JP3032276B2 - 冷暖房システムおよび冷暖房設備 - Google Patents
冷暖房システムおよび冷暖房設備Info
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- JP3032276B2 JP3032276B2 JP2285087A JP28508790A JP3032276B2 JP 3032276 B2 JP3032276 B2 JP 3032276B2 JP 2285087 A JP2285087 A JP 2285087A JP 28508790 A JP28508790 A JP 28508790A JP 3032276 B2 JP3032276 B2 JP 3032276B2
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- cooling
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、冷温水機（本明細書において、冷房につ
いては冷凍機等を、暖房についてはヒートポンプ等を意
味する広い概念をいう）と蓄熱設備（本明細書におい
て、夜間等の電力の安価なときに予め蓄熱しておくため
の設備で、冷房については氷蓄熱装置等の蓄熱設備を、
暖房については温水蓄熱設備等をいう）を備えた冷暖房
設備（大規模冷暖房設備）における該冷温水機と蓄熱設
備の負荷配分およびそれらの台数制御をおこなう冷暖房
システム（方向）とそのシステムを備えた冷暖房設備に
関する。
いては冷凍機等を、暖房についてはヒートポンプ等を意
味する広い概念をいう）と蓄熱設備（本明細書におい
て、夜間等の電力の安価なときに予め蓄熱しておくため
の設備で、冷房については氷蓄熱装置等の蓄熱設備を、
暖房については温水蓄熱設備等をいう）を備えた冷暖房
設備（大規模冷暖房設備）における該冷温水機と蓄熱設
備の負荷配分およびそれらの台数制御をおこなう冷暖房
システム（方向）とそのシステムを備えた冷暖房設備に
関する。
（従来技術） 従来より冷暖房設備としては、任意の必要なとき（時
間）に作動させる冷温水機と、安価な深夜電力等を利用
する蓄熱設備を備え、これら二種類の機器の間の負荷配
分を適当におこなうことによって、経済的に冷暖房をお
こなおうとするものがある。
間）に作動させる冷温水機と、安価な深夜電力等を利用
する蓄熱設備を備え、これら二種類の機器の間の負荷配
分を適当におこなうことによって、経済的に冷暖房をお
こなおうとするものがある。
上記蓄熱設備は、装置の安全運転および効率的な運転
をおこなう上で蓄熱した熱量は昼間（８時〜22時）中に
完全に放熱しておかなければならないという特質があ
る。
をおこなう上で蓄熱した熱量は昼間（８時〜22時）中に
完全に放熱しておかなければならないという特質があ
る。
冷温水機と蓄熱装置のそれぞれの特質に鑑み、現在の
冷暖房設備における冷暖房システムは、蓄熱設備の蓄熱
量を所望負荷熱量（その冷暖房設備において必要とする
負荷熱量をいう）の内のベースロードとして使用し、冷
温水機の熱量をバリアブルロード（業界において「ピー
クロード」とも呼ばれるロードをいう）として使用して
いるのが現状である。
冷暖房設備における冷暖房システムは、蓄熱設備の蓄熱
量を所望負荷熱量（その冷暖房設備において必要とする
負荷熱量をいう）の内のベースロードとして使用し、冷
温水機の熱量をバリアブルロード（業界において「ピー
クロード」とも呼ばれるロードをいう）として使用して
いるのが現状である。
尚、上記「ベースロード」とは、第６図に図示するよ
うに所望負荷熱量Ｑに対してQ1で示すような、各単位時
間毎に予め割りつけた基礎熱源的に用いる負荷熱量をい
い、同じく「バリアブルロード」とは、所望負荷熱量Ｑ
に対してQ2で示すような、各単位時間において所望負荷
熱量Ｑと上記ベースロードQ1との差の分を分担するため
に用いる負荷熱量をいう。
うに所望負荷熱量Ｑに対してQ1で示すような、各単位時
間毎に予め割りつけた基礎熱源的に用いる負荷熱量をい
い、同じく「バリアブルロード」とは、所望負荷熱量Ｑ
に対してQ2で示すような、各単位時間において所望負荷
熱量Ｑと上記ベースロードQ1との差の分を分担するため
に用いる負荷熱量をいう。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の冷暖房設備の冷暖房シ
ステムの場合、ベースロードとしての蓄熱設備の蓄熱量
を昼間中に完全に消費することが条件となるため、所定
の割合で各単位時間毎に割りつけておく必要がある。従
って、一年の最高（あるいは最低）の気温にも対応して
冷房（あるいは暖房）するためには、どうしても上記バ
リアブルロードとしての冷温水機の設備容量が大きくな
らざるを得ない面があった。
ステムの場合、ベースロードとしての蓄熱設備の蓄熱量
を昼間中に完全に消費することが条件となるため、所定
の割合で各単位時間毎に割りつけておく必要がある。従
って、一年の最高（あるいは最低）の気温にも対応して
冷房（あるいは暖房）するためには、どうしても上記バ
リアブルロードとしての冷温水機の設備容量が大きくな
らざるを得ない面があった。
かかる冷温水機の設備容量が大きくなると、冷暖房設
備のイニシアルコスト（初期設備費）が高くなり、冷暖
房という設備規模の大きさよりその金額は莫大なものと
なる。
備のイニシアルコスト（初期設備費）が高くなり、冷暖
房という設備規模の大きさよりその金額は莫大なものと
なる。
本発明は、上述のような現況に鑑みおこなわれたもの
で、蓄熱設備をバリアブルロード用に使用することによ
り、イニシアルコストおよびランニングコスト（運転経
費）の低い冷暖房システムおよび冷暖房設備を提供する
ことを目的とする。
で、蓄熱設備をバリアブルロード用に使用することによ
り、イニシアルコストおよびランニングコスト（運転経
費）の低い冷暖房システムおよび冷暖房設備を提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明にかかる冷暖房設備シスシムは、複数の蓄熱設
備をバリアブルロード用の設備とし、複数の冷温水機を
ベースロード用の設備として、これら二種類の蓄熱設備
と冷温水機の負荷配分および台数の制御をおこなうこと
により所望の冷暖房をおこなう冷暖房シスシムであっ
て、以下の（ａ）〜（ｃ）の一連の手法を順次おこなう
ことを特徴とする。
備をバリアブルロード用の設備とし、複数の冷温水機を
ベースロード用の設備として、これら二種類の蓄熱設備
と冷温水機の負荷配分および台数の制御をおこなうこと
により所望の冷暖房をおこなう冷暖房シスシムであっ
て、以下の（ａ）〜（ｃ）の一連の手法を順次おこなう
ことを特徴とする。
（ａ）．その日の負荷予測パターンに基づいて、冷温水
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。
また、本発明にかかる冷暖房設備は、バリアブルロー
ド用の複数の蓄熱設備と、ベースロード用の複数の冷温
水機を備えるとともに、これら二種類の蓄熱設備と冷温
水機の負荷配分および台数の制御をおこなう制御装置を
備えることにより、所望の冷暖房をおこなう冷暖房設備
であって、上記制御装置が、以下の（ａ）〜（ｃ）の一
連の制御ステップを順次おこなうことを特徴とする冷暖
房設備。
ド用の複数の蓄熱設備と、ベースロード用の複数の冷温
水機を備えるとともに、これら二種類の蓄熱設備と冷温
水機の負荷配分および台数の制御をおこなう制御装置を
備えることにより、所望の冷暖房をおこなう冷暖房設備
であって、上記制御装置が、以下の（ａ）〜（ｃ）の一
連の制御ステップを順次おこなうことを特徴とする冷暖
房設備。
（ａ）．その日の負荷予測パターンに基づいて、冷温水
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。
（作用） しかして、上述のように構成された本発明にかかる冷
暖房システムおよび冷暖房設備は、その負荷予測パター
ンに基づいて、複数の冷温水機を内接法により又複数の
蓄熱設備を外接法にて各単位時間毎にそれぞれの台数を
仮に割りつけ、上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予
測パターンにおけるピーク部分より順次優先して上記仮
に割りつけられた各単位時間の蓄熱設備の台数を修正し
て、昼間中に蓄熱量が「０」になるように割りつけるた
め、冷暖房における負荷熱量のピーク部分を蓄熱設備で
有効に対応でき、この結果、必要な冷温水機の台数を最
小限にすることができる。
暖房システムおよび冷暖房設備は、その負荷予測パター
ンに基づいて、複数の冷温水機を内接法により又複数の
蓄熱設備を外接法にて各単位時間毎にそれぞれの台数を
仮に割りつけ、上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予
測パターンにおけるピーク部分より順次優先して上記仮
に割りつけられた各単位時間の蓄熱設備の台数を修正し
て、昼間中に蓄熱量が「０」になるように割りつけるた
め、冷暖房における負荷熱量のピーク部分を蓄熱設備で
有効に対応でき、この結果、必要な冷温水機の台数を最
小限にすることができる。
また、冷温水機に比べて容量の小さな蓄熱設備の台数
を負荷に合わせて最適に運転・停止させることにより、
冷温水流量をきめ細かく制御でき、冷温水機の負荷率の
変動を小さくすることができる。
を負荷に合わせて最適に運転・停止させることにより、
冷温水流量をきめ細かく制御でき、冷温水機の負荷率の
変動を小さくすることができる。
（実施例） 第１図は本発明の実施例にかかる冷暖房システムを備
えた冷暖房設備の機器構成を示すブロック図である。こ
の実施例では、冷暖房設備が冷房設備として稼働する場
合を例にとって説明する。
えた冷暖房設備の機器構成を示すブロック図である。こ
の実施例では、冷暖房設備が冷房設備として稼働する場
合を例にとって説明する。
第１図において、１は冷房の対象となる冷暖房負荷
（この実施例では冷房しようとする建屋等）、２は冷温
水機（本実施例では吸収式冷水機）、３は蓄熱設備（本
実施例では氷蓄熱式蓄熱設備）である。上記冷温水機２
および蓄熱設備３は、それぞれ複数台（本実施例では冷
温水機２がＮ台、蓄熱設備３がＭ台）配設されている。
そして、これら複数の冷温水機２および蓄熱設備３は、
それらの各供給側に配置された断続弁10を介して接続さ
れている共通母管４により、上記冷暖房負荷１と閉回路
的に接続されている。また、共通母管４の上記冷暖房負
荷１の前後で該共通母管４の供給側4Aとリターン側4B
は、途中に流量調整弁５を具備したバイパス管６でバイ
パス可能に接続されている。
（この実施例では冷房しようとする建屋等）、２は冷温
水機（本実施例では吸収式冷水機）、３は蓄熱設備（本
実施例では氷蓄熱式蓄熱設備）である。上記冷温水機２
および蓄熱設備３は、それぞれ複数台（本実施例では冷
温水機２がＮ台、蓄熱設備３がＭ台）配設されている。
そして、これら複数の冷温水機２および蓄熱設備３は、
それらの各供給側に配置された断続弁10を介して接続さ
れている共通母管４により、上記冷暖房負荷１と閉回路
的に接続されている。また、共通母管４の上記冷暖房負
荷１の前後で該共通母管４の供給側4Aとリターン側4B
は、途中に流量調整弁５を具備したバイパス管６でバイ
パス可能に接続されている。
上記断続弁10は、電気的に制御装置７と接続され、こ
の制御装置７により断続制御（開閉制御）されるよう構
成されている。
の制御装置７により断続制御（開閉制御）されるよう構
成されている。
また、上記流量調整弁５は、上記共通母管４のバイパ
ス管６より蓄熱設備３側に配設された圧力センサー８の
圧力の変動により該調整弁５の開度を変えることにより
バイパス回路に流れる流量FBを調整して、結果的に、冷
暖房負荷１への共通母管４の供給側4Aの流量FLと上記バ
イパス回路の流量FBを調整するよう構成されている。
ス管６より蓄熱設備３側に配設された圧力センサー８の
圧力の変動により該調整弁５の開度を変えることにより
バイパス回路に流れる流量FBを調整して、結果的に、冷
暖房負荷１への共通母管４の供給側4Aの流量FLと上記バ
イパス回路の流量FBを調整するよう構成されている。
さらに、上記圧力センサー８の蓄熱設備３側の共通母
管４には、流量センサー９が配設され、この流量センサ
ー９は電気的に上記制御装置７に接続されている。尚、
第１図において、FPとTPはバイパス管６より蓄熱設備３
側の共通母管４を流れる供給側の冷水の流量とその温
度、FLは冷暖房負荷１の供給側およびリターン側の共通
母管４を流れる冷水の流量、TLは冷暖房負荷１のリター
ン側の共通母管４を流れる冷水の温度、FBはバイパス管
６を流れる冷水の流量、FR′とTR′はバイパス管６より
蓄熱設備３側の共通母管４を流れるリターン側の冷水の
流量とその温度である。
管４には、流量センサー９が配設され、この流量センサ
ー９は電気的に上記制御装置７に接続されている。尚、
第１図において、FPとTPはバイパス管６より蓄熱設備３
側の共通母管４を流れる供給側の冷水の流量とその温
度、FLは冷暖房負荷１の供給側およびリターン側の共通
母管４を流れる冷水の流量、TLは冷暖房負荷１のリター
ン側の共通母管４を流れる冷水の温度、FBはバイパス管
６を流れる冷水の流量、FR′とTR′はバイパス管６より
蓄熱設備３側の共通母管４を流れるリターン側の冷水の
流量とその温度である。
また、ΔTXは上記温度TPと温度TR′との温度差、ΔTY
は上記温度TPと温度TLとの温度差を示す。
は上記温度TPと温度TLとの温度差を示す。
しかして、上記第１図に図示された機器構成からなる
冷暖房設備は、上述した制御装置７の制御動作により以
下のように機能する。
冷暖房設備は、上述した制御装置７の制御動作により以
下のように機能する。
本冷暖房システムを備えた冷暖房設備が冷房設備とし
て機能する場合について、第５図に図示するフローチャ
ートにもとづいて説明すると、この冷暖房設備の制御装
置７は、まず、〔ステップ１〕で入力されたその日の気
象データ等から、予め入力されている負荷予測データ作
成プログラムにより、第２図に図示するような負荷予測
パターン（第２図の曲線ａを参照）を作成する。
て機能する場合について、第５図に図示するフローチャ
ートにもとづいて説明すると、この冷暖房設備の制御装
置７は、まず、〔ステップ１〕で入力されたその日の気
象データ等から、予め入力されている負荷予測データ作
成プログラムにより、第２図に図示するような負荷予測
パターン（第２図の曲線ａを参照）を作成する。
そして、次にステップ２〜ステップ５までのサブルー
チンに移行して上記負荷予測パターンに基づいて、流量
ベースで、冷温水機２を内接法で蓄熱設備３を外接法で
昼間（８時〜22時まで）の各単位時間毎（本実施例では
５分毎）のそれらの台数の仮りの割りつけ処理をおこな
われる（第２図参照）。
チンに移行して上記負荷予測パターンに基づいて、流量
ベースで、冷温水機２を内接法で蓄熱設備３を外接法で
昼間（８時〜22時まで）の各単位時間毎（本実施例では
５分毎）のそれらの台数の仮りの割りつけ処理をおこな
われる（第２図参照）。
即ち、〔ステップ２〕で、上記作成した負荷予測パタ
ーンに基づいて、そのときの単位時間（本実施例ではま
ず最初の単位時間である8:00〜8:05の時間）における冷
暖房負荷に必要な上記共通母管４を流れる冷水の流量FP
（＝Ｆ＋最低バイパス量（≒FB））を求める。ここで、
Ｆは上記単位時間の冷暖房負荷の予想負荷熱量に相当す
る冷水の流量、また、最低バイパス量（≒FB）は上記予
想される冷暖房負荷の急激な負荷熱量の変動に直ちに対
応させるために必要な予備的な流量を表す。
ーンに基づいて、そのときの単位時間（本実施例ではま
ず最初の単位時間である8:00〜8:05の時間）における冷
暖房負荷に必要な上記共通母管４を流れる冷水の流量FP
（＝Ｆ＋最低バイパス量（≒FB））を求める。ここで、
Ｆは上記単位時間の冷暖房負荷の予想負荷熱量に相当す
る冷水の流量、また、最低バイパス量（≒FB）は上記予
想される冷暖房負荷の急激な負荷熱量の変動に直ちに対
応させるために必要な予備的な流量を表す。
次に、〔ステップ３〕で、第２図あるいは第３図ｂに
図示するように、流量ベース（冷水の温度一定と仮定し
て熱量を流量換算した基準）で、各冷温水機２を内接法
（負荷予測パターンを表す曲線ａに内接する状態で必要
な台数分の冷温水機を割りつける方法をいう）により上
記単位時間に必要なその台数を求める。この処理は、計
算式で表すと、 となる。ここで、ｊはその単位時間の冷温水機２の数を
表す変数で、（１）式を満たす最大のｊの値をＪとし、
本実施例では最大限Ｎ台の冷温水機２がある。また、
（１）式の左辺はｊ台の冷温水機が供給する冷水の流
量、即ち（１）式の左辺はその単位時間に冷温水機２が
供給する冷水のトータル流量を表す。
図示するように、流量ベース（冷水の温度一定と仮定し
て熱量を流量換算した基準）で、各冷温水機２を内接法
（負荷予測パターンを表す曲線ａに内接する状態で必要
な台数分の冷温水機を割りつける方法をいう）により上
記単位時間に必要なその台数を求める。この処理は、計
算式で表すと、 となる。ここで、ｊはその単位時間の冷温水機２の数を
表す変数で、（１）式を満たす最大のｊの値をＪとし、
本実施例では最大限Ｎ台の冷温水機２がある。また、
（１）式の左辺はｊ台の冷温水機が供給する冷水の流
量、即ち（１）式の左辺はその単位時間に冷温水機２が
供給する冷水のトータル流量を表す。
次に、〔ステップ４〕では、上記ステップ３に対応さ
せて、上記蓄熱設備３を外接法（負荷予測パターンを表
す曲線ａに外接する状態で必要な台数分蓄熱設備を割り
つける方法をいう）により上記単位時間に必要なその台
数を求める。即ち、この処理は、計算式で表すと、 の式の、該（２）式を満たす最大のｉの値に「１」を加
えた数の台数となる。ここで、ｉのこの単位時間の蓄熱
設備３の数を表す変数で、本実施例では最大限Ｍ台の蓄
熱設備３があるまた、（２）式の左辺はｉ台の蓄熱設備
３が供給する冷水の流量、即ち２式の左辺はｉ台の蓄熱
設備３がその単位時間に蓄熱設備３が供給する冷水のト
ータル流量を表し、このｉ台に１台をプラスした台数に
よって求められた台数が、外接法によって割りつけられ
た台数となる。
せて、上記蓄熱設備３を外接法（負荷予測パターンを表
す曲線ａに外接する状態で必要な台数分蓄熱設備を割り
つける方法をいう）により上記単位時間に必要なその台
数を求める。即ち、この処理は、計算式で表すと、 の式の、該（２）式を満たす最大のｉの値に「１」を加
えた数の台数となる。ここで、ｉのこの単位時間の蓄熱
設備３の数を表す変数で、本実施例では最大限Ｍ台の蓄
熱設備３があるまた、（２）式の左辺はｉ台の蓄熱設備
３が供給する冷水の流量、即ち２式の左辺はｉ台の蓄熱
設備３がその単位時間に蓄熱設備３が供給する冷水のト
ータル流量を表し、このｉ台に１台をプラスした台数に
よって求められた台数が、外接法によって割りつけられ
た台数となる。
次に、〔ステップ５〕では、その単位時間の負荷率
「LD」が計算される。即ち、この負荷率「LD」は、 によって求められる。この単位時間における負荷率と
は、単位時間の冷暖房負荷と、運転中の冷温水機2,蓄熱
設備３の供給する熱量との比であり、上記運転中の冷温
水機2,蓄熱設備３の稼働効率を表すものである。なお、
上記（３）式において、Ｋは係数であるが、この係数は
実際の設備では効率等が影響するために必要となる。
「LD」が計算される。即ち、この負荷率「LD」は、 によって求められる。この単位時間における負荷率と
は、単位時間の冷暖房負荷と、運転中の冷温水機2,蓄熱
設備３の供給する熱量との比であり、上記運転中の冷温
水機2,蓄熱設備３の稼働効率を表すものである。なお、
上記（３）式において、Ｋは係数であるが、この係数は
実際の設備では効率等が影響するために必要となる。
そして、次の〔ステップ６〕において、上記ステップ
２〜ステップ５までの各処理、即ち昼間中（8:00〜22:0
0）の各単位時間における冷温水機２と蓄熱設備３の各
台数の仮の割りつけ（第２図，第３図（ａ），（ｂ）参
照）が終了したか否かチェックされ、終了するまで上記
ステップ２〜ステップ５までの各処理が繰り返される。
２〜ステップ５までの各処理、即ち昼間中（8:00〜22:0
0）の各単位時間における冷温水機２と蓄熱設備３の各
台数の仮の割りつけ（第２図，第３図（ａ），（ｂ）参
照）が終了したか否かチェックされ、終了するまで上記
ステップ２〜ステップ５までの各処理が繰り返される。
そして、上記ステップ２〜ステップ５までのサブルー
チンにおける上記一連の処理が終了すると、次の〔ステ
ップ７〕に移行する。
チンにおける上記一連の処理が終了すると、次の〔ステ
ップ７〕に移行する。
即ち、次の〔ステップ７〕では、上記負荷予測パター
ンのピーク部分（最大値部分；通常13:30〜14:30頃）を
中心に、熱量ベースで、蓄熱設備３全体の蓄熱量（夜間
に蓄熱した全蓄熱量）を上記蓄熱量が「０」になるまで
上記蓄熱設備３が負担すべきバリアブルロードの負荷
（第３図（ａ）参照）に順次割りつける（第４図（ａ）
参照）。
ンのピーク部分（最大値部分；通常13:30〜14:30頃）を
中心に、熱量ベースで、蓄熱設備３全体の蓄熱量（夜間
に蓄熱した全蓄熱量）を上記蓄熱量が「０」になるまで
上記蓄熱設備３が負担すべきバリアブルロードの負荷
（第３図（ａ）参照）に順次割りつける（第４図（ａ）
参照）。
具体的には、第２図あるいは第３図（ａ）のピーク部
分（第２図，第３図（ａ）の一点鎖線（ｂ）参照）から
両側に順次蓄熱量が「０」になるまで割りつける。この
割りつけに際し、各蓄熱設備３から流出する冷水の流量
に上記ステップ５で求めた負荷率をかけて、実際に冷暖
房負荷で消費される熱量を算出して、正確に蓄熱設備３
全体の蓄熱量が「０」になるよう割りつける（第４図
（ａ）参照）。
分（第２図，第３図（ａ）の一点鎖線（ｂ）参照）から
両側に順次蓄熱量が「０」になるまで割りつける。この
割りつけに際し、各蓄熱設備３から流出する冷水の流量
に上記ステップ５で求めた負荷率をかけて、実際に冷暖
房負荷で消費される熱量を算出して、正確に蓄熱設備３
全体の蓄熱量が「０」になるよう割りつける（第４図
（ａ）参照）。
そして、次に〔ステップ８〕で、蓄熱設備３全体の割
りつけられた全蓄熱量が全ての単位時間のバリアブルロ
ードを合計したものと一致したか否かチェックし、一致
している場合には、〔ステップ９〕に移行し、各単位時
間において上記負荷予測パターンから上記割りつけられ
た蓄熱設備３の負担する負荷熱量分を差し引いた分の負
荷熱量を冷温水機２の負担熱量として決定し、一連の各
単位時間において冷温水機２と蓄熱設備３との割りつけ
制御を終了する。
りつけられた全蓄熱量が全ての単位時間のバリアブルロ
ードを合計したものと一致したか否かチェックし、一致
している場合には、〔ステップ９〕に移行し、各単位時
間において上記負荷予測パターンから上記割りつけられ
た蓄熱設備３の負担する負荷熱量分を差し引いた分の負
荷熱量を冷温水機２の負担熱量として決定し、一連の各
単位時間において冷温水機２と蓄熱設備３との割りつけ
制御を終了する。
一方、上記〔ステップ８〕で、全蓄熱設備３の割りつ
けられた全蓄熱量がバリアブルロードと一致しなかった
場合（蓄熱設備３の蓄熱がまだ余った状態にある場合）
には、〔ステップ10〕に移行する。
けられた全蓄熱量がバリアブルロードと一致しなかった
場合（蓄熱設備３の蓄熱がまだ余った状態にある場合）
には、〔ステップ10〕に移行する。
この〔ステップ10〕では、上記余った蓄熱設備３の蓄
熱量を、冷温水機２が負担すべきベースロード（第３図
（ｂ）参照）に、ピーク部分（第２図，第３図（ｂ）の
一点鎖線参照）から両側に順次割りつけるとともに、こ
の割りつけた分だけ、上記熱量ベースで得られた各単位
時間における冷温水機２の台数を修正する。このステッ
プでも、各冷温水機２から流出する冷水の流量に上記ス
テップ５で求めた負荷率をかけて、実際に冷暖房負荷で
消費される正確な冷温水機２の熱量を算出する。
熱量を、冷温水機２が負担すべきベースロード（第３図
（ｂ）参照）に、ピーク部分（第２図，第３図（ｂ）の
一点鎖線参照）から両側に順次割りつけるとともに、こ
の割りつけた分だけ、上記熱量ベースで得られた各単位
時間における冷温水機２の台数を修正する。このステッ
プでも、各冷温水機２から流出する冷水の流量に上記ス
テップ５で求めた負荷率をかけて、実際に冷暖房負荷で
消費される正確な冷温水機２の熱量を算出する。
次に上述した〔ステップ８〕に移行し、ここで上述し
た全蓄熱設備３の割りつけられた全蓄熱量が全ての単位
時間のバリアブルロードを合計したものと一致したか否
か再びチェックし、一致している場合には、〔ステップ
９〕に移行して上述の処理がおこなわれ、冷温水機２と
蓄熱設備３との割りつけ制御を終了する。また、一致し
なかった場合には、〔ステップ10〕に移行し再度修正が
おこなわれる。そして、上記制御が終了すると、この日
の蓄熱設備の全蓄熱量が冷暖房予測パターンとの関係に
おいて適当であったか否か判断し、気象情報等に基づい
て作成した次の日の負荷予測パターンとその日の負荷予
測パターンとを対比して、その対比の結果得られたデー
タを用いて次の日の蓄熱設備の全蓄熱量を決定する。
た全蓄熱設備３の割りつけられた全蓄熱量が全ての単位
時間のバリアブルロードを合計したものと一致したか否
か再びチェックし、一致している場合には、〔ステップ
９〕に移行して上述の処理がおこなわれ、冷温水機２と
蓄熱設備３との割りつけ制御を終了する。また、一致し
なかった場合には、〔ステップ10〕に移行し再度修正が
おこなわれる。そして、上記制御が終了すると、この日
の蓄熱設備の全蓄熱量が冷暖房予測パターンとの関係に
おいて適当であったか否か判断し、気象情報等に基づい
て作成した次の日の負荷予測パターンとその日の負荷予
測パターンとを対比して、その対比の結果得られたデー
タを用いて次の日の蓄熱設備の全蓄熱量を決定する。
上述のように、上記制御装置７における各単位時間毎
の冷温水機２と蓄熱設備３との割りつけが完了すると、
その割りつけられた条件に基づいて、制御装置７は、第
１図に図示される各冷温水機２および各蓄熱設備３の断
続弁10を開閉操作して本冷暖房設備の運転をおこなう。
この運転に際し、上記共通母管４の供給側4Aに設けられ
た流量センサー９が上記冷温水機２および蓄熱設備３か
ら出てゆく冷水の刻々の流量を計測する。また、上記バ
イパス回路６に設けられた流量調整弁５が、上記共通母
管４の供給側4Aに設けられた圧力センサー８の圧力値に
よって、バイパス回路６と共通母管４の供給側4Aの流量
を調整し、冷暖房負荷にその単位時間に必要な熱量が供
給されるよう調整する。
の冷温水機２と蓄熱設備３との割りつけが完了すると、
その割りつけられた条件に基づいて、制御装置７は、第
１図に図示される各冷温水機２および各蓄熱設備３の断
続弁10を開閉操作して本冷暖房設備の運転をおこなう。
この運転に際し、上記共通母管４の供給側4Aに設けられ
た流量センサー９が上記冷温水機２および蓄熱設備３か
ら出てゆく冷水の刻々の流量を計測する。また、上記バ
イパス回路６に設けられた流量調整弁５が、上記共通母
管４の供給側4Aに設けられた圧力センサー８の圧力値に
よって、バイパス回路６と共通母管４の供給側4Aの流量
を調整し、冷暖房負荷にその単位時間に必要な熱量が供
給されるよう調整する。
また、運転中は、制御装置７内で、第４図（ｂ）の表
図に図示する如く、各単位時間毎に各蓄熱設備３の実際
の残存蓄熱量が記録される。この第４図（ｂ）におい
て、各蓄熱設備３の蓄熱量QC、例えば蓄熱設備３の１号
機の13:00（最初の放熱がおこなわれた単位時間）にお
ける蓄熱量QC1′は、その直前の単位時間12:55における
蓄熱量QC1から13:00における単位時間の放熱量（その単
位時間の流量FQCにその単位時間の負荷率LDを掛けたも
の）ΔQ1を減算することにより得られる。
図に図示する如く、各単位時間毎に各蓄熱設備３の実際
の残存蓄熱量が記録される。この第４図（ｂ）におい
て、各蓄熱設備３の蓄熱量QC、例えば蓄熱設備３の１号
機の13:00（最初の放熱がおこなわれた単位時間）にお
ける蓄熱量QC1′は、その直前の単位時間12:55における
蓄熱量QC1から13:00における単位時間の放熱量（その単
位時間の流量FQCにその単位時間の負荷率LDを掛けたも
の）ΔQ1を減算することにより得られる。
ところで、本実施例にかかる冷暖房システムを備えた
冷暖房設備では、この運転において、実際の気象の変化
等の冷暖房負荷の変化あるいは冷温水機2,蓄熱設備３等
の能力の変化に対応して、上記負荷予測パターンに基づ
いて運転開始前に定められた本冷暖房設備の制御内容
に、逐次修正機能と逐次予測機能をもたせている。
冷暖房設備では、この運転において、実際の気象の変化
等の冷暖房負荷の変化あるいは冷温水機2,蓄熱設備３等
の能力の変化に対応して、上記負荷予測パターンに基づ
いて運転開始前に定められた本冷暖房設備の制御内容
に、逐次修正機能と逐次予測機能をもたせている。
即ち、上記逐次修正機能および逐次予測機能は、昼間
中に30分あるいは１時間毎にその日の現実の気象等に対
応させて、上記制御内容に基づく蓄熱設備３の残存蓄熱
量と現実の蓄熱設備３の残存蓄熱量とを対比して、それ
以降の各単位時間の負荷の熱量値の再予測（上記負荷予
測パターンの修正；ショートスパン予測という）をおこ
ない、上述の負荷予測パターンによる昼間中の制御内容
を上記変化に対応してその都度修正してゆく。
中に30分あるいは１時間毎にその日の現実の気象等に対
応させて、上記制御内容に基づく蓄熱設備３の残存蓄熱
量と現実の蓄熱設備３の残存蓄熱量とを対比して、それ
以降の各単位時間の負荷の熱量値の再予測（上記負荷予
測パターンの修正；ショートスパン予測という）をおこ
ない、上述の負荷予測パターンによる昼間中の制御内容
を上記変化に対応してその都度修正してゆく。
具体的には、上記昼間中に30分あるいは１時間毎に、
上記制御装置７内に記録された残存蓄熱量に関するデー
タ（第４図（ｂ）参照）と当初予想した上述の制御内容
に基づく蓄熱設備３の残存蓄熱量を用いて、且つその時
点での各蓄熱設備３の実際の残存蓄熱量を初期値とし、
統計的予測手法（例えば、カルマン推測法）で、それ時
刻以降の負荷予測パターンの変化状態の予測をおこな
い、その予測（ショートスパン予測）に基づいて、上述
した負荷予測パターンに基づく制御内容の修正処理が制
御装置７でおこなわれる。
上記制御装置７内に記録された残存蓄熱量に関するデー
タ（第４図（ｂ）参照）と当初予想した上述の制御内容
に基づく蓄熱設備３の残存蓄熱量を用いて、且つその時
点での各蓄熱設備３の実際の残存蓄熱量を初期値とし、
統計的予測手法（例えば、カルマン推測法）で、それ時
刻以降の負荷予測パターンの変化状態の予測をおこな
い、その予測（ショートスパン予測）に基づいて、上述
した負荷予測パターンに基づく制御内容の修正処理が制
御装置７でおこなわれる。
このように、逐次修正機能および逐次予測機能が実施
されると、蓄熱設備３の蓄熱量の消費がさらに正確にお
こなわれるため、昼間中に、蓄熱設備３に蓄熱された熱
量が完全に消費されることになる。
されると、蓄熱設備３の蓄熱量の消費がさらに正確にお
こなわれるため、昼間中に、蓄熱設備３に蓄熱された熱
量が完全に消費されることになる。
（発明の効果） 本発明にかかる冷暖房システムおよび冷暖房設備は、
上述のように構成され、負荷熱量のピーク部分に蓄熱設
備で有効に対応して、冷温水機の設備容量を必要最小限
に抑えることができるとともに、また、冷温水機に比べ
て容量の小さい蓄熱設備の台数を負荷に合わせて最適に
運転・停止させることによって冷温水流量をきめ細かく
制御し冷温水機の負荷率の変動を小さくして、ランニン
グコストの低い蓄熱設備を最大限有効に利用することが
できる。
上述のように構成され、負荷熱量のピーク部分に蓄熱設
備で有効に対応して、冷温水機の設備容量を必要最小限
に抑えることができるとともに、また、冷温水機に比べ
て容量の小さい蓄熱設備の台数を負荷に合わせて最適に
運転・停止させることによって冷温水流量をきめ細かく
制御し冷温水機の負荷率の変動を小さくして、ランニン
グコストの低い蓄熱設備を最大限有効に利用することが
できる。
この結果、地域冷暖房設備のように規模の大きな設備
について、イニシアルコスト（初期設備費）を大幅に低
減することが可能となり、且つランニングコスト（運転
経費）の低い地域冷暖房システムおよび地域冷暖房設備
を提供することができる。
について、イニシアルコスト（初期設備費）を大幅に低
減することが可能となり、且つランニングコスト（運転
経費）の低い地域冷暖房システムおよび地域冷暖房設備
を提供することができる。
しかも、蓄熱設備の蓄熱量は、昼間中に完全に消費さ
れてしまうことより、該蓄熱設備を安全に運転すること
ができる。
れてしまうことより、該蓄熱設備を安全に運転すること
ができる。
第１図は本発明の実施例にかかる冷暖房システムを備え
た地域冷暖房設備の機器構成を示すブロック図、第２図
は負荷予測パターンと本実施例のバリアブルロードおよ
びベースロードの負荷分担を横軸に昼間中の時間，縦軸
に冷水流量をとって表した図、第３図（ａ）は第２図の
負荷予測パターンにおけるベースロードを表した図、第
３図（ｂ）は第２図の負荷予測パターンにおけるバリア
ブルロードを表した図、第４図（ａ）は負荷予測パター
ンにしたがって流量ベースで各単位時間毎に蓄熱設備の
台数を割りつけた状態と熱量ベースでピーク部分より順
次蓄熱量が「０」になるまで各単位時間毎に蓄熱設備の
台数を割りつけた状態を例示した表図、第４図（ｂ）は
負荷予測パターンにしたがって蓄熱設備から熱量を供給
したときの各蓄熱設備の各単位時間における残りの蓄熱
量を表した表図、第５図は本実施例の冷暖房システムに
おける制御装置の制御内容を示すフローチャート、第６
図はベースロードおよびバリアブルロードと所望負荷熱
量との関係を示す線図である。 １……冷暖房負荷、２……冷温水機、３……蓄熱設備。
た地域冷暖房設備の機器構成を示すブロック図、第２図
は負荷予測パターンと本実施例のバリアブルロードおよ
びベースロードの負荷分担を横軸に昼間中の時間，縦軸
に冷水流量をとって表した図、第３図（ａ）は第２図の
負荷予測パターンにおけるベースロードを表した図、第
３図（ｂ）は第２図の負荷予測パターンにおけるバリア
ブルロードを表した図、第４図（ａ）は負荷予測パター
ンにしたがって流量ベースで各単位時間毎に蓄熱設備の
台数を割りつけた状態と熱量ベースでピーク部分より順
次蓄熱量が「０」になるまで各単位時間毎に蓄熱設備の
台数を割りつけた状態を例示した表図、第４図（ｂ）は
負荷予測パターンにしたがって蓄熱設備から熱量を供給
したときの各蓄熱設備の各単位時間における残りの蓄熱
量を表した表図、第５図は本実施例の冷暖房システムに
おける制御装置の制御内容を示すフローチャート、第６
図はベースロードおよびバリアブルロードと所望負荷熱
量との関係を示す線図である。 １……冷暖房負荷、２……冷温水機、３……蓄熱設備。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−98027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−2546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54155（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−42336（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 F24F 11/02
Claims (2)
- 【請求項１】複数の蓄熱設備をバリアブルロード用の設
備とし、複数の冷温水機をベースロード用の設備とし
て、これら二種類の蓄熱設備と冷温水機の負荷配分およ
び台数の制御をおこなうことにより所望の冷暖房をおこ
なう冷暖房シスシムであって、以下の（ａ）〜（ｃ）の
一連の手法を順次おこなうことを特徴とする冷暖房シス
シム。 （ａ）．その日の負荷予測パターンに基づいて、冷温水
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。 - 【請求項２】バリアブルロード用の複数の蓄熱設備と、
ベースロード用の複数の冷温水機を備えるとともに、こ
れら二種類の蓄熱設備と冷温水機の負荷配分および台数
の制御をおこなう制御装置を備えることにより、所望の
冷暖房をおこなう冷暖房設備であって、上記制御装置
が、以下の（ａ）〜（ｃ）の一連の制御ステップを順次
おこなうことを特徴とする冷暖房設備。 （ａ）．その日の負荷予測パターンに基づいて、冷温水
機を内接法により蓄熱設備を外接法によって各単位時間
毎にそれぞれの台数を仮に割りつけ、 （ｂ）．上記蓄熱設備全体の蓄熱量を上記負荷予測パタ
ーンにおけるピーク部分より順次優先して、昼間中に蓄
熱量が「０」になるように、各単位時間毎に上記（ａ）
で仮に割りつけられた蓄熱設備の台数を修正し、 （ｃ）．上記（ｂ）で割りつけられた各単位時間毎の蓄
熱設備の台数分の負荷熱量と上記負荷予測パターンとの
関係から、各単位時間毎の冷温水機の負担する負荷熱量
と台数を決定する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285087A JP3032276B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 冷暖房システムおよび冷暖房設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285087A JP3032276B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 冷暖房システムおよび冷暖房設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04158137A JPH04158137A (ja) | 1992-06-01 |
| JP3032276B2 true JP3032276B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17686971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285087A Expired - Fee Related JP3032276B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 冷暖房システムおよび冷暖房設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032276B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4093821B2 (ja) * | 2001-08-17 | 2008-06-04 | 荏原冷熱システム株式会社 | 連結型冷温水装置 |
| JP5346218B2 (ja) * | 2009-01-27 | 2013-11-20 | 株式会社大気社 | 熱源設備制御システム |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2285087A patent/JP3032276B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04158137A (ja) | 1992-06-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |