JP7456301B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本開示は、空調システムに関するものである。

空調システムにおいては、水を加熱又は冷却して吐出する熱源装置と、通過する空気と熱源装置から吐出される吐出水とを熱交換させる熱交換器を有し、熱交換器を通過した空気を対象空間に送る空気調和装置と、吐出水の温度の目標値である目標水温を設定する制御部と、を備え、制御部は、熱交換器を通過した空気の温度の目標値と、外気温と、に基づいて目標水温を設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１７３２２１号公報

特許文献１に示されるような空調システムにおいては、外気温から空調負荷を見積もって熱源機の目標水温を設定している。しかしながら、特に空気調和装置が運転を開始した直後等においては建物の躯体及び室内の什器等も空調負荷に影響する。この場合、外気温から見積もった空調負荷は過少であり、室温維持に必要な空調能力が確保できない可能性がある。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、室温維持が可能な空調能力の確保と、熱源機における消費エネルギー量の低減との両立を図ることが可能である空調システムを提供することにある。

本開示に係る空調システムは、熱媒体を目標熱源温度になるように冷却又は加熱する熱源機と、前記熱源機により冷却又は加熱された熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、外気温を取得する外気温取得手段と、外気温に応じた空調負荷を演算する負荷演算部と、過去の運転時における外気温と前記熱源機が実際に発揮した能力とを対応付けた実績データを記憶する記憶部と、前記目標熱源温度を設定する目標熱源温度設定部と、を備え、前記目標熱源温度設定部は、前記記憶部に記憶された前記実績データを用いて特定した前記熱源機の能力と前記負荷演算部が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて前記目標熱源温度を設定する。

または、本開示に係る空調システムは、熱媒体を目標熱源温度になるように加熱する熱源機と、前記熱源機により加熱された熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、外気温を取得する外気温取得手段と、外気温に応じた空調負荷を演算する負荷演算部と、過去の一定期間内の運転時において、前記熱源機が運転を開始してから前記熱源機が実際に発揮した能力が前記負荷演算部により演算された空調負荷を初めて下回った時点のうち最遅の時点を設定開始時点として特定する設定開始時点特定部と、前記目標熱源温度を設定する目標熱源温度設定部と、を備え、前記目標熱源温度設定部は、前記設定開始時点の以降において、前記負荷演算部が演算した空調負荷に基づいて前記目標熱源温度を設定する。

本開示に係る空調システムによれば、室温維持が可能な空調能力の確保と、熱源機における消費エネルギー量の低減との両立を図ることが可能であるという効果を奏する。

実施の形態１に係る空調システムの全体構成を示す図である。 実施の形態１に係る空調システムにおける実績データの一例を示す図である。 実施の形態１に係る空調システムにおける外気温から演算される空調負荷の一例を示す図である。 実施の形態１に係る空調システムの動作の一例を示すフロー図である。 実施の形態２に係る空調システムが備えるシステム制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る空調システムにおける空調負荷の日変化の一例を示す図である。 実施の形態２に係る空調システムにおいて設定開始時点を特定する一例を説明する図である。

本開示に係る空調システムを実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

実施の形態１．
図１から図４を参照しながら、本開示の実施の形態１について説明する。図１は空調システムの全体構成を示す図である。図２は空調システムにおける実績データの一例を示す図である。図３は空調システムにおける外気温から演算される空調負荷の一例を示す図である。図４は空調システムの動作の一例を示すフロー図である。

ここでは、この実施の形態に係る空調システムが、水空調システム１である場合の構成例について説明する。水空調システム１は、熱媒体として水を使用した空調システムである。なお、空調システムの熱媒体は水に限られない。熱媒体としてブラインを用いてもよい。

この実施の形態に係る水空調システム１は、図１に示すように、熱源機１００と室内機２００とを備えている。熱源機１００は、例えば、水空調システム１が設置される建物の屋上等に設置される。室内機２００は、水空調システム１が設置される建物の屋内に設置される。

熱源機１００は空気熱源ヒートポンプである。熱源機１００は、冷凍サイクルを備えており、熱媒体である水を加熱又は冷却する。それぞれの熱源機１００の水出口からは、熱源機１００により加熱又は冷却された水が排出される。

室内機２００は、例えばエアーハンドリングユニットである。室内機２００には、室内に設置された吸込口からダクトを介して室内空気が供給される。そして、室内機２００で温調された空気は、ダクトを介して吹出口から室内に供給される。

熱源機１００は、冷媒配管１１０、圧縮機１０１、四方弁１０２、熱源機熱交換器１１１、熱源機ファン１０４、膨張弁１０３及び水熱交換器１１２を備えている。室内機２００は、室内機熱交換器２１１、室内機ファン２０１及び流量調整弁２０２を備えている。熱源機１００と室内機２００とは水配管１０で接続されている。水配管１０は、熱源機１００の水熱交換器１１２と室内機２００の室内機熱交換器２１１との間で循環的に設けられている。水配管１０内には、熱媒体である水が封入されている。水配管１０には、水ポンプ１１が設けられている。

冷媒配管１１０は、熱源機１００の熱源機熱交換器１１１と水熱交換器１１２との間で循環的に設けられている。冷媒配管１１０内には冷媒が封入されている。冷媒配管１１０内に封入される冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいものを用いることが地球環境保護上の観点からいって望ましい。

冷媒配管１１０は、圧縮機１０１、四方弁１０２、水熱交換器１１２、膨張弁１０３及び熱源機熱交換器１１１を環状に接続している。したがって、熱源機熱交換器１１１と水熱交換器１１２との間で冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。圧縮機１０１は、供給された冷媒を圧縮して冷媒の圧力及び温度を高める機器である。圧縮機１０１は、例えば、ロータリ圧縮機、あるいは、スクロール圧縮機等を用いることができる。膨張弁１０３は、流入した冷媒を膨張させ、冷媒の圧力を低下させる。すなわち、膨張弁１０３は、冷媒を減圧させる減圧装置である。

熱源機熱交換器１１１は、熱源機熱交換器１１１に流入した冷媒と空気との間で熱を交換させる空気熱交換器である。熱源機ファン１０４は、熱源機１００の筐体内に形成された風路中に気流を発生させ、外気が熱源機熱交換器１１１の周囲を通過するように送風する。熱源機熱交換器１１１は、流入した冷媒を蒸発又は凝縮させることにより、熱源機ファン１０４から送られる空気と冷媒との間で熱交換をさせる。

水熱交換器１１２は、水熱交換器１１２に流入した冷媒と水との間で熱を交換させる。水配管１０は、室内機熱交換器２１１、水熱交換器１１２及び水ポンプ１１を環状に接続している。そして、水ポンプ１１は、環状に形成された水配管１０と室内機熱交換器２１１及び水熱交換器１１２とに水を流通させる。

室内機熱交換器２１１は、室内機熱交換器２１１に流入した水と空気との間で熱を交換させる。室内機ファン２０１は、室内機２００の筐体内に形成された風路中に気流を発生させ、室内空気が室内機熱交換器２１１の周囲を通過するように送風する。室内機熱交換器２１１は、流入した高温または低温の水を、室内機ファン２０１から送られる室内空気と熱交換させることで室内の空気と熱交換させる。

このようにして構成された冷媒回路及び水回路は、熱源機熱交換器１１１において冷媒と空気の間で熱交換を行い、水熱交換器１１２において冷媒と水の間で熱交換を行い、さらに、室内機熱交換器２１１において水と空気の間で熱交換を行うことにより、室内機２００と熱源機１００との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。この際、四方弁１０２を切り換えることにより、冷媒回路における冷媒の循環方向を反転させて冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。なお、熱源機１００の冷媒回路は、水、ブライン等の熱媒体を用いた熱媒体回路であってもよい。

図示の構成例においては、水空調システム１はバイパス配管２０を備えている。バイパス配管２０により、熱源機１００から流出した水を室内機２００を通過させずに熱源機１００に戻すバイパス流路が形成されている。バイパス配管２０には、バイパス弁２１が設けられている。バイパス弁２１の開度を変えることにより、バイパス流路の水の流量、すなわち、熱源機１００から流出してから室内機２００を通過することなく、そのまま熱源機１００に戻される水の流量を調節することができる。

この実施の形態の水空調システム１は、出口水温センサ１２１及び入口水温センサ１２２を備えている。出口水温センサ１２１及び入口水温センサ１２２は、熱源機１００に設けられている。出口水温センサ１２１は、熱源機１００の水熱交換器１１２から排出された水の温度を検出する。すなわち、出口水温センサ１２１は、熱源機１００により加熱又は冷却された水の温度を検出するセンサである。また、入口水温センサ１２２は、熱源機１００の水熱交換器１１２に流入する前の水の温度を検出する。すなわち、入口水温センサ１２２は、室内機２００から戻ってきた、熱源機１００により加熱又は冷却される前の水の温度を検出するセンサである。

この実施の形態の水空調システム１は、外気温センサ４００を備えている。外気温センサ４００は、水空調システム１が設置された建物の屋外の気温すなわち外気温を検出するセンサである。

水空調システム１は、熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０を備えている。システム制御装置３２０は、水空調システム１全体の動作全般を制御する。熱源機制御装置３１０とシステム制御装置３２０とは、通信可能に設けられている。熱源機制御装置３１０は、システム制御装置３２０による指令の下で熱源機１００の動作を制御する。

熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれは、ハードウェアとして、例えば、プロセッサ及びメモリを備えたコンピュータから構成されている。プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びＤＶＤ等が該当する。

熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれのメモリには、ソフトウェアとしてのプログラムが記憶される。そして、熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれは、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することによって予め設定された処理を実施し、ハードウェアとソフトウェアとが協働した結果として、以下に説明する熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれの機能を実現する。

なお、熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれの回路は、例えば、専用のハードウェアとして形成されてもよい。熱源機制御装置３１０及びシステム制御装置３２０のそれぞれの回路の一部が専用のハードウェアとして形成され、かつ、当該回路にプロセッサ及びメモリが備えられていてもよい。一部が専用のハードウェアとして形成される回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、これらを組み合わせたものが該当する。

システム制御装置３２０は、データ取得部３２１、記憶部３２２、負荷演算部３２３、目標熱源温度設定部３２４及び電力量監視部３２５を備えている。データ取得部３２１は、水空調システム１の制御に用いる各種データを取得する。この実施の形態においては、データ取得部３２１は、出口水温センサ１２１、入口水温センサ１２２及び外気温センサ４００を検出結果を取得する。外気温センサ４００及びデータ取得部３２１は、外気温を取得する外気温取得手段を構成している。また、データ取得部３２１は、熱源機１００の消費電力量Ｗ［ｋＷｈ］を取得し、熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴ［ｋＷｈ］を算出する。

さらに、データ取得部３２１は、次の（１）式を用いて、熱源機１００の能力比ｑｈｒ［％］を算出する。（１）式において、ｑｈ［ｋＷ］は熱源機１００の能力であり、ｑｈ０［ｋＷ］は熱源機１００の定格能力である。熱源機１００の能力ｑｈは、出口水温センサ１２１及び入口水温センサ１２２の検出結果から算出することができる。熱源機１００の定格能力ｑｈ０は、熱源機１００の仕様から定まる。

ｑｈｒ＝ｑｈ／ｑｈ０ ・・・ （１）

記憶部３２２は、熱源機１００の実績データを記憶している。記憶部３２２が記憶する実績データは、データ取得部３２１により取得されたデータに基づいている。熱源機１００の実績データは、過去の運転時における外気温と熱源機１００が実際に発揮した能力とを対応付けたデータである。図２に、実績データの一例を示す。同図に示す例では、熱源機１００が実際に発揮した能力として能力比ｑｈｒを用いている。また、記憶部３２２は、熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴについても記憶する。

負荷演算部３２３は、外気温Ｔｏに応じた空調負荷ｒを演算する。外気温Ｔｏに応じた空調負荷ｒ［％］の演算には、例えば次の（２）式が用いられる。（２）式において、ａ、ｂはそれぞれ定数である。図３に（２）による外気温Ｔｏと空調負荷ｒとの関係の一例を示す。同図に示す例では、暖房の場合、ａ＝－０．０８３４、ｂ＝１である。また、冷房の場合、ａ＝０．０５８８、ｂ＝－１．０５８４である。なお、空調負荷ｒの取り得る値の範囲は０％から１００％とする。

ｒ＝ａ×Ｔｏ＋ｂ ・・・ （２）

目標熱源温度設定部３２４は、目標熱源温度を設定する。そして、熱源機制御装置３１０は、出口水温センサ１２１により検出された水温が目標熱源温度設定部３２４により設定された目標熱源温度と等しくなるように、熱源機１００の動作を制御する。したがって、熱源機１００は、熱媒体である水を目標熱源温度になるように冷却又は加熱する。

次に、この実施の形態の水空調システム１における目標熱源温度設定部３２４による目標熱源温度の設定について説明する。目標熱源温度設定部３２４は、まず、記憶部３２２に記憶されている実績データを参照して、データ取得部３２１が取得した現在の外気温Ｔｏに対応する熱源機１００の能力比ｑｈｒを特定する。次に、目標熱源温度設定部３２４は、現在の外気温Ｔｏに対応する熱源機１００の能力比ｑｈｒと、負荷演算部３２３が演算した現在の外気温Ｔｏにおける空調負荷ｒとを比較する。そして、能力比ｑｈｒと空調負荷ｒとのうち大きい方に基づいて、目標熱源温度Ｔｗｏ’を設定する。この際、目標熱源温度設定部３２４は、例えば、暖房運転の場合であれば次の（３）式を用いて目標熱源温度Ｔｗｏ’［℃］を算出する。

Ｔｗｏ’＝Ｘ×Ｔｗｏ＋（１－Ｘ）×Ｔｒ＋（１－Ｘ）×０．５×ΔＴ ・・・ （３）

この（３）式において、能力比ｑｈｒと空調負荷ｒとのうち大きい方をＸとする。また、（３）式において、Ｔｗｏ［℃］は定格目標熱源温度であり、ΔＴ［℃］は熱源機１００の出入口水温差であり、Ｔｒ［℃］は室内温度である。定格目標熱源温度Ｔｗｏは水空調システム１の仕様により定まる。例えば暖房運転の場合、定格目標熱源温度Ｔｗｏは４５［℃］等である。熱源機１００の出入口水温差ΔＴは、水空調システム１の仕様により定まる定格値を用いる。熱源機１００の出入口水温差ΔＴは、具体的に例えば、５［℃］等である。室内温度Ｔｒは、例えば一般的な空調時の設定温度とする。具体的に例えば、暖房運転時であれば、室内温度Ｔｒを２０［℃］等とする。なお、室内機２００による空調の設定温度が取得できれば、この設定温度を室内温度Ｔｒとしてもよい。

このようにして、目標熱源温度設定部３２４は、記憶部３２２に記憶された実績データを用いて特定した熱源機１００の能力と負荷演算部３２３が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて目標熱源温度を設定する。ここで、（３）式は次の（３）’式のように変形できる。

｛（Ｔｗｏ’－０．５×ΔＴ）－Ｔｒ｝／（｛（Ｔｗｏ－０．５×ΔＴ）－Ｔｒ｝＝Ｘ ・・・ （３）’

この（３）’の右辺Ｘは、過去の実績データから推定される熱源機１００の能力比ｑｈｒと、外気温Ｔｏから演算される空調負荷ｒとのうちの大きい方である。また、（３）’の左辺は、定格目標熱源温度Ｔｗｏを目標熱源温度Ｔｗｏ’に緩和した場合の熱源機１００の能力比である。なお、ここでいう目標熱源温度を緩和するというのは、暖房運転時であれば目標熱源温度を定格よりも低くし、冷房運転時であれば目標熱源温度を定格よりも高くすることを指す。（３）’の両辺が等しいということは、緩和された目標熱源温度Ｔｗｏ’により、負荷Ｘに対して室温を維持する空調が可能であることを意味している。したがって、以上のように構成された水空調システム１によれば、過去の実績データにおいて、外気温Ｔｏから演算される空調負荷ｒよりも大きい負荷となるような温度条件においても、室温維持が可能な能力を確保しつつ、目標熱源温度Ｔｗｏ’を定格よりも緩和して消費エネルギー量の低減を図ることが可能である。

以上のように構成された水空調システム１における目標熱源温度Ｔｗｏ’の設定について、具体的な数値例を挙げて説明する。例えば、外気温Ｔｏ＝３℃のときに暖房運転を行う場合、負荷演算部３２３により演算される空調負荷ｒは（２）式より７５％である。一方、図２に示す例では、外気温Ｔｏ＝３℃のときの能力比ｑｈｒは９０％である。空調負荷ｒ＝７５％と能力比ｑｈｒ＝９０％とを比較すると、能力比ｑｈｒ＝９０％の方が大きい。したがって、（３）式におけるＸは能力比ｑｈｒの値である９０％となる。よって、（３）式より、目標熱源温度Ｔｗｏ’は４２．７５℃となる。ここで比較のために空調負荷ｒ＝７５％を用いて算出した目標熱源温度Ｔｗｏ’は、３９．３７５℃となる。Ｘとして能力比ｑｈｒ＝９０％を用いて算出した目標熱源温度Ｔｗｏ’＝４２．７５℃は、空調負荷ｒ＝７５％を用いて算出した目標熱源温度Ｔｗｏ’＝３９．３７５℃よりも高く、かつ、定格目標熱源温度Ｔｗｏ＝４５℃よりも低い。したがって、室温維持が可能な能力を確保しつつ、目標熱源温度Ｔｗｏ’を定格よりも緩和して消費エネルギー量の低減を図ることが可能である。なお、以上の（３）式、（３）’式及びこれらの式に関連する説明は暖房運転の場合についての例だが、冷房運転においても負荷Ｘに対して室温を維持する空調が可能なように、緩和された目標熱源温度Ｔｗｏ’を決定することができる。

ここで、前述したように、記憶部３２２は、現在までの熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴを記憶している。この実施の形態の水空調システム１は、電力量監視部３２５を備えている。電力量監視部３２５は、記憶部３２２に記憶、蓄積される熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴについて監視している。電力量監視部３２５は、熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴが基準電力量以上であるか否かを判定する。基準電力量は、水空調システム１が設置された建物の管理者等が予め設定する。

そして、目標熱源温度設定部３２４は、電力量監視部３２５により熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴが基準電力量以上であると判定された場合に、（３）式を用いて算出した緩和された目標熱源温度Ｔｗｏ’を設定するようにしてもよい。すなわち、目標熱源温度設定部３２４は、消費電力量の積算値が予め設定された基準電力量以上の場合に、記憶部３２２に記憶された実績データを用いて特定した熱源機１００の能力と負荷演算部３２３が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて目標熱源温度を設定するようにしてもよい。

このようにすることで、消費電力量の積算値が基準電力量以上となってしまい、これ以上の消費電力量増加を抑制したい場合に、目標熱源温度Ｔｗｏ’を定格よりも緩和して消費エネルギー量の低減を図ることが可能である。そして、消費電力量の積算値が基準電力量まで余裕がある場合には、目標熱源温度を定格目標熱源温度Ｔｗｏとすることで、確実に空調能力を担保できる。

また、目標熱源温度設定部３２４は、外気温Ｔｏが基準気温範囲内の場合に、（３）式を用いて算出した緩和された目標熱源温度Ｔｗｏ’を設定するようにしてもよい。すなわち、目標熱源温度設定部３２４は、外気温が基準気温範囲内の場合に、記憶部３２２に記憶された実績データを用いて特定した熱源機１００の能力と負荷演算部３２３が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて目標熱源温度を設定するようにしてもよい。ここで、基準気温範囲は予め設定される気温範囲である。この際、基準気温範囲は、負荷演算部３２３により外気温Ｔｏから演算される負荷ｒが１００［％］以下となる温度範囲にするとよい。図３の例では、基準気温範囲は０℃以上３５℃以下の範囲内に含まれる温度範囲にする。外気温が基準気温範囲から外れた猛暑時、厳寒時には、目標熱源温度を定格目標熱源温度Ｔｗｏとすることで、確実に空調能力を担保できる。

次に、図４のフロー図を参照しながら、以上のように構成された水空調システム１の動作例について説明する。まず、ステップＳ０１において、データ取得部３２１は、各種データを取得する。続くステップＳ０２において、電力量監視部３２５は、熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴが基準電力量以上であるか否かを判定する。熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴが基準電力量以上であれば、処理はステップＳ０３へと進む。

ステップＳ０３においては、負荷演算部３２３は、ステップＳ０１でデータ取得部３２１が取得した外気温Ｔｏに基づいて、（２）式を用いて空調負荷ｒを演算する。続くステップＳ０４において、目標熱源温度設定部３２４は、（３）式を用いてＴｗｏ’を算出し、算出したＴｗｏ’により目標熱源温度を設定する。ステップＳ０４の処理が完了すると、一連の動作は終了となる。

一方、ステップＳ０２において、熱源機１００の消費電力量の積算値ＷＴが基準電力量以上でない場合、処理はステップＳ０５へと進む。ステップＳ０５においては、目標熱源温度設定部３２４は、ステップＳ０１でデータ取得部３２１が取得した外気温Ｔｏが基準温度範囲内であるか否かを判定する。外気温Ｔｏが基準温度範囲内であれば、処理はステップＳ０３へと進む。一方、外気温Ｔｏが基準温度範囲内でない場合、処理はステップＳ０６へと進む。ステップＳ０６においては、目標熱源温度設定部３２４は、目標熱源温度を定格目標熱源温度Ｔｗｏに設定する。ステップＳ０６の処理が完了すると、一連の動作は終了となる。

実施の形態２．
図５から図７を参照しながら、本開示の実施の形態２について説明する。図５は空調システムが備えるシステム制御装置の構成を示すブロック図である。図６は空調システムにおける空調負荷の日変化の一例を示す図である。図７は空調システムにおいて設定開始時点を特定する一例を説明する図である。

ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、過去の一定期間内の暖房運転時に、熱源機が運転を開始してから熱源機が実際に発揮した能力が負荷演算部が演算した空調負荷を初めて下回った時点のうち最遅の時点を設定開始時点として特定し、この特定した設定開始時点以降で、外気温から演算した空調負荷に基づいて目標熱源温度を設定するようにしたものである。以下、この実施の形態２に係る空調システムについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。説明を省略した構成については実施の形態１と基本的に同様である。以降の説明においては、実施の形態１と同様の又は対応する構成について、原則として実施の形態１の説明で用いたものと同じ符号を付して記載する。

この実施の形態に係る空調システムが備えるシステム制御装置３２０は、図５に示すように、データ取得部３２１、記憶部３２２、負荷演算部３２３、目標熱源温度設定部３２４及び電力量監視部３２５に加えて、さらに設定開始時点特定部３２６を備えている。これらの各部のうちデータ取得部３２１、負荷演算部３２３及び電力量監視部３２５については実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。

この実施の形態の記憶部３２２には、過去の一定期間である過去Ｎ日間のデータが記憶されている。ここでＮは１以上の整数である。ここでは具体的に例えば、過去１４日間のデータを記憶部３２２が記憶する。そして、記憶部３２２は、過去Ｎ日間のそれぞれの日において、熱源機１００が運転を開始してから、熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３により演算された空調負荷を初めて下回った時点に関する情報を記憶する。

熱源機１００が運転を開始してから、熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３により演算された空調負荷を初めて下回った時点について、図５を参照しながら説明する。図５において、実線で示すのは、負荷演算部３２３が演算した空調負荷ｒの時間変化である。また、破線で示すのは、データ取得部３２１が算出した熱源機１００が実際に発揮した能力比ｑｈｒの時間変化である。主に暖房運転を行う冬季においては、夜間の暖房停止中に建物の躯体が冷却される。このため、１日における運転開始当初は、冷えた躯体を温めるために空調負荷が増大する。したがって、図中の矢印で示す時間帯では熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３が外気温から演算した空調負荷より大きい状態である。そして、暖房運転時間が経過して躯体が温められ、時点ｔ０において、熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３が演算した空調負荷を初めて下回る。この時点ｔ０が、熱源機１００が運転を開始してから、熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３により演算された空調負荷を初めて下回った時点である。

このようにして、記憶部３２２は、過去Ｎ日間のそれぞれの日において、時点ｔ０に関する情報を記憶している。設定開始時点特定部３２６は、図７に示すように、記憶部３２２に記憶されている過去Ｎ日間の時点ｔ０について最も遅い時点を設定開始時点として特定する。図７に示す例では、１日前のｔ０を設定開始時点とする。そして、この実施の形態においては、目標熱源温度設定部３２４は、設定開始時点特定部３２６により特定された設定開始時点以降、負荷演算部３２３が演算した空調負荷に基づいて目標熱源温度を設定する。

設定開始時点より前については、負荷演算部３２３が演算した空調負荷に基づく目標熱源温度の設定は禁止される。すなわち、目標熱源温度設定部３２４は設定開始時点より前においては、負荷演算部３２３が演算した空調負荷に基づく目標熱源温度を設定を行わない。設定開始時点より前においては、目標熱源温度設定部３２４は例えば定格目標熱源温度を目標熱源温度とする。なお、負荷演算部３２３が演算した空調負荷に基づく目標熱源温度の設定においては、例えば、実施の形態１で説明した（３）式においてＸを負荷演算部３２３が演算した空調負荷ｒとして目標熱源温度Ｔｗｏ’を算出する。

以上のように構成された水空調システム１によれば、過去Ｎ日間の暖房運転時に、熱源機１００が運転を開始してから熱源機１００が実際に発揮した能力が負荷演算部３２３により演算された空調負荷を初めて下回った時点ｔ０のうち最遅の時点を設定開始時点として特定し、この特定した設定開始時点以降では、外気温から演算した空調負荷に基づいて目標熱源温度を設定する。このため、冷えた建物躯体の影響で外気温から演算される負荷より空調負荷が大きくなる時間帯においては、目標熱源温度を定格から緩和させずに室温維持が可能な能力を確保しつつ、この時間帯以降においては外気温に応じて目標熱源温度Ｔｗｏ’を定格よりも緩和して消費エネルギー量の低減を図ることが可能である。したがって、この実施の形態の空調システムにおいても、暖房運転時において、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

１ 水空調システム
１０ 水配管
１１ 水ポンプ
２０ バイパス配管
２１ バイパス弁
１００ 熱源機
１０１ 圧縮機
１０２ 四方弁
１０３ 膨張弁
１０４ 熱源機ファン
１１０ 冷媒配管
１１１ 熱源機熱交換器
１１２ 水熱交換器
１２１ 出口水温センサ
１２２ 入口水温センサ
２００ 室内機
２０１ 室内機ファン
２０２ 流量調整弁
２１１ 室内機熱交換器
３１０ 熱源機制御装置
３２０ システム制御装置
３２１ データ取得部
３２２ 記憶部
３２３ 負荷演算部
３２４ 目標熱源温度設定部
３２５ 電力量監視部
３２６ 設定開始時点特定部
４００ 外気温センサ

Claims (4)

1. 熱媒体を目標熱源温度になるように冷却又は加熱する熱源機と、
   前記熱源機により冷却又は加熱された熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、
   外気温を取得する外気温取得手段と、
   外気温に応じた空調負荷を演算する負荷演算部と、
   過去の運転時における外気温と前記熱源機が実際に発揮した能力とを対応付けた実績データを記憶する記憶部と、
   前記目標熱源温度を設定する目標熱源温度設定部と、を備え、
   前記目標熱源温度設定部は、前記記憶部に記憶された前記実績データを用いて特定した前記熱源機の能力と前記負荷演算部が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて前記目標熱源温度を設定する空調システム。
2. 前記記憶部は、現在までの前記熱源機の消費電力量の積算値をさらに記憶し、
   前記目標熱源温度設定部は、前記熱源機の消費電力量の積算値が予め設定された基準電力量以上の場合に、前記記憶部に記憶された前記実績データを用いて特定した前記熱源機の能力と前記負荷演算部が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて前記目標熱源温度を設定する請求項１に記載の空調システム。
3. 前記目標熱源温度設定部は、外気温が予め設定された基準気温範囲内の場合に、前記記憶部に記憶された前記実績データを用いて特定した前記熱源機の能力と前記負荷演算部が演算した空調負荷とのうち大きい方に基づいて前記目標熱源温度を設定する請求項１又は請求項２に記載の空調システム。
4. 熱媒体を目標熱源温度になるように加熱する熱源機と、
   前記熱源機により加熱された熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器と、
   外気温を取得する外気温取得手段と、
   外気温に応じた空調負荷を演算する負荷演算部と、
   過去の一定期間内の運転時において、前記熱源機が運転を開始してから前記熱源機が実際に発揮した能力が前記負荷演算部により演算された空調負荷を初めて下回った時点のうち最遅の時点を設定開始時点として特定する設定開始時点特定部と、
   前記目標熱源温度を設定する目標熱源温度設定部と、を備え、
   前記目標熱源温度設定部は、前記設定開始時点の以降において、前記負荷演算部が演算した空調負荷に基づいて前記目標熱源温度を設定する空調システム。

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