JP2021025692A - 熱源システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(熱源システムの構成)
以下、本開示の第一実施形態に係る熱源システム及び制御方法について、図1〜図4と図12を参照して説明する。図1は、本開示の第一実施形態に係る熱源システムの概略構成図である。図2は、図1に示す制御器50の構成例を示す構成図である。図3は、図2に示す制御器50の動作例を示すフローチャートである。図4は、図1に示す熱源システム100の動作例を示すタイミングチャートである。また、図12は、図1に示す熱源機11の構成例を示す図である。
ここで、図3および図4を参照して、図2に示す制御器50の動作例について説明する。図4は、図1に示す熱源機12とポンプ32を時刻t11で停止状態から起動し、その後、あるタイミング(時刻t13)で停止させる場合の各部の動作例を模式的に示すタイミングチャートである。また、図3に示す処理は、制御器50が統合制御盤40から熱源機停止指令を受信した場合に制御器50が実行する処理であり、制御器50によって所定の周期で繰り返し実行される。
なお、本実施形態の制御方法は、システム負荷200(負荷)との間で循環液を還流させる配管71〜74に、並列に設けられた複数の熱源機11〜13と、当該複数の熱源機11〜13それぞれに対応して設けられた複数の熱源機制御弁21〜23と、配管71〜74に並列に接続された複数のポンプ31〜33と、複数の熱源機制御弁21〜23と複数のポンプ31〜33を制御する制御器50と、を備える熱源システム100を制御する方法である。そして、本実施形態の制御方法は、少なくとも一つの熱源機の運転が停止したことを示す熱源機運転信号を受信したタイミング(時刻t14)で、当該少なくとも一つの熱源機に対応する熱源機制御弁を閉制御するステップ(ステップS13)と、少なくとも一つの熱源機の運転が停止したことを示す熱源機運転信号を受信したタイミング(時刻t14)から、閉制御にかかる所定時間が経過した後に、複数のポンプの少なくとも一つを停止制御するステップ(ステップS15)と、を含む。
上記構成の熱源システム100および制御方法では、システム負荷200(負荷)との間で循環液を還流させる配管71〜74に、並列に設けられた複数の熱源機11〜13と、当該複数の熱源機11〜13それぞれに対応して設けられた複数の熱源機制御弁21〜23と、配管71〜74に並列に接続された複数のポンプ31〜33とを備えている。したがって、実施形態の熱源システムおよび制御方法によれば、熱源機の運転台数とポンプの運転台数とを異ならせることができる。
(熱源システムの構成)
次に、本開示の第二実施形態に係る熱源システム及び制御方法について、図5〜図8を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。図5は、本開示の第二実施形態に係る熱源システム100aの概略構成図である。図6は、図5に示す制御器50aの構成例を示す構成図である。図7は、図6に示す制御器50aの動作例を示すフローチャートである。図8は、図5に示す熱源システム100aの動作例を示すタイミングチャートである。
第一実施形態によれば、熱源機制御弁が閉じるのを待ってポンプを停止させることで、流量低トリップを防ぐことができるものの、場合により停止時に必要以上の流量が確保されるため、システム負荷への送水温度が過渡的に上昇してしまう可能性がある。これに対し、第二実施形態では、1次ポンプ部3に対しバイパス弁91を接続し、熱源機11〜13の停止前はバイパス弁91を開いておくことで冷水を循環させる。その際、バイパス弁制御部54は、例えば、バイパス弁91の弁開度を操作し1次ポンプ下流の圧力を目標値に制御する。目標値はポンプQ−Hカーブ等から求めることができる。ここで、Q−Hカーブは、ポンプの性能を表す指標の一つであり、ポンプの吐出し量(流量)Qとポンプが流体を押し上げる高さ(揚程)Hの関係を示した曲線である。
ここで、図7および図8を参照して、図6に示す制御器50aの動作例について説明する。図8は、図5に示す熱源機12とポンプ32を時刻t11で停止状態から起動し、その後、あるタイミング(時刻t13)で停止させる場合の各部の動作例を模式的に示すタイミングチャートである。また、図7に示す処理は、制御器50aが統合制御盤40から熱源機停止指令を受信した場合に制御器50aが実行する処理であり、制御器50aによって所定の周期で繰り返し実行される。
(熱源システムの構成)
次に、本開示の第三実施形態に係る熱源システム及び制御方法について、図9および図10を参照して説明する。なお、第一実施形態および第二実施形態と同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。なお、第三実施形態に係る熱源システムの構成は、図5に示す第二実施形態に係る熱源システム100aと同一であり、図6に示す第二実施形態の制御器50aにおける熱源機制御弁制御部52の動作が、第三実施形態と第二実施形態とで異なる。図9は、本開示の第三実施形態に係る図6に示す制御器50aの動作例を示すフローチャートである。図10は、本開示の第三実施形態に係る図5に示す熱源システム100aの動作例を示すタイミングチャートである。なお、第三実施形態において、図5に示す熱源機制御弁21〜23の少なくとも一つは全開もしくは全閉の2つの状態と中間の開度をとる調節弁である。
第一実施形態および第二実施形態では、熱源機制御弁21〜23を全開⇔全閉操作しかできない弁とすることができたが、その場合、各熱源機に流れる水の流量配分は配管の圧力損失比で決まってしまうため、例えば特許文献1に開示されているような熱源機毎の最適負荷配分はできない。そこで、第三実施形態では、複数の熱源機制御弁21〜23の少なくとも一つを調節弁にする。調節弁とは例えば空気圧、油圧、電磁力を駆動源として中間開度を取ることができる弁である。第三実施形態において、熱源機制御弁制御部52による調節弁の動かし方は、上下流の差圧を一定に保つ差圧制御あるいは直接流量制御どちらでもよい。例えば、熱源機の起動・停止時は、追起動熱源機の送水温度への影響をなるべく小さくし、かつ流量を確保するために、既運転熱源機の調節弁を一旦全開にする。第三実施形態によれば、1次ポンプが並列設置された系統の流量を確保し、トリップを発生させることなく熱源機を運転させることができる。
ここで、図9および図10を参照して、図6に示す制御器50aの第三実施形態における動作例について説明する。なお、図5に示す熱源機制御弁21は調節弁であるとする。また、調節弁である熱源機制御弁21は、通常動作時に100%より小さい開度(100%未満の開度(調節弁開度所定値とする))で制御されているものとする。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記第三実施形態では、調節弁による制御と、バイパス弁による制御を組み合わせているが、これに限るものではなく、例えばバイパス弁による制御を省略してもよい。
また、統合制御盤40と制御器50と制御部674は、一部または全部の構成(あるいは機能)を統合してもよい。
また、並列接続される熱源機の台数と並列接続されるポンプの台数は複数台であればよく、また、並列接続される複数の熱源機やポンプの定格は同一であっても異なっていてもよい。
また、制御器50あるいは制御器50aは、1次ポンプ部3の制御と同様にして(例えば同期させて)、2次ポンプ部6を制御してもよい。
図11は、少なくとも一つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ190は、プロセッサ191、メインメモリ192、ストレージ193、インタフェース194を備える。
上述の統合制御盤40と制御器50と制御部674は、コンピュータ190に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ193に記憶されている。プロセッサ191は、プログラムをストレージ193から読み出してメインメモリ192に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ191は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ192に確保する。
各実施形態に記載の熱源システム100または100aは、例えば以下のように把握される。
21、22、22…熱源機制御弁
31、32、33…ポンプ
71、72、73、74、92、93…配管
50、50a…制御器
51…熱源機台数制御部
52…熱源機制御弁制御部
53…ポンプ制御部
54…バイパス弁制御部
91…バイパス弁
100、100a…熱源システム
200…システム負荷
Claims (6)
- 負荷との間で循環液を還流させる配管に、並列に設けられた複数の熱源機と、
当該複数の熱源機それぞれに対応して設けられた複数の熱源機制御弁と、
前記配管に並列に接続された複数のポンプと、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、
少なくとも一つの前記熱源機の運転が停止したことを示す熱源機運転信号を受信したタイミングで、当該少なくとも一つの熱源機に対応する前記熱源機制御弁を閉制御する熱源機制御弁制御部と、
前記少なくとも一つの熱源機の運転が停止したことを示す前記熱源機運転信号を受信したタイミングの後、前記閉制御の終了を待って、前記複数のポンプの少なくとも一つを停止制御するポンプ制御部と、
を備える熱源システム。 - 前記複数のポンプの下流側から上流側へ前記循環液を環流させるバイパス管及び前記バイパス管を開閉するバイパス弁をさらに備え、
前記制御器が、少なくとも前記熱源機制御弁の閉制御の実行中に前記バイパス弁を開く制御を行うバイパス弁制御部をさらに備える
請求項1に記載の熱源システム。 - 前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁を開く制御を行う際に、前記バイパス弁の開度を調節することで前記複数のポンプの下流側の圧力を所定値に制御する
請求項2に記載の熱源システム。 - 前記複数の熱源機制御弁の少なくとも一つが開度を調節できる調節弁であり、
前記熱源機制御弁制御部は、前記少なくとも一つの熱源機が運転停止する場合、前記熱源機制御弁制御部が当該少なくとも一つの熱源機に対応する前記熱源機制御弁を閉制御する前に、前記調節弁である他の前記熱源機制御弁を一旦全開にする制御を行う
請求項1から3のいずれか1項に記載の熱源システム。 - 負荷との間で循環液を還流させる配管に、並列に設けられた複数の熱源機と、
当該複数の熱源機それぞれに対応して設けられた複数の熱源機制御弁と、
前記配管に並列に接続された複数のポンプと、
前記複数の熱源機制御弁と前記複数のポンプを制御する制御器と、
を備える熱源システムを制御する方法であって、
少なくとも一つの前記熱源機の運転が停止したことを示す熱源機運転信号を受信したタイミングで、当該少なくとも一つの熱源機に対応する前記熱源機制御弁を閉制御するステップと、
前記少なくとも一つの熱源機の運転が停止したことを示す前記熱源機運転信号を受信したタイミングの後、前記閉制御の終了を待って、前記複数のポンプの少なくとも一つを停止制御するステップと、
を含む制御方法。 - 負荷との間で循環液を還流させる配管に、並列に設けられた複数の熱源機と、
当該複数の熱源機それぞれに対応して設けられた複数の熱源機制御弁と、
前記配管に並列に接続された複数のポンプと、
前記複数の熱源機制御弁と前記複数のポンプを制御する制御器と、
を備える熱源システムにおいて、
少なくとも一つの前記熱源機の運転が停止したことを示す熱源機運転信号を受信したタイミングで、当該少なくとも一つの熱源機に対応する前記熱源機制御弁を閉制御するステップと、
前記少なくとも一つの熱源機の運転が停止したことを示す前記熱源機運転信号を受信したタイミングの後、前記閉制御の終了を待って、前記複数のポンプの少なくとも一つを停止制御するステップと、
を、前記制御器を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
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Citations (4)
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JPS62116846A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Hitachi Ltd | 冷凍機台数制御装置 |
JP2011012839A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Taikisha Ltd | 熱源システム又は空調システムの性能評価方法及び性能評価装置 |
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