JP2018162943A - 熱源制御システム、熱源制御システムの制御方法および演算装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一実施形態に係る1次2次ポンプ方式の熱源制御システム100の構成例を示す。1次2次ポンプ方式の熱源制御システム100では、往ヘッダ102および還ヘッダ103を境として冷凍機側と空調負荷側の揚程を2種類のポンプで分け合う。そのため、熱源制御システムは、複数台の冷凍機(熱源機R)11の各々に対して設けられる複数台の1次冷水ポンプ12と、2次冷水ポンプ85a,85bとを有している。1次冷水ポンプ12は、空調機104などの空調負荷で熱交換されて昇温して還ヘッダ103に還ってくる2次冷水を、冷凍機11を経由させて1次冷水として送り出す。1次冷水ポンプ12は、1次冷水を還ヘッダ103から冷凍機、冷凍機11から往ヘッダ102へと循環させるときに、往ヘッダ102及び還ヘッダ103までの配管抵抗と冷凍機11の水圧損分との合計を揚程として受け持つ。また、2次冷水ポンプ85a,85bは、冷凍機11から往ヘッダ102に送り出された1次冷水を、空調負荷に対して2次冷水として送り出す。2次冷水ポンプは、冷水2次往配管39および冷水2次還配管41の配管抵抗と空調負荷の熱交換器部分の水圧損分との合計を揚程として受け持つ。
図3は、リアルタイムコントローラ105に関する制御フローの例を示す。図3の例では、事前のシミュレーション時とリアルタイム制御時とでそれぞれ最適化を行うことで、4つの制御目標値を同時に求めることが可能であるとともに、リアルタイム制御時の計算量を大幅に削減しつつ、精度の高い計算を可能としている。
E_RCDPCT[i]=FE_RCDPCT[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i],Vcd_CDP[i],Vg_CT[i]) ……(1)
ここで、「E_RCDPCT[i]」は、単独熱源ユニット101iに含まれる熱源機11i、冷却塔13iの冷却塔ファンおよび冷却水ポンプ14iの3つの機器のエネルギー消費量を示す評価値である。「FE_RCDPCT[i]()」は、カッコ内に代入される条件に対して、熱源機11i、冷却塔13iの冷却塔ファンおよび冷却水ポンプ14iの3つの機器のエネルギー消費量を返す機器特性関数である。また、「Vcd_CDP[i]」は冷却水ポンプ14iの冷却水流量を示す変数である。冷却水による処理熱量Qcd=冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の差分(冷却水ΔT)×冷却水流量の関係は自明である。そのため、上記の冷却水ポンプ14iの冷却水流量を示す変数を、冷却水ΔTの想定値で代替する場合もある。「Vg_CT[i]」は冷却塔13iの冷却塔ファンの風量を示す変数である。冷却塔での冷却水冷却塔出口温度の設定値に近づくべく制御する対象は冷却塔ファンの風量であり、冷却塔ファン風量の多少と、冷却塔出口温度設定値への近づき度合いの多少とは相関があることは自明である。そのため、上記の冷却塔ファンの風量を示す変数を、冷却塔出口温度の設定値で代替する場合もある。
Tcd_out_CT[i]=FTcd_out_CT(WB, Tcd_in_CT[i],Vcd_CDP[i],Vg_CT[i]) ……(2)
コンピュータは、冷却水冷却塔出口温度Tcd_out_CT[i]を冷凍機入口温度Tcd_in_R[i]に代入する。
Tcd_in_R[i]= Tcd_out_CT[i] ……(3)
コンピュータは、熱源機R[i]の冷凍熱量Qc_R[i]、冷凍機冷却水入口温度Tcd_in_R[i]、冷却水ポンプの冷却水流量Vcd_CDP[i]、冷凍機冷却水出口温度Tcd_out_R[i]を以下の式(4)に与えることで冷凍機本体消費エネルギーE_R[i]を算出する。
E_R[i]= FE_R (Qc_R[i], Tcd_in_R[i],Vcd_CDP[i], Tcd_out_R[i])……(4)
コンピュータは、以下の式(5)により、冷凍機排熱量Qcd_R[i]を算出する。
Qcd_R[i]=Qc_R[i]+E_R[i] ……(5)
コンピュータは、以下の式(6)により、冷凍機冷却水出口温度を算出する。
Tcd_out_R[i]=Qcd_R[i]/(cpw×w×Vcd_CDP[i]) +Tcd_in_R[i] ……(6)
コンピュータは、冷凍機冷却水出口温度Tcd_out_R[i]を冷却塔冷却水入口温度の計算値Tcd_in_CT[i]_calc_に代入する。
Tcd_in_CT[i]_calc=Tcd_out_R[i] ……(7)
コンピュータは、以下の式(8)により、冷却水冷却塔入口温度の仮定値と計算値の誤差を判定する。
|Tcd_in_CT[i]_calc- Tcd_in_CT[i] |<Err……(8)
誤差が所定範囲(Err)よりも大きければ(式(8)の判定が偽の場合)、コンピュータは、冷却塔冷却水入口温度Tcd_in_CT[i]の初期値(例えば32℃)から所定温度(例えば0.1℃)下げた値を仮定値に設定し、最初の式(2)に戻る。一方、誤差が所定範囲内に収まったとき(式(8)の判定が真の場合)には、コンピュータは、誤差が所定範囲内に収まったときの冷凍機本体消費エネルギーを以下の式(9)に与えることで各機器の消費エネルギー合計値を算出する。
E_RCDPCT[i]= E_R[i]+E_CDP(=FE_CDP(Vcd_CDP[i]))+E_CT(=FE_CT(Vg_CT[i]))……(9)
なお、FTcd_out_CT ()、FE_R ()、FE_CDP()、FE_CT()は、メーカーごとに公開されている機器性能から作成した機器特性関数である。
E_RCDPCT_min[i]=FE_RCDPCT_min[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i]) ……(10)
ここで、「E_RCDPCT_min[i]」は、熱源機11i、冷却塔13iの冷却塔ファンおよび冷却水ポンプ14iの最小消費エネルギーを示す変数であり、「FE_RCDPCT_min[i]()」は、シミュレーションの結果に基づいて、カッコ内に代入される変数に対して、熱源機11i、冷却塔13iの冷却塔ファンおよび冷却水ポンプ14iの最小消費エネルギーを返す関数である。
Vcd_CDP[i]=FVcd_CDP[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i]) ……(11)
ここで、「FVcd_CDP[i]()」は、ステップS101での最適解の算出結果に基づいて、カッコ内に代入される条件に対して、冷却水ポンプ14iの冷却水流量を返す関数である。
Vg_CT[i]=FVg_CT[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i]) ……(12)
ここで、「FVg_CT[i]()」は、ステップS101での最適解の算出結果に基づいて、カッコ内に代入される条件に対して、冷却塔13iの冷却塔ファンの風量を返す関数である。
Etotal=Σ{FE_RCDPCT_min[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i])+FE_CP[i](Vc_R[i])}
=FEtotal(WB,Vc2,Tcr2,Vc_R[1〜n],Tc_out_R[1〜n]) ……(13)
ここで、「FE_CP[i]」は、カッコ内に代入される条件に対して、ハードとしてのポンプの実際の流量と動力との性能曲線から得られる関係から求めた、1次冷水ポンプ12の消費エネルギーを返す関数である。「FEtotal()」は、カッコ内に代入される条件に対して、複合熱源のエネルギー消費量を返す関数である。「Vc2」は、2次冷水流量を示す変数であり、「Tcr2」は2次冷水還温度を示す変数である。
また、式(13)のQc_R[i]は、後述の式(14)より、Cpw・ρw・Vc_R[i]・(Tc_in_R[i]-Tc_out_R[i])である。ここで、冷凍機冷水入口温度Tc_in_R[i]はバイパス路31を通るバイパス流Vcbpが正(Vcbp>0)のときは、2次冷水往温度Tcs2と次冷水還温度Tcr2の流量加重平均であり、2次冷水往温度Tcs2は、冷凍機冷水出口温度Tc_out_R[i]の流量加重平均であり、Vcbp<0のときは、2次冷水還温度Tcr2であり、いずれにせよ(13)式の最上行は最下行のように式変形できる。
Qc_R[i]=Cpw・ρw・Vc_R[i]・(Tc_in_R[i]-Tc_out_R[i]) …(14)
ここで、式(14)での「Vc_R[i]」および「Tc_out_R[i]」はいずれもステップS106での演算結果である。また、式(14)での「Tc_in_R[i]」は計測値である。「Cpw」は水の比熱を示す物理定数であり、「ρw」は水の密度を示す物理定数である。
図4は、一実施形態の熱源制御システム100における演算サーバ300での演算処理例を示している。図4の例では、熱源制御システム100の運転時に、演算サーバ300が2次冷水往温度の目標値を算出する場合を説明する。なお、図4では、ステップS202、S203の処理と、ステップS204、S205の処理と、ステップS206、S207の処理とがそれぞれ並列に実行される例を示すが、これらの処理が直列に実行されてもよい。
Qc2=Vc2×Cw×(Tcr2−Tcs2)×ρw …(15)
なお、式(15)において、Cw[kg/(kg’・C)]は水の比熱を示す物理定数であり、ρw[kg/m3]は水の密度を示す物理定数である。
E1_HS1=Σ{FE_RCDPCT_min[i](WB,Qc_R[i],Tc_out_R[i])+FE_CP[i](Vc_R[i])}
=FEtotal(WB,Vc2,Tcr2,Vc_R[1〜n],Tc_out_R[1〜n]) ……(13) ’
ここで、式(13)’において、「FE_RCDPCT_min[i]()」は、シミュレーションの結果に基づいて、カッコ内に代入される変数に対して、熱源機11i、冷却塔13iの冷却塔ファンおよび冷却水ポンプ14iの最小のエネルギー消費量を返す関数である。「WB」は外気湿球温度を示す変数である。「Qc_R[i]」は熱源機11iでの冷凍熱量を示す変数である。「Tc_out_R[i]」は、熱源機11iの冷水出口温度を示す変数である。「FE_CP[i]」は、カッコ内に代入される条件に対して、ハードとしてのポンプの実際の流量と動力との性能曲線から得られる関係から求めた、1次冷水ポンプ12の消費エネルギーを返す関数である。「Vc_R[i]」は、熱源機11iに対応する冷水流量(つまり1次冷水ポンプによる冷水流量)を示す変数である。「FEtotal()」は、カッコ内に代入される条件に対して、n台の単独熱源ユニットのまとまりである複合熱源のエネルギー消費量を返す関数である。「Vc2」は、2次冷水流量を示す変数であり、「Tcr2」は2次冷水還温度を示す変数である。なお、式(13)’に含まれる各関数は、事前のシミュレーションによってそれぞれ生成される。
E1_HS1=F1(Tcs2) ……(16)
例えば、熱源1次側処理部302は、図5(a)のグラフの各点のデータを用いて、公知の関数フィッティング処理を実行し、熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との近似関数である第1の関数F1を求める。近似関数は、右肩下がりの関数であればどのようなものでもよいが、計算の簡単さを考慮してステップS203での第1の関数F1は2次関数(y=ax2+bx+c)とする。なお、図5(b)は、図5(a)に第1の関数F1をプロットした図である。第1の関数F1は右肩下がりの関数となる。
E1_CP2=F2(Tcs2) ……(17)
例えば、熱源2次側処理部303は、図6(a)のグラフの各点のデータを用いて、公知の関数フィッティング処理を実行し、2次冷水ポンプのエネルギー消費量と2次冷水往温度との近似関数である第2の関数F2を求める。近似関数は、右肩上がりの関数であればどのようなものでもよいが、計算の簡単さを考慮してステップS205での第2の関数F2は2次関数(y=dx2+ex+f)とする。なお、図6(b)は、図6(a)に第2の関数F2をプロットした図である。第2の関数F2は右肩上がりの関数となる。
E1_AHU=F3(Tcs2) ……(18)
例えば、空調負荷処理部304は、図7(a)のグラフの各点のデータを用いて、公知の関数フィッティング処理を実行し、空調負荷のエネルギー消費量と2次冷水往温度との近似関数である第3の関数F3を求める。近似関数は、右肩上がりの関数であればどのようなものでもよいが、計算の簡単さを考慮してステップS207での第3の関数F3は2次関数(y=gx2+hx+j)とする。なお、図7(b)は、図7(a)に第3の関数F3をプロットした図である。第3の関数F3は右肩上がりの関数となる。
y=(a+d+g)x2+(b+e+h)x+(c+f+j) ……(19)
図8は、関数F1〜F4を示すグラフである。図8の縦軸はエネルギー消費量であり、図8の横軸は温度である。
図9は、1次ポンプ方式の熱源制御システム100Aの構成例を示す。1次ポンプ方式は、熱源システムの冷水を搬送する冷水ポンプを冷水1次ポンプ1段だけとするものである。1次ポンプ方式の場合、構成が単純であり、空調負荷側の冷水流量制御によって余剰をヘッダ間バイパスする方式なので空調負荷への冷水往温度が基本的に安定する点が有利なシステムである。しかし、1次ポンプ方式の場合、ヘッダ間バイパスに多流量が流れる場合もあり、冷水1次ポンプが冷水配管系の全揚程を受け持つため、省エネルギーとしての最適制御が難しいシステムでもある。
(1)熱源制御システムの構成は、上記の実施形態の構成に必ずしも限定されない。例えば、2次冷水往温度を計測する2次往温度計(43)は第2の往ヘッダ83に配置されていてもよく、2次冷水還温度を計測する2次還温度計(51)は、還ヘッダ103に配置されていてもよい。また、演算サーバ300,300Aは、リアルタイムコントローラ105を介さずに、各センサから直接計測値を取得してもよい。
Claims (10)
- 冷凍機と、
前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される第1往ヘッダと、
1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、
前記第1往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、
2次冷水ポンプを介して、前記第1往ヘッダに往ヘッダ配管で接続される第2往ヘッダと、
前記第2往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、
前記第2往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、
前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、
前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、
外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、
前記2次冷水往温度の目標値を求める演算装置と、
前記2次冷水往温度の目標値に基づき、前記冷凍機、前記1次冷水ポンプおよび前記2次冷水ポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記演算装置は、
前記2次冷水流量の計測値、前記2次冷水還温度の計測値および前記2次冷水往温度の計測値を用いて、2次負荷熱量を算出する2次負荷熱量算出部と、
前記2次冷水流量の計測値および前記外気湿球温度の計測値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する熱源1次側処理部と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の計測値に基づいて抽出された、システム運用時の前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第2の関数を生成する熱源2次側処理部と、
前記第1の関数および前記第2の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する目標値算出部と、
を有することを特徴とする熱源制御システム。 - 請求項1に記載の熱源制御システムにおいて、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の計測値に基づいて抽出された、システム運用時の前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第3の関数を生成する空調負荷処理部をさらに備え、
前記目標値算出部は、前記第1の関数、前記第2の関数および前記第3の関数を合成して前記目的関数を生成することを特徴とする熱源制御システム。 - 請求項1に記載の熱源制御システムにおいて、
システム運用時における、前記2次負荷熱量、前記外気湿球温度、前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量および前記2次冷水往温度の組み合わせを複数記憶した記憶装置をさらに備え、
前記熱源2次側処理部は、前記2次負荷熱量算出部で算出した2次負荷熱量および前記外気湿球温度の計測値の条件に対応する前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との組み合わせを前記記憶装置から複数抽出する
ことを特徴とする熱源制御システム。 - 請求項2に記載の熱源制御システムにおいて、
システム運用時における、前記2次負荷熱量、前記外気湿球温度、前記空調負荷のエネルギー消費量および前記2次冷水往温度の組み合わせを複数記憶した記憶装置をさらに備え、
前記空調負荷処理部は、前記2次負荷熱量算出部で算出した2次負荷熱量および前記外気湿球温度の計測値の条件に対応する前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との組み合わせを前記記憶装置から複数抽出する
ことを特徴とする熱源制御システム。 - 冷凍機と、前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される第1往ヘッダと、1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、前記第1往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、2次冷水ポンプを介して、前記第1往ヘッダに往ヘッダ配管で接続される第2往ヘッダと、前記第2往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、前記第2往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、前記冷凍機、前記1次冷水ポンプおよび前記2次冷水ポンプを制御する制御装置と、を備えた熱源制御システムの制御方法であって、
前記2次冷水流量の計測値、前記2次冷水還温度の計測値および前記2次冷水往温度の計測値を用いて、2次負荷熱量を算出する工程と、
前記2次冷水流量の計測値および前記外気湿球温度の計測値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する工程と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の計測値に基づいて抽出された、システム運用時の前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第2の関数を生成する工程と、
前記第1の関数および前記第2の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する工程と、
前記2次冷水往温度の目標値を前記制御装置に出力する工程と、
を有することを特徴とする熱源制御システムの制御方法。 - 冷凍機と、前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される第1往ヘッダと、1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、前記第1往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、2次冷水ポンプを介して、前記第1往ヘッダに往ヘッダ配管で接続される第2往ヘッダと、前記第2往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、前記第2往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、前記冷凍機、前記1次冷水ポンプおよび前記2次冷水ポンプを制御する制御装置と、を備えた熱源制御システムの2次冷水往温度の目標値を算出する演算装置であって、
前記2次冷水流量の入力値、前記2次冷水還温度の入力値および前記2次冷水往温度の入力値を用いて、2次負荷熱量を算出する2次負荷熱量算出部と、
前記2次冷水流量の入力値および前記外気湿球温度の入力値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する熱源1次側処理部と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の入力値に基づいて抽出された、システム運用時の前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記2次冷水ポンプのエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第2の関数を生成する熱源2次側処理部と、
前記第1の関数および前記第2の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する目標値算出部と、
を有することを特徴とする演算装置。 - 冷凍機と、
前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される往ヘッダと、
1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、
前記往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、
前記往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、
前記往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、
前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、
前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、
外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、
前記2次冷水往温度の目標値を求める演算装置と、
前記2次冷水往温度の目標値に基づき、前記冷凍機および前記1次冷水ポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記演算装置は、
前記2次冷水流量の計測値、前記2次冷水還温度の計測値および前記2次冷水往温度の計測値を用いて、2次負荷熱量を算出する2次負荷熱量算出部と、
前記2次冷水流量の計測値および前記外気湿球温度の計測値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する熱源1次側処理部と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の計測値に基づいて抽出された、システム運用時の前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第3の関数を生成する空調負荷処理部と、
前記第1の関数および前記第3の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する目標値算出部と、
を有することを特徴とする熱源制御システム。 - 請求項7に記載の熱源制御システムにおいて、
システム運用時における、前記2次負荷熱量、前記外気湿球温度、前記空調負荷のエネルギー消費量および前記2次冷水往温度の組み合わせを複数記憶した記憶装置をさらに備え、
前記空調負荷処理部は、前記2次負荷熱量算出部で算出した2次負荷熱量および前記外気湿球温度の計測値の条件に対応する前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との組み合わせを前記記憶装置から複数抽出する
ことを特徴とする熱源制御システム。 - 冷凍機と、前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される往ヘッダと、1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、前記往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、前記往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、前記往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、前記2次冷水往温度の目標値に基づき、前記冷凍機および前記1次冷水ポンプを制御する制御装置と、を備えた熱源制御システムの制御方法であって、
前記2次冷水流量の計測値、前記2次冷水還温度の計測値および前記2次冷水往温度の計測値を用いて、2次負荷熱量を算出する工程と、
前記2次冷水流量の計測値および前記外気湿球温度の計測値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する工程と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の計測値に基づいて抽出された、システム運用時の前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第3の関数を生成する工程と、
前記第1の関数および前記第3の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する工程と、
前記2次冷水往温度の目標値を前記制御装置に出力する工程と、
を有することを特徴とする熱源制御システムの制御方法。 - 冷凍機と、前記冷凍機の冷水出口側に冷水1次往配管で接続される往ヘッダと、1次冷水ポンプを介して、前記冷凍機の冷水入口側に冷水1次還配管で接続される還ヘッダと、前記往ヘッダと前記還ヘッダとを接続するバイパス管と、前記往ヘッダと前記還ヘッダとの間に冷水2次往配管および冷水2次還配管を介して接続される空調負荷と、前記往ヘッダ又は前記冷水2次往配管に配置され、2次冷水往温度を計測する2次往温度計と、前記還ヘッダ又は前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水還温度を計測する2次還温度計と、前記冷水2次還配管に配置され、2次冷水流量を計測する2次流量計と、外気湿球温度を計測する外気温湿度センサと、前記2次冷水往温度の目標値に基づき、前記冷凍機および前記1次冷水ポンプを制御する制御装置と、を備えた熱源制御システムの2次冷水往温度の目標値を算出する演算装置であって、
前記2次冷水流量の入力値、前記2次冷水還温度の入力値および前記2次冷水往温度の入力値を用いて、2次負荷熱量を算出する2次負荷熱量算出部と、
前記2次冷水流量の入力値および前記外気湿球温度の入力値を用いて、1次側の機器のエネルギー消費量である熱源1次側エネルギー消費量と2次冷水往温度との組み合わせを複数組算出し、該算出結果に基づいて、前記熱源1次側エネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第1の関数を生成する熱源1次側処理部と、
前記2次負荷熱量と前記外気湿球温度の入力値に基づいて抽出された、システム運用時の前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度の組み合わせの分布に基づいて、前記空調負荷のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す第3の関数を生成する空調負荷処理部と、
前記第1の関数および前記第3の関数を合成して、システム全体のエネルギー消費量と前記2次冷水往温度との相関を示す目的関数を生成し、前記目的関数で前記システム全体のエネルギー消費量が最小となる前記2次冷水往温度を算出し、算出された前記2次冷水往温度に基づいて前記2次冷水往温度の目標値を決定する目標値算出部と、
を有することを特徴とする演算装置。
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