KR20160033219A - 열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법 - Google Patents

열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

이 열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법에서는, 열원군(10, 20)과, 복수의 군 제어부(11, 21)와, 대수 제어부(30)를 구비하고, 군 제어부(11, 21)는, 제1 운전 범위 출력부와, 제2 운전 범위 출력부를 갖고, 대수 제어부(30)는, 요구 부하가 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 열원군(10, 20)의 기동수를 증가시킴과 함께, 열원 유닛(12, 22)의 기동수가 소정 대수가 되도록 군 제어부(11, 21)를 제어한다.

Description

열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법{HEAT SOURCE CONTROL DEVICE, HEAT SOURCE SYSTEM, AND HEAT SOURCE CONTROL METHOD}
본 발명은, 열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법에 관한 것이다.
본원은, 2013년 11월 1일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-228348호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
대규모 건물 등에 있어서는, 복수대의 냉온 열원기를 병렬로 설치하고, 이들 냉온 열원기에 공조기 등의 2차측 열부하원을 접속한 냉온수 시스템이 사용되고 있다. 각 냉온 열원기에는, 각각의 냉온 열원기에 의해 생성된 냉온수를 순환시키기 위한 냉온수 펌프가 구비된다.
이러한 냉온수 시스템에 있어서는, 2차측 부하에 따라 열부하에 대처하기 위해 필요로 되는 냉온수 유량이 바뀐다. 따라서, 이러한 냉온수 시스템에 있어서는, 2차측 열부하원에 공급하는 냉온수 유량을 제어해야 한다.
이러한 냉온수 제어 방법으로서는, 2차측 열부하원의 바이패스 유량을 제어함과 함께, 냉온 열원기의 대수 제어를 행하는 방법이 알려져 있다. 이러한 대수 제어 방법에 있어서는, 유량, 열량, 및 유량과 열량의 양쪽을 고려한 방식에 의해 운전대수를 선택하고 있다.
이 경우, 사용하는 냉온 열원기의 냉온수 펌프는, 부하에 따라 유량을 변화시킴으로써 냉온수를 순환시키고 있다.
이러한 배경에 관련된 기술로서는, 다양한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조.).
예를 들어, 특허문헌 1에는, 복수대를 병렬 배치한 냉온 열원기와, 각 냉온 열원기에 구비되는 냉온수 펌프와, 복수대의 냉온 열원기에 접속된 2차측 열부하원으로 이루어지는 냉온수 시스템의 냉온 열원기 출력 분배 제어 방법이 기재되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 이 냉온 열원기 출력 분배 제어 방법은, 2차측 열원의 열부하에 따라, 사용하는 냉온 열원기의 대수를 선정한다. 그리고, 이 냉온 열원기 출력 분배 제어 방법은, 복수대의 냉온 열원기를 사용하는 경우에, 사용하는 냉온 열원기를 1대 1대 또는 복수대로 이루어지는 2군으로 나누고, 2개의 냉온 열원기 군을 합산한 시스템 COP가 최대가 되도록, 2차측 열부하원에 공급하는 냉온수 유량에 대한 양 군의 냉온 열원기의 냉온수 유량의 비율을 바꾼다. 또한, 소정의 주기에 의해 한쪽의 군의 비율이 커지는 방향으로 변화시킴과 함께, 시스템 COP를 연산하여, 변화시키기 전의 시스템 COP와 비교하고, 증가한 경우에는, 동일한 방향으로 더 변화시키고, 감소한 경우에는, 역방향으로 변화시킨다. 이와 같이 하여, 이 냉온 열원기 출력 분배 제어 방법에 의해서는, 시스템 전체로서 최대 효율에 의해 냉온 열원기를 운전하여 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
일본 특허 제4435651호 공보
특허문헌 1에 기재된 발명은, 냉온 열원기의 대수가 증가하면 제어 주기가 연장되어 버려, 대응해야 하는 부하의 상태가 변화될 가능성이 있다. 그로 인해, 특허문헌 1에 기재된 발명에 의해서는, 탐색 결과가 반드시 최적 상태가 되는 것은 아닐 가능성이 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 발명에 의해서는, 군의 제어를 행하는 데 있어서, 상위의 제어 장치에 실장되어 있는 대수 제어 기능과 마찬가지의 기능을 실장하면, 1개의 군으로 대응 가능한 부하 범위가 1대의 유닛으로 대응 가능한 부하 범위에 비해 넓어진다. 그로 인해, 특허문헌 1에 기재된 발명에 의해서는, 예를 들어, 운전 중의 군에 있어서 10대의 유닛이 운전하고 있는 상태에 대해, 새롭게 다른 군을 기동하면, 운전 중의 군의 유닛 운전대수가, 10대에서 5대로 변화됨과 함께, 새롭게 기동한 군의 유닛 운전대수가, 0대에서 5대로 변화되는 급격한 변화를 수반하는 제어가 된다. 이로 인해, 군에 접속되어 있는 유닛의 운전대수를 급격하게 변화시키는 일이 없는 제어를 행할 수 없다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 열원 제어 장치는, 복수의 열원 유닛의 열원군에 대응하는 열원 유닛의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 복수의 군 제어부와, 열원군의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 대수 제어부를 구비한다. 군 제어부는, 각 열원 유닛의 특성값에 기초하여, 운전 중의 열원 유닛의 대수에 대응한 특성값의 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력하는 제1 운전 범위 출력부와, 특성값의 다른 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력하는 제2 운전 범위 출력부를 갖는다. 대수 제어부는, 요구 부하가 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 열원군의 기동수를 증가시킨다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 제1 형태에 관한 열원 제어 장치에 있어서, 제1 운전 범위 출력부는, 성적 계수와 부하율의 관계를 나타내는 COP 정보를 특성값으로 하고, 운전 중의 열원 유닛의 대수에 대응한 특성값의 하나가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력해도 된다. 제2 운전 범위 출력부는, 특성값의 다른 하나가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력해도 된다.
본 발명의 제3 형태에 따르면, 제1 형태에 관한 열원 제어 장치에 있어서, 제1 운전 범위 출력부는, 인버터 입력 정보를 특성값으로 하고, 운전 중의 열원 유닛의 대수에 대응한 특성값의 하나가 소정값 이하로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력해도 된다. 제2 운전 범위 출력부는, 특성값의 다른 하나가 소정값 이하로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 대수 제어부에 출력해도 된다.
본 발명의 제4 형태에 따르면, 제1 내지 제3 형태 중 어느 하나의 형태에 관한 열원 제어 장치에 있어서, 군 제어부는, 접속되어 있는 열원 유닛 중, 운전 중의 대수에 대응한 최적 부하 범위와 운전 중의 대수＋1에 대응한 운전 가능 부하 범위를 군 제어부로부터의 송신 데이터로 해도 된다.
본 발명의 제5 형태에 따르면, 제1 내지 제4 형태 중 어느 하나의 형태에 관한 열원 제어 장치는, 대수 제어부로부터의 열원군에 대한 부하 배분이 운전 중의 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 큰 경우, 열원군 내에서의 열원 유닛 운전대수를 증가시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신해도 된다.
본 발명의 제6 형태에 따르면, 제1 내지 제5 형태 중 어느 하나의 형태에 관한 열원 제어 장치는, 대수 제어부로부터의 열원군에 대한 부하 배분이 운전 중의 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 작은 경우, 열원군 내에서의 열원 유닛 운전대수를 감소시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신해도 된다.
본 발명의 제7 형태에 따르면, 열원 시스템은, 제1 내지 제6 형태 중 어느 하나의 형태에 관한 열원 제어 장치와, 복수의 열원 유닛의 열원군을 구비한다.
본 발명의 제8 형태에 따르면, 열원 제어 방법은, 복수의 열원 유닛의 열원군에 대응하는 열원 유닛의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 복수의 군 제어 단계와, 열원군의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 대수 제어 단계를 구비하고, 군 제어 단계는, 각 열원 유닛의 특성값에 기초하여, 운전 중의 열원 유닛의 대수에 대응한 특성값의 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 대수 제어 단계에 출력하는 제1 운전 범위 출력 단계와, 특성값의 다른 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 대수 제어 단계에 출력하는 제2 운전 범위 출력 단계를 갖고, 대수 제어 단계는, 요구 부하가 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 열원군의 기동수를 증가시킨다.
또한, 상기한 발명의 제1 내지 제8 형태의 개요는, 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것은 아니다. 또한, 이들 특징군의 서브 콤비네이션도 또한, 발명의 형태가 될 수 있다.
상술한 열원 제어 장치, 열원 시스템 및 열원 제어 방법에 따르면, 급격한 변화를 수반하지 않도록, 복수의 열원군에 포함되는 열원 유닛의 가동 대수를 제어할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 열원 시스템(100)의 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 각 군 제어 장치(11, 21)의 블록 구성도이다.
도 3은 열원 시스템(100)에 적용되는 COP 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 열원 시스템(100)에 적용되는 소비 전력량 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 열원 시스템(100)의 구체적인 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 열원 시스템(100)의 구체적인 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 제3 실시 형태의 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
이하, 발명의 실시 형태를 통해 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시 형태는 특허 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한, 실시 형태 중에 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 열원 시스템(100)의 시스템 구성의 일례를 나타낸다. 여기서, 열원 시스템(100)이라 함은, 복수의 열원을 제어하는 시스템이다.
열원 시스템(100)은, 제1 열원군(10), 제1 군 제어 장치(11), 제2 열원군(20), 제2 군 제어 장치(21) 및 대수 제어 장치(30)를 구비한다.
제1 열원군(10)은, 복수의 열원 유닛(12)을 포함한다. 여기서, 열원 유닛(12)이라 함은, 열원 장치와, 유닛 통괄 기판(13)을 구비하는 유닛이다. 각 열원 유닛(12)은, 입력측이 수입(水入)구(41)에 연통 접속되고, 출력측이 수출(水出)구(42)에 연통 접속된다. 각 열원 유닛(12)은, 출력측이, 제1 군 제어 장치(11)와, 대수 제어 장치(30)에 접속된다.
제1 군 제어 장치(11)는, 열원 유닛(12)을 제어하는데 있어서, 유닛 통괄 기판(13)으로부터 필요한 데이터를 수신하고, 유닛 통괄 기판(13)에 대해 제어 데이터를 송신한다. 그리고, 제1 군 제어 장치(11)는, 각 열원 유닛(12)의 기동 정지 및 부하의 할당을 행한다.
제2 열원군(20)은, 제1 열원군(10)에 병렬로 접속되어 있고, 복수의 열원 유닛(22)을 포함한다. 여기서, 열원 유닛(22)이라 함은, 열원 장치와 유닛 통괄 기판(23)을 구비하는 유닛이다. 각 열원 유닛(22)은, 입력측이 수입구(41)에 연통 접속되고, 출력측이 수출구(42)에 연통 접속된다. 각 열원 유닛(22)은, 출력측이, 제2 군 제어 장치(21)와, 대수 제어 장치(30)에 접속된다. 제2 군 제어 장치(21)는, 열원 유닛(22)을 제어하는데 있어서, 유닛 통괄 기판(23)으로부터 필요한 데이터를 수신하고, 유닛 통괄 기판(23)에 대해 제어 데이터를 송신한다. 여기서, 유닛 통괄 기판(23)으로부터 수신하는 데이터에는, 각 열원 유닛(12, 22)의 성적 계수와 부하율의 관계를 나타내는 COP 정보도 포함된다.
그리고, 제1 군 제어 장치(11)는, 각 열원 유닛(22)의 기동 정지 및 부하의 할당을 행한다.
대수 제어 장치(30)는, 제1 열원군(10) 및 제2 열원군(20)의 기동 정지 및 부하의 할당을 행한다. 대수 제어 장치(30)로부터 보면, 제1 열원군(10) 및 제2 열원군(20)은, 각각 대용량의 냉동기와 동일하게 취급된다.
도 2는, 각 군 제어 장치(11, 21)의 블록 구성도를 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 군 제어 장치(11, 21)는, 각 열원 유닛(12, 22)의 성적 계수와 부하율의 관계를 나타내는 특성값으로서의 COP 정보에 기초하여, 운전 중의 열원 유닛(12, 22)의 대수에 대응한 성적 계수가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 대수 제어 장치(30)에 출력하는 제1 운전 범위 출력부(14, 24)를 갖는다.
각 군 제어 장치(11, 21)는, COP 정보에 기초하여, 운전 중의 열원 유닛(12, 22)의 대수보다도 많은 소정 대수에 대응한 성적 계수가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 대수 제어 장치(30)에 출력하는 제2 운전 범위 출력부(15, 25)를 갖는다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 각 열원군(10, 20)의 기동수를 증가시킨다.
열원 시스템(100)은, 각 군 제어 장치(11, 21)에 접속되어 있는 각 열원 유닛(12, 22) 중, 운전 중의 대수에 대응한 최적 부하 범위와 운전 중의 대수＋1에 대응한 운전 가능 부하 범위를 각 군 제어 장치(11, 21)로부터 대수 제어 장치(30)에 송신하는 데이터로 한다.
구체적으로는, 예를 들어, 제1 군 제어 장치(11)에 열원 유닛(12)이 10대 접속되어 있고, 1대 운전 상태인 경우, 1 유닛분의 최적 부하 범위와 2 유닛분의 운전 가능 부하 범위를 군 전체의 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위로서 설정한다.
열원 시스템(100)은, 각 군 제어 장치(11, 21)에 접속되어 있는 각 열원 유닛(12, 22) 중, 모든 유닛이 정지하고 있는 경우에는, 1 유닛분의 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각 군 제어 장치(11, 21)로부터 대수 제어 장치(30)에 송신하는 데이터로 한다.
대수 제어 장치(30)는, 각 열원군(10, 20) 중에서 운전 중의 유닛이 있는 경우, 각 열원군(10, 20) 전체의 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 이하의 식 (1) 내지 (12)를 이용하여 설정한다.
식 (1) 내지 (6)에서는, 각 열원군(10, 20)의 최적 부하 범위 Hi측을 Loh_gi, Lo측을 Lol_gi, 운전 가능 부하 범위 Hi측을 Lh_gi, Lo측을 Ll_gi, 운전 중 유닛의 운전 가능 부하 범위 Hi측을 Loph_gi, Lo측을 Lopl_gi로 하고(i=1∼20), 각 열원 유닛(12, 22)의 최적 부하 범위 Hi측을 Loh_gkui, Lo측을 Lol_gkui, 운전 가능 부하 범위 Hi측을 Lh_gkui, Lo측을 Ll_gkui로 하고(k=1∼6, i=1∼20), 운전대수를 m대로 하고 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
식 (7) 내지 (12)에서는, 각 열원군(10, 20)의 최적 부하 범위 Hi측을 Loh_gi, Lo측을 Lol_gi, 운전 가능 부하 범위 Hi측을 Lh_gi, Lo측을 Ll_gi로 하고(i=1∼20), 각 열원 유닛(12, 22)의 최적 부하 범위 Hi측을 Loh_gkui, Lo측을 Lol_gkui, 운전 가능 부하 범위 Hi측을 Lh_gkui, Lo측을 Ll_gkui로 하고(k=1∼6, i=1∼20), 운전대수를 0대로 하고 있다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
도 3은, 열원 시스템(100)에 적용되는 COP 특성을 나타내는 도면이다. COP 특성의 정보는, 각 열원 유닛(12, 22)의 성적 계수와 부하율의 관계를 나타내고, 유닛 통괄 기판(23)으로부터 수신하는 데이터에 포함된다. 도 3에서는, 냉동 용량을 횡축에, COP값을 종축에 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, COP 특성은, 외기 온도가, 예를 들어, 15℃, 25℃, 32℃인 경우에, 냉동 용량의 증가에 따라, 포물선 형상의 특성을 갖는다. 이때, 적정 운전 범위는, 소정값 이상으로 되는 부하 범위이다.
도 4는, 열원 시스템(100)에 적용되는 소비 전력량 특성을 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 냉동 용량을 횡축에, 인버터 입력을 종축에 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 소비 전력량 특성은, 외기 온도가, 예를 들어, 15℃, 25℃, 32℃인 경우에, 냉동 용량의 증가에 따라, 정비례로 증가하는 특성을 갖는다. 이때, 적정 운전 범위는, 소정값 이하로 되는 부하 범위이다.
도 5는, 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제어가 개시됨으로써, 우선, 대수 제어 장치(30)는, 각 열원군(10, 20) 중에서 운전 중의 열원 유닛이 있는지 여부를 판별한다(S101).
대수 제어 장치(30)는, 각 열원군(10, 20) 중에서 운전 중의 유닛이 있는 경우, 각 열원군(10, 20) 전체의 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 상술한 식 (1) 내지 (6)에서 결정한다(S102).
대수 제어 장치(30)는, 각 열원군(10, 20) 중에서 운전 중의 유닛이 없는 경우, 각 열원군(10, 20) 전체의 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 상술한 식 (7) 내지 (12)에서 결정한다(S103).
도 6 및 도 7은, 열원 시스템(100)의 구체적인 제어 동작을 설명하는 흐름도를 나타낸다. 도 6은, 제1 열원군(10)을 먼저 운전하는 경우이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제어가 개시됨으로써, 우선, 대수 제어 장치(30)는, 운전을 개시하고, 군 운전 지령을 발령한다(S111). 군 운전 지령은, 제1 군 제어 장치(11)에 전송되기 때문에, 제1 군 제어 장치(11)는, 운전을 개시한다(S112).
제1 군 제어 장치(11)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 송신한다(S113). 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위는, 정기적으로 대수 제어 장치(30)에 송신된다.
이때, 제2 군 제어 장치(21)는, 식 (7) 내지 (12)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 송신한다(S114). 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위는, 정기적으로 대수 제어 장치(30)에 송신된다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S115). 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의해 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 운전을 개시한다(S116).
그 후, 제1 군 제어 장치(11)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 정기적으로 송신한다(S117).
제2 군 제어 장치(21)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 정기적으로 송신한다(S118).
다음으로, 대수 제어 장치(30)는, 부하 할당을, 제1 군 제어 장치(11), 제2 군 제어 장치(21)에 송신한다. 제1 군 제어 장치(11)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S119). 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 증가시킨다(S120). 또한, 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
제2 군 제어 장치(21)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S121). 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 증가시킨다(S122). 또한, 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크지 않은 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
계속해서, 제1 군 제어 장치(11)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S123). 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 감소시킨다(S124). 또한, 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작지 않은 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
제2 군 제어 장치(21)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S125). 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 감소시킨다(S126). 또한, 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S127). 대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 제1 군 제어 장치(11)에 대해, 정지 지령이 발령되기 때문에, 제1 군 제어 장치(11)는, 운전을 종료한다(S128). 이때, 운전 중의 군이 제1 열원군(10) 중 1개만인 경우, 정지 지령은 발령되지 않는다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작지 않다고 판별된 경우, 제2 열원군(20)만이 운전 중인지 여부를 판별한다(S129). 대수 제어 장치(30)는, 제2 열원군(20)만이 운전 중이라고 판별된 경우, 도 7에 나타내는 (S145)로 이행한다. 대수 제어 장치(30)는, 제2 열원군(20)만이 운전 중이 아니라고 판별된 경우, 제1 열원군(10)만이 운전 중인지 여부를 판별한다(S130). 대수 제어 장치(30)는, 제1 열원군(10)만이 운전 중이라고 판별된 경우, (S115)로 이행하고, 대수 제어 장치(30)는, 제1 열원군(10)만이 운전 중이 아니라고 판별된 경우, (S117)로 이행하여, 루틴이 반복된다.
도 7은, 제2 열원군(20)을 먼저 운전하는 경우이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어가 개시됨으로써, 우선, 대수 제어 장치(30)는, 운전을 개시하고, 군 운전 지령을 발령한다(S141). 군 운전 지령은, 제2 군 제어 장치(21)에 전송되기 때문에, 제2 군 제어 장치(21)는, 운전을 개시한다(S142).
제2 군 제어 장치(21)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 송신한다(S143). 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위는, 정기적으로 대수 제어 장치(30)에 송신된다.
이때, 제1 군 제어 장치(11)는, 식 (7) 내지 (12)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 송신한다(S144). 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위는, 정기적으로 대수 제어 장치(30)에 송신된다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S145). 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의해 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 운전을 개시한다(S146).
그 후, 제1 군 제어 장치(11)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 대수 제어 장치(30)에 정기적으로 송신한다(S147).
제2 군 제어 장치(21)는, 식 (1) 내지 (6)에 의해 산출된 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 정기적으로 송신한다(S148).
다음으로, 대수 제어 장치(30)는, 부하 할당을, 제1 군 제어 장치(11), 제2 군 제어 장치(21)에 송신한다. 제1 군 제어 장치(11)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S149). 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 증가시킨다(S150). 또한, 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
제2 군 제어 장치(21)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 큰지 여부를 판별한다(S151). 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 증가시킨다(S152). 또한, 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 크지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
계속해서, 제1 군 제어 장치(11)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S153). 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 감소시킨다(S154). 또한, 제1 군 제어 장치(11)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
제2 군 제어 장치(21)는, 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S155). 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 열원군 중의 유닛 운전대수를 감소시킨다(S156). 또한, 제2 군 제어 장치(21)는, 대수 제어 장치(30)에 의한 할당 부하가, 운전 중 대수로 대응 가능한 부하 범위보다 작지 않다고 판별된 경우, 유닛 운전대수를 변경하지 않는다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작은지 여부를 판별한다(S157). 대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작다고 판별된 경우, 제2 군 제어 장치(21)에 대해, 정지 지령이 발령되기 때문에, 제2 군 제어 장치(21)는, 운전을 종료한다(S158). 이때, 대수 제어 장치(30)는, 운전 중의 군이, 제2 열원군(20) 중 1개만이라고 판별된 경우, 정지 지령은 발령되지 않는다.
대수 제어 장치(30)는, 요구 부하가 운전 중의 최적 부하 범위보다 작지 않다고 판별된 경우, 제1 열원군(10)만이 운전 중인지 여부를 판별한다(S159). 대수 제어 장치(30)는, 제1 열원군(10)만이 운전 중이라고 판별된 경우, 도 6에 나타내는 (S115)로 이행한다. 대수 제어 장치(30)는, 제1 열원군(10)만이 운전 중이 아니라고 판별된 경우, 제2 열원군(20)만이 운전 중인지 여부를 판별한다(S160). 대수 제어 장치(30)는, 제2 열원군(20)만이 운전 중이라고 판별된 경우, (S145)로 이행하고, 대수 제어 장치(30)는, 제2 열원군(20)만이 운전 중이 아니라고 판별된 경우, (S147)로 이행하여, 루틴이 반복된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 열원 시스템(100)은, 최적 부하 범위를 일탈하고자 한 경우, 먼저 열원군을 증가시키는 동작이 행해진다. 따라서, 열원 시스템(100), 각 열원군(10, 20)에 접속되어 있는 각 열원 유닛(12, 22) 중, 1대만 운전하고 있는 상태에서 운전 대상이 되는 열원군의 수를 먼저 증가시키는 것이 가능해지기 때문에, 각 열원군(10, 20)에 대해 부하 배분을 등분으로 하는 경우라도, 각 열원군(10, 20)에 접속되어 있는 각 열원 유닛(12, 22)의 운전대수를 급격하게 변화시키지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 열원 시스템(100)은, 각 열원군(10, 20)에 접속하는 각 열원 유닛(12, 22)의 운전대수를 크게 변경하는 일 없이, 복수의 열원군(10, 20)에 대한 대수 제어 및 부하 배분을 행할 수 있음과 함께, 각 열원 유닛(12, 22)의 운전 상태로서 소비 전력이 작은 최적 운전 상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 제2 실시 형태에 대해 도 8을 참조하면서 설명하지만, 제1 실시 형태와 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 생략하고, 다른 점에 대해서만 설명한다. 도 8은, 제2 실시 형태의 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도를 나타낸다.
열원 시스템(100)은, 대수 제어 장치(30)로부터의 각 열원군(10, 20)에 대한 부하 배분이 운전 중의 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 큰 경우, 각 열원군(10, 20) 내에서의 열원 유닛 운전대수를 증가시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신한다. 구체적으로, 열원 시스템(100)은, 예를 들어, 제1 군 제어 장치(11)에 열원 유닛(12)이 10대 접속(열원군 전체로 대응 가능한 부하 범위를 100％로 함)되어 있고, 1대 운전 상태(운전 상태에 대응한 운전 가능 부하 범위는 10％)인 경우, 대수 제어 장치(30)로부터의 부하 배분을 10％보다 크게 하면, 운전대수를 1대에서 2대로 갱신함과 함께, 2열원 유닛분의 최적 부하 범위와 3열원 유닛분의 운전 가능 부하 범위를 열원군 전체의 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위로 한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 제어가 개시됨으로써, 우선, 제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Hi측보다 큰 부하 배분이 있는지 여부를 판별한다(S201).
제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Hi측보다 큰 부하 배분이 있는 경우, 열원 유닛의 운전대수를 증대시키고, 각 열원군(10, 20) 전체의 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 갱신한다.
이때, 제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Hi측보다 큰 부하 배분이 없는 경우, 처리를 종료한다.
본 실시 형태의 열원 시스템(100)은, 대수 제어 장치(30)로부터 보아, 관리 하에 있는 열원군(10, 20)이 모두 1열원 유닛 운전 상태가 된 후에는, 부하 할당을 증가시킴으로써, 열원군(10, 20) 내의 열원 유닛 운전대수를 자동적으로 증가시킬 수 있다.
다음으로, 제3 실시 형태에 대해 도 9를 참조하면서 설명하지만, 제1 실시 형태와 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 생략하고, 다른 점에 대해서만 설명한다. 도 9는, 제3 실시 형태의 열원 시스템(100)의 기본적인 제어 동작을 설명하는 흐름도를 나타낸다.
열원 시스템(100)은, 대수 제어 장치(30)로부터의 열원군에 대한 부하 배분이 운전 중의 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 작은 경우, 열원군(10, 20) 내에서의 열원 유닛 운전대수를 감소시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신한다. 구체적으로는, 예를 들어, 각 군 제어 장치(11, 21)에 열원 유닛이 10대 접속(열원군 전체로 대응 가능한 부하 범위를 100％로 함)되어 있고, 2대 운전 상태(운전 상태에 대응한 운전 가능 부하 범위는 20％)인 경우, 대수 제어 장치(30)로부터의 부하 배분을 20％ 미만으로 하면, 운전대수를 2대에서 1대로 갱신함과 함께, 1열원 유닛분의 최적 부하 범위와 2열원 유닛분의 운전 가능 부하 범위를 군 전체의 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위로 한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제어가 개시됨으로써, 우선, 제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Lo측보다 작은 부하 배분이 있는지 여부를 판별한다(S301).
제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Lo측보다 작은 부하 배분이 있는 경우, 열원 유닛의 운전대수를 감소시키고, 각 열원군(10, 20) 전체의 최적 부하 범위, 운전 가능 부하 범위를 갱신한다.
이때, 제1 군 제어 장치(11) 및 제2 군 제어 장치(21)는, 운전 중의 열원 유닛의 운전 가능 부하 범위 Lo측보다 작은 부하 배분이 없는 경우, 처리를 종료한다.
본 실시 형태의 열원 시스템(100)은, 대수 제어 장치(30)로부터 보아, 관리 하에 있는 군이 모두 복수 유닛 운전 상태가 된 후에는, 부하 할당을 감소시킴으로써, 열원군(10, 20) 내의 열원 유닛 운전대수를 자동적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 열원 시스템 및 열원 제어 방법은, 전술한 각 실시 형태에 한정하는 것이 아니라, 적당한 변형이나 개량 등이 가능하다.
급격한 변화를 수반하지 않도록, 복수의 열원군에 포함되는 열원 유닛의 가동 대수를 제어할 수 있다.
100 : 열원 시스템
10 : 제1 열원군
11 : 제1 군 제어 장치
12, 22 : 열원 유닛
13, 23 : 유닛 통괄 기판
14, 24 : 제1 운전 범위 출력부
15, 25 : 제2 운전 범위 출력부
20 : 제2 열원군
21 : 제2 군 제어 장치
30 : 대수 제어 장치
41 : 수입구
42 : 수출구

Claims (8)

  1. 복수의 열원 유닛의 열원군에 대응하는 상기 열원 유닛의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 복수의 군 제어부와,
    상기 열원군의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 대수 제어부를 구비하고,
    상기 군 제어부는,
    상기 각 열원 유닛의 특성값에 기초하여, 운전 중의 상기 열원 유닛의 대수에 대응한 상기 특성값의 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하는 제1 운전 범위 출력부와,
    상기 특성값의 다른 하나가 상기 소정 범위로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하는 제2 운전 범위 출력부를 갖고,
    상기 대수 제어부는, 요구 부하가 상기 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 상기 열원군의 기동수를 증가시키는, 열원 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 운전 범위 출력부는, 성적 계수와 부하율의 관계를 나타내는 COP 정보를 상기 특성값으로 하고, 운전 중의 상기 열원 유닛의 대수에 대응한 상기 특성값의 하나가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하고,
    상기 제2 운전 범위 출력부는, 상기 특성값의 다른 하나가 소정값 이상으로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하는, 열원 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 운전 범위 출력부는, 인버터 입력 정보를 상기 특성값으로 하고, 운전 중의 상기 열원 유닛의 대수에 대응한 상기 특성값의 하나가 소정값 이하로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하고,
    상기 제2 운전 범위 출력부는, 상기 특성값의 다른 하나가 소정값 이하로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어부에 출력하는, 열원 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 군 제어부는, 접속되어 있는 상기 열원 유닛 중, 운전 중의 대수에 대응한 최적 부하 범위와 운전 중의 대수＋1에 대응한 운전 가능 부하 범위를 상기 군 제어부로부터의 송신 데이터로 하는, 열원 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대수 제어부로부터의 상기 열원군에 대한 부하 배분이 운전 중의 상기 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 큰 경우, 상기 열원군 내에서의 상기 열원 유닛 운전대수를 증가시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신하는, 열원 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대수 제어부로부터의 상기 열원군에 대한 부하 배분이 운전 중의 상기 열원 유닛 대수에 대한 운전 가능 부하 범위보다 작은 경우, 상기 열원군 내에서의 상기 열원 유닛 운전대수를 감소시킴과 함께, 최적 부하 범위와 운전 가능 부하 범위를 각각 갱신하는, 열원 제어 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 열원 제어 장치와,
    상기 복수의 열원 유닛의 열원군을 구비하는, 열원 시스템.
  8. 복수의 열원 유닛의 열원군에 대응하는 상기 열원 유닛의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 복수의 군 제어 단계와,
    상기 열원군의 기동 정지 및 부하의 할당을 행하는 대수 제어 단계를 구비하고,
    상기 군 제어 단계는,
    상기 각 열원 유닛의 특성값에 기초하여, 운전 중의 상기 열원 유닛의 대수에 대응한 상기 특성값의 하나가 소정 범위로 되는 부하 범위를 제1 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어 단계에 출력하는 제1 운전 범위 출력 단계와,
    상기 특성값의 다른 하나가 상기 소정 범위로 되는 부하 범위를 제2 적정 운전 범위로 하여 상기 대수 제어 단계에 출력하는 제2 운전 범위 출력 단계를 갖고,
    상기 대수 제어 단계는, 요구 부하가 상기 제1 적정 운전 범위를 초과하였을 때에, 상기 열원군의 기동수를 증가시키는, 열원 제어 방법.
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