CN113950599A - 设备管理装置、热源系统、管理装置和设备管理系统 - Google Patents

设备管理装置、热源系统、管理装置和设备管理系统 Download PDF

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Abstract

提供不使热源系统复杂化而减少与特定设备的能力有关的无用的变更操作的设备管理系统。设备管理装置(50)对使在热源系统(1)中循环的热介质的状态变化的特定设备即热源设备(10)进行管理。接收热源系统(1)具有的出口温度传感器(63)计测出的热介质的状态值,根据与状态值的变化有关的参数,禁止热源设备(10)的能力的变更操作。

Description

设备管理装置、热源系统、管理装置和设备管理系统
技术领域
设备管理装置、热源系统、管理装置和设备管理系统。
背景技术
以往,如专利文献1(日本特开H10-89742号公报)所记载的冷冻系统那样,存在具有供热介质循环的多台冷冻机的热源系统。这种热源系统中,存在如下构成的热源系统:为了与要供给的热量对应地变更冷冻机的冷冻能力,进行变更冷冻机的运转台数的控制。在这种冷冻系统中,为了抑制控制变量的波动,例如,在专利文献1所记载的冷冻系统中,公开了根据冷冻机的运转台数、运转状态和外部气温等来调节控制增益的方法。
发明内容
发明要解决的课题
但是,若如专利文献1所记载的那样,要根据冷冻机的运转台数、运转状态和外部气温等来调节控制增益,则控制变得复杂,很难进行热源系统的制造和调整。
在对使在热源系统中循环的热介质的状态变化的特定设备进行管理的设备管理系统中,存在不使热源系统复杂化而减少与特定设备的能力有关的无用的变更操作这样的课题。
用于解决课题的手段
第1观点的设备管理装置对使在热源系统中循环的热介质的状态变化的特定设备进行管理,其中,接收热源系统具有的传感器计测出的热介质的状态值,根据与状态值的变化有关的参数,禁止特定设备的能力的变更操作。
第1观点的设备管理装置能够利用简单的结构减少特定设备的能力的无用的变更操作。
第2观点的设备管理装置在第1观点的设备管理装置中,参数包含与规定期间内的状态值的极值的数量和状态值的振幅中的至少一方有关的变量。
第2观点的设备管理装置能够减少状态值不稳定的状况时的不必要的变更操作。
第3观点的设备管理装置在第2观点的设备管理装置中,参数是与规定期间内的状态值的极值的数量和状态值的方差有关的变量。
第3观点的设备管理装置能够提高与状态值的变动的举动对应的不必要的操作的抑制精度。
第4观点的设备管理装置在第1观点~第3观点中的任意一个观点的设备管理装置中,根据参数的值与特定设备的能力的变更次数的关系,决定表示用于禁止特定设备的能力的变更操作的边界的参数的阈值。
第4观点的设备管理装置能够使用阈值,在适当的定时,简单地禁止特定设备的能力的变更操作。
第5观点的热源系统在第1观点~第4观点中的任意一个观点的系统中,报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态。
第5观点的热源系统能够使外部得知管理状态。
第6观点的热源系统具有:特定设备,其使进行循环的热介质的状态变化;传感器,其计测热介质的状态;以及设备管理装置,其接收传感器计测出的热介质的状态值,根据与状态值的变化有关的参数禁止特定设备的能力的变更操作,传感器是测定热介质的温度的温度传感器、测定热介质的流量的流量传感器或测定热介质的压力的压力传感器。
第6观点的热源系统能够利用使用热介质的温度、流量或压力的值作为热介质的状态值的简单的结构,减少特定设备的能力的无用的变更操作。
第7观点的热源系统在第6观点的系统中,特定设备是使热介质的温度变化的热源设备,传感器是测定从热源设备流出来的热介质的温度的出口温度传感器,在由出口温度传感器测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除热源设备使热介质的温度变化的能力的变更操作的禁止。
第7观点的热源系统能够在出口温度与目标温度之差较大而应该变更能力时,适当地进行能力的变更操作。
第8观点的热源系统在第6观点或第7观点的系统中,特定设备是冷却器、冷却塔或泵。
第8观点的热源系统能够利用简单的结构减少冷却器、冷却塔或泵的能力的无用的变更操作。
第9观点的设备管理装置对使在热源系统中循环的热介质的温度变化的热源设备进行管理,其中,根据与热介质的循环流量相关的参数,决定从上次的变更操作起以规定期间禁止变更操作的待机时间,该变更操作是对使热介质的温度变化的热源设备的能力进行变更的操作,在待机时间内,禁止热源设备的能力的变更操作。
第9观点的设备管理装置能够进行取得了热源系统的消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的管理。
第10观点的设备管理装置在第9观点的设备管理装置中,热源设备为多台,变更操作是对正在运转的热源设备的台数进行变更的操作。
第10观点的设备管理装置能够对具有多台热源设备的热源系统进行取得了消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的管理。
第11观点的设备管理装置在第9观点或第10观点的设备管理装置中,参数是与使热介质循环的循环泵的能力、利用热介质的利用侧设备的流量调整程度以及流入利用侧设备的热介质与流出的热介质的压力差中的至少一方有关的变量。
第11观点的设备管理装置能够使用循环泵的能力、流量调整程度和热介质的压力差中的至少一方,容易地决定待机时间。
第12观点的设备管理装置在第9观点或第10观点中的任意一个观点的设备管理装置中,参数是与使热介质循环的循环泵的流量有关的变量、或者与循环泵的流量和热源系统的保有水量有关的变量。
第12观点的设备管理装置使用循环泵的流量决定待机时间,由此,容易使待机时间适合于热介质的循环。
第13观点的设备管理装置在第12观点的设备管理装置中,保有水量是设计书中记载的值、或者是根据设计图中记载的配管长度和配管截面积计算出的值。
第14观点的设备管理装置在第9观点~第13观点中的任意一个观点的设备管理装置中,设备管理装置具有出口温度传感器,该出口温度传感器测定从热源设备流出来的热介质的温度,在由出口温度传感器测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除热源设备使热介质的温度变化的能力的变更操作的禁止。
第14观点的管理装置在热源系统的启动时,能够提高取得了消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的热源设备的管理的精度。
第15观点的管理装置在第9观点~第14观点中的任意一个观点的管理装置中,报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态。
第15观点的管理装置能够使外部得知管理状态。
第16观点的热源系统具有:使进行循环的热介质的温度变化的冷却器、冷却塔或热水器;以及管理装置,其根据与热介质的循环流量相关的参数决定待机时间,禁止对冷却器、冷却塔或热水器的能力进行变更的变更操作,直至从上次的变更操作起的时间间隔超过待机时间为止。
第16观点的热源系统能够对冷却器、冷却塔或热水器进行取得了热源系统的消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的管理。
第17观点的设备管理系统是对热源设备的工作台数进行管理的系统。设备管理系统具有台数决定部和待机时间决定部。台数决定部在与热负荷有关的工作台数的变更条件的成立持续规定的待机时间时,决定工作台数的增加或减少。待机时间决定部根据热负荷预测信息决定待机时间的长度。
由此,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第18观点的设备管理系统在第17观点的系统中,设备管理系统还具有热负荷计算部和蓄积部。热负荷计算部计算热负荷信息。蓄积部蓄积热负荷计算部计算出的热负荷信息。根据蓄积部中蓄积的热负荷信息计算热负荷预测信息。
由此,根据实际的热负荷将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第19观点的设备管理系统在第17观点或第18观点的系统中,待机时间决定部根据热负荷预测信息,在预想到热源设备的工作台数不足的情况下缩短待机时间的长度。或者,待机时间决定部在预想到热源设备的工作台数过多的情况下延长待机时间的长度。
由此,抑制发生热源设备的工作台数不足或热源设备的工作台数过多,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第20观点的设备管理系统在第17观点~第19观点中的任意一个观点的系统中,蓄积部与热负荷信息相关联地蓄积对热负荷进行处理的热源设备的工作台数的信息。
第21观点的设备管理系统在第17观点~第20观点中的任意一个观点的系统中,热负荷计算部根据进入热源设备的热介质的温度即入口温度和从热源设备流出来的热介质的温度即出口温度,计算热负荷信息。蓄积部还将热负荷计算部计算出的热负荷信息以及气象信息和/或热源设备的工作信息相关联地蓄积。
第22观点的设备管理系统在第17观点~第21观点中的任意一个观点的系统中,待机时间决定部在热负荷预测信息中包含的热负荷预测极大值的产生次数为1次的情况下,将从热源设备的工作开始时刻到热负荷预测极大值的产生时刻为止的所需时间除以成为热负荷预测极大值的产生时的热源设备的工作台数所需要的台数增加次数而得到的值决定为待机时间的长度。热负荷预测极大值是热负荷预测信息中包含的热负荷的预测值的极大值。
由此,在热负荷预测极大值的产生次数为1次的情况下,将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第23观点的设备管理系统在第17观点~第22观点中的任意一个观点的系统中,待机时间决定部在热负荷预测信息中包含的热负荷预测极大值的产生次数为多次的情况下,将从热负荷预测信息中包含的热负荷预测极小值产生的时刻到下一个热负荷预测极大值产生为止的待机时间的长度设为从热负荷预测信息中包含的热负荷预测极小值产生的时刻到下一个热负荷预测极大值产生为止的所需时间除以在时间段中进行的增级减级次数而得到的值。热负荷预测极大值是热负荷预测信息中包含的热负荷的预测值的极大值。热负荷预测极小值是热负荷预测信息中包含的热负荷的预测值的极小值。
由此,在热负荷预测极大值的产生次数为多次的情况下,将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第24观点的设备管理系统在第17观点~第22观点中的任意一个观点的系统中,待机时间决定部根据热负荷信息和热源设备的工作台数的信息,计算对热源设备的工作台数进行增级或减级的时刻。进而,待机时间决定部将从变更工作台数起到下一次变更工作台数为止的时间作为待机时间的长度。
由此,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
第25观点的设备管理系统在第17观点~第24观点中的任意一个观点的系统中,设备管理系统还具有偏离信息输出部。偏离信息输出部在热负荷信息和热源设备中的实际的热负荷相比于规定的阈值偏离的情况下,输出偏离信息。
附图说明
图1是示出实施方式的热源系统的结构例的概要的框图。
图2是示出实施方式的热源系统的详细结构例的概要的框图。
图3是用于说明用于禁止特定设备的能力的变更操作的判定的流程的流程图。
图4A是用于说明下拉速率控制的曲线图。
图4B是用于说明下拉速率控制的课题的曲线图。
图4C是用于说明上拉速率控制的曲线图。
图5A是示出振幅较大且周期较长的平缓的温度变化的一例的曲线图。
图5B是示出振幅较小且周期较短的细微的温度变化的一例的曲线图。
图6是用于说明温度变化的种类的曲线图。
图7是用于说明温度变化的极值的数量的曲线图。
图8是用于说明温度变化的方差的曲线图。
图9是用于说明与温度变化有关的参数的值的曲线图。
图10是示出实施方式的热源系统的结构例的概要的框图。
图11是示出实施方式的热源系统的详细结构例的概要的框图。
图12是用于说明与热介质的循环流量相关的参数的一例的曲线图。
图13是用于说明与热介质的循环流量相关的参数的另一例的曲线图。
图14是示出变形例2A的热源系统的结构例的概要的框图。
图15是示出变形例2B的热源系统的结构例的概要的框图。
图16是示出变形例2C的热源系统的结构例的概要的框图。
图17是示出变形例2D的热源系统的结构例的概要的框图。
图18是设备管理系统的概略结构图。
图19是冷却器单元的概略结构图。
图20是示出控制器的结构和功能部的框图。
图21是示出热负荷的曲线图。
图22是示出热负荷的预测值的曲线图。
图23是示出决定待机时间的处理的流程的流程图。
图24是示出热负荷的预测值的曲线图。
具体实施方式
<第1实施方式>
(1)整体结构
如图1所示,热源系统1具有热源设备10、利用侧设备20、流路30、泵40和设备管理装置50。热源设备10是使在热源系统1中循环的热介质的温度变化的设备。换言之,在该实施方式中,热源设备10是使在热源系统1中循环的热介质的状态变化的特定设备。作为热源设备10,例如存在冷却器、冷却塔和热水器。利用侧设备20是利用热介质的设备。作为利用侧设备20,例如存在具有空气处理单元、风机盘管单元和水热交换器的空调机。该实施方式的热源系统1具有3台热源设备11、12、13。在指出热源设备整体时,使用标号“10”,在指出单独的热源设备时,使用标号“11、12、13”。在实施方式中,举例说明了3台热源设备11、12、13,但是,热源系统1具有的热源设备台数也可以是2台,还可以是4台以上。
流路30主要是连接热源设备10和利用侧设备20的配管。热源系统1的热介质通过流路30而在热源设备10与利用侧设备20之间循环。流路30包含有返回集管31和输送集管32。从泵40送出的水借助返回集管31分配给热源设备11~13。在热源设备11~13出来的冷水由输送集管32混合而被送至利用侧设备20。
泵40对流路30的热介质施加压力以使热介质循环。泵40构成为能够变更在流路30中循环的热介质的循环量。作为变更循环量的方法,例如存在如下方法:泵40为可变容量型,被进行逆变器控制,根据逆变器的频率使转速变化,从而使排出量变化。作为其他的变更循环量的方法,例如存在如下方法:并联连接多个以恒定速度旋转的定速泵,变更进行运转的定速泵的台数。
设备管理装置50对热源设备10进行管理。设备管理装置50具有根据与状态值的变化有关的参数判定是否禁止变更操作的功能。设备管理装置50根据与状态值的变化有关的参数,禁止对热源设备10的能力进行变更的变更操作。在该实施方式中,设备管理装置50禁止的变更操作是对正在运转的热源设备10的台数进行变更的操作。
设备管理装置50具有用于进行热源设备10的台数控制的台数控制控制器51。台数控制控制器51包含有判定部52、变更操作禁止部53和报知部54。判定部52根据与状态值的变化有关的参数判定是否禁止变更操作。变更操作禁止部53根据判定部52的判定结果禁止热源设备10的能力的变更操作。设备管理装置50利用报知部54报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态。关于基于报知部54的报知的方法,例如存在利用蜂鸣器报知禁止变更操作的状态的方法、通过在显示装置中显示有无禁止变更操作来报知的方法、通过公共线路发送表示有无报知的信息的方法等。
设备管理装置50例如由计算机实现。设备管理装置50具有控制运算装置和存储装置。控制运算装置能够使用CPU或GPU这样的处理器。控制运算装置读出存储装置中存储的程序,按照该程序进行规定的图像处理和运算处理。进而,控制运算装置能够按照程序将运算结果写入存储装置中,或者读出存储装置中存储的信息。图1示出由控制运算装置实现的设备管理装置50的各种功能块。存储装置能够用作数据库。
关于设备管理装置50,存在设置于设置有热源设备10的建筑物等物业内的情况和设置于从该物业分开的远程地的情况。作为设置于远程地的情况,例如存在在构成为能够与热源设备10进行通信的云服务器(计算机)设置设备管理装置50的情况。
(2)详细结构
这里,说明如下情况:设备管理装置50将热介质的温度作为热介质的状态值,作为与状态值的变化有关的参数,根据热介质的温度变化来禁止特定设备的能力的变更操作。在判定的流程的说明中,对3台热源设备11、12、13是冷却器的情况进行说明。如图2所示,在热源设备10是冷却器111、121、131的情况下,热介质是水,利用流路30从冷却器111、121、131向利用侧设备20输送冷水。热源系统1具有配置于输送集管32的下游的出口温度传感器63。出口温度传感器63检测从输送集管32送出的冷水的温度。判定部52接收出口温度传感器63检测到的冷水的温度作为状态值。
(2-1)热源系统1的结构例
如图2所示,对热源系统1的利用侧设备20是4台风机盘管单元201、202、203、204的情况进行说明。风机盘管单元201~204使用从冷却器111、121、131送来的冷水进行空调对象空间(未图示)的制冷。风机盘管单元201~204分别具有流量调整阀21、空气热交换器22和送风风扇23。空气热交换器22进行从冷却器111、121、131送来的冷水与空调对象空间的空气之间的热交换。流量调整阀21对流过空气热交换器22的冷水的流量进行调整。送风风扇23产生通过空气热交换器22的空气的流动。
热源系统1具有入口温度传感器61、差压传感器62和出口温度传感器63。入口温度传感器61测定返回水温。返回水温是返回到冷却器111、121、131的水的温度。差压传感器62测定被送至风机盘管单元201~204的冷水的压力与从风机盘管单元201~204返回的水的压力的差压。
泵40被进行逆变器控制,能够变更排出量。设备管理装置50以使差压传感器62检测的差压恒定的方式控制泵40的排出量。
(2-2)热源系统1的动作例
冷却器111、121、131分别在内部具有水热交换器(未图示)和冷却器控制器(未图示)。冷却器111、121、131的各冷却器控制器分别按照每个冷却器111、121、131进行控制,以使冷却器111、121、131的各单体的出口水温成为设定水温。设定水温是冷却器111、121、131中的正在运转的设备送出的热介质(水)的温度。
以热源系统1在设定水温7℃、返回水温13℃的稳定状态下运转的情况为例,对热源系统1的动作进行说明。设为在该稳定状态下,冷却器111运转(处于接通状态),冷却器121、131停止(处于断开状态)。此外,设为冷却器111在稳定状态时以最大能力的50%的能力进行运转。
在风机盘管单元201~204的负荷急剧增加时,风机盘管单元201~204必须处理更多的热量。因此,风机盘管单元201~204打开流量调整阀21,使较多的冷水流过空气热交换器22。在流量调整阀21被打开后,差压传感器62检测的差压降低。这样,在差压传感器62检测到差压降低时,接收到该差压传感器62的检测结果的设备管理装置50进行使泵40的排出量增加而使差压返回到原来的状态的控制。
伴随着风机盘管单元201~204的负荷的急剧增加,冷却器111必须处理更多的热量,因此,将能力例如从50%提高到100%。如果即使冷却器111的能力成为100%(最大能力)、能力也不足,则例如返回水温上升而成为19℃,从冷却器111供给的冷水的温度上升到12℃。
设备管理装置50根据冷却器111的能力和返回水温判断进行运转的热源设备10的台数。如上所述,在冷水的温度与设定水温相比上升时,设备管理装置50使冷却器121也运转。将这样增加热源设备10的运转台数的情况称为增级。相反,将减少热源设备10的运转台数的情况称为减级。设备管理装置50根据判定部52的判定结果,利用变更操作禁止部53禁止冷却器121的增级后的运转台数的变更操作。
例如,由于所述冷却器121的增级,随着时间的经过,从输送集管32送出的冷水的水温从12℃变化成10℃,返回水温也从19℃变化成16℃。进而,在时间经过后,例如,冷水的水温从10℃变化成8℃,返回水温也从16℃变化成13℃。但是,从输送集管32送出的冷水的水温为8℃,高于设定温度的7℃,因此,有时热源系统1进一步进行冷却器131的增级。这种情况下,即使冷却器111、121、131以50%的能力运转,热源设备10的能力也过多,从输送集管32送出的冷水的水温降低到6℃(比设定温度低的温度)的可能性高。这样,当热源设备10的能力过多时,热源系统1可能要减级。
为了避免由于上述这种增级而使热源设备10的能力过多,设备管理装置50取得一定时间的出口温度的变化率,禁止变化较大的过渡状态下的增级。
(3)判定的流程
使用图3说明由设备管理装置50的判定部52进行的判定的流程。判定部52使用冷水的温度进行下拉速率控制。判定部52求出出口温度传感器63检测到的冷却器的出口温度的下拉速率。在下拉速率控制中,进行基于一定时间(以下有时称为窗口。)的开始时点和结束时点这2点的温度变化的判断。下拉速率的计算式的一例是下面的(1)式。
下拉速率=(窗口的开始时点的温度-窗口的结束时点的温度)÷(窗口的长度)…(1)
其中,下拉速率的单位是[℃/分钟],窗口的开始时点的温度和窗口的结束时点的温度的单位是[℃],窗口的长度的单位是[分钟]。
例如,在窗口的开始时点的温度为12℃、窗口的结束时点的温度为10℃、窗口的长度为0.5分钟(30秒)的情况下,下拉速率成为4℃/分钟。设预先设定的第1阈值为4℃/分钟,该第1阈值存储于设备管理装置50的存储器(未图示)。判定部52从存储器读出该第1阈值,判定为冷却器的出口温度的下拉速率为第1阈值以上(步骤ST1:是)。
在下拉速率为第1阈值以上的情况下,设备管理装置50禁止进一步的冷却器的增级(步骤ST2)。
在下拉速率小于第1阈值的情况下(步骤ST1:否),过渡状态可能消除,但是,过渡状态也可能未解消。图4A示出增级后的典型的冷水的温度变化。图4A所示的冷水的温度变化是单调减少。但是,在增级后,如图4B所示,冷水的温度有时振动。在温度振动时,判定部52无法进行适当判定的可能性变大。甚至,在温度振动时,变更操作禁止部53无法进行适当的变更操作的禁止的可能性变大。例如,在窗口的公开时点的温度为12℃、且窗口的结束时点的温度为12℃时,在开始时点与结束时点之间,即使一次性降低到10℃(即使处于应该增级的状态),下拉速率也成为0℃/分钟。
为了克服上述这种下拉速率控制的弱点,考虑缩短窗口的长度(从开始时点到结束时点为止的时间)。但是,当缩短窗口的长度时,在温度振动且平缓地变化的情况下,也实施增级禁止,在应该增级的定时无法进行增级,由于冷却器111、121、131的能力不足而对位于风机盘管单元201~204的空调对象空间内的人造成不舒适感的可能性变大。
在如图4B所示温度振动的情况下,在判断为过渡状态时,能够进行更好的下拉速率控制的可能性变高。因此,即使下拉速率为第1阈值以上,判定部52也借助步骤ST3、ST4进行不实施增级禁止的情况下的判断。
判定部52在冷却器的出口温度与设定温度的温度差为规定值以上的情况下(步骤ST3:是),判定为不应该实施增级禁止(步骤ST5)。在图2的结构中,冷却器的出口温度是出口温度传感器63检测到的温度。
判定部52在冷却器的出口温度与设定温度的温度差小于规定值的情况下(步骤ST3:否),对温度(状态值)的变化的参数进行判断(步骤ST4)。在判定部52判定为温度的变化的参数的值为第2阈值以上时(步骤ST4:是),变更操作禁止部53禁止增级(步骤ST2)。相反,在判定部52判定为温度的变化的参数的值小于第2阈值时(步骤ST4:是),变更操作禁止部53不禁止增级(步骤ST5)。
另外,在供给热水的情况下,判定部52进行上拉速率控制。在上拉速率控制中,进行基于一定时间(窗口)的开始时点和结束时点这2点的温度变化的判断。上拉速率的计算式的一例是下面的(2)式。
上拉速率=(窗口的结束时点的温度-窗口的开始时点的温度)÷(窗口的长度)…(2)
其中,上拉速率的单位是[℃/分钟],窗口的开始时点的温度和窗口的结束时点的温度的单位是[℃],窗口的长度的单位是[分钟]。
例如,在窗口的开始时点的温度为20℃、窗口的结束时点的温度为22℃、窗口的长度为0.5分钟(30秒)的情况下,上拉速率成为4℃/分钟。设预先设定的第1阈值为4℃/分钟,该第1阈值存储于设备管理装置50的存储器(未图示)。该情况下,判定部52从存储器读出该第1阈值,判定为冷却器的出口温度的上拉速率为第1阈值以上。在下拉速率为第1阈值以上的情况下,设备管理装置50禁止进一步的冷却器的增级。
在上拉速率小于第1阈值的情况下,过渡状态可能消除,但是,过渡状态也可能未解消。图4C示出增级后的典型的热水的温度变化。图4C所示的热水的温度变化是单调增加。但是,在增级后,热水的温度有时振动。在温度振动时,判定部52无法进行适当判定的可能性变大。甚至,在温度振动时,变更操作禁止部53无法进行适当的变更操作的禁止的可能性变大。
在温度振动的情况下,在判断为过渡状态时,能够进行更好的上拉速率控制的可能性变高。因此,即使上拉速率为第1阈值以上,判定部52也进行不实施增级禁止的情况下的判断。
判定部52在冷却器的出口温度与设定温度的温度差为规定值以上的情况下,判定为不应该实施增级禁止。
判定部52在冷却器的出口温度与设定温度的温度差小于规定值的情况下,对温度(状态值)的变化的参数进行判断。在判定部52判定为温度的变化的参数的值为第2阈值以上时,变更操作禁止部53禁止增级。相反,在判定部52判定为温度的变化的参数的值小于第2阈值时,变更操作禁止部53不禁止增级。
(4)与状态值的变化有关的参数
(4-1)与温度的变化有关的参数
温度的变化存在各种模式。例如,存在振幅较大且周期较长的平缓的温度变化(参照图5A)、振幅较小且周期较短的细微的温度变化(参照图5B)等。图5A和图5B的纵轴是温度,横轴是时间。在图5A和图5B中,示出在温度振动时相对于振幅的中心而上下变化的状况。
说明如下情况:判定部52使用极值的数量和振幅作为与温度的变化有关的参数进行判定。作为与温度的变化有关的参数的极值的数量是在窗口的开始时点与结束时点之间产生的极值的数量。在图5A这样的温度变化中,极值的数量为2,在图5B这样的温度变化中,极值的数量为12。此外,作为与温度的变化有关的参数的振幅是在窗口的开始时点与结束时点之间产生的最大的振幅。在图5A这样的温度变化中,振幅为8,在图5B这样的温度变化中,振幅为1。
图6示出3种不同的温度变化。在图6中,最初的温度变化TC1的振幅为中等程度且细微地振动,第2个温度变化TC2的振幅为中等程度且平缓地振动,最后的温度变化TC3的振幅较大且细微地振动。在对极值的数量和振幅进行相乘时,能够对振动按照图6所示的最后的温度变化TC3、最初的温度变化TC1、第2个温度变化TC2的顺序变激烈的情况进行定量化。
图7示出与最初的温度变化TC1有关的极值的数量NE1、与第2个温度变化TC2有关的极值的数量NE2和与最后的温度变化TC3有关的极值的数量NE3。观察图7可知,最初的温度变化TC1的极值的数量NE1和与最后的温度变化TC3有关的极值的数量NE3比较多,与第2个温度变化TC2有关的极值的数量NE2比较少。
作为与振幅对应的变量,例如存在方差。图8示出与最初的温度变化TC1有关的方差Va1、与第2个温度变化TC2有关的方差Va2和与最后的温度变化TC3有关的方差Va3。观察图8可知,最初的温度变化TC1的方差Va1和与第2个温度变化TC2有关的方差Va2为中等程度,与最后的温度变化TC3有关的方差Va3比较大。
这里,极值的数量×方差是与温度的变化有关的参数的值TP。图9示出与最初的温度变化TC1有关的参数的值TP1、与第2个温度变化TC2有关的参数的值TP2和与最后的温度变化TC3有关的参数的值TP3。
(4-2)增级禁止的第2阈值的决定方法
用于判定增级禁止的第2阈值例如由试运转期间的数据来决定。在实机的试运转期间,观测由出口温度传感器63检测到的温度的变化、与温度的变化有关的参数的值TP和运转台数的变化。例如,如果在参数的值TP3时观测到波动、在参数的值TP1、TP2时未观测到波动,则将第2阈值设定成图9的直线Ln1所示的值。它们满足参数的值TP1、TP2<直线Ln1所示的值<参数的值TP3的关系。例如,如果在参数的值TP2、TP3时观测到波动、在参数的值TP1时未观测到波动,则将第2阈值设定成图9的直线Ln2所示的值。它们满足参数的值TP1<直线Ln2所示的值<参数的值TP2、TP3的关系。
(5)特征
(5-1)
上述的设备管理装置50接收热源系统1具有的出口温度传感器63计测出的热介质的状态值即冷水的温度。该设备管理装置50根据与温度的变化有关的参数,禁止作为特定设备的冷却器111、121、131的能力的变更操作即运转台数的变更。这样,设备管理装置50能够利用具有根据与温度变化有关的参数判定是否禁止能力的变更操作的判定部52这样的简单结构,减少冷却器111、121、131的能力的无用的变更操作。
(5-2)
在上述的设备管理装置50中,作为与状态值的变化有关的参数,使用与规定期间即窗口中的状态值的极值的数量和状态值的振幅有关的变量。作为与状态值的变化有关的参数,也可以使用极值的数量或状态值的振幅。设备管理装置50在与状态值的变化有关的参数中使用与状态值的极值的数量和状态值的振幅中的至少一方有关的变量,由此,能够减少状态值不稳定的状况时的不必要的变更操作。
(5-3)
在上述的设备管理装置50中,作为与状态值的变化有关的参数,使用与规定期间即窗口中的状态值的极值的数量和状态值的方差有关的变量。其结果是,如使用图9说明的那样,上述的设备管理装置50能够根据状态值的变动的举动,高精度地抑制进行不必要的操作的情况。
(5-4)
如使用图9说明的那样,在上述的设备管理装置50中,根据参数的值与特定设备的能力的变更次数的关系,决定表示用于禁止特定设备的能力的变更操作的边界的参数的阈值即第2阈值。其结果是,能够使用图9中直线Ln1、Ln2所示的第2阈值,在适当的定时,简单地禁止特定设备的能力的变更操作。
(5-5)
设备管理装置50利用报知部54报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态,能够使外部得知管理状态。利用该报知,能够使外部得知处于禁止能力的变更的过渡期,热源系统1的能力的调整容易被用户等容许。
(5-6)
为了计测热介质的状态,热源系统1具有的传感器能够使用出口温度传感器63这样的测定热介质的温度的温度传感器、测定热介质的流量的流量传感器或测定热介质的压力的压力传感器。热源系统1能够利用使用由这种传感器测定的热介质的温度、流量或压力的值作为热介质的状态值的简单结构,减少特定设备的能力的无用的变更操作。
(5-7)
为了计测热介质的状态,作为热源系统1,在使用出口温度传感器63时,热源系统1能够在出口温度与目标温度之差较大而应该变更能力时,适当地进行能力的变更操作。
(6)变形例
(6-1)变形例1A
在上述实施方式中,说明了热介质是水的情况,但是,热介质不限于水。热介质例如也可以是载冷剂液、制冷剂或油。
(6-2)变形例1B
在上述实施方式中,作为特定设备,说明了冷却器111、121、131,但是,特定设备不限于冷却器。特定设备例如也可以是冷却器以外的其他热源设备10。关于热源设备11、12、13,能够代替3台冷却器111、121、131而置换为3台冷却塔。该情况下,例如,冷却塔的冷却水进行循环的冷却器成为利用侧设备20。此外,特定设备也可以是热源设备10以外的设备。作为热源设备10以外的特定设备,例如存在热源系统1的泵40。例如,在泵40包含多台定速泵的情况下,设备管理装置50的变更操作禁止部53禁止的能力的变更操作成为多台定速泵的增级减级。
在特定设备是冷却器111、121、131、冷却塔或泵的情况下,能够利用简单的结构减少冷却器111、121、131、冷却塔或泵的能力的无用的变更操作。
(6-3)变形例1C
在上述实施方式中,说明了热介质的状态值是温度的情况,但是,状态值也可以是温度以外的值。例如,能够将在热源系统1的流路30中流动的冷水的流量设为状态值,在流路30设置流量传感器。此外,能够将在热源系统1的流路30中流动的冷水的压力设为状态值,在流路30设置压力传感器。在将流量或压力设为状态值的情况下,特定设备例如是热源设备10或泵40。在将流量或压力设为状态值的情况下,代替入口温度传感器61和出口温度传感器63而使用流量传感器或压力传感器。
(6-4)变形例1D
在上述实施方式中,说明了与状态值的变化有关的参数是与状态值的极值的数量和状态值的振幅中的至少一方有关的变量的情况。但是,与状态值的变化有关的参数不限于与状态值的极值的数量和状态值的振幅中的至少一方有关的变量。设备管理装置50例如能够代替极值的数量而使用周期、频率或波长,作为与状态值的变化有关的参数。设备管理装置50例如能够代替方差而使用标准偏差、最大值与最小值之差或振幅,作为与状态值的变化有关的参数。
<第2实施方式>
(1)整体结构
如图10所示,第2实施方式中的热源系统301具有热源设备310、利用侧设备320、流路330、泵340和设备管理装置350。热源系统1的热介质通过流路330而在热源设备310与利用侧设备320之间循环。流路330包含有返回集管331和输送集管332。从泵340送出的水借助返回集管331分配给热源设备311~313。在热源设备311~313流出来的冷水由输送集管332混合而被送至利用侧设备320。第2实施方式的热源系统301具有3台热源设备311、312、313。
设备管理装置350对热源设备310进行管理。设备管理装置350具有决定待机时间的功能。设备管理装置350从上次的变更操作起以规定期间禁止对热源设备310的能力进行变更的变更操作。禁止热源设备310的能力的变更操作的规定期间的长度为待机时间。设备管理装置350根据与热介质的循环流量相关的参数决定待机时间。设备管理装置350在待机时间内禁止热源设备310的能力的变更操作。换言之,设备管理装置350在经过待机时间后,允许热源设备310的能力的变更操作。在该实施方式中,设备管理装置350禁止的变更操作是对正在运转的热源设备310的台数进行变更的操作。
设备管理装置350具有用于进行热源设备310的台数控制的台数控制控制器351。台数控制控制器351包含有待机时间决定部352和变更操作禁止部353。待机时间决定部352使用与热介质的循环流量相关的参数计算待机时间。变更操作禁止部353仅在待机时间内禁止热源设备310的能力的变更操作,由此,抑制在过渡状态下变更热源设备310的能力。
设备管理装置350例如由计算机实现。图10示出由控制运算装置实现的设备管理装置350的各种功能块。
(2)详细结构
(2-1)热源系统301的结构例
在图11所示的热源系统301中,热介质是水,热源设备311、312、313是冷却器411、421、431,利用侧设备320是4台风机盘管单元501、502、503、504。热源系统301中包含的各结构要素是具有与第1实施方式所示的热源系统的各结构要素相同的功能的各结构要素。风机盘管单元501~504分别具有流量调整阀321、空气热交换器322和送风风扇323。热源系统301具有入口温度传感器361和差压传感器362。泵340被进行逆变器控制,能够变更排出量。设备管理装置350以使差压传感器362检测的差压恒定的方式控制泵340的排出量。
(2-2)热源系统301的动作例
冷却器411、421、431分别在内部具有水热交换器(未图示)和冷却器控制器(未图示)。冷却器411、421、431的各冷却器控制器分别按照每个冷却器411、421、431进行控制,以使冷却器411、421、431的各单体的出口水温成为设定水温。
设备管理装置350根据冷却器411的能力和返回水温判断进行运转的热源设备310的台数。在冷水的温度与设定水温相比上升时,设备管理装置350使冷却器421也运转。设备管理装置350利用待机时间决定部352决定使冷却器421开始运转后的待机时间。为了决定待机时间,设备管理装置350取得与热介质的循环流量相关的参数,根据在流路330中流动的水的流量而使待机时间变化。与循环流量相关的参数在后面说明。
例如,举例说明基准流量为100升/分钟、基准待机时间为60秒的热源系统301。如果是这种热源系统301,则设备管理装置350可以构成为,在使冷却器421开始运转后的流量比基准流量多而为200升/分钟时,将待机时间决定为30秒(=60×100/200)。相反,在增级后的流量比基准流量少、且冷却器421的增级后的流量为50升/分钟时,可以构成为,将待机时间决定为120秒(=60×100/50)。这里,为了容易理解说明,说明了使用流量作为与热介质的循环流量有关的参数的情况,但是,不一定必须计算流量以使用流量作为参数来决定待机时间。例如,也可以预先准备表示流量与待机时间的关系的表,将流量与表对照来决定待机时间。
设备管理装置350利用变更操作禁止部353,在待机时间内禁止冷却器421的增级后的运转台数的变更操作。在经过待机时间后,进而,如果能力不足,则设备管理装置350使冷却器431运转,相反,如果能力过剩,则设备管理装置350使冷却器411或冷却器421的运转停止。
在增级后的待机时间过长的情况下,冷却器421的运转开始后的冷却器431的增级或冷却器411、421的减级延迟。当冷却器431的增级延迟时,经常发生风机盘管单元501~504的能力不足的情况。当风机盘管单元501~504的能力不足时,空调对象空间的温度很难下降,对位于空调对象空间内的人造成不舒适感。
在增级后的待机时间过短的情况下,冷却器421的运转开始后的冷却器431的增级或冷却器411、421的减级过早。当冷却器431的增级过早时,经常发生热源设备310的能力过剩的情况。在发生热源设备310的能力过剩的情况时,消耗无用的能量。
考虑冷却器411、421、431运转而冷却器431的运转停止的减级的情况。在这种减级后的待机时间过短的情况下,冷却器411、421的减级或冷却器431的运转停止后的冷却器431的增级过早。当冷却器411、421的减级过早时,经常发生热源设备310的能力过小的情况。在发生热源设备310的能力过小的情况时,反复进行热源设备310(该情况下为冷却器411、421中的一方)的启停。
在减级后的待机时间过长的情况下,冷却器431的停止后的冷却器431的冷却器411、421的减级或增级延迟。当冷却器411、421的减级延迟时,经常发生热源设备310的能力过剩的情况。在热源设备310的能力过剩时,消耗无用的能量。
认为增级减级不会过早或过晚的适当的待机时间是配管内的水温状态稳定为止所花费的时间。因此,优选待机时间例如根据泵340的流速和冷却器411、421、431的响应性而动态变化。例如,设为由于所述冷却器421的增级而使从输送集管332送出的冷水的水温从13℃变成设定水温的7℃。于是,成为该设定水温的冷水再次返回到泵340,在返回水温中反映出输送集管332的冷水的温度变成7℃的影响。为了不使待机时间过短,优选待机时间设定为比从泵340出来的水再次返回到泵340为止的循环时间长。待机时间存在如下倾向:如果循环流量较多,则循环时间变短,因此,待机时间变短,如果循环量较少,则循环时间变长,因此,待机时间也变长。
在待机时间中,例如,返回水温较高为20℃,因此,冷却器411、421以最大能力的80%的能力运转,从输送集管332送出的冷水的水温下降到10℃。此时,进入风机盘管单元501~504的冷水的温度还保持13℃,在风机盘管单元501~504刚刚流出来的水的温度还较高为20℃。
在经过待机时间后,例如,返回水温降低到13℃,冷却器411、421以最大能力的60%的能力运转。此时,输送集管332的冷水的水温和进入风机盘管单元501~504的冷水的温度均成为设定温度的7℃,在风机盘管单元501~504刚刚流出来的水的温度成为13℃。
(2-3)与循环流量相关的参数
作为与循环流量相关的参数,考虑泵340的能力。例如,如果泵340被进行逆变器控制,则能够使用针对泵340的最大频率的增级后的频率作为参数。例如,如下进行控制等:在设基准频率为50%时,如果泵340的频率为80%,则流量变多,因此缩短待机时间,如果频率为20%,则流量减少,因此延长待机时间。但是,表示泵340的能力的参数不限于频率,例如也可以是转速、根据泵特性曲线求出的排出量等其他参数。例如,设备管理装置350也可以以表形式存储泵340的能力与待机时间的关系。例如,如果预先进行基于实机的测定,则能够制作这种表。
例如,在并联连接多台转速恒定的定速泵而构成泵340的情况下,通过变更定速泵的运转台数,能够调节流量。在这样构成的情况下,设备管理装置350能够使用正在运转的定速泵的台数作为与循环流量相关的参数。
作为与循环流量相关的参数,还考虑使用泵340的能力和配管的阻力。作为与循环流量相关的参数,例如也可以使用风机盘管单元501~504的流量调整阀321的阀开度和泵340的频率。图12所示的曲线Cv1是示出由于风机盘管单元501~504的流量调整阀321的阀开度变小等而使配管阻力变大的情况下的压力与流量的关系的曲线。图12所示的曲线Cv2是示出由于风机盘管单元501~504的流量调整阀321的阀开度以中等程度打开等从而配管阻力成为中等程度的情况下的压力与流量的关系的曲线。图12所示的曲线Cv3是示出由于风机盘管单元501~504的流量调整阀321的阀开度成为全开状态等从而配管阻力变小的情况下的压力与流量的关系的曲线。图12所示的曲线Cv4是示出泵340的运转频率为最大频率的80%时的压力与流量的关系的曲线。图12所示的曲线Cv5是示出泵340的运转频率为最大频率的50%时的压力与流量的关系的曲线。图12所示的曲线Cv6是示出泵340的运转频率为最大频率的20%时的压力与流量的关系的曲线。在流路30中流动的冷水的流量例如成为在泵340的频率为50%且配管阻力为中等程度的情况下跟曲线Cv2与曲线Cv5的交点对应的流量。例如,设备管理装置350也可以以表形式存储泵340的能力、配管的阻力和待机时间的关系。例如,如果预先进行基于实机的测定,则能够制作这种表。
作为与循环流量相关的参数,在泵340为定速泵的情况下,还考虑使用配管的阻力。例如,设备管理装置350也可以以表形式存储配管的阻力与待机时间的关系。例如,如果预先进行基于实机的测定,则能够制作这种表。
作为与循环流量相关的参数,还考虑使用泵340的能力和差压。差压能够由差压传感器362来检测。图13所示的曲线Ln1是示出配管阻力变大的情况下的差压与流量的关系的曲线。曲线Ln2是示出配管阻力为中等程度的情况下的差压与流量的关系的曲线。直线Ln3是示出配管阻力变小的情况下的差压与流量的关系的曲线。图13所示的曲线Cv7是示出泵340的运转频率为最大频率的80%时的差压与流量的关系的曲线。曲线Cv8是示出泵340的运转频率为最大频率的50%时的差压与流量的关系的曲线。曲线Cv9是示出泵340的运转频率为最大频率的20%时的差压与流量的关系的曲线。例如,在泵340的频率为50%且配管阻力为中等程度的情况下成为跟直线Ln2与曲线Cv8的交点对应的流量。例如,设备管理装置350也可以以表形式存储泵340的能力、差压和待机时间的关系。例如,如果预先进行基于实机的测定,则能够制作这种表。另外,差压例如是由差压传感器362检测的差压。
作为与循环流量相关的参数,在泵340为定速泵的情况下,还考虑使用差压。例如,设备管理装置350也可以以表形式存储差压与待机时间的关系。例如,如果预先进行基于实机的测定,则能够制作这种表。
为了使待机时间决定部352决定待机时间,还能够使用泵340的流量与保有水量的关系。在热源系统301中循环的水的保有水量例如能够在设计热源系统301时决定。该决定的保有水量存储于设备管理装置350的存储器(未图示)。这种情况下,保有水量是设计书中记载的值。此外,保有水量还能够使用热源系统301的设计图中记载的配管长度和配管截面积来计算。
流量能够根据泵特性曲线和配管阻力曲线来求出。在简易地决定流量时,在试运转时时,测定泵340的频率或运转台数、风机盘管单元501~504的流量调整阀321和流量的关系,以表形式存储于设备管理装置350的存储器即可。例如,如果保有水量为100升、流量为100升/分钟,则根据100升÷100升/分钟的计算,能够将待机时间计算为1分钟。另外,这是水在热源系统301中循环一周的时间(循环时间)。在考虑热源设备310的响应特性时,还考虑将待机时间设定为比循环时间稍长。待机时间决定部352例如也可以构成为,对循环时间乘以校正系数来设定待机时间。
(3)变形例
(3-1)变形例2A
上述第2实施方式的热源系统301在待机时间内始终禁止变更操作。但是,还能够以如下方式构成设备管理装置350:即使在待机时间内,如果满足规定的条件,则能够解除变更操作的禁止。图14所示的热源系统301具有出口温度传感器63,该出口温度传感器63检测从输送集管332送出的冷水的温度。图14所示的设备管理装置350包含有待机时间决定部352、变更操作禁止部353和变更禁止解除部354。变更禁止解除部354在由出口温度传感器63测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除热源设备310使热介质的温度变化的能力的变更操作的禁止。例如,在目标温度即设定温度为7℃、但是出口温度成为15℃的情况下,热源设备310的能力明显不足。此时,在设为仅冷却器411运转时,优选变更为不仅冷却器421运转,冷却器431也尽快运转。例如,如果将规定值设定为14℃,则在出口温度传感器63检测到15℃的出口温度时,利用变更禁止解除部354,在待机时间内,也能够迅速地从仅冷却器411运转的状态转移到冷却器411、421、431这3台全部运转的状态。
(3-2)变形例2B
如图15所示,变形例2B的热源系统301的设备管理装置350具有报知部355。设备管理装置350利用报知部355报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态。关于基于报知部355的报知的方法,例如存在利用蜂鸣器报知禁止变更操作的状态的方法、通过在显示装置中显示有无禁止变更操作来报知的方法、通过公共线路发送表示有无报知的信息的方法等。
(3-3)变形例2C
关于上述实施方式的热源系统301,举例说明了热源设备311、312、313是冷却器411、421、431的情况。但是,热源设备311、312、313不限于冷却器。作为热源设备311、312、313,例如存在图16所示的这种冷却塔412、422、432。图16所示的热源系统301具有作为热源设备310的冷却塔412、422、432、流路330、泵340和利用侧设备320。借助泵340,冷却水通过流路330而在冷却塔412、422、432和利用侧设备320中循环。利用侧设备320具有冷却器211、空气处理单元212和泵213。利用侧设备320的动作已经在实施方式中进行了说明,因此,这里省略说明。在流路330中循环的冷却水用于对在冷却器211中利用泵213在利用侧设备320中循环的冷水进行冷却。
在图16的热源系统301中,冷却水作为热介质而借助泵340在流路330中循环。关于热源系统301,在稳定状态下,例如,冷却器211的入口的冷却水的温度为20℃,冷却器211的出口的冷却水的温度为26℃。使泵340的频率变化,以使冷却器211的入口与出口的冷却水的温度差成为目标温度差。热源系统301在入口与出口的冷却水的温度差大于目标温度差时,增大泵340的频率。相反,在入口与出口的冷却水的温度差小于目标温度差时,热源系统301减小泵340的频率。
热源系统301根据输送集管332的出口的冷却水的温度对冷却塔412、422、432的台数进行变更。例如,如果输送集管332的出口的冷却水的设定温度为20℃、但是出口温度传感器63检测到的温度比20℃(设定温度)低阈值以上(设定温度-阈值≥检测温度),则进行冷却塔412、422、432的减级。相反,如果出口温度传感器63检测到的温度比20℃(设定温度)高出阈值以上(设定温度+阈值≤检测温度),则进行冷却塔412、422、432的增级。
设备管理装置350在冷却塔412、422、432的增级减级时决定等待时间而禁止变更操作这点与实施方式相同。另外,变形例2C的设备管理装置350和泵340等与实施方式相同标号的部件能够由相同的部件构成。
在增级后的待机时间过长的情况下,与冷却塔412、422、432有关的增级延迟,产生发生冷却器211等的异常停止等不良情况。在产生这种冷却器211的不良情况时,空调对象空间的温度很难下降,对位于空调对象空间内的人造成不舒适感。在增级后的待机时间过短的情况下,与冷却塔412、422、432有关的增级过早,消耗无用的能量。
在减级后的待机时间过短的情况下,与冷却塔412、422、432有关的减级过早,发生冷却塔412、422、432中的任意一方反复进行运转和停止的波动。在减级后的待机时间过长的情况下,与冷却塔412、422、432有关的减级延迟,消耗无用的能量。
(3-4)变形例2D
在变形例2C中,说明了热源设备311、312、313是冷却塔412、422、432的情况,但是,热源设备311、312、313也可以如图17所示是热水器413、423、433。图17所示的热源系统301具有在冷却器411、421、431中循环的流路330a和在热水器413、423、433中循环的流路330b作为流路330。此外,图17所示的热源系统301具有使流路330a的冷水循环的泵340a和使流路330b的热水循环的泵340b作为泵340。作为热水器413、423、433,例如存在锅炉。
利用侧设备320包含有2台空气处理单元221、222。这些空气处理单元221、222例如使用冷水进行空调对象空间(未图示)的制冷,使用热水进行空调对象空间(未图示)的制热。图17的热源单元1具有电磁阀223、224、225、226。如果电磁阀223关闭,则从冷却器411、421、431朝向空气处理单元221的冷水的供给停止。如果电磁阀224关闭,则从冷却器411、421、431朝向空气处理单元222的冷水的供给停止。如果电磁阀225关闭,则从热水器413、423、433朝向空气处理单元221的热水的供给停止。如果电磁阀226关闭,则从热水器413、423、433朝向空气处理单元222的热水的供给停止。
与实施方式同样,管理设备50在冷却器411、421、431的增级减级中决定待机时间,在待机时间内禁止冷却器411、421、431的增级减级的变更操作。此外,管理设备50在热水器413、423、433的增级减级中决定待机时间,在待机时间内禁止热水器413、423、433的增级减级的变更操作。
(3-5)变形例2E
在上述实施方式和变形例中,说明了热介质是水的情况,但是,热介质不限于水。热介质例如也可以是载冷剂液、制冷剂或油。
(4)特征
(4-1)
上述的热源系统301根据与热介质的循环流量相关的参数,利用待机时间决定部352决定待机时间,在待机时间内,利用变更操作禁止部353禁止热源设备310的能力的变更操作。其结果是,热源系统301能够在变更操作不会过早或过晚的适当的定时进行变更操作。由此,设备管理装置350能够进行取得了热源系统301的消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的管理。
(4-2)
在包含多台热源设备311~313的热源设备310的情况下,热源系统301能够在增级减级不会过早或过晚的适当的定时进行增级减级。由此,设备管理装置350能够对具有多台热源设备311~313的热源系统301进行取得了消耗能量的增加的抑制和舒适性的平衡的管理。
(4-3)
使用图12和图13等进行了说明,但是,用于供上述设备管理装置350决定待机时间的与热介质的循环流量相关的参数例如是泵340的能力、流量调整阀321的阀开度和由差压传感器362检测的差压中的至少一方。泵340的能力是与使热介质循环的循环泵的能力有关的变量。流量调整阀321的阀开度是与利用热介质的利用侧设备的流量调整程度有关的变量。由差压传感器362检测的差压是跟流入利用侧设备的热介质与流出的热介质的压力差有关的变量。如上所述,设备管理装置350能够使用循环泵的能力、流量调整程度和热介质的压力差中的至少一方,容易地决定待机时间。
(4-4)
泵340的频率和台数中的至少一方是与使热介质循环的循环泵的流量有关的变量。在上述实施方式中,说明了使用这种泵340的频率和台数中的至少一方决定待机时间的方法。此外,说明了根据泵340的流量和热源系统301的保有水量决定待机时间。设备管理装置350使用循环泵即泵340的流量决定待机时间,由此,容易使待机时间适合于作为热介质的水的循环。
(4-5)
变形例2A中说明的设备管理装置350具有变更禁止解除部354(参照图14)。该变更禁止解除部354在由出口温度传感器63测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除热源设备310使热介质的温度变化的能力的变更操作的禁止。目标温度与出口温度之差变大的状态大多发生于热源系统301的启动时。因此,图14所示的这种设备管理装置350在系统启动时,能够提高取得了热源系统301的消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的热源设备310的管理的精度。
(4-6)
设备管理装置350利用报知部355报知是处于禁止变更操作的状态,还是处于未禁止变更操作的状态,能够使外部得知管理状态。利用该报知,能够使外部得知处于禁止能力的变更的过渡期,热源系统301的能力的调整容易被用户等容许。
(4-7)
热源系统301具有:冷却器411、421、431、冷却塔412、422、432或热水器413、423、433,它们使进行循环的热介质的温度变化;以及设备管理装置350,其根据与热介质的循环流量相关的参数决定待机时间,禁止对冷却器411、421、431、冷却塔412、422、432或热水器413、423、433的能力进行变更的变更操作(例如增级减级的操作),直至从上次的变更操作起的时间间隔超过待机时间。其结果是,热源系统301能够对冷却器411、421、431、冷却塔412、422、432或热水器413、423、433进行取得了热源系统301的消耗能量的增加的抑制与舒适性的平衡的管理。
<第3实施方式>
(1)设备管理系统的概略结构
图18是本发明的一个实施方式的设备管理系统510的概略结构图。设备管理系统510能够将该系统510的热源设备的工作台数保持为最佳,向空调对象空间内供给被调节成最佳温度的空气。设备管理系统510主要设置于楼宇、工厂、医院和酒店等比较大的建筑物内。
如图18所示,这种设备管理系统510主要具有冷却器单元组520、利用单元组530、联络配管L1~L4(相当于第1配管)、连通管L5(相当于第2配管)、泵544a~544f(相当于泵)和控制器580(相当于控制运算部583)。进而,设备管理系统510具有流量计545、电力计546和多个温度检测传感器T1、T2、T3a~T3f、T4a~T4f。
在构成冷却器单元组520的多个冷却器单元5520a~520f(相当于热源设备)内部构成图19所示的制冷剂回路521。进而,如图18所示,冷却器单元组520还与冷却塔570连接,利用它们构成散热回路560。此外,如图18所示,利用泵544a~544f、冷却器单元组520和利用单元组530等构成热介质回路540。
另外,在图18中,为了简便,适当省略了联络配管等设备管理系统510的结构。此外,关于图18所示的设备管理系统510的各结构,不限定其数量,可以适当变更。
(2)设备管理系统的详细结构
(2-1)冷却器单元组和制冷剂回路
本实施方式的冷却器单元组520具有多个冷却器单元520a~520f。各冷却器单元520a~520f是水冷式的热源机,彼此并联连接,包含图19所示的制冷剂回路521。
制冷剂回路521是通过依次连接压缩机522、散热器523、膨胀阀524和蒸发器525等而构成的。在制冷剂回路521内部填充有制冷剂。
压缩机522能够进行运转容量的调节。经由逆变器向压缩机522的马达供给电力。在对逆变器的输出频率进行变更时,马达的转速即旋转速度被变更,压缩机522的运转容量变化。
散热器523具有与制冷剂回路521连接的第1传热管和与散热回路560连接的第2传热管。散热器523使在制冷剂回路521侧的第1传热管内流动的制冷剂与在散热回路560侧的第2传热管内流动的热介质之间进行热交换。
膨胀阀524用于使制冷剂回路521内的制冷剂减压,流出减压后的制冷剂,由电动膨胀阀构成。
蒸发器525具有与制冷剂回路521连接的第3传热管和与热介质回路540连接的第4传热管。蒸发器525使在制冷剂回路521侧的第3传热管内流动的制冷剂与在热介质回路540侧的第4传热管内流动的热介质之间进行热交换。
包含这种制冷剂回路521的各冷却器单元520a~520f对作为热介质的水进行冷却或加热。在本实施方式中,设冷却器单元520a~520f各自的容量限制下限值a2为20%,设容量限制上限值a1为100%。另外,各冷却器单元520a~520f的容量限制下限值a2和容量限制上限值a1能够根据要使用的冷却器单元而适当设定。此外,各冷却器单元520a~520f的容量限制下限值a2和容量限制上限值a1也可以分别设定为其他的值。另外,在本实施方式中,各冷却器单元520a~520f的容量限制下限值a2和容量限制上限值a1是根据负荷对各冷却器单元520a~520f进行控制时的输出(容量)的下限值和上限值。在本实施方式中,利用%(设最大输出为100%、设停止状态下的输出为0%)表示容量限制下限值a2和容量限制上限值a1,但是,也可以利用kW等表示。
(2-2)散热回路
在散热回路560中填充有作为热介质的水。散热回路560主要是通过依次连接各冷却器单元520a~520f内的散热器523、水泵561和冷却塔570而构成的。水泵561能够进行排出流量的调节,使散热回路560内的水循环。在冷却塔570中,在散热回路560中循环的水被冷却。
另外,在图18中,对水泵561标注的箭头表示散热回路560中的水的流动方向。
(2-3)热介质回路、流量计和温度检测传感器
热介质回路540构成填充有作为热介质的水的闭合回路。热介质回路540主要是利用联络配管L1~L4依次连接泵544a~544f、各冷却器单元520a~520f内的蒸发器525、旁通阀543旁通阀543、构成利用单元组530的各利用单元530a、530b、530c内的利用侧热交换器533a、533b、533c和利用侧阀532a、532b、532c而构成的。进而,热介质回路540是利用连通管L5连接各冷却器单元520a~520f的入口侧和出口侧而构成的。
具体而言,联络配管L1的一端与成为各冷却器单元520a~520f的出口侧的蒸发器525的一端连结,另一端与输送集管542连结。联络配管L2的一端与输送集管542的流出口连结。联络配管L2的另一端侧在中途分支,其分支末端部与成为各利用单元530a~530c的入口侧的利用侧热交换器533a~533c连结。联络配管L3的一端与成为各利用单元530a~530c的出口侧的各利用侧阀532a~532c的出口侧连结。联络配管L3的另一端侧在中途汇合,其汇合末端部与返回集管541连结。联络配管L4根据冷却器单元520a~520f的数量来设置。各联络配管L4的一端与返回集管541连结,另一端与成为各冷却器单元520a~520f的入口侧的蒸发器525的另一端连结。即,联络配管L1~L4将冷却器单元520a~520f和利用单元530a~530c连接成环状。作为热介质的水在联络配管L1~L4的内部流动。
而且,连通管L5经由输送集管542和返回集管541连接全部冷却器单元520a~520f的入口侧和出口侧(具体而言为蒸发器525的入口侧和出口侧)。具体而言,与各冷却器单元520a~520f的入口侧连接的联络配管L1与输送集管542连接,与各冷却器单元520a~520f的出口侧连接的联络配管L4与返回集管541连接。连通管L5连接该输送集管542和返回集管541,由此,能够不经由利用单元530a~530c而将冷却器单元520a~520f的入口侧和出口侧连接起来。在连通管L5内,从冷却器单元520a~520f流出的作为热介质的水中的、未在利用单元530a~530c内流动的水向返回集管541侧流动。即,可以说连通管L5是用于使利用单元530a~530c中未利用的量的水再次返回到冷却器单元520a~520f的管。
泵544a~544f与各冷却器单元520a~520f对应地设置于联络配管L4上。泵544a~544f是能够进行容量调整、且能够调整排出容量的容量可变型的泵,利用控制器580进行逆变器驱动。在图18中,如对泵544a~544f标注的箭头所示,这种泵544a~544f将从各利用单元30a~30f(更具体而言为各利用侧阀532a~532c)流出的作为热介质的水送至各冷却器单元520a~520f,由此,使热介质回路540内的水循环。换言之,泵544a~544f使在联络配管L1~L4内流动的热介质(即水)在冷却器单元520a~520f与利用单元530a~530c之间循环。
旁通阀543对在冷却器单元520a中流动的水的流量进行调节。在冷却器单元520a中流动的水的流量由旁通阀543的开度来决定。
另外,关于各利用单元530a、530b、530c内的利用侧阀532a~532c和利用侧热交换器533a~533c,在“(2-4)利用单元组”中进行说明。
进而,在热介质回路540安装有流量计545和多个传感器T1、T2、T3a~T3f、T4a~T4f。流量计545安装于联络配管L3上的、从各利用单元530a~530c流出的水汇合后流动的部分、且安装于返回集管541的近前侧。流量计545计测在利用单元530a~530c中流动的水的流量的总量。
温度检测传感器T1安装于联络配管L2上的、该配管L2分支前的部分、且第2输送集管543附近。温度检测传感器T1检测在联络配管L2内流动的作为热介质的水的温度。温度检测传感器T2安装于联络配管L3上的、该配管L3汇合后的部分、且返回集管541附近。温度检测传感器T2检测在联络配管L3内流动的作为热介质的水的温度。温度检测传感器T3a~T3f与各冷却器单元520a~520f对应地设置于联络配管L4上的、冷却器单元520a~520f的入口附近。温度检测传感器T3检测在各联络配管L4内流动的作为热介质的水的温度、即各冷却器单元520a~520f的入口温度b1。温度检测传感器T4a~T4f与各冷却器单元520a~520f对应地设置于联络配管L1上的、冷却器单元520a~520f的出口附近。温度检测传感器T4检测在各联络配管L1内流动的作为热介质的水的温度、即各冷却器单元520a~520f的出口温度b2。
控制器580取得由流量计545和温度检测传感器T1~T2、T3a~T3f、T4a~T4f检测到的信息,用于各种控制。
(2-4)利用单元组
如图18所示,利用单元组530由彼此并联连接的多个利用单元530a~530c构成。
各利用单元530a~530c具有大致长方体形状的壳体531a~531c。在各壳体531a~531c的内部形成有供空气流通的空气通路。在空气通路的流入端连接有吸入管道的一端,在空气通路的流出端连接有供气管道的一端。吸入管道和供气管道的另一端分别与空调对象空间连接。
在各壳体531a~531c的内部配备有构成热介质回路540的利用侧阀532a~532c和利用侧热交换器533a~533c以及送风风扇536a、536b、536c。
利用侧阀532a~532c对在利用侧热交换器533a~533c中分别流动的水的量进行调节。即,在利用单元530a~530c中流动的水的流量由利用侧阀532a~532c各自的开度来决定。
利用侧热交换器533a~533c使空调对象空间内的空气与热介质回路540内的水之间进行热交换,使空气冷却。具体而言,利用侧热交换器533a~533c是具有多个传热翅片和贯通该传热翅片的传热管的翅片管式的热交换器。在热介质回路540中循环的水在利用侧热交换器533a~533c具有的传热管中流动,水的热经由传热管和传热翅片供给到空气,由此,空气被冷却。
送风风扇36a~36c是能够利用逆变器控制使转速阶段地变化、且能够对被冷却的空气的送风量进行调节的送风机。
(2-5)系统控制器
控制器580用于对设备管理系统510进行集中控制。控制器580在后面详细叙述。
(3)设备管理系统的基本动作
接着,对设备管理系统510的运转动作进行说明。设备管理系统510能够进行对空气进行冷却的制冷运转。另外,设备管理系统510也可以构成为,除此以外还能够进行制热运转、除湿运转、加湿运转。
(3-1)制冷运转
在图21所示的制冷运转中,进行压缩机522、泵544a~544f和送风风扇36a~36c的运转。
在制冷运转中,在制冷剂回路521中进行冷冻循环。具体而言,由压缩机522压缩后的制冷剂在散热器523中向在散热回路560中流动的水散热而冷凝。由散热器523冷却后的制冷剂在由膨胀阀524减压后,在蒸发器525中从在热介质回路540中流动的水吸热而蒸发。由蒸发器525蒸发后的制冷剂被吸入到压缩机522而被压缩。另外,由散热器523加热后的在散热回路560中流动的水在冷却塔570中向室外空气散热。在热介质回路540中,由制冷剂回路521的蒸发器525冷却后的水在各利用侧热交换器533a~533c中对在各壳体531a~531c内的空气通路中流动的空气进行冷却。通过各利用侧热交换器533a~533c后的水返回到制冷剂回路521的蒸发器525再次被冷却。在热介质回路540中,水在蒸发器525中从制冷剂得到的冷热被输送到各利用侧热交换器533a~533c而被供给到空气。
在各利用单元530a~530c中,如上所述,利用吸入管道从空调对象空间取入的室内空气在壳体531a~531c内的空气通路中流动。该空气在各利用侧热交换器533a~533c中被热介质回路540的水冷却而被除湿。由各利用侧热交换器533a~533c冷却后的空气作为供给空气经由供气管道供给到各空调对象空间。
(4)与系统控制器有关的详细说明
图20是示意地示出本实施方式的控制器580的结构和与该控制器580连接的各种设备的框图。如图20所示,控制器580由计算机实现。控制器580具有控制运算装置和存储装置。控制运算装置能够使用CPU或GPU这样的处理器。存储装置由RAM、ROM和计算机可读取的存储介质等构成。存储装置能够用作数据库。控制运算装置读出存储装置中存储的程序,按照该程序进行规定的信息的加工/运算处理。进而,控制运算装置能够按照程序将运算结果写入存储装置中,或者读出存储装置中存储的信息。如图20所示,控制器580具有取得部581、存储部582、控制运算部583和输出部584。
(4-1)取得部
取得部581是从与该控制器580连接的各种设备等取得用于计算热负荷信息c1和热负荷预测信息c3等的各种信息的接口。
具体而言,取得部581取得各温度检测传感器T3a~T3f、T4a~T4f的检测结果即冷却器单元520a~520f的入口温度b1和出口温度b2,作为用于计算热负荷信息c1的信息。
此外,取得部581取得冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3、冷却器单元520a~520f的实际的工作信息b4和气象信息b5等,作为用于计算热负荷预测信息c3的信息。冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3包含各个冷却器单元520a~520f是否正在工作的信息。冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3例如示出冷却器单元520a~20c进行工作、冷却器单元20d~20f未进行工作,同时示出冷却器单元520a~520f这6台中的3台正在工作。冷却器单元520a~520f的实际的工作信息b4包含各个冷却器单元520a~520f中的工作状况的信息。冷却器单元520a~520f的工作信息b4例如示出冷却器单元520a以容量的80%进行工作、冷却器单元520f以0%的容量进行工作(未进行工作)。气象信息b5是从设置于设备管理系统510的传感器或外部系统接收的信息,是表示设备管理系统510附近的外部气温、天气、湿度等的信息。冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3、冷却器单元520a~520f的实际的工作信息b4和气象信息b5与热负荷信息c1相关联地存储于存储部582。
另外,取得部581也可以适当地取得上述以外的信息。取得部581以任意的时间间隔(例如每1分钟)或根据来自外部的系统的请求来取得这些信息。取得部581取得的各种信息分别存储并蓄积于存储部582的适当区域。
(4-2)存储部582
存储部(蓄积部)582分别存储并蓄积程序中使用的信息、取得部581取得的信息、以及控制运算部583通过运算等而加工/生成的信息等。另外,为了便于说明,对作为程序中使用的信息而预先存储于存储部582的信息附加a作为后缀,对取得部581中取得并蓄积的信息附加b作为后缀,对控制运算部583中加工/生成的信息附加c作为后缀。另外,各种信息的取得路径不限于此。
存储部582存储各冷却器单元520a~520f的容量限制下限值a2、容量限制上限值a1和工作优先顺位a3作为程序中使用的信息。工作优先顺位a3是使各冷却器单元520a~520f工作的顺位。
此外,存储部582存储由设备管理系统510的管理者等预先设定的第1待机时间a4作为程序中使用的信息。第1待机时间a4是表示用于供设备管理系统510对冷却器单元520a~520f的工作台数进行变更的待机时间的信息。后述的控制运算部583的台数决定部在预先设定的台数变更条件在第1待机时间a4内持续成立的情况下,增加冷却器单元520a~520f的工作台数。台数变更条件例如能够如正在工作的冷却器单元520a~520f的输出以85%以上进行工作的情况等那样预先设定。另外,在利用后述的控制运算部583的待机时间决定部583d计算出第2待机时间c6的情况下,工作台数决定部583f根据第2待机时间c6增加冷却器单元520a~520f的工作台数。
存储部582能够根据取得部581取得了各个信息的时刻,相关联地存储取得部581取得的入口温度b1和出口温度b2、冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3、冷却器单元520a~520f的工作信息b4以及气象信息b5。
存储部582蓄积热负荷信息c1、热负荷极大值c2、热负荷预测信息c3、热负荷预测极大值c4、工作台数预测信息c5、第2待机时间c6的信息和偏离信息c7作为控制运算部583通过运算等而加工/生成的信息。
热负荷信息c1是表示后述的控制运算部583的功能部即热负荷计算部583e计算出的热负荷的信息。在本实施方式中,热负荷信息c1使用存储部582中存储的冷却器单元520a~520f的入口温度b1和出口温度b2的信息来计算,但是,热负荷信息c1也可以使用设备管理系统510的除此以外的信息来计算。利用热负荷计算部583e,每隔规定时间(例如每1分钟)计算热负荷信息c1,与预先设定的每个期间(例如设备管理系统510的工作时间段即9时~20时)相关联地蓄积于存储部582。图21将存储部582中蓄积的热负荷信息c1表示为曲线图。
存储部582中蓄积的热负荷信息c1中的、预先设定的期间(某日9时~20时)内的热负荷的极大值和极大值产生的时刻作为该期间内的热负荷极大值c2而与热负荷信息c1相关联地蓄积于存储部582。例如,图4中的热负荷极大值c2是13时的时点的热负荷的值。
热负荷预测信息c3是控制运算部583的功能部即热负荷预测部583a计算出的信息,是表示将来的规定的期间(例如下一日的9时~20时)内的热负荷的预测值的信息。本实施方式中的热负荷预测信息c3根据存储部582中存储的热负荷信息c1、热负荷极大值c2、冷却器单元520a~520f的实际的工作信息b4和气象信息b5等信息来计算。热负荷预测部583a计算每隔规定间隔(例如每1分钟)的热负荷的预测值,计算出的热负荷的预测值与预先设定的每个期间(例如设备管理系统510的工作时间段即9时~20时)相关联地蓄积于存储部582。例如,图22的热负荷预测信息c3将根据图21的热负荷信息c1、热负荷极大值c2、冷却器单元520a~520f的工作信息b4和气象信息b5计算出的热负荷预测信息c3表示为曲线图。
另外,图22的纵轴所示的工作台数预测信息c5表示对热负荷进行处理所需要的冷却器单元520a~520f的工作台数,由工作台数预测部583b来计算。
热负荷预测信息c3中的、预先设定的期间内的热负荷的预测值中的极大值作为该期间内的热负荷预测极大值c4蓄积于存储部582。例如,图22中的热负荷预测极大值c4是13时的热负荷的预测值。
偏离信息c7是控制运算部583的功能部即偏离判定部583g计算出的信息,是表示热负荷预测信息c3(热负荷的预测值)和实际的热负荷信息c1(实际的热负荷的值)的偏离程度的信息。例如,在热负荷预测信息c3和实际的热负荷信息c1完全一致的情况下,偏离信息c7为0%。另一方面,在热负荷预测信息c3和实际的热负荷信息c1不同的情况下,偏离信息c7根据其程度而成为1%以上的值。另外,在本实施方式中,偏离信息c7利用%表示,但是,也可以利用除此以外的单位等表示。
(4-3)控制运算部
控制运算部583具有作为利用控制运算装置和存储装置来实现其功能的功能部的热负荷预测部583a、工作台数预测部583b、待机时间判断部583c、待机时间决定部583d、热负荷计算部583e、工作台数决定部583f和偏离判定部583g。
热负荷预测部583a计算热负荷预测信息c3。热负荷预测部583a计算出的热负荷预测信息c3蓄积于存储部582。
工作台数预测部583b根据热负荷预测部583a计算出的热负荷预测信息c3和冷却器单元520a~520f的容量(能力),计算工作台数预测信息c5。工作台数预测信息c5是表示对该热负荷预测信息c3中包含的热负荷的预测值进行处理所需要的冷却器单元520a~520f的工作台数的信息。工作台数预测信息c5与热负荷预测信息c3相关联地蓄积于存储部582。
待机时间判断部583c进行如下判断:通过基于第1待机时间a4的冷却器单元520a~520f的工作台数的增级,是否能够对热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极大值c4进行处理。具体而言,待机时间判断部583c进行如下判断:从冷却器单元520a~520f的工作开始时刻到热负荷预测极大值c4产生的时刻为止,是否能够增级到对热负荷预测极大值c4进行处理所需要的冷却器单元520a~520f的工作台数。在待机时间判断部583c判断为能够进行上述处理的情况下,后述的工作台数决定部583f根据第1待机时间a4进行工作台数的增级的判断。另一方面,在待机时间判断部583c判断为不能进行上述处理的情况下,后述的工作台数决定部583f根据存储部582中蓄积的第2待机时间c6进行工作台数的增级的判断。
待机时间决定部583d计算表示第2待机时间c6的信息。第2待机时间c6是表示根据热负荷预测信息c3计算出的待机时间的长度的信息。在热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极大值c4为1个的情况下,从将来的规定的期间的开始到热负荷预测极大值c4的产生时刻为止的经过时间除以用于对热负荷预测极大值c4进行处理的冷却器单元520a~520f的工作台数的增级次数,来计算本实施方式中的第2待机时间c6的信息。例如,关于根据图22的热负荷预测信息c3计算出的第2待机时间c6,从开始到热负荷预测极大值c4为止的经过时间即48小时(从9时到13时为止)除以增级次数即5(从1台到6台),第2待机时间c6为48分钟。待机时间决定部583d中计算出的第2待机时间c6存储于存储部582。
热负荷计算部583e根据入口温度b1和出口温度b2计算冷却器单元520a~520f中要处理的实际的热负荷的值,作为热负荷信息c1。热负荷计算部583e例如按照每1分钟计算热负荷信息c1。热负荷计算部583e中计算出的热负荷信息c1蓄积于存储部582。
工作台数决定部583f在预先设定的台数变更条件在第1待机时间a4或第2待机时间c6内持续成立的情况下,决定增加冷却器单元520a~520f的工作台数。当在工作台数决定部583f中决定增加冷却器单元520a~520f的工作台数时,向冷却器单元520a~520f传递该意思的信息,任意一个冷却器单元20b~20f开始工作。
偏离判定部583g判断由热负荷预测部583a计算出且存储于存储部582的热负荷预测信息c3与由取得部581取得且存储于存储部582的实际的热负荷信息c1的偏离程度,生成偏离信息c7作为表示偏离程度的信息。偏离信息c7存储于存储部582。另外,偏离判定部583g每隔规定时间(例如每1分钟)判断偏离程度,生成偏离信息c7。
(4-4)输出部
输出部584是能够输出存储部中蓄积的信息等的显示器、触摸面板或扬声器等。输出部584能够作为输出存储部582中存储的偏离信息c7的偏离信息c7输出部发挥功能。
(5)待机时间决定处理
图23示出本实施方式的设备管理系统510中的决定待机时间的处理的流程。
如图23所示,控制运算部583的热负荷预测部583a根据存储部582中蓄积的存储部582中存储的热负荷信息c1、极大预测信息、极小预测信息、冷却器单元520a~520f的工作信息b4和气象信息b5等信息,计算出热负荷预测信息c3(步骤ST1)。
这里,热负荷预测部583a计算出预先设定的将来的规定期间(例如下一日的9时~20时)内的每隔规定间隔(例如每1分钟)的热负荷预测信息c3。热负荷预测部583a中计算出的(多个)热负荷信息c1蓄积于存储部582(步骤ST2)。此时,将热负荷信息c1中的、该规定期间内的热负荷预测极大值和极大值产生的时刻与热负荷信息c1相关联地存储于存储部582(步骤ST3)。此外,工作台数预测部583b根据热负荷预测信息c3和冷却器单元520a~520f的容量计算出工作台数预测信息c5,与热负荷预测信息c3相关联地存储于存储部582(步骤ST4)。这里,热负荷预测信息、极大预测信息和工作台数预测信息c5例如也可以如图22所示的曲线图那样相关联地存储。
接着,控制运算部583的待机时间判断部583c进行如下判断:通过基于第1待机时间a4的处理,是否能够对热负荷预测极大值进行处理(步骤ST5)。具体而言,例如,在步骤ST1中计算出的热负荷预测信息c3为图22的情况下,热负荷极大值c2是13时的时点的热负荷的值。此外,为了对该热负荷进行处理,需要6台冷却器单元520a~520f。
这里,例如,在预先由设备管理系统510的管理者等设定的第1待机时间a4为30分钟的情况下,在13时的时点能够使6台冷却器单元520a~520f工作。因此,由待机时间判断部583c进行能够处理(是)的意思的判断。当进行了该判断时,设备管理系统510进行利用第1待机时间a4增加工作台数的控制。具体而言,设备管理系统510根据程序,在预先设定的台数变更条件在第1待机时间a4内持续成立的情况下,决定进行增加冷却器单元520a~520f的工作台数的控制(步骤ST6)。
另一方面,例如,在预先设定的第1待机时间a4为1小时的情况下,为了使6台冷却器单元520a~520f工作,需要5小时,在13时的时点不能使6台冷却器单元520a~520f工作。因此,由待机时间判断部583c进行不能处理(否)的意思的判断。当进行了该判断时,待机时间判断部583c决定进行利用由待机时间决定部583d计算出的第2待机时间c6增加工作台数的控制(步骤ST7)。
在步骤ST7中,待机时间决定部583d将从将来的规定期间的公开时刻(例如9时)到热负荷预测极大值c4的产生时刻(例如13时)为止的经过时间除以用于对热负荷预测极大值c4进行处理的冷却器单元520a~520f的工作台数的增级次数来进行计算。例如,在该经过时间为图22所示的4小时、工作台数的增级次数为5次的情况下,第2待机时间c6为48分钟。
如上述所示,设备管理系统510通过该处理来判断是根据第1时间进行冷却器单元520a~520f的增级处理,还是根据第2时间进行冷却器单元520a~520f的增级处理。工作台数决定部583f在预先设定的台数变更条件在第1待机时间a4或第2待机时间c6内持续成立的情况下,决定增加冷却器单元520a~520f的工作台数(步骤ST8)。
(6)特征
(6-1)
本实施方式的设备管理系统510是对作为热源设备的冷却器单元520a~520f的工作台数进行管理的系统。设备管理系统510具有工作台数决定部583f和待机时间决定部583d。工作台数决定部583f在与热负荷有关的工作台数的变更条件的成立持续规定的待机时间时,决定增加工作台数。待机时间决定部根据热负荷预测信息c3决定待机时间的长度。
以往,在导入多台热源设备的系统中,存在根据热负荷而使热源设备的工作台数变化的系统。在这种系统中,有时根据过去的热负荷的信息进行热负荷的预测,决定热源设备的工作台数。但是,在基于过去的热负荷的信息的预测中,根据热源设备的工作条件或气象条件,有时热源设备的工作时的实际的热负荷与过去的热负荷的信息大幅偏离。当在这种状态下使系统工作时,对热源设备施加较大的负担,并且导致额外的电力消耗。
本实施方式的设备管理系统510通过采取上述结构,决定用于对热源设备的工作台数进行变更的待机时间。由此,能够根据过去的热负荷的信息进行热负荷的预测,根据热源设备的工作时的实际的热负荷进行热源设备的工作台数的管理。本实施方式的设备管理系统510适当地管理热源设备的工作台数,由此抑制热源设备的负担,有助于抑制额外的电力消耗。
(6-2)
本实施方式的设备管理系统510还具有热负荷计算部583e和作为蓄积部的存储部582。热负荷计算部583e计算热负荷信息c1。存储部582蓄积热负荷计算部583e计算出的热负荷信息c1。根据存储部582中蓄积的热负荷信息c1计算热负荷预测信息c3。
由此,有助于进行更加准确的热负荷的预测,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
(6-3)
在本实施方式的设备管理系统510中,待机时间决定部583d根据热负荷预测信息c3,在预想到冷却器单元520a~520f的工作台数不足的情况下缩短待机时间的长度。或者,待机时间决定部583d在预想到冷却器单元520a~520f的工作台数过多的情况下延长待机时间的长度。
由此,有助于进行更加准确的热负荷的预测,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
(6-4)
本实施方式的设备管理系统510的存储部582与热负荷信息c1相关联地蓄积对热负荷进行处理的冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3。
(6-5)
本实施方式的设备管理系统510的热负荷计算部583e根据进入冷却器单元520a~520f的热介质的温度即入口温度和从冷却器单元520a~520f流出来的热介质的温度即出口温度计算热负荷信息c1。存储部582还将热负荷计算部583e计算出的热负荷信息c1以及气象信息b5和/或冷却器单元520a~520f的工作信息相关联地蓄积。
由此,有助于进行更加准确的热负荷的预测,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
(6-6)
本实施方式的设备管理系统510的待机时间决定部583d在热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极大值c4的产生次数为1次的情况下,将从冷却器单元520a~520f的工作开始时刻到热负荷预测极大值c4的产生时刻为止的所需时间除以成为热负荷预测极大值c4的产生时的冷却器单元520a~520f的工作台数所需要的台数增加次数而得到的值决定为待机时间的长度。热负荷预测极大值c4是热负荷预测信息c3中包含的热负荷的预测值的极大值。
由此,有助于进行更加准确的热负荷的预测,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
(6-7)
本实施方式的设备管理系统510的待机时间决定部583d根据热负荷信息c1和冷却器单元520a~520f的工作台数的信息b3,计算对冷却器单元520a~520f的工作台数进行增级的时刻。进而,待机时间决定部583d将从变更工作台数起到下一次变更工作台数为止的时间设为待机时间的长度。
由此,有助于进行更加准确的热负荷的预测,有助于将热源设备的工作台数控制成适当的台数。
(6-8)
本实施方式的设备管理系统510还具有偏离信息输出部584。偏离信息输出部584在热负荷信息c1和冷却器单元520a~520f中的实际的热负荷相比于规定的阈值偏离的情况下,输出热负荷偏离信息c7。
(7)变形例
(7-1)变形例1
在上述实施例中,说明了决定增加冷却器单元520a~520f的工作台数的处理,但是,本实施方式的设备管理系统510还能够利用于决定减少冷却器单元520a~520f的工作台数的处理。
在本实施方式的设备管理系统510中,存储部582也可以存储由设备管理系统510的管理者等预先设定的用于减少工作台数的第3待机时间。第3待机时间是表示用于供设备管理系统510减少冷却器单元520a~520f的工作台数的待机时间的信息。控制运算部583的台数决定部在预先设定的台数变更条件在第3待机时间内持续成立的情况下,减少冷却器单元520a~520f的工作台数。台数变更条件例如能够如正在工作的冷却器单元520a~520f的输出以50%以下进行工作的情况等那样预先设定。另外,在利用控制运算部583的待机时间决定部583d计算出第4待机时间的情况下,工作台数决定部583f根据第4待机时间减少冷却器单元520a~520f的工作台数。
第4待机时间是表示根据热负荷预测信息c3计算出的待机时间的长度的信息,在热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极大值c4为1个的情况下,将从热负荷预测极大值c4的产生时刻到将来的规定的期间的结束时刻为止的经过时间除以所需要的减级次数来进行计算。例如,在图22所示的情况下,从热负荷预测极大值c4的产生时刻到将来的规定的期间的结束时刻为止的经过时间为7小时(从13时到20时),所需要的减级次数为5次(从6台到1台)。由此,第4待机时间为84分钟。
由此,本实施方式的设备管理系统510能够根据过去的热负荷的信息进行热负荷的预测,根据热源设备的工作时的实际的热负荷进行热源设备的工作台数的管理。本实施方式的设备管理系统510适当地管理热源设备的工作台数,由此抑制热源设备的负担,有助于抑制额外的电力消耗。
(7-2)变形例2
在上述实施例中,说明了热负荷信息c1中包含的峰值负荷的产生次数为1次的情况,但是,在峰值负荷的产生次数为多次的情况下,也能够利用本实施方式的设备管理系统510。
例如,图24示出与图22不同的期间(不同日的9时~20时)的热负荷预测信息c3。在图24中,热负荷预测极大值c4是13时的时点的热负荷的预测值和15时的时点的热负荷的预测值。另一方面,图24的2个热负荷预测极大值c4之间的热负荷的极小值作为预先设定的期间内的热负荷预测极小值c8而蓄积于存储部582。预先设定的期间内的热负荷预测极大值c4和热负荷预测极小值c8彼此关联地蓄积于存储部582。另外,预先设定的期间内的热负荷预测极大值c4也可以是1个或多个,热负荷预测极小值c8也可以是1个或多个、或者0个(没有热负荷预测极小值c8)。
待机时间决定部583d在存在多个热负荷预测极大值c4的情况下,计算从热负荷预测极小值c8的产生时刻到下一个热负荷预测极大值c4的产生时刻为止的待机时间作为第5待机时间。从热负荷预测极小值c8的产生时刻到下一个热负荷预测极大值c4的产生时刻为止的经过时间除以该经过时间内的增级次数,来计算第5待机时间。例如,在图24所示的热负荷预测信息c3中,该经过时间为1小时(从14时到15时),增级次数为1次(从5台到6台),因此,第5待机时间为30分钟。
本实施方式的设备管理系统510的待机时间决定部583d在热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极大值c4的产生次数为多次的情况下,将从热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极小值c8产生的时刻到下一个热负荷预测极大值c4产生为止的待机时间的长度设为从热负荷预测信息c3中包含的热负荷预测极小值c8产生的时刻到下一个热负荷预测极大值c4产生为止的所需时间除以在时间段内进行的增级减级次数而得到的值。热负荷预测极大值c4是热负荷预测信息c3中包含的热负荷的预测值的极大值。热负荷预测极小值c8是热负荷预测信息c3中包含的热负荷的预测值的极小值。
以上说明了本发明的实施方式,但是,能够理解为能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下进行方式和详细情况的多种变更。
标号说明
1 热源系统
10、11、12、13 热源设备(特定设备的例子)
40 泵(特定设备的例子)
50 设备管理装置
111、121、131 冷却器(特定设备的例子)
62 差压传感器
63 出口温度传感器
301 热源系统
310、311、312、313 热源设备
320 利用侧设备
340 泵
350 管理装置
363 出口温度传感器
411、421、431 冷却器
412、422、432 冷却塔
413、423、433 热水器
510 设备管理系统
520a~520f 热源设备
582 蓄积部
583d 待机时间决定部
583e 热负荷计算部
583f 工作台数决定部
584 偏离信息输出部
b1 入口温度
b2 出口温度
b3 工作台数的信息
b5 气象信息
c1 热负荷信息
c3 热负荷预测信息
c4 热负荷预测极大值
c7 偏离信息
c8 热负荷预测极小值
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-89742号公报

Claims (25)

1.一种设备管理装置(50),其对使在热源系统(1)中循环的热介质的状态变化的特定设备(10、11、12、13、40、111、121、131)进行管理,其中,
接收所述热源系统具有的传感器计测出的所述热介质的状态值,
根据与所述状态值的变化有关的参数,禁止所述特定设备的能力的变更操作。
2.根据权利要求1所述的设备管理装置(50),其中,
所述参数包含与规定期间内的所述状态值的极值的数量和所述状态值的振幅中的至少一方有关的变量。
3.根据权利要求2所述的设备管理装置(50),其中,
所述参数是与所述规定期间内的所述状态值的极值的数量和所述状态值的方差有关的变量。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的设备管理装置(50),其中,
根据所述参数的值与所述特定设备的能力的变更次数的关系,决定表示用于禁止所述特定设备的能力的变更操作的边界的所述参数的阈值。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的设备管理装置(50),其中,
报知是处于禁止所述变更操作的状态,还是处于未禁止所述变更操作的状态。
6.一种热源系统(1),其具有:
特定设备(10、11、12、13、40、111、121、131),其使进行循环的热介质的状态变化;
传感器(62、63),其计测所述热介质的状态;以及
设备管理装置(50),其接收所述传感器计测出的所述热介质的状态值,根据与所述状态值的变化有关的参数禁止所述特定设备的能力的变更操作,
所述传感器是测定所述热介质的温度的温度传感器、测定所述热介质的流量的流量传感器或测定所述热介质的压力的压力传感器。
7.根据权利要求6所述的热源系统(1),其中,
所述特定设备是使所述热介质的温度变化的热源设备(10、11、12、13、111、121、131),
所述传感器是测定从所述热源设备流出的所述热介质的温度的出口温度传感器(63),
在由所述出口温度传感器测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除所述热源设备使所述热介质的温度变化的能力的所述变更操作的禁止。
8.根据权利要求6或7所述的热源系统(1),其中,
所述特定设备是冷却器(111、121、131)、冷却塔(11、12、13)或泵(40)。
9.一种管理装置(350),其对使在热源系统(301)中循环的热介质的温度变化的热源设备(310)进行管理,其中,
根据与所述热介质的循环流量相关的参数,决定从上次的变更操作起以规定期间禁止变更操作的待机时间,该变更操作是对使所述热介质的温度变化的所述热源设备的能力进行变更的操作,
在所述待机时间内,禁止所述热源设备的能力的变更操作。
10.根据权利要求9所述的管理装置(350),其中,
所述热源设备为多台,
所述变更操作是对正在运转的所述热源设备(310)的台数进行变更的操作。
11.根据权利要求9或10所述的管理装置(350),其中,
所述参数是与使所述热介质循环的循环泵(340)的能力、利用所述热介质的利用侧设备(320)的流量调整程度以及流入所述利用侧设备的所述热介质与流出的所述热介质的压力差中的至少一方有关的变量。
12.根据权利要求9或10所述的管理装置(350),其中,
所述参数是与使所述热介质循环的循环泵的流量有关的变量、或者与所述循环泵的流量和所述热源系统的保有水量有关的变量。
13.根据权利要求12所述的管理装置(350),其中,
所述保有水量是设计书中记载的值、或者是根据设计图中记载的配管长度和配管截面积计算出的值。
14.根据权利要求9~13中的任意一项所述的管理装置(350),其中,
所述管理装置(350)具有出口温度传感器(63),该出口温度传感器(63)测定从所述热源设备流出的所述热介质的温度,
在由所述出口温度传感器测定的出口温度与目标温度之差大于规定值时,解除所述热源设备使所述热介质的温度变化的能力的所述变更操作的禁止。
15.根据权利要求9~14中的任意一项所述的管理装置(350),其中,
报知是处于禁止所述变更操作的状态,还是处于未禁止所述变更操作的状态。
16.一种热源系统(301),其具有:
使进行循环的热介质的温度变化的冷却器(411、421、431)、冷却塔(412、422、432)或热水器(413、423、433);以及
管理装置(350),其根据与所述热介质的循环流量相关的参数决定待机时间,禁止对所述冷却器、所述冷却塔或所述热水器的能力进行变更的变更操作,直至从上次的变更操作起的时间间隔超过所述待机时间为止。
17.一种设备管理系统(500),其对热源设备(520a~520f)的工作台数进行管理,其中,所述设备管理系统(500)具有:
工作台数决定部(583f),其在与热负荷有关的工作台数的变更条件的成立持续规定的待机时间时,决定工作台数的增加或减少;以及
所述待机时间决定部(583d),其根据热负荷预测信息(c3)决定所述待机时间的长度。
18.根据权利要求17所述的设备管理系统(500),其中,
所述设备管理系统(500)还具有:
热负荷计算部(583e),其计算热负荷信息(c1);以及
蓄积部(582),其蓄积所述热负荷计算部(583e)计算出的所述热负荷信息(c1),
根据所述蓄积部(582)中蓄积的所述热负荷信息(c1)计算所述热负荷预测信息(c3)。
19.根据权利要求17或18所述的设备管理系统(500),其中,
所述待机时间决定部(583d)根据所述热负荷预测信息(c3),在预想到所述热源设备(520a~520f)的工作台数不足的情况下缩短所述待机时间的长度,或者在预想到所述热源设备(520a~520f)的工作台数过多的情况下延长所述待机时间的长度。
20.根据权利要求17~19中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述蓄积部(582)与所述热负荷信息(c1)相关联地蓄积对所述热负荷进行处理的所述热源设备(520a~520f)的工作台数的信息(b3)。
21.根据权利要求17~20中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述热负荷计算部(583e)根据进入所述热源设备(520a~520f)的热介质的温度即入口温度(b1)和从所述热源设备(520a~520f)流出的热介质的温度即出口温度(b2),计算所述热负荷信息(c1),
所述蓄积部(582)还将所述热负荷计算部(583e)计算出的所述热负荷信息(c1)以及气象信息(b5)和/或所述热源设备(520a~520f)的工作台数的信息(b3)相关联地蓄积。
22.根据权利要求17~21中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述待机时间决定部(583d)在所述热负荷预测信息(c3)中包含的热负荷预测极大值(c4)的产生次数为1次的情况下,将从所述热源设备(520a~520f)的工作开始时刻到所述热负荷预测极大值(c4)的产生时刻为止的所需时间除以成为所述热负荷预测极大值(c4)的产生时的所述热源设备(520a~520f)的工作台数所需要的台数增加次数而得到的值决定为所述待机时间的长度,
所述热负荷预测极大值(c4)是所述热负荷预测信息(c3)中包含的热负荷的预测值的极大值。
23.根据权利要求17~22中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述待机时间决定部(583d)在所述热负荷预测信息(c3)中包含的热负荷预测极大值(c4)的产生次数为多次的情况下,将从所述热负荷预测信息(c3)中包含的所述热负荷预测极小值(c8)产生的时刻到下一个所述热负荷预测极大值(c4)产生为止的所述待机时间的长度设为从所述热负荷预测信息(c3)中包含的所述热负荷预测极小值(c8)产生的时刻到下一个所述热负荷预测极大值(c4)产生为止的所需时间除以在所述所需时间中进行的增级减级次数而得到的值,
所述热负荷预测极大值(c4)是所述热负荷预测信息(c3)中包含的热负荷的预测值的极大值,
所述热负荷预测极小值(c8)是所述热负荷预测信息(c3)中包含的热负荷的预测值的极小值。
24.根据权利要求17~22中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述待机时间决定部(583d)根据所述热负荷信息(c1)和所述热源设备(520a~520f)的所述工作台数的信息(b3),计算对所述热源设备(520a~520f)的工作台数进行增级或减级的时刻,
将从变更工作台数起到下一次变更工作台数为止的时间作为所述待机时间的长度。
25.根据权利要求17~24中的任意一项所述的设备管理系统(500),其中,
所述设备管理系统(500)还具有偏离信息输出部(584),该偏离信息输出部(584)在所述热负荷信息(c1)和所述热源设备(520a~520f)中的实际的热负荷相比于规定的阈值偏离的情况下,输出偏离信息(c7)。
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