JPH0131877Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は空調熱源制御装置に関し、空調負荷
に見合つた冷温水量を空気調和機に送るようにポ
ンプの運転を制御し、省エネルギ運転を行うこと
をその目的としている。

〔従来の技術〕

冷暖房系を構成する各空調機の負荷の変動に応
じて、必要とする冷温水量も変動するが、その制
御は負荷側において各々独立して行なわれる。そ
れに対応して供給側において冷温水流量を変化さ
せて搬送動力を削減する制御方法として、従来か
ら次の２つの方法のどちらかが採用されてきた。

即ち(1)二次冷温水循環ポンプの吐出圧力と大気
圧（あるいはレタンヘツダでの圧力）との差圧を
所定値にするべく、二次冷温水ポンプの駆動モー
タの回転数を変化させる方法。か又は(2)冷温水循
環水量の変動を流量計によつて検出し、その（流
量）信号によつてポンプ吐出圧の設定値をその都
度流量に応じて変化させる方法とである。

第１図に示す従来の装置では一次冷温水ポンプ
１と冷凍機又は冷温水発生機２の下流のヘツダ５
と上流のリタンヘツダ１０の間にバイパス管３が
設けられ、二方弁４が取付けられている。ヘツダ
５の下流に２次冷温水ポンプ６があり、その下流
にサプライヘツダ７が設けられている。サプライ
ヘツダ７とリタンヘツダ１０間に複数の配管（図
では３本）１１，１２，１３が配置され、夫々に
二方弁１４，１５，１６、空気調和機１７，１
８，１９が設置されている。サプライヘツダ７に
圧力検出器８が取りつけられ、差圧（指示）調節
器９と連絡され、そこからの信号で二次冷温水ポ
ンプの回転数を制御する。

第２図において、空調機群に最大負荷が加わつ
た場合には流量がQ₁で回転数がN₁の時に必要な
揚程H₁が得られることを示している。実線のR₀
は流量変化に対するヘツダ５からヘツダ１０まで
の区間の総抵抗を表わす曲線である。破線γ₂は
R₀抵抗曲線におけるヘツダ５からヘツダ７まで
の二次冷温水循環ポンプ廻りの抵抗成分を表わ
し、流量Q₁の時はZ₂で示される。一方流量Q₁の
時のヘツダ７からヘツダ１０までの抵抗成分は
ΔP₂で示される。

この装置においては、空気調和機の熱負荷が減
少した時は二方弁１４，１５，１６を絞つてゆく
が、二次冷温水循環ポンプ６の回転数を制御する
差圧として、最大流量が流れている時のサプライ
ヘツダ７と大気圧または吐出圧力（大気圧とヘツ
ダとの差）を保持しなければならないので、その
設定圧力を大気圧との差にとればΔP₃となる。ポ
ンプの吐出圧力は最大流量時の運転点Ａから流量
０のときの圧力H₁の点Ｂ（大気圧との差圧ΔP₃）
まで、すなわち水平線ABに沿つて変化し、流量
０で圧力H₁である回転数（図中回転数N′₃）まで
しか下げられない。

また設定圧力をヘツダ間必要差圧ΔP₂にとつた
時はΔP₂＋γ₂の線すなわち図中の曲線AC（一点鎖
線R₂）に沿つて吐出圧が変化し流量０のときの
吐出圧がΔP₂である回転数N₃までしか回転数は
下がり得ない。従つていずれの場合にも省エネル
ギ効果は少ない。

第３図は従来の装置の別の例を示し、第１図と
同じ符号は同じ部分を表わしている。第４図は第
３図に示す例の二次冷温水循環ポンプのＱ−Ｈ曲
線を示している。第３図において２０は流量計を
示している。

第２の例は第１の例に示されたものを更にグレ
ードアツプし、二次冷温水循環ポンプ６の必要差
圧を流量変化に応じてカスケード制御するもの
で、流量０の時の最低必要差圧を想定し、（おお
むね末端必要差圧を想定する。）ΔP₁とすればこ
の高さの点をＤとした時、自動制御機器９を用い
て最大流量時の運転点ＡとＤを直線あるいは曲線
で結ぶ仮想運転曲線R₃（図中では２点鎖線の直
線）を設定する。流量が減少すればポンプの運転
点は２点鎖線AD上を動く。すなわち第４図にお
いて、最大流量Q₁の時のヘツダ間必要差圧をΔP₂
に設定すれば、必要流量Q₂の時必要差圧ΔP′₂，
Q′₂の時ΔP″₂という様に変化するもので、流量０
の時はΔP₁で回転数をN₂まで減ずることができ
る。

この方法は系内の抵抗を予測してポンプの吐出
圧力と流量の関係を仮定してポンプ吐出圧力の設
定値を決定する方法なので、実際の運転において
負荷に応じた最適な状態でポンプが運転されると
いう保証はない。いわば間接的な制御で一種の予
測制御とも言える。またこのような制御システム
では演算機能なども必要となり、設備費が割高と
なり流量制御による運転費用の節約により設備費
を償却できるかは疑問である。

〔課題を解決するための手段〕

この考案はこれらの欠点を解消するもので、配
管系の抵抗損失が最も大きくなると予想される配
管路末端の空調機と二方弁を含むその前後または
空調機前後あるいは二方弁前後の差圧を一定値に
保つように、二次冷温水循環ポンプを可変的に制
御するものである。これは負荷に応じて必要最少
限の冷温水循環量を得ようとするいわば直接制御
である。このことにより確実な省エネルギが達成
でき、また制御装置の構成も単純なので低い設備
費べ施工できるものである。

〔実施例〕

本考案は前述の従来例のようなヘツダ配管方式
を行わず、配管系の抵抗損失が最も大きくなると
予想される配管路末端の空調機と二方弁を含む前
後または空調機前後あるいは二方弁前後の最低必
要差圧を一定値に保つように差圧検出器を配管路
末端に設置し、二次冷温水循環ポンプを可変制御
する。これは負荷に応じて必要最小限の送水圧力
（流量）を得ようとするいわば直接制御であつて、
確実な省エネルギが達成でき、また制御システム
の構成も単純なので低い設備費で施工できる。

第５図はこの考案の装置、第６図は第５図の系
の二次冷温水循環ポンプのＱ−Ｈ曲線である。第
５図、第６図とも第１図ないし第４図と同じ符号
は同じ部分を表わしている。

この考案の装置ではヘツダを用いず二次冷温水
循環ポンプ６から配管７０で配管１１，１２，１
３と連結する。２４，２５は配管路末端の圧力検
出器で、圧力信号は差圧（指示）調節計６に送ら
れ、二次冷温水循環ポンプ６の回転を制御する。
空調負荷の変動により二次弁１４，１５，１６が
絞られ冷温水量が制御される。

まず室内熱負荷が減少すると、室内温度調節器
など（図示されていない）により二方弁１４が絞
ぼられ、その前後の差圧に偏差を生じる。これを
圧力検知器２４，２５によつてとらえ、調節装置
９によつて是正すべく二次ポンプ６の出力を減ず
る様に制御する。また逆に室内負荷が増加すると
二方弁１４が開き、同様のプロセスで可変速ポン
プの出力を増大するよう制御する。

この過程において、二方弁１４がいかなる開度
にあつても（全閉状態においても）管路抵抗が最
大となる末端における空調機１７前後の差圧を保
障しているので、管路の短い（抵抗損失の少い）
空調機１８，１９のいかなる負荷状態をも満足し
うる。また二方弁１５，１６の作動は系内圧力変
動として圧力検出器２４，２５において敏感に検
出され、二次冷温水循環ポンプを省エネルギ運転
を行う。

この考案の装置の二次冷温水循環ポンプ６のＱ
−Ｈ曲線を示す第６図から明らかなように、この
考案では二次冷温水循環ポンプの吐出圧はγ₁＋
ΔP₁である曲線ADに沿つて動き、回転数をN₂ま
で落とすことができる。このようにこの考案では
二次冷温水循環ポンプはその吐出圧が差圧（指
示）調節計９における設定差圧からそのポンプの
持つ最高圧までの空調負荷に見合つた巾広い範囲
に亘つて運転でき冷温水の搬送動力の削減を有効
に行うことができる。Y₁は配管の抵抗曲線、Z₁
は最大流量時の値を示している。

〔効果〕 この考案はこのような構成であつて、制御装置
が単純で、確実な運転制御を行うことができ、冷
凍水搬送動力の有効な削減ができる。また従来の
流量計によるカスケード制御よりもはるかに設備
費が安価とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の１例の説明図、第２図は
二次ポンプの流量−揚程曲線図、第３図は従来装
置の他の例の説明図、第４図は二次ポンプの流量
−揚程曲線図、第５図はこの考案の装置の説明
図、第６図は二次ポンプの流量−揚程曲線を夫々
示す。 符号の説明、１……一次ポンプ、２……冷凍機
又は冷温水発生機、３……バイパス管、４……二
方弁、５……ヘツダ、６……二次ポンプ、７……
サプライヘツダ、８……圧力計、９……差圧指示
調節計、１０……リターンヘツダ、１１，１２，
１３……配管、１４，１５，１６……二方弁、１
７，１８，１９……空気調和機、２０……流量
計、２４，２５……差圧検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷温水を循環させる２次ポンプから１次ポンプ
   の間に複数の配管系路が並列に設けられ、その各
   管路に夫々空調機が取りつけられているような空
   調装置の空調熱源制御装置において、前記の配管
   系路の内、最も管路抵抗が大きい配管系路に取り
   つけられた空調機の前後に設けられた差圧検知器
   と、ならびに上記の差圧検知器からの差圧が導か
   れ、空調機を通過する流体の流れが確保できる一
   定値に、前記の空調機の前後の差圧を維持するよ
   うに２次ポンプの運転を制御する差圧指示調節計
   とよりなることを特徴とする空調熱源制御装置。