KR102112903B1

KR102112903B1 - 열원 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102112903B1
Application number: KR1020167025107A
Authority: KR
Inventors: 미노루 마츠오; 다케시 후치모토
Original assignee: 미츠비시 쥬코 서멀 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2020-05-19
Also published as: JP6066648B2; KR20150046141A; WO2014050213A1; EP2902724A4; CN104620062A; KR20160111012A; JP2014070741A; US10697680B2; CN104620062B; EP2902724A1; US20150241100A1

Abstract

각 압축기의 부하의 편차를 저감시키는 것을 목적으로 한다. 각각 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 이루어지는 열원 시스템이며, 열원 시스템은, 각 열원기로부터, 압축기의 운전 주파수의 계측값을 취득하는 정보 취득부(21)와, 정보 취득부(21)에 의해 취득된 압축기의 운전 주파수가 거의 균등해지도록, 각 열원기에 대해 현재 할당되어 있는 부하 배분을 변경하는 부하 배분 변경부(22)와, 변경 후의 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 온도 설정부(23)를 구비한다.

Description

열원 시스템 및 그 제어 방법 {HEAT SOURCE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은 열원 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 서로 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 냉방 또는 난방을 행하는 열원 시스템이 알려져 있다. 각각의 열원기는 독립적으로 제어를 행하므로, 각 열원기에 대해 각각의 냉온수 출구 온도 설정값이 부여되는 것으로 된다.

일본 특허 공개 제2002-206812호 공보

각 열원기에의 냉온수 출구 온도 설정값의 할당 방법으로서, 예를 들어 시스템의 냉온수 출입구 온도차를 단순하게 운전대수로 등분하여 할당하는 것이 생각된다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 4대의 열원기(3a∼3d)가 직렬로 접속되고, 입구 온도 14[℃]의 물(열매체)을 7[℃]까지 냉각하는 경우, 열매체 흐름의 가장 상류측에 위치하는 1단째의 열원기(3a)에는 12.25[℃], 2단째의 열원기(3b)에는 10.5[℃], 3단째의 열원기(3c)에는 8.75[℃], 4단째의 열원기(3d)에는 7[℃]의 냉온수 출구 온도가 설정되는 것으로 된다.

그러나, 공냉식의 열원기 등과 같이 열매체와 열교환되어 따뜻해진 순환 냉매를 응축기에 있어서 냉각할 때에 사용되는 열원으로서, 대기나 미이용열(하수 등)을 사용하고 있는 열원 시스템에서는, 4대의 열원기에 있어서 거의 동일한 온도의 열원이 사용되는 것으로 된다. 그리고, 이와 같은 열원 시스템에 있어서는, 상기한 바와 같은 부하 배분을 행해 버리면, 압축기의 부하에 치우침이 발생해 버린다고 하는 문제가 있었다.

예를 들어, 응축 온도는 모든 열원기(3a∼3d)에서 거의 동일 정도인 것에 대해, 각 열원기(3a∼3d)의 냉온수 출구 온도의 설정값은, 1단째에 설치된 열원기(3a)로부터 후단의 열원기(3b, 3c, 3d)를 향해 순서대로 낮아진다(도 9 참조). 이로 인해, 후단의 열원기일수록 압축기의 회전수가 높아지고, 압축비가 상대적으로 높은 상태에서 운전이 행해지는 것으로 되어, 열원기간에서 압축기 부하의 치우침이 발생하고 있었다. 이와 같은 압축기 부하의 치우침은, 압축기의 수명의 편차를 초래하여, 바람직하지 않다. 이와 같은 압축기의 수명의 편차는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은, 각 압축기의 운전 시간의 평준화에 의해서도 해소하는 것은 불가능하였다.

상기한 문제는, 열매체에 대해 가열을 행하는 경우도 마찬가지이며, 후단의 압축기일수록 부하가 커서, 수명의 편차를 초래하게 된다.

본 발명은 각 압축기의 부하의 편차를 저감시킬 수 있는 열원 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 각각 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 이루어지는 열원 시스템이며, 각 상기 열원기로부터, 압축기의 운전 주파수, 상기 압축기의 소비 전류, 상기 압축기의 소비 전력 및 상기 압축기의 토크 중 어느 하나를 취득하는 정보 취득 수단과, 상기 정보 취득 수단에 의해 취득된 값이 거의 균등해지도록, 각 상기 열원기에 대해 현재 할당되어 있는 부하 배분을 변경하는 부하 배분 변경 수단과, 변경 후의 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 온도 설정 수단을 구비하는 열원 시스템이다.

이와 같은 구성에 의하면, 각 열원기에 있어서의 압축기의 운전 주파수, 소비 전류, 소비 전력 및 토크 중 어느 하나의 값이 거의 균등해지도록, 각 열원기의 냉온수 출구 온도가 설정되므로, 각 열원기에 있어서의 압축기의 부하의 편차를 저감시키는 것이 가능하게 된다.

상기 정보 취득 수단에 의해 취득되는 정보는, 계측값이어도 되고, 계측값에 기초하여 추정된 추정값이어도 된다. 예를 들어, 소비 전력이나 토크라면, 소비 전류의 계측값을 소정의 연산식에 부여함으로써 산출되는 추정값을 사용하는 것으로 해도 된다.

상기 열원 시스템에 있어서, 상기 정보 취득 수단은, 각 상기 열원기에 있어서의 압축기의 운전 적산 시간을 더 취득하고, 상기 부하 배분 변경 수단은, 각 상기 압축기의 운전 적산 시간에 기초하는 가중 계수를 설정하고, 상기 가중 계수를 사용하여 각 상기 열원기의 부하 배분을 변경하는 것으로 해도 된다.

이와 같이, 압축기의 운전 적산 시간, 환언하면, 압축기의 운전 적산 시간도 가미하여 각 열원기의 냉온수 출구 온도가 설정되므로, 각 열원기에 있어서의 압축기의 부하의 편차를 한층 더 저감시키는 것이 가능하게 된다.

상기 열원 시스템에 있어서, 상기 부하 배분 변경 수단은, 상기 정보 취득 수단에 의해 취득된 값의 평균값을 산출하고, 상기 평균값과, 상기 정보 취득 수단에 의해 취득된 각 상기 열원기의 값을 비교하고, 상기 평균값보다 상기 값이 작은 열원기에 대해서는 현재 할당되어 있는 부하 배분을 증가시키고, 상기 평균값보다 상기 값이 큰 열원기에 대해서는 현재 할당되어 있는 부하 배분을 감소시키는 것으로 해도 된다.

이와 같이 부하 배분을 결정함으로써, 용이한 처리에 의해 압축기의 부하의 균일화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

상기 열원 시스템은, 상기 열원기의 운전대수, 운전 대상으로 되는 상기 열원기의 식별 정보, 각 상기 열원기의 변경 후의 부하 배분이 서로 관련지어진 부하 배분 정보를 저장하는 기억 수단을 구비하고, 상기 온도 설정 수단은, 기동 시 또는 상기 열원기의 운전대수가 변화한 경우에 있어서, 상기 기억 수단에 저장되어 있는 상기 부하 배분 정보에 기초하여, 운전 대상의 각 상기 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 것으로 해도 된다.

이와 같이, 열원기의 운전대수, 운전 대상으로 되는 열원기의 식별 정보, 각 열원기의 변경 후의 부하 배분이 서로 관련지어진 부하 배분 정보를 사용하여, 각 열원기의 부하 배분을 설정하고, 이 부하 배분에 기초하여 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정함으로써, 부하 배분을 설정할 때에 필요해지는 연산 처리를 생략할 수 있어, 부하 냉온수 출구 온도를 빠르게 설정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제2 형태는, 각각 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 이루어지는 열원 시스템의 제어 방법이며, 각 상기 열원기로부터, 압축기의 운전 주파수, 상기 압축기의 소비 전류, 상기 압축기의 소비 전력 및 상기 압축기의 토크 중 어느 하나를 취득하는 공정과, 취득한 값이 거의 균등해지도록, 각 상기 열원기에 대해 현재 할당되어 있는 부하 배분을 변경하는 공정과, 변경 후의 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 공정을 갖는 열원 시스템의 제어 방법이다.

본 발명에 따르면, 압축기의 수명의 편차를 저감시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열원 시스템의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 열원 시스템의 제어계의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 상위 제어 장치가 구비하는 각종 제어 기능 중, 열원기의 냉온수 출구 온도의 설정에 관계되는 기능을 주로 도시한 기능 블록도이다.
도 4는 압축기 주파수를 사용하여 부하 배분의 변경이 행해진 경우의 부하 배분의 변경 전후의 모습의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 압축기 전류를 사용하여 부하 배분의 변경이 행해진 경우의 부하 배분의 변경 전후의 모습의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 상위 제어 장치가 구비하는 각종 제어 기능 중, 열원기의 냉온수 출구 온도의 설정에 관계되는 기능을 주로 도시한 기능 블록도이다.
도 7은 부하 배분 정보의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 운전대수가 3대로부터 4대로 변경된 경우에 있어서의 부하 배분의 일례에 대해 도시한 도면이다.
도 9는 종래의 부하 배분에 대해 도시한 도면이다.

〔제1 실시 형태〕

이하에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열원 시스템 및 그 제어 방법에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열원 시스템(1)의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 열원 시스템(1)은 예를 들어 공조기나 급탕기, 공장 설비 등의 외부 부하에 대해 공급하는 열매체(예를 들어, 냉수)를 가열 또는 냉각하는 복수의 열원기(2a∼2d)와, 이들 열원기(2a∼2d)에 대해 제어 지령을 부여하는 상위 제어 장치(20)를 구비하고 있다. 도 1에서는, 4대의 열원기(2a∼2d)가 설치되어 있는 경우에 대해 예시하고 있지만, 열원기의 설치 대수는 특별히 한정되지 않는다.

열원기(2a∼2d)는 모두 공냉식의 열원기이며, 거의 동일한 성능을 갖고 있다. 열원기(2a∼2d)는 직렬로 접속되어 있고, 예를 들어, 열매체를 냉각하는 경우에는, 외부 부하에서 이용됨으로써 가열된 열매체가, 열원기(2a)로부터 열원기(2d)를 순서대로 경유함으로써 소정의 냉온수 출구 온도까지 냉각되고, 외부 부하에 공급된다.

열매체를 가열하는 경우에는, 외부 부하에서 이용됨으로써 냉각된 열매체가, 열원기(2a)로부터 열원기(2d)를 순서대로 경유함으로써 소정의 냉온수 출구 온도까지 가열되고, 외부 부하에 공급된다.

각 열원기(2a∼2d)는 각각 독립된 냉동 사이클을 갖고 있다. 냉동 사이클은, 예를 들어 순환 냉매가 순환하는 냉매 회로, 냉매 회로에 설치된 가스 냉매를 압축하는 압축기, 해당 압축기에 의해 압축된 고압 가스 냉매를 응축하는 응축기, 해당 응축기에 있어서 응축된 고압 액냉매를 팽창시키는 팽창 밸브 및 해당 팽창 밸브에 의해 팽창된 저압 액냉매를 기화시키는 증발기를 주된 구성으로서 구비하고 있다. 열매체를 냉각하는 경우에는, 열매체와의 열교환을 행하는 열매체 열교환기가 증발기, 대기와의 열교환을 행하는 공기 열교환기가 응축기로 되고, 열매체의 열에 의해 열매체 열교환기에서 기화한 저압 액냉매를 압축기에서 압축한 후에, 공기 열교환기에 있어서 대기와의 사이에서 열교환함으로써 고압 가스 냉매가 응축된다. 이에 대해, 열매체를 가열하는 경우에는, 대기와의 열교환을 행하는 공기 열교환기가 증발기, 열매체와의 열교환을 행하는 열매체 열교환기가 응축기로 되고, 대기의 열에 의해 공기 열교환기에서 기화한 저압 액냉매를 압축기에서 압축한 후에, 열매체 열교환기에 있어서 열매체와의 사이에서 열교환함으로써 고압 가스 냉매가 응축됨과 함께 열매체가 가열된다. 냉각, 가열의 경우에 있어서의 냉동 사이클의 작용에 대해서는, 공지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.

이하의 설명에 있어서는, 열원 시스템(1)이 열매체를 냉각하는 경우에 대해 설명하는데, 열원 시스템(1)은 열매체를 가열하는 능력만을 갖고 있어도 되고, 또한 냉각과 가열의 양쪽 능력을 갖는 것이어도 된다.

도 2는 도 1에 도시한 열원 시스템(1)의 제어계의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 열원기(2a∼2d)의 제어 장치인 열원기 제어 장치(10a∼10d)는 상위 제어 장치(20)와 통신 매체를 통해 접속되어 있고, 쌍방향의 통신이 가능한 구성으로 되어 있다. 상위 제어 장치(20)는 예를 들어 열원 시스템 전체를 제어하는 제어 장치이며, 후술하는 각 열원기의 냉온수 출구 온도 설정값을 결정하는 기능을 갖는 것 외에, 열원기의 대수 제어 등을 행한다. 열원기 제어 장치(10a∼10d)는 각각 각 열원기에 설치되어 있고, 상위 제어 장치로부터 부여된 제어 지령에 기초하여 열원기의 제어를 행한다.

상위 제어 장치(20), 열원기 제어 장치(10a∼10d)는 예를 들어 컴퓨터이며, CPU(중앙 연산 처리 장치), RAM(Random Access Memory) 등의 주기억 장치, 보조 기억 장치, 외부의 기기와 통신을 행함으로써 정보의 수수를 행하는 통신 장치 등을 구비하고 있다.

보조 기억 장치는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이며, 예를 들어 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등이다. 이 보조 기억 장치에는, 각종 프로그램이 저장되어 있고, CPU가 보조 기억 장치로부터 주기억 장치로 프로그램을 판독하고, 실행함으로써 다양한 처리를 실현시킨다.

도 3은 상위 제어 장치(20)가 구비하는 각종 제어 기능 중, 열원기의 냉온수 출구 온도의 설정에 관계되는 기능을 주로 도시한 기능 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상위 제어 장치(20)는 정보 취득부(21), 부하 배분 변경부(22), 온도 설정부(23)를 구비하고 있다.

정보 취득부(21)는 열원기 제어 장치(10a∼10d)로부터 송신되는 각 열원기(2a∼2d)의 압축기의 운전 주파수를 취득한다.

부하 배분 변경부(22)는 예를 들어 기동 시 또는 운전대수 변경 시에 있어서, 운전 대상으로 되는 각 열원기에 대해 부하를 균등하게 배분하고, 그 후, 정보 취득부(21)에 의해 취득된 압축기의 운전 주파수가 거의 동일값을 취하도록 각 열원기의 부하 배분을 변경한다.

온도 설정부(23)는 부하 배분 변경부(22)에 의해 결정된 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정한다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 열원 시스템의 동작에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 설명의 편의상, 4대의 열원기(2a∼2d)가 기동되는 경우이며 또한 열원 시스템(1)에 있어서 입구 온도 14[℃]의 열매체를 7[℃]까지 냉각시켜 외부 부하에 공급하는 경우를 일례로서 설명한다.

열원 시스템(1)은 예를 들어 열원기의 기동 시나, 열원기의 운전대수 변경 시에 있어서, 이하와 같은 처리를 행한다.

먼저, 상위 제어 장치(20)의 부하 배분 변경부(22)에 의해, 운전 대상인 각 열원기(2a∼2d)의 부하가 균등하게 설정된다. 이에 의해, 각 열원기(2a∼2d)에는, 각각 25[％](＝100[％]/4[대])의 부하가 각각 할당된다.

이어서, 온도 설정부(23)에 의해, 열원 시스템(1)의 출입구 온도차 ΔT와 각 열원기에 할당된 부하 배분에 기초하여, 각 열원기(2a∼2d)의 냉온수 출구 온도가 설정된다.

구체적으로는, 열원 시스템(1)에 있어서의 출입구 온도차 ΔT는, 7[℃]＝14[℃]-7[℃]이므로, 이 7[℃]를 4대로 등분함으로써, 1.75[℃]를 얻는다. 계속해서, 이 값 1.75[℃]를 각 열원기(2a∼2d)의 냉온수 입구 온도로부터 감산함으로써, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 결정한다. 최종적으로 냉온수 출구 온도가 7℃로 세팅되었을 때에 부하가 등분된 상태에서는, 열원기(2a)에는 12.25℃, 열원기(2b)에는 10.5℃, 열원기(2c)에는 8.75℃, 열원기(2d)에는 7℃의 냉온수 출구 온도가 설정되는 것으로 된다.

이와 같이 하여 각 열원기(2a∼2d)에 대한 냉온수 출구 온도가 결정되면, 상위 제어 장치(20)로부터 각 열원기 제어 장치(10a∼10d)에 대해 냉온수 출구 온도의 설정값이 송신된다. 각 열원기의 열원기 제어 장치(10a∼10d)는 수신한 냉온수 출구 온도의 설정값에 기초하여 압축기 등을 제어한다.

계속해서, 상위 제어 장치(20)로부터 수신된 냉온수 출구 온도의 설정값에 기초하는 운전이 행해지는 동안에, 열원기 제어 장치(10a∼10d)는 각각의 현재의 압축기의 운전 주파수를 상위 제어 장치(20)에 송신한다.

상위 제어 장치(20)에서는, 각 열원기 제어 장치(10a∼10d)로부터의 압축기의 운전 주파수가 정보 취득부(21)에 의해 수신되고, 부하 배분 변경부(22)에 출력한다.

부하 배분 변경부(22)는 각 압축기의 운전 주파수가 입력되면, 이들 값의 평균값을 산출한다. 예를 들어, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 열원기(2a)의 압축기 주파수가 72[㎐], 열원기(2b)의 압축기 주파수가 76.75[㎐], 열원기(2c)의 압축기 주파수가 82[㎐], 열원기(2d)의 압축기 주파수가 87.75[㎐]이었던 경우, 이들 4대의 압축기 주파수의 평균값은, 79.5[㎐]로 된다.

계속해서, 이 평균값 79.5[㎐]와 각 열원기의 압축기 주파수를 비교하여, 압축기 주파수가 평균값보다도 낮은 열원기에 대해서는, 현재 설정되어 있는 열원기의 부하 배분을 증가시키고, 한편, 압축기 주파수가 평균값보다도 높은 열원기에 대해서는, 현재 설정되어 있는 열원기의 부하 배분을 저하시킨다. 이에 의해, 열원기(2a, 2b)에 대해서는, 부하 배분이 많게 설정되고, 열원기(2a, 2b)에 대해서는, 부하 배분이 많게 설정된다.

이때, 부하 배분의 설정의 구체적인 방법에 대해서는, 예를 들어 이하와 같은 방법이 생각된다.

예를 들어, 각 열원기(2a, 2b, 2c, 2d)에 대한 부하 배분을 변경하기 전의 값을 각각 α, β, γ, δ로 하고(α＋β＋γ＋δ＝1), 각각의 열원기의 압축기 주파수의 평균값과의 편차에 대한 PI 연산의 결과를 Δα, Δβ, Δγ, Δδ로 하면, 열원기(2a, 2b)에 대한 PI 연산의 결과 Δα, Δβ는 플러스의 값, 열원기(2c, 2d)에 대한 PI 연산의 결과 Δγ, Δδ는 마이너스의 값으로 된다. 여기서, α＋Δα＋β＋Δβ＋γ＋Δγ＋δ＋Δδ＝1로 되어 있다고는 할 수 없기 때문에, 각 열원기에 대한 변경 후의 부하 배분을 각각 이하와 같이 계산한다.

열원기(2a): α´＝(α＋Δα)/(α＋Δα＋β＋Δβ＋γ＋Δγ＋δ＋Δδ)

열원기(2b): β´＝(β＋Δβ)/(α＋Δα＋β＋Δβ＋γ＋Δγ＋δ＋Δδ)

열원기(2c): γ´＝(γ＋Δγ)/(α＋Δα＋β＋Δβ＋γ＋Δγ＋δ＋Δδ)

열원기(2d): δ´＝(δ＋Δδ)/(α＋Δα＋β＋Δβ＋γ＋Δγ＋δ＋Δδ)

이에 의해, α´＋β´＋γ´＋δ´＝1로 되고, 각각의 열원기에 대해 송신하는 냉온수 출구 온도 설정값을 각각의 냉온수 입구 온도-정격 온도차인 7℃×부하 배분 비율(α´,β´,γ´,δ´ 중 각각의 열원기에 대응하는 것)로 함으로써, 변경된 부하 배분에 따른 냉온수 출구 온도 설정을 결정한다.

상기한 부하 배분의 설정 방법에 대해서는 상기 구체예로 한정되지 않고, 적절히 다른 방법을 사용하는 것이 가능하다.

이와 같이 하여, 부하 배분 변경부(22)에 의해 열원기의 부하 배분이 변경되면, 온도 설정부(23)는 변경 후의 부하 배분에 기초하여, 각 열원기(2a∼2d)의 냉온수 출구 온도의 설정을 행한다. 그리고, 새롭게 설정된 각 열원기의 냉온수 출구 온도가 각 열원기 제어 장치(10a∼10d)에 송신됨으로써, 변경 후의 냉온수 출구 온도의 설정값에 기초하는 압축기의 제어 등이 행해지는 것으로 된다. 이에 의해, 예를 들어 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 열원기간에 있어서의 압축기 주파수의 편차를 저감시키는 것이 가능하게 되고, 압축기 부하를 동일 정도로 할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 열원 시스템(1)에 의하면, 열원기의 압축기의 주파수가 거의 동일한 값을 취하도록, 각 열원기(2a∼2d)의 부하 배분을 결정한다. 따라서, 공냉식 등과 같이 냉동 회로를 순환하는 순환 냉매와 열교환되는 열원이, 그 온도를 조정할 수 없는 것이어도, 열원기간에 있어서의 압축기 부하의 편차를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 압축기의 수명의 편차를 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 압축기 주파수에 기초하여 부하 배분을 결정하였지만, 압축기 주파수에 추가하여, 압축기의 운전 적산 시간을 사용하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들어 각 열원기(2a∼2d)에, 압축기의 운전 적산 시간을 감시하는 기능을 갖게 하고, 상기 압축기 주파수를 상위 제어 장치(20)에 송신하는 타이밍에서, 압축기의 운전 적산 시간도 송신된다. 이에 의해, 정보 취득부(21)에 의해, 각 열원기에 있어서의 압축기 주파수와, 운전 적산 시간이 수신된다.

부하 배분 변경부(22)는 이 압축기 주파수와 운전 적산 시간을 수취하면, 상술과 동일한 방법에 의해, 압축기 주파수에 기초하여 각 열원기의 부하 배분을 설정한다.

계속해서, 부하 배분 변경부(22)는 미리 보유하고 있는, 운전 적산 시간을 파라미터로서 포함하는 가중 계수의 연산식을 사용하여, 각 압축기의 운전 적산 시간에 따른 가중 계수를 산출한다. 여기서, 가중 계수의 연산식은, 운전 적산 시간이 클수록 가중 계수가 작은 값을 취하도록 작성되어 있다.

부하 배분 변경부(22)는 이 가중 계수를 앞서 설정한 부하 배분에 승산함으로써, 운전 적산 시간을 반영시킨 부하 배분을 설정한다. 그리고, 이 부하 배분에 기초하여 각 열원기의 냉온수 출구 온도가 온도 설정부(23)에 의해 설정된다.

이와 같이, 운전 적산 시간을 반영시킴으로써, 압축기의 부하의 편차를 한층 더 저감시키는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 운전 대상인 열원기의 압축기 주파수에 기초하여 부하 배분을 결정하고 있었지만, 예를 들어 압축기의 소비 전류, 압축기의 소비 전력, 압축기의 토크 등의 어느 하나를 사용하여, 각 열원기의 부하 배분 및 냉온수 출구 온도의 설정을 행하는 것으로 해도 된다. 이때, 취득하는 정보는, 계측값이어도, 연산에 의해 산출된 추정값이어도 된다. 예를 들어, 압축기의 소비 전류에 대해서는 계측값을 사용하고, 압축기의 소비 전력에 대해서는 계측값 또는 추정값을 사용하는 것으로 해도 된다. 압축기의 소비 전력의 추정값은, 압축기의 소비 전류의 계측값을 소정의 연산식에 입력함으로써 추정하는 것이 가능하다. 압축기의 토크에 대해서는, 압축기의 소비 전류의 계측값을 소정의 연산식에 입력함으로써 추정되는 추정값을 사용하는 것으로 해도 된다.

도 5는 압축기 전류를 사용하여 부하 배분의 변경이 행해진 경우의 부하 배분의 변경 전후의 모습의 일례를 도시한 도면이다. 압축기 전류를 사용하는 경우에는, 각 압축기 전류가 거의 동일값을 취하도록, 각 열원기의 부하 배분이 변경된다.

이와 같이, 압축기의 전류, 소비 전력, 압축기의 토크 중 어느 하나에 기초하여, 각 열원기(2a∼2d)의 부하 배분 및 냉온수 출구 온도를 설정함으로써, 압축기 주파수를 사용하는 경우에 비해, 압축기의 부하를 직접적으로 볼 수 있다. 이에 의해, 압축기 주파수를 사용하는 경우에 비해, 높은 정밀도로 파악할 수 있어, 압축기의 부하의 편차를 더욱 높은 정밀도로 억제하는 것이 가능하게 된다.

〔제2 실시 형태〕

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 6은 본 실시 형태에 있어서의 상위 제어 장치가 구비하는 각종 제어 기능 중, 열원기의 냉온수 출구 온도의 설정에 관계되는 기능을 주로 도시한 기능 블록도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 상위 제어 장치(20´)는, 부하 배분 변경부(22)에 의해 부하 배분의 변경이 행해진 경우에, 그 정보를 부하 배분 정보로서 기억하는 기억부(24)를 더 구비하는 점에서, 상술한 제1 실시 형태와 상이하다.

도 7은 부하 배분 정보의 일례를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 부하 배분 정보는, 열원기의 운전대수, 운전 대상으로 되는 열원기의 식별 정보, 각 열원기의 변경 후의 부하 배분이 서로 관련지어져 있다. 이와 같이, 부하 배분 정보를 기억해 둠으로써, 냉온수 출구 온도를 빠르게 설정하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 운전대수가 3대로부터 4대로 변경된 경우에는, 부하 배분 변경부(22)는 기억부(24)에 저장되어 있는 부하 배분 정보를 참조하고, 해당하는 정보가 등록되어 있는지를 검색한다. 운전대수가 4대인 정보가 등록되어 있었던 경우에는, 그 정보를 판독하여, 온도 설정부(23)에 출력한다. 이 결과, 예를 들어 열원기(2a)에 대해서는, 30[％], 열원기(2b)에 대해서는, 26.9[％], 열원기(2c)에 대해서는, 23.65[％], 열원기(2d)에 대해서는, 20[％]가 부하 배분으로서 출력된다.

온도 설정부(23)는 이 부하 배분에 기초하여 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하고, 이 냉온수 출구 온도가 각 열원기 제어 장치(10a∼10d)로 송신된다.

이에 대해, 기억부(24)에 해당하는 부하 배분 정보가 등록되어 있지 않았던 경우에는, 부하 배분 변경부(22)는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 압축기 주파수에 기초하여 각 열원기의 부하 배분을 설정하고, 이 부하 배분을 온도 설정부(23)에 출력한다. 또한, 부하 배분 변경부(22)는 금회의 부하 배분에 관한 부하 배분 정보를 작성하고, 기억부(25)에 저장한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 열원 시스템에 의하면, 부하 배분 정보를 기억부(24)에 기억시킴으로써, 부하 배분 변경부(22)에 있어서의 연산 처리의 부담을 경감할 수 있다. 따라서, 압축기의 부하에 따른 적절한 냉온수 출구 온도를 빠르게 설정하는 것이 가능하게 된다.

상기 제1 또는 제2 실시 형태에 있어서, 열매체를 냉각하는 경우를 일례로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이 형태로 한정되지 않고, 열매체를 가열하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 상위 제어 장치(20, 20´)가 각 열원기(2a∼2d)의 냉온수 출구 온도를 설정하는 것으로 하였지만, 예를 들어 상위 제어 장치(20, 20´) 대신에, 어느 하나의 열원기 제어 장치(10a∼10d)를 마스터로 하고, 마스터로서 정해진 열원기 제어 장치가 다른 열원기 제어 장치로부터의 정보를 취득하고, 각 열원기(2a∼2d)의 냉온수 출구 온도를 설정하는 것으로 해도 된다.

1 : 열원 시스템
2a∼2d : 열원기
10a∼10d : 열원기 제어 장치
20, 20´ : 상위 제어 장치
21 : 정보 취득부
22 : 부하 배분 변경부
23 : 온도 설정부
24 : 기억부

Claims

각각 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 이루어지는 열원 시스템이며,
부하가 균등하게 할당된 각 상기 열원기로부터, 각 상기 열원기에 있어서의 압축기의 부하에 관한 값을 취득하는 정보 취득 수단과,
상기 값의 평균값을 산출하고, 상기 값이 상기 평균값에 가까워지도록, 각 상기 열원기에 대해 현재 할당되어 있는 부하 배분을 변경하는 부하 배분 변경 수단과,
변경 후의 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 온도 설정 수단과,
상기 부하 배분 변경 수단에 의해 부하 배분의 변경이 행해진 경우에, 상기 열원기의 운전대수, 운전 대상으로 되는 상기 열원기의 식별 정보, 각 상기 열원기의 변경 후의 부하 배분이 서로 관련지어진 부하 배분 정보를 저장하는 기억 수단을 구비하고,
상기 값은, 상기 압축기의 운전 주파수, 상기 압축기의 소비 전류, 상기 압축기의 소비 전력 및 상기 압축기의 토크 중 어느 하나이고,
상기 부하 배분 변경 수단은, 기동 시 또는 상기 열원기의 운전대수가 변화한 경우에 있어서, 상기 기억 수단에 해당하는 상기 부하 배분 정보가 있는 경우에, 해당하는 상기 부하 배분 정보의 부하 배분을 상기 온도 설정 수단에 출력하고,
상기 정보 취득 수단은, 각 상기 열원기에 있어서의 상기 압축기의 운전 적산 시간을 더 취득하고,
상기 부하 배분 변경 수단은, 각 상기 압축기의 운전 적산 시간에 기초하는 가중 계수를 설정하고, 상기 가중 계수를 사용하여, 상기 평균값에 기초하여 변경된 각 상기 열원기의 부하 배분을 더 변경하는, 열원 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 부하 배분 변경 수단은,
상기 평균값과, 상기 값을 비교하고,
상기 평균값보다 상기 값이 작은 열원기에 대해서는 현재 할당되어 있는 부하 배분을 증가시키고, 상기 평균값보다 상기 값이 큰 열원기에 대해서는 현재 할당되어 있는 부하 배분을 감소시키는, 열원 시스템.
삭제
각각 독립된 냉동 사이클을 갖는 복수의 열원기를 직렬로 접속하여 이루어지는 열연 시스템의 제어 방법이며,
부하가 균등하게 할당된 각 상기 열원기로부터, 각 상기 열원기에 있어서의 압축기의 부하에 관한 값을 취득하는 공정과,
상기 값의 평균값을 산출하고, 상기 값이 상기 평균값에 가까워지도록, 각 상기 열원기에 대해 현재 할당되어 있는 부하 배분을 변경하는 공정과,
변경 후의 부하 배분에 따라, 각 열원기의 냉온수 출구 온도를 설정하는 공정과,
상기 부하 배분의 변경이 행해진 경우에, 상기 열원기의 운전대수, 운전 대상으로 되는 상기 열원기의 식별 정보, 각 상기 열원기의 변경 후의 부하 배분이 서로 관련지어진 부하 배분 정보를 기억 수단에 저장하는 공정을 갖고,
상기 값은, 상기 압축기의 운전 주파수, 상기 압축기의 소비 전류, 상기 압축기의 소비 전력 및 상기 압축기의 토크 중 어느 하나이고,
상기 부하 배분을 변경하는 공정은, 기동 시 또는 상기 열원기의 운전대수가 변화한 경우에 있어서, 상기 기억 수단에 해당하는 상기 부하 배분 정보가 있는 경우에, 해당하는 상기 부하 배분 정보의 부하 배분을 출력하고,
상기 압축기의 부하에 관한 값을 취득하는 공정에서, 각 상기 열원기에 있어서의 상기 압축기의 운전 적산 시간을 더 취득하고,
상기 부하 배분을 변경하는 공정에서, 각 상기 압축기의 운전 적산 시간에 기초하는 가중 계수를 설정하고, 상기 가중 계수를 사용하여, 상기 평균값에 기초하여 변경된 각 상기 열원기의 부하 배분을 더 변경하는, 열원 시스템의 제어 방법.