JPH10213338A - ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のビルの蓄熱空調システムでは、蓄熱槽
と負荷機器との間の２次配管系に設けた複数台のポンプ
の各々にインバータを設けていたため、設備費、及びイ
ンバータの保守点検のためのコストが増大していた。さ
らに、使用されるポンプが偏り、当該特定のポンプの寿
命が短くなっていた。 【解決手段】 本発明のポンプ制御装置は、蓄熱槽５１
と負荷機器５２との間に複数並列に接続された冷水また
は温水ポンプ１を負荷機器の負荷量に応じて運転するポ
ンプ制御装置において、１台のインバータ２を前記冷水
または温水ポンプ１の１台に時系列に順次切り替えて接
続し、当該ポンプを前記インバータ２により運転するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルの蓄熱空調シ
ステムにおいて、蓄熱槽と負荷機器との間の２次側配管
系の冷水または温水ポンプの切替に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルの空調負荷は、季節により、また１
日の内でも日照時間、在室人員等の変化によって変動す
る。この空調負荷の変動に対して、電力を抑えエネルギ
ーを有効に活用するため、蓄熱空調システムにおいて、
スケジュール運転、熱源機器の台数制御、冷水または温
水ポンプの台数制御若しくは回転数制御により対応して
いる。

【０００３】前記スケジュール運転としては、例えば、
昼間のうち、空調負荷が軽い時間帯は、夜間に蓄熱され
た熱エネルギーだけで空調をまかない、ピーク負荷時の
み熱源を運転させること等がある。

【０００４】熱源機器の台数制御としては、例えば、１
日のうち、空調時間帯を複数の時間帯に分け、当該分離
された時間帯ごとに、蓄熱槽に設置された複数の温度セ
ンサの選択により、蓄熱槽内の媒質の温度を計測する領
域を変化させて熱源の運転台数を決定する方法がある。

【０００５】図５は、ビルの蓄熱空調システムの２次側
配管系５０を示したものである。蓄熱槽５１と空調機等
の負荷機器５２との間の２次側配管系５０に複数の冷水
または温水ポンプ５３が設けられており、各々のポンプ
５３ａ、５３ｂ、５３ｃにインバータ５４ａ，５４ｂ，
５４ｃが設けられている。蓄熱槽５１に蓄えられた熱エ
ネルギーを効率良く利用するため、ポンプ５３の運転台
数制御、またはインバータ５４による回転数制御が行わ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次側
配管系の冷水または温水ポンプ５３の各々にインバータ
５４を設けると、設備費が増大し、インバータ５４の保
守、点検等のいわゆるランニングコストが増大するとい
う不都合が生じる。

【０００７】さらに、使用されるポンプが偏り、特定の
ポンプの寿命が短くなり、ポンプの交換回数が増え、交
換費用が嵩んでしまうという不都合もある。図６は、３
台のポンプによる流量制御特性である。図中、点線部分
は３台のポンプ各々にインバータを設け、回転数制御し
た場合の特性を示す。図から明らかなように、１台のポ
ンプの運転範囲が非常に広く、他のポンプは、ポンプを
追加運転する際に補助的に運転されることがわかる。ま
た、夏期の冷房、または冬期の暖房をフル稼働するとき
以外には、３台のポンプが同時に使用されることは少な
いという事実もある。したがって、特定の１台のポンプ
の運転時間が長くなり、当該ポンプの寿命が短くなる。

【０００８】そこで本発明は、設備費、ランニングコス
トを低減し、ポンプの寿命を長寿命化することができる
ポンプ制御装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、蓄熱槽と負荷機器との間に
複数並列に接続された冷水または温水ポンプを負荷機器
の負荷量に応じて運転するポンプ制御装置において、１
台のインバータを前記冷水または温水ポンプの１台に時
系列に順次切り替えて接続し、当該ポンプを前記インバ
ータにより運転することを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のポ
ンプ制御装置において、前記インバータが接続されたポ
ンプを、空調システムの始動時に先ず運転することを特
徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、本発明の実施形態の概念図であ
り、説明の都合上、蓄熱空調システムの一部である２次
側配管系についてのみ示した。本実施形態は、３台のポ
ンプ１ａ，１ｂ，１ｃと、１台のインバータ２と、制御
部（図示せず）を備え、インバータ２によって回転数制
御されるポンプが毎日順次切り替わることを特徴とす
る。例えば、第１日目はインバータ２によって回転数制
御を行うポンプをポンプ１ａとし、第２日目はポンプ１
ｂとし、第３日目はポンプ１ｃとし、第４日目はポンプ
１ａ・・・とする。

【００１２】前記制御部は、日曜、休日等を除く日の時
刻午前０時にインバータ２を用いて最初に運転するポン
プを選択し、ポンプを追加して運転する場合の他のポン
プの順番を決定し、切替え設定するタイマーと、当該切
替え設定に基づいて運転指令信号、切替接点駆動信号を
発信する発信処理部とを含む。

【００１３】図２は、本発明の実施形態の構成図であ
る。前記発信処理部から発信された切替接点駆動信号に
基づき、インバータ２は電源と、タイマーによって選択
されたポンプに接続される。

【００１４】以下、ポンプ１ａにインバータ２が接続さ
れ、ポンプを増段（追加して運転）する場合の順序は、
ポンプ１ｂ、ポンプ１ｃの順序であるとする。

【００１５】図３は、ポンプの運転台数を負荷機器５２
の負荷量に応じて制御する方法を示した流れ図である。
ポンプ起動時は、インバータ２が接続されているポンプ
１ａのみ運転し、２次配管系を流れる蓄熱の媒体である
冷水または温水の流量の増減により、ポンプの増段また
は減段（追加したポンプの運転の停止）を行う。

【００１６】図３に示した各ステップは、前述した制御
部が判断し、実行する。ステップｓ１は、ポンプを手動
で運転するか、自動で運転するかの選択を行う。ステッ
プｓ２は、ポンプを自動で運転する場合にポンプの運転
を開始する時間帯（運転スケジュール）にあるか否かに
ついて判断を行う。ステップｓ３では、インバータ２が
接続されているポンプ１ａの運転を開始する。ポンプ１
ａは、インバータ２の最小周波数で運転される。ステッ
プｓ４では、ポンプ１が運転を開始してから、冷水また
は温水の流量が安定するまでの間（効果待ち時間）、時
間待ちを行う。ステップｓ５では、ポンプの運転を停止
する時間帯にあるか否かについて判断を行う。運転停止
時間帯である場合には、運転している全てのポンプ１を
停止する（ステップｓ１２）。ステップｓ６では、２次
配管系１に設けらた流量計により冷水または温水の流量
を測定し、記憶する。ステップｓ７では、ポンプの増減
の判断を行う一定時間間隔（発停判断インターバル）に
おける前記流量の平均値Ｑを求める。ステップｓ８で
は、前記流量の平均値Ｑが現状運転台数の設定値Ｑ１と
比較する。もし、Ｑ＞Ｑ１であれば、ステップｓ９にお
いて、ポンプ１ｂまたはポンプ１ｃ（すでにポンプ１ｂ
が運転されている場合）を増段する。もし、Ｑ＜Ｑ１で
あれば、ステップ１０において、前記流量の平均値Ｑと
現状運転台数から一台減段した場合の設定値Ｑ２とを比
較する。比較結果に応じて、ポンプ１ｃまたはポンプ１
ｂを減段する（ステップ１１）。

【００１７】図４は、インバータ２が接続されたポンプ
１ａの回転数制御の流れ図である。図４に示した各ステ
ップは、前述した制御部が判断し、実行する。ステップ
ｓ２１は、図３におけるステップｓ１と同様である。ス
テップｓ２２は、図３におけるステップｓ２と同様であ
る。ステップｓ２３では、インバータ２が正常に機能す
るか否かについて判断する。もし異常が発見されれば、
インバータの周波数出力を停止し、ポンプ１ａを停止す
る（ステップｓ３３）。ステップｓ２４では、図３のス
テップｓ９においてポンプ１ｂまたはポンプ１ｃを増段
した場合の検出を行う。ポンプを増段した場合には、イ
ンバータの周波数を設定周波数に固定し（ステップｓ２
５）、冷水または温水の流量が安定するまでの間、時間
待ちを行う（ステップｓ２６）。ステップｓ２７、ｓ２
８は、図３におけるステップｓ６、ｓ７と同様である。
ステップｓ２９では、ｓ２８において算出した冷水また
は温水の流量の平均値Ｆと最小流量設定値Ｍｉｎとを比
較する。冷水または温水の流量の平均値Ｆが最小流量設
定値Ｍｉｎ以下であれば、ステップｓ３４において、イ
ンバータ２の出力周波数を最小周波数にする。冷水また
は温水の流量の平均値Ｆが最小流量設定値Ｍｉｎより大
きい場合には、ステップｓ３０において、流量計の流量
に基づいて、ヘッダ部（図１参照）のポンプ出口の圧力
を設定する。さらに、ステップｓ３１において、ポンプ
出口の圧力が上記設定値になるようにインバータの出力
周波数を変化させ、ポンプ１ａの回転数制御を行う。ス
テップｓ３２では、発停判断インターバルが経過したか
否かを判断する。ステップｓ３０からステップｓ３２ま
でのループにより、２次側配管系の負荷流量に応じて、
ポンプ１ａの最適な回転数制御が行われる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように請求項１または２記載の発
明によれば、一台のインバータによって複数の冷水また
は温水のポンプを時系列に順次切り替えて運転すること
により、設備費、及びインバータの保守点検等のコスト
を低減することができる。さらに、各ポンプの運転時間
が平均化され、ポンプの寿命が伸びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の概念図である。

【図２】実施形態の構成図である。

【図３】ポンプの運転台数制御の流れ図である。

【図４】ポンプのインバータによる回転数制御の流れ図
である。

【図５】従来の蓄熱空調システムの２次側配管系を示す
構成図である。

【図６】３台のポンプによる流量制御特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ａ，ｂ，ｃ ポンプ ２ インバータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱槽と負荷機器との間に複数並列に接
   続された冷水または温水ポンプを負荷機器の負荷量に応
   じて運転するポンプ制御装置において、 １台のインバータを前記冷水または温水ポンプの１台に
   時系列に順次切り替えて接続し、当該ポンプを前記イン
   バータにより運転することを特徴とするポンプ制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポンプ制御装置におい
   て、 前記インバータが接続されたポンプを、空調システムの
   始動時に先ず運転することを特徴とするポンプ制御装
   置。