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技術 チラーシステム

出願人 大阪瓦斯株式会社
発明者 宮越貴史
出願日 2018年2月28日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-035726
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-152347
状態 未査定
技術分野 その他の冷凍機械 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械 空調制御装置
主要キーワード 吸熱源 投入エネルギ 熱媒体循環路 P制御装置 チラーシステム 温度差補正 補正判定 運転制御マップ
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図面 (3)

課題

負荷においても効率の低下を緩和できるチラーシステムを提供する。

解決手段

冷媒循環路循環する冷媒圧縮する電気駆動式圧縮機45を有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第1熱媒体の温度を制御するEHPチラー40を備える。

概要

背景

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

概要

低負荷においても効率の低下を緩和できるチラーシステムを提供する。冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機45を有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第1熱媒体の温度を制御するEHPチラー40を備える。

目的

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

効果

実績

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請求項1

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

請求項2

前記GHPチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却するGHP第1熱媒体熱交換器と、当該GHP第1熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのGHP冷媒循環路とを有し、前記EHPチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却するEHP第1熱媒体熱交換器と、当該EHP第1熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのEHP冷媒循環路とを有し、前記GHP冷媒循環路と前記EHP冷媒循環路とは各別に備え、前記第1熱媒体循環路において、前記熱需要部を始点としたときの第1熱媒体通流方向で、前記EHP第1熱媒体熱交換器と前記GHP第1熱媒体熱交換器とを、上流側から記載の順に直列に設けている請求項1に記載のチラーシステム。

請求項3

現状の負荷における全運転容量に対する前記GHPチラーの運転容量比率及び前記EHPチラーの運転容量比率を制御する運転容量比率制御を実行する制御装置を備え、前記制御装置は、前記GHP第1熱媒体熱交換器の入口の第1熱媒体の温度であるGHP第1熱媒体入口温度と出口の第1熱媒体の温度であるGHP第1熱媒体出口温度との温度差であるGHP第1熱媒体温度差と、前記EHP第1熱媒体熱交換器の入口の第1熱媒体の温度であるEHP第1熱媒体入口温度と出口の第1熱媒体の温度であるEHP第1熱媒体出口温度との温度差であるEHP第1熱媒体温度差との比率である温度差比率を変更する形態で、前記運転容量比率制御を実行する請求項2に記載のチラーシステム。

請求項4

前記制御装置は、前記運転容量比率制御において、前記GHPチラーの運転容量比率と前記EHPチラーの運転容量比率との比に対応して、前記GHP第1熱媒体温度差と前記EHP第1熱媒体温度差との比を制御する請求項3に記載のチラーシステム。

請求項5

前記制御装置は、前記GHP第1熱媒体熱交換器及び前記EHP第1熱媒体熱交換器の入口での第1熱媒体の温度と、前記GHP第1熱媒体熱交換器及び前記EHP第1熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度との温度差である冷媒温度差が、補正判定温度差を超えている場合、前記冷媒温度差が小さくなるように、前記GHP第1熱媒体熱交換器及び前記EHP第1熱媒体熱交換器を通過する冷媒の温度を制御する冷媒温度補正制御を実行する請求項3又は4に記載のチラーシステム。

請求項6

現状の負荷における全運転容量に対する前記GHPチラーの運転容量比率及び前記EHPチラーの運転容量比率を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記熱需要部での第1熱媒体の目標温度を取得可能に構成され、前記制御装置は、前記熱需要部が設けられ電気事業者から電力の供給を受ける施設における電力デマンド予測する電力デマンド予測処理を実行し、前記電気事業者との間で決定された前記施設の電力使用量最大値である契約電力を、前記電力デマンド予測処理にて予測される前記施設の電力デマンドが超えないように、前記EHPチラーの運転容量比率を制御するデマンド制御を実行し、前記デマンド制御している状態で、前記第1熱媒体循環路において前記熱需要部を始点としたときの第1熱媒体通流方向で、前記GHP第1熱媒体熱交換器の出口の第1熱媒体の温度が前記目標温度となるように前記GHPチラーの運転容量比率を制御する請求項2〜5の何れか一項に記載のチラーシステム。

請求項7

前記GHPチラーの運転を制御するGHP制御装置と、前記EHPチラーの運転を制御するEHP制御装置とを互いに独立して各別に備えている請求項2〜6の何れか一項に記載のチラーシステム。

技術分野

0001

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

背景技術

0002

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

先行技術

0003

特開2014−052122号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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

0005

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

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するためのチラーシステムは、
熱需要部にて温熱又は冷熱を供給する第1熱媒体を循環する第1熱媒体循環路と、冷媒を循環する冷媒循環路と、当該冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮するエンジン駆動式圧縮機とを有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第1熱媒体の温度を制御するGHPチラーを備えるチラーシステムであって、その特徴構成は、
前記冷媒循環路を循環する冷媒を圧縮する電気駆動式圧縮機を有し、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却する形態で、第1熱媒体の温度を制御する点にある。

0007

上記特徴構成を有するチラーシステムによれば、GHPチラーに加えて、低負荷においても比較的高い効率で運転可能なEHPチラーをも備えるから、例えば、低負荷においては、EHPチラーの運転容量比率を高くし、低負荷から高負荷へ負荷を増加させるに従って、GHPチラーの運転容量比率を徐々に高くするような制御を実行することができる。
これにより、低負荷から高負荷まで比較的高い効率を維持できるチラーシステムを実現することができる。
因みに、本発明にあっては、GHPチラーとEHPチラーとの冷媒循環路は、一体のものも別体のものも含む。

0008

チラーシステムの更なる特徴構成は、
前記GHPチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却するGHP第1熱媒体熱交換器と、当該GHP第1熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのGHP冷媒循環路とを有し、
前記EHPチラーは、冷媒の凝縮熱又は蒸発熱により第1熱媒体を加熱又は冷却するEHP第1熱媒体熱交換器と、当該EHP第1熱媒体熱交換器に冷媒を循環する前記冷媒循環路としてのEHP冷媒循環路とを有し、
前記GHP冷媒循環路と前記EHP冷媒循環路とは各別に備え、
前記第1熱媒体循環路において、前記熱需要部を始点としたときの第1熱媒体通流方向で、前記EHP第1熱媒体熱交換器と前記GHP第1熱媒体熱交換器とを、上流側から記載の順に直列に設けている点にある。

0009

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

0010

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

0011

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

0012

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

0013

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

0014

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

0015

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

0016

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

0017

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

0018

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

図面の簡単な説明

0019

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

実施例

0020

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

0021

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

0022

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

0023

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

0024

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

0025

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

0026

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

0027

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

0028

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

0029

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

0030

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

0031

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

0032

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

0033

(3)上記実施形態において、冷媒循環路としてのGHP冷媒循環路C1と、冷媒循環路としてのEHP冷媒循環路C2とは、格別に設けている構成を示した。しかしながら、両者は、一の冷媒循環路として構成についても、権利範囲に含むものである。

0034

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

0035

(5)上記実施形態では、GHP冷媒循環路C1とEHP冷媒循環路C2は、一体のものも本願の権利範囲に含む。

0036

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

0037

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

0038

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

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