WO2024062536A1 - 熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラム - Google Patents

熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラム Download PDF

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WO2024062536A1
WO2024062536A1 PCT/JP2022/035010 JP2022035010W WO2024062536A1 WO 2024062536 A1 WO2024062536 A1 WO 2024062536A1 JP 2022035010 W JP2022035010 W JP 2022035010W WO 2024062536 A1 WO2024062536 A1 WO 2024062536A1
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WO
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heat source
capacity
target
source device
controller
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035010
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English (en)
French (fr)
Inventor
暁 三枝
哲爾 藤野
Original Assignee
三菱重工サーマルシステムズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat source system, an air conditioning system, a control method, and a control program.
  • an air conditioning system that includes a heat source system having multiple heat source units and a user unit that performs air conditioning using a heat medium supplied from the heat source system. It is known that in such an air conditioning system, the operating capacity is determined based on the frequency of the voltage applied to the compressor. It is also known that partial load operation, in which the system is operated at a lower operating capacity than full load operation, in which the operating capacity is 100%, is more efficient.
  • Patent Document 1 discloses that the operating capacity is determined to determine whether or not to perform partial load operation, and if the operating capacity is less than a predetermined value, partial load operation is performed.
  • the present disclosure has been made in view of these circumstances, and aims to provide a heat source system, an air conditioning system, a control method, and a control program that avoid driving the heat source device at 100% of its maximum operating capacity. purpose.
  • the heat source system, air conditioning system, control method, and control program disclosed herein employ the following measures.
  • the heat source system of the present disclosure is a heat source system that supplies a heat medium to a user unit, and includes a plurality of heat source machines and the number of operating units of the plurality of heat source machines according to the required capacity required by the user unit. and a controller that controls a target capacity to be assigned to each of the heat source machines, the controller has a maximum operating capacity and a proper operating capacity of each of the heat source machines, and the controller controls a first heat source machine among the heat source machines that are in operation.
  • the target capacity assigned to reaches the maximum operating capacity
  • the stopped second heat source device is started and the target capacity of the first heat source device is set to the appropriate operating capacity.
  • the air conditioning system of the present disclosure includes the above-described heat source system and an air handling unit to which a heat medium is supplied from the heat source system.
  • the control method of the present disclosure is a control method of a heat source system that includes a plurality of heat source devices and supplies a heat medium to a user unit, wherein each of the heat source devices has a maximum operating capacity and an appropriate operating capacity, and is in operation.
  • the target capacity assigned to the first heat source machine among the heat source machines reaches the maximum operating capacity
  • the stopped second heat source machine is started, and the target capacity of the first heat source machine is adjusted to the optimum operating capacity.
  • Driving ability and computer run is a control method of a heat source system that includes a plurality of heat source devices and supplies a heat medium to a user unit, wherein each of the heat source devices has a maximum operating capacity and an appropriate operating capacity, and is in operation.
  • the control program of the present disclosure causes a computer to function as the controller described above.
  • the heat source system of the present disclosure it is possible to avoid operating at the maximum operating capacity, drive the compressor of the heat source machine under partial load to increase efficiency, and extend the operating life.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram showing a schematic configuration of a heat source system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration example of a refrigerant circuit of a heat source device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram illustrating a schematic diagram of an overall configuration of a control system for controlling an air conditioning system according to an embodiment of the present disclosure. It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a heat source device controller according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of functions included in a heat source device controller according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a method for controlling a heat source system executed by a heat source device controller according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a target capability with respect to a required capability of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a target capability with respect to a required capability of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a target capability with respect to a required capability of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall schematic configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning system 1 includes a direct expansion air handling unit (hereinafter referred to as "AHU") 2 and a heat source system 3.
  • AHU direct expansion air handling unit
  • the AHU 2 will be described as an example of the user unit, but the usage side unit is not limited to this.
  • the user unit may be another type of air handling unit, such as a cold/hot water type air handling unit.
  • the user-side unit is not limited to an air handling unit, and may be any system that performs air conditioning using a heat medium supplied from a heat source system.
  • the AHU 2 performs air conditioning and ventilation of an air-conditioned space (for example, indoor R in FIG. 1) in various buildings such as offices, commercial buildings, hospitals, and factories.
  • the AHU 2 includes, for example, a total heat exchanger (not shown), a heat exchanger 21 (21a, 21b, 21c), a temperature sensor 22 (22a, 22b, 22c), a fan 23, and a temperature sensor 24. It is equipped with The heat exchanger 21 (21a, 21b, 21c), the temperature sensor 22 (22a, 22b, 22c), the fan 23, and the temperature sensor 24 are arranged in the housing 7, for example.
  • the total heat exchanger exchanges heat between the air taken in from outside and the air taken in from indoors R.
  • the air that has undergone heat exchange with the air from the room R in the total heat exchanger is sent to the heat exchanger 21.
  • the heat exchanger 21 exchanges heat between air and a heat medium (in this embodiment, a refrigerant) supplied from the heat source system 3. Air cooled or heated by heat exchange with the heat medium is sucked into the fan 23 .
  • the fan 23 sends out the sucked air.
  • the air sent out from the fan 23 is sent to the room R, which is the air-conditioned space, after passing through the pipes.
  • a temperature sensor 22 is provided in the heat exchanger 21. Note that the installation position of the temperature sensor 22 is not limited to this example, and may be any position that can detect the temperature of the air after heat exchange in the heat exchanger 21.
  • the system controller 10 calculates the required capacity based on the difference between the set temperature set by the remote controller (not shown) and the temperature detected by the temperature sensor 24, and outputs it to the heat source system 3. .
  • the system controller 10 calculates the required capacity by performing feedback control based on the difference between the set temperature and the detected temperature. Note that calculation of the required capacity is publicly known, and various known techniques may be employed as appropriate.
  • the system controller 10 also controls the rotation speed of the fan 23. Note that the control by the system controller 10 can be achieved using known technology, and detailed explanations will be omitted here.
  • the heat source system 3 includes heat source device controllers 8 (8a, 8b, 8c), and for example, the heat source device controller (controller) 8a is used as a master device.
  • the heat source device controller 8a controls the operating conditions and output capacity of each heat source device 5 (5a, 5b, 5c) via each heat source device controller 8.
  • the heat source device controller 8 may control the operating conditions and output capacity of each heat source device 5 based on information input by the remote controller 29.
  • the heat source system 3 includes a plurality of heat source devices 5 (see FIG. 2), and supplies a heat medium to the AHU 2.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the heat source system 3.
  • the heat source system 3 includes a plurality of heat source machines (outdoor units) 5a, 5b, and 5c.
  • the heat exchanger 21 included in the AHU 2 has, for example, a configuration in which a plurality of heat exchangers 21a, 21b, and 21c are integrated.
  • the heat source device 5a is configured to individually supply a heat medium to the heat exchanger 21a, the heat source device 5b to the heat exchanger 21b, and the heat source device 5c to the heat exchanger 21c.
  • the correspondence between the heat source device 5 and the heat exchanger 21 is not limited to this example, and a known refrigerant connection form can be adopted as appropriate.
  • heat source machines 5a, 5b, etc. when it is necessary to distinguish between the heat source machines 5a, 5b, etc., they are referred to as heat source machines 5a, 5b, etc., and when there is no need to distinguish them, they are simply referred to as heat source machine 5.
  • other configurations will be treated in the same manner.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the refrigerant circuit of the heat source device 5a. Note that the refrigerant circuit of the heat source device 5b and the refrigerant circuit of the heat source device 5c have the same configuration.
  • the heat source device 5a is a heat pump type heat source device and includes a compressor 11 that compresses refrigerant.
  • the compressor 11 is, for example, a variable rotation speed compressor driven by an inverter motor (not shown).
  • the output of the heat source device 5a is controlled by controlling the frequency (rotational speed) of the inverter motor of the compressor 11 by a heat source device controller 8a, which will be described later.
  • the compressor 11 is not limited to this example, and may be a fixed speed compressor with a fixed rotation speed, for example.
  • the heat source unit 5a also includes a heat exchanger 13 for exchanging heat between the refrigerant and outside air, a fan 14, and an electronic expansion valve 16 for expanding the refrigerant.
  • the heat source unit 5a may also include a switching valve (e.g., a four-way switching valve) 12 for switching the refrigerant circulation direction. By including the switching valve 12, it becomes possible to accommodate both cooling and heating.
  • the heat source unit 5a may also include an accumulator 15 provided in the suction side piping of the compressor 11 for the purpose of gas-liquid separation of the refrigerant, etc.
  • the heat exchanger 21a included in the AHU 2 shares a refrigerant pipe with the heat source device 5a, and is configured to be directly supplied with refrigerant from the heat source device 5a.
  • refrigerant circulating in refrigerant piping is a slightly flammable refrigerant with a low GWP (global-warming potential).
  • alternative refrigerants in general under HFC refrigerant regulations to prevent global warming for example, R1234yf [4], R1234ze (E) [4], R1233zd (E) [5], R32 [675], etc.
  • the number in square brackets indicates the GWP (100-year value)
  • a refrigerant having a GWP (100-year value) equivalent to that for example, R1234yf [4], R1234ze (E) [4], R1233zd (E) [5], R32 [675], etc.
  • the number in square brackets indicates the GWP (100-year value)
  • a refrigerant having a GWP (100-year value) equivalent to that for example, R1234yf [4], R1234ze (E) [4], R1233zd (E) [
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the overall configuration of a control system that controls the air conditioning system according to this embodiment.
  • the air conditioning system 1 includes a system controller 10 and a heat source device controller 8 (8a, 8b, 8c).
  • the system controller 10 and the heat source device controllers 8 (8a, 8b, 8c) are connected to each other via a communication line, and are configured to allow bidirectional communication.
  • the heat source device controller 8a which is a master device, controls the heat source system 3.
  • the heat source device controller 8a performs number control to control the number of operating heat source devices 5 according to the required capacity required by the AHU 2 and/or input information from the remote controller 29. Further, the heat source device controller 8a may perform capacity distribution control to allocate output capacity to the heat source devices 5.
  • the heat source device controller 8a transmits, for example, a start command, a stop command, and a target capacity command to each heat source device controller 8.
  • Each heat source device controller 8 controls the drive of the compressor 11 etc. (see FIG. 3) based on the required capacity required by the AHU 2 received from the system controller 10. Furthermore, the rotation speed of the compressor 11 is controlled based on the capacity command.
  • the heat source device controller 8 has an arithmetic expression or table for converting a capacity command into a frequency command for the compressor 11, and uses this information to control the rotation speed of the compressor 11 according to the capacity command. .
  • various control methods have been proposed for capacity control (output control) of the compressor 11, it is possible to adopt any known method as appropriate.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the heat source device controller 8.
  • the heat source device controller 8 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 31, a main memory 32, a secondary storage 33, a communication interface 34, etc. It is equipped with These units are connected to each other directly or indirectly via a bus, and cooperate with each other to execute various processes.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the CPU 31 controls the entire heat source system using an OS (Operating System) stored in a secondary storage device 33 connected via a bus, and also executes various programs stored in the secondary storage device 33. By doing so, various processes are executed.
  • OS Operating System
  • One or more CPUs 31 may be provided and may cooperate with each other to realize processing.
  • the main storage device 32 is composed of a writable memory such as a cache memory and a RAM (Random Access Memory), and is used as a work area for reading an execution program of the CPU 31, writing processing data by the execution program, etc. .
  • the secondary storage device 33 is a non-transitory computer readable storage medium.
  • the secondary storage device 33 is, for example, a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Examples of the secondary storage device 33 include ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), and flash memory.
  • the secondary storage device 33 includes, for example, an OS, BIOS (Basic Input/Output System), and peripheral devices for controlling the entire heat source system such as Windows (registered trademark), iOS (registered trademark), and Android (registered trademark). It stores various device drivers for operating the hardware, various application software, and various data and files.
  • the secondary storage device 33 stores programs for implementing various processes and various data required for implementing various processes.
  • a plurality of secondary storage devices 33 may be provided, and the above programs and data may be stored in each secondary storage device 33 in a divided manner.
  • the secondary storage device 33 may be provided on the cloud, and some programs and data stored in the secondary storage device 33 may be provided on the cloud.
  • the communication interface 34 functions as an interface for communicating with other devices via a communication line and transmitting and receiving information.
  • the communication interface 34 communicates with other devices by wire or wirelessly.
  • wireless communication include communication through lines such as Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi, mobile communication systems (3G, 4G, 5G, 6G, LTE, etc.), and wireless LAN.
  • wired communication is communication through a line such as a wired LAN (Local Area Network).
  • the heat source device controller 8 is also a computer, and has the same configuration as the heat source device controller 8a described above.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing an example of the functions provided by the heat source device controller.
  • the heat source device controller 8a includes a target capacity control section 41 and a target capacity calculation section 42.
  • the target capacity control unit 41 controls the operating capacity of the heat source device 5 based on the required capacity required by the AHU 2.
  • the heat source device 5 has a maximum operating capacity, a proper operating capacity, and a minimum operating capacity.
  • the target capacity control unit 41 controls each heat source device 5 according to each target capacity calculated by a target capacity calculation unit 42, which will be described later. .
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the target capacity of the heat source unit 5 for the required capacity required by the AHU 2. If the required capacity can be met with one unit, the target capacity corresponding to the required capacity is calculated. If the required capacity needs to be met with multiple units, the target capacity of each heat source unit 5 is calculated using the maximum operating capacity, optimal operating capacity, and minimum operating capacity.
  • the maximum operating capacity is the maximum capacity that the heat source machine 5 can output, and is determined based on, for example, the maximum frequency that the compressor 11 can output.
  • the appropriate operating ability is, for example, the ability of the heat source device 5 to have an efficiency greater than or equal to a predetermined value, and, as an example, the ability to have a COP (Coefficient of Performance) greater than or equal to a predetermined value.
  • the appropriate driving ability refers to the ability that is appropriately set within the ability range in which the COP is equal to or greater than a predetermined value.
  • the compressor 11 is at its maximum efficiency during partial load operation.
  • the appropriate operating capacity is variable, and an efficient value may be selected depending on the operating status of the heat source system 3 and AHU system 2.
  • the minimum operating capacity is the minimum capacity at which the heat source device 5 can maintain a stable output, and is determined, for example, based on the minimum frequency at which the compressor 11 can maintain a stable output. Compressor 11 cannot be operated at a frequency lower than the minimum frequency. Therefore, the compressor 11 is started at the lowest frequency regardless of the required capacity. In this embodiment, it is assumed that the minimum operating capacity is, for example, 25%.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the target capacity of the heat source device 5 with respect to the required capacity so as to avoid driving at 100%, achieve efficient operation, and extend the operating life of the compressor 11.
  • the target capacity of all heat source units 5 reaches the appropriate operating capacity after performing the above-mentioned control, the target capacity of each heat source unit 5 is increased in the same ratio up to 100% of the maximum operating capacity in response to the increase in required capacity.
  • the system controller 10 may have the same function as the heat source machine controller 8a.
  • each heat source device controller 8 is a slave device that operates according to instructions from the system controller 10.
  • the heat source device controller 8a has the configuration and function for realizing the above-described configuration and function.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a heat source system control method executed by a heat source device controller according to an embodiment of the present disclosure.
  • step S101 it is determined whether the target capacity of the i-th heat source device 5 has reached the maximum operating capacity of 100%. If it is determined that the target capacity of the heat source device 5 has reached 100%, the process moves to step S102. On the other hand, if it is determined that the target ability has not reached 100%, the process returns to step S101 again.
  • step S102 if the target capacity of the i-th heat source device 5 is the appropriate operating capacity, the target capacity of the i+1th unit, which is the value obtained by subtracting the target capacity of the i-th heat source device 5 from the required capacity, is the minimum operating capacity. A judgment is made as to whether or not the value is lower than . If it is determined that the target ability of the i+1-th vehicle is lower than the minimum driving ability, the process moves to step S103. On the other hand, if it is determined that the target capacity of the i+1-th vehicle is not lower than the minimum driving capacity, the process moves to step S108.
  • step S103 the target capability of the i+1 vehicle is set as the minimum operating capability, and the target capability of the i vehicle is set as the value obtained by subtracting the minimum operating capability of the i+1 vehicle from 100%, which is the maximum operating capability.
  • step S103 if there are three or more heat source devices 5 and the third or subsequent device is to be started, the calculation is performed as follows.
  • the i+1 (m+1)th target capacity is the minimum operating capacity
  • the target capacity of each of the 1st to mth heat source devices 5 is calculated from the required capacity to the minimum operating capacity. The value obtained by subtracting is divided by m.
  • step S104 the target capacity of the i-th vehicle is increased in accordance with the increase in required capacity.
  • step S105 it is determined whether the target ability of the i-th vehicle has reached the appropriate driving ability. If it is determined that the target ability of the i-th vehicle has reached the appropriate driving ability, the process moves to step S106. On the other hand, if it is determined that the target ability of the i-th vehicle has not reached the appropriate driving ability, the process returns to step S104 again.
  • step S106 the target capacity of the i+1th unit is increased in response to the increase in the required capacity.
  • step S107 the i+1th device is set as the i-th device.
  • step S102 if it is determined that the target capability of the i+1 vehicle is not lower than the minimum operating capability, the target capability of the i vehicle is set as the appropriate operating capability, and the target capability of the i+1 vehicle is set to 100%, which is the maximum operating capability.
  • the value obtained by subtracting the appropriate driving ability of the i-th vehicle from the i-th vehicle is set as the value (S108).
  • each target capacity of each heat source machine 5 is increased at the same rate up to 100% of the maximum operating capacity in accordance with the increase in required capacity.
  • FIG. 8 is a diagram showing a target capacity with respect to a required capacity of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first heat source unit 5a starts up at the minimum operating capacity.
  • the minimum operating capacity of the heat source unit 5a is 25%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the heat source unit 5a accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates that if the target capacity of the first heat source device 5a is 60%, which is the appropriate operating capacity, then the second heat source It is determined whether the target capacity of the machine 5b is lower than the minimum operating capacity of 25%. In this case, the target capacity of the second heat source device 5b is 40% and does not fall below 25%, so the target capacity of the first heat source device 5a is set to 60%, which is the proper operating capacity, and the second heat source device 5b The target capacity is set at 40%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the second heat source device 5b accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 sets the target capacity of the second heat source unit 5b to 60%, which is the appropriate operating capacity. It also determines whether the target capacity of the third heat source unit 5c is below the minimum operating capacity of 25%. In this case, since the target capacity of the third heat source unit 5c is 40%, which is not below 25%, the target capacity of the second heat source unit 5b is set to 60%, which is the appropriate operating capacity, and the target capacity of the third heat source unit 5c is set to 40%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the third heat source device 5c accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 increases the target capacity of each of the heat source units 5a, 5b, and 5c in the same ratio in response to the increase in the required capacity, up to 100% of the maximum operating capacity, i.e., until the required capacity reaches 300%.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a target capability with respect to a required capability of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning system 1 is started, and the first heat source device 5a is started at the minimum operating capacity. At this time, the minimum operating capacity of the heat source device 5a is 25%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the heat source device 5a accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates that if the target capacity of the first heat source device 5a is 75%, which is the appropriate operating capacity, then the second heat source It is determined whether the target capacity of the machine 5b is lower than the minimum operating capacity of 25%. In this case, the target capacity of the second heat source device 5b is 25% and does not fall below 25%, so the target capacity of the first heat source device 5a is set to 75%, which is the appropriate operating capacity, and the second heat source device 5b The target capacity is set to 25%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the second heat source device 5b accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the target capacity of the second heat source device 5b. It is set at 75%, which is the appropriate driving ability. Further, it is determined whether the target capacity of the third heat source device 5c is lower than the minimum operating capacity of 25%. In this case, the target capacity of the third heat source device 5c is 25% and does not fall below 25%, so the target capacity of the second heat source device 5b is set to 75%, which is the appropriate operating capacity, and the third heat source device 5c The target capacity is set to 25%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the third heat source device 5c accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the capacity of each heat source device according to the increase in the required capacity.
  • Each target capacity of 5a, 5b, and 5c is increased at the same rate up to 100% of the maximum operating capacity, that is, until the required capacity reaches 300%.
  • FIG. 10 is a diagram showing a target capacity with respect to a required capacity of the entire system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first heat source unit 5a starts up at the minimum operating capacity.
  • the minimum operating capacity of the heat source unit 5a is 25%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the heat source unit 5a accordingly.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the target capacity of the second heat source device 5a, assuming that the target capacity of the first heat source device 5a is 80%, which is the appropriate operating capacity. It is determined whether the target capacity of the heat source device 5b is lower than the minimum operating capacity of 25%. In this case, the target capacity of the second heat source device 5b is 20%, which is lower than 25%, so the target capacity of the second heat source device 5b is set to 25%, which is the minimum operating capacity, and that of the first heat source device 5a. Set the target ability to 75%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the first heat source unit 5a accordingly.
  • the target capacity of the first heat source unit 5a reaches 80%, which is the appropriate operating capacity, i.e., when the required capacity reaches 105%
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the second heat source unit 5b in response to the increase in the required capacity.
  • the target capacity calculation unit 42 calculates the target capacity of the second heat source device 5b.
  • the proper operating capacity is 80%, it is determined whether the target capacity of the third heat source device 5c is lower than the minimum operating capacity of 25%. In this case, the target capacity of the third heat source device 5c is 20%, which is lower than 25%, so the target capacity of the third heat source device 5c is set to 25%, which is the minimum operating capacity, and that of the second heat source device 5b. Set the target ability to 75%.
  • the target capacity control unit 41 increases the target capacity of the second heat source device 5b accordingly.
  • the target capacity of the second heat source device 5b reaches 80%, which is the proper operating capacity, that is, when the required capacity reaches 185%
  • the target capacity control unit 41 adjusts the operating capacity of the third unit according to the increase in the required capacity.
  • the target capacity of the heat source device 5c is increased.
  • the target capacity calculation unit 42 increases the target capacity of each of the heat source units 5a, 5b, and 5c in the same ratio in response to the increase in the required capacity, up to 100% of the maximum operating capacity, i.e., until the required capacity reaches 300%.
  • the heat source device controller 8a includes the target capacity control section 41 and the target capacity calculation section 42, and controls the number of operating heat source devices 5 and the target capacity assigned to each heat source device 5.
  • the system controller 10 It is also possible to provide a function performed by the master heat source device controller 8a.
  • the system controller 10 calculates the required capacity, and controls the number of operating heat source machines 5 and the target capacity assigned to each heat source machine 5 based on the calculated required capacity.
  • a heat source system (3) is a heat source system that supplies a heat medium to a user unit (2), and includes a plurality of heat source devices (5) and a heat source required by the user unit (2).
  • a heat source device controller (8a) that controls the number of operating heat source devices and the target capacity assigned to each of the heat source devices according to the required capacity, and the heat source device controller controls the maximum operation of each of the heat source devices.
  • the target capacity assigned to the first heat source machine (5a) among the operating heat source machines reaches the maximum operating capacity, the second heat source machine (5b) which is stopped ), and the target capacity of the first heat source device is set to the appropriate operating capacity.
  • the compressor (11) of the first heat source machine drives the compressor (11) of the first heat source machine with a partial load, increase efficiency, and extend the operating life.
  • the load can be shared among multiple heat source devices, the heat exchanger (13) can be used effectively, and the efficiency of the entire system can be increased.
  • the heat source system of the first heat source machine when the target capacity assigned to the first heat source machine reaches the maximum operating capacity, the heat source system of the first heat source machine
  • the target capacity may be set to the appropriate operating capacity, and the second heat source device may be started at the target capacity obtained by subtracting the appropriate operating capacity of the first heat source device from the required capacity.
  • the first heat source device can be driven with proper operating capability. Moreover, the operating life can be extended. Since the load is shared between multiple heat source devices, the heat exchanger can be used effectively and the efficiency of the entire system can be increased.
  • the heat source system when the target capacity assigned to the first heat source machine reaches the maximum operating capacity, the heat source system changes the target capacity to the first heat source machine. If the value obtained by subtracting the appropriate operating capacity of the heat source machine is less than the minimum operating capacity of the second heat source machine, start the second heat source machine at the minimum operating capacity, and reduce the target capacity of the first heat source machine. The minimum operating capacity of the second heat source device is subtracted from the required capacity.
  • the heat source device controller may increase the target capacity of the first heat source device to the appropriate operating capacity when the requested capacity increases.
  • the first heat source device can be driven at an appropriate operating capacity that maximizes efficiency, and the efficiency of the entire system can be increased.
  • the heat source device controller if the required capacity increases after all the heat source devices reach the appropriate operating capacity, all the heat source devices The target capability of the aircraft may be increased by the same ratio.
  • An air conditioning system in any one of the first to fifth aspects, is provided with a heat source device controller (8) that is provided corresponding to each of the plurality of heat source devices and controls the corresponding heat source device. ), and any one of the heat source device controllers may include the controller.
  • An air conditioning system (1) includes the heat source system disclosed in any of the first to sixth aspects, and an air handling unit (2) to which a heat medium is supplied from the heat source system. .
  • a control method is a method for controlling a heat source system that includes a plurality of heat source devices and supplies a heat medium to a user unit, wherein each heat source device has a maximum operating capacity and an appropriate operating capacity.
  • each heat source device has a maximum operating capacity and an appropriate operating capacity.
  • the target capacity assigned to the first heat source machine among the operating heat source machines reaches the maximum operating capacity, the stopped second heat source machine is activated, and the target capacity of the first heat source machine is activated. This is executed by a computer which sets the ability as the appropriate driving ability.
  • a control program causes a computer to function as the heat source machine controller disclosed in any of the first to sixth aspects.
  • Air conditioning system 2 AHU (direct expansion air handling unit) (user side unit) 3: Heat source system 5: Heat source machine 5a: Heat source machine 5b: Heat source machine 5c: Heat source machine 7: Housing 8: Heat source machine controller 8a: Heat source machine controller (master) 8b: Heat source machine controller (slave 1) 8c: Heat source machine controller (slave 2) 10: System controller 11: Compressor 12: Switching valve 13: Heat exchanger 14: Fan 15: Accumulator 16: Electronic expansion valve 21: Heat exchanger 21a: Heat exchanger 21b: Heat exchanger 21c: Heat exchanger 22: Temperature sensor 22a: Temperature sensor 22b: Temperature sensor 22c: Temperature sensor 23: Fan 24: Suction sensor 29: Remote controller 31: CPU 32: Main storage device 33: Secondary storage device 34: Communication interface 41: Target ability control section 42: Target ability calculation section

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

本開示の熱源システム（３）は、熱媒を利用側ユニット（２）に供給する熱源システム（３）であって、複数の熱源機（５）と、利用側ユニット（２）で要求される要求能力に応じて、複数の熱源機（５）の運転台数および各熱源機（５）に割り当てる目標能力を制御するコントローラ（８）と、を備え、コントローラ（８）は、各熱源機（５）の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、運転中の熱源機（５）のうち第１熱源機（５ａ）に割り当てた目標能力が最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機（５ｂ）を起動させるとともに、第１熱源機（５ａ）の目標能力を適正運転能力とする。

Description

熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラム
　本開示は、熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラムに関するものである。
　従来、複数台の熱源機を有する熱源システムと、熱源システムから供給される熱媒を利用して空調を行う利用側ユニットとを備える空調システムが知られている。このような空調システムでは、圧縮機に印加する電圧の周波数に基づき運転容量を定めることが知られている。また、運転容量が１００％である最大負荷運転よりも低い運転容量で運転を行う部分負荷運転の方が運転効率がよいことが知られている。
　特許文献１には、部分負荷運転か否かの判断のために運転容量を求め、所定値以下である場合に部分負荷運転を行うことが開示されている。
特開２０１１－１１２３３３号公報
　しかし、特許文献１の発明では、運転容量が１００％でない場合に部分負荷運転を行うものであり、運転容量が１００％、もしくは１００％を超える場合の制御についての検討がなされていなかった。
　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱源機が最大運転能力である１００％での駆動を回避する熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示の熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラムは以下の手段を採用する。
　本開示の熱源システムは、熱媒を利用側ユニットに供給する熱源システムであって、複数の熱源機と、前記利用側ユニットで要求される要求能力に応じて、複数の前記熱源機の運転台数および各前記熱源機に割り当てる目標能力を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、運転中の前記熱源機のうち第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とする。
　本開示の空調システムは、前述の熱源システムと、前記熱源システムから熱媒が供給されるエアハンドリングユニットとを備える。
　本開示の制御方法は、複数の熱源機を備え、熱媒を利用側ユニットに供給する熱源システムの制御方法であって、各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、運転中の前記熱源機のうち第１熱源機に割り当てた目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とするコンピュータが実行する。
　本開示の制御プログラムは、コンピュータを前述の前記コントローラとして機能させる。
　本開示の熱源システムによれば、最大運転能力での運転を避け、熱源機の圧縮機を部分負荷の駆動として効率を上げ、運転寿命を延ばすことができる。
本開示の一実施形態に係る空調システムの全体概略構成を示した図である。 本開示の一実施形態に係る熱源システムの概略構成を示した図である。 本開示の一実施形態に係る熱源機の冷媒回路の一構成例を示した図である。 本開示の一実施形態に係る空調システムを制御する制御システムの全体構成を概略的に示した図である。 本開示の一実施形態に係る熱源機コントローラのハードウェア構成の一例を示した図である。 本開示の一実施形態に係る熱源機コントローラが備える機能の一例を示した機能ブロック図である。 本開示の一実施形態に係る熱源機コントローラによって実行される熱源システムの制御方法の処理手順の一例を示したフローチャートである。 本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。 本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。 本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。
（空調システムの構成）
　以下に、本開示に係る熱源システム及びその制御方法並びにプログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係る空調システムの全体概略構成を示した図である。図１に示すように、空調システム１は、直膨式エアハンドリングユニット（以下「ＡＨＵ」という。）２と、熱源システム３とを備えている。本実施形態では、利用側ユニットとして、ＡＨＵ２を例示して説明するが、これに限られない。利用側ユニットは、冷温水式エアハンドリングユニット等、他のタイプのエアハンドリングユニットでもよい。また、利用側ユニットは、エアハンドリングユニットに限られず、熱源システムから供給される熱媒を用いて空調を行うシステムであればよい。
　ＡＨＵ２は、例えば、オフィス、商業ビル、病院、工場など様々な建物において、被空調空間（例えば、図１の室内Ｒ）の空調及び換気を行う。図１に示すように、ＡＨＵ２は、例えば、全熱交換器（不図示）、熱交換器２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）、温度センサ２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）、ファン２３及び温度センサ２４を備えている。熱交換器２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）、温度センサ２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）、ファン２３、温度センサ２４は、例えば、筐体７内に配置されている。
　全熱交換器は、室外から取り入れた空気と室内Ｒから取り入れた空気とを熱交換させる。全熱交換器において室内Ｒからの空気と熱交換された空気は、熱交換器２１に送られる。熱交換器２１は、空気と熱源システム３から供給される熱媒（本実施形態においては、冷媒）とを熱交換させる。熱媒との熱交換によって冷却又は加熱された空気は、ファン２３に吸入される。ファン２３は、吸入した空気を送出する。ファン２３から送出された空気は、配管を経由した後、被空調空間である室内Ｒに送られる。
　熱交換器２１には、温度センサ２２が設けられている。なお、温度センサ２２の設置位置は、この例に限定されず、熱交換器２１において熱交換された後の空気の温度を検出可能な位置であればよい。
　システムコントローラ１０（ＡＨＵコントローラ）は、リモートコントローラ（図示せず）によって設定された設定温度と、温度センサ２４によって検出された温度との差分に基づいて要求能力を演算し、熱源システム３に出力する。例えば、システムコントローラ１０は、設定温度と検出温度との差分に基づいてフィードバック制御を行うことにより、要求能力を演算する。なお、要求能力の演算については、公知であり、公知の種々の技術を適宜採用すればよい。
　また、システムコントローラ１０は、ファン２３の回転数制御を行う。なお、システムコントローラ１０による制御については公知の技術を採用すればよく、ここでの詳細な説明は省略する。
　熱源システム３は、熱源機コントローラ８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を備え、例えば熱源機コントローラ（コントローラ）８ａをマスター機とする。熱源機コントローラ８ａは、各熱源機コントローラ８を介して、各熱源機５（５ａ、５ｂ、５ｃ）の運転条件及び出力能力を制御する。
　なお、熱源機コントローラ８は、リモートコントローラ２９により入力される情報に基づいて、各熱源機５の運転条件及び出力能力を制御することとしてもよい。
　熱源システム３は、複数の熱源機５（図２参照）を備えており、熱媒をＡＨＵ２に供給する。
　図２は、熱源システム３の概略構成を示した図である。図２に示すように、熱源システム３は、複数の熱源機（室外機）５ａ、５ｂ、５ｃを備えている。ＡＨＵ２が備える熱交換器２１は、例えば、複数の熱交換器２１ａ、２１ｂ、２１ｃが一体化された構成とされている。本実施形態において、熱源機５ａは熱交換器２１ａに、熱源機５ｂは熱交換器２１ｂに、熱源機５ｃは熱交換器２１ｃにそれぞれ個別に熱媒を供給する構成とされている。なお、熱源機５と熱交換器２１との対応関係はこの例に限定されず、公知の冷媒接続形態を適宜採用することが可能である。
　また、以下においては、熱源機５ａ、５ｂ等をそれぞれ区別する必要がある場合には、熱源機５ａ、５ｂ等と称し、区別する必要がない場合には、単に熱源機５と称する。また、他の構成についても同様の取り扱いとする。
　図３は、熱源機５ａの冷媒回路の一構成例を示した図である。なお、熱源機５ｂの冷媒回路、熱源機５ｃの冷媒回路も同様の構成とされている。
　図３に示すように、熱源機５ａは、ヒートポンプ式の熱源機であり、冷媒を圧縮する圧縮機１１を備えている。圧縮機１１は、例えば、インバータモータ（図示略）によって駆動される回転数可変の圧縮機である。例えば、圧縮機１１のインバータモータの周波数（回転数）が後述する熱源機コントローラ８ａによって制御されることにより、熱源機５ａの出力が制御される。なお、圧縮機１１は、この例に限られず、例えば、回転数が固定の固定速圧縮機であってもよい。
　また、熱源機５ａは、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器１３、ファン１４、冷媒を膨張させる電子膨張弁１６などを備える。また、熱源機５ａは、冷媒の循環方向を切り換える切換弁（例えば、四方切換弁）１２を備えていてもよい。切換弁１２を備えることにより、冷房、暖房の両方に対応することが可能となる。また、熱源機５ａは、冷媒の気液分離等を目的として圧縮機１１の吸入側配管に設けられたアキュムレータ１５を備えていてもよい。
　ＡＨＵ２が備える熱交換器２１ａは、熱源機５ａと冷媒配管を共有しており、熱源機５ａからの冷媒がダイレクトに供給される構成とされている。
　冷媒配管を循環する冷媒の一例として、ＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ－ｗａｒｍｉｎｇ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低い微燃性の冷媒が挙げられる。例えば、温暖化防止のためのＨＦＣ冷媒規制での代替冷媒全般（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ［４］、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）［４］、Ｒ１２３３ｚｄ（Ｅ）［５］、Ｒ３２［６７５］等、なお、［　］（角括弧）内の数字は、ＧＷＰ（１００年値）を示す）およびそれと同等程度のＧＷＰ（１００年値）を有する冷媒をいう。冷媒の種類は特に限定されず、ブライン等の他の冷媒や水を用いてもよい。
　なお、ヒートポンプ式の熱源機の動作については、公知のため、ここでは詳細な説明は省略する。
　図４は、本実施形態に係る空調システムを制御する制御システムの全体構成を概略的に示した図である。図４に示すように、空調システム１は、システムコントローラ１０、熱源機コントローラ８（８ａ，８ｂ，８ｃ）を備えている。
　システムコントローラ１０、熱源機コントローラ８（８ａ，８ｂ，８ｃ）は、通信回線を介して互いに接続されており、双方向の通信が可能な構成とされている。
　熱源機コントローラ８のうち、マスター機である熱源機コントローラ８ａは、熱源システム３を制御する。例えば、熱源機コントローラ８ａは、ＡＨＵ２で要求される要求能力及び／又はリモートコントローラ２９の入力情報に応じて、複数の熱源機５の運転台数を制御する台数制御を行う。
　また、熱源機コントローラ８ａは、熱源機５に出力能力を割り当てる能力配分制御を行ってもよい。熱源機コントローラ８ａは、例えば、各熱源機コントローラ８に、起動指令、停止指令及び目標能力指令を送信する。
　各熱源機コントローラ８は、システムコントローラ１０から受信するＡＨＵ２で要求される要求能力に基づいて圧縮機１１等（図３参照）の駆動を制御する。また、能力指令に基づいて圧縮機１１の回転数制御を行う。例えば、熱源機コントローラ８は、能力指令を圧縮機１１の周波数指令に変換する演算式又はテーブルを有しており、これらの情報を用いて能力指令に応じた圧縮機１１の回転数制御を行う。なお、圧縮機１１の容量制御（出力制御）は、種々の制御手法が提案されているため、公知の手法から適宜採用することが可能である。
　図５は、熱源機コントローラ８のハードウェア構成の一例を示した図である。図５に示すように、熱源機コントローラ８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：プロセッサ）３１、主記憶装置（Ｍａｉｎ　Ｍｅｍｏｒｙ）３２、二次記憶装置（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｓｔｏｒａｇｅ：メモリ）３３、通信インターフェース３４などを備えている。これら各部は直接的にまたはバスを介して間接的に相互に接続されており互いに連携して各種処理を実行する。
　ＣＰＵ３１は、例えば、バスを介して接続された二次記憶装置３３に格納されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）により熱源システム全体の制御を行うとともに、二次記憶装置３３に格納された各種プログラムを実行することにより各種処理を実行する。ＣＰＵ３１は、１つ又は複数設けられており、互いに協働して処理を実現してもよい。
　主記憶装置３２は、例えば、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能なメモリで構成され、ＣＰＵ３１の実行プログラムの読み出し、実行プログラムによる処理データの書き込み等を行う作業領域として利用される。
　二次記憶装置３３は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）である。二次記憶装置３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどである。二次記憶装置３３の一例として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリなどが挙げられる。二次記憶装置３３は、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）等の熱源システム全体の制御を行うためのＯＳ、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ　Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイスドライバ、各種アプリケーションソフトウェア、及び各種データやファイル等を格納する。また、二次記憶装置３３には、各種処理を実現するためのプログラムや、各種処理を実現するために必要とされる各種データが格納されている。二次記憶装置３３は、複数設けられていてもよく、各二次記憶装置３３に上述したようなプログラムやデータが分割されて格納されていてもよい。また、二次記憶装置３３は、クラウド上に設けられていてもよく、また、二次記憶装置３３に格納されている一部のプログラムやデータがクラウド上に設けられていてもよい。
　通信インターフェース３４は、通信回線を介して他の装置と通信を行い、情報の送受信を行うためのインターフェースとして機能する。例えば、通信インターフェース３４は、有線又は無線により他の装置と通信を行う。無線通信として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、移動通信システム（３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、６Ｇ、ＬＴＥ等）、無線ＬＡＮなどの回線を通じた通信が挙げられる。有線通信の一例として、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの回線を通じた通信が挙げられる。
　また、熱源機コントローラ８もコンピュータであり、上述した熱源機コントローラ８ａと同様の構成を備えている。
　図６は、熱源機コントローラが備える機能の一例を示した機能ブロック図である。図６に示すように、熱源機コントローラ８ａは、目標能力制御部４１と、目標能力算出部４２を備えている。
　目標能力制御部４１は、ＡＨＵ２で要求される要求能力に基づき、熱源機５の運転能力を制御する。熱源機５は、最大運転能力、適正運転能力、及び最小運転能力を有する。
　要求能力に対し、複数台の熱源機５の運転が必要な場合は、後述する目標能力算出部４２で算出された各目標能力に応じて目標能力制御部４１が各熱源機５の制御を行う。
　目標能力算出部４２は、ＡＨＵ２で要求される要求能力に対する熱源機５の目標能力を算出する。１台で要求能力に対応可能な場合は、要求能力に対応する目標能力を算出する。複数台で要求能力への対応が必要な場合は、最大運転能力、適性運転能力、および最低運転能力を用いて各熱源機５の目標能力を算出する。
　最大運転能力とは、熱源機５が出力し得る最大能力であり、例えば、圧縮機１１が出力し得る最大周波数に基づいて決定される。
　適正運転能力とは、例えば、熱源機５の効率が所定値以上である能力であり、一例として、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ＯＦ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ、成績係数）が所定値以上となる能力である。本実施形態において、適正運転能力は、ＣＯＰが所定値以上となる能力範囲において適宜に設定された能力をいう。圧縮機１１は、部分負荷運転時に効率が最大となる。適正運転能力は、可変であり、熱源システム３やＡＨＵシステム２の運転状況により、効率のよい値を選択するとしてもよい。
　最低運転能力とは、熱源機５が安定した出力を維持し得る最小能力であり、例えば、圧縮機１１が安定した出力を維持し得る最小周波数に基づいて決定される。圧縮機１１は最小周波数より小さい周波数では運転することができない。よって、要求能力に関わらず圧縮機１１は最低周波数で起動する。本実施形態では、最低運転能力は、例えば２５％であるとする。
　熱源機５の圧縮機１１は、周波数の割合が１００％での駆動を続けると、効率が良くなく、また機械ストレスがかかる。そこで、目標能力算出部４２は、１００％での駆動を避け、効率の良い運転とし、圧縮機１１の運転寿命を延ばすように要求能力に対する熱源機５の目標能力を算出する。
　上述のような制御を行った上で全ての熱源機５の目標能力が適正運転能力に到達した場合は、要求能力の増加に応じて各熱源機５の各目標能力を同じ比率で最大運転能力の１００％まで増加させる。
　また、システムコントローラ１０が、熱源システム３を制御するマスター機としての機能を担う場合、システムコントローラ１０は、熱源機コントローラ８ａと同様の機能を備えていてもよい。その場合、各熱源機コントローラ８は、システムコントローラ１０の指令によって運転するスレーブ機である。
　また、システムコントローラ１０によって熱源システム３が制御される場合、熱源機コントローラ８ａが備える上述の構成及び機能を実現するための構成及び機能を備えている。
　図７は、本開示の一実施形態に係る熱源機コントローラによって実行される熱源システムの制御方法の処理手順の一例を示したフローチャートである。
　ステップＳ１０１において、ｉ台目の熱源機５の目標能力が最大運転能力である１００％に到達したか否かの判定を行う。熱源機５の目標能力が１００％に到達したと判定された場合はステップＳ１０２へ遷移する。一方、目標能力が１００％に到達していないと判定された場合は、再度ステップＳ１０１に戻る。
　ステップＳ１０２において、ｉ台目の熱源機５の目標能力を適正運転能力とすると、要求能力からｉ台目の熱源機５の目標能力を減算した値であるｉ＋１台目の目標能力が最低運転能力を下回るか否かの判定を行う。ｉ＋１台目の目標能力が最低運転能力を下回ると判定された場合はステップＳ１０３へ遷移する。一方、ｉ＋１台目の目標能力が最低運転能力を下回らないと判定された場合は、ステップＳ１０８へ遷移する。
　ステップＳ１０３において、ｉ＋１台目の目標能力を最低運転能力とし、ｉ台目の目標能力を最大運転能力である１００％からｉ＋１台目の最低運転能力を減算した値とする。
　なお、ステップＳ１０３において、熱源機５が３台以上であり、３台目以降を起動する場合は、次のように算出する。駆動中の熱源機５がｍ台である場合は、ｉ＋１（ｍ＋１）台目の目標能力を最低運転能力とし、１からｍ台目の各熱源機５の目標能力を、要求能力から最低運転能力を減算した値をｍで割った値とする。
　ステップＳ１０４において、要求能力の増加に応じて、ｉ台目の目標能力を増加させる。
　ステップＳ１０５において、ｉ台目の目標能力が適正運転能力に到達したか否かの判定を行う。ｉ台目の目標能力が適正運転能力に到達したと判定された場合はステップＳ１０６へ遷移する。一方、ｉ台目の目標能力が適正運転能力に到達していないと判定された場合は、再度ステップＳ１０４へ戻る。
　ステップＳ１０６において、要求能力の増加に応じて、ｉ＋１台目の目標能力を増加させる。
　ステップＳ１０７において、ｉ＋１台目をｉ台目とする。
　ステップＳ１０２において、ｉ＋１台目の目標能力が最低運転能力を下回らないと判定された場合は、ｉ台目の目標能力を適正運転能力とし、ｉ＋１台目の目標能力を最大運転能力である１００％からｉ台目の適正運転能力を減算した値とする（Ｓ１０８）。
　そして、全ての熱源機５の目標能力が適正運転能力に到達すると、要求能力の増加に応じて各熱源機５の各目標能力を同じ比率で最大運転能力の１００％まで増加させる。
　以下に、適正運転能力が異なる場合について、それぞれ図を用いて説明する。いずれの場合も、各熱源機５における最低運転能力を２５％であるとする。また、いずれの場合も、各熱源機５における適正運転能力及び最低運転能力がそれぞれ同じであり、熱源システム３が備える熱源機５の数は３であるとする。
〔適正運転能力が６０％の場合〕
　図８は、本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。
　空調システム１が起動し、１台目の熱源機５ａが最低運転能力で起動する。この時、熱源機５ａの最低運転能力は２５％である。要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は熱源機５ａの目標能力を増加させる。
　熱源機５ａの目標能力が最大運転能力の１００％に到達すると、目標能力算出部４２は、１台目の熱源機５ａの目標能力を適正運転能力である６０％とすると、２台目の熱源機５ｂの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、２台目の熱源機５ｂの目標能力は４０％で２５％を下回らないため、１台目の熱源機５ａの目標能力を適正運転能力である６０％、２台目の熱源機５ｂの目標能力を４０％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は２台目の熱源機５ｂの目標能力を増加させる。
　２台目の熱源機５ｂの目標能力が最大運転能力の１００％に到達する、すなわち、要求能力が１６０％に到達すると、目標能力算出部４２は、２台目の熱源機５ｂの目標能力を適正運転能力である６０％とする。また３台目の熱源機５ｃの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、３台目の熱源機５ｃの目標能力は４０％で２５％を下回らないため、２台目の熱源機５ｂの目標能力を適正運転能力である６０％、３台目の熱源機５ｃの目標能力を４０％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は３台目の熱源機５ｃの目標能力を増加させる。
　３台目の熱源機５ｃの目標能力が適正運転能力である６０％に到達する、すなわち、要求能力が１８０％に到達すると、目標能力算出部４２は、要求能力の増加に応じて各熱源機５ａ、５ｂ及び５ｃの各目標能力を同じ比率で最大運転能力の１００％まで、すなわち要求能力が３００％に到達するまで増加させる。
〔適正運転能力が７５％の場合〕
　図９は、本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。
　空調システム１が起動し、１台目の熱源機５ａが最低運転能力で起動する。この時、熱源機５ａの最低運転能力は２５％である。要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は熱源機５ａの目標能力を増加させる。
　熱源機５ａの目標能力が最大運転能力の１００％に到達すると、目標能力算出部４２は、１台目の熱源機５ａの目標能力を適正運転能力である７５％とすると、２台目の熱源機５ｂの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、２台目の熱源機５ｂの目標能力は２５％で２５％を下回らないため、１台目の熱源機５ａの目標能力を適正運転能力である７５％、２台目の熱源機５ｂの目標能力を２５％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は２台目の熱源機５ｂの目標能力を増加させる。
　２台目の熱源機５ｂの目標能力が最大運転能力の１００％に到達する、すなわち、要求能力が１７５％に到達すると、目標能力算出部４２は、２台目の熱源機５ｂの目標能力を適正運転能力である７５％とする。また３台目の熱源機５ｃの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、３台目の熱源機５ｃの目標能力は２５％で２５％を下回らないため、２台目の熱源機５ｂの目標能力を適正運転能力である７５％、３台目の熱源機５ｃの目標能力を２５％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は３台目の熱源機５ｃの目標能力を増加させる。
　３台目の熱源機５ｃの目標能力が適正運転能力である７５％に到達する、すなわち、要求能力が２２５％に到達すると、目標能力算出部４２は、要求能力の増加に応じて各熱源機５ａ、５ｂ及び５ｃの各目標能力を同じ比率で最大運転能力の１００％まで、すなわち要求能力が３００％に到達するまで増加させる。
〔適正運転能力が８０％の場合〕
　図１０は、本開示の一実施形態に係るシステム全体の要求能力に対する目標能力を示した図である。
　空調システム１が起動し、１台目の熱源機５ａが最低運転能力で起動する。この時、熱源機５ａの最低運転能力は２５％である。要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は熱源機５ａの目標能力を増加させる。
　熱源機５ａの目標能力が最大運転能力の１００％に到達すると、目標能力算出部４２は、１台目の熱源機５ａの目標能力を適正運転能力である８０％としたときに、２台目の熱源機５ｂの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、２台目の熱源機５ｂの目標能力は２０％で２５％を下回るため、２台目の熱源機５ｂの目標能力を最低運転能力である２５％、１台目の熱源機５ａの目標能力を７５％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は１台目の熱源機５ａの目標能力を増加させる。１台目の熱源機５ａの目標能力が適正運転能力である８０％に到達する、すなわち、要求能力が１０５％に到達すると、要求能力の増加に応じて目標能力制御部４１は２台目の熱源機５ｂの目標能力を増加させる。
　２台目の熱源機５ｂの目標能力が最大運転能力の１００％に到達する、すなわち、要求能力が１８０％に到達すると、目標能力算出部４２は、２台目の熱源機５ｂの目標能力を適正運転能力である８０％としたときに、３台目の熱源機５ｃの目標能力が最低運転能力２５％を下回るか否かの判定を行う。この場合、３台目の熱源機５ｃの目標能力は２０％で２５％を下回るため、３台目の熱源機５ｃの目標能力を最低運転能力である２５％、２台目の熱源機５ｂの目標能力を７５％とする。
　要求能力が上がると、これに応じて目標能力制御部４１は２台目の熱源機５ｂの目標能力を増加させる。２台目の熱源機５ｂの目標能力が適正運転能力である８０％に到達する、すなわち、要求能力が１８５％に到達すると、要求能力の増加に応じて目標能力制御部４１は３台目の熱源機５ｃの目標能力を増加させる。
　３台目の熱源機５ｃの目標能力が適正運転能力である８０％に到達する、すなわち、要求能力が２４０％に到達すると、目標能力算出部４２は、要求能力の増加に応じて各熱源機５ａ、５ｂ及び５ｃの各目標能力を同じ比率で最大運転能力の１００％まで、すなわち要求能力が３００％に到達するまで増加させる。
　なお、本実施形態では、熱源機コントローラ８ａが目標能力制御部４１及び目標能力算出部４２を備え、熱源機５の運転台数および各熱源機５に割り当てる目標能力を制御するとしたが、システムコントローラ１０にマスター熱源機コントローラ８ａが行う機能を設けることとしてもよい。
　すなわち、システムコントローラ１０が要求能力を演算し、演算した要求能力に基づき、複数の熱源機５の運転台数および各熱源機５に割り当てる目標能力を制御する。
〈付記〉
　以上説明した実施形態に記載の熱源システム、空調システム、制御方法および制御プログラムは、例えば以下のように把握される。
　本開示の第１態様にかかる熱源システム（３）は、熱媒を利用側ユニット（２）に供給する熱源システムであって、複数の熱源機（５）と、前記利用側ユニットで要求される要求能力に応じて、複数の前記熱源機の運転台数および各前記熱源機に割り当てる目標能力を制御する熱源機コントローラ（８ａ）と、を備え、前記熱源機コントローラは、各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、運転中の前記熱源機のうち第１熱源機（５ａ）に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機（５ｂ）を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とする。
　これにより、最大運転能力での運転を避け、第１熱源機の圧縮機（１１）を部分負荷の駆動として効率を上げ、運転寿命を延ばすことができる。また、複数台の熱源機で負荷を分担し、熱交換器（１３）を有効活用でき、システム全体の効率を上げることができる。
　本開示の第２態様にかかる熱源システムは、第１態様において、前記熱源機コントローラは、前記第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達すると、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とするとともに、前記第２熱源機を前記要求能力から前記第１熱源機の前記適正運転能力を減算した前記目標能力で起動するとしてもよい。
　これにより、第１熱源機を適正運転能力で駆動することができる。また運転寿命を延ばすことができる。複数台の熱源機で負荷を分担するため、熱交換器を有効活用でき、システム全体の効率を上げることができる。
　本開示の第３態様にかかる熱源システムは、第２態様において、前記熱源機コントローラは、前記第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達すると、前記目標能力から前記第１熱源機の前記適正運転能力を減算した値が前記第２熱源機の最低運転能力を下回る場合、前記第２熱源機を前記最低運転能力で起動するとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記要求能力から前記第２熱源機の前記最低運転能力を減算した値とする。
　これにより、他の熱源機を運転可能な最低運転能力で起動することができ、複数台の熱源機で負荷を分担することができる。よって、熱交換器を有効活用できる。
　本開示の第４態様にかかる熱源システムは、第３態様において、前記熱源機コントローラは、前記要求能力が増加すると、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力まで増加させるとしてもよい。
　これにより、第１熱源機を効率が最大となる適正運転能力で駆動することができ、システム全体の効率を上げることができる。
　本開示の第５態様にかかる熱源システムは、第４態様において、前記熱源機コントローラは、全ての前記熱源機が前記適正運転能力に到達した後に、前記要求能力が増加する場合、全ての前記熱源機の前記目標能力を同じ比率で増加させるとしてもよい。
　これにより、最大運転能力での駆動を避けながら、要求能力の増加に対応する能力での運転を行うことができる。
　本開示の第６態様の空調システムは、第１態様乃至第５態様のいずれかにおいて、複数の前記熱源機のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記熱源機を制御する熱源機コントローラ（８）を備え、いずれか一つの前記熱源機コントローラが前記コントローラを含むとしてもよい。
　本開示の第７態様の空調システム（１）は、第１態様乃至第６態様のいずれかに開示の熱源システムと、前記熱源システムから熱媒が供給されるエアハンドリングユニット（２）とを備える。
　本開示の第８態様の制御方法は、複数の熱源機を備え、熱媒を利用側ユニットに供給する熱源システムの制御方法であって、各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、運転中の前記熱源機のうち第１熱源機に割り当てた目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とするコンピュータが実行する。
　本開示の第９態様の制御プログラムは、コンピュータを第１態様乃至第６態様のいずれかに開示の前記熱源機コントローラとして機能させる。
１　　　：空調システム
２　　　：ＡＨＵ（直膨式エアハンドリングユニット）（利用側ユニット）
３　　　：熱源システム
５　　　：熱源機
５ａ　　：熱源機
５ｂ　　：熱源機
５ｃ　　：熱源機
７　　　：筐体
８　　　：熱源機コントローラ
８ａ　　：熱源機コントローラ（マスター）
８ｂ　　：熱源機コントローラ（スレーブ１）
８ｃ　　：熱源機コントローラ（スレーブ２）
１０　　：システムコントローラ
１１　　：圧縮機
１２　　：切換弁
１３　　：熱交換器
１４　　：ファン
１５　　：アキュムレータ
１６　　：電子膨張弁
２１　　：熱交換器
２１ａ　：熱交換器
２１ｂ　：熱交換器
２１ｃ　：熱交換器
２２　　：温度センサ
２２ａ　：温度センサ
２２ｂ　：温度センサ
２２ｃ　：温度センサ
２３　　：ファン
２４　　：吸込みセンサ
２９　　：リモートコントローラ
３１　　：ＣＰＵ
３２　　：主記憶装置
３３　　：二次記憶装置
３４　　：通信インターフェース
４１　　：目標能力制御部
４２　　：目標能力算出部

Claims (9)

  1. 　熱媒を利用側ユニットに供給する熱源システムであって、
    　複数の熱源機と、
    　前記利用側ユニットで要求される要求能力に応じて、複数の前記熱源機の運転台数および各前記熱源機に割り当てる目標能力を制御するコントローラと、
    を備え、
    　前記コントローラは、
    　各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、
    　運転中の前記熱源機のうち第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とする熱源システム。
  2. 　前記コントローラは、前記第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達すると、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とするとともに、前記第２熱源機を前記要求能力から前記第１熱源機の前記適正運転能力を減算した前記目標能力で起動する請求項１に記載の熱源システム。
  3. 　前記コントローラは、前記第１熱源機に割り当てた前記目標能力が前記最大運転能力に到達すると、前記目標能力から前記第１熱源機の前記適正運転能力を減算した値が前記第２熱源機の最低運転能力を下回る場合、前記第２熱源機を前記最低運転能力で起動するとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記要求能力から前記第２熱源機の前記最低運転能力を減算した値とする請求項２に記載の熱源システム。
  4. 　前記コントローラは、前記要求能力が増加すると、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力まで増加させる請求項３に記載の熱源システム。
  5. 　前記コントローラは、全ての前記熱源機が前記適正運転能力に到達した後に、前記要求能力が増加する場合、全ての前記熱源機の前記目標能力を同じ比率で増加させる請求項４に記載の熱源システム。
  6. 　複数の前記熱源機のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記熱源機を制御する熱源機コントローラを備え、
    　いずれか一つの前記熱源機コントローラが前記コントローラを含む請求項１から５のいずれかに記載の熱源システム。
  7. 　請求項１から５のいずれかに記載の熱源システムと、
    　前記熱源システムから熱媒が供給されるエアハンドリングユニットと
    を備える空調システム。
  8. 　複数の熱源機を備え、熱媒を利用側ユニットに供給する熱源システムの制御方法であって、
    　各前記熱源機の最大運転能力及び適正運転能力を保有し、
    　運転中の前記熱源機のうち第１熱源機に割り当てた目標能力が前記最大運転能力に到達した場合に、停止中の第２熱源機を起動させるとともに、前記第１熱源機の前記目標能力を前記適正運転能力とするコンピュータが実行する制御方法。
  9. 　コンピュータを請求項１から５のいずれかに記載の前記コントローラとして機能させるための制御プログラム。
     
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