JPH11132508A - 氷蓄熱槽運用計画立案法と氷蓄熱槽運用計画立案運転システム - Google Patents
氷蓄熱槽運用計画立案法と氷蓄熱槽運用計画立案運転システムInfo
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- JPH11132508A JPH11132508A JP31603097A JP31603097A JPH11132508A JP H11132508 A JPH11132508 A JP H11132508A JP 31603097 A JP31603097 A JP 31603097A JP 31603097 A JP31603097 A JP 31603097A JP H11132508 A JPH11132508 A JP H11132508A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 氷蓄熱槽運用計画の立案において、試行錯誤
的アプローチでなく、より合理性を持たせた非線形計画
法を用いた最適化法を導入した氷蓄熱槽の運用計画の立
案法を提供するとともに、合理的運用計画を立案し実際
の蓄熱槽をオンラインで運用し、氷蓄熱槽の冷却装置等
の発停管理可能にした氷蓄熱槽運用計画立案運転システ
ムを提供する。 【構成】 本発明の氷蓄熱槽運用計画立案運転システム
は、蓄熱槽１０と、インターフェース１４を備えたコン
ピュータ１５と、蓄熱槽１０内の冷却コイル１１と蓄熱
槽外のコンデンサ１２と圧縮機１３等よりなる冷却装置
２０と、空調熱負荷１６と、コンピュータ１５と、蓄熱
槽温度センサＴ1と氷量センサＳと流量センサＱと往路
温度センサＴ2と返路温度センサＴ3と外気温度センサＴ
4とよりなる計測器群と、より構成する。
的アプローチでなく、より合理性を持たせた非線形計画
法を用いた最適化法を導入した氷蓄熱槽の運用計画の立
案法を提供するとともに、合理的運用計画を立案し実際
の蓄熱槽をオンラインで運用し、氷蓄熱槽の冷却装置等
の発停管理可能にした氷蓄熱槽運用計画立案運転システ
ムを提供する。 【構成】 本発明の氷蓄熱槽運用計画立案運転システム
は、蓄熱槽１０と、インターフェース１４を備えたコン
ピュータ１５と、蓄熱槽１０内の冷却コイル１１と蓄熱
槽外のコンデンサ１２と圧縮機１３等よりなる冷却装置
２０と、空調熱負荷１６と、コンピュータ１５と、蓄熱
槽温度センサＴ1と氷量センサＳと流量センサＱと往路
温度センサＴ2と返路温度センサＴ3と外気温度センサＴ
4とよりなる計測器群と、より構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱槽の運用計
画立案法と、氷蓄熱槽運用計画立案運転システムに関す
る。
画立案法と、氷蓄熱槽運用計画立案運転システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】熱の受給のバランスを図るべく導入さ
れ、熱需要のピーク時に対応するエネルギー供給設備の
規模の低減と、エネルギー発生効率の高い負荷点または
低エネルギーコストの時間帯でのエネルギー供給機器の
運転等を可能とする蓄熱槽においては、その基本的機能
である熱エネルギー受給における量的・時間的ギャップ
調整を高めるべく、蓄熱媒体に水またはブラインを使用
した氷蓄熱槽が使用されている。
れ、熱需要のピーク時に対応するエネルギー供給設備の
規模の低減と、エネルギー発生効率の高い負荷点または
低エネルギーコストの時間帯でのエネルギー供給機器の
運転等を可能とする蓄熱槽においては、その基本的機能
である熱エネルギー受給における量的・時間的ギャップ
調整を高めるべく、蓄熱媒体に水またはブラインを使用
した氷蓄熱槽が使用されている。
【０００３】蓄熱媒体に水を使用する場合、氷が存在し
ないときは蓄熱槽の温度と蓄熱量の関係は線形である
が、氷が存在するときは蓄熱量が変わっても温度は一定
となる。 即ち、氷が存在しないときと存在するときで
は蓄熱のメカニズムは異なり、蓄熱量の計算法も異なっ
たものになる。さらに氷は冷却コイル等に付着した状態
で蓄積されるために、蓄熱量の増加ととともに冷却装置
の効率が低下する。蓄熱媒体にブラインを使用する場合
は、氷が存在しないときは水と同様に扱える。しかし氷
が存在するときは、水が凍ることでブライン濃度が高く
なるために氷結温度が溶質の特性にしたがって下がり、
また、このことが冷却装置の効率の低下を招くためによ
り複雑なものとなる。
ないときは蓄熱槽の温度と蓄熱量の関係は線形である
が、氷が存在するときは蓄熱量が変わっても温度は一定
となる。 即ち、氷が存在しないときと存在するときで
は蓄熱のメカニズムは異なり、蓄熱量の計算法も異なっ
たものになる。さらに氷は冷却コイル等に付着した状態
で蓄積されるために、蓄熱量の増加ととともに冷却装置
の効率が低下する。蓄熱媒体にブラインを使用する場合
は、氷が存在しないときは水と同様に扱える。しかし氷
が存在するときは、水が凍ることでブライン濃度が高く
なるために氷結温度が溶質の特性にしたがって下がり、
また、このことが冷却装置の効率の低下を招くためによ
り複雑なものとなる。
【０００４】氷蓄熱槽は水の氷結潜熱を用いて蓄熱する
ため、水またはブラインの温度は直線的に変化せずに図
４（Ａ）、（Ｂ）に示すように折れ線状になる。このた
め、直線的変化を扱う線形計算手法は使用できなくな
る。即ち、氷結点または氷結曲線より高い温度にあるの
か、或いは低い温度にあるかによって水またはブライン
の状態の計算法を切り替えねばならない。
ため、水またはブラインの温度は直線的に変化せずに図
４（Ａ）、（Ｂ）に示すように折れ線状になる。このた
め、直線的変化を扱う線形計算手法は使用できなくな
る。即ち、氷結点または氷結曲線より高い温度にあるの
か、或いは低い温度にあるかによって水またはブライン
の状態の計算法を切り替えねばならない。
【０００５】氷蓄熱がない蓄熱槽においては、その大き
さの決定と運用計画の立案の方法は既に刊行物等にも発
表され、商品化されているが、これは上記したように蓄
熱量と温度との関係が線形であることを利用して最適解
または準最適解を求めたものである。しかし、氷蓄熱を
伴う蓄熱槽の運用計画の立案に対しては、上記した線形
計画法や動的計画法で最適解を求めることは困難であっ
た。
さの決定と運用計画の立案の方法は既に刊行物等にも発
表され、商品化されているが、これは上記したように蓄
熱量と温度との関係が線形であることを利用して最適解
または準最適解を求めたものである。しかし、氷蓄熱を
伴う蓄熱槽の運用計画の立案に対しては、上記した線形
計画法や動的計画法で最適解を求めることは困難であっ
た。
【０００６】そのため、従来の氷蓄熱槽の運用法におい
ては、冷却装置の運転状態を示す時間をタイムテーブル
に設定し、電力需要ピーク時間及び普段負荷の小さい時
間帯には冷却装置の運転を停止するようにし、夜間の電
力が安い時間帯に運転するようにしている。上記運用方
法においては、タイムテーブルに設定された運転時間に
ついて論理性が欠ける嫌いがあり、従って経費削減の促
進が経験を頼りに実施されている状況にある。
ては、冷却装置の運転状態を示す時間をタイムテーブル
に設定し、電力需要ピーク時間及び普段負荷の小さい時
間帯には冷却装置の運転を停止するようにし、夜間の電
力が安い時間帯に運転するようにしている。上記運用方
法においては、タイムテーブルに設定された運転時間に
ついて論理性が欠ける嫌いがあり、従って経費削減の促
進が経験を頼りに実施されている状況にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、上記したように問題に対し試行
錯誤的アプローチでなく、より合理性を持たせるべく、
氷蓄熱槽の運用計画の立案において、非線形計画法を用
いた最適化法を導入した氷蓄熱槽の運用計画の立案法を
提供するとともに、運用計画の合理的立案をしそれを実
際のオンライン上の蓄熱槽で運用し、該蓄熱槽の冷却装
置等の発停管理を可能とした氷蓄熱槽運用計画立案運転
システムの提供を目的としたものである。
に鑑みなされたもので、上記したように問題に対し試行
錯誤的アプローチでなく、より合理性を持たせるべく、
氷蓄熱槽の運用計画の立案において、非線形計画法を用
いた最適化法を導入した氷蓄熱槽の運用計画の立案法を
提供するとともに、運用計画の合理的立案をしそれを実
際のオンライン上の蓄熱槽で運用し、該蓄熱槽の冷却装
置等の発停管理を可能とした氷蓄熱槽運用計画立案運転
システムの提供を目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の氷蓄熱
槽の運用計画の立案法は、所定冷却設備能力を備え、所
定大きさを持つ氷蓄熱槽の運用計画の立案において、氷
のないときの蓄熱槽温度と氷のあるときの蓄熱槽の氷量
に関するそれぞれの熱収支に関する線形条件の使い分け
により、冷却能力のみを変数とする評価関数を用いて、
２４時間の運転費集計の最小化を図ることにより前記氷
蓄熱槽の最適運用計画立案を構成した、ことを特徴とす
る。
槽の運用計画の立案法は、所定冷却設備能力を備え、所
定大きさを持つ氷蓄熱槽の運用計画の立案において、氷
のないときの蓄熱槽温度と氷のあるときの蓄熱槽の氷量
に関するそれぞれの熱収支に関する線形条件の使い分け
により、冷却能力のみを変数とする評価関数を用いて、
２４時間の運転費集計の最小化を図ることにより前記氷
蓄熱槽の最適運用計画立案を構成した、ことを特徴とす
る。
【０００９】即ち、本発明では、氷蓄熱槽において、氷
がないときは、氷蓄熱器の熱収支は温度と熱負荷と冷却
能力との間の線形関係が成立し、 氷があるときは、氷蓄熱槽の熱収支は氷量と熱負荷と冷
却能力との間の線形関係が成立する。この二つを制約条
件式に使用し、而も１日を２４時間に離散的に分散し時
間毎にエネルギー需要に対して従量料金を計算し１日当
たりの従量料金の集計を最小化する運用計画を立案する
ようにしたものである。なお、上記計算に当たっては各
時間ごとの熱負荷は経験値に基づきそれぞれ適当値を設
定して、冷却能力のみを変数として扱うようにした。な
お、上記評価関数は冷却設備能力及び氷蓄熱器の大きさ
は既に設計過程で最適値に設定されているため、冷却能
力のみを変数に持つ関数となる。
がないときは、氷蓄熱器の熱収支は温度と熱負荷と冷却
能力との間の線形関係が成立し、 氷があるときは、氷蓄熱槽の熱収支は氷量と熱負荷と冷
却能力との間の線形関係が成立する。この二つを制約条
件式に使用し、而も１日を２４時間に離散的に分散し時
間毎にエネルギー需要に対して従量料金を計算し１日当
たりの従量料金の集計を最小化する運用計画を立案する
ようにしたものである。なお、上記計算に当たっては各
時間ごとの熱負荷は経験値に基づきそれぞれ適当値を設
定して、冷却能力のみを変数として扱うようにした。な
お、上記評価関数は冷却設備能力及び氷蓄熱器の大きさ
は既に設計過程で最適値に設定されているため、冷却能
力のみを変数に持つ関数となる。
【００１０】前記線形条件は、時刻をｋで表し、△ｔ時
間前の時刻をｋ−１とし、氷蓄熱槽の温度をＴ（ｋ）、
同じく氷の量をＳ（ｋ）、熱負荷をＬ（ｋ）、冷却能力
をＵ（ｋ）としたとき、氷のないとき、即ち、Ｓ(k-1)
＝0.0 のとき、次の時刻での温度Ｔ(k)は、 Ｔ(k)＝T(k-1)＋(L(k-1)-U(k-1))/Cw (1) S(k-1)>0.0 のとき次の時刻での温度Ｔ(k)はＴ(K-1)＝
0.0 のままであり、 Ｓ(k)＝S(k-1)＋(L(k-1)−U(k-1))/C (2) 但し、Cw ；蓄熱槽の熱容量、 Ｃ ；氷の融解熱 上記(1)、(2)の２式により構成したことを特徴とする。
間前の時刻をｋ−１とし、氷蓄熱槽の温度をＴ（ｋ）、
同じく氷の量をＳ（ｋ）、熱負荷をＬ（ｋ）、冷却能力
をＵ（ｋ）としたとき、氷のないとき、即ち、Ｓ(k-1)
＝0.0 のとき、次の時刻での温度Ｔ(k)は、 Ｔ(k)＝T(k-1)＋(L(k-1)-U(k-1))/Cw (1) S(k-1)>0.0 のとき次の時刻での温度Ｔ(k)はＴ(K-1)＝
0.0 のままであり、 Ｓ(k)＝S(k-1)＋(L(k-1)−U(k-1))/C (2) 但し、Cw ；蓄熱槽の熱容量、 Ｃ ；氷の融解熱 上記(1)、(2)の２式により構成したことを特徴とする。
【００１１】即ち、請求項１記載の氷蓄熱槽の運用計画
の決定過程において、各時間帯における氷蓄熱槽の氷の
有る無しの二つの態様に対する熱収支からくる制約条件
を示したものである。
の決定過程において、各時間帯における氷蓄熱槽の氷の
有る無しの二つの態様に対する熱収支からくる制約条件
を示したものである。
【００１２】また、請求項１記載の氷蓄熱槽運用計画立
案運転システムは、蓄熱槽と、該蓄熱槽に内蔵の冷却コ
イルと蓄熱槽外に設けたコンデンサと圧縮機とよりなる
冷却装置と、前記蓄熱槽より冷水供給路を介して冷熱の
供給を受ける熱負荷と、インターフェースを持つ表示器
付きコンピュータと、蓄熱槽温度センサ及び氷量センサ
と、前記冷水供給路に備えた流量センサと温度センサ
と、等とよりなる計測器群と、より構成され、上記計測
器群の計測値を前記インターフェースを介してコンピュ
ータで演算させ、運用計画を立案して該計画に基づき前
記圧縮機を制御して発停管理を可能とした、ことを特徴
とする。
案運転システムは、蓄熱槽と、該蓄熱槽に内蔵の冷却コ
イルと蓄熱槽外に設けたコンデンサと圧縮機とよりなる
冷却装置と、前記蓄熱槽より冷水供給路を介して冷熱の
供給を受ける熱負荷と、インターフェースを持つ表示器
付きコンピュータと、蓄熱槽温度センサ及び氷量センサ
と、前記冷水供給路に備えた流量センサと温度センサ
と、等とよりなる計測器群と、より構成され、上記計測
器群の計測値を前記インターフェースを介してコンピュ
ータで演算させ、運用計画を立案して該計画に基づき前
記圧縮機を制御して発停管理を可能とした、ことを特徴
とする。
【００１３】上記構成により、圧縮機と冷却コイル、コ
ンデンサ等からなる冷却装置で冷却または氷結された
水、またはブラインは蓄熱槽に蓄えられる。蓄熱槽内の
水（冷水）またはブラインと氷粒子の混合物は熱負荷等
にポンプで送られて、熱負荷に対し冷却を行い昇温され
戻ってくる。この流量と行きと戻りの温度差から現在の
熱負荷が求められる。蓄熱槽内部には蓄熱槽温度センサ
と氷量センサが内蔵され、これらの計測器群からの検出
信号はインターフェースを介してコンピュータ内に読み
込まれる。コンピュータは上記現在の熱負荷及びこれか
らの負荷変動の予測データとともに、冷却設備の運転停
止、部分負荷などの最適な運用計画を立案し、その結果
を冷却設備である冷却装置に出力して適切な運転を指示
する。
ンデンサ等からなる冷却装置で冷却または氷結された
水、またはブラインは蓄熱槽に蓄えられる。蓄熱槽内の
水（冷水）またはブラインと氷粒子の混合物は熱負荷等
にポンプで送られて、熱負荷に対し冷却を行い昇温され
戻ってくる。この流量と行きと戻りの温度差から現在の
熱負荷が求められる。蓄熱槽内部には蓄熱槽温度センサ
と氷量センサが内蔵され、これらの計測器群からの検出
信号はインターフェースを介してコンピュータ内に読み
込まれる。コンピュータは上記現在の熱負荷及びこれか
らの負荷変動の予測データとともに、冷却設備の運転停
止、部分負荷などの最適な運用計画を立案し、その結果
を冷却設備である冷却装置に出力して適切な運転を指示
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の氷蓄熱槽運用計画立案運転システムの概略の
構成を示す図であり、図２は図１の氷蓄熱槽運用計画立
案運転システムによる氷蓄熱槽運用計画立案の概要を示
すフローチャートである。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の氷蓄熱槽運用計画立案運転システムの概略の
構成を示す図であり、図２は図１の氷蓄熱槽運用計画立
案運転システムによる氷蓄熱槽運用計画立案の概要を示
すフローチャートである。
【００１５】図１に示すように、本発明の氷蓄熱槽運用
計画立案運転システムは、蓄熱槽１０と、インターフェ
ース１４を備えたコンピュータ１５と、蓄熱槽１０内に
内蔵させた蒸発器である冷却コイル１１と蓄熱槽外に設
けたコンデンサ１２と圧縮機１３等よりなる冷却装置２
０と、ポンプ１７を持つ往路供給路１８と返路供給路１
９とよりなる冷水供給路を備えた空調熱負荷１６と、蓄
熱槽の温度を計測する蓄熱槽温度センサＴ1と冷却コイ
ルにより形成された氷量を計測する氷量センサＳと前記
往路供給路１８に設けた流量センサＱと往路温度センサ
Ｔ2と返路供給路１９に設けた返路温度センサＴ3と外気
温度センサＴ 4とよりなる計測器群と、より構成し、上
記計測器群の計測値を前記インターフェース１４に導入
してコンピュータ１５で内蔵するメモリや演算部等によ
り所用の演算をさせ、運用計画を立案をし、該計画に基
づき冷却装置２０の圧縮機１３を制御して発停管理を行
うようにしてある。
計画立案運転システムは、蓄熱槽１０と、インターフェ
ース１４を備えたコンピュータ１５と、蓄熱槽１０内に
内蔵させた蒸発器である冷却コイル１１と蓄熱槽外に設
けたコンデンサ１２と圧縮機１３等よりなる冷却装置２
０と、ポンプ１７を持つ往路供給路１８と返路供給路１
９とよりなる冷水供給路を備えた空調熱負荷１６と、蓄
熱槽の温度を計測する蓄熱槽温度センサＴ1と冷却コイ
ルにより形成された氷量を計測する氷量センサＳと前記
往路供給路１８に設けた流量センサＱと往路温度センサ
Ｔ2と返路供給路１９に設けた返路温度センサＴ3と外気
温度センサＴ 4とよりなる計測器群と、より構成し、上
記計測器群の計測値を前記インターフェース１４に導入
してコンピュータ１５で内蔵するメモリや演算部等によ
り所用の演算をさせ、運用計画を立案をし、該計画に基
づき冷却装置２０の圧縮機１３を制御して発停管理を行
うようにしてある。
【００１６】上記構成であるので、冷却装置２０により
形成された冷熱は、蓄熱槽内の水を冷却または氷結させ
蓄熱槽１０に蓄えられ冷水を形成する。水の場合は氷は
冷却コイル１１の表面に付着させられる。氷量は付着し
た氷の厚さにより計測される。 蓄熱槽１０内の前記冷
水は、ポンプ１７、往路供給路１８返路供給路１９を介
して空調熱負荷１６を経由循環するようにしてある。そ
の際冷水は空調熱負荷１６に冷熱を与え加熱され昇温し
て戻ってくる。上記往路供給路１８及び返路供給路１９
による冷水循環流量を流量センサＱにより常時計測して
あるため、前記冷水供給路の往路と返路に設けた温度セ
ンサＴ 2とＴ3の温度差と前記流量センサＱによる流量と
の積からなる熱負荷がコンピュータ１５で常時計測でき
るようにしてある。なお、上記蓄熱槽１０の大きさ及び
冷却装置２０の冷却設備能力は最適計算によりその設計
過程において決定されてある。
形成された冷熱は、蓄熱槽内の水を冷却または氷結させ
蓄熱槽１０に蓄えられ冷水を形成する。水の場合は氷は
冷却コイル１１の表面に付着させられる。氷量は付着し
た氷の厚さにより計測される。 蓄熱槽１０内の前記冷
水は、ポンプ１７、往路供給路１８返路供給路１９を介
して空調熱負荷１６を経由循環するようにしてある。そ
の際冷水は空調熱負荷１６に冷熱を与え加熱され昇温し
て戻ってくる。上記往路供給路１８及び返路供給路１９
による冷水循環流量を流量センサＱにより常時計測して
あるため、前記冷水供給路の往路と返路に設けた温度セ
ンサＴ 2とＴ3の温度差と前記流量センサＱによる流量と
の積からなる熱負荷がコンピュータ１５で常時計測でき
るようにしてある。なお、上記蓄熱槽１０の大きさ及び
冷却装置２０の冷却設備能力は最適計算によりその設計
過程において決定されてある。
【００１７】ところで、氷蓄熱器において、氷がないと
きは、氷蓄熱器の熱収支は温度と熱負荷と冷却能力との
間の線形関係が成立し、氷があるときは、氷蓄熱器の熱
収支は氷量と熱負荷と冷却能力との間の線形関係が成立
する。そこで、本発明では、この二つの線形関係を制約
条件式に使用し、而も１日を２４時間に離散的に分散し
時間毎にエネルギー需要に対して従量料金を計算し評価
関数により１日当たりの集計従量料金を最小化する運用
計画を立案するようにしたものである。なお、上記演算
に当たっては各時間ごとの熱負荷は前記計測値に図３に
示すように、休日明けパターン（Ａ）と火〜金曜にわた
る週日パターン（Ｂ）と土曜日の休日パターン（Ｃ）等
から得られる日別の経験値を加減して、それぞれ適当値
を設定し冷却能力のみを変数として扱うようにした。
きは、氷蓄熱器の熱収支は温度と熱負荷と冷却能力との
間の線形関係が成立し、氷があるときは、氷蓄熱器の熱
収支は氷量と熱負荷と冷却能力との間の線形関係が成立
する。そこで、本発明では、この二つの線形関係を制約
条件式に使用し、而も１日を２４時間に離散的に分散し
時間毎にエネルギー需要に対して従量料金を計算し評価
関数により１日当たりの集計従量料金を最小化する運用
計画を立案するようにしたものである。なお、上記演算
に当たっては各時間ごとの熱負荷は前記計測値に図３に
示すように、休日明けパターン（Ａ）と火〜金曜にわた
る週日パターン（Ｂ）と土曜日の休日パターン（Ｃ）等
から得られる日別の経験値を加減して、それぞれ適当値
を設定し冷却能力のみを変数として扱うようにした。
【００１８】前記線形条件は、時刻をｋで表し△ｔ時間
前の時刻をｋ−１とし、氷蓄熱槽の温度をＴ（ｋ）、同
じく氷の量をＳ（ｋ）、熱負荷をＬ（ｋ）、冷却能力を
Ｕ（ｋ）としたとき、氷のないとき、即ち、Ｓ(k-1)＝
0.0 のとき、次の時刻での温度Ｔ(k)は、 Ｔ(k)＝T(k-1)＋(L(k-1)-U(k-1))/Cw (1) S(k-1)>0.0 のとき次の時刻での温度Ｔ(k)はＴ(K-1)
＝0.0 のままであり、 Ｓ(k)＝S(k-1)＋(L(k-1)−U(k-1))/C (2) 但し、Cw ；蓄熱槽の熱容量、 Ｃ ；氷の融解熱 上記(1)、(2)の２式により構成した。
前の時刻をｋ−１とし、氷蓄熱槽の温度をＴ（ｋ）、同
じく氷の量をＳ（ｋ）、熱負荷をＬ（ｋ）、冷却能力を
Ｕ（ｋ）としたとき、氷のないとき、即ち、Ｓ(k-1)＝
0.0 のとき、次の時刻での温度Ｔ(k)は、 Ｔ(k)＝T(k-1)＋(L(k-1)-U(k-1))/Cw (1) S(k-1)>0.0 のとき次の時刻での温度Ｔ(k)はＴ(K-1)
＝0.0 のままであり、 Ｓ(k)＝S(k-1)＋(L(k-1)−U(k-1))/C (2) 但し、Cw ；蓄熱槽の熱容量、 Ｃ ；氷の融解熱 上記(1)、(2)の２式により構成した。
【００１９】上記制約条件式（１）、（２）を、設計過
程においての最適計算により設定された大きさと冷却設
備能力とを夫々持つ蓄熱槽１０と冷却装置２０を備え
た、図１に示す氷蓄熱槽運用計画立案運転システムに使
用して、１日を２４時間に離散的に分散し時間毎にエネ
ルギー需要に対して冷却能力を適宜設定組合せて従量料
金を計算し、１日当たりの従量料金を集計算出して評価
関数Ｊを最小化する運用計画を立案するようにしたもの
である。
程においての最適計算により設定された大きさと冷却設
備能力とを夫々持つ蓄熱槽１０と冷却装置２０を備え
た、図１に示す氷蓄熱槽運用計画立案運転システムに使
用して、１日を２４時間に離散的に分散し時間毎にエネ
ルギー需要に対して冷却能力を適宜設定組合せて従量料
金を計算し、１日当たりの従量料金を集計算出して評価
関数Ｊを最小化する運用計画を立案するようにしたもの
である。
【００２０】なお、上記評価関数Ｊは、前記したように
最適計算により、大きさと冷却設備能力は設計過程にお
いて決定され、そのため冷却能力Ｕ（ｋ）のみを変数と
して構成され、下記［数１］のとおりとする。
最適計算により、大きさと冷却設備能力は設計過程にお
いて決定され、そのため冷却能力Ｕ（ｋ）のみを変数と
して構成され、下記［数１］のとおりとする。
【００２１】
【数１】
【００２２】図２のフローチャートには上記氷蓄熱槽運
用計画の立案の概要を示してある。ステップ５０で、０
時から２３時までの間の各時刻における冷却能力を予め
コンピュータ１５のメモリ内に設定する。ステップ５１
でｉ＝０のときの冷却能力と蓄熱槽１０の温度と氷の量
を読出す。
用計画の立案の概要を示してある。ステップ５０で、０
時から２３時までの間の各時刻における冷却能力を予め
コンピュータ１５のメモリ内に設定する。ステップ５１
でｉ＝０のときの冷却能力と蓄熱槽１０の温度と氷の量
を読出す。
【００２３】ついで、ステップ５２で蓄熱槽１０の温度
を温度センサＴ1よりインターフェース１４を経由コン
ピュータ１５内に読み込み、計測蓄熱槽温度＞０℃かど
うかを判定する。蓄熱槽温度＞０℃のときはステップ５
３で前記式（１）により時刻ｉのときの予測蓄熱槽温度
を演算する。ステップ５４で、前記温度の演算値＜０℃
かどうかを判定し、演算値が０℃未満のときはステップ
５５で０℃以下にした熱量を氷量として次ステップで加
算する。
を温度センサＴ1よりインターフェース１４を経由コン
ピュータ１５内に読み込み、計測蓄熱槽温度＞０℃かど
うかを判定する。蓄熱槽温度＞０℃のときはステップ５
３で前記式（１）により時刻ｉのときの予測蓄熱槽温度
を演算する。ステップ５４で、前記温度の演算値＜０℃
かどうかを判定し、演算値が０℃未満のときはステップ
５５で０℃以下にした熱量を氷量として次ステップで加
算する。
【００２４】前記ステップ５２で計測蓄熱槽温度＜０℃
のときはステップ５６で前記式（２）により時刻ｉにお
ける予想氷量を演算する。ステップ５７で、前記氷量の
演算値＜０かどうかを判定し、演算値が０未満のときは
ステップ５８で前記０以下となった氷量を温度変化にま
わす。
のときはステップ５６で前記式（２）により時刻ｉにお
ける予想氷量を演算する。ステップ５７で、前記氷量の
演算値＜０かどうかを判定し、演算値が０未満のときは
ステップ５８で前記０以下となった氷量を温度変化にま
わす。
【００２５】ついで、ステップ５９で、前記演算氷量と
氷量センサＳの読みとより冷却装置２０の所用動力を求
め、ステップ６０で動力費を演算し時刻ｉ＝１よりｉ＝
２３まで演算集計する。なお、設計過程に於いては、動
力費の集計に冷却装置の費用及び蓄熱槽の建設費も加え
その最小値を指標にする。
氷量センサＳの読みとより冷却装置２０の所用動力を求
め、ステップ６０で動力費を演算し時刻ｉ＝１よりｉ＝
２３まで演算集計する。なお、設計過程に於いては、動
力費の集計に冷却装置の費用及び蓄熱槽の建設費も加え
その最小値を指標にする。
【００２６】上記ステップ５０よりステップ６２までの
演算を、変数である各時刻における冷却能力とその組合
せを変え複数回繰り返し、最小集計値を得て当該氷蓄熱
槽の最適運用計画を立案する。
演算を、変数である各時刻における冷却能力とその組合
せを変え複数回繰り返し、最小集計値を得て当該氷蓄熱
槽の最適運用計画を立案する。
【００２７】斯くして得られた最適運用計画をコンピュ
ータ１５内に内蔵させ、その結果を冷却装置２０に出力
して最適の運転状態を指示して発停制御する。
ータ１５内に内蔵させ、その結果を冷却装置２０に出力
して最適の運転状態を指示して発停制御する。
【００２８】
【発明の効果】上記構成により、設計過程で決定された
蓄熱槽の大きさ及び冷却設備能力を充分に機能させるこ
とができる。
蓄熱槽の大きさ及び冷却設備能力を充分に機能させるこ
とができる。
【図１】本発明の氷蓄熱槽運用計画立案運転システムの
概略の構成を示す図である。
概略の構成を示す図である。
【図２】図１の氷蓄熱槽運用計画立案運転システムによ
る氷蓄熱槽運用計画の立案の概要を示すフローチャート
である。
る氷蓄熱槽運用計画の立案の概要を示すフローチャート
である。
【図３】負荷変動パターンを曜日別に示す図である。
【図４】水またはブラインの氷結時の温度変化を状況を
示す図である。
示す図である。
１０ 蓄熱器 １１ 冷却コイル １２ コンデンサ １３ 圧縮機 １４ インターフェース １５ コンピュータ １６ 空調熱負荷
Claims (3)
- 【請求項１】 所定冷却設備能力を備え、所定大きさを
持つ氷蓄熱槽の運用計画の立案において、 氷のないときの蓄熱槽温度と、氷のあるときの蓄熱槽の
氷量に関するそれぞれの熱収支に関する線形条件の使い
分けにより、冷却能力のみを変数とする評価関数を用い
て、２４時間の運転費集計の最小化を図ることにより前
記氷蓄熱槽の最適運用計画を立案した、ことを特徴とす
る氷蓄熱槽運用計画立案法。 - 【請求項２】 前記線形条件は、時刻をｋで表し△ｔ時
間前の時刻をｋ−１とし、氷蓄熱槽の温度をＴ（ｋ）、
同じく氷の量をＳ（ｋ）、熱負荷をＬ（ｋ）、冷却能力
をＵ（ｋ）としたとき、氷のないとき、即ち、Ｓ(k-1)
＝0.0 のとき、次の時刻での温度Ｔ(k)は、 Ｔ(k)＝T(k-1)＋(L(k-1)-U(k-1))/Cw (1) S(k-1)>0.0 のとき次の時刻での温度Ｔ(k)はＴ(K-1)＝
0.0 のままであり、 Ｓ(k)＝S(k-1)＋(L(k-1)−U(k-1))/C (2) 但し、Cw ；蓄熱槽の熱容量、 Ｃ ；氷の融解熱 上記(1)、(2)の２式により構成した、ことを特徴とする
請求項１記載の氷蓄熱槽運用計画立案法。 - 【請求項３】 蓄熱槽と、該蓄熱槽に内蔵の冷却コイル
と蓄熱槽外に設けたコンデンサと圧縮機とよりなる冷却
装置と、前記蓄熱槽よりの冷水供給路を介して冷熱の供
給を受ける熱負荷と、インターフェースを持つ表示器付
きコンピュータと、 蓄熱槽温度センサと氷量センサと、前記冷水供給路に備
えた流量センサと温度センサと、等とよりなる計測器群
と、より構成され、 上記計測器群の計測値を前記インターフェースを介して
コンピュータで演算させ、運用計画を立案して該計画に
基づき前記圧縮機を制御して発停管理を可能とした、こ
とを特徴とする氷蓄熱槽運用計画立案運転システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31603097A JPH11132508A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 氷蓄熱槽運用計画立案法と氷蓄熱槽運用計画立案運転システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31603097A JPH11132508A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 氷蓄熱槽運用計画立案法と氷蓄熱槽運用計画立案運転システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132508A true JPH11132508A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=18072480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31603097A Pending JPH11132508A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 氷蓄熱槽運用計画立案法と氷蓄熱槽運用計画立案運転システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012173240A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 熱源システムおよびその制御方法 |
| JPWO2013038470A1 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-03-23 | 富士通株式会社 | 冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラム |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP31603097A patent/JPH11132508A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012173240A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 熱源システムおよびその制御方法 |
| JP2013002757A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 熱源システムおよびその制御方法 |
| JPWO2013038470A1 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-03-23 | 富士通株式会社 | 冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラム |
| US9587874B2 (en) | 2011-09-12 | 2017-03-07 | Fujitsu Limited | Cooling system and method |
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