JPH08271018A - 地域冷暖房運転システム - Google Patents
地域冷暖房運転システムInfo
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- JPH08271018A JPH08271018A JP7073450A JP7345095A JPH08271018A JP H08271018 A JPH08271018 A JP H08271018A JP 7073450 A JP7073450 A JP 7073450A JP 7345095 A JP7345095 A JP 7345095A JP H08271018 A JPH08271018 A JP H08271018A
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- JP
- Japan
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- steam
- amount
- heat
- flow rate
- cold water
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低負荷時や需要熱量が変動しているときで
も、これらに適合した冷凍機の稼働台数の制御ができる
ようにして、冷却水と蒸気を供給する地域冷暖房プラン
トの自動運転，省エネルギー運転ができるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 制御部８では、熱量測定部４，蒸気量測定部
５，冷却水量測定部６が測定したデータより、フィルタ
７ａ，７ｂ，７ｃにより朝夕などの需要熱量の急激な変
化などのノイズなどを除去し、平滑化したデータを用い
て、ターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３および蒸気ボイ
ラ２２の稼働台数を制御する。
も、これらに適合した冷凍機の稼働台数の制御ができる
ようにして、冷却水と蒸気を供給する地域冷暖房プラン
トの自動運転，省エネルギー運転ができるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 制御部８では、熱量測定部４，蒸気量測定部
５，冷却水量測定部６が測定したデータより、フィルタ
７ａ，７ｂ，７ｃにより朝夕などの需要熱量の急激な変
化などのノイズなどを除去し、平滑化したデータを用い
て、ターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３および蒸気ボイ
ラ２２の稼働台数を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、稼働効率を向上させ
運用コストの低減を測った地域冷暖房運転システムに関
する。
運用コストの低減を測った地域冷暖房運転システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】１９７０年頃から大気汚染防止やエネル
ギーの効率的利用を目的に導入が始まった地域冷暖房
（ＤＨＣ）は、その後、経営面や技術面の経験が蓄積さ
れ、公的指導や助成の充実と相まって、１９９１年３月
末現在、全国で稼働あるいは建設中のものを合わせる
と、５５事業者８８地区の多くにおよぶに至っている。
また、熱供給システムを支える新技術も着実に開発さ
れ、昨今社会から強く要請されている未利用エネルギー
の活用技術を含め、従来からよく用いられている方法に
加え、ヒートポンプ，蓄熱槽、また、コジェネレーショ
ンの組み合わせなど、ＤＨＣシステムの多様化が進行中
である。
ギーの効率的利用を目的に導入が始まった地域冷暖房
（ＤＨＣ）は、その後、経営面や技術面の経験が蓄積さ
れ、公的指導や助成の充実と相まって、１９９１年３月
末現在、全国で稼働あるいは建設中のものを合わせる
と、５５事業者８８地区の多くにおよぶに至っている。
また、熱供給システムを支える新技術も着実に開発さ
れ、昨今社会から強く要請されている未利用エネルギー
の活用技術を含め、従来からよく用いられている方法に
加え、ヒートポンプ，蓄熱槽、また、コジェネレーショ
ンの組み合わせなど、ＤＨＣシステムの多様化が進行中
である。
【０００３】図２は、そのＤＨＣシステムにおける制御
の１例を示す構成図である。同図において、２１は電気
により動作して冷水を生成するターボ式冷凍機、２２は
ガスを用いて蒸気を生成する蒸気ボイラ、２３は蒸気ボ
イラ２２からの蒸気を用いて動作して冷水を生成する吸
収式冷凍機、２４はターボ式冷凍機２１，吸収式冷凍機
２３が供給している冷水の熱量を計測する熱量測定部、
２５は供給している蒸気の蒸気量（流量）を計測する蒸
気量測定部である。
の１例を示す構成図である。同図において、２１は電気
により動作して冷水を生成するターボ式冷凍機、２２は
ガスを用いて蒸気を生成する蒸気ボイラ、２３は蒸気ボ
イラ２２からの蒸気を用いて動作して冷水を生成する吸
収式冷凍機、２４はターボ式冷凍機２１，吸収式冷凍機
２３が供給している冷水の熱量を計測する熱量測定部、
２５は供給している蒸気の蒸気量（流量）を計測する蒸
気量測定部である。
【０００４】また、２６は熱量測定部２４より得られた
データを用いて冷水の需要量を予測してターボ式冷凍機
２１，吸収式冷凍機２３の稼働台数を制御する冷凍機制
御部、２７は蒸気量測定部２５より得られたデータを用
いて蒸気の需要量を予測して蒸気ボイラ２２の稼働台数
を制御するボイラ制御部である。以上の構成により、従
来では、例えば、１５〜２０分間の過去の負荷需要の平
均から、次の１５〜２０分の負荷を想定して、ターボ式
冷凍機２１や吸収式冷凍機２３の稼働台数および蒸気ボ
イラ２２の稼働台数を制御するようにしていた。
データを用いて冷水の需要量を予測してターボ式冷凍機
２１，吸収式冷凍機２３の稼働台数を制御する冷凍機制
御部、２７は蒸気量測定部２５より得られたデータを用
いて蒸気の需要量を予測して蒸気ボイラ２２の稼働台数
を制御するボイラ制御部である。以上の構成により、従
来では、例えば、１５〜２０分間の過去の負荷需要の平
均から、次の１５〜２０分の負荷を想定して、ターボ式
冷凍機２１や吸収式冷凍機２３の稼働台数および蒸気ボ
イラ２２の稼働台数を制御するようにしていた。
【０００５】上述したような、ＤＨＣシステムでは、一
般に、負荷の需要熱量あるいは需要流量にかかわらず、
往水温度および還水温度を一定として設定している。例
えば、往水温度７℃，還水温度１３℃としている。すな
わち、図４に示すように（階段状の太線）、往水温度と
還水温度との温度差、および流量から需要熱量を算出
し、この需要熱量に応じて冷凍機の台数を増減してい
る。あるいは、計測された流量を需要流量として、この
需要流量に応じて冷凍機の台数を増減している。
般に、負荷の需要熱量あるいは需要流量にかかわらず、
往水温度および還水温度を一定として設定している。例
えば、往水温度７℃，還水温度１３℃としている。すな
わち、図４に示すように（階段状の太線）、往水温度と
還水温度との温度差、および流量から需要熱量を算出
し、この需要熱量に応じて冷凍機の台数を増減してい
る。あるいは、計測された流量を需要流量として、この
需要流量に応じて冷凍機の台数を増減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されていたので、以下に示すような問題点があった。
まず、冷水熱量による台数制御では、冷水水流量過多に
なる低負荷（夜間）時に送水圧が下がり、供給量が不足
することがある。例えば、夜間では２次側の温度変化の
大きい大型の空調機器を使用しないところが発生し、供
給した冷水があまり温度変化することなく還ってくるの
で、冷凍機の稼働台数を減らしてしまう。冷水を送水す
るポンプは冷凍機に付帯し、これと同期して動作するの
で、冷凍機の稼働台数が減ると必要な送水水量を確保で
きなくなる。
成されていたので、以下に示すような問題点があった。
まず、冷水熱量による台数制御では、冷水水流量過多に
なる低負荷（夜間）時に送水圧が下がり、供給量が不足
することがある。例えば、夜間では２次側の温度変化の
大きい大型の空調機器を使用しないところが発生し、供
給した冷水があまり温度変化することなく還ってくるの
で、冷凍機の稼働台数を減らしてしまう。冷水を送水す
るポンプは冷凍機に付帯し、これと同期して動作するの
で、冷凍機の稼働台数が減ると必要な送水水量を確保で
きなくなる。
【０００７】実際の需要熱量だけで判断するシステムで
は、図３の還水温度の実測結果の１例を示す特性図にも
示すように、夜間においては還水温度が低下する場合が
ある。このように、還水温度が低下している場合、需要
熱容量を満足するのに必要な流量が確保できなくなる場
合がある。例えば還水温度が１２度になっている場合、
図４に示すように、需要熱量を満足するのに必要な流量
は、還水温度１２℃を示す２点鎖線より必要な流量Ａと
なる。しかし、このシステムでは、前述したように、階
段状の太線によって動作制御されるので、需要熱量から
得られる流量は、冷凍機２台分の流量Ｂしか得られな
い。そして、昼間など、還水温度が上昇した場合では、
今度は、流量は満足するようになるが、必要な熱量を確
保できなくなる。
は、図３の還水温度の実測結果の１例を示す特性図にも
示すように、夜間においては還水温度が低下する場合が
ある。このように、還水温度が低下している場合、需要
熱容量を満足するのに必要な流量が確保できなくなる場
合がある。例えば還水温度が１２度になっている場合、
図４に示すように、需要熱量を満足するのに必要な流量
は、還水温度１２℃を示す２点鎖線より必要な流量Ａと
なる。しかし、このシステムでは、前述したように、階
段状の太線によって動作制御されるので、需要熱量から
得られる流量は、冷凍機２台分の流量Ｂしか得られな
い。そして、昼間など、還水温度が上昇した場合では、
今度は、流量は満足するようになるが、必要な熱量を確
保できなくなる。
【０００８】一方、冷水量による台数制御では、２次側
の空調機冷水量−冷水流量特性により冷水量は満足する
が、冷凍機運転台数が不足することがある。この不具合
を改善するためには、２次側冷水量と熱量（冷凍機の運
転台数）の関係付けが必要である。しかし、この関連づ
けは２次側システムの特性データが必要となり面倒であ
る。そして、従来では、現時点までの需要熱量で台数制
御しているため、運転台数の増減が大きい朝の空調機立
ち上げ時や夕方の空調機停止時に、需要熱量に適合した
冷凍機運転に過不足が生じるという問題があった。そし
て、従来では冷凍機とボイラとを別個に制御していたの
で、運転コストに無駄が発生しているという問題があっ
た。
の空調機冷水量−冷水流量特性により冷水量は満足する
が、冷凍機運転台数が不足することがある。この不具合
を改善するためには、２次側冷水量と熱量（冷凍機の運
転台数）の関係付けが必要である。しかし、この関連づ
けは２次側システムの特性データが必要となり面倒であ
る。そして、従来では、現時点までの需要熱量で台数制
御しているため、運転台数の増減が大きい朝の空調機立
ち上げ時や夕方の空調機停止時に、需要熱量に適合した
冷凍機運転に過不足が生じるという問題があった。そし
て、従来では冷凍機とボイラとを別個に制御していたの
で、運転コストに無駄が発生しているという問題があっ
た。
【０００９】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、低負荷時や需要熱量が変
動しているときでも、これらに適合した冷凍機の稼働台
数の制御ができるようにして、冷水と蒸気を供給する地
域冷暖房プラントの自動運転，省エネルギー運転ができ
るようにすることを目的とする。
るためになされたものであり、低負荷時や需要熱量が変
動しているときでも、これらに適合した冷凍機の稼働台
数の制御ができるようにして、冷水と蒸気を供給する地
域冷暖房プラントの自動運転，省エネルギー運転ができ
るようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の地域冷暖房運
転システムは、冷水の供給熱量を測定する熱量測定手段
と、冷水の供給量を測定する流量測定手段と、蒸気の供
給量を測定する蒸気量測定手段と、その熱量測定手段，
流量測定手段，蒸気量測定手段から得られるデータそれ
ぞれよりノイズを除去するフィルタと、フィルタにより
ノイズが除去された供給熱量データ，供給量データ，蒸
気量データを用いて２次側の要求している空調負荷状態
を予測し、それに適合してかつ運用コストが最小となる
ように冷水の供給熱量，供給量および蒸気の供給量を制
御する制御部とを備えたことを特徴とする。
転システムは、冷水の供給熱量を測定する熱量測定手段
と、冷水の供給量を測定する流量測定手段と、蒸気の供
給量を測定する蒸気量測定手段と、その熱量測定手段，
流量測定手段，蒸気量測定手段から得られるデータそれ
ぞれよりノイズを除去するフィルタと、フィルタにより
ノイズが除去された供給熱量データ，供給量データ，蒸
気量データを用いて２次側の要求している空調負荷状態
を予測し、それに適合してかつ運用コストが最小となる
ように冷水の供給熱量，供給量および蒸気の供給量を制
御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】供給熱量データ，供給量データ，蒸気量データ
を用いるので、２次側の要求状態に適合した予測をたて
られる。また、その予測に対して、供給熱量，供給量お
よび蒸気の供給量を総合的に制御するので、運用コスト
を最小にできる。
を用いるので、２次側の要求状態に適合した予測をたて
られる。また、その予測に対して、供給熱量，供給量お
よび蒸気の供給量を総合的に制御するので、運用コスト
を最小にできる。
【００１２】
【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。図１は、この発明の１実施例である地域冷暖房運
転システムの構成を示す構成図である。同図において、
１は電気により動作して冷水を生成するターボ式冷凍
機、２はガス用いて蒸気を生成する蒸気ボイラ、３は蒸
気ボイラ２からの蒸気を用いて動作して冷水を生成する
吸収式冷凍機、４はターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３
が供給している冷水の熱量を計測する熱量測定部、５は
供給している蒸気の蒸気量（流量）を計測する蒸気量測
定部、６は供給している冷水の流量を計測する冷水量測
定部である。
する。図１は、この発明の１実施例である地域冷暖房運
転システムの構成を示す構成図である。同図において、
１は電気により動作して冷水を生成するターボ式冷凍
機、２はガス用いて蒸気を生成する蒸気ボイラ、３は蒸
気ボイラ２からの蒸気を用いて動作して冷水を生成する
吸収式冷凍機、４はターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３
が供給している冷水の熱量を計測する熱量測定部、５は
供給している蒸気の蒸気量（流量）を計測する蒸気量測
定部、６は供給している冷水の流量を計測する冷水量測
定部である。
【００１３】また、７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ、熱量
測定部４，蒸気量測定部５，冷水量測定部６からのデー
タよりノイズを除去するフィルタ、８はフィルタ７ａ，
７ｂ，７ｃを介し、熱量測定部４，冷水量測定部６そし
て蒸気量測定部５より得られたデータを用い、冷水およ
び蒸気の需要量を、例えばＡＲＩＭＡモデルなどにより
予測してターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３および蒸気
ボイラ２２の稼働台数を制御する制御部である。
測定部４，蒸気量測定部５，冷水量測定部６からのデー
タよりノイズを除去するフィルタ、８はフィルタ７ａ，
７ｂ，７ｃを介し、熱量測定部４，冷水量測定部６そし
て蒸気量測定部５より得られたデータを用い、冷水およ
び蒸気の需要量を、例えばＡＲＩＭＡモデルなどにより
予測してターボ式冷凍機１，吸収式冷凍機３および蒸気
ボイラ２２の稼働台数を制御する制御部である。
【００１４】ここで、図１（ｂ）に示すように、ターボ
式冷凍機１，吸収式冷凍機３から送出された冷水は、ヘ
ッダ１０で混合された後、往水配管へ送出され、還水配
管を通って戻ってくる。この戻ってきた還水は、ヘッダ
１０で分配され、ポンプ９により各ターボ式冷凍機１，
吸収式冷凍機３へ戻される。排出された冷水は、往水温
度測定部８ａにより温度測定され、冷水量測定部６によ
り流量が測定される。また、還水は、還水温度測定部８
ｂにより温度測定される。そして、これらの測定結果に
より、熱量測定部４は熱量を算出する。
式冷凍機１，吸収式冷凍機３から送出された冷水は、ヘ
ッダ１０で混合された後、往水配管へ送出され、還水配
管を通って戻ってくる。この戻ってきた還水は、ヘッダ
１０で分配され、ポンプ９により各ターボ式冷凍機１，
吸収式冷凍機３へ戻される。排出された冷水は、往水温
度測定部８ａにより温度測定され、冷水量測定部６によ
り流量が測定される。また、還水は、還水温度測定部８
ｂにより温度測定される。そして、これらの測定結果に
より、熱量測定部４は熱量を算出する。
【００１５】以上の構成により、制御部８では、フィル
タ７ａ，７ｂ，７ｃにより、各計測データのゆらぎや、
冷凍機台数増減時に冷水ポンプの前出し運転，残留運転
による熱量，流量データのノイズなどを除去し、平滑化
したデータ、すなわち真の需要量を知る。そして、その
平滑化した冷水の流量，熱量、および蒸気量の需要特性
に合わせて、かつ、運転量が最小となるように、たとえ
ば、混合整数線形計画法（Mixed-Integer Linear Progr
aming ）などの最適化計算手法を用いて各冷凍機および
蒸気ボイラ２の稼働台数を制御する。
タ７ａ，７ｂ，７ｃにより、各計測データのゆらぎや、
冷凍機台数増減時に冷水ポンプの前出し運転，残留運転
による熱量，流量データのノイズなどを除去し、平滑化
したデータ、すなわち真の需要量を知る。そして、その
平滑化した冷水の流量，熱量、および蒸気量の需要特性
に合わせて、かつ、運転量が最小となるように、たとえ
ば、混合整数線形計画法（Mixed-Integer Linear Progr
aming ）などの最適化計算手法を用いて各冷凍機および
蒸気ボイラ２の稼働台数を制御する。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、冷水や蒸気の需要特性に合わせ、またそれらのデー
タよりノイズを取り除いて平滑化してから用い、蒸気ボ
イラおよび冷凍機を総合的に運転制御するようにした。
このため、低負荷時や需要熱量が変動しているときで
も、これらに適合した冷凍機や蒸気ボイラの稼働台数の
制御ができ、冷水と蒸気を供給する地域冷暖房プラント
の自動運転，省エネルギー運転ができるという効果があ
る。また、熱量，蒸気量に加えて冷水の供給量を用いて
最適化を行うようにしたので、需要熱量と必要な流量を
満たした上で、運転費用を最小にできる。
ば、冷水や蒸気の需要特性に合わせ、またそれらのデー
タよりノイズを取り除いて平滑化してから用い、蒸気ボ
イラおよび冷凍機を総合的に運転制御するようにした。
このため、低負荷時や需要熱量が変動しているときで
も、これらに適合した冷凍機や蒸気ボイラの稼働台数の
制御ができ、冷水と蒸気を供給する地域冷暖房プラント
の自動運転，省エネルギー運転ができるという効果があ
る。また、熱量，蒸気量に加えて冷水の供給量を用いて
最適化を行うようにしたので、需要熱量と必要な流量を
満たした上で、運転費用を最小にできる。
【図１】 この発明の１実施例である地域冷暖房運転シ
ステムの構成を示す構成図である。
ステムの構成を示す構成図である。
【図２】 従来のＤＨＣシステムにおける制御の１例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】 従来のＤＨＣシステムにおける還水温度の実
測結果の１例を示す特性図である。
測結果の１例を示す特性図である。
【図４】 需要熱量と冷水流量との関係を示す相関図で
ある。
ある。
１…ターボ式冷凍機、２…蒸気ボイラ、３…吸収式冷凍
機、４…熱量測定部、５…蒸気量測定部、６…冷水量測
定部、７ａ，７ｂ，７ｃ…フィルタ、８…制御部。
機、４…熱量測定部、５…蒸気量測定部、６…冷水量測
定部、７ａ，７ｂ，７ｃ…フィルタ、８…制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２次側の空調機器に冷水と蒸気を供給し
て２次側の冷暖房を行う地域冷暖房運転システムにおい
て、 冷水の供給熱量を測定する熱量測定手段と、 冷水の供給量を測定する流量測定手段と、 蒸気の供給量を測定する蒸気量測定手段と、 前記熱量測定手段，流量測定手段，蒸気量測定手段から
得られるデータそれぞれよりそのノイズを除去するフィ
ルタと、 前記フィルタによりノイズが除去された供給熱量デー
タ，供給量データ，蒸気量データを用いて前記２次側の
要求している空調負荷状態を予測し、それに適合してか
つ運用コストが最小となるように前記冷水の供給熱量，
供給量および蒸気の供給量を制御する制御部とを備えた
ことを特徴とする地域冷暖房運転システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073450A JPH08271018A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 地域冷暖房運転システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073450A JPH08271018A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 地域冷暖房運転システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271018A true JPH08271018A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13518585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7073450A Pending JPH08271018A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 地域冷暖房運転システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08271018A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081301A1 (ja) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 冷却システム |
| JP2019086243A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 株式会社東芝 | 空調能力推定装置、空調能力推定方法およびプログラム |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7073450A patent/JPH08271018A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081301A1 (ja) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 冷却システム |
| JP2012127566A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 冷却システム |
| CN103282726A (zh) * | 2010-12-15 | 2013-09-04 | 株式会社日立制作所 | 冷却系统 |
| AU2011342551B2 (en) * | 2010-12-15 | 2015-04-16 | Hitachi Ltd. | Cooling system |
| JP2019086243A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 株式会社東芝 | 空調能力推定装置、空調能力推定方法およびプログラム |
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