WO2014050213A1 - 熱源システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記の問題は、熱媒に対して加熱を行う場合も同様であり、後段の圧縮機ほど負荷が大きく、寿命のばらつきを招くことになる。
上記情報取得手段によって取得される情報は、計測値であってもよいし、計測値に基づいて推定された推定値であってもよい。例えば、消費電力やトルクであれば、消費電流の計測値を所定の演算式に与えることで算出される推定値を用いることとしてもよい。
以下に、本発明の第1実施形態に係る熱源システム及びその制御方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱源システム1の概略構成を示した図である。図1に示すように、熱源システム1は、例えば、空調機や給湯機、工場設備等の外部負荷に対して供給する熱媒(例えば、冷水)を加熱または冷却する複数の熱源機2a~2dと、これらの熱源機2a~2dに対して制御指令を与える上位制御装置20とを備えている。図1では、4台の熱源機2a~2dが設置されている場合について例示しているが、熱源機の設置台数は特に限定されない。
以下の説明においては、熱源システム1が熱媒を冷却する場合について説明するが、熱源システム1は、熱媒を加熱する能力のみを有していてもよく、また、冷却と加熱の両方の能力を有するものであってもよい。
補助記憶装置は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。この補助記憶装置には、各種プログラムが格納されており、CPUが補助記憶装置から主記憶装置にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
図3に示されるように、上位制御装置20は、情報取得部21、負荷配分変更部22、温度設定部23を備えている。
情報取得部21は、熱源機制御装置10a~10dから送信される各熱源機2a~2dの圧縮機の運転周波数を取得する。
負荷配分変更部22は、例えば、起動時または運転台数変更時において、運転対象となる各熱源機に対して負荷を均等に配分し、その後、情報取得部21によって取得された圧縮機の運転周波数がほぼ同じ値をとるように各熱源機の負荷配分を変更する。
温度設定部23は、負荷配分変更部22によって決定された負荷配分に応じて、各熱源機の冷温水出口温度を設定する。
まず、上位制御装置20の負荷配分変更部22により、運転対象である各熱源機2a~2dの負荷が均等に設定される。これにより、各熱源機2a~2dには、それぞれ25[%](=100[%]/4[台])の負荷がそれぞれ割り当てられる。
具体的には、熱源システム1における出入口温度差ΔTは、7[℃]=14[℃]-7[℃]であるから、この7[℃]を4台で等分することにより、1.75[℃]を得る。続いて、この値1.75[℃]を各熱源機2a~2dの冷温水入口温度から差し引くことにより、各熱源機の冷温水出口温度を決定する。最終的に冷温水出口温度が7℃に整定したときに負荷が等分された状態では、熱源機2aには12.25℃、熱源機2bには10.5℃、熱源機2cには8.75℃、熱源機2dには7℃の冷温水出口温度が設定されることとなる。
負荷配分変更部22は、各圧縮機の運転周波数が入力されると、これらの値の平均値を算出する。例えば、図4(a)に示すように、熱源機2aの圧縮機周波数が72[Hz]、熱源機2bの圧縮機周波数が76.75[Hz]、熱源機2cの圧縮機周波数が82[Hz]、熱源機2dの圧縮機周波数が87.75[Hz]であった場合、これらの4台の圧縮機周波数の平均値は、79.5[Hz]となる。
例えば、各熱源機2a、2b、2c、2dに対する負荷配分を変更する前の値をそれぞれα,β,γ,δとし(α+β+γ+δ=1)、それぞれの熱源機の圧縮機周波数の平均値との偏差に対するPI演算の結果をΔα、Δβ、Δγ、Δδとすると、熱源機2a、2bに対するPI演算の結果Δα、Δβは正の値、熱源機2c、2dに対するPI演算の結果Δγ、Δδは負の値になる。ここで、α+Δα+β+Δβ+γ+Δγ+δ+Δδ=1となっているとは限らないため、各熱源機に対する変更後の負荷配分をそれぞれ以下のように計算する。
熱源機2b:β´=(β+Δβ)/(α+Δα+β+Δβ+γ+Δγ+δ+Δδ)
熱源機2c:γ´=(γ+Δγ)/(α+Δα+β+Δβ+γ+Δγ+δ+Δδ)
熱源機2d:δ´=(δ+Δδ)/(α+Δα+β+Δβ+γ+Δγ+δ+Δδ)
上記の負荷配分の設定手法については上記具体例に限定されず、適宜他の手法を用いることが可能である。
続いて、負荷配分変更部22は、予め保有している、運転積算時間をパラメータとして含む重み付け係数の演算式を用いて、各圧縮機の運転積算時間に応じた重み付け係数を算出する。ここで、重み付け係数の演算式は、運転積算時間が大きいほど重み付け係数が小さな値をとるように作成されている。
このように、運転積算時間を反映させることで、圧縮機の負荷のばらつきをより一層低減させることが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本実施形態における上位制御装置が備える各種制御機能のうち、熱源機の冷温水出口温度の設定に関係する機能を主に示した機能ブロック図である。図6に示すように、本実施形態における上位制御装置20´は、負荷配分変更部22により負荷配分の変更が行われた場合に、その情報を負荷配分情報として記憶する記憶部24を更に備える点で、上述した第1実施形態と異なる。
温度設定部23は、この負荷配分に基づいて各熱源機の冷温水出口温度を設定し、この冷温水出口温度が各熱源機制御装置10a~10dへ送信される。
2a~2d 熱源機
10a~10d 熱源機制御装置
20、20´ 上位制御装置
21 情報取得部
22 負荷配分変更部
23 温度設定部
24 記憶部
Claims (5)
- それぞれ独立した冷凍サイクルを有する複数の熱源機を直列に接続してなる熱源システムであって、
各前記熱源機から、圧縮機の運転周波数、該圧縮機の消費電流、該圧縮機の消費電力、及び該圧縮機のトルクのうちのいずれか一つを取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段によって取得された値がほぼ均等となるように、各前記熱源機に対して現在割り当てられている負荷配分を変更する負荷配分変更手段と、
変更後の負荷配分に応じて、各熱源機の冷温水出口温度を設定する温度決定手段と
を具備する熱源システム。 - 前記情報取得手段は、各前記熱源機における圧縮機の運転積算時間を更に取得し、
前記負荷配分変更手段は、各前記圧縮機の運転積算時間に基づく重み付け係数を設定し、前記重み付け係数を用いて各前記熱源機の負荷配分を変更する請求項1に記載の熱源システム。 - 前記負荷配分変更手段は、
前記情報取得手段によって取得された値の平均値を算出し、
該平均値と、前記情報取得手段によって取得された各前記熱源機の値とを比較し、
該平均値より該値が小さい熱源機に対しては現在割り当てられている負荷配分を増加させ、該平均値より該値が大きい熱源機に対しては現在割り当てられている負荷配分を減少させる請求項1または請求項2に記載の熱源システム。 - 前記熱源機の運転台数、運転対象とされる前記熱源機の識別情報、各前記熱源機の変更後の負荷配分が互いに関連付けられた負荷配分情報を格納する記憶手段を備え、
前記温度決定手段は、起動時または前記熱源機の運転台数が変化した場合において、前記記憶手段に格納されている前記負荷配分情報に基づいて、運転対象の各前記熱源機の冷温水出口温度を設定する請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱源システム。 - それぞれ独立した冷凍サイクルを有する複数の熱源機を直列に接続してなる熱源システムの制御方法であって、
各前記熱源機から、圧縮機の運転周波数、該圧縮機の消費電流、該圧縮機の消費電力、及び該圧縮機のトルクのうちのいずれか一つを取得する工程と、
取得された値がほぼ均等となるように、各前記熱源機に対して現在割り当てられている負荷配分を変更する工程と、
変更後の負荷配分に応じて、各熱源機の冷温水出口温度を設定する工程と
を有する熱源システムの制御方法。
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