JP5916436B2 - 推定装置、劣化判定装置、推定方法及び劣化判定方法 - Google Patents
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Description
上記事情に鑑み、本発明は、より少ない計算コストで冷却塔の劣化を判定する技術の提供を目的としている。
アプローチ=冷却水出口温度−冷却塔の入口空気の湿球温度
負荷率=F(WB,冷却水流量)
冷却能力=冷却水流量×(冷却水入口温度−冷却水出口温度)
前記パラメータ算出部は、前記関係に基づいて前記他のパラメータの実測値を算出し、前記推定部は、前記実測値に基づいて、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの理想値を前記パラメータマップに基づいて推定し、前記推定部の推定結果と、前記推定部が理想値を推定する対象となるパラメータの実測値と、をタイムチャートとして出力装置に表示させる推定装置である。
アプローチ=冷却水出口温度−冷却塔の入口空気の湿球温度
負荷率=F(WB,冷却水流量)
冷却能力=冷却水流量×(冷却水入口温度−冷却水出口温度)
前記パラメータ算出ステップにおいて、前記コンピュータは、前記関係に基づいて前記他のパラメータの実測値を算出し、前記推定ステップにおいて、前記コンピュータは、前記実測値に基づいて、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの理想値を前記パラメータマップに基づいて推定し、前記コンピュータは、前記推定ステップにおける推定結果と、前記推定ステップにおける理想値を推定する対象となるパラメータの実測値と、をタイムチャートとして出力装置に表示させる推定方法である。
図1は、冷却システム1のシステム構成を示すシステム構成図である。冷却システム1は、本発明の第一実施形態である劣化判定装置50による劣化判定の対象となるシステムである。冷却システム1は、制御装置10、冷却塔20、冷却水ポンプ30、冷却水配管31、冷凍機40を備える。
冷却塔20は、ファン21を備える。ファン21は、制御装置10の制御にしたがった回転周波数で回転し、冷却水配管31から冷却塔20へ導入された水を冷却する。冷却塔20は、冷却された水を、冷却水配管31を介して冷却水ポンプ30へ出力する。冷却水ポンプ30は、冷却塔20から出力された冷却水を、冷凍機40を介して冷却塔20まで送り出す。冷凍機40は、冷却水配管31を流れる冷却水を導入し、冷凍機40内部の温度を低温に維持する。冷凍機40内を流れた冷却水は、冷却水ポンプ30の力によって冷却塔20まで到達する。冷却塔20まで到達した冷却水は、再び冷却塔20によって冷却され、冷却水配管31へ出力される。
そこで、以下の説明では、冷却能力、アプローチ、負荷率の3つのパラメータの実測値に基づいて、図3のパラメータマップから冷却塔20のファン21の回転周波数の指令値(監視パラメータ)の理想値を取得するように構成された劣化判定装置50について説明する。
パラメータ算出部52は、複数の数値の入力を受け付ける。そして、パラメータ算出部52は、入力されたパラメータに基づいて、パラメータマップが示すN個のパラメータのうち(N−1)個のパラメータの値を取得する。マップ記憶部51が図3に示されるパラメータマップを記憶している場合、N=4であるため、パラメータ算出部52は3個のパラメータの値を取得する。
負荷率=F(WB,冷却水流量)・・・(式2)
冷却能力=冷却水流量×(冷却水入口温度−冷却水出口温度)・・・(式3)
上述した具体例では、監視パラメータはファンの回転周波数の指令値であるが、監視パラメータはファンの回転周波数の指令値に限定される必要は無い。例えば、監視パラメータは冷却塔20の冷却能力であっても良い。この場合、パラメータ算出部52は、冷却能力に代えてファンの回転周波数の指令値を取得する。推定部53は、パラメータマップに基づいて、冷却能力の理想値を推定する。劣化判定部54の減算器541には、冷却能力の実測値が入力され、減算器541は推定値から実測値を減算する。そして、比較器542が減算結果の値と劣化判定閾値とを比較し、比較結果に応じて判定部543が判定する。この場合に用いられる劣化判定閾値は、回転周波数の指令値が用いられる場合の劣化判定閾値とは異なる。また、推定されるパラメータは他のパラメータであっても良い。ただし、WBの値は推定ができないため、WBの値は推定されることなくパラメータ算出部52に実測値が入力される。
図4は、本発明の第二実施形態の劣化判定装置50が劣化判定の対象とする冷却システム1aのシステム構成を示すシステム構成図である。冷却システム1aは、複数の冷却塔20、還水ヘッダ61、冷却水ポンプ30、冷却水配管31、冷凍機40、送水ヘッダ62、冷却水バイパス弁63を備える。第二実施形態の劣化判定装置50は、冷却システム1aに含まれる起動中の複数台の冷却塔20を仮想的に1台の冷却塔(以下、「仮想冷却塔」という。)とみなし、パラメータマップに基づいて推定値を取得する。その上で、第二実施形態の劣化判定装置50は、仮想冷却塔において劣化が生じているか否か判定する。第二実施形態の劣化判定装置50は、仮想冷却塔に劣化が生じていると判定した場合、仮想冷却塔に含まれる複数の冷却塔20の少なくとも1台に劣化が生じていると判定する。
仮想冷却塔の冷却能力=起動中の各冷却塔20の冷却能力の合計値
=起動中の冷凍機40の冷却能力 ・・・(式4)
図4には冷凍機40が1台だけ記載されているが、第二実施形態における冷却システム1aは複数台の冷凍機40が接続されても良い。この場合、複数台の冷凍機40を仮想的に1台の冷凍機(以下、「仮想冷凍機」という。)とみなして、パラメータマップが生成される。
仮想冷却塔の冷却能力=起動中の各冷却塔20の冷却能力の合計値
=起動中の各冷凍機40の冷却能力の合計値
=仮想冷凍機の冷却能力 ・・・(式5)
冷却水流量=起動中の各冷凍機40の冷却水流量
=仮想冷凍機の冷却水流量 ・・・(式6)
負荷率=起動中の冷凍機40の負荷の合計値/起動中の各冷凍機の定格負荷の合計値
・・・(式7)
第三実施形態における劣化判定装置50は、出力装置に対して推定部53の推定結果と監視パラメータの実測値とを出力する。出力装置は、劣化判定装置50に接続された不図示の装置であり、劣化判定装置50のユーザ(例えば冷却システム1の管理者)に対してデータの出力を行う。出力装置は、例えば画像や文字を画面に出力する装置を用いて構成されても良い。例えば、出力装置は、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescent)ディスプレイ等を用いて構成できる。また、出力装置は、画像や文字をシートに印刷(印字)する装置を用いて構成されても良い。例えば、出力装置は、インクジェットプリンタやレーザープリンタ等を用いて構成できる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
Claims (5)
- 冷却塔に関する複数のパラメータの理想値の関係の情報を示すパラメータマップを予め記憶するマップ記憶部と、
前記冷却塔に関する複数のパラメータの実測値及び前記パラメータマップに基づいて、前記パラメータの理想値を推定する推定部と、
を備え、
前記パラメータのうち、一部のパラメータの実測値の入力を受け付け、他のパラメータの実測値を算出するパラメータ算出部をさらに備え、
前記マップ記憶部は、以下の関係を有する前記パラメータ(前記冷却塔におけるファンの回転周波数の指令値、前記冷却塔の冷却能力、アプローチ、負荷率、前記冷却塔の入口空気の湿球温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、冷却水流量のいずれか複数を含む)の理想値の関係の情報を示すパラメータマップを予め記憶し、
アプローチ=冷却水出口温度−冷却塔の入口空気の湿球温度
負荷率=F(WB,冷却水流量)
冷却能力=冷却水流量×(冷却水入口温度−冷却水出口温度)
前記パラメータ算出部は、前記関係に基づいて前記他のパラメータの実測値を算出し、
前記推定部は、前記実測値に基づいて、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの理想値を前記パラメータマップに基づいて推定し、
前記推定部の推定結果と、前記推定部が理想値を推定する対象となるパラメータの実測値と、をタイムチャートとして出力装置に表示させる推定装置。 - 前記パラメータ算出部は、前記冷却塔が複数接続されている場合に、接続されている各冷却塔の冷却能力を合計することによって、前記冷却能力の実測値を算出する、請求項1に記載の推定装置。
- 請求項1又は2に記載の推定装置と、
前記推定部によって得られた前記理想値と、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの実測値と、に基づいて前記冷却塔の劣化を判定する劣化判定部と、
を備える劣化判定装置。 - コンピュータが、
冷却塔に関する複数のパラメータの理想値の関係の情報を示すパラメータマップを予め記憶するマップ記憶部から前記パラメータマップを読み出すステップと、
前記冷却塔に関する複数のパラメータの実測値及び前記パラメータマップに基づいて、前記パラメータの理想値を推定するステップと、
を有し、
前記パラメータのうち、一部のパラメータの実測値の入力を受け付け、他のパラメータの実測値を算出するパラメータ算出ステップをさらに有し、
前記マップ記憶部は、以下の関係を有する前記パラメータ(前記冷却塔におけるファンの回転周波数の指令値、前記冷却塔の冷却能力、アプローチ、負荷率、前記冷却塔の入口空気の湿球温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、冷却水流量のいずれか複数を含む)の理想値の関係の情報を示すパラメータマップを予め記憶し、
アプローチ=冷却水出口温度−冷却塔の入口空気の湿球温度
負荷率=F(WB,冷却水流量)
冷却能力=冷却水流量×(冷却水入口温度−冷却水出口温度)
前記パラメータ算出ステップにおいて、前記コンピュータは、前記関係に基づいて前記他のパラメータの実測値を算出し、
前記推定ステップにおいて、前記コンピュータは、前記実測値に基づいて、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの理想値を前記パラメータマップに基づいて推定し、
前記コンピュータは、前記推定ステップにおける推定結果と、前記推定ステップにおける理想値を推定する対象となるパラメータの実測値と、をタイムチャートとして出力装置に表示させる推定方法。 - 請求項4に記載の推定方法の各ステップと、
コンピュータが、前記推定ステップによって得られた前記理想値と、前記一部のパラメータ及び前記他のパラメータとは異なるパラメータの実測値と、に基づいて前記冷却塔の劣化を判定する劣化判定ステップと、
を有する劣化判定方法。
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