BRPI1008786B1

BRPI1008786B1 - sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e método de controle de fonte de calor do tipo bomba secundária

Info

Publication number: BRPI1008786B1
Application number: BRPI1008786-9A
Authority: BR
Inventors: Takeru Morita; Yuuji Matsumoto; Seiji Tsukiyama; Manabu Yamamoto
Original assignee: Toshiba Carrier Corporation
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2020-11-24
Also published as: KR101244536B1; CN102308155B; JPWO2010092916A1; EP2397786A1; US20120055665A1; TR201902393T4; WO2010092916A1; HUE043923T2; RU2490561C2; BRPI1008786A2; KR20110126688A; RU2011137550A; EP2397786A4; EP2397786B1; US8939196B2; CN102308155A; JP4975168B2

Abstract

SISTEMA DE FONTE DE CALOR DO TIPO BOMBA SECUNDARIA E MÉTODO DE CONTROLE DE FONTE DE CALOR DO TIPO BOMBA SECUNDARIA Um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária inclui: fontes de calor conectadas em paralelo; um sistema de carga no qual flui a água de fonte de calor; uma bomba principal fornecendo a água de fonte de calor ao sistema de carga; uma bomba secundária provida para cada fonte de calor e fornecendo a água de fonte de calor submetida a troca de calor no sistema de carga para a fonte de calor; e um controlador de fonte de calor calculando a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga mediante atribuição de um resultado a partir da medição por um sensor de temperatura de água detectando a temperatura da fonte de calor a uma característica de operação de cada fonte de calor e controlando a operação das bombas secundárias com base no resultado de cálculo.

Description

SISTEMA DE FONTE DE CALOR DO TIPO BOMBA SECUNDÁRIA E MÉTODO DE CONTROLE DE FONTE DE CALOR DO TIPO BOMBA SECUNDÁRIA

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção se refere a um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e a um método de controlar o sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

No caso onde vários sistemas internos (unidades de bobina de ventilador) são instalados em um local tal como uma fábrica ou edificação de grande escala, por exemplo, um sistema de fonte de calor tem sido usado no qual água de fonte de calor (água fria ou quente) é fornecida a partir de uma fonte de calor para esses sistemas internos para condicionamento de ar de várias áreas de condicionamento de ar. Esse sistema de fonte de calor é aproximadamente separado em um lado de fonte de calor e um lado de sistema de carga (um lado de sistema interno), os quais são conectados entre si através de um tubo de fornecimento de água e um tubo de retorno de água para formar um circuito. Por intermédio do tubo de fornecimento de água, a água de fonte de calor é fornecida a partir da fonte de calor para um sistema de carga, e por intermédio do tubo de retorno de água, a água da fonte de calor é retornada outra vez através do sistema de carga para a fonte de calor.

Por exemplo, a água de fonte de calor submetida à troca de calor dentro da fonte de calor é fornecida por uma bomba principal através do tubo de fornecimento de água para os sistemas de carga tal como sistemas de ar condicionado ou bobinas de ventilador. Essa água de fonte de calor é submetida à troca de calor dentro dos sistemas de carga e então fornecida à bomba secundária através do tubo de retorno de água. A água de fonte de calor fornecida às bombas secundárias segue outra vez através da fonte de calor, desse modo circulando no circuito. Aqui, geralmente, o sistema de fonte de calor é provido com um tubo de desvio o qual se desvia do fornecimento de água e tubos de retorno entre o lado de fonte de calor e o lado de sistema de carga para lidar com o desequilíbrio entre a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo de água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga.

Neste momento, para ajustar a temperatura da água de fonte de calor fornecida aos sistemas de carga em um valor determinado ou para operar a fonte de calor em eficiência superior, é desejável ajustar e equalizar a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga. Com a finalidade de medir a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor ou no lado de sistema de carga, em muitos casos, medidores de fluxo são providos tanto no lado de fonte de calor como no lado de sistema de carga (vide Literatura 1 de Patente abaixo) ou apenas no lado de sistema de carga (vide Literatura 2 de Patente abaixo).

LISTA DE CITAÇÃO

Literatura de Patente PTL: 1 Publicação de Patente Japonesa Aberta à Inspeção Pública N° 2006-275397
Literatura de Patente PTL: 2 Publicação de Patente Japonesa Aberta à Inspeção Pública N° 2004-101104

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

Contudo, na invenção revelada na Literatura 1 ou 2 de Patente mencionadas acima, é necessário instalar um medidor de fluxo em qualquer lugar. A instalação do medidor de fluxo certamente exige o custo de instalação. Além disso, um sistema de fonte de calor maior precisa de um medidor de fluxo maior, e o medidor de fluxo dispendioso aumentará o custo da instalação do sistema inteiro.

Na invenção revelada na Literatura 2 de Patente, o medidor de fluxo mencionado anteriormente é instalado apenas no lado de sistema de carga. Nesse termo, esta invenção pode facilitar os problemas de custo de instalação e semelhante em determinada amplitude. Contudo, é necessário examinar a relação entre a quantidade de fluxo da água de fonte de calor e desempenhos das bombas, principal e secundária, em cada local onde o sistema de fonte de calor é instalado e operar o sistema com base no seu resultado, causando uma complicação.

A presente invenção foi feita para resolver o problema mencionado anteriormente, e um objetivo da presente invenção é o de prover um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e um método de controle de fonte de calor do tipo bomba secundária que são capazes de responder adequadamente às mudanças no lado de sistema de carga sem um medidor de fluxo e realizando um controle eficiente para contribuir para a economia de energia.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

Um primeiro aspecto de acordo com uma modalidade da presente invenção é um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária, incluindo: várias fontes de calor que são conectadas em paralelo e geram água de fonte de calor; um sistema de carga no qual flui a água de fonte de calor; uma bomba principal fornecendo a água de fonte de calor para o sistema de carga; um tubo de fornecimento de água conectando uma saída da fonte de calor e o sistema de carga; uma bomba secundária que é provida para cada fonte de calor e fornece a água de fonte de calor submetida à troca de calor no sistema de carga para a fonte de calor; um tubo de retorno de água conectando a saída do sistema de carga e as bombas secundárias; um tubo de desvio permitindo que o tubo de fornecimento de água e o tubo de retorno de água se comuniquem entre si; um sensor de temperatura de água detectando a temperatura da água de fonte de calor; e um controlador de fonte de calor calculando a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga mediante atribuição de um resultado a partir da medição por intermédio do sensor de temperatura de água a uma característica de operação de cada uma das fontes de calor e controlando a operação das bombas secundárias com base em um resultado a partir do cálculo.

Um segundo aspecto de acordo com a modalidade da presente invenção é um método de controlar uma fonte de calor do tipo bomba secundária incluindo: uma pluralidade de fontes de calor que são conectadas em paralelo e geram a água de fonte de calor; um sistema de carga no qual flui a água de fonte de calor; uma bomba principal fornecendo a água de fonte de calor para o sistema de carga; um tubo de fornecimento de carga conectando uma saída da fonte de calor e o sistema de carga; uma bomba secundária que é provida para cada fonte de calor e fornece a água de fonte de calor submetida à troca de calor no sistema de carga à fonte de calor; um tubo de retorno de água conectando a saída do sistema de carga e as bombas secundárias; e um tubo de desvio permitindo que o tubo de fornecimento de água e o tubo de retorno de água se comuniquem entre si. O método inclui: calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga com base na temperatura da água de fonte de calor; e determinar se aumenta ou diminui o número de bombas secundárias em operação para reduzir uma diferença entre a quantidade de fluxo no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo no lado de sistema de carga com base nas quantidades calculadas de fluxo no lado de fonte de calor e no lado de sistema de carga.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO De acordo com a presente invenção, é possível prover um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e um método de controlar o sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária os quais são capazes de responder com precisão às mudanças do no lado de sistema de carga sem medidores de fluxo e realizando controle de elevada eficiência para contribuir com a economia de energia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista inteira mostrando um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração interna de um controlador de fonte de calor de acordo com a modalidade da presente invenção.

A Figura 3 é um fluxograma mostrando aproximadamente um fluxo com relação a um método de controle do sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária de acordo com a modalidade da presente invenção.

A Figura 4 é um fluxograma mostrando um fluxo relacionado ao cálculo da quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo em um lado de sistema de carga na modalidade da presente invenção.

A Figura 5 é um fluxograma mostrando um fluxo do controlador de fonte de calor controlando a fonte de calor de modo a equalizar a quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga e a quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo em um lado de fonte de calor na modalidade da presente invenção.

A Figura 6 é um gráfico mostrando uma relação entre três de: quantidade de fluxo média, frequência de operação, e altura de elevação no cálculo da altura de elevação a partir da quantidade de fluxo média e a frequência de operação na modalidade da presente invenção.

A Figura 7 é um gráfico mostrando uma relação entre a altura de elevação, quantidade de fluxo média, e frequência inicial no cálculo da frequência inicial a partir da altura de elevação e a quantidade de fluxo por bomba secundária quando o número de bombas secundárias em operação é reduzido na modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE

Em seguida, é feita uma descrição de uma modalidade da presente invenção, em detalhe, com referência aos desenhos.

A Figura 1 é uma vista inteira mostrando um sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária de acordo com a modalidade da presente invenção. O sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária é aproximadamente separado em um lado de fonte de calor A e um lado de sistema de carga B conforme indicado por uma linha tracejada da Figura 1.

No lado de fonte de calor A, são providas fontes de calor 1 gerando água de fonte de calor e bombas secundárias (bombas do lado de fonte de calor) 2 fornecendo água de fonte de calor circulada para as fontes de calor 1. Cada fonte de calor 1 inclui um compressor, uma válvula de quatro vias, um trocador de calor, um mecanismo de estrangulamento, e um trocador de calor de água, os quais são conectados com tubos e não são mostrados nos desenhos. Os tubos são preenchidos comum refrigerante. O refrigerante circula sequencialmente no compressor, trocador de calor, mecanismo de estrangulamento, e trocador de calor de água, desse modo constituindo um circuito de refrigerante.

Para ser específico, o compressor aspira e comprime o refrigerante e descarrega o refrigerante em alta temperatura e pressão. Uma extremidade do compressor no lado de descarga é conectado ao trocador de calor incluindo um ventilador. No trocador de calor, o refrigerante troca calor com ar através da ventilação pelo ventilador. O trocador de calor de água é conectado ao mecanismo de estrangulamento, e o refrigerante seguindo através do mecanismo de estrangulamento então passa através do trocador de calor de água. No trocador de calor de água, o refrigerante troca o calor com a água fluindo através de um tubo conectado separadamente ao trocador de calor de água para gerar água de fonte de calor. O refrigerante então entra outra vez no compressor. A válvula de quatro vias é comutada para inverter o fluxo do refrigerante, de modo que o refrigerante descarregado a partir do compressor flui através do trocador de calor de água, mecanismo de estrangulamento, e trocador de calor e então retorna ao compressor. A fonte de calor, portanto gera qualquer uma de água fria para resfriamento/refrigeração e água quente para aquecimento/calefação.

As bombas secundárias 2 fornecendo água de fonte de calor para as fontes de calor 1 são providas individualmente para as respectivas fontes de calor 1. As bombas secundárias 2 são conectadas aos inversores respectivos de bomba secundária 3 e são operadas pelos inversores de bomba secundária 3 com base em uma instrução a partir de um controlador de fonte de calor posteriormente descrito de modo a mudar em termos de velocidade. As bombas secundárias 2 têm uma mesma especificação (uma característica de quantidade de entrada-fluxo). Além disso, para simplificar o controle, os desempenhos das bombas secundárias 2 em operação ou vazões dos inversores de bomba secundária 3 são controlados de modo a serem idênticos.

Sensores de temperatura de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 são conectados em torno da entrada e saída de cada fonte de calor 1, respectivamente. O sensor de temperatura de água de entrada de fonte de calor 4 mede a temperatura da água de fonte de calor a ser fornecida à fonte de calor 1. O sensor de temperatura de água de saída de fonte de calor 5 mede a temperatura da água de fonte de calor descarregada a partir da fonte de calor 1 a ser fornecida aos sistemas de carga.

Na Figura 1, três fontes de calor 1 são conectadas em paralelo (em seguida, elas são referidas coletivamente como fontes de calor 1 a menos que de outro modo necessário), e o número das fontes de calor 1 conectadas deve ser de pelo menos dois ou mais. Além disso, como cada fonte de calor 1 é conectada necessariamente com uma das bombas secundárias 2, o número de fontes de calor 1 é idêntico ao número de bombas secundárias 2. Adicionalmente, cada bomba secundária 2 é conectada a um dos inversores de bomba secundária 3. Cada fonte de calor 1 é conectada à entrada de fonte de calor correspondente e sensores de temperatura de água de saída 4 e 5 conforme descrito acima. Em seguida, a fonte de calor 1, bomba secundária 2, inversor de bomba secundária 3, sensores de temperatura de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 são referidos coletivamente como uma unidade de fonte de calor.

A água de fonte de calor gerada nas fontes de calor 1 é fornecida ao lado de sistema de carga B através de um tubo de fornecimento de água 6 com uma extremidade conectada à saída de cada fonte de calor 1. A outra extremidade do tubo de fornecimento de água 6 é conectada a uma bomba principal (bomba do lado de carga) 7 e um inversor de bomba principal 8 controlando a bomba 7. A água de fonte de calor é assim alimentada aos sistemas de carga 9.

A bomba principal 7 é acionada pelo inversor de bomba principal 8 de modo a mudar em velocidade de modo que a quantidade de fluxo da água de fonte de calor a ser fornecida aos sistemas de carga 9 é controlada. A saída (quantidade de fluxo) da bomba principal 7 é controlada de acordo com o desempenho de resfriamento e aquecimento exigido pelos sistemas de carga 9 independentemente da operação no lado de fonte de calor. Os sistemas de carga 9 são condicionadores de ar tal como bobinas de ventilador, por exemplo. Na Figura 1, dois sistemas de carga 9a e 9b são conectados em paralelo (em seguida, os sistemas de carga 9a e 9b são referidos coletivamente como sistemas de carga 9) . O número de sistemas de carga 9 conectados pode ser qualquer número.

A água de fonte de calor submetida à troca de calor nos sistemas de carga 9 flui em um tubo de retorno de água 11 através de válvulas de duas vias 10 conectadas à saída de cada sistema de carga 9 para ser alimentada às bombas secundárias 2 no lado de fonte de calor A.

Entre as fontes de calor 1 e a bomba principal 7, é provido um sensor de temperatura de água de fornecimento 12 medindo a temperatura da água de fonte de calor fluindo no tubo de fornecimento de água 6. Entre os sistemas de carga 9 e as bombas secundárias 2, é provido um sensor de temperatura de água de retorno 13 mediante a temperatura da água de fonte de calor fluindo no tubo de retorno de água 11. Um tubo de desvio 14 é provido de modo a permitir que o tubo de fornecimento de água 6 entre as fontes de calor 1 e o sensor de temperatura de água de fornecimento 12 se comuniquem com o tubo de retorno de água 11 entre o sensor de temperatura de água de retorno 13 e as bombas secundárias 2.

Em outras palavras, o sensor de temperatura de água de retorno 13 é fixado ao tubo de retorno de água 11 no lado de sistema de carga 9 da conexão entre o tubo de retorno de água 11 e o tubo de desvio 14, e o sensor de temperatura de água de fornecimento 12 é fixado ao tubo de fornecimento de água 6 no lado de sistema de carga 9 da conexão entre o tubo de fornecimento de água 6 e o tubo de desvio 14.

O controlador de fonte de calor 15 é um controlador configurado para operar e controlar cada dispositivo instalado no lado de fonte de calor A. Na Figura 1, as três fontes de calor 1 conectadas, por exemplo, são operadas e controladas individualmente com base em uma instrução a partir do controlador de fonte de calor 15. Os resultados da medição a partir dos sensores de temperatura de água de fornecimento e retorno 12 e 13 são coletados para o controlador de fonte de calor 15, e informação sobre a temperatura medida pelos sensores de temperatura de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 também é coletada para o controlador de fonte de calor 15 através das fontes de calor 1.

A Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração interna do controlador de fonte de calor 15. O controlador de fonte de calor 15 inclui uma unidade de recepção 15a, uma unidade de armazenamento 15b, um unidade de cálculo 15c, uma unidade de controle 15d, uma unidade de criação de instrução 15e, e uma unidade de transmissão 15f.

A unidade de recepção 15a recebe informação de temperatura de água a partir dos sensores de temperatura, incluindo os sensores de temperatura de água de fornecimento e de retorno 12 e 13 e dos sensores de temperatura de água de entrada e saída de fonte de calor 4 e 5 de cada fonte de calor 1 através da fonte de calor 1, por exemplo. A unidade de armazenamento 15b armazena as equações exprimindo as características de operação das fontes de calor 1 a serem submetidas ao controle descrito posteriormente. A unidade de cálculo 15c atribui o resultado de medição transmitido a partir de cada sensor de temperatura às equações armazenadas na unidade de armazenamento 15b para calcular a quantidade de fluxo de água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B.

A unidade de controle 15d realiza uma instrução de controle para cada fonte de calor 1 ou cada bomba secundária 2 com base no resultado calculado pela unidade de cálculo 15c. A unidade de criação de instrução 15e cria uma instrução efetiva para cada fonte de calor 1 com base na instrução a partir da unidade de controle 15d. A unidade de transmissão 15f desempenha uma função de transmitir a instrução para cada fonte de calor 1 e para o inversor 3 de cada bomba secundária 2.

A seguir, é feita uma descrição de um método através do qual o controlador de fonte de calor 15 controla o sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária na modalidade da presente invenção em conjunto com a operação de cada uma das unidades anteriormente mencionadas no controlador de fonte de calor 15.

A Figura 3 é um fluxograma mostrando aproximadamente um fluxo com relação ao método de controlar o sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária. O controle do sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária é realizada aproximadamente em duas etapas. Na primeira etapa (ST1), a quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B é calculada. Na segunda etapa (ST2), com base nas quantidades de fluxo calculadas nos lados de fonte de calor e de sistema de carga A e B, o controlador de fonte de calor 15 determina os desempenhos (quantidades de fluxo) das bombas secundárias 2 e se aumenta ou diminui o número de bombas secundárias 2 em operação de modo a minimizar a diferença entre as quantidades de fluxo no lado A de fonte de calor e no lado B de sistema de carga e controla os inversores de bomba secundária 3.

O fluxograma mostrado na Figura 4 é para descrever o fluxo (ST1) de cálculo da quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B em detalhe. Primeiramente, o desempenho de cada fonte de calor 1 é calculado (ST11) . As fontes de calor 1 instaladas não são necessariamente dispositivos de um mesmo tipo. Mesmo se as fontes de calor 1 forem dispositivos de um mesmo tipo, as fontes de calor 1 têm desempenhos ligeiramente diferentes em muitos casos. Consequentemente, o desempenho de cada fonte de calor 1 é reconhecido primeiramente.

Para ser específico, cada fonte de calor 1 é operada e o desempenho de congelamento e aquecimento é calculado com base na temperatura de condensação saturada e na temperatura de evaporação saturada. Contudo, não é eficiente calcular o desempenho de cada fonte de calor 1 toda vez que a fonte de calor 1 for operada. Consequentemente, as fontes de calor 1 são operadas experimentalmente de forma antecipada, e a relação entre o desempenho de operação, temperatura de condensação saturada, e temperatura de evaporação saturada é obtida e expressa como uma equação, por exemplo. Como tais equações são armazenadas na unidade de armazenamento 15b, a unidade de cálculo 15c pode calcular os desempenhos das fontes de calor 1 ao receber a informação relacionada à temperatura de condensação saturada e temperatura de evaporação saturada a partir das fontes de calor 1.

Após os desempenhos das fontes de calor 1 serem calculados, a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo em cada fonte de calor 1 é calculada utilizando a equação seguinte (ST12). Para ser específico, a informação de temperatura medida pelos sensores de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 é recebida pela unidade de recepção 15a e é então transmitida para a unidade de cálculo 15c. A unidade de cálculo 15c extrai uma equação armazenada na unidade de armazenamento 15b de acordo com o estado de operação da fonte de calor 1 e atribui a informação de temperatura medida pelos sensores de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 à equação extraída para calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo na fonte de calor 1. Esse cálculo da quantidade de fluxo é realizado para cada fonte de calor 1 (cada unidade de fonte de calor) conectada ao sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária. Consequentemente, é possível conhecer a quantidade de fluxo individual de cada fonte de calor 1 (cada unidade de fonte de calor).

No caso onde as fontes de calor 1 realizam a operação de resfriamento, a equação seguinte descrita na Equação 1 é utilizada. Por outro lado, no caso onde as fontes de calor 1 realizam operação de aquecimento, a equação seguinte descrita na Equação 2 é usada. Aqui, q é a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo através de cada fonte de calor 1 (litro/min); Wc, desempenho de congelamento da fonte de calor 1 (kW); Wh, desempenho de aquecimento da fonte de calor 1 (kW); Te, temperatura da água (°C) medida na entrada de fonte de calor pelo sensor de temperatura de água de entrada de fonte de calor 4; e T1, temperatura da água medida (°C) na saída da fonte de calor por intermédio do sensor de temperatura de água de saída de fonte de calor 5.

As fontes de calor 1 geram água de fonte de calor com base na área de retorno alimentada a partir das bombas secundárias 2. Isso é realizado porque ambas, a fonte de calor 1 e a bomba secundária 2 de uma mesma unidade de fonte de calor estão em operação. Em tal caso, a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo através da fonte de calor de interesse pode ser calculada.

Contudo, em alguns estados de operação temporários do sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária, há algumas unidades de fonte de calor em cada uma das quais a bomba secundária 2 está em operação, mas a fonte de calor 1 não está em operação. Tal estado ocorre quando o desempenho exigido do lado B de sistema de carga está diminuindo. A equação 1 ou 2 anteriormente mencionada não pode ser usada nesse caso, e a quantidade de fluxo de água de fonte de calor fluindo através da fonte de calor 1 não pode ser calculada.

Consequentemente, em tal estado, as quantidade de fluxo q calculadas para as unidades de fontes de calor nas quais ambas, fonte de calor 1 e bomba secundária 2 estão em operação, são somadas. A quantidade de fluxo calculada pela adição é dividida pelo número de unidades de fonte de calor nas quais a fonte de calor 1 e a bomba secundária 2 estão, ambas, em operação, desse modo calculando-se a quantidade de fluxo média da água de fonte de calor fluindo nas fontes de calor 1 das unidades de fontes de calor nas quais a fonte de calor 1 e a bomba secundária 2 estão ambas em operação. Essa quantidade média de fluxo é considerada como a quantidade de fluxo q em uma unidade de fonte de calor na qual a bomba secundária 2 está em operação enquanto a fonte de calor 1 não está em operação.

Aqui, todas as bombas secundárias 2 são configuradas para ter uma mesma especificação, e os inversores 3 acionando as bombas secundárias 2 em operação são configurados para ter uma mesma frequência de saída. Consequentemente, não há erro grande mesmo se a bomba secundária 2 supostamente estiver em operação com a quantidade média de fluxo da água de fonte de calor fluindo através das fontes de calor 1 das unidades de fonte de calor em operação e a quantidade média de fluxo supostamente for a quantidade de fluxo na unidade de fonte de calor na qual a fonte de calor 1 não está em operação.

Por outro lado, na unidade de fonte de calor na qual nem a fonte de calor 1 nem a bomba secundária 2 está em operação, a quantidade de fluxo q da água de fonte de calor é considerada como sendo 0.

As quantidades de fluxo q das fontes de calor 1 (unidades de fonte de calor) que são calculadas através do cálculo descrito acima pela unidade de cálculo 15c são adicionadas pela unidade de cálculo 15c para calcular a quantidade total de fluxo Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A (ST13).

A seguir, as médias das temperaturas da água de entrada e de saída das fontes de calor 1 são calculadas (ST14). A unidade de cálculo 15c recebe através da unidade de recepção 15a a informação com relação às temperaturas de água de entrada e de saída medidas pelos sensores de temperatura de água de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 e calcula as médias. As médias das temperaturas da água de entrada e saída das fontes de calor 1 são calculadas conforme descrito acima porque as médias são necessárias para calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B sem usar um medidor de fluxo.

Aqui, independentemente de se as fontes de calor 1 estão em operação, as temperaturas da água de entrada e de saída usadas para calcular as médias são limitadas às temperaturas medidas pelos sensores de temperatura de entrada e de saída de fonte de calor 4 e 5 das unidades de fonte de calor nas quais as bombas secundárias 2 estão em operação. Isso porque a água de fonte de calor flui através do tubo de fornecimento de água 6 para ser fornecida ao lado de sistema de carga B quando as bombas secundárias 2 estão em operação independentemente de se as fontes de calor 1 estão em operação.

A temperatura média da água de saída das fontes de calor 1 calculada pela unidade de cálculo 15c é transmitida à unidade de controle 15d. O controlador 15d coleta também a informação com relação à temperatura da água de fornecimento medida pelo sensor de temperatura de água de fornecimento 12. A unidade de controle 15d compara a temperatura média da água de saída com a temperatura da água de fornecimento (ST15).

Como um resultado da comparação, se a temperatura da água de saída média for igual à temperatura da água de fornecimento (SIM na ST16) , é determinado que a água de fonte de calor descarregada a partir da fonte de calor 1 e escoada através do tubo de fornecimento de água 6 (em seguida, tal água de fonte de calor é referida apropriadamente como água de fornecimento) flui diretamente para os sistemas de carga 9 através da bomba principal 7. Aqui, é óbvio que a temperatura da água de fornecimento é diferente daquela da água de retorno (a temperatura da água de fornecimento é inferior ou superior àquela da água de retorno) , e a água de retorno fluindo para dentro do tubo de água de fornecimento 6 por intermédio do tubo de desvio 14 (a água de retorno fluindo no tubo de desvio 14 mostrado na Figura 1 a partir da direita para a esquerda) causa uma diferença entre a temperatura da água de fornecimento e a temperatura média da água de saída.

Contudo, a temperatura média da água de saída sendo igual à temperatura da água de fornecimento nem sempre significa que a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é igual à quantidade de fluxo da fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B. A temperatura média da água de saída pode ser igual à temperatura da água de fornecimento quando a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A for superior àquela no lado de sistema de carga B em adição ao caso onde a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é igual àquela no lado de sistema de carga B. Se a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A for superior àquela no lado de sistema de carga B, a água de fornecimento flui para dentro do tubo de retorno de água 11 por intermédio do tubo de desvio 14 (a água de fornecimento flui no tubo de desvio 14 mostrado na Figura 1 a partir da esquerda para a direita).

Conforme descrito acima, se a temperatura média da água de saída for igual à temperatura da água de fornecimento (SIM em ST16), a unidade de cálculo 15 calcula uma quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B utilizando uma equação expressa na Equação 3 abaixo (ST17). Nesse caso, a quantidade de fluxo total Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B é igual a uma diferença entre a quantidade de fluxo total Q1 do lado de fonte de calor A e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no tubo de desvio 14. Além disso, a temperatura da água de fonte de calor fluindo para as fontes de calor 1 através do tubo de retorno de água 11, isto é, as temperaturas medidas pelos sensores de temperatura de água de entrada de fonte de calor 4 são inferiores àquelas medidas pelo sensor de temperatura de água de retorno 13 quando as fontes de calor 1 estão em operação de refrigeração (resfriamento) e são superiores do que aquelas medidas pelo sensor de temperatura de água de retorno 13 quando as fontes de calor 1 estão em operação de aquecimento (calefação). Consequentemente, a equação seguinte expressa na Equação 3 é utilizada.

Por outro lado, quando a temperatura média da água de saída não é igual à temperatura da água de fornecimento (NÃO em ST16) , é determinado que a água de retorno flui a partir do tubo de retorno de água 11 para dentro do tubo de fornecimento de água 6 por intermédio do tubo de desvio 14. Isso significa que a quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B é maior do que aquela da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A. Consequentemente, a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B é obtida mediante adição da quantidade total de fluxo Q1 de água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A à quantidade de fluxo de água de fonte de calor fluindo no tubo de desvio 14 .

Os casos onde a temperatura média da água de saída não é igual à temperatura de água de fornecimento inclui ambos, o caso onde a temperatura média da água de saída é superior à temperatura da água de fornecimento e o caso onde a temperatura média da água de saída é inferior à temperatura da água de fornecimento. No caso mencionado primeiro, as fontes de calor 1 estão em operação de refrigeração (resfriamento), e no caso mencionado por último, as fontes de calor 1 estão em operação de aquecimento (calefação). Consequentemente, a unidade de cálculo 15c extraiu uma equação expressa como Equação 4 abaixo a partir da unidade de armazenamento 15c e calcula a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B (ST18).

Mediante o procedimento anteriormente mencionado, a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de aquecimento fluindo no lado de sistema de carga B pode ser calculada.

A seguir, é feita uma descrição do método de determinar e controlar se aumenta ou diminui o número de bombas secundárias 2 em operação de modo a minimizar a diferença entre a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B e a quantidade total de fluxo Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A. Essa é a segunda etapa ST2 mostrada na Figura 3 e, para ser específico, é realizada de acordo com o procedimento mostrado no fluxograma da Figura 5.

A unidade de controle 15d determina se a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B é igual à quantidade total de fluxo Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A (ST21) . Se a quantidade de fluxo total Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B for igual à quantidade total de fluxo Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A (SIM em ST21), a unidade de controle 15d determina que nenhuma água de fonte de calor flui no tubo de desvio 14 e as fontes de calor 1 do sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária estão eficientemente operando. Consequentemente, o controlador de fonte de calor 15 controla as bombas secundárias 2 de modo a manter o estado.

Por outro lado, se a quantidade total de fluxo Q2 da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B não for igual à quantidade total de fluxo Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A (NÃO em ST21), a unidade de controle 15d determina se a exigência para reduzir o número de bombas secundárias 2 em operação é satisfeita (ST22). Se a unidade de controle 15d determinar que a exigência para reduzir o número de bombas secundárias 2 em operação (em seguida, referida como uma exigência de redução de bombas) não é satisfeita (NÃO em ST22), a unidade de controle 15d então determina se a exigência para aumentar o número de bombas secundárias 2 em operação é satisfeita (ST23). Se a unidade de controle 15c determinar que a exigência para aumentar o número de bombas secundárias 2 em operação (em seguida, referida como exigência de aumento de bombas) não está satisfeita (NÃO em ST23), a frequência de operação das bombas secundárias 2, ou a frequência de saída dos inversores de bomba secundária 3 é ajustada (ST24).

Se nenhuma das exigências, de reduzir ou de aumentar as bombas, for satisfeita, a quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A pode ser estabelecida igual à quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga B apenas mediante ajuste da frequência de operação das bombas secundárias 2 sem aumentar ou reduzir o número de bombas secundárias 2 em operação. Isso significa que as fontes de calor 1 podem ser operadas de forma eficiente e adequada de acordo com as demandas dos sistemas de carga 9. Aqui, o número de bombas secundárias 2 em operação é reduzido ou aumentado supondo que as bombas secundárias 2 em operação têm uma mesma frequência de operação.

Em tal caso, a unidade de controle 15d ajusta a frequência das bombas secundárias 2 com base na frequência de saída dos inversores de bomba secundária 3 atualmente usados para operar as bombas secundárias 2. Esse ajuste de frequência não pode ser concluído de uma vez em alguns casos (NÃO em ST25) e é repetido até que uma frequência apropriada seja determinada. Aqui, por exemplo, preferivelmente é utilizado controle PID ou semelhante.

Por outro lado, se a exigência de redução de bombas for satisfeita (SIM em ST22), a unidade de controle 15d confirma que várias bombas secundárias 2 estão atualmente em operação (SIM em ST26) e então instrui a unidade de cálculo 15c para calcular uma frequência (uma frequência inicial) usada para operar as fontes e calor 1 após o número de bombas secundárias 2 em operação ser reduzido (ST27).

Aqui, é confirmado que várias bombas secundárias 2 estão atualmente em operação e inclui uma bomba secundária 2 a qual pode ser parada porque é impossível parar todas as bombas secundárias 2 no sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária. Para ser específico, se todas as bombas secundárias 2 forem paradas, a água de fonte de calor não fluirá no lado de sistema de carga B e a condição de operação no lado de sistema de carga B não pode ser conhecida. Isso impede que as unidades de fonte de calor operem apropriadamente de modo a responder às mudanças no lado de sistema de carga B. Consequentemente, se o número de bombas secundárias 2 atualmente em operação for inferior a um número predeterminado, por exemplo, dois (NÃO em ST26), o número de bombas secundárias 2 em operação não pode ser reduzido, e a operação é continuada sem mudanças.

Além disso, exemplos da exigência de redução de bombas inclui as seguintes exigências: há uma unidade de fonte de calor na qual a bomba secundária 12 está em operação enquanto a fonte de calor 1 está parada com o compressor na fonte de calor 1 fora de operação; e a frequência instruída para a bomba secundária 2 atinge a frequência mínima na qual as bombas secundárias 2 podem operar para reduzir a quantidade de fluxo por fonte de calor 1 até a quantidade mínima de fluxo na fonte de calor 1.

Primeiramente, quando há uma unidade de fonte de calor na qual a bomba secundária 2 está em operação, mas a fonte de calor 1 está parada, a bomba secundária 2 está operando apenas para manter a quantidade de fluxo, e a paralisação da bomba secundária 2 não causará um problema. Por outro lado, a quantidade de fluxo pode ser reduzida mediante redução da frequência das bombas secundárias 2 em ST24 se a frequência instruída para as bombas secundárias 2 não atingir a frequência mínima na qual a bomba secundária 2 pode operar para minimizar a quantidade de fluxo por fonte de calor 1.

Na modalidade da presente invenção, o número de bombas secundárias 2 em operação é reduzido quando as seguintes exigências são satisfeitas nas quais: várias bombas secundárias 2 estão em operação quando é julgado se as exigências de redução de bombas anteriormente mencionadas estão satisfeitas e as duas exigências de redução de bombas estão satisfeitas. Essas exigências de redução de bombas são apenas exemplos e podem ser estabelecidas arbitrariamente de acordo com o estado das bombas secundárias instaladas no sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária e semelhante.

Se a exigência de redução de bombas for satisfeita, a unidade de cálculo 15c calcula uma frequência (uma frequência inicial) usada para operar as fontes de calor 1 após o número de bombas secundárias 2 em operação ser reduzido. Essa frequência inicial é calculada de acordo com o seguinte procedimento.

Em primeiro lugar, a quantidade de fluxo total Q1 da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é dividida pelo número de bombas secundárias em operação nesse cálculo. A quantidade de fluxo por bomba secundária 2 em operação (quantidade média de fluxo q0) é assim calculada. A seguir, com base na quantidade média de fluxo calculada q0 e na frequência de operação f0 das bombas secundárias 2 no cálculo, uma altura de elevação h0 da fonte de calor 1 é calculada.

A Figura 6 é um gráfico mostrando uma relação entre três de quantidade média de fluxo q0, frequência de operação f0, e altura de elevação h0 para calcular a altura de elevação h0 com base na quantidade média de fluxo q0 e frequência de operação f0. O gráfico da Figura 6 mostra a altura de elevação no eixo vertical e a quantidade de fluxo no eixo horizontal. A unidade de armazenamento 15b pode armazenar a equação aproximada traçando o gráfico ou uma tabela de valores discretos. Conforme mostrado na Figura 6, se a quantidade média de fluxo q0 e a frequência de operação f0 são conhecidas, a altura de elevação h0 da fonte de calor 1 pode ser calculada.

Aqui, cálculo da frequência inicial utiliza a altura de elevação pelas seguintes razões. De acordo com a premissa, várias bombas secundárias 2 instaladas no lado de fonte de calor A operam em uma mesma frequência. Isso porque se as bombas secundárias 2 operarem em diferentes frequências, os seus desempenhos são diferentes de uma para a outra, e o controle das mesmas é muito difícil. Isso dificulta realizar o controle de operação suave, desse modo resultando em operação de baixa eficiência. Contudo, se as fontes de calor 1 operarem utilizando a mesma frequência de operação como a anterior, após o número de fontes de calor 1 ser aumentado ou reduzido, impede-se que a água de fonte de calor seja fornecida de modo a responder com exatidão às mudanças no lado de sistema de carga B.

Por outro lado, mesmo quando o número de bombas secundárias 2 em operação é aumentado ou reduzido, a quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A não muda. Para a quantidade de fluxo total da água de fonte de calor não mudar, resistências dentro dos tubos de fornecimento e de retorno de água 6 e 7 não mudam, e a altura de elevação exigida para as bombas secundárias 2 não muda.

Consequentemente, a altura de elevação das bombas secundárias 2 no cálculo da frequência inicial é calculada de uma vez, e a frequência, que permite que a mesma altura de elevação seja mantida após o número de bombas secundárias 2 em operação ser aumentado ou reduzido, é então calculada. Isso possibilita operar de forma suave as bombas secundárias 2 utilizando a frequência capaz de responder com precisão às mudanças em operação do lado de sistema de carga B. Como evidente na Figura 6, se a quantidade média de fluxo q0 for conhecida, a altura de elevação h0 de cada fonte de calor 1 pode ser calculada com base no ponto indicado pela frequência de operação f0 e pela quantidade média de fluxo q0.

Quando o número de bombas secundárias 2 em operação é reduzido, a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo em cada bomba secundária 2 é calculada. Se for o caso de reduzir o número de bombas secundárias 2 em operação, o número de bombas secundárias 2 operadas utilizando a frequência inicial é estabelecida em um número obtido mediante subtração de um a partir do número de bombas secundárias 2 previamente em operação. Para ser específico, a quantidade total de fluxo Q1 de água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é dividido pelo número obtido mediante subtração de um a partir do número de bombas secundárias 2 previamente em operação para obter a quantidade de fluxo ql por bomba secundária 2 em operação na frequência inicial.

O procedimento anteriormente mencionado proporciona a altura de elevação h0 e a quantidade de fluxo q1 da água de fonte de calor por bomba secundária 2 após o número de bombas secundárias 2 em operação ser reduzido. A frequência passando através do ponto indicado pela altura de elevação h0 e quantidade de fluxo q1 é calculada utilizando-se o gráfico mostrado na Figura 7. Essa frequência corresponde à frequência inicial f1.

Quando a frequência inicial f1 usada quando o número de bombas secundárias 2 em operação é reduzido, é calculada pela unidade de cálculo 15c (ST27), a unidade de controle 15d determina uma bomba secundária 2 a ser parada e instrui a unidade de criação de instrução 15e para enviar uma instrução de redução de bombas para a unidade de fonte de calor correspondente. Com base na instrução, a unidade de criação de instrução 15e envia a instrução de redução de bombas para a unidade de fonte de calor correspondente através da unidade de transmissão 15f (ST28).

Quanto às unidades de fontes de calor exceto a unidade de fonte de calor na qual a bomba secundária 2 é parada, a frequência inicial f1 calculada pela unidade de cálculo 15c é transmitida para os inversores 3 das bombas secundárias 2 através da unidade de controle 15d, unidade de criação de instrução 15e, e unidade de transmissão 15f (ST29). As bombas secundárias 2 são operadas na frequência inicial transmitida f1.

Quando a exigência de redução de bombas não é satisfeita enquanto a exigência de aumento de bombas é satisfeita (SIM em ST23), a unidade de controle 15d confirma que as bombas secundárias 2 incluem uma bomba secundária 2 que não está em operação (SIM em ST3 0) . A unidade de controle 15d então instrui a unidade de cálculo 15c para calcular uma frequência (uma frequência inicial) usada para operar as fontes de calor 1 após o número de bombas secundárias 2 ser aumentada (ST31). Se todas as bombas secundárias 2 estiverem em operação, a operação atual é continuada sem quaisquer mudanças (NÃO em ST30).

É confirmado que há uma bomba secundária 2 que não está em operação porque o número de bombas secundárias 2 em operação não pode ser aumentado mesmo quando a exigência de aumento de bombas for satisfeita se não houver bomba secundária 2 que não esteja em operação.

Exemplos das exigências de aumento de bombas incluem as seguintes exigências: os desempenhos de operação de todas as fontes de calor 1 com as bombas secundárias 2 em operação excedem os pontos máximos de eficiência e a quantidade de fluxo de água de fonte de calor por fonte de calor 1 não estará abaixo da quantidade mínima de fluxo se o número de bombas secundárias 2 for aumentado; e a frequência instruída para as bombas secundárias 2 atinge a frequência máxima com a qual as bombas secundárias 2 podem operar para aumentar a quantidade de fluxo por fonte de calor 1 para a quantidade máxima de fluxo da fonte de calor 1.

Na modalidade da presente invenção, o número de bombas secundárias 2 em operação é aumentado quando a exigência de que pelo menos uma das bombas secundárias 2 não esteja em operação na determinação de se as exigências de aumento de bombas são satisfeitas e qualquer uma das duas exigências de aumento de bombas anteriormente mencionadas esteja satisfeita. As exigências de aumento de bombas são apenas exemplos e podem ser estabelecidas arbitrariamente de acordo com o estado das bombas secundárias instaladas no sistema S de fonte de calor do tipo bomba secundária.

Se as exigências de aumento de bombas estão satisfeitas, a unidade de cálculo 15c calcula uma frequência (uma frequência inicial) usada para operar as bombas secundárias 2 após o número de bombas secundárias 2 em operação ser aumentado. A forma de calcular a frequência inicial é idêntica à forma anteriormente mencionada para as exigências de redução de bombas.

Em primeiro lugar, a quantidade total de fluxo ql da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é dividida pelo número de bombas secundárias 2 em operação no cálculo. A quantidade de fluxo pode bombas secundárias 2 em operação (quantidade média de fluxo q0) é calculada. A seguir, com base na quantidade média calculada de fluxo q0 e frequência de operação f0 das bombas secundárias 2 no cálculo, a altura de elevação h0 da fonte de calor 1 é calculada.

A quantidade de fluxo ql da água de fonte de calor fluindo em cada bomba secundária 2 é calculada no caso onde o número de bombas secundárias 2 em operação é aumentado. Para ser específico, a quantidade total de fluxo Ql da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor A é dividida por um número obtido mediante adição de um ao número de bombas secundárias 2 previamente em operação para obter a quantidade de fluxo ql por bomba secundária 2 operada utilizando a frequência inicial. Com base na altura de elevação h0 e quantidade de fluxo ql, a frequência inicial f1 usada para operar as bombas secundárias 2 é calculada no caso onde o número de bombas secundárias 2 em operação é aumentado.

Quando a frequência inicial f1 usada quando o número de bombas secundárias 2 em operação é aumentado, é calculada pela unidade de cálculo 15c (ST31), a unidade de controle 15d determina a unidade de fonte de calor a ser iniciada e instrui a unidade de criação de instrução 15e para enviar a instrução de aumento de bombas para a unidade de fonte de calor. Com base na instrução, a unidade de criação de instrução 15e envia a instrução de aumento de bombas para a unidade de fonte de calor através da unidade de transmissão 15f (ST32).

Quanto às unidades de fonte de calor incluindo a unidade de fonte de calor a ser iniciada, a frequência inicial f1 calculada pela unidade de cálculo 15c é transmitida para os inversores 3 das bombas secundárias 2 através da unidade de controle 15d, unidade de criação de instrução 15e, e unidade de transmissão 15f (ST33) . As bombas secundárias 2 são operadas na frequência inicial transmitida f1.

Mediante uso do método de controle e configuração anteriormente mencionado, é possível prover um sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e um método de controle de fonte de calor do tipo bomba secundária que são capazes de responder com exatidão às mudanças no lado de sistema de carga sem a instalação de medidores de fluxo dispendiosos e realizar controle de alta eficiência para contribuir com a economia de energia.

De acordo com o sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária e o método de controlar o mesmo, especificamente, a quantidade de fluxo s da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor e no lado de sistema de carga pode ser calculada mediante uso apenas dos sensores de temperatura em vez de medidores de fluxo. Consequentemente, o sistema inteiro pode ser construído com baixo custo. Além disso, é possível controlar as fontes de calor enquanto sempre respondendo de forma exata às mudanças no lado de sistema de carga mediante uso das quantidades de fluxo calculadas da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor e no lado de sistema de carga. Portanto, é possível operar eficientemente as fontes de calor enquanto contribuindo para a economia de energia.

A presente invenção não é limitada à modalidade anteriormente mencionada e pode ser incorporada mediante modificação dos componentes constituintes sem se afastar do seu escopo. Além disso, os vários componentes constituintes revelados na modalidade acima são combinados apropriadamente para formar vários tipos da invenção. Por exemplo, alguns de todos os componentes constituintes na modalidade podem ser cancelados. Além disso, alguns dos componentes constituintes de modalidades diferentes são adequadamente combinados.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Mais acima, é descrita a modalidade da presente invenção. A descrição acima apenas exemplifica o exemplo específico e não limita a presente invenção. A configuração específica de cada par e semelhante pode ser propriamente mudada. As operações e os efeitos descritos na modalidade são apenas aqueles mais preferidos providos pela invenção, e as operações e efeitos da presente invenção não são limitados pela descrição da modalidade da presente invenção. A presente invenção é usada em um local que exige condicionamento de ar de várias áreas de condicionamento de ar tal como uma fábrica ou edificação de grande escala, por exemplo.

Claims

Sistema de fonte de calor do tipo bomba secundária, compreendendo:
várias fontes de calor (1a, 1b, 1c) que são conectadas em paralelo e geram água de fonte de calor;
um sistema de carga (9) no qual flui a água de fonte de calor;
uma bomba principal (7) fornecendo a água de fonte de calor ao sistema de carga (9);
um tubo de fornecimento de água (6) conectando uma saída de cada fonte de calor e o sistema de carga (9);
uma bomba secundária (2a, 2b, 2c) que é provida para cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) e fornece a água de fonte de calor submetida à troca de calor no sistema de carga (9) para cada fonte de calor (1a, 1b, 1c);
um tubo de retorno de água (11) conectando a saída do sistema de carga e as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) ;
um tubo de desvio (14) permitindo que o tubo de fornecimento de água e o tubo de retorno de água se comuniquem entre si; e
um sensor de temperatura de água detectando a temperatura da água de fonte de calor;
caracterizado pelo fato de que o sistema de calor do tipo bomba secundária compreende ainda:
um controlador de fonte de calor (15) calculando a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui em cada lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga mediante atribuição de um resultado a partir da medição por intermédio do sensor de temperatura de água a uma característica de operação de cada uma das fontes de calor (1a, 1b, 1c) e controlando a operação das bombas secundárias (2a, 2b, 2c) com base em um resultado a partir do cálculo
em que o sensor de temperatura da água compreende:
um sensor de temperatura de água (12) de fornecimento medindo uma temperatura da água de fonte de calor fluindo através do tubo de fornecimento de água (6) entre a fonte de calor (1a, 1b, 1c) e o sistema de carga (9) ;
um sensor de temperatura de água de retorno (13) medindo uma temperatura da água de fonte de calor fluindo através do tubo de retorno de água (11) entre o sistema de carga (9) e as bombas secundárias (2a, 2b, 2c);
um sensor de temperatura de água de entrada de fonte de calor (4a, 4b, 4c) medindo a temperatura da água de fonte de calor fornecida a cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) em uma entrada da fonte de calor; e
um sensor de temperatura de água de saída de fonte de calor (5a, 5b, 5c) medindo uma temperatura da água de fonte de calor fornecida ao sistema de carga (9) a partir de cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) na saída da fonte de calor, e
o controlador de fonte de calor (15) compreende:
uma unidade de armazenamento (15b) armazenando uma característica de operação de cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) a ser controlada;
uma unidade de cálculo (15c) atribuindo os resultados da medição pelos sensores de temperatura de água de fornecimento e de retorno (12, 13) e os sensores de temperatura de água de entrada e de saida de fonte de calor (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) para as características de operação armazenadas na unidade de armazenamento (15b) para calcular as quantidades de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor e no lado de sistema de carga; e
uma unidade de controle (15d) controlando a operação das bombas secundárias (2a, 2b, 2c) com base em um resultado calculado pela unidade de cálculo (15c).
Método de controlar uma fonte de calor do tipo bomba secundária incluindo:
uma pluralidade de fontes de calor (1a, 1b, 1c) que são conectadas em paralelo e geram a água de fonte de calor;
um sistema de carga (9) no qual flui a água de fonte de calor;
uma bomba principal (7) fornecendo a água de fonte de calor para o sistema de carga (9);
um tubo de fornecimento de água (6) conectando uma saída da fonte de calor e o sistema de carga (9);
uma bomba secundária (2a, 2b, 2c) que é provida para cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) e fornece a água de fonte de calor submetida à troca de calor no sistema de carga (9) à fonte de calor (1a, 1b, 1c);
um tubo de retorno de água (11) conectando a saída do sistema de carga e as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) ; e
um tubo de desvio (14) permitindo que o tubo de fornecimento de água (6) e o tubo de retorno de água (11) se comuniquem entre si, o método caracterizado por compreender:
calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo da água de fonte de calor que flui no lado de sistema de carga com base na temperatura da água de fonte de calor; e
determinar se aumenta ou diminui o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) em operação para reduzir uma diferença entre a quantidade de fluxo no lado de fonte de calor e a quantidade de fluxo no lado de sistema de carga com base nas quantidades calculadas de fluxo no lado de fonte de calor e no lado de sistema de carga, e controlar a operação das bombas secundárias (2a, 2b, 2c)
em que calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga compreende:
calcular um desempenho de cada fonte de calor (1a, 1b, 1c);
calcular a quantidade de fluxo de cada fonte de calor (1a, 1b, 1c) com base no desempenho individual calculado da fonte de calor (1a, 1b, 1c) e resultados obtidos a partir de um sensor de temperatura de água de entrada de fonte de calor (4a, 4b, 4c) medindo, em uma entrada da fonte de calor, a temperatura da água de entrada da água de fonte de calor fornecida à fonte de calor (1a, 1b, 1c) e um sensor de temperatura de água de saida de fonte de calor (5a, 5b, 5c) medindo, na saida da fonte de calor, a temperatura da água de saida da água de fonte de calor fornecida a partir da fonte de calor (1a, 1b, 1c) para o sistema de carga (9);
adicionar as quantidades calculadas de fluxo das fontes de calor (1a, 1b, 1c) para calcular a quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor;
calcular a média das temperaturas de água obtidas por todos os sensores de temperatura de água de entrada de fonte de calor (4a, 4b, 4c) e calcular a média das temperaturas de água obtidas por todos os sensores de temperatura de água de saída de fonte de calor (5a, 5b, 5c) ; e
comparar a média das temperaturas de água de saída das fontes de calor (1a, 1b, 1c) com uma temperatura de água de fornecimento medida por um sensor de temperatura de água de fornecimento (12) medindo uma temperatura da fonte de calor fluindo no tubo de fornecimento de água (6) entre as fontes de calor (1a, 1b, 1c) e a bomba principal (7) ;
em um caso onde a média das temperaturas de água de saída das fontes de calor (1a, 1b, 1c) é igual à temperatura da água de fornecimento, calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga mediante uso da quantidade de fluxo total da água de fonte de calor fluindo no lado de fonte de calor, uma média das temperaturas de água de entrada das fontes de calor (1a, 1b, 1c) , a média das temperaturas de água de saída das fontes de calor, e uma temperatura de água de retorno medida por um sensor de temperatura de água de retorno (13) medindo a temperatura da água de fonte de calor fluindo através do tubo de retorno de água (11) entre o sistema de carga (9) e as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) ; e
em um caso onde a média das temperaturas de água de saída das fontes de calor (1a, 1b, 1c) é inferior à temperatura de água de fornecimento, calcular a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga mediante uso da quantidade total de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de fontes de calor, a média das temperaturas de água de entrada das fontes de calor, a média das temperaturas de água de saída das de fontes de calor, a temperatura da água de fornecimento, e a temperatura da água de retorno.
Método de controlar a fonte de calor do tipo bomba secundária, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por
controlar as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) nas quais um controlador de fonte de calor (15) muda os desempenhos para fornecer a água de fonte de calor com base em uma frequência compreende:
determinar se a quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo em cada lado de fonte de calor é igual à quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga;
se a quantidade de fluxo de cada água de fonte de calor fluindo em cada lado de fonte de calor não for igual à quantidade de fluxo da água de fonte de calor fluindo no lado de sistema de carga, determinar se uma exigência para reduzir o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) em operação é satisfeita;
se a exigência para reduzir o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) em operação for satisfeita, calcular uma frequência para acionar as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) restantes por intermédio da redução do número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c);
acionar as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) utilizando a frequência calculada na redução do número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c);
se a exigência para reduzir o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) não for satisfeita, determinar se uma exigência para aumentar o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) em operação é satisfeita;
se a exigência para aumentar o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) for satisfeita, confirmar se a bomba secundária (2a, 2b, 2c) não está em operação e calcular uma frequência para acionar a bomba secundária (2a, 2b, 2c) que não está em operação por intermédio do aumento do número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c); acionar as bombas secundárias (2a, 2b, 2c) utilizando a frequência calculada no aumento do número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c); e
se as exigências para aumentar e reduzir o número de bombas secundárias (2a, 2b, 2c) em operação não forem satisfeitas, ajustar a frequência para acionar as bombas secundárias (2a, 2b, 2c).