JP5840466B2 - Variable flow rate control device for heat source pump - Google Patents
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Description
本発明は、空調設備における熱源ポンプの変流量制御装置として、建物の空調負荷状態の変動に応じて熱媒流量を可変制御する熱源設備であって、省エネルギー効果の高い熱源制御を行う一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムに関する。 The present invention is a heat source facility that variably controls the flow rate of a heat medium according to a change in the air conditioning load state of a building as a variable flow rate control device of a heat source pump in an air conditioning facility, and performs primary / secondary heat source control with high energy saving effect. The present invention relates to a next-pump heat source variable flow system.
従来、空調設備における熱源ポンプの変流量制御装置として、建物の空調負荷状態の変動に応じて熱媒流量を可変制御する熱源設備である一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムは各種知られている。
先ず、基本的な骨格をなす、一次・二次ポンプ方式熱源システムは、熱源装置(冷房専用では冷凍機、冷房及び暖房をする場合、例えば、ガスを再生駆動源とする冷温水発生機や、蒸気圧縮式冷凍サイクルのヒートポンプなどをいう)によって冷凍又は加熱された冷水又は温水(以下、熱媒と称する)を、往きヘッダ及び還りヘッダを接続部分として、熱源装置と熱源一次ポンプと往きヘッダ及び還りヘッダを繋ぐ配管により形成する一次側と、熱交換コイルに熱媒を通して建物の温調すべき空気と熱交換する空調機などからなる空調負荷と熱媒二次ポンプと往きヘッダ及び還りヘッダとを繋ぐ配管により形成する二次側とに流すものである。
Conventionally, as a variable flow rate control device for a heat source pump in an air conditioning facility, there are various known primary and secondary pump type heat source variable flow systems that are heat source facilities that variably control the heat medium flow rate according to fluctuations in the air conditioning load state of the building. Yes.
First, the primary and secondary pump type heat source system, which forms the basic skeleton, is a heat source device (for refrigeration, cooling and heating only for cooling, for example, a cold / hot water generator using gas as a regeneration drive source, Cold water or hot water (hereinafter referred to as a heat medium) that has been frozen or heated by a vapor compression refrigeration cycle, etc.), and a heat source device, a heat source primary pump, a forward header, The primary side formed by the piping connecting the return header, the air conditioning load and the heat medium secondary pump, the forward header and the return header composed of an air conditioner that exchanges heat with the air to be temperature-controlled of the building through the heat medium through the heat exchange coil To the secondary side formed by a pipe connecting the two.
通常は、往きヘッダと還りヘッダとの間を連結するバイパス管があり、バイパス管を共通として一次側と二次側とを繋いだ系にした一次・二次ポンプ方式熱源システムが一般的である。
二次側において、空調負荷における熱交換量調整には二方弁が用いられることが非常に多く、多くの台数の空調機などからなる空調負荷が定格負荷でない部分負荷となる場合に、二次側では二方弁が絞られ、空調負荷へ送られる熱媒は少なくなり、二次ポンプを変流量としない場合は、バイパス管を余剰熱媒が流れて、熱媒の搬送動力が無駄である。
このせっかく二次側熱媒流量が部分負荷で絞られることを活かし、熱媒二次ポンプを変流量とし、熱源装置の変流量化対応による熱源一次ポンプ変流量化としたのが、一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムである。
但し、二つの変流量ポンプを直列に並べて制御するので、二つのポンプの流量マッチングが難しいシステムでもある。
Usually, there is a bypass pipe that connects between the forward header and the return header, and the primary and secondary pump heat source system that connects the primary side and secondary side with the bypass pipe in common is common. .
On the secondary side, a two-way valve is very often used to adjust the heat exchange amount in the air conditioning load, and when the air conditioning load consisting of a large number of air conditioners becomes a partial load that is not the rated load, On the side, the two-way valve is throttled, and the heat medium sent to the air conditioning load is reduced. When the secondary pump is not set to a variable flow rate, excess heat medium flows through the bypass pipe, and the conveyance power of the heat medium is useless. .
Taking advantage of the fact that the flow rate of the secondary side heat medium is reduced by partial load, the heat medium secondary pump is changed to a variable flow rate, and the heat source primary pump variable flow rate corresponding to the variable flow rate of the heat source device is changed to the primary and secondary flow rate. It is the next pump type heat source variable flow system.
However, since the two variable flow pumps are controlled side by side in series, the flow rate matching of the two pumps is also a difficult system.
従来の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムでは、熱源装置によって冷凍又は加熱された熱媒は、熱源一次ポンプにより往きヘッダへ圧送された後、熱媒二次ポンプにより(往き二次ヘッダがある場合は往き二次ヘッダを介して)送水管を経由して空調負荷へ圧送され、空調負荷に送られた熱媒は前記熱交換コイルなどで温調すべき空気と熱交換された後、還水管及び還りヘッダを経由して再び熱源装置に戻すように運転される。
そして、熱源一次ポンプによって搬送される熱媒の流量と、熱媒二次ポンプによって搬送される熱媒の流量とが平衡すると、往きヘッダ及び還りヘッダとを連結するバイパス管の流量はゼロとなる。
In the conventional primary / secondary pump type heat source variable flow rate system, the heat medium refrigerated or heated by the heat source device is pumped by the heat source primary pump to the forward header, and then by the heat medium secondary pump (the forward secondary header is After being exchanged with the air to be temperature-controlled by the heat exchange coil or the like, the heat medium sent to the air conditioning load is pumped to the air conditioning load via the water pipe (in some cases, through the secondary header) It is operated to return to the heat source device again via the return pipe and the return header.
When the flow rate of the heat medium conveyed by the heat source primary pump and the flow rate of the heat medium conveyed by the heat medium secondary pump are balanced, the flow rate of the bypass pipe connecting the forward header and the return header becomes zero. .
一方、熱源一次ポンプによって搬送される熱媒の流量が、熱媒二次ポンプによって搬送される熱媒の流量よりも大きい場合は、バイパス管には往きヘッダから還水管へ向かう流れが形成される。逆に、熱媒二次ポンプによって搬送される熱媒の流量が、熱源一次ポンプによって搬送される熱媒の流量よりも大きい場合は、バイパス管には還水管から往きヘッダへ向かう流れが形成される。
省エネルギーの観点からは、前述のようにバイパス管を流れる熱媒の流量を無くす運転が望ましいため、従来の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムの一例では、バイパス管に流量計を設け、流量計でバイパス管流量を常時計測し、計測値を熱源制御装置に入力演算し、バイパス管流量がゼロとなるように、熱媒一次ポンプの流量を制御する信号を出力するのがよいとするシステムがある。
On the other hand, when the flow rate of the heat medium conveyed by the heat source primary pump is larger than the flow rate of the heat medium conveyed by the heat medium secondary pump, a flow from the forward header to the return water pipe is formed in the bypass pipe. . Conversely, when the flow rate of the heat medium conveyed by the heat medium secondary pump is larger than the flow rate of the heat medium conveyed by the heat source primary pump, a flow from the return water pipe to the forward header is formed in the bypass pipe. The
From the viewpoint of energy saving, it is desirable to eliminate the flow rate of the heat medium flowing through the bypass pipe as described above. Therefore, in the conventional primary and secondary pump heat source variable flow system, a flow meter is installed in the bypass pipe, System that measures the flow rate of the heat medium primary pump so that the bypass pipe flow rate is always measured, the measured value is input to the heat source controller, and the bypass pipe flow rate becomes zero. There is.
このように、負荷に応じて熱源一次ポンプの可変制御を行うにあたり、バイパス管に高価な流量計を設置して、流量調節計で流量から演算された出力信号により熱源一次ポンプ回転数制御を行う方式を採用し、基本的にバイパス管流量をゼロとする制御を行うが、これだけでは熱媒の送水温度や還水温度を所定の温度範囲に維持するという重要な要件が崩れる虞がある。
よって、立ち上がり時の制御動作などで、熱媒送水温度や還水温度の乱れに対する応答性を確保するため、熱媒の還り温度が所定値内にある場合、バイパス管流量が所定の「固定値」(前述のようにゼロではなく、実際の好適な制御では往きヘッダから還りヘッダへ向かう流れとして若干量)になるように熱源一次ポンプに流量の可変制御を行う信号を出力し、熱媒還り温度が所定範囲を逸脱する場合、上記バイパス管流量が固定値流量になるように熱源一次ポンプを可変制御するのを中止し、送水温度に基づいて熱源一次ポンプの流量を増加又は減少させるよう制御出力を出す、一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Thus, when performing variable control of the heat source primary pump according to the load, an expensive flow meter is installed in the bypass pipe, and the heat source primary pump rotation speed control is performed by the output signal calculated from the flow rate by the flow rate controller. This method is adopted and control is basically performed so that the flow rate of the bypass pipe is zero. However, this alone may break down an important requirement of maintaining the water supply temperature and the return water temperature of the heat medium in a predetermined temperature range.
Therefore, in order to ensure responsiveness to heat medium feed water temperature and return water temperature disturbance during control operations at startup, etc., when the return temperature of the heat medium is within a predetermined value, the bypass pipe flow rate is a predetermined “fixed value”. ”Outputs a variable flow rate control signal to the heat source primary pump so that it is not zero (as described above, but is a slight amount as the flow from the forward header to the return header in the actual preferred control). When the temperature deviates from the specified range, control to variably control the heat source primary pump so that the bypass pipe flow rate becomes a fixed value flow rate, and to increase or decrease the flow rate of the heat source primary pump based on the water supply temperature. A primary / secondary pump heat source variable flow rate system that outputs power has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムとしての別な一例では、バイパス管には流量計を備えないが、空調負荷にて温調空気と熱交換済みの熱媒がまとめて還ってくる還りヘッダへ戻る管における熱媒流量を負荷流量として計測する流量計を設け、流量計によって計測された熱媒の流量から、現在運転している熱源装置1台当たりの按分流量を制御装置で演算して求め、按分流量に従って熱源一次ポンプ流量を制御する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In another example of a conventional primary / secondary pump type heat source variable flow rate system, the bypass pipe is not equipped with a flow meter, but the temperature-controlled air and the heat medium that has been heat-exchanged by the air conditioning load are returned together. A flow meter that measures the flow rate of the heat medium in the pipe that returns to the return header as a load flow rate is provided. A technique has been proposed in which the heat source primary pump flow rate is controlled according to the proportional flow rate (see, for example, Patent Document 2).
また、熱媒二次ポンプと熱源一次ポンプとを1台にまとめた一次ポンプとする、別形式の変流量システムとして、一次ポンプ方式熱源変流量システムにおいての一例で、バイパス管に流量計を備えない代わりに、往きヘッダと還りヘッダとの間(バイパス管と並列)に差圧計を設け、空調負荷の二方弁が閉じ勝手になった際にバイパス管に多量の熱媒が無駄に流れないよう、流量計ではなく圧力計を用いてバイパス管の両端の差圧を見ることで、間接的にバイパス流量を監視し一次ポンプ流量(及びバイパス弁)制御をする技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, as a variable flow system of another type, which is a primary pump in which the heat medium secondary pump and the heat source primary pump are combined into one unit, this is an example of a primary pump type heat source variable flow system. Instead, a differential pressure gauge is installed between the forward header and the return header (in parallel with the bypass pipe), and when the two-way valve of the air conditioning load is closed, a large amount of heat medium does not flow in the bypass pipe. Thus, a technique for indirectly monitoring the bypass flow rate and controlling the primary pump flow rate (and bypass valve) by using a pressure gauge instead of a flow meter to observe the differential pressure at both ends of the bypass pipe has been proposed (for example, And Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1では、(1)二つのポンプを直列に並べてそれぞれ変流量制御する流量マッチングが難しいシステムにおいて、流量信号に基づいて制御することは、追っかけ制御が生じやすく制御がとても乱れやすいという問題点、(2)制御信号を発信する流量計が高価であるという問題点、(3)さらに、熱媒送水温度や還水温度の乱れに対する応答性を確保するために、熱源装置出口でせっかく往き温度が規定できている往き側へ還水を混合して往き温度を崩さないよう、往きヘッダから還りヘッダへ向かう流れを作るのはよいが、そのバイパス流量を「固定値」としていることで、変流量方式により変動の大きい実際流量と設定値との偏差が逆に激しく変動し、熱源一次ポンプの制御が乱れやすいという問題点、(4)そして、熱媒の還り温度が所定値内にある場合、バイパス管流量が所定の往きヘッダから還りヘッダへ向かう流れの流量「固定値」になるように熱源一次ポンプに流量の可変制御を行う信号を出力し、熱媒還り温度が所定範囲を逸脱する場合、上記バイパス管流量での熱源一次ポンプを可変制御するのを中止し、送水温度に基づいて熱源一次ポンプの流量を増加又は減少させるよう制御出力を出す、という場合分けでの切替制御を有することで、その複雑な制御系や切替え時に激しく流量変動する虞があるという問題点、という多数の問題点があった。
However, in
また、特許文献2では、(1)還りヘッダへ戻る管における熱媒流量を負荷流量として計測する流量計を必要とし、且つもっとも大流量の個所で計測するので、口径が大きくなると非常に高価になる大口径流量計を必要とするコスト的な問題点、(2)流量計によって計測された熱媒の流量を、別な台数制御回路の演算結果である現在運転中の熱源装置台数の1台あたりの按分流量を求めるという複雑なロジックを要する制御装置を必要とする問題点、(3)さらに、そもそも按分流量は台数で除すればすぐ求まるものの、熱媒が流れるシステム要素ごとに流量変化と圧損変化との関係が一次関数的なのか、二次関数的なのか、n次関数的なのかが様々で、かつ定格絶対値も様々である系において、按分した流量をどう一次ポンプに信号として与えるかが問題であり、まともに考えると補正が複雑な制御ロジックが必要である問題点、という多数の問題点があった。
Further, in
また、特許文献3では、バイパス管に流量計を備えない代わりに、往きヘッダと還りヘッダとの間(バイパス管と並列)に差圧計を設け、空調負荷の二方弁が閉じ勝手になった際にバイパス管に多量の熱媒が無駄に流れないよう、差圧計の計測値に基づいてバイパス弁も制御し、一次ポンプも制御する。前述のように、空調負荷が部分負荷となる場合に二次側では二方弁が絞られ、空調負荷へ送られる熱媒は少なくなるので、余剰熱媒をバイパス弁に流すべきところ、バイパス管にバイパス弁を設けてバイパス管に流さないようにするため複雑な制御が行われる。この技術において、余剰熱媒をゼロにするようにバイパス弁及び一次ポンプの両方を制御するのがとても困難であり、うまく制御できない場合には、余剰を流すというバイパス管の根本的機能が損なわれ、空調負荷の二方弁の流量制御に影響を生じさせ、空調負荷側の制御がうまくいかなくなるという大問題を有している。
以上の3例などでも示すように、従来の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムは、高価な計測器を用いて、かつ複雑な制御を組まないと変流量制御が達成できないものであった。
Moreover, in
As shown in the above three examples, the conventional primary / secondary pump type heat source variable flow rate system cannot achieve variable flow rate control without using expensive measuring instruments and complicated control. .
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、熱源設備で元来必要な箇所に設置している安価な計測器である温度計を用いて簡単なカスケード制御を組むだけのことで、二次側の制御システムに影響されない熱源一次ポンプの変流量制御が達成され、かつ送水温度が保証可能な省エネルギーである一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムとしての、熱源ポンプの変流量制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and its purpose is to use a thermometer, which is an inexpensive measuring instrument originally installed at a necessary place in a heat source facility. As a primary / secondary pump type heat source variable flow system that achieves variable flow rate control of the heat source primary pump that is not affected by the control system on the secondary side and that can guarantee the water supply temperature by simply configuring cascade control. An object of the present invention is to provide a variable flow rate control device for a heat source pump.
請求項1に係る発明は、複数の空調負荷熱量を複数の空調負荷で処理しかつ各空調負荷熱量に応じて変流量制御される負荷側装置に対し、往きヘッダ及び還りヘッダで接続される熱源側装置を有する一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムである熱源ポンプの変流量制御装置であって、前記熱源側装置は、前記負荷側装置の端部である前記往きヘッダに一次往き管路を介して接続する複数の熱源装置と、それぞれの熱源装置に対応して一次熱源還り管路を介して接続される複数のインバータ付き熱源一次ポンプと、一端をそれぞれ熱源装置に接続され、もう片端を前記還りヘッダに接続される一次熱源還り管路には、前記インバータ付き熱源一次ポンプと前記還りヘッダとの間に、それぞれ設けられた一次側熱源還り温度計と、前記往きヘッダと前記還りヘッダとを接続するバイパス管路と、前記一次側熱源還り温度計からの一次側熱源還り温度の計測信号に基づいて前記インバータ付き熱源一次ポンプの流量制御を行う制御装置とで構成され、前記負荷側装置の前記複数の空調負荷からの熱媒をまとめて前記還りヘッダに戻す二次側還り管路本管には、二次側熱媒還り温度計を設け、前記二次側熱媒還り温度計の計測値を前記制御装置に入力し、一次側熱源還り温度の設定値を前記二次側熱媒還り温度計の計測値に基づいて逐次設定するカスケード制御を行い、前記熱源側装置から往きヘッダを介して一定往き温度に保たれた熱媒を送給し、二次側熱媒還り温度と前記往き温度との差分より、一次側熱源還り温度と前記往き温度との差分を常に小さくすることで、前記バイパス管に前記往きヘッダから前記還りヘッダへ向かう流れを形成して、前記熱源側装置を流れる熱媒量を前記負荷側装置を流れる熱媒量と比べて多量(リッチ)に流すことを特徴とする。 Heat invention, which are connected a plurality of air-conditioning heat load to the load-side apparatus which is variable flow control according to the processing vital each air-conditioning load amount of heat in a plurality of air-conditioning load, in the forward header and went back header according to claim 1 A heat source pump variable flow rate control device which is a primary / secondary pump type heat source variable flow system having a side device, wherein the heat source side device is connected to the forward header which is an end of the load side device. A plurality of heat source devices connected to each other, a plurality of heat source primary pumps with inverters connected to each heat source device via primary heat source return pipes, one end of which is connected to the heat source device, and the other end the primary heat source went back conduit being connected to said went back header, between header went back the said inverter with a heat source primary pump, the primary heat source went back thermometer provided respectively, the forward f Composed of a bypass line which connects the the da went back header, and a control device which controls a flow rate of the inverter with a heat source primary pump based on the primary heat source went back temperature measurement signal from the primary heat source went back thermometer The secondary side return pipe main pipe that collects the heat medium from the plurality of air conditioning loads of the load side device and returns it to the return header is provided with a secondary side heat medium return thermometer, and the secondary side the measured value of the heat medium went back thermometer input to the control device, have rows cascade control to set sequentially based on the set value of the primary heat source went back temperature measurement value of the secondary side heat medium went back thermometer, the A heat medium maintained at a constant forward temperature is sent from the heat source side device via the forward header, and the difference between the secondary side heat medium return temperature and the forward temperature is calculated as the difference between the primary side heat source return temperature and the forward temperature. By always reducing the difference, the bypass Wherein forming a flow toward the went back header from the forward header, and wherein the flow in a large amount (rich) as compared to the heating medium amount flowing through the load-side device heating medium amount flowing through the heat source-side device.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の熱源ポンプの変流量制御装置において、前記制御装置は、前記二次側熱媒還り温度計で計測した熱媒還り温度(T1)に基づき、冷房時には所定の差分(Tα)を減じた温度値(T1]pv−Tα)又は暖房時には所定の差分(Tα)を足した温度値(T1]pv+Tα)を演算算出し、一次側熱源還り温度(前記インバータ付き熱源一次ポンプの入口温度)の設定値として逐次設定するカスケード制御し、前記一次側熱源還り温度計で計測される熱媒温度が、前記温度値(T1]pv−Tα)又は前記温度値(T1]pv+Tα)となるように前記インバータ付き熱源一次ポンプの流量制御を行うことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2の熱源ポンプの変流量制御装置において、Tαが0.2℃〜0.5℃であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the variable flow control device of the heat source pump as claimed in
The invention according to
本発明によれば、熱源一次ポンプの変流量制御に流量計や圧力発信器などの高価な制御機器を用いずに温度制御のみで行うことができる。
本発明によれば、負荷側の還り温度を元に熱源入口温度の設定値を決定し、熱媒の変流量制御を行うので、複雑な制卸装置を必要としない。
According to the present invention, the variable flow rate control of the heat source primary pump can be performed only by temperature control without using an expensive control device such as a flow meter or a pressure transmitter.
According to the present invention, since the set value of the heat source inlet temperature is determined based on the return temperature on the load side, and the variable flow rate control of the heat medium is performed, a complicated wholesale control device is not required.
本発明によれば、往き還りヘッダ間のバイパス流量を最小にすることができるため、無駄な搬送動力を削減できる。
本発明によれば、構成機器が温度計測器、温度指示調節器、INVであるので、安価でかつ簡単に熱源を定流量機器から変流量機器へと更新できる。
According to the present invention, it is possible to minimize the bypass flow rate between the return headers, and therefore it is possible to reduce useless conveyance power.
According to the present invention, since the constituent devices are the temperature measuring device, the temperature indicating controller, and the INV, the heat source can be easily updated from the constant flow device to the variable flow device at low cost.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1を示す説明図である。
本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1は、冷房用の熱源側装置10(一次側ともいう)と、負荷側装置20(二次側ともいう)とで構成されている。なお、本実施形態として示される冷房専用の冷凍機を有する場合は単独の実施形態となるが、後述する第二実施形態の熱源装置が本実施形態の冷凍機と共通であり、外気温度などから由来する冷房勝手と暖房勝手の季節の切替えで第一実施形態と第二実施形態とを共用する一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1も当然含むことはいうまでもない。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a primary / secondary pump heat source
The primary / secondary pump heat source variable
冷房用の熱源側装置10は、2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bと、一次往き管路12a,12bと、第1の往きヘッダ13と、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bと、一次熱源還り管路15a,15bと、還りヘッダ18と、バイパス管路19とを備えている。
2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bは、それぞれ一次往き管路12a、12bを介して第一の往きヘッダ13に接続されている。
2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bには、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bが、それぞれ一次熱源還り管路15a,15bを介して接続されている。
The cooling heat
The two refrigerators (heat source devices) 11a and 11b are connected to the first forward header 13 via primary forward conduits 12a and 12b, respectively.
Two inverters with heat source
一端をそれぞれ2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bに接続される一次熱源還り管路15a,15bは、もう片端を還りヘッダ18に接続されている。一次熱源還り管路15a,15bには、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bと還りヘッダ18との間に、それぞれ一次側熱源還り温度計16a,16bが設けられている。
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bと一次側熱源還り温度計16a,16bとは、温度指示調節器(制御装置)17a,17bにそれぞれ接続されている。
第一の往きヘッダ13と還りヘッダ18とは、バイパス管路19で接続されている。
これらの機器及び配管で一次側である熱源側装置10が構成される。
The primary heat source return pipes 15 a and 15 b each having one end connected to the two refrigerators (heat source devices) 11 a and 11 b are connected to the
The two heat source
The first outgoing header 13 and the
The heat
一方、二次側である負荷側装置20は、第一の往きヘッダ13(一次側と共通)と、第二の往きヘッダ21と、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cと、空調機などからなる複数の空調負荷24a、・・・24nと、二次側往き管路23と、二方弁25a、・・・25nと、二次側還り管路26と、還りヘッダ18(一次側と共通)とを備えている。
第二の往きヘッダ21は、第一の往きヘッダ13と対向して配置され、第一の往きヘッダ13と第二の往きヘッダ21との間には3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cが二次側往き管路23の一部を介して接続されている。
第一の往きヘッダ13を一端とする二次側往き管路23は、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの圧送力により第二の往きヘッダ21から熱媒を、もう片端を複数の空調負荷24a、・・・24nに接続して圧送する。
On the other hand, the
The
The secondary
複数の空調負荷24a、・・・24nは、それぞれ二方弁(流量調整弁)25a、・・・25nを介して二次側還り管路26に接続されている。
一端を複数の空調負荷24a、・・・24nに接続した二次側還り管路26は、全ての空調負荷へ接続された枝管を集合させ本管となったところに、二次側熱媒還り温度計27を設け、もう片端を還りヘッダ18に接続されている。二次側熱媒還り温度計27は、温度指示調節器17a,17bに接続されている。
なお、二次側は、空調負荷24a、・・・24nに導入される熱媒温度として一定の温度を要求する変流量の負荷側装置で、以上の構成があれば何でもよいが、例えばの例として、インバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの吐出である第二の往きヘッダ21における負荷側送水圧力に基づいた二次側変流量制御を示しておく。
The plurality of air conditioning loads 24a,..., 24n are connected to the secondary
The secondary side
The secondary side is a variable flow rate load side device that requires a constant temperature as the temperature of the heating medium introduced into the air conditioning loads 24a, ... 24n. The secondary side variable flow rate control based on the load side water supply pressure in the
建物のどの方角にあるかや人員密度などにより、空調負荷24a、・・・24nのそれぞれが勝手な割合で部分負荷になり、二方弁25a,・・・25nはバラバラな開度となっている。その二方弁の総合的な開閉度合いを、インバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの吐出圧の変化として捉え、インバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの吐出である第二の往きヘッダ21における負荷側送水圧力を一定にする制御を基本に制御する。第二の往きヘッダ21に設けた圧力計29の計測値を図示しない圧力指示調整器に入力し演算してインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの流量を制御する。
二次側還り管路26は、全ての空調負荷へ接続された枝管を集合させ本管となったところに、二次側熱媒還り流量計28を設け、流量計測値を図示しない流量指示調節器に入力演算し、インバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cの台数を制御する。
二次側熱媒還り流量計28は、当然に本発明では必須の要素ではない。
Each of the air conditioning loads 24a,..., 24n becomes a partial load at an arbitrary rate depending on the direction of the building, the personnel density, etc., and the two-way valves 25a,. Yes. The overall opening / closing degree of the two-way valve is regarded as a change in the discharge pressure of the heat medium secondary pumps 22a, 22b, 22c with inverter, and the second is the discharge of the heat medium secondary pumps 22a, 22b, 22c with inverter. The control is basically performed so that the load-side water supply pressure in the
The secondary
The secondary heat
本実施形態において、温度指示調節器17a,17bは、例えば、図2に示すように、二次側熱媒の還り温度を計測する二次側熱媒還り温度計27で計測した温度(PV)を取り込み、二次側熱媒還り温度計27で計測した温度(PV)を元に一次側熱源還り温度計16a,16bの設定値(SP)を設定する演算部Aを備えている。
演算部Aは、一次側熱源還り温度計16a,16bの設定値(SP)を、二次側熱媒還り温度計27で計測した温度(PV)から任意の温度Tα(例えば、0.5℃)を減じた値(T1)pv−Tα)とするカスケード制御の演算を行う。
調節部Bは、一次側熱源還り温度計16a,16bの計測値(TR1]、TR2])が、演算部Aで演算された値(T1]pv−Tα)となるように、計測値(TR1]、TR2])と演算された設定値(T1]pv−Tα)との温度偏差に応じて、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を制御するインバータに2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を制御する指令を出力し、変流量制御を行う。
In the present embodiment, the
The calculation unit A calculates the set value (SP) of the primary side heat
The adjustment unit B has a measurement value (TR1) such that the measurement values (TR1] and TR2] of the primary side heat
ここで、本実施形態におけるTαの決め方について説明する。
Tαが0℃に近ければ近い程、バイパス流量は減少し(Tαが0℃の場合、定常時のバイパス流量は0になる)、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの搬送動力は押さえられるので、0℃に近い値は望ましい。
但し、空調負荷から戻ってくる還水流量や還水温度の乱れに対する応答性を確保するため、一次側(熱源側装置10)の流量が二次側(負荷側装置20)の流量より多い(リッチである)ことで、二次側(負荷側装置20)への送水温度を担保しているので、0℃にはできない。この担保のため、熱源装置としての全体系の応答性もあるが、計測機器である一次側熱源還り温度計16a,16bや、二次側熱媒還り温度計27の温度分解能、及び温度指示調節器17a,17bや信号伝送、操作器であるインバータを綜合した計装系の時定数やオフセットもあり、Tαの値は、例えば0.2℃以上が好適となってくる。
Here, how to determine Tα in the present embodiment will be described.
The closer Tα is to 0 ° C, the smaller the bypass flow rate (when Tα is 0 ° C, the steady-state bypass flow rate is 0), and the conveyance power of the heat source
However, the flow rate on the primary side (heat source side device 10) is larger than the flow rate on the secondary side (load side device 20) in order to ensure responsiveness to the return water flow rate and the return water temperature turbulence returning from the air conditioning load ( By being rich, the water supply temperature to the secondary side (load side device 20) is secured, so it cannot be 0 ° C. For this guarantee, there is also the responsiveness of the whole system as a heat source device, but the temperature resolution of the primary side heat
例えば、二次側(負荷側装置20)の往き還り温度差が7℃(往き7℃−還り14℃)の場合、Tα=0.5℃とすると、一次側(熱源側装置10)の往き還り温度差が6.5℃(往き7℃−還り13.5℃)となるので、二次側(負荷側装置20)と一次側(熱源側装置10)の流量比は二次側往き還り温度差÷一次側往き還り温度差=(14℃−7℃)÷(13.5℃−7℃)=7℃÷6.5℃=1.08となり、二次側(負荷側装置20)流量を100%とすると、一次側(熱源側装置10)流量は108%、つまり、二次側(負荷側装置20)流量と比較して、8%分がバイパス流量(往きヘッダ→還りヘッダ)として発生する。 For example, when the return temperature difference on the secondary side (load side device 20) is 7 ° C. (forward 7 ° C.−return 14 ° C.), assuming that Tα = 0.5 ° C., the primary side (heat source side device 10) goes back. Since the return temperature difference is 6.5 ° C. (outward 7 ° C.−return 13.5 ° C.), the flow rate ratio between the secondary side (load side device 20) and the primary side (heat source side device 10) is the secondary side return trip. Temperature difference ÷ primary side return temperature difference = (14 ℃ -7 ℃) ÷ (13.5 ℃ -7 ℃) = 7 ℃ ÷ 6.5 ℃ = 1.08, secondary side (load side device 20) If the flow rate is 100%, the flow rate on the primary side (heat source side device 10) is 108%, that is, 8% of the flow rate on the secondary side (load side device 20) is bypass flow rate (forward header → return header) Occurs as.
Tαの値は、二次側(負荷側装置20)への往き温度と還り温度との温度差や温度計測のズレによって、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1を適用する現地で決定する。
例えば、バイパス流量は、二次側(負荷側装置20)への往き温度と還り温度との温度差が7℃(往き温度7℃−還り温度14℃)の場合、0.5℃(Tα)÷7℃(温度差)≒7%、二次側(負荷側装置20)への往き温度と還り温度との温度差が10℃(往き温度7℃−還り温度17℃)の場合、0.5℃(Tα)÷10℃(温度差)=5%、であり温度のズレを考慮しても概ね温度差の10%以下となる。
The value of Tα is applied to the primary / secondary pump heat source variable
For example, the bypass flow rate is 0.5 ° C. (Tα) when the temperature difference between the return temperature to the secondary side (load side device 20) and the return temperature is 7 ° C. (
一方、Tαの範囲は、0℃<Tα<二次側(負荷側装置20)の往き還り温度差となる。
例えば、二次側(負荷側装置20)の往き温度7℃、二次側(負荷側装置20)の還り温度14℃の場合は、14℃−7℃=7℃となり、Tαの上限は7℃となる。
また、Tα≦0℃の場合、二次側(負荷側装置20)の往き還り温度差より、一次側(熱源側装置10)の往き還り温度差が大きくなるので、二次側(負荷側装置20)の流量が多くなる。このため、リッチになるので、バイパス配管の流れが、還りヘッダ→往きヘッダとなり、二次側(負荷側装置20)の送水温度が、7℃よりも大きくなってしまう。
On the other hand, the range of Tα is the return temperature difference of 0 ° C. <Tα <secondary side (load side device 20).
For example, when the secondary side (load side device 20) has an outgoing temperature of 7 ° C. and the secondary side (load side device 20) has a return temperature of 14 ° C., 14 ° C.−7 ° C. = 7 ° C., and the upper limit of Tα is 7 ° C. It becomes ℃.
Further, in the case of Tα ≦ 0 ° C., the difference in the return temperature on the primary side (heat source side device 10) becomes larger than the difference in the return temperature on the secondary side (load side device 20). 20) The flow rate increases. For this reason, since it becomes rich, the flow of the bypass pipe becomes the return header → the forward header, and the water supply temperature on the secondary side (load side device 20) becomes higher than 7 ° C.
図3は、調節部Bに基づく、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力を示す。
また、本実施形態では、二次側熱媒の還り温度から2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の温度指示調節器17a,17bの設定値を求める所定の差分Tα分の流量を第1の往きヘッダ13と還りヘッダ18との間のバイパス管路19を流すようにして、熱源側装置10の流量を二次側装置20の流量と比べて所定の差分Tα分の流量だけリッチにできる。
FIG. 3 shows inverter outputs of the heat source
Further, in the present embodiment, the flow rate corresponding to a predetermined difference Tα for obtaining the set values of the
このように構成された本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1では、先ず、以下の何れかの方法で、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの初期のポンプ周波数設定(最大周波数と最低周波数の設定)を行う。
(1)配管の圧力損失、冷凍機の機器圧力損失からインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの系の圧力損失を計算し、ポンプのP−Q線図から冷凍機の定格流量となるポンプ運転周波数(最大周波数)と冷凍機に必要な最低流量となるポンプ運転周波数(最低周波数)を設定する。
(2)仮設で設置できる流量計(例えば、超音波式の流量計)を試運転時に設置して、冷凍機の定格流量となるポンプ運転周波数(最大周波数)と冷凍機に必要な最低流量(最低周波数)となるポンプ運転周波数を設定する。
In the primary / secondary pump heat source variable
(1) Calculate the pressure loss of the system of the heat source
(2) A flow meter that can be installed temporarily (for example, an ultrasonic flow meter) is installed during trial operation, and the pump operating frequency (maximum frequency) that is the rated flow rate of the refrigerator and the minimum flow rate that is required for the refrigerator (minimum) Frequency)) is set.
次いで、通常の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムと同様に、年間を通した建物の負荷変動に対応するため、2台以上の冷凍機(熱源装置)11a,11bを用いるので、例えば図4に示すように、ステップS1において、空調負荷熱量に応じた熱源運転台数演算が行われ、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの運転指令が出力される。
この運転台数演算は、冷凍機などの熱源装置に対して運転が不具合なく可能なよう予め定められている熱媒の最低通過流量を下回ることなく、かつ運転台数の追加運転時の立ち上がり時の流量や送水温度の変動を回避するように考慮しながら、例えば、図5に示すように、熱源装置の運転台数は、二次側(負荷側装置20)の流量や負荷熱量の大きさに基づいて判断される。この台数制御は1日のうちで頻度は低いものである。
次に、例えば、2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bが決まると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bが起動される(ステップS2)。
次に、所定の差分Tαが設定される(ステップS3)。
Next, as in the case of a normal primary / secondary pump heat source variable flow rate system, two or more refrigerators (heat source devices) 11a and 11b are used in order to cope with the load fluctuations of the building throughout the year. As shown in FIG. 4, in step S <b> 1, the heat source operation number calculation according to the air conditioning load heat amount is performed, and operation commands for the heat source
This operation number calculation does not fall below the preset minimum flow rate of the heat medium so that the heat source device such as a refrigerator can be operated without any trouble, and the flow rate at the time of start-up at the time of additional operation of the operation number For example, as shown in FIG. 5, the number of operating heat source devices is based on the flow rate of the secondary side (load side device 20) and the magnitude of the load heat amount. To be judged. This unit control is less frequent in one day.
Next, for example, when two refrigerators (heat source devices) 11a and 11b are determined, the two heat source
Next, a predetermined difference Tα is set (step S3).
次に、温度指示調節器17a,17bの演算部Aで、一次側冷凍機還り温度(TR1]sp=T1]pv−Tα,TR2]sp=T1]pv−Tα)を演算する(ステップS4)。
次に、調節部Bで、一次側熱源還り温度計16a,16bの計測値(TR1]sp,TR2]sp)が、演算部Aで演算された値(T1]pv−Tα)となるように、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を制御する(ステップS5)。
Next, the primary side refrigerator return temperature (TR1] sp = T1] pv−Tα, TR2] sp = T1] pv−Tα) is calculated by the calculation unit A of the
Next, in the adjustment part B, the measurement values (TR1] sp, TR2] sp) of the primary side heat
次に、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1における負荷変化に合わせた動作の説明を行う。
図6は、二次側の往き還り温度差に変化が無く、二次側の流量が増加した場合について示す。
本例では、熱源装置11aが定格冷却能力700RT、熱源装置11bが定格冷却能力800RTの場合について説明する。
図6(a)は、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1の初期状態を示す。
Next, the operation | movement according to the load change in the primary and secondary pump type heat source
FIG. 6 shows the case where there is no change in the return-side temperature difference on the secondary side and the flow rate on the secondary side increases.
In this example, a case where the heat source device 11a has a rated cooling capacity of 700RT and the heat source device 11b has a rated cooling capacity of 800RT will be described.
FIG. 6A shows an initial state of the primary / secondary pump heat source variable
二次側の負荷は750RTであり、このとき、冷水の往き温度は7℃、冷水の還り温度は14℃、二次側還り管路26の冷水流量は5,400L/minである。また、2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bは出口温度を7℃とする冷水を生成しており、そのため、熱源装置11aでは、定格冷却能力700RTの50%の350RT、熱源装置11bでは、定格冷却能力800RTの50%の400RTで運転している。このとき、インバータ付き熱源一次ポンプ14aでは2,720L/minの冷水を送り、インバータ付き熱源一次ポンプ14bでは3,110L/minの冷水を送るように制御される。従って、冷水の流量は、5,830L/minとなる。
The load on the secondary side is 750 RT. At this time, the going-out temperature of the cold water is 7 ° C., the return temperature of the cold water is 14 ° C., and the flow rate of the cold water in the
第1の往きヘッダ13へ送られた7℃の冷水は、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cによって第2の往きヘッダ21から二次側往き管路23を介して空調負荷24a,24b,・・・24nへ圧送され、二方弁(流量調節弁)25a,・・・25nを介して二次側還り管路26を介して5,400L/minの冷水が還りヘッダ18に戻される。
また、第1の往きヘッダ13から430L/minの7℃の冷水がバイパス管路19を介して還りヘッダ18に供給される。
The cold water of 7 ° C. sent to the first forward header 13 is subjected to an air conditioning load from the
Further, 430 L / min of 7 ° C. cold water is supplied from the first forward header 13 to the
二次側熱媒還り温度計27で計測される冷水の還り温度(PV)は14℃である。
従って、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入り口温度は、14℃−Tα(0.5℃)=13.5℃である。
図6(b)は、図6(a)の状態から二次側の負荷が変動し、二次側の往き還り温度差に変化が無く、二次側の流量が増加した状態を示す。
ここでは、二次側の負荷が750RTから788RTへ増加し、二次側還り管路26の冷水の還り流量が5,400L/minから5,670L/minとなり、7℃の冷水のバイパス流量が430L/minから160L/minに減少した。
The return temperature (PV) of cold water measured by the secondary heat
Therefore, the inlet temperature of the heat source
FIG. 6B shows a state in which the load on the secondary side fluctuates from the state in FIG. 6A, the secondary side return temperature difference does not change, and the flow rate on the secondary side increases.
Here, the load on the secondary side is increased from 750 RT to 788 RT, the return flow rate of cold water in the
一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、13.5℃から13.8℃に上昇する。
そこで、温度指示調節器17a,17bは、図6(c)に示すように、一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、14℃−Tα(0.5℃)=13.5℃になるまで、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を上昇させる指令を2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bに出力する。
The temperature in the
Therefore, as shown in FIG. 6C, the
これによって、インバータ付き熱源一次ポンプ14aは、回転数を上げて、2,853L/minの還り冷水を熱源装置11aへ圧送し、熱源装置11aは368RTの仕事をして7℃の冷水を生成し、インバータ付き熱源一次ポンプ14bは、回転数を上げて、3,256L/minの還り冷水を熱源装置11bへ圧送し、熱源装置11bは420RTの仕事をして7℃の冷水を生成する。
また、7℃の冷水のバイパス流量を160L/minから439L/minに上昇する。
この制御は、一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、14℃−Tα(0.5℃)=13.5℃になるまで行われる。
As a result, the heat source
Further, the bypass flow rate of cold water at 7 ° C. is increased from 160 L / min to 439 L / min.
This control is performed until the temperature in the
図7は、図6における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力例を示す。
図7(a)は、図6(a)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力例を示す。
ここでは、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力が60%でバランスすると仮定している。
また、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力の最大周波数を100%、最低周波数を50%とし、比例帯を5℃と仮定すると、冷水還り温度と2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力は、図7(a)のようになる。
FIG. 7 shows an inverter output example of the heat source
Fig.7 (a) shows the inverter output example of the heat source
Here, it is assumed that the inverter outputs of the heat source
Further, assuming that the maximum frequency of the inverter outputs of the heat source
図7(b)は、図6(b)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力例を示す。
二次側(負荷側)の流量増加により、バイパス管路19の混合比が変化して、冷水の還り温度が上昇する。
SP=14℃−Tα(0.5℃)=13.5℃との偏差(13.5℃→13.8℃)が生じても、それにより2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力が60%から63%に上昇する。
FIG.7 (b) shows the inverter output example of the heat source
As the flow rate on the secondary side (load side) increases, the mixing ratio of the
Even if a deviation of SP = 14 ° C.−Tα (0.5 ° C.) = 13.5 ° C. (13.5 ° C. → 13.8 ° C.) occurs, the inverters of the heat source
図7(c)は、図6(c)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力例を示す。
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力が76.7%でPV=13.5℃になってバランスしたとする(水側の流量や熱量変化による)。
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bのインバータ出力が63%がこの水側状態でSP=PV=13.5℃とバランスするので、比例帯5℃のまま左へ0.3℃(63%−60%=3%)分シフトする。
FIG.7 (c) shows the inverter output example of the heat source
It is assumed that the inverter outputs of the heat source
Since the inverter output of the heat source
図8は、二次側の還り温度が上昇し、二次側の流量に変化がない場合について示す。
本例では、熱源装置11aが定格冷却能力700RT、熱源装置11bが定格冷却能力800RTの場合について説明する。
図8(a)は、図6(a)と同様に、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1の初期状態を示す。詳細は、図6(a)と同じであるから省略するが、二次側(負荷側)の還り温度は14℃であるから、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの温度設定(SP)値は、13.5℃である。
図8(b)は、図8(a)の状態から二次側の負荷が変動し、二次側の還り温度が上昇し、二次側の流量に変化がない状態を示す。
FIG. 8 shows a case where the return temperature on the secondary side rises and there is no change in the flow rate on the secondary side.
In this example, a case where the heat source device 11a has a rated cooling capacity of 700RT and the heat source device 11b has a rated cooling capacity of 800RT will be described.
FIG. 8A shows an initial state of the primary / secondary pump heat source variable
FIG. 8B shows a state where the load on the secondary side fluctuates from the state of FIG. 8A, the return temperature on the secondary side rises, and the flow rate on the secondary side does not change.
ここでは、二次側の負荷が750RTから857RTへ増加し、二次側還り温度計27の計測値が14℃から15℃に上昇する。
このように、二次側(負荷側)の流量に変化がなく、還り温度が14℃から15℃に変化するので、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの温度設定(SP)値は、13.5℃から14.5℃に変更する。
このとき、第1の往きヘッダ13からバイパス管路19を通して、還りヘッダ18に7℃の冷水が流入し、15℃の還り水とミキシングして14.4℃の還り水となり、{(7℃×430L/min)+(15℃×5,400L/min)}÷(430L/min+5,400L/min)=14.4℃として示されるように、一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、13.5℃から14.4℃に上昇する。
Here, the load on the secondary side increases from 750 RT to 857 RT, and the measured value of the
Thus, since there is no change in the flow rate on the secondary side (load side) and the return temperature changes from 14 ° C. to 15 ° C., the temperature setting (SP) values of the heat source
At this time, cold water of 7 ° C. flows from the first forward header 13 through the
そこで、温度指示調節器17a,17bは、図8(c)に示すように、一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、15℃−Tα(0.5℃)=14.5℃になるまで、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を下降させる指令を2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bに出力する。
これによって、インバータ付き熱源一次ポンプ14aは、回転数を下げて、2,688L/minの還り冷水を熱源装置11aへ圧送し、熱源装置11aは400RTの仕事をして7℃の冷水を生成し、インバータ付き熱源一次ポンプ14bは、回転数を下げて、3071L/minの還り冷水を熱源装置11bへ圧送し、熱源装置11bは457RTの仕事をして7℃の冷水を生成する。
Therefore, as shown in FIG. 8C, the
As a result, the heat source
また、7℃の冷水のバイパス流量を430L/minから359L/minに減少する。
この制御は、一次側熱源還り温度計16a,16bによる還りヘッダ18内の温度が、15℃−Tα(0.5℃)=14.5℃になるまで行われる。
以上のように、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1では、負荷側冷水の還り温度(PV値)に基づき、所定の差分(Tα)を差し引いた温度値(T1]pv−Tα)を、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の温度指示調節器17a,17bの設定値(SP)にカスケード制御として入力し、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の温度指示調節器17a,17bの出力値に基づいてインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を制御して、変流量制御を行うことができる。
Further, the bypass flow rate of cold water at 7 ° C. is reduced from 430 L / min to 359 L / min.
This control is performed until the temperature in the
As described above, in the primary / secondary pump heat source variable
また、負荷側冷水の還り温度(PV値)から2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の温度指示調節器17a,17bの設定値(SP)を求める所定の差分Tα℃分の流量を第1の往きヘッダ13と還りヘッダ18との間のバイパス管路19を流すようにして、一次側を二次側と比べて所定の差分Tα℃分の流量だけリッチに流すことができる。
また、過渡期には変動しても、バイパス管路19により冷凍機出口温度の低温冷水が所定の差分Δt℃分還りヘッダ18に流入するように温度制御され、そのときの負荷熱量に応じたインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14b流量を、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14b入口温度の温度指示調節器17a,17bの出力のみでその内収束するように制御可能である。
Further, the flow rate corresponding to a predetermined difference Tα ° C. for obtaining the set value (SP) of the
In addition, even if it fluctuates during the transition period, the temperature is controlled so that the low-temperature cold water at the refrigerator outlet temperature flows into the
また、負荷側冷水の還り温度の計測値PV、所定の差分Tα℃、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の設定値(SP)のバイパス管路19中のバイパス冷水と負荷側還り冷水との混合温度(PV−Tα)の予定調和、により、定常状態でのバイパス管路19を流れるバイパス冷水の、負荷熱量によらない所定の差分Tα分の流量確保へ収束する。
そのため、インバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度の温度指示調節器17a,17bからの出力の比例帯の位置は、図3に示すように、全体の熱搬送量に応じて適宜自動的にシフトしていく。
また、二次側(負荷側装置20)への温度補償については、一次側(熱源側装置10)の流量が多い(リッチ)になることで担保している。
Further, the measured value PV of the return temperature of the load-side chilled water, the predetermined difference Tα ° C., the bypass chilled water in the
Therefore, the position of the proportional band of the output from the
Moreover, about the temperature compensation to the secondary side (load side apparatus 20), it is ensured by the flow volume of the primary side (heat source side apparatus 10) becoming large (rich).
また、制御に必要な計測点が二次側(負荷側装置20)の還り温度を計測する二次側熱媒還り温度計27と、一次側(熱源側装置10)の還り温度を計測する一次側熱源還り温度計16a,16bとの2つで済むため、制御に必要な観測点が少なく、さらに安価で分解能のよい計測器での制御となる。
また、二次側の還り温度に応じた設定替えをする単純なカスケード制御は、システムの運転中常時作動するのに何の障害もなく切り替えなどの複雑な条件も必要なく、二次側の還り温度から常にTα減じた値に2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度になるようインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの流量を制御するだけでバイパス管を通じて還り側へ流れ込む往き温度の熱媒との還りヘッダ18における混合を自動で行えるよう制御するので、総体として、二次側の還り温度が低くなると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を落として流量を制限し、二次側の還り温度が上がると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を上げて流量を多くする制御になっており、本発明の目的である熱源装置出口温度の一定制御と合わせて、熱媒の設計温度差から、二次側の還り温度を設定値に近づける制御にもなっている。
Moreover, the measurement point required for control is the secondary side heat
In addition, the simple cascade control that changes the setting according to the return temperature on the secondary side does not require complicated conditions such as switching without any trouble to operate constantly during the operation of the system. Heat of the forward temperature that flows to the return side through the bypass pipe only by controlling the flow rate of the heat source
このように、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1では、二次側(負荷側装置20)の還り温度の変化で、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの温度設定(SP)値が変化し、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの入口温度(冷凍機入口温度)との偏差が0となるように2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bの回転数を常時制御することができる。
また、温度指示調節器17a,17bを、二次側還り温度により自動設定変更するだけで制御可能なので単純であり、従来のように特別な制御ロジックや補正に複雑な条件付けを必要とする複雑な制御を要するという問題は解消される。
As described above, in the primary / secondary pump type heat source variable
Further, the
なお、本実施形態では、2つの冷凍機(熱源装置)11a,11bと2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14a,14bとで熱源側装置10を構成したが、本発明はこれに限らず、3台以上の熱源装置及びインバータ付き熱源一次ポンプで熱源側装置10を構成してもよい。
また、本実施形態では、負荷側装置20を、例えばの例として、熱媒二次ポンプの吐出である第二の往きヘッダにおける負荷側送水圧力に基づいた二次側変流量制御として、第2の往きヘッダ21と3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22a,22b,22cと、複数の空調負荷24a、・・・24nと、二次側往き管路23と、二方弁(流量調整弁)25a、・・・25nと、二次側還り管路26と、第二の往きヘッダ21に設けた圧力計29と、二次側熱媒還り流量計28とで構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、前述のように、二次側は空調負荷24a、・・・24nに導入される熱媒温度を一定の温度を要求する変流量の負荷側装置で、二次側熱媒還り温度計27さえあれば、そのシステムはどのような制御で構成されていてもよい。
In the present embodiment, the heat
Moreover, in this embodiment, the
(第二実施形態)
図9は、本発明の第二実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aを示す説明図である。
本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aは、暖房用の熱源側装置10A(一次側ともいう)と、負荷側装置20A(二次側ともいう)とで構成されている。なお、本実施形態として示される暖房専用の温水生成機を有する場合は単独の実施形態となるが、前述する第一実施形態の熱源装置が本実施形態の温水生成機と共通であり、外気温度などから由来する冷房勝手と暖房勝手の季節の切替えで第一実施形態と第二実施形態とを共用する一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1も当然含むことはいうまでもない。
暖房用の熱源側装置10Aは、2つの温水生成機(熱源装置、例えば、吸収式冷温水機やボイラ、空冷ヒートポンプチラーのような温水の生成が可能な装置)11Aa,11Abと、一次往き管路12Aa,12bAと、第1の往きヘッダ13Aと、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abと、一次熱源還り管路15Aa,15Abと、還りヘッダ18Aと、バイパス管路19Aとを備えている。
(Second embodiment)
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the second embodiment of the present invention.
A primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment includes a heating heat source side device 10A (also referred to as a primary side) and a load side device 20A (also referred to as a secondary side). . In addition, when it has a hot water generator dedicated to heating shown as this embodiment, it becomes a single embodiment, but the heat source device of the first embodiment described above is common with the hot water generator of this embodiment, the outside air temperature It goes without saying that the primary / secondary pump type heat source variable
Heat source side device 10A for heating includes two hot water generators (heat source devices, for example, devices capable of generating hot water such as absorption chiller / heaters, boilers, and air-cooled heat pump chillers) 11Aa, 11Ab, and primary forward pipes Path 12Aa, 12bA, first forward header 13A, two inverter-equipped heat source primary pumps 14Aa, 14Ab, primary heat source return pipes 15Aa, 15Ab, return header 18A, and bypass pipe 19A. .
2つの温水生成機(熱源装置)11Aa,11Abは、それぞれ一次往き管路12Aa,12Abを介して第1の往きヘッダ13Aに接続されている。
2つの温水生成機(熱源装置)11Aa,11Abには、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abが、それぞれ一次熱源還り管路15Aa,15Abを介して接続されている。
一端をそれぞれ熱源装置11Aa,11Abに接続される一次熱源還り管路15Aa,15Abは、もう片端を還りヘッダ18Aに接続されている。一次熱源還り管路15Aa,15Abには、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abと還りヘッダ18Aとの間に、それぞれ一次側熱源還り温度計16Aa,16Abが設けられている。
The two hot water generators (heat source devices) 11Aa and 11Ab are connected to the first forward header 13A via primary forward conduits 12Aa and 12Ab, respectively.
Two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters are connected to the two hot water generators (heat source devices) 11Aa and 11Ab via primary heat source return pipes 15Aa and 15Ab, respectively.
The primary heat source return pipes 15Aa and 15Ab, which are connected at one end to the heat source devices 11Aa and 11Ab, respectively, are connected at the other end to the header 18A. Primary heat source return pipes 15Aa and 15Ab are provided with primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab between the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters and the return header 18A, respectively.
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abと一次側熱源還り温度計16Aa,16Abとは、温度指示調節器(制御装置)17Aa,17Abにそれぞれ接続されている。
第一の往きヘッダ13Aと還りヘッダ18Aとは、バイパス管路19Aで接続されている。
これらの機器及び配管で一次側である熱源側装置10Aが構成される。
The two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters and the primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab are connected to temperature indicating controllers (control devices) 17Aa and 17Ab, respectively.
The first forward header 13A and the return header 18A are connected by a bypass line 19A.
These devices and pipes constitute a heat source side device 10A that is the primary side.
一方、二次側である負荷側装置20Aは、第一の往きヘッダ13A(一次側と共通)と、第二の往きヘッダ21Aと、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acと、空調機などからなる複数の空調負荷24Aa,・・・24Anと、二次側往き管路23Aと、二方弁25Aa,・・・25Anと、二次側還り管路26Aと、還りヘッダ18A(一次側と共通)とを備えている。
第二の往きヘッダ21Aは、第一の往きヘッダ13Aと対向して配置され、第一の往きヘッダ13Aと第二の往きヘッダ21Aとの間には3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acが二次側往き管路23Aの一部を介して接続されている。
第一の往きヘッダ13Aを一端とする二次側往き管路23Aは、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acの圧送力により第二の往きヘッダ21から熱媒を、もう片端を複数の空調負荷24Aa,・・・24Anに接続して圧送する。
On the other hand, the load side device 20A that is the secondary side includes a first forward header 13A (common with the primary side), a second forward header 21A, and three heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, and 22Ac with inverters. , 24An, secondary side forward pipeline 23A, two-way valve 25Aa,... 25An, secondary return pipeline 26A, and return header 18A. (Same as the primary side).
The second forward header 21A is arranged to face the first forward header 13A, and between the first forward header 13A and the second forward header 21A, three heat medium secondary pumps 22Aa with inverters, 22Ab and 22Ac are connected via a part of secondary side outgoing pipe line 23A.
The secondary-side outgoing line 23A having the first outgoing header 13A as one end is configured to transfer the heat medium from the second
複数の空調負荷24Aa,・・・24Anは、それぞれ二方弁(流量調整弁)25Aa,・・・25Anを介して二次側還り管路26Aに接続されている。
一端を複数の空調負荷24Aa,・・・24Anに接続した二次側還り管路26Aは、全ての空調負荷へ接続された枝管を集合させ本管となったところに、二次側熱媒還り温度計27Aを設け、もう片端を還りヘッダ18Aに接続されている。二次側熱媒還り温度計27Aは、温度指示調節器17Aa,17Abに接続されている。
なお、二次側は、空調負荷24Aa,・・・24Anに導入される熱媒温度を一定の温度を要求する変流量の負荷側装置で、以上の構成があれば何でもよいが、例えばの例として、インバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acの吐出である第二の往きヘッダ21Aにおける負荷側送水圧力に基づいた二次側変流量制御を示しておく。
The plurality of air conditioning loads 24Aa,... 24An are connected to the secondary return line 26A via two-way valves (flow rate adjusting valves) 25Aa,.
The secondary return pipe 26A, one end of which is connected to the plurality of air conditioning loads 24Aa,... 24An, gathers the branch pipes connected to all the air conditioning loads and becomes the main pipe. A return thermometer 27A is provided, and the other end is connected to the return header 18A. The secondary heat medium return thermometer 27A is connected to the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab.
The secondary side is a load side device with a variable flow rate that requires a constant temperature for the heating medium temperature introduced into the air conditioning loads 24Aa,... 24An. The secondary side variable flow rate control based on the load side water supply pressure in the second forward header 21A, which is the discharge of the heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, 22Ac with an inverter, will be described.
建物のどの方角にあるかや人員密度などにより、空調負荷24Aa,・・・24Anのそれぞれが勝手な割合で部分負荷になり、二方弁25Aa,・・・25Anはバラバラな開度となっている。その二方弁の総合的な開閉度合いを、インバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acの吐出圧の変化として捉え、ポンプの吐出である第二の往きヘッダにおける負荷側送水圧力を一定にする制御を基本に制御する。第二の往きヘッダ21Aに設けた圧力計29Aの計測値を図示しない圧力指示調整器に入力し演算してインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acの流量を制御する。
二次側還り管路26Aは、全ての空調負荷へ接続された枝管を集合させ本管となったところに、二次側熱媒還り流量計28Aを設け、流量計測値を図示しない流量指示調節器に入力演算し、インバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acの台数を制御する。
二次側熱媒還り流量計28Aは、当然に本発明では必須の要素ではない。
Each of the air conditioning loads 24Aa,..., 24An becomes a partial load at an arbitrary rate depending on the direction of the building and the personnel density, and the two-way valves 25Aa,. Yes. The overall opening / closing degree of the two-way valve is regarded as a change in the discharge pressure of the heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, and 22Ac with an inverter, and the load-side water supply pressure in the second forward header that is the discharge of the pump is made constant. Control based on the control to be performed. The measurement value of the pressure gauge 29A provided in the second forward header 21A is input to a pressure indicator / regulator (not shown) and calculated to control the flow rate of the heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, 22Ac with inverter.
The secondary side return pipe 26A is provided with a secondary side heat medium return flow meter 28A at a place where the branch pipes connected to all the air conditioning loads are gathered to become the main pipe, and a flow rate instruction not shown in the figure is shown. An input operation is performed to the regulator, and the number of heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, and 22Ac with inverters is controlled.
The secondary side heat medium return flowmeter 28A is naturally not an essential element in the present invention.
本実施形態において、温度指示調節器17Aa,17Abは、例えば、図10に示すように、二次側熱媒の還り温度を計測する二次側熱媒還り温度計27Aで計測した温度(PV)を取り込み、二次側熱媒還り温度計27Aで計測した温度(PV)を元に一次側熱源還り温度計16Aa,16Abの設定値(SP)を設定する演算部Aaを備えている。
演算部Aaは、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abの設定値(SP)を、二次側熱媒還り温度計27Aで計測した温度(PV)から任意の温度Tα(例えば、0.5℃)を足した値(T1)pv+Tα)とするカスケード制御の演算を行う。
調節部Baは、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abの計測値(TR1]、TR2])が、演算部Aaで演算された値(T1)pv+Tα)となるように、計測値(TR1]、TR2])と演算された設定値(T1)pv+Tα)との温度偏差に応じて、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を制御するインバータに2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を制御する指令を出力し、変流量制御を行う。
In the present embodiment, the temperature indicating regulators 17Aa and 17Ab are, for example, as shown in FIG. 10, the temperature (PV) measured by the secondary side heat medium return thermometer 27A that measures the return temperature of the secondary side heat medium. And a calculation unit Aa for setting the set values (SP) of the primary heat source return thermometers 16Aa and 16Ab based on the temperature (PV) measured by the secondary heat medium return thermometer 27A.
The calculation unit Aa calculates the set value (SP) of the primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab from the temperature (PV) measured by the secondary side heat medium return thermometer 27A to an arbitrary temperature Tα (for example, 0.5 ° C. ) Is added to the value (T1) pv + Tα).
The adjustment unit Ba has the measurement values (TR1), the measurement values (TR1), TR2]) of the primary side heat source return thermometers 16Aa, 16Ab to be the values (T1) pv + Tα) calculated by the calculation unit Aa. TR2]) and the calculated set value (T1) pv + Tα) according to the temperature deviation between the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters, and the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters. A command to control the number of rotations is output and variable flow rate control is performed.
ここで、本実施形態におけるTαの決め方について説明する。
Tαが0℃に近ければ近い程、バイパス流量は減少し(Tαが0℃の場合、定常時のバイパス流量は0になる)、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの搬送動力は押さえられるので、0℃に近い値は望ましい。
但し、空調負荷から戻ってくる還水流量や還水温度の乱れに対する応答性を確保するため、一次側(熱源側装置10A)の流量が二次側(負荷側装置20A)の流量より多い(リッチである)ことで、二次側(負荷側装置20A)への送水温度を担保しているので、0℃にはできない。この担保のため、熱源装置としての全体系の応答性もあるが、計測機器である一次側熱源還り温度計16Aa,16Abや、二次側熱媒還り温度計27Aの温度分解能、及び温度指示調節器17Aa,17Abや信号伝送、操作器であるインバータを綜合した計装系の時定数やオフセットもあり、Tαの値は、例えば0.2℃以上が好適となってくる。
Here, how to determine Tα in the present embodiment will be described.
The closer Tα is to 0 ° C, the smaller the bypass flow rate (when Tα is 0 ° C, the steady-state bypass flow rate is 0), and the conveyance power of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverter is suppressed. A value close to 0 ° C is desirable.
However, the flow rate on the primary side (the heat source side device 10A) is larger than the flow rate on the secondary side (the load side device 20A) in order to ensure responsiveness to the return water flow rate and the return water temperature disturbance returned from the air conditioning load ( By being rich, the water supply temperature to the secondary side (load side device 20A) is secured, so it cannot be 0 ° C. For this guarantee, there is also the responsiveness of the whole system as a heat source device, but the temperature resolution of the primary side heat source return thermometers 16Aa, 16Ab and the secondary side heat medium return thermometer 27A, which are measuring devices, and temperature indication adjustment There are also time constants and offsets of the instrumentation system that combines the inverters 17Aa, 17Ab, signal transmission, and operation devices, and the value of Tα is preferably 0.2 ° C. or more, for example.
例えば、二次側(負荷側装置20A)の往き還り温度差が7℃(往き45℃−還り38℃)の場合、Tα=0.5℃とすると、一次側(熱源側装置10A)の往き還り温度差が6.5℃(往き45℃−還り38.5℃)となるので、二次側(負荷側装置20A)と一次側(熱源側装置10A)の流量比は二次側往き還り温度差÷一次側往き還り温度差=(45℃−38℃)÷(45℃−38.5℃)=7℃÷6.5℃=1.08となり、二次側(負荷側装置20A)流量を100%とすると、一次側(熱源側装置10A)流量は108%、つまり、二次側(負荷側装置20A)流量と比較して、8%分がバイパス流量(往きヘッダ→還りヘッダ)として発生する。 For example, when the return temperature difference on the secondary side (load side device 20A) is 7 ° C. (45 ° C. minus 38 ° C. return), assuming that Tα = 0.5 ° C., the return on the primary side (heat source side device 10A) Since the return temperature difference is 6.5 ° C. (45 ° C.-return 38.5 ° C.), the flow rate ratio between the secondary side (load side device 20A) and the primary side (heat source side device 10A) is secondary side return. Temperature difference ÷ primary side return temperature difference = (45 ° C-38 ° C) ÷ (45 ° C-38.5 ° C) = 7 ° C ÷ 6.5 ° C = 1.08, secondary side (load side device 20A) If the flow rate is 100%, the flow rate on the primary side (heat source side device 10A) is 108%, that is, the flow rate on the secondary side (load side device 20A) is 8% of the bypass flow rate (forward header → return header). Occurs as.
Tαの値は、二次側(負荷側装置20A)への往き温度と還り温度との温度差や温度計測のズレによって、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aを適用する現地で決定する。
例えば、バイパス流量は、二次側(負荷側装置20A)への往き温度と還り温度との温度差が7℃(往き温度45℃−還り温度38℃)の場合、0.5℃(Tα)÷7℃(温度差)≒7%、二次側(負荷側装置20A)への往き温度と還り温度との温度差が10℃(往き温度45℃−還り温度35℃)の場合、0.5℃(Tα)÷10℃(温度差)=5%、であり温度のズレを考慮しても概ね温度差の10%以下となる。
The value of Tα is applied to the primary / secondary pump heat source variable flow system 1A according to the present embodiment, depending on the temperature difference between the return temperature to the secondary side (load side device 20A) and the return temperature and the temperature measurement deviation. Decide on site.
For example, the bypass flow rate is 0.5 ° C. (Tα) when the temperature difference between the return temperature to the secondary side (load side device 20A) and the return temperature is 7 ° C. (
一方、Tαの範囲は、0℃<Tα<二次側(負荷側装置20A)の往き還り温度差となる。
例えば、T1]pv+Tαが前提であれば、二次側(負荷側装置20A)の往き温度45℃、二次側(負荷側装置20A)の還り温度38℃の場合は、45℃−38℃=7℃となり、Tαの上限は7℃となる。
また、Tα≦0℃の場合、二次側(負荷側装置20A)の往き還り温度差より、一次側(熱源側装置10A)の往き還り温度差が大きくなるので、二次側(負荷側装置20A)の流量が多くなる。このため、リッチになるので、バイパス配管の流れが、還りヘッダ→往きヘッダとなり、二次側(負荷側装置20)の送水温度が、45℃よりも低くなってしまう。
On the other hand, the range of Tα is the return temperature difference of 0 ° C. <Tα <secondary side (load side device 20A).
For example, if T1] pv + Tα is a premise, when the return temperature of the secondary side (load side device 20A) is 45 ° C. and the return temperature of the secondary side (load side device 20A) is 38 ° C., 45 ° C.−38 ° C. = 7 ° C., and the upper limit of Tα is 7 ° C.
Further, when Tα ≦ 0 ° C., the difference in the return temperature on the primary side (the heat source side device 10A) becomes larger than the difference in the return temperature on the secondary side (the load side device 20A). The flow rate of 20A) increases. For this reason, since it becomes rich, the flow of the bypass pipe becomes the return header → the forward header, and the water supply temperature on the secondary side (load side device 20) becomes lower than 45 ° C.
図11は、調節部Baに基づく、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力を示す。
また、本実施形態では、二次側熱媒の還り温度から2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abの設定値を求める所定の差分Tα分の流量を第1の往きヘッダ13Aと還りヘッダ18Aとの間のバイパス管路19Aを流すようにして、熱源側装置10Aの流量を二次側装置20Aの流量と比べて所定の差分Tα分の流量だけリッチにできる。
FIG. 11 shows the inverter outputs of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters based on the adjusting unit Ba.
In this embodiment, the flow rate corresponding to a predetermined difference Tα for obtaining the set values of the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab of the inlet temperatures of the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with the inverter from the return temperature of the secondary side heat medium is obtained. The bypass pipe 19A between the first outgoing header 13A and the return header 18A is made to flow, and the flow rate of the heat source side device 10A is rich by a predetermined difference Tα compared to the flow rate of the secondary side device 20A. Can be.
このように構成された本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aでは、先ず、以下の何れかの方法で、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの初期のポンプ周波数設定(最大周波数と最低周波数の設定)を行う。
(1)配管の圧力損失、冷凍機の機器圧力損失からインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの系の圧力損失を計算し、ポンプのP−Q線図から冷凍機の定格流量となるポンプ運転周波数(最大周波数)と冷凍機に必要な最低流量となるポンプ運転周波数(最低周波数)を設定する。
(2)仮設で設置できる流量計(例えば、超音波式の流量計)を試運転時に設置して、冷凍機の定格流量となるポンプ運転周波数(最大周波数)と冷凍機に必要な最低流量(最低周波数)となるポンプ運転周波数を設定する。
In the primary / secondary pump type heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment configured as described above, first, initial pump frequency setting of the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters is performed by any of the following methods. (Set the maximum frequency and minimum frequency).
(1) Calculate the pressure loss of the system of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverter from the pressure loss of the piping and the equipment pressure loss of the refrigerator, and the pump operating frequency that becomes the rated flow rate of the refrigerator from the PQ diagram of the pump (Maximum frequency) and the pump operation frequency (minimum frequency) that is the minimum flow rate required for the refrigerator.
(2) A flow meter that can be installed temporarily (for example, an ultrasonic flow meter) is installed during trial operation, and the pump operating frequency (maximum frequency) that is the rated flow rate of the refrigerator and the minimum flow rate that is required for the refrigerator (minimum) Frequency)) is set.
次いで、通常の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムと同様に、年間を通した建物の負荷変動に対応するため、2台以上の冷凍機(熱源装置)11Aa,11Abを用いるので、例えば図12に示すように、ステップS1において、空調負荷熱量に応じた熱源運転台数演算が行われ、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの運転指令が出力される。
この運転台数演算は、温水生成機などの熱源装置に対して運転が不具合なく可能なよう予め定められている熱媒の最低通過流量を下回ることなく、かつ運転台数の追加運転時の立ち上がり時の流量や送水温度の変動を回避するように考慮しながら、例えば、図5に示すように、熱源装置の運転台数は、二次側(負荷側装置20A)の流量や負荷熱量の大きさに基づいて判断される。この台数制御は1日のうちで頻度は低いものである。
次に、例えば、2つの温水生成機(熱源装置)11Aa,11Abが決まると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abが起動される(ステップS2)。
次に、所定の差分Tαが設定される(ステップS3)。
Next, as in the case of a normal primary / secondary pump type heat source variable flow rate system, two or more refrigerators (heat source devices) 11Aa and 11Ab are used in order to cope with fluctuations in the building load throughout the year. As shown in FIG. 12, in step S1, a heat source operation number calculation corresponding to the air conditioning load heat amount is performed, and operation commands for the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters are output.
This operation number calculation does not fall below the predetermined minimum flow rate of the heat medium so that the heat source device such as a hot water generator can be operated without malfunction, and at the time of start-up at the time of additional operation of the operation number For example, as shown in FIG. 5, the number of operating heat source devices is based on the flow rate on the secondary side (load side device 20A) and the magnitude of the load heat amount while considering to avoid fluctuations in the flow rate and water supply temperature. Is judged. This unit control is less frequent in one day.
Next, for example, when two hot water generators (heat source devices) 11Aa and 11Ab are determined, the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters are started (step S2).
Next, a predetermined difference Tα is set (step S3).
次に、温度指示調節器17Aa,17Abの演算部Aaで、一次側冷凍機還り温度(TR1]sp=T1]pv+Tα,TR2]sp=T1]pv+Tα)を演算する(ステップS4)。
次に、調節部Baで、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abの計測値(TR1]sp,TR2]sp)が、演算部Aaで演算された値(T1]pv+Tα)となるように、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を制御する(ステップS5)。
Next, the primary side refrigerator return temperature (TR1] sp = T1] pv + Tα, TR2] sp = T1] pv + Tα) is calculated by the calculation unit Aa of the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab (step S4).
Next, in the adjusting unit Ba, the measured values (TR1] sp, TR2] sp of the primary side heat source return thermometers 16Aa, 16Ab are set to 2 (T1] pv + Tα) calculated by the calculating unit Aa. The number of revolutions of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with two inverters is controlled (step S5).
次に、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aにおける負荷変化に合わせた動作の説明を行う。
図13は、二次側の往き還り温度差に変化が無く、二次側の流量が増加した場合について示す。
本例では、熱源装置11Aaが定格暖房能力700RT、熱源装置11Abが定格暖房能力800RTの場合について説明する。
図13(a)は、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aの初期状態を示す。
Next, the operation | movement according to the load change in the primary and secondary pump system heat source variable flow system 1A which concerns on this embodiment is demonstrated.
FIG. 13 shows a case where there is no change in the return-side temperature difference on the secondary side and the flow rate on the secondary side increases.
In this example, the case where the heat source device 11Aa has a rated heating capacity of 700RT and the heat source device 11Ab has a rated heating capacity of 800RT will be described.
FIG. 13A shows an initial state of the primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment.
二次側の負荷は750RTであり、このとき、温水の往き温度は45℃、温水の還り温度は38℃、二次側還り管路26Aの冷水流量は5,400L/minである。また、2つの温水生成機(熱源装置)11Aa,11Abは出口温度を45℃とする温水を生成しており、そのため、熱源装置11Aaでは、定格暖房能力700RTの50%の350RT、熱源装置11Abでは、定格暖房能力800RTの50%の400RTで運転している。このとき、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aaでは2,720L/minの温水を送り、インバータ付き熱源一次ポンプ14Abでは3,110L/minの温水を送るように制御される。従って、温水の流量は、5,830L/minとなる。 The load on the secondary side is 750 RT. At this time, the forward temperature of the hot water is 45 ° C., the return temperature of the hot water is 38 ° C., and the flow rate of the cold water in the secondary return pipe line 26 A is 5,400 L / min. Further, the two hot water generators (heat source devices) 11Aa and 11Ab generate hot water having an outlet temperature of 45 ° C. Therefore, in the heat source device 11Aa, 350 RT of 50% of the rated heating capacity 700 RT, and in the heat source device 11Ab It is operating at 400RT, 50% of the rated heating capacity of 800RT. At this time, the heat source primary pump 14Aa with an inverter is controlled to send 2,720 L / min of hot water, and the heat source primary pump 14Ab with an inverter is controlled to send 3,110 L / min of hot water. Accordingly, the flow rate of the hot water is 5,830 L / min.
第1の往きヘッダ13Aへ送られた45℃の温水は、3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acによって第2の往きヘッダ21Aから二次側往き管路23Aを介して空調負荷24Aa,24Ab,・・・24Anへ圧送され、二方弁(流量調節弁)25Aa,・・・25Anを介して二次側還り管路26Aを介して5,400L/minの温水が還りヘッダ18Aに戻される。
また、第1の往きヘッダ13Aから430L/minの45℃の温水がバイパス管路19Aを介して還りヘッダ18Aに供給される。
The 45 ° C. warm water sent to the first forward header 13A is subjected to an air conditioning load from the second forward header 21A via the secondary forward pipeline 23A by the three heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, 22Ac with inverters. 24Aa, 24Ab,... 24An are pumped, and 5,400 L / min of hot water is returned to the return header 18A via the two-way valves (flow rate adjusting valves) 25Aa,. Returned to
Further, 430 L / min of 45 ° C. hot water is supplied from the first outgoing header 13A to the return header 18A via the bypass line 19A.
二次側熱媒還り温度計27Aで計測される温水の還り温度(PV)は38℃である。
従って、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入り口温度は、38℃+Tα(0.5℃)=38.5℃である。
図13(b)は、図13(a)の状態から二次側の負荷が変動し、二次側の往き還り温度差に変化が無く、二次側の流量が増加した状態を示す。
ここでは、二次側の負荷が750RTから788RTへ増加し、二次側還り管路26Aの温水の還り流量が5,400L/minから5,670L/minとなり、45℃の温水のバイパス流量が430L/minから160L/minに減少した。
The return temperature (PV) of hot water measured by the secondary side heat medium return thermometer 27A is 38 ° C.
Accordingly, the inlet temperature of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverter is 38 ° C. + Tα (0.5 ° C.) = 38.5 ° C.
FIG. 13B shows a state in which the load on the secondary side fluctuates from the state of FIG. 13A, the secondary side return temperature difference does not change, and the flow rate on the secondary side increases.
Here, the load on the secondary side is increased from 750 RT to 788 RT, the return flow rate of the warm water in the secondary return line 26A is changed from 5,400 L / min to 5,670 L / min, and the bypass flow rate of 45 ° C. hot water is It decreased from 430 L / min to 160 L / min.
一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18A内の温度が、38.8℃から38.2℃に下降する。
そこで、温度指示調節器17Aa,17Abは、図13(c)に示すように、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18A内の温度が、38℃+Tα(0.5℃)=38.5℃になるまで、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を上昇させる指令を2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abに出力する。
The temperature in the return header 18A by the primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab is lowered from 38.8 ° C. to 38.2 ° C.
Therefore, as shown in FIG. 13C, the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab have a temperature in the return header 18A by the primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab of 38 ° C. + Tα (0.5 ° C.) = 38. Until the temperature reaches 5 ° C., commands to increase the rotational speeds of the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters are output to the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters.
これによって、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aaは、回転数を上げて、2,853L/minの還り温水を熱源装置11Aaへ圧送し、熱源装置11Aaは368RTの仕事をして45℃の温水を生成し、インバータ付き熱源一次ポンプ14Abは、回転数を上げて、3,256L/minの還り温水を熱源装置11Abへ圧送し、熱源装置11Abは420RTの仕事をして45℃の温水を生成する。
また、45℃の温水のバイパス流量を160L/minから439L/minに上昇する。
この制御は、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18A内の温度が、38℃+Tα(0.5℃)=38.5℃になるまで行われる。
As a result, the heat source primary pump 14Aa with an inverter increases the rotational speed and pumps 2,853 L / min of return hot water to the heat source device 11Aa, and the heat source device 11Aa performs 368RT to generate 45 ° C. hot water. The heat source primary pump 14Ab with an inverter increases the rotational speed and pumps 3,256 L / min of return hot water to the heat source device 11Ab. The heat source device 11Ab performs 420 RT to generate 45 ° C. hot water.
Further, the bypass flow rate of 45 ° C. warm water is increased from 160 L / min to 439 L / min.
This control is performed until the temperature in the return header 18A by the primary side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab reaches 38 ° C. + Tα (0.5 ° C.) = 38.5 ° C.
図14は、図13における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力例を示す。
図14(a)は、図13(a)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力例を示す。
ここでは、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力が60%でバランスすると仮定している。
また、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力の最大周波数を100%、最低周波数を50%とし、比例帯を5℃と仮定すると、冷水還り温度と2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力は、図14(a)のようになる。
FIG. 14 shows an inverter output example of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters in FIG.
Fig.14 (a) shows the inverter output example of heat source primary pump 14Aa, 14Ab with two inverters in Fig.13 (a).
Here, it is assumed that the inverter outputs of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters are balanced at 60%.
Further, assuming that the maximum frequency of the inverter output of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters is 100%, the minimum frequency is 50%, and the proportional band is 5 ° C., the cold water return temperature and the heat source primary pump 14Aa with two inverters , 14Ab inverter output is as shown in FIG.
図14(b)は、図13(b)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力例を示す。
二次側(負荷側)の流量増加により、バイパス管路19Aの混合比が変化して、温水の還り温度が上昇する。
SP=38℃+Tα(0.5℃)との偏差(38.5℃→38.2℃)が生じても、それにより2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力が60%から63%に上昇する。
FIG.14 (b) shows the inverter output example of heat source primary pump 14Aa, 14Ab with two inverters in FIG.13 (b).
Due to the increase in the flow rate on the secondary side (load side), the mixing ratio of the bypass pipe 19A changes, and the return temperature of the hot water rises.
Even if a deviation (38.5 ° C. → 38.2 ° C.) from SP = 38 ° C. + Tα (0.5 ° C.) occurs, the inverter outputs of the two heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverters are reduced from 60% to 63%. To%.
図14(c)は、図13(c)における2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力例を示す。
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力が63%でPV=38.5℃になってバランスしたとする(水側の流量や熱量変化による)。
2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abのインバータ出力が63%がこの水側状態でSP=PV=38.5℃とバランスするので、比例帯5℃のまま右へ0.3℃(63%−60%=3%)分シフトする。
FIG.14 (c) shows the inverter output example of heat source primary pump 14Aa, 14Ab with two inverters in FIG.13 (c).
It is assumed that the inverter outputs of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters are 63% and PV = 38.5 ° C. to be balanced (due to changes in the flow rate and heat quantity on the water side).
Since the inverter output of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with two inverters is balanced with SP = PV = 38.5 ° C. in this water side state, 0.3 ° C. (63% −60% = 3%).
図15は、二次側の還り温度が下降し、二次側の流量に変化がない場合について示す。
本例では、熱源装置11Aaが定格冷却能力700RT、熱源装置11Abが定格冷却能力800RTの場合について説明する。
図15(a)は、図13(a)と同様に、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aの初期状態を示す。詳細は、図13(a)と同じであるから省略するが、二次側(負荷側)の還り温度は38℃であるから、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの温度設定(SP)値は、38.5℃である。
図15(b)は、図15(a)の状態から二次側の負荷が変動し、二次側の還り温度が上昇し、二次側の流量に変化がない状態を示す。
FIG. 15 shows a case where the return temperature on the secondary side decreases and the flow rate on the secondary side does not change.
In this example, the case where the heat source device 11Aa has a rated cooling capacity of 700RT and the heat source device 11Ab has a rated cooling capacity of 800RT will be described.
FIG. 15A shows an initial state of the primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment, similarly to FIG. 13A. Although details are the same as in FIG. 13A, the description will be omitted, but since the return temperature on the secondary side (load side) is 38 ° C., the temperature setting (SP) of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters The value is 38.5 ° C.
FIG. 15B shows a state where the load on the secondary side fluctuates from the state of FIG. 15A, the return temperature on the secondary side rises, and the flow rate on the secondary side does not change.
ここでは、二次側の負荷が750RTから857RTへ増加し、二次側還り温度計27Aの計測値が38℃から37℃へ下降する。
このように、二次側(負荷側装置20A)の流量に変化がなく、還り温度が38℃から37℃に変化するので、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの温度設定(SP)値は、38.5℃から37.5℃に変更する。
このとき、第1の往きヘッダ13Aからバイパス管路19Aを通して、還りヘッダ18Aに45℃の温水が流入し、37℃の還り水とミキシングして37.6℃の還り水となり、{(45℃×430L/min)+(37℃×5,400L/min)}÷(430L/min+5,400L/min)=37.6℃として示されるように、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18内の温度が、38.5℃から37.6℃に上昇する。
Here, the secondary load increases from 750 RT to 857 RT, and the measured value of the secondary return thermometer 27A decreases from 38 ° C. to 37 ° C.
Thus, since there is no change in the flow rate on the secondary side (load side device 20A) and the return temperature changes from 38 ° C. to 37 ° C., the temperature setting (SP) values of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with two inverters Change from 38.5 ° C to 37.5 ° C.
At this time, 45 ° C. warm water flows from the first forward header 13A through the bypass line 19A into the return header 18A and mixes with 37 ° C. return water to become 37.6 ° C. return water, {(45 ° C. X430 L / min) + (37 ° C. × 5,400 L / min)} ÷ (430 L / min + 5,400 L / min) = 37.6 ° C., return headers by primary side heat source return thermometers 16Aa, 16Ab The temperature in 18 increases from 38.5 ° C to 37.6 ° C.
そこで、温度指示調節器17Aa,17Abは、図15(c)に示すように、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18A内の温度が、37℃+Tα(0.5℃)=37.5℃になるまで、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を下降させる指令を2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abに出力する。
これによって、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aaは、回転数を下げて、2,688L/minの還り冷水を熱源装置11Aaへ圧送し、熱源装置11Aaは400RTの仕事をして45℃の温水を生成し、インバータ付き熱源一次ポンプ14Abは、回転数を下げて、3071L/minの還り温水を熱源装置11Abへ圧送し、熱源装置11Abは457RTの仕事をして45℃の温水を生成する。
Therefore, as shown in FIG. 15C, the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab have a temperature in the return header 18A of the primary heat source return thermometers 16Aa and 16Ab of 37 ° C. + Tα (0.5 ° C.) = 37. Until the temperature reaches 5 ° C., commands to lower the rotational speeds of the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters are output to the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters.
As a result, the heat source primary pump 14Aa with an inverter lowers the rotational speed and pumps 2,688 L / min of return cold water to the heat source device 11Aa, and the heat source device 11Aa performs 400 RT to generate 45 ° C. hot water. The heat source primary pump 14Ab with an inverter lowers the rotation speed and pumps 3071 L / min of return hot water to the heat source device 11Ab. The heat source device 11Ab performs 457RT to generate 45 ° C. hot water.
また、45℃の温水のバイパス流量を430L/minから359L/minに減少する。
この制御は、一次側熱源還り温度計16Aa,16Abによる還りヘッダ18A内の温度が、37℃+Tα(0.5℃)=37.5℃になるまで行われる。
以上のように、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aでは、負荷側温水の還り温度(PV値)に基づき、所定の差分(Tα)を足した温度値(T1]pv+Tα)を、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abの設定値(SP)にカスケード制御として入力し、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abの出力値に基づいてインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を制御して、変流量制御を行うことができる。
Moreover, the bypass flow rate of 45 degreeC warm water is reduced from 430 L / min to 359 L / min.
This control is performed until the temperature in the return header 18A by the primary heat source return thermometers 16Aa and 16Ab reaches 37 ° C. + Tα (0.5 ° C.) = 37.5 ° C.
As described above, in the primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment, the temperature value (T1) obtained by adding a predetermined difference (Tα) based on the return temperature (PV value) of the load-side hot water. pv + Tα) is input as a cascade control to the set value (SP) of the inlet temperature indicator regulators 17Aa, 17Ab of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverter, and the temperature indication of the inlet temperature of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverter Based on the output values of the regulators 17Aa and 17Ab, the number of revolutions of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverter can be controlled to perform variable flow rate control.
また、負荷側温水の還り温度(PV値)から2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abの設定値(SP)を求める所定の差分Tα℃分の流量を第1の往きヘッダ13Aと還りヘッダ18Aとの間のバイパス管路19Aを流すようにして、一次側を二次側と比べて所定の差分Tα℃分の流量だけリッチに流すことができる。
また、過渡期には変動しても、バイパス管路19Aにより温水生成器の高温温水が所定の差分Δt℃分還りヘッダに流入するように温度制御され、そのときの負荷熱量に応じたインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Ab流量を、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Ab入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abの出力のみでその内収束するように制御可能である。
Further, the flow rate corresponding to a predetermined difference Tα ° C. for obtaining the set values (SP) of the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab of the inlet temperatures of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters from the return temperature (PV value) of the load-side hot water. Is allowed to flow in a rich manner by a flow rate corresponding to a predetermined difference Tα ° C. compared to the secondary side, by flowing the bypass pipe 19A between the first forward header 13A and the return header 18A.
In addition, even if it fluctuates during the transition period, the temperature is controlled so that the hot water of the hot water generator flows into the return header by a predetermined difference Δt ° C. by the bypass line 19A, and an inverter is provided according to the load heat amount at that time The flow rates of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab can be controlled so as to converge only by the outputs of the temperature indication controllers 17Aa and 17Ab for the inlet temperature of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverter.
また、負荷側冷水の還り温度の計測値PV、所定の差分Tα℃、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の設定値(SP)のバイパス管路19A中のバイパス温水と負荷側還り温水との混合温度(PV+Tα)の予定調和、により、定常状態でのバイパス管路を流れるバイパス温水の、負荷熱量によらない所定の差分Tα分の流量確保へ収束する。
そのため、インバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度の温度指示調節器17Aa,17Abからの出力の比例帯の位置は、図11に示すように、全体の熱搬送量に応じて適宜自動的にシフトしていく。
また、二次側(負荷側)への温度補償については、一次側(熱源側装置10A)の流量が多い(リッチ)になることで担保している。
Further, the measured value PV of the return temperature of the load side cold water, the predetermined difference Tα ° C., the bypass hot water in the bypass line 19A and the load side return hot water of the set value (SP) of the inlet temperature of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with inverters With the planned harmony of the mixing temperature (PV + Tα), the flow of the bypass hot water flowing through the bypass pipe line in a steady state converges to secure a flow rate for a predetermined difference Tα that does not depend on the load heat amount.
Therefore, the position of the proportional band of the output from the temperature indicating regulators 17Aa and 17Ab of the inlet temperature of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters is automatically and appropriately determined according to the total heat transfer amount as shown in FIG. Shift.
Moreover, about the temperature compensation to the secondary side (load side), it is ensured by the flow volume of the primary side (heat source side apparatus 10A) becoming large (rich).
また、制御に必要な計測点が二次側(負荷側装置20A)の還り温度を計測する二次側熱媒還り温度計27Aと、一次側(熱源側装置10A)の還り温度を計測する一次側熱源還り温度計16Aa,16Abとの2つで済むため、制御に必要な観測点が少なく、さらに安価で分解能のよい計測器での制御となる。
また、二次側の還り温度に応じた設定替えをする単純なカスケード制御は、システムの運転中常時作動するのに何の障害もなく切り替えなどの複雑な条件も必要なく、二次側の還り温度から常にTα減じた値に2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度になるようインバータ付き熱源一次ポンプの流量を制御するだけでバイパス管を通じて還り側へ流れ込む往き温度の熱媒との還りヘッダ18Aにおける混合を自動で行えるよう制御するので、総体として、二次側の還り温度が低くなると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を上げた流量を多くし、二次側の還り温度が上がると、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を下げて流量を制限する制御になっており、本発明の目的である熱源装置出口温度の一定制御と合わせて、熱媒の設計温度差から、二次側の還り温度を設計値に近づける制御にもなっている。
Moreover, the measurement point required for control is the secondary side heat medium return thermometer 27A that measures the return temperature of the secondary side (load side device 20A), and the primary that measures the return temperature of the primary side (heat source side device 10A). Since only two of the side heat source return thermometers 16Aa and 16Ab are required, the number of observation points required for the control is small, and the control is performed with an inexpensive and high-resolution measuring instrument.
In addition, the simple cascade control that changes the setting according to the return temperature on the secondary side does not require complicated conditions such as switching without any trouble to operate constantly during the operation of the system. A heat medium with a forward temperature that flows into the return side through the bypass pipe just by controlling the flow rate of the heat source primary pump with inverter so that the temperature of the primary heat source pump 14Aa and 14Ab with two inverters is always reduced to Tα from the temperature. Since the control is performed so that the mixing in the return header 18A can be automatically performed, as a whole, when the return temperature on the secondary side becomes low, the flow rates obtained by increasing the rotation speeds of the heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with two inverters are increased. When the return temperature on the side rises, control is performed to limit the flow rate by lowering the rotational speed of the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters. Cage, together with constant control of the heat source unit outlet temperature is an object of the present invention, the design temperature difference of the heat medium, which is also controlled to approach to the design value went back temperature of the secondary side.
このように、本実施形態に係る一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム1Aでは、二次側(負荷側装置20A)の還り温度の変化で、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの温度設定(SP)値が変化し、2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの入口温度(冷凍機入口温度)との偏差が0となるように2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abの回転数を常時制御することができる。
また、温度指示調節器17Aa,17Abを、二次側還り温度により自動設定変更するだけで制御可能なので単純であり、従来のように特別な制御ロジックや補正に複雑な条件付けを必要とする複雑な制御を要するという問題は解消される。
As described above, in the primary / secondary pump heat source variable flow rate system 1A according to the present embodiment, the temperature of the two inverter-equipped heat source primary pumps 14Aa and 14Ab is determined by the change in the return temperature of the secondary side (load side device 20A). The number of revolutions of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with two inverters so that the setting (SP) value changes and the deviation from the inlet temperature (refrigerator inlet temperature) of the heat source primary pumps 14Aa, 14Ab with two inverters becomes zero. Can always be controlled.
In addition, the temperature indicating controllers 17Aa and 17Ab can be controlled simply by automatically changing the setting based on the secondary return temperature, and are complicated and require complicated special conditions for special control logic and correction as in the past. The problem of requiring control is solved.
なお、本実施形態では、二つの温水生成機(熱源装置)11Aa,11Abと2つのインバータ付き熱源一次ポンプ14Aa,14Abとで熱源側装置10Aを構成したが、本発明はこれに限らず、3台以上の熱源装置及びインバータ付き熱源一次ポンプで熱源側装置10Aを構成してもよい。
また、本実施形態では、負荷側装置20Aを、例えばの例として、熱媒二次ポンプの吐出である第二の往きヘッダにおける負荷側送水圧力に基づいた二次側変流量制御として、第2の往きヘッダ21Aと3つのインバータ付き熱媒二次ポンプ22Aa,22Ab,22Acと、複数の空調負荷24Aa,・・・24Anと、二次側往き管路23Aと、二方弁(流量調整弁)25Aa,・・・25Anと、二次側還り管路26Aと、第二の往きヘッダ21Aに設けた圧力計29Aと、二次側熱媒還り流量計28Aとで構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、前述のように、二次側は空調負荷24Aa,・・・24Anに導入される熱媒温度を一定の温度を要求する変流量の負荷側装置で、二次側熱媒還り温度計27Aさえあれば、そのシステムはどのような制御で構成されていてもよい。
In the present embodiment, the two hot water generators (heat source devices) 11Aa and 11Ab and the two heat source primary pumps 14Aa and 14Ab with inverters constitute the heat source side device 10A, but the present invention is not limited to this. The heat
Moreover, in this embodiment, the load side apparatus 20A is used as the secondary side variable flow rate control based on the load side water supply pressure in the second forward header that is the discharge of the heat medium secondary pump, for example. Forward header 21A, three inverter-equipped heat medium secondary pumps 22Aa, 22Ab, 22Ac, a plurality of air conditioning loads 24Aa,... 24An, a secondary-side forward conduit 23A, and a two-way valve (flow control valve) 25Aa,... 25An, the secondary side return conduit 26A, the pressure gauge 29A provided in the second forward header 21A, and the secondary side heat medium return flow meter 28A have been described. The present invention is not limited to this. As described above, the secondary side is a load side device with a variable flow rate that requires a constant temperature for the heating medium introduced into the air conditioning loads 24Aa,. Even heat transfer thermometer 27A If, the system may be configured in any control.
1,1A 一次・二次ポンプ方式熱源変流量システム
10,10A 熱源側装置
11a,11b 冷凍機(熱源装置)
11Aa,11Ab 温水生成機(熱源装置)
12a,12b,12Aa,12Ab 一次往き管路
13,13A 第1の往きヘッド
14a,14b,14Aa,14Ab インバータ付き熱源一次ポンプ
15a,15b,15Aa,15Ab 一次熱源還り管路
16a,16b,16Aa,16Ab 一次側熱源還り温度計
17a,17b,17Aa,17Ab 温度指示調節器(制御装置)
18,18A 還りヘッダ
19,19A バイパス管路
20,20A 負荷側装置
21,21A 第2の往きヘッダ
22a,22b,22c,22Aa,22Ab,22Ac インバータ付き熱媒二次ポンプ
24a,・・・24n,24Aa,・・・24An 空調負荷
23,23A 二次側往き管路
25a,・・・25n,25Aa,・・・25An 二方弁(流量調節弁)
26,26A 二次側還り管路
27,27A 二次側熱媒還り温度計
A,Aa 演算部
B,Bb 調節部
1,1A Primary / secondary pump type heat source
11Aa, 11Ab Hot water generator (heat source device)
12a, 12b, 12Aa, 12Ab Primary outgoing pipes 13, 13A First
18,
26, 26A Secondary
Claims (3)
前記熱源側装置は、
前記負荷側装置の端部である前記往きヘッダに一次往き管路を介して接続する複数の熱源装置と、
それぞれの熱源装置に対応して一次熱源還り管路を介して接続される複数のインバータ付き熱源一次ポンプと、
一端をそれぞれ熱源装置に接続され、もう片端を前記還りヘッダに接続される一次熱源還り管路には、前記インバータ付き熱源一次ポンプと前記還りヘッダとの間に、それぞれ設けられた一次側熱源還り温度計と、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとを接続するバイパス管路と、
前記一次側熱源還り温度計からの一次側熱源還り温度の計測信号に基づいて前記インバータ付き熱源一次ポンプの流量制御を行う制御装置とで構成され、
前記負荷側装置の前記複数の空調負荷からの熱媒をまとめて前記還りヘッダに戻す二次側還り管路本管には、二次側熱媒還り温度計を設け、
前記二次側熱媒還り温度計の計測値を前記制御装置に入力し、一次側熱源還り温度の設定値を前記二次側熱媒還り温度計の計測値に基づいて逐次設定するカスケード制御を行い、
前記熱源側装置から往きヘッダを介して一定往き温度に保たれた熱媒を送給し、二次側熱媒還り温度と前記往き温度との差分より、一次側熱源還り温度と前記往き温度との差分を常に小さくすることで、前記バイパス管に前記往きヘッダから前記還りヘッダへ向かう流れを形成して、前記熱源側装置を流れる熱媒量を前記負荷側装置を流れる熱媒量と比べて多量(リッチ)に流す
ことを特徴とする一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムである熱源ポンプの変流量制御装置。 To the load-side apparatus which is variable flow control in accordance with a plurality of air-conditioning heat load to the plurality of air conditioning load in processing vital each air heat load, primary and secondary having a heat source-side device connected with the forward header and went back header A heat source pump variable flow rate control device that is a pump type heat source variable flow rate system,
The heat source side device is:
A plurality of heat source devices connected to the forward header which is an end of the load side device via a primary forward conduit;
A plurality of inverter-equipped heat source primary pumps connected via primary heat source return pipes corresponding to the respective heat source devices;
Primary heat source return pipes, each having one end connected to the heat source device and the other end connected to the return header, are respectively provided between the heat source primary pump with inverter and the return header. A thermometer,
A bypass line connecting the forward header and the return header;
A control device that controls the flow rate of the heat source primary pump with an inverter based on a measurement signal of the primary side heat source return temperature from the primary side heat source return thermometer ;
The secondary side return pipe main pipe that collects the heat medium from the plurality of air conditioning loads of the load side device and returns it to the return header is provided with a secondary side heat medium return thermometer,
Cascade control for inputting the measured value of the secondary side heat medium return thermometer to the control device and sequentially setting the set value of the primary side heat source return temperature based on the measured value of the secondary side heat medium return thermometer. There line,
A heat medium maintained at a constant forward temperature is sent from the heat source side device via a forward header, and from the difference between the secondary side heat medium return temperature and the forward temperature, the primary side heat source return temperature and the forward temperature By always reducing the difference between the two, the flow from the forward header to the return header is formed in the bypass pipe, and the amount of heat medium flowing through the heat source side device is compared with the amount of heat medium flowing through the load side device. A variable flow rate control device for a heat source pump, which is a primary / secondary pump type heat source variable flow rate system, characterized by flowing a large amount (rich) .
前記一次側熱源還り温度計で計測される熱媒温度が、前記温度値(T1]pv−Tα)又は前記温度値(T1]pv+Tα)となるように前記インバータ付き熱源一次ポンプの流量制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の一次・二次ポンプ方式熱源変流量システムである熱源ポンプの変流量制御装置。 Based on the heat medium return temperature (T1) measured by the secondary-side heat medium return thermometer, the control device reduces a predetermined difference (Tα) during cooling to a temperature value (T1) pv−Tα) or during heating. Calculate and calculate a temperature value (T1) pv + Tα) obtained by adding a predetermined difference (Tα), and perform cascade control to sequentially set as a set value of the primary side heat source return temperature (inlet temperature of the heat source primary pump with the inverter),
The flow rate control of the heat source primary pump with an inverter is performed so that the heat medium temperature measured by the primary side heat source return thermometer becomes the temperature value (T1] pv−Tα) or the temperature value (T1] pv + Tα). The variable flow rate control device for a heat source pump which is the primary / secondary pump type heat source variable flow rate system according to claim 1 .
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