JP3226168B2 - 冷凍機の運転台数制御方法 - Google Patents
冷凍機の運転台数制御方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の冷凍機を備
えた空調システム等に用いられる冷凍機の運転台数制御
方法に関する。
えた空調システム等に用いられる冷凍機の運転台数制御
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数台の冷凍機を同時に運転する
際に冷凍機の運転台数を制御する方法として、例えば特
開平８−２６１５４４号公報に開示されているような冷
凍機（熱源機）の運転台数制御方法が知られている。こ
の方法では、まず、現在運転中の冷凍機（熱源機）の台
数がｎである場合、各冷凍機が発揮している能力ｑ１〜
ｑｎ（単位：％）を求め、これらの和を算出する。次
に、この和が、１００ｎ以上であるか否か、すなわち、
各冷凍機に対する負荷がほぼ１００％となっているか否
かを判断し、１００ｎ以上である場合は、冷凍機の運転
台数を増加させる。
際に冷凍機の運転台数を制御する方法として、例えば特
開平８−２６１５４４号公報に開示されているような冷
凍機（熱源機）の運転台数制御方法が知られている。こ
の方法では、まず、現在運転中の冷凍機（熱源機）の台
数がｎである場合、各冷凍機が発揮している能力ｑ１〜
ｑｎ（単位：％）を求め、これらの和を算出する。次
に、この和が、１００ｎ以上であるか否か、すなわち、
各冷凍機に対する負荷がほぼ１００％となっているか否
かを判断し、１００ｎ以上である場合は、冷凍機の運転
台数を増加させる。
【０００３】一方、各冷凍機が発揮している能力の和が
１００ｎ以下である場合は、更に、その和が１００（ｎ
−１）以下であるか否かを判断し、１００（ｎ−１）以
下である場合は冷凍機の運転台数を減少させる。
１００ｎ以下である場合は、更に、その和が１００（ｎ
−１）以下であるか否かを判断し、１００（ｎ−１）以
下である場合は冷凍機の運転台数を減少させる。
【０００４】また、各冷凍機が発揮している能力の和が
１００ｎ以下であり、かつ、１００（ｎ−１）以上であ
る場合は、現状の台数を維持する。
１００ｎ以下であり、かつ、１００（ｎ−１）以上であ
る場合は、現状の台数を維持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷凍機の運転台数制御方法は、各冷凍機に対する負荷が
ほぼ１００％となってから運転台数を増加させるもので
あるため、実際に冷凍機が能力を発揮できるようになる
までの時間が長い吸収冷凍機に適用した場合は、負荷の
増加に追従できなくなるおそれがある。
冷凍機の運転台数制御方法は、各冷凍機に対する負荷が
ほぼ１００％となってから運転台数を増加させるもので
あるため、実際に冷凍機が能力を発揮できるようになる
までの時間が長い吸収冷凍機に適用した場合は、負荷の
増加に追従できなくなるおそれがある。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、負荷の変化に速やかに対応することがで
きる冷凍機の運転台数制御方法を提供することを目的と
する。
たものであり、負荷の変化に速やかに対応することがで
きる冷凍機の運転台数制御方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の冷凍機の
運転台数制御方法の発明は、冷凍機を複数台同時に運転
する際に用いられ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷
熱量に応じて前記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の
運転台数制御方法において、所定の時点における要求負
荷を算出し、前記時点における要求負荷の変化率を算出
し、前記時点における運転中の冷凍機で対応可能な最大
負荷及び最小負荷を算出し、前記要求負荷が、ステップ
入力に対して一次遅れ系の応答を示す変化をすると仮定
して、前記算出した要求負荷及び前記要求負荷の変化率
に基づき、前記時点のステップ変化整定後における予想
要求負荷を算出し、前記予想要求負荷が前記最大負荷以
上である場合は、前記冷凍機の運転台数を増加させる一
方、前記予想要求負荷が前記最小負荷以下である場合
は、前記冷凍機の運転台数を減少させる。
運転台数制御方法の発明は、冷凍機を複数台同時に運転
する際に用いられ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷
熱量に応じて前記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の
運転台数制御方法において、所定の時点における要求負
荷を算出し、前記時点における要求負荷の変化率を算出
し、前記時点における運転中の冷凍機で対応可能な最大
負荷及び最小負荷を算出し、前記要求負荷が、ステップ
入力に対して一次遅れ系の応答を示す変化をすると仮定
して、前記算出した要求負荷及び前記要求負荷の変化率
に基づき、前記時点のステップ変化整定後における予想
要求負荷を算出し、前記予想要求負荷が前記最大負荷以
上である場合は、前記冷凍機の運転台数を増加させる一
方、前記予想要求負荷が前記最小負荷以下である場合
は、前記冷凍機の運転台数を減少させる。
【０００８】この冷凍機の運転台数制御方法では、要求
負荷がステップ状の変化を開始した時点、すなわち、要
求負荷がステップ入力に対して一次遅れ系の応答を示す
変化を開始した時点において、ステップ変化整定後の要
求負荷を推定し、この推定値によって冷凍機の運転台数
を増減させる。これにより、例えば吸収冷凍機のよう
に、一定以上の起動時間あるいは停止時間を必要とする
冷凍機であっても、負荷追従性を向上させることが可能
となる。
負荷がステップ状の変化を開始した時点、すなわち、要
求負荷がステップ入力に対して一次遅れ系の応答を示す
変化を開始した時点において、ステップ変化整定後の要
求負荷を推定し、この推定値によって冷凍機の運転台数
を増減させる。これにより、例えば吸収冷凍機のよう
に、一定以上の起動時間あるいは停止時間を必要とする
冷凍機であっても、負荷追従性を向上させることが可能
となる。
【０００９】請求項２記載の冷凍機の運転台数制御方法
の発明は、冷凍機を複数台同時に運転する際に用いら
れ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷熱量に応じて前
記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の運転台数制御方
法において、所定の時点における要求負荷を算出し、前
記時点における要求負荷の変化率を算出し、前記時点に
おける運転中の冷凍機で対応可能な最大負荷及び最小負
荷を算出し、前記要求負荷が概略一定の変化率で変化を
しているか否かを、前記要求負荷の変化率の絶対値が概
略一定若しくは増加傾向にあるか否かによって判断し、
前記要求負荷が概略一定の変化率で変化している場合
は、前記算出した要求負荷と、前記算出した要求負荷の
変化率と、前記算出した最大負荷及び最小負荷とに基づ
き、前記時点から最大負荷に到達するまでの時間及び前
記時点から最小負荷に到達するまでの時間を算出し、前
記算出した最大負荷に到達する時間が、前記冷凍機の起
動時間以下である場合は、前記冷凍機の運転台数を増加
させる一方、前記算出した最小負荷に到達する時間が、
前記冷凍機の停止時間以下である場合は、前記冷凍機の
運転台数を減少させる。
の発明は、冷凍機を複数台同時に運転する際に用いら
れ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷熱量に応じて前
記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の運転台数制御方
法において、所定の時点における要求負荷を算出し、前
記時点における要求負荷の変化率を算出し、前記時点に
おける運転中の冷凍機で対応可能な最大負荷及び最小負
荷を算出し、前記要求負荷が概略一定の変化率で変化を
しているか否かを、前記要求負荷の変化率の絶対値が概
略一定若しくは増加傾向にあるか否かによって判断し、
前記要求負荷が概略一定の変化率で変化している場合
は、前記算出した要求負荷と、前記算出した要求負荷の
変化率と、前記算出した最大負荷及び最小負荷とに基づ
き、前記時点から最大負荷に到達するまでの時間及び前
記時点から最小負荷に到達するまでの時間を算出し、前
記算出した最大負荷に到達する時間が、前記冷凍機の起
動時間以下である場合は、前記冷凍機の運転台数を増加
させる一方、前記算出した最小負荷に到達する時間が、
前記冷凍機の停止時間以下である場合は、前記冷凍機の
運転台数を減少させる。
【００１０】この冷凍機の運転台数制御方法では、要求
負荷が概略一定の変化をしている場合、現在運転中の冷
凍機の台数で最大負荷又は最小負荷へ到達するまでの時
間を算出し、その時間が冷凍機の起動時間又は停止時間
よりも短い場合に、運転台数を増減する。これにより、
例えば吸収冷凍機のように、一定以上の起動時間あるい
は停止時間を必要とする冷凍機であっても、負荷追従性
及び時間応答性を向上させることが可能となる。
負荷が概略一定の変化をしている場合、現在運転中の冷
凍機の台数で最大負荷又は最小負荷へ到達するまでの時
間を算出し、その時間が冷凍機の起動時間又は停止時間
よりも短い場合に、運転台数を増減する。これにより、
例えば吸収冷凍機のように、一定以上の起動時間あるい
は停止時間を必要とする冷凍機であっても、負荷追従性
及び時間応答性を向上させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の第１実施形態に係る空調システムのブロック構成図で
ある。この空調システムは、冷凍機１〜ｎを含み、この
冷凍機１〜ｎは、それぞれ冷凍機制御装置１１〜１ｎに
より制御される。各冷凍機１〜ｎと負荷２０とは、送水
配管３２及び３３、還水配管３０及び３１により接続さ
れており、冷温水がこれらの機器の間を循環するように
構成されている。この冷温水の温度は、負荷２０に対す
る送水の場合は送水温度センサ４１、負荷２０からの還
水の場合は還水温度センサ４０により検知される。ま
た、冷温水の流量は、送水流量センサ４２によって検知
される。送水温度センサ４１、還水温度センサ４０、送
水流量センサ４２は、複数台設置される制御装置のうち
の何れか一台の制御装置（以下、この制御装置をマスタ
ー制御装置１１と呼び、他をスレーブ制御装置１２〜１
ｎと呼ぶ。）に電気的に接続されている。各スレーブ制
御装置１２〜１ｎは、通信ネットワーク１４０によって
マスター制御装置１１と接続されており、相互に制御信
号が送受信される。
の第１実施形態に係る空調システムのブロック構成図で
ある。この空調システムは、冷凍機１〜ｎを含み、この
冷凍機１〜ｎは、それぞれ冷凍機制御装置１１〜１ｎに
より制御される。各冷凍機１〜ｎと負荷２０とは、送水
配管３２及び３３、還水配管３０及び３１により接続さ
れており、冷温水がこれらの機器の間を循環するように
構成されている。この冷温水の温度は、負荷２０に対す
る送水の場合は送水温度センサ４１、負荷２０からの還
水の場合は還水温度センサ４０により検知される。ま
た、冷温水の流量は、送水流量センサ４２によって検知
される。送水温度センサ４１、還水温度センサ４０、送
水流量センサ４２は、複数台設置される制御装置のうち
の何れか一台の制御装置（以下、この制御装置をマスタ
ー制御装置１１と呼び、他をスレーブ制御装置１２〜１
ｎと呼ぶ。）に電気的に接続されている。各スレーブ制
御装置１２〜１ｎは、通信ネットワーク１４０によって
マスター制御装置１１と接続されており、相互に制御信
号が送受信される。
【００１２】図２は、本発明の第１実施形態に係る空調
システムの冷凍機制御装置のブロック構成図である。冷
凍機制御装置１１〜１ｎは、それぞれ、ＣＰＵ１０１〜
１０ｎと、記憶装置１１１〜１１ｎと、プロセス入出力
装置１３１〜１３ｎと、通信装置１２１〜１２ｎとを備
えており、それぞれが冷凍機１〜ｎを個別に制御する。
プロセス入出力装置１３１〜１３ｎは、冷凍機１〜ｎの
作動状態を信号として入力し、ＣＰＵ１０１〜１０ｎへ
出力する一方、ＣＰＵ１０１〜１０ｎで処理された制御
信号を冷凍機１〜ｎへ出力する。
システムの冷凍機制御装置のブロック構成図である。冷
凍機制御装置１１〜１ｎは、それぞれ、ＣＰＵ１０１〜
１０ｎと、記憶装置１１１〜１１ｎと、プロセス入出力
装置１３１〜１３ｎと、通信装置１２１〜１２ｎとを備
えており、それぞれが冷凍機１〜ｎを個別に制御する。
プロセス入出力装置１３１〜１３ｎは、冷凍機１〜ｎの
作動状態を信号として入力し、ＣＰＵ１０１〜１０ｎへ
出力する一方、ＣＰＵ１０１〜１０ｎで処理された制御
信号を冷凍機１〜ｎへ出力する。
【００１３】記憶装置１１１〜１１ｎは、制御情報格納
領域１５１〜１５ｎを備えており、ＣＰＵ１０１〜１０
ｎによる演算処理に際して用いられる。また、マスター
制御装置１１は、制御情報格納領域１５１の他に、台数
制御演算の際に使用するスレーブ制御装置情報格納領域
２１１〜２ｎ１及び共通情報保持領域１６１を持つ。こ
の共通情報保持領域１６１は、マスター制御装置１１の
みに入力される共通情報を格納する。
領域１５１〜１５ｎを備えており、ＣＰＵ１０１〜１０
ｎによる演算処理に際して用いられる。また、マスター
制御装置１１は、制御情報格納領域１５１の他に、台数
制御演算の際に使用するスレーブ制御装置情報格納領域
２１１〜２ｎ１及び共通情報保持領域１６１を持つ。こ
の共通情報保持領域１６１は、マスター制御装置１１の
みに入力される共通情報を格納する。
【００１４】通信装置１２１〜１２ｎは、通信データを
受信し、ＣＰＵ１０１〜１０ｎへ出力する一方、ＣＰＵ
１０１〜１０ｎで処理された通信データを、通信ネット
ワーク１４０を介して、他の制御装置へ送信する。
受信し、ＣＰＵ１０１〜１０ｎへ出力する一方、ＣＰＵ
１０１〜１０ｎで処理された通信データを、通信ネット
ワーク１４０を介して、他の制御装置へ送信する。
【００１５】ＣＰＵ１０１〜１０ｎは、プロセス入出力
装置１３１〜１３ｎから入力されたデータを記憶装置１
１１〜１１ｎに格納する。また、通信装置１２１〜１２
ｎから入力された通信データを処理し、処理したデータ
を記憶装置１１１〜１１ｎへ格納する。また、記憶装置
１１１〜１１ｎからデータを読み込み、通信データを作
成して通信装置１２１〜１２ｎに出力する。さらに、記
憶装置１１１〜１１ｎの制御情報格納領域１５１〜１５
ｎに格納されているデータを用いて冷凍機１〜ｎを制御
するための制御信号を生成し、プロセス入出力装置１３
１〜１３ｎに出力する。
装置１３１〜１３ｎから入力されたデータを記憶装置１
１１〜１１ｎに格納する。また、通信装置１２１〜１２
ｎから入力された通信データを処理し、処理したデータ
を記憶装置１１１〜１１ｎへ格納する。また、記憶装置
１１１〜１１ｎからデータを読み込み、通信データを作
成して通信装置１２１〜１２ｎに出力する。さらに、記
憶装置１１１〜１１ｎの制御情報格納領域１５１〜１５
ｎに格納されているデータを用いて冷凍機１〜ｎを制御
するための制御信号を生成し、プロセス入出力装置１３
１〜１３ｎに出力する。
【００１６】マスター制御装置１１のＣＰＵ１０１は、
冷凍機の作動状態等、他の冷凍機に関する情報を獲得す
るための通信データを作成し、通信装置１２１に出力す
る。また、ＣＰＵ１０１は、記憶装置１１１のスレーブ
制御装置情報格納領域２１２及び、共通情報保持領域１
６１の情報を読み込んで台数制御演算を行い、スレーブ
制御装置が管理する冷凍機の運転／停止指令を通信装置
１２１に出力する。
冷凍機の作動状態等、他の冷凍機に関する情報を獲得す
るための通信データを作成し、通信装置１２１に出力す
る。また、ＣＰＵ１０１は、記憶装置１１１のスレーブ
制御装置情報格納領域２１２及び、共通情報保持領域１
６１の情報を読み込んで台数制御演算を行い、スレーブ
制御装置が管理する冷凍機の運転／停止指令を通信装置
１２１に出力する。
【００１７】図３は、本発明の第１実施形態に係る空調
システムの冷凍機台数制御フロー図である。マスター制
御装置１１は、送水温度センサ４１、還水温度センサ４
０、送水流量センサ４２から受信した送水温度、還水温
度、送水流量及び、スレーブ制御装置１２〜１ｎから得
られたスレーブ制御装置情報に基づいて、冷凍機の運転
台数制御演算を行う。この際、演算に必要な情報が揃っ
ていない場合は、運転台数制御演算は行われずに、各制
御装置１２〜１ｎに対して出力する運転／停止指令はす
べてＯＦＦとされ、出力指令値が０とされる。
システムの冷凍機台数制御フロー図である。マスター制
御装置１１は、送水温度センサ４１、還水温度センサ４
０、送水流量センサ４２から受信した送水温度、還水温
度、送水流量及び、スレーブ制御装置１２〜１ｎから得
られたスレーブ制御装置情報に基づいて、冷凍機の運転
台数制御演算を行う。この際、演算に必要な情報が揃っ
ていない場合は、運転台数制御演算は行われずに、各制
御装置１２〜１ｎに対して出力する運転／停止指令はす
べてＯＦＦとされ、出力指令値が０とされる。
【００１８】まず、マスター制御装置１１のＣＰＵ１０
１は、各センサから受信した設定送水温度、還水温度及
び送水流量に関する情報を用いて、要求負荷を（１）式
を使って計算する（ＳＴ１）。
１は、各センサから受信した設定送水温度、還水温度及
び送水流量に関する情報を用いて、要求負荷を（１）式
を使って計算する（ＳＴ１）。
【００１９】
【数１】 ここで、Ｌは要求負荷量、Ｔssetは送水温度設定値、Ｔ
rは還水温度、Ｖは送水流量、ρは水の密度、Ｃは水の
比熱である。
rは還水温度、Ｖは送水流量、ρは水の密度、Ｃは水の
比熱である。
【００２０】次に、要求負荷の変化率を、次の（２）式
に従って求める（ＳＴ２）。
に従って求める（ＳＴ２）。
【００２１】
【数２】 ここで、ΔＬ〔ｋ〕は時刻ｋにおける要求負荷量の変化
率、Ｌ〔ｋ〕は時刻ｋにおける要求負荷量、Ｑmaxは運
転中の冷凍機で対応可能な最大負荷量、Δｔはサンプリ
ング間隔である。
率、Ｌ〔ｋ〕は時刻ｋにおける要求負荷量、Ｑmaxは運
転中の冷凍機で対応可能な最大負荷量、Δｔはサンプリ
ング間隔である。
【００２２】次に、現在の運転台数で対応可能な最大負
荷量と最小負荷量を求める（ＳＴ３）。最大負荷量は
（３）式、最小負荷量は（４）式に従って算出される。
荷量と最小負荷量を求める（ＳＴ３）。最大負荷量は
（３）式、最小負荷量は（４）式に従って算出される。
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】 ここで、Ｑkは冷凍機の定格冷凍能力、σkは運転中は１
で停止中は０、Ｑminは運転中の冷凍機で対応可能な最
小負荷量、ｒkは最小出力割合である。
で停止中は０、Ｑminは運転中の冷凍機で対応可能な最
小負荷量、ｒkは最小出力割合である。
【００２５】ここまでの演算処理によって、運転台数を
増減するか否かを判断するためのデータが揃ったことと
なる。要求負荷がステップ状の変化をしていると仮定す
ると、各時刻における要求負荷量は、以下の（５）式を
用いて表すことができる。
増減するか否かを判断するためのデータが揃ったことと
なる。要求負荷がステップ状の変化をしていると仮定す
ると、各時刻における要求負荷量は、以下の（５）式を
用いて表すことができる。
【００２６】
【数５】 ここで、αはステップゲイン、Ｔpは時定数、βは時刻
０における要求負荷量である。
０における要求負荷量である。
【００２７】（５）式において、ステップゲインαと時
定数Ｔｐは未知であるが、ステップ変化を開始した時点
でαの値を推定することができれば、ステップ変化整定
後の要求負荷量を推定できる。
定数Ｔｐは未知であるが、ステップ変化を開始した時点
でαの値を推定することができれば、ステップ変化整定
後の要求負荷量を推定できる。
【００２８】すなわち、（５）式で、ｋ＝０のとき、Ｌ
〔０〕＝β、ｋ＝１のとき、
【数６】 ｋ＝ｍのとき、
【数７】 ｋ＝ｍ＋１のとき、
【数８】 となるので、
【００２９】
【数９】 となることがわかる。従って、αは、（１０）式のよう
に求められる。
に求められる。
【００３０】
【数１０】
【００３１】要求負荷がステップ状の変化をしているか
否かは、要求負荷の変化率の絶対値が減少傾向にあるか
否かで判断する。つまり、変化率の値が正かつ絶対値が
減少傾向にある場合は、正のステップ状変化をしている
と判断できる（ＳＴ４）。逆に、変化率の値が負かつ絶
対値が減少傾向にある場合は、負のステップ状変化をし
ていると判断できる（ＳＴ５）。
否かは、要求負荷の変化率の絶対値が減少傾向にあるか
否かで判断する。つまり、変化率の値が正かつ絶対値が
減少傾向にある場合は、正のステップ状変化をしている
と判断できる（ＳＴ４）。逆に、変化率の値が負かつ絶
対値が減少傾向にある場合は、負のステップ状変化をし
ていると判断できる（ＳＴ５）。
【００３２】ここで、ステップ状の変化とは、図４に示
すように、ステップ入力に対して一次遅れ系の応答を示
す変化を意味する。図４において、時刻０における要求
負荷量は、縦軸の値が０の場合の量で、具体的にはβに
相当する。ステップ変化整定後の要求負荷量は、図４の
縦軸の値が１となる場合の量で、具体的にはステップゲ
インαに相当する。
すように、ステップ入力に対して一次遅れ系の応答を示
す変化を意味する。図４において、時刻０における要求
負荷量は、縦軸の値が０の場合の量で、具体的にはβに
相当する。ステップ変化整定後の要求負荷量は、図４の
縦軸の値が１となる場合の量で、具体的にはステップゲ
インαに相当する。
【００３３】マスター制御装置１１のＣＰＵ１０１は、
ＳＴ４において、正のステップ状変化をしていると判断
した場合、（１０）式に従って求めたαとＬ［０］の和
が最大負荷量Ｑｍａｘ以上であるか否かを判断し（ＳＴ
６）、αとＬ［０］の和が最大負荷量Ｑｍａｘ以上であ
る場合は、変化整定後の要求負荷が最大負荷量以上とな
ると推定できるため、運転台数を１台増として（ＳＴ
８）、処理を終了する（ＳＴ１０）。一方、ＣＰＵ１０
１は、ＳＴ６において、（１０）式に従って求めたαと
Ｌ［０］の和が最大負荷量Ｑｍａｘ未満であれば、変化
整定後の要求負荷は最大負荷量以上にならないと推定で
きるため、運転台数を増やすことなく、そのまま処理を
終了する（ＳＴ１０）。
ＳＴ４において、正のステップ状変化をしていると判断
した場合、（１０）式に従って求めたαとＬ［０］の和
が最大負荷量Ｑｍａｘ以上であるか否かを判断し（ＳＴ
６）、αとＬ［０］の和が最大負荷量Ｑｍａｘ以上であ
る場合は、変化整定後の要求負荷が最大負荷量以上とな
ると推定できるため、運転台数を１台増として（ＳＴ
８）、処理を終了する（ＳＴ１０）。一方、ＣＰＵ１０
１は、ＳＴ６において、（１０）式に従って求めたαと
Ｌ［０］の和が最大負荷量Ｑｍａｘ未満であれば、変化
整定後の要求負荷は最大負荷量以上にならないと推定で
きるため、運転台数を増やすことなく、そのまま処理を
終了する（ＳＴ１０）。
【００３４】また、マスター制御装置１１のＣＰＵ１０
１は、ＳＴ４において、正のステップ状変化をしている
と判断できない場合は、負のステップ状変化をしている
か否かを判断し（ＳＴ５）、負のステップ状変化をして
いると判断した場合、（１０）式に従って求めたαとＬ
［０］の和が最小負荷量Ｑｍｉｎ以下であるか否かを判
断する（ＳＴ７）。（１０）式に従って求めたαとＬ
［０］の和が最小負荷量Ｑｍｉｎ以下である場合、変化
整定後の要求負荷は最小負荷量以下にならないと推定で
きるため、運転台数を１台減として（ＳＴ９）、処理を
終了する（ＳＴ１０）。一方、ＳＴ７において、（１
０）式に従って求めたαとＬ［０］の和が最小負荷量Ｑ
ｍｉｎを超える場合は、変化整定後の要求負荷は最小負
荷量以下にならないと推定できるため、運転台数を減ら
すことなく、そのまま処理を終了する（ＳＴ１０）。
１は、ＳＴ４において、正のステップ状変化をしている
と判断できない場合は、負のステップ状変化をしている
か否かを判断し（ＳＴ５）、負のステップ状変化をして
いると判断した場合、（１０）式に従って求めたαとＬ
［０］の和が最小負荷量Ｑｍｉｎ以下であるか否かを判
断する（ＳＴ７）。（１０）式に従って求めたαとＬ
［０］の和が最小負荷量Ｑｍｉｎ以下である場合、変化
整定後の要求負荷は最小負荷量以下にならないと推定で
きるため、運転台数を１台減として（ＳＴ９）、処理を
終了する（ＳＴ１０）。一方、ＳＴ７において、（１
０）式に従って求めたαとＬ［０］の和が最小負荷量Ｑ
ｍｉｎを超える場合は、変化整定後の要求負荷は最小負
荷量以下にならないと推定できるため、運転台数を減ら
すことなく、そのまま処理を終了する（ＳＴ１０）。
【００３５】以上のような運転台数制御演算の結果、マ
スター制御装置１１は、運転台数増と判断した場合は、
起動優先順位の最も高い冷凍機に対する運転指令をＯＮ
とする。また、運転台数減と判断した場合は、停止優先
順位の最も高い冷凍機に対する停止指令をＯＮとする。
その他の冷凍機に対する運転／停止指令はすべてＯＦＦ
とする。
スター制御装置１１は、運転台数増と判断した場合は、
起動優先順位の最も高い冷凍機に対する運転指令をＯＮ
とする。また、運転台数減と判断した場合は、停止優先
順位の最も高い冷凍機に対する停止指令をＯＮとする。
その他の冷凍機に対する運転／停止指令はすべてＯＦＦ
とする。
【００３６】次に、マスター制御装置１１は、運転／停
止指令の設定を終えると、運転台数制御演算の結果に応
じた運転／停止指令を制御情報格納領域１５１に格納す
る。冷凍機の制御演算は、制御情報格納領域１５１に格
納されているデータを使って実施されるため、格納され
た運転／停止指令に応じて、冷凍機の運転／停止が行わ
れる。また、運転／停止指令の格納後に、マスター制御
装置１１は、スレーブ制御装置情報格納領域２１１に、
スレーブ制御装置１２〜１ｎに要求するデータと同じ内
容のデータを、制御情報格納領域１５１から読み込み、
格納する。運転台数制御演算結果の反映が終了した後、
マスター制御装置１１は、スレーブ制御装置１２〜１ｎ
に対して、運転／停止指令の送信と冷凍機状態に関する
情報、例えば、現在の運転ステータス、積算運転時間、
出力などの要求を順に行う。この要求は、通信装置１２
１を介して行われる。
止指令の設定を終えると、運転台数制御演算の結果に応
じた運転／停止指令を制御情報格納領域１５１に格納す
る。冷凍機の制御演算は、制御情報格納領域１５１に格
納されているデータを使って実施されるため、格納され
た運転／停止指令に応じて、冷凍機の運転／停止が行わ
れる。また、運転／停止指令の格納後に、マスター制御
装置１１は、スレーブ制御装置情報格納領域２１１に、
スレーブ制御装置１２〜１ｎに要求するデータと同じ内
容のデータを、制御情報格納領域１５１から読み込み、
格納する。運転台数制御演算結果の反映が終了した後、
マスター制御装置１１は、スレーブ制御装置１２〜１ｎ
に対して、運転／停止指令の送信と冷凍機状態に関する
情報、例えば、現在の運転ステータス、積算運転時間、
出力などの要求を順に行う。この要求は、通信装置１２
１を介して行われる。
【００３７】スレーブ制御装置１２に対する指令の送信
と情報の要求を行った場合、スレーブ制御装置１２のＣ
ＰＵ１０２では、マスター制御装置１１から送られてき
た通信データのうち、運転／停止指令や出力指令値を記
憶装置１１２の制御情報格納領域１５２に格納し、要求
されているデータを制御情報格納領域１５２から読み込
んで、マスター制御装置１１に送信する。マスター制御
装置１１のＣＰＵ１０１では、得られた応答データを要
求したスレーブ制御装置１２の番号に応じた記憶装置１
１１の他制御装置情報格納領域２１２に格納する。
と情報の要求を行った場合、スレーブ制御装置１２のＣ
ＰＵ１０２では、マスター制御装置１１から送られてき
た通信データのうち、運転／停止指令や出力指令値を記
憶装置１１２の制御情報格納領域１５２に格納し、要求
されているデータを制御情報格納領域１５２から読み込
んで、マスター制御装置１１に送信する。マスター制御
装置１１のＣＰＵ１０１では、得られた応答データを要
求したスレーブ制御装置１２の番号に応じた記憶装置１
１１の他制御装置情報格納領域２１２に格納する。
【００３８】以下同様の手順で、マスター制御装置１１
は、全てのスレーブ制御装置１２〜１ｎに対する運転台
数制御演算結果の反映と運転台数制御演算に必要な情報
の収集を行う。
は、全てのスレーブ制御装置１２〜１ｎに対する運転台
数制御演算結果の反映と運転台数制御演算に必要な情報
の収集を行う。
【００３９】以上の処理が終了した後、マスター制御装
置１１では、マスター制御装置１１のみに入力されてい
るセンサ入力値や設定値などを共通情報保持領域１６１
に格納し、運転台数制御演算に戻る。
置１１では、マスター制御装置１１のみに入力されてい
るセンサ入力値や設定値などを共通情報保持領域１６１
に格納し、運転台数制御演算に戻る。
【００４０】このように、本発明の第１実施形態では、
要求負荷がステップ状の変化を開始した時点、すなわ
ち、要求負荷がステップ入力に対して一次遅れ系の応答
を示す変化を開始した時点において、ステップ変化整定
後の要求負荷を推定し、この推定値によって冷凍機の運
転台数を増減させる。これにより、一定以上の起動時間
あるいは停止時間を必要とする吸収冷凍機であっても、
負荷追従性を向上させることが可能となる。
要求負荷がステップ状の変化を開始した時点、すなわ
ち、要求負荷がステップ入力に対して一次遅れ系の応答
を示す変化を開始した時点において、ステップ変化整定
後の要求負荷を推定し、この推定値によって冷凍機の運
転台数を増減させる。これにより、一定以上の起動時間
あるいは停止時間を必要とする吸収冷凍機であっても、
負荷追従性を向上させることが可能となる。
【００４１】（第２実施形態）図５は、本発明の第２実
施形態に係る空調システムの冷凍機台数制御フロー図で
ある。マスター制御装置１１は、送水温度センサ４１、
還水温度センサ４０、送水流量センサ４２から受信した
送水温度、還水温度、送水流量に関する情報及び各スレ
ーブ制御装置１２〜１ｎから得られる制御情報に基づい
て、運転台数制御演算を行う。この際、演算に必要な情
報が揃っていない場合は、運転台数制御演算は行われず
に、各制御装置に対して出力される運転／停止指令は全
てＯＦＦとされ、出力指令値は０とされる。この冷凍機
の運転台数制御演算は、図５に示すフロー図に従って行
われる。図５のフロー図のうち、ＳＴ２１〜ＳＴ２４の
要求負荷、要求負荷量の変化率及び運転中の冷凍機で対
応可能な最大負荷量、最小負荷量の計算については、第
１実施形態と同様であるため、ここではＳＴ４以降につ
いて説明する。第２実施形態では、要求負荷が概略一定
の変化率で変化をしている場合に、起動時間又は停止時
間内に最大負荷量又は最小負荷量へ到達するか否かによ
って運転台数を制御する。
施形態に係る空調システムの冷凍機台数制御フロー図で
ある。マスター制御装置１１は、送水温度センサ４１、
還水温度センサ４０、送水流量センサ４２から受信した
送水温度、還水温度、送水流量に関する情報及び各スレ
ーブ制御装置１２〜１ｎから得られる制御情報に基づい
て、運転台数制御演算を行う。この際、演算に必要な情
報が揃っていない場合は、運転台数制御演算は行われず
に、各制御装置に対して出力される運転／停止指令は全
てＯＦＦとされ、出力指令値は０とされる。この冷凍機
の運転台数制御演算は、図５に示すフロー図に従って行
われる。図５のフロー図のうち、ＳＴ２１〜ＳＴ２４の
要求負荷、要求負荷量の変化率及び運転中の冷凍機で対
応可能な最大負荷量、最小負荷量の計算については、第
１実施形態と同様であるため、ここではＳＴ４以降につ
いて説明する。第２実施形態では、要求負荷が概略一定
の変化率で変化をしている場合に、起動時間又は停止時
間内に最大負荷量又は最小負荷量へ到達するか否かによ
って運転台数を制御する。
【００４２】要求負荷が概略一定の変化率で変化をして
いるか否かは、要求負荷の変化率の絶対値が概略一定若
しくは増加傾向にあるか否かで判断する。つまり、変化
率の値が正かつ絶対値が一定若しくは増加傾向にある場
合は、正の一定変化率で変化をしていると判断できる
（ＳＴ２４）。逆に、変化率の値が負かつ絶対値が一定
若しくは増加傾向にある場合は、負の一定変化率で変化
をしていると判断できる（ＳＴ２５）。
いるか否かは、要求負荷の変化率の絶対値が概略一定若
しくは増加傾向にあるか否かで判断する。つまり、変化
率の値が正かつ絶対値が一定若しくは増加傾向にある場
合は、正の一定変化率で変化をしていると判断できる
（ＳＴ２４）。逆に、変化率の値が負かつ絶対値が一定
若しくは増加傾向にある場合は、負の一定変化率で変化
をしていると判断できる（ＳＴ２５）。
【００４３】ＳＴ２４において、正の一定変化率で変化
をしていると判断できた場合、その変化率のまま最大負
荷量まで変化したと仮定して、最大負荷量に到達するま
での時間を（１１）式を使って求める。
をしていると判断できた場合、その変化率のまま最大負
荷量まで変化したと仮定して、最大負荷量に到達するま
での時間を（１１）式を使って求める。
【００４４】
【数１１】 ここで、ｔ+は、最大負荷量に到達するまでの時間であ
る。
る。
【００４５】冷凍機の起動時間と（１１）式を使って求
めたｔ+を比較して、ｔ+が起動時間以下となった場合に
は、起動時間以内に要求負荷が最大負荷量以上になると
推定できるため（ＳＴ２６）、運転台数を増として（Ｓ
Ｔ２８）、処理を終了する（ＳＴ３０）。一方、（１
１）式を使って求めたｔ+が起動時間より大きい場合に
は、起動時間以内に要求負荷が最大負荷量以上にならな
いと推定できるため（ＳＴ２６）、そのまま処理を終了
する（ＳＴ３０）。
めたｔ+を比較して、ｔ+が起動時間以下となった場合に
は、起動時間以内に要求負荷が最大負荷量以上になると
推定できるため（ＳＴ２６）、運転台数を増として（Ｓ
Ｔ２８）、処理を終了する（ＳＴ３０）。一方、（１
１）式を使って求めたｔ+が起動時間より大きい場合に
は、起動時間以内に要求負荷が最大負荷量以上にならな
いと推定できるため（ＳＴ２６）、そのまま処理を終了
する（ＳＴ３０）。
【００４６】ＳＴ２４において、正の一定変化率で変化
していなかった場合は、負の一定変化率で変化している
か否かを判断する（ＳＴ２５）。その判断の結果、負の
一定変化率で変化している場合は、その変化率のまま最
小負荷量まで変化したと仮定して、最小負荷量に到達す
るまでの時間を（１２）式を使って求める。
していなかった場合は、負の一定変化率で変化している
か否かを判断する（ＳＴ２５）。その判断の結果、負の
一定変化率で変化している場合は、その変化率のまま最
小負荷量まで変化したと仮定して、最小負荷量に到達す
るまでの時間を（１２）式を使って求める。
【００４７】
【数１２】 ここで、ｔ＿は、最小負荷量に到達するまでの時間であ
る。
る。
【００４８】冷凍機の停止時間と（１２）式を使って求
めたｔ＿が停止時間以下となった場合には、停止時間以
内に要求負荷が最小負荷量以下になると推定できるため
（ＳＴ２７）、運転台数を減として（ＳＴ２９）、処理
を終了する（ＳＴ３０）。また、（１２）式を使って求
めたｔ＿が停止時間より大きい場合には、停止時間以内
に要求負荷が最小負荷量以下にならないと推定できるた
め（ＳＴ２７）、そのまま処理を終了する（ＳＴ３
０）。
めたｔ＿が停止時間以下となった場合には、停止時間以
内に要求負荷が最小負荷量以下になると推定できるため
（ＳＴ２７）、運転台数を減として（ＳＴ２９）、処理
を終了する（ＳＴ３０）。また、（１２）式を使って求
めたｔ＿が停止時間より大きい場合には、停止時間以内
に要求負荷が最小負荷量以下にならないと推定できるた
め（ＳＴ２７）、そのまま処理を終了する（ＳＴ３
０）。
【００４９】マスター制御装置１１のＣＰＵ１０１は、
運転台数制御演算の結果、運転台数増と判断した場合、
起動優先順位の最も高い冷凍機に対する運転指令をＯＮ
とする。また、ＣＰＵ１０１は、運転台数減と判断した
場合、停止優先順位の最も高い冷凍機に対する停止指令
をＯＮとする。その他の冷凍機に対する運転／停止指令
は全てＯＦＦとする。
運転台数制御演算の結果、運転台数増と判断した場合、
起動優先順位の最も高い冷凍機に対する運転指令をＯＮ
とする。また、ＣＰＵ１０１は、運転台数減と判断した
場合、停止優先順位の最も高い冷凍機に対する停止指令
をＯＮとする。その他の冷凍機に対する運転／停止指令
は全てＯＦＦとする。
【００５０】このように、本発明の第２実施形態では、
要求負荷が一定の変化をしている場合は、現在運転中の
冷凍機の台数で最大負荷又は最小負荷へ到達するまでの
時間を算出し、その時間が冷凍機の起動時間又は停止時
間よりも短い場合に、運転台数の増減を行う。これによ
り、一定以上の起動時間あるいは停止時間を必要とする
吸収冷凍機であっても、負荷追従性及び時間応答を向上
させることが可能となる。
要求負荷が一定の変化をしている場合は、現在運転中の
冷凍機の台数で最大負荷又は最小負荷へ到達するまでの
時間を算出し、その時間が冷凍機の起動時間又は停止時
間よりも短い場合に、運転台数の増減を行う。これによ
り、一定以上の起動時間あるいは停止時間を必要とする
吸収冷凍機であっても、負荷追従性及び時間応答を向上
させることが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の運転台数制御方
法によれば、要求負荷がステップ状の変化を開始した時
点、すなわち、要求負荷がステップ入力に対して一次遅
れ系の応答を示す変化を開始した時点において、ステッ
プ変化整定後の要求負荷を推定し、この推定値によっ
て、冷凍機の運転台数を増減させる。これにより、例え
ば、吸収冷凍機のように、一定以上の起動時間あるいは
停止時間を必要とする冷凍機であっても、負荷追従性を
向上させることが可能となる。また、請求項２記載の運
転台数制御方法によれば、要求負荷が一定の変化をして
いる場合は、現在運転中の冷凍機の台数で最大負荷又は
最小負荷へ到達するまでの時間を算出し、その時間が冷
凍機の起動時間又は停止時間よりも短い場合に、運転台
数の増減を行う。これにより、一定以上の起動時間ある
いは停止時間を必要とする吸収冷凍機であっても、負荷
追従性及び時間応答を向上させることが可能となる。
法によれば、要求負荷がステップ状の変化を開始した時
点、すなわち、要求負荷がステップ入力に対して一次遅
れ系の応答を示す変化を開始した時点において、ステッ
プ変化整定後の要求負荷を推定し、この推定値によっ
て、冷凍機の運転台数を増減させる。これにより、例え
ば、吸収冷凍機のように、一定以上の起動時間あるいは
停止時間を必要とする冷凍機であっても、負荷追従性を
向上させることが可能となる。また、請求項２記載の運
転台数制御方法によれば、要求負荷が一定の変化をして
いる場合は、現在運転中の冷凍機の台数で最大負荷又は
最小負荷へ到達するまでの時間を算出し、その時間が冷
凍機の起動時間又は停止時間よりも短い場合に、運転台
数の増減を行う。これにより、一定以上の起動時間ある
いは停止時間を必要とする吸収冷凍機であっても、負荷
追従性及び時間応答を向上させることが可能となる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調システムのブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る空調システムの冷
凍機制御装置のブロック構成図である。
凍機制御装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る空調システムの冷
凍機台数制御フロー図である。
凍機台数制御フロー図である。
【図４】ステップ入力に対して一次遅れ系の応答を示す
変化の関係を示すグラフである。
変化の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る空調システムの冷
凍機台数制御フロー図である。
凍機台数制御フロー図である。
１１…マスター制御装置（冷凍機制御装置）、１２〜１
ｎ…スレーブ制御装置（冷凍機制御装置）、２０…負
荷、３０、３１…還水配管、３２、３３…送水配管、４
０…還水温度センサ、４１…送水温度センサ、４２…送
水流量センサ、１１１〜１１ｎ…記憶装置、１２１〜１
２ｎ…通信装置、１３１〜１３ｎ…プロセス入出力装
置、１４０…通信ネットワーク、１５１〜１５ｎ…制御
情報格納領域、１６１…共通情報保持領域、２１１〜２
ｎ１…スレーブ制御装置情報格納領域。
ｎ…スレーブ制御装置（冷凍機制御装置）、２０…負
荷、３０、３１…還水配管、３２、３３…送水配管、４
０…還水温度センサ、４１…送水温度センサ、４２…送
水流量センサ、１１１〜１１ｎ…記憶装置、１２１〜１
２ｎ…通信装置、１３１〜１３ｎ…プロセス入出力装
置、１４０…通信ネットワーク、１５１〜１５ｎ…制御
情報格納領域、１６１…共通情報保持領域、２１１〜２
ｎ１…スレーブ制御装置情報格納領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 11/02
Claims (2)
- 【請求項１】 冷凍機を複数台同時に運転する際に用い
られ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷熱量に応じて
前記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の運転台数制御
方法において、 所定の時点における要求負荷を算出し、 前記時点における要求負荷の変化率を算出し、 前記時点における運転中の冷凍機で対応可能な最大負荷
及び最小負荷を算出し、 前記要求負荷が、ステップ入力に対して一次遅れ系の応
答を示す変化をすると仮定して、前記算出した要求負荷
及び前記要求負荷の変化率に基づき、前記時点のステッ
プ変化整定後における予想要求負荷を算出し、 前記予想要求負荷が前記最大負荷以上である場合は、前
記冷凍機の運転台数を増加させる一方、前記予想要求負
荷が前記最小負荷以下である場合は、前記冷凍機の運転
台数を減少させることを特徴とする冷凍機の運転台数制
御方法。 - 【請求項２】 冷凍機を複数台同時に運転する際に用い
られ、これら各冷凍機の定格能力及び負荷熱量に応じて
前記冷凍機の運転台数を設定する冷凍機の運転台数制御
方法において、 所定の時点における要求負荷を算出し、 前記時点における要求負荷の変化率を算出し、 前記時点における運転中の冷凍機で対応可能な最大負荷
及び最小負荷を算出し、 前記要求負荷が概略一定の変化率で変化をしているか否
かを、前記要求負荷の変化率の絶対値が概略一定若しく
は増加傾向にあるか否かによって判断し、 前記要求負荷が概略一定の変化率で変化している場合
は、前記算出した要求負荷と、前記算出した要求負荷の
変化率と、前記算出した最大負荷及び最小負荷とに基づ
き、前記時点から最大負荷に到達するまでの時間及び前
記時点から最小負荷に到達するまでの時間を算出し、 前記算出した最大負荷に到達する時間が、前記冷凍機の
起動時間以下である場合は、前記冷凍機の運転台数を増
加させる一方、前記算出した最小負荷に到達する時間
が、前記冷凍機の停止時間以下である場合は、前記冷凍
機の運転台数を減少させることを特徴とする冷凍機の運
転台数制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25316099A JP3226168B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 冷凍機の運転台数制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25316099A JP3226168B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 冷凍機の運転台数制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074291A JP2001074291A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3226168B2 true JP3226168B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=17247377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25316099A Expired - Fee Related JP3226168B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 冷凍機の運転台数制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3226168B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4563891B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2010-10-13 | 株式会社山武 | 運転台数制御装置および方法 |
| JP5227091B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2013-07-03 | 株式会社大気社 | 熱源設備制御方法及び熱源設備制御システム |
| JP6271316B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-01-31 | 荏原冷熱システム株式会社 | 熱源装置 |
| CN113819581B (zh) * | 2021-08-23 | 2022-11-18 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种夏季空调负荷容量及其气温灵敏性分析方法 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25316099A patent/JP3226168B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001074291A (ja) | 2001-03-23 |
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