JP2005519255A - Heating device - Google Patents
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Abstract
本発明の一実施例は、媒体を加熱するための加熱源と、加熱された媒体を循環するための循環システムと、温度設定点に従って媒体の加熱温度を制御する制御装置とを有する加熱装置である。固定温度設定点を設定するために所定の期間用いられるエネルギー測定用モニターは、加熱装置によって消費されるエネルギーの測定を行う。その後の期間の温度設定点は、上記所定期間で使用されたエネルギー量に従って設定される。One embodiment of the present invention is a heating apparatus having a heating source for heating a medium, a circulation system for circulating the heated medium, and a controller for controlling the heating temperature of the medium according to a temperature set point. is there. An energy measurement monitor used for a predetermined period of time to set a fixed temperature set point measures the energy consumed by the heating device. The temperature set point for the subsequent period is set according to the amount of energy used in the predetermined period.
Description
本発明は加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a heating device.
今日、平均的な建物や大きな建物のための加熱装置を管理する上での問題の一つは、ボイラーを制御するためのフィードバックとして十分代表的な温度が存在する単一の場所がその構造中にないということである。従来は、ボイラーに戻される媒体の温度を測定することによって、加熱装置をオンデマンドで制御する試みが行われてきたが、まだ改善が必要とされている。 Today, one of the problems in managing heating devices for average and large buildings is that there is a single location in the structure where there is a temperature that is representative enough for feedback to control the boiler. It is not. Conventionally, attempts have been made to control the heating device on demand by measuring the temperature of the medium returned to the boiler, but improvements are still needed.
上記の背景に対して、本発明の第一の局面に従って、以下の要素を有する加熱装置が提供される。即ち、本発明の加熱装置は、媒体を加熱するための加熱源と、加熱された媒体を循環するための循環システムと、温度設定点に従って媒体の加熱温度を制御する制御装置と、加熱装置によって消費されるエネルギーの測定を行うためのモニターとを有し、制御装置は所定期間のための固定の温度設定点を設定し、その後の期間は所定期間で使用されたエネルギー量に従って前記温度設定点を設定する。この加熱装置により使用されるエネルギー量は、例えばボイラーの効率や、ロスされる熱量や、個々の要求に依存している。効率や熱量のロスは温度に依存しており、従って媒体、例えば水が加熱される温度を固定することによって、一つの所定期間から別の所定期間へのエネルギー量の変化は寒い日にはより高温に、暑い日にはより低温にという要求を表すことになる。従って、ボイラーによって供給される水温を制御するために用いられる測定が要求される。本発明の加熱装置は、外気温を参照せずに用いられることができる。 Against the above background, according to a first aspect of the present invention, there is provided a heating device having the following elements. That is, the heating device of the present invention includes a heating source for heating the medium, a circulation system for circulating the heated medium, a control device for controlling the heating temperature of the medium according to the temperature set point, and the heating device. A monitor for measuring the energy consumed, the controller sets a fixed temperature set point for a predetermined period, and the temperature set point according to the amount of energy used in the predetermined period thereafter Set. The amount of energy used by this heating device depends on, for example, the efficiency of the boiler, the amount of heat lost and individual requirements. Efficiency and heat loss are temperature dependent, so by fixing the temperature at which the medium, e.g. water, is heated, the change in energy from one predetermined period to another is more pronounced on cold days. It represents the demand for higher temperatures and lower temperatures on hot days. Therefore, a measurement that is used to control the water temperature supplied by the boiler is required. The heating device of the present invention can be used without referring to the outside air temperature.
本発明の加熱装置は、好ましくは媒体を加熱する加熱源に熱を供給するために
バーナーを用い、所定期間におけるバーナーの累積される作動時間を測定するためにエネルギー量のモニターが配置される。
The heating device of the present invention preferably uses a burner to supply heat to a heating source that heats the medium, and an energy amount monitor is arranged to measure the cumulative operating time of the burner over a predetermined period.
このような加熱装置においては、バーナーは異なった燃料消費レベルで作動可能であり、モニターは各燃料消費レベルにおけるバーナーの累積される作動時間を測定するよう配置される。 In such a heating device, the burner can be operated at different fuel consumption levels, and the monitor is arranged to measure the burner's accumulated operating time at each fuel consumption level.
また、好ましくは、加熱源はボイラーであり、媒体は水である。 Preferably, the heating source is a boiler and the medium is water.
更に、ボイラーによって供給される水のその後の期間のための温度設定点は、所定期間中に消費されたエネルギーの測定量に比例する。 Furthermore, the temperature set point for the subsequent period of water supplied by the boiler is proportional to the measured amount of energy consumed during the predetermined period.
本発明のもう一つの局面は、以下の観察に基づくものである。即ち、ラジエータに温度自動調節弁が備えられている加熱装置では、燃料の使用率によって測定される要求は局所的なスペースの制御された温度に応じて変動し、日中はその要求が高いスタート時点からは減少する。一方、個々のラジエータが温度自動調節弁を備えていない加熱装置では、その要求の可変性はずっと少なく、従ってビルの占有者が例えば朝など不快な寒さを感じたり、また例えば午後など不快な暑さを感じたりすることになる。 Another aspect of the present invention is based on the following observations. That is, in a heating device equipped with an automatic temperature control valve in the radiator, the demand measured by the fuel usage rate fluctuates according to the controlled temperature of the local space, and the demand starts high during the day. Decrease from time. On the other hand, in a heating device in which the individual radiators are not equipped with automatic temperature control valves, the variability of the requirements is much less, so the building occupants feel unpleasant cold, for example in the morning, and unpleasant heat, for example in the afternoon. You will feel it.
上記の観察に基づき、本発明の第二の局面に従って、以下の要素を有する加熱装置が提供される。即ち、この加熱装置は、媒体を加熱するための加熱源と、加熱された媒体を循環するための循環システムと、温度設定点に従って媒体の加熱温度を制御し、所定の枠組みに従って日中のエネルギー量が減少する関数を含む二つの独立関数により設定点を得る温度制御装置とを有する。これにより、温度自動制御弁を有していない、又は少ししか有していない加熱装置でも、ラジエータに温度自動制御弁を有している装置と同じパターンでエネルギーを使用するように制御することができ、これによりエネルギーやコストを節約し、ビルの占有者にはより快適な環境を提供することができる。 Based on the above observation, a heating device having the following elements is provided according to the second aspect of the present invention. That is, the heating device controls the heating temperature of the medium according to a heating source for heating the medium, a circulation system for circulating the heated medium, and a temperature set point, and daytime energy according to a predetermined framework. And a temperature controller that obtains the set point by two independent functions including a function of decreasing quantity. Thus, even a heating device that does not have an automatic temperature control valve or only a small amount can be controlled to use energy in the same pattern as an apparatus that has an automatic temperature control valve in the radiator. This can save energy and costs and provide a more comfortable environment for building occupants.
本発明の更に別の局面によれば、以下の要素を有する加熱装置が提供される。即ち、この加熱装置は、媒体を加熱するための加熱源と、加熱された媒体を循環するための循環システムと、温度設定点に従って媒体の加熱温度を制御する制御装置と、日中の連続期間において加熱装置によって消費されるエネルギーの測定を行うためのモニターとを有し、その制御装置は連続期間中に消費されるエネルギー量が著しく減少するか否かを初日に判定し、減少していないなら翌日以降の日中の温度設定点を下げる。即ち、本発明の加熱装置は、ラジエータの温度自動制御弁の有無に従って自らを自動的に設定する。 According to another situation of this invention, the heating apparatus which has the following elements is provided. That is, the heating device includes a heating source for heating the medium, a circulation system for circulating the heated medium, a control device for controlling the heating temperature of the medium according to a temperature set point, and a continuous period during the day. And a monitor for measuring the energy consumed by the heating device in the control device, the control device determines whether the amount of energy consumed during the continuous period is significantly reduced on the first day, not reduced Then lower the temperature setpoint during the day after the next day. That is, the heating device of the present invention automatically sets itself according to the presence or absence of the temperature automatic control valve of the radiator.
好ましくは、加熱装置は媒体を加熱するための加熱源に熱を供給するためのバーナーを有し、エネルギー量測定用モニターが各連続期間中の累積されたバーナーの作動時間を測定するために配置される。例えば、燃料の発熱量や圧力が異なることによってその作動時間の測定が多少は不正確となることがあるかもしれないが、上記の目的のためには十分正確なものである。 Preferably, the heating device has a burner for supplying heat to a heating source for heating the medium, and the energy measuring monitor is arranged to measure the cumulative burner operating time during each successive period. Is done. For example, the measurement of operating time may be somewhat inaccurate due to differences in the amount of heat and pressure of the fuel, but it is sufficiently accurate for the above purposes.
上記の配置において、バーナーが異なった燃料消費レベルで作動可能であるなら、エネルギー測定用モニターは各燃料消費レベルにおけるバーナーの累積される作動時間を測定するよう配置される。 In the above arrangement, if the burner is operable at different fuel consumption levels, the energy measuring monitor is arranged to measure the burner's accumulated operating time at each fuel consumption level.
好ましい実施例では、上記の熱源はボイラーからなり、また上記の媒体は水である。 In a preferred embodiment, the heat source comprises a boiler and the medium is water.
その他の関数は、例えば外気温のような測定パラメータ又は推定パラメータからなるものでもよい。 Other functions may consist of measured parameters or estimated parameters such as outside temperature.
以下、添付の図面を参照して説明する。建物２は加熱源によって加熱された媒体、つまり空気あるいは水を循環させることにより加熱される。一例において、水はボイラー４からラジエータ（図示せず）を通るポンプによって循環される。温度感知装置６はボイラー４の温水出口８の温度を感知する。温度制御器１０は設定点制御器１２から入力される標準温度設定点の限度内で、温水出口の温度を維持する目的でボイラーの電源をオン/ オフするために、温度感知器６に反応する。尚、標準温度設定点の上限と下限どちらか一方は制御器１２から入力されてもよい。いずれにせよ、温度制御器は下限点でボイラーの電源を入れ、上限点で電源を切る。
Hereinafter, description will be given with reference to the accompanying drawings. The building 2 is heated by circulating a medium heated by a heating source, that is, air or water. In one example, water is circulated from the boiler 4 by a pump through a radiator (not shown). The temperature sensing device 6 senses the temperature of the
発明の第一局面の実施例によれば、ボイラーが加熱要求に従って作動するように、装置は毎日同温度、例えば摂氏７０度で固定された標準温度設定点で、毎日最初に所定の期間作動する。その初期期間は、例えば、建物が使用される一時間前から一時間後である。この期間中、設定点制御器１２はその期間内の燃焼総時間データを累積するため、ボイラーが電源を入れられた時間を記録する。これは、期間内に使用された総燃料、即ち総エネルギーをかなり綿密に表している。燃料の発熱量や伝達された際の圧力などにおける変化によって不正確となることがあるが、実際には測定は装置制御の改良を提供するのに十分正確である。
According to an embodiment of the first aspect of the invention, the device is initially operated for a predetermined period of time every day at a standard temperature set point fixed at the same temperature every day, for example 70 degrees Celsius, so that the boiler operates according to the heating demand. . The initial period is, for example, one hour before and one hour after the building is used. During this period, the
次に、測定要求は９０パーセントの要求と１０パーセントの要求の間で直線である、図２に示された関係を用いて水温設定点を得るために使用される。即ち、温暖な日には、摂氏７０度の温度を維持するエネルギー要求は低く、また、その後の期間に用いられる水温設定点は低温である。一方寒い日には、初期期間の摂氏７０度の水温に維持するエネルギー要求が高く、また、その後の期間に用いられる温度設定点は温暖な日と比べより高温となる。 The measurement request is then used to obtain a water temperature set point using the relationship shown in FIG. 2, which is a straight line between the 90 percent request and the 10 percent request. That is, on warm days, the energy requirement to maintain a temperature of 70 degrees Celsius is low, and the water temperature set point used in subsequent periods is low. On the other hand, on cold days, there is a high energy requirement to maintain a water temperature of 70 degrees Celsius in the initial period, and the temperature set point used in subsequent periods is higher than on warm days.
もしボイラーが一燃料消費レベル以上、例えばいわゆる高燃焼と低燃焼で作動可能であるならば、各レベルでボイラーが作動する時間が別々に記録され、期間内の総要求の数値が引き出される。 If the boiler is capable of operating at more than one fuel consumption level, e.g. so-called high and low combustion, the time at which the boiler operates at each level is recorded separately and the total demand value for the period is derived.
発明の第二局面の実施例によれば、第一の局面に対し追加的あるいは選択的に、加熱装置が用いられる時一日中作動し、エネルギー入力あるいは要求の測定が日中監視される。この目的のために、設定点制御器は、測定パラメータあるいは推定パラメータの関数として温度設定点を決定するため、従来のアルゴリズム、又は発明の第一の局面を具体化するアルゴリズムを用い、連続する期間ごと、例えば一時間ごとにボイラーの電源オン時間を累積する目的でその時間を記録する。従来のアルゴリズムでは、例えば外気温を考慮に入れても良い。各一時間のボイラー電源オン時間は、その時間中のエネルギー入力あるいはエネルギー要求の総計の計測されたものである。図３において、曲線１４はラジエータが温度調節弁を有している場合検出され、温度設定点が固定されていても日中減少する入力エネルギーを示している。曲線１６は、ラジエータが温度調節弁を備えておらず、温度設定点が固定されている場合に検出される入力エネルギーを示している。その際の入力エネルギーは一日中多かれ少なかれ一定であり、そのため一日の一端時又は両端時にはビル内の快適な状況が妨げられることになる。
According to an embodiment of the second aspect of the invention, in addition or alternatively to the first aspect, when the heating device is used, it operates all day and the measurement of energy input or demand is monitored during the day. For this purpose, the setpoint controller uses conventional algorithms or algorithms embodying the first aspect of the invention to determine the temperature setpoint as a function of measured or estimated parameters, For example, every hour, the time is recorded for the purpose of accumulating the boiler power-on time. In the conventional algorithm, for example, the outside air temperature may be taken into consideration. The boiler power-on time for each hour is a measure of the total energy input or energy demand during that time. In FIG. 3,
加熱装置の作動中、設定点制御器１２はボイラーの作動時間によって表されるエネルギー使用量を調べ、もし相対的に下降する使用量１４が検出されるなら、その後の各日のために測定又は推定パラメータの関数のみで設定点を決定し続ける。もし相対的に一定の使用量１６が検出されるなら、翌日以降の温度設定点は測定又は推定パラメータと１８で示されるような下降関数を乗算することによって決定される。それにより、その使用量をラジエータの自動温度調節弁の使用によって得られる使用量に対応させることができる。
During operation of the heating device, the
尚、上記の関数はラジエータ装置と同様に暖気加熱装置にも適用させることができる。 The above function can be applied to the warm air heating device as well as the radiator device.
Claims (11)
媒体を加熱するための加熱源と、
加熱された前記媒体を循環するための循環システムと、
温度設定点に従って前記媒体の加熱温度を制御する制御装置と、
前記加熱装置によって消費されるエネルギーの測定を行うためのモニターとを有し、
前記制御装置は所定期間のための固定の温度設定点を設定し、その後の期間は前記所定期間で使用されたエネルギーに従って前記温度設定点を設定することを特徴とする加熱装置。 A heating device,
A heating source for heating the medium;
A circulation system for circulating the heated medium;
A control device for controlling the heating temperature of the medium according to a temperature set point;
A monitor for measuring the energy consumed by the heating device,
The control device sets a fixed temperature set point for a predetermined period, and sets the temperature set point according to the energy used in the predetermined period in the subsequent period.
前記モニターは前記所定期間におけるバーナーの累積される作動時間を測定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。 The heating device has a burner for supplying heat to a heating source to heat the medium;
The heating apparatus according to claim 1, wherein the monitor measures an accumulated operation time of the burner in the predetermined period.
前記モニターは各燃料消費レベルにおけるバーナーの累積される作動時間を測定することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。 The burner can operate at different fuel consumption levels;
The heating device according to claim 2, wherein the monitor measures the cumulative operating time of the burner at each fuel consumption level.
媒体を加熱するための加熱源と、
加熱された前記媒体を循環するための循環システムと、
温度設定点に従って前記媒体の加熱温度を制御し、所定の枠組みに従って日中のエネルギー量が減少する関数を含む二つの独立関数により前記設定点を得る温度制御装置とを有することを特徴とする加熱装置。 A heating device,
A heating source for heating the medium;
A circulation system for circulating the heated medium;
And a temperature control device that controls the heating temperature of the medium according to a temperature set point and obtains the set point by two independent functions including a function that reduces the amount of energy during the day according to a predetermined framework. apparatus.
媒体を加熱するための加熱源と、
加熱された前記媒体を循環するための循環システムと、
温度設定点に従って前記媒体の加熱温度を制御する制御装置と、
日中の連続期間において前記加熱装置によって消費されるエネルギーの測定を行うためのモニターとを有し、
前記制御装置は連続期間中に消費されるエネルギー量が著しく減少するか否かを初日に判定し、減少していないなら所定の枠組みに従って日中のエネルギー量が減少する関数を含む二つの独立関数により翌日以降の前記設定点を得ることを特徴とする加熱装置。 A heating device,
A heating source for heating the medium;
A circulation system for circulating the heated medium;
A control device for controlling the heating temperature of the medium according to a temperature set point;
A monitor for measuring the energy consumed by the heating device in a continuous period of the day,
The controller determines whether or not the amount of energy consumed during a continuous period is significantly reduced on the first day, and if not, includes two independent functions including a function that reduces the amount of energy during the day according to a predetermined framework To obtain the set point after the next day.
前記モニターは前記各連続期間におけるバーナーの累積される作動時間を測定することを特徴とする請求項６又は７に記載の加熱装置。 The heating device has a burner for supplying heat to a heating source to heat the medium;
The heating apparatus according to claim 6 or 7, wherein the monitor measures an accumulated operation time of the burner in each continuous period.
前記モニターは各燃料消費レベルにおけるバーナーの累積される作動時間を測定することを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。 The burner can operate at different fuel consumption levels;
9. A heating device according to claim 8, wherein the monitor measures the cumulative operating time of the burner at each fuel consumption level.
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