JP2017003135A5 - - Google Patents

Claims (16)

1. 冷却水を冷却する冷却塔と、
   前記冷却塔に備わる冷却ファンと、
   前記冷却塔で冷却された前記冷却水と冷媒が熱交換する第１熱交換器及び前記冷却水と熱交換した後の前記冷媒と負荷から送水される冷温水が熱交換する第２熱交換器を備える熱源機と、
   前記冷却塔で冷却された前記冷却水を前記熱源機に送水する冷却水ポンプと、
   前記冷温水を前記負荷から前記熱源機に送水する冷温水ポンプと、
   前記熱源機に流入する前記冷温水の流量を計測する冷温水流量センサと、
   前記熱源機に流入する前記冷温水の入口温度を計測する冷温水入口温度センサと、
   前記熱源機から送出される前記冷温水の出口温度を計測する冷温水出口温度センサと、
   外気温度センサ及び外気湿度センサと、
   前記冷却ファン、前記冷却水ポンプ及び前記冷温水ポンプの駆動で環境に与える負荷を定量化した評価関数を設定するとともに、前記評価関数が最小になるように前記冷却ファン及び前記冷却水ポンプを制御する制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記外気温度センサが計測する大気の乾球温度と前記外気湿度センサが計測する大気の相対湿度とから算出する大気の湿球温度にもとづくとともに、
   前記冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから算出する前記熱源機の負荷率にもとづいて、前記評価関数を最小にするような前記冷却水の流量及び水温を設定し、
   設定した前記冷却水の流量を維持するように前記冷却水ポンプを制御し、設定した前記冷却水の水温を維持するように前記冷却ファンを制御し、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合には前記湿球温度を所定の標準温度に設定して前記冷却水の流量及び水温を設定し、
   前記負荷率を算出できない状態の場合には前記負荷率を所定の標準負荷率に設定して前記冷却水の流量及び水温を設定することを特徴とする熱源設備。
2. 前記制御装置は、
   前記外気湿度センサに異常が発生した場合には、前記相対湿度の所定値と前記外気温度センサが計測する前記乾球温度とから前記湿球温度を算出し、
   前記外気温度センサに異常が発生した場合には、前記乾球温度として想定し得る最高温度と前記外気湿度センサが計測する前記相対湿度とから前記湿球温度を算出し、
   前記外気湿度センサと前記外気温度センサに異常が発生した場合には、前記湿球温度を算出できない状態であると判定して前記湿球温度を前記標準温度に設定することを特徴とする請求項１に記載の熱源設備。
3. 前記制御装置は、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合は、前記冷却水の流量及び水温を、前記湿球温度が前記標準温度であるときの前記負荷率に対応した前記冷却水の流量及び水温を設定し、
   前記負荷率を算出できない状態の場合は、前記冷却水の流量及び水温を、前記負荷率が前記標準負荷率であるときの前記湿球温度に対応した前記冷却水の流量及び水温を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱源設備。
4. 前記制御装置は、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合、
   前記冷温水の流量を計測する冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから前記負荷率を算出し、
   さらに、ローカル制御に切替えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の熱源設備。
5. 前記ローカル制御は、前記負荷率との相関関係に基づいて算出した前記負荷率から前記冷却水の流量を算出する
   又は、前記熱源機が出力する、前記熱源機自身が必要とする冷却水の流量を基に、前記冷却水の流量を制御することを特徴とする請求項４に記載の熱源設備。
6. 前記熱源機が複数台備わって、前記冷却塔、前記冷却水ポンプ及び前記冷温水ポンプが前記熱源機と同数備わり、
   前記制御装置は、前記湿球温度と、前記負荷率と、にもとづいて、前記評価関数を最小にするような前記熱源機の運転台数と、運転される前記熱源機に流入する前記冷却水の流量及び水温とを設定し、
   設定した前記冷却水の流量となるようにそれぞれの前記冷却水ポンプを制御し、設定した前記冷却水の水温を維持するようにそれぞれの前記冷却ファンを制御し、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合には前記湿球温度を所定の標準温度に設定して前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定し、
   前記負荷率を算出できない状態の場合には前記負荷率を所定の標準負荷率に設定して前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱源設備。
7. 前記制御装置は、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合は、前記湿球温度が前記標準温度であるときの前記負荷率に対応した前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定し、
   前記負荷率を算出できない状態の場合は、前記負荷率が前記標準負荷率であるときの前記湿球温度に対応した前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定することを特徴とする請求項６に記載の熱源設備。
8. 前記制御装置は、
   前記湿球温度を算出できない状態及び前記負荷率を算出できない状態から復帰した場合には、
   前記湿球温度を、前記外気温度センサが計測する大気の乾球温度と前記外気湿度センサが計測する大気の相対湿度から算出し、
   前記負荷率を、前記冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから算出する状態に戻ることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の熱源設備。
9. 冷却水を冷却する冷却塔と、
   前記冷却塔に備わる冷却ファンと、
   前記冷却塔で冷却された前記冷却水と冷媒が熱交換する第１熱交換器及び前記冷却水と熱交換した後の前記冷媒と負荷から送水される冷温水が熱交換する第２熱交換器を備える熱源機と、
   前記冷却塔で冷却された前記冷却水を前記熱源機に送水する冷却水ポンプと、
   前記冷温水を前記負荷から前記熱源機に送水する冷温水ポンプと、
   前記熱源機に流入する前記冷温水の流量を計測する冷温水流量センサと、
   前記熱源機に流入する前記冷温水の入口温度を計測する冷温水入口温度センサと、
   前記熱源機から送出される前記冷温水の出口温度を計測する冷温水出口温度センサと、
   外気温度センサ及び外気湿度センサと、を備える熱源設備を制御装置が制御するときの熱源設備制御方法であって、
   前記冷却ファン、前記冷却水ポンプ及び前記冷温水ポンプの駆動で環境に与える負荷を定量化した評価関数を設定するステップと、
   前記外気温度センサが計測する大気の乾球温度と前記外気湿度センサが計測する大気の相対湿度とから大気の湿球温度を算出するステップと、
   前記冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから前記熱源機の負荷率を算出するステップと、
   算出した前記湿球温度及び前記負荷率にもとづいて、前記評価関数を最小にするような前記冷却水の流量及び水温を設定するステップと、
   設定した前記冷却水の流量となるように前記冷却水ポンプを制御し、設定した前記冷却水の水温を維持するように前記冷却ファンを制御するステップと、を有し、
   前記湿球温度を算出できない状態の場合には、前記湿球温度を算出するステップにおいて当該湿球温度が所定の標準温度に設定され、
   前記負荷率を算出できない状態の場合には、前記負荷率を算出するステップにおいて当該負荷率が所定の標準負荷率に設定されることを特徴とする熱源設備制御方法。
10. 前記湿球温度を算出するステップでは、
    前記外気湿度センサに異常が発生した場合には前記相対湿度の所定値と前記外気温度センサが計測する前記乾球温度とから前記湿球温度が算出され、
    前記外気温度センサに異常が発生した場合には前記乾球温度として想定し得る最高温度と前記外気湿度センサが計測する前記相対湿度とから前記湿球温度が算出され、
    前記外気湿度センサと前記外気温度センサに異常が発生した場合には前記湿球温度が前記標準温度に設定されることを特徴とする請求項９に記載の熱源設備制御方法。
11. 前記冷却水の流量及び水温と前記冷温水の流量を設定するステップでは、
    前記湿球温度を算出できない状態の場合、
    前記湿球温度が前記標準温度であるときの前記負荷率に対応して前記冷却水の流量及び水温が設定され、
    前記負荷率を算出できない状態の場合、
    前記負荷率が前記標準負荷率であるときの前記湿球温度に対応して前記冷却水の流量及び水温が設定され、冷温水流量制御がローカル制御に切り替わることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の熱源設備制御方法。
12. 前記冷却水の流量及び水温を設定するステップでは、
    前記湿球温度を算出できない状態の場合、
    前記冷温水の流量を計測する冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから前記負荷率が算出され、さらに前記評価関数に基づくことなく、前記冷却水の流量の制御を行うローカル制御に切替えられることを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の熱源設備制御方法。
13. 前記ローカル制御は、前記負荷率との相関関係に基づいて算出した前記負荷率から前記冷却水の流量を算出する
    又は、前記熱源機が出力する、前記熱源機自身が必要とする冷却水の流量を基に、前記冷却水の流量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の熱源設備制御方法。
14. 前記熱源機が複数台備わって、前記冷却塔、前記冷却水ポンプ及び前記冷温水ポンプが前記熱源機と同数備わる場合において、
    前記冷却水の流量及び水温を設定するステップでは、前記湿球温度と、前記負荷率と、にもとづいて、前記評価関数を最小にするような前記熱源機の運転台数と、運転される前記熱源機に流入する前記冷却水の流量及び水温が設定され、
    前記湿球温度を算出できない状態の場合には前記湿球温度を所定の標準温度に設定して前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定し、
    前記負荷率を算出できない状態の場合には前記負荷率を所定の標準負荷率に設定して前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の熱源設備制御方法。
15. 前記冷却水の流量及び水温を設定するステップでは、
    前記湿球温度を算出できない状態の場合、前記湿球温度が前記標準温度であるときの前記負荷率に対応した前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温が設定され、
    前記負荷率を算出できない状態の場合、前記負荷率が前記標準負荷率であるときの前記湿球温度に対応した前記熱源機の運転台数と前記冷却水の流量及び水温を設定が設定されることを特徴とする請求項１４に記載の熱源設備制御方法。
16. 前記湿球温度を算出できない状態及び前記負荷率を算出できない状態から復帰した場合に、
    前記外気温度センサが計測する大気の乾球温度と前記外気湿度センサが計測する大気の相対湿度とから前記湿球温度が算出され、
    前記冷温水流量センサが計測する前記冷温水の流量と前記冷温水出口温度センサが計測する前記冷温水の水温と前記冷温水入口温度センサが計測する前記冷温水の水温とから前記負荷率が算出される状態に戻るステップを備えることを特徴とする請求項９から請求項１５までのいずれか１項に記載の熱源設備制御方法。