JP3728658B2

JP3728658B2 - Two-tube heat supply system with multiple heat sources and pressure control method thereof

Info

Publication number: JP3728658B2
Application number: JP2000296118A
Authority: JP
Inventors: 宣昭庄野; 千秋金子; 一郎相馬; 基芳杉原; 治荒田
Original assignee: Kajima Corp; JFE Engineering Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; JFE Engineering Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002106860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地域冷暖房システムや都市熱源ネットワークシステム等における２管式の熱供給システムに関し、特に熱源を２以上有する複数熱源の２管式熱供給システム及びその圧力制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地域冷暖房システムや都市熱源ネットワークシステムにおけるネットワーク導管の布設方式としては、一般的に１本の熱供給管と熱搬送ポンプで構成されるネットワーク導管上に複数の熱源と複数の熱需要先を直列に接続した１ループ方式のシステムと、往き管と戻り管の２本の管で構成されるネットワーク導管上に熱搬送ポンプを備えた熱源と複数の熱需要先をそれぞれ並列に接続した２管方式のシステムとがある。
【０００３】
２つの方式には、各々メリット、デメリットがあるが、２管方式は建設コスト及びスペースが大きくなる反面、熱の供給温度変動幅を小さくすることができると共に、拡張性が容易であることから、そのようなニーズが要求される特定の地域冷暖房システムや都市熱源ネットワークシステムにとって適性を有する。
そして、従来の２管方式システムにおいては、熱を１箇所の熱源プラントあるいは排熱源から供給するのが一般的であった。
【０００４】
このため、地域冷暖房システムや都市熱源ネットワークシステム等の熱供給システムが地域的な拡がりや建設期間の長さから複数に分割され、熱が複数の熱源プラントあるいは排熱源から供給される場合には、それぞれ熱源ごとに熱供給エリアを分割し、それぞれに設置された熱供給システムからエリアごとに熱を分離供給するようにしていた。
【０００５】
一方、２管方式システムでは、熱需要先の受入れ差圧を補償できるように、かつ熱源プラントあるいは排熱源からの熱をネットワーク上に汲み上げられるように熱搬送ポンプの吐出圧を制御する必要がある。
これは、熱需要先側に対して往き管と戻り管間の差圧で熱媒を供給しているためであり、熱供給可能範囲（熱需要先の利用差圧が確保できる着圧が最小圧ｈ₀以上となる範囲）に各熱需要先の着圧を制御する必要がある。
【０００６】
これに対して、１系統の２管方式システム中に熱搬送ポンプを備えた複数の熱源を連結し、複数熱源から熱を連結供給しようとすると、熱需要先の負荷変動に応じて熱搬送ポンプの吐出圧を制御する時に系内で圧力制御が相互に干渉し、各熱需要先側での着圧制御が困難になり、熱需要先の受入れ差圧を補償できなくなる問題が発生することがあった。このため、これまでは上記したように１箇所の熱源から熱供給するようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題に対処するためになされたものであり、その第一の課題は、熱源を２以上の複数熱源とした場合でも、系内で圧力制御が相互干渉しないよう制御することができる２管式熱供給システム及びその圧力制御方法に提供することにある。
また、本発明のもう一つの課題は、上記のような２管式熱供給システム及びその圧力制御方法を確立することにより、ネットワーク導管がより広域にわたるシステムとなっても、容易に対応が可能でその信頼性を維持することができ、拡張性に優れているというメリットを一層顕著に生かすことができる２管式熱供給システム及びその圧力制御方法に提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、本発明にかかる２管式熱供給システムは、熱媒を搬送する往き管と戻り管を備え、同往き管と戻り管間に熱搬送ポンプを有する複数の熱源と、同熱源から供給される熱を利用する複数の熱需要先をそれぞれ並列に接続してなる２管式熱供給システムにおいて、前記複数熱源のうちの最大規模熱源の熱搬送ポンプを、複数の熱需要先に対して負荷に応じて所定着圧以上で熱媒を供給する、常時最高効率で定格運転可能なポンプとすると共に、他の熱源における熱搬送ポンプを、複数熱需要先に対して熱供給受持ち範囲を設定し、その受持ち範囲における各熱需要先の着圧を常時モニタリングしその中の最小圧が所定着圧以上となるように吐出圧を制御する、可変容量制御ポンプとしたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記の構成によると、最大規模熱源の熱搬送ポンプを常時最高効率で定格運転するようにしているため、最小動力で効率の良い運転ができ、省エネルギー化することができる。一方、この熱搬送ポンプは定格運転であるため、熱需要先の負荷変動に対して所定着圧以上で熱供給できる熱需要先の範囲が変動することになり、この場合に予め熱供給受持ち範囲を設定されている他の熱源の可変容量制御ポンプが、その受持ち範囲における熱需要先の着圧を常時モニタリングしその中の最小圧が所定着圧以上となるよう吐出圧を制御して熱供給することができるため、系内で圧力制御が相互干渉することはなく、全ての熱需要先に対して確実に所定着圧以上で熱供給することができる。
【００１０】
また、本発明にかかる２管式熱供給システムは、上記した２管式熱供給システムにおいて、前記可変容量制御ポンプを、インバータ制御ポンプとしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この構成によると、可変容量制御ポンプとしてインバータ制御ポンプを用いることにより、着圧のモニタリング結果に基づいてポンプの回転数をインバータによりコントロールして簡易にポンプ容量を可変制御することができる。
【００１２】
更に、本発明にかかる２管式熱供給システムの圧力制御方法は、熱媒を搬送する往き管と戻り管を備え、同往き管と戻り管間に熱搬送ポンプを有する複数の熱源と、同熱源から供給される熱を利用する複数の熱需要先をそれぞれ並列に接続してなる２管式熱供給システムの圧力制御方法において、前記複数熱源のうちの最大規模熱源の熱媒搬送ポンプを、メインポンプとして常時最高効率となる定格運転で運転し、複数の熱需要先に対して負荷に応じて所定着圧以上でそれぞれ熱媒を供給すると共に、他の熱源における熱搬送ポンプを、それぞれ可変容量型のサブポンプとして複数熱需要先に対し熱供給受持ち範囲を設定し、その受持ち範囲における各熱需要先の着圧を常時モニタリングしてその中の最小圧が所定着圧以上となるよう各ポンプの容量を可変制御することを特徴とするものである。
【００１３】
かかる構成によると、最大規模熱源の熱媒搬送ポンプであるメインポンプは常時最高効率となる定格運転で運転されているため、運転中は特に制御されることはなく、熱需要先の負荷が変動すると、これに伴って所定着圧以上で熱供給できる熱需要先の範囲が変動する。一方、予め熱供給受持ち範囲を設定されている他の熱源の熱媒搬送ポンプは、その受持ち範囲における熱需要先の着圧を常時モニタリングしており、受持ち範囲の熱需要先内での着圧の最小圧が所定着圧を下回らないよう容量が可変制御されるようになっているため、系内で圧力制御に相互干渉が発生するおそれはなく、熱源を２以上の複数熱源としても問題なく圧力制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態にかかる２管式熱供給システムの系統図、図２は同システムにおける圧力線図、図３及び図４は第２の実施形態にかかる２管式熱供給システムにおける圧力線図である。
【００１５】
図中において、１はごみ焼却炉の廃熱ボイラ等からなる第１熱源、２は発電プラントの抽気タービン等からなる第２熱源、３は工場の廃熱ボイラ等からなる第３熱源であり、それぞれ排熱を熱交換器４、５、６により回収し熱源として利用できるようにしたものである。又、熱源としては、この他にコージェネレーションシステム等も使用できる。なお、各熱交換器４、５、６にはボイラ等の補助熱源７、８、９が併設されており、排熱が不足する事態となったときにバックアップできるようになっている。
【００１６】
また、各熱源１、２、３には、熱媒となる冷温水を搬送するための熱搬送ポンプ１０、１１、１２が付設されていると共に、出口の差圧を負荷変動差圧に一定制御するバイパス制御弁１３、１４、１５が設けられている。
複数の熱源である第１熱源１、第２熱源２、第３熱源３のうち、ここでは第１熱源１を最大規模の熱源としている。
【００１７】
この第１熱源１の熱搬送ポンプ１０に常時最高効率となる定格運転で運転されるメインポンプとしての役割を担わせ、他の第２熱源２及び第３熱源３の熱搬送ポンプ１１、１２をそれぞれ熱需要先の負荷変動に応じて容量が可変され、吐出圧を制御することができる可変容量制御型ポンプとし、サブポンプとしての役割を担わせている。
なお、可変容量制御型ポンプは、機械式の容量制御弁を有するポンプであってもよいが、ここではインバータ制御ポンプを使用している。
【００１８】
これらの各熱源１、２、３は、熱媒を搬送する往き管１６と戻り管１７との間に或る区間をあけてそれぞれ並列に接続されている。
また、往き管１６と戻り管１７との間には、或る区間ごとに地域熱供給事業者あるいは熱需要家である複数の熱需要先１８Ａ乃至１８Ｆがそれぞれ入口弁１９Ａ乃至１９Ｆを介して並列に接続されている。
【００１９】
しかして、上記した実施形態にかかる２管式熱供給システムによると、第１熱源１の熱搬送ポンプ１０は、メインポンプとして常時最高効率となる定格運転で運転されている。従って、この熱搬送ポンプ１０は、図２に実線で示すように熱需要先１８が最大負荷時においては、着圧がｈ₀以上になる熱供給可能範囲（熱需要先１８に対する往き管１６と戻り管１７間の差圧である着圧が最小圧ｈ₀以上となる範囲）は熱需要先１８Ａ、１８Ｂ迄であるが、熱需要先１８の負荷が減少すると、それに伴って熱供給可能範囲（着圧がｈ₀以上となる範囲）は熱需要先１８Ｃ、１８Ｄ迄と一点鎖線のように順次増えて行くことになる。
【００２０】
一方、第２熱源２の熱搬送ポンプ１１は、その熱供給受持ち範囲が図２に実線で示すように熱需要先１８Ｃ、１８Ｄの範囲に予め設定されており、これら熱需要先１８Ｃ、１８Ｄの着圧を常時モニタリングしている。この熱搬送ポンプ１１は、第１熱源１の熱搬送ポンプ１０に対してサブポンプとして機能し、熱需要先１８の最大負荷時に熱需要先１８Ｃの着圧が最小圧ｈ₀以下にならないように吐出圧がインバータ制御される。同様に熱需要先１８Ｄの着圧も最小圧ｈ₀以下にならないように制御される。
【００２１】
この際、熱搬送ポンプ１１により熱需要先１８Ｅに熱供給できる場合（着圧がｈ₀以上）は成り行きとする。
また、熱需要先１８Ｅ、１８Ｆの最低着圧補償制御は、第３熱源３の熱搬送ポンプ１２の受持ち範囲として設定されており、上記と同様その着圧を常時モニタリングしそれぞれの着圧が最小圧ｈ₀以下にならないように制御されるようになっている。
【００２２】
以上のように熱搬送ポンプ１０の熱供給系内では、負荷の減少に伴い、熱供給可能範囲（着圧がｈ₀以上となる範囲）が熱需要先１８Ｂから熱需要先１８Ｃ、１８Ｄ迄と順次増加して行く。
また、熱搬送ポンプ１１の熱供給系内では、計画上の熱需要先（熱搬送ポンプ１０と熱搬送ポンプ１１間の熱需要先１８Ｃ、１８Ｄ）の着圧を常時モニタリングし、この中の最小圧力地点の着圧がｈ₀を下回らないようにその吐出圧をインバータ制御している。
【００２３】
熱搬送ポンプ１０の最大負荷時、熱需要先１８Ｃには熱搬送ポンプ１１から熱供給され、負荷が減少して定格運転の熱搬送ポンプ１０により熱需要先１８Ｃに着圧ｈ₀以上の熱供給が可能になると、熱需要先１８Ｃには熱搬送ポンプ１０から熱供給され始める。このとき熱搬送ポンプ１１は熱需要先１８Ｃの着圧がｈ₀以上となるようにインバータ制御により吐出圧が低下されるが、熱需要先１８Ｃの着圧が変化しないため低下し続け、熱需要先１８Ｄの着圧がｈ₀を下回り始めることになる。この時点で熱搬送ポンプ１１は熱需要先１８Ｄの着圧がｈ₀となるようにインバータ制御を開始する。
【００２４】
以下同様に、常時最高効率となる定格運転で運転される熱搬送ポンプ１０をメインポンプとし、インバータ制御される熱搬送ポンプ１１、１２以下のポンプをサブポンプとして組合せ、サブポンプ系の計画上の熱需要先の各着圧を常時モニタリングし、この中の最小圧力地点の着圧がｈ₀を下回らないようにサブポンプ系の吐出圧をインバータ制御することにより、ネットワーク導管系内の圧力制御を相互に干渉しないよう制御することができる。
【００２５】
これによって、２管式熱供給システム内の熱源を２以上の複数熱源とした場合でも、系内圧力が相互干渉しないように制御することができる２管式熱供給システム及びその圧力制御方法確立することができ、以下のような多大の効果を期待することができる。
（１）ネットワーク導管が例え広域にわたるシステムになったとしても、圧力制御の信頼性を維持することができ、広域、長距離の都市熱源ネットワークを構築することが可能となると共に、熱媒条件が同一であれば、複数の地域冷暖房地区を容易に接続することができる。
【００２６】
（２）熱供給温度変動幅を一層抑制することが可能になるため、熱需要先間あるいは地域冷暖房地区間の公平性を保つことができる。
（３）熱供給の圧力変動を抑制することができるため、熱媒である温水あるいは高温水によるキャビテーションを防止することができる。
（４）災害等の非常時、故障時、あるいは保守点検時等において、ネットワーク導管のクラスター化等を考慮し、或る熱源を他の熱源により容易にバックアップすることができる。
【００２７】
（５）系内の複数熱源のうち、最大規模の熱源の熱搬送ポンプを年間を通して常時最高効率となる定格運転で運転できると共に、その他の熱源の熱搬送ポンプがその受持ち範囲でない熱需要先までカバーできる場合には、成り行きで担当させることができるため、熱媒の搬送動力の利用効率を最大とし、最高の省エネルギー化を図ることができる。
【００２８】
なお、上記の実施形態では、複数熱源のうち、最大規模の熱源１の熱搬送ポンプ１０を常時最高効率となる定格運転で運転し、その他の熱源２、３の熱搬送ポンプ１１、１２を熱供給受持ち範囲を設定し、その中の熱需要先の着圧がｈ₀以上となるようその吐出圧をインバータ制御するようにしているが、このような形態を基本パターンとして、図３及び図４に示すようないくつかのネットワーク構成が可能である。
【００２９】
図３の場合、系内の複数熱源のうち、最大規模の熱源１、１Ａを系内の左端と右端に位置するように設け、その熱搬送ポンプを１０、１０Ａを常時最高効率となる定格運転で運転するようにし、他の熱源２、２Ａの熱搬送ポンプ１１、１１Ａの受持ち範囲を左側の熱搬送ポンプ１１は熱搬送ポンプ１０、１１間の熱需要先に、右側の熱搬送ポンプ１１Ａは熱搬送ポンプ１０Ａ、１１Ａ間の熱需要先に設定すると、ちょうど中央に位置する熱源３の熱搬送ポンプ１２の受持ち範囲は、熱搬送ポンプ１１、１１Ａ間の熱需要先となり、この熱搬送ポンプ１２のみが熱搬送ポンプ１１、１２間及び１２、１１Ａ間の両側いずれも熱需要先の着圧がｈ₀以上となるように制御することになるが、熱搬送ポンプ１２の受持ち範囲を小さい範囲に限定することにより、基本パターンと同様にネットワーク系内の圧力制御を干渉しないよう制御することができる。
【００３０】
また、図４の場合、系内の複数熱源のうち、最大規模の熱源１を系内の中央に位置するように設け、その右側及び左側にネットワーク導管を伸ばすことも考えられる。
この場合、熱源１より右側に伸びる系においては、熱源２、３の熱搬送ポンプ１１、１２の圧力制御受持ち範囲を各々ポンプの左側に設定する。
逆に、熱源１より左側に伸びる系においては、熱源２′、３′の熱搬送ポンプ１１′、１２′の圧力制御受持ち範囲を各々ポンプの右側に設定する。
このパターンでは、中央の最大規模の熱源１の熱搬送ポンプ１０は常時定格運転であり、負荷変動に伴う左右の需要先着圧の制御は各々１１、１１′が受け持つこととなる。
【００３１】
なお、熱源の数は、実施形態のものに限定されるわけではなく、最大規模の熱源を除くと１以上のｎ個であれば幾つでもよく、また、熱需要先の数も特に限定されるものではなく、任意数とすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明にかかる２管式熱供給システム及びその圧力制御方法によると、２管式熱供給システムの熱源を２以上の複数熱源とした場合でも、系内圧力制御を相互干渉しないように制御することができる。
また、熱源を２以上の複数熱源とした２管式熱供給システム及びその圧力制御方法を確立することができるため、ネットワーク導管がより広域にわたるシステムとなっても、容易に対応が可能でその信頼性を維持することができ、拡張性に優れているというメリットを一層顕著に生かすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる２管式熱供給システムの系統図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる２管式熱供給システムにおける圧力線図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる２管式熱供給システムにおける圧力線図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる２管式熱供給システムにおける圧力線図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…第１熱源（最大規模熱源）、２，２Ａ，２′…第２熱源、３，３′…第３熱源、１０，１０Ａ…熱搬送ポンプ（メインポンプ）、１１，１１Ａ，１１′，１２，１２′…熱搬送ポンプ（サブポンプ）、１６…往き管、１７…戻り管、１８Ａ乃至１８Ｆ…熱需要先、ｈ₀…所定着圧、１９Ａ乃至１９Ｆ…人口弁、４乃至６…熱交換器、７乃至９…補助熱源、１３乃至１５…バイパス制御弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-pipe heat supply system in a district cooling and heating system, an urban heat source network system, and the like, and more particularly to a two-pipe heat supply system of a plurality of heat sources having two or more heat sources and a pressure control method thereof.
[0002]
[Prior art]
As a method of laying a network conduit in a district heating / cooling system or an urban heat source network system, generally, a plurality of heat sources and a plurality of heat demand destinations are connected in series on a network conduit composed of one heat supply pipe and a heat transfer pump. A connected 1-loop system, and a 2-pipe system in which a heat source with a heat transfer pump and a plurality of heat demanders are connected in parallel on a network conduit composed of two pipes, a forward pipe and a return pipe There is a system.
[0003]
Each of the two methods has advantages and disadvantages, but the two-tube method increases the construction cost and space, but it can reduce the fluctuation range of the heat supply temperature and is easy to expand. It is suitable for specific district heating and cooling systems and urban heat source network systems where such needs are required.
In the conventional two-pipe system, heat is generally supplied from one heat source plant or exhaust heat source.
[0004]
For this reason, when heat supply systems such as district heating and cooling systems and urban heat source network systems are divided into a plurality of areas due to regional expansion and construction period, and heat is supplied from a plurality of heat source plants or exhaust heat sources, A heat supply area is divided for each heat source, and heat is separately supplied to each area from a heat supply system installed in each heat source.
[0005]
On the other hand, in the two-pipe system, it is necessary to control the discharge pressure of the heat transfer pump so that the receiving differential pressure at the heat demand destination can be compensated and the heat from the heat source plant or the exhaust heat source can be pumped up on the network. .
This is because the heat medium is supplied to the heat demand side by the differential pressure between the forward pipe and the return pipe, and the heat supply range (minimum pressure that can secure the use differential pressure of the heat demand destination is minimum). It is necessary to control the arrival pressure of each heat demand destination within the range of the pressure h ₀ or more.
[0006]
On the other hand, when a plurality of heat sources equipped with heat transfer pumps are connected in one system of two-pipe system, and heat is supplied from the plurality of heat sources, heat transfer pumps according to load fluctuations at the heat demand destination. When controlling the discharge pressure, the pressure control interferes with each other in the system, making it difficult to control the arrival pressure at each heat demand side, and it becomes impossible to compensate the acceptance differential pressure at the heat demand destination. there were. For this reason, until now, heat has been supplied from one heat source as described above.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to cope with the above problems, and the first problem is to control the pressure control so that mutual interference does not occur in the system even when the heat source is a plurality of heat sources of two or more. The present invention provides a two-tube heat supply system and a pressure control method thereof.
Another object of the present invention is to establish a two-pipe heat supply system and a pressure control method thereof as described above, so that even if the network conduit is a wider system, it can be easily handled. An object of the present invention is to provide a two-pipe heat supply system and a pressure control method thereof that can maintain the reliability and can remarkably utilize the merit of excellent extensibility.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a two-tube heat supply system according to the present invention includes a forward pipe and a return pipe that transport a heat medium, and a plurality of heat sources having a heat transfer pump between the forward pipe and the return pipe. In the two-tube heat supply system in which a plurality of heat demand destinations using heat supplied from the heat source are connected in parallel, the heat transfer pump of the largest heat source among the plurality of heat sources is provided with a plurality of heat sources. A pump that supplies a heat medium at a predetermined pressure or higher according to the load according to the load and that can always be rated at the highest efficiency, and heat transfer pumps in other heat sources can be A variable displacement control pump that sets a supply charge range, constantly monitors the arrival pressure of each heat demand destination in that charge range, and controls the discharge pressure so that the minimum pressure in the range is greater than or equal to the predetermined pressure. It is a characteristic
[0009]
According to said structure, since the heat transfer pump of the largest scale heat source is always rated-operated with the highest efficiency, efficient operation can be performed with the minimum power and energy saving can be achieved. On the other hand, since this heat transfer pump is rated operation, the range of the heat demand destination that can supply heat at a predetermined pressure or higher with respect to the load fluctuation of the heat demand destination will fluctuate. The variable capacity control pump of the other heat source that is set is constantly monitoring the arrival pressure of the heat demand destination in the range of charge, controlling the discharge pressure so that the minimum pressure in it is higher than the predetermined arrival pressure, and supplying heat Therefore, pressure control does not interfere with each other in the system, and heat can be reliably supplied to all heat demand destinations at a predetermined pressure or higher.
[0010]
The two-tube heat supply system according to the present invention is characterized in that, in the two-tube heat supply system described above, the variable capacity control pump is an inverter control pump.
[0011]
According to this configuration, by using the inverter control pump as the variable displacement control pump, the pump displacement can be easily variably controlled by controlling the rotation speed of the pump based on the monitoring result of the pressure.
[0012]
Furthermore, the pressure control method of the two-pipe heat supply system according to the present invention includes a forward pipe and a return pipe for transporting the heat medium, and a plurality of heat sources having a heat transfer pump between the forward pipe and the return pipe. In the pressure control method for a two-pipe heat supply system in which a plurality of heat demand destinations using heat supplied from a heat source are connected in parallel, the heat medium transport pump of the largest scale heat source among the plurality of heat sources, As the main pump, it is operated at the rated operation that always has the highest efficiency, and each heat supply is supplied to multiple heat demand destinations at a predetermined pressure or higher according to the load, and the heat transfer pumps in other heat sources are variable. As a capacity-type sub-pump, a heat supply responsibility range is set for a plurality of heat demand destinations, and the arrival pressure of each heat demand destination in the responsibility range is constantly monitored, and each pump is set so that the minimum pressure is equal to or higher than the predetermined arrival pressure. The capacity is characterized in that the variable control.
[0013]
According to this configuration, the main pump, which is the heat transfer pump for the largest heat source, is always operated at the rated operation with the highest efficiency, so there is no particular control during operation and the load at the heat demand destination fluctuates. As a result, the range of heat demand destinations that can supply heat at a predetermined pressure or higher varies. On the other hand, the heat transfer pumps of other heat sources for which the heat supply control range is set in advance always monitor the arrival pressure of the heat demand destination in the coverage range, and the pressure within the heat demand destination of the coverage range The capacity is variably controlled so that the minimum pressure does not fall below the predetermined pressure, so there is no risk of mutual interference in the pressure control within the system, and there is no problem even if the heat source is a plurality of heat sources of two or more. The pressure can be controlled.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
1 is a system diagram of a two-tube heat supply system according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a pressure diagram in the system, and FIGS. 3 and 4 are two-tube heat according to the second embodiment. It is a pressure diagram in a supply system.
[0015]
In the figure, 1 is a first heat source composed of a waste heat boiler of a waste incinerator, 2 is a second heat source composed of an extraction turbine of a power plant, etc., 3 is a third heat source composed of a waste heat boiler of a factory, The exhaust heat is recovered by the heat exchangers 4, 5, 6 and can be used as a heat source. In addition, a cogeneration system or the like can be used as a heat source. The heat exchangers 4, 5, and 6 are provided with auxiliary heat sources 7, 8, and 9 such as boilers so that they can be backed up when exhaust heat becomes insufficient.
[0016]
In addition, each of the heat sources 1, 2, and 3 is provided with heat transfer pumps 10, 11, and 12 for transferring cold / warm water as a heat medium, and the differential pressure at the outlet is constantly controlled to the load fluctuation differential pressure. Bypass control valves 13, 14 and 15 are provided.
Of the first heat source 1, the second heat source 2, and the third heat source 3, which are a plurality of heat sources, the first heat source 1 is the largest heat source here.
[0017]
The heat transfer pump 10 of the first heat source 1 has a role as a main pump that is always operated at a rated operation with the highest efficiency, and the heat transfer pumps 11 and 12 of the other second heat source 2 and the third heat source 3 are Each of the capacities is variable according to the load fluctuation of the heat demand destination, and is a variable capacity control type pump that can control the discharge pressure, and plays a role as a sub pump.
The variable displacement control type pump may be a pump having a mechanical displacement control valve, but here, an inverter control pump is used.
[0018]
Each of these heat sources 1, 2, and 3 is connected in parallel with a certain interval between the forward pipe 16 and the return pipe 17 that convey the heat medium.
Further, between the forward pipe 16 and the return pipe 17, a plurality of heat demand destinations 18A to 18F, which are district heat supply companies or heat consumers, are arranged in parallel through inlet valves 19A to 19F, respectively, for each section. It is connected to the.
[0019]
Thus, according to the two-pipe heat supply system according to the above-described embodiment, the heat transfer pump 10 of the first heat source 1 is always operated as a main pump at a rated operation with the highest efficiency. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 2, the heat transfer pump 10 has a heat supply range in which the arrival pressure is equal to or higher than h ₀ when the heat demand destination 18 is at the maximum load (the forward pipe 16 with respect to the heat demand destination 18. return pipe range differential pressure at which arrival pressure is minimum pressure h ₀ or between 17) is heat demand destination 18A, although up to 18B, the load of the heat demand end 18 is reduced, heat supply range with it (A range in which the pressure is greater than or equal to h ₀ ) increases sequentially as shown by a one-dot chain line up to the heat demand destinations 18C and 18D.
[0020]
On the other hand, the heat transfer pump 11 of the second heat source 2 has a heat supply responsibility range preset in the range of the heat demand destinations 18C and 18D as shown by the solid line in FIG. The pressure is constantly monitored. This heat transfer pump 11 functions as a sub pump with respect to the heat transfer pump 10 of the first heat source 1 and discharges so that the arrival pressure of the heat demand destination 18C does not become the minimum pressure h ₀ or less at the maximum load of the heat demand destination 18. The pressure is inverter controlled. Wearing pressure of similarly heat demand end 18D is controlled so as not to minimize pressure h ₀ or less.
[0021]
At this time, the case where heat can be supplied to the heat demand destination 18E by the heat transfer pump 11 (the arrival pressure is h ₀ or more) is assumed to be the case.
Further, the minimum pressure compensation control of the heat demand destinations 18E and 18F is set as a range of the heat transfer pump 12 of the third heat source 3, and the pressure is constantly monitored and each pressure is minimized as described above. The pressure is controlled so as not to become lower than h ₀ .
[0022]
In the heat supply system of the heat-carrying pump 10, as described above, with a decrease of the load, heat supply range (range arrival pressure is h ₀ or more) from the heat demand end 18B heat demand destination 18C, 18D until the It increases gradually.
Further, in the heat supply system of the heat transfer pump 11, the arrival pressure of the planned heat demand destination (the heat demand destinations 18C and 18D between the heat transfer pump 10 and the heat transfer pump 11) is constantly monitored, and the minimum of these The discharge pressure is controlled by an inverter so that the arrival pressure at the pressure point does not fall below h ₀ .
[0023]
The maximum load of the heat-carrying pump 10, the heat demand end 18C is heat supply from the heat transport pump 11, the load is reduced to wearing pressure h ₀ or more heat supplied to the heat demand end 18C by the heat transport pump 10 rated operation When it becomes possible, the heat supply destination 18C starts to be supplied with heat from the heat transfer pump 10. At this time, in the heat transfer pump 11, the discharge pressure is reduced by the inverter control so that the arrival pressure of the heat demand destination 18C becomes equal to or higher than h _0, but since the arrival pressure of the heat demand destination 18C does not change, the heat transfer pump 11 continues to fall. so that the wearing pressure of the previous 18D starts below the h _0. At this time, the heat transfer pump 11 starts the inverter control so that the arrival pressure of the heat demand destination 18D becomes h ₀ .
[0024]
Similarly, the heat transfer pump 10 that is always operated at the rated operation with the highest efficiency is used as the main pump, and the heat transfer pumps 11 and 12 that are controlled by the inverter are combined as sub pumps. By constantly monitoring each of the previous pressures and controlling the discharge pressure of the sub-pump system so that the pressure at the minimum pressure point does not fall below h ₀ , the pressure control in the network conduit system interferes with each other. Can be controlled.
[0025]
Thus, even when the heat source in the two-tube heat supply system is two or more heat sources, a two-tube heat supply system that can be controlled so that the internal pressure does not interfere with each other and a pressure control method thereof are established. The following great effects can be expected.
(1) Even if the network conduit becomes a system covering a wide area, it is possible to maintain the reliability of pressure control, and to construct a wide area, long-distance urban heat source network. If it is the same, a plurality of district heating and cooling districts can be easily connected.
[0026]
(2) Since it becomes possible to further suppress the fluctuation range of the heat supply temperature, it is possible to maintain fairness between heat demand destinations or between district heating and cooling districts.
(3) Since the pressure fluctuation of the heat supply can be suppressed, cavitation due to the hot water or hot water that is the heat medium can be prevented.
(4) It is possible to easily back up a certain heat source with another heat source in consideration of clustering of network conduits in the event of an emergency such as a disaster, failure or maintenance.
[0027]
(5) Among the multiple heat sources in the system, the heat transfer pump of the largest heat source can be operated at the rated operation with the highest efficiency at all times throughout the year, and the heat transfer pumps of other heat sources are to the heat demand destination that is not in the range If it can be covered, it can be handled by the event, so the efficiency of using the heat transfer power of the heat medium can be maximized and the maximum energy saving can be achieved.
[0028]
In the above embodiment, among the plurality of heat sources, the heat transfer pump 10 of the largest heat source 1 is always operated at the rated operation at the highest efficiency, and the heat transfer pumps 11 and 12 of the other heat sources 2 and 3 are heated. The supply control range is set, and the discharge pressure is controlled by the inverter so that the arrival pressure of the heat demand destination is equal to or higher than h _0. Such a form is a basic pattern, and FIG. 3 and FIG. Several network configurations are possible as shown in FIG.
[0029]
In the case of FIG. 3, the largest heat source 1, 1A among the plurality of heat sources in the system is provided so as to be positioned at the left end and the right end in the system, and the heat transfer pumps 10 and 10A are always rated at the highest efficiency. The heat transfer pumps 11 and 11A of the other heat sources 2 and 2A are in charge of the heat transfer pump 11 on the left side as the heat demand destination between the heat transfer pumps 10 and 11, and the heat transfer pump 11A on the right side is If the heat transfer destination between the heat transfer pumps 10A and 11A is set, the range of the heat transfer pump 12 of the heat source 3 located at the center is the heat transfer destination between the heat transfer pumps 11 and 11A. Only the heat transfer pumps 11 and 12 and both sides of the heat transfer pumps 12 and 11A are controlled so that the arrival pressure of the heat demand destination is equal to or higher than h _0. limit And it makes it possible to control so as not to interfere with the pressure control in the network system in the same way as the basic pattern.
[0030]
In the case of FIG. 4, it is also conceivable to provide the largest heat source 1 among the plurality of heat sources in the system so as to be located in the center of the system, and to extend the network conduit on the right side and the left side thereof.
In this case, in the system extending to the right side from the heat source 1, the pressure control responsibility ranges of the heat transfer pumps 11 and 12 of the heat sources 2 and 3 are set to the left side of the pumps.
On the contrary, in the system extending to the left side from the heat source 1, the pressure control range of the heat transfer pumps 11 'and 12' of the heat sources 2 'and 3' is set to the right side of the pump.
In this pattern, the heat transfer pump 10 of the central largest heat source 1 is always in the rated operation, and the control of the left and right first-come-first-served pressures accompanying load fluctuations is handled by 11 and 11 ', respectively.
[0031]
The number of heat sources is not limited to that of the embodiment, and any number of heat sources other than the largest heat source may be used as long as it is 1 or more, and the number of heat demand destinations is also particularly limited. It can be an arbitrary number, not a thing.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the two-tube heat supply system and the pressure control method thereof according to the present invention, even when the heat source of the two-tube heat supply system is two or more heat sources, the in-system pressure control is performed. Can be controlled so as not to interfere with each other.
In addition, a two-pipe heat supply system that uses two or more heat sources as a heat source and its pressure control method can be established, so even if the network conduit is a wider system, it can be easily handled and its reliability Therefore, it is possible to take advantage of the advantage of extensibility more remarkably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a two-tube heat supply system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a pressure diagram in the two-tube heat supply system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a pressure diagram in a two-tube heat supply system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a pressure diagram in a two-tube heat supply system according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... 1st heat source (maximum scale heat source), 2, 2A, 2 '... 2nd heat source, 3, 3' ... 3rd heat source, 10, 10A ... Heat transfer pump (main pump), 11, 11A, 11 ', 12, 12' ... heat transport pump (sub pump), 16 ... forward pipe, 17 ... return pipe, 18A to 18F ... heat demand destination, h ₀ ... predetermined arrival pressure, 19A to @ 19 F ... valve prosthesis, 4-6 ... Heat exchanger, 7 to 9 ... auxiliary heat source, 13 to 15 ... bypass control valve

Claims

A plurality of heat sources having a forward pipe and a return pipe for transporting the heat medium, and having a heat transfer pump between the forward pipe and the return pipe, and a plurality of heat demand destinations using heat supplied from the heat source are arranged in parallel. In a connected two-tube heat supply system,
The heat transfer pump of the largest scale heat source among the plurality of heat sources is a pump that can supply a heat medium at a predetermined pressure or higher according to a load to a plurality of heat demand destinations, and can always operate at the highest efficiency and rated operation. ,
For heat transfer pumps in other heat sources, set the heat supply coverage for multiple heat demand destinations, constantly monitor the arrival pressure of each heat demand destination in that coverage range, and the minimum pressure among them is more than the predetermined arrival pressure A two-pipe heat supply system with a plurality of heat sources, wherein the variable pressure control pump controls the discharge pressure so that

The two-tube heat supply system of a plurality of heat sources according to claim 1, wherein the variable displacement control pump is an inverter control pump.

A plurality of heat sources having a forward pipe and a return pipe for transporting the heat medium, and having a heat transfer pump between the forward pipe and the return pipe, and a plurality of heat demand destinations using heat supplied from the heat source are arranged in parallel. In the pressure control method for a two-tube heat supply system connected,
The heat medium transport pump of the largest heat source among the plurality of heat sources is operated as a main pump at a rated operation that always has the highest efficiency, and each of the heat mediums has a predetermined pressure or higher depending on the load with respect to a plurality of heat demand destinations. As well as
The heat transfer pumps in other heat sources are each set as a variable capacity sub-pump, and the heat supply coverage is set for multiple heat demand destinations. A pressure control method for a two-pipe heat supply system, wherein the capacity of each pump is variably controlled so that the pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure.