JP7506487B2 - Heat source device control device - Google Patents

Heat source device control device Download PDF

Info

Publication number
JP7506487B2
JP7506487B2 JP2020027889A JP2020027889A JP7506487B2 JP 7506487 B2 JP7506487 B2 JP 7506487B2 JP 2020027889 A JP2020027889 A JP 2020027889A JP 2020027889 A JP2020027889 A JP 2020027889A JP 7506487 B2 JP7506487 B2 JP 7506487B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
outdoor
heat source
outdoor units
outdoor unit
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
Application number
JP2020027889A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021131206A (en
Inventor
雅裕 古川
駿 松井
俊 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Engineering Solutions Corp
Original Assignee
Tokyo Gas Engineering Solutions Corp
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Engineering Solutions Corp filed Critical Tokyo Gas Engineering Solutions Corp
Priority to JP2020027889A priority Critical patent/JP7506487B2/en
Publication of JP2021131206A publication Critical patent/JP2021131206A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7506487B2 publication Critical patent/JP7506487B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、熱源機に備えられた複数台の室外ユニットの運転を制御する熱源機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a heat source machine that controls the operation of multiple outdoor units provided in the heat source machine.

複数の室外ユニットを備えた熱源機では、負荷が100%よりも小さい場合に、一部の室外ユニットだけを選択的に運転状態にするとともに、各室外ユニットの運転時間が所定時間に到達するごとに運転順序をローテーションして、複数台の室外ユニットの運転時間を均等化する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In a heat source machine equipped with multiple outdoor units, a technique is known in which when the load is less than 100%, only some of the outdoor units are selectively put into operation, and the operation order is rotated each time the operation time of each outdoor unit reaches a predetermined time, thereby equalizing the operation time of the multiple outdoor units (see, for example, Patent Document 1).

特開平10-281577号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-281577

上記のように室外ユニットの運転時間に応じて運転時間をローテーションすれば、各室外ユニットの累積運転時間を均等化することはできる。しかし、本願発明者らは、例えば各室外ユニットの運転効率などは、種々の環境条件等の運転条件が影響し、運転時間を均等化しても各室外ユニットや全体の運転効率を向上させることは必ずしもできないことに思い至った。 By rotating the operating time according to the operating time of the outdoor unit as described above, it is possible to equalize the cumulative operating time of each outdoor unit. However, the inventors of the present application realized that, for example, the operating efficiency of each outdoor unit is affected by operating conditions such as various environmental conditions, and that equalizing the operating times does not necessarily improve the operating efficiency of each outdoor unit or the overall operating efficiency.

本発明は、上記の点に鑑み、熱源機の運転効率を向上させることを目的としている。 In view of the above, the present invention aims to improve the operating efficiency of heat source machines.

上記の目的を達成するため、本発明は、
互いに隣接して配置され、負荷率を可変に設定可能な複数の室外ユニットを有する熱源機の制御装置であって、
上記熱源機全体の負荷が部分負荷で運転される場合に、一部の室外ユニットと他の室外ユニットとで負荷率が異なるように各室外ユニットの負荷率が設定されるように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides
A control device for a heat source machine having a plurality of outdoor units arranged adjacent to each other and capable of variably setting a load factor,
The heat source machine is characterized in that, when the load of the entire machine is operated at partial load, the load rate of each outdoor unit is set so that the load rate of some outdoor units differs from that of other outdoor units.

これにより、一部の室外ユニットをCOPが大きい状態で運転させるようにして、熱源機全体の運転効率を向上させることができる。 This allows some outdoor units to operate at a high COP, improving the operating efficiency of the entire heat source unit.

本発明によれば、熱源機の運転効率を向上させることができる。 The present invention can improve the operating efficiency of the heat source machine.

熱源機を含む空気調和システムの概略構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an air conditioning system including a heat source unit. 室外ユニットの負荷率とCOPとの関係の例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of the relationship between the load factor and the COP of an outdoor unit. 室外ユニットの負荷率の設定に応じたCOPの例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of COP according to settings of the load factor of the outdoor unit.

(空気調和システムの概略構成)
熱源機を含む空気調和システムは、例えば図1に示すように、複数台の空冷ヒートポンプなどの室外ユニット111を含む室外ユニットモジュール110を備えている。上記室外ユニット111は、それぞれ往水配管121、およびインバータポンプ131を介して、冷水や温水を2次側の空調機141に供給し、還水配管151を介して回収するようになっている。上記往水配管121と還水配管151とのユニット間には、熱源機側と負荷側とに流れる冷水や温水の流量をバランスさせるフリーバイパス回路161が設けられるとともに、還水配管151には膨張タンク174が設けられている。また、往水配管121、および還水配管151には、温度センサ171・172、および流量センサ173が設けられ、運転負荷の算出等が行われるようになっている。
(General configuration of the air conditioning system)
An air conditioning system including a heat source unit includes an outdoor unit module 110 including a plurality of outdoor units 111 such as air-cooled heat pumps, as shown in FIG. 1. The outdoor units 111 supply cold water and hot water to a secondary air conditioner 141 via a supply water pipe 121 and an inverter pump 131, respectively, and recover the cold water and hot water via a return water pipe 151. A free bypass circuit 161 is provided between the supply water pipe 121 and the return water pipe 151 to balance the flow rate of cold water and hot water flowing to the heat source unit side and the load side, and an expansion tank 174 is provided in the return water pipe 151. In addition, temperature sensors 171 and 172 and a flow rate sensor 173 are provided in the supply water pipe 121 and the return water pipe 151, and the operation load is calculated.

また、各室外ユニットは、それぞれ、往水配管121に連通する冷水出口の冷水の温度を検出する図示しない温度センサを備え、上記冷水出口の冷水の温度が所定の設定温度になるようにして、負荷率を制御できるようになっている。 In addition, each outdoor unit is equipped with a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the cold water at the cold water outlet connected to the supply water pipe 121, and the load rate can be controlled by adjusting the temperature of the cold water at the cold water outlet to a predetermined set temperature.

上記室外ユニットモジュール110は、例えばモジュールコントローラ211によって運転状態が制御されるようになっている。具体的には、例えば、温度センサ171・172や流量センサ173によって検出された水温や流量に基づきモジュールコントローラ211によって負荷率(定格能力に対する冷却能力の割合)が求められ、室外ユニットモジュール110の出口温度が設定温度になるように、室外ユニット111の冷水出口の冷水の温度が設定され、制御されるようになっている。ここで、上記冷水の設定温度は、各室外ユニット111ごと(または所定のグループごと)に異ならせて、それぞれ異なる負荷率で運転し得るようになっている。より詳しくは、例えば、中央熱源コントローラ212からの指示により、熱源機全体の負荷率や外気温度などに応じて、あらかじめ定められた各室外ユニット111の設定温度や負荷率のパターンに基づいて制御されるようになっている。 The outdoor unit module 110 is controlled in operation by, for example, a module controller 211. Specifically, the module controller 211 determines the load factor (the ratio of cooling capacity to rated capacity) based on the water temperature and flow rate detected by, for example, the temperature sensors 171 and 172 and the flow rate sensor 173, and sets and controls the temperature of the cold water at the cold water outlet of the outdoor unit 111 so that the outlet temperature of the outdoor unit module 110 becomes the set temperature. Here, the set temperature of the cold water is made different for each outdoor unit 111 (or for each specified group), so that each outdoor unit can be operated at a different load factor. More specifically, for example, the set temperature and load factor of each outdoor unit 111 are controlled based on a predetermined pattern according to the load factor of the entire heat source machine and the outdoor air temperature, in response to an instruction from the central heat source controller 212.

(各室外ユニットモジュール110の負荷率の制御の例)
室外ユニットモジュール110のCOPは、例えば冷房運転時の性能を図2に示すように外気温度と負荷率とに応じて変化し、一般に、外気温度が低いほど、また、負荷率が100%よりも小さい所定の範囲で大きくなる。
(Example of Control of Load Rate of Each Outdoor Unit Module 110)
The COP of the outdoor unit module 110, for example, during cooling operation, changes depending on the outdoor temperature and load factor as shown in Figure 2, and generally becomes higher as the outdoor temperature is lower and within a specified range where the load factor is smaller than 100%.

また、室外ユニットモジュール110を構成する室外ユニット111は、例えば、それぞれ、4台の単位装置が所定の方向に連接されて成り、室外ユニットモジュール110は、上記室外ユニット111が上記所定の方向と垂直な方向に10台ずつ隣接配置されて構成されている。さらに、上記のような室外ユニットモジュール110は、例えば建物の屋上に設置されるが、往々にして、屋上に部分的に建てられた建物や壁などに囲まれて配置される。このため、外気温や風向、風速などに応じて、熱溜まりができたり、各室外ユニット111で周囲の空気の流れなどの運転条件が異なり、COPの低下やバラツキなどが生じることがある。特に、互いに隣接する室外ユニット111が同時に運転状態になると、1台当たりの室外ユニット111に流入する外気の流量が減少したり、室外ユニット111から吐出した空気が建物や周囲の壁に当たって下降流となり外気より温度の高い空気を吸い込むことになり、実際に吸入される外気の温度が上昇したりしがちになる。 The outdoor units 111 constituting the outdoor unit module 110 are each, for example, composed of four unit devices connected in a predetermined direction, and the outdoor unit module 110 is composed of ten outdoor units 111 arranged adjacent to each other in a direction perpendicular to the predetermined direction. Furthermore, the outdoor unit module 110 as described above is installed, for example, on the roof of a building, and is often arranged surrounded by a building partially built on the roof or a wall. For this reason, depending on the outside temperature, wind direction, wind speed, etc., heat accumulation may occur, and the operating conditions such as the flow of surrounding air may differ in each outdoor unit 111, resulting in a decrease or variation in COP. In particular, when adjacent outdoor units 111 are in operation at the same time, the flow rate of outside air flowing into each outdoor unit 111 may decrease, or the air discharged from the outdoor unit 111 may hit the building or the surrounding wall and become a downward flow, resulting in the intake of air with a higher temperature than the outside air, which tends to increase the temperature of the actually inhaled outside air.

このため、例えば熱源機全体の負荷率が80%である場合に、全ての室外ユニット111(ユニット番号1~10)が、それぞれ80%の負荷率で運転されたとすると、例えば図3に運転パターン1として破線で示すように10台の室外ユニット111のうち、中央部付近の室外ユニット111のCOPが低下し得る。そこで、例えば運転パターン2として、一連の10台の室外ユニット111のうち中央部付近で、かつ、互いに離間したユニット番号4、7の室外ユニット111が40%の負荷率、他の室外ユニットが90%の負荷率で運転されたとすると、熱源機全体の負荷率は同じ80%であっても、ユニット番号4、7の室外ユニット111のCOPは、これらの負荷率が小さいことによって、例えば運転パターン1の場合に3.2~3.3であったのが、運転パターン2の場合には4.0~4.1と約25%上昇する。 For this reason, if the load factor of the entire heat source device is 80%, and all outdoor units 111 (unit numbers 1 to 10) are operated at a load factor of 80%, the COP of the outdoor units 111 near the center of the ten outdoor units 111 may decrease, as shown by the dashed line in FIG. 3 as operation pattern 1. Therefore, if the outdoor units 111 with unit numbers 4 and 7, which are located near the center of the series of ten outdoor units 111 and spaced apart from each other, are operated at a load factor of 40% and the other outdoor units at a load factor of 90%, even if the load factor of the entire heat source device is the same 80%, the COP of the outdoor units 111 with unit numbers 4 and 7 will increase by about 25%, for example from 3.2 to 3.3 in operation pattern 1 to 4.0 to 4.1 in operation pattern 2, due to the smaller load factors.

しかも、上記ユニット番号4、7の室外ユニット111に隣接するユニット番号3、5、6、8の室外ユニット111のCOPも、上昇する。これは、ユニット番号4、7の室外ユニット111の負荷率を低下させたことによって、これらに吸入される外気の風量が減少し、これに伴って他の室外ユニット111に吸入される外気の風量が増加したり温度が低下したりするためと考えられる。 Moreover, the COP of the outdoor units 111 with unit numbers 3, 5, 6, and 8 adjacent to the outdoor units 111 with unit numbers 4 and 7 also increases. This is thought to be because the load factor of the outdoor units 111 with unit numbers 4 and 7 is reduced, reducing the amount of outdoor air drawn into these units, which in turn increases the amount of outdoor air drawn into the other outdoor units 111 and reduces their temperature.

一方、例えばユニット番号1、2、9、10の室外ユニット111のCOPはわずかに低下しているが、これは、負荷率が80%から90%にされたことによる影響が大きいと考えられる。しかしながら、そのような負荷率が大きい領域で負荷率を多少増大させることによるCOPの低下の影響よりも、他の室外ユニット111を例えば負荷率が30~50%などの領域で運転することによるCOPの上昇の影響の方が大きいことによって、熱源機全体での平均COPは、例えば3.4から3.6と、約5~6%上昇させることができる。 On the other hand, for example, the COP of outdoor units 111 with unit numbers 1, 2, 9, and 10 has slightly decreased, but this is thought to be largely due to the load factor being increased from 80% to 90%. However, the increase in COP caused by operating other outdoor units 111 in a load factor range of, for example, 30 to 50% is greater than the decrease in COP caused by slightly increasing the load factor in such a high load factor range, so the average COP of the entire heat source equipment can be increased by approximately 5 to 6%, for example from 3.4 to 3.6.

上記のようなCOPの上昇効果は、例えば、熱源機全体の負荷率が、60%以上、かつ、外気温が、冷房運転の場合に30℃以上、または暖房運転の場合に5℃以下である場合に、各室外ユニット111の負荷率の設定が行われることによって得やすくすることができる。 The above-mentioned effect of increasing COP can be easily achieved by setting the load rate of each outdoor unit 111, for example, when the load rate of the entire heat source equipment is 60% or more and the outdoor air temperature is 30°C or more in cooling operation or 5°C or less in heating operation.

上記のような負荷率の設定は、具体的には、例えば各室外ユニット111の冷水出口の冷水の温度の設定によって行うことができる。すなわち、例えば負荷率が100%のときに室外ユニットモジュール110の冷水入口温度が17℃、冷水出口温度が7℃だとした場合、負荷が80%であれば、冷水入口温度は15℃になる。そこで、ユニット番号4、7の室外ユニット111では冷水出口温度が11℃に設定されることによって、40%の負荷率で運転させる一方、他の室外ユニット111では冷水出口温度が6℃に設定されることによって、90%の負荷率で運転させることができる。 The load rate can be set as described above, specifically, by setting the temperature of the cold water at the cold water outlet of each outdoor unit 111. That is, for example, if the cold water inlet temperature of the outdoor unit module 110 is 17°C and the cold water outlet temperature is 7°C when the load rate is 100%, then if the load is 80%, the cold water inlet temperature will be 15°C. Therefore, the outdoor units 111 with unit numbers 4 and 7 can be operated at a load rate of 40% by setting the cold water outlet temperature to 11°C, while the other outdoor units 111 can be operated at a load rate of 90% by setting the cold water outlet temperature to 6°C.

(その他の事項)
上記のような各室外ユニット111の負荷率の設定は、あらかじめ設定された設定温度や負荷率のパターンに基づいて制御されるのに限らず、例えば適宜負荷等の運転稼働情報に基づいて各室外ユニット111のCOPを求め、COPの小さい例えば複数の室外ユニット111を優先的に小さな負荷率で運転させる技術を適用したりしてもよい。そのような制御は、例えば、別途設けられたPLCにより運転稼働情報や外気温度、負荷熱量などに基づいて各室外ユニット111のCOPを求め、中央熱源コントローラを介してモジュールコントローラ211に負荷率の設定を行わせるようにすることなどにより行うことができる。また、他の室外ユニットよりも負荷率が小さく設定される室外ユニットは、冬期暖房運転時のデフロスト発生時間割合(ユニットがデフロストしている時間/運転時間)が大きいユニットに基づいて複数選択されるようにしたりしてもよい。
(Other matters)
The setting of the load rate of each outdoor unit 111 as described above is not limited to being controlled based on a preset set temperature or load rate pattern, but may be performed by, for example, calculating the COP of each outdoor unit 111 based on operation information such as load, and preferentially operating, for example, multiple outdoor units 111 with a small COP at a small load rate. Such control can be performed, for example, by using a separately provided PLC to calculate the COP of each outdoor unit 111 based on operation information, outdoor temperature, load heat amount, etc., and having the module controller 211 set the load rate via a central heat source controller. In addition, multiple outdoor units whose load rate is set smaller than the other outdoor units may be selected based on a unit with a large defrost occurrence time ratio (time during which the unit is defrosting/operation time) during heating operation in winter.

また、例えば各室外ユニット111に設定される負荷率や冷水出口温度などを示す指令が、遠隔監視センターからインターネット、および中央熱源コントローラ212等を介してモジュールコントローラ211に送られて、その指令に応じてモジュールコントローラ211が各室外ユニット111の負荷率等を制御するようにしてもよい。 In addition, commands indicating the load rate and chilled water outlet temperature to be set for each outdoor unit 111 may be sent from the remote monitoring center to the module controller 211 via the Internet and the central heat source controller 212, etc., and the module controller 211 may control the load rate and the like of each outdoor unit 111 in response to the commands.

上記のように、室外ユニット111やそのグループなどごとに負荷率が異なるように制御されることによって、熱源機の運転効率を向上させることが容易にできる。 As described above, by controlling the load rate to be different for each outdoor unit 111 or each group thereof, the operating efficiency of the heat source unit can be easily improved.

110 室外ユニットモジュール
111 室外ユニット
121 往水配管
131 インバータポンプ
141 空調機
151 還水配管
161 フリーバイパス回路
171・172 温度センサ
173 流量センサ
174 膨張タンク
211 モジュールコントローラ
212 中央熱源コントローラ
REFERENCE SIGNS LIST 110 Outdoor unit module 111 Outdoor unit 121 Supply water piping 131 Inverter pump 141 Air conditioner 151 Return water piping 161 Free bypass circuit 171, 172 Temperature sensor 173 Flow rate sensor 174 Expansion tank 211 Module controller 212 Central heat source controller

Claims (1)

互いに隣接して配置され、負荷率を可変に設定可能な複数の室外ユニットを有する熱源機の制御装置であって、
上記熱源機全体の負荷が部分負荷で運転される場合に、一部の室外ユニットの負荷率を大きく設定し、他の室外ユニットの負荷率を小さく設定するとともに、負荷率が大きい室外ユニットと負荷率が小さい室外ユニットとが隣り合う組み合わせが少なくとも1組存在するように構成され
上記熱源機全体の負荷が部分負荷で運転される場合に、一部の室外ユニットと他の室外ユニットとで負荷率が異なるように各室外ユニットの負荷率が設定され、負荷率が小さい室外ユニットの間に1つ以上の負荷率が大きい室外ユニットが配置されることにより、上記負荷率が大きい室外ユニットに吸入される外気の風量が増加するように構成されていることを特徴とする熱源機の制御装置。
A control device for a heat source machine having a plurality of outdoor units arranged adjacent to each other and capable of variably setting a load factor,
When the load of the entire heat source device is operated at a partial load, the load factor of some of the outdoor units is set to be large and the load factor of the other outdoor units is set to be small, and at least one combination of an outdoor unit with a large load factor and an outdoor unit with a small load factor adjacent to each other is present ,
A control device for a heat source machine, characterized in that, when the load of the entire heat source machine is operated at partial load, the load rate of each outdoor unit is set so that the load rate of some outdoor units differs from that of other outdoor units, and one or more outdoor units with a high load rate are arranged between outdoor units with low load rates, thereby increasing the amount of outside air drawn into the outdoor units with a high load rate .
JP2020027889A 2020-02-21 Heat source device control device Active JP7506487B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020027889A JP7506487B2 (en) 2020-02-21 Heat source device control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020027889A JP7506487B2 (en) 2020-02-21 Heat source device control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021131206A JP2021131206A (en) 2021-09-09
JP7506487B2 true JP7506487B2 (en) 2024-06-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106699A (en) 2009-11-13 2011-06-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heat source system
JP2012057864A (en) 2010-09-09 2012-03-22 Yamatake Corp Device and method of controlling feed water temperature
JP2013221623A (en) 2012-04-12 2013-10-28 Mitsubishi Electric Corp Air conditioning device
JP2014035148A (en) 2012-08-09 2014-02-24 Ntt Facilities Inc Air conditioning system
JP2018189313A (en) 2017-05-08 2018-11-29 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 Heat source machine control device and heat source machine system
JP2019078501A (en) 2017-10-26 2019-05-23 三機工業株式会社 Air conditioning system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106699A (en) 2009-11-13 2011-06-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heat source system
JP2012057864A (en) 2010-09-09 2012-03-22 Yamatake Corp Device and method of controlling feed water temperature
JP2013221623A (en) 2012-04-12 2013-10-28 Mitsubishi Electric Corp Air conditioning device
JP2014035148A (en) 2012-08-09 2014-02-24 Ntt Facilities Inc Air conditioning system
JP2018189313A (en) 2017-05-08 2018-11-29 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 Heat source machine control device and heat source machine system
JP2019078501A (en) 2017-10-26 2019-05-23 三機工業株式会社 Air conditioning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11162627B2 (en) Controller, method of operating a water source heat pump and a water source heat pump
JP5657110B2 (en) Temperature control system and air conditioning system
JP4422572B2 (en) Cold / hot water control method for cold / hot heat source machine
US20130274948A1 (en) Heat source system and method for controlling the number of operated devices in heat source system
US9885489B2 (en) HVAC systems
US20200318849A1 (en) Air conditioning system and control method therof
US9759466B2 (en) Heat pump system having a maximum percent demand re-calculation algorithm controller
CN104990321A (en) Air conditioner and defrosting method thereof
CN104204684A (en) Coordinated air-side control of HVAC system
JP2013119954A (en) Heat pump hot water heater
CN103154621A (en) Air conditioner
JP6221198B2 (en) External control device
JP4647469B2 (en) Operation method of air conditioning equipment
JP7506487B2 (en) Heat source device control device
JP2010236816A (en) Heat pump type air conditioner and method of controlling heat pump type air conditioner
JP6024726B2 (en) External control device
JP6213781B2 (en) External controller control method
JP2008224155A (en) Ice heat storage type heat source machine device and its control method
JP2021131206A (en) Control device for heat source machine
JP5062555B2 (en) Energy saving air conditioning control system
JP5768151B2 (en) Heat pump type air conditioner and control method of heat pump type air conditioner
JPH10220896A (en) Air conditioner
JP2012159253A (en) Heating system
JP5059090B2 (en) Hot water heater
CN110081509A (en) A kind of antifreeze regulation unit of hot water heating air conditioner double temp and its control method