CN104641185A - 热源系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热源系统及其控制方法。本发明的目的在于在改变热源机的运行台数时,将送水温度维持在目标送水温度附近。热源系统中,假设在成为增减对象的热源机设有规定的最小流量的情况下,将使此时的送水温度与目标送水温度一致的热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来计算(SA2),并将运行中的热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度(SA4)。其后,启动或停止成为增减对象的热源机(SA6),并且将成为增减对象的热源机的设定流量设定为最小流量(SA7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种热源系统及其控制方法。
背景技术
以往,已知有将多台热源机并联连接而成的热源系统(例如参考专利文献1)。在这种热源系统中,一般以从热源机侧向负载侧送出的冷热水温度(以下称为“送水温度”)成为根据负载侧的要求而设定的目标送水温度(例如7℃)的方式进行各热源机的运行。
在运行中增加热源机的运行台数,并启动处于停止状态的热源机时,在该热源机发挥能力之前需要时间。由此,送水温度暂时取偏离目标送水温度的值,导致无法向负载侧稳定地供给冷热水。
针对这种问题,以往提出了如下解决方法。
例如,在专利文献1中公开有如下方法:使制冷机的冷热水出口温度的设定值下降至低于迄今为止的设定值来抑制送水温度上升;在增加或减少制冷机的台数时,通过使已正在运行中的制冷机的流量大于预定的流量来使送水温度接近目标温度。
在专利文献2中公开有如下方法:当泵的运行台数和制冷机的运行台数不同时,通过改变热源机出口温度的设定值来防止送水温度背离目标温度。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2005-114295号公报
专利文献2:日本专利公开2004-278884号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在上述专利文献1中公开的方法中,若使热源机的冷热水出口温度的设定值过度下降,则送水温度也会过度下降,送水温度有可能背离目标送水温度。相反,若设定值的下降不充分,则与不改变的情况相比,虽然能够抑制送水温度上升,但此时送水温度也有可能大幅超过负载侧所要求的目标送水温度。
如专利文献1所公开,若使已正在运行中的制冷机的流量大于预定的流量,则能够抑制送水温度上升。但是,除非使制冷机的冷水出口设定温度下降,否则送水温度通常高于目标送水温度。若为了避免这种不良情况,如上所述,使制冷机的冷水出口设定温度下降,则根据其程度,送水温度可能会过度下降。
在专利文献2中公开的方法中,在制冷机的出口温度达到改变后的设定温度之前,送水温度也有可能背离目标温度。
本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于在改变热源机的运行台数时,能够将送水温度维持在目标送水温度附近的热源系统及其控制方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1方式为一种热源系统,其具备与负载并联连接的多个热源机,并且将所述热源机的运行控制成供给至所述负载的冷热水的送水温度与根据负载侧的要求而决定的目标送水温度一致,其中,所述热源系统具备:温度计算机构,在改变所述热源机的运行台数时,假设成为增减对象的所述热源机设有规定流量的情况下,将使此时的送水温度与所述目标送水温度一致的运行中的所述热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来计算;及温度设定机构,将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,通过改变运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度,使所述送水温度发生变化之后,启动或停止成为增减对象的所述热源机,并且将成为增减对象的所述热源机的设定流量设定为所述规定流量。
根据本方式,在改变热源机的运行台数时,事先预测增加或减少热源机的台数时的送水温度的变化,并将使该送水温度成为目标送水温度的热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来进行运算,将该补偿温度设定为运行中的热源机的冷热水出口设定温度。由此,例如,在增加台数时,能够使运行中的热源机弥补追加启动的热源机启动之后发挥能力为止期间的能力不足。在减少台数时,即使在停止运行的热源机不再发挥能力的状态下,也能够使维持运行的热源机弥补该不足量。其结果,能够防止实际增加或减少热源机的台数时的送水温度背离目标送水温度,即使在改变热源机的运行台数时,也能够向外部负载供给温度稳定的冷热水。
上述“通过改变运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度,使所述送水温度发生变化之后,”是指例如,所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度之后经过一定期间后、或者所述送水温度或所述热源机的冷热水出口温度成为设定为所述补偿温度附近的容许温度范围内之后。所述“一定期间”是指经验上基于所述送水温度或所述热源机的冷热水出口温度成为设定为所述补偿温度附近的容许温度范围内所需的时间来设定的。
在上述热源系统中,所述温度计算机构例如使用包含如下参数的运算公式来计算所述补偿温度,其中,所述参数为:成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度;流过成为增减对象的所述热源机的冷热水的流量;及已正在运行中且在增减台数之后也持续运行的热源机中的冷热水的流量。
上述热源系统也可以如下:在增加热源机的台数时,启动成为增加对象的所述热源机,并且,当判定为该热源机的冷热水出口温度在设定为所述目标送水温度附近的容许温度范围内时,将当前运行中的所有的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述目标送水温度。
上述“当判定为该热源机的冷热水出口温度在设定为所述目标送水温度附近的容许温度范围内时,”是指除该热源机的冷热水出口温度成为所述容许温度范围内的情况之外,例如,还可以在该热源机启动之后经过一定期间时,当作该热源机的冷热水出口温度已成为所述容许温度范围内,来改变冷热水出口设定温度。
上述热源系统也可以如下:在减少热源机的台数时,停止成为减少对象的所述热源机,并且在该热源机的台数减少之后经过一定期间后,或者在对应于该热源机而设置的送水机构停止后,将当前运行中的所有的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述目标送水温度。
上述热源系统也可以如下:在所述补偿温度超过基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度上限值时,所述温度计算机构将所述补偿温度设定为所述温度上限值。
上述热源系统也可以如下:在所述补偿温度低于基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度下限值时,所述温度计算机构将所述补偿温度设定为所述温度下限值。
通过如此设定,能够避免送水温度背离目标送水温度,并且能够将运行中的热源机的跳闸防范于未然。
上述热源系统也可以如下:所述温度计算机构将运行中的所述热源机的流量作为最大流量来计算出所述补偿温度,运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,并且其设定流量改变为最大流量。
根据这种热源系统,通过温度控制以及流量控制,能够扩大送水温度的控制范围,从而能够进一步发挥运行中的热源机的能力。由此,能够通过运行中的热源机尽可能处理成为增减对象的热源机追加启动或停止运行时的能力不足,从而能够进一步抑制改变运行台数时的送水温度的变化。
上述热源系统也可以如下:在所述补偿温度脱离基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度上下限范围时,所述温度计算机构将最大流量用作运行中的所述热源机的流量来再次计算所述补偿温度,运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为再次计算的该补偿温度,并且设定流量设定为最大流量。
通过如此设定,只有在无法仅通过改变温度来应对的情况下进行流量调整即可,因此能够省略无用的流量调整。
上述热源系统也可以如下:在增加所述热源机的台数时,通过所述温度设定机构至少将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述补偿温度之后,判定运行中的所述热源机的运行状态是否已达到能力上限值,若已达到能力上限值,则立即启动作为增加对象的所述热源机。
根据这种热源系统,当持续运行的热源机的能力达到上限时,能够省略无用的判定处理而使作为增加对象的热源机迅速启动。
上述热源系统也可以如下:所述热源系统具有测量来自所述负载的回水温度的温度测量机构,所述温度计算机构将通过所述温度测量机构测量的所述回水温度用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
由此,能够轻松地计算出补偿温度。
上述热源系统也可以如下:所述温度计算机构根据热源负载、从该系统向所述外部负载送出的冷热水的热量、及流入到该系统中的冷热水的热量之间的关系来运算所述回水温度的理论值,将该回水温度的理论值用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
如此,在计算补偿温度时,将回水温度的理论值用作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度,由此能够提高该热源机的冷热水出口温度的推定精度。由此,补偿温度的运算精度得到提高,能够使改变热源机的台数时的送水温度更加接近目标送水温度。
上述热源系统也可以如下:所述热源系统具有测量来自所述负载的回水温度的温度测量机构,所述温度计算机构根据热源负载、从该系统向所述外部负载送出的冷热水的热量、及流入到该系统中的冷热水的热量之间的关系来运算所述回水温度的理论值,将回水温度用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度,其中,所述回水温度是将通过所述温度测量机构测量的所述回水温度的测量值及该回水温度的理论值这两者用作参数来计算的。
例如,当仅使用回水温度的测量值时,计算当前时刻的补偿温度。另一方面,当使用理论值时,计算针对将来可预测的状况的补偿温度。例如,在增加或减少热源机的台数时,测量值改变为几乎与理论值一致,若该变化缓慢,则补偿温度的变化变缓慢,热源机能够随动于补偿温度的变化。但是,当将回水温度的测量值用作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度来计算补偿温度时,在回水温度急剧变化的情况下,补偿温度也随之急剧变化。如此一来,热源机无法随动于补偿温度的变化,送水温度有可能背离目标送水温度。因此,考虑这种情况,将理论值和测定值这两者用作参数来计算回水温度,并将该回水温度当作增加对象的热源机的冷热水出口温度,由此能够防止送水温度背离目标送水温度。
上述热源系统也可以如下:所述温度计算机构使用校正值来计算所述补偿温度,所述校正值是从通过温度测量机构测量的回水温度的测量值减去所述回水温度的理论值的值乘以零以上1以下的规定的系数来计算的。
如此,通过使用与回水温度的理论值与测量值的差量相应的校正值来计算补偿温度,即使在回水温度偏离其理论值时,也能够使送水温度接近目标送水温度。
上述热源系统也可以如下:在使作为增加对象的所述热源机的冷热水流量增加时,使其变化率小于基于运行中的所述热源机的随动能力而设定的规定的变化率。
根据这种热源系统,即使在作为增加对象的热源机的冷热水流量增加时,也能够通过运行中的热源机发挥能力来吸收伴随该流量增加的送水温度的变化,因此能够将送水温度维持在目标送水温度附近。
上述热源系统也可以如下:在减少热源机的台数时,将减少对象的所述热源机的冷热水出口设定温度改变至以一定的变化率预先设定的规定的温度而使该热源机的负载下降,其后,对该热源机发出运行停止指示,并且将运行中的热源机的冷热水出口设定温度改变为目标送水温度。
根据这种热源系统,将作为减少对象的热源机的冷热水出口温度以规定的变化率改变至规定的温度,由此使减少对象的热源机的负载有意地逐渐下降之后,使该热源机停止运行,并且将运行中的热源机的冷热水出口温度改变为目标送水温度。由此,能够通过持续运行的热源机发挥能力来吸收减少热源机的台数时的送水温度的变化,从而能够将送水温度维持在目标送水温度附近。
上述热源系统也可以如下:在将运行中的热源机的冷热水出口设定温度从所述补偿温度改变为目标送水温度时,设定为相对于所述热源机的冷热水出口设定温度不会产生冷热水出口温度的过冲或下冲的范围内的改变率。
由此,能够抑制将运行中的热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度改变为目标送水温度时所产生的、送水温度相对于目标送水温度的背离。
上述热源系统也可以如下:通过所述温度设定机构,至少将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述补偿温度之后,在运行中的一部分所述热源机的运行状态达到能力上限值,且该热源机的冷热水出口温度未达到该补偿温度时,再次计算出将该热源机的热量不足量分配给能力未达到上限值的其他运行中的热源机的补偿温度,将能力未达到上限值的其他运行中的热源机的冷热水出口设定温度设定为再次计算后的补偿温度。
通过如此设定,在运行中的热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度时,即使在存在因能力不足而无法随动于其补偿温度的热源机时,也能够使能力未达到上限的其他运行中的热源机弥补该能力不足量。由此,能够有效地利用运行中的热源机的能力。
上述热源系统也可以如下:在增加对象的热源机启动之后,所述温度计算机构将该热源机的冷热水出口温度、或进行载热体的冷却时将该冷热水出口温度和回水温度中的更低的温度、进行载热体的加热时将该冷热水出口温度和回水温度中的更高的温度用作所述增加对象的热源机的冷热水出口温度,来进行所述补偿温度的计算。
由此,在增加对象的热源机启动之后,能够考虑作为增加对象的热源机的冷热水出口温度的温度变化来计算已运行热源机的补偿温度。其结果,在作为增加对象的热源机逐渐发挥能力的过程中,也能够将送水温度控制在目标送水温度附近。
上述热源系统还可以如下:所述热源系统还具有测量所述热源机的冷热水出口温度或冷热水入口温度的温度测量机构,所述温度计算机构将对应于成为增减对象的所述热源机而设置的所述温度测量机构的测量值用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
如此,通过温度测量机构测量成为增减对象的热源机的冷热水出口温度或冷热水入口温度,并使用该测量值来计算补偿温度,因此能够提高补偿温度的精度。
上述热源系统也可以如下:成为增加对象的所述热源机的所述规定流量设定在对应于该热源机而设置的冷热水泵的最小流量以上,且基于该热源机的规格而决定的最小流量以下的范围。
由此,能够以低流量输送成为增加对象的热源机的冷热水,且能够减小成为增加对象的热源机所持有的冷热水的温度对送水温度带来的影响。由此,例如,即使在成为增加对象的热源机所持有的冷热水的温度和回水温度发生背离时,也能够避免送水温度显著背离目标送水温度。
上述热源系统也可以如下:成为减少对象的所述热源机的所述规定流量设定为基于该热源机的规格而决定的最小流量。
如此,针对成为减少对象的热源机,对所述规定流量设定基于该热源机的规格而决定的最小限度的流量,由此能够减小从成为减少对象的热源机送出的冷热水对送水温度带来的影响。
上述热源系统中,所述温度计算机构针对每个所述热源机具有基于从各个所述热源机送出的冷热水对所述送水温度带来的影响而设定的加权值,并使用该加权值来计算所述补偿温度。
如此,针对每个热源机具有基于从各热源机送出的冷热水对送水温度带来的影响而设定的加权值,并使用该加权值来计算补偿温度,因此能够提高补偿温度的计算精度。
本发明的第2方式为一种热源系统的控制方法,所述热源系统具备与负载并联连接的多个热源机,并且将所述热源机的运行控制成供给至所述负载的冷热水的送水温度与根据负载侧的要求而决定的目标送水温度一致,所述控制方法包含如下工序:在改变所述热源机的运行台数时,假设成为增减对象的所述热源机设有规定流量的情况下,将使此时的送水温度与所述目标送水温度一致的运行中的所述热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来计算;及将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,通过改变运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度,使所述送水温度发生变化之后,启动或停止成为增减对象的所述热源机,并且将成为增减对象的所述热源机的设定流量设定为所述规定流量。
发明效果
根据本发明,发挥能够将送水温度维持在目标送水温度附近的效果。
附图说明
图1是概略表示本发明的第1实施方式所涉及的热源系统的结构的图。
图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
图4是用于表示图2及图3所示的送水温度补偿处理的图。
图5是表示本发明的第3实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
图6是表示本发明的第3实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
图7是表示本发明的第3实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
图8是表示本发明的第4实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图9是表示本发明的第7实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图10是表示本发明的第7实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图11是表示本发明的第7实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图12是用于说明在本发明的第8实施方式所涉及的热源系统中阶段性改变冷热水出口设定温度时所产生的过冲的一例的图。
图13是表示本发明的第8实施方式所涉及的热源系统中的效果的图。
图14是表示本发明的第9实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图15是表示本发明的第9实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图16是表示本发明的第9实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图17是表示本发明的第9实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图18是表示本发明的第12实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
图19是表示本发明的第12实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例的流程图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,参考附图对本发明的第1实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
图1是概略表示本发明的第1实施方式所涉及的热源系统的结构的图。热源系统1例如具备对供给至空调机和供热水机、工厂设备等外部负载2的载热体(冷水)赋予冷热的多个热源机10a、10b、10c。这些热源机10a、10b,10c与外部负载2并联连接。在图1中例示出设有3台热源机10a、10b、10c的情况,但热源机的设置台数可以任意决定。
在从载热体的流动观察的各热源机10a、10b、10c的上游侧分别设有加压输送载热体的冷热水泵3a、3b、3c。通过这些冷热水泵3a、3b、3c,将来自回水集水管4的载热体送至各热源机10a、10b、10c。各冷热水泵3a、3b、3c通过变频调速电机(省略图示)而被驱动,由此,通过改变转速而被进行可变流量控制。
在各热源机10a、10b、10c中被冷却或加热的载热体聚集在供水集水管5中。聚集在供水集水管5中的载热体被供给至外部负载2。通过外部负载2供给至空调等的经升温或冷却的载热体被送至回水集水管4。载热体在回水集水管4中分支,再次被送至各热源机10a、10b、10c。
在供水集水管5与回水集水管4之间设有旁通配管6。旁通配管6上设有用于调整旁通流量的旁通阀7。
各热源机10a、10b、10c和上位控制装置20经由通信介质连接,构成为能够进行双向通信。
上位控制装置20例如为控制热源系统整体的控制装置,其除了进行设定热源机10a、10b、10c的冷热水出口设定温度的送水温度控制以外,还进行基于外部负载2的要求负载的热源机10a、10b、10c的运行台数控制、各泵3a、3b、3c的转速控制、基于供水集水管5与回水集水管4之间的差压的旁通阀7的阀开度控制等,以使向外部负载2供给的冷热水的送水温度与根据外部负载2的要求而决定的目标送水温度一致。
上位控制装置20例如为计算机,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来授受信息的通信装置等。
辅助存储装置为计算机可读记录介质,例如为磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。该辅助存储装置中存储有各种程序,通过CPU使主存储装置从辅助存储装置读出并执行程序来实现各种处理。
图2是表示上位控制装置20所具备的各种控制功能中的上述送水温度控制中改变热源机的运行台数时所执行的送水温度补偿处理的流程图。
例如,如图4所示,当热源机10a、10b已正在运行中(以下,将已正在运行中的热源机称为“已运行热源机”)且目标送水温度设定为7℃时,热源机10a、10b的冷热水出口设定温度设定为与目标送水温度7℃相同的值即7℃。在该状态下新增加热源机10c时,从热源机10c启动至发挥能力之前,从热源机10c输出接近回水温度(从回水集水管4向各热源机供给的冷热水的温度)的冷热水(例如12℃)。因此,若使热源机10a、10b的运行维持为冷热水出口设定温度7℃的状态,则送水温度有可能从7℃向温度上升的方向背离。这种问题在减少运行台数时也同样发生。
送水温度补偿处理为在这种改变运行台数时抑制送水温度相对于目标送水温度的背离的处理,用于在改变热源机的运行台数时使冷热水的送水温度维持在目标送水温度附近。
以下,参考图2及图3对送水温度补偿处理进行说明。
首先,若输入增加台数或减少台数的要求(步骤SA1中的“是”),则假设成为增减对象的热源机设有基于热源机的规格(能力)而决定的规定的最小流量的情况下,将使此时的推定送水温度与目标送水温度一致的热源机的冷热水出口温度作为补偿温度Tset_u来计算(温度计算机构)。在此,在本实施方式中,假设成为增减对象的热源机设有“规定的最小流量”的情况,但所假设的流量无需一定为基于热源机的规格而决定的最小流量。
具体而言,使用以下的公式(2)计算补偿温度Tset_u(步骤SA2)。
例如,在图3所示的热源系统中,考虑新启动热源机10c,且最小流量fn_min流过该热源机10c的情况时,为了使热源机10c发挥能力之前的状态下的送水温度与目标送水温度一致,需要使以下的公式(1)成立。
[式1]
在上述公式(1)中,Tset为目标送水温度,fi为流过已运行热源机的冷热水流量,Tset_u为已运行热源机的冷热水出口设定温度(=补偿温度),tave_r为回水温度,例如使用由设置于回水集水管4附近的温度传感器(温度测量机构)测量的温度测量值的时间平均。并且,用于使上述公式(1)成立的已运行热源机的冷热水出口设定温度Tset_u通过以下的公式(2)给出。
[式2]
上述补偿温度Tset_u的计算以规定的采样周期反复进行。因此,后述补偿温度Tset_u是指当时的最新值。这在后述各实施方式中也相同。
接着,判定是否增加台数(步骤SA3)。其结果,增加热源机的台数时(步骤SA3中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u(步骤SA4)。接着,判定热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的各冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内(步骤SA5)。其结果,经过一定期间时、或者送水温度或已运行热源机的各冷热水出口温度成为容许范围内时,向作为增加对象的热源机输出启动指示,并且将流入到该热源机中的冷热水的流量设定为最小流量,换言之设定为计算上述补偿温度Tset_u时所假设的流量(步骤SA6、SA7)。
接着,判定热源机启动之后是否经过一定期间、或者已启动的热源机(以下称为“增加热源机”)的冷热水出口温度是否成为设定为目标送水温度Tset附近的容许范围内(步骤SA8)。其结果,经过一定期间时、或者冷热水出口温度成为容许范围内时(步骤SA8中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SA9),并结束送水温度补偿处理。
另一方面,在步骤SA3中,判断为减少台数时,将已运行热源机(包含减少对象的热源机)的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u,并且将作为减少对象的热源机(以下称为“减少热源机”)的冷热水设定流量改变为最小流量(图3的步骤SA10、SA11)。在步骤SA10中,也可以代替已运行热源机,将除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u。
接着,判定已运行热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内(步骤SA12)。在步骤SA10中,未将减少对象的热源机的设定温度改变为Tset_u时,在步骤SA12中,判定已运行热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为Tset_u附近的容许范围内。
其结果,经过一定期间时、或者送水温度等成为容许范围内时,向作为减少对象的热源机及与该热源机对应的冷热水泵输出运行停止指示(步骤SA13)。
接着,判定指示减少热源机的台数之后是否经过一定期间、或者与减少对象的热源机对应的冷热水泵是否停止(步骤SA14)。其结果,经过一定期间时、或者冷热水泵停止时(步骤SA14中的“是”),将运行中的热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SA15),并结束送水温度补偿处理。
如以上所说明,根据本实施方式所涉及的热源系统1及其控制方法,在改变热源机的运行台数时,事先预测增加或减少热源机的台数时的送水温度的变化,将使该送水温度成为目标送水温度Tset的热源机的冷热水出口温度作为补偿温度Tset_u来运算,并将该补偿温度Tset_u设定为已运行热源机的冷热水出口设定温度。
由此,例如增加台数时,在追加启动的热源机启动之后发挥能力为止期间,能够通过已运行热源机弥补该能力不足。在减少台数时,即使在停止运行的热源机不再发挥能力的状态下,也能够通过已运行热源机弥补该不足量。
其结果,能够防止实际增加或减少热源机的台数时的送水温度背离目标送水温度,即使在改变热源机的运行台数时,也能够向外部负载供给温度稳定的冷热水。
在本实施方式中,除持续运行的热源机以外,还可以对作为增减对象的热源机设定补偿温度Tset_u。
[第2实施方式]
以下,参考附图对本发明的第2实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,通过已运行热源机弥补作为增加或减少对象的热源机的能力不足来避免送水温度背离目标送水温度。然而,例如补偿温度Tset_u有可能脱离已运行热源机的可运行范围而引起跳闸等。
因此,为了避免这种不良情况,例如预先设定与热源机的能力相应的冷热水出口设定温度的容许范围,以防止设定脱离该容许范围的补偿温度。
具体而言,当进行载热体的冷却时,判定在图2的步骤SA2中计算出的补偿温度是否低于预先记录的冷热水出口设定温度的下限值,若低于该下限值,则将冷热水出口设定温度的下限值设定为补偿温度。
同样地,当进行载热体的加热时,判定在图2的步骤SA2中计算出的补偿温度是否超过预先记录的冷热水出口设定温度的上限值,若超过该上限值时,则将冷热水出口设定温度的上限值设定为补偿温度。
由此,能够避免送水温度背离目标送水温度,并且能够将已运行热源机的跳闸防范于未然。
[第3实施方式]
以下,参考附图对本发明的第3实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第2实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,若补偿温度低于冷热水出口设定温度的下限值时、或者超过上限值,则将这些下限值或上限值设定为补偿温度。
然而,通过这种处理难以有效地抑制送水温度上升或下降。因此,在本实施方式中,为了进一步发挥已运行热源机的能力,增加已运行热源机的流量。具体而言,将已运行热源机的设定流量改变为最大流量fi_max。
以下,关于本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,省略与上述第1实施方式相同点的说明,主要对不同点进行说明。
图5至图7是表示本实施方式所涉及的送水温度补偿处理的流程图。
首先,若输入增加台数或减少台数的要求(图5的步骤SB1中的“是”),则进行补偿温度的计算(步骤SB2)。在此,在本实施方式中,将已运行热源机的设定流量改变为最大流量,因此补偿温度的运算也基于最大流量来进行。具体而言,补偿温度Tset_u通过以下的公式(3)计算。
[式3]
接着,判断是否增加台数(步骤SB3),若增加台数(步骤SB3中的“是”),则将已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u,并且将冷热水设定流量改变为最大流量(步骤SB4、SB5)。
接着,在步骤SB6中,判定热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内且流量是否已达到最大流量。其结果,经过一定期间时、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度成为容许范围内时且流量已达到最大流量时(步骤SB6中的“是”),向作为增加对象的热源机输出启动指示,并且将流入到该热源机中的冷热水的流量设定为最小流量(步骤SB7、图6的步骤SB8)。
并且,从热源机启动之后经过一定期间时、或者已启动的热源机的冷热水出口温度成为设定为目标送水温度Tset附近的容许范围内时(步骤SB9中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SB10),其后,使已运行热源机的冷热水流量恢复通常控制(步骤SB11),并结束送水温度补偿处理。
另一方面,在减少台数时,若将已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u(图7的步骤SB12),则将已运行热源机中持续运行的热源机的冷热水设定流量改变为最大流量,并且将减少对象的热源机的冷热水设定流量改变为最小流量(步骤SB13)。接着,判定热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内且各热源机的流量是否已达到各设定流量(步骤SB14)。
此时,也与上述第1实施方式同样地,在步骤SB12中,可以改变对除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口设定温度,此时,在步骤SB14中,判定热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口温度是否成为补偿温度Tset_u附近。
其结果,经过一定期间时、或者送水温度等成为容许范围内时且流量已达到设定流量时(步骤SB14中的“是”),向作为减少对象的热源机及与该热源机对应的冷热水泵输出运行停止指示(步骤SB15)。
并且,在指示减少热源机的台数之后经过一定期间时、或者与减少对象的热源机对应的泵停止时(步骤SB16中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SB17),使已运行热源机的冷热水流量恢复通常控制(步骤SB18),并结束送水温度补偿处理。
如以上所说明,根据本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,通过温度控制以及流量控制,能够扩大送水温度的控制范围,从而能够进一步发挥已运行热源机的能力。由此,能够通过已运行热源机尽可能处理成为增减对象的热源机追加启动或停止运行时的能力不足,从而能够进一步抑制改变运行台数时的送水温度的变化。
第3实施方式所涉及的上述流量控制例如可以仅在图2的步骤SA2中计算出的补偿温度Tset_u超过预先设定的冷热水出口设定温度的上下限范围时进行。即,此时,判断补偿温度是否超过预先设定的冷热水出口设定温度的上下限范围,若超过该上下限范围,则使用上述公式(3)再次计算补偿温度。并且,将再次计算出的补偿温度设定为已运行热源机的冷热水出口设定温度,并且将该热源机的设定流量设定为最大流量,且将作为增减对象的热源机的设定流量设定为最小流量。
通过如此设定,只有在无法仅通过改变温度来应对的情况下进行流量调整即可,因此能够省略无用的流量调整。
[第4实施方式]
以下,参考附图对本发明的第4实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1至第3实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,通过使已运行热源机的输出上升来弥补作为增减对象的热源机启动时或停止时的能力不足,从而抑制改变运行台数时的送水温度的变动。
然而,例如增加热源机的台数时,有时已运行热源机的能力已达到上限,在这种情况下,无法期待已运行热源机发挥能力。
因此,在本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,在增加热源机的台数时,在已运行热源机的能力已达到上限的情况下,省略以后的判定处理,迅速启动作为增加对象的热源机。
以下,参考图8对本实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例进行说明。
首先,若输入增加台数的要求(步骤SC1),则进行补偿温度Tset_u的运算(步骤SC2),已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u(步骤SC3)。接着,判定已运行热源机的能力是否已达到上限(步骤SC4)。在此,能力是否已达到上限例如能够通过压缩机电机的电流是否已达到预先设定的上限值、或者热源机负载率是否已达到预先设定的上限值、或者热源机叶片开度是否已达到预先设定的上限值来判定。并且,也可以将这些判定基准中的任意几种组合来进行判定。
其结果,当判定为任意一个已运行热源机已达到上限时(步骤SC4中的“是”),省略步骤SC5中的经过一定时间等判定处理,并立即启动增加对象的热源机(步骤SC6)。在此,在步骤SC4中,也可以代替任意一个已运行热源机,判定多个(包含所有台数)已运行热源机是否已达到上限,当该判定结果为“是”时,省略经过一定时间等判定处理,并立即启动增加对象的热源机。
并且,热源机启动之后经过一定期间、或者已启动的热源机的冷热水出口温度成为设定为目标送水温度Tset附近的容许范围内时(步骤SC7中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SC8),并结束送水温度补偿处理。
如此,根据本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,当已运行热源机的能力已达到上限时,无需进行其后的无用的判定处理而能够迅速启动作为增加对象的热源机。
本实施方式不仅可以与第1实施方式组合来适用,还能够与上述各实施方式组合来适用。
[第5实施方式]
以下,参考附图对本发明的第5实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,在计算补偿温度时,将冷热水的回水温度的测定值tave_r用作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度。这是因为,增加或减少台数之后热源机无法发挥能力,因此视为从回水集水管4流入的回水温度的冷热水直接从增加或减少对象的热源机被输出。
然而,在第1实施方式中所使用的回水温度的测定值为作为增减对象的热源机启动或停止运行之前的状态下的回水温度的测量值,与实际启动之后或停止运行之后的回水温度不同。
例如,若通过改变运行台数而使送水温度发生变化,则回水温度也随之发生变化。根据这种连锁现象,送水温度及回水温度逐渐上升或下降,有可能从原来的值发散。
因此,在本实施方式中,运算回水温度的理论值,将该理论值当作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度来运算补偿温度。
例如,在图4所示的热源系统的概略结构中,当将要求负载设为Q、将回水温度的理论值设为Tr_idl时,从供水集水管5向负载侧供给的冷热水的热量与从回水集水管4流入的冷热水的热量之间,以下的公式(4)的关系成立。
[式4]
在公式(4)中,Fg为向负载侧供给的冷热水的流量,Δt为送水温度与回水温度的温度差,fi为已运行热源机的流量,fn_min为作为增减对象的热源机的流量,其设定为最小流量。Tset为送水温度,c为比热。
根据上述公式(4),回水温度的理论值由以下的公式(5)给出。
[式5]
并且,在上述公式(2)中,通过使用上述Tr_idl代替tave_r来计算补偿温度Tset_u。
如此,在计算补偿温度时,将回水温度的理论值用作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度,由此能够使该热源机的冷热水出口温度接近实际温度。由此,补偿温度的运算精度得到提高,从而能够使改变热源机的台数时的送水温度进一步接近目标送水温度。
在本实施方式中,也可以使用回水温度的理论值Tr_idl和回水温度的测量值tave_r这两者来运算成为增减对象的热源机的冷热水出口温度。此时,补偿温度由以下的公式(6)给出。
在公式(6)中,热源机的冷热水出口温度设为将回水温度的理论值Tr_idl和回水温度的测量值tave_r按比例分配的值相加而得到的值。具体而言,将系数α(0≤α≤1)乘以回水温度的理论值Tr_idl的值与(1-α)乘以回水温度的测量值tave_r的值进行加法运算而得到的值用作成为增减对象的热源机的冷热水出口温度。在公式(6)中,α的值为可以任意设定的值。
[式6]
[第6实施方式]
以下,参考附图对本发明的第6实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第5实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,对考虑由回水温度的变化引起的作为增减对象的热源机的冷热水出口温度的变化来运算补偿温度的情况进行了叙述,但上述补偿温度的运算中未反映到已运行热源机的冷热水出口温度的变化。
即,在回水温度发生变化时,已运行热源机的冷热水出口温度也受到影响,而根据已运行热源机的运行状况,可以假设无法随动于设定为补偿温度的冷热水出口温度的情况。例如,当已运行热源机的冷热水出口设定温度设定为一定温度时,若回水温度发生变化而使已运行热源机的冷热水入口温度发生变化,则已运行热源机要求与该温度变化相应的能力变化。此时,若已运行热源机相对于冷热水入口温度变化的响应延迟,则无法随动于设定为补偿温度的冷热水出口设定温度,已运行热源机的冷热水出口温度成为与冷热水出口设定温度不同的温度。假设这种情况,在本实施方式中,将回水温度的理论值与测量值的差量作为校正量来包含于补偿温度的运算公式中。
以下的公式(7)为本实施方式中的补偿温度的运算公式。在公式(7)中,校正值由回水温度的测定值与回水温度的理论值的差量乘以规定的校正系数β(0≤β≤1)而得到的值表示。
[式7]
如此,通过在补偿温度的运算公式中包含与回水温度的理论值与测量值的差量相应的校正值,能够设定考虑到由已运行热源机的冷热水入口温度的变化引起的冷热水出口温度的变化的补偿温度,即使在回水温度的测量值偏离其理论值时,也能够使送水温度接近目标送水温度。
[第7实施方式]
以下,参考附图对本发明的第7实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第5或第6实施方式所涉及的热源系统及其控制方法中,以回水温度因改变热源机的运行台数而发生变化为前提,运算出补偿温度。
但是,例如,若使所增加的热源机的流量以规定的变化率以下的变化率增加,则能够通过已运行热源机的能力上升来吸收所增加的热源机所引起的送水温度的变化。由此,能够将送水温度设为大致与目标送水温度相同,从而能够抑制回水温度发生变化。
以下,参考图9至图11对本实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例进行说明。
首先,如图10所示,在本实施方式所涉及的送水温度补偿处理中,在步骤SD7中,使所增加的热源机的冷热水设定流量以一定变化率上升至最小流量。在此,一定变化率设定为即使在所增加的热源机的冷热水设定流量以该比率发生变化时,也能够通过已运行热源机发挥能力来将送水温度维持为目标送水温度的变化率以下。
步骤SD1~SD6及步骤SD8~SD9分别对应于图2中的步骤SA1~步骤SA6及步骤SA8~SA9,因此,在此省略说明。
另一方面,在步骤SD3(参考图9)中,判定为减少台数时,将除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u,并且将减少对象的热源机的冷热水出口设定温度以一定变化率改变至基于回水温度而决定的规定的温度(图11的步骤SD10、SD11)。在此,规定的温度是指例如在热源系统进行冷却时设为回水温度以下的预先设定的温度,在热源系统进行加热时设为回水温度以上的预先设定的温度。
一定变化率设定为即使在所减少的热源机的冷热水出口设定温度以该比率发生变化时,也能够通过已运行热源机的能力上升来使送水温度与目标送水温度一致的变化率以下。
接着,判定除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内(步骤SD12)。其结果,经过一定期间时、或者除减少对象的热源机以外的已运行热源机的冷热水出口温度成为容许范围内时,向作为减少对象的热源机及与该热源机对应的冷热水泵输出运行停止指示(步骤SD13)。
接着,判定指示停止热源机运行之后是否经过一定期间、或者与减少对象的热源机对应的冷热水泵是否停止(步骤SD14)。其结果,经过一定期间时、或者冷热水泵停止时(步骤SD14中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SD15),并结束送水温度补偿处理。
以上,根据本实施方式所涉及的热源系统及控制方法,在增加台数时,将成为其对象的热源机的冷热水的设定流量的变化率设在已运行热源机的可随动范围内,因此能够通过使已运行热源机的能力上升来将送水温度维持在目标送水温度附近。
在减少台数时,将成为其对象的热源机的冷热水出口设定温度的变化率设在已运行热源机的可随动范围内,因此能够通过使已运行热源机的能力上升来将送水温度维持在目标送水温度附近。另外,在减少台数之前使减少对象的热源机的能力下降一定量,因此能够抑制减少台数对系统的影响。
[第8实施方式]
以下,参考附图对本发明的第8实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1实施方式中,在使作为增减对象的热源机启动或停止运行之后,将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度改变为目标送水温度。此时,若阶段性改变温度,则如图12所示,已运行热源机的冷热水出口温度相对于冷热水出口设定温度过冲或下冲,由此担心在送水温度补偿结束之后,送水温度背离目标送水温度。
因此,在本实施方式中,将送水温度补偿结束之后的冷热水出口设定温度的变化率设定为比通常缓和,由此防止不必要的过冲和下冲。变化率根据经验适当地设定为不会过冲或下冲的变化率以下,作为具体的变化率,例如可以举出0.005℃/sec等。
如此,在将冷热水出口设定温度从补偿温度改变为目标送水温度时,将此时的变化率抑制在产生过冲或下冲的变化率以下,因此,例如图13所示,能够避免过冲或下冲的产生。由此,在改变运行台数之后,也能够将送水温度维持为目标送水温度附近。
[第9实施方式]
以下,参考附图对本发明的第9实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第4实施方式中,在已运行热源机的能力达到上限时,迅速启动作为增加对象的热源机,但存在多个已运行热源机时,有时只有一部分已运行热源机的能力已达到上限,而其他已运行热源机的能力未达到上限。作为发生这种状况的主要原因,可以假设各已运行热源机的最大冷热水流量比与额定冷热水流量比不同的情况。即,当最大冷热水流量比与额定冷热水流量比一致时,若冷热水出口温度相同,则所有热源机成为相同的负载率。但是,当最大冷热水流量比与额定冷热水流量比不一致时,即使为相同的冷热水出口温度,负载率也会根据热源机的不同而不同,产生已达到能力上限的热源机和未达到能力上限的热源机。
在本实施方式中,在这种已达到能力上限的已运行热源机和未达到能力上限的已运行热源机混合存在时,通过能力过剩的其他已运行热源机弥补已达到能力上限的已运行热源机的能力不足量。
以下,参考图14至图17对本实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例进行说明。
如图14所示,在本实施方式所涉及的送水温度补偿处理中,在增加台数时,在步骤SE5中,判定是否存在能力已达到上限且冷热水出口温度未达到补偿温度的已运行热源机。关于步骤SE1至SE4,分别对应于图2中的步骤SA1至SA4,因此,在此省略说明。
其结果,存在能力已达到上限且冷热水出口温度未达到补偿温度的已运行热源机时(步骤SE5中的“是”),判定是否存在冷热水出口温度已达到补偿温度且能力低于上限的其他已运行热源机(步骤SE6)。其结果,存在这种其他已运行热源机时(步骤SE6中的“是”),通过以下的公式(8)及公式(9)再次计算其他已运行热源机的补偿温度Tset_u1(步骤SE7)。
在上述步骤SE5或SE6中为“否”时,过渡到后述图15的步骤SE9。
[式8]
首先,通过公式(8)运算能力已经达到上限的已运行热源机的不足热量Qlack。在公式(8)中,k为已达到能力上限且冷热水出口温度未达到设定温度的已运行热源机,twout为该已运行热源机的冷热水出口温度,fk为该热源机的流量。
接着,将使用公式(8)计算出的不足热量Qlack代入上述公式(9),由此再次计算能力低于上限的其他已运行热源机的补偿温度。具体而言,将不足热量Qlack除以能力低于上限的其他已运行热源机中的流量,从补偿温度减去除法运算结果,由此再次计算出补偿温度。在公式(9)中,1为能力未达到上限且冷热水出口温度已达到补偿温度Tset_u的热源机,Tset_u1为再次计算出的补偿温度,为相对于其他该已运行热源机的补偿温度。
接着,将使用公式(9)再次计算出的补偿温度Tset_u1设定为其他已运行热源机的冷热水出口设定温度(步骤SE8)。接着,判定对其他已运行热源机将补偿温度Tset_u1设定为冷热水出口设定温度之后是否经过一定期间、或者送水温度是否达到设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内(图15的步骤SE9)。可以在对其他已运行热源机设有补偿温度Tset_u1时,判定其他已运行热源机的冷热水出口温度是否已达到设定为补偿温度Tset_u1附近的容许范围内。也可以在所有的已运行热源机设有补偿温度Tset_u时(步骤SE5、SE6中的“否”的情况),判定已运行热源机的冷热水出口温度是否在设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内。
其结果,不满足该条件时(步骤SE9中的“否”),返回到步骤SE5,重复进行之后的处理。由此,为了向能力有余的热源机分配不足量的热量,每次都更新未达到能力上限的其他已运行热源机的冷热水出口设定温度。
并且,若判断为满足步骤SE9的条件(步骤SE9中的“是”),则向增加对象的热源机输出增加台数指示(步骤SE10),进行之后的步骤SE11至SE13的处理。关于该步骤SE11至SE13的处理,对应于图2中的步骤SA7至SA9,因此,在此省略说明。
同样地,在步骤SE3中判断为减少台数时,在进行图16的步骤SE14至SE15的处理之后,过渡到步骤SE16。关于步骤SE14至SE15的处理,对应于图3中的步骤SA10至SA11,因此,在此省略说明。在步骤SE16中,判断是否存在能力已达到上限且冷热水出口温度未达到补偿温度的已运行热源机。当存在能力已达到上限且冷热水出口温度未达到补偿温度的已运行热源机时(步骤SE16中的“是”),判定是否存在冷热水出口温度已达到补偿温度且能力低于上限的其他已运行热源机(步骤SE17)。
其结果,当存在这种其他已运行热源机时(步骤SE17中的“是”),使用上述公式(8)、(9)计算其他已运行热源机的补偿温度Tset_u1(步骤SE18),将再次计算出的补偿温度Tset_u1设定为其他已运行热源机的冷热水出口设定温度(步骤SE19)。
在上述步骤SE16或SE17中为“否”时,过渡到后述步骤SE20。
接着,判定最后改变冷热水出口设定温度之后是否经过一定期间、或者送水温度是否在设定为在步骤SE3中计算出的补偿温度Tset_u附近的容许范围内(步骤SE20)。在此,也与上述同样地,可以在对其他已运行热源机设有补偿温度Tset_u1时,判定其他已运行热源机的冷热水出口温度是否已达到设定为补偿温度Tset_u1附近的容许范围内。也可以在所有的已运行热源机设有补偿温度Tset_u时(步骤SE16、SE17中的“否”的情况),判定已运行热源机的冷热水出口温度是否在设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内。
其结果,不满足该条件时(步骤SE20中的“否”),返回到步骤SE16。重复进行之后的处理。由此,为了向能力有余的热源机分配不足量的热量,每次都更新未达到能力上限的其他已运行热源机的冷热水出口设定温度。
并且,若最后改变冷热水出口设定温度之后经过一定期间、或者送水温度成为容许范围内(步骤SE20中的“是”),则向减少对象的热源机输出减少台数指示(图17的步骤SE21),进行之后的步骤SE22至SE23的处理。关于该步骤SE22至SE23的处理,对应于图3中的步骤SA14至SA15,因此,在此省略说明。
如以上所说明,根据本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,在增加或减少热源机的台数时,若已运行热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度,则即使存在因能力不足而无法随动于其补偿温度的已运行热源机时,也能够使能力未达到上限的其他已运行热源机弥补该能力不足量。由此,能够有效地利用已运行热源机的能力。
[第10实施方式]
以下,参考附图对本发明的第10实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1实施方式中,例如在增加台数时,将作为增加对象的热源机的冷热水出口温度当作回水温度(冷热水入口温度)来计算补偿温度。然而,增加对象的热源机在启动之后也逐渐发挥热源能力,因此其冷热水出口温度逐渐成为与冷热水入口温度(回水温度)不同的值。
因此,从所增加的热源机送出与假设不同的热量,因此难以将送水温度维持在目标送水温度附近。例如,当热源系统进行载热体的冷却时,在增加对象的热源机中将低于冷热水入口温度的温度作为冷热水出口温度来进行送水,因此送水温度有可能相对于目标送水温度大幅下降。
因此,在本实施方式中,只有在增加台数时,在增加热源机的台数之后,考虑增加对象的热源机的冷热水出口温度来计算各已运行热源机的补偿温度。
具体而言,增加作为增加对象的热源机的台数,并启动针对该热源机的冷热水泵之后,并非使用回水温度,而是使用冷热水出口温度的测量值来计算补偿温度。将此时的补偿温度的计算公式示于以下的公式(10)。该补偿温度用作在增加台数时,启动增加对象的热源机之后的已运行热源机(除所增加的热源机以外的持续运行的热源机)的冷热水出口设定温度。
在上述公式(10)中,twout(n)为增加对象的热源机的冷热水出口温度。
例如,也可以对回水温度和增加对象的热源机的冷热水出口温度的测量值进行比较,并使用更低的温度计算补偿温度,来代替上述方法。此时的补偿温度的计算公式由以下的公式(11)给出。以下的公式(11)为热源系统进行冷却的情况,当进行加热时,采用更高的温度进行补偿温度的计算。
[式10]
如此,在启动增加对象的热源机之后,参考作为增加对象的热源机的冷热水出口温度的温度变化来计算已运行热源机的补偿温度,因此在增加对象的热源机逐渐发挥能力的过程中,也能够将送水温度控制在目标送水温度附近。
[第11实施方式]
以下,对本发明的第11实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
在上述第1实施方式中,例如在增加台数时,将作为增加对象的热源机的冷热水出口温度当作回水温度(冷热水入口温度)来计算补偿温度。然而,由于冷热水泵处于停止状态,因此处于停止状态中的热源机所持有的冷热水有可能不会成为回水温度。例如,盛夏等时,处于停止状态中的热源机所持有的冷热水的温度有可能变得明显高于回水温度。在这种情况下,从所增加的热源机送出与假设温度不同温度的冷热水,难以将送水温度维持在目标送水温度附近。
因此,在本实施方式中,通过温度传感器测量增加对象的热源机所持有的冷热水的温度,例如增加对象的热源机的热源机入口温度或热源机出口温度,并采用该传感器测量值代替上述回水温度来计算补偿温度。
例如,由以下的公式(12)计算补偿温度。
[式11]
在上述公式(12)中,Tset_u为已运行热源机的冷热水出口设定温度(=补偿温度),Tset为目标送水温度,fi为流过已运行热源机的冷热水流量,例如,如第3实施方式,将已运行热源机的设定流量改变为最大流量时,使用fi_max作为fi。fn为增加对象的热源机(以下称为“增加热源机”)的流量,例如,使用在启动增加热源机时所设定的流量。tn为增加热源机的冷热水温度,例如设有通过温度传感器测量的热源机入口温度或热源机出口温度。若在启动冷热水泵之前,则tn也可以使用大气温度、大气湿球温度、增加热源机的饱和温度(也可以为由容器内压力决定的饱和温度)中的任意一个温度。
如此,根据本实施方式,通过温度传感器测量增加热源机的热源机入口温度或热源机出口温度,并采用该传感器测量值代替回水温度来计算补偿温度,因此即使在增加热源机所持有的冷热水的温度背离回水温度时,也能够将送水温度维持在目标温度附近。
[第12实施方式]
以下,参考附图对本发明的第12实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
例如,在上述第11实施方式中,根据处于停止状态中的热源机所持有的冷热水的温度,对回水温度影响较大,无法随动于已运行热源机的能力发挥,有可能难以将送水温度维持在目标温度附近。
因此,在本实施方式中,在启动增加热源机之前,将从增加热源机流出的冷热水尽可能设为低流量,从而缓和从增加热源机送出的冷热水对送水温度及回水温度带来的影响。
以下,参考图18及图19对本实施方式所涉及的送水温度补偿处理的一例进行说明。
首先,若输入增加台数或减少台数的要求(图18的步骤SF1中的“是”),则进行补偿温度的计算(步骤SF2)。关于该补偿温度的计算,例如能够使用以下的公式(13)。
[式12]
在上述公式(13)中,Tset_u为已运行热源机的冷热水出口设定温度(=补偿温度),Tset为目标送水温度,fi为流过已运行热源机的冷热水流量,例如,如第3实施方式,将已运行热源机的设定流量改变为最大流量时,使用fi_max作为fi。fn为增加对象的热源机(以下称为“增加热源机”)的流量,若在启动增加热源机之前,则设定泵最小流量,若在启动增加热源机之后,则设定增加热源机的最小流量。tn为增加热源机的冷热水温度,例如设有通过温度传感器测量的热源机入口温度或热源机出口温度。若在启动冷热水泵之前,则tn也可以使用大气温度、大气湿球温度、增加热源机的饱和温度(也可以为由容器内压力决定的饱和温度)中的任意一个温度。
接着,判断是否增加台数(步骤SF3),若增加台数(步骤SF3中的“是”),则将已运行热源机的冷热水出口设定温度从目标送水温度Tset改变为补偿温度Tset_u(步骤SF4)。
接着,判定热源机的冷热水出口设定温度改变为补偿温度之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内(步骤SF5)。其结果,经过一定期间时、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度成为容许范围内时(步骤SF5中的“是”),向与增加热源机对应的冷热水泵输出启动指示,并且将该冷热水泵的频率设定为与泵最小流量对应的频率(步骤SF6、SF7)。
接着,判定启动冷热水泵之后是否经过一定期间、或者增加热源机的冷热水出口(入口)温度是否成为设定为回水温度附近的容许范围内(图19的步骤SF8)。其结果,经过一定期间时、或者冷热水出口(入口)温度成为容许范围内时(步骤SF8中的“是”),将与增加热源机对应的冷热水泵的设定频率改变为与热源机最小流量对应的频率(步骤SF9)。
接着,判定改变冷热水泵的设定频率之后是否经过一定期间、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度是否成为设定为补偿温度Tset_u附近的容许范围内且冷热水泵的流量是否已达到热源机最小流量。其结果,经过一定期间时、或者送水温度或已运行热源机的冷热水出口温度成为容许范围内时且流量已达到热源机最小流量时(步骤SF10中的“是”),向增加热源机输出启动指示(步骤SF11)。
并且,在启动热源机之后经过一定期间时、或者已启动的热源机的冷热水出口温度成为设定为目标送水温度Tset附近的容许范围内时(步骤SF12中的“是”),将已运行热源机的冷热水出口设定温度从补偿温度Tset_u改变为目标送水温度Tset(步骤SF13),并结束送水温度补偿处理。
在步骤SF3中判断为减少台数时,过渡到步骤SF15,进行上述任一实施方式所涉及的减少台数时的控制。
如以上所说明,根据本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,在启动增加对象的热源机之前,将增加对象的热源机中的冷热水流量尽可能设定为较小的流量,其后,增加至增加对象的热源机的最小流量。具体而言,在增加台数时,首先,以与小于热源机的最小流量的流量对应的频率(在上述例子中,为与冷热水泵的最小流量对应的频率)运行与增加热源机对应的冷热水泵,其后,在与送水温度等之间的关系下,启动增加热源机,并且将冷热水泵的设定频率改变为与增加热源机的最小流量对应的频率。
如此,在启动增加热源机之前,以单体运行冷热水泵,由此能够以低流量进行增加热源机的冷热水流量的送水,与其他实施方式相比,能够减少增加热源机的冷热水对送水温度的影响。由此,例如,即使处于停止状态中的热源机所持有的冷热水的温度背离回水温度,也能够减小由此引起的送水温度的变动。
如上所述,增加热源机中的流量的阶段设定并不限定于2个阶段,也可以改变为2个阶段以上,例如从冷热水泵的最小流量连续改变至热源机最小流量。
[第13实施方式]
以下,对本发明的第13实施方式所涉及的热源系统及其控制方法进行说明。
如图1所示,在并联连接有多个热源机10a、10b、10c的热源系统1中,在配管施工时,来自各热源机的送水对送水温度带来的影响有时会不同。例如,当存在配置于供水集水管5附近的热源机和配置于旁通配管6附近的热源机时,来自配置于供水集水管5附近的热源机的送水对送水温度的影响有时比来自配置于旁通配管6附近的热源机的送水更大。
因此,在本实施方式中,参考各热源机的送水对送水温度带来的影响进行补偿温度Tset_u的计算。具体而言,各热源机的冷热水流量乘以作为加权系数的各热源机的送水对送水温度带来的影响。
例如,在上述第1实施方式中的补偿温度的计算公式即公式(3)中加入加权系数的公式如以下的公式(14)所示。
[式13]
在此,不限于第1实施方式,也可以在上述各实施方式所涉及的补偿温度的计算公式中考虑上述加权值。
根据本实施方式所涉及的热源系统及其控制方法,参考各热源机的送水对送水温度带来的影响来计算补偿温度,因此能够提高补偿温度的计算精度。
以上,对本发明的各实施方式进行了叙述,但本发明并不仅限定于上述实施方式,在不脱离发明宗旨的范围内,可以将上述各实施方式局部或整体进行组合等来实施各种变形。
符号说明
1-热源系统,2-外部负载,3a、3b、3c-冷热水泵,4-回水集水管,5-供水集水管,6-旁通配管,7-旁通阀,10a、10b、10c-热源机,20-上位控制装置。
Claims (23)
1.一种热源系统,具备与负载并联连接的多个热源机,并且将所述热源机的运行控制成供给至所述负载的冷热水的送水温度与根据负载侧的要求而决定的目标送水温度一致,所述热源系统的特征在于,具备:
温度计算机构,在改变所述热源机的运行台数时,假设成为增减对象的所述热源机设有规定流量的情况下,将使此时的送水温度与所述目标送水温度一致的运行中的所述热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来计算;及
温度设定机构,将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,
通过改变运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度,使所述送水温度发生变化之后,启动或停止成为增减对象的所述热源机,并且将成为增减对象的所述热源机的设定流量设定为所述规定流量。
2.根据权利要求1所述的热源系统,其中,
所述温度计算机构使用包含如下参数的运算公式来计算所述补偿温度,其中,所述参数为:成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度;流过成为增减对象的所述热源机的冷热水的流量;及已正在运行中且在增减台数之后也持续运行的热源机中的冷热水的流量。
3.根据权利要求1或2所述的热源系统,其中,
在增加热源机的台数时,启动成为增加对象的所述热源机,并且,当判定为该热源机的冷热水出口温度在设定为所述目标送水温度附近的容许温度范围内时,将当前运行中的所有的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述目标送水温度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热源系统,其中,
在减少热源机的台数时,停止成为减少对象的所述热源机,并且在该热源机的台数减少之后经过一定期间后,或者在对应于该热源机而设置的送水机构停止后,将当前运行中的所有的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述目标送水温度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热源系统,其中,
在所述补偿温度超过基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度上限值时,所述温度计算机构将所述补偿温度设定为所述温度上限值。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的热源系统,其中,
在所述补偿温度低于基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度下限值时,所述温度计算机构将所述补偿温度设定为所述温度下限值。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的热源系统,其中,
所述温度计算机构将运行中的所述热源机的流量作为最大流量来计算出所述补偿温度,
运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,并且其设定流量改变为最大流量。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的热源系统,其中,
在所述补偿温度脱离基于所述热源机的能力预先设定的规定的温度上下限范围时,所述温度计算机构将最大流量用作运行中的所述热源机的流量来再次计算所述补偿温度,
运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为再次计算的该补偿温度,并且设定流量设定为最大流量。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的热源系统,其中,
在增加所述热源机的台数时,通过所述温度设定机构至少将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述补偿温度之后,判定运行中的所述热源机的运行状态是否已达到能力上限值,若已达到能力上限值,则立即启动作为增加对象的所述热源机。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的热源系统,其中,
所述热源系统具有测量来自所述负载的回水温度的温度测量机构,
所述温度计算机构将通过所述温度测量机构测量的所述回水温度用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
11.根据权利要求2至9中任一项所述的热源系统,其中,
所述温度计算机构根据热源负载、从该系统向所述外部负载送出的冷热水的热量、及流入到该系统中的冷热水的热量之间的关系来运算所述回水温度的理论值,
将该回水温度的理论值用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
12.根据权利要求2至9中任一项所述的热源系统,其中,
所述热源系统具有测量来自所述负载的回水温度的温度测量机构,
所述温度计算机构根据热源负载、从该系统向所述外部负载送出的冷热水的热量、及流入到该系统中的冷热水的热量之间的关系来运算所述回水温度的理论值,
将回水温度用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度,其中,所述回水温度是将通过所述温度测量机构测量的所述回水温度的测量值及该回水温度的理论值这两者用作参数来计算的。
13.根据权利要求12所述的热源系统,其中,
所述温度计算机构使用校正值来计算所述补偿温度,所述校正值是从通过温度测量机构测量的回水温度的测量值减去所述回水温度的理论值的值乘以零以上1以下的规定的系数来计算的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的热源系统,其中,
在使作为增加对象的所述热源机的冷热水流量增加时,使其变化率小于基于运行中的所述热源机的随动能力而设定的规定的变化率。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的热源系统,其中,
在减少热源机的台数时,将减少对象的所述热源机的冷热水出口设定温度改变至以一定的变化率预先设定的规定的温度而使该热源机的负载下降,其后,对该热源机发出运行停止指示,并且将运行中的热源机的冷热水出口设定温度改变为目标送水温度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的热源系统,其中,
在将运行中的热源机的冷热水出口设定温度从所述补偿温度改变为目标送水温度时,设定为相对于所述热源机的冷热水出口设定温度不会产生冷热水出口温度的过冲或下冲的范围内的改变率。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的热源系统,其中,
通过所述温度设定机构,至少将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度设定为所述补偿温度之后,在运行中的一部分所述热源机的运行状态达到能力上限值,且该热源机的冷热水出口温度未达到该补偿温度时,再次计算出将该热源机的热量不足量分配给能力未达到上限值的其他运行中的热源机的补偿温度,将能力未达到上限值的其他运行中的热源机的冷热水出口设定温度设定为再次计算后的补偿温度。
18.根据权利要求2至17中任一项所述的热源系统,其中,
在增加对象的热源机启动之后,所述温度计算机构将该热源机的冷热水出口温度、或进行载热体的冷却时将该冷热水出口温度和回水温度中的更低的温度、进行载热体的加热时将该冷热水出口温度和回水温度中的更高的温度用作所述增加对象的热源机的冷热水出口温度,来进行所述补偿温度的计算。
19.根据权利要求2至9、及14至18中任一项所述的热源系统,其中,
所述热源系统具有测量所述热源机的冷热水出口温度或冷热水入口温度的温度测量机构,
所述温度计算机构将对应于成为增减对象的所述热源机而设置的所述温度测量机构的测量值用作成为增减对象的所述热源机的冷热水出口温度来计算所述补偿温度。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的热源系统,其中,
成为增加对象的所述热源机的所述规定流量设定在对应于该热源机而设置的冷热水泵的最小流量以上,且基于该热源机的规格而决定的最小流量以下的范围。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的热源系统,其中,
成为减少对象的所述热源机的所述规定流量为基于该热源机的规格而决定的最小流量。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的热源系统,其中,
所述温度计算机构针对每个所述热源机具有基于从各个所述热源机送出的冷热水对所述送水温度带来的影响而设定的加权值,并使用该加权值来计算所述补偿温度。
23.一种热源系统的控制方法,所述热源系统具备与负载并联连接的多个热源机,并且将所述热源机的运行控制成供给至所述负载的冷热水的送水温度与根据负载侧的要求而决定的目标送水温度一致,所述控制方法包含如下工序:
在改变所述热源机的运行台数时,假设成为增减对象的所述热源机设有规定流量的情况下,将使此时的送水温度与所述目标送水温度一致的所述热源机的冷热水出口温度作为补偿温度来计算;及
将运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度改变为所述补偿温度,
通过改变运行中的所述热源机的冷热水出口设定温度,使所述送水温度发生变化之后,启动或停止成为增减对象的所述热源机,并且将成为增减对象的所述热源机的设定流量设定为所述规定流量。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170831 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: MITSUBISHI heavy industry refrigeration air conditioning system Co Ltd Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Mit-subishi Heavy Industries Ltd. |
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