JP2015108461A - 熱源機運転台数制御装置、熱源システム、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱源機運転台数制御装置は、負荷機器と当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプの運転台数が変化した際に、その運転台数の変化によって変動する値又は時間のうち少なくとも一つが所定の条件を満たすまで、前記ポンプの運転台数の変化の前における前記負荷機器の状態に基づいて前記熱源機の運転台数を決定する熱源機運転台数切替部を備える。
【選択図】図1
Description
特許文献1にも記載されているように、熱源機の台数は負荷側からの要求に基づいて例えば主管を流れる熱媒体の流量の計測値(主管流量)や空調機における負荷計測値に応じて決定する。具体的には、主管流量や負荷計測値が増加すれば熱源機の運転台数を増段し、主管流量や負荷計測値が減少すれば運転台数を減段するように制御する。
図14は、主管流量が2次ポンプ増段直後に一時的に増加することを示した図である。図14は、1台目の「2次ポンプ1」を運転していたところ空調機からの要求負荷の増加に伴い2台運転に切り替えるために2台目の「2次ポンプ2」を起動した場合におけるこれらポンプの周波数と主管流量の挙動を時系列に示した図である。図14(a)は「2次ポンプ1」を時刻「t71」まで50Hzで運転し、その後2台運転に合わせて各ポンプを均等な周波数で運転するために「2次ポンプ1」の出力周波数を連続的に25Hzまで下げる様子を示している。図14(b)は新たに「2次ポンプ2」を「2次ポンプ1」と同じ周波数指令値を与えて時刻「t71」に起動させた場合の「2次ポンプ2」の周波数の挙動を示している。「2次ポンプ2」は、起動直後から「2次ポンプ1」と同じ周波数で運転するため50Hzでポンプが動作し、やがて目標とする25Hzでの運転に落ち着く様子を示している。図14(c)は、「2次ポンプ2」の起動直後において「2次ポンプ2」の動作の影響を受け主管流量も一時的に増加する様子を示している。なお、図14では、「2次ポンプ2」を「2次ポンプ1」と同じ周波数で動作させる場合の例を示したが、「2次ポンプ2」を「2次ポンプ1」とは別になるべく低い周波数から25Hzに至るまで次第に周波数を増大させるようにして動作させた場合でも通常、ポンプの取り得る周波数指令値には下限値がある為、「2次ポンプ2」の起動による主管流量の過渡的な増大は避けることができない。
以下、本発明の第一の実施形態による熱源システムを図1〜図4、図14を参照して説明する。
図1は第一〜三の実施形態による熱源システムの概略図である。
図1に示すように本実施形態の熱源システムは、熱源機30−1と、熱源機30−2と、1次ポンプ10−1と、1次ポンプ10−2と、流量計11−1と、流量計11−2と、温度計12−1と、温度計12−2と、温度計13−1と、温度計13−2と、2次ポンプ20−1と、2次ポンプ20−2と、2次ポンプ20−3と、負荷機器40と、流量計41と、温度計42と、温度計43と、配管50と、配管51と、配管52と、配管55と、熱源機運転台数制御装置60と、を備えている。
また、1次ポンプ10−1、1次ポンプ10−2を総称して1次ポンプ10と呼ぶこととする。同様に流量計11−1、流量計11−2を総称して流量計11、温度計12−1、温度計12−2を総称して温度計12、温度計13−1、温度計13−2を総称して温度計13、2次ポンプ20−1、2次ポンプ20−2、2次ポンプ20−3を総称して2次ポンプ20、熱源機30−1、熱源機30−2を総称して熱源機30と呼ぶ。
熱源機30は、空調機などの負荷機器に対して熱媒体を供給する装置である。熱源機30によって送り出された熱媒体は配管50、51、52を符号15で示す方向に流れる。本実形態において熱媒体は、例えば水(温水、冷水)である。熱媒体は他に空気や専用のガスなどでもよい。本明細書では冷却用及び加熱用の媒体をまとめて熱媒体と記述する。1次ポンプ10は、熱源機30へ熱媒体を圧送する。本実施形態による熱源システムでは熱源機30及び1次ポンプ10の組み合わせは並列に接続され複数設置されている。1つの熱源機30及び1次ポンプ10は、枝管である配管51を介して主管である配管50へ接続される。配管55は、2次ポンプ20の入口側と熱源機30の入口側の差圧を安定化するために設けられた連通管である。
2次ポンプ20は、熱源機30が供給する熱媒体を負荷機器40へ移送する。2次ポンプ20は、熱源機30から離れた負荷機器40へ熱媒体を届けるために再度圧送する目的で備えられている。2次ポンプ20は、熱源機30と負荷機器40の間に並列に接続され複数設置されており、1つの2次ポンプ20は、枝管である配管52を介して主管である配管50へ接続される。
流量計41は、配管50における熱媒体の主管流量を計測する流量計である。温度計42は、配管50における熱媒体の負荷への送水温度を計測する温度計である。温度計43は、配管50における熱媒体の負荷からの還水温度を計測する温度計である。
熱源機運転台数制御装置60は、熱源機30の運転台数を負荷機器40が必要とする要求負荷に合わせて増減させる制御を行う装置である。
なお、図1において熱源機30及び1次ポンプ10は2台ずつ、2次ポンプ20は3台設置されているがこれらの台数に限定されない。例えば熱源機30及び1次ポンプ10が6台ずつ設置され、2次ポンプ20は9台設置されていてもよい。
また、この熱源システムには、負荷機器40の要求負荷に応じて熱媒体の流量を調整するために2次ポンプ20の運転台数を制御する2次ポンプ制御装置80が備えられている。
図2を用いて本実施形態における熱源機運転台数制御装置60について説明する。
図2に示す通り、熱源機運転台数制御装置60は熱源機運転台数切替部101、2次ポンプ運転台数変更検出部102、負荷側送水温度取得部103、負荷側還水温度取得部104、負荷側主管流量取得部105、記憶部200を備えている。
2次ポンプ運転台数変更検出部102は、2次ポンプ20の運転台数が変更されると運転台数が切り替わったことを検出する。例えば、2次ポンプ運転台数変更検出部102は、2次ポンプ制御装置80から2次ポンプ20の運転台数を変更したことを示す情報を取得して運転台数の変更を検出してもよい。
負荷側送水温度取得部103は、温度計42が測定した熱媒体の温度を取得し、その温度を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
負荷側還水温度取得部104は、温度計43が測定した熱媒体の温度を取得し、その温度を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
負荷側主管流量取得部105は、流量計41が測定した熱媒体の流量を取得し、その流量を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
記憶部200は、熱源機運転台数切替部101が熱源機30及び1次ポンプ10の運転台数を決定するのに必要な各種パラメータ等の情報や、各測定器が測定した温度、流量の情報を一定期間分保有している。
主管流量に基づく制御方式とは、主管流量を負荷機器40からの要求負荷とみなして、主管流量計測値が所定の増段流量閾値を上回ると熱源機30の運転台数を増段し、主管流量計測値が所定の減段流量閾値を下回ると熱源機30の運転台数を減段する方式のことである。主管流量計測値とは、流量計41が測定した熱媒体の流量のことである。
所定の増段流量閾値及び減段流量閾値は、熱源機30の運転台数に対応付けて記憶部200に格納されている。例えば、熱源機30の運転台数が1台のときに2台に増加させるための増段流量閾値として「X1」、運転台数が2台のときに3台に増加するための増段流量閾値として「X2」、運転台数が2台のときに1台に減少させるための減段流量閾値として「Y2」のように定められている。
本制御方式では、熱源機運転台数切替部101が、記憶部200に格納された現在の運転台数における増段流量閾値及び減段流量閾値を読み出して、負荷側主管流量取得部105から取得した流量計41が測定した主管流量と比較する。そして熱源機運転台数切替部101は、現在の運転台数が1台ならば、上記の例で主管流量が「X1」m3を上回っていれば運転台数を2台に増段し、例えば、現在の運転台数が2台で主管流量が「Y2」m3を下回ると1台に減段する。
システム負荷計測値に基づく制御方式とは、システム負荷計測値を負荷機器40からの要求負荷とみなして、システム負荷計測値が所定の増段負荷閾値を上回ると熱源機30の運転台数を増段し、システム負荷計測値が所定の減段負荷閾値を下回ると熱源機30の運転台数を減段する方式のことである。システム負荷計測値とは、さまざまな定義が考えられるが例えば以下の式(1)で計算できる値である。
システム負荷計測値 = 主管流量 ×(|還水温度 − 送水温度|)
× 熱媒体の比熱 × 熱媒体の比重 ・・・(1)
式(1)で、主管流量は流量計41が測定した値、還水温度は温度計43が測定した値、送水温度は温度計42が測定した値である。
システム負荷計測値に基づく制御方式における所定の増段負荷閾値及び減段負荷閾値は、主管流量での制御方式における増段負荷閾値及び減段負荷閾値と同様に運転台数ごとに予め定められ、記憶部200に格納されていてもよい。又は、計算によってこれらの閾値を算出してもよい。
増段負荷閾値 =(熱源機30−1の定格負荷)× 0.8 ・・・ (2)
この式によればある1台の熱源機30−1が起動した状態で、式1で計算したシステム負荷計測値がその熱源機30−1の定格負荷の8割を超えると熱源機運転台数切替部101は、別の熱源機30−2を起動する。
減段負荷閾値 =(熱源機30−1の定格負荷)× 0.6 ・・・ (3)
この式によれば例えば定格負荷が等しい2台の熱源機30−1、熱源機30−2が起動した状態で、式(1)で計算したシステム負荷計測値が1台の熱源機30−1の定格負荷の6割を下回ると熱源機運転台数切替部101は、熱源機30を1台減段する。
図14は、本実施形態における主管流量の過渡的な変化の一例を示す図である。図14を用いて2次ポンプの運転台数を1台から2台に増段することが主管流量に及ぼす影響について説明する。図14が示す状況としては、1台の2次ポンプ20が起動していたが、負荷機器の要求により2台目の2次ポンプ20を起動するような場面である。また、2台のポンプは同じ周波数で運転するものとし、このときの2台のポンプの周波数は要求負荷に応じて予め定められた吐出圧に基づいて定められるものとする。
図14(b)のグラフは、2台目の2次ポンプ20−2に2次ポンプ20−1と同じ周波数指令値を与えて時刻「t71」に起動した場合の周波数の挙動を示している。2次ポンプ20−2の周波数は2次ポンプ20−1の場合と同様に50Hzから徐々に低下しやがて25Hzとなる。
図14(c)のグラフは、2台の2次ポンプを図14(a)、(b)が示すように動作させた場合に流量計41が測定する主管流量の挙動を示している。この図が示すように主管流量は、2台目の2次ポンプを起動させると一時的に増大しやがて2次ポンプ20の増段前の流量に落ち着く。
そこで、本実施形態ではこの過渡的な主管流量の変化を考慮して熱源機30及び1次ポンプ10の運転台数を制御する。具体的には、熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプ20の運転台数が変化した時刻から所定の時間を経過するまでの間は、2次ポンプ20の運転台数変化前における要求負荷に基づいた熱源機30の運転台数の制御を行う。ここで所定の時間とは、例えば、負荷機器40に供給される熱媒体の主管流量の変動が静定するまでの期間を示す予め定められた時間である。次にこの方法について説明する。
図3の処理フローを用いて熱源機運転台数制御装置60が「主管流量に基づく制御方式」によって熱源機30の運転台数を決定する処理について説明する。
前提として図1に示す熱源システムが稼働しており、負荷機器40からの要求負荷の増減に応じて熱源機運転台数制御装置60が熱源機30及び1次ポンプ10の運転台数を制御し、別途熱源システムに備えられた2次ポンプ制御装置80が2次ポンプの運転台数を制御しているものとする。例えば負荷機器40が冷房装置で、利用者が温度設定を28℃から25℃に変更すると要求負荷は増大し、それに伴い必要があればその制御装置が2次ポンプの運転台数を増加させるものとする。
まず、2次ポンプ運転台数変更検出部102が2次ポンプの増減段があったかどうかを検出する(ステップS1)。2次ポンプの増減段を検出した場合、2次ポンプ運転台数変更検出部102は、検出した時刻を記憶部200に記録する(ステップS2)。2次ポンプの増減段を検出しない場合、ステップS3へ進む。
この過渡状態継続時間は、例えば熱媒体が熱源システムの循環経路を一巡するのに要する時間を測定してその値を適用してもよい。また、この過渡状態継続時間は、固定的に設定されていてもよいし、熱源システムの管理者が、各2次ポンプ20の特性や熱媒の循環経路の長さ、空調機(負荷機器40)の保有水量、主管流量計測値などの運転条件に応じて自由に設定できてもよい。
一方、2次ポンプの増減段から過渡状態継続時間が経過していなければ(ステップS3=No)、熱源機運転台数切替部101は、負荷側主管流量取得部105が前回の2次ポンプの増減段前に最後に記録した流量計41による測定値を最新の主管流量計測値として記憶部200から読み出す(ステップS5)。
次に熱源機運転台数切替部101は、最新の主管流量計測値を用いて「主管流量に基づく制御方式」によって熱源機30等の増減を判断する。
比較の結果、最新の主管流量計測値が増段流量閾値を上回っていれば(ステップS6=Yes)、熱源機運転台数切替部101は、熱源機30及び1次ポンプ10を1台ずつ増段することを決定し、現在停止している熱源機30及び1次ポンプ10を起動する(ステップS7)。
比較の結果、最新の主管流量計測値が増段流量閾値以下であれば(ステップS6=No)、ステップS8の処理へ進む。
比較の結果、最新の主管流量計測値が減段流量閾値を下回っていれば(ステップS8=Yes)、熱源機運転台数切替部101は、熱源機30及び1次ポンプ10を1台ずつ減段することを決定し、現在起動している熱源機30及び1次ポンプ10を停止する(ステップS9)。
比較の結果、最新の主管流量計測値が減段流量閾値以上であれば(ステップS6=No)、ステップS10の処理へ進む。
最後に熱源機運転台数切替部101は、熱源システムが利用者等の操作により停止させられたかどうかを所定の方法で判定する。熱源システムの運転が停止した場合(ステップS10=Yes)、本処理フローは終了する。運転が継続する場合(ステップS10=No)、ステップS1からの処理を繰り返す。
図4の処理フローを用いて熱源機運転台数制御装置60が「システム負荷計測値に基づく制御方式」によって熱源機30の運転台数を決定する処理について説明する。なお、図3と同じ処理には同じ符号を付して簡単に説明する。
まず、2次ポンプ運転台数変更検出部102が2次ポンプ20の増減を検出し(ステップS1)、増減を検出した場合、検出時刻を記憶部200に記録する(ステップS2)。次に熱源機運転台数切替部101は、前回の2次ポンプ運転台数変更時刻から現在時刻までの経過時間と過渡状態継続時間とを比較する(ステップS3)。
次に熱源機運転台数切替部101は、最新のシステム負荷計測値用いて「システム負荷計測値に基づく制御方式」によって熱源機30等の増減を判断する。
比較の結果、最新のシステム負荷計測値が増段負荷閾値を上回っていれば(ステップS14=Yes)、熱源機運転台数切替部101は、熱源機30等を増段する(ステップS7)。
比較の結果、最新のシステム負荷計測値が増段負荷閾値以下であれば(ステップS14=No)、ステップS15の処理へ進む。
比較の結果、最新のシステム負荷計測値が減段負荷閾値を下回っていれば(ステップS15=Yes)、熱源機運転台数切替部101は、熱源機30等を減段する(ステップS9)。
最後に熱源機運転台数切替部101は、熱源システムの運転状態を判定し、運転が継続する場合、ステップS1からの処理を繰り返し、熱源システムが停止した場合、本処理フローは終了する。
以下、本発明の第二の実施形態による熱源システムを図5〜7を参照して説明する。
図5は本実施形態による熱源機運転台数制御装置の機能ブロック図である。
本実施形態の熱源機運転台数制御装置60は、2次ポンプ周波数検出部109を備えている点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
2次ポンプ周波数検出部109は、2次ポンプ20のそれぞれからポンプの周波数を取得し、ポンプ周波数を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。ポンプの周波数とは、ポンプの出力周波数であって論理的にはポンプの回転数や吐出流量に比例する値である。あるいは2次ポンプ周波数検出部109は、2次ポンプ制御装置80からポンプの周波数(周波数指令値)を取得してもよい。
なお、本実施形態において熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプ20の運転台数が変化した際に、その変化によって変動する2次ポンプ20の周波数が静定するまでの間、2次ポンプ20の運転台数の変化前における要求負荷に基づいて熱源機30の運転台数を制御する。
まず、図6の処理フローを用いて過渡状態継続時間を適切な値に調節して熱源機30等の運転台数の増減を制御する方法について説明する。
本処理フローは、第一の実施形態における図3及び図4の処理フローのステップS3の判定に関する処理である。
前提として、図3又は図4で説明したように2次ポンプ20の増減段の影響がある状態では2次ポンプ増減段前に最後に記録した主管流量やシステム負荷計測値で熱源機30の運転台数を制御するものとする。また、これら2次ポンプ増減段前の主管流量やシステム負荷計測値を用いて熱源機30の運転台数の制御を行っている状態のことを前回値ホールド状態と呼ぶことにする。
まず、2次ポンプ運転台数変更検出部102が2次ポンプ20の増減を検出し、増減段の時刻を記憶部200に記録したとする(図3、4のステップS1、S2)。
すると、熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプの増減から過渡状態継続時間が経過したかどうかを判定する(ステップS3)。
2次ポンプの増減から過渡状態継続時間が経過していなければ(ステップS3=No)、熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプ周波数検出部109が記録した各2次ポンプ20の周波数を記憶部200から読み出して所定期間における各2次ポンプ20それぞれの周波数の変動が所定の範囲内であるかどうかを判定する(ステップS16)。例えば熱源機運転台数切替部101は、最新60秒間の各2次ポンプ20の周波数の変動が±3Hz以内であれば周波数の変動が所定の範囲内であると判定してもよい。
判定の結果、周波数の変動が所定の範囲内でない場合(ステップS16=No)、熱源機運転台数切替部101は、前回値ホールド状態を継続する。そして、本実施形態における熱源機30の運転台数制御の処理フローは、図3の処理であればステップS5へ、又は図4の処理フローであればステップS13へ進む。
以上で図6の処理フローは終了する。
一方、本実施形態の周波数に基づく判断(ステップS16)によれば、2次ポンプ20の周波数が一定期間一定範囲内に含まれた場合、2次ポンプ20の増減による過渡状態が静定したと判断し,前回値ホールド状態の解除を行うことにより、より適切なタイミングで前回値ホールドを解除することが可能となる。
また、図6のように第一の実施形態と組み合わせた場合でも、過渡的な状態が続いているにも関わらず前回値ホールド状態を解除してしまうおそれがない程度に余裕を持たせて過渡状態継続時間を設定できれば、前回値ホールド状態を解除するタイミングを図6の処理フローのように2次ポンプ20の周波数の変動によって判断すれば上記のような問題を解決することができる。
また、2次ポンプ20の周波数の変動による判断だけではなく、過渡状態継続時間による判断と組み合わせることで、ポンプの増減段に続けてポンプの周波数を意図して継続的に増加又は減少させているような場合においてその期間中常に前回値ホールド状態を継続することを防ぐことができる。
以下、本発明の第三の実施形態による熱源システムを図8〜10を参照して説明する。
図8は本実施形態による熱源機運転台数制御装置の機能ブロック図である。
本実施形態の熱源機運転台数制御装置60は、熱源側送水温度取得部106、熱源側還水温度取得部107、熱源側主管流量取得部108を備えている点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
熱源側送水温度取得部106は、温度計13が測定した熱媒体の温度を取得し、その温度を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
熱源側還水温度取得部107は、温度計12が測定した熱媒体の温度を取得し、その温度を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
熱源側主管流量取得部108は、流量計11が測定した熱媒体の流量を取得し、その流量を取得した時刻と対応付けて記憶部200に記録する。
なお、本実施形態において熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプ20の運転台数が変化した際に、その変化によって変動する熱源機の熱源機出力値と負荷機器の負荷計測値との差分値が静定するまでの間、2次ポンプ20の運転台数の変化前における要求負荷に基づいて熱源機30の運転台数を制御する。
図9の処理フローを用いて過渡状態継続時間を第二の実施形態とは異なる方法で適切な値に調節して熱源機30の運転台数を制御する方法について説明する。
本処理フローは、第一の実施形態における図3及び図4の処理フローのステップS3の判定に関する処理である。
まず、2次ポンプ運転台数変更検出部102が2次ポンプ20の増減を検出し、増減段の時刻を記憶部200に記録したとする(図3、4のステップS1、S2)。すると、熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプの増減段から過渡状態継続時間が経過したかどうかを判定する(ステップS3)。
2次ポンプの増減段から過渡状態継続時間が経過していなければ(ステップS3=No)、熱源機運転台数切替部101は、負荷側送水温度取得部103が記録した負荷側の送水温度、負荷側還水温度取得部104が記録した負荷側の還水温度、負荷側主管流量取得部105が記録した負荷側の主管流量を所定期間分記憶部200から読み出して式(1)を用いてそれぞれの測定値が記録された時刻におけるシステム負荷計測値を算出する。また、熱源機運転台数切替部101は、熱源側送水温度取得部106が記録した熱源側の送水温度と熱源側還水温度取得部107が記録した熱源側の還水温度と熱源側主管流量取得部108が取得した熱源側の流量と所定期間分記憶部200から読み出して以下の式(4)により熱源機30−1における熱源機出力値を算出する。
熱源機30−1の熱源機出力値 = 流量計11−1が測定した値 ×
(|温度計12−1が測定した値 − 温度計13−1が測定した値|)
× 熱媒体の比熱 × 熱媒体の比重 ・・・(4)
熱源機運転台数切替部101は、運転状態にある他の熱源機30−2等についても同様にして熱源機出力値を計算する。そして熱源機運転台数切替部101は、計算した各熱源機30における熱源機出力値を合計してそれぞれの測定値が記録された時刻における運転中の全ての熱源機30についての熱源機出力値を計算する。そして熱源機運転台数切替部101は、算出したシステム負荷計測値と熱源機出力値の差分値を計算し、所定期間におけるこの差分値の変動が所定の範囲内であるかどうか判定する(ステップS17)。
判定の結果、差分値の変動が所定の範囲内でない場合(ステップS17=No)、熱源機運転台数切替部101は、前回値ホールド状態を継続する。そして本実施形態における熱源機30の運転台数制御の処理フローは、図3の処理であればステップS5へ、図4の処理フローであればステップS13へ進む。
以上で図9の処理フローは終了する。
本実施形態によれば、より直接的に熱源システムの状態を示すシステム負荷計測値と熱源機出力値を用いて熱源システムの運転状態を評価するため、より適切なタイミングで前回値ホールドを解除することが可能となる。
なお、本実施形態のステップS17における判定処理は第一の実施形態と組み合わせなくても単独で用いることも可能である。また、第二の実施形態と組み合わせることも可能である。
また、上の説明では配管51に流量計11、温度計12、温度計13を設置して1台ごとに熱源機30についての熱源機出力値を求める例を示したが、熱源機30が備えられた付近の配管50に流量計11、温度計12、温度計13を設置して全熱源機30に対する熱源機出力値を求めてもよい。
以下、本発明の第四の実施形態による熱源システムを図10〜13を参照して説明する。
本実施形態は、主管流量が過渡的に上昇する場合のみ適用可能であり,原則として2次ポンプの増段時における熱源機30の運転台数の制御に関するものである。
図10は本実施形態による熱源システムの一例を示す図である。本実施形態の熱源システムでは2次ポンプ群と並列に2次バイパス53が備えられている。2次バイパス53は、2次ポンプ20が移送する熱媒体を2次ポンプ群の入り口側に還流させ、2次ポンプ20から負荷機器40への熱媒体の流量を調整する働きをする。さらに2次バイパス53には2次バイパス調整弁54が備えられている。2次バイパス調整弁54は、2次バイパス53を流れる熱媒体の流量を調節する。
本実施形態の熱源機運転台数制御装置60は、2次バイパス弁制御部111を備える点で第一の実施形態と異なる。本実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同じである。
2次バイパス弁制御部111は、2次バイパスを通って還流する熱媒体を所望の流量とするために2次バイパス調整弁54の弁開度を制御する。2次バイパス弁制御部111は、PI(Proportional Integral)などのフィードバック制御を行う機能を有している。
図12の処理フローを用いて第四の実施形態における熱源機30の増減段を制御する方法について説明する。なお、図3で説明した処理については同じ処理に同じ符号を付して簡単に説明する。
前提として2次ポンプ増段前後で主管流量が等しくなるように制御するものとする。
まず、2次ポンプ運転台数変更検出部102が2次ポンプ20の増減を検出し、増減段の時刻を記憶部200に記録したとする(図3、4のステップS1、S2)。すると、熱源機運転台数切替部101は、2次ポンプの増減から所定時間経過したかどうかを判定する(ステップS3)。
2次ポンプの増段から過渡状態継続時間が経過していなければ(ステップS3=No)、まず2次バイパス弁制御部111は、目標流量に増段前の主管流量を設定する(ステップS19)。次に2次バイパス弁制御部111は、負荷側主管流量取得部105を介して最新の主管流量を取得する(ステップS20)。そして2次バイパス弁制御部111は、予め定められた目標流量と最新の主管流量の偏差を計算し(ステップS21)、偏差がゼロになるように2次バイパス調整弁54をフィードバック制御する(ステップS22)。2次バイパス弁制御部111は、記憶部200に格納された過渡状態継続時間が経過するまでの間、2次ポンプの増段による主管流量の過渡的な増加を打ち消すように2次バイパス調整弁54を制御し続ける。
一方、2次ポンプ20の増段から過渡状態継続時間が経過していれば(ステップS3=No)、2次バイパス弁制御部111は、2次バイパス調整弁54の弁開度が2次ポンプ増段時ではなく通常運転時に用いる所定の値となるように制御する(ステップS18)。
この後の処理ステップは、第一の実施形態の処理フローである図3及び図4のステップS4以降と同じである。
また、2次バイパス弁制御部111がフィードバック制御を行う期間については、第二の実施形態のように2次ポンプ周波数が所定の範囲に収まるまでの期間としてもよく、あるいは、第三の実施形態のようにシステム負荷計測値と熱源機側の熱源機出力値との偏差が所定の範囲に収まるまでの期間としてもよい。
図13は、第一の実施形態の図3で説明した「主管流量に基づく制御方式」に本実施形態を組み合わせた処理フローである。図3の処理フローとの違いだけを述べる。
本処理フローにおいては、ステップS3で熱源機運転台数切替部101が2次ポンプの増段から過渡状態継続時間が経過していないと判定した場合(ステップS3=No)、熱源機運転台数切替部101が前回値をホールドして熱源機30の運転台数を制御する(ステップS5)。また、それと並行して2次バイパス弁制御部111が2次バイパス調整弁54を制御し、2次ポンプ増段による主管流量の変動を抑制する(ステップS23)。ステップS23の処理内容は、図12におけるステップS19〜ステップS22に相当する処理である。
11・・・流量計
12・・・温度計
13・・・温度計
20・・・2次ポンプ
40・・・空調機
41・・・流量計
42・・・温度計
43・・・温度計
50・・・配管
51・・・配管
52・・・配管
53・・・2次バイパス
54・・・2次バイパス調整弁
55・・・配管
60・・・熱源機運転台数制御装置
80・・・2次ポンプ制御装置
101・・・熱源機運転台数切替部
102・・・2次ポンプ運転台数変更検出部
103・・・負荷側送水温度取得部
104・・・負荷側還水温度取得部
105・・・負荷側主管流量取得部
106・・・熱源側送水温度取得部
107・・・熱源側還水温度取得部
108・・・熱源側主管流量取得部
109・・・2次ポンプ周波数検出部
111・・・2次バイパス弁制御部
200・・・記憶部
Claims (11)
- 負荷機器と当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプの運転台数が変化した際に、その運転台数の変化によって変動する値又は時間のうち少なくとも一つが所定の条件を満たすまで、前記ポンプの運転台数の変化の前における前記負荷機器の状態に基づいて前記熱源機の運転台数を決定する熱源機運転台数切替部
を備えることを特徴とする熱源機運転台数制御装置。 - 前記時間に関する所定の条件は、
前記ポンプの運転台数が変化した時刻から予め定められた時間又は運転条件に応じて設定した時間を経過すること
を特徴とする請求項1に記載の熱源機運転台数制御装置。 - 前記変動する値に関する所定の条件は、
前記ポンプの運転台数の変化により変動する前記ポンプの周波数が、所定の期間において所定の範囲の値となること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱源機運転台数制御装置。 - 前記変動する値に関する所定の条件は、
前記ポンプの運転台数の変化により変動する前記熱源機の熱源機出力値と前記負荷機器の負荷計測値の差分値が、所定の期間において前記熱源機出力値と前記負荷計測値とが等しいとみなせる所定の範囲の値に収まること
を特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の熱源機運転台数制御装置。 - 前記ポンプに並列して接続された2次バイパスの流量を調整する2次バイパス調整弁の弁開度を制御する2次バイパス弁制御部
を備え、
前記2次バイパス弁制御部は、前記ポンプの運転台数が変化した際に、前記ポンプから前記負荷機器へ移送される熱媒体の流量が目標流量となるように前記2次バイパス調整弁を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の熱源機運転台数制御装置。 - 負荷機器に関する計測値に基づいて当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機の運転台数を決定する熱源機運転台数切替部と、
前記負荷機器と前記熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプに並列して接続された2次バイパスの流量を調整する2次バイパス調整弁の弁開度を制御する2次バイパス弁制御部
を備え、
前記2次バイパス弁制御部は、前記ポンプの運転台数が変化した際に、前記ポンプから前記負荷機器へ移送される熱媒体の流量が目標流量となるように前記2次バイパス調整弁を制御する
ことを特徴とする熱源機運転台数制御装置。 - 負荷機器と、
複数の熱媒体を供給する熱源機と、
前記熱源機が供給する熱媒体を前記負荷機器に移送する複数のポンプと、
前記ポンプの運転台数を制御する2次ポンプ制御装置と、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の熱源機運転台数制御装置と、
を備えることを特徴とする熱源システム。 - 熱源機運転台数切替部が、負荷機器と当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプの運転台数が変化した際に、その運転台数の変化によって変動する値又は時間のうち少なくとも一つが所定の条件を満たすまで、前記ポンプの運転台数の変化の前における前記負荷機器の状態に基づいて前記熱源機の運転台数を決定する
ことを特徴とする熱源機運転台数の制御方法。 - 熱源機運転台数切替部が、負荷機器に関する計測値に基づいて当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機の運転台数を決定し、
2次バイパス弁制御部が、前記負荷機器と前記熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプに並列して接続された2次バイパスの流量を調整する2次バイパス調整弁の弁開度を制御し、さらに前記ポンプの運転台数が変化した際に、前記ポンプから前記負荷機器へ移送される熱媒体の流量が目標流量となるように前記2次バイパス調整弁を制御する
ことを特徴とする熱源機運転台数の制御方法。 - 熱源機運転台数制御装置のコンピュータを、
負荷機器と当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプの運転台数が変化した際に、その運転台数の変化によって変動する値又は時間のうち少なくとも一つが所定の条件を満たすまで、前記ポンプの運転台数の変化の前における前記負荷機器の状態に基づいて前記熱源機の運転台数を決定する手段
として機能させるためのプログラム。 - 熱源機運転台数制御装置のコンピュータを、
負荷機器に関する計測値に基づいて当該負荷機器に熱媒体を供給する熱源機の運転台数を決定する手段、
前記負荷機器と前記熱源機との間に備えられた前記熱媒体を前記負荷機器に移送するポンプに並列して接続された2次バイパスの流量を調整する2次バイパス調整弁の弁開度を制御し、さらに前記ポンプの運転台数が変化した際に、前記ポンプから前記負荷機器へ移送される熱媒体の流量が目標流量となるように前記2次バイパス調整弁を制御する手段
として機能させるためのプログラム。
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