JPS6183834A - 空気調和システム - Google Patents

空気調和システム

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JPS6183834A
JPS6183834A JP59201978A JP20197884A JPS6183834A JP S6183834 A JPS6183834 A JP S6183834A JP 59201978 A JP59201978 A JP 59201978A JP 20197884 A JP20197884 A JP 20197884A JP S6183834 A JPS6183834 A JP S6183834A
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JP
Japan
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hot water
cold
temperature
differential pressure
pumps
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JP59201978A
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JPH0133741B2 (ja
Inventor
Toshihiro Ishibashi
石橋 敏宏
Haruo Kayama
春夫 嘉山
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は集中式の空気調和システムに関するものである
集中式の空気調和システムは、1箇所で発生した冷温水
を複数の放熱器に分配して各放熱器か設けられている空
間の温度を所望の温度に制御するためのものである。
〔従来技術及び解決すべき問題点〕
従来この種のシステムとして第8図に示すものがあった
図においてlは(タリえばガスを熱エネルギー源とする
冷温水発生機であり、これは冷却水ポンプ2及び冷却塔
3と協動して冷水を発生し、冷却水ポンプ2及び冷却塔
3の機能停止により温水を発生する。冷温水発生機Iに
よって発生された冷温水は、冷温水ポンプ4により、空
調すべき空間に設けられている放熱器5I〜5nに鍛送
される。空調空間には室温調節器61〜6nが設けられ
ており、この調節器の作用によって放熱器51〜5nに
接続されている2方弁71〜7nの開閉が行われ、室温
が一定範囲内に保たれる。
上記冷温水ポンプ4の吐出口と冷温水発生機1の冷温水
戻り口との間には圧力検出器8が設けられており、該圧
力検出器8により、2方弁71〜7nの開閉によって変
動する圧…を検出し、該険出結果に基づいて圧力調節器
9が比例調節弁10を開閉制御して冷温水をバイパスし
ている。
なお、11は冷温水発生機1に戻る冷温水の温度を検出
して冷温水の発生能力を調節する調節器である。
第9図は他の従来例を示し、放熱器51〜5nに室温調
節器61〜6nにより制御される3方弁7+’ 〜7n
’をそれぞれ設けられている。該3方弁71′〜?n’
 はそのバイパス方向の圧力損失が放熱器51〜5nの
圧力損失と略同−の値となるように設定され、冷温水系
の流量、圧力損失特性が熱負荷の変動によって変化する
ことがないようにされている。
上述した従来のいずれのシステムも、熱負荷に応じた量
のガスなどの熱エネルギーの消費が行われるようになっ
ている。しかし、第10図に示すように圧損特性Rとポ
ンプ揚程特性りとの交点Xの流量Qを保持する必要があ
ることから、冷温水ポンプ4では、熱負荷の大小に無関
係に点Yで示される一定の電力消費が行われている。
一般に、空気調和システムは年間最大負荷に応しられる
ように設計されているが、実際の負荷分布は最大負荷の
40〜60%程度に最多点をもち、通常時の冷温水I殻
送能力は60〜40%余剰となるため、この分のエネル
ギーが無駄に消費されている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解消した空気調和システムを提
供するもので、その手段は、複数台並列接続した冷温水
ポンプと、該冷温水ポンプの吸入口と吐出口との間の差
圧を検出する差圧検出器と、冷温水系の還水温度を検出
する温度検出器と、該温度検出器により検出した冷温水
温度が所定温度範囲内にあるとき、所定時間内の検出温
度の変化より求めた温度勾配が所定値以上となり、かつ
前記差圧検出器により検出した差圧の絶対値が所定値以
上となったことに応じて前記冷温水ポンプの運転台数な
どを増減する制御器とを備えることを特徴とする空気調
和システムによってなされる。
〔作 用〕
複数台並列接続した冷温水ポンプの吸入口と吐出口との
間の差圧を差圧検出器で検出すると共に、冷温水系の還
水温度を温度検出器で検出し、検出した冷温水温度が所
定温度範囲内にあるとき所定時間内の温度変化から求め
た温度勾配が所定値以上でありかつ検出した差圧の絶対
値が所定値以上であることを条件にして制御器が冷温水
ポンプの運転台数を増減している。従って、負荷変動に
応した冷温水1般送能力で冷温水ポンプが運転され、ポ
ンプでの消費電力が負荷に応じた最適なものとなり、無
駄に電力が消費されることがなくなる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図は本発明によるシステムの一実施例を示し、図に
おいて第8図及び第9図中のものと同等のものには同一
の符号を付しである。
冷温水ポンプとして、放熱器51〜54の数より1つ多
い5台のポンプ40〜44を並列接続したものが用いら
れ、これらのポンプ40〜44の吐出例には逆止弁12
o=12<が直列に接続され、かつ各ポンプ及び逆止弁
の直列回路と並列に差圧検出器13が接続されている。
上記5台のポンプ40〜44のうち4台41〜4dは放
熱器51〜54にそれぞれ対応していて、冷温水発生機
1に戻ってくる冷温水の温度を検出する温度検出器11
からの検出信号と、ポンプの吸入口及び吐出口間の差圧
を検出する上記差圧検出器13からの検出信号とに基づ
いて制御器9′によってその動作開始及び停止が制御さ
れるようになっている。
なお、ポンプ4oは熱要求が全くないときでも常時動作
していて熱要求が生じたとき直ちに応じられるようにし
ている。しかし、これは冷暖房運転が停止されたときに
は他のポンプと一緒に停止される。
また、放熱器51〜54への冷温水の通水を制御するた
めの弁として、室温調節器具61〜64によりそれぞれ
開閉される2方弁71〜74が用いられ、放熱器51〜
54と2方弁71〜74の各直列回路と並列に2万弁7
oが接続されている。
該2方弁7oは室m6111節器61〜64の各々が対
応する2方弁71〜74を同時に閉じているとき′開と
なるようにノア回路14の出力により制御されるように
なっている。これは熱要求が全くなく放熱器に冷温水を
供給する必要がなくてもポンプ4oが動作しているので
、その分の冷温水を2万弁7oを通じてバイパスするた
めである。
上記差圧検出器13は、上記ポンプと逆止弁との直列回
路の両端間の差圧を検出し、これを制御器9′に供給し
ている。制御器9′は差圧検出器13からの差圧検出信
号に応じ、第2図に示すように、差圧がP1以下のとき
ポンプを1台増加するオン信号を、22以上のときポン
プを1台減少 −するオン信号をそれぞれ出力する。そ
して、差圧がP+より△P大きいか又はP2より△P小
さい差圧に応じてポンプ増加又は減少のためのオン信号
をなくする。
一方、冷温水系の還水温度を検出する温度検出器11に
よる冷温水温度検出信号は制御器9′に供給される。制
御器9′は温度検出器11からの冷温水温度検出信号に
応じ、温度が例えば冷房運転時には第3図(a)に示す
ように10゛C〜15°Cの範囲内にあるか否か、暖房
運転時には第3図(blに示すように55℃〜60℃の
範囲内にあるか否かの判定をそれぞれ行う。上記範囲内
にあるときには、ポンプの運転台数の増減を行い、範囲
外にあるときには、第3図(C)に示すようにポンプの
運転台数を最小又は最大台数にする。
そして、温度が上記範囲内にあってポンプの運転台数の
制御を行う場合、制御器9′は所定時間内における温度
変化から温度勾配を求め、該勾配が予め設定した勾配以
上であるか否かにより、第4図に示すようにポンプを1
台増加又は減少するオン信号を出力し、勾配が所定値以
下のときにはポンプ運転台数増、減のだめのオン信号を
なくする。
より詳細には、例えば冷房運転の場合、第3図(alに
示すように冷温水が10℃〜15℃の範囲内に有るか否
かを判定し、かつ所定時間内の温度勾配が第4図に示す
ように予め設定した勾配以上か否かを判定する。判定結
果が例えば冷温水の温度が10°C〜15℃の範囲内に
あり、かつ温度勾配が負で設定値以上であるとすれば、
冷温水発生機1にとって熱負荷が減少したと判断できる
ので、冷温水ポンプの運転台数を減少させる制御が行わ
れる。判定結果が冷温水の温度がlO″C〜15°Cの
範囲内にあり、かつ温度勾配が正で設定値以上であると
すれば、冷温水発生機lにとって熱負荷が増大したと判
断して冷温水ポンプの運転台数を増大させる制御が行わ
れる。
以上の構成において、次にその動作を説明する。
室温調節器61〜64によりそれぞれ制御される2方弁
7I〜74の動作によって、冷温水系は−第5図に示す
特性を呈する。すなわち、全ての放熱器51〜54が空
調のための熱を要求している状態で冷温水の流量がQ3
であるとすれば、冷温水系は圧損曲線R3と揚程曲線L
]の交点Cで成立していることになる。このとき、冷温
水ポンプ41〜44の吸入口と吐出口との差圧をPGと
すれば、Pa−γHaとなる。ここでHaは揚程、Tは
冷温水の比重をそれぞれ表わす。
上述のような状態で、何台かの放熱器が熱要求を停止し
、それに応じた2方弁が閉じることで、第5図に示すよ
うに圧損特性が曲線R2のように変化したとする。この
とき、上記ポンプ吸入口及び吐出口間の差P2  <>
Pa )はP2=γH2となる。この差圧は差圧検出器
■3により検出されて該差圧に応じた差圧検出信号が制
御器9′に送られる。制御器9′はこの差圧検出信号に
基ついて第2図に示すように冷温水ポンプの運転台数を
減少するため、ポンプ41〜44の何台かに停止信号を
供給することができる状態になる。
ところでこのとき、温度検出器11は冷温水系の還水温
度を検出して検出信号を制御器9′に送っている。制御
器9′は上記塩度検出信号について以下の処理を行う。
冷房運転の場合、検出温度が10°C〜15℃の範囲内
になるか否かを判定する。温度が上記範囲内にある場合
、温度の所定時間における勾配を計算し、該温度勾配が
予め設定した値以上であるか否かを判定する。判定の結
果がYESで、温度勾配が負の場合、熱負荷が減少した
と判断して冷温水ポンプの運転台数を減少させるべく、
上記停止信号を1台のポンプに供給してそのポンプの運
転を停止する。このポンプの運転停止により、冷温水系
は第5図の曲線R2とL2の交点Bで成立することにな
る。
更に熱負荷が減少して差圧が増加し、冷温水温度が冷房
層1度範囲内にありかつ温度勾配が負の場合には、ポン
プの運転台数が減少して新しく曲線R+、L+の交点A
で冷温水系が成立することになる。
また、熱負荷が増加した場合、第5図において曲線L1
と曲線RIの交点に冷温水系が移行し、差圧PH=rH
+が生じるようになる。これに応して差圧検出器13が
生じる差圧信号に応じて制御器9′はポンプの運転台数
を増加する増加信号をポンプに供給できる状態となる。
このような状態で、冷温水の温度が冷房温度範囲内にあ
り、その温度勾配が正であれば制御器9′はポンプの運
転台数を1台増加させるへ(上記運転信号をポンプに供
給する。このことにより、冷温水系は曲線R2とL2の
交点Bで運転されるようになる。
更に熱負荷が増加したときには、差圧検出器13がポン
プを増加させるような差圧検出信号を制御器9′に送る
ため、制御器9′はポンプを増加させる待期状態に入る
。そして、温度条件、温度勾配条件が満足されることに
より、実際のポンプ運転台数の増加が行われる。
第6図は制御器9′が冷房、暖房時において行う仕事を
要約して示すフローチャートである。
上述の実施例では、制御器9′は差圧検出信号と温度検
出信号とを予め定めたプログラムによって処理してポン
プの発停を行うマイクロプロセソンングユニソト(CP
U)によって構成されているものとして説明したが、こ
れは第7図に示すように変更することができる。
第7図においては、差圧検出器13が差圧P1以下の検
出によりオンする常開スイッチS1と差圧22以上の検
出によりオンする常開スイッチS2とから構成され、制
御器9′がポンプ順次増減部を構成するアップダウンカ
ウンタ9aと、温度範囲及び勾配判定部を構成するラン
トコンパレータ及び勾配検出回路9bと、該検出回路9
bによって制御されるスイ・ノチS3.S4とからなる
上記ウィンドコンパレータ及び勾配検出回路9bは温度
検出器11からの温度検出信号に基づいて、冷温水温度
が冷暖房範囲内にあるか否かをコンパレータにより判定
するとともに、所定時間内における温度変化に基づいて
勾配を求め、信号線eI 、e2に制御信号を送ってカ
ウンタ9aにアップカウント又はダウンカウントさせた
り、或いはその内容を最小又は最大値にセットする、従
って、スイッチSl、S2のオンによりカウンタ9aが
アップカウントしてポンプの運転台数を増加し、スイッ
チS2.S4のオンによりカウンタ9aがダウンカウン
トしてポンプ運転台数を減少し、所定温度範囲内に冷温
水温度がないことに応じてカウンタ9aを最小又は最大
値に七ノドしてポンプ運転台数を最小又は最大台数にす
る。
なお、冷温水ポンプとして極数切替えやY−へ切替えの
可能なものを並列運転するようにすれば、負荷に応じた
よりきめの細かなポンプ能力の制御を行うことができる
〔発明の効果〕
以、:説明したように本発明によれば、冷温水ポンプ・
ご複数台のポンプを並列接続して構成し、その運転台数
を負荷変化に応して増減しているため、冷温水の搬送に
消費される電力が負荷に応したものとなり、常時最大能
力でポンプを運転している従来のシステムに比べ電力費
の節約が図れ、経済的である。
特に、ポンプ台数制御に設備費が安価で保守も簡単な単
速度制御法による差圧制御を用いているが、これに温度
の絶対値及び温度勾配を加味した制御を行っているため
、制御系にハンチングの起らない制御が可能になってい
る。
【図面の簡単な説明】
第°1図は本発明によるシステムの一実施例を示す構成
図、第2図は差圧検出信号に基づく制御器の動作を説明
する説明図、第3図及び第4図は温度検出信号に基づく
制御器の動作を説明する説明図、第5図は第1図のシス
テムの冷温水系の特性を示すグラフ、第6図は第1図の
システム中の制御器が行う仕事を示すフローチャートル
図、第7図は第1図中の一部分の変形例を示す図、第8
図は従来ソステムの一例を示す構成図、第9図は他の従
来システムを示す構成図、及び第10図は第8図及び第
9図のシステムの冷温水系の特性を示すグラフである。 41〜44・・・水温水ポンプ、9′・・・制御器、1
1・・・温度検出器、13・・・差圧検出器。 特 許 出 願 人  矢崎総業株式会社10℃   
15°C 55°C60’C 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  複数台並列接続した冷温水ポンプと、該冷温水ポンプ
    の吸入口と吐出口との間の差圧を検出する差圧検出器と
    、冷温水系の還水温度を検出する温度検出器と、該温度
    検出器により検出した冷温水温度が所定温度範囲内にあ
    るとき、所定時間内の検出温度の変化より求めた温度勾
    配が所定値以上となり、かつ前記差圧検出器により検出
    した差圧の絶対値が所定値以上となったことに応じて前
    記冷温水ポンプの運転台数を増減する制御器とを備える
    ことを特徴とする空気調和システム。
JP59201978A 1984-09-28 1984-09-28 空気調和システム Granted JPS6183834A (ja)

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JPH0133741B2 JPH0133741B2 (ja) 1989-07-14

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6410051A (en) * 1987-07-01 1989-01-13 Yazaki Corp Cool/hot water flow rate controller of space cooling/ heating system
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