JP6881202B2 - 台数制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、台数制御装置に関する。

特許文献１に開示されているように、並列に設置された複数の流体加熱機の運転台数を負荷の状況に基づいて制御する台数制御が知られている。複数の流体加熱機と負荷とは、流体供給ライン及び流体戻りラインにより接続される。複数の流体加熱機から送出された流体は、流体供給ラインを介して負荷に供給される。負荷から送出された流体は、流体戻りラインを介して複数の流体加熱機に戻される。流体は、流体加熱機と負荷との間を循環する。

特開平１１−２７０９０９号公報

台数制御は、複数の流体加熱機を流れる流体の流量が均等であることを前提として実施される。しかし、例えば流体加熱機の流路に発生するスラッジ等に起因して、複数の流体加熱機を流れる流体の流量が不均等になる可能性がある。複数の流体加熱機を流れる流体の流量が不均等になると、運転する流体加熱機を切り換えたとき、負荷に供給される流体の温度が変動する可能性がある。

本発明の態様は、負荷に供給される流体の温度の変動を抑制できる台数制御装置を提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、複数の流体加熱機から送出され流体供給ラインにおいて合流した流体の温度を示す供給温度を取得する供給温度取得部と、複数の流体加熱機のそれぞれから送出される前記流体の流量を調整可能な流量調整機構を制御する流量制御部と、を備え、前記流量制御部は、１台の前記流体加熱機が前記流体を加熱する加熱状態であり他の前記流体加熱機が前記流体の加熱を停止する停止状態である特定条件において取得された前記供給温度に基づいて、前記流量調整機構を制御する、台数制御装置が提供される。

本発明の態様によれば、負荷に供給される流体の温度の変動を抑制できる台数制御装置が提供される。

図１は、本実施形態に係るボイラシステムの一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係る台数制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、本実施形態に係る特定条件の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係る台数制御方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、本実施形態に係る台数制御方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［ボイラシステム］
図１は、本実施形態に係るボイラシステム１の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、ボイラシステム１は、並列に設置された複数のボイラ１０と、負荷２と接続され、複数のボイラ１０のそれぞれから送出された流体が流れる流体供給ライン３と、複数のボイラ１０のそれぞれと接続され、負荷２から送出された流体が流れる流体戻りライン４と、循環ポンプ５と、流体供給ライン３における流体の温度を示す供給温度Ｔｏａを検出する供給温度センサ６と、流体戻りライン４における流体の温度を示す戻り温度Ｔｉを検出する戻り温度センサ７と、複数のボイラ１０のそれぞれから送出される流体の流量Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）を調整可能な複数の流量調整機構２０と、複数のボイラ１０のそれぞれから送出される流体の温度を示す出口温度Ｔｏ（Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔｏ３）を検出する複数の出口温度センサ３０と、複数のボイラ１０のそれぞれに設けられる個別制御装置４０と、複数の個別制御装置４０のそれぞれに台数制御信号を出力する台数制御装置１００と、を備える。

ボイラ１０は、流体を加熱する流体加熱機である。本実施形態において、ボイラ１０は、水を加熱して温水を生成する温水ボイラである。以下の説明においては、ボイラシステム１を流れる流体を適宜、水、と称する。

本実施形態においては、３台のボイラ１０が並列に設置されることとする。以下の説明においては、３台のボイラ１０のそれぞれを適宜、第１ボイラ１１、第２ボイラ１２、及び第３ボイラ１３、と称する。

本実施形態において、流量調整機構２０は、モータバルブである。以下の説明においては、流量調整機構２０を適宜、モータバルブ２０、と称する。また、以下の説明においては、第１ボイラ１１から送出される水の流量を調整可能なモータバルブ２０を適宜、第１モータバルブ２１、と称し、第２ボイラ１２から送出される水の流量を調整可能なモータバルブ２０を適宜、第２モータバルブ２２、と称し、第３ボイラ１３から送出される水の流量を調整可能なモータバルブ２０を適宜、第３モータバルブ２３、と称する。

また、以下の説明においては、第１ボイラ１１から送出される水の出口温度Ｔｏ１を検出する出口温度センサ３０を適宜、第１出口温度センサ３１、と称し、第２ボイラ１２から送出される水の出口温度Ｔｏ２を検出する出口温度センサ３０を適宜、第２出口温度センサ３２、と称し、第３ボイラ１３から送出される水の出口温度Ｔｏ３を検出する出口温度センサ３０を適宜、第３出口温度センサ３３、と称する。

また、以下の説明においては、第１ボイラ１１に設けられる個別制御装置４０を適宜、第１個別制御装置４１、と称し、第２ボイラ１２に設けられる個別制御装置４０を適宜、第２個別制御装置４２、と称し、第３ボイラ１３に設けられる個別制御装置４０を適宜、第３個別制御装置４３、と称する。

ボイラ１０は、例えば貫流ボイラである。ボイラ１０は、出口管８を介して流体供給ライン３と接続される。また、ボイラ１０は、入口管９を介して流体戻りライン４と接続される。

ボイラ１０から送出された水は、出口管８を介して流体供給ライン３に供給される。複数のボイラ１０のそれぞれから送出された水は、流体供給ライン３において合流する。流体供給ライン３は、負荷２と接続される。複数のボイラ１０から送出され流体供給ライン３において合流した水は、負荷２に供給される。負荷２から送出された水は、流体戻りライン４を介して入口管９に供給される。流体戻りライン４は、入口管９を介して複数のボイラ１０のそれぞれと接続される。負荷２から送出され流体戻りライン４を流れた水は、複数のボイラ１０のそれぞれに供給される。水は、ボイラ１０と負荷２との間を循環する。

ボイラ１０は、入口管９からの水が流れる水管と、バーナ１５が設置される燃焼室１６とを有する。バーナ１５は、燃料を燃焼室１６に噴射する。バーナ１５から噴射された燃料が燃焼することにより火炎が生成される。水管を流れる水は、火炎によって加熱される。

循環ポンプ５は、流体戻りライン４に設けられる。なお、循環ポンプ５は、流体供給ライン３に設けられてもよい。循環ポンプ５の作動により、水は、ボイラ１０、流体供給ライン３、負荷２、及び流体戻りライン４を含む循環系において循環する。

供給温度センサ６は、複数のボイラ１０から送出され流体供給ライン３において合流した水の温度を示す供給温度Ｔｏａを検出する。供給温度Ｔｏａは、第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれから送出され合流した後の水の温度であり、流体供給ライン３から負荷２に供給される水の温度である。供給温度センサ６は、複数の出口管８と流体供給ライン３との接続部よりも負荷２側において、給水温度Ｔｏａを検出する。

戻り温度センサ７は、負荷２から流体戻りライン４に送出された水の温度を示す戻り温度Ｔｉを検出する。戻り温度Ｔｉは、第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれに分流される前の水の温度であり、流体戻りライン４から第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれに供給される水の温度である。戻り温度センサ７は、複数の入口管９と流体戻りライン４との接続部よりも負荷２側において、戻り温度Ｔｉを検出する。

モータバブル２０は、ボイラ１０から流体供給ライン３に送出される単位時間当たりの水の流量Ｑを調整する。本実施形態において、モータバルブ２０は、入口管９に設けられ、ボイラ１０に流入する水の流量Ｑを調整することによって、ボイラ１０から送出される水の流量Ｑを調整する。なお、モータバルブ２０は、出口管８に設けられてもよい。モータバルブ２０から出口管８に設けられることによっても、ボイラ１０から流体供給ライン３に送出される単位時間当たりの水の流量Ｑを調整することができる。

第１モータバルブ２１は、第１ボイラ１１から出口管８を介して流体供給ライン３に送出される単位時間当たりの水の流量Ｑ１を調整する。第２モータバルブ２２は、第２ボイラ１２から出口管８を介して流体供給ライン３に送出される単位時間当たりの水の流量Ｑ２を調整する。第３モータバルブ２３は、第３ボイラ１３から出口管８を介して流体供給ライン３に送出される単位時間当たりの水の流量Ｑ３を調整する。

第１出口温度センサ３１は、第１ボイラ１１に接続された出口管８において、第１ボイラ１１の出口温度Ｔｏ１を検出する。第２出口温度センサ３２は、第２ボイラ１２に接続された出口管８において、第２ボイラ１２の出口温度Ｔｏ２を検出する。第３出口温度センサ３３は、第３ボイラ１３に接続された出口管８において、第３ボイラ１３の出口温度Ｔｏ３を検出する。

台数制御装置１００は、並列に設置された複数のボイラ１０の運転台数を負荷２の状況に基づいて制御する。台数制御装置１００は、複数の個別制御装置４０のそれぞれにボイラ１０の運転状態を制御させる台数制御信号を出力する。個別制御装置４０は、ボイラ１０の運転状態を制御するための個別制御信号をボイラ１０に出力する。個別制御装置４０は、その個別制御装置４０が設けられているボイラ１０に個別制御信号を出力する。ボイラ１０の運転状態は、個別制御装置４０に個別に制御される。

台数制御装置１００は、ボイラ１０が水を加熱する加熱状態と、水の加熱を停止する停止状態との一方から他方に切り換え可能である。ボイラ１０が加熱状態であるとは、ボイラ１０が運転状態（燃焼状態）であることを含む。ボイラ１０が停止状態であるとは、ボイラ１０が運転停止状態（燃焼停止状態）であることを含む。

台数制御装置１００は、複数の個別制御装置４０のそれぞれに少なくともボイラ１０の燃焼量を制御させる台数制御信号を出力する。燃焼量［ｋｃａｌ／ｈ］とは、ボイラ１０の燃焼室１６において単位時間当たりに発生する熱量をいう。台数制御装置１００は、バーナ１５から噴射させる単位時間当たりの燃料噴射量を制御することにより、燃焼量を制御する。バーナ１５からの燃料噴射量が多いほど、燃焼量は高くなる。バーナ１５からの燃料噴射量が少ないほど、燃焼量は低くなる。

ボイラ１０が加熱状態において、入口管９からボイラ１０に供給された水は、ボイラ１０において加熱される。水が加熱されることにより生成された温水は、ボイラ１０から出口管８に送出される。ボイラ１０が停止状態において、入口管９からボイラ１０に供給された水は、ボイラ１０において加熱されることなく、ボイラ１０から出口管８に送出される。

［台数制御装置］
図２は、本実施形態に係る台数制御装置１００の一例を示す機能ブロック図である。台数制御装置１００は、コンピュータシステムを含む。台数制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置１００Ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリ及びＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリを含む記憶装置１００Ｂと、信号又はデータを送受信可能な入出力回路を含む入出力インターフェース１００Ｃとを有する。

個別制御装置４０（４１，４２，４３）は、コンピュータシステムを含み、演算処理装置と、記憶装置と、入出力インターフェースとを有する。

入出力インターフェース１００Ｃは、供給温度センサ６、戻り温度センサ７、及び出口温度センサ３０（３１，３２，３３）のそれぞれと接続される。また、入出力インターフェース１００Ｃは、モータバルブ２０（２１，２２，２３）、及び個別制御装置４０（４１，４２，４３）のそれぞれと接続される。

演算処理装置１００Ａは、供給温度取得部１００と、戻り温度取得部１０２と、出口温度取得部１０３と、流量制御部１０４と、燃焼制御部１０５とを有する。

記憶装置１００Ｂは、燃焼量記憶部１０６と、制御量記憶部１０７とを有する。

供給温度取得部１０１は、複数のボイラ１０から送出され流体供給ライン３において合流した水の温度を示す供給温度Ｔｏａを供給温度センサ６から取得する。

戻り温度取得部１０２は、負荷２から流体戻りライン４に送出された水の温度を示す戻り温度Ｔｉを戻り温度センサ７から取得する。

出口温度取得部１０３は、複数のボイラ１０のそれぞれから送出される水の温度を示す出口温度Ｔｏを出口温度センサ３０から取得する。出口温度取得部１０３は、第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれから送出される水の出口温度Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔｏ３を、第１，第２，第３出口温度センサ３１，３２，３３のそれぞれから取得する。

流量制御部１０４は、複数のボイラ１０のそれぞれから送出される水の流量Ｑを調整可能なモータバルブ２０を制御する。流量制御部１０４は、第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３から送出される流体の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を調整可能な第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれを制御する制御信号を出力する。

流量制御部１０４は、１台のボイラ１０が水を加熱する加熱状態であり他の２台のボイラ１０が水の加熱を停止する停止状態である特定条件において取得された供給温度Ｔｏａに基づいて、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３を制御する。

また、流量制御部１０４は、負荷２における水の目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３を制御する。すなわち、流量制御部１０４は、特定条件において取得された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔの水が負荷２に供給されるように、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３の制御量を決定して、流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を制御する。本実施形態において、モータバルブ２０（２１，２２，２３）の制御量は、モータバルブ２０の開度を含む概念である。

燃焼制御部１０５は、出口温度取得部１０３に取得された出口温度Ｔｏに基づいて、加熱状態のボイラ１０から送出される水の出口温度Ｔｏが規定温度Ｔｒになるように、加熱状態のボイラ１０を制御する。燃焼制御部１０５は、出口温度取得部１０３に取得された出口温度Ｔｏに基づいて、加熱状態のボイラ１０から送出される出口温度Ｔｏが規定温度Ｔｒになるように、加熱状態のボイラ１０に設けられている台数制御装置４０に台数制御信号を出力して、加熱状態のボイラ１０の燃焼量を調整する。

［特定条件］
図３は、本実施形態に係る特定条件の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態において、特定条件は、第１特定条件、第２特定条件、及び第３特定条件を含む。第１特定条件とは、第１ボイラ１１が加熱状態であり、第２，第３ボイラ１２，１３が停止状態である特定条件をいう。第２特定条件とは、第２ボイラ１２が加熱状態であり、第１，第３ボイラ１１，１３が停止状態である特定条件をいう。第３特定条件とは、第３ボイラ１３が加熱状態であり、第１，第２ボイラ１１，１２が停止状態である特定条件をいう。

なお、特定条件は、ボイラ１０の台数に基づいて変化する。例えば、ボイラ１０が４台設置される場合、特定条件は４パターン存在する。

［出口温度の調整］
燃焼制御部１０５は、ボイラ１０の燃焼量を制御することによって、ボイラ１０から送出される水の出口温度Ｔｏを制御する。燃焼制御部１０５は、出口温度センサ３０で検出された出口温度Ｔｏに基づいて、加熱状態のボイラ１０から送出される水の出口温度Ｔｏが規定温度Ｔｒになるように、ボイラ１０の燃焼量を制御する。

第１ボイラ１１が加熱状態である第１特定条件において、燃焼制御部１０５は、第１出口温度センサ３１で検出された第１出口温度Ｔｏ１に基づいて、加熱状態の第１ボイラ１１から送出される水の第１出口温度Ｔｏ１が規定温度Ｔｒになるように、第１ボイラ１１の燃焼量を調整するための台数制御信号を第１個別制御装置４１に出力する。例えば規定温度Ｔｒが９０［℃］である場合、燃焼制御部１０５は、第１ボイラ１１が加熱状態である第１特定条件において、第１ボイラ１１の第１出口温度Ｔｏ１が９０［℃］になるように、第１出口温度センサ３１で検出された出口温度Ｔｏ１に基づいて、第１ボイラ１１の燃焼量を制御する。

同様に、第２ボイラ１２が加熱状態である第２特定条件において、燃焼制御部１０５は、第２出口温度センサ３２で検出された第２出口温度Ｔｏ２に基づいて、加熱状態の第２ボイラ１２の送出される水の第２出口温度Ｔｏ２が規定温度Ｔｒである９０［℃］になるように、第２ボイラ１２の燃焼量を調整するための台数制御信号を第２個別制御装置４２に出力する。また、第３ボイラ１３が加熱状態である第３特定条件において、燃焼制御部１０５は、第３出口温度センサ３３で検出された第３出口温度Ｔｏ３に基づいて、加熱状態の第３ボイラ１３から送出される水の第３出口温度Ｔｏ３が規定温度Ｔｒである９０［℃］になるように、第３ボイラ１３の燃焼量を調整するための台数制御信号を第３個別制御装置４３に出力する。

このように、本実施形態において、燃焼制御部１０５は、第１，第２，第３特定条件のそれぞれにおいて、出口温度取得部１０３に取得された第１，第２，第３出口温度Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔｏ３に基づいて、加熱状態の第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれから送出される水の第１，第２，第３出口温度Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔｏ３が規定温度Ｔｒになるように、第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３を制御する。

すなわち、燃焼制御部１０５は、第１特定条件における第１出口温度Ｔｏ１と、第２特定条件における第２出口温度Ｔｏ２と、第３特定条件における第３出口温度Ｔｏ３とが、規定温度Ｔｒになるように、第１特定条件における第１ボイラ１１の燃焼量、第２特定条件における第２ボイラ１２の燃焼量、及び第３特定条件における第３ボイラ１３の燃焼量のそれぞれを予め調整する。

第１特定条件において第１出口温度Ｔｏ１を規定温度Ｔｒにするための第１ボイラ１１の燃焼量、第２特定条件において第２出口温度Ｔｏ２を規定温度Ｔｒにするための第２ボイラ１２の燃焼量、及び第３特定条件において第３出口温度Ｔｏ３を規定温度Ｔｒにするための第３ボイラ１３の燃焼量のそれぞれは、記憶装置１００Ｂの燃焼量記憶部１０６に記憶される。

［流量の調整］
上述のように、供給温度センサ６は、３台のボイラ１０のうち１台のボイラ１０が加熱状態であり、他の２台のボイラ１０が停止状態である特定条件において、供給温度Ｔｏａを検出する。すなわち、供給温度センサ６は、第１特定条件、第２特定条件、及び第３特定条件のそれぞれにおける供給温度Ｔｏａを検出する。

流体戻りライン４から第１，第２，第３ボイラ１１，１２，１３のそれぞれに、戻り温度Ｔｉの流体が供給される。例えば、第１ボイラ１１が加熱状態であり、第２，第３ボイラ１２，１３が停止状態においては、第１出口温度Ｔｏ１は、戻り温度Ｔｉよりも高く（Ｔｏ１＞Ｔｉ）、第２、第３出口温度Ｔｏ２，Ｔｏ３は、戻り温度Ｔｉと等しい（Ｔｏ２＝Ｔｏ３＝Ｔｉ）。

流量Ｑ１と流量Ｑ２と流量Ｑ３とが均等であると仮定した場合、供給温度Ｔｏａは、第１出口温度Ｔｏ１と第２出口温度Ｔｏ２と第３出口温度Ｔｏ３との平均値となる（Ｔｏａ＝（Ｔｏ１＋Ｔｏ２＋Ｔｏ３）／３）。

一例として、第１特定条件において、第１出口温度Ｔｏ１が９０［℃］であり、戻り温度Ｔｉ、すなわち、第２，第３出口温度Ｔｏ２，Ｔｏ３が６０［℃］である場合、供給温度Ｔｏａは、７０［℃］になる。また、第２特定条件において、第２出口温度Ｔｏ２が９０［℃］であり、戻り温度Ｔｉ、すなわち、第１，第３出口温度Ｔｏ１，Ｔｏ３が６０［℃］である場合、供給温度Ｔｏａは、７０［℃］となる。また、第３特定条件において、第３出口温度Ｔｏ３が９０［℃］であり、戻り温度Ｔｉ、すなわち、第１，第２出口温度Ｔｏ１，Ｔｏ２が６０［℃］である場合、供給温度Ｔｏａは、７０［℃］となる。

しかし、例えばボイラ１０の水管に発生するスラッジ等に起因して、流量Ｑ１と流量Ｑ２と流量Ｑ３とが不均等になる可能性がある。例えば、第１特定条件において、流量Ｑ１が流量Ｑ２，Ｑ３よりも多い場合、供給温度Ｔｏａは、７０［℃］よりも高くなる。一方、流量Ｑ２，Ｑ３が流量Ｑ１よりも多い場合、供給温度Ｔｏａは、７０［℃］よりも低くなる。

本実施形態において、流量制御部１０４は、第１、第２、第３特定条件のそれぞれにおいて供給温度取得部１０１に取得された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔである７０［℃］と供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、第１、第２、第３特定条件のそれぞれにおいて第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３を制御して、流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を調整する。

例えば、第１特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高いとき（例えば供給温度Ｔｏａが７２［℃］である場合）、流量制御部１０４は、加熱状態の第１ボイラ１１からの水の流量Ｑ１を減少又は停止状態の第２，第３ボイラ１２，１３からの水の流量Ｑ２，Ｑ３を増大させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。一方、第１特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低いとき（例えば供給温度Ｔｏａが６８［℃］である場合）、流量制御部１０４は、加熱状態の第１ボイラ１１からの水の流量Ｑ１を増大又は停止状態の第２，第３ボイラ１２，１３からの水の流量Ｑ２，Ｑ３を減少させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。

また、第２特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高いとき、流量制御部１０４は、加熱状態の第２ボイラ１２からの水の流量Ｑ２を減少又は停止状態の第１，第３ボイラ１１，１３からの水の流量Ｑ１，Ｑ３を増大させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。一方、第２特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低いとき、流量制御部１０４は、加熱状態の第２ボイラ１２からの水の流量Ｑ２を増大又は停止状態の第１，第３ボイラ１１，１３からの水の流量Ｑ１，Ｑ３を減少させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。

また、第３特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高いとき、流量制御部１０４は、加熱状態の第３ボイラ１３からの水の流量Ｑ３を減少又は停止状態の第１，第２ボイラ１１，１２からの水の流量Ｑ１，Ｑ２を増大させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。一方、第３特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低いとき、流量制御部１０４は、加熱状態の第３ボイラ１３からの水の流量Ｑ３を増大又は停止状態の第１，第２ボイラ１１，１２からの水の流量Ｑ１，Ｑ２を減少させるために、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する。

第１特定条件において目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするためのモータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御するための制御量は、記憶装置１００Ｂの制御量記憶部１０７に記憶される。また、第２特定条件において目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするためのモータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御するための制御量は、記憶装置１００Ｂの制御量記憶部１０７に記憶される。また、第３特定条件において目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするためのモータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御するための制御量は、記憶装置１００Ｂの制御量記憶部１０７に記憶される。モータバルブ２０の制御量は、モータバルブ２０の開度を含む。

［制御方法］
図４及び図５は、本実施形態に係る台数制御方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態においては、ボイラ１０の燃焼量及びモータバルブ２０の制御量を決定する処理と、決定されたボイラ１０の燃焼量及びモータバルブ２０の制御量に基づいて複数のボイラ１０を台数制御する処理とが実施される。

図４を参照しながら、ボイラ１０の燃焼量及びモータバブル２０の制御量を決定する処理について説明する。

第１ボイラ１１が加熱状態である第１特定条件において、燃焼制御部１０５は、第１出口温度センサ３１で検出された第１出口温度Ｔｏ１に基づいて、加熱状態の第１ボイラ１１から送出される水の第１出口温度Ｔｏ１が規定温度Ｔｒになるように、第１ボイラ１１の燃焼量を調整する。第１特定条件において第１出口温度Ｔｏ１を規定温度Ｔｒにするための第１ボイラ１１の燃焼量が決定された後、その決定された第１ボイラ１１の燃焼量は、燃焼量記憶部１０６に記憶される（ステップＳＡ１）。

第２ボイラ１２が加熱状態である第２特定条件において、燃焼制御部１０５は、第２出口温度センサ３２で検出された第２出口温度Ｔｏ２に基づいて、加熱状態の第２ボイラ１２から送出される水の第２出口温度Ｔｏ２が規定温度Ｔｒになるように、第２ボイラ１２の燃焼量を調整する。第２特定条件において第２出口温度Ｔｏ２を規定温度Ｔｒにするための第２ボイラ１２の燃焼量が決定された後、その決定された第２ボイラ１２の燃焼量は、燃焼量記憶部１０６に記憶される（ステップＳＡ２）。

第３ボイラ１３が加熱状態である第３特定条件において、燃焼制御部１０５は、第３出口温度センサ３３で検出された第３出口温度Ｔｏ３に基づいて、加熱状態の第３ボイラ１３から送出される水の第３出口温度Ｔｏ３が規定温度Ｔｒになるように、第３ボイラ１３の燃焼量を調整する。第３特定条件において第３出口温度Ｔｏ３を規定温度Ｔｒにするための第３ボイラ１３の燃焼量が決定された後、その決定された第３ボイラ１３の燃焼量は、燃焼量記憶部１０６に記憶される（ステップＳＡ３）。

なお、ステップＳＡ１の処理と、ステップＳＡ２の処理と、ステップＳＡ３の処理とが実施される順番は、任意であり、変更可能である。

第１ボイラ１１が加熱状態である第１特定条件において、流量制御部１０４は、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの開度を示す制御量を調整する。

例えば、第１特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高い場合、流量制御部１０４は、第１特定条件において、流量Ｑ１が多い又は流量Ｑ２，Ｑ３が少ないと判定する。流量制御部１０４は、第１特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第１モータバルブ２１を制御して流量Ｑ１を少なくする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第２モータバルブ２２及び第３モータバルブ２３の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ２及び流量Ｑ３の少なくとも一方を多くしてもよい。

一方、第１特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低い場合、流量制御部１０４は、第１特定条件において、流量Ｑ１が少ない又は流量Ｑ２，Ｑ３が多いと判定する。流量制御部１０４は、第１特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第１モータバルブ２１を制御して流量Ｑ１を多くする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第２モータバルブ２２及び第３モータバルブ２３の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ２及び流量Ｑ３の少なくとも一方を少なくしてもよい。

第１特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするための第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量が決定された後、決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量は、制御量記憶部１０７に記憶される（ステップＳＡ４）。

以下の説明においては、第１特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするために決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量を適宜、第１パターン制御量、と総称する。

第２ボイラ１２が加熱状態である第２特定条件において、流量制御部１０４は、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの開度を示す制御量を調整する。

例えば、第２特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高い場合、流量制御部１０４は、第２特定条件において、流量Ｑ２が多い又は流量Ｑ１，Ｑ３が少ないと判定する。流量制御部１０４は、第２特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第２モータバルブ２２を制御して、流量Ｑ２を少なくする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第１モータバルブ２１及び第３モータバルブ２３の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ１及び流量Ｑ３の少なくとも一方を多くしてもよい。

一方、第２特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低い場合、流量制御部１０４は、第２特定条件において、流量Ｑ２が少ない又は流量Ｑ１，Ｑ３が多いと判定する。流量制御部１０４は、第２特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第２モータバルブ２２を制御して、流量Ｑ２を多くする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第１モータバルブ２１及び第３モータバルブ２３の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ１及び流量Ｑ３の少なくとも一方を少なくしてもよい。

第２特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするための第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量が決定された後、決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量は、制御量記憶部１０７に記憶される（ステップＳＡ５）。

以下の説明においては、第２特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするために決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量を適宜、第２パターン制御量、と総称する。

第３ボイラ１３が加熱状態である第３特定条件において、流量制御部１０４は、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの開度を示す制御量を調整する。

例えば、第３特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも高い場合、流量制御部１０４は、第３特定条件において、流量Ｑ３が多い又は流量Ｑ１，Ｑ２が少ないと判定する。流量制御部１０４は、第３特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第３モータバルブ２３を制御して、流量Ｑ３を少なくする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第１モータバルブ２１及び第２モータバルブ２２の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ１及び流量Ｑ２の少なくとも一方を多くしてもよい。

一方、第３特定条件において、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａが目標温度Ｔｓｅｔよりも低い場合、流量制御部１０４は、第３特定条件において、流量Ｑ３が少ない又は流量Ｑ１，Ｑ２が多いと判定する。流量制御部１０４は、第３特定条件において、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、例えば第３モータバルブ２３を制御して、流量Ｑ３を多くする。なお、流量制御部１０４は、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくするために、第１モータバルブ２１及び第２モータバルブ２２の少なくとも一方を制御して、流量Ｑ１及び流量Ｑ２の少なくとも一方を少なくしてもよい。

第３特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするための第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量が決定された後、決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量は、制御量記憶部１０７に記憶される（ステップＳＡ６）。

以下の説明においては、第３特定条件において供給温度Ｔｏａを目標温度Ｔｓｅｔにするために決定された第１，第２，第３モータバルブ２１，２２，２３のそれぞれの制御量を適宜、第３パターン制御量、と総称する。

なお、ステップＳＡ４の処理と、ステップＳＡ５の処理と、ステップＳＡ６の処理とが実施される順番は、任意であり、変更可能である。

ボイラ１０の燃焼量を決定する処理及びモータバルブ２０の制御量を決定する処理は、例えば定期的に実施される。決定されたボイラ１０の燃焼量は、燃焼量記憶部１０６に記憶される。ボイラ１０の燃焼量を決定する処理が実施されると、燃焼量記憶部１０６に記憶されているボイラ１０の燃焼量は更新される。同様に、決定されたモータバルブ２０の制御量は、制御量記憶部１０７に記憶される。モータバルブ２０の制御量を決定する処理が実施されると、制御量記憶部１０７に記憶されているモータバルブ２０の制御量は更新される。

次に、図５を参照しながら、決定されたボイラ１０の燃焼量及びモータバルブ２０の制御量に基づいて複数のボイラ１０を台数制御する処理について説明する。図５に示す台数制御の処理は、所定の周期で実施される。

本実施形態において、台数制御装置１００は、複数のボイラ１０（１１，１２，１３）の燃焼時間を均一化するために、複数のボイラ１０を、第１特定条件、第２特定条件、及び第３特定条件のそれぞれに順次設定する。

燃焼制御部１０５は、複数のボイラ１０を第１特定条件に設定するか否かを判定する（ステップＳＢ１）。

ステップＳＢ１において、第１特定条件に設定すると判定したとき（ステップＳＢ１：Ｙｅｓ）、燃焼制御部１０５は、燃焼量記憶部１０６に記憶されている第１特定条件における燃焼量に基づいて、第１ボイラ１１の燃焼量を制御する（ステップＳＢ２）。

また、流量制御部１０４は、制御量記憶部１０７に記憶されている第１パターン制御量に基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する（ステップＳＢ３）。

ステップＳＢ３の処理の後、台数制御装置１００は、ステップＳＢ１の処理に戻る。

ステップＳＢ１において、第１特定条件に設定しないと判定したとき（ステップＳＢ１：Ｎｏ）、燃焼制御部１０５は、複数のボイラ１０を第２特定条件に設定するか否かを判定する（ステップＳＢ４）。

ステップＳＢ４において、第２特定条件に設定すると判定したとき（ステップＳＢ４：Ｙｅｓ）、燃焼制御部１０５は、燃焼量記憶部１０６に記憶されている第２特定条件における燃焼量に基づいて、第２ボイラ１２の燃焼量を制御する（ステップＳＢ５）。

また、流量制御部１０４は、制御量記憶部１０７に記憶されている第２パターン制御量に基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する（ステップＳＢ６）。

ステップＳＢ６の処理の後、台数制御装置１００は、ステップＳＢ１の処理に戻る。

ステップＳＢ４において、第２特定条件に設定しないと判定したとき（ステップＳＢ４：Ｎｏ）、燃焼制御部１０５は、複数のボイラ１０を第３特定条件に設定するか否かを判定する（ステップＳＢ７）。

ステップＳＢ７において、第３特定条件に設定すると判定したとき（ステップＳＢ７：Ｙｅｓ）、燃焼制御部１０５は、燃焼量記憶部１０６に記憶されている第３特定条件における燃焼量に基づいて、第３ボイラ１３の燃焼量を制御する（ステップＳＢ８）。

また、流量制御部１０４は、制御量記憶部１０７に記憶されている第３パターン制御量に基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、モータバルブ２０（２１，２２，２３）を制御する（ステップＳＢ９）。

ステップＳＢ９の処理の後、台数制御装置１００は、ステップＳＢ１の処理に戻る。

ステップＳＢ７において、第３特定条件に設定しないと判定したとき（ステップＳＢ７：Ｎｏ）、燃焼制御部１０５は、複数のボイラ１０の運転を停止するか否かを判定する（ステップＳＢ１０）。

ステップＳＢ１０において、複数のボイラ１０の運転を停止しないと判定したとき（ステップＳＢ１０：Ｎｏ）、台数制御装置１００は、ステップＳＢ１の処理に戻る。

ステップＳＢ１０において、複数のボイラ１０の運転を停止すると判定されたとき（ステップＳＢ１０：Ｙｅｓ）、ボイラ１０の運転が終了する。

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、複数のボイラ１０から送出され流体供給ライン３において合流した水の供給温度Ｔｏａが供給温度センサ６により検出され、１台のボイラ１０が水を加熱する加熱状態であり他のボイラ１０が水の加熱を停止する停止状態である特定条件において検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、モータバルブ２０が制御される。これにより、複数のボイラ１０のそれぞれを流れる水の流量Ｑが不均等であり、運転するボイラ１０が切り換えられても、供給温度Ｔｏａの温度は一定の温度に維持され、負荷２に供給される水の温度の変動を抑制することができる。

また、本実施形態においては、流量センサは使用されず、供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、モータバルブ２０が制御される。流量センサは、温度センサと比較して高価である場合が多い。本実施形態においては、高価な流量センサを使用することなく、特定条件において供給温度センサ６で検出された供給温度Ｔｏａに基づいて、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差が小さくなるように、モータバルブ２０を制御することができる。

また、本実施形態においては、複数のボイラ１０を台数制御する処理の前に、複数のボイラ１０（１１，１２，１３）の出口温度Ｔｏ（Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔｏ３）が規定温度Ｔｒになるように、複数のボイラ１０のそれぞれの燃焼量を決定する処理が実施される。これにより、流量制御部１０４は、複数のボイラ１０のそれぞれから送出される水の流量Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）を調整するだけで、目標温度Ｔｓｅｔと供給温度Ｔｏａとの差を小さくすることができる。

なお、上述の実施形態においては、３台のボイラ１０が並列に設置されることとした。ボイラ１０は複数台設定されていればよく、２台でもよいし、４台以上の任意の複数台でもよい。

なお、上述の実施形態においては、流調調整機構２０がモータバルブであることとした。流量調整機構２０は、ボイラ１０から送出される単位時間当たりの水の流量を調整することができればよく、モータバルブに限定されない。

なお、上述の実施形態においては、流体加熱機が温水ボイラであることとした。流体加熱機は、水のような液体を加熱してもよいし、エアのような気体を加熱してもよい。流体加熱機は、温水ボイラでもよいし、熱媒ボイラでもよいし、吸収式冷凍機でもよい。

１…ボイラシステム、２…負荷、３…流体供給ライン、４…流体戻りライン、５…循環ポンプ、６…供給温度センサ、７…戻り温度センサ、８…出口管、９…入口管、１０…ボイラ（流体加熱機）、１１…第１ボイラ、１２…第２ボイラ、１３…第３ボイラ、１５…バーナ、１６…燃焼室、２０…モータバルブ（流量調整機構）、２１…第１モータバルブ、２２…第２モータバルブ、２３…第３モータバルブ、３０…出口温度センサ、３１…第１出口温度センサ、３２…第２出口温度センサ、３３…第３出口温度センサ、４０…個別制御装置、４１…第１個別制御装置、４２…第２個別制御装置、４３…第３個別制御装置、１００…台数制御装置、１００Ａ…演算処理装置、１００Ｂ…記憶装置、１００Ｃ…入出力インターフェース、１０１…供給温度データ取得部、１０２…戻り温度データ取得部、１０３…出口温度データ取得部、１０４…流量制御部、１０５…燃焼制御部。

Claims (5)

1. 複数の流体加熱機から送出され流体供給ラインにおいて合流した流体の温度を示す供給温度を取得する供給温度取得部と、
   複数の流体加熱機のそれぞれから送出される前記流体の流量を調整可能な流量調整機構を制御する流量制御部と、を備え、
   前記流量制御部は、１台の前記流体加熱機が前記流体を加熱する加熱状態であり他の前記流体加熱機が前記流体の加熱を停止する停止状態である特定条件において取得された前記供給温度に基づいて、前記流量調整機構を制御する、
   台数制御装置。
2. 前記流量制御部は、前記合流した前記流体が供給される負荷における前記流体の目標温度と前記供給温度との差が小さくなるように、前記流量調整機構を制御する、
   請求項１に記載の台数制御装置。
3. 前記流量制御部は、前記供給温度が前記目標温度よりも高いとき、前記加熱状態の前記流体加熱機からの前記流量を減少又は前記停止状態の前記流体加熱機からの前記流量を増大させ、前記供給温度が前記目標温度よりも低いとき、前記加熱状態の前記流体加熱機からの前記流量を増大又は前記停止状態の前記流体加熱機からの前記流量を減少させる、
   請求項２に記載の台数制御装置。
4. 前記流量制御部は、第１流体加熱機が前記加熱状態である第１特定条件及び第２流体加熱機が前記加熱状態である第２特定条件のそれぞれにおいて、前記供給温度に基づいて前記流量調整機構を制御する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の台数制御装置。
5. 複数の前記流体加熱機のそれぞれから送出される前記流体の温度を示す出口温度を取得する出口温度取得部と、
   第１流体加熱機が前記加熱状態である第１特定条件及び第２流体加熱機が前記加熱状態である第２特定条件のそれぞれにおいて、前記出口温度に基づいて、前記加熱状態の前記流体加熱機から送出される前記流体の出口温度が規定温度になるように、前記流体加熱機を制御する燃焼制御部と、を備える、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の台数制御装置。

Images