路Ｃ３には、熱需要部５０を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３の入口の第１熱媒体の温度（熱需要部５０とＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３との間の温度）を計測する第１温度センサＳ１、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３の出口（ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の入口）の第１熱媒体の温度を計測する第２温度センサＳ２、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の出口の第１熱媒体の温度（ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３と熱需要部５０との間の温度）を計測する第３温度センサＳ３とを備えている。また、第１熱媒体循環路Ｃ３を通流する第１熱媒体の流量を計測する流量センサＳ４が設けられている。
ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、熱需要部５０の設定入力部（図示せず）にて入力された第１熱媒体の目標温度、第１温度センサＳ１にて計測される温度、第２温度センサＳ２にて計測される温度、第３温度センサＳ３にて計測される温度、及び流量センサＳ４にて計測される流量とを受信可能に構成されている。

尚、当該実施形態に係るチラーシステム１００にあっては、上述したように、ＧＨＰ制御装置３１とＥＨＰ制御装置４１とが各別に設けられ互いに通信しない簡易な構成を採用しているが、このような構成にあっても、熱需要部５０での加熱冷却負荷に基づいて、ＧＨＰチラー３０及びＥＨＰチラー４０夫々の運転容量比率が適切に制御される構成が採用されている。
換言すると、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１は、現状の負荷における全運転量に対するＧＨＰチラー３０の運転容量比率及びＥＨＰチラー４０の運転容量比率を制御する運転容量比率制御を実行可能に構成されている。

説明を追加すると、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、熱需要部５０の設定入力部にて設定された目標温度と第１温度センサＳ１にて計測される温度との温度差に、流量センサＳ４にて計測される流量を積算して、熱需要部５０での要求負荷を導出する。
ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、各負荷における自身の運転容量比率の関係を示す運転制御マップを記憶しており、上述の導出された負荷における自身の運転容量比率を運転制御マップから呼び出す。
ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の入口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体入口温度（第２温度センサＳ２にて計測される温度）と出口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体出口温度（第３温度センサＳ３にて計測される温度）との温度差であるＧＨＰ第１熱媒体温度差と、ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３の入口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体入口温度（第１温度センサＳ１にて計測される温度）と出口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体出口温度（第２温度センサＳ２にて計測される温度）との温度差であるＥＨＰ第１熱媒体温度差との比率を変更する形態で、運転容量比率制御を実行する。
具体的には、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、運転容量比率制御において、ＧＨＰチラー３０の運転容量比率とＥＨＰチラー４０の運転容量比率との比に対応して、ＧＨＰ第１熱媒体温度差とＥＨＰ第１熱媒体温度差との比を制御する。
当該実施形態においては、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、運転容量比率制御において、ＧＨＰチラー３０の運転容量比率とＥＨＰチラー４０の運転容量比率との比を、ＧＨＰ第１熱媒体温度差とＥＨＰ第１熱媒体温度差の比に一致させる制御を実行する。

通常、チラーシステム１００では、熱需要部５０にて要求される目標温度を、比較的高精度に満たす必要があるが、上記特徴構成によれば、ＧＨＰチラー３０は、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の出口温度を、第１熱媒体の目標温度に制御するシンプルな制御が実行されるから、熱需要部５０へ導かれる第１熱媒体を、比較的高い精度で目標温度に制御できる。更に、ＧＨＰチラー３０とＥＨＰチラー４０との夫々は、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３を通過前後の第１熱媒体の温度差と、及びＥＨＰ第１熱媒体熱交換器４３を通過前後の第１熱媒体の温度差との比率を、運転容量比率に合わせるという比較的簡易な制御により、運転容量比率を所望の値に制御することができる。

ここで、電気事業者Ｄｅから供給される電力は、電力線Ｄにより、施設の各電力負荷へ供給されるように構成されている。施設が電気事業者Ｄｅから電力線Ｄを介して受電する実際の受電電力は、受電電力測定部１０を用いて測定される。
当該実施形態に係るチラーシステム１００では、デマンド制御をも実行可能に構成されている。
具体的には、ＥＨＰ制御装置４１は、受電電力測定部１０の測定結果に基づいて、電気事業者Ｄｅから電力の供給を受ける熱需要部５０が設けられる施設（図示せず）における電力デマンドを予測する電力デマンド予測処理を実行し、電気事業者Ｄｅとの間で決定された施設の電力使用量の最大値である契約電力を、電力デマンド予測処理にて予測される施設の電力デマンドが超えないように、ＥＨＰチラー４０の運転容量比率を制御するデマンド制御を実行する。
更に、ＧＨＰ制御装置３１は、ＥＨＰ制御装置４１がデマンド制御している状態で、第１熱媒体循環路Ｃ３において熱需要部５０を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の出口の第１熱媒体の温度（第３温度センサＳ３にて計測される温度）が目標温度となるように、ＧＨＰチラー３０の運転容量比率を制御する。

当該制御により、ＧＨＰチラー３０の運転容量比率を制御するＧＨＰ制御装置３１と、ＥＨＰチラー４０の運転容量比率を制御するＥＨＰ制御装置４１とを各別に備える構成であっても、電力デマンドが契約電力を超えないように制御しつつ、ＧＨＰチラー３０とＥＨＰチラー４０との運転容量比率を適切に制御でき、且つ第１熱媒体の温度を精度良く所望の目標温度に制御できる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、ＧＨＰ制御装置３１とＥＨＰ制御装置４１とは、互いに独立して別体に設けられ、且つ互いに通信しない状態で設けられている構成例を示した。
しかしながら、ＧＨＰ制御装置３１とＥＨＰ制御装置４１とは、一体の制御装置として構成しても構わない。又は、互いに通信する状態で設けられていても構わない。

（２）上記実施形態では、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１の夫々は、ＧＨＰ第１熱媒体温度差とＥＨＰ第１熱媒体温度差との比率を変更する形態で、運転容量比率制御を実行する例を示した。
当該温度差については、以下の如く補正しても構わない。
因みに、以下では、説明を簡略化するべく、ＧＨＰチラー３０で冷却運転を実行する場合を例として説明するが、ＥＨＰチラー４０においても同様の論理が成立し、また、加熱運転においても同様の論理が成立する。
ＧＨＰチラー３０にあっては、理論上は、図２に示すように、ＧＨＰ冷媒循環路Ｃ１を循環する冷媒流量が一定である場合で、ＧＨＰチラー３０において冷却運転を実行するとき、即ち、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３が、第１熱媒体を冷却する冷却器として働くときには、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３における冷媒温度（蒸発温度）を高く設定するほど、エンジン駆動式圧縮機３５における圧縮仕事（図２でＷ）は減少するが、冷媒の蒸発過程でのエンタルピー変化量（図２でｈ）は少し増加（図２でΔｈ）するため、成績係数（（ｈ＋Δｈ）／（Ｗ－ΔＷ））は高くなる。
そこで、上記特徴構成にあっては、ＧＨＰ制御装置３１は、チラーシステム１００の効率向上を図るべく、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の入口での第１熱媒体の温度（第２温度センサＳ２で計測される温度）と、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３を通過する冷媒の温度（蒸発温度）との温度差である冷媒温度差が小さくなるように、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３を通過する冷媒の温度（蒸発温度）を上昇させる冷媒温度補正制御を行う。
しかしながら、実際には、このように蒸発温度（蒸発温度）を高くする場合、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３での第１熱媒体の温度と冷媒の温度との温度差である冷媒温度差が小さくなるため、第１熱媒体と冷媒との熱交換に要する時間が長くなり、十分な仕事量を確保できない虞がある。
そこで、上記冷媒温度補正制御では、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３の入口での第１熱媒体の温度と、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３を通過する冷媒の温度（蒸発温度）との温度差である冷媒温度差が、補正判定温度差（例えば、５℃以上６℃以下程度の温度差）を超えている場合であって、冷媒温度（蒸発温度）を上昇させたとしても、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３において十分な仕事量を確保できると想定される場合に、冷媒温度差が小さくなるように（例えば、５℃以上６℃以下程度の温度差まで小さくなるように）、ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器３３を通過する冷媒の温度を制御する、具体的には、ＧＨＰ膨張弁３２の弁開度と、エンジン駆動式圧縮機３５の回転数及びトルクを制御するのである。

（３）上記実施形態では、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１は、第１熱媒体循環路Ｃ３を通流する第１熱媒体の流量を、流量センサＳ４の計測結果を受信する形で取得する構成例を示した。
しかしながら、他の例として、ＧＨＰ制御装置３１及びＥＨＰ制御装置４１は、圧送ポンプＰの回転数に基づいて、第１熱媒体循環路Ｃ３を通流する第１熱媒体の流量を演算から導出して取得する構成を採用しても構わない。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明のチラーシステムは、低負荷においても効率の低下を緩和できるチラーシステムとして、有効に利用可能である。

３０ ：ＧＨＰチラー
３１ ：ＧＨＰ制御装置
３３ ：ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器
３５ ：エンジン駆動式圧縮機
４０ ：ＥＨＰチラー
４１ ：ＥＨＰ制御装置
４３ ：ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器
４５ ：電気駆動式圧縮機
５０ ：熱需要部
１００ ：チラーシステム
Ｃ１ ：ＧＨＰ冷媒循環路
Ｃ２ ：ＥＨＰ冷媒循環路
Ｃ３ ：第１熱媒体循環路
Ｅ ：エンジン

Claims (6)

1. 熱需要部にて温熱又は冷熱を供給する第１熱媒体を循環する第１熱媒体循環路と、冷媒を循環する冷媒循環路と、当該冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御するＧＨＰチラーを備えるチラーシステムであって、
   前記冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機を有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第１熱媒体の温度を制御するＥＨＰチラーを備え、
   前記ＧＨＰチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＧＨＰ第１熱媒体熱交換器と、当該ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのＧＨＰ冷媒循環路とを有し、
   前記ＥＨＰチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第１熱媒体を加熱又は冷却するＥＨＰ第１熱媒体熱交換器と、当該ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのＥＨＰ冷媒循環路とを有し、
   前記ＧＨＰ冷媒循環路と前記ＥＨＰ冷媒循環路とは各別に備え、
   前記第１熱媒体循環路において、前記熱需要部を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器と前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器とを、上流側から記載の順に直列に設けているチラーシステム。
2. 現状の負荷における全運転容量に対する前記ＧＨＰチラーの運転容量比率及び前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御する運転容量比率制御を実行する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体入口温度と出口の第１熱媒体の温度であるＧＨＰ第１熱媒体出口温度との温度差であるＧＨＰ第１熱媒体温度差と、前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体入口温度と出口の第１熱媒体の温度であるＥＨＰ第１熱媒体出口温度との温度差であるＥＨＰ第１熱媒体温度差との比率である温度差比率を変更する形態で、前記運転容量比率制御を実行する請求項１に記載のチラーシステム。
3. 前記制御装置は、前記運転容量比率制御において、前記ＧＨＰチラーの運転容量比率と前記ＥＨＰチラーの運転容量比率との比に対応して、前記ＧＨＰ第１熱媒体温度差と前記ＥＨＰ第１熱媒体温度差との比を制御する請求項２に記載のチラーシステム。
4. 前記制御装置は、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器の入口での第１熱媒体の温度と、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度との温度差である冷媒温度差が、補正判定温度差を超えている場合、
   前記冷媒温度差が小さくなるように、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器及び前記ＥＨＰ第１熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度を制御する冷媒温度補正制御を実行する請求項２又は３に記載のチラーシステム。
5. 現状の負荷における全運転容量に対する前記ＧＨＰチラーの運転容量比率及び前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記熱需要部での第１熱媒体の目標温度を取得可能に構成され、
   前記制御装置は、前記熱需要部が設けられ電気事業者から電力の供給を受ける施設における電力デマンドを予測する電力デマンド予測処理を実行し、
   前記電気事業者との間で決定された前記施設の電力使用量の最大値である契約電力を、前記電力デマンド予測処理にて予測される前記施設の電力デマンドが超えないように、前記ＥＨＰチラーの運転容量比率を制御するデマンド制御を実行し、
   前記デマンド制御している状態で、前記第１熱媒体循環路において前記熱需要部を始点としたときの第１熱媒体通流方向で、前記ＧＨＰ第１熱媒体熱交換器の出口の第１熱媒体の温度が前記目標温度となるように前記ＧＨＰチラーの運転容量比率を制御する請求項１～４の何れか一項に記載のチラーシステム。
6. 前記ＧＨＰチラーの運転を制御するＧＨＰ制御装置と、前記ＥＨＰチラーの運転を制御するＥＨＰ制御装置とを互いに独立して各別に備えている請求項１～５の何れか一項に記載のチラーシステム。

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