CN114294832A - 水温控制方法及系统、模型构建装置 - Google Patents
水温控制方法及系统、模型构建装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114294832A CN114294832A CN202111462983.7A CN202111462983A CN114294832A CN 114294832 A CN114294832 A CN 114294832A CN 202111462983 A CN202111462983 A CN 202111462983A CN 114294832 A CN114294832 A CN 114294832A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- temperature
- pure water
- value
- delivery source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 336
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 32
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 30
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
提供一种水温控制方法及系统、模型构建装置。尽可能简便地提供能够减少送出源处的加热热量和/或冷却热量以及利用目的地处的加热热量和/或冷却热量的系统。纯水温度控制系统具备纯水制造设备、纯水利用设备、将纯水从纯水制造设备送出到纯水利用设备的室外配管以及将纯水的送出源控制为送出源目标温度的送出源温度控制装置。数据处理用服务器构建根据室外配管周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，对模型输入室外配管周围的最近的气象数据和运转数据来计算UA预测值。加热温度决定装置根据UA预测值和纯水的利用目的地目标温度来获取纯水的送出源目标温度。加热温度决定装置是决定加热温度和冷却温度这两者的装置。
Description
本申请是申请日为2018年09月12日、申请号为201880068657.8(PCT/JP2018/033758)、发明名称为“水温控制方法以及系统”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种水温控制方法以及系统。更详细地说，本发明涉及一种用于在水处理设备与利用该水处理设备的处理水的设备互不相同的工厂中将利用目的地温度(配管出口温度)控制在固定范围内的送出源温度(配管入口温度)的控制方法以及装置。
背景技术
以往以来，提供了一种用于将由纯水制造装置制造的纯水的温度控制在固定范围内的技术。
例如，在专利文献1中公开了以下内容：在使通过换热器进行温度控制后的原水通过反渗透膜分离装置来制造纯水的纯水制造方法中，将利用换热器进行温度调整后的原水以控制成水位固定的方式供给至接收槽，检测接收槽内的原水的温度，根据该检测温度来使接收槽内的原水的一部分通过换热器后循环至接收槽从而将接收槽内的原水的温度控制为固定，从接收槽向反渗透膜分离装置给送原水。根据专利文献1所记载的结构，根据设置在反渗透膜分离装置的前级的接收槽内的原水温度，来使接收槽内的原水通过换热器地进行循环，从而将接收槽内的水位和温度控制为固定，由此，即使所制造的处理水(纯水)的使用量大幅变化，也能够使利用反渗透膜分离装置制造的处理水(纯水)的温度高精度地稳定在固定温度。
如果纯水的制造场所和纯水的使用场所之间的距离短，那么即使采用专利文献1所记载的方法也不会产生特别的问题。然而，在精密电子设备的制造工厂等中，制造纯水的纯水制造设备与利用纯水的纯水利用设备之间有时通过大约0.5km～3km的长度的室外配管连结。在这种情况下，有时在纯水流经的配管的表面发生散热或吸热，纯水的温度在配管内发生变化。
作为纯水的温度管理，重要的是纯水在利用场所的温度，而不是纯水在制造场所的温度。因此，寻求如下一种技术：即使在纯水的制造场所与纯水的利用场所之间距离长从而在将纯水从制造场所输送至利用场所时在送水的过程中纯水的温度可能发生变化的情况下，也能将利用目的地的纯水温度保持固定。
图4是示出纯水制造设备和纯水利用设备位于彼此分离的场所的工厂中的纯水温度控制系统100的一例的框图。
在处于纯水制造设备110之中的纯水制造装置111中，基于工业用水等来制造纯水，并将纯水贮存在处于纯水制造设备110之中的纯水槽112中。
纯水从纯水制造设备110被输送到纯水利用设备120。在纯水制造设备110与纯水利用设备120之间设置有用于输送纯水的室外配管130。室外配管130的长度为0.5km～3km左右。
处于纯水利用设备120之中的纯水接收槽121中贮存的纯水被冷却器(与冷水的换热器)122冷却至规定温度。特别是，当利用目的地是精密电子设备的制造工厂时，需要将利用目的地的纯水温度严格控制在规定温度±0.5℃这样的范围内。此外，为了冷却至规定温度，经常要调整通过冷却器122的冷水的流量。
例如，在如夏季那样供给到纯水制造设备110的工业用水的温度高于在纯水利用设备120中利用纯水时的规定温度的情况下，无需在设置于纯水制造设备110的纯水槽112中对由纯水制造装置111制造的纯水进行蒸汽加热。然而，在如冬季那样供给到纯水制造设备110的工业用水的温度低于在纯水利用设备120中利用纯水时的规定温度的情况下，需要使用蒸汽加热器113来对由纯水制造装置111制造的纯水进行蒸汽加热。
例如，在冬季，在纯水利用目的地的温度容许范围是24℃±0.5℃的情况下，考虑到从送水配管表面的散热，将温度计114处的配管入口温度设定为25.0℃。此时，由于从室外配管130的表面散热，纯水接收槽121的温度变为24.4℃～24.9℃左右，利用冷却器122将其冷却来将水温控制为24.0℃后，供给至纯水利用目的地。
从节能的角度来看，该以往的方法存在问题。原本只要仅考虑从室外配管130的表面散发的热量来使用蒸汽加热器113进行蒸汽加热即可，超出从室外配管130的表面散发的热量的量的蒸汽加热可以说是浪费能量。除此以外，利用设置于纯水利用设备120的冷却器122进行冷却也可以说是浪费能量。
虽说如此，如果只是将蒸汽加热器113中的加热温度设定值从25.0℃降至例如24.5℃，则有可能无法满足纯水利用目的地处的容许温度范围。虽然室外配管130上缠绕有保温材料，但即便如此，也存在特别是在大风时纯水温度由于散热而降低1℃左右的情况，可以说降低蒸汽加热器113中的加热温度设定值并不容易。
作为将利用目的地的纯水温度保持固定的技术，专利文献2公开了以下内容：定期收集热源设备1的能源使用量PW1、冷热水泵2的能源使用量PW2、来自热源设备1的冷温水的送水温度TS以及外部空气温度tout的实绩值，将该收集的参数的实绩值绘制在多维空间中，利用RSM-S的技术来制作响应曲面模型，通过该制作的响应曲面模型来决定能源使用量最小的最佳送水温度TSsp。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-212834号公报
专利文献2：日本特开2010-236786号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献2所记载的技术中，使用了响应曲面模型，期望能够更简便地控制最佳送水温度TSsp。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其问题在于尽可能简便地提供一种能够减少送出源处的加热热量和/或冷却热量以及利用目的地处的加热热量和/或冷却热量并实现节能、节省成本的系统。
用于解决问题的方案
本发明的发明人们为了解决上述问题，经过反复研究后发现，构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测表示室外配管的总传热系数与传热面积之积的UA值的模型，以便能够通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型来设定送出源目标温度，由此能够解决上述问题，从而完成了本发明。具体地说，本发明提供如下方案。
(1)本发明是如下一种水温控制方法：在将由水处理设备进行温度调整后的处理水通过室外配管供给到处理水的利用目的地的过程中，构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示室外配管的总传热系数与传热面积之积，通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型来计算UA预测值，根据所述UA预测值和处理水的利用目的地目标温度来计算处理水的送出源目标温度，根据所述送出源目标温度来调整处理水的加热单元和/或冷却单元的供给热量。
(2)另外，在本发明中，根据(1)所述的水温控制方法，所述送出源目标温度是通过下面的式子计算出的。
送出源目标温度＝外部空气温度+(利用目的地目标温度-外部空气温度)×EXP{UA决定值/(室外配管中的送水流量×水的比热)}
(3)另外，在本发明中，根据(1)或(2)所述的水温控制方法，所述UA决定值是通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型后、对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来计算出的。
(4)另外，在本发明中，根据(3)所述的水温控制方法，所述余裕值是通过下面的式子计算出的。
余裕值＝安全系数×(UA实测值的标准偏差)
在此，安全系数是大于0且小于等于5的常数。
(5)另外，在本发明中，根据(1)～(4)中的任一项所述的方法，所述模型是多元回归模型。
(6)另外，在本发明中，根据(1)～(4)中的任一项所述的方法，所述模型是人工智能模型。
(7)另外，本发明是一种模型构建装置，其构建用于根据从具有水温调整功能的水处理设备向处理水利用设备送出所述处理水的室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积。
(8)另外，本发明是一种水温控制系统，其具备：水处理设备，其具有水温调整功能；处理水利用设备；室外配管，其从所述水处理设备向处理水利用设备送水；以及送出源温度控制装置，其将处理水控制为送出源目标温度，其中，所述送出源温度控制装置具有：模型构建单元，其构建用于根据所述室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积；UA值预测单元，其通过对所述模型输入最近的气象数据和运转数据来获得UA预测值；送出源目标温度计算单元，其根据所述UA预测值和处理水的利用目的地目标温度来获得送出源目标温度；以及温度控制单元，其将处理水控制为所述送出源目标温度。
本发明是如下一种水温控制方法：在将温度调整后的水通过室外配管供给到水的利用目的地的过程中，构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积，通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型后，对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来决定当前时刻下的UA决定值，根据所述UA决定值和水的利用目的地目标温度来计算送出源目标温度，所述送出源目标温度是通过下面的式子计算出的：送出源目标温度＝外部空气温度+(利用目的地目标温度-外部空气温度)×EXP{UA预测值/(室外配管送水流量×水的比热)}，根据所述送出源目标温度来调整所述温度调整后的水的送出源处的水的加热单元和/或冷却单元的供给热量。
另外，本发明是一种水温控制系统，其具备：水处理设备，其具有水温调整功能；水利用设备，其利用所述水处理设备的处理水；室外配管，其从所述水处理设备向所述水利用设备送水；以及送出源温度控制装置，其控制为送出源目标温度，其中，所述送出源温度控制装置具有：模型构建单元，其构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积；UA值决定单元，其通过对所述模型输入所述室外配管周围的最近的气象数据和运转数据、对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来获得UA决定值；送出源目标温度计算单元，其根据所述UA决定值和水的利用目的地目标温度来获得送出源目标温度，在此，所述送出源目标温度是通过下面的式子计算出的：送出源目标温度＝外部空气温度+(利用目的地目标温度-外部空气温度)×EXP{UA预测值/(室外配管送水流量×水的比热)}；以及温度控制单元，其将送出源控制为所述送出源目标温度。
发明的效果
根据本发明，能够构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测表示室外配管的总传热系数与传热面积之积的UA值的模型，通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型来设定送出源目标温度。由此，估计从室外配管的表面散热的散热量，不再需要将送出源目标温度设定得相比于处理水利用目的地目标温度而言过高。因此，根据本发明，能够简便地提供一种能够减少送出源处的加热单元和/或冷却单元的供给热量并实现节能、节省成本的方法以及系统。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的纯水温度控制系统1的概要结构的示意图。
图2是用于说明设置于水温控制系统1的送出源温度控制装置40的功能结构的框图。
图3是UA值的实测值的次数分布的例子。
图4是示出以往的纯水温度控制系统100的概要结构的示意图。
具体实施方式
下面，对本发明的具体实施方式进行详细说明，本发明完全不受下面的实施方式限定，能够在本发明的目的范围内适当施加变更来实施本发明。
<水温控制系统的概要结构>
图1是示出本实施方式所涉及的水温控制系统的概要结构的示意图。
下面，为简单起见，设为水处理设备的处理水为纯水、水温控制系统为纯水温度控制系统来进行说明，但宗旨并不在于限定为处理水是纯水。另外，纯水既可以是超纯水，也可以是在超纯水中溶解了氢、臭氧、二氧化碳等气体而得到的所谓功能性清洗水。
纯水温度控制系统1具备：纯水制造设备10，其基于工业用水来制造纯水；纯水利用设备20，其利用由纯水制造设备10制造的纯水；室外配管30，其从纯水制造设备10向纯水利用设备送出纯水；以及送出源温度控制装置40，其将纯水的送出源控制为送出源目标温度。纯水制造设备10、纯水利用设备20以及送出源温度控制装置40彼此通过通信网络50电连接。
〔纯水制造设备10〕
纯水制造设备10具有：纯水制造装置11，其基于工业用水来制造纯水；纯水槽12，其贮存由纯水制造装置11制造的纯水。
例如，当纯水利用设备20是精密电子设备制造工厂时，利用目的地处的纯水温度被严格控制在规定温度±0.5℃这样的范围内。
例如，在如夏季那样供给到纯水制造设备10的工业用水的温度高于在纯水利用设备20中利用纯水时的规定温度的情况下，无需在纯水槽12中对由纯水制造装置11制造的纯水进行蒸汽加热。然而，在如冬季那样供给到纯水制造设备10的工业用水的温度低于在纯水利用设备20中利用纯水时的规定温度的情况下，需要对由纯水制造装置11制造的纯水进行蒸汽加热。
为了能够对由纯水制造装置11制造的纯水进行蒸汽加热，在纯水制造设备10中还设置有蒸汽加热器13。
另外，为了适当地控制纯水的送出源目标温度，在纯水槽12的出口侧设置有送出源温度计14。
〔纯水利用设备20〕
纯水利用设备20具有：纯水接收槽21，其接收从纯水槽12通过室外配管30输送的纯水；以及冷却器22，其在接收到的纯水的温度高于在纯水利用设备20中利用纯水时的规定温度的情况下冷却纯水。
另外，为了适当地控制纯水的利用目的地温度，在纯水接收槽的入口侧设置有利用目的地温度计23。
〔室外配管30〕
室外配管30的长度没有特别限定，室外配管130的长度大致为0.5km～3km左右。
〔送出源温度控制装置40〕
参照图2来说明送出源温度控制装置40的硬件结构和软件结构。
送出源温度控制装置40具备：UA值信息处理装置41，其对与表示室外配管30的总传热系数与传热面积之积的UA值有关的信息进行处理；以及加热温度决定装置42，其决定设置于纯水制造设备10的蒸汽加热器13的加热温度。UA值信息处理装置41与加热温度决定装置42通过通信网络43电连接。
[UA信息处理装置41]
UA信息处理装置41具有：数据输入用服务器411，其被输入通过通信网络50发送的信息，并进行向数据库的写入处理；数据库412，其记录每隔固定时间的全部的运转数据和气象数据；以及数据处理用服务器413，其读出数据库412中记录的数据的一部分或全部来进行运算处理，进行模型构建。
数据处理用服务器413构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等的控制装置。数据处理用服务器413通过读入数据库412中存储的规定的数据并执行内部的程序来构建UA值预测模型。
数据处理用服务器413执行以下处理。
[UA值预测模型的构建]
数据处理用服务器413构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示室外配管30的总传热系数与传热面积之积。
下面，对UA值的预测模型进行说明。从室外配管30的表面散热的散热量q由下面的2个式子表示。
[数式1]
q＝WC(Tin-Tout) (1)
[数式2]
q＝UA(ΔT)lm (2)
在式(1)中，W是在室外配管30中流动的纯水的流量(kg/s)，C是在室外配管30中流动的纯水的比热(kJ/kg·℃)。Tin是由送出源温度计14测定的送出源温度(℃)，Tout是由利用目的地温度计23测定的利用目的地温度(℃)。
在式(2)中，U是室外配管30的总传热系数(kW/m2·℃)，A是室外配管30的传热面积(m2)。(ΔT)lm是对数平均温差(℃)。
UA是室外配管30的总传热系数与传热面积之积，是表示室外配管30的散热容易程度的指标。UA的值越大，意味着Tin与Tout之差越大。
在此，对数平均温差(ΔT)1m由下面的式子表示。
[数式3]
Tin是由送出源温度计14测定的送出源温度(℃)，Tout是由利用目的地温度计23测定的利用目的地温度(℃)。另外，T0是外部空气的温度(℃)。
通过式(1)～(3)，得到下面的式子。
[数式4]
数据输入用服务器411通过通信网络50，每隔固定时间(例如每隔1分钟)获取外部空气温度T0、送出源温度Tin、利用目的地温度Tout、送水流量W的测定数据。然后，数据处理部411将获取到的数据与室外配管30周围的气象数据(风速、风向、气温、湿度、日照、降水量等)一起记录到数据库412。能够使用市面上销售的气象观测装置(将温度/湿度传感器、风向风速计、日射强度计、雨量计等气象传感器一体化的装置)来获取气象数据。
当室外配管30的长度长时，纯水从送出源到达利用目的地有时需要几分钟。在这种情况下，利用目的地温度Tout数据最好使用与Tin数据的测定时刻偏离的值。例如，当纯水在室外配管30中的滞留时间为15分钟时，优选将从Tin的测定时刻起15分钟后测定的Tout用作利用目的地温度Tout数据。关于外部空气温度T0、送水流量W，优选使用在室外配管30中的滞留时间的平均值。
数据处理用服务器413读出数据库412中记录的数据的一部分，基于(4)式来计算UA值的实测值，制作表示室外配管30周围的气象信息与室外配管30的UA值之间的关系的模型。
在后述的加热温度决定装置中，根据该模型以及室外配管30周围的最近的气象数据和运转数据，来估计表示室外配管30的总传热系数与传热面积之积的UA值的当前值，决定加热目标温度。
例如，数据处理用服务器413根据过去的实绩来制作如表1那样的数据表，该表1示出了室外配管30周围的风速与室外配管30的UA值之间的关系。此外，由于基于(4)式计算出的UA值的实测值存在偏差，因此示出平均值、标准偏差这两者。
[表1]
在此，为简单起见，数据处理用服务器413仅将风速用作气象条件来制作了表1的数据表，但并不限于此。作为气象条件，除了使用风速之外，还可以使用外部空气温度、湿度、日照、风向、降水量等气象参数来制作数据表。
另外，数据处理用服务器413也可以制作表示室外配管30周围的风速与室外配管30的UA值之间的关系的数式，而不是如表1那样的对应表形式的数据表。
例如，当应用多元回归模型时，能够由下面的数式表示。
UA值＝a0+a1×(风速)+a2×(湿度)+a3×(日照)+…(a0、a1、a2、a3：常数)。
或者，数据处理用服务器413也可以使用深度学习等方法，构建以气象参数为解释变量，以UA值为目标变量的人工智能模型。
由数据处理用服务器413制作的UA值预测模型被记录到服务器413自身。
[UA预测模型的应用]
接着，加热温度决定装置42对数据处理用服务器413中记录的UA值预测模型输入室外配管30周围的最近的气象数据和运转数据，来估计UA值的当前值。此外，“最近”是指从大约1个小时前到当前时刻。
例如，在当前时刻的风速为8m/s的情况下，能够根据数据处理用服务器413中记录的UA值预测模型(表1)来将当前时刻的UA值估计为1.2kW/℃。
关于气象信息，不仅可以使用当前时刻的气象信息、也可以使用风速等的将来预测值来决定参数。例如，在担心天气急剧变化而风速急剧上升的情况下，也可以使用预计的最大风速来决定UA值。
另外，在纯水利用设备20中，存在具有对从纯水制造设备10输送的纯水进行加热的加热单元和对该纯水进行冷却的冷却单元这两者的情况、以及如图1那样不具有上述加热单元而仅具有冷却单元的情况。特别是在纯水利用设备20仅具备冷却单元的情况下，期望的是如下那样设定安全系数α，将UA值设定得高。
UA决定值＝(根据UA值预测模型(表1)得到的UA的平均值)+α×(UA值预测模型(表1)中的UA的标准偏差)
此外，在此的标准偏差是指室外配管30周围的气象信息所属的子数据集中的UA值的标准偏差(如表1那样，根据风速等分类得到的子数据的标准偏差)。
安全系数α的值没有特别限定，基本上是大于0且小于等于5的常数。安全系数越大，则会将纯水的送出源目标温度Tin设定得越高，在将纯水的利用目的地温度Tout保持为固定这一点上是安全的，但节能性差。例如，优选的是，在天气稳定时，将安全系数设定得低，在预计天气急剧变化的情况下，将安全系数设定得高。
数据库412是存储数据、文件的装置，构成为包括硬盘、半导体存储器、存储介质、存储卡等数据的存储部。
数据处理用服务器413中存储有程序，该程序读出数据库412中记录的数据的一部分来计算UA值的实测值，并且构建UA值的预测模型。另外，UA值预测模型被记录到数据处理用服务器413自身。
[加热温度决定装置42]
加热温度决定装置42具有处理部和几分钟到1个小时左右的测定数据保存部，并具有以下用途的功能：对通过UA信息处理装置41的处理动作而得到的UA预测模型输入最近的气象数据和运转数据，估计当前时刻的UA值，再根据纯水的利用目的地目标温度，决定纯水的送出源目标温度。
[纯水的送出源目标温度的计算]
加热温度决定装置42的处理部对通过UA信息处理装置41的处理动作而得到的UA预测模型输入最近的气象数据和运转数据，估计当前时刻的UA值，再根据纯水的利用目的地目标温度，计算纯水的送出源目标温度。
根据上述式(4)，由送出源温度计14测定的送出源温度Tin与由利用目的地温度计23测定的利用目的地温度Tout之间的关系由式(5)表示。
[式5]
关于式(5)，当将式(5)变形为用于求出Tin的式时，可得到式(6)。
[式6]
学习过去的长期的测定数据来构建UA值预测模型，将最近的测定数据应用于该模型来估计当前时刻的UA值，并在此基础上加上余裕值后设为UA的决定值。然后，加热温度决定装置42的处理部读出式(6)，并输入以纯水的利用目的地目标温度Tout为首的各种参数，由此能够计算出纯水的送出源目标温度Tin。
[送出源目标温度的控制]
接着，加热温度决定装置42的处理部向纯水制造设备10发送送出源目标温度Tin的信息。由此，纯水制造设备10的蒸汽加热器13能够根据通过加热温度决定装置42计算出的送出源目标温度Tin来调整供给热量。
此外，在本实施方式中，设为调整蒸汽加热器13的供给热量，但并不限于此。也可以是，纯水制造设备10具备蒸汽加热器13和/或冷却装置(未图示)，在控制送出源目标温度时，调整通过蒸汽加热器13进行加热的程度和/或通过冷却装置进行冷却的程度。
实施例
下面，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限于此。
<实施例>
使用本实施方式中记载的水温控制系统1，计算出纯水的送出源目标温度Tin。然后，纯水制造设备10的蒸汽加热器13根据通过加热温度决定装置42计算出的送出源目标温度Tin来调整供给热量。之后，根据需要，使用冷却器22来将利用目的地温度Tout保持为固定。然后，计算此时的送出源(纯水制造设备10)处的蒸汽加热器13的纯水加热热量和利用目的地(纯水利用设备20)处的冷却器22的纯水冷却热量。
数据输入用服务器411通过通信网络50每隔1分钟获取外部空气温度T0、送出源温度Tin、利用目的地温度Tout、送水流量W的测定数据。
数据处理用服务器413参照上述式(4)，根据获取到的数据来求出UA值的实测值。测定3天的UA值，得到图3所示的频数分布。根据过去的实绩，制作出表示室外配管30周围的风速与室外配管30的UA值之间的关系的数据表。结果如表2所示。在本实施例中，将表2作为UA值预测模型。
[表2]
接着，加热温度决定装置42的处理部读出上述式(6)，并输入以纯水的利用目的地目标温度Tout为首的各种参数，由此计算出纯水的送出源目标温度Tin。当在纯水的利用目的地目标温度Tout为24℃、纯水的送水量W为200m3/h的情况下的规定条件下计算Tin时，其结果是Tin为24.3℃。
在该时刻，由纯水制造装置11制造的纯水的温度为21.0℃。要想将24.0℃的纯水输送至纯水利用设备20，需要使用蒸汽加热器13将处于纯水槽12中的水从21.0℃加热至24.3℃。此时，送出源(纯水制造设备10)处的蒸汽加热器13的纯水加热热量为送水量×纯水的比热×(纯水的加热后温度-纯水的加热前温度)＝2,762MJ/h。
在使用利用目的地温度计23测定从纯水制造设备10输送的纯水的温度时，其结果为略超过作为目标温度的24.0℃的24.1℃。因此，使用冷却器22将纯水从24.1℃降至24.0℃。此时，利用目的地(纯水利用设备20)处的冷却器22的纯水冷却热量为送水量×纯水的比热×(纯水的冷却前温度-纯水的冷却后温度)＝84MJ/h。
<比较例>
通过图4中示出的以往的方法来供给纯水。考虑到从送水配管表面的散热，将温度计114处的配管入口温度设定为25.0℃。
与实施例同样地，由纯水制造装置11制造的纯水的温度为21.0℃。要想将24.0℃的纯水输送至纯水利用设备120，需要使用蒸汽加热器113将处于纯水槽112中的水从21.0℃加热至25.0℃。此时，送出源(纯水制造设备110)处的蒸汽加热器113的纯水加热热量为送水量×纯水的比热×(纯水的加热后温度-纯水的加热前温度)＝3,348MJ/h。
在通过利用目的地温度计123测定从纯水制造设备110输送的纯水的温度时，其结果为超过作为目标温度24.0℃的24.8℃。因此，使用冷却器122将纯水从24.8℃降至24.0℃。此时，利用目的地(纯水利用设备120)处的冷却器122的纯水冷却热量为送水量×纯水的比热×(纯水的冷却前温度-纯水的冷却后温度)＝670MJ/h。
<结果：热量的减少量>
综上可以确认，当使用本实施方式中记载的水温控制系统1时，能够减少18％的送出源(纯水制造设备10)处的蒸汽加热器13的纯水加热热量，能够减少87％的利用目的地(纯水利用设备20)处的冷却器22的纯水冷却热量。
根据本实施例，能够构建用于根据室外配管30周围的过去的气象数据和水温、流量等过去的运转实绩数据来预测表示室外配管30的总传热系数U与传热面积A之积的UA值的模型，通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型，来设定纯水的送出源目标温度Tin。由此，不再需要估计从室外配管30的表面散热的散热量从而将送出源目标温度Tin设定得相比于纯水的利用目的地目标温度Tout而言过高。因此，根据本实施例，能够减少纯水的送出源处的蒸汽加热器23和纯水的利用目的地处的冷却器22这两者的供给热量，其结果，能够简便地提供一种能够实现节能、节省成本的方法以及系统。
附图标记说明
1：水温控制系统；10：纯水制造设备；11：纯水制造装置；12：纯水槽；13：蒸汽加热器；14：送出源温度计；20：纯水利用设备；21：纯水接收槽；22：冷却器；23：利用目的地温度计；30：室外配管；40：送出源温度控制装置；50：通信网络。
Claims (6)
1.一种水温控制方法，其中，
在将温度调整后的水通过室外配管供给到水的利用目的地的过程中，
构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积，
通过将最近的气象数据和运转数据输入到所述模型后，对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来决定当前时刻下的UA决定值，
根据所述UA决定值和水的利用目的地目标温度来计算送出源目标温度，
所述送出源目标温度是通过下面的式子计算出的：
送出源目标温度＝外部空气温度+(利用目的地目标温度-外部空气温度)×EXP{UA预测值/(室外配管送水流量×水的比热)}，
根据所述送出源目标温度来调整所述温度调整后的水的送出源处的水的加热单元和/或冷却单元的供给热量。
2.根据权利要求1所述的水温控制方法，其特征在于，
所述余裕值是通过下面的式子计算出的：
余裕值＝安全系数×(UA实测值的标准偏差)
在此，安全系数是大于0且小于等于5的常数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述模型是多元回归模型。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述模型是人工智能模型。
5.一种模型构建装置，构建用于根据从具有水温调整功能的水处理设备向处理水利用设备送水的室外配管的周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值，并对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来获得UA决定值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积。
6.一种水温控制系统，具备：
水处理设备，其具有水温调整功能；
水利用设备，其利用所述水处理设备的处理水；
室外配管，其从所述水处理设备向所述水利用设备送水；以及
送出源温度控制装置，其控制为送出源目标温度，
其中，所述送出源温度控制装置具有：
模型构建单元，其构建用于根据室外配管周围的过去的气象数据和过去的运转实绩数据来预测UA值的模型，该UA值表示所述室外配管的总传热系数与传热面积之积；
UA值决定单元，其通过对所述模型输入所述室外配管周围的最近的气象数据和运转数据、对通过输入而得到的UA预测值加上规定的余裕值来获得UA决定值；
送出源目标温度计算单元，其根据所述UA决定值和水的利用目的地目标温度来获得送出源目标温度，在此，所述送出源目标温度是通过下面的式子计算出的：送出源目标温度＝外部空气温度+(利用目的地目标温度-外部空气温度)×EXP{UA预测值/(室外配管送水流量×水的比热)}；以及
温度控制单元，其将送出源控制为所述送出源目标温度。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017-204303 | 2017-10-23 | ||
| JP2017204303A JP6508287B1 (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 水温制御方法、水温制御システム及びモデル構築装置 |
| CN201880068657.8A CN111263922A (zh) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温控制方法以及系统 |
| PCT/JP2018/033758 WO2019082537A1 (ja) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温制御方法及びシステム |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880068657.8A Division CN111263922A (zh) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温控制方法以及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114294832A true CN114294832A (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=66246415
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880068657.8A Pending CN111263922A (zh) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温控制方法以及系统 |
| CN202111462983.7A Pending CN114294832A (zh) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温控制方法及系统、模型构建装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880068657.8A Pending CN111263922A (zh) | 2017-10-23 | 2018-09-12 | 水温控制方法以及系统 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6508287B1 (zh) |
| CN (2) | CN111263922A (zh) |
| WO (1) | WO2019082537A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6508287B1 (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-08 | 栗田工業株式会社 | 水温制御方法、水温制御システム及びモデル構築装置 |
| CN111861307B (zh) * | 2020-06-16 | 2023-12-05 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种果品多元品质时空分布感知方法及系统 |
| CN112053027B (zh) * | 2020-07-17 | 2024-05-24 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种热电厂最小运行方式的在线核定方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011169588A (ja) * | 2011-06-06 | 2011-09-01 | Toshiba Corp | 空調最適制御システム |
| CN102365503A (zh) * | 2009-03-31 | 2012-02-29 | 株式会社山武 | 送水温度控制装置及其方法 |
| CN105807633A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 基于集中供热管网和建筑物储能消纳风电的热电联合系统调度方法 |
| JP2017003225A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社竹中工務店 | 熱源制御装置及びそれを用いた熱源システム |
| CN107110545A (zh) * | 2015-01-30 | 2017-08-29 | 三菱电机株式会社 | 空调管理系统 |
| CN111263922A (zh) * | 2017-10-23 | 2020-06-09 | 栗田工业株式会社 | 水温控制方法以及系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3744973B2 (ja) * | 1995-07-19 | 2006-02-15 | 東芝機械株式会社 | 静圧軸受の油圧装置 |
| JP2001072431A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ用母材の製造方法及び製造装置 |
| CN102305474B (zh) * | 2011-07-19 | 2013-07-31 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 热水器回水循环泵智能控制方法 |
| CN203310004U (zh) * | 2013-06-17 | 2013-11-27 | 西安美德康科技有限公司 | 供暖系统气候补偿器 |
| JP6235937B2 (ja) * | 2014-03-12 | 2017-11-22 | アズビル株式会社 | 熱源機器制御装置および空調システム |
| CN105783078A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-07-20 | 范旭强 | 热力能源区域供热控制系统及其方法 |
| CN106016447B (zh) * | 2016-06-02 | 2019-01-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 供热管网调控方法和系统 |
| CN106322501A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-11 | 刘华英 | 用于管网性能控制的方法和装置 |
| CN106842914B (zh) * | 2016-12-12 | 2020-08-11 | 中国农业大学 | 一种温度控制节能处理方法、装置及系统 |
| CN107120721B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-08-09 | 石家庄华浩能源科技有限公司 | 一种集中供热动态气候补偿方法 |
-
2017
- 2017-10-23 JP JP2017204303A patent/JP6508287B1/ja active Active
-
2018
- 2018-09-12 CN CN201880068657.8A patent/CN111263922A/zh active Pending
- 2018-09-12 CN CN202111462983.7A patent/CN114294832A/zh active Pending
- 2018-09-12 WO PCT/JP2018/033758 patent/WO2019082537A1/ja active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102365503A (zh) * | 2009-03-31 | 2012-02-29 | 株式会社山武 | 送水温度控制装置及其方法 |
| JP2011169588A (ja) * | 2011-06-06 | 2011-09-01 | Toshiba Corp | 空調最適制御システム |
| CN107110545A (zh) * | 2015-01-30 | 2017-08-29 | 三菱电机株式会社 | 空调管理系统 |
| JP2017003225A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社竹中工務店 | 熱源制御装置及びそれを用いた熱源システム |
| CN105807633A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 基于集中供热管网和建筑物储能消纳风电的热电联合系统调度方法 |
| CN111263922A (zh) * | 2017-10-23 | 2020-06-09 | 栗田工业株式会社 | 水温控制方法以及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6508287B1 (ja) | 2019-05-08 |
| JP2019079172A (ja) | 2019-05-23 |
| WO2019082537A1 (ja) | 2019-05-02 |
| CN111263922A (zh) | 2020-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114294832A (zh) | 水温控制方法及系统、模型构建装置 | |
| CN103162346B (zh) | 基于云服务的集中供暖监控系统及集中供暖系统调节方法 | |
| CN104236109B (zh) | 恒温燃气热水器的控制方法及控制装置 | |
| US11243004B1 (en) | Enthalpy measurement and system control | |
| CN104315673B (zh) | 中央空调模糊控制系统及其控制方法 | |
| CN110354630B (zh) | 用于烟气净化系统中解析塔的冷风量控制方法及装置 | |
| CN204902662U (zh) | 一种自适应的冷却塔风机控制器 | |
| CN115013861B (zh) | 一种基于供热系统的室内温度控制方法及装置 | |
| WO2016087920A2 (en) | Cooling water supply system and method | |
| CN208619179U (zh) | 一种间接空冷机组背压控制系统 | |
| US9453653B2 (en) | Air conditioning system using deep seawater | |
| CN115361841B (zh) | 一种适应数据中心全工况操作的屏蔽泵控制系统及其方法 | |
| CN105144014A (zh) | 用于对it环境的空气调节的期望值进行调整的方法 | |
| CN102339018A (zh) | 一种循环水系统综合优化控制方法 | |
| CN113065249B (zh) | 一种供热系统供回水温度预测方法及装置 | |
| CN106595364B (zh) | 一种低谷电固体蓄热设备智能控制方法 | |
| RU2570784C2 (ru) | Способ и установка регулирования температуры в здании | |
| de Oliveira et al. | Dynamic online optimization of a house heating system in a fluctuating energy price scenario | |
| CN114282445A (zh) | 循环水系统运行优化方法以及相关设备 | |
| CN112801408A (zh) | 一种制冷机房的负荷预测方法和预测系统 | |
| EP2917647A1 (en) | Method and device for controlling the indoor temperature in a property | |
| Wohlgenannt et al. | Modelling of a food processing plant for industrial demand side management | |
| CN118102683B (zh) | 多模式液冷光模块的自适应热管理系统 | |
| CN114534476B (zh) | 一种三氮唑生产用淋酸器塔顶恒温控制系统及控制方法 | |
| CN115545428A (zh) | 一种基于函数挖掘的供热机理模型识别和智能控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220408 |