JP4213502B2

JP4213502B2 - Rotational speed control method and apparatus for cold / hot water circulation pump

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Publication number: JP4213502B2
Application number: JP2003110040A
Authority: JP
Inventors: 向陽陳
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: CN1538117A; CN1304793C; JP2004317000A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調機への熱媒（冷温水）を循環する冷温水循環ポンプの回転数制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空調システムにおける省エネルギー制御の一つとして、空調機への熱媒（冷水／温水）を循環させる冷温水循環ポンプの電気消費量を最小にする最小抵抗制御が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
この最小抵抗制御では、空調機への冷温水の供給通路に設けられた制御弁の開度が最大となるように、すなわち制御弁において消耗される圧力損失が最小となるように、冷温水循環ポンプの回転数を制御する。
【０００３】
〔従来例１〕
図１５は最小抵抗制御が適用された従来の空調システムの計装図である。同図において、１−１〜１−ｎは空調機、２は冷凍機、３は１次ポンプ、４は２次ポンプ、５−１〜５−４はヘッダ、６は往水管路、７は還水管路、８−１〜８−ｎは空調機１−１〜１−ｎへの冷水の供給通路に設けられた制御弁、９−１〜９−ｎは制御弁８−１〜８−ｎの開度を制御する弁開度制御装置、１０は２次ポンプ４の回転数Ｎを制御する２次ポンプ回転数制御装置である。この例は、冷凍機を用いて冷水を生成する冷房の空調システムとしているが、加熱器を用いて温水を供給する暖房の空調システムにおいても同様にして最小抵抗制御が適用される。
【０００４】
この冷房の空調システムにおいて、１次ポンプ３より搬送された熱媒は、冷凍機２により冷却され、ヘッダ５−１，５−３を介して２次ポンプ４へ送られ、２次ポンプ４によってさらに圧力が加えられてヘッダ５−４より送出され、制御弁８−１〜８−ｎを介して空調機１−１〜１−ｎへ供給される。そして、空調機１−１〜１−ｎにおいて熱交換され、還水管路７を介してヘッダ５−２に戻され、再びポンプ３によって圧送され、以上の経路を循環する。
【０００５】
空調機１−１〜１−ｎにおいて生成される冷風は給気として、図示されていない各被制御エリアへ供給され、この被制御エリアにおける検出室温ｔｐｖ１〜ｔｐｖｎが弁開度制御装置９−１〜９−ｎへ与えられる。弁開度制御装置９−１〜９−ｎは、検出室温ｔｐｖ１〜ｔｐｖｎと設定温度ｔｓｐ１〜ｔｓｐｎとが一致するように、制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎを制御する。また、弁開度制御装置９−１〜９−ｎは、制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎ（開度指示値或いは弁開度値）を２次ポンプ回転数制御装置１０へ送る。
【０００６】
２次ポンプ回転数制御装置１０は、弁開度制御装置９−１〜９−ｎから送られてくる制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎのうちその開度が最も大きい制御弁８（８−ｘ）を選出し、この選出した制御弁８−ｘの開度θｘを最大開度値θｍａｘになるように２次ポンプ４の回転数Ｎを制御する。
【０００７】
ここで、最大開度値θｍａｘは、制御弁８−ｘの開度制御に余裕を持たせるために、全開ではなく例えば９０％としている。また、２次ポンプ４の回転数Ｎの制御はフィードバック制御とし、制御弁８−ｘの開度θｘを確認しながら、θｘがθｍａｘに合致するまで、２次ポンプ４の回転数ＮをΔＮ_FBずつ段階的に上げ／下げて行く。
【０００８】
〔従来例１の問題〕
この空調システムでは、制御弁８−ｘの開度制御に余裕を持たせるために、最大開度値θｍａｘを１００％ではなく例えば９０％としており、最小抵抗制御を行っているとはいえなかった。
【０００９】
また、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FBを大きくし過ぎると、制御弁８−ｘの開度θｘがθｍａｘを大きく上回ってしまうことがある。この場合、制御弁８−ｘの開度θｘをθｍａｘに戻すために２次ポンプ４の回転数ＮがΔＮ_FBだけ上げられ、これにより制御弁８−ｘの開度θｘがθｍａｘを大きく下回り、これをθｍａｘに戻すために２次ポンプ４の回転数ＮがΔＮ_FBだけ下げられるという動作が繰り返され、２次ポンプ４の回転数制御にハンチングが起こることがある。
【００１０】
また、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FBを小さくすると、大きなハンチングを生じないようにすることが可能とはなるが、制御弁８−ｘの開度θｘがθｍａｘになるまでに時間がかかる。
【００１１】
〔従来例２〕
そこで、本出願人は、最大開度値θｍａｘを１００％（全開）とし、また検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｓｐを中心とする所定の範囲（許容範囲）αから逸脱しないことを条件とする最小抵抗制御を行うようにした（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
すなわち、図１５に示した２次ポンプ回転数制御装置１０に被制御エリアの検出室温ｔｐｖ１〜ｔｐｖｎおよび設定室温ｔｓｐ１〜ｔｓｐｎを与えるようにし、弁開度制御装置９−１〜９−ｎから送られてくる制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎのうちその開度が最も大きい制御弁８−ｘを選出し、この選出した制御弁８−ｘの開度θｘを全開（θｍａｘ＝１００％）とするように（図１６（ａ）参照）、また、制御弁８−ｘからの冷水の供給を受ける空調機１（１−ｘ）の被制御エリアの検出室温ｔｐｖが許容範囲αに入るように（図１６（ｂ）参照）、２次ポンプ４の回転数Ｎを制御するようにした。
【００１３】
この方法において、冷房の場合、制御弁８−ｘの開度θｘは、従来例１と同様のフィードバック制御により、θｘ＝１００％となるように、２次ポンプ４の回転数ＮをΔＮ_FBaずつ下げて行く。この方法では、制御弁８−ｘの開度θｘが全開となったとき、制御弁８−ｘからの冷水の供給を受ける空調機１−ｘの被制御エリアの検出室温ｔｐｖが許容範囲αに入っていればよいので、調整量ΔＮ_FBaを大きくし、最小抵抗制御の追従性をよくすることができる。
【００１４】
しかし、この方法では、冷房の場合、２次ポンプ４の回転数Ｎが下がり過ぎ、被制御エリアの検出室温ｔｐｖが許容範囲αの上限から逸脱してしまうことがある（図１７参照）。この状態は、制御弁８−ｘが制御不能の状態（空調機１−ｘが能力不足の状態）にあることを示しており、制御弁８−ｘの開度制御では検出室温ｔｐｖを許容範囲αに戻すことができない。そこで、検出室温ｔｐｖが許容範囲αに入るように、２次ポンプ４の回転数Ｎを制御する。この２次ポンプ４の回転数Ｎの制御についても、フィードバック制御とし、検出室温ｔｐｖを確認しながら、検出室温ｔｐｖが許容範囲αに入るように、２次ポンプ４の回転数ＮをΔＮ_FBbずつ段階的に上げて行く。
【００１５】
【非特許文献１】
１９９３年、日本建築学会東海支部研究報告会論文集、ｐｐ．４０１〜４０４
【特許文献１】
特開平８−７５２２４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例２の方法では、検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｓｐに合致していない状態が生じ、空調制御が不正確となる。また、検出室温ｔｐｖが許容範囲αから逸脱しないと、２次ポンプ４の回転数Ｎのフィードバック制御が行われず、空調負荷の変動に対する追従性が悪い。
【００１７】
また、検出室温ｔｐｖが許容範囲αから逸脱した際のフィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FBbを大きくし過ぎると、検出室温ｔｐｖが許容範囲αの下限から逸脱してしまうことがある。この場合、検出室温ｔｐｖを設定室温ｔｓｐに一致させようとして制御弁８−ｘが閉じられ、この閉じられた制御弁８−ｘを全開とするように２次ポンプ４の回転数Ｎが下げられ、これにより検出室温ｔｐｖが許容範囲αの上限から逸脱し、これを許容範囲αに戻すために２次ポンプ４の回転数ＮがΔＮ_FBbだけ上げられるという動作が繰り返され、ハンチングが起こることがある。
【００１８】
また、検出室温ｔｐｖが許容範囲αから逸脱した際のフィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FBbを小さくすると、大きなハンチングを生じないようにすることが可能ではあるが、検出室温ｔｐｖを許容範囲αに戻すまでに時間がかかる。
【００１９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空調負荷の変動に対する冷温水循環ポンプの最小抵抗制御の追従性を大幅に改善することができる冷温水循環ポンプの回転数制御方法および装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、第１〜第Ｎの空調機と、この第１〜第Ｎの空調機への熱媒（冷温水）の供給通路に設けられた第１〜第Ｎの制御弁と、冷温水を循環させる冷温水循環ポンプと、第１〜第Ｎの空調機の負荷状況に基づいて第１〜第Ｎの制御弁の開度を制御する弁開度制御手段とを備えた空調システムにおいて、第１〜第Ｎの制御弁の開度のうちその開度が最も大きい制御弁を選出し、この選出した制御弁の開度を全開とするように冷温水循環ポンプの回転数を制御する冷温水循環ポンプの回転数制御方法であって、選出された制御弁がすでに全開であった場合、この制御弁を介して冷温水の供給を受けている空調機の能力の不足量を合計して現在の能力の不足量とし、この現在の能力の不足量からその能力の不足状態を解消し得る冷温水循環ポンプの回転数の調整量を求め、この調整量に基づいて冷温水循環ポンプの回転数を制御するようにしたものである。本発明では、この制御を冷温水循環ポンプ回転数制御のフィードフォワード制御と呼ぶことにする。
【００２１】
この発明によれば、第１〜第Ｎの制御弁の開度のうちその開度が最も大きい制御弁が選出され、この選出された制御弁の開度を全開とするように冷温水循環ポンプの回転数が変更される。これにより、第１〜第Ｎの制御弁の開度が開かれて行き、選出された制御弁の開度が全開となれば、冷温水循環ポンプの回転数の制御が終了する。ここで、空調負荷の急激な変化により、制御弁の開度は全開ではあるが、その制御弁を介して冷温水の供給を受けている空調機が能力不足の状態となることがある。例えば、熱媒を冷水とした場合、その空調機からの給気（冷風）の供給を受ける被制御エリアの室温が設定室温よりも高くなり、制御弁の開度制御では調整できなくなる。この場合、能力不足の空調機は１台であるとは限らず、複数台生じることもある。
【００２２】
能力不足の空調機が１台であった場合には、その空調機の能力の不足量を現在の能力の不足量とするが、複数台あった場合にはそれぞれの空調機の能力の不足量を合計して現在の能力の不足量とする。そして、この現在の能力の不足量からその能力の不足状態を一挙に解消し得る熱源循環水ポンプの回転数の調整量（ΔＮ_FF1）を求め、この調整量ΔＮ_FF1に基づいて冷温水循環ポンプの回転数をフィードフォワード制御する。これにより、制御弁の開度が全開でかつ、その制御弁を介して冷温水の供給を受けている空調機が過不足なく能力を発揮している理想の状態が即座に作り上げられる。
【００２３】
第２発明（請求項２に係る発明）は、第１発明におけるフィードフォワード制御と並行して、空調機の能力の不足状態を解消する方向へ冷温水循環ポンプの回転数を所定の調整量で段階的に調整して行く制御を行うようにしたものである。本発明では、この制御を熱源水循環ポンプ回転数制御のフィードバック制御と呼ぶことにする。
第１発明のフィードフォワード制御では、空調機の能力の不足状態が即座に解消されようとするが、ある程度の計算誤差が含まれることは否めない。
そこで、第２発明では、素早さと正確さとを同時に得るために、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを並行して行うようにする。すなわち、空調機の能力の不足状態を一挙に解消するフィードフォワード制御を行うと同時に、その空調機の能力の不足状態を効果をみながら調整量ΔＮ_FB1ずつ段階的に調整して行くフィードバック制御を行うようにする。
【００２４】
第３発明（請求項３に係る発明）は、第１発明におけるフィードフォワード制御を実行した後に、空調機の能力の不足状態を解消する方向へ冷温水循環ポンプの回転数を所定の調整量で段階的に調整して行くフィードバック制御を行うようにしたものである。
第２発明では、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを並行して行うようにしたが、フィードフォワード制御を行った後にフィードバック制御を行うようにしてもよい。この場合、フィードフォワード制御での計算誤差は僅かであると考えられるので、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FB1を小さくしてもそれほど時間はかからず、第２発明と同様に素早さと正確さを合わせ持たせることが可能である。
【００２８】
第４発明（請求項４に係る発明）は、第１〜第３発明において、第１〜第Ｎの制御弁の開度状態を集計し、その集計結果を画面上に表示するようにしたものである。例えば、第１〜第Ｎの制御弁について、その０〜１００％の開度範囲を１０％ずつに区切り、各開度範囲の制御弁が何％あるのか、実質的に１００％を超えている制御弁（制御不能の制御弁）が何％あるのかなどを、画面上で視認することができるようにする。このようにすることによって、最小抵抗制御の状態
（効果）を直感的に評価し、最小抵抗制御のパラメータを調整する際の参考とすることが可能となる。
【００２９】
第５発明（請求項５に係る発明）〜第８発明（請求項８に係る発明）は、上述した第１〜第４発明の方法を適用した冷温水循環ポンプの回転数制御装置であって、第１〜第４発明と同様の作用・効果が得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る冷温水循環ポンプの回転数制御方法が適用された空調システムの計装図である。同図において、図１５と同一符号は図１５を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００３１】
この実施の形態では、図１５に示した従来の空調システムにおける２次ポンプ回転数制御装置１０に代えて、本実施の形態特有の機能を搭載した２次ポンプ回転数制御装置１１を設けている。２次ポンプ回転数制御装置１１は、フィードフォワード制御手段１１Ａとフィードバック制御手段１１Ｂとを備えており、弁開度制御装置９−１〜９−ｎから送られてくる制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎ（この例では、開度指示値）、および弁開度制御装置９−１〜９−ｎへ与えられる各被制御エリアの検出室温ｔｐｖ１〜ｔｐｖｎおよび設定室温ｔｓｐ１〜ｔｓｐｎを入力とする。
【００３２】
なお、２次ポンプ回転数制御装置１１は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して２次ポンプ回転数制御装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。
【００３３】
〔フィードフォワード制御：全開の制御弁がある場合〕
図２にフィードフォワード制御手段１１Ａが実行する制御動作のフローチャートを示す。フィードフォワード制御手段１１Ａは、弁開度制御装置９−１〜９−ｎから送られてくる制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎを入力とし（ステップ２０１）、この入力される開度θ１〜θｎのうちその開度が最も大きい制御弁８（８−ｘ）を選出する（ステップ２０２）。
【００３４】
そして、この選出した制御弁８−ｘの開度θｘが全開（１００％）であるか否かをチェックし（ステップ２０３）、全開であればステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、全開とされている制御弁８−ｘを介して冷水の供給を受けている空調機１（１−ｘ）の被制御エリアの検出室温ｔｐｖと設定室温ｔｓｐとを比較する。ここで、ｔｐｖ＝ｔｓｐならば（図３参照）、その空調機１−ｘは過不足なく能力を発揮していると判断し、ステップ２０５以降の処理には進まない。これに対し、ｔｐｖ＞ｔｓｐであった場合には（図４参照）、その空調機１−ｘは能力不足の状態にあると判断し、ステップ２０５の処理に進む。この場合、能力不足の空調機１−ｘは１台であるとは限らず、複数台生じることもある。
【００３５】
ステップ２０５では、空調機１−ｘの能力の不足量Δｑを合計し、現在の能力の不足量ΔＱ（ΔＱ＝ΣΔｑ）を求める。すなわち、能力不足の空調機１−ｘが１台であった場合には、その空調機１−ｘの能力の不足量Δｑを現在の能力の不足量ΔＱとするが、複数台あった場合にはそれぞれの空調機１−ｘの能力の不足量Δｑを合計して現在の能力の不足量ΔＱとする。
【００３６】
空調機１−ｘの能力の不足量Δｑは下記の（１）式より求める。
Δｑ＝Ｇａ・ｃａ・Δｄ・・・・（１）
ここで、Ｇａは空調機風量、ｃａは空気の比熱、Δｄは制御量の逸脱度の変化量（Δｄ＝ｄ１−ｄ２）、ｄ１は制御量の現在の逸脱度（ｄ１＝ｔ（現在値）−ｔｓｐ）、ｄ２は制御量の制御後の逸脱度（ｄ２＝ｔ（制御後の値）−ｔｓｐ）である。
【００３７】
この実施の形態では、検出室温ｔｐｖを制御量ｔとし、ｔｐｖ＝ｔｓｐとなるように制御するので、ｄ２＝ｔｐｖ−ｔｓｐ＝０とされる。したがって、上記（１）式において、ΔｄはΔｄ＝ｄ１＝ｔｐｖ−ｔｓｐとされる。
また、上記（１）式において、空調機風量Ｇａは、調整時の実測風量、あるいは空調の設計風量とし、やむを得ない場合には空調機の定格風量を用いる。
【００３８】
なお、空調機からの給気を複数のＶＡＶユニット（可変風量調節ユニット）などを介して被制御エリアへ供給するようなシステムでは、各ＶＡＶユニットの風量の合計を空調機風量Ｇａとする。
【００３９】
次に、フィードフォワード制御手段１１Ａは、ステップ２０５で求めた現在の能力の不足量ΔＱを冷水の流量の増加量ΔＧｗに換算し（ステップ２０６）、この冷水の流量の増加量ΔＧｗを２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰに換算し（ステップ２０７）、この冷水の流量の増加量ΔＧｗと２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰとから２次ポンプ４の回転数の調整量ΔＮ_FF1を求める（ステップ２０８）。
【００４０】
〔ステップ２０６でのΔＧｗの算出〕
冷水の流量の増加量ΔＧｗは下記の（２）式によって算出する。
ΔＧｗ＝ΔＱ／（ｃｗ・Δｔｗ）・・・・（２）
なお、（２）式において、ｃｗ：水の比熱、Δｔｗ：空調機前後の冷水の温度差である。空調機前後の冷水の温度差が正確に分からない場合には往還水温度差で近似するようにしてもよい。
【００４１】
上記（２）式において、Δｔｗは回転数Ｎを制御すると変化するので、この変化を見込んでΔＧｗを算出するようにしてもよい。下記に示す（３）式は、Δｔｗの変化を見込んだΔＧｗの算出式の一例である。なお、この（３）式において、ｋ１，ｋ２は調整パラメータである。
ΔＧｗ＝Σ（ｋ１・Ｇa,i・ｃａ・Δｄｉ＋ｋ２∫Δｄｉ）／ｃｗ・Δｔｗ・・・・（３）
【００４２】
〔ステップ２０７でのΔＰの算出〕
すでに開度が全開になっている制御弁８−ｘでは、冷水の流量が変動しても、配管回路の抵抗係数は変化しない。したがって、２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰは、冷水の流量の増加量ΔＧｗから下記の（４）式によって算出することができる。
ΔＰ＝Ｐｃ・〔（Ｇw,c＋ΔＧｗ）²／Ｇw,c²−１〕・・・・（４）
なお、（４）式において、Ｐｃは現在の２次ポンプの揚程、Ｇw,c は現在の冷水の流量である。
【００４３】
〔ステップ２０８でのΔＮ_FF1の算出〕
冷水の流量の増加量ΔＧｗおよび２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰが分かると２次ポンプ４の新たな運転状態点が決まる。フィードフォワード制御手段１１Ａは、冷水の流量の増加量ΔＧｗおよび２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰを予め設定されている流量揚程回転数特性式に代入し、２次ポンプ４の回転数の調整量ΔＮ_FF1を算出し、この調整量ΔＮ_FF1だけ２次ポンプ４の回転数Ｎを一挙にアップする。このようにして、現在の能力の不足量ΔＱを一挙に零とするように、２次ポンプ４の回転数Ｎのフィードフォワード制御が行われる。
【００４４】
〔フィードバック制御：全開の制御弁がある場合〕
図６にフィードバック制御手段１１Ｂが実行する制御動作のフローチャートを示す。フィードバック制御手段１１Ｂは、弁開度制御装置９−１〜９−ｎから送られてくる制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎを入力とし（ステップ６０１）、この入力される開度θ１〜θｎのうちその開度が最も大きい制御弁８（８−ｘ）を選出する（ステップ６０２）。
【００４５】
そして、この選出した制御弁８−ｘの開度θｘが全開（１００％）であるか否かをチェックし（ステップ６０３）、全開であればステップ６０４へ進む。ステップ６０４では、全開とされている制御弁８−ｘを介して冷水の供給を受けている空調機１（１−ｘ）の被制御エリアの検出室温ｔｐｖと設定室温ｔｓｐとを比較する。ここで、ｔｐｖ＝ｔｓｐならば（図３参照）、その空調機１−ｘは過不足なく能力を発揮していると判断し、ステップ６０５の処理には進まない。これに対し、ｔｐｖ＞ｔｓｐであった場合には（図４参照）、その空調機１−ｘは能力不足の状態にあると判断し、ステップ６０５の処理に進む。この場合、能力不足の空調機１−ｘは１台であるとは限らず、複数台生じることもある。
【００４６】
ステップ６０５では、能力不足の空調機１−ｘの能力の不足状態を確認しながら、すなわち検出室温ｔｐｖと設定室温ｔｐｖとの差
（効果）を確認しながら、検出室温ｔｐｖを設定室温ｔｓｐに合致させる方向へ、２次ポンプ４の回転数Ｎを調整量ΔＮ_FB1で段階的に調整して行く。すなわち、２次ポンプ４の回転数Ｎを調整量ΔＮ_FB1ずつアップして行く。このようにして、検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｐｖとなるように、２次ポンプ４の回転数Ｎのフィードバック制御が行われる。なお、能力不足の空調機１−ｘが複数台生じている場合には、最後の空調機の検出室温ｔｐｖと設定室温ｔｓｐとが合致するまで、フィードバック制御を続ける。
【００４７】
〔フィードフォワード制御＋フィードバック制御：全開の制御弁がある場合〕
本実施の形態において、上述したフィードフォワード制御（ｔｐｖ＝ｔｓｐとすることを目的とするフィードフォワード制御）と、上述したフィードバック制御（ｔｐｖ＝ｔｓｐとすることを目的とするフィードバック制御）とは、並行して行われる。
【００４８】
フィードフォワード制御では、空調機１−ｘの能力の不足状態が即座に解消されようとするが、ある程度の計算誤差が含まれることは否めない。そこで、本実施の形態では、空調機１−ｘの能力の不足状態を一挙に解消するフィードフォワード制御を行うと同時に、空調機１−ｘの能力の不足状態を効果をみながら徐々に解消して行くフィードバック制御を行うようにし、素早さと正確さとを合わせ持たせるようにしている。
【００４９】
このフィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御（フローティング制御）では、従来例２で説明したような許容範囲αがないので、検出室温ｔｐｖの設定室温ｔｓｐへの改善が即座になされ、空調負荷の変動に対する追従性が極めてよくなる。
また、フィードフォワード制御によって一挙に検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｓｐに合わせ込まれようとするので、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FB1は小さくてよく、ハンチングが生じる虞れがない。また、調整量ΔＮ_FB1を小さくしたからといって、空調負荷の変動に対する追従性が悪くなるということもない。
【００５０】
〔フィードフォワード制御：全開の制御弁がない場合〕
図２に示したステップ２０３において、制御弁８−ｘの開度θｘが全開（１００％）でなかった場合（図５参照）、ステップ２０９へ進む。ステップ２０９では、制御弁８−ｘの開度θｘを一挙に全開とし得る２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰを求める。そして、この求めた揚程の変化量ΔＰより、２次ポンプ４の回転数Ｎの調整量ΔＮ_FF2を求める（ステップ２１０）。
【００５１】
〔ステップ２０９でのΔＰの算出〕
制御弁８−ｘを一挙に全開とし得る２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰは、制御弁８−ｘを流れる冷水の流量はそのままでよいので、下記の（５）式によって算出することができる。なお、（５）式において、Ｋ₀は制御弁８−ｘが全開時の抵抗係数、Ｋｃは現在開度の制御弁８−ｘの抵抗係数である。
ΔＰ＝Ｐｃ・（Ｋ₀／Ｋｃ−１）・・・・（５）
【００５２】
制御特性が既知である制御弁では、抵抗係数Ｋは開度によって算出することができる。下記の（６）式は、イコールパーセンテージ特性制御弁の開度φと抵抗係数Ｋの計算式である。なお、（６）式において、Ｒは制御弁のレンジアビリティ、Ｒ＝Ｇｍａｘ／Ｇｍｉｎであり、φは制御弁の開度である。また、Ｇｍａｘ，Ｇｍｉｎは制御弁の最大、最小制御量である。Ｒ値は一般的に制御弁のメーカのカタログに明記されている。
Ｋｃ＝Ｋ₀・Ｒ^-2(φ^-1) ・・・・（６）
【００５３】
制御弁が全開時の抵抗係数Ｋ₀は流量と圧力損失の計算式である下記の（７）式とＣｖ値の定義式である下記の（８）式によって、（９）式のように算出することができる。なお、下記の式において、γは冷温水の比重であり、一般的にγ＝１としている。ΔＰの単位は〔ｋＰａ〕、Ｇｗの単位は〔λ／ｍｉｎ〕である。
ΔＰ＝Ｋ０・Ｇｗ²・・・・（７）
Ｃｖ＝０．６９Ｇｗ（γ／ΔＰ）^1/2 ・・・・（８）
Ｋ０＝γ（０．６９／Ｃｖ）²・・・・（９）
【００５４】
〔ステップ２１０でのΔＮ_FF2の算出〕
冷水の流量の増加量ΔＧｗおよび２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰが分かると２次ポンプ４の新たな運転状態点が決まる。この場合、冷水の流量はそれまで制御弁８−ｘを流れていた流量のままでよく、したがって冷水の流量の増加量ΔＧｗは零である。フィードフォワード制御手段１１Ａは、冷水の流量の増加量ΔＧｗ＝０および２次ポンプ４の揚程の変化量ΔＰを予め設定されている流量揚程回転数特性式に代入し、２次ポンプ４の回転数の調整量ΔＮ_FF2を算出し、この調整量ΔＮ_FF2だけ２次ポンプ４の回転数Ｎを一挙にアップする。このようにして、制御弁８−ｘの現在の開度θｘを一挙に全開とするように、２次ポンプ４の回転数Ｎのフィードフォワード制御が行われる。
【００５５】
〔フィードバック制御：全開の制御弁がない場合〕
図６に示したステップ６０３において、制御弁８−ｘの開度がθｘ全開でなかった場合（図５参照）、ステップ６０６へ進む。ステップ６０６では、制御弁８−ｘの開度θｘを確認しながら、すなわち開度θｘと最大開度値θｍａｘ＝１００％との差
（効果）を確認しながら、開度θｘをθｍａｘ＝１００％とする方向へ、２次ポンプ４の回転数Ｎを調整量ΔＮ_FB2で段階的に調整して行く。すなわち、２次ポンプ４の回転数Ｎを調整量ΔＮ_FB2ずつダウンして行く。このようにして、開度θｘが全開となるように、２次ポンプ４の回転数Ｎのフィードバック制御が行われる。
【００５６】
〔フィードフォワード制御＋フィードバック制御：全開の制御弁がない場合〕
本実施の形態において、上述したフィードフォワード制御（開度θｘを全開とすることを目的とするフィードフォワード制御）と、上述したフィードバック制御（開度θｘを全開とすることを目的とするフィードバック制御）とは、並行して行われる。
【００５７】
フィードフォワード制御では、制御弁８−ｘの開度θｘが即座に全開とされようとするが、ある程度の計算誤差が含まれることは否めない。そこで、本実施の形態では、制御弁８−ｘの開度θｘを一挙に全開とするフィードフォワード制御を行うと同時に、制御弁８−ｘの開度θｘを効果をみながら徐々に全開として行くフィードバック制御を行うようにし、素早さと正確さとを合わせ持たせるようにしている。
【００５８】
このフィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御（フローティング制御）では、フィードフォワード制御によって一挙に制御弁８−ｘの開度θｘが全開に合わせ込まれようとするので、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FB2は小さくてよく、ハンチングが生じる虞れがない。また、調整量ΔＮ_FB2を小さくしたからといって、空調負荷の変動に対する追従性が悪くなるということもない。
【００５９】
また、制御弁８−ｘの開度θｘが正確に全開に合わせ込まれれ、かつ検出室温ｔｐｖがｔｓｐを上回ったとしても前述したｔｐｖ＝ｔｓｐとすることを目的とするフローティング制御が即座に行われるので、２次ポンプ４の回転数Ｎの下限リミットＮ_LIMを限界値である最小回転数Ｎｍｉｎ（Ｎ_LIM ＞Ｎｍｉｎ）に近づけることが可能となり、省エネルギー効果を高めることができるようになる。
【００６０】
すなわち、前述した従来例２では、フィードバック制御に際する調整量ΔＮ_FFaを大きくしており、２次ポンプ４の回転数Ｎが下がり過ぎることと、ΔＮ_FFaを小さくしており、２次ポンプ４の回転数Ｎの変化は空調負荷の変化に追い付かないことを防ぐため、２次ポンプ４の回転数Ｎの限界値である最小回転数Ｎｍｉｎよりも下限リミットＮ_LIMを高めに設定している。本実施の形態では、正確にｔｐｖ＝ｔｓｐに合わせ込まれるので、２次ポンプ４の回転数Ｎが下がり過ぎるということがなく、空調負荷の変化に速やかに追従できるため、２次ポンプ４の回転数Ｎの下限リミットＮ_LIMを限界値である最小回転数Ｎｍｉｎに近づけて、省エネルギー効果を高めることができる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態では、ｔｐｖ＝ｔｓｐとすることを目的とするフィードフォワード制御と、ｔｐｖ＝ｔｓｐとすることを目的とするフィードバック制御とを並行して行うようにしたが、フィードフォワード制御を行った後にフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、開度θｘを全開とすることを目的とするフィードフォワード制御と、開度θｘを全開とすることを目的とするフィードバック制御とを並行して行うようにしたが、フィードフォワード制御を行った後にフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、冷温水循環ポンプとして２次ポンプ４の回転数を制御するようにしたが、１次ポンプ３の回転数を制御するようにしてもよい。２次ポンプ４がないシステムでは、冷温水循環ポンプとして１次ポンプ３の回転数を制御することになる。
【００６４】
また、上述した実施の形態では、被制御エリアの室内温度ｔｐｖをｔｓｐに合致させるように制御弁８の開度θを制御する空調システムを例にとって説明したが、空調機１からの給気温度を設定温度に合致させるように制御弁８の開度θを制御する空調システムや空調機１からの給気風量を設定風量に合致させるように制御弁８の開度θを制御する空調システム等でも、同様にして適用することが可能である。
【００６５】
また、上述した実施の形態では、空調機１へ冷温水として冷水を送る空調システムを例にとって説明したが、温水を送る空調システムにおいても同様にして適用することが可能である。
【００６６】
また、本実施の形態では、制御弁８−１〜８−ｎの開度θ１〜θｎの指示値を２次ポンプ回転数制御装置１１へ与えるようにしているが、実測値を与えるようにしてもよい。
また、本実施の形態では、空調機の能力不足状態から能力適切へのフィードフォワード制御について説明したが、空調機の能力過剰状態から能力適切へのフィードフォワード制御も同様にして行うことが可能である。この場合、フィードフォワード制御とフィードバック制御を並行して行ったり、フィードフォワード制御の後にフィードバック制御を行うことも同様である。
【００６７】
また、制御弁８−１〜８−ｎの開度状態を集計し、その集計結果を画面上に表示するようにしてもよい。例えば、図７に示すように、制御弁８−１〜８−ｎについて、その０〜１００％の開度範囲を１０％ずつに区切り、各開度範囲の制御弁が何％あるのか、実質的に１００％を超えている制御弁（制御不能の制御弁）が何％あるのかなどを、画面上に表示させるようにしてもよい。図７の例は、制御弁の開度が全て９１〜１００％の範囲にあり、検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｓｐに対して逸脱している制御弁（制御不能の制御弁）は一つもないことを示している。この状態は最小抵抗制御の最理想状態である。
【００６８】
図８は、２％の制御弁が制御不能状態に陥ったことを示している。短い時間帯にこのような状態にあることは問題ないと考えられるが、常に制御不能状態の制御弁が出れば、前述した調整パラメータｋ１，ｋ２およびフィードバック制御の調整量を調整する必要がある。調整パラメータｋ１，ｋ２およびフィードバック制御の調整量の調整によって、図９に示すような正常な最小抵抗状態になるようにする。
【００６９】
図９は一般的な最小抵抗制御の正常状態を示す。検出室温ｔｐｖが設定室温ｔｓｐに対して逸脱している制御弁がなく、全開状態にある制御弁が存在する。各空調機の負荷分布と空調機能力の大きさ、制御弁口径の適切さなどのことを考慮すれば、図７のような最理想状態はほとんど実現できない。図９は現実的な理想状態であると考えられる。
【００７０】
図１０は全開状態にある制御弁が１つもないことを示している。これは、２次ポンプの揚程が過剰であったことを示している。もし長時間このような状態が継続されれば、フィードフォワード制御の動作が遅く、フィードバック制御の調整量が過小であったと考えられ、調整パラメータｋ１，ｋ２とフィードバック制御の調整量を調整する必要があると考えられる。
【００７１】
もし、最小抵抗制御の状態が図１０と図９の状態を繰り返すことになれば、フィードフォワード制御の動作が速すぎ、あるいはフィードバック制御の調整量が過大であったと考えられる。このような場合には、安定な最小抵抗制御の状態となるまで、調整パラメータｋ１，ｋ２とフィードバック制御の調整量を調整する必要がある。
図１１は全ての空調機が停止し、全ての制御弁が全閉状態になっていることを示している。
【００７２】
図７〜図１１は棒グラフで最小抵抗制御の状態を示すようにした。最小抵抗制御のグラフ表示は、棒グラフだけではなく、他の方法でも可能である。例えば、図１２や図１３に示すように、各種の形態のグラフで制御弁開度の分布を表示することができる。図１２は円状のグラフで制御弁開度分布を示したものであり、図１３はレーダ図状のグラフで制御弁開度分布を示したものである。また、図１４に示すように、棒グラフ中に、制御弁の合計数を折れ線グラフで示すようにしてもよい。このようなグラフ表示によって、最小抵抗制御の状態
（効果）を直感的に評価し、最小抵抗制御のパラメータを調整する際の参考とすることが可能となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、第１発明によれば、選出された制御弁がすでに全開であった場合、この制御弁を介して冷温水の供給を受けている空調機の能力不足の有無を判断し、能力不足の空調機があった場合にはその空調機の能力の不足量からその能力の不足状態を一挙に解消し得る冷温水循環ポンプの回転数の調整量（ΔＮ_FF1）を求め、この調整量に基づいて冷温水循環ポンプの回転数をフィードフォワード制御するようにしたので、制御弁の開度を全開とし、かつ、その制御弁を介して冷温水の供給を受けている空調機が過不足なく能力を発揮している理想の状態を即座に作り上げることが可能となり、空調負荷の変動に対する冷温水循環ポンプの最小抵抗制御の追従性を大幅に改善することができるようになる。
【００７４】
また、第１発明におけるフィードフォワード制御と並行して、あるいは第１発明におけるフィードフォワード制御の後に、空調機の能力の不足状態を解消する方向へ冷温水循環ポンプの回転数を所定の調整量（ΔＮ_FB1）で段階的に調整して行くフィードバック制御を行うようにしたので、素早さと正確さとを合わせ持たせることが可能となる。
【００７５】
また、第１〜第Ｎの制御弁の開度状態を集計し、その集計結果を画面上に表示するようにしたので、例えば第１〜第Ｎの制御弁について、その０〜１００％の開度範囲を１０％ずつに区切り、各開度範囲の制御弁が何％あるのか、実質的に１００％を超えている制御不能の制御弁が何％あるのかなどを、画面上で視認させるなどして、最小抵抗制御の状態
（効果）を直感的に評価し、最小抵抗制御のパラメータを調整する際の参考とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷温水循環ポンプの回転数制御方法が適用された空調システムの計装図である。
【図２】この空調システムにおけるフィードフォワード制御手段が実行する制御動作のフローチャートである。
【図３】全開の制御弁を介して冷水の供給を受けている空調機が過不足なく能力を発揮している状態を示す図である。
【図４】全開の制御弁を介して冷水の供給を受けている空調機が能力不足の状態に陥っている場合の制御動作を説明する図である。
【図５】最大開度の制御弁が全開でなかった場合の制御動作を説明する図である。
【図６】この空調システムにおけるフィードバック制御手段が実行する制御動作のフローチャートである。
【図７】制御弁の開度状態の集計結果を画面上に棒グラフで表示した例（その１）を示す図である。
【図８】制御弁の開度状態の集計結果を画面上に棒グラフで表示した例（その２）を示す図である。
【図９】制御弁の開度状態の集計結果を画面上に棒グラフで表示した例（その３）を示す図である。
【図１０】制御弁の開度状態の集計結果を画面上に棒グラフで表示した例（その４）を示す図である。
【図１１】制御弁の開度状態の集計結果を画面上に棒グラフで表示した例（その５）を示す図である。
【図１２】制御弁開度分布を円状のグラフで表示した例を示す図である。
【図１３】制御弁開度分布をレーダ図状のグラフで表示した例を示す図である。
【図１４】棒グラフ中に制御弁の合計数を折れ線グラフで表示した例を示す図である。
【図１５】最小抵抗制御が適用された従来の空調システムの計装図である。
【図１６】従来例２の空調システムにおける２次ポンプの回転数の制御動作を説明する図である。
【図１７】従来例２の空調システムにおいて全開の制御弁を介して冷水の供給を受けている空調機が能力不足の状態に陥っている場合の制御動作を説明する図である。
【符号の説明】
１（１−１〜１−ｎ）…空調機、２…冷凍機、３…１次ポンプ、４…２次ポンプ、５−１〜５−４…ヘッダ、６…往水管路、７…還水管路、８（８−１〜８−ｎ）…制御弁、９（９−１〜９−ｎ）…弁開度制御装置、１１…２次ポンプ回転数制御装置、１１Ａ…フィードフォワード制御手段、１１Ｂ…フィードバック制御手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotational speed control method and apparatus for a cold / hot water circulation pump that circulates a heat medium (cold / warm water) to an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one energy saving control in an air conditioning system, minimum resistance control that minimizes the electric consumption of a cold / hot water circulation pump that circulates a heat medium (cold water / hot water) to an air conditioner is known (for example, non- Patent Document 1).
In this minimum resistance control, the cold / hot water circulation pump is designed so that the opening degree of the control valve provided in the cold / hot water supply passage to the air conditioner is maximized, that is, the pressure loss consumed in the control valve is minimized. Control the number of revolutions.
[0003]
[Conventional example 1]
FIG. 15 is an instrumentation diagram of a conventional air conditioning system to which minimum resistance control is applied. In the figure, 1-1 to 1-n are air conditioners, 2 is a refrigerator, 3 is a primary pump, 4 is a secondary pump, 5-1 to 5-4 are headers, 6 is an outgoing water line, 7 is Return water pipes, 8-1 to 8-n are control valves provided in the cold water supply passages to the air conditioners 1-1 to 1-n, and 9-1 to 9-n are control valves 8-1 to 8- A valve opening control device 10 that controls the opening of n is a secondary pump rotation speed control device 10 that controls the rotation speed N of the secondary pump 4. Although this example is a cooling air conditioning system that generates cold water using a refrigerator, the minimum resistance control is similarly applied to a heating air conditioning system that supplies hot water using a heater.
[0004]
In this cooling air conditioning system, the heat medium conveyed from the primary pump 3 is cooled by the refrigerator 2 and sent to the secondary pump 4 via the headers 5-1 and 5-3, and is sent by the secondary pump 4. Further, a pressure is applied and sent from the header 5-4, and supplied to the air conditioners 1-1 to 1-n via the control valves 8-1 to 8-n. And it heat-exchanges in the air conditioners 1-1 to 1-n, is returned to the header 5-2 via the return water pipe 7, is pumped again by the pump 3, and circulates the above path.
[0005]
Cold air generated in the air conditioners 1-1 to 1-n is supplied as air supply to each controlled area (not shown), and the detected room temperature tpv1 to tpvn in the controlled area is the valve opening degree control device 9-1. To 9-n. The valve opening control devices 9-1 to 9-n control the opening θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n so that the detected room temperatures tpv1 to tpvn coincide with the set temperatures tsp1 to tspn. . Further, the valve opening control devices 9-1 to 9-n change the opening θ1 to θn (opening instruction value or valve opening value) of the control valves 8-1 to 8-n to the secondary pump rotation speed control device. Send to 10.
[0006]
The secondary pump speed controller 10 has the largest opening among the openings θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n sent from the valve opening controllers 9-1 to 9-n. The control valve 8 (8-x) is selected, and the rotational speed N of the secondary pump 4 is controlled so that the opening θx of the selected control valve 8-x becomes the maximum opening value θmax.
[0007]
Here, the maximum opening value θmax is set to, for example, 90% instead of being fully opened in order to provide a margin for opening control of the control valve 8-x. The control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is feedback control, and while confirming the opening degree θx of the control valve 8-x, the rotational speed N of the secondary pump 4 is set to ΔN until θx matches θmax. _FB Step up / down step by step.
[0008]
[Problem of Conventional Example 1]
In this air conditioning system, the maximum opening value θmax is set to, for example, 90% instead of 100% in order to provide a margin for opening control of the control valve 8-x, and it cannot be said that minimum resistance control is performed. .
[0009]
Also, an adjustment amount ΔN for feedback control _FB If it is too large, the opening degree θx of the control valve 8-x may greatly exceed θmax. In this case, the rotational speed N of the secondary pump 4 is ΔN in order to return the opening degree θx of the control valve 8-x to θmax. _FB As a result, the opening degree θx of the control valve 8-x is significantly lower than θmax, and the rotational speed N of the secondary pump 4 is ΔN so as to return it to θmax. _FB Hunting occurs in the rotational speed control of the secondary pump 4 by repeating the operation of lowering is there .
[0010]
Also, an adjustment amount ΔN for feedback control _FB If it is reduced, it is possible to prevent large hunting from occurring, but it takes time until the opening degree θx of the control valve 8-x becomes θmax.
[0011]
[Conventional example 2]
Therefore, the applicant sets the maximum resistance value θmax to 100% (fully open) and the minimum resistance on condition that the detected room temperature tpv does not deviate from a predetermined range (allowable range) α centered on the set room temperature tsp. Control is performed (see, for example, Patent Document 1).
[0012]
That is, the detected room temperature tpv1 to tpvn and the set room temperature tsp1 to tspn of the controlled area are given to the secondary pump rotation speed control device 10 shown in FIG. The control valve 8-x having the largest opening is selected from the opening θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n, and the opening θx of the selected control valve 8-x is fully opened ( θmax = 100%) (see FIG. 16A), and the detected room temperature tpv of the controlled area of the air conditioner 1 (1-x) that receives the supply of cold water from the control valve 8-x is allowed. The rotational speed N of the secondary pump 4 was controlled so as to fall within the range α (see FIG. 16B).
[0013]
In this method, in the case of cooling, the rotational speed N of the secondary pump 4 is set to ΔN so that the opening θx of the control valve 8-x is θx = 100% by feedback control similar to that in the conventional example 1. _FBa Go down one by one. In this method, when the opening degree θx of the control valve 8-x is fully opened, the detected room temperature tpv of the controlled area of the air conditioner 1-x that receives the supply of cold water from the control valve 8-x is within the allowable range α. Adjustment amount ΔN _FBa Can be increased, and the followability of the minimum resistance control can be improved.
[0014]
However, in this method, in the case of cooling, the rotational speed N of the secondary pump 4 is too low, and the detected room temperature tpv in the controlled area may deviate from the upper limit of the allowable range α (see FIG. 17). This state indicates that the control valve 8-x is in an uncontrollable state (the air conditioner 1-x is in an insufficient capacity), and the detected room temperature tpv is within an allowable range in the opening control of the control valve 8-x. Cannot return to α. Therefore, the rotational speed N of the secondary pump 4 is controlled so that the detected room temperature tpv falls within the allowable range α. The control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is also a feedback control, and the rotational speed N of the secondary pump 4 is set to ΔN so that the detected room temperature tpv falls within the allowable range α while confirming the detected room temperature tpv. _FBb Raise it step by step.
[0015]
[Non-Patent Document 1]
1993, The Architectural Institute of Japan Tokai Branch Research Report Proceedings, pp. 401-404
[Patent Document 1]
JP-A-8-75224
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of Conventional Example 2, a state occurs in which the detected room temperature tpv does not match the set room temperature tsp, and the air conditioning control becomes inaccurate. Further, if the detected room temperature tpv does not deviate from the allowable range α, the feedback control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is not performed, and the followability to fluctuations in the air conditioning load is poor.
[0017]
Further, an adjustment amount ΔN for feedback control when the detected room temperature tpv deviates from the allowable range α. _FBb If the value is too large, the detected room temperature tpv may deviate from the lower limit of the allowable range α. In this case, the control valve 8-x is closed so as to make the detected room temperature tpv coincide with the set room temperature tsp, and the rotational speed N of the secondary pump 4 is lowered so that the closed control valve 8-x is fully opened. Thus, the detected room temperature tpv deviates from the upper limit of the allowable range α, and the rotational speed N of the secondary pump 4 is ΔN in order to return it to the allowable range α. _FBb Hunting may occur by repeating the operation of raising only the value.
[0018]
Further, an adjustment amount ΔN for feedback control when the detected room temperature tpv deviates from the allowable range α. _FBb Although it is possible to prevent large hunting from occurring, it takes time to return the detection room temperature tpv to the allowable range α.
[0019]
The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to provide a cold / hot water circulation pump capable of greatly improving the followability of the minimum resistance control of the cold / hot water circulation pump with respect to fluctuations in the air conditioning load. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for controlling the number of rotations.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first invention (the invention according to claim 1) includes first to N-th air conditioners and a heat medium (cold / warm water) to the first to N-th air conditioners. First to Nth control valves provided in the supply passage, a chilled / hot water circulation pump for circulating chilled / hot water, and first to Nth control valves based on load conditions of the first to Nth air conditioners. In an air conditioning system comprising a valve opening control means for controlling the opening, the control valve having the largest opening is selected from the opening of the first to Nth control valves, and the selected control valve is opened. A method for controlling the number of rotations of the chilled / hot water circulation pump that controls the number of rotations of the chilled / hot water circulation pump so that the temperature is fully open, and when the selected control valve has already been fully opened, The shortage of the capacity of the air conditioners being supplied is added up to the shortage of the current capacity. Determine the adjustment amount of the rotational speed of the hot and cold water circulation pump from the foot volume may eliminate the insufficiency of the capacity, in which so as to control the rotational speed of the hot and cold water circulation pump based on the adjustment amount. In the present invention, this control is referred to as feed-forward control of cold / hot water circulation pump rotation speed control.
[0021]
According to the present invention, the control valve having the largest opening is selected from among the opening degrees of the first to Nth control valves, and the cold / hot water circulation pump is configured to fully open the opening degree of the selected control valve. The rotation speed is changed. Thereby, the opening degree of the first to Nth control valves is opened, and when the opening degree of the selected control valve is fully opened, the control of the rotational speed of the cold / hot water circulation pump is finished. Here, due to a sudden change in the air conditioning load, the opening degree of the control valve is fully open, but the air conditioner receiving the supply of cold / hot water through the control valve may be in a state of insufficient capacity. For example, when the heat medium is cold water, the room temperature of the controlled area that receives the supply of air supply (cold air) from the air conditioner becomes higher than the set room temperature and cannot be adjusted by the control valve opening control. In this case, the number of air conditioners with insufficient capacity is not necessarily one, and a plurality of air conditioners may be generated.
[0022]
If there is only one air conditioner with insufficient capacity, the shortage of capacity of that air conditioner will be the current capacity shortage, but if there are multiple air conditioners, the capacity shortage of each air conditioner will be To make the current capacity shortage. Then, the amount of adjustment of the rotational speed of the heat source circulating water pump (ΔN) that can resolve the insufficient state of the capability from the present insufficient amount of capability at once. _FF1 ) And this adjustment amount ΔN _FF1 Based on the above, feed-forward control of the rotation speed of the cold / hot water circulation pump is performed. As a result, an ideal state in which the opening degree of the control valve is fully open and the air conditioner receiving the supply of cold / warm water via the control valve exhibits its ability without excess or deficiency is immediately created.
[0023]
In the second invention (the invention according to claim 2), in parallel with the feedforward control in the first invention, the rotational speed of the cold / hot water circulation pump is adjusted by a predetermined adjustment amount in a direction to eliminate the insufficient condition of the air conditioner. In this way, control is performed by adjusting automatically. In the present invention, this control is referred to as feedback control of heat source water circulation pump rotation speed control.
In the feedforward control according to the first aspect of the invention, the shortage of the air conditioner capacity is immediately resolved, but it cannot be denied that a certain amount of calculation error is included.
Therefore, in the second invention, in order to obtain quickness and accuracy at the same time, feedforward control and feedback control are performed in parallel. That is, the feedforward control is performed to eliminate the air conditioner capacity shortage at the same time, and at the same time, the adjustment amount ΔN _FB1 Perform feedback control that adjusts step by step.
[0024]
In the third invention (the invention according to claim 3), after the feedforward control in the first invention is executed, the rotation speed of the cold / hot water circulation pump is stepped by a predetermined adjustment amount so as to eliminate the insufficient state of the air conditioner capacity. The feedback control is performed by adjusting automatically.
In the second invention, the feedforward control and the feedback control are performed in parallel. However, the feedback control may be performed after the feedforward control is performed. In this case, since the calculation error in the feedforward control is considered to be slight, the adjustment amount ΔN for the feedback control is considered. _FB1 However, it does not take much time to reduce the speed, and it is possible to combine quickness and accuracy as in the second invention.
[0028]
The fourth invention (the invention according to claim 4) is the first to third inventions. In FIG. 2, the opening states of the first to Nth control valves are totaled, and the totaled result is displayed on the screen. For example, for the first to Nth control valves, the opening range of 0 to 100% is divided into 10% units, and the number of control valves in each opening range is substantially over 100%. The percentage of control valves (non-controllable control valves) can be visually confirmed on the screen. By doing this, the state of minimum resistance control
It is possible to intuitively evaluate (effect) and use it as a reference when adjusting the minimum resistance control parameters.
[0029]
The fifth invention (the invention according to claim 5) to the eighth invention (the invention according to claim 8) are the first to fourth inventions described above. A device for controlling the number of revolutions of a cold / hot water circulation pump using the method of 1st to 4th invention The same actions and effects can be obtained.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an instrumentation diagram of an air conditioning system to which a method for controlling the number of revolutions of a cold / hot water circulation pump according to the present invention is applied. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 15 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG.
[0031]
In this embodiment, in place of the secondary pump rotation speed control device 10 in the conventional air conditioning system shown in FIG. 15, a secondary pump rotation speed control device 11 having a function peculiar to the present embodiment is provided. . The secondary pump rotation speed control device 11 includes feed forward control means 11A and feedback control means 11B, and control valves 8-1 to 8-8 sent from the valve opening degree control devices 9-1 to 9-n. -N openings θ1 to θn (in this example, opening instruction values), and the detected room temperature tpv1 to tpvn and the set room temperature tsp1 to each controlled area given to the valve opening control devices 9-1 to 9-n Let tspn be an input.
[0032]
The secondary pump rotation speed control device 11 is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program for realizing various functions as the secondary pump rotation speed control device in cooperation with these hardware. The
[0033]
[Feed forward control: When there is a fully open control valve]
FIG. 2 shows a flowchart of the control operation executed by the feedforward control means 11A. The feedforward control means 11A receives the openings θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n sent from the valve opening control devices 9-1 to 9-n as inputs (step 201). The control valve 8 (8-x) having the largest opening is selected from the opening degrees θ1 to θn (step 202).
[0034]
Then, it is checked whether or not the opening degree θx of the selected control valve 8-x is fully open (100%) (step 203). In step 204, the detected room temperature tpv of the controlled area of the air conditioner 1 (1-x) that is supplied with cold water via the control valve 8-x that is fully open is compared with the set room temperature tsp. Here, if tpv = tsp (see FIG. 3), it is determined that the air conditioner 1-x is exhibiting capacity without excess or deficiency, and the process does not proceed to step 205 and subsequent steps. On the other hand, if tpv> tsp (see FIG. 4), it is determined that the air conditioner 1-x is in a state of insufficient capability, and the process proceeds to step 205. In this case, the capacity-deficient air conditioner 1-x is not necessarily one, and a plurality of air conditioners 1-x may be generated.
[0035]
In step 205, the shortage amount Δq of the capacity of the air conditioner 1-x is totaled to obtain the current shortage amount ΔQ (ΔQ = ΣΔq). That is, when there is one capacity-deficient air conditioner 1-x, the capacity shortage amount Δq of the air conditioner 1-x is set as the current capacity shortage amount ΔQ. Is the sum of the deficiencies Δq of the capacities of the respective air conditioners 1-x to obtain the deficiencies ΔQ of the current capacities.
[0036]
The insufficient amount Δq of the capacity of the air conditioner 1-x is obtained from the following equation (1).
Δq = Ga · ca · Δd (1)
Here, Ga is the air volume of the air conditioner, ca is the specific heat of the air, Δd is the amount of change in the deviation of the controlled variable (Δd = d1−d2), d1 is the current deviation of the controlled variable (d1 = t (current value)) -Tsp), d2 is the degree of deviation of the controlled variable after control (d2 = t (value after control) -tsp).
[0037]
In this embodiment, the control is performed so that the detected room temperature tpv is the control amount t and tpv = tsp, so that d2 = tpv−tsp = 0. Therefore, in the above equation (1), Δd is Δd = d1 = tpv−tsp.
Further, in the above formula (1), the air conditioner air volume Ga is the measured air volume at the time of adjustment or the designed air volume of the air conditioner. If it is unavoidable, the rated air volume of the air conditioner is used.
[0038]
In a system in which the air supply from the air conditioner is supplied to the controlled area via a plurality of VAV units (variable air volume adjustment units), the total air volume of each VAV unit is defined as the air conditioner air volume Ga.
[0039]
Next, the feedforward control means 11A converts the deficiency amount ΔQ of the current capacity obtained in step 205 into an increase amount ΔGw of the cold water flow rate (step 206), and this increase amount ΔGw of the cold water flow rate is the secondary pump. 4 is converted into a change amount ΔP of the head of the pump 4 (step 207), and the adjustment amount ΔN of the rotational speed of the secondary pump 4 is calculated from the increase amount ΔGw of the flow rate of the cold water and the change amount ΔP of the head of the secondary pump 4. _FF1 Is obtained (step 208).
[0040]
[Calculation of ΔGw at Step 206]
The increase amount ΔGw of the cold water flow rate is calculated by the following equation (2).
ΔGw = ΔQ / (cw · Δtw) (2)
In equation (2), cw: specific heat of water, Δtw: temperature difference of cold water before and after the air conditioner. When the temperature difference between the chilled water before and after the air conditioner is not accurately known, it may be approximated by the return water temperature difference.
[0041]
In the above equation (2), Δtw changes when the rotational speed N is controlled. Therefore, ΔGw may be calculated in consideration of this change. The following equation (3) is an example of an equation for calculating ΔGw that anticipates a change in Δtw. In this equation (3), k1 and k2 are adjustment parameters.
ΔGw = Σ (k1 · Ga, i · ca · Δdi + k2∫Δdi) / cw · Δtw (3)
[0042]
[Calculation of ΔP in Step 207]
In the control valve 8-x that has already been fully opened, the resistance coefficient of the piping circuit does not change even if the flow rate of the cold water varies. Therefore, the change amount ΔP of the head of the secondary pump 4 can be calculated from the increase amount ΔGw of the flow rate of the cold water by the following equation (4).
ΔP = Pc · [(Gw, c + ΔGw) ² / Gw, c ² -1] ... (4)
In Equation (4), Pc is the current secondary pump head, and Gw, c is the current cold water flow rate.
[0043]
[ΔN in Step 208 _FF1 Calculation of
When the increase amount ΔGw of the flow rate of cold water and the change amount ΔP of the lift of the secondary pump 4 are known, a new operating state point of the secondary pump 4 is determined. The feedforward control means 11A substitutes the amount of increase ΔGw of the flow rate of cold water and the amount of change ΔP of the lift of the secondary pump 4 into a preset flow rate lift speed characteristic equation, and adjusts the speed of the secondary pump 4 Amount ΔN _FF1 And this adjustment amount ΔN _FF1 Only the rotational speed N of the secondary pump 4 is increased at a stroke. In this way, the feedforward control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is performed so that the current insufficient amount ΔQ of the current capacity becomes zero at once.
[0044]
[Feedback control: When there is a fully open control valve]
FIG. 6 shows a flowchart of the control operation executed by the feedback control means 11B. The feedback control means 11B receives the openings θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n sent from the valve opening control devices 9-1 to 9-n as inputs (step 601). The control valve 8 (8-x) having the largest opening degree among the opening degrees θ1 to θn is selected (step 602).
[0045]
Then, it is checked whether or not the opening degree θx of the selected control valve 8-x is fully open (100%) (step 603), and if it is fully open, the process proceeds to step 604. In step 604, the detected room temperature tpv of the controlled area of the air conditioner 1 (1-x) that is supplied with cold water via the control valve 8-x that is fully open is compared with the set room temperature tsp. Here, if tpv = tsp (see FIG. 3), it is determined that the air conditioner 1-x is fully capable and does not proceed to step 605. On the other hand, if tpv> tsp (see FIG. 4), it is determined that the air conditioner 1-x is in a state of insufficient capability, and the process proceeds to step 605. In this case, the capacity-deficient air conditioner 1-x is not necessarily one, and a plurality of air conditioners 1-x may be generated.
[0046]
In step 605, while confirming the lack of capacity of the air conditioner 1-x with insufficient capacity, that is, the difference between the detected room temperature tpv and the set room temperature tpv.
While confirming (effect), the rotational speed N of the secondary pump 4 is adjusted by an adjustment amount ΔN in a direction to match the detected room temperature tpv with the set room temperature tsp. _FB1 Adjust it step by step. That is, the rotational speed N of the secondary pump 4 is adjusted by the adjustment amount ΔN. _FB1 Go up one by one. In this way, feedback control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is performed so that the detected room temperature tpv becomes the set room temperature tpv. If a plurality of air conditioners 1-x having insufficient capacity are generated, feedback control is continued until the detected room temperature tpv of the last air conditioner matches the set room temperature tsp.
[0047]
[Feed forward control + feedback control: When there is a fully open control valve]
In the present embodiment, the above-described feedforward control (feedforward control aiming at tpv = tsp) and the above-described feedback control (feedback control aiming at tpv = tsp) are performed in parallel. Done.
[0048]
In the feedforward control, the shortage of the capacity of the air conditioner 1-x is immediately resolved, but it cannot be denied that a certain amount of calculation error is included. Therefore, in the present embodiment, feedforward control is performed to eliminate the shortage of the capacity of the air conditioner 1-x at a time, and at the same time, the shortage of the capacity of the air conditioner 1-x is gradually resolved while seeing the effect. Feedback control is performed so that quickness and accuracy are combined.
[0049]
In the control (floating control) in which the feedforward control and the feedback control are combined, since there is no allowable range α as described in the conventional example 2, the detection room temperature tpv is improved to the set room temperature tsp. Immediately As a result, the followability to the fluctuation of the air conditioning load is extremely improved.
Further, since the detected room temperature tpv tends to be adjusted to the set room temperature tsp at once by the feedforward control, the adjustment amount ΔN in the feedback control _FB1 May be small and there is no risk of hunting. Further, the adjustment amount ΔN _FB1 Even if it is made smaller, the followability to fluctuations in the air conditioning load does not deteriorate.
[0050]
[Feed forward control: When there is no fully open control valve]
In step 203 shown in FIG. 2, the control valve 8-x Opening angle θx Is not fully open (100%) (see FIG. 5), the process proceeds to step 209. In step 209, the amount of change ΔP of the head of the secondary pump 4 that can fully open the opening θx of the control valve 8-x at once is obtained. Then, the amount of adjustment ΔN of the rotational speed N of the secondary pump 4 from the obtained change amount ΔP of the head. _FF2 Is obtained (step 210).
[0051]
[Calculation of ΔP in Step 209]
The amount of change ΔP in the head of the secondary pump 4 that can open the control valve 8-x all at once can be calculated by the following equation (5) because the flow rate of the cold water flowing through the control valve 8-x is not changed. it can. In equation (5), K ₀ Is the resistance coefficient when the control valve 8-x is fully open, and Kc is the resistance coefficient of the control valve 8-x at the current opening.
ΔP = Pc · (K ₀ / Kc-1) (5)
[0052]
In a control valve with known control characteristics, the resistance coefficient K can be calculated from the opening. The following formula (6) is a formula for calculating the opening degree φ and the resistance coefficient K of the equal percentage characteristic control valve. In the equation (6), R is the range ability of the control valve, R = Gmax / Gmin, and φ is the opening of the control valve. Gmax and Gmin are the maximum and minimum control amounts of the control valve. The R value is generally specified in the catalog of the control valve manufacturer.
Kc = K ₀ ・ R ^{-2 (} φ ^-1) .... (6)
[0053]
Resistance coefficient K when control valve is fully open ₀ Can be calculated as shown in equation (9) by the following equation (7), which is a calculation formula for the flow rate and pressure loss, and the following equation (8), which is the definition equation for the Cv value. In the following formula, γ is the specific gravity of cold / hot water, and generally γ = 1. The unit of ΔP is [kPa], and the unit of Gw is [λ / min].
ΔP = K0 · Gw ² .... (7)
Cv = 0.69 Gw (γ / ΔP) ^1/2 .... (8)
K0 = γ (0.69 / Cv) ² (9)
[0054]
[ΔN in Step 210 _FF2 Calculation)
When the increase amount ΔGw of the flow rate of cold water and the change amount ΔP of the lift of the secondary pump 4 are known, a new operating state point of the secondary pump 4 is determined. In this case, the flow rate of the cold water may remain the flow rate that has been flowing through the control valve 8-x until then, and the increase amount ΔGw of the cold water flow rate is zero. The feedforward control means 11A substitutes the increase amount ΔGw = 0 of the cold water flow rate and the change amount ΔP of the lift of the secondary pump 4 into a preset flow rate lift speed characteristic equation, so that the rotation speed of the secondary pump 4 Adjustment amount ΔN _FF2 And this adjustment amount ΔN _FF2 Only the rotational speed N of the secondary pump 4 is increased at a stroke. In this way, the feedforward control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is performed so that the current opening degree θx of the control valve 8-x is fully opened at once.
[0055]
[Feedback control: When there is no fully open control valve]
In step 603 shown in FIG. 6, when the opening degree of the control valve 8-x is not fully open (see FIG. 5), the process proceeds to step 606. In step 606, the control valve 8-x The difference between the opening degree θx and the maximum opening degree value θmax = 100%
While confirming (effect), the rotational speed N of the secondary pump 4 is adjusted by an adjustment amount ΔN in a direction in which the opening degree θx becomes θmax = 100% _FB2 Adjust it step by step. That is, the rotational speed N of the secondary pump 4 is adjusted by the adjustment amount ΔN. _FB2 Go down one by one. In this way, feedback control of the rotational speed N of the secondary pump 4 is performed so that the opening degree θx is fully opened.
[0056]
[Feed forward control + feedback control: when there is no fully open control valve]
In the present embodiment, the above-described feedforward control (feedforward control for the purpose of fully opening the opening θx) and the above-described feedback control (feedback control for the purpose of fully opening the opening θx). Is done in parallel.
[0057]
In feed-forward control, the control valve 8-x However, it cannot be denied that a certain amount of calculation error is included. Therefore, in this embodiment, the control valve 8-x At the same time as performing feedforward control to fully open the opening degree θx of the control valve 8-x The feedback control is performed such that the opening degree θx is gradually fully opened while observing the effect, so that quickness and accuracy are combined.
[0058]
In control that combines this feedforward control and feedback control (floating control), the control valve is controlled all at once by feedforward control. 8-x Since the opening degree θx of the valve is about to be fully opened, the adjustment amount ΔN for feedback control _FB2 May be small and there is no risk of hunting. Further, the adjustment amount ΔN _FB2 Even if it is made smaller, the followability to fluctuations in the air conditioning load does not deteriorate.
[0059]
Control valve 8-x Even if the opening degree θx of the secondary pump 4 is accurately adjusted to fully open and the detected room temperature tpv exceeds tsp, the above-described floating control is performed immediately for the purpose of setting tpv = tsp. Lower limit N of rotation speed N _LIM Is the minimum value Nmin (N _LIM > Nmin), and the energy saving effect can be enhanced.
[0060]
That is, in the above-described conventional example 2, the adjustment amount ΔN in the feedback control _FFa And the rotational speed N of the secondary pump 4 is too low, and ΔN _FFa In order to prevent the change in the rotational speed N of the secondary pump 4 from catching up with the change in the air conditioning load, the lower limit is lower than the minimum rotational speed Nmin that is the limit value of the rotational speed N of the secondary pump 4. N _LIM Is set higher. In the present embodiment, since it is accurately adjusted to tpv = tsp, the rotational speed N of the secondary pump 4 does not decrease too much and can follow the change of the air conditioning load quickly, so that the rotation of the secondary pump 4 Lower limit N of number N _LIM Can be made closer to the minimum rotational speed Nmin, which is a limit value, to enhance the energy saving effect.
[0061]
In the above-described embodiment, the feedforward control for the purpose of setting tpv = tsp and the feedback control for the purpose of setting tpv = tsp are performed in parallel. Feedback control may be performed after performing the above.
[0062]
In the above-described embodiment, the feedforward control for the purpose of fully opening the opening θx and the feedback control for the purpose of fully opening the opening θx are performed in parallel. The feedback control may be performed after the feedforward control is performed.
[0063]
In the above-described embodiment, the rotational speed of the secondary pump 4 is controlled as a cold / hot water circulation pump. However, the rotational speed of the primary pump 3 may be controlled. In a system without the secondary pump 4, the rotational speed of the primary pump 3 is controlled as a cold / hot water circulation pump.
[0064]
In the above-described embodiment, the air conditioning system that controls the opening θ of the control valve 8 so as to match the indoor temperature tpv of the controlled area with tsp has been described as an example. An air conditioning system that controls the opening θ of the control valve 8 so as to match the set temperature, an air conditioning system that controls the opening θ of the control valve 8 so that the supply air volume from the air conditioner 1 matches the set air volume, etc. However, it can be applied in the same manner.
[0065]
In the above-described embodiment, an example of an air conditioning system that sends cold water as cold / hot water to the air conditioner 1 has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to an air conditioning system that sends hot water.
[0066]
In the present embodiment, the instruction values of the opening degrees θ1 to θn of the control valves 8-1 to 8-n are given to the secondary pump rotation speed control device 11, but actual values are given. Also good.
In the present embodiment, the feedforward control from the insufficient capacity state of the air conditioner to the appropriate capacity has been described. However, the feedforward control from the excessive capacity state of the air conditioner to the appropriate capacity can be performed in the same manner. is there. In this case, the feed forward control and the feedback control are performed in parallel, or the feedback control is performed after the feed forward control.
[0067]
Further, the opening states of the control valves 8-1 to 8-n may be totaled, and the totaled result may be displayed on the screen. For example, as shown in FIG. 7, with respect to the control valves 8-1 to 8-n, the opening range of 0 to 100% is divided into 10% units, and the number of control valves in each opening range is substantially determined. Display on the screen what percentage of control valves (control valves that cannot be controlled) that exceed 100% Good . In the example of FIG. 7, all the control valve openings are in the range of 91 to 100%, and there is no control valve (control valve that cannot be controlled) whose detected room temperature tpv deviates from the set room temperature tsp. Is shown. This state is the most ideal state of minimum resistance control.
[0068]
FIG. 8 shows that 2% of the control valves have fallen out of control. Although it is considered that there is no problem in such a state in a short time zone, if the control valve in an uncontrollable state always comes out, it is necessary to adjust the adjustment parameters k1 and k2 and the adjustment amount of the feedback control described above. By adjusting the adjustment parameters k1 and k2 and the feedback control adjustment amount, a normal minimum resistance state as shown in FIG. 9 is obtained.
[0069]
FIG. 9 shows a normal state of general minimum resistance control. There is no control valve in which the detected room temperature tpv deviates from the set room temperature tsp, and there is a control valve in a fully opened state. Considering the load distribution of each air conditioner, the magnitude of the air conditioning functional force, the appropriateness of the control valve diameter, etc., the most ideal state as shown in FIG. 7 can hardly be realized. FIG. 9 is considered to be a realistic ideal state.
[0070]
FIG. 10 shows that no control valve is fully open. This indicates that the lift of the secondary pump was excessive. If such a state continues for a long time, it is considered that the operation of the feedforward control is slow and the adjustment amount of the feedback control is too small, and it is necessary to adjust the adjustment parameters k1 and k2 and the adjustment amount of the feedback control. It is believed that there is.
[0071]
If the minimum resistance control state repeats the states shown in FIGS. 10 and 9, it is considered that the feedforward control operation is too fast or the feedback control adjustment amount is excessive. In such a case, it is necessary to adjust the adjustment parameters k1 and k2 and the feedback control adjustment amount until a stable minimum resistance control state is achieved.
FIG. 11 shows that all air conditioners are stopped and all control valves are fully closed.
[0072]
7 to 11 are bar graphs showing the state of minimum resistance control. The graph display of the minimum resistance control is possible not only by the bar graph but also by other methods. For example, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, the distribution of the control valve opening degree can be displayed by various types of graphs. FIG. 12 is a circular graph showing the control valve opening distribution, and FIG. 13 is a radar graph showing the control valve opening distribution. Moreover, as shown in FIG. 14, you may make it show the total number of control valves by a line graph in a bar graph. This graph display shows the state of minimum resistance control.
It is possible to intuitively evaluate (effect) and use it as a reference when adjusting the minimum resistance control parameters.
[0073]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first invention, when the selected control valve is already fully open, the capacity of the air conditioner receiving cold / warm water supply through this control valve is insufficient. When there is an air conditioner with insufficient capacity, the amount of adjustment of the number of rotations of the cold / hot water circulation pump (ΔN) that can resolve the insufficient condition of the air conditioner from the insufficient capacity of the air conditioner at once. _FF1 ) And feed-forward control of the number of rotations of the cold / hot water circulation pump based on this adjustment amount. , System It is possible to immediately create an ideal state where the opening of the control valve is fully open and the air conditioner that is supplied with cold / warm water through its control valve exhibits its capacity without excess or deficiency. The followability of the minimum resistance control of the cold / hot water circulation pump with respect to the load fluctuation can be greatly improved.
[0074]
Further, in parallel with the feedforward control in the first invention or after the feedforward control in the first invention, the number of rotations of the cold / hot water circulation pump is adjusted to a predetermined adjustment amount (ΔN in a direction to eliminate the insufficient state of the air conditioner capacity. _FB1 ) So that feedback control is performed step by step. , Raw It becomes possible to have both speed and accuracy.
[0075]
In addition, since the opening states of the first to Nth control valves are tabulated and the tabulated results are displayed on the screen, for example, about 0 to 100% of the first to Nth control valves are opened. Divide the degree range into 10% increments, and make it visible on the screen how many percent of control valves are in each opening range and how many percent of uncontrollable control valves are substantially over 100%. The state of minimum resistance control
It is possible to intuitively evaluate (effect) and use it as a reference when adjusting the minimum resistance control parameters.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an instrumentation diagram of an air conditioning system to which a method for controlling the rotational speed of a cold / hot water circulation pump according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart of a control operation executed by feedforward control means in this air conditioning system.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which an air conditioner that is supplied with cold water through a fully-open control valve is fully capable.
FIG. 4 is a diagram illustrating a control operation in a case where an air conditioner receiving cold water via a fully open control valve is in a state of insufficient capacity.
FIG. 5 is a diagram illustrating a control operation when a control valve with a maximum opening is not fully open.
FIG. 6 is a flowchart of a control operation executed by feedback control means in this air conditioning system.
FIG. 7 is a diagram showing an example (part 1) in which the total result of the opening state of the control valve is displayed as a bar graph on the screen.
FIG. 8 is a diagram showing an example (part 2) in which the tabulated result of the opening state of the control valve is displayed as a bar graph on the screen.
FIG. 9 is a diagram showing an example (part 3) in which the tabulated result of the opening state of the control valve is displayed as a bar graph on the screen.
FIG. 10 is a diagram showing an example (part 4) in which the tabulated result of the opening state of the control valve is displayed as a bar graph on the screen.
FIG. 11 is a diagram showing an example (part 5) in which the tabulated result of the opening state of the control valve is displayed as a bar graph on the screen.
FIG. 12 is a diagram showing an example in which the control valve opening distribution is displayed in a circular graph.
FIG. 13 is a diagram showing an example in which a control valve opening distribution is displayed as a radar diagram graph.
FIG. 14 is a diagram showing an example in which the total number of control valves is displayed as a line graph in the bar graph.
FIG. 15 is an instrumentation diagram of a conventional air conditioning system to which minimum resistance control is applied.
FIG. 16 is a diagram for explaining the control operation of the rotational speed of the secondary pump in the air conditioning system of Conventional Example 2.
FIG. 17 is a diagram illustrating a control operation in a case where an air conditioner receiving cold water via a fully-open control valve in an air conditioning system of Conventional Example 2 is in a state of insufficient capability.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1-1-1-n) ... Air conditioner, 2 ... Refrigerator, 3 ... Primary pump, 4 ... Secondary pump, 5-1-5-4 ... Header, 6 ... Outbound pipeline, 7 ... Return Water pipe, 8 (8-1 to 8-n) ... control valve, 9 (9-1 to 9-n) ... valve opening control device, 11 ... secondary pump rotation speed control device, 11A ... feedforward control means 11B: Feedback control means.

Claims

The first to Nth (N ≧ 2) air conditioners, the first to Nth control valves provided in the supply passage of the heat medium (cold / warm water) to the first to Nth air conditioners, An air conditioner comprising a cold / hot water circulation pump for circulating cold / hot water and valve opening control means for controlling the opening of the first to Nth control valves based on the load status of the first to Nth air conditioners. In the system, the number of rotations of the cold / hot water circulation pump is selected so that the control valve having the largest opening degree is selected from among the opening degrees of the first to Nth control valves, and the opening degree of the selected control valve is fully opened. A method for controlling the number of rotations of a cold / hot water circulation pump for controlling
If the selected control valve is already fully open, the shortage of the current capacity is summed up by the shortage of the capacity of the air conditioner receiving the supply of cold / hot water through this control valve, and this current The amount of adjustment of the number of revolutions of the cold / hot water circulation pump that can eliminate the state of lack of ability from the amount of lack of ability is obtained, and the number of revolutions of the cold / hot water circulation pump is feedforward controlled based on this amount of adjustment. A method for controlling the number of rotations of a chilled / hot water circulation pump.

In the cold / hot water circulation pump rotation speed control method according to claim 1,
In parallel with the feedforward control,
Rotation of a chilled / hot water circulation pump, wherein feedback control is performed in which the number of rotations of the chilled / hot water circulation pump is adjusted stepwise by a predetermined adjustment amount in a direction to eliminate the lack of capacity of the air conditioner Number control method.

In the cold / hot water circulation pump rotation speed control method according to claim 1,
After executing the feedforward control,
Rotation of a chilled / hot water circulation pump, wherein feedback control is performed in which the number of rotations of the chilled / hot water circulation pump is adjusted stepwise by a predetermined adjustment amount in a direction to eliminate the lack of capacity of the air conditioner Number control method.

In the rotating speed control method of the cold / hot water circulation pump described in any one of Claims 1-3,
A method for controlling the number of rotations of a chilled / hot water circulation pump, wherein the opening states of the first to Nth control valves are totalized and the totaled results are displayed on a screen .

The first to Nth (N ≧ 2) air conditioners, the first to Nth control valves provided in the supply passage of the heat medium (cold / warm water) to the first to Nth air conditioners, A cold / hot water circulation pump for circulating cold / hot water, a valve opening degree control means for controlling an opening degree of the first to Nth control valves based on a load state of the first to Nth air conditioners, and the first A cold / hot water circulation pump that selects the control valve having the largest opening degree among the opening degrees of the Nth control valve and controls the number of rotations of the cold / hot water circulation pump so that the opening degree of the selected control valve is fully opened A rotation speed control device for a cold / hot water circulation pump comprising a rotation speed control means,
The cold / hot water circulation pump rotation speed control means includes:
If the selected control valve is already fully open, the shortage of the current capacity is summed up by the shortage of the capacity of the air conditioner receiving the supply of cold / hot water through this control valve, and this current A feedforward control means for obtaining an adjustment amount of the number of rotations of the cold / hot water circulation pump capable of resolving the insufficient state of the ability from an insufficient amount of capability, and feedforward-controlling the number of rotations of the cold / hot water circulation pump based on the adjustment amount Have
An apparatus for controlling the rotational speed of a cold / hot water circulation pump .

In the cold / hot water circulation pump rotation speed control device according to claim 5,
The cold / hot water circulation pump rotation speed control means further includes:
In parallel with the feedforward control of the rotational speed of the cold / hot water circulation pump by the feedforward control means, the rotational speed of the cold / hot water circulation pump is stepped by a predetermined adjustment amount in a direction to eliminate the insufficient state of the capacity of the air conditioner. Provide feedback control means to perform feedback control to adjust to
An apparatus for controlling the rotational speed of a cold / hot water circulation pump .

In the cold / hot water circulation pump rotation speed control device according to claim 5,
The cold / hot water circulation pump rotation speed control means further includes:
After the feedforward control means performs feedforward control of the rotation speed of the cold / hot water circulation pump, the rotation speed of the cold / hot water circulation pump is stepped by a predetermined adjustment amount in a direction to eliminate the lack of air conditioner capacity. Provided with feedback control means for executing feedback control that adjusts to
An apparatus for controlling the rotational speed of a cold / hot water circulation pump .

In the rotation speed control apparatus of the cold / hot water circulation pump described in any one of Claims 5-7,
An apparatus for controlling the number of revolutions of a chilled / hot water circulation pump, comprising means for totalizing the opening states of the first to Nth control valves and displaying the totalized results on a screen .