JP7451066B2 - Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method - Google Patents
Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7451066B2 JP7451066B2 JP2022062898A JP2022062898A JP7451066B2 JP 7451066 B2 JP7451066 B2 JP 7451066B2 JP 2022062898 A JP2022062898 A JP 2022062898A JP 2022062898 A JP2022062898 A JP 2022062898A JP 7451066 B2 JP7451066 B2 JP 7451066B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat source
- water
- temperature
- air conditioning
- temperature difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 234
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 24
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、熱源機器から循環ポンプにより空調機器に冷水又は温水を供給する空調用熱源制御システム及び空調用熱源制御方法に関するものである。 The present invention relates to an air conditioning heat source control system and an air conditioning heat source control method that supply cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump.
空調用熱源を制御する際、部分負荷時に熱源機器の送水温度を高くすることで熱源機器の効率を向上させることができる。しかしながら、熱源機器の送水温度を高くして同等の能力を得るためには、熱源機器の送水量を増やす必要があり、搬送動力が増大する。このように、熱源機器の効率向上と搬送動力の増大とはトレードオフの関係があるため、闇雲に熱源機器の送水温度を高くすると、却って消費エネルギーが増大してしまうことがある。 When controlling the heat source for air conditioning, the efficiency of the heat source device can be improved by increasing the water supply temperature of the heat source device during partial load. However, in order to raise the water supply temperature of the heat source equipment and obtain the same performance, it is necessary to increase the amount of water supplied to the heat source equipment, which increases the transport power. As described above, there is a trade-off relationship between improving the efficiency of the heat source equipment and increasing the transport power, so if you blindly increase the water supply temperature of the heat source equipment, the energy consumption may actually increase.
従来、空調用熱源を制御する技術として、例えば、特許文献1に記載の空調熱源システム及び空調熱源システムの制御方法や、特許文献2に記載の送水温度制御装置及び方法や、特許文献3に記載の負荷応答型空調システム及び方法などが提案されている。
Conventionally, as a technology for controlling an air conditioning heat source, for example, an air conditioning heat source system and a method for controlling an air conditioning heat source system described in
しかしながら、上記した特許文献1に記載の発明では、多くのインプットデータと複雑な計算を行って最適解を求める必要がある。また、数多くのセンサーや演算装置が必要となり、演算ソフトも個別に開発が必要となるため、コストが増大し、汎用性が高いとは言えない。
However, the invention described in
また、特許文献2に記載の発明では、学習型のためデータ蓄積装置が必須となり、計算方法も複雑となるという問題がある。
Further, the invention described in
さらに、特許文献3に記載の発明は、単に制御弁の情報で送水温度可変と圧力可変を切り替える方法を開示しているだけであり、消費エネルギーが最小となる最適な送水温度に制御する方法を開示していないため、省エネルギー化を最大限に図ることができない。
Furthermore, the invention described in
このように上記した発明は、いずれも、熱源や空調機器の仕様、台数、制御方法が異なる建物で共通して利用できる手法ではなく、その都度多くの時間とコストを掛けて、変流量(VWV:Variable Water Volume)制御と変送水温度(VWT:Variable Water Temperature)制御のロジックを開発、整備する必要があり、費用対効果や汎用性が低いという共通した課題がある。 In this way, none of the above-mentioned inventions is a method that can be commonly used in buildings with different specifications, numbers, and control methods of heat sources and air conditioning equipment, and requires a lot of time and cost each time to apply variable flow rate (VWV). It is necessary to develop and maintain the logic for variable water volume (VWT) control and variable water temperature (VWT) control, and there are common issues such as low cost effectiveness and low versatility.
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、非常にシンプルで費用対効果や汎用性が高く、省エネルギー化を最大限に図ることのできる空調用熱源制御システム及び空調用熱源制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an air conditioning heat source control system and an air conditioning heat source control system that are extremely simple, cost-effective, highly versatile, and capable of maximizing energy savings. The purpose is to provide a method.
上記した目的を達成するため、本発明は、熱源機器から循環ポンプにより空調機器に冷水又は温水を供給する空調用熱源制御システムにおいて、前記空調機器の往還送水温度差の設定値と測定値との偏差に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御すると共に、前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記循環ポンプの圧力を可変に制御する制御装置を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an air conditioning heat source control system for supplying cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump, in which a set value and a measured value of the temperature difference between the sending and returning water of the air conditioner are determined. The method further includes a control device that variably controls the water supply temperature of the heat source device based on the deviation, and variably controls the pressure of the circulation pump based on information on a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows. Features.
また、本発明は、熱源機器から循環ポンプにより空調機器に冷水又は温水を供給する空調用熱源制御システムにおいて、前記空調機器の往還送水温度差の設定値と測定値との偏差に基づき前記循環ポンプの送水圧力を可変に制御すると共に、前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御する制御装置を備えることを特徴とする。 The present invention also provides an air conditioning heat source control system that supplies cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump, in which the circulation pump The present invention is characterized by comprising a control device that variably controls the water supply pressure of the heat source device and variably controls the water supply temperature of the heat source device based on information from a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows.
本発明に係る空調用熱源制御システムには、前記熱源機器に対して複数の前記空調機器が設けられており、前記制御装置は、前記熱源機器の入口側部分と出口側部分の温度差により前記往還送水温度差の測定値を求めても良い。 In the air conditioning heat source control system according to the present invention, a plurality of the air conditioning devices are provided for the heat source device, and the control device controls the temperature difference between the inlet side portion and the outlet side portion of the heat source device. A measured value of the temperature difference between the sending and returning water may also be obtained.
本発明に係る空調用熱源制御システムには、前記熱源機器に対して複数の前記空調機器が設けられており、前記制御装置は、前記各空調機器の入口側部分と出口側部分のそれぞれの温度差を加重平均することにより前記往還送水温度差の測定値を求めても良い。 In the air conditioning heat source control system according to the present invention, a plurality of the air conditioning devices are provided for the heat source device, and the control device controls the temperature of each of the inlet side portion and the outlet side portion of each of the air conditioning devices. The measured value of the temperature difference between the sent and returned water may be determined by weighted averaging the differences.
本発明に係る空調用熱源制御システムは、前記熱源機器の上流側に冷却塔を直列に接続し、該熱源機器に還る冷水に対して該冷却塔を利用してフリークーリングを行っても良い。 In the air conditioning heat source control system according to the present invention, a cooling tower may be connected in series upstream of the heat source equipment, and the cooling tower may be used to perform free cooling on the cold water that returns to the heat source equipment.
さらに、本発明は、熱源機器から循環ポンプにより空調機器に冷水又は温水を供給する空調用熱源制御方法において、前記空調機器の往還送水温度差の設定値と測定値との偏差に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御するステップと、前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記循環ポンプの圧力を可変に制御するステップと、を備えることを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides an air conditioning heat source control method for supplying cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump, in which the heat source device and variably controlling the pressure of the circulation pump based on information from a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows.
さらにまた、本発明は、熱源機器から循環ポンプにより空調機器に冷水又は温水を供給する空調用熱源制御方法において、前記空調機器の往還送水温度差の設定値と測定値との偏差に基づき前記循環ポンプの送水圧力を可変に制御するステップと、前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御するステップと、を備えることを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides an air conditioning heat source control method for supplying cold water or hot water from a heat source device to an air conditioning device using a circulating pump, in which the circulating water is determined based on a deviation between a set value and a measured value of a temperature difference between the incoming and outgoing water of the air conditioning device. It is characterized by comprising the steps of: variably controlling the water supply pressure of the pump; and variably controlling the water supply temperature of the heat source device based on information of a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows. do.
本発明によれば、非常にシンプルで費用対効果や汎用性が高く、省エネルギー化を最大限に図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain various excellent effects such as being very simple, having high cost effectiveness and versatility, and being able to maximize energy saving.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム及び空調用熱源制御方法について説明する。 Hereinafter, an air conditioning heat source control system and an air conditioning heat source control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[空調用熱源制御システムの概要]
まず、図1~図7を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の概要について説明する。なお、本発明の実施の形態では、熱源機器として冷凍機を使用し、負荷側の空調機器に冷水を循環させることで冷房運転を行う場合について説明するが、本発明は、ヒートポンプ式熱源等の他のタイプの熱源機器を使用して空調機器に温水を循環させることで暖房運転を行う場合にも適用可能である。
[Overview of air conditioning heat source control system]
First, an overview of an air conditioning heat
図1は本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の基本的な構成を示す図である。空調用熱源制御システム10は、熱源機器である冷凍機11と空調機器12とが冷水配管13を介して接続されて構成されている。空調機器12は、冷水コイル14と送風機15を備えている。そして、送風機15には、給気ダクト16が接続され、給気ダクト16にはVAV(Variable Air Volume)ユニット17や給気出口温度を測定する温度センサー18などが設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an air conditioning heat
冷水配管13には、冷凍機11の上流側に一次循環ポンプ20が設けられていると共に、冷凍機11と冷水コイル14との間に二次循環ポンプ21が設けられている。冷水配管13には、一般的な空調システムで設置される制御弁22や、第1~第3の温度センサー23~25などが設けられている。なお、第1の温度センサー23は冷凍機11の送水温度を計測し、第2の温度センサー24は空調機器12への冷水の往き温度を計測し、第3の温度センサー25は空調機器12からの冷水の還り温度を計測する。
In the
また、制御対象となる室内には、室温を計測するための温度センサー26が設けられており、前記各機器やセンサー等の制御機器は、汎用コントローラ等の制御装置30によって制御される。
Further, a
上記した構成を備えた本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10は、冷凍機11から空調機器12に送水される冷水の往還送水温度差が一定値(=設計往還送水温度差)になる送水温度に制御すると、冷凍機11と循環ポンプ20,21の消費エネルギーの総和が最小になることに着眼したものである。
In the air-conditioning heat
図2は、冷凍機11の送水温度に対する単位エネルギー消費量(kW)及びエネルギー消費率(送水温度7℃時の単位エネルギー消費量に対する比率)の試算結果を示す図であり、この時の試算条件は、次の通りである。
FIG. 2 is a diagram showing the trial calculation results of the unit energy consumption (kW) and the energy consumption rate (ratio to the unit energy consumption when the water supply temperature is 7° C.) with respect to the water supply temperature of the
<試算条件>
・冷凍機11のシステムCOP:5.0(送水温度上昇により2%/℃効率向上)
・循環ポンプ20,21の揚程:20mAq程度(流量の2乗で動力変化)
・空調機器12の風量(=負荷率):70%、50%、30%(出口空気温度16℃)
・冷水コイル14の設計往還送水温度差:6℃(7℃→13℃)
<Estimation conditions>
・System COP of refrigerator 11: 5.0 (2%/℃ efficiency improvement due to increase in water supply temperature)
・Height of circulation pumps 20 and 21: Approximately 20 mAq (power changes with the square of the flow rate)
・Air volume of air conditioner 12 (=load factor): 70%, 50%, 30% (
・Design temperature difference between sending and returning water of chilled water coil 14: 6℃ (7℃→13℃)
図2に示すように、冷凍機11の送水温度を高くすると、送水量の増量が必要になるため、単に冷凍機11の送水温度を上げただけではポンプ動力を含めた総エネルギー消費量を減少させることができない。図2の試算例では、送水温度が10~11℃の時に最も省エネルギー(最適送水温度)になることが分かる。
As shown in Figure 2, increasing the water supply temperature of the
図3は、上記試算条件において、空調機器12の風量(=負荷率)が70%(丸印)、50%(三角印)、30%(四角印)と変化した時の冷凍機11の送水温度に対するエネルギー消費率の試算結果を示す図である。この図3によれば、冷凍機11の最適な送水温度は、負荷率によって変化することが分かる(図中の(1)→(2)→(3)参照)。
Figure 3 shows the water flow of the
図4は、上記試算条件において、負荷率が70%(丸印)、50%(三角印)、30%(四角印)と変化した時の冷凍機11の送水温度と空調機器12の冷水コイル14の出口水温及び流量比との関係を示す図であり、図4によれば、負荷率の増加或いは送水温度の上昇に伴って冷水コイル14の出口水温が低下することが分かる。
Figure 4 shows the water supply temperature of the
図5は、縦軸を図4の出口水温から往還送水温度差に変更した時の図であり、負荷率が70%(丸印)、50%(三角印)、30%(四角印)と変化した時の冷凍機11の送水温度と往還送水温度差との関係を示している。図5によれば、冷水コイル14の特性として送水温度を上げると往還送水温度差は小さくなり、反対に送水温度を下げると往還送水温度差は大きくなることが分かるが、図3で求めた各負荷率(70%、50%、30%)の最適な送水温度((1)、(2)、(3))の往還送水温度差は、ほぼ6℃差に集中し、この温度差は上記試算条件における冷水コイル14の設計往還送水温度差(6℃)と同値となることが分かる。
Figure 5 is a diagram when the vertical axis is changed from the outlet water temperature in Figure 4 to the return and return water temperature difference, and the load factor is 70% (circle mark), 50% (triangle mark), and 30% (square mark). It shows the relationship between the water supply temperature of the
このように風量や空気温度などの熱伝達条件が変化したとしても、空調機器12の冷水コイル14に供給する冷水の往還送水温度差を設計往還送水温度差付近の流量に制御すれば、自ずと最適な送水温度付近に収束することが分かる。
Even if heat transfer conditions such as air volume and air temperature change in this way, if the flow rate of the cold water supplied to the
また、図6は、図5と同じ条件で、往還送水温度差をX軸、エネルギー消費率をY軸にして、負荷率が70%(丸印)、50%(三角印)、30%(四角印)と変化した時の往還送水温度差とエネルギー消費率との関係を示している。図6によれば、いずれの負荷率でも、最適な往還送水温度差である6℃付近で傾きが小さくなる鍋底型の波形になることから、往還送水温度差が最適な往還送水温度差と多少の乖離があったとしても省エネルギー性能が極端に低下することはない。 In addition, in Figure 6, under the same conditions as Figure 5, the X-axis is the temperature difference between the sending and returning water, and the Y-axis is the energy consumption rate, and the load factor is 70% (circle mark), 50% (triangle mark), and 30% ( (square mark) shows the relationship between the outgoing and returning water temperature difference and the energy consumption rate when the temperature changes. According to Fig. 6, at any load rate, the waveform becomes a pot-bottom type in which the slope decreases around 6°C, which is the optimum temperature difference between the sending water and the sending water. Even if there is a deviation, the energy saving performance will not be significantly reduced.
さらにまた、図7は、冷凍機11の効率や外気環境の変化を想定して、冷凍機11のシステムCOPが5.0から8.0に上昇した場合に、空調機器12の風量(=負荷率)が70%(丸印)、50%(三角印)、30%(四角印)と変化した時の往還送水温度差とエネルギー消費率との関係を示している。図7によれば、冷凍機11の性能が大きく変化したとしても最適な往還送水温度差の値にほとんど変化なく、冷凍機11の効率が変化しても最適な往還送水温度差は一定値としても支障ないことが分かる。
Furthermore, FIG. 7 shows the air volume (=load The graph shows the relationship between the temperature difference of the sent water and the energy consumption rate when the rate) changes from 70% (circle mark), 50% (triangle mark), and 30% (square mark). According to FIG. 7, even if the performance of the
なお、上記した試算では、送水温度上昇による冷凍機11の効率向上率を定率と仮定したが、実際には冷凍機11の種類、負荷率、或いは外気条件によって効率向上率は微妙に変化する。また、空調機器12側の負荷率によっても最適になる往還送水温度差には若干の偏差が生じる傾向がある。したがって、例えば、負荷率、外気温度、外気湿球温度、外気エンタルピー等をパラメータとして、往還送水温度差の最適値を演算して可変しても良い。
In the above estimation, it is assumed that the efficiency improvement rate of the
[空調用熱源制御システムの第1の制御方法]
次に、図1及び図8~図10を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の第1の制御方法について説明する。
[First control method of air conditioning heat source control system]
Next, a first control method for the air conditioning heat
本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10は、第1の制御方法として、制御装置30が、冷凍機11に対する往還送水温度差の設定値Sと第2の温度センサー24及び第3の温度センサー25から算出した測定値Mとの偏差に基づき、比例的或いは段階的に、冷凍機11の送水温度を可変に制御する。
In the air conditioning heat
この時、制御装置30は、冷凍機11の送水温度や給気出口温度や室温の変化に基づき、制御弁22の開度を制御して冷水配管13内を流通する冷水量を制御することが必要となる。これにより、冷水配管13内に圧力変動が生じるため、二次循環ポンプ21の送水圧力を制御する必要があるが、その制御方式としては、例えば、往還圧力一定INV制御、末端圧力一定INV制御、推定末端圧力一定INV制御のような一般的な圧力制御方式をそのまま適用可能である。また、上記圧力制御方式を流量計測機能付き二方弁により設定圧力値を可変する方法に適用することも可能である。
At this time, the
上記した図1では、冷凍機11と空調機器12を1対1で設置した例を示したが、実際には、図8や図9に示すように、1系統の冷凍機11に対して複数の空調機器12a,12b,12cが設置される場合が多い。このような場合、空調機器12a,12b,12c毎に少なからず負荷の偏差が生じ、往還送水温度差にも空調機器12a,12b,12c間で偏差が生じる。
Although FIG. 1 above shows an example in which the
そこで、図8に示すように、冷凍機11廻りの集合管に第4の温度センサー27を設置し、制御装置30は、第1の温度センサー23と第4の温度センサー27との温度差を往還送水温度差の測定値Mとし、この測定値Mと往還送水温度差の設定値Sとの偏差を求めることにより、冷凍機11の送水温度を可変に制御することができる。
Therefore, as shown in FIG. 8, a
或いは、制御装置30は、各空調機器12a~12cの冷水コイル14a~14cの出入口側部分に設けられた第2の温度センサー24a~24cと第3の温度センサー25a~25cとの温度差と各冷水コイル14a~14cの冷水量とから次式(1)により算出した加重平均温度差を往還送水温度差の測定値Mとし、この測定値Mと往還送水温度差の設定値Sとの偏差を求めることにより、冷凍機11の送水温度を可変に制御しても良い。
加重平均温度差=Σ(Δti×Qi)÷ΣQi (1)
ここで、Qi:水量、Δti:温度差
Alternatively, the
Weighted average temperature difference=Σ(Δti×Qi)÷ΣQi (1)
Here, Qi: water amount, Δti: temperature difference
或いは、制御装置30は、各空調機器12a~12cの冷水コイル14a~14cの出入口側部分に設けられた第2の温度センサー24a~24cと第3の温度センサー25a~25cとの温度差と各制御弁22a~22cの開度とから次式(2)により算出した加重平均温度差を往還送水温度差の測定値Mとし、この測定値Mと往還送水温度差の設定値Sとの偏差を求めることにより、冷凍機11の送水温度を可変に制御しても良い。
加重平均温度差=Σ(Δti×Vi)÷ΣVi (2)
ここで、Vi:制御弁開度
Alternatively, the
Weighted average temperature difference=Σ(Δti×Vi)÷ΣVi (2)
Here, Vi: control valve opening degree
図8に示したように制御対象の建物全体で負荷形態が似通っていれば、上記した方法で問題なく制御することができるが、例えば、図9に示されている空調機器12cのように、極端に負荷の偏差が大きい系統が発生した場合には、同一系統内の全ての空調機器で決定された送水温度では負荷処理が不能に陥ることもあり得る。 If the load form is similar throughout the building to be controlled as shown in FIG. 8, the above method can be used to control the load without any problem. If a system with an extremely large load deviation occurs, it may become impossible to handle the load at the water supply temperatures determined by all air conditioners in the same system.
例えば、往還送水温度差の設定値Sが6℃であるのに対して測定値Mが3℃以下と極端に小さかったり、或いは、制御弁22cの開度が例えば95%以上と全開に近く、給気出口温度や室温が制御設定値を満たしていなかったりすることを、制御装置30が検知した場合には、送水温度を1℃ずつ下げるなどして補正を行っても良い。
For example, while the set value S of the temperature difference between the incoming and outgoing water is 6°C, the measured value M is extremely small at 3°C or less, or the opening degree of the
また、空調環境品質の側面から送水温度を高くすると除湿能力が低下して、室内湿度が上昇した場合には、室内の湿度測定値から送水温度を変更して室内環境の悪化を抑制しても良い。 In addition, from the aspect of air conditioning environmental quality, if the water supply temperature is increased, the dehumidification capacity decreases and the indoor humidity increases. good.
次に、図1、図8、図9、及び図10のフローチャートを参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の第1の制御方法について詳細に説明する。
Next, a first control method for the air conditioning heat
まず、制御装置30は、ステップ11(S11)に示すように、各空調機器12a~12cに対する送水温度、還水温度、流量(冷水量)、制御弁開度の情報に基づき、上式(1)又は(2)により加重平均温度差を算出する。
First, as shown in step 11 (S11), the
次のステップ12(S12)において、制御装置30は、制御対象の室内で計測された露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満か否かを判断する。その結果、制御装置30は、室内露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満であると判断した場合(Yesの場合)には、ステップ13(S13)に進み、各制御弁22a~22cの開度情報に基づき、100%の開度の制御弁22a~22cが存在しないか否かを判断する。その結果、制御装置30は、100%の開度の制御弁22a~22cが存在しないと判断した場合(Yesの場合)には、ステップ14(S14)に進む。
In the next step 12 (S12), the
一方、制御装置30は、上記ステップ12(S12)において室内露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満でないと判断した場合(Noの場合)と、上記ステップ13(S13)において100%の開度の制御弁22a~22cが存在すると判断した場合(Noの場合)には、ステップ17(S17)に進み、冷凍機11の送水温度を所定温度(t℃)下げた後、制御を終了する。
On the other hand, if the
ステップ14(S14)では、制御装置30は、上記ステップ11(S11)において算出した加重平均往還送水温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃を超えるかどうかを判断する。その結果、制御装置30は、加重平均往還送水温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃を超える場合(Yesの場合)には、ステップ15(S15)に進み、冷凍機11の送水温度を所定温度(t℃)上げた後、制御を終了する。
In step 14 (S14), the
一方、制御装置30は、上記ステップ14(S14)において加重平均温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃を超えていない場合(Noの場合)には、ステップ16(S16)に進む。
On the other hand, if the deviation obtained by subtracting the set value S of the outgoing water temperature difference from the measured value M of the weighted average temperature difference in step 14 (S14) does not exceed 1°C (in the case of No), the
ステップ16(S16)では、制御装置30は、上記ステップ11(S11)において算出した加重平均温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃未満かどうかを判断する。その結果、制御装置30は、加重平均温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃未満であると判断した場合(Yesの場合)には、ステップ17(S17)に進み、送水温度を所定温度(t℃)下げた後、制御を終了する。
In step 16 (S16), the
一方、制御装置30は、上記ステップ16(S16)において加重平均温度差の測定値Mから往還送水温度差の設定値Sを引いた偏差が1℃未満でないと判断した場合(Noの場合)には、制御を終了する。
On the other hand, if the
なお、上記ステップ15(S15)及び上記ステップ17(S17)における送水温度の変化量である所定温度(t℃)は、固定値としても良いし、偏差量に比例させた値としても良い。 Note that the predetermined temperature (t° C.), which is the amount of change in the water supply temperature in step 15 (S15) and step 17 (S17), may be a fixed value or may be a value proportional to the amount of deviation.
[空調用熱源制御システムの第2の制御方法]
次に、図1、図8、図9、及び図11~図16を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の第2の制御方法について説明する。
[Second control method of air conditioning heat source control system]
Next, a second control method for the air conditioning heat
本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10は、第2の制御方法として、制御装置30が、空調機器12の往還送水温度差の設定値Sと第2の温度センサー24及び第3の温度センサー25から算出した測定値Mとの偏差に基づき、循環ポンプ20,21の送水圧力を可変に制御する。
In the air-conditioning heat
すなわち、冷凍機11の送水温度を過度に上昇させると送水量が過剰になり、エネルギー消費量が増大するため、循環ポンプの送水圧力を往還送水温度差で調整することにより、往還送水温度差を一定値に保つ送水量に調整して過流量となることを抑制することが第2の制御方法の特徴である。
In other words, if the water temperature of the
この場合、制御装置30は、制御弁22a~22cの開度情報に基づき、冷凍機11の送水温度を可変に制御する。例えば、制御装置30は、制御弁22a~22cの開度情報から、制御弁22a~22cの少なくとも1つが不足な状態(開度95%以上)であると判断した場合には送水温度を1℃下げ、すべての制御弁22a~22cが過剰な状態(開度80%以下)である判断した場合には送水温度を1℃上げ、各制御弁22a~22cに適正な状態(開度80~95%)と過剰な状態とが混在していると判断した場合には送水温度を維持するように制御する。このように制御することにより、送水温度上昇による能力不足を回避するとともに、送水温度をできるだけ高く、かつ制御弁を全開に近い状態に維持することができる。
In this case, the
第2の制御方法では、循環ポンプ21の前後の圧力を計測し、空調機器12a~12cの制御弁22a~22cの開閉により上昇又は下降する循環ポンプ21の前後の圧力を一定値に保つように循環ポンプ21のモータの回転数を制御することで省エネルギー化を図っており、この圧力の設定値を可変に制御すれば送水量の増量又は減少が可能である。
In the second control method, the pressure before and after the
例えば、往還送水温度差が設定値より小さい時は送水圧力を下げると、送水量が減少して空調機器12a~12cの放熱量が減少するため、制御弁22a~22cは開方向になる。そして、制御弁22a~22cが全開状態でも空調機器12a~12cの放熱量の能力不足になった場合には、制御装置30は、上記したように制御弁22a~22cの開度情報に基づき、送水温度を下げるように制御する。
For example, if the water supply pressure is lowered when the temperature difference between the outward and return water supply is smaller than the set value, the amount of water supplied decreases and the amount of heat dissipated from the air conditioners 12a to 12c decreases, so the
このように往還送水温度差が目標値になるまで相互制御を場合によっては繰り返しを行うことで、結果的に設定往還送水温度差に収束し、最適な送水温度に制御することができ、送水温度と送水圧力を同時に制御することができる。 In this way, by repeating mutual control in some cases until the temperature difference between the going and returning water reaches the target value, the temperature difference between the going and returning water can be converged to the set temperature difference, and the water temperature can be controlled to the optimum temperature. and water supply pressure can be controlled at the same time.
なお、図8や図9に示すように、1系統の冷凍機11に対して複数の空調機器12a,12b,12cが設置される場合の往還送水温度差は、上記した第1の制御方法と同様に、冷凍機11廻りの冷水配管に設けた温度センサー23,27や加重平均温度差によって求めることができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, when a plurality of
次に、図1、図8、図9、及び図11と図12のフローチャートを参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の第2の制御方法について詳細に説明する。
Next, a second control method for the air conditioning heat
まず、送水温度制御に関して、図11のステップ21(S21)に示すように、制御装置30は、制御対象の室内で計測された露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満か否かを判断する。その結果、制御装置30は、室内露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満であると判断した場合(Yesの場合)には、次のステップ22(S22)に進む。
First, regarding the water supply temperature control, as shown in step 21 (S21) in FIG. do. As a result, if the
一方、制御装置30は、上記ステップ21(S21)において制御対象の室内で計測された露点温度が所定温度(例えば、18DP℃)未満でないと判断した場合(Noの場合)には、ステップ25(S25)に進み、冷凍機11の送水温度を1℃上げて、制御を終了する。
On the other hand, if the
次のステップ22(S22)では、制御装置30は、各制御弁22a~22cの開度情報に基づき、制御弁22a~22cの総合状態を判断する。具体的には、制御装置30は、制御弁22a~22cの少なくとも1つが「不足な状態1」(例えば、開度95%以上)であるか、或いは、各制御弁22a~22cが「適正な状態2」(例えば、開度80~95%)であるか、或いは、すべての制御弁22a~22cが「過剰な状態3」(例えば、開度80%以下)であるかどうかを判断する。
In the next step 22 (S22), the
その結果、制御装置30は、制御弁22a~22cの少なくとも1つの総合状態が、「不足な状態1」であると判断した場合(Yesの場合)には、次のステップ23(S23)に進み、冷凍機11の送水温度を1℃下げる。
As a result, if the
一方、制御装置30は、ステップ22(S22)においてすべての制御弁22a~22cの総合状態が「不足な状態1」でないと判断した場合(NOの場合)には、ステップ24(S24)に進む。
On the other hand, if the
ステップ24(S24)では、制御装置30は、すべての制御弁22a~22cが「過剰な状態3」(例えば、開度80%以下)であるかどうかを判断する。その結果、制御装置30は、すべての制御弁22a~22cの総合状態が「過剰な状態3」であると判断した場合(Yesの場合)には、ステップ25(S25)に進み、冷凍機11の送水温度を1℃上げる。
In step 24 (S24), the
一方、制御装置30は、ステップ24(S24)においていずれかの制御弁22a~22cの総合状態が「過剰な状態3」でないと判断した場合(NOの場合)には、制御を終了する。
On the other hand, if the
次に、ポンプ圧力制御に関して、図12のステップ31(S31)に示すように、制御装置30は、各空調機器12a~12cに対する送水温度や還水温度の測定値に基づき、上式(1)又は(2)により加重平均往還送水温度差を算出する。
Next, regarding pump pressure control, as shown in step 31 (S31) in FIG. 12, the
次のステップ32(S32)において、制御装置30は、往還送水温度差の設定値Sから上記ステップ31(S31)において算出した加重平均往還送水温度差の測定値Mを引いた偏差が1℃を超えるかどうかを判断する。その結果、制御装置30は、往還送水温度差の設定値Sから加重平均往還送水温度差の設定値Mを引いた偏差が1℃を超える場合(Yesの場合)には、ステップ33(S33)に進み、圧力設定値を10kPa下げた後、制御を終了する。
In the next step 32 (S32), the
一方、制御装置30は、上記ステップ32(S32)において往還送水温度差の設定値Sから往還送水温度差の測定値Mを引いた偏差が1℃を超えない場合(Noの場合)には、ステップ34(S34)に進む。
On the other hand, if the deviation obtained by subtracting the measured value M of the outbound and return water temperature difference from the set value S of the outbound and return water temperature difference in step 32 (S32) does not exceed 1°C (in the case of No), the
ステップ34(S34)では、制御装置30は、往還送水温度差の設定値Sから上記ステップ31(S31)において算出した加重平均往還送水温度差の測定値Mを引いた偏差が1℃未満かどうかを判断する。その結果、制御装置30は、加重平均温度差の設定値Sから往還送水温度差の測定値Mを引いた偏差が1℃未満であると判断した場合(Yesの場合)には、ステップ35(S35)に進み、圧力所定値を10kPa上げた後、制御を終了する。
In step 34 (S34), the
一方、制御装置30は、上記ステップ34(S34)において加重平均温度差の設定値Sから往還送水温度差の測定値Mを引いた偏差が1℃未満でないと判断した場合(Noの場合)には、制御を終了する。
On the other hand, if the
なお、上記ステップ33(S33)及び上記ステップ35(S35)における圧力設定値の変化量である圧力所定値(10kPa)は、固定値としても良いし、偏差量に比例させた値としても良い。
[空調用熱源制御システムの応用例]
Note that the predetermined pressure value (10 kPa), which is the amount of change in the pressure setting value in step 33 (S33) and step 35 (S35), may be a fixed value or may be a value proportional to the deviation amount.
[Application example of heat source control system for air conditioning]
次に、本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システム10の応用例として、図13~図16を参照しつつ、フリークーリング設備を併用した空調用熱源制御システム50について説明する。
Next, as an application example of the air conditioning heat
図13に示すように、この空調用熱源制御システム50は、放射パネル51や顕熱空調機52などの比較的高い温度帯の冷水を熱媒とするシステムにおいて、冷却塔53を熱源11と直列に配置し、冷水の還水をこの冷却塔53で冷却した後、下流側の熱源11で所定の温度に冷却するシステムである。
As shown in FIG. 13, this air conditioning heat
このように、外気条件等によって飛躍的に効率が高い冷却システムを併用できる空調用熱源制御システム50では、往還送水温度差を敢えて小さく設定することで、フリークーリング設備のような高効率熱源の活用を促進させることもできる。
In this way, in the air conditioning heat
図14に示すように、往還送水温度差を通常の空調用熱源制御システム10の利用時の往還送水温度差の1/2程度に小さくすると、往還送水温度レンジは高温側に移行する。この場合、通常の往還送水温度差の時の往還送水温度レンジではフリークーリング設備の運転が不可能な湿球温度条件でも、往還送水温度レンジが高い温度に推移することでフリークーリング設備の運転が可能となる。フリークーリング設備運転時の冷却効率は、冷凍機11の冷却効率に比べて数倍~数十倍向上するため、搬送動力の増大分を十分に吸収することができる。このように往還送水温度差を条件によって可変にすることで、高効率の冷却システムの運転期間を拡大することができ、省エネルギー効果を向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 14, when the temperature difference between the sent and returned water is reduced to about 1/2 of the temperature difference between the sent and sent water when the normal air conditioning heat
フリークーリング設備を併用した空調用熱源制御システム50の場合、外気湿球温度や空調機器の負荷率により、該システム50の効率(システムCOP)は大きく変化する。そのため、図15(a)、(b)に示すように、空調機器の負荷率毎や外気湿球温度毎に、より最適な往還送水温度差(線形)を求め、該負荷率と外気湿球温度により最適往還送水温度差の設定値を可変制御することが好ましい。これにより、図16(a)、(b)に示すように、効率(システムCOP)を向上させることができ、省エネルギー効果をさらに高めることが可能となる。
In the case of the air conditioning heat
[本発明の実施の形態に係る空調用熱源制御システムの効果]
上記したように本発明に係る空調用熱源制御システム10,50は、一般的な空調システムで設置される温度センサーや汎用コントローラ等の通常の制御機器を使用して往還送水温度差による送水温度の可変制御を行うことができ、多数の計測機器や演算装置の導入、及び事前の詳細設計やソフト開発も不要であるため、費用対効果が高く、汎用性も向上させることができる。
[Effects of the air conditioning heat source control system according to the embodiment of the present invention]
As described above, the air conditioning heat
また、制御弁の開度情報で送水温度を可変に制御すると共に、往還送水温度差で送水圧力を可変に制御することで、送水温度(VWT)と流量(VWV)の双方を同時且つ最適に制御することができるため、省エネルギー効果を最大限に高めることが可能となる。 In addition, by variably controlling the water supply temperature based on the opening information of the control valve, and variably controlling the water supply pressure based on the difference in the temperature of the returning and returning water, both the water supply temperature (VWT) and flow rate (VWV) can be simultaneously and optimally controlled. Since it can be controlled, it is possible to maximize the energy saving effect.
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る空調用熱源制御システムにおける好適な実施の形態について説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。 Note that the above description of the embodiments of the present invention describes preferred embodiments of the air conditioning heat source control system according to the present invention, and therefore various technically preferable limitations may be attached. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless there is a description that specifically limits the present invention.
10 空調用熱源制御システム
11 冷凍機(熱源機器)
12 空調機器
20 一次循環ポンプ
21 二次循環ポンプ
30 制御装置
50 空調用熱源制御システム
53 冷却塔
10 Air conditioning heat
12
Claims (5)
前記熱源機器から前記空調機器に送水される前記冷水又は温水の設計往還送水温度差である設定値と、温度センサーにより計測された前記空調機器への往き温度と該空調機器からの還り温度とから算出された往還送水温度差の測定値と、の偏差に基づき前記循環ポンプの送水圧力を可変に制御すると共に、前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御する制御装置を備えることを特徴とする空調用熱源制御システム。 In an air conditioning heat source control system that supplies cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump,
From a set value that is a designed return water temperature difference of the cold water or hot water sent from the heat source device to the air conditioner, and the temperature measured by the temperature sensor to the air conditioner and the return temperature from the air conditioner. The water supply pressure of the circulation pump is variably controlled based on the deviation between the calculated measured value of the temperature difference between the sent and returned water, and the heat source equipment is controlled based on information on a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows 1. A heat source control system for air conditioning, comprising a control device that variably controls the water temperature of the air conditioner.
前記熱源機器から前記空調機器に送水される前記冷水又は温水の設計往還送水温度差である設定値と、温度センサーにより計測された前記空調機器への往き温度と該空調機器からの還り温度とから算出された往還送水温度差の測定値と、の偏差に基づき前記循環ポンプの送水圧力を可変に制御するステップと、
前記冷水又は温水が流通する配管に設けられた制御弁の情報に基づき前記熱源機器の送水温度を可変に制御するステップと、
を備えることを特徴とする空調用熱源制御方法。 In an air conditioning heat source control method for supplying cold water or hot water from a heat source device to an air conditioner using a circulation pump,
From a set value that is a designed return water temperature difference of the cold water or hot water sent from the heat source device to the air conditioner, and the temperature measured by the temperature sensor to the air conditioner and the return temperature from the air conditioner. variably controlling the water supply pressure of the circulation pump based on the deviation between the calculated measured value of the temperature difference between the sent and returned water;
variably controlling the water supply temperature of the heat source device based on information on a control valve provided in a pipe through which the cold water or hot water flows;
A heat source control method for air conditioning, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022062898A JP7451066B2 (en) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022062898A JP7451066B2 (en) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023153554A JP2023153554A (en) | 2023-10-18 |
JP7451066B2 true JP7451066B2 (en) | 2024-03-18 |
Family
ID=88349725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022062898A Active JP7451066B2 (en) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7451066B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020159671A (en) | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 新菱冷熱工業株式会社 | Radiation air conditioning system and control method therefor |
WO2021187423A1 (en) | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | Air conditioning system |
-
2022
- 2022-04-05 JP JP2022062898A patent/JP7451066B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020159671A (en) | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 新菱冷熱工業株式会社 | Radiation air conditioning system and control method therefor |
WO2021187423A1 (en) | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | Air conditioning system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023153554A (en) | 2023-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110274361B (en) | Water multi-connected air conditioning system and control method of variable-frequency water pump thereof | |
JP4832960B2 (en) | Control method of water source heat pump unit system | |
CN104024749B (en) | Air-conditioning system that adjusts temperature and humidity | |
JP4422572B2 (en) | Cold / hot water control method for cold / hot heat source machine | |
CZ301374B6 (en) | Air-conditioning system | |
CN102770718A (en) | Air conditioning system and method of controlling air conditioning system | |
JP4840522B2 (en) | Refrigeration equipment | |
WO2013145005A1 (en) | Air-conditioning system | |
JPH1163631A (en) | Equipment for controlling temperature of supply water | |
WO2017081820A1 (en) | Air conditioning system and method for controlling air conditioning system | |
WO2017204287A1 (en) | Heat source system and heat source system control method | |
WO2010038334A1 (en) | Air conditioner heat source control device and control method | |
JP2004069134A (en) | Air-conditioning system | |
CN110822634B (en) | Self-adaptive dynamic control method for compressor during refrigeration of capillary radiation air conditioner | |
JP5737173B2 (en) | Air conditioning system that adjusts temperature and humidity | |
CN112032917B (en) | Central air-conditioning cold water system and control method thereof | |
JP7451066B2 (en) | Air conditioning heat source control system and air conditioning heat source control method | |
CN1243936C (en) | Variable capacity one-driving-many control technique | |
JP2014129912A (en) | Air conditioner using direct expansion coils | |
JP5673524B2 (en) | Air conditioning system that adjusts temperature and humidity | |
JP5318446B2 (en) | Outside air intake system | |
WO2021214931A1 (en) | Air conditioning system and control method | |
JP5062555B2 (en) | Energy saving air conditioning control system | |
JP7374633B2 (en) | Air conditioners and air conditioning systems | |
CN2694162Y (en) | Capacity variable central air conditioner with one outdoor unit and multiple indoor units |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220405 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7451066 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |