JP5742306B2 - Industrial heating system and control method thereof - Google Patents

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本発明は、産業用加熱システムとその制御方法に関するものである。   The present invention relates to an industrial heating system and a control method thereof.

産業用加熱システムとして、ヒートポンプとボイラとを組み合わせた蒸気供給システムが知られている（例えば特許文献１参照）。   A steam supply system that combines a heat pump and a boiler is known as an industrial heating system (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−３０８１６４号公報JP 2006-308164 A

しかし、ボイラとヒートポンプを組み合わせた加熱システムでは、外気や加熱室排気の温度によってヒートポンプの性能（ＣＯＰ）が変化するため、システム全体を最適化した状態で運転することが困難であるという課題があった。   However, in a heating system that combines a boiler and a heat pump, the performance (COP) of the heat pump changes depending on the temperature of the outside air or the exhaust of the heating chamber, which makes it difficult to operate the entire system in an optimized state. It was.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、外気や加熱室排気の温度が変化しても最適条件で運転することができる産業用加熱システムとその制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and provides an industrial heating system that can be operated under optimum conditions even when the temperature of the outside air or heating chamber exhaust changes, and a control method therefor The purpose is to do.

本発明の産業用加熱システムは、外気を取り入れて加熱空気を生成し、当該加熱空気を加熱室に供給する産業用加熱システムであって、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と、前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機と、を有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、前記圧縮機及び前記ボイラ装置を駆動制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記圧縮機の入口温度に対して、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を設定した検定曲線を用いて前記圧縮機の出力を制御し、前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御することを特徴とする。 The industrial heating system of the present invention is an industrial heating system that takes in outside air to generate heated air and supplies the heated air to a heating chamber, and includes a first heat exchanger that heats the taken out outside air; A compressor that compresses the working medium that has recovered exhaust gas from the heating chamber or exhaust heat from the heating chamber and supplies the compressed working medium to the first heat exchanger, and is generated by the first heat exchanger. A second heat exchanger that heats the heated air, a boiler device that supplies steam as a working medium to the second heat exchanger, and a control device that drives and controls the compressor and the boiler device. And the control device has a minimum target parameter selected from the primary energy, the operating cost, and the CO 2 emission amount of the industrial heating system with respect to the inlet temperature of the compressor. Set the outlet temperature The output of the compressor is controlled using a predetermined calibration curve, and the output of the boiler device is controlled based on the outlet temperature of the compressor and the inlet temperature of the heating chamber.

本発明の産業用加熱システムは、外気を取り入れて加熱空気を生成し、当該加熱空気を加熱室に供給する産業用加熱システムであって、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と、前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機と、を有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、前記圧縮機及び前記ボイラ装置を駆動制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記圧縮機の出口温度を設定するパラメータ設定動作と、前記圧縮機の入口温度及び設定した前記出口温度に基づいて前記圧縮機の圧力及び消費動力を計算する圧縮機演算動作と、前記第１の熱交換器の伝熱計算により、前記第１の熱交換器の作動媒体の出口温度と、前記第１の熱交換器の出口における前記加熱空気の温度とを計算する熱交換器演算動作と、前記圧縮機の消費動力に基づいて前記ヒートポンプ装置の一次エネルギーを算出するヒートポンプエネルギー演算動作と、前記第１の熱交換器から出力される前記加熱空気を前記加熱室の入口温度にまで昇温するために必要な前記ボイラ装置の一次エネルギーを算出するボイラエネルギー演算動作と、前記ヒートポンプ装置及び前記ボイラ装置のそれぞれの一次エネルギーに基づいて、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを算出する目標パラメータ算出動作と、を前記圧縮機の出口温度を変化させつつ繰り返し実行することにより、前記目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を探索し、当該探索動作により取得された前記圧縮機の出口温度に基づいて前記圧縮機の出力を制御するヒートポンプ装置制御動作と、取得された前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するボイラ装置制御動作と、を実行することを特徴とする。 The industrial heating system of the present invention is an industrial heating system that takes in outside air to generate heated air and supplies the heated air to a heating chamber, and includes a first heat exchanger that heats the taken out outside air; A compressor that compresses the working medium that has recovered exhaust gas from the heating chamber or exhaust heat from the heating chamber and supplies the compressed working medium to the first heat exchanger, and is generated by the first heat exchanger. A second heat exchanger that heats the heated air, a boiler device that supplies steam as a working medium to the second heat exchanger, and a control device that drives and controls the compressor and the boiler device. The control device includes a parameter setting operation for setting the outlet temperature of the compressor, and a compressor for calculating the pressure and power consumption of the compressor based on the inlet temperature of the compressor and the set outlet temperature. Arithmetic operation and Heat exchanger arithmetic operation for calculating the outlet temperature of the working medium of the first heat exchanger and the temperature of the heated air at the outlet of the first heat exchanger by heat transfer calculation of the first heat exchanger A heat pump energy calculation operation for calculating primary energy of the heat pump device based on power consumed by the compressor, and the heating air output from the first heat exchanger is increased to the inlet temperature of the heating chamber. Based on the boiler energy calculation operation to calculate the primary energy of the boiler device necessary for heating, and the primary energy of the heat pump device and the boiler device, the primary energy of the industrial heating system, the operating cost, and change the target parameter calculating operation, the outlet temperature of the compressor for calculating one target parameter selected from CO 2 emissions The heat pump searches for the outlet temperature of the compressor that minimizes the target parameter and repeatedly controls the output of the compressor based on the outlet temperature of the compressor acquired by the search operation. A device control operation and a boiler device control operation for controlling the output of the boiler device based on the acquired outlet temperature of the compressor and the inlet temperature of the heating chamber are performed.

本発明の産業用加熱システムの制御方法は、加熱対象物を収容する加熱室と、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機とを有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、を有する産業用加熱システムの制御方法であって、前記圧縮機の入口温度に対して、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を設定した検定曲線を用いて前記圧縮機の出力を制御するステップと、前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するステップと、を有することを特徴とする。 The control method of the industrial heating system according to the present invention collects the heating chamber that accommodates the object to be heated, the first heat exchanger that heats the outside air taken in, and the exhaust of the heating chamber or the exhaust heat of the heating chamber. A heat pump device having a compressor that compresses the working medium and supplies the compressed air to the first heat exchanger, a second heat exchanger that heats the heated air generated by the first heat exchanger, and A boiler apparatus for supplying steam as a working medium to a second heat exchanger, and a control method for an industrial heating system, wherein the primary energy of the industrial heating system with respect to the inlet temperature of the compressor, Controlling the output of the compressor using a calibration curve that sets the outlet temperature of the compressor that minimizes one target parameter selected from the operating cost and CO 2 emission amount; and the outlet temperature of the compressor And said Controlling the output of the boiler device based on the inlet temperature of the heating chamber.

本発明の産業用加熱システムの制御方法は、加熱対象物を収容する加熱室と、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機とを有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、を有する産業用加熱システムの制御方法であって、前記圧縮機の出口温度を設定するパラメータ設定ステップと、前記圧縮機の入口温度及び設定した前記出口温度に基づいて前記圧縮機の圧力及び消費動力を計算する圧縮機演算ステップと、前記第１の熱交換器の伝熱計算により、前記第１の熱交換器の作動媒体の出口温度と、前記第１の熱交換器の出口における前記加熱空気の温度とを計算する熱交換器演算ステップと、前記圧縮機の消費動力に基づいて前記ヒートポンプ装置の一次エネルギーを算出するヒートポンプエネルギー演算ステップと、前記第１の熱交換器から出力される前記加熱空気を前記加熱室の入口温度にまで昇温するために必要な前記ボイラ装置の一次エネルギーを算出するボイラエネルギー演算ステップと、前記ヒートポンプ装置及び前記ボイラ装置のそれぞれの一次エネルギーに基づいて、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを算出する目標パラメータ算出ステップと、を前記圧縮機の出口温度を変化させつつ繰り返し実行することにより、前記目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を探索し、当該探索動作により取得された前記圧縮機の出口温度に基づいて前記圧縮機の出力を制御するヒートポンプ装置制御ステップと、取得された前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するボイラ装置制御ステップと、を有することを特徴とする。 The control method of the industrial heating system according to the present invention collects the heating chamber that accommodates the object to be heated, the first heat exchanger that heats the outside air taken in, and the exhaust of the heating chamber or the exhaust heat of the heating chamber. A heat pump device having a compressor that compresses the working medium and supplies the compressed air to the first heat exchanger, a second heat exchanger that heats the heated air generated by the first heat exchanger, and A boiler apparatus for supplying steam as a working medium to a second heat exchanger, a control method for an industrial heating system, the parameter setting step for setting the outlet temperature of the compressor, and the inlet of the compressor Compressor calculation step for calculating the pressure and power consumption of the compressor based on the temperature and the set outlet temperature, and the heat transfer calculation of the first heat exchanger to calculate the working medium of the first heat exchanger The outlet temperature of the A heat exchanger calculation step for calculating the temperature of the heated air at the outlet of the heat exchanger, a heat pump energy calculation step for calculating primary energy of the heat pump device based on power consumption of the compressor, and the first A boiler energy calculation step for calculating primary energy necessary for raising the heating air output from the heat exchanger to the inlet temperature of the heating chamber, and the heat pump device and the boiler device Based on each primary energy, a target parameter calculation step for calculating one target parameter selected from the primary energy of the industrial heating system, the operation cost, and the CO 2 emission amount, and changing the outlet temperature of the compressor The target parameter is minimized by repeatedly executing A heat pump device control step of searching for the outlet temperature of the compressor and controlling the output of the compressor based on the outlet temperature of the compressor acquired by the search operation; and the acquired outlet temperature of the compressor And a boiler device control step for controlling the output of the boiler device based on the inlet temperature of the heating chamber.

本発明によれば、外気や加熱室排気の温度が変動した場合でも、一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを最小にした状態で運転可能な産業用加熱システムが提供される。
また本発明によれば、外気や加熱室排気の温度が変動した場合でも、一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを最小にした状態で運転条件を設定することができる産業用加熱システムの制御方法が提供される。 According to the present invention, even when the temperature of outside air or heating chamber exhaust fluctuates, an industrial heating system that can be operated in a state where one target parameter selected from primary energy, operating cost, and CO 2 emission amount is minimized. Is provided.
According to the present invention, even when the temperature of the outside air or the heating chamber exhaust fluctuates, the operating condition is set in a state where one target parameter selected from the primary energy, the operating cost, and the CO 2 emission amount is minimized. A method for controlling an industrial heating system is provided.

実施の形態に係る加熱システムを示す概略図。Schematic which shows the heating system which concerns on embodiment. 制御装置７０に備えられる検定曲線の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the test curve with which the control apparatus 70 is equipped. 加熱システムの一次エネルギーを計算した結果を示すグラフ。The graph which shows the result of having calculated the primary energy of the heating system. 加熱システムの変形例を示す図。The figure which shows the modification of a heating system.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施の形態に係る加熱システムを示す概略図である。
加熱システム（産業用加熱システム）Ｓ１は、図１に示すように、加熱室１２と、圧縮機１４と、動力回収機１６と、第１の熱交換器１８と、第２の熱交換器１９と、ボイラ装置ＢＬＲと、制御装置７０とを備えている。圧縮機１４と動力回収機１６と第１の熱交換器１８とがヒートポンプ装置ＨＰが構成する。制御装置７０は、加熱システムＳ１の全体を統括的に制御する。
なお、加熱システムＳ１の構成は、設計要求に応じて適宜変更可能である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a heating system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the heating system (industrial heating system) S <b> 1 includes a heating chamber 12, a compressor 14, a power recovery machine 16, a first heat exchanger 18, and a second heat exchanger 19. And a boiler device BLR and a control device 70. The compressor 14, the power recovery machine 16, and the first heat exchanger 18 constitute the heat pump device HP. The control device 70 comprehensively controls the entire heating system S1.
In addition, the structure of heating system S1 can be suitably changed according to a design request.

加熱システムＳ１において、外気（系外の空気）を取り入れる吸気部Ａに、第１の熱交換器１８の低温側入口部１８３が接続されている。第１の熱交換器１８の低温側出口部１８４に、第２の熱交換器１９の高温側入口部１９１が接続されている。第２の熱交換器１９の高温側出口部１９２に加熱室１２の入口部１２１が接続されている。加熱室１２の出口部１２２に圧縮機１４の入口部が接続され、圧縮機１４の出口部には第１の熱交換器１８の高温側入口部１８１が接続されている。第１の熱交換器１８の高温側出口部１８２には動力回収機１６の入口部が接続され、動力回収機１６の出口部は、排気を系外に排出する排気部Ｂに接続されている。   In the heating system S <b> 1, the low temperature side inlet 183 of the first heat exchanger 18 is connected to an air intake A that takes in outside air (air outside the system). The high temperature side inlet 191 of the second heat exchanger 19 is connected to the low temperature side outlet 184 of the first heat exchanger 18. An inlet 121 of the heating chamber 12 is connected to the high temperature side outlet 192 of the second heat exchanger 19. The inlet portion of the compressor 14 is connected to the outlet portion 122 of the heating chamber 12, and the high temperature side inlet portion 181 of the first heat exchanger 18 is connected to the outlet portion of the compressor 14. An inlet part of the power recovery machine 16 is connected to the high temperature side outlet part 182 of the first heat exchanger 18, and the outlet part of the power recovery machine 16 is connected to an exhaust part B that exhausts the exhaust gas outside the system. .

加熱室１２内に、加熱対象物１２０が収容される。加熱システムＳ１は、第１の熱交換器１８から加熱室１２に供給される加熱空気を加熱室１２内で加熱対象物１２０に接触させ、加熱対象物１２０を加熱する。
加熱対象物１２０は、産業部品や産業材料である。例えば、加熱室１２において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が乾燥処理される。あるいは、加熱室１２において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が熱処理（例えば、熱硬化処理など）される。なお、汚泥、紙、木材、樹脂、薬剤、薬品、砂、家庭ごみ、産業ごみ、工芸品、工芸材料、電気部品、電気機器、塗装物、産業用衣類、機械部品、機械製品、食料、食材、食料品など、様々な物体を加熱対象物１２０とすることができる。 A heating object 120 is accommodated in the heating chamber 12. The heating system S <b> 1 causes the heated air supplied from the first heat exchanger 18 to the heating chamber 12 to contact the heating object 120 in the heating chamber 12 to heat the heating object 120.
The heating object 120 is an industrial part or an industrial material. For example, in the heating chamber 12, at least a part of industrial parts or industrial materials is dried. Alternatively, in the heating chamber 12, at least a part of the industrial part or the industrial material is subjected to heat treatment (for example, thermosetting treatment). Sludge, paper, wood, resin, chemicals, chemicals, sand, household waste, industrial waste, crafts, craft materials, electrical parts, electrical equipment, paints, industrial clothing, machine parts, mechanical products, food, foodstuffs Various objects such as foods can be used as the heating object 120.

加熱室１２には、必要に応じて不図示の移送装置を設けることができる。一例において、移送装置は、コンベア、搬送車、搬送ロボットなどの様々な形態を有することができる。移送装置によって、加熱対象物１２０が加熱室１２内に搬入／搬出される。代替的又は追加的に、加熱室１２は、加熱後の加熱対象物１２０の取り出しのために、ゲート式、旋回式などの形態を有する搬出部を備えることができる。上記搬出部は、必要に応じて加熱した加熱対象物１２０に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。   The heating chamber 12 can be provided with a transfer device (not shown) as necessary. In one example, the transfer device can have various forms such as a conveyor, a transport vehicle, and a transport robot. The heating object 120 is carried into / out of the heating chamber 12 by the transfer device. Alternatively or additionally, the heating chamber 12 may include a carry-out unit having a gate type, a swivel type, or the like for taking out the heating object 120 after heating. The unloading unit may have a mechanism for performing a predetermined process such as a chemical process on the heated object 120 as necessary.

本実施形態において、移送装置は、加熱室１２内で加熱対象物１２０を移動させる機能を有していてもよい。また加熱室１２に、不図示の脱水装置をさらに設け、それによって加熱対象物１２０を脱水することもできる。脱水の際、加熱対象物１２０の必要に応じて凝集剤を添加することができる。脱水は、遠心式、加圧式、圧搾式、振動式など、対象物に応じて様々な形態が適用可能である。脱水により、加熱対象物１２０の容量が減少する。また、加熱室１２は、必要に応じて、加熱室１２に入る前の加熱対象物１２０に熱を与える予熱室をさらに有することができる。   In the present embodiment, the transfer device may have a function of moving the heating object 120 in the heating chamber 12. In addition, a dehydrating device (not shown) can be further provided in the heating chamber 12, thereby dehydrating the heating target 120. At the time of dehydration, a flocculant can be added as necessary for the heating object 120. Various forms such as a centrifugal type, a pressure type, a pressure type, and a vibration type can be applied to the dehydration depending on the object. Due to the dehydration, the capacity of the heating object 120 decreases. Moreover, the heating chamber 12 can further have a preheating chamber for applying heat to the heating object 120 before entering the heating chamber 12 as necessary.

圧縮機１４は、加熱室１２から排出される加熱空気を圧縮し、第１の熱交換器１８に対して供給する。圧縮に伴い、加熱空気の温度が上昇する。圧縮機１４は、遠心圧縮機、軸流圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、空気圧縮に適するものが好ましく適用される。圧縮機１４には図示略の駆動源から動力が供給される。圧縮機１４の圧縮比（圧力比）は、加熱システムＳ１の仕様に応じて適宜に設定される。   The compressor 14 compresses the heated air discharged from the heating chamber 12 and supplies the compressed air to the first heat exchanger 18. Along with the compression, the temperature of the heated air rises. Of the various compressors such as a centrifugal compressor, an axial compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor, a compressor suitable for air compression is preferably applied. Power is supplied to the compressor 14 from a drive source (not shown). The compression ratio (pressure ratio) of the compressor 14 is appropriately set according to the specifications of the heating system S1.

動力回収機１６は、例えばタービン発電機である。タービン発電機としては、ブレード式、スクリュー式など、空気流れに適するものが好ましく適用される。動力回収機１６は、第１の熱交換器１８から排出された空気を羽根車に当て、空気のエネルギーを回転運動に変換して動力を回収する。本実施形態の場合、動力回収機１６で回収した動力は、圧縮機１４で使用される。
動力回収機１６からの排気は、本実施形態の場合、排気部Ｂの排気管を介して外部に放出される。排気部Ｂの排気管には、必要に応じて、ポンプなどの流体駆動部、バルブなどの流量制御部（不図示）、フィルタなどの排出ガス処理装置を設けることもできる。 The power recovery machine 16 is, for example, a turbine generator. As the turbine generator, those suitable for air flow such as blade type and screw type are preferably applied. The power recovery machine 16 applies the air discharged from the first heat exchanger 18 to the impeller, converts the energy of the air into a rotational motion, and recovers the power. In the present embodiment, the power recovered by the power recovery machine 16 is used by the compressor 14.
In the present embodiment, the exhaust gas from the power recovery machine 16 is discharged to the outside through the exhaust pipe of the exhaust part B. The exhaust pipe of the exhaust section B can be provided with a fluid drive section such as a pump, a flow rate control section (not shown) such as a valve, and an exhaust gas processing device such as a filter, as necessary.

第１の熱交換器１８は、低温側流路１８ａと高温側流路１８ｂとを有する。低温側流路１８ａには、吸気部Ａで取り込まれた外気が供給される。高温側流路１８ｂには、加熱室１２から排出され、圧縮機１４で圧縮されるとともに昇温された加熱空気が供給される。これにより、低温側流路１８ａを流通する外気が高温側流路１８ｂを流通する加熱空気との熱交換によって加熱される。   The first heat exchanger 18 includes a low temperature side channel 18a and a high temperature side channel 18b. Outside air taken in by the intake section A is supplied to the low temperature side channel 18a. The high temperature side flow path 18b is supplied with heated air that is discharged from the heating chamber 12, compressed by the compressor 14, and heated. Thereby, the external air which distribute | circulates the low temperature side flow path 18a is heated by heat exchange with the heating air which distribute | circulates the high temperature side flow path 18b.

第２の熱交換器１９は、低温側流路１９ａと、高温側流路１９ｂとを有する。低温側流路１９ａには、第１の熱交換器１８で生成された加熱空気が供給される。高温側流路１９ｂには、ボイラ装置ＢＬＲで生成された蒸気が供給される。ボイラ装置ＢＬＲは、蒸気ボイラであり、公知のボイラ装置を単独又は複数組み合わせて用いることができる。   The second heat exchanger 19 includes a low temperature side channel 19a and a high temperature side channel 19b. Heated air generated by the first heat exchanger 18 is supplied to the low temperature side channel 19a. Steam generated by the boiler device BLR is supplied to the high temperature side channel 19b. The boiler device BLR is a steam boiler, and a known boiler device can be used alone or in combination.

第２の熱交換器１９では、低温側流路１９ａを流通する加熱空気が、蒸気との熱交換によってさらに加熱される。昇温された加熱空気は、高温側出口部１９２を介して排出され、加熱室１２へ供給される。加熱空気の加熱に用いられた後の蒸気はドレンＤＲＮに排出される。   In the second heat exchanger 19, the heated air flowing through the low temperature side passage 19a is further heated by heat exchange with steam. The heated air whose temperature has been raised is discharged through the high temperature side outlet 192 and supplied to the heating chamber 12. The steam after being used for heating the heated air is discharged to the drain DRN.

以上の構成を備えた加熱システムＳ１において、吸気部Ａから取り入れられた外気（例えば２０℃）は、第１の熱交換器１８に供給される。第１の熱交換器１８に導入された外気は、作動媒体との熱交換により加熱されて加熱空気（例えば１３０℃）となり、第２の熱交換器１９に供給される。第２の熱交換器１９では、ボイラ装置ＢＬＲから供給される蒸気により加熱空気がさらに昇温され（例えば１５０℃）、加熱室１２に供給される。加熱室１２では、供給された加熱空気と加熱対象物１２０との接触により、加熱対象物１２０が加熱され、所望の熱処理、乾燥処理等が実施される。   In the heating system S <b> 1 having the above configuration, the outside air (for example, 20 ° C.) taken from the air intake section A is supplied to the first heat exchanger 18. The outside air introduced into the first heat exchanger 18 is heated by heat exchange with the working medium to become heated air (for example, 130 ° C.), and is supplied to the second heat exchanger 19. In the second heat exchanger 19, the heated air is further heated (for example, 150 ° C.) by the steam supplied from the boiler device BLR and supplied to the heating chamber 12. In the heating chamber 12, the heated object 120 is heated by the contact between the supplied heated air and the heated object 120, and a desired heat treatment, a drying process, and the like are performed.

加熱処理に用いられた後、加熱室１２の出口部１２２から排出された加熱空気（例えば１００℃）は、圧縮機１４に供給される。圧縮機１４で圧縮され昇温された加熱空気（例えば１４０℃）は、第１の熱交換器１８の高温側入口部１８１に供給され、第１の熱交換器１８において外気を加熱する作動媒体として用いられる。第１の熱交換器１８の高温側出口部１８２から排出された加熱空気（例えば３０℃）は、動力回収機１６に供給される。   After being used for the heat treatment, heated air (for example, 100 ° C.) discharged from the outlet 122 of the heating chamber 12 is supplied to the compressor 14. The heated air compressed by the compressor 14 and heated (for example, 140 ° C.) is supplied to the high temperature side inlet portion 181 of the first heat exchanger 18, and the working medium that heats the outside air in the first heat exchanger 18. Used as The heated air (for example, 30 ° C.) discharged from the high temperature side outlet 182 of the first heat exchanger 18 is supplied to the power recovery machine 16.

動力回収機１６では、導入された加熱空気を羽根車に当て、空気のエネルギーを回転運動に変換して動力を回収する。動力回収機１６で回収された動力は、圧縮機１４の駆動源に供給され、圧縮機１４の動力として利用される。動力回収機１６から排出された空気（例えば１５℃）は、排気部Ｂから外部へ排出される。   In the power recovery machine 16, the introduced heated air is applied to the impeller, and the energy of the air is converted into rotational motion to recover the power. The power recovered by the power recovery machine 16 is supplied to the drive source of the compressor 14 and used as power for the compressor 14. Air (for example, 15 ° C.) discharged from the power recovery machine 16 is discharged from the exhaust part B to the outside.

［制御装置］
次に、本実施形態の加熱システムＳ１に備えられた制御装置について説明する。
本実施形態の加熱システムＳ１では、制御装置７０により、ヒートポンプ装置ＨＰとボイラ装置ＢＬＲの出力比が適切に制御され、加熱システムＳ１全体の一次エネルギーを最小化した状態で運転することができる。そして、制御装置７０の形態としては、検定曲線を用いて上記出力比を設定する構成と、加熱システムＳ１の各部の温度情報等に基づいた演算処理により上記出力比を設定する構成とが挙げられる。以下、検定曲線を用いる構成を第１形態、演算処理を用いる構成を第２形態として説明する。 [Control device]
Next, the control device provided in the heating system S1 of the present embodiment will be described.
In the heating system S1 of the present embodiment, the control device 70 can appropriately operate the output ratio of the heat pump device HP and the boiler device BLR, and can be operated with the primary energy of the entire heating system S1 being minimized. And as a form of the control apparatus 70, the structure which sets the said output ratio using a test | inspection curve, and the structure which sets the said output ratio by the arithmetic processing based on the temperature information etc. of each part of heating system S1 are mentioned. . Hereinafter, a configuration using a test curve will be described as a first mode, and a configuration using arithmetic processing will be described as a second mode.

＜制御装置の第１形態＞
図２は、制御装置７０に備えられる検定曲線の一例を示すグラフである。図２のグラフの横軸は圧縮機入口温度、縦軸は圧縮機出口温度である。
図２に示す検定曲線は、加熱システムＳ１の一次エネルギーが最小となるときの圧縮機１４の入口温度と出口温度の関係を示すものとして作成されている。第１形態の制御装置は、図２に示す検定曲線に基づいてヒートポンプ装置ＨＰ及びボイラ装置ＢＬＲを制御し、一次エネルギーが最小化された状態で加熱システムＳ１を運転する。 <First form of control device>
FIG. 2 is a graph showing an example of a test curve provided in the control device 70. The horizontal axis of the graph of FIG. 2 is the compressor inlet temperature, and the vertical axis is the compressor outlet temperature.
The test curve shown in FIG. 2 is created as a relationship between the inlet temperature and the outlet temperature of the compressor 14 when the primary energy of the heating system S1 is minimized. The control device of the first form controls the heat pump device HP and the boiler device BLR based on the calibration curve shown in FIG. 2, and operates the heating system S1 with the primary energy minimized.

具体的には、制御装置７０において、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinを用いた検定曲線の参照が行われ、設定すべき出口温度Ｔcmpoutが取得される。そして、制御装置７０は、この出口温度Ｔcmpoutに一致するように圧縮機１４の運転条件（回転数等）を調整することでヒートポンプ装置ＨＰの出力を制御する。また、圧縮機１４の運転条件を設定した後に生成される加熱空気の温度Ｔhpoutを、加熱室１２の入口温度（入口部１２１における加熱空気の設定温度）にまで昇温するために必要な熱量を供給するように、ボイラ装置ＢＬＲの出力（蒸気流量等）を制御する。
上記の動作により、ヒートポンプ装置ＨＰとボイラ装置ＢＬＲの出力比が、加熱システムＳ１全体で一次エネルギーを最小化するように設定され、加熱システムＳ１の運転条件が最適化される。 Specifically, the control device 70 refers to the test curve using the inlet temperature T cmpin of the compressor 14 and acquires the outlet temperature T cmpout to be set. And the control apparatus 70 controls the output of the heat pump apparatus HP by adjusting the driving | running conditions (rotation speed etc.) of the compressor 14 so that it may correspond to this exit temperature Tcmpout . Further, the amount of heat necessary to raise the temperature T hpout of the heated air generated after setting the operating conditions of the compressor 14 to the inlet temperature of the heating chamber 12 (the set temperature of the heated air at the inlet portion 121). To control the output (steam flow rate, etc.) of the boiler device BLR.
With the above operation, the output ratio between the heat pump device HP and the boiler device BLR is set so as to minimize the primary energy in the entire heating system S1, and the operating conditions of the heating system S1 are optimized.

図２に示す検定曲線の作成手順について以下に詳細に説明する。
検定曲線の作成は、圧縮機１４の入口温度に対して複数の出口温度を設定し、設定した出口温度毎に加熱システムＳ１の一次エネルギーを算出することで、上記入口温度に対して一次エネルギーが最小となる出口温度を探索する過程を、複数の入口温度に対して実行することにより行う。以下、さらに具体的に説明する。 The procedure for creating the test curve shown in FIG. 2 will be described in detail below.
The calibration curve is created by setting a plurality of outlet temperatures with respect to the inlet temperature of the compressor 14, and calculating the primary energy of the heating system S1 for each set outlet temperature, so that the primary energy is higher than the inlet temperature. The process of searching for the minimum outlet temperature is performed by executing a plurality of inlet temperatures. More specific description will be given below.

（１）まず、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinを取得する。
入口温度Ｔcmpinは、圧縮機１４の入口部に温度計を設置して計測してもよいし、加熱室１２の出口部１２２に設置した温度計により加熱室１２の排気温度を測定し、かかる排気温度からの温度低下分（図１では０℃）を差し引いて求めてもよい。なお、吸気部Ａから取り入れられる外気の温度も取得する。 (1) First, the inlet temperature T cmpin of the compressor 14 is acquired.
The inlet temperature T cmpin may be measured by installing a thermometer at the inlet of the compressor 14, or the exhaust temperature of the heating chamber 12 is measured by a thermometer installed at the outlet 122 of the heating chamber 12. You may obtain | require by subtracting the temperature fall (0 degreeC in FIG. 1) from exhaust temperature. In addition, the temperature of the outside air taken in from the intake part A is also acquired.

（２）次に、圧縮機１４の出口温度Ｔcmpout（設定値）を設定する。例えば、出口温度Ｔcmpoutの設定範囲における最小値に設定する。このときの設定値は上記設定範囲内で任意に設定することができる。 (2) Next, the outlet temperature T cmpout (set value) of the compressor 14 is set. For example, the minimum value in the setting range of the outlet temperature T cmpout is set. The set value at this time can be arbitrarily set within the set range.

（３）次に、設定した出口温度Ｔcmpoutにおける圧縮機１４の圧力ｐcmpin［ｋＰａ］を求める。圧力ｐcmpinは直接計測してもよいが、圧縮機１４の効率ηcmpが既知であれば、入口温度Ｔcmpin、出口温度Ｔcmpout（設定値）を用いた目標値探索計算により求めることができる。 (3) Next, the pressure p cmpin [kPa] of the compressor 14 at the set outlet temperature T cmpout is obtained . The pressure p cmpin may be directly measured, but if the efficiency η cmp of the compressor 14 is known, it can be obtained by target value search calculation using the inlet temperature T cmpin and the outlet temperature T cmpout (set value). .

まず、圧力ｐcmpinを仮の値に設定し、下記式（ａ）〜（ｃ）の物性計算式により、圧縮機１４の入口部におけるエンタルピーｈcmpin［ｋＪ／ｋｇ］、エントロピーｓcmpin［ｋＪ／ｋｇ／Ｋ］、及び断熱圧縮後のエンタルピーｈad［ｋＪ／ｋｇ］を求める。その後、上記の値及び圧縮機１４の効率ηcmpと、式（ｄ）、（ｅ）から、圧縮機１４の出口部におけるエンタルピーｈcmpout［ｋＪ／ｋｇ］、出口温度Ｔcmpout（計算値）を算出する。 First, the pressure p cmpin is set to a temporary value, and the enthalpy h cmpin [kJ / kg] and entropy s cmpin [kJ / at the inlet of the compressor 14 are calculated according to the following physical property calculation formulas (a) to (c). kg / K] and the enthalpy h ad [kJ / kg] after adiabatic compression. Thereafter, from the above values and the efficiency η cmp of the compressor 14 and the equations (d) and (e), the enthalpy h cmpout [kJ / kg] and the outlet temperature T cmpout (calculated value) at the outlet of the compressor 14 are calculated. calculate.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

次いで、上記（ａ）〜（ｅ）により求めた出口温度Ｔcmpout（計算値）を、先のステップ２で設定した出口温度Ｔcmpout（設定値）と比較する。比較の結果、出口温度Ｔcmpout（計算値）と出口温度Ｔcmpout（設定値）とが一致していれば、次のステップ４へ移行する。 Next, the outlet temperature T cmpout (calculated value) obtained by the above (a) to (e) is compared with the outlet temperature T cmpout (set value) set in the previous step 2. If the outlet temperature T cmpout (calculated value) matches the outlet temperature T cmpout (set value) as a result of the comparison, the process proceeds to the next step 4.

一方、出口温度Ｔcmpout（計算値）が出口温度Ｔcmpout（設定値）よりも大きい場合には、圧力ｐcmpinを下げた仮定値を再設定し、式（ａ）〜（ｅ）による再計算を実施する。また、出口温度Ｔcmpout（計算値）が出口温度Ｔcmpout（設定値）よりも小さい場合には、圧力ｐcmpinを上げた仮定値を再設定し、式（ａ）〜（ｅ）による再計算を実施する。これにより、圧力ｐcmpinを正しく算出することができる。 On the other hand, if the outlet temperature T cmpout (calculated value) is larger than the outlet temperature T cmpout (set value), the assumed value with the pressure p cmpin lowered is set again, and recalculated using the equations (a) to (e) To implement. If the outlet temperature T cmpout (calculated value) is smaller than the outlet temperature T cmpout (set value), the assumed value with the increased pressure p cmpin is reset and recalculated using the equations (a) to (e). To implement. Thereby, the pressure p cmpin can be calculated correctly.

（４）次に、第１の熱交換器１８の伝熱計算を実施し、第１の熱交換器１８の高温側空気の温度Ｔtbnin（高温側出口部１８２から排出される加熱空気の温度；動力回収機１６の入口温度）と、低温側空気の温度Ｔhpout（低温側出口部１８４から排出される加熱空気の温度；ヒートポンプ装置ＨＰの出口温度）を計算する。これらの計算には、例えば下記（ｆ）を用いることができる。式（ｆ）において、Ｗは熱交換量、Ｋは熱貫流率、Ａは伝熱面積、Ｔｍは平均対数温度差である。 (4) Next, the heat transfer calculation of the first heat exchanger 18 is performed, and the temperature T tbnin of the high temperature side air of the first heat exchanger 18 (the temperature of the heated air discharged from the high temperature side outlet 182) The inlet temperature of the power recovery machine 16) and the temperature T hpout of the low temperature side air (the temperature of the heated air discharged from the low temperature side outlet portion 184; the outlet temperature of the heat pump device HP). For these calculations, for example, the following (f) can be used. In the formula (f), W is a heat exchange amount, K is a heat transmissibility, A is a heat transfer area, and Tm is an average logarithmic temperature difference.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

（５）次に、動力回収機１６の出口部におけるエンタルピーｈtbnout［ｋＪ／ｋｇ］を計算する。計算は、下記式（ｇ）〜（ｊ）を用いて実施することができる。
なお、本実施形態では、第１の熱交換器における圧力損失がなく、動力回収機１６の出口側は大気であるから、ｐtbnin＝ｐcmpout、ｐtbnout＝ｐamb（大気圧）として計算を実施することができる。 (5) Next, the enthalpy h tbnout [kJ / kg] at the outlet of the power recovery machine 16 is calculated. The calculation can be performed using the following formulas (g) to (j).
In the present embodiment, there is no pressure loss in the first heat exchanger, since the outlet side of the power recovery device 16 is air, p tbnin = p cmpout, calculated as p tbnout = p amb (atmospheric pressure) Can be implemented.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

式（ｇ）（ｈ）では、動力回収機１６の入口部における圧力ｐtbnin、温度Ｔtbninを用いた物性計算により、動力回収機１６の入口部におけるエンタルピーｈtbnin［ｋＪ／ｋｇ］及びエントロピーｓtbnin［ｋＪ／ｋｇ／Ｋ］を求める。また式（ｉ）では、動力回収機１６の出口部における圧力ｐtbnout［ｋＰａ］と、上記エントロピーｓtbninを用いた物性計算により、断熱膨張後のエンタルピーｈad［ｋＪ／ｋｇ］を求める。そして、式（ｊ）により、上記エンタルピーｈtbnin、ｈad、及び動力回収機１６の効率ηtbnを用いて、動力回収機１６の出口部におけるエンタルピーｈtbnout［ｋＪ／ｋｇ］を求めることができる。 In the equations (g) and (h), the enthalpy h tbnin [kJ / kg] and the entropy s at the inlet of the power recovery machine 16 are calculated by calculating the physical properties using the pressure p tbnin and the temperature T tbnin at the inlet of the power recovery machine 16. tbnin [kJ / kg / K] is obtained. Moreover, in Formula (i), the enthalpy h ad [kJ / kg] after adiabatic expansion is obtained by calculating the physical properties using the pressure p tbnout [kPa] at the outlet of the power recovery machine 16 and the entropy stbnin . Then, the equation (j), the enthalpy h tbnin, h ad, and with efficiency eta tbn power recovery machine 16, it is possible to determine the enthalpy h tbnout [kJ / kg] at the outlet portion of the power recovery device 16 .

（６）次に、下記式（ｋ）により、圧縮機１４の消費動力と動力回収機１６の回収動力とを用いて、ヒートポンプ装置ＨＰの動力を計算する。式（ｋ）において、Ｗhp［ｋＪ／ｋｇ］はヒートポンプ装置ＨＰの動力、Ｇairは空気の質量流量である。
なお、ヒートポンプ装置ＨＰ中に無視できない熱損失や圧力損失がある場合には、下記式（ｋ）に繰り入れて計算を実施する。 (6) Next, the power of the heat pump device HP is calculated using the consumed power of the compressor 14 and the recovered power of the power recovery machine 16 by the following equation (k). In equation (k), W hp [kJ / kg] is the power of the heat pump device HP, and G air is the mass flow rate of air.
When there is a heat loss or pressure loss that cannot be ignored in the heat pump device HP, the calculation is carried out by adding to the following equation (k).

Figure 0005742306
Figure 0005742306

（７）次に、下記式（ｌ）により、ヒートポンプ装置ＨＰの発電効率ηelecを用いて、ヒートポンプ装置ＨＰにおける電力の一次エネルギーＥelec［ｋＪ／ｋｇ］を計算する。 (7) Next, the primary energy E elec [kJ / kg] of the electric power in the heat pump apparatus HP is calculated using the power generation efficiency η elec of the heat pump apparatus HP according to the following formula (l).

Figure 0005742306
Figure 0005742306

（８）次に、下記式（ｍ）により、ヒートポンプ装置ＨＰの出口部（第１の熱交換器１８の低温側出口部１８４）における加熱空気の温度Ｔhpoutである加熱空気を、加熱室１２の入口部１２１における入口温度（加熱プロセスの設定温度）にまで昇温するのに必要な熱量を計算する。式（ｍ）において、Ｗsteamは第２の熱交換器１９において必要な熱量、ｈprocin［ｋＪ／ｋｇ］は加熱室１２の入口部１２１におけるエンタルピー、ηsteamは第２の熱交換器１９における加熱効率である。 (8) Next, the heating air which is the temperature T hpout of the heating air at the outlet part of the heat pump device HP (the low temperature side outlet part 184 of the first heat exchanger 18) is converted into the heating chamber 12 by the following formula (m). The amount of heat required to raise the temperature to the inlet temperature (the set temperature of the heating process) at the inlet portion 121 is calculated. In formula (m), W steam is the amount of heat required in the second heat exchanger 19, h procin [kJ / kg] is the enthalpy at the inlet 121 of the heating chamber 12, and η steam is in the second heat exchanger 19. Heating efficiency.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

（９）に次に、下記式（ｎ）、（ｏ）により、ボイラ装置ＢＬＲにおける一次エネルギー（燃料投入量）を計算する。式（ｎ）、（ｏ）において、Ｗfuel［ｋＪ／ｋｇ］はボイラ装置ＢＬＲから供給すべき熱量（燃料投入量）、ηboilerはボイラ装置ＢＬＲの効率、Ｅfuel［ｋＪ／ｋｇ］はボイラ装置ＢＬＲの一次エネルギーである。 Next, the primary energy (fuel input amount) in the boiler apparatus BLR is calculated by the following formulas (n) and (o). In equations (n) and (o), W fuel [kJ / kg] is the amount of heat to be supplied from the boiler device BLR (fuel input amount), η boiler is the efficiency of the boiler device BLR, and E fuel [kJ / kg] is the boiler. It is the primary energy of the device BLR.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

（１０）次に、下記式（ｐ）により、加熱システムＳ１全体の一次エネルギーを計算する。   (10) Next, the primary energy of the entire heating system S1 is calculated by the following formula (p).

Figure 0005742306
Figure 0005742306

以上のステップ１〜１０により、圧縮機１４の出口温度Ｔcmpoutを設定したときの加熱システムＳ１全体の一次エネルギーを計算することができる。そしてこの計算を、複数の出口温度Ｔcmpoutについて実施することで、圧縮機１４の出力（ヒートポンプ装置ＨＰの出力）を変化させたときの加熱システム全体の一次エネルギーの変化の態様（一次エネルギー曲線）を取得することができる。 By the above steps 1 to 10, the primary energy of the entire heating system S1 when the outlet temperature T cmpout of the compressor 14 is set can be calculated. And the aspect (primary energy curve) of the change of the primary energy of the whole heating system when the output of the compressor 14 (the output of the heat pump device HP) is changed by performing this calculation for a plurality of outlet temperatures T cmpout. Can be obtained.

図３は、上記の一次エネルギー計算を、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinが７０℃、８０℃、９０℃、１００℃である場合について、それぞれ出口温度Ｔcmpoutを１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃に設定して一次エネルギーを計算した結果を示すグラフである。 FIG. 3 shows the calculation of the primary energy in the case where the inlet temperature T cmpin of the compressor 14 is 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., 100 ° C., and the outlet temperature T cmpout is 130 ° C., 140 ° C., 150 ° C., respectively. It is a graph which shows the result of having set to 160 degreeC and calculating the primary energy.

図３に示すように、例えば圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinと出口温度Ｔcmpoutをパラメータとして演算を実行することで、出口温度Ｔcmpoutを変えたときの加熱システムＳ１の一次エネルギーを算出することができる。そして、図３におけるプロットをカーブフィッティングした一次エネルギー曲線を見ると、いずれの曲線も極小値を有しており、一次エネルギーが最小となる最適な出口温度Ｔcmpout、すなわち圧縮機１４とボイラ装置ＢＬＲの最適な出力比が存在することがわかる。 As shown in FIG. 3, for example, by executing the operation the inlet temperature T CMPIN and outlet temperature T CMPOUT of the compressor 14 as a parameter, to calculate the primary energy heating system S1 when varying outlet temperature T CMPOUT Can do. When the primary energy curves obtained by curve fitting the plots in FIG. 3 are observed, all the curves have the minimum values, and the optimum outlet temperature T cmpout that minimizes the primary energy, that is, the compressor 14 and the boiler device BLR. It can be seen that there is an optimum output ratio.

下記表１に、図３において一次エネルギーが最小となるとき（破線の丸印を付して示す位置）の入口温度と出口温度を示す。このようにして得られた表１の関係から、図２に示した検定曲線を得ることができる。図２に示したグラフは、表１に示す入口温度と出口温度をプロットするとともに、二次関数でカーブフィッティングした検定曲線である。なお、検定曲線の作成方法は、複数のプロットをカーブフィッティングする方法に限られず、プロット間を補完する方法で作成することもできる。   Table 1 below shows the inlet temperature and the outlet temperature when the primary energy is minimum in FIG. 3 (the position indicated by the dotted circle). The test curve shown in FIG. 2 can be obtained from the relationship shown in Table 1 thus obtained. The graph shown in FIG. 2 is a test curve obtained by plotting the inlet temperature and the outlet temperature shown in Table 1 and curve fitting with a quadratic function. The method for creating the test curve is not limited to the method of curve fitting of a plurality of plots, and can be created by a method of complementing between plots.

Figure 0005742306
Figure 0005742306

以上に説明した第１の形態の制御装置７０によれば、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinに対して加熱システムＳ１の一次エネルギーを最小とする出口温度Ｔcmpoutを設定した検定曲線を備えているので、外気の温度や加熱室１２の出口部１２２における排気温度が変動したときに、設定すべき出口温度Ｔcmpoutを容易かつ迅速に取得することができる。そして、かかる出口温度に基づいてヒートポンプ装置ＨＰの出力を制御するとともに、加熱室１２の設定入口温度となるようにボイラ装置ＢＬＲの出力を制御することで、一次エネルギー最小の運転状態を容易に得ることができる。 According to the control device 70 of the first embodiment described above, the test curve in which the outlet temperature T cmpout that minimizes the primary energy of the heating system S1 is set with respect to the inlet temperature T cmpin of the compressor 14 is provided. Therefore, when the temperature of the outside air or the exhaust temperature at the outlet 122 of the heating chamber 12 fluctuates, the outlet temperature T cmpout to be set can be acquired easily and quickly. And while controlling the output of heat pump apparatus HP based on this exit temperature, by controlling the output of boiler apparatus BLR so that it may become setting inlet temperature of heating chamber 12, the operation state with the minimum primary energy is obtained easily. be able to.

＜制御装置の第２形態＞
先の第１形態では、一次エネルギーが最小となる入口温度Ｔcmpinと出口温度Ｔcmpoutとの関係を予め設定した検定曲線を用いる場合について説明したが、制御装置７０が、上記検定曲線の作成と同様の演算処理を実行する演算装置を備える構成とすることもできる。
すなわち、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinが与えられたときに、先に示したステップ１〜１０の演算を実行することにより、加熱システムＳ１の一次エネルギーが最小となる出口温度Ｔcmpoutを探索する目標値探索計算を実施する演算装置を備えた構成である。 <Second form of control device>
In the first embodiment, the case where a test curve in which the relationship between the inlet temperature T cmpin and the outlet temperature T cmpout that minimizes the primary energy is used in advance has been described. However, the control device 70 creates the test curve. It can also be set as the structure provided with the arithmetic unit which performs the same arithmetic processing.
That is, when the inlet temperature Tcmpin of the compressor 14 is given, the outlet temperature Tcmpout that minimizes the primary energy of the heating system S1 is searched for by performing the above-described calculations of Steps 1-10. It is the structure provided with the arithmetic unit which performs target value search calculation.

このように制御装置７０における演算処理によって最適な出口温度Ｔcmpoutを算出する構成とした場合にも、かかる出口温度Ｔcmpoutに基づいてヒートポンプ装置ＨＰの出力を制御し、加熱室１２の設定入口温度に昇温するための不足熱量をボイラ装置ＢＬＲで賄うようにボイラ装置ＢＬＲの出力を制御することで、一次エネルギー最小の状態で加熱システムＳ１を運転することができる。
第２形態のように演算装置を備えた構成とすることで、入口温度Ｔcmpinに対してより正確に出口温度Ｔcmpoutを計算することができ、より最適な状態で加熱システムＳ１を運転することが可能となる。 Even when the optimum outlet temperature T cmpout is calculated by the arithmetic processing in the control device 70 as described above, the output of the heat pump device HP is controlled based on the outlet temperature T cmpout and the set inlet temperature of the heating chamber 12 is set. By controlling the output of the boiler device BLR so that the shortage of heat for raising the temperature to the temperature is covered by the boiler device BLR, the heating system S1 can be operated with a minimum primary energy.
By adopting a configuration equipped with an arithmetic unit as in the second embodiment, the outlet temperature T cmpout can be calculated more accurately with respect to the inlet temperature T cmpin , and the heating system S1 is operated in a more optimal state. Is possible.

なお、本実施形態で説明した運転条件の最適化動作は、外気の温度又は加熱室１２の排気温度が変動する度に行うことが好ましい。かかる最適化動作を実行するためのしきい値となる温度の変動幅は、１℃〜１０℃程度の範囲内で適宜設定することができる。   Note that the operation condition optimization operation described in the present embodiment is preferably performed every time the temperature of the outside air or the exhaust temperature of the heating chamber 12 fluctuates. The fluctuation range of the temperature serving as a threshold value for executing the optimization operation can be appropriately set within a range of about 1 ° C to 10 ° C.

また本実施形態では、加熱システムＳ１の一次エネルギーを最小化する出口温度Ｔcmpoutを設定する場合について説明したが、最適な運転状態を得るための目標パラメータとしては、一次エネルギーの他に、運転コスト又はＣＯ２排出量を用いることができる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the exit temperature Tcmpout which minimizes the primary energy of heating system S1 was set, as a target parameter for obtaining an optimal operation state, in addition to primary energy, operation cost Alternatively, CO 2 emissions can be used.

目標パラメータとして運転コストを用いる場合には、ステップ７においてヒートポンプ装置ＨＰの一次エネルギーから電力コストを算出するとともに、ステップ９においてボイラ装置ＢＬＲの一次エネルギーから燃料コストを算出する。そして、ステップ１０においてこれらの電力コストと燃料コストを合算したものを運転コストとし、この運転コストを最小化するための出口温度Ｔcmpoutを探索すればよい。 When using the operating cost as the target parameter, the power cost is calculated from the primary energy of the heat pump device HP in Step 7 and the fuel cost is calculated from the primary energy of the boiler device BLR in Step 9. Then, in step 10, the sum of these electric power cost and fuel cost is set as the operation cost, and the outlet temperature T cmpout for minimizing this operation cost may be searched.

一方、目標パラメータとしてＣＯ２排出量を用いる場合には、ステップ７においてヒートポンプ装置ＨＰの一次エネルギーからＣＯ２排出量を算出するとともに、ステップ９においてボイラ装置ＢＬＲの一次エネルギーからＣＯ２排出量を算出する。そして、ステップ１０において合計のＣＯ２排出量を最小化するための出口温度Ｔcmpoutを探索すればよい。 Calculating the other hand, in the case of using the CO 2 emissions as a target parameter, calculates the CO 2 emissions from the primary energy of the heat pump apparatus HP in step 7, the CO 2 emissions from the primary energy of the boiler apparatus BLR in step 9 To do. In step 10, the outlet temperature T cmpout for minimizing the total CO 2 emission amount may be searched.

また本実施形態では、圧縮機１４の入口温度Ｔcmpinから、設定すべき出口温度Ｔcmpoutを取得する検定曲線あるいは演算装置を備えた構成について説明したが、設定すべきパラメータを変更することもできる。例えば、出口温度Ｔcmpoutに代えて、第１の熱交換器１８の低温側出口部１８４における加熱空気の温度Ｔhpoutや、圧縮機１４の出口部における圧力ｐcmpoutを用いてもよい。これらのパラメータもヒートポンプ装置ＨＰの出力を示すものであるため、出口温度Ｔcmpoutと同様に用いることができる。 In the present embodiment, the configuration including the test curve or the arithmetic unit for obtaining the outlet temperature T cmpout to be set from the inlet temperature T cmpin of the compressor 14 has been described, but the parameter to be set can be changed. . For example, instead of the outlet temperature T CMPOUT, and the temperature T HPOUT of the heated air in the cold side outlet 184 of the first heat exchanger 18, may be used a pressure p CMPOUT at the outlet of the compressor 14. Since these parameters also indicate the output of the heat pump device HP, they can be used similarly to the outlet temperature T cmpout .

また本実施形態では、加熱室１２に供給される加熱空気の温度が１５０℃であるとして説明したが、これに限られるものではない。加熱室１２に供給される加熱空気の温度は、例えば、約９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、又は１８０℃以上とすることができる。   Moreover, although this embodiment demonstrated that the temperature of the heating air supplied to the heating chamber 12 was 150 degreeC, it is not restricted to this. The temperature of the heated air supplied to the heating chamber 12 can be, for example, about 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, or 180 ° C. or higher.

（変形例）
上記実施形態では、動力回収機１６を備えた構成としたが、熱交換器を用いて排熱を回収する方式のヒートポンプを備えた構成としてもよい。図４は、排熱回収型のヒートポンプ装置ＨＰを備えた加熱システム（産業用加熱システム）Ｓ２を示す図である。 (Modification)
In the said embodiment, although it was set as the structure provided with the motive power recovery machine 16, it is good also as a structure provided with the heat pump of the system which collect | recovers exhaust heat using a heat exchanger. FIG. 4 is a diagram showing a heating system (industrial heating system) S2 provided with an exhaust heat recovery type heat pump device HP.

図４に示す加熱システムＳ２は、圧縮機１４と、第１の熱交換器１８と、膨張弁２１と、第３の熱交換器２０とを配管を介して接続した作動媒体回路を有するヒートポンプ装置ＨＰと、第２の熱交換器１９と、ボイラ装置ＢＬＲと、加熱室１２と、制御装置７０と、を有する。
第３の熱交換器２０は、加熱室１２の排気が流通する高温側流路２０ａと、ヒートポンプ装置ＨＰの作動媒体が流通する低温側流路２０ｂとを有する。加熱室１２の排気は、高温側入口部２０３を介して高温側流路２０ａに導入され、高温側出口部２０４から外部へ排出される。作動媒体は、低温側入口部２０１を介して低温側流路２０ｂに導入され、低温側出口部２０２から外部へ排出される。 The heating system S2 shown in FIG. 4 includes a working medium circuit in which a compressor 14, a first heat exchanger 18, an expansion valve 21, and a third heat exchanger 20 are connected via a pipe. It has HP, the 2nd heat exchanger 19, the boiler apparatus BLR, the heating chamber 12, and the control apparatus 70. FIG.
The third heat exchanger 20 includes a high temperature side channel 20a through which the exhaust of the heating chamber 12 circulates and a low temperature side channel 20b through which the working medium of the heat pump apparatus HP circulates. Exhaust gas from the heating chamber 12 is introduced into the high temperature side channel 20a through the high temperature side inlet 203 and discharged from the high temperature side outlet 204 to the outside. The working medium is introduced into the low temperature side flow path 20b through the low temperature side inlet portion 201 and discharged from the low temperature side outlet portion 202 to the outside.

外気を取り入れる吸気部Ａは、第１の熱交換器１８の低温側入口部１８３に接続されている。第１の熱交換器１８の低温側出口部１８４は第２の熱交換器１９の高温側入口部１９１に接続されている。第２の熱交換器１９の高温側出口部１９２は、加熱室１２の入口部１２１に接続されている。加熱室１２の出口部１２２は、第３の熱交換器２０の高温側入口部２０３に接続されている。第３の熱交換器２０の高温側出口部２０４は排気部Ｂに接続されている。   The intake part A for taking in outside air is connected to the low temperature side inlet part 183 of the first heat exchanger 18. The low temperature side outlet 184 of the first heat exchanger 18 is connected to the high temperature side inlet 191 of the second heat exchanger 19. The high temperature side outlet 192 of the second heat exchanger 19 is connected to the inlet 121 of the heating chamber 12. The outlet 122 of the heating chamber 12 is connected to the high temperature side inlet 203 of the third heat exchanger 20. The high temperature side outlet 204 of the third heat exchanger 20 is connected to the exhaust B.

ヒートポンプ装置ＨＰにおいて、圧縮機１４で圧縮された作動媒体（空気でなくてもよい）は、第１の熱交換器１８の高温側入口部１８１から第１の熱交換器１８内に導入され、高温側流路１８ｂを流通する間に外気との熱交換される。高温側出口部１８２から排出された作動媒体は、膨張弁２１で断熱膨張された後、第３の熱交換器２０の低温側入口部２０１から内部へ導入され、低温側流路２０ｂを流通する間に、加熱室１２の排気と熱交換される。低温側出口部２０２から排出された作動媒体は圧縮機１４へ供給される。   In the heat pump apparatus HP, the working medium (not necessarily air) compressed by the compressor 14 is introduced into the first heat exchanger 18 from the high temperature side inlet 181 of the first heat exchanger 18, Heat is exchanged with the outside air while flowing through the high temperature side channel 18b. The working medium discharged from the high temperature side outlet portion 182 is adiabatically expanded by the expansion valve 21, and then introduced into the inside from the low temperature side inlet portion 201 of the third heat exchanger 20, and flows through the low temperature side flow path 20b. In the meantime, heat exchange with the exhaust of the heating chamber 12 is performed. The working medium discharged from the low temperature side outlet 202 is supplied to the compressor 14.

上記構成を備えた本例の加熱システムＳ２は、加熱室１２の排気から熱を汲み上げて外気を加熱するヒートポンプ装置ＨＰを備えた排熱回収型の加熱システムである。このような構成とした場合にも、先の実施形態の加熱システムＳ１と同様に、加熱対象物１２０の加熱用途に好適に用いることができる。また、制御装置７０によってヒートポンプ装置ＨＰとボイラ装置ＢＬＲの出力比が適切に制御されるため、加熱システムＳ２の一次エネルギー（あるいは運転コスト又はＣＯ２排出量）が最小の状態で運転することができる。 The heating system S2 of the present example having the above-described configuration is an exhaust heat recovery type heating system including a heat pump device HP that pumps heat from the exhaust of the heating chamber 12 and heats the outside air. Even when it is set as such a structure, it can use suitably for the heating use of the heating target object 120 similarly to heating system S1 of previous embodiment. Moreover, since the output ratio of the heat pump device HP and the boiler device BLR is appropriately controlled by the control device 70, the primary energy (or operation cost or CO 2 emission amount) of the heating system S2 can be operated in a minimum state. .

本実施形態の場合、ヒートポンプ装置ＨＰの作動媒体回路が、吸気部Ａから排気部Ｂまでの空気流路と分離されているので、ヒートポンプ装置ＨＰの構成部材の動作不具合が生じにくくなる。例えば、加熱室１２の排気は加熱対象物１２０の構成成分や付着成分を含んでいる場合があり、特に腐食性物質を含んでいる場合には、圧縮機１４の不具合の原因となる可能性がある。これに対して、本実施形態の構成では、圧縮機１４には密閉系の作動媒体のみが流入するので、上記のような不具合は生じない。   In the case of the present embodiment, the working medium circuit of the heat pump device HP is separated from the air flow path from the intake portion A to the exhaust portion B, so that the malfunction of the constituent members of the heat pump device HP is less likely to occur. For example, the exhaust from the heating chamber 12 may contain constituent components and adhering components of the heating object 120, and in particular, if it contains a corrosive substance, it may cause a malfunction of the compressor 14. is there. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, only the closed working medium flows into the compressor 14, so that the above problems do not occur.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment. The numerical value used in the above description is an example, and the present invention is not limited to this. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１２…加熱室、１４…圧縮機、１８…第１の熱交換器、１９…第２の熱交換器、２０…第３の熱交換器、７０…制御装置、ＨＰ…ヒートポンプ装置、Ｓ１，Ｓ２…加熱システム（産業用加熱システム）、１２０…加熱対象物、ＢＬＲ…ボイラ装置、Ｔcmpin…入口温度、Ｔcmpout…出口温度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Heating chamber, 14 ... Compressor, 18 ... 1st heat exchanger, 19 ... 2nd heat exchanger, 20 ... 3rd heat exchanger, 70 ... Control apparatus, HP ... Heat pump apparatus, S1, S2 ... heating system (industrial heating system), 120 ... heating object, BLR ... boiler equipment, T cmpin ... inlet temperature, T cmpout ... outlet temperature

Claims (6)

外気を取り入れて加熱空気を生成し、当該加熱空気を加熱室に供給する産業用加熱システムであって、
取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と、前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機と、を有するヒートポンプ装置と、
前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、前記圧縮機及び前記ボイラ装置を駆動制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の入口温度に対して、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を設定した検定曲線を用いて前記圧縮機の出力を制御し、
前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御することを特徴とする産業用加熱システム。 An industrial heating system that takes in outside air to generate heated air and supplies the heated air to a heating chamber,
A first heat exchanger that heats the outside air taken in, and a compressor that compresses the working medium that has recovered exhaust gas from the heating chamber or exhaust heat from the heating chamber and supplies the compressed working medium to the first heat exchanger. A heat pump device having
A second heat exchanger for heating the heated air generated in the first heat exchanger; a boiler device for supplying steam as a working medium to the second heat exchanger; the compressor and the boiler device And a control device for driving and controlling
The controller is
A calibration curve in which the outlet temperature of the compressor is set such that one target parameter selected from the primary energy of the industrial heating system, the operating cost, and the CO 2 emission amount is minimized with respect to the inlet temperature of the compressor. To control the output of the compressor,
An industrial heating system, wherein the output of the boiler device is controlled based on an outlet temperature of the compressor and an inlet temperature of the heating chamber. 外気を取り入れて加熱空気を生成し、当該加熱空気を加熱室に供給する産業用加熱システムであって、
取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と、前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機と、を有するヒートポンプ装置と、
前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、前記圧縮機及び前記ボイラ装置を駆動制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の出口温度を設定するパラメータ設定動作と、
前記圧縮機の入口温度及び設定した前記出口温度に基づいて前記圧縮機の圧力及び消費動力を計算する圧縮機演算動作と、
前記第１の熱交換器の伝熱計算により、前記第１の熱交換器の作動媒体の出口温度と、前記第１の熱交換器の出口における前記加熱空気の温度とを計算する熱交換器演算動作と、
前記圧縮機の消費動力に基づいて前記ヒートポンプ装置の一次エネルギーを算出するヒートポンプエネルギー演算動作と、
前記第１の熱交換器から出力される前記加熱空気を前記加熱室の入口温度にまで昇温するために必要な前記ボイラ装置の一次エネルギーを算出するボイラエネルギー演算動作と、
前記ヒートポンプ装置及び前記ボイラ装置のそれぞれの一次エネルギーに基づいて、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを算出する目標パラメータ算出動作と、
を前記圧縮機の出口温度を変化させつつ繰り返し実行することにより、前記目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を探索し、当該探索動作により取得された前記圧縮機の出口温度に基づいて前記圧縮機の出力を制御するヒートポンプ装置制御動作と、
取得された前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するボイラ装置制御動作と、
を実行することを特徴とする産業用加熱システム。 An industrial heating system that takes in outside air to generate heated air and supplies the heated air to a heating chamber,
A first heat exchanger that heats the outside air taken in, and a compressor that compresses the working medium that has recovered exhaust gas from the heating chamber or exhaust heat from the heating chamber and supplies the compressed working medium to the first heat exchanger. A heat pump device having
A second heat exchanger for heating the heated air generated in the first heat exchanger; a boiler device for supplying steam as a working medium to the second heat exchanger; the compressor and the boiler device And a control device for driving and controlling
The controller is
A parameter setting operation for setting the outlet temperature of the compressor;
A compressor operation for calculating the pressure and power consumption of the compressor based on the inlet temperature of the compressor and the set outlet temperature;
A heat exchanger that calculates the outlet temperature of the working medium of the first heat exchanger and the temperature of the heated air at the outlet of the first heat exchanger by calculating heat transfer of the first heat exchanger. Arithmetic operation,
A heat pump energy calculation operation for calculating primary energy of the heat pump device based on power consumed by the compressor;
A boiler energy calculation operation for calculating primary energy of the boiler device required to raise the temperature of the heated air output from the first heat exchanger to the inlet temperature of the heating chamber;
Based on the primary energy of each of the heat pump device and the boiler device, a target parameter calculation operation for calculating one target parameter selected from the primary energy of the industrial heating system, the operating cost, and the CO 2 emission amount;
Is repeatedly executed while changing the outlet temperature of the compressor, to search for the outlet temperature of the compressor that minimizes the target parameter, and based on the outlet temperature of the compressor acquired by the search operation A heat pump device control operation for controlling the output of the compressor;
A boiler device control operation for controlling the output of the boiler device based on the acquired outlet temperature of the compressor and the inlet temperature of the heating chamber;
An industrial heating system characterized by performing. 前記制御装置は、外気温又は前記加熱室の出口温度が変化したときに、前記ヒートポンプ装置及び前記ボイラ装置の出力制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の産業用加熱システム。   The industrial heating system according to claim 1 or 2, wherein the control device executes output control of the heat pump device and the boiler device when an outside air temperature or an outlet temperature of the heating chamber changes. . 前記制御装置は、前記圧縮機の出口温度、出口圧力、又は前記第１の熱交換器から出力される前記加熱空気の温度を調整パラメータとして前記圧縮機の出力制御を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用加熱システム。   The control device performs output control of the compressor using an outlet temperature, an outlet pressure of the compressor, or a temperature of the heated air output from the first heat exchanger as an adjustment parameter. The industrial heating system according to any one of claims 1 to 3. 加熱対象物を収容する加熱室と、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機とを有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、を有する産業用加熱システムの制御方法であって、
前記圧縮機の入口温度に対して、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を設定した検定曲線を用いて前記圧縮機の出力を制御するステップと、
前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するステップと、
を有することを特徴とする産業用加熱システムの制御方法。 The first heat exchange by compressing the heating chamber for storing the object to be heated, the first heat exchanger for heating the outside air taken in, and the exhaust of the heating chamber or the exhausted heat of the heating chamber. A heat pump device having a compressor to be supplied to the apparatus, a second heat exchanger for heating the heated air generated by the first heat exchanger, and steam as a working medium to the second heat exchanger. An industrial heating system control method comprising:
A calibration curve in which the outlet temperature of the compressor is set such that one target parameter selected from the primary energy of the industrial heating system, the operating cost, and the CO 2 emission amount is minimized with respect to the inlet temperature of the compressor. Using to control the output of the compressor;
Controlling the output of the boiler device based on the outlet temperature of the compressor and the inlet temperature of the heating chamber;
A method for controlling an industrial heating system, comprising: 加熱対象物を収容する加熱室と、取り入れた外気を加熱する第１の熱交換器と前記加熱室の排気又は前記加熱室の排熱を回収した作動媒体を圧縮して前記第１の熱交換器に供給する圧縮機とを有するヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換器で生成された加熱空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器に作動媒体として蒸気を供給するボイラ装置と、を有する産業用加熱システムの制御方法であって、
前記圧縮機の出口温度を設定するパラメータ設定ステップと、
前記圧縮機の入口温度及び設定した前記出口温度に基づいて前記圧縮機の圧力及び消費動力を計算する圧縮機演算ステップと、
前記第１の熱交換器の伝熱計算により、前記第１の熱交換器の作動媒体の出口温度と、前記第１の熱交換器の出口における前記加熱空気の温度とを計算する熱交換器演算ステップと、
前記圧縮機の消費動力に基づいて前記ヒートポンプ装置の一次エネルギーを算出するヒートポンプエネルギー演算ステップと、
前記第１の熱交換器から出力される前記加熱空気を前記加熱室の入口温度にまで昇温するために必要な前記ボイラ装置の一次エネルギーを算出するボイラエネルギー演算ステップと、
前記ヒートポンプ装置及び前記ボイラ装置のそれぞれの一次エネルギーに基づいて、当該産業用加熱システムの一次エネルギー、運転コスト、及びＣＯ２排出量から選ばれる一つの目標パラメータを算出する目標パラメータ算出ステップと、
を前記圧縮機の出口温度を変化させつつ繰り返し実行することにより、前記目標パラメータが最小となる前記圧縮機の出口温度を探索し、当該探索動作により取得された前記圧縮機の出口温度に基づいて前記圧縮機の出力を制御するヒートポンプ装置制御ステップと、
取得された前記圧縮機の出口温度と、前記加熱室の入口温度とに基づいて前記ボイラ装置の出力を制御するボイラ装置制御ステップと、
を有することを特徴とする産業用加熱システムの制御方法。 The first heat exchange by compressing the heating chamber for storing the object to be heated, the first heat exchanger for heating the outside air taken in, and the exhaust of the heating chamber or the exhausted heat of the heating chamber. A heat pump device having a compressor to be supplied to the apparatus, a second heat exchanger for heating the heated air generated by the first heat exchanger, and steam as a working medium to the second heat exchanger. An industrial heating system control method comprising:
A parameter setting step for setting the outlet temperature of the compressor;
A compressor calculation step for calculating the pressure and power consumption of the compressor based on the inlet temperature of the compressor and the set outlet temperature;
A heat exchanger that calculates the outlet temperature of the working medium of the first heat exchanger and the temperature of the heated air at the outlet of the first heat exchanger by calculating heat transfer of the first heat exchanger. A computation step;
A heat pump energy calculation step for calculating primary energy of the heat pump device based on power consumed by the compressor;
A boiler energy calculating step for calculating primary energy of the boiler device necessary for raising the temperature of the heated air output from the first heat exchanger to the inlet temperature of the heating chamber;
A target parameter calculation step for calculating one target parameter selected from the primary energy of the industrial heating system, the operating cost, and the CO 2 emission amount based on the primary energy of each of the heat pump device and the boiler device;
Is repeatedly executed while changing the outlet temperature of the compressor, to search for the outlet temperature of the compressor that minimizes the target parameter, and based on the outlet temperature of the compressor acquired by the search operation A heat pump device control step for controlling the output of the compressor;
A boiler device control step for controlling the output of the boiler device based on the acquired outlet temperature of the compressor and the inlet temperature of the heating chamber;
A method for controlling an industrial heating system, comprising:
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