CN104053954B - 热源系统及热源系统的复电时的起动台数控制方法 - Google Patents

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Abstract

目的是在进行热源机的台数控制的台数控制装置上不设置无停电电源、而在复电时能迅速地使热源机起动至停电前的起动台数。上位控制装置(20)具备用于存储即将停电之前起动着的热源机台数的非易失性的第一存储部(22)，在从停电进行恢复的情况下，按照存储于第一存储部(22)的热源机台数来进行复电时的热源机的台数控制。

Description

热源系统及热源系统的复电时的起动台数控制方法
技术领域
本发明涉及具备多个热源机的热源系统及热源系统中的复电时的起动台数控制方法。
背景技术
作为具备多个热源机的热源系统中的复电时的恢复次序，例如公知有专利文献1公开的方法。在专利文献1中公开了这样的内容：在发生停电的情况下，进行热源机的台数控制的设备运转台数控制装置判断该停电是否为瞬时停电。在其结果为瞬时停电的情况下，在复电时，基于即将瞬时停电之前的负载状态及热源机的运转状态中的任一方来控制热源机的运转台数。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3240440号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的热源系统中，设备运转台数控制装置以接受无停电电源的共用进行动作为前提。因此，需要与无停电电源相关的设置成本、维修成本，在成本方面并不是有效的。而且，在专利文献1公开的发明中，通过判断停电是否为瞬时停电来进行控制，因此控制烦杂。
在不依赖无停电电源的情况下，需要作业员进行手动的恢复操作。在该情况下，作业员一边观察外部负载的要求负载与热源机的输出的平衡，一边逐步使热源机起动，因此返回与停电前相同的状态为止需要花费时间。
另外，以往，公知有具有自动再起动功能的热源机。自动再起动功能是在热源机起动的状态下发生停电的情况下、在复电时自动地进行再起动的功能。若使用具有这样的自动再起动功能的热源机，则能期待在复电时迅速且自动地返回停电前的状态的情况。
但是，在以往的热源系统中，当设备运转台数控制装置停电时，控制状态复位，因此，即使在复电时各热源机利用自动再起动功能进行再起动，也会产生控制状态和热源机运转台数不匹配的情况，从而存在复电后不能适当地进行控制这样的问题。例如，产生由台数控制装置进行起动指示的热源机的台数与实际起动的热源机的台数不同的情况，台数控制装置可能无法准确地进行热源机的台数控制。
本发明的目的在于提供一种在进行热源机的台数控制的台数控制装置上不设置无停电电源、而在复电时能使热源机迅速地起动至停电前的起动台数的热源系统及热源系统的复电时的起动台数控制方法。
用于解决课题的方案
本发明的第一方案是热源系统，其具备：多个热源机；上位控制机构，其对各所述热源机赋予起动指令，且未与无停电电源连接，所述上位控制机构具备用于存储即将停电之前起动着的热源机台数的非易失性的第一存储机构，在从停电进行恢复的情况下，按照存储于所述第一存储机构的热源机台数来使所述热源机起动。
根据这样的热源系统，在第一存储机构中存储有即将停电之前起动着的热源机台数。由此，即使在由于发生停电而向上位控制机构的电力供给被切断的情况下，在复电时，通过从第一存储机构读出信息也能够掌握在即将停电之前起动着的热源机台数。因此，通过基于该热源机台数来使热源机起动，能使热源机起动至即将停电之前的状态。
根据上述热源系统，即使在各热源机具有自动再起动功能，在复电后利用自动再起动功能而热源机自身进行再起动的情况下，即在不等待来自上位控制机构的起动指示而热源机自身自动地再起动的情况下，也能使起动的热源机台数与上位控制机构所掌握的起动台数一致。
在上述热源系统中，也可以为，所述上位控制机构具备用于存储所述热源机的起动优先顺位的非易失性的第二存储机构，在从停电进行恢复的情况下，按照存储于所述第二存储机构的所述热源机的起动优先顺位来使所述热源机起动。
由此，能使起动优先顺位高的热源机优先起动。
在上述热源系统中，也可以为，所述上位控制机构具备检测各所述热源机是否处于能起动的状态的起动可能检测机构，在从停电进行恢复的情况下，使能起动的所述热源机优先起动。
如上述那样，在按照起动优先顺位而使热源机起动的情况下，例如在起动优先顺位最高的热源机由于某些原因而未成为能起动的状态的情况下，直至该热源机恢复成能起动的状态之前无法作出起动指示。在这样的情况下，若从处于能起动的状态的热源机开始优先起动，则能迅速地开始复电后的台数控制。
在上述热源系统中，也可以为，在所述第一存储机构中，取代所述热源机台数而存储即将停电之前起动着的热源机的识别信息，所述上位控制机构在从停电进行恢复的情况下，按照存储于所述第一存储机构的热源机的识别信息来使所述热源机起动。
根据这样的结构，在第一存储机构中存储有即将停电之前起动着的热源机的识别信息，因此，在复电时，通过从第一存储机构读出信息而能够掌握即将停电之前起动着的热源机。因此，通过基于该信息来使热源机起动，能迅速地成为即将停电之前的状态。
在上述热源系统中，也可以为，在所述第一存储机构中，取代所述热源机台数而存储即将停电之前的外部负载的要求负载，在从停电进行恢复的情况下，所述上位控制机构基于存储于所述第一存储机构的外部负载的要求负载来决定复电时起动的热源机台数。
根据这样的结构，由于在第一存储机构中存储有即将停电之前的外部负载的要求负载，因此，在复电时，通过从第一存储机构读出信息而能够掌握即将停电之前的外部负载的要求负载，根据该信息能够掌握即将停电之前起动着的热源机台数。由此，能迅速地成为即将停电之前的状态。
在上述热源系统中，也可以为，所述上位控制机构在存储于所述第一存储机构的热源机台数为1台以上的情况下，判断为从停电进行恢复，按照存储于所述第一存储机构的热源机台数来使所述热源机起动。
这样，通过存储于第一存储机构的热源机台数是否为1台以上而能够可靠地判断是基于停电后的复电的再起动，还是未停电而通常的运转停止后的再起动，从而能够实施与运转停止的原因相应的适当的热源机台数控制。
本发明的第二方案是具备多个热源机的热源系统的复电时的起动台数控制方法，存储停电前的热源机起动台数、在复电时按照存储的热源机起动台数来使所述热源机起动。
发明效果
根据本发明，具有在进行热源机的台数控制的台数控制装置上不设置无停电电源、而在复电时能迅速地使热源机起动至停电前的起动台数这样的效果。
附图说明
图1是概略地表示本发明的一实施方式涉及的热源系统的整体结构的图。
图2是表示图1所示的热源机的一构成例的图。
图3是概略地表示本发明的一实施方式涉及的热源系统的控制系统的结构的图。
图4是表示图3所示的上位控制装置所具备的功能中的、与热源机的台数控制功能相关的主要的功能的功能框图。
图5是表示本发明的一实施方式涉及的热源系统中的热源机的台数控制方法的步骤的流程图。
图6是将复电时作业员通过手动进行恢复作业的情况下所需要的时间和在本实施方式涉及的热源系统中进行恢复所需要的时间进行比较表示的图。
图7是表示本发明的另一实施方式涉及的热源系统中的热源机的台数控制方法的步骤的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式涉及的热源系统及热源系统的复电时的起动台数控制方法。
图1是概略地表示本发明的一实施方式涉及的热源系统1的结构的图。热源系统1例如具备对于向空调机、供热水机、工厂设备等外部负载3供给的冷水(热介质)赋予冷能的多个热源机11a、11b、11c。在图1中，例示设置有3台热源机11a、11b、11c的情况，但关于热源机的设置台数可以任意决定。
在从冷水流观察的各热源机11a、11b、11c的上游侧分别设置有用于压力输送冷水的冷水泵12a、12b、12c。利用这些冷水泵12a、12b、12c将来自返回集管14的冷水向各热源机11a、11b、11c输送。各冷水泵12a、12b、12c由变频调速电动机(省略图示)驱动，由此，通过改变转速来进行可变流量控制。
在供给集管13汇集有在各热源机11a、11b、11c中得到的冷水。汇集至供给集管13的冷水被向外部负载3供给。在外部负载3中向空调等供给而升温后的冷水被送向返回集管14。冷水在返回集管14中分支，被送向各热源机11a、11b、11c。
另外，在供给集管13与返回集管14之间设有旁通配管18。通过调整设于旁通配管18的旁通阀19的开度，能调整向外部负载3供给的冷水量。
图2表示热源机11a、11b、11c应用了涡轮制冷机的情况的详细结构。在该图中，为了容易理解，仅表示3台并列地设置的热源机中的一个热源机11a。
热源机11a成为实现两级压缩两级膨胀低温处理循环的结构。热源机11a具备：对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机31、使利用涡轮压缩机31压缩后的高温高压的气体制冷剂冷凝的冷凝器32、对于利用冷凝器32冷凝后的液体制冷剂赋予过冷却的低温冷却器33、使来自低温冷却器33的液体制冷剂膨胀的高压膨胀阀34、与高压膨胀阀34连接且与涡轮压缩机31的中间级及低压膨胀阀35连接的中间冷却器37、使利用低压膨胀阀35膨胀后的液体制冷剂蒸发的蒸发器36。
涡轮压缩机31是离心式的两级压缩机，由利用逆变器38控制转速的电动机39来驱动。逆变器38的输出由热源机控制装置10a控制。需要说明的是，涡轮压缩机31也可以是转速恒定的固定速的压缩机。在涡轮压缩机31的制冷剂吸入口设有用于控制吸入制冷剂流量的入口导流叶片(以下称为“IGV”。)40，能控制热源机11a的容量。
在冷凝器32设有用于计测冷凝制冷剂压力Pc的压力传感器51。压力传感器51的输送被发送到热源机控制装置10a。
低温冷却器33为了对冷凝后的制冷剂赋予过冷却而设置在冷凝器32的制冷剂流的下游侧。在低温冷却器33的制冷剂流的紧接着的下游侧设有用于计测过冷却后的制冷剂温度Ts的温度传感器52。
在冷凝器32及低温冷却器33中贯穿有用于对它们进行冷却的冷却导热管41。冷却水流量F2由流量计54计测，冷却水出口温度Tcout由温度传感器55计测，冷却水入口温度Tcin由温度传感器56计测。冷却水在未图示的冷却塔中向外部排热之后被再次导向冷凝器32及低温冷却器33。
在中间冷却器37设有用于计测中间压力Pm的压力传感器57。在蒸发器36设有用于计测蒸发压力Pe的压力传感器58。通过在蒸发器36中被吸热而能获得额定温度(例如7℃)的冷水。在蒸发器36中贯穿有用于对向外部负载3(参照图1)供给的冷水进行冷却的冷水导热管42。冷水流量F1由流量计59计测，冷水出口温度Tout由温度传感器60计测，冷水入口温度Tin由温度传感器61计测。
在冷凝器32的气相部与蒸发器36的气相部之间设有热气旁通管43。而且，设有用于对在热气旁通管43内流动的制冷剂的流量进行控制的热气旁通阀44。通过利用热气旁通阀44对热气旁通流量进行调整，能够进行利用IGV40控制不充分的非常小的区域的容量控制。
在图2所示的热源机11a中，说明了设置冷凝器32及低温冷却器33、利用制冷剂与在冷却塔向外部排热的冷却水之间进行热交换来使冷却水升温的情况，但例如也可以取代冷凝器32及低温冷却器33而配置空气热交换器、在空气热交换器中在外气与制冷剂之间进行热交换。
在本实施方式中应用的热源机11a、11b、11c并不限定于上述的仅具有制冷功能的涡轮制冷机，例如可以为仅具有制热功能、或具有制冷功能及制热功能这双方的结构。与制冷剂进行热交换的介质可以是水，也可以是空气。热源机11a、11b、11c可以统一为同一种类的热源机，也可以混合存在有多种热源机。
图3是概略地表示图1所示的热源系统1的控制系统的结构的图。如图3所示，作为各热源机11a、11b、11c的控制装置的热源机控制装置10a、10b、10c经由通信介质21而与上位控制装置20连接，能进行双方向的通信。上位控制装置20例如是对热源系统整体进行控制的控制装置，例如具有相对于外部负载3的要求负载而进行起动的热源机11a、11b、11c的台数控制的台数控制功能。
上位控制装置20、热源机控制装置10a、10b、10c例如是计算机，具备CPU(中央运算处理装置)、RAM(Random Access Memory)等主存储装置、辅助存储装置、通过与外部设备进行通信而进行信息的交接的通信装置等。
辅助存储装置是计算机能读取的记录介质，例如是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。在该辅助存储装置中存储有各种程序，CPU从辅助存储装置向主存储装置读出程序并执行而实现各种处理。
图4是表示上位控制装置20所具备的功能中的、与热源机的台数控制功能相关的主要的功能的功能框图。
如图4所示，上位控制装置20具备第一存储部22、第二存储部23、处理部24、停电检测部25、起动可能检测部26作为主要的结构。
在此，作为第一存储部22及第二存储部23，应用非易失性存储器，即使在停电时，存储内容也不会消失。
第一存储部22用于存储在即将停电之前起动着的热源机台数。例如，在利用上位控制装置20进行热源机的台数控制的情况下，将起动着的热源机台数写入第一存储部22。例如处理部24在每次改变起动的热源机的台数时，只要向第一存储部22写入新的热源机台数即可。由此，在发生了停电的情况下，能成为将在即将停电之前起动着的热源机台数存储于第一存储部22的状态。
在第二存储部23预先存储有热源机11a、11b、11c的起动优先顺位。在以下的说明中，为了方便说明，将热源机11a的起动优先顺位设为第1位，将热源机11b的起动优先顺位设为第2位，将热源机11c的起动优先顺位设为第3位。
停电检测部25用于检测停电的发生。停电的检测通过上位控制装置20的电压降低来进行。例如，在发生了停电的情况下，CPU的供给电压逐渐降低，因此，能确保从停电发生到CPU的动作停止有一些时间(例如几百ms左右)。因此，停电检测部25利用该时间进行停电检测。例如，停电检测部在向CPU或其他设备供给的电压成为了预先设定的规定的阈值(设定得比CPU的最低工作电压高)以下的情况下检测出停电，将停电标志设为1。该停电标志例如写入非易失性存储器，从而即使发生停电，值也不会消失。需要说明的是，在未发生停电的情况下，停电标志为0。
起动可能检测部26在从停电进行复电的情况下检测能起动的热源机。起动可能检测部26例如在停电后恢复了与各个热源机控制装置10a、10b、10c的通信的情况下，判断为该热源机控制装置的热源机能起动。另外，在确认了热源机控制装置10a、10b、10c成为接受来自远方的操作的模式或热源机10a、10b、10c未停电的情况下，判断为该热源机能起动。
处理部24如上述那样将当前起动着的热源机台数写入第一存储部21。另外，在从停电进行恢复的情况下，处理部24基于存储于第一存储部21及第二存储部22的信息及由起动可能检测部26通知的能起动的热源机的信息来决定起动的热源机，并对决定的热源机输出起动指令。
接着，参照图5说明利用具备上述结构的上位控制装置20实现的热源机的台数控制方法。
首先，在未发生停电的情况下，进行与外部负载3的要求负载相应的热源机的台数控制。该台数控制可以采用公知的技术。而且，处理部24在每次改变热源机的起动台数时，对第一存储部22写入热源机台数(图5的步骤SA1)。
接着，发生停电时，停电检测部25检测到停电的发生(步骤SA2)，将停电标志设为1。另外，上位控制装置20及各热源机11a、11b、11c均不具备无停电电源，因此，由于停电而电力供给切断且运转停止(步骤SA3)。
接着，在复电时，利用上位控制装置20的处理部24确认停电检测部25的停电标志(步骤SA4)，当确认到停电标志成为1时，进行复电时的台数控制。在该复电时的台数控制中，处理部24首先读出存储于第一存储部22的热源机台数及存储于第二存储部23的起动优先顺位(步骤SA5)。
接着，起动可能检测部26检测能起动的热源机，将能起动的热源机的信息向处理部24输出(步骤SA6)。
处理部24基于从第一存储部22读出的热源机台数即停电前起动着的热源机台数、从第二存储部23读出的起动优先顺位及从起动可能检测部26取得的能起动的热源机的信息来决定起动的热源机，并对决定的热源机输出起动指令(步骤SA7)。
例如，在存储于第一存储部22的热源机台数为两台的情况下，基于起动优先顺位决定的热源机为热源机11a、11b，且在起动可能检测部26检测到这些热源机11a、11b能起动的情况下，决定热源机11a、11b为起动的热源机，对这两台热源机输出起动指令。
另一方面，在这些热源机11a、11b中包含未检测到能起动的热源机的情况下，确认作为下一优先顺位的热源机11c能否起动，在能起动的情况下，取代判断为不能起动的热源机而决定热源机11c为起动的热源机。需要说明的是，也可以取代该方式，在检测了基于起动优先顺位而决定的热源机11a、11b这双方能起动之后，对于这两台热源机输出起动指令。
在存储于第一存储部22的起动台数为0台的情况下，对于任一热源机控制装置10a、10b、10c均不输出起动指令。
这样，从上位控制装置20接受到起动指令的热源机控制装置开始起动，在起动完成时，起动完成的旨意从热源机控制装置向上位控制装置20发送。上位控制装置20确认了接受到起动完成通知的热源机的台数与存储于第一存储部22的起动台数一致的情况(步骤SA8中为“YES”)，结束复电时的热源机台数控制。
而且，然后，进行通常的热源机台数控制、例如基于外部负载3的要求负载的热源机台数控制，起动的热源机台数通过处理部24写入第一存储部22(图5的步骤SA1)。
如以上说明那样，根据本实施方式涉及的热源系统1及热源系统的复电时的起动台数控制方法，由于将即将停电之前起动着的热源机台数存储于第一存储部22，因此，在复电时读出第一存储部22的信息，并基于该信息使热源机起动，从而能迅速地自动恢复到停电前的状态。
根据本实施方式涉及的热源系统1及热源系统的复电时的起动台数控制方法，不需要在上位控制装置20及各热源机11a、11b、11c上设置无停电电源，因此，能谋求降低成本。
以往，在各热源机11a、11b、11c具有自动再起动功能的情况下，存在上位控制装置20不能识别利用自动再起动功能的热源机的自动恢复这样的问题，但根据本实施方式涉及的热源系统1，由于存储即将停电之前起动着的热源机台数，因此，即使各热源机11a、11b、11c在自动再起动功能的作用下无论来自上位控制装置20的起动指令如何都单独地起动，之后也会从上位控制装置20向这些热源机输出起动指令。在该情况下，虽然热源机已经起动因此起动指令没有意义，但在这样的情况下，能使利用自动再起动功能起动的热源机的台数与上位控制装置20识别到的热源机的起动台数一致。
这样，本实施方式的复电时的起动台数控制对于具有自动再起动功能的热源机和不具有自动再起动功能的热源机都能同样地应用。
图6是将复电时作业员通过手动进行恢复作业的情况下所需要的时间和在本实施方式涉及热源系统1的情况下进行恢复所需要的时间进行比较表示的图。
例如，以往，如图6的虚线所示，在复电时，作业员首先使1台热源机11a起动(时刻t2)，将该热源机11a的输出与外部负载3的目标负载进行比较，在利用1台热源机11a而输出不足的情况下，使两台热源机11b起动(时刻t3)。这样，以往一边确认热源机的输出与要求负载的平衡，一边使一台台的热源机起动，因此，恢复停电前的状态为止需要花费时间。
与此相对，在本实施方式涉及的热源系统1中，由于存储停电前起动着的热源机的台数，因此，如图6的实线所示，在复电时，能迅速地使与存储的台数一致的台数的热源机起动(时刻t2)。由此，在复电后能迅速地使起动台数恢复成与停电前的状态相同的状态。
在上述的实施方式中，在第一存储部22中存储起动着的热源机台数，但也可以将其取代而记录起动着的热源机的识别信息。这样，通过存储识别信息，在复电时，能可靠地掌握在即将停电之前起动着的热源机。
另外，在第一存储部22中，也可以取代起动台数而存储即将停电之前的外部负载3的要求负载，在复电时，对于与该外部负载3的要求负载相应的台数的热源机输出起动指令。这样，通过将外部负载3的要求负载存储于第一存储部22，也能获得同样的效果。
另外，在本实施方式中，在上位控制装置20还基于从外部负载3通知的要求负载而进行冷水泵21、冷却塔(省略图示)等辅机的频率控制的情况下，在复电时，也可以对这些辅机输出额定频率作为控制指令，然后向通常控制转移。
上位控制装置20例如也可以具有在复电时取得停电时间的功能，在停电时间比预先设定的阈值长的情况下，不进行复电时的热源机的起动。
在本实施方式中，停电检测部25通过将停电标志记载于非易失性存储器来判断是否为停电后的复电，但是也可以将其取代，由上位控制装置20执行图7所示那样的热源机的台数控制方法。
首先，在未发生停电的情况下，进行与外部负载3的要求负载相应的热源机的台数控制，每次改变热源机的起动台数时，对第一存储部22写入热源机台数(图7的步骤SB1)。需要说明的是，该处理与上述的图5的步骤SA1相同。
接着，在发生停电时，上位控制装置20及各热源机11a、11b、11c由于均不具有无停电电源，因此由于停电而电力供给切断且运转停止(步骤SB2)。
接着，在复电时，上位控制装置20的处理部24读出存储于第一存储部22的热源机台数及存储于第二存储部23的起动优先顺位(步骤SB3)，并且判断存储于第一存储部22的热源机台数是否为1台以上(步骤SB4)。若其结果是热源机台数为1台以上，则判断为是由于发生停电而运转停止、即是基于停电后的复电的再起动(步骤SB5)，然后，执行与图5中的步骤SA6到步骤SA8以后相同的处理。
另一方面，在步骤SB4中，在存储于第一存储部22的热源机台数小于1台、即为0台的情况下，判断为通常的运转停止后的再起动，执行通常时的起动时的台数控制。
这样，通过存储于第一存储部22的热源机台数是否为1台以上来进行停电检测，由此可以不需要上述那样的停电标志。符号说明
1 热源系统
10a、10b、10c 热源机控制装置
11a、11b、11c 热源机
20 上位控制装置
22 第一存储部
23 第二存储部
24 处理部
25 停电检测部
26 起动可能检测部

Claims (6)

1.一种热源系统，其具备：
多个热源机；
上位控制机构，其对各所述热源机赋予起动指令，且未与无停电电源连接，
所述上位控制机构具备用于存储即将停电之前起动着的热源机台数的非易失性的第一存储机构，在从停电进行恢复的情况下，按照存储于所述第一存储机构的热源机台数来使所述热源机起动，
所述上位控制机构具备检测各所述热源机是否处于能起动的状态的起动可能检测机构，在从停电进行恢复的情况下，使能起动的所述热源机优先起动。
2.根据权利要求1所述的热源系统，其中，
所述上位控制机构具备用于存储所述热源机的起动优先顺位的非易失性的第二存储机构，在从停电进行恢复的情况下，按照存储于所述第二存储机构的所述热源机的起动优先顺位来使所述热源机起动。
3.根据权利要求1或2所述的热源系统，其中，
在所述第一存储机构中，取代所述热源机台数而存储即将停电之前起动着的热源机的识别信息，
在从停电进行恢复的情况下，所述上位控制机构按照存储于所述第一存储机构的热源机的识别信息来使所述热源机起动。
4.根据权利要求1或2所述的热源系统，其中，
在所述第一存储机构中，取代所述热源机台数而存储即将停电之前的外部负载的要求负载，
所述上位控制机构在从停电进行恢复的情况下，基于存储于所述第一存储机构的外部负载的要求负载来决定复电时起动的热源机台数。
5.根据权利要求1或2所述的热源系统，其中，
所述上位控制机构在存储于所述第一存储机构的热源机台数为1台以上的情况下，判断为从停电进行恢复，按照存储于所述第一存储机构的热源机台数来使所述热源机起动。
6.一种热源系统的复电时的起动台数控制方法，该热源系统具备：
多个热源机；
上位控制机构，其对各所述热源机赋予起动指令，且未与无停电电源连接，
在所述热源系统的复电时的起动台数控制方法中，
将即将停电之前起动着的热源机台数预先存储在所述上位控制机构所具备的非易失性的存储机构中，
在复电时，按照存储于所述存储机构的热源机台数来使所述热源机起动，
通过所述上位控制机构所具备的起动可能检测机构检测各所述热源机是否处于能起动的状态，在复电时，使能起动的所述热源机优先起动。
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