JP3270272B2 - 空調用熱源系の制御システム - Google Patents

空調用熱源系の制御システム

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JP3270272B2 JP31266094A JP31266094A JP3270272B2 JP 3270272 B2 JP3270272 B2 JP 3270272B2 JP 31266094 A JP31266094 A JP 31266094A JP 31266094 A JP31266094 A JP 31266094A JP 3270272 B2 JP3270272 B2 JP 3270272B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱槽を有する空調用
熱源系の制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】蓄熱槽は、空調用熱源としての冷水又は
温水を蓄えるための槽であり、電力需要の増大に対する
昼間のピークシフトや熱源設備の縮小化を図るため、近
年益々その導入が増加している。そしてこの種の蓄熱槽
の運転制御については、従来から種々の方式が提案され
ているが、一般的には蓄熱槽と、冷凍機−空調負荷間の
クローズ循環系との間で、熱交換を行う、図2に示した
方法が採られている。
【0003】即ち図2に示したシステムは、冷凍機10
1のある循環系Aと、放熱を目的とする蓄熱槽102の
ある循環系Bとを、熱交換器103によって熱交換する
ように構成されており、圧力制御系の事故による水落が
ない点や、蓄熱槽の水質維持が容易であることなどから
広く用いられている。ただこのような構成においては、
冷凍機103の水量を確保する必要があるため、即ち負
荷流量よりも、一次側(冷凍機103側)の流量を大き
くなるようにする必要があるため、冷凍機103の出口
側のヘッダ104と、入口側のヘッダ105とをバイパ
ス管106で連結している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらそのよう
な構成では、バイパス管106を流れる冷水は、冷凍機
101の出口温度と同じ水温であるため、空調負荷10
7からの還水とヘッダ105で混合された混合水も低温
になってしまうおそれがある。そのため熱交換器103
からの戻水もその影響を受け、低温で蓄熱槽102に返
送されてしまう。そうすると、放熱を目的とするこの種
の蓄熱槽102における蓄熱量Qは、(高温部温度−低
温部温度)×容量であるため、結果的に高温部に前記し
た低温の戻水が返送されると、蓄熱量Qは減少してしま
う。
【0005】この場合、低温戻水の原因となるバイパス
管106を流れる冷水のヘッダ105への流入を停止す
れば蓄熱槽102への返送温度の低温化を防止すること
ができるが、そうすると循環系Aに圧力変動が生ずるの
で、何らかの手当を施す必要がある。
【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、前記したようにバイパス管からの低温水返送に伴
って起こる問題を解決して、蓄熱槽への低温戻水を防止
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1によれば、冷凍機出口からの熱源水を第1
のヘッダを経由して空調負荷に送水し、その還水を第2
のヘッダを経由して再び当該冷凍機入口に戻す如く構成
された第1の循環路系と、第1のヘッダの出口と第2の
ヘッダの入口とを結ぶバイパス管路と、第2のヘッダの
出口と第1のヘッダの入口とを結ぶ熱交換用管路系と、
蓄熱槽内の水を取水し、熱交換器を経由して再び当該蓄
熱槽内へと返送する如く構成された第2の循環路系とを
有し、前記熱交換器によって前記熱交換用管路系と前記
第2の循環路系とを熱交換する如く構成された、空調用
熱源系を制御するためのシステムであって、前記バイパ
ス管路に圧力指示調節器とバルブが設けられると共に、
前記熱交換用管路系にはポンプが設けられ、前記圧力指
示調節器からの指示によって前記ポンプの送水圧力が制
御される如く構成されたことを特徴とする、空調用熱源
系の制御システムが提供される。
【0008】請求項1におけるポンプの送水圧力制御に
ついては、ポンプにインバータを付設するなどして、請
求項2に記載したようなインバータ制御で行ってもよ
い。
【0009】さらに以上のようなポンプによる送水圧力
制御に代えて、請求項3に記載したように、熱交換用管
路系にバルブを設け、前記圧力指示調節器からの指示に
よってこのバルブの開閉度を制御するように構成しても
よい。
【0010】
【作用】請求項1に記載の空調用熱源系の制御システム
によれば、蓄熱槽の放熱要求があった場合、即ち空調運
転時に蓄熱槽内の水を熱源とする際に、例えばバイパス
管路に設けたバルブを閉鎖する。そしてこれによって生
ずる圧力変動を、圧力指示調節器でポンプに指示し、当
該ポンプの送水圧力を調整することによってこれを吸収
させることができる。即ちバルブを閉鎖することによっ
て第1のヘッダからの送水圧が上昇した分を、ポンプの
送水圧力を減圧させることによってこれを補償するの
で、前記圧力変動は吸収される。そしてそのようにバイ
パス管路が閉鎖されると、冷凍機の出口温度と同じ水温
の冷水は第2のヘッダへと流入せず、その結果第2のヘ
ッダから熱交換用管路へと流れる戻水が低温になること
を防止することが可能である。従って、それに伴って熱
交換器から蓄熱槽へと返送される戻水の低温化も防止す
ることができる。
【0011】請求項2では、前記ポンプの制御がインバ
ータ制御されるので、バルブ閉鎖に伴う圧力変動に対応
して、微細な制御が可能となっている。
【0012】請求項3では、バイパス管路に設けた第1
のバルブの閉鎖に伴う圧力変動を、第2のバルブの開閉
によって、吸収することになる。例えば第1のバルブを
閉鎖することによって第1のヘッダからの送水圧が上昇
した分、第2のバルブの開度を大きくして、これを補償
することによって前記圧力変動は吸収される。そしてこ
の場合も、第1のバルブ閉鎖に伴って、冷凍機出口温度
の水温を有する冷水の第2のヘッダ内への流入がないの
で、それによって戻水の低温化を防止することができ
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明すれば、図1は本実施例にかかる制御システムを採用
した蓄熱槽を有する空調用熱源系の概要を示しており、
本実施例においては、冷凍機1、2によって冷水が生成
される。もちろん冷凍機の台数は、空調負荷3の大きさ
によって適宜増減される。そしてこれら冷凍機1、2に
よって生成された冷水は、まず第1のヘッダ11へと送
水される。またこれら冷凍機1、2は、第2のヘッダ1
2からの戻水をポンプ4、5によって取水して前記冷水
を生成するように構成されている。
【0014】一方第1のヘッダ11の入口と第2のヘッ
ダ12の出口との間には、熱交換用管路6が配管されて
おり、この熱交換用管路6には、ポンプ7、及び熱交換
器8が設けられている。そして前記ポンプ7にはインバ
ータ9が設けられており、このポンプ7の駆動源である
モータが当該インバータ9によって回転数制御され、そ
れによってポンプ7の送水圧力が制御されるように構成
されている。
【0015】前記第1のヘッダ11にある冷水は、さら
に適宜数のポンプ13によって一旦第3のヘッダ14へ
と送水され、この第3のヘッダ14から前出空調負荷3
へと熱源水である冷水が送水される。なお前記第1のヘ
ッダ11と第3のヘッダ14との間には管路15が設け
られ、当該管路15には、流量調節バルブ16が介装さ
れている。そして前記空調負荷3を経て昇温した還水
は、前出第2のヘッダ12へと送水される。なおこの送
水経路には、流量計17が介装されている。
【0016】そして前記第1のヘッダ11の出口側と第
2のヘッダ12の入口側との間には、バイパス管21が
配管されており、このバイパス管21には、バルブ22
及び圧力指示調節器23が設けられている。
【0017】前出熱交換器8は、蓄熱槽31内に蓄えら
れた熱源水と、熱交換用管路6内を通水する水と熱交換
されるようになっている。より詳述すれば、蓄熱槽31
内の低温部から、ポンプ32によって取水された熱源水
は、この熱交換器8によって熱交換用管路6内を通水す
る水と熱交換され、その後蓄熱槽31内の高温部へと返
送されるように構成されているのである。なおこの蓄熱
槽31は、複数の小槽を連通管で連通させた槽や、いわ
ゆるもぐり堰方式で連通させた槽を用いることができ
る。
【0018】本実施例にかかる制御システムを採用した
空調用熱源系は、以上のように構成されており、例えば
夜間の蓄熱時には、流量調節バルブ16が閉鎖、ポンプ
13が停止、バイパス管21のバルブ22が開放の状態
で冷凍機1、2が運転され、生成された冷水と、蓄熱槽
31内の熱源水とが、熱交換用管路6の熱交換器8によ
って熱交換されて蓄熱されていく。
【0019】そして例えば昼間時に蓄熱槽31の放熱要
求がある場合、即ち蓄熱槽31内の熱源水を利用する場
合には、ポンプ13を稼働させると共に、バイパス管2
1のバルブ22が閉鎖される。これによって冷凍機1、
2の出口温度と同一の水温を有する冷水は、バイパス管
21内を流れることはなく、それゆえ第2のヘッダ12
へは、空調負荷3を経て昇温した還水だけが流入するこ
とになる。従って、第2のヘッダから、熱交換器8へと
送水される水の低温化が防止され、その結果当該熱交換
器8の蓄熱槽側(1次側)を流れて蓄熱槽31へと返送
される熱源水の低温化も防止される。
【0020】従って、蓄熱槽31内の高温部に冷水が流
入して、蓄熱槽31内の使用可能な蓄熱容量が減少する
ことが防止される。またそのように第2のヘッダ12へ
と送水される還水は昇温した水だけなので、冷凍機1、
2へと流入する水が低温となるおそれはなく、冷凍機
1、2は高効率運転を維持できる。
【0021】ところで前記したようにバイパス管21の
バルブ22を閉鎖すると、第1のヘッダ11の入口側と
第2のヘッダ12の出口側との間の圧力が変動するが、
既述したように、バイパス管21には圧力指示調節器2
3が設置されているので、当該バイパス管21の閉鎖
は、この圧力指示調節器23によって検知され、それに
基づいて前記熱交換用管路6のポンプ7の送水圧力が制
御されるので、当該圧力変動は補償される。従って、ポ
ンプ13の稼働はそのままの稼働状態を維持して、この
空調用熱源系が運転される。
【0022】しかも前記ポンプは、インバータ9による
インバータ制御によって制御されるので、圧力変動に対
してきめ細やかに対応でき、追随性、正確性の優れた運
転制御が実施可能となっている。
【0023】前記実施例では、熱交換用管路6のポンプ
7の送水圧力を制御して、バイパス管21閉鎖に伴う圧
力変動に対処するように構成していたが、これに代えて
熱交換用管路6に流量調節自在なバルブを設け、このバ
ルブの開閉によってかかる圧力変動に対処するように構
成してもよい。なお熱交換器8の2次側の送水温度を保
つ制御については、熱交換器8の2次側に温度検出器を
設け、その検出結果に基づいて、ポンプ32をインバー
タ制御して熱交換器8への通水流量を調節するようにす
ればよい。
【0024】
【発明の効果】請求項1〜3に記載の制御システムによ
れば、バイパス管閉鎖に伴う圧力変動を吸収しつつ、蓄
熱槽への低温水返送を防止することができる。従って、
蓄熱槽の蓄熱容量の必要以上の減少を防止できる。この
場合、請求項2では、前記圧力変動を吸収するためのポ
ンプの運転がインバータ制御されているので、前記圧力
変動に対してきめ細かい対応が可能であり、また請求項
3では、ポンプに代えてバルブの開閉によって対応する
構成であるから、設備がより簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例にかかる制御システムを採用した空調用
熱源系の概略を示す説明図である。
【図2】従来技術にかかる空調用熱源系の概略を示す説
明図である。
【符号の説明】
1、2 冷凍機 3 空調負荷 6 熱交換用管路 7 ポンプ 8 熱交換器 9 インバータ 11 第1のヘッダ 12 第2のヘッダ 21 バイパス管 22 バルブ 23 圧力指示調節器 31 蓄熱槽

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷凍機出口からの熱源水を第1のヘッダ
    を経由して空調負荷に送水し、その還水を第2のヘッダ
    を経由して再び当該冷凍機入口に戻す如く構成された第
    1の循環路系と、 第1のヘッダの出口と第2のヘッダの入口とを結ぶバイ
    パス管路と、 第2のヘッダの出口と第1のヘッダの入口とを結ぶ熱交
    換用管路系と、 蓄熱槽内の水を取水し、熱交換器を経由して再び当該蓄
    熱槽内へと返送する如く構成された第2の循環路系とを
    有し、 前記熱交換器によって前記熱交換用管路系と前記第2の
    循環路系とを熱交換する如く構成された空調用熱源系
    を、制御するためのシステムであって、 前記バイパス管路に圧力指示調節器とバルブが設けられ
    ると共に、前記熱交換用管路系にはポンプが設けられ、
    前記圧力指示調節器からの指示によって前記ポンプの送
    水圧力が制御される如く構成されたことを特徴とする、
    空調用熱源系の制御システム。
  2. 【請求項2】 前記ポンプはインバータ制御される如く
    構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の空調用
    熱源系の制御システム。
  3. 【請求項3】 冷凍機出口からの熱源水を第1のヘッダ
    を経由して空調負荷に送水し、その還水を第2のヘッダ
    を経由して再び当該冷凍機入口に戻す如く構成された第
    1の循環路系と、 第1のヘッダの出口と第2のヘッダの入口とを結ぶバイ
    パス管路と、 第2のヘッダの出口と第1のヘッダの入口とを結ぶ熱交
    換用管路系と、 蓄熱槽内の水を取水し、熱交換器を経由して再び当該蓄
    熱槽内へと返送する如く構成された第2の循環路系とを
    有し、 前記熱交換器によって前記熱交換用管路系と前記第2の
    循環路系とを熱交換する如く構成された空調用熱源系
    を、制御するためのシステムであって、 前記バイパス管路に圧力指示調節器と第1のバルブが設
    けられると共に、前記熱交換用管路系には第2のバルブ
    が設けられ、前記圧力指示調節器からの指示によって前
    記第2のバルブの開閉度が制御される如く構成されたこ
    とを特徴とする、空調用熱源系の制御システム。
JP31266094A 1994-11-21 1994-11-21 空調用熱源系の制御システム Expired - Lifetime JP3270272B2 (ja)

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