JPH10213339A

JPH10213339A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH10213339A
Application number: JP9017192A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kikawa; 弘木川; Takami Ueda; 隆美上田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の熱源機が複数の空気調和負荷に対して
配置された装置であって、簡易な構成により空気調和負
荷の変動に容易に追従でき、エネルギー浪費が少ない空
気調和装置を得る。【解決手段】熱源機１の台数制御を、負荷系熱量だけ
でなく還水温度を設定温度にするための熱量やバイパス
流による熱量の移動を考慮に入れた熱量によって行う。
このため、補助増減段などの余分な機能を用いることな
く、所要の熱源機１の制御を行い、また冷凍機の能力不
足時にも熱源機１にハンチングを生ぜず安定運転する。
また、平均処理演算手段３２により増減段直後の温度変
動の不安定な領域の熱量を顕在化させず、また待ち時間
を設定せずに熱源機１を制御する。そして、簡易な構成
により負荷変動に容易に追従してエネルギーを節減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍機やボイラ
等からなる複数の熱源機が、複数の空気調和負荷に対し
て配置された空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１及び図２２は、例えば空気調和・
衛生工学誌第６０巻第８号５５頁「空調設備と自動
制御（その２）」に示された熱源制御方法及び熱源制御
装置における第一の従来の空気調和装置を示す図で、図
２１は空気調和装置の回路図、図２２は図２１の空気調
和装置の動作を説明するフローチャートである。図にお
いて、１はそれぞれ冷水又は温水を発生する冷凍機から
なる熱源機、２は熱源機１のそれぞれに対応して設けら
れた熱源用ポンプで、熱源機１の冷水又は温水を搬送す
る。

【０００３】３は熱源機１からの冷水又は温水を混合さ
せる往ヘッダ、４は冷温水のエネルギーを消費する空気
調和負荷、５は空気調和負荷４により冷温水の流量を加
減する二方弁からなる制御弁、６は還り冷温水を混合す
る還ヘッダ、７は送水温度を測定する往温度計、８は還
水温度を測定する還温度計である。

【０００４】９は熱源機１、往ヘッダ３、空気調和負荷
４、制御弁５、還ヘッダ６、熱源用ポンプ２及び熱源機
１を順次接続して形成された循環路、１０は循環路９に
設けられた流量計、１１は熱源制御装置で、流量計１０
による負荷流量と還温度計８の還水温度によって適切な
台数の熱源機１を運転する。

【０００５】第一の従来の空気調和装置は上記のように
構成され、図２２に示すフローチャートのように運転さ
れる。すなわち、ステップ１０１において熱源制御装置
１１は送水温度Ｔｓを往温度計７により、また負荷流量
Ｑを流量計１０による計測値により入力する。次いで、
ステップ１０２へ進んで送水温度Ｔｓが増段補正スレッ
シュホールド温度、通常１２°Ｃ以下であればステップ
１０３へ進み、また増段補正スレッシュホールド温度、
通常１２°Ｃを超えていればステップ１０４へ進む。

【０００６】そして、ステップ１０３において還温度計
８の還水温度Ｔｒの下限値をチェックして、減段補正ス
レッシュホールド温度、通常９°Ｃ以上であればステッ
プ１０５へ進み、また減段補正スレッシュホールド温
度、通常９°Ｃ未満であればステップ１０６へ進む。そ
して、ステップ１０５において負荷熱量＝（Ｔｒ−Ｔ
ｓ）×Ｑによって負荷熱量が演算されて、ステップ１０
７へ進んで演算された熱量と運転すべき熱源機１台数が
比較される。

【０００７】例えば、負荷熱量が台数制御の設定スレッ
シュホールド値ｆ１のときに２台目に増段し、また設定
スレッシュホールド値ｆ３のときに３台目が運転され
る。また、減段については台数制御の設定スレッシュホ
ールド値ｆ４，ｆ２のときにそれぞれ減段する。次に、
ステップ１０８へ進んで負荷熱量が比較されて、負荷熱
量がｆ１〜ｆ３の増段位置を超えるとステップ１０４へ
進み、また負荷熱量がｆ２やｆ４で示される減段側の設
定スレッシュホールド値を下回ればステップ１０６へ進
み、また負荷熱量の増減がなければステップ１０１へ戻
る。

【０００８】そして、ステップ１０４において、熱源機
１を一台増段して、ステップ１０９へ進み増段時タイマ
ーによる所定時限経過後、ステップ１０１へ戻る。ま
た、ステップ１０６において、熱源機１を一台減段し
て、ステップ１１０へ進み減段時タイマーによる所定時
限経過後、ステップ１０１へ戻る。このように、送水温
度が１２°Ｃ以上の場合に補助増段として熱源機１の増
段を行い、還水温度が９°Ｃ未満の場合に補助減段とし
て熱源機１の減段を行う。しかし、通常時の台数制御は
予め決定された負荷熱量の設定スレッシュホールド値に
対応した増減段が行われる。

【０００９】そして、上述のように熱源機１を制御する
ことにより熱源機１の台数制御における負荷熱量の設定
スレッシュホールド値を最適化し、すなわち空気調和負
荷４に与えられた熱量又は流量を計測して、その値に基
づいて熱源機１の運転台数決定、すなわち台数制御が行
われる。また、送水温度及び還水温度に応じて空気調和
負荷４の大きさに関わらず、熱源機１の運転台数を増加
又は減少、すなわち補助増減段が行われる。これによっ
て、空気調和負荷４側の熱量又は流量に対して適切な台
数の熱源機１が運転されるようになっている。

【００１０】また、図２３〜図２６は、既に提案されて
いる第二の従来の空気調和装置を示す図で、図２３は空
気調和装置の回路図、図２４〜図２６は図２３の空気調
和装置の動作を説明するフローチャートである。図にお
いて、前述の図２１及び図２２と同符号は相当部分を示
し、１１は熱源制御装置であり、補助増減段カウント手
段１２及び予め設定された増減段設定位置を補助増減段
カウント手段１２のカウント頻度により微小に変化させ
る台数切替ポイント設定手段１３が設けられている。

【００１１】第二の従来の空気調和装置は上記のように
構成され、図２４〜図２６に示すフローチャートのよう
に運転される。なお、図２４〜図２６中において前述の
図２２のフローチャートのステップ番号と同番号のステ
ップでは説明を省略するが図２２のフローチャートにお
ける動作と同じ動作が行われる。すなわち、ステップ２
０１において頻度を記憶するＲ（ｎ）を０にクリアす
る。これにより、第二の従来の空気調和装置では熱源機
１が三台であるのでｎ＝４となる。そして、ステップ２
０１によりＲ（１）〜Ｒ（４）の値を０にする。

【００１２】次に、通常時の熱源機１の増段を行う負荷
熱量又は負荷流量がｆ１の値にあることを考慮する。そ
して、ステップ１０７において補助増段が起こる頻度を
補助増減段カウント手段１２により記憶する。その頻度
が予め定めた値を超えた場合に、台数切替ポイント設定
手段１３により、例えばｆ１／１００（１％に相当）分
だけ本来の負荷熱量の設定値を減じた位置に設定値を変
化させる。すなわち、新たな設定値は次の式１で示され
る。なお、極端な補正による増減段の逆転を防ぐための
補正最小値ｆ１ｍｉｎを予め定めておく。

【００１３】

【数１】

【００１４】以上の制御はステップ２０２において行わ
れる。すなわち、ステップ１０２で増段が指定される
と、ステップ２０２の詳細を示す図２５のフローチャー
トにおけるステップ２０３へ進む。そして、現状負荷熱
量がｆ１よりも小さい場合にはステップ２０４へ進み、
カウントアップすべき記憶手段のポイントであるアドレ
スｎ＝１を選択する。また、現状負荷熱量がｆ１よりも
大きい場合にはステップ２０５へ進み、アドレスｎ＝３
を選択する。

【００１５】なお、ステップ２０３〜ステップ２０５は
ステップ１０７における増段位置ｆ１，ｆ３と補助増段
の対応を決めるものである。また、熱源機１が三台以上
のときには、その対応をとるだけの条件分岐を加えるこ
とによって対応することができる。次いで、ステップ２
０６へ進んで補助増段カウント数を＋１し、ステップ２
０７へ進み補助増段の回数Ｒ（ｎ）が予め定められた回
数Ｋ１よりも少ない場合にはステップ１０４へ進み、回
数Ｋ１よりも多い場合にはステップ２０８へ進む。

【００１６】ステップ２０８において前述の式１で示さ
れた分だけ、通常時の熱源機１増段ポイントｆｎ（ｎ＝
１ならｆ１、ｎ＝３ならｆ３）を微小に減少させて新し
く設定する。次に、ステップ２０９に進んで頻度カウン
ト値を０にクリアしてステップ１０４へ進む。

【００１７】また、逆に補助減段ではスレッシュホール
ドまで水温を下降するために、その温度下降分だけ無駄
に冷却していることになる。このため第二の従来の空気
調和装置では、補助減段が起こる度に例えばｆ２／１０
０（１％に相当）分だけ本来の負荷熱量の設定値を加算
した位置に設定値を変化させる。すなわち、新たな設定
値は次の式２で示される。なお、極端な補正による増減
段の逆転を防ぐための補正最小値ｆ２ｍａｘを予め定め
ておく。

【００１８】

【数２】

【００１９】以上の制御はステップ２１０において行わ
れる。すなわち、ステップ１０３で減段が指定される
と、ステップ２１０の詳細を示す図２６のフローチャー
トにおけるステップ２１１へ進む。そして、現状負荷熱
量がｆ２よりも大きくｆ４よりも小さい場合にはステッ
プ２１２へ進み、カウントアップすべき記憶手段のポイ
ントであるアドレスｎ＝２を選択する。また、現状負荷
熱量がｆ２とｆ４の範囲外である場合にはステップ２１
３へ進み、アドレスｎ＝４を選択する。

【００２０】なお、ステップ２１１〜ステップ２１３は
ステップ１０７における減段位置ｆ２，ｆ４と補助減段
の対応を決めるものである。また、熱源機１が三台以上
のときには、その対応をとるだけの条件分岐を加えるこ
とによって対応することができる。次いで、ステップ２
１４へ進んで補助減段カウント数を＋１し、ステップ２
１５へ進み補助減段の回数Ｒ（ｎ）が予め定められた回
数Ｋ２よりも少ない場合にはステップ１０６へ進み、回
数Ｋ２よりも多い場合にはステップ２１６へ進む。

【００２１】ステップ２１６において前述の式２で示さ
れた分だけ、通常時の熱源機１減段ポイントｆｎ（ｎ＝
２ならｆ２、ｎ＝４ならｆ４）を微小に増加させて新し
く設定する。次に、ステップ２１７に進んで頻度カウン
ト値を０にクリアしてステップ１０６へ進む。

【００２２】また、増減段頻度を測定する周期は次に述
べるようにして設定される。すなわち、図２４に示すフ
ローチャートによって頻度を測定する場合の周期がステ
ップ２１８により指定される。例えば、一週間に周期で
補助増減段周期を測定するのであれば、図示が省略して
あるが一週間タイマーにより割り込みを用いてステップ
２１８により制御する。そして、ステップ２０１により
増減段頻度の記録値が０にクリアされる。

【００２３】なお、ステップ２１８における一週間タイ
マーは、一週間以外に適宜な周期に設定することができ
る。また、前述の説明は設定値を一方向のみに移動する
ものとしたが、定期保守等の場合には新たにｆ１〜ｆ４
で示される通常時の台数切替えポイントをオペレータが
指定することにより、新たな設定点が設定されて上記一
方向移動とは逆方向に設定点を移動するようにすること
が可能である。

【００２４】そして、上述のように制御することにより
熱源機１の台数制御における負荷熱量の設定スレッシュ
ホールド値が最適化される。これにより、前述の第一の
従来の空気調和装置における不具合事項が改善される。
すなわち、熱源機１の台数制御における設定スレッシュ
ホールド値が固定である。このために、外気条件の相違
や故障、性能の劣化等により熱源機１の能力と設定スレ
ッシュホールド値との関係が不適切であった場合、増減
段が頻繁に繰り返される。このため、エネルギー消費、
熱源機１の寿命の面において好ましくないという不具合
が改善される。

【００２５】また、図２７及び図２８は、例えば特開昭
５９−１０７１３０号公報に示された第三の従来の空気
調和装置を示す図で、図２７は空気調和装置の回路図、
図２８は図２７の空気調和装置における冷水温度とエネ
ルギー効率の関係を示すグラフである。図において、前
述の図２１及び図２２と同符号は相当部分を示し、１４
は往ヘッダ３と還ヘッダ６を接続するバイパス管、１５
はそれぞれ空気調和制御装置で、それぞれ室温検出器１
６からの検出信号に基づいて室温がその設定値になるよ
うに、対応した制御弁５を制御する信号を出力する。

【００２６】１１は熱源制御装置で、空気調和制御装置
１５からの制御信号に基づいて冷水温度の設定値を増減
すると共に、冷水温度検出手段１７に基づいて冷水の温
度がこの設定値になるように動力源又は加熱源１８から
熱源機１への入力量を制御する。

【００２７】そして、第一及び第二の従来の空気調和装
置では空気調和負荷４に対して冷水出口温度を、例えば
７°Ｃのように一定にして熱源機１が運転される。この
場合の各空気調和負荷４における単位冷凍出力あたりの
冷凍入力、すなわち入力エネルギーを１００％とする。
このときに、空気調和負荷４が減少すると冷凍能力その
ものは低下するが、冷水出口温度を低いレベルのまま運
転していると吸収式冷凍機としてはエネルギー効率が良
くないので、余分のエネルギーを消費していることにな
る。

【００２８】しかし、上記のように構成された第三の従
来の空気調和装置においては、冷水出口温度を上昇させ
ることにより図２８に示すように、同じ冷凍出力を出し
ているにも関わらず冷凍単位出力あたりの冷凍入力が少
なくて済む。例えば空気調和負荷４の減少に沿って冷水
出口温度を上昇させるとすると、それにほぼ比例して冷
凍単位出力あたりの冷凍入力が減少する。したがって、
冷水温度を上げれは上げるほどエネルギー効率がよくな
ることが分かる。

【００２９】しかし、過度に冷水出口温度を上昇させる
と空気調和負荷４の負荷を吸収できなくなる。このた
め、空気調和制御装置１５が制御弁５に出力を出すよう
に請求しているにも関わらず、室温を設定値に制御出来
なくなり、快適性が損なわれることになる。したがっ
て、空気調和負荷４に応じてどこまで冷水温度を上げら
れるかを判断する手段が必要になる。

【００３０】この判断の手段として第三の従来の空気調
和装置では、図２７に示すように空気調和制御装置１５
から制御弁５へ制御信号を入力する。そして、この信号
に基づいて熱源機１の運転台数又は作動レベルを判断
し、この判断に基づいて冷水温度の設定が増減される。
すなわち、具体的方法としては図２７に示す空気調和負
荷４を制御している制御弁５への空気調和制御装置１５
の最大出力要求信号を入力する。

【００３１】そして、これらの信号が所定時間継続して
いる場合には冷水温度の設定値を熱源機１の運転台数に
応じた温度幅だけ低下させた後、所定の制御効果待ち時
間を置き、またこの信号の終了が所定時間継続している
場合には冷水温度の設定値を一定幅上昇させた後、所定
の制御効果待ち時間を置くことによって熱源機１の運転
台数又は運転レベルに応じて、冷水温度の設定値を増減
するようにしたものである。

【００３２】なお、第一及び第二の従来の空気調和装置
では熱源機１出口の設定温度は変更不可能であることが
一般的であった。したがって、それぞれの熱源機１は出
口の熱源水温度が設定温度と一致するように、その入力
が制御されていた。しかし、熱源機１出口の設定温度は
熱源機１が定格出力、すなわち最大出力の場合を想定し
て予め決定されている。このため、空気調和負荷４が小
さく熱源機１出口の熱源水温度が設定温度レベルまで到
達しなくてもよいときに、余分のエネルギーを消費して
しまうという欠点がある。この欠点が第三の従来の空気
調和装置の動作によって解消される。

【００３３】また、図２９及び図３０は、例えば特開平
３−１９５８５１号公報に示された第四の従来の空気調
和装置を示す図であり、図２９は空気調和装置の回路
図、図３０は図２９の空気調和装置における送水圧力設
定演算部の内部構成を示す回路図である。図において、
前述の図２１及び図２２と同符号は相当部分を示し、１
６は空気調和負荷４が設けられたそれぞれの室内温度を
検出する室温検出器である。

【００３４】１９は空気調和負荷４の制御弁５にそれぞ
れ設けられたカスケード制御演算装置、２０は空気調和
負荷４からの送風温度をそれぞれ検出する温度センサ、
２１は送水圧力設定演算部、２２は送水圧力制御演算
部、２３は圧力発信器、２４はポンプ、２５はインバー
タである。

【００３５】上記のように構成された第四の従来の空気
調和装置において、カスケード制御演算装置１９は室温
検出器１６、温度センサ２０からの温度情報に基づい
て、制御弁５の開度を設定する。そして、その開度情報
ｘａ〜ｘｎをそれぞれの制御弁５及び送水圧力設定演算
部２１へ送り、送水圧力設定演算部２１は図３０に示す
ように開度情報ｘａ〜ｘｎを開度情報受信部２１１で受
ける。

【００３６】次いで、開度情報受信部２１１は平均開度
演算部２１２及びハイセレクト部２１３に開度情報ｘａ
〜ｘｎを出力する。そして、平均開度演算部２１２は開
度情報ｘａ〜ｘｎを平均して平均開度XAV を求める。こ
の平均開度XAV は基準出力演算部２１４に与えられ、基
準出力演算部２１４は平均開度XAV に対応しする基準送
水圧力ＰＯを加算器２１５に与える。

【００３７】一方、ハイセレクト部２１３は開度情報ｘ
ａ〜ｘｎから最高開度ｘｍを選択して偏差算出部２１６
へ与える。そして、偏差算出部２１６は所定の範囲を表
す開度率と最高開度ｘｍとの開度偏差に対応する偏差圧
力ｅを算出し、送水圧補正値演算部２１７へ与える。次
いで、送水圧補正値演算部２１７は偏差圧力ｅを時間積
分して所定リセット率Ｔで除算して、送水圧力補正値Δ
Ｐを演算し加算器２１５に与える。

【００３８】そして、加算器２１５は基準送水圧力ＰＯ
と送水圧力補正値ΔＰとを加算して、送水圧力目標値Ｐ
S を上下限設定回路２１８へ与える。次いで、上下限設
定回路２１８は空気調和装置の効率上、高すぎたり低す
ぎたりする場合を排除して送水圧力目標値ＰS を送水圧
力設定値ＳＶ３として送水圧力制御演算部２２へ送る。
これにより、送水圧力制御演算部２２は送水圧力設定値
ＳＶ３と圧力発信器２３からの実際の吐出圧力、すなわ
ち送水圧力値ＰＶ３との差に基づいて、インバータ２５
に制御信号ＭＶ３を出力してポンプ２４の回転速度を制
御する。

【００３９】このようにして、ポンプ２４からの吐出圧
力が制御され、制御弁５の最高開度ｘｍに基づいて送水
圧力補正値ΔＰが決定されるので、全ての空気調和負荷
４に対して、少なくとも必要最低限の送水圧力を確保す
ることができる。また、制御弁５の実際の開度状態に対
応して送水圧力の設定値を制御できるので、制御弁５を
絞ることなくポンプ２４自体の揚程を低くすることによ
って、ポンプ２４の消費エネルギーの無駄を省く作用を
得ることができる。

【００４０】なお、従来から送水圧力を制御する空気調
和装置として次に述べる構成の装置が知られている。す
なわち、ポンプからの吐出圧力、すなわちポンプ前後の
差圧、揚程を送水圧力とし、この送水圧力を一定に制御
する。このような構成では、全空気調和負荷、すなわち
１００％負荷時に必要な流量を確保できるものとして設
定送水圧力を定め、実際の送水圧力が常にこの設定送水
圧力となるようにポンプの回転速度が制御される。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の空
気調和装置であって、一般に空気調和負荷系と熱源系の
間にバイパス管が配置された構成の空気調和装置におい
ては、空気調和負荷系を流れる流量と熱源系を流れる流
量とが釣り合わず、バイパス管を介して熱源機を通過す
ることなく送水と還水が混合する。このため、熱損失や
送水温度及び還水温度の不安定化が避けらない。

【００４２】このため、冷房時には送水温度が設定温度
よりも高くなり過ぎると、空気調和負荷系の熱交換器の
能力不足が生じたり、制御パラメータが適応範囲外にな
ったりする。このような被空気調和空間の温度制御に不
良を生じ環境の悪化が発生する。また、送水温度が設定
温度よりも低くなり過ぎると、熱源機が低負荷運転とな
り運転効率が低下する不具合がある。なお、暖房時には
上述の状態とは逆の状態が発生する。しかし、以下、説
明の簡略化のため冷房時の状態について説明する。

【００４３】上記のような不具合を解決するために第一
の従来の空気調和装置では、通常の熱源機１の台数制御
機能の他に、送水温度がある温度以上になると空気調和
負荷の大きさに関わらず熱源機１を運転する補助増段が
設けられる。また、還水温度がある温度以下になると空
気調和負荷の大きさに関わらず熱源機１を停止する補助
減段が設けられる。しかし、この補助増段、補助減段は
余分な機能であって複雑な装置構成となる。

【００４４】また、増減段は急激な負荷変動がある場合
や熱源機１の冷凍能力不足等によって発生するため、台
数制御の負荷熱量に対する設定スレッシュホールド値が
固定であることにより急激な負荷変動があるときに、補
助増段、補助減段は応答速度を上げる効果がある。しか
し、熱源機１の冷凍能力不足の場合には増段回数の頻度
が極めて多くなり、エネルギー消費の面から望ましい制
御にならないという問題点があった。

【００４５】さらに、増段又は減段を行った直後からそ
の効果が温度に反映されて、安定化するまでの待ち時間
を設けるように構成されている。このため、待ち時間を
短く設定すれば増減段後に熱源機１がオン、オフを繰り
返すハンチングを起こす。また、逆に待ち時間を長く設
定すると待ち時間内での空気調和負荷の変動に追従しき
れないという問題点があった。

【００４６】また、第二の従来の空気調和装置では台数
制御の設定スレッシュホールド値を、一方向のみに移動
させるように構成されているので、一定期間ごとにリセ
ットを行うことが必要となる。しかし、設定値を変更し
ていくのに多くのサンプル、すなわち時間が必要となる
等の問題点があった。

【００４７】また、増段又は減段を行った直後からその
効果が温度に反映されて、安定化するまでの待ち時間を
設けるように構成されている。このため、待ち時間を短
く設定すれば増減段後に熱源機１がオン、オフを繰り返
すハンチングを起こす。また、逆に待ち時間を長く設定
すると待ち時間内での空気調和負荷の変動に追従しきれ
ないという問題点があった。

【００４８】また、第三の従来の空気調和装置では熱源
機１の冷水入口温度と無関係に出口温度の設定値を変更
する構成である。このため、冷水入口温度が低いにも関
わらず出口温度の設定値を高くして、部分負荷運転とな
り熱源機１が運転効率の低い領域において運転される。
又は冷水入口温度が高いにも関わらず出口温度の設定値
を低くして、熱源機１の能力以上の出力を要求すること
になって設定温度に到達しないという問題点があった。
また、複数台の熱源機１を扱う場合に、全ての熱源機１
とも同じ出口設定温度となる構成であるので、全ての熱
源機１が運転効率のよくない領域において運転されると
いう問題点があった。

【００４９】また、第四の従来の空気調和装置でのポン
プ２４からの吐出圧力を一定とする構成では、１００％
負荷が年間で数日のうちの数時間であるにも関わらず、
ポンプ２４からの吐出圧力が常に一定として制御され
る。このため、ポンプ２４の消費エネルギーが無駄に費
やされるという問題点があった。すなわち、５０％負荷
時を例にとれば、１００％負荷時に比べて流量を減少さ
せるために空気調和負荷４に配置された制御弁５が絞ら
れる。このことから、この制御弁５で圧損、すなわちエ
ネルギー損失が生じ、結果としてポンプ２４の消費エネ
ルギーが無駄に費やされるという問題点があった。

【００５０】また、第四の従来の空気調和装置でのポン
プ２４からの吐出圧力を可変とする構成では、それぞれ
の制御弁５ごとにカスケード制御演算装置１９を設けて
開度情報を送水圧力制御演算部２２に送るような構成で
あるので、配線が複雑になり、また工事費が嵩むことに
なる等の問題点があった。

【００５１】さらに、それぞれのカスケード制御演算装
置１９において、一定差圧の下で弁開度と流量とが所定
の関数で決まっていることを前提としてそれぞれの制御
弁５の開度を決定し、その開度情報ｘａ〜ｘｎで制御弁
５の開度を制御するようにしている。このため、制御弁
５の前後差圧が変化したような場合に、それぞれの空気
調和負荷４において所要の流量を得る作用、すなわち弁
開度５が一定でも差圧が高くなると流量が増加し、低く
なると流量が減少する作用を得ることができなくなると
いう問題点があった。

【００５２】すなわち、通常、装置設計時には制御弁５
両端差圧は一定として設計される。しかし、第四の従来
の空気調和装置ではポンプ２４からの吐出圧力が可変で
あることから、吐出圧力が頻繁に変動すると制御弁５の
両端差圧も変動することになって、設計時の制御弁５両
端差圧を保てなくなるという問題点があった。

【００５３】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、複数の熱源機が複数の空気調和
負荷に対して配置された構成であって、簡易に構成され
て空気調和負荷の変動に容易に追従でき、エネルギー浪
費が少ない空気調和装置を得ることを目的とする。

【００５４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和
装置においては、現在の還水温度を設定温度と一致させ
るのに必要な熱量を演算する還水温度制御熱量演算手段
と、還水と送水のバイパス流による熱損失を仮想的に見
積もるバイパス熱量演算手段の両者が設けられる。そし
て、従来の熱源機の運転台数の判断基準であった負荷系
熱量に、上記両者の熱量演算結果を加味して空気調和負
荷の変動による増段、減段の反応を早める。これと共
に、平均処理演算手段を設けて演算結果のあるサンプル
区間における平均値を求めることにより、増減段直後な
どの不安定な温度変動を演算結果に顕在化しないように
する。そして、この演算結果に基づいて熱源機の運転台
数の決定、熱源機の出口設定温度の変更又は熱源機の出
力を制御する容量制御信号の決定が行われる。

【００５５】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源系流量検知手段による流量の計測が、熱源用
ポンプの設計流量によって代替される。

【００５６】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、還水と送水のバイパス流による還水温度の低下や
送水温度の上昇を見越して、従来における熱源機の運転
台数の判断基準であった負荷系流量にバイパス流量を加
算することにより空気調和負荷の変動による増段、減段
の反応を早める。これと共に、平均処理演算手段を設け
て演算結果のあるサンプル区間における平均値を求める
ことにより、増減段直後の不安定な温度変動を演算結果
に顕在化しないようにする。そして、この演算結果に基
づいて熱源機の運転台数の決定が行われる。

【００５７】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源系流量検知手段により計測した熱源系流量か
らバイパス管を流れるバイパス流量を求める際に、熱源
系流量検知手段による熱源系流量の計測が、熱源用ポン
プの設計流量により代替される。

【００５８】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源機を流れる熱源水の流量、空気調和負荷から
熱源機へ搬送される熱源水温度、熱源機の運転・停止信
号、熱源機が最大出力であると仮定したときの熱源水の
出入口温度差及び熱源機が最も効率よく運転できる負荷
容量を示す最大効率容量から、熱源機の出せる最大能力
と最大効率能率を求め、負荷系熱量と最大能力との比較
により熱源機の運転台数を決定する。また、負荷系熱量
と最大効率能力との比較により運転中の熱源機のうち最
大効率を発揮できる熱源機台数をできるだけ多くするよ
う熱源機出口の熱源水の設定温度が決定される。

【００５９】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源機の最大出力と熱源機の運転・停止信号と熱
源機の起動優先順位とを考慮して熱源機の運転、停止の
判断基準が設定されて、この判断基準により運転台数決
定手段が作動する。また、熱源機の最大出力と最大効率
時の出力と最小出力と熱源機の起動優先順位とを考慮し
て熱源機出口の熱源水の温度設定の判断基準が設定され
て、この判断基準により温度設定手段が作動する。これ
により、運転台数決定手段により熱源機の運転、停止信
号が決定され、また温度設定手段により熱源機出口の熱
源水の設定温度が決定される。

【００６０】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源機を流れる熱源水の流量、空気調和負荷から
熱源機へ搬送される熱源水温度、熱源機の運転・停止信
号、熱源機が最大出力であると仮定したときの熱源水の
出入口温度差及び熱源機が最も効率よく運転できる負荷
容量を示す最大効率容量から熱源機の出せる最大出力と
最大効率能力を求め、負荷系熱量と最大能力との比較に
より熱源機の運転台数を決め、負荷系熱量と最大効率能
力との比較によって、運転中の熱源機のうち最大効率を
発揮できる熱源機の台数をできるだけ多くするように容
量制御信号が決定される。

【００６１】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、熱源機の最大出力と熱源機の運転・停止信号と熱
源機の起動優先順位とを考慮して、熱源機の運転、停止
の判断基準が設定されて、この判断基準により運転台数
決定手段が作動する。また、熱源機の最大出力と最大効
率時の出力と最小出力と熱源機の起動優先順位とを考慮
して、熱源機の容量制御信号の判断基準が設定されて、
この判断基準により容量制御信号設定手段が作動する。
これにより、運転台数決定手段により熱源機の運転、停
止信号が決定され、また容量制御信号設定手段により熱
源機の容量制御信号が決定される。

【００６２】また、この発明に係る空気調和装置におい
ては、現在の負荷系流量、すなわち送水量に対して空気
調和装置の熱源水搬送による圧力損失が最も小さい場
合、すなわち最大負荷を想定したときの基準送水圧設定
値を求め、この送水圧力を設定値とする。そして、この
送水圧力における負荷系流量の変動をあるサンプリング
区間ごとに平均し、この負荷系流量の平均値の履歴を比
較する。そして、この比較結果が上昇又は不変の傾向に
ある場合は、予め決定しておいた圧力だけ設定値が上げ
られる。また、負荷系流量の平均値が下降の傾向にある
場合は、設定値を再び現在の負荷系流量に対して、空気
調和装置の熱源水搬送による圧力損失が最も小さいとき
の基準送水圧力に設定し直される。

【００６３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図５は、この発明の実施の形態の
一例を示す図で、図１は空気調和装置の回路図、図２は
図１の空気調和装置における熱源機制御装置内部の動作
を説明するフローチャート、図３は図１の空気調和装置
における平均演算処理手段の処理手順を説明するフロー
チャート、図４は図１の空気調和装置の熱量比較手段の
動作を説明するグラフ、図５は図１の空気調和装置の熱
量比較手段の他の動作を説明するグラフである。図にお
いて、１はそれぞれ冷水又は温水を発生する冷凍機から
なる熱源機である。

【００６４】２は熱源機１のそれぞれに対応して設けら
れた熱源用ポンプで、熱源機１に熱源水を搬送するため
に熱源機１と同期して運転され、また負荷系に熱源水を
搬送する後述する搬送用ポンプとは区別された二次ポン
プ方式が採用されている。３は熱源機１からの冷水又は
温水を混合させる往ヘッダ、４は冷温水のエネルギーを
消費する空気調和負荷、５は空気調和負荷４により冷温
水の流量を加減する二方弁からなる制御弁、６は還り冷
温水を混合する還ヘッダ、７は送水温度を測定する送水
温度検知器、８は還水温度を測定する還水温度検知器で
ある。

【００６５】９は循環路で、熱源機１、往ヘッダ３、空
気調和負荷４、制御弁５、還ヘッダ６、熱源用ポンプ２
及び熱源機１を順次接続して形成される。１０は循環路
９に設けられた負荷系流量検知手段、１１は熱源制御装
置、１４は往ヘッダ３と還ヘッダ６を接続するバイパス
管、２６は熱源機１に送られる還水の温度を計測するヘ
ッダ温度検出手段、２７はそれぞれの熱源機１から送水
される熱源水の流量を測定する熱源系流量測定手段、２
８は負荷系に熱源水を搬送する搬送用ポンプである。

【００６６】２９〜３３はそれぞれ熱源制御装置１１に
配置された演算手段であり、２９は負荷系熱量演算手
段、３０は還水温度制御熱量演算手段、３１はバイパス
熱量演算手段、３２は平均処理演算手段、３３は前述の
図２２における熱量比較ステップに相当する熱量比較手
段である。

【００６７】上記のように構成された空気調和装置にお
ける熱源制御装置１１の動作を図２に示すフローチャー
トによって説明する。すなわち、負荷系熱量演算手段２
９では送水温度検知器７により計測した送水温度Ｔｓ
と、還水温度検知器８により計測した還水温度Ｔｒと、
負荷系流量検知手段１０により計測した負荷系流量Ｖｄ
とから、例えば次に示す式３によって熱源水が空気調和
負荷４に与えた負荷系熱量Ｑｄを演算する。

【００６８】

【数３】

【００６９】また、還水温度制御熱量演算手段３０では
それぞれの熱源系流量測定手段２７により計測した熱源
系流量Ｖｓと、ヘッダ温度検出手段２６により計測した
ヘッダ温度Ｔｈと、負荷系流量Ｖｄとから、例えば次に
示す式４及び式５によってヘッダ温度Ｔｈを設定温度Ｔ
ｈｓにするために必要とされる熱量、すなわち還水温度
制御熱量Ｑｒｃを演算する。

【００７０】

【数４】

【００７１】

【数５】

【００７２】図１〜図５の実施の形態のように複数台の
熱源機１を有する空気調和装置において、熱源系流量Ｖ
ｓは第一の熱源系流量測定手段２７の計測値をＶｓ１、
第二の熱源系流量測定手段２７の計測値をＶｓ２、第三
の熱源系流量測定手段２７の計測値をＶｓ３として、Ｖ
ｓ＝Ｖｓ１＋Ｖｓ２＋Ｖｓ３のように表すことができ
る。

【００７３】このとき、ヘッダ温度Ｔｈｓをある程度幅
を持たせて（Ｔｈｓ１≦Ｔｈｓ≦Ｔｈｓ２）のように設
定し式４及び式５において、ヘッダ温度がＴｈｓ１≦Ｔ
ｈｓ≦Ｔｈｓ２となっている間は、還水温度制御熱量Ｑ
ｒｃ＝０とすることも可能である。そして、還水温度制
御熱量Ｑｒｃはヘッダ温度Ｔｈが設定温度よりも高い場
合に正となって、熱源機１の増段を早める方向に働く。
また、ヘッダ温度Ｔｈが設定温度よりも低いときには負
となって、熱源機１の減段を早める方向に働く。このた
め、急激な負荷変動に対する増減段を早めることができ
る。

【００７４】また、バイパス熱量演算手段３１では、ヘ
ッダ温度Ｔｈ、送水温度Ｔｓ、負荷系流量Ｖｄ、熱源系
流量Ｖｓから、バイパス管１４を通過する流れと混合さ
れて往ヘッダ３内の熱源水温度や還ヘッダ６内の温度Ｔ
ｈが変化することにより見かけ上で発生する熱損失、す
なわちバイパス熱量Ｑｉを例えば次の式６から計算す
る。

【００７５】

【数６】

【００７６】また、バイパス熱量Ｑｉはバイパス流が還
ヘッダ６から往ヘッダ３に流れる場合には正となる。そ
して、送水温度が上昇することにより、すなわち冷房時
にはそれぞれの空気調和負荷４と熱源水との熱交換能力
が低下する損失を補正する方向、すなわち熱源機１の増
段を促進する方向に働く。一方、バイパス流が往ヘッダ
３から還ヘッダ６に流れる場合には負になる。そして、
還水温度が低下し熱源機１の効率が低下するのを補正す
る方向、すなわち熱源機１の減段を促進する方向に働
く。このため、急激な負荷変動に対する増減段を早める
ことができる。

【００７７】次に、平均処理演算手段３２の動作を図３
に示すフローチャートによって説明する。すなわち、ス
テップ３０１で初期設定として平均をとるサンプル数Ｎ
を指定する。また、演算開始から何番目のデータである
かを示すカウンタｎｃ及びＮ個のデータを記憶しておく
ためのメモリＭ（１）〜Ｍ（Ｎ）を全て０にセットす
る。

【００７８】次いで、ステップ３０２へ進み、平均処理
演算手段３２に負荷系熱量Ｑｄ、還水温度制御熱量Ｑｒ
ｃ及びバイパス熱量Ｑｉの総和すなわち総合熱量Ｑｔが
熱源制御装置１１で決められたサンプリング時間ごとに
入力される。そして、平均処理演算手段３２は総合熱量
Ｑｔが入力されるとカウンタｎｃに１が加えられ、ステ
ップ３０３へ進む。これにより、カウンタｎｃがサンプ
ル数Ｎに達している場合はｎｃ＝Ｎとし、達していない
ときはそのままでステップ３０４へ進む。

【００７９】そして、ステップ３０４においてメモリＭ
（ｉ）内のデータは次に示す式７のように更新される。
また、最新の総合熱量ＱｔデータがメモリＭ（Ｎ）に記
憶される。

【００８０】

【数７】

【００８１】次いで、ステップ３０５へ進んでメモリＭ
（ｉ）内に記憶されている過去のＮサンプル個の総合熱
量Ｑｔデータから次に示す式８により平均熱量Ｑｍを算
出する。したがって、カウンタｎｃがサンプル数Ｎに達
しない演算初期においては、演算開始からｎｃ個分の平
均熱量Ｑｍを算出することになる。

【００８２】

【数８】

【００８３】ここで、カウンタｎｃは０にリセットさせ
ることはなく、一サンプリング時間後に再び総合熱量Ｑ
ｔが入力されて演算を行う際に利用される。このよう
に、平均処理演算を行うことで増減段直後の温度の不安
定な変動を平均化し、それぞれの熱源機１の不必要な運
転、停止の繰り返し動作を防ぐことができる。

【００８４】そして、演算された平均熱量Ｑｍが熱量比
較手段３３に入力され、熱量比較手段３３では平均熱量
Ｑｍと運転すべき熱源機１台数が比較されて、熱源機１
の運転台数が決定され、この決定に応じた熱源機１の運
転、停止信号が出力される。以下、図４によって熱量比
較手段３３の動作を説明する。

【００８５】すなわち、熱源機１それぞれの定格出力Ｑ
ｓｐ１〜Ｑｓｐ３が全て等しい場合には、定格出力Ｑｓ
ｐとすると熱源機１の運転切替熱量Ｑｓｐ、２×Ｑｓｐ
を基準として、適当なディファレンシャルを与える。例
えば、ｆ１＝１．１×Ｑｓｐ、ｆ２＝０．９×Ｑｓｐ、
ｆ３＝２．１×Ｑｓｐ、ｆ４＝１．９×Ｑｓｐのように
決定する。

【００８６】そして、平均熱量Ｑｍがｆ２を下回った場
合には熱源機１を１台運転する。また、ｆ２からｆ１の
間の場合には現在の運転台数が２台以上のときには熱源
機１を２台運転し、現在の運転台数が１台以下のときに
は熱源機１を１台運転する。また、ｆ１からｆ４の間の
場合には熱源機１を２台運転する。さらに、ｆ４からｆ
３の間の場合には現在の運転台数が２台以下のときには
熱源機１を２台運転し、現在の運転台数が３台以上のと
きには熱源機１を３台運転する。また、ｆ４を超える場
合には熱源機１を３台運転するものとする。

【００８７】また、熱源機１それぞれの定格出力Ｑｓｐ
が異なる場合には、Ｑｓｐ１、Ｑｓｐ２、Ｑｓｐ３、Ｑ
ｓｐ１＋Ｑｓｐ２、Ｑｓｐ１＋Ｑｓｐ３、Ｑｓｐ２＋Ｑ
ｓｐ３の六通りの熱量を小さい順から並べてそれぞれを
基準とする。なお、仮にＱｓｐ１＜Ｑｓｐ２＜Ｑｓｐ３
＜Ｑｓｐ１＋Ｑｓｐ２＜Ｑｓｐ１＋Ｑｓｐ３＜Ｑｓｐ２
＋Ｑｓｐ３とする。

【００８８】このような基準に適当なディファレンシャ
ルを与え、図５に示すように運転切替熱量ｆ１〜ｆ１２
を決定する。今、仮に平均熱量ＱｍがＱｓｐ３の近傍に
あるとすると、平均熱量Ｑｍがｆ３からｆ６の間であれ
ば熱源機１の一台のみを運転する。また、平均熱量Ｑｍ
がｆ６とｆ７の間であれば、現状の熱源機１運転状況が
図５の縦軸の運転状況で、熱源機１が一台以下の運転状
態の場合には熱源機１の一台のみを運転し、現状の熱源
機１運転状況が図５の縦軸の運転状況で熱源機１の一台
よりも上の運転状態のときには他の熱源機１の二台を運
転する。

【００８９】そして、平均熱量ＱｍがＱｓｐ３の近傍以
外にある場合も、上述と同様な要領によって熱源機１の
運転状況を決定することができる。但し、図５における
方法は熱源機１が頻繁に運転、停止するので、吸収式冷
凍機など起動後から停止するまでに、又は停止してから
再起動するまでに長い時間を要する熱源機１を含む場合
には不適当である。

【００９０】このような装置構成である場合には、起動
後から停止するまでに、又は停止してから再起動するま
でに長い時間を要する熱源機１を最初に運転し、最後に
停止するようにするか又は長い運転、停止間隔を要する
熱源機を常時運転するように、運転切替熱量と熱源機運
転状況関係を工夫することが必要となる。このようにし
て、熱量比較手段３３においてそれぞれの熱源機１の運
転、停止を決定して運転、停止信号を出力する。

【００９１】以上説明したように熱源機１の台数制御
が、負荷系熱量だけでなく還水温度を設定温度にするた
めの熱量や、バイパス流による熱量の移動をも考慮に入
れた総合的な熱量によって行われる。このため、補助増
段及び補助減段などの余分な機能を用いることなく、所
要の熱源機１の運転、停止を行うことができ、また冷凍
機の能力不足などの場合にもハンチングすることなく熱
源機１を運転、停止することができる。

【００９２】さらに、平均処理演算手段３２を用いるこ
とにより、増段又は減段直後の温度変動の不安定な領域
の熱量を顕在化させず、待ち時間を設定しなくても熱源
機１の運転、停止を行うことができる。これにより、簡
易な構成であって空気調和負荷の変動に容易に追従で
き、エネルギーを節減することができる。

【００９３】また、図１〜図５の実施の形態において熱
源系流量測定手段２７が設置されている。しかし、図１
の構成において熱源機１の運転、停止と同期して動作す
る熱源用ポンプ２が定流量ポンプである場合には、負荷
系配管の圧力損失に関わらず熱源用ポンプ２の流量はほ
ぼ一定となる。このため、熱源系流量測定手段２７の代
わりに予め熱源用ポンプ２の設計流量Ｖｓｐを定数とし
て入力しておき、この値を用いて熱源系流量を求めても
同じ作用を得ることができる。

【００９４】これにより、熱源系流量測定手段２７を省
略して装置構成を簡略化することができ、設備費、設置
費を節減することができる。すなわち、今、一台の熱源
用ポンプ２の設計流量をＶｓｐ１、０又は１の一台の熱
源機１の運転、停止信号をＳＳ１とする。また、他の一
台の熱源用ポンプ２の設計流量をＶｓｐ２、０又は１の
他の一台の熱源機１の運転、停止信号をＳＳ２とする。
さらに、他の一台の熱源用ポンプ２の設計流量をＶｓｐ
３、０又は１の他の一台の熱源機１の運転、停止信号を
ＳＳ３とする。これにより、熱源系流量Ｖｓを次の式９
で表すことができる。

【００９５】

【数９】

【００９６】また、熱源系流量測定手段２７の代わりに
バイパス管１４に、流れの方向と流量を計測することが
できる流量検知手段を設ける。これにより、熱源系流量
Ｖｓはバイパス管１４に設置した流量検知手段による計
測流量がＶｂであるとして、次の式１０により容易に求
めることができるので、熱源系流量測定手段２７と同様
な作用を得ることができる。但し、ここではバイパス管
１４の流量検知手段による計測流量Ｖｂは、図１におい
て還ヘッダ６から往ヘッダ３に流れる方向を正とする。

【００９７】

【数１０】

【００９８】また、図１〜図５の実施の形態では、熱源
機制御装置１１は熱源機１の運転、停止信号のみを発信
することを想定している。しかし、熱源機１が熱源機１
出口設定温度や容量運転信号を外部、すなわち熱源機制
御装置１１から変更可能である場合は、図２における熱
量比較手段３３を熱源機１出口設定温度や容量制御信号
設定に対応できる機器に変更することにより、熱源機１
の台数制御だけでなく出力制御も可能である。

【００９９】実施の形態２．図６〜図９は、この発明の
他の実施の形態の一例を示す図で、図６は空気調和装置
の回路図、図７は図６の空気調和装置における熱源機制
御装置内部の動作を説明するフローチャート、図８は図
６の空気調和装置における流量比較手段の動作を説明す
るグラフ、図９は図６の空気調和装置の熱量比較手段の
他の動作を説明するグラフである。図において、前述の
図１〜図５と同符号は相当部分を示し、３４は熱源制御
装置１１に配置された評価流量演算手段、３５は熱源制
御装置１１に配置された流量比較手段である。

【０１００】上記のように構成された空気調和装置にお
ける熱源制御装置１１の動作を図７に示すフローチャー
トによって説明する。すなわち、評価流量演算手段３４
では、負荷系流量検知手段１０により計測した負荷系流
量Ｖｄとそれぞれの熱源系流量測定手段２７により計測
した熱源系流量Ｖｓから次の式１１により、熱源機１の
運転台数を決定する判断基準となる評価流量Ｖｅｓを演
算する。

【０１０１】

【数１１】

【０１０２】なお、図６〜図９の実施の形態のように複
数台の熱源機１を有する空気調和装置にいては、熱源系
流量Ｖｓは一台の熱源系流量測定手段２７の測定流量を
Ｖｓ１、他の一台の熱源系流量測定手段２７の測定流量
をＶｓ２、他の一台の熱源系流量測定手段２７の測定流
量をＶｓ３として、Ｖｓ＝Ｖｓ１＋Ｖｓ２＋Ｖｓ３のよ
うに表すことができる。

【０１０３】また、バイパス流は、還ヘッダ６から往ヘ
ッダ３に流れる場合に正となり、冷房時、すなわち送水
温度が上昇することによりそれぞれの空気調和負荷４と
熱源水との熱交換能力が低下する損失を補正する方向、
すなわち熱源機１の増段を促進する方向に働く。一方、
バイパス流が、往ヘッダ３から還ヘッダ６に流れる場合
に負となり、還水温度が低下して熱源機１の効率が低下
するのを補正する方向、すなわち熱源機１の減段を促進
する方向に働く。

【０１０４】したがって、負荷流量にバイパス流量を加
えた評価流量を熱源機１台数の判断基準に用いること
で、急激な負荷変動に対する増減段を早めることができ
る。なお、平均処理演算手段３２の動作については、入
力が総合熱量Ｑｔから評価流量Ｖｅｓに、また平均熱量
Ｑｍから平均流量Ｖｍになる以外は、前述の図１〜図５
の実施の形態における図３の動作と全く同じであるので
説明を省略する。

【０１０５】そして、平均処理演算手段３２で演算され
た平均流量Ｖｍは、流量比較手段３５に入力され、流量
比較手段３５では平均流量Ｖｍと運転すべき熱源機１台
数が比較される。これにより、熱源機１台数が決定され
て、その決定に応じた熱源機１の運転、停止信号が出力
される。以下、図８により流量比較手段３５の動作を説
明する。

【０１０６】すなわち、今、それぞれの熱源機１の定格
流量又は空気調和装置におけるそれぞれの熱源用ポンプ
２の設計流量Ｖｓｐ１〜Ｖｓｐ３が全て等しいとし設計
流量Ｖｓｐとする。そして、熱源機１の運転切替熱量は
Ｖｓｐ、２×Ｖｓｐを基準として、適当なディファレン
シャルを与える。例えば、ｆ１＝１．１×Ｖｓｐ、ｆ２
＝０．９×Ｖｓｐ、ｆ３＝２．１×Ｖｓｐ、ｆ４＝１．
９×Ｖｓｐのように決定する。

【０１０７】そして、平均流量Ｖｍがｆ２を下回った場
合には熱源機１を１台運転する。また、ｆ２からｆ１の
間の場合には現在の運転台数が２台以上のときには熱源
機１を２台運転し、現在の運転台数が１台以下のときに
は熱源機１を１台運転する。また、ｆ１からｆ４の間の
場合には熱源機１を２台運転する。さらに、ｆ４からｆ
３の間の場合には現在の運転台数が２台以下のときには
熱源機１を２台運転し、現在の運転台数が３台以上のと
きには熱源機１を３台運転する。また、ｆ４を超える場
合には熱源機１を３台運転するものとする。

【０１０８】また、熱源機１それぞれの定格流量又は空
気調和装置における熱源用ポンプ２の設計流量が異なる
場合には、Ｖｓｐ１、Ｖｓｐ２、Ｖｓｐ３、Ｖｓｐ１＋
Ｖｓｐ２、Ｖｓｐ１＋Ｖｓｐ３、Ｖｓｐ２＋Ｖｓｐ３の
六通りの流量を小さい順から並べてそれぞれを基準とす
る。なお、仮にＶｓｐ１＜Ｖｓｐ２＜Ｖｓｐ３＜Ｖｓｐ
１＋Ｖｓｐ２＜Ｖｓｐ１＋Ｖｓｐ３＜Ｖｓｐ２＋Ｖｓｐ
３とする。

【０１０９】このような基準に適当なディファレンシャ
ルを与え、図９に示すように運転切替流量ｆ１〜ｆ１２
を決定する。今、仮に平均流量ＶｍがＶｓｐ３の近傍に
あるとすると、平均流量Ｖｍがｆ３からｆ６の間であれ
ば熱源機１の一台のみを運転する。また、平均流量Ｖｍ
がｆ６とｆ７の間であれば、現状の熱源機１運転状況が
図９の縦軸の運転状況で熱源機１の一台以下の運転状態
の場合には熱源機１の一台のみを運転し、現状の熱源機
１運転状況が図９の縦軸の運転状況で熱源機１の一台よ
りも上の運転状態のときには他の熱源機１の二台を運転
する。

【０１１０】そして、平均流量ＶｍがＶｓｐ３の近傍以
外にある場合も、上述と同様な要領によって熱源機１の
運転状況を決定することができる。但し、図９における
方法は熱源機１が頻繁に運転、停止するので、吸収式冷
凍機などであって長い運転、停止間隔を要する熱源機を
含む場合には不適当である。

【０１１１】このような装置構成である場合には、長い
運転、停止間隔を要する熱源機１を最初に運転し、最後
に停止するようにするか又は長い運転、停止間隔を要す
る熱源機１を常時運転するように、運転切替熱量と熱源
機運転状況関係を工夫することが必要となる。このよう
にして、流量比較手段３５においてそれぞれの熱源機１
の運転、停止を決定して運転信号を出力する。

【０１１２】また、図６〜図９の実施の形態では熱源系
流量測定手段２７が配置されている。しかし、図６の構
成においてそれぞれの熱源機１の運転、停止と同期して
動作するそれぞれの熱源用ポンプ２が定流量ポンプであ
る場合には、負荷系配管の圧力損失に関わらず熱源用ポ
ンプ２の流量はほぼ一定となる。このため、熱源系流量
測定手段２７の代わりに、予め熱源用ポンプ２の設計流
量Ｖｓｐを定数として入力しておき、この値を用いて熱
源系流量を求めても同じ作用を得ることができる。

【０１１３】これにより熱源系流量測定手段２７を省略
し装置構成を簡略化することができ、設備費、設置費を
節減することができる。すなわち、今、一台の熱源用ポ
ンプ２の設計流量をＶｓｐ１、０又は１の一台の熱源機
１の運転、停止信号をＳＳ１とする。また、他の一台の
熱源用ポンプ２の設計流量をＶｓｐ２、０又は１の他の
一台の熱源機１の運転、停止信号をＳＳ２とする。さら
に、他の一台の熱源用ポンプ２の設計流量をＶｓｐ３、
０又は１の他の一台の熱源機１の運転、停止信号をＳＳ
３とする。これにより、熱源系流量Ｖｓを前述の式９で
表すことができる。

【０１１４】また、熱源系流量測定手段２７の代わりに
バイパス管１４に、流れの方向と流量を計測することが
できる流量検知手段を設ける。これにより、評価流量Ｖ
ｅｓはバイパス管１４に設置した流量検知手段による計
測流量がＶｂであるとして、前述の式１１により容易に
求めることができるので、熱源系流量測定手段２７と同
様な作用を得ることができる。但し、ここではバイパス
管１４の流量検知手段による計測流量Ｖｂは、図６にお
いて還ヘッダ６から往ヘッダ３に流れる方向を正とす
る。

【０１１５】また、図６〜図９の実施の形態では、熱源
機制御装置１１は熱源機１の運転、停止信号のみを発信
することを想定している。しかし、熱源機１が熱源機１
出口設定温度や容量運転信号を外部、すなわち熱源機制
御装置１１から変更可能である場合は、図６における熱
量比較手段３５を熱源機１出口温度設定や容量制御信号
設定に対応できる機器に変更することにより、熱源機１
の台数制御だけでなく出力制御も可能である。

【０１１６】以上説明したように熱源機１の台数制御
が、負荷系流量だけでなくバイパス流による送水温度や
還水温度の変動を考慮に入れた流量により行われる。こ
のため、補助増段及び補助減段などの余分な機能を用い
ることなく必要とされる熱源機１の運転、停止を行うこ
とができる。さらに、平均処理演算手段３２を用いるこ
とにより、増段又は減段直後の温度変動の不安定な領域
の熱量を顕在化させず、待ち時間を設定しなくても熱源
機１の運転、停止を行うことができる。

【０１１７】これにより、簡易な構成であって空気調和
負荷の変動に容易に追従でき、エネルギーを節減するこ
とができる。また、予め既知の熱源用ポンプ２の設計流
量を熱源系流量として用いることにより、熱源系流量測
定手段２７を省略して装置構成を簡略化することがで
き、設備費、設置費を節減することができる。

【０１１８】実施の形態３．図１０〜図１４も、この発
明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１０は空気調
和装置の回路図、図１１は図１０の空気調和装置におけ
る運転台数決定手段の処理手順を説明するフローチャー
ト、図１２ａは図１０の空気調和装置における運転台数
決定手段における熱源機の選択方法を説明するフローチ
ャート、図１２ｂは図１０の空気調和装置における運転
台数決定手段における熱源機の他の選択方法を説明する
フローチャートである。

【０１１９】また、図１３は図１０の空気調和装置にお
ける温度設定手段の処理手順を説明するフローチャー
ト、図１４は図１０の空気調和装置の熱源能力演算手段
において熱源機入口の熱源水の温度と出入口の温度差の
関係を表すグラフである。図において、前述の図１〜図
５と同符号は相当部分を示し、３６は熱源機入口温度検
知手段、３７〜３９はそれぞれ熱源制御装置１１に設け
られた手段で、３７は熱源能力演算手段、３８は運転台
数決定手段、３９は温度設定手段である。

【０１２０】なお、熱源機入口温度検知手段３６の設置
位置は、還ヘッダ６からそれぞれの熱源機１までの間に
おいては熱損失が殆ど無視できると考えて還ヘッダ６内
としている。しかし、熱損失が無視できない場合は還ヘ
ッダ６から熱源機１の間の配管内で、熱源機１にできる
だけ近い位置に設置する方がより良好な作用が得られ
る。

【０１２１】なお、還ヘッダ６からそれぞれの熱源機１
までの間においては熱損失が無視できない場合は、熱源
機入口温度検知手段３６の設置個数は三つとなり、以後
の演算において、熱源機入口温度Ｔｒｓとして扱ってい
る温度は、熱源機１ごとに１〜３の機器番号を与えてＴ
ｒｓ（１）〜Ｔｒｓ（３）として演算を行う。また、図
１０〜図１４の実施の形態では冷房時を想定している
が、熱源機入口温度と熱源機出口温度の高低が逆になる
ことを考慮することにより暖房時に適用できる。

【０１２２】上記のように構成された空気調和装置にお
ける熱源制御装置１１の動作を説明する。負荷系熱量演
算手段２９において負荷系流量Ｖｄ、還水温度Ｔｒ、送
水温度Ｔｓからそれぞれの空気調和負荷４において消費
された負荷系熱量Ｑｄを前述の式３により求める。

【０１２３】そして、熱源能力演算手段３７では熱源機
入口温度Ｔｒｓと熱源機１が最大出力と仮定したときの
熱源水の出入口温度差ΔＴｍａｘと、熱源系流量Ｖｓ
と、熱源機１が最も効率よく運転できる負荷容量を表す
最大効率容量Ｅｍａｘ（単位％）から、熱源機１の最大
出力Ｑｍａｘ及び最大効率出力Ｑｅｆｆを演算する。

【０１２４】また、運転台数決定手段３８では負荷系熱
量Ｑｄと最大出力Ｑｍａｘに基づいて熱源機１の運転台
数Ｎｓを決定し、さらに負荷系熱量Ｑｄと最大効率出力
Ｑｅｆｆに基づいて、それぞれの熱源機１の出口温度の
設定値Ｔｏｓを決定する。なお、負荷系熱量演算手段２
９の動作については前述の図１〜図５の実施の形態の場
合と同様であるのでここでは説明を省略する。

【０１２５】一方、熱源能力演算手段３７において、熱
源系流量Ｖｓ（１）〜Ｖｓ（３）と、熱源が最大出力で
あると仮定したときの熱源水の出入口温度差ΔＴｍａ
ｘ、例えば５℃からそれぞれの熱源機１の最大出力Ｑｍ
ａｘ（１）〜Ｑｍａｘ（３）を次の式１２により演算す
る。

【０１２６】

【数１２】

【０１２７】また、熱源機１が最も効率よく運転できる
負荷容量を示す最大効率容量Ｅｍａｘ（単位％）から、
それぞれの熱源機１の最大効率出力Ｑｅｆｆ（１）〜Ｑ
ｅｆｆ（３）を次の式２３により演算する。

【０１２８】

【数１３】

【０１２９】さらに、熱源機１の部分負荷運転の最低容
量限界Ｅｍｉｎ（単位％）からそれぞれの熱源機１の最
小出力Ｑｍｉｎ（１）〜Ｑｍｉｎ（３）を次の式１４に
より演算する。

【０１３０】

【数１４】

【０１３１】ここで、熱源系流量Ｖｓ（１）〜Ｖｓ
（３）は、必ずしもそれぞれの熱源系流量測定手段２７
により計測された流量でなくても、前述のように熱源用
ポンプ２の設計流量を用いても同様な作用を得ることが
できる。

【０１３２】次に、運転台数決定手段３８により運転台
数を決定する手順を図１１に示すフローチャートによっ
て説明する。すなわち、ステップ４０１においてそれぞ
れの熱源機１に起動の優先順位Ｐ（１）〜Ｐ（３）を、
例えばＰ（１）＝０、Ｐ（２）＝１、Ｐ（３）＝２のよ
うに初期設定する。そして、ステップ４０２へ進み、現
在のそれぞれの熱源機１の運転、停止信号ＳＷ（１）〜
ＳＷ（３）と最大出力Ｑｍａｘ（１）〜Ｑｍａｘ（３）
から空気調和装置として出力し得る最大出力Ｑｓｕｍ０
を次の式１５より求める。

【０１３３】

【数１５】

【０１３４】そして、負荷系熱量Ｑｄと最大出力Ｑｓｕ
ｍ０を比較してＱｄ≧Ｑｓｕｍ０である場合は、ステッ
プ４０３へ進んで熱源機１のうちで起動優先順位の高い
熱源機１、すなわち図１２ａに示すようにＰ（ｎ）＝０
となる熱源機１を選択する。次いで、選択された熱源機
１の運転、停止信号ＳＷ（ｎ）が１であれば、既に全て
の熱源機１が運転されているので運転台数は現状維持の
まま運転、停止信号ＳＷ（１）〜ＳＷ（３）を出力して
演算を終了する。

【０１３５】また、運転、停止信号ＳＷ（ｎ）が０であ
れば、ステップ４０４へ進んで１に変更する。そして、
ステップ４０５へ進み次の式１６により起動後の熱源機
１の起動優先順位が最も低くなるように変更される。

【０１３６】

【数１６】

【０１３７】次いで、ステップ４０６へ進み運転、停止
信号ＳＷ（ｎ）が変更された場合は、現在の運転台数に
一台追加運転されたときの空気調和装置として出力し得
る最大出力Ｑｓｕｍを次の式１７から求める。

【０１３８】

【数１７】

【０１３９】そして、再度、負荷系熱量Ｑｄと最大出力
Ｑｓｕｍ０を比較してＱｄ≧Ｑｓｕｍの場合はステップ
４０３へ戻り、ステップ４０３からステップ４０６を繰
り返す。また、負荷系熱量Ｑｄと最大出力Ｑｓｕｍ０を
比較してＱｄ＜Ｑｓｕｍの場合は運転、停止信号ＳＷ
（１）〜ＳＷ（３）を出力して演算を終了する。

【０１４０】また、Ｑｄ＜Ｑｓｕｍ０となる場合は、次
にステップ４０７へ進み熱源機１のうちで起動優先順位
の低い熱源機１、すなわち図１２ｂに示すようにＰ
（ｎ）＝２となる熱源機１のいずれかを選択する。そし
て、選択された熱源機１の運転、停止信号ＳＷ（ｎ）が
０であれば、既に全ての熱源機１が停止されているの
で、運転台数は現状維持のまま運転、停止信号ＳＷ
（１）〜ＳＷ（３）を出力して演算を終了する。

【０１４１】また、選択された熱源機１の運転、停止信
号ＳＷ（ｎ）が１であれば、ステップ４０８へ進み、Ｓ
Ｗ（ｎ）＝０に変更する。次いでステップ４０９へ進
み、それぞれの熱源機１の起動優先順位が前述の式１６
により停止後の熱源機１の起動優先順位を一つ上げるよ
うに変更される。また、運転、停止信号ＳＷ（ｎ）が変
更された場合には、ステップ４１０へ進んで現在の運転
台数から一台停止されたときの空気調和装置として出力
し得る最大出力Ｑｓｕｍを前述の式１７から求める。

【０１４２】そして、再び負荷系熱量Ｑｄと最大出力Ｑ
ｓｕｍを比較してＱｄ＜Ｑｓｕｍの場合はステップ４０
７へ戻り、ステップ４０７からステップ４１０を繰り返
す。また、負荷系熱量Ｑｄと最大出力Ｑｓｕｍを比較し
てＱｄ≧Ｑｓｕｍの場合は運転、停止信号ＳＷ（１）〜
ＳＷ（３）を出力して演算を終了する。

【０１４３】以上説明した手順により、停止時間の長い
熱源機１から順に起動し、運転時間の長い熱源機１から
順に停止する原則のもとに、どの熱源機１を何台運転さ
せるかが決定される。但し、このとき外気条件などによ
り熱源機１が最大出力を出せない場合や、空気調和負荷
４側の熱交換器能力が飽和して熱源機１の出力が負荷系
熱量に反映されない場合を想定する。

【０１４４】そして、負荷系熱量Ｑｄと最大出力Ｑｓｕ
ｍ０及び最大出力Ｑｓｕｍを比較する際に、最大出力Ｑ
ｓｕｍ０及び最大出力Ｑｓｕｍの値に例えば０．９など
１よりも小さい係数を掛けて比較してもよい。したがっ
て、同じ熱源機１が集中的に運転、停止を繰り返すこと
なく、全ての熱源機１が万遍無く運転、停止されるので
熱源機１の劣化を防ぐことができる。

【０１４５】次に、温度設定手段３９における熱源機出
口温度の設定値を決定する手順を図１３に示すフローチ
ャートによって説明する。すなわち、ステップ５０１に
おいて運転台数決定手段３８の演算結果による熱源機１
のそれぞれの運転、停止信号ＳＷ（１）〜ＳＷ（３）と
熱源能力演算手段３７の各熱量演算結果Ｑｍａｘ、Ｑｅ
ｆｆ、Ｑｍｉｎから次の式１８に示す五段階の熱量判断
基準が設けられる。

【０１４６】

【数１８】

【０１４７】そして、Ｑｄ＞Ｑｓｔ１の場合はステップ
５０２へ進み、次の式１９により各熱源機１の出口設定
温度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１４８】

【数１９】

【０１４９】また、Ｑｓｔ２＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ１の場合は
ステップ５０３へ進み、次の式２０により各熱源機１の
出口設定温度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１５０】

【数２０】

【０１５１】また、Ｑｓｔ３＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ２の場合は
ステップ５０４へ進み、次の式２１により各熱源機１の
出口設定温度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１５２】

【数２１】

【０１５３】また、Ｑｓｔ４＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ３の場合は
ステップ５０５へ進み、次の式２２により各熱源機１の
出口設定温度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１５４】

【数２２】

【０１５５】また、Ｑｓｔ５＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ４の場合は
ステップ５０６へ進み、次の式２３により各熱源機１の
出口設定温度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１５６】

【数２３】

【０１５７】また、Ｑｄ≦Ｑｓｔ５の場合はステップ５
０７へ進み、次の式２４により各熱源機１の出口設定温
度Ｔｏｓ（１）〜Ｔｏｓ（３）を決定する。

【０１５８】

【数２４】

【０１５９】以上の手順によってなるべく高効率で各熱
源機１が運転されるように熱源機１出口温度の設定値の
決定が行われる。なお、図１０〜図１４の実施の形態で
は、新たに起動した熱源機１は定格出力を出すのに時間
が掛かる。このため、新たに起動される熱源機１の出口
設定温度は低出力を要求するように、また長時間運転さ
れている熱源機１の出口設定温度は優先的に高出力を要
求するように、熱源機１の起動優先順位を利用するよう
に設定される。したがって、定格能力を出力するまでの
時定数が大きな熱源機１に対しても、一層現在の負荷系
熱量Ｑｄに則した温度設定が可能になる。

【０１６０】また、図１０〜図１４の実施の形態におい
て、熱源水の出入口温度差ΔＴｍａｘを定数として扱っ
ているが、図１４に示すように熱源機入口温度Ｔｒｓの
関数として定義することにより、より精度の高い熱源機
出口温度の設定が可能になる。また、負荷系熱量Ｑｄを
基に演算を行っているが、前述の図１〜図５の実施の形
態に述べた演算結果である平均熱量Ｑｍを基に演算を行
っても同様の成果を得ることができる。また、従来の空
気調和装置の説明で述べたような従来の補助増減段との
併用も可能である。

【０１６１】以上説明したように熱源機１の入口温度を
考慮に入れて決定した熱源機１の最大出力を基準に熱源
機１の運転台数を決定するので、不必要な熱源機１の運
転、停止を抑制することができる。また、熱源機１の入
口温度を考慮に入れて決定した熱源機１が最大効率にな
る負荷容量を基準として熱源機１出口の設定温度を決定
する。

【０１６２】このため、冷水入口温度が低いにも関わら
ず出口の設定温度を高くして部分負荷運転となり、結果
として冷凍機が運転効率の低い領域で運転されたり、冷
水入口温度が高いにも関わらず出口の設定温度を低くし
て、結果として冷凍機の能力以上の出力を要求すること
になり、設定温度に到達できないなどの不具合を生じた
りすることがない。これにより、常に高効率状態で熱源
機１を運転でき、空気調和負荷の変動に容易に追従で
き、エネルギーを節減することができる。

【０１６３】また、図１０〜図１４の実施の形態におい
て、熱源機１の入口温度を考慮に入れて決定した熱源機
１の最大出力と起動優先順位に基づいて、運転後の経過
時間の長い熱源機１を停止し、停止後の経過時間の長い
熱源機１から起動するように運転、停止を行う。このた
め、負荷熱量の変動に対して的確に熱源機１の運転、停
止が可能になる。また、一台の熱源機１のみに運転、停
止が集中して熱源機１の劣化や故障の原因となる不具合
を防ぐことができる。

【０１６４】さらに、熱源機１の入口温度を考慮に入れ
て決定した熱源機１の最大出力と、最大効率時の負荷容
量と、最小出力と、起動優先順位に基づいて、熱源機１
をなるべく高効率で運転できるように熱源機出口の設定
温度を決定する。これと共に運転後の経過時間の長い熱
源機１を高出力に、運転後間もない熱源機１を低出力に
なるように熱源機１の出口温度を決定する。

【０１６５】このため、冷水入口温度が低いにも関わら
ず出口の設定温度を高くして部分負荷運転となり、結果
として冷凍機が運転効率の低い領域で運転されたり、冷
水入口温度が高いにも関わらず出口の設定温度を低くし
て、結果として冷凍機の能力以上の出力を要求すること
になり設定温度に到達できないなどの不具合を生じたり
することがない。これにより、常に高効率状態で熱源機
１を運転することができる。また、起動後に定格出力に
達するまでの時定数が大きな熱源機１の場合でも、負荷
熱量の変動に対して的確に出力を追従させることができ
てエネルギーを節減することができる。

【０１６６】実施の形態４．図１５及び図１６も、この
発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１５は空気
調和装置の回路図、図１６は図１５の空気調和装置にお
ける容量制御信号設定手段の処理手順を説明するフロー
チャートである。図において、前述の図１０〜図１４と
同符号は相当部分を示し、４０は容量制御信号設定手段
で、前述の図１０〜図１４の実施の形態における温度設
定手段３９に代替される。

【０１６７】上記のように構成された空気調和装置にお
ける容量制御信号を決定する手順を図１６に示すフロー
チャートによって説明する。すなわち、ステップ６０１
において運転台数決定手段３８による熱源機１の運転、
停止信号ＳＷ（１）〜ＳＷ（３）と、熱源能力演算手段
３７の各熱源演算結果Ｑｍａｘ、Ｑｅｆｆ、Ｑｍｉｎに
より前述の式１８に示す五段階の熱量判断基準を設け
る。

【０１６８】そして、Ｑｄ＞Ｑｓｔ１の場合はステップ
６０２へ進み、次の式２５により各熱源機１の容量制御
信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１６９】

【数２５】

【０１７０】また、Ｑｓｔ２＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ１の場合は
ステップ６０３へ進み、次の式２６により各熱源機１の
容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１７１】

【数２６】

【０１７２】また、Ｑｓｔ３＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ２の場合は
ステップ６０４へ進み、次の式２７により各熱源機１の
容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１７３】

【数２７】

【０１７４】また、Ｑｓｔ４＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ３の場合は
ステップ６０５へ進み、次の式２８により各熱源機１の
容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１７５】

【数２８】

【０１７６】また、Ｑｓｔ５＜Ｑｄ≦Ｑｓｔ４の場合は
ステップ６０６へ進み、次の式２９により各熱源機１の
容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１７７】

【数２９】

【０１７８】また、Ｑｄ≦Ｑｓｔ５の場合はステップ６
０７へ進み、次の式３０により各熱源機１の容量制御信
号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）を決定する。

【０１７９】

【数３０】

【０１８０】以上の手順によってなるべく高効率で各熱
源機１が運転されるように容量制御信号ＣＳ（１）〜Ｃ
Ｓ（３）が決定される。なお、図１５及び〜図１６の実
施の形態では、新たに起動した熱源機１は定格出力を出
すのに時間が掛かる。このため、新たに起動される熱源
機１の容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）は低出力を
要求するように、また長時間運転されている熱源機１の
容量制御信号ＣＳ（１）〜ＣＳ（３）は優先的に高出力
を要求するように、熱源機１の起動優先順位を利用する
ように設定される。

【０１８１】したがって、定格能力を出力するまでの時
定数が大きな熱源機１に対しても、一層現在の負荷系熱
量Ｑｄに則した温度設定が可能になる。また、図１５及
び〜図１６の実施の形態において、負荷系熱量Ｑｄを基
に演算を行っているが、前述の図１〜図５の実施の形態
に述べた演算結果である平均熱量Ｑｍを基に演算を行っ
ても同様の成果を得ることができる。

【０１８２】以上説明したように熱源機１の入口温度を
考慮に入れて決定した熱源機１の最大出力を基準に熱源
機１の運転台数を決定するので、不必要な熱源機１の運
転、停止を抑制することができる。また、熱源機１の入
口温度を考慮に入れて決定した熱源機１が最大効率にな
る負荷容量を基準として熱源機１出口の容量制御信号を
決定する。

【０１８３】このため、冷水入口温度が低いにも関わら
ず出口の設定温度を高くして部分負荷運転となり、結果
として冷凍機が運転効率の低い領域で運転されたり、冷
水入口温度が高いにも関わらず出口の設定温度を低くし
て、結果として冷凍機の能力以上の出力を要求すること
になり設定温度に到達できないなどの不具合を生じたり
することがない。これにより、常に高効率状態で熱源機
１を運転でき、空気調和負荷の変動に容易に追従でき、
エネルギーを節減することができる。

【０１８４】また、図１０〜図１４の実施の形態におい
て、熱源機１の入口温度を考慮に入れて決定した熱源機
１の最大出力と起動優先順位に基づいて、運転後の経過
時間の長い熱源機１を停止し、停止後の経過時間の長い
熱源機１から起動するように運転、停止を行う。このた
め、負荷熱量の変動に対して的確に熱源機１の運転、停
止が可能になる。また、一台の熱源機１のみに運転、停
止が集中して熱源機１の劣化や故障の原因となる不具合
を防ぐことができる。

【０１８５】さらに、熱源機１の入口温度を考慮に入れ
て決定した熱源機１の最大出力と、最大効率時の負荷容
量と、最小出力と、起動優先順位に基づいて、熱源機１
をなるべく高効率で運転できるように熱源機の容量制御
信号を決定する。これと共に運転後の経過時間の長い熱
源機１を高出力に、運転後間もない熱源機１を低出力に
なるように熱源機１の容量制御信号を決定する。

【０１８６】このため、冷水入口温度が低いにも関わら
ず出口の設定温度を高くして部分負荷運転となり、結果
として冷凍機が運転効率の低い領域で運転されたり、冷
水入口温度が高いにも関わらず出口の設定温度を低くし
て、結果として冷凍機の能力以上の出力を要求すること
になり設定温度に到達できないなどの不具合を生じたり
することがない。これにより、常に高効率状態で熱源機
１を運転することができる。また、起動後に定格出力に
達するまでの時定数が大きな熱源機１の場合でも、負荷
熱量の変動に対して的確に出力を追従させることができ
てエネルギーを節減することができる。

【０１８７】実施の形態５．図１７〜図２０も、この発
明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１７は空気調
和装置の回路図、図１８は図１７の空気調和装置におけ
る送水圧設定値演算手段の処理手順を説明するフローチ
ャート、図１９は図１７の空気調和装置における送水圧
補正手段の処理手順を説明するフローチャート、図２０
は図１７の空気調和装置における送水圧補正手段の負荷
系流量の時間変化と補正圧力の関係を表すグラフであ
る。図において、前述の図１〜図５と同符号は相当部分
を示し、４１は送水圧力制御装置である。

【０１８８】４２は送水圧力制御装置４１を形成する送
水圧設定値演算手段、４３〜４５はそれぞれ送水圧設定
値演算手段４２を形成する演算手段で、４３はサンプル
区間平均処理手段、４４は基準送水圧設定値演算手段、
４５は送水圧補正手段である。４６は搬送ポンプコント
ローラ、４７は圧力発信器からなる送水圧検値手段、４
８はそれぞれインバータである。

【０１８９】上記のように構成された空気調和装置にお
いて、送水圧設定値演算手段４２はあるサンプリング時
間ＳＴＳごとに、サンプル区間平均処理手段４３により
演算された負荷系流量Ｖｄのある指定サンプル区間ΔＴ
ｓの平均値Ｖｍ０と、一サンプリング時間ＳＴＳ前のサ
ンプル区間平均処理手段４３の演算結果Ｖｍ−１から送
水圧設定値Ｐｓを演算する。そして、この演算送水圧設
定値Ｐｓを搬送ポンプコントローラ４６に設定値として
入力する。

【０１９０】また、搬送ポンプコントローラ４６では、
実際の送水圧を検知する送水圧検知手段４７からの圧力
信号Ｐｎと、送水圧設定値Ｐｓとの差に基づいて、それ
ぞれのインバータ４８に制御信号を出力して、搬送用ポ
ンプ２８の回転速度を制御する。なお、搬送ポンプコン
トローラ４６は前述の第四の従来の空気調和装置におけ
る送水圧力制御演算部２２と同じ動作をするものであ
る。

【０１９１】次に、送水圧設定値演算手段４２の動作を
図１８及び図１９に示すフローチャートによって説明す
る。すなわち、ステップ７０１において初期設定が行わ
れ、サンプル区間平均処理手段４３により平均をとるサ
ンプル区間ΔＴｓと、送水圧設定値演算手段４２のサン
プリング時間ＳＴＳと、搬送ポンプコントローラ４６の
サンプリング時間ＳＴＣが指定される。そして、サンプ
ル区間平均処理に必要な負荷系流量Ｖｄのサンプル数Ｎ
ｍを次の式３１により求める。これと共に、内部の時間
カウンタＴｃが０にセットされる。

【０１９２】

【数３１】

【０１９３】次いで、ステップ７０２へ進み、サンプル
区間平均処理手段４３により初期設定として、演算開始
から何番目のデータであるかを示すカウンタｎｃ、Ｎｍ
個のデータを記憶しておくためのメモリＭ（１）〜Ｍ
（Ｎｍ）が全て０にセットされる。そして、ステップ７
０３へ進んでサンプル区間平均処理手段４３では負荷系
流量検出知手段１０により計測された負荷系流量Ｖｄが
常時、すなわち搬送ポンプコントローラ４６のサンプリ
ング時間ＳＴＣ（一般的には１秒程度）と等しい間隔で
入力される。

【０１９４】これにより、その都度カウンタｎｃを１増
やし、時間カウンタＴｃをサンプリング時間ＳＴＣだけ
増やす。次に、ステップ７０４へ進み、カウンタｎｃが
サンプル数Ｎｍに達している場合はｎｃ＝Ｎｍとし、さ
もなければカウンタｎｃの値をそのままとする。次い
で、ステップ７０５へ進んでメモリＭ（ｉ）内のデータ
が前述の式７のように更新され、最新の負荷系流量Ｖｄ
データはメモリＭ（Ｎｍ）に記憶される。

【０１９５】そして、ステップ７０６へ進んで、メモリ
Ｍ（ｉ）内に記憶されている過去のｎｃサンプル個の負
荷系流量データから次の式３２によりサンプル区間ΔＴ
ｓの負荷系流量の平均値Ｖｍ０が算出される。したがっ
て、カウンタｎｃがサンプル数Ｎｍに達しない演算初期
においては、演算開始からカウンタｎｃ個分のデータの
平均負荷流量Ｖｍ０を算出することになる。

【０１９６】

【数３２】

【０１９７】次に、ステップ７０７に進み、演算された
平均負荷流量Ｖｍ０は時間カウンタＴｃが送水圧設定値
演算手段４２のサンプリング時間ＳＴＳ以上となる場合
のみ、サンプル区間平均処理手段４３から基準送水圧設
定値演算手段４４へ出力される。このときに、サンプル
区間平均処理手段４３において送水圧設定値演算手段４
２のサンプリング時間ＳＴＳを、サンプル区間平均処理
手段４３のサンプル区間ΔＴｓよりも大きめに設定す
る。

【０１９８】これによって、サンプリング時間ＳＴＳの
うち最後のサンプル区間ΔＴｓ間の負荷系流量の平均値
Ｖｍ０として有効となり、最初のサンプリング時間ＳＴ
Ｓ−サンプル区間ΔＴｓの間の負荷系流量のデータは無
視されることになる。したがって、送水圧設定値変更直
後の流量が不安定な領域の影響が負荷流量平均値Ｖｍ０
に反映されないように、送水圧設定値演算手段４２より
新たな送水圧設定値Ｐｓの信号が、搬送ポンプコントロ
ーラ４６に発信された直後から流量が安定するまでの間
は、一定の待ち時間サンプリング時間ＳＴＳ−サンプル
区間ΔＴｓを設定するのと同じ作用を得ることができ
る。

【０１９９】また、基準送水圧設定値演算手段４４で
は、サンプル区間平均処理手段４３で演算された負荷流
量平均値Ｖｍ０と、予め入力されていた最大負荷時、す
なわちそれぞれの制御弁５が全て全開で配管系の圧力損
失が最小、かつそれぞれの搬送用ポンプ２８のそれぞれ
のインバータ４８の出力が最大の時の送水圧Ｐｍａｘと
負荷系流量Ｖｍａｘから、現在の負荷流量平均値Ｖｍ０
のまま、それぞれの制御弁５が全て全開になり配管系の
圧力損失が最小になったと仮定した場合の基準送水圧Ｐ
ｓｓを次の式３３により演算する。

【０２００】

【数３３】

【０２０１】ここで、最大送水圧Ｐｍａｘと最大負荷流
量Ｖｍａｘは、空気調和装置の設計時の設計圧力、設計
流量を予め入力しておいてもよいし、また空気調和装置
の起動時などのフル運転時、すなわちそれぞれの制御弁
５が全て全開でそれぞれの搬送用ポンプ２８のそれぞれ
のインバータ４８の出力が１００％の場合の負荷系流量
Ｖｄ及び送水圧検知手段４７からの圧力信号Ｐｎを計測
する。そして、その値を送水圧Ｐｍａｘ、負荷系流量Ｖ
ｍａｘとして基準送水圧設定値演算手段４４に入力する
ことも可能である。

【０２０２】そして、ステップ７０８へ進んで、送水圧
補正手段４５によりサンプル区間平均処理手段４３から
得た現在の負荷流量平均値Ｖｍ０と、送水圧補正手段４
５内に蓄積されていた一サンプリング時間ＳＴＳ前の負
荷流量平均値Ｖｍ−１を比較して、現在の送水圧設定値
Ｐｓ０と基準送水圧設定値演算手段４４の演算結果であ
る基準送水圧Ｐｓｓを用いて送水圧設定値Ｐｓを決定す
る。

【０２０３】次いで、ステップ７０９へ進み時間カウン
タＴｃを０にリセットして、現在の負荷流量平均値Ｖｍ
０をＶｍ−１とし、ステップ７０８により決定した送水
圧設定値ＰｓをＰｓ０として記憶すると同時に、送水圧
設定値Ｐｓを搬送ポンプコントローラ４６に出力する。

【０２０４】なお、送水圧設定値Ｐｓを決定する手順の
一例、すなわちステップ７０８の内容を図１９に示すフ
ローチャートによって説明する。すなわち、ステップ７
１０において負荷流量平均値Ｖｍ０≧Ｖｍ−１であれば
予め設定しておいた圧力ΔＰ、例えば０．０５kg／cm²
だけ現在の送水圧設定値Ｐｓ０に加え、Ｐｓ０＋ΔＰと
最大送水圧Ｐｍａｘを比較する。

【０２０５】そして、Ｐｓ０＋ΔＰ＜Ｐｍａｘであれば
ステップ７１１へ進み、Ｐｓ０＋ΔＰを新たな送水圧設
定値Ｐｓとする。また、Ｐｓ０≧Ｐｍａｘであればステ
ップ７１２へ進み、最大送水圧Ｐｍａｘを新たな送水圧
設定値Ｐｓとする。また、負荷流量平均値Ｖｍ０＜Ｖｍ
−１であればステップ７１３へ進み、基準送水圧設定値
演算手段４４の演算結果である基準送水圧Ｐｓｓを新た
な送水圧設定値Ｐｓとする。なお、送水圧設定値演算手
段４２は以上説明したステップ７０１〜ステップ７０９
の手順をサンプリング時間ＳＴＳの周期で繰り返す。

【０２０６】また、以上の説明では圧力ΔＰを定数とし
ているが、図２０に示すように負荷流量平均値Ｖｍ０と
Ｖｍ−１の差に応じて、圧力ΔＰを変更することによっ
てより早く最適設定圧に達する送水圧力制御装置４１を
実現することができる。そして、以上の処理手順により
搬送ポンプコントローラ４６の送水圧設定値が決定され
る。

【０２０７】なお、図１７〜図２０の実施の形態では、
それぞれのインバータ４８によりそれぞれの搬送用ポン
プ２８の圧力を制御する空気調和装置が形成されてい
る。しかし、図示が省略してあるがインバータではなく
バイパス弁の開閉により圧力制御を行う空気調和装置に
おいても、図１７〜図２０の実施の形態と同様な作用を
得ることができる。

【０２０８】以上説明したように空気調和装置の熱源水
搬送による圧力損失が最も小さい場合の送水圧を基準と
して送水圧力設定値を変動させる。このため、負荷が小
さい場合でもそれぞれ制御弁５での圧力損失が少なく、
それぞれの搬送用ポンプ２８の消費エネルギーを節約す
ることができる。また、負荷系流量Ｖｄの変化により送
水圧力設定値の可否を判断して設定値を変更しているの
で、それぞれの空気調和負荷４の制御弁５の開度信号な
どを用いることなく、それぞれの空気調和負荷４におい
て所要の流量を確実に得ることができ、エネルギーを節
減することができる。

【０２０９】なお、前述の図１〜図５の実施の形態は、
冷房時を想定して説明したが、還水温度と送水温度の大
小が逆になることを考慮することにより、暖房時に対し
て容易に適用することができる。また、前述の図６〜図
９の実施の形態は、冷房時、暖房時に関わらず同等の作
用を得ることができる。

【０２１０】また、前述の図１０〜図１４の実施の形態
及び図１５及び図１６の実施の形態は、熱源機１が冷凍
機の場合を想定しているが、熱源機１がボイラなどの温
水発生器のときであっても、熱源機入口温度と出口温度
の大小が逆になることを考慮することにより、容易に適
用することができる。さらに、全ての実施の形態におい
て、熱源用ポンプ２を三台、熱源用ポンプ２の他に熱源
水を空気調和負荷４への搬送するための搬送用ポンプ２
８を三台設けた構成として説明している。しかし、これ
らの熱源用ポンプ２の台数や、搬送用ポンプ２８の有無
に関わらず、以上説明した作用を得ることができる。

【０２１１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、現在の
還水温度を設定温度と一致させるのに必要な熱量を演算
する還水温度制御熱量演算手段と、還水と送水のバイパ
ス流による熱損失を仮想的に見積もるバイパス熱量演算
手段の両者が設けられる。そして、従来の熱源機の運転
台数の判断基準であった負荷系熱量に、上記両者の熱量
演算結果を加味して空気調和負荷の変動による増段、減
段の反応を早める。これと共に、平均処理演算手段を設
けて演算結果のあるサンプル区間における平均値を求め
ることにより、増減段直後などの不安定な温度変動を演
算結果に顕在化しないようにする。そして、この演算結
果に基づいて熱源機の運転台数の決定、熱源機の出口設
定温度の変更のための熱源機の出力を制御する容量制御
信号の決定を行うものである。

【０２１２】このように、熱源機の台数制御が、負荷系
熱量だけでなく還水温度を設定温度にするための熱量
や、バイパス流による熱量の移動を考慮に入れた総合的
な熱量によって行われる。このため、補助増段及び補助
減段などの余分な機能を用いることなく、所要の熱源機
の運転、停止を行うことができ、また冷凍機の能力不足
などの場合にも熱源機にハンチングを生じることなく運
転、停止することができ、熱源機の運転を安定化する効
果がある。

【０２１３】さらに、平均処理演算手段を用いることに
より増段又は減段直後の温度変動の不安定な領域の熱量
を顕在化させず、待ち時間を設定しなくても熱源機の運
転、停止を行うことができる。これにより、簡易な構成
であって空気調和負荷の変動に容易に追従できエネルギ
ーを節減する効果がある。

【０２１４】この発明は以上説明したように、熱源系流
量検知手段による流量の計測を、熱源用ポンプの設計流
量により代替したものである。

【０２１５】このようにして、熱源機の運転、停止と同
期して動作する熱源用ポンプが定流量ポンプである場合
には、負荷系配管の圧力損失に関わらず熱源用ポンプの
流量がほぼ一定となる。このため、熱源系流量測定手段
の代わりに予め熱源用ポンプの設計流量を定数として入
力しておき、この値を用いて熱源系流量を求めても同じ
作用を得ることができる。これにより、熱源系流量測定
手段を省略して装置構成を簡略化することができ、設備
費、設置費を節減する効果がある。

【０２１６】また、この発明は以上説明したように、還
水と送水のバイパス流による還水温度の低下や送水温度
の上昇を見越して、従来における熱源機の運転台数の判
断基準であった負荷系流量にバイパス流量を加算するこ
とにより空気調和負荷の変動による増段、減段の反応を
早める。これと共に、平均処理演算手段を設けて演算結
果のあるサンプル区間における平均値を求めることによ
り、増減段直後などの不安定な温度変動を演算結果に顕
在化しないようにする。そして、この演算結果に基づい
て熱源機の運転台数の決定を行うものである。

【０２１７】このように、熱源機の台数制御が、負荷系
流量だけでなくバイパス流による送水温度や還水温度の
変動を考慮に入れた流量によって行うので、補助増段及
び補助減段などの余分な機能を用いることなく、所要の
熱源機の運転、停止を行うことができる。さらに、平均
処理演算手段を用いることにより増段又は減段直後の温
度変動の不安定な領域の熱量を顕在化させず、待ち時間
を設定しなくても熱源機の運転、停止を行うことができ
る。このため、簡易な構成であって空気調和負荷の変動
に容易に追従できエネルギーを節減する効果がある。

【０２１８】また、この発明は以上説明したように、熱
源系流量検知手段により計測した熱源系流量からバイパ
ス管を流れるバイパス流量を求める際に、熱源系流量検
知手段による熱源系流量の計測を、熱源用ポンプの設計
流量により代替したものである。

【０２１９】これによって、熱源機の運転、停止と同期
して動作する熱源用ポンプが定流量ポンプである場合に
は、負荷系配管の圧力損失に関わらず熱源用ポンプの流
量がほぼ一定となる。このため、熱源系流量測定手段の
代わりに予め熱源用ポンプの設計流量を定数として入力
しておき、熱源系流量検知手段により計測した熱源系流
量からバイパス管を流れるバイパス流量を求める際に、
熱源用ポンプの設計流量の値を用いて熱源系流量を求め
ても同じ作用を得ることができる。これにより、熱源系
流量測定手段を省略して装置構成を簡略化することがで
き、設備費、設置費を節減する効果がある。

【０２２０】また、この発明は以上説明したように、熱
源機を流れる熱源水の流量、空気調和負荷から熱源機へ
搬送される熱源水温度、熱源機の運転・停止信号、熱源
機が最大出力であると仮定したときの熱源水の出入口温
度差及び熱源機が最も効率よく運転できる負荷容量を示
す最大効率容量から、熱源機の出せる最大能力と最大効
率能率を求め、負荷系熱量と最大能力との比較により熱
源機の運転台数を決定する。また、負荷系熱量と最大効
率能力との比較により運転中の熱源機のうち最大効率を
発揮できる熱源機台数をできるだけ多くするよう熱源機
出口の熱源水の設定温度を決定するものである。

【０２２１】このように、熱源機の入口温度を考慮に入
れて決定した熱源機の最大出力を基準に熱源機の運転台
数を決定するので、不必要な熱源機の運転、停止を抑制
することができる。また、熱源機の入口温度を考慮に入
れて決定した熱源機が最大効率になる負荷容量を基準と
して熱源機出口の設定温度を決定する。このため、冷水
入口温度が低いにも関わらず出口の設定温度を高くして
部分負荷運転となり結果として冷凍機が運転効率の低い
領域で運転されたり、冷水入口温度が高いにも関わらず
出口の設定温度を低くして、結果として冷凍機の能力以
上の出力を要求することになり設定温度に到達できない
などの不具合を生じたりすることがない。このため、常
に高効率状態で熱源機を運転でき、空気調和負荷の変動
に容易に追従でき、エネルギーを節減する効果がある。

【０２２２】また、この発明は以上説明したように、熱
源機の最大出力と熱源機の運転・停止信号と熱源機の起
動優先順位とを考慮して熱源機の運転、停止の判断基準
が設定されて、この判断基準により運転台数決定手段が
作動する。また、熱源機の最大出力と最大効率時の出力
と最小出力と熱源機の起動優先順位とを考慮して、熱源
機出口の熱源水の温度設定の判断基準が設定されて、こ
の判断基準により温度設定手段が作動する。これによ
り、運転台数決定手段により熱源機の運転、停止信号を
決定し、また温度設定手段により熱源機出口の熱源水の
設定温度を決定するものである。

【０２２３】これによって、負荷熱量の変動に対して的
確に熱源機の運転、停止が可能になる。また、一台の熱
源機のみに運転、停止が集中して熱源機の劣化や故障の
原因となる不具合を防ぐ効果がある。また、常に高効率
状態で熱源機を運転することができ、さらに起動後に定
格出力に達するまでの時定数が大きな熱源機の場合で
も、負荷熱量の変動に対して的確に出力を追従させるこ
とができてエネルギーを節減すると共に空気調和効率を
向上する効果がある。

【０２２４】また、この発明は以上説明したように、熱
源機を流れる熱源水の流量、空気調和負荷から熱源機へ
搬送される熱源水温度、熱源機の運転・停止信号、熱源
機が最大出力であると仮定したときの熱源水の出入口温
度差及び熱源機が最も効率よく運転できる負荷容量を示
す最大効率容量から熱源機の出せる最大出力と最大効率
能力を求め、負荷系熱量と最大能力との比較により熱源
機の運転台数を決め、負荷系熱量と最大効率能力との比
較によって、運転中の熱源機のうち最大効率を発揮でき
る熱源機の台数をできるだけ多くするように容量制御信
号を決定するものである。

【０２２５】これによって、不必要な熱源機の運転、停
止を抑制することができると共に、冷水入口温度が低い
にも関わらず出口の設定温度を高くして部分運転とな
り、結果として冷凍機が運転効率の低い領域で運転され
たり、冷水入口温度が高いにも関わらず出口の設定温度
を低くして、結果として冷凍機に能力以上の出力を要求
することになって設定温度に到達できなかったりする不
具合を解消することができる。したがって、常に熱源機
を高効率状態で運転することができ空気調和負荷の変動
に容易に追従すことができエネルギーを節減する効果が
ある。

【０２２６】また、この発明は以上説明したように、熱
源機の最大出力と熱源機の運転・停止信号と熱源機の起
動優先順位とな考慮して、熱源機の運転、停止の判断基
準が設定されて、この判断基準により運転台数決定手段
が作動する。また、熱源機の最大出力と最大効率時の出
力と最小出力と熱源機の起動優先順位とを考慮して、熱
源機の容量制御信号の判断基準が設定されて、この判断
基準により容量制御信号設定手段が作動する。これによ
り、運転台数決定手段により熱源機の運転、停止信号を
決定し、また容量制御信号設定手段により熱源機の容量
制御信号を決定するものである。

【０２２７】これによって、空気調和負荷の変動に対し
て的確に熱源機の運転、停止制御を行うことができる。
また、一台の熱源機のみに運転、停止が集中して熱源機
の劣化や故障の原因になる不具合を防ぐ効果がある。ま
た、起動後に定格出力に達するまでの時定数が大きな熱
源機の場合でも、負荷熱量の変動に対して的確に出力を
追従させることができ空気調和効率を向上する効果があ
る。

【０２２８】また、この発明は以上説明したように、現
在の負荷系流量、すなわち送水量に対して空気調和装置
の熱源水搬送による圧力損失が最も小さい場合、すなわ
ち最大負荷を想定したときの基準送水圧設定値を求め、
この送水圧力を設定値とする。次いで、この送水圧力に
おける負荷系流量の変動をあるサンプリング区間ごとに
平均し、この負荷系流量の平均値の履歴を比較する。そ
して、この比較結果が上昇又は不変の傾向にある場合
は、予め決定しておいた圧力だけ設定値を上げる。ま
た、負荷系流量の平均値が下降の傾向にある場合は、設
定値を再び現在の負荷系流量に対して、空気調和装置の
熱源水搬送による圧力損失が最も小さいときの基準送水
圧力に設定し直すものである。

【０２２９】このように、空気調和装置の熱源水搬送に
よる圧力損失が最も小さいときの送水圧力を基準として
送水圧力設定値を変動させる。このため、負荷が小さい
場合でも制御弁での圧力損失が少なく、搬送用ポンプの
消費エネルギーを節約することができる。しかも、それ
ぞれの空気調和負荷に所要の負荷系流量を確保すること
ができると共にエネルギーを節減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、空気調
和装置の回路図。

【図２】図１の空気調和装置における熱源機制御装置
内部の動作を説明するフローチャート。

【図３】図１の空気調和装置における平均演算処理手
段の処理手順を説明するフローチャート。

【図４】図１の空気調和装置の熱量比較手段の動作を
説明するグラフ。

【図５】図１の空気調和装置の熱量比較手段における
他の動作を説明するグラフ。

【図６】この発明の実施の形態２を示す図で、空気調
和装置の回路図。

【図７】図６の空気調和装置における熱源機制御装置
内部の動作を説明するフローチャート。

【図８】図６の空気調和装置における流量比較手段の
動作を説明するグラフ。

【図９】図６の空気調和装置における熱量比較手段の
他の動作を説明するグラフ。

【図１０】この発明の実施の形態３を示す図であり、
空気調和装置の回路図。

【図１１】図１０の空気調和装置における運転台数決
定手段の処理手順を説明するフローチャート。

【図１２】（ａ）は図１０の空気調和装置の運転台数
決定手段における熱源機の選択方法を説明するフローチ
ャート、（ｂ）は図１０の空気調和装置の運転台数決定
手段における熱源機の他の選択方法を説明するフローチ
ャート。

【図１３】図１０の空気調和装置における温度設定手
段の処理手順を説明するフローチャート。

【図１４】図１０の空気調和装置の熱源能力演算手段
において熱源機入口の熱源水の温度と出入口の温度差の
関係を表すグラフ。

【図１５】この発明の実施の形態４を示す図であり、
空気調和装置の回路図。

【図１６】図１５の空気調和装置における容量制御信
号設定手段の処理手順を説明するフローチャート。

【図１７】この発明の実施の形態５を示す図であり、
空気調和装置の回路図。

【図１８】図１７の空気調和装置における送水圧設定
値演算手段の処理手順を説明するフローチャート。

【図１９】図１７の空気調和装置における送水圧補正
手段の処理手順を説明するフローチャート。

【図２０】図１７の空気調和装置における送水圧補正
手段の負荷系流量の時間変化と補正圧力の関係を表すグ
ラフ。

【図２１】第一の従来の空気調和装置の回路図。

【図２２】図２１の空気調和装置の動作を説明するフ
ローチャート。

【図２３】第二の従来の空気調和装置の回路図。

【図２４】図２３の空気調和装置の動作を説明するフ
ローチャート。

【図２５】図２３の空気調和装置における他の動作を
説明するフローチャート。

【図２６】図２３の空気調和装置における他の動作を
説明するフローチャート。

【図２７】第三の従来の空気調和装置の回路図。

【図２８】図２７の空気調和装置における冷水温度と
エネルギー効率の関係を示すグラフ。

【図２９】第四の従来の空気調和装置の回路図。

【図３０】図２９の空気調和装置における送水圧力設
定演算部の内部構成を示す回路図。

【符号の説明】

１熱源機、２熱源用ポンプ、３往ヘッダ、４空
気調和負荷、６還ヘッダ、７送水温度検知手段、８
還水温度検知手段、９循環路、１０負荷系流量検
知手段、１１熱源機制御装置、１４バイパス管、２
６ヘッダ温度検知手段、２７熱源系流量検知手段、
２８搬送用ポンプ、２９負荷系熱量演算手段、３０
還水温度制御熱量演算手段、３１バイパス熱量演算
手段、３２平均処理演算手段、３３熱量比較手段、
３４評価流量演算手段、３５流量比較手段、３７熱
源能力演算手段、３８運転台数決定手段、３９温度
設定手段、４０容量制御信号設定手段、４１送水圧
力制御装置、４２送水圧設定値演算手段、４３サン
プル区間平均処理手段、４４基準送水圧設定値演算手
段、４５送水圧補正手段、４６搬送ポンプコントロ
ーラ、４７送水圧検知手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の熱源機によって生成された熱源水
を往ヘッダを経て複数の空気調和負荷に送水し、その還
水を還ヘッダを経て上記熱源機に還流する循環路と、上
記往ヘッダ及び還ヘッダを結ぶバイパス管と、上記熱源
機のそれぞれに設けられて対応した上記熱源機の動作と
同期して動作し上記熱源機に熱源水を供給する熱源用ポ
ンプと、上記空気調和負荷を流れる熱源水の流量を検知
する負荷系流量検知手段と、上記熱源機を流れる熱源水
の流量を検知する熱源系流量検知手段と、上記空気調和
負荷に送水される熱源水温度を検知する送水温度検知手
段と、上記空気調和負荷から還水される熱源水温度を検
知する還水温度検知手段と、上記還ヘッダ内の熱源水温
度を検知するヘッダ温度検知手段と、後述する熱源機制
御装置とを設ける。また、上記負荷系流量検知手段、送
水温度検知手段及び還水温度検知手段により得た温度及
び流量から上記空気調和負荷に与えた熱量を演算する負
荷系熱量演算手段と、上記負荷系流量検知手段、熱源系
流量検知手段及び還水温度検知手段により得た温度及び
流量から上記還水温度を設定値と一致させるのに必要な
熱量を計算する還水温度制御熱量演算手段と、上記負荷
系流量検知手段、熱源系流量検知手段、送水温度検知手
段、還水温度検知手段及びヘッダ温度検知手段により得
た温度及び流量から熱源水が上記バイパス管を流れるこ
とによる仮想的な熱量収支を演算するバイパス熱量演算
手段と、上記負荷系熱量演算手段、還水温度制御熱量演
算手段及びバイパス熱量演算手段の演算結果の和をある
サンプル区間積算し、その区間の平均を求める平均処理
演算手段と、この平均処理演算手段の演算結果に基づい
て上記熱源機の運転台数及び上記熱源機の出力の少なく
とも一方を決定する熱量比較手段とを上記熱源機制御装
置に設けて、上記空気調和負荷に応じて上記熱源機制御
装置により上記熱源機を制御する空気調和装置。
【請求項２】熱源系流量検知手段による流量の計測
を、熱源用ポンプの設計流量により代替したことを特徴
とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】複数の熱源機によって生成された熱源水
を往ヘッダを経て複数の空気調和負荷に送水し、その還
水を還ヘッダを経て上記熱源機に還流する循環路と、上
記往ヘッダ及び還ヘッダを結ぶバイパス管と、上記熱源
機のそれぞれに設けられて対応した上記熱源機の動作と
同期して動作し上記熱源機に熱源水を供給する熱源用ポ
ンプと、上記空気調和負荷を流れる熱源水の流量を検知
する負荷系流量検知手段と、上記熱源機を流れる熱源水
の流量を検知する熱源系流量検知手段と、後述する熱源
機制御装置とを設ける。また、上記負荷系流量検知手段
により得た負荷系流量及び上記熱源系流量検知手段によ
り計測した熱源系流量から上記バイパス管を流れるバイ
パス流量を求めると共に上記負荷系流量と上記バイパス
流量の和を求める評価流量演算手段と、この評価流量演
算手段の演算結果をあるサンプル区間積算してその区間
の平均を求める平均処理演算手段と、この平均処理演算
手段の演算結果に基づいて上記熱源機の運転台数を決定
する流量比較手段とを上記熱源機制御装置に設けて、上
記空気調和負荷に応じて上記熱源機制御装置により上記
熱源機を制御する空気調和装置。
【請求項４】熱源系流量検知手段による流量の計測
を、熱源用ポンプの設計流量により代替したことを特徴
とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項５】複数の熱源機によって生成された熱源水
を往ヘッダを経て複数の空気調和負荷に送水し、その還
水を還ヘッダを経て上記熱源機に還流する循環路と、上
記熱源機のそれぞれに設けられて対応した上記熱源機の
動作と同期して動作する上記熱源機に熱源水を供給する
熱源用ポンプと、上記空気調和負荷において消費された
負荷系熱量を演算する負荷系熱量演算手段と、外部から
の信号により上記熱源機出口の熱源水温度の設定値を変
更可能に構成された後述する熱源機制御装置とを設け
る。また、上記熱源機を流れる熱源系流量、上記空気調
和負荷から上記熱源機へ搬送される熱源水温度すなわち
上記熱源機入口温度、上記熱源機の運転・停止信号、上
記熱源機が最大出力であると仮定したときの熱源水の出
入口温度差及び上記熱源機が最も効率よく運転できる負
荷容量を示す最大効率容量からそれぞれの上記熱源機の
最大出力と最大効率出力を求める熱源能力演算手段と、
この熱源能力演算手段の結果と上記負荷系熱量を比較し
てそれぞれの上記熱源機の運転、停止を決定する運転台
数決定手段と、上記熱源能力演算手段の結果と上記負荷
系熱量を比較してそれぞれの上記熱源機の出口設定温度
を決定する温度設定手段とを上記熱源機制御装置に設け
て、上記空気調和負荷に応じて上記熱源機制御装置によ
り上記熱源機を制御する空気調和装置。
【請求項６】熱源機の最大出力と上記熱源機の起動優
先順位から上記熱源機の運転、停止の判断基準が設定さ
れてこの判断基準により運転台数決定手段が作動し、ま
た上記熱源機の最大出力と最大効率時の出力と最小出力
と上記熱源機の起動優先順位とを考慮して上記熱源機出
口の熱源水の温度設定の判断基準が設定されてこの判断
基準により温度設定手段が作動することを特徴とする請
求項５記載の空気調和装置。
【請求項７】複数の熱源機によって生成された熱源水
を往ヘッダを経て複数の空気調和負荷に送水し、その還
水を還ヘッダを経て上記熱源機に還流する循環路と、上
記熱源機のそれぞれに設けられて対応した上記熱源機の
動作と同期して動作し上記熱源機に熱源水を供給する熱
源用ポンプと、上記空気調和負荷において消費された負
荷系熱量を演算する負荷系熱量演算手段と、外部からの
容量制御信号により上記熱源機出力を変更可能に構成さ
れた後述する熱源機制御装置とを設ける。また、上記熱
源機を流れる熱源水の流量すなわち熱源系流量、上記空
気調和負荷から上記熱源機へ搬送される熱源水温度すな
わち上記熱源機入口温度、上記熱源機の運転・停止信
号、上記熱源機が最大出力であると仮定したときの熱源
水の出入口温度差及び上記熱源機が最も効率よく運転で
きる負荷容量を示す最大効率容量からそれぞれの上記熱
源機の最大出力と最大効率出力を求める熱源能力演算手
段と、この熱源能力演算手段の結果と上記負荷系熱量を
比較してそれぞれの上記熱源機の運転、停止を決定する
運転台数決定手段と、上記熱源能力演算手段の結果と上
記負荷系熱量の差からそれぞれの上記熱源機の容量制御
信号を決定する容量制御信号設定手段とを上記熱源機制
御装置に設けて、上記空気調和負荷に応じて上記熱源機
制御装置により上記熱源機を制御する空気調和装置。
【請求項８】熱源機の最大出力と上記熱源機の起動優
先順位から上記熱源機の運転、停止の判断基準が設定さ
れてこの判断基準により運転台数決定手段が作動し、ま
た上記熱源機の最大出力と最大効率時の出力と最小出力
と上記熱源機の起動優先順位とを考慮して上記熱源機の
容量制御信号の判断基準が設定されてこの判断基準によ
り容量制御信号設定手段が作動することを特徴とする請
求項７記載の空気調和装置。
【請求項９】複数の熱源機によって生成された熱源水
を搬送用ポンプにより往ヘッダを経て複数の空気調和負
荷に送水し、その還水を還ヘッダを経て上記熱源機に還
流する循環路と、上記熱源水を循環させる搬送ポンプ
と、上記送水の送水圧力を検知する送水圧検知手段と、
設定値入力手段が設けられて上記送水圧力が設定値とな
るように上記搬送用ポンプを制御する搬送ポンプコント
ローラと、後述する送水圧力制御装置とを設ける。ま
た、上記空気調和負荷を流れる熱源水の流量を検知する
負荷系流量検知手段と、上記送水圧力変更後における負
荷系流量のあるサンプル区間の平均処理を行うサンプル
区間平均処理手段と、上記空気調和負荷が最大となった
場合の最大送水圧と最大負荷系流量と上記サンプル区間
平均処理手段の演算結果である平均負荷系流量から最小
の送水圧設定値を演算する基準送水圧設定値演算手段
と、上記サンプル区間平均処理手段における演算値の履
歴と上記搬送用ポンプの現在の設定送水圧力から送水圧
設定値を演算する送水圧補正手段とからなる送水圧設定
値演算手段を上記送水圧力制御装置に設けて、上記送水
圧設定値演算手段により演算された送水圧設定値を上記
搬送ポンプコントローラに入力することにより送水圧力
を設定値に制御する空気調和装置。