JP6095360B2 - Thermal load treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、熱負荷処理システムに関する。 The present invention relates to a heat load processing system.
空調対象空間内の空気を加熱または冷却するシステムとしては、特許文献1(特開2003−106731号公報)に示されるシステムが知られている。特許文献1に係るシステムでは、複数の一次側ポンプ、複数の熱源機としての冷凍機またはヒータ、二次側ポンプ及び熱交換器等が配管によって順次接続されることで、熱媒体回路が構成されている。熱媒体回路内には、熱媒体としての水が循環しており、この水と空調対象空間内の空気とが熱交換器にて熱交換されることで、空気は、加熱または冷却される。 As a system for heating or cooling air in an air-conditioning target space, a system disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-106731) is known. In the system according to Patent Document 1, a plurality of primary pumps, refrigerators or heaters as a plurality of heat source devices, a secondary pump, a heat exchanger, and the like are sequentially connected by piping, thereby forming a heat medium circuit. ing. Water as a heat medium circulates in the heat medium circuit, and the water is heated or cooled by heat exchange between the water and the air in the air-conditioning target space in the heat exchanger.
また、上記特許文献1に関連する制御の技術として、特許文献2(特開2009−14300号公報)に示される熱源最適制御が知られている。この熱源最適制御では、制御設定値に基づいて空調熱源設備に関するシミュレーションが実行され、その結果に基づき制御設定値を省エネの促進方向へと導く、いわゆる省エネ制御が行われる。 As a control technique related to the above-mentioned Patent Document 1, heat source optimum control disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-14300) is known. In this heat source optimal control, a simulation related to air conditioning heat source equipment is executed based on the control set value, and so-called energy saving control is performed in which the control set value is guided in the direction of promoting energy saving based on the result.
ところで、特許文献1に係るシステムに対して特許文献2に係る省エネ制御を行う場合、制御設定値には、水の設定温度の他、各熱源機を流れる水の流量(即ち、一次側流量)等が含まれ、当該制御設定値は、例えば数分毎に設定される。各熱源機の負荷率の最適値が異なっているシステムでは、制御設定値に応じて各熱源機の負荷率が設定され、設定された負荷率となるように水の流量制御が行われる。一方で、熱交換器を含む二次側では、その負荷が時々刻々と増減するため、これに伴って熱交換器を流れる水の流量(即ち、二次側流量)も時々刻々と変化してしまう。すると、各熱源機の負荷率の制御設定値は、当該設定値の設定後に変化した二次側流量に対しては適切な値ではなくなり、省エネの促進方向へと導くための制御がなされているとは言い難くなる。 By the way, when performing the energy-saving control which concerns on patent document 2 with respect to the system which concerns on patent document 1, the flow rate of water (namely, primary side flow rate) which flows through each heat-source machine other than preset temperature of water is included in a control setting value. The control setting value is set every few minutes, for example. In a system in which the optimum value of the load factor of each heat source unit is different, the load factor of each heat source unit is set according to the control set value, and the flow rate of water is controlled so as to be the set load factor. On the other hand, since the load on the secondary side including the heat exchanger increases and decreases from moment to moment, the flow rate of water flowing through the heat exchanger (that is, the secondary side flow rate) changes accordingly. End up. Then, the control set value of the load factor of each heat source machine is not an appropriate value for the secondary flow rate changed after the set value is set, and control is performed to lead to the energy saving promotion direction. It becomes difficult to say.
そこで、本発明の課題は、省エネ制御を適切に行うことにある。 Therefore, an object of the present invention is to appropriately perform energy saving control.
本発明の第1観点に係る熱負荷処理システムは、複数の熱源機と、第1配管と、複数のポンプと、制御部とを備える。複数の熱源機は、熱媒体を加熱または冷却し、その負荷率の最適値が互いに異なっている。第1配管は、複数の熱源機それぞれと利用ユニットとを、環状に繋ぐ。利用ユニットは、熱媒体を利用する。複数のポンプは、複数の熱源機それぞれに対応するようにして第1配管上に設けられている。複数のポンプは、第1配管内を流れる熱媒体を、熱源機と利用ユニットとの間で循環させるインバータ式のポンプである。制御部は、省エネ制御を行う。制御部は、省エネ制御において、総消費エネルギー量が減少するように、所定時間毎に各熱源機の負荷率を調整する負荷率調整制御を行う。総消費エネルギー量とは、少なくとも熱源機及びポンプにて消費される消費エネルギー量の総量である。また、省エネ制御において、制御部は、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が所定時間の間に変化した場合、各所定ポンプが循環させる熱媒体の流量の増減比率が互いにほぼ等しくなるように、所定ポンプそれぞれのインバータ周波数を変化させる負荷率維持制御を行う。所定ポンプとは、複数のポンプのうち、少なくとも2台のポンプである。 The thermal load processing system according to the first aspect of the present invention includes a plurality of heat source units, a first pipe, a plurality of pumps, and a control unit. The plurality of heat source units heat or cool the heat medium, and optimum values of the load factors thereof are different from each other. The first pipe connects each of the plurality of heat source units and the utilization unit in an annular shape. The utilization unit utilizes a heat medium. The plurality of pumps are provided on the first pipe so as to correspond to each of the plurality of heat source machines. The plurality of pumps are inverter pumps that circulate a heat medium flowing in the first pipe between the heat source unit and the utilization unit. The control unit performs energy saving control. In the energy saving control, the control unit performs load factor adjustment control that adjusts the load factor of each heat source unit every predetermined time so that the total energy consumption is reduced. The total energy consumption is the total amount of energy consumed by at least the heat source unit and the pump. Further, in the energy saving control, when the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during a predetermined time , the control unit is configured so that the increase / decrease ratio of the flow rate of the heat medium circulated by each predetermined pump is substantially equal to each other. Load ratio maintenance control is performed to change the inverter frequency of each pump. The predetermined pump is at least two of the plurality of pumps.
この熱負荷処理システムによると、所定時間の間に、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が変化した場合、熱媒体の流量の増減比率がほぼ等しくなるように、少なくとも2台のポンプである所定ポンプのインバータ周波数が変化する。すると、所定ポンプのインバータ周波数それぞれは、利用ユニットを流れる熱媒体の流量の増減比率と同様に、同じ割合だけ変化し、所定ポンプに対応する熱源機を流れる熱媒体の流量は、同じ割合だけ変化するようになる。これにより、熱源機を流れる熱媒体の流量に関係する各熱源機の負荷率は、変化した利用ユニット側の熱媒体の流量に対し適切と言える値に変化することができるようになる。従って、所定時間の間に、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が変化しても、熱負荷処理システムは、熱源機の適切な負荷率を用いて、省エネ制御を適切に行うことが可能となる。 According to this thermal load processing system, when the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during a predetermined time, the predetermined pump which is at least two pumps so that the increase / decrease ratio of the flow rate of the heat medium becomes substantially equal. The inverter frequency changes. Then, each inverter frequency of the predetermined pump changes by the same rate as the increase / decrease rate of the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit, and the flow rate of the heat medium flowing through the heat source unit corresponding to the predetermined pump changes by the same rate. To come. As a result, the load factor of each heat source device related to the flow rate of the heat medium flowing through the heat source device can be changed to a value that is appropriate for the changed flow rate of the heat medium on the use unit side. Therefore, even if the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during a predetermined time, the thermal load processing system can appropriately perform energy saving control using an appropriate load factor of the heat source unit. .
本発明の第2観点に係る熱負荷処理システムは、第1観点に係る熱負荷処理システムであって、所定ポンプは、ポンプのうち、運転している熱源機に対応するポンプである。 The thermal load processing system according to the second aspect of the present invention is the thermal load processing system according to the first aspect, and the predetermined pump is a pump corresponding to the operating heat source unit among the pumps.
これにより、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が所定時間の間に変化した場合、運転している熱源機に対応するポンプそれぞれのインバータ周波数が変化することとなる。 Thereby, when the flow volume of the heat medium which flows through a utilization unit changes during predetermined time, the inverter frequency of each pump corresponding to the heat-source machine which is drive | operating will change.
本発明の第3観点に係る熱負荷処理システムは、第2観点に係る熱負荷処理システムであって、制御部は、利用ユニットの負荷に基づいて、運転させるべき熱源機の台数を決定する。そして、制御部は、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が、所定ポンプの定格流量の合計値よりも大きい場合、運転させるべき熱源機の台数を増加させる。 The thermal load processing system according to the third aspect of the present invention is the thermal load processing system according to the second aspect, and the control unit determines the number of heat source devices to be operated based on the load of the utilization unit. Then, the control unit increases the number of heat source devices to be operated when the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit is larger than the total value of the rated flow rates of the predetermined pumps.
これにより、総消費エネルギー量をできるだけ抑えつつも、熱源機を必要な台数だけ運転させることができる。 Thereby, only the required number of heat source units can be operated while suppressing the total energy consumption as much as possible.
本発明の第4観点に係る熱負荷処理システムは、第2観点または第3観点に係る熱負荷処理システムであって、第2配管を更に備える。第2配管は、複数の熱源機全ての入口側と出口側とを繋ぐ。制御部は、第2配管内を熱媒体が流れないことによって、利用ユニットを流れる熱媒体の流量と複数の熱源機それぞれを流れる熱媒体の流量の合計値とが等しくなるように、少なくとも各熱源機の負荷率を調整する制御を行う。 The thermal load processing system according to the fourth aspect of the present invention is the thermal load processing system according to the second aspect or the third aspect, and further includes a second pipe. The second pipe connects the inlet side and the outlet side of all of the plurality of heat source units. The control unit prevents at least each of the heat sources so that the heat medium does not flow in the second pipe so that the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit is equal to the total value of the flow rates of the heat medium flowing through the plurality of heat source units. Control to adjust the load factor of the machine.
これにより、各熱源機を流れる熱媒体の流量の合計値は最小となり、ポンプの消費エネルギー量が最も小さくなる。更に、第2配管には熱媒体が流れないため、熱負荷処理システムが冷房運転を行う際には、各熱源機の入口温度は最も高くなり、各熱源機のCOPが向上する。 Thereby, the total value of the flow rate of the heat medium flowing through each heat source machine is minimized, and the energy consumption of the pump is minimized. Furthermore, since the heat medium does not flow through the second pipe, when the heat load processing system performs the cooling operation, the inlet temperature of each heat source unit becomes the highest, and the COP of each heat source unit improves.
本発明の第5観点に係る熱負荷処理システムは、第4観点に係る熱負荷処理システムであって、制御部は、利用ユニットを流れる熱媒体の流量に、所定ポンプ全ての定格流量の合計値に対する各所定ポンプの定格流量の割合を乗じることで、各所定ポンプの増減比率を互いにほぼ等しくさせる。 A thermal load processing system according to a fifth aspect of the present invention is the thermal load processing system according to the fourth aspect, wherein the control unit adds the rated flow rate of all the predetermined pumps to the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit. By multiplying the ratio of the rated flow rate of each predetermined pump to the ratio, the increase / decrease ratio of each predetermined pump is made substantially equal to each other.
これにより、熱負荷処理システムは、各所定ポンプの増減比率を、確実にほぼ等しくさせることができる。 Thereby, the thermal load processing system can ensure that the increase / decrease ratio of each predetermined pump is substantially equal.
本発明の第6観点に係る熱負荷処理システムは、第2観点から第5観点のいずれかに係る熱負荷処理システムであって、制御部は、2台以上の所定ポンプの中に、循環させるべき熱媒体の流量が定格流量を超えている第1所定ポンプがある場合、該定格流量と循環させるべき熱媒体の流量との差分が第2所定ポンプにて補われるように、各所定ポンプの増減比率を調整する。第2所定ポンプとは、所定ポンプから第1所定ポンプを除く残りのポンプである。 A thermal load processing system according to a sixth aspect of the present invention is the thermal load processing system according to any one of the second to fifth aspects, and the control unit circulates in two or more predetermined pumps. When there is a first predetermined pump in which the flow rate of the heating medium exceeds the rated flow rate, the difference between the rated flow rate and the flow rate of the heating medium to be circulated is compensated by the second predetermined pump. Adjust the increase / decrease ratio. The second predetermined pump is a remaining pump excluding the first predetermined pump from the predetermined pump.
これにより、循環させるべき熱媒体の流量が定格流量を超えている第1所定ポンプがあるとしても、循環させるべき熱媒体の流量全ては、確実に熱源機及び利用ユニットの間を循環することとなる。 Accordingly, even if there is the first predetermined pump in which the flow rate of the heat medium to be circulated exceeds the rated flow rate, all of the flow rate of the heat medium to be circulated is reliably circulated between the heat source unit and the utilization unit. Become.
本発明の第1観点に係る熱負荷処理システムによると、所定時間の間に、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が変化しても、熱源機の適切な負荷率を用いて、省エネ制御を適切に行うことが可能となる。 According to the thermal load processing system according to the first aspect of the present invention, even if the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during a predetermined time, the energy saving control is appropriately performed using the appropriate load factor of the heat source unit. Can be performed.
本発明の第2観点に係る熱負荷処理システムによると、利用ユニットを流れる熱媒体の流量が所定時間の間に変化した場合、運転している熱源機に対応するポンプそれぞれのインバータ周波数が変化することとなる。 According to the thermal load processing system according to the second aspect of the present invention, when the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during a predetermined time, the inverter frequency of each pump corresponding to the operating heat source machine changes. It will be.
本発明の第3観点に係る熱負荷処理システムによると、総消費エネルギー量をできるだけ抑えつつも、熱源機を必要な台数だけ運転させることができる。 According to the thermal load processing system according to the third aspect of the present invention, the necessary number of heat source units can be operated while suppressing the total energy consumption as much as possible.
本発明の第4観点に係る熱負荷処理システムによると、各熱源機を流れる熱媒体の流量の合計値は最小となり、ポンプの消費エネルギー量が最も小さくなる。更に、第2配管には熱媒体が流れないため、熱負荷処理システムが冷房運転を行う際には、各熱源機の入口温度は最も高くなり、各熱源機のCOPが向上する。 According to the thermal load processing system according to the fourth aspect of the present invention, the total value of the flow rate of the heat medium flowing through each heat source unit is minimized, and the energy consumption of the pump is minimized. Furthermore, since the heat medium does not flow through the second pipe, when the heat load processing system performs the cooling operation, the inlet temperature of each heat source unit becomes the highest, and the COP of each heat source unit improves.
本発明の第5観点に係る熱負荷処理システムは、各所定ポンプの増減比率を、確実にほぼ等しくさせることができる。 The thermal load processing system according to the fifth aspect of the present invention can ensure that the increase / decrease ratio of each predetermined pump is substantially equal.
本発明の第6観点に係る熱負荷処理システムによると、循環させるべき熱媒体の流量が定格流量を超えている第1所定ポンプがあるとしても、循環させるべき熱媒体の流量全ては、確実に熱源機及び利用ユニットの間を循環することとなる。 According to the thermal load processing system according to the sixth aspect of the present invention, even if there is a first predetermined pump in which the flow rate of the heat medium to be circulated exceeds the rated flow rate, all the flow rates of the heat medium to be circulated are ensured. It will circulate between a heat source machine and a utilization unit.
以下、本発明に係る熱負荷処理システムについて、図面を参照しつつ詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, a thermal load treatment system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
(1)熱負荷処理システムの全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る熱負荷処理システム10の概略構成図である。熱負荷処理システム10は、該システム10全体の総消費エネルギー量(即ち、総消費電力量)をできるだけ抑える省エネ最適制御運転を行いつつ、最適な温度に調節された空気を空調対象空間RMa,RMb,RMc(図7参照)内に供給することができる。主に、熱負荷処理システム10は、ビル、工場、病院及びホテル等の、比較的大きい建物内に設置されている。
(1) Overall Configuration of Thermal Load Processing System FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermal
このような熱負荷処理システム10は、図1〜2,8に示すように、主として、チラーユニット群20、利用ユニット群30、連絡配管L1〜L4(第1配管に相当)、連通管L5(第2配管に相当)、一次側ポンプ44a〜44c(ポンプに相当)、二次側ポンプ46,47、及びシステムコントローラ80(制御部に相当)を備える。更に、熱負荷処理システム10には、流量計48、電力計49、及び複数の温度検出センサT1,T2,T3a,T3b,T3c,T4a,T4b,T4cが備えられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, such a thermal
チラーユニット群20を構成する複数のチラーユニット20a,20b,20c(熱源機に相当)内部には、図2に示す冷媒回路21が構成されている。更に、図1に示すように、チラーユニット群20は、クーリングタワー70とも接続されており、これらによって放熱回路60が構成されている。また、図1に示すように、一次側ポンプ44a〜44c、チラーユニット群20、二次側ポンプ46,47及び利用ユニット群30等によって、熱媒体回路40が構成されている。
A
(2)熱負荷処理システムの詳細構成
(2−1)チラーユニット群及び冷媒回路
本実施形態に係るチラーユニット群20は、複数のチラーユニット20a〜20cを有している。各チラーユニット20a〜20cは、水冷式の熱源機であって、互いに並列に接続されており、図2に示す冷媒回路21を含んでいる。
(2) Detailed configuration of thermal load processing system (2-1) Chiller unit group and refrigerant circuit The
冷媒回路21は、圧縮機22、放熱器23、チラー側膨張弁24及び蒸発器25等が順次接続されることで構成されている。冷媒回路21内部には、冷媒が充填されている。
The
圧縮機22は、運転容量の調節が可能である。圧縮機22のモータには、インバータを介して電力が供給される。インバータの出力周波数を変更すると、モータの回転数、つまりは回転速度が変更され、圧縮機22の運転容量が変化する。
The
放熱器23は、冷媒回路21と接続された第1伝熱管と、放熱回路60と接続された第2伝熱管とを有している。放熱器23は、冷媒回路21側の第1伝熱管内を流れる冷媒と放熱回路60側の第2伝熱管を流れる熱媒体との間で、熱交換を行わせる。
The
チラー側膨張弁24は、冷媒回路21内の冷媒を減圧させ、減圧させた冷媒を流出するためのものであり、電動膨張弁で構成される。
The chiller
蒸発器25は、冷媒回路21と接続されている第3伝熱管と、熱媒体回路40と接続されている第4伝熱管とを有している。蒸発器25は、冷媒回路21側の第3伝熱管内を流れる冷媒と、熱媒体回路40側の第4伝熱管を流れる熱媒体との間で、熱交換を行わせる。
The
このような冷媒回路21を含む各チラーユニット20a〜20cは、熱媒体としての水を冷却または加熱する。特に、本実施形態では、チラーユニット20a〜20cが最適に運転することのできる負荷率(即ち、負荷率の最適値。以下、最適負荷率と呼称する)が互いに異なっている。一例としては、チラーユニット20a〜20cそれぞれの最適負荷率が、順に“70%”“40%”“30%”となっている。
Each
(2−2)放熱回路
放熱回路60には、熱媒体としての水が充填されている。放熱回路60は、主として、各チラーユニット20a〜20c内の放熱器23、水ポンプ61、及びクーリングタワー70が、順次接続されることで構成されている。水ポンプ61は、吐出流量の調節が可能であり、放熱回路60内の水を循環させる。クーリングタワー70では、放熱回路60を循環する水が冷却される。
(2-2) Heat Dissipation Circuit The
なお、図1において、水ポンプ61に付された矢印は、放熱回路60における水の流れ方向を表している。
In FIG. 1, the arrow attached to the
(2−3)熱媒体回路、流量計及び温度検出センサ
熱媒体回路40は、熱媒体としての水が充填された閉回路を構成している。熱媒体回路40は、主として、一次側ポンプ44a,44b,44cと、各チラーユニット20a〜20c内の蒸発器25と、バイパス弁45と、二次側ポンプ46,47と、利用ユニット群30を構成する各利用ユニット30a,30b,30c内の利用側熱交換器33a,33b,33c及び利用側弁32a,32b、32cとが、連絡配管L1〜L4によって順次接続されることで構成されている。更に、熱媒体回路40は、連通管L5によって、各チラーユニット20a〜20cの入口側と出口側とが接続されることによっても、構成されている。
(2-3) Heat medium circuit, flow meter and temperature detection sensor The
具体的には、連絡配管L1は、一端が各チラーユニット20a〜20cの出口側となる蒸発器25の一端に連結され、他端が第1送りヘッダー42を介して第2送りヘッダー43に連結されている。連絡配管L2は、一端が第2送りヘッダー43の流出口に連結されている。連結配管L2の他端側は、途中で分岐しており、その分岐先端部は、各利用ユニット30a〜30cの入口側となる利用側熱交換器33a〜33cに連結されている。連絡配管L3は、一端が各利用ユニット30a〜30cの出口側となる各利用側弁32a〜32cの出口側に連結されている。連絡配管L3の他端側は、途中で合流しており、その合流先端部は、戻りヘッダー41に連結されている。連絡配管L4は、チラーユニット20a〜20cの数に応じて3本設けられている。各連絡配管L4は、一端が戻りヘッダー41に連結され、他端は各チラーユニット20a〜20cの入口側となる蒸発器25の他端に連結されている。即ち、連絡配管L1〜L4は、チラーユニット20a〜20cと利用ユニット30a〜30cとを環状に繋いでいると言え、その内部には、熱媒体である水が流れる。
Specifically, one end of the connection pipe L1 is connected to one end of the
そして、連通管L5は、チラーユニット20a〜20c全ての入口側と出口側(具体的には、蒸発器25の入口側と出口側)とを、第1送りヘッダー42及び戻りヘッダー41を介して接続している。具体的に、各チラーユニット20a〜20cの入口側に接続された連絡配管L1は、第1送りヘッダー42に接続されており、各チラーユニット20a〜20cの出口側に接続された連絡配管L4は、戻りヘッダー41に接続されている。連通管L5は、この第1送りヘッダー42及び戻りヘッダー41を繋ぐことで、利用ユニット30a〜30cを介さずに、チラーユニット20a〜20cの入口側と出口側とを繋ぐことができている。連通管L5内には、チラーユニット20a〜20cから流出した熱媒体である水のうち、利用ユニット30a〜30c内を流れない水が、戻りヘッダー41側に流れる。即ち、連通管L5は、利用ユニット30a〜30cにて利用されない分の水を、チラーユニット20a〜20cに再度戻すための管であると言える。
The communication pipe L5 connects the inlet side and outlet side of all the
一次側ポンプ44a〜44cは、連絡配管L4上において、各チラーユニット20a〜20cに対応して3つ設けられている。一次側ポンプ44a〜44cは、容量調整が可能であって吐出容量を調整することができる容量可変型のポンプであって、システムコントローラ80によりインバータ駆動される。即ち、本実施形態に係る一次側ポンプ44a〜44cは、インバータ式のポンプであると言える。このような一次側ポンプ44a〜44cは、図1において、一次側ポンプ44a〜44cに付された矢印に示されるように、各利用ユニット30a〜30c(より具体的には、各利用側弁32a〜32c)から流出した熱媒体としての水を、各チラーユニット20a〜20cへと送ることで、熱媒体回路40内の水を循環させる。即ち、一次側ポンプ44a〜44cは、連絡配管L1〜L4内を流れる熱媒体(即ち、水)を、チラーユニット20a〜20cと利用ユニット30a〜30cとの間で循環させる。
Three
なお、蒸発器25では、熱媒体回路40内を循環する水が、例えば冷却される。
In the
バイパス弁45は、チラーユニット20aに流れる水の流量を調節する。つまり、チラーユニット20aを流れる水の流量は、バイパス弁45の開度によって決まる。
The
二次側ポンプ46,47は、連絡配管L1上のうち、第1送りヘッダー42と第2送りヘッダー43との間に、チラーユニット20b,20cに対応して2つ設けられている。二次側ポンプ46,47は、一次側ポンプ44a〜44cと同様、容量調整が可能であり吐出容量を調整することができる容量可変型のポンプであって、システムコントローラ80によりインバータ駆動される。即ち、本実施形態に係る二次側ポンプ46,47も、インバータ式のポンプであると言える。このような二次側ポンプ46,47は、図1において、二次側ポンプ46,47に付された矢印に示されるように、各チラーユニット20b,20cから流出した熱媒体としての水を、各利用ユニット30a〜30cへと送ることで、熱媒体回路40内の水を循環させる。
Two
なお、各利用ユニット30a,30b,30c内の利用側弁32a〜32c及び利用側熱交換器33a〜33cについては、「(2−4)利用ユニット群」にて説明する。
The
更に、熱媒体回路40には、流量計48及び複数のセンサT1,T2,T3a〜T3c,T4a〜T4cが取り付けられている。流量計48は、連絡配管L3上のうち、各利用ユニット30a〜30cから流出した水が合流して流れる部分であって、且つ戻りヘッダー41の手前側に取り付けられている。流量計48は、利用ユニット30a〜30cを流れてきた水の流量の総量q2allを計測する。
Further, the
温度検出センサT1は、連絡配管L2上のうち該配管L2が分岐される前の部分であって、且つ第2送りヘッダー43付近に取り付けられている。温度検出センサT1は、連絡配管L2内を流れる熱媒体である水の温度を検知する。温度検出センサT2は、連絡配管L3上のうち該配管L3が合流した後の部分であって、且つ戻りヘッダー41付近に取り付けられている。温度検出センサT2は、連絡配管L3内を流れる熱媒体である水の温度を検知する。温度検出センサT3a〜T3cは、連絡配管L4上のうちチラーユニット20a〜20cの入口付近に、各チラーユニット20a〜20cに対応するようにして3つ設けられている。温度検出センサT3は、各連絡配管L4内を流れる熱媒体である水の温度、つまりは各チラーユニット20a〜20cの入口温度Twin1〜Twin3を検知する。温度検出センサT4a〜T4cは、連絡配管L1上のうちチラーユニット20a〜20cの出口付近に、各チラーユニット20a〜20cに対応するようにして3つ設けられている。温度検出センサT4は、各連絡配管L1内を流れる熱媒体である水の温度、つまりは各チラーユニット20a〜20cの出口温度Twout1〜Twout3を検知する。
The temperature detection sensor T1 is attached to the vicinity of the
流量系48及び温度検出センサT1〜T2,T3a〜T3a,T4a〜T4cによる検知結果は、システムコントローラ80に取り込まれ、各種制御に利用される。
The detection results by the
(2−4)利用ユニット群
図1に示すように、利用ユニット群30は、互いに並列に接続された複数の利用ユニット30a,30b,30cで構成されている。図7に示すように、各利用ユニット30a〜30cは、異なる空調対象空間RMa,RMb,RMcに設置されている。
(2-4) Utilization Unit Group As shown in FIG. 1, the
各利用ユニット30a〜30cは、概ね直方体形状のケーシング31a〜31cを有している。各ケーシング31a〜31cの内部には、空気が流通する空気通路が形成されている。空気通路の流入端には、吸い込みダクト31ab,31bb,31cbの一端が接続され、空気通路の流出端には、給気ダクト31aa,31ba,31caの一端が接続されている。吸い込みダクト31ab〜31cb及び給気ダクト31aa〜31caの他端は、それぞれ空調対象空間RMa〜RMcに接続されている。
Each
各ケーシング31a〜31cの内部には、熱媒体回路40を構成する利用側弁32a〜32c及び利用側熱交換器33a〜33cの他、電気ヒータ34a,34b,34c、散水式加湿器35a,35b,35c及び送風ファン36a,36b,36cが配備されている。特に、各ケーシング31a〜31c内の空気通路には、上流側から下流側に向かって順に、利用側熱交換器33a〜33b、電気ヒータ34a,34b,34c、散水式加湿器35a,35b,35c及び送風ファン36a,36b,36cが配備されている。
Inside each
利用側弁32a〜32cは、利用側熱交換器33a〜33cそれぞれに流れる水の量を調節する。つまり、利用ユニット30a〜30cを流れる水の流量は、利用側弁32a〜32cそれぞれの開度によって決まる。
The
利用側熱交換器33a〜33cは、空調対象空間RMa〜RMc内の空気RAa,RAb,RAcと熱媒体回路40内の水との間で熱交換を行わせて、空気RAa〜RAcを加熱または冷却させる。具体的に、利用側熱交換器33a〜33cは、複数の伝熱フィンと、該伝熱フィンを貫通する伝熱管とを有する、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。利用側熱交換器33a〜33cが有する伝熱管には、熱媒体回路40を循環する水が流れ、伝熱管及び伝熱フィンを介して水の熱が空気に供給されることで、空気が加熱または冷却されるようになっている。
The use
電気ヒータ34a〜34cは、空気の温度を上げるための機器である。電気ヒータ34a〜34cは、出力を段階的に変化させることが可能であって、空気の加熱量を調節できる。
The
散水式加湿器35a〜35cは、ケーシング31a〜31cの外部に設置されたタンク(図示せず)と接続されている。散水式加湿器35a〜35cは、タンク内の水をノズルから空気中へ散布することで、ケーシング31a〜31c内を流れる空気を加湿する。つまり、散水式加湿器35a〜35cは、空気の湿度を高めるための機器であり、空気への加湿量を調節できる。
The watering
送風ファン36a〜36cは、インバータ制御によって回転数を段階的に変化させることが可能であって、加熱または冷却された空気の送風量を調節できる送風機である。送風ファン36a〜36cは、利用側熱交換器33a〜33c、電気ヒータ34a〜34c及び散水式加湿器35a〜35cを経て空調対象空間RMa〜RMc内へと吹き出される空気の流れを生成する。以下では、空調対象空間RMa〜RMc内へと吹き出される空気を、供給空気SAa,SAb,SAcと言う。
The
更に、各利用ユニット30a〜30cの内部には、図7に示すように、様々なセンサS1a〜S4a,S1b〜S4b,S1c〜S4cが設けられている。具体的には、各利用ユニット30a〜30cには、水用入口温度センサS1a,S1b,S1c、水用出口温度センサS2a,S2b,S2c、空気用入口温度センサS3a,S3b,S3c、及び空気用入口湿度センサS4a,S4b,S4cが、設けられている。
Furthermore, as shown in FIG. 7, various sensors S1a to S4a, S1b to S4b, and S1c to S4c are provided in each
水用入口温度センサS1a〜S1cは、各利用ユニット30a〜30cにおける利用側熱交換器33a〜33cの、水の入口付近に設けられており、各利用ユニット30a〜30cへと流入してくる水の温度を検知する。水用出口温度センサS2a〜S2cは、各利用ユニット30a〜30cにおける利用側弁32a〜32cの、水の出口付近に設けられており、各利用ユニット30a〜30cから流出する熱交換後の水の温度を検知する。空気用入口温度センサS3a〜S3cは、ケーシング31a〜31cと吸い込みダクト31ab〜31cbとの接続部分である空気RAa〜RAcの流入口付近に設けられており、吸い込みダクト31ab〜31cbを介してケーシング31a〜31c内部に流入してくる空気RAa〜RAcの温度を検知する。空気用入口湿度センサS4a〜S4cは、空気用入口温度センサS3a〜S3cと同様、ケーシング31a〜31cと吸い込みダクト31ab〜31cbとの接続部分である空気RAa〜RAcの流入口付近に設けられており、吸い込みダクト31ab〜31cbを介してケーシング31a〜31c内部に流入してくる空気RAa〜RAcの湿度を検知する。これらセンサS1a〜S4a,S1b〜S4b,S1c〜S4cによる検知結果は、システムコントローラ80に取り込まれ、各種制御に利用される。
The water inlet temperature sensors S1a to S1c are provided in the vicinity of the water inlets of the use
(2−5)電力計
図1に示すように、商用電源90とクーリングタワー70とは、電源配線によって電気的に接続されており、熱負荷処理システム10の構成要素である利用ユニット30a〜30c等には、商用電源90からの電源がクーリングタワー70を介して供給されるようになっている。電力計49は、商用電源90とクーリングタワー70とを繋ぐ電源配線上に取り付けられている。電力計49は、熱負荷処理システム10全体の総消費エネルギー量(即ち、消費電力量)を計測する。
(2-5) Wattmeter As shown in FIG. 1, the
(2−6)システムコントローラ
システムコントローラ80は、熱負荷処理システム10を統括的に制御するためのものである。システムコントローラ80については、後に詳述する。
(2-6) System Controller The
(3)熱負荷処理システムの基本動作
次に、熱負荷処理システム10の運転動作について説明する。熱負荷処理システム10は、空気の冷却と除湿とを行う冷房除湿運転(図3)、空気の冷却と加湿とを行う冷房加湿運転(図4)、空気の除湿と加熱とを行う暖房除湿運転(図5)、及び空気の加熱と加湿とを行う暖房加湿運転(図6)、のいずれかを行うことができる。これにより、熱負荷処理システム10は、空調対象空間RMa〜RMc内の温度及び湿度を、例えば設定温度である23℃及び設定湿度である50%になるように、空気調和運転を行うことができる。
(3) Basic operation of thermal load processing system Next, the operation of the thermal
(3−1)冷房除湿運転
図3に示す冷房除湿運転では、圧縮機22、各種ポンプ44a〜44c,46,47,61、及び送風ファン36a〜36cの運転が行われる。
(3-1) Cooling and Dehumidifying Operation In the cooling and dehumidifying operation shown in FIG. 3, the
冷房除湿運転では、基本的には、電気ヒータ34a〜34cが停止状態となり、散水式加湿器35a〜35cの散水も停止状態となる。冷房除湿運転では、冷媒回路21において冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機22で圧縮された冷媒が、放熱器23において、放熱回路60を流れる水に放熱して凝縮する。放熱器23で冷却された冷媒は、チラー側膨張弁24で減圧された後に、蒸発器25において、熱媒体回路40を流れる水から吸熱して蒸発する。蒸発器25で蒸発した冷媒は、圧縮機22に吸入されて圧縮される。なお、放熱器23で加熱された放熱回路60を流れる水は、クーリングタワー70において室外空気へ放熱する。熱媒体回路40では、冷媒回路21の蒸発器25で冷却された水が、各利用側熱交換器33a〜33cにおいて、各ケーシング31a〜31c内の空気通路を流れる空気を冷却する。各利用側熱交換器33a〜33cを通過した水は、冷媒回路21の蒸発器25に戻って再び冷却される。熱媒体回路40では、蒸発器25において水が冷媒から得た冷熱が、各利用側熱交換器33a〜33cに搬送され空気に供給される。
In the cooling and dehumidifying operation, basically, the
各利用ユニット30a〜30cでは、既に述べたように、吸い込みダクト31ab〜31cbによって空調対象空間RMa〜RMcそれぞれから取り込まれた室内空気RAa〜RAcが、ケーシング31a〜31c内の空気通路を流れる。この空気は、各利用側熱交換器33a〜33cにおいて熱媒体回路40の水によって冷却されて除湿される。各利用側熱交換器33a〜33cで冷却及び/または除湿された空気は、給気ダクト31aa〜31caを介して、供給空気SAa〜SAcとして各空調対象空間RMa〜RMcへと供給される。
In each
(3−2)冷房加湿運転
図4に示す冷房加湿運転は、除湿冷房運転に加えて各散水式加湿器35a〜35cの散水による加湿が行われる運転である。各利用側熱交換器33a〜33cにおいて熱媒体回路40の水によって空気が冷却されて除湿されるまでは、上述の冷房除湿運転と同じであり、その冷却及び/または除湿された空気に各散水式加湿器35a〜35cによる散水が行われる。
(3-2) Cooling / humidifying operation The cooling / humidifying operation shown in FIG. 4 is an operation in which humidification is performed by watering the watering-
各利用側熱交換器33a〜33cによる冷却及び/または除湿にて、供給空気SAa〜SAcの温度は、所望される設定温度に達することができる。しかし、この冷房加湿運転は、冷却に伴う除湿効果によって空調対象空間RMa〜RMc内の湿度が所望される設定湿度を下回ってしまう場合に、行われる。
By cooling and / or dehumidifying by the use
(3−3)暖房除湿運転
図5に示す暖房除湿運転は、再熱除湿運転とも呼ばれる運転である。各利用側熱交換器33a〜33cによる除湿及び/または冷却にて、供給空気SAa〜SAcの湿度は、所望される設定湿度に達することができる。しかし、この暖房除湿運転は、除湿に伴う冷却効果によって空調対象空間RMa〜RMc内の温度が所望される設定温度を下回ってしまう場合に、行われる。
(3-3) Heating / Dehumidifying Operation The heating / dehumidifying operation shown in FIG. 5 is an operation called a reheat dehumidifying operation. With the dehumidification and / or cooling by the use
この除湿暖房運転では、各利用側熱交換器33a〜33cにおいて除湿のために空気に供給された冷熱量が大きく、必要以上に空気が冷やされた場合に、電気ヒータ34a〜34cが作動して空気再加熱する。
In the dehumidifying and heating operation, when the amount of cold supplied to the air for dehumidification is large in each of the use
(3−4)暖房加湿運転
図6に示す暖房加湿運転では、電気ヒータ34a〜34c、散水式加湿器35a〜35c及び送風ファン36a〜36cの運転が行われる。一方、圧縮機22、及び各種ポンプ44a〜44c,46,47,61の運転は、停止される。
(3-4) Heating / humidifying operation In the heating / humidifying operation shown in FIG. 6, the
暖房加湿運転では、各利用ユニット30a〜30cにおいて、空調対象空間RMa〜RMcから取り込まれた空気RAa〜RAcが、まずは各電気ヒータ34a〜34cによって加熱され、次に各散水式加湿器35a〜35cによって加熱されて、供給空気SAa〜SAcとして空調対象空間RMa〜RMc内に供給される。
In the heating / humidifying operation, the air RAa-RAc taken in from the air-conditioning target spaces RMa-RMc is first heated by the
(4)システムコントローラについての詳細説明
図8は、本実施形態に係るシステムコントローラ80の内部構成と、該コントローラ80に接続された各種機器とを、模式的に表すブロック図である。図8に示すように、システムコントローラ80は、主として、メモリ81及びCPU82にて構成されており、チラーユニット20a〜20c、利用ユニット30a〜30c、各種ポンプ44a〜44c,46,47,61、流量計48、電力計49及び各種センサT1〜T2,T3a〜T3c,T4a〜T4c,S1a〜S4a,S1b〜S4b,S1c〜S4cと接続されている。システムコントローラ80は、流量計48及び電力計49の計測結果及び各種センサT1〜T2,T3a〜T3c,T4a〜T4c,S1a〜S4a,S1b〜S4b,S1c〜S4cの検出結果に基づいて、チラーユニット20a〜20c、利用ユニット30a〜30c及び各種ポンプ44a〜44cを制御することで、上述した熱負荷処理システム10の基本動作を行わせる。
(4) Detailed Description of System Controller FIG. 8 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the
メモリ81は、ROMとRAMとで構成されており、ROMには、CPU82が読み出して実行する各種プログラム等が格納されている。RAMは、CPU82のワークメモリとして機能する他、CPU82によって書き換え可能な各種情報が格納されている。
The
このようなシステムコントローラ80が行う主な制御としては、末端差圧制御が挙げられる。末端差圧制御とは、チラーユニット群20側からみて最も遠い位置にある利用ユニット30a〜30c(即ち、末端の利用ユニット30a〜30c)にも、適した流量の水を供給するための制御である。図1に示すように、熱負荷処理システム10には、複数の利用ユニット30a〜30cが備えられているためである。
The main control performed by the
例えば、個々の利用ユニット30a〜30cが、建物における別々の階層に設置されており、一方でチラーユニット群20が一番下の階層に設置されているとする。一番上の階層に設置されている利用ユニット(例えば、利用ユニット30a)が、チラーユニット群20から見て一番遠いところに設置されているユニットであるとする。この場合、一番遠い位置にある利用ユニット30aにおいては、利用側弁32aの開度を全開にしたとしても、該ユニット30aの入口側と出口側との圧力差(即ち、送水圧)が不足していれば、流量の適量な水が利用ユニット30aに供給されないこととなってしまう。そこで、システムコントローラ80は、上記送水圧を適切に保つことで、各利用ユニット30a〜30cに水を確実に送る制御として、末端差圧制御を行う。
For example, it is assumed that the
また、上記末端差圧制御以外に、システムコントローラ80が行う主な制御としては、省エネ最適制御が挙げられる。省エネ最適制御とは、熱負荷処理システム10全体の総消費エネルギー量が減少するように、所定時間毎に熱負荷処理システム10の各種構成要素に関する最適な運転パラメータを調整し、調整した運転パラメータにて各種構成要素を運転させる制御である。このような省エネ最適制御は、末端差圧制御と並行して行われる。
In addition to the terminal differential pressure control, the main control performed by the
ここで、上記総消費エネルギー量には、少なくともチラーユニット20a〜20c及び一次側ポンプ44a〜44cにて消費された消費エネルギー量が含まれる。本実施形態に係る総消費エネルギー量には、チラーユニット20a〜20c及び一次側ポンプ44a〜44cにおける消費エネルギー量の他、二次側ポンプ46,47及び利用ユニット30a〜30c等の、熱負荷処理システム10の各種構成要素のうち電力を消費する対象となりえるものによる消費エネルギー量も、含まれているとする。
Here, the total energy consumption includes at least the energy consumed by the
以下、省エネ最適制御について詳述する。省エネ最適制御では、総消費エネルギー量を最小とするための運転パラメータの算出処理が、流量計48の計測結果(具体的には、利用ユニット30a〜30cを流れてきた水の流量の合計値)及び各種センサT1〜T2,T3a〜T3c,T4a〜T4c,S1a〜S4a,S1b〜S4b,S1c〜S4cの検知結果等と、熱負荷処理システム10を構成する各種機器の特性を示した機器モデルとを用いて、所定時間毎に行われる。この算出処理において求められる運転パラメータには、各チラーユニット20a〜20cの負荷率、熱媒体回路40内を循環する水の温度、二次側ポンプ46,47の送水圧等が含まれる。
Hereinafter, the energy-saving optimum control will be described in detail. In energy-saving optimal control, the operation parameter calculation process for minimizing the total energy consumption is the measurement result of the flow meter 48 (specifically, the total value of the flow rate of water flowing through the
そして、求められた運転パラメータを用いて各種機器の制御が行われることで、各チラーユニット20a〜20cに流れる水の流量(以下、一次側流量q1と呼称する)が制御される。図1で示した熱媒体回路40の構成上、各チラーユニット20a〜20cの出口温度Twout1〜Twout3は互いに等しく、且つ各チラーユニット20a〜20cの入口温度Twin1〜Twin3も互いに等しいため、各チラーユニット20a〜20cの能力は、一次側流量q1に比例する。故に、システムコントローラ80は、各チラーユニット20a〜20cの一次側流量q1を制御することにより、各チラーユニット20a〜20cの実際の負荷率を最適負荷率にすることが可能となる。
And the flow volume of water (henceforth the primary side flow volume q1) which flows into each
まとめると、省エネ最適制御では、総消費エネルギー量を減少させることを目的とする一次側流量q1の制御が、所定時間経過毎に行われる。そして、一次側流量q1の制御が行われた後の実際の各種運転データ(例えば、運転しているチラーユニット20a〜20cの台数等)は、更に所定時間経過後に行われる運転パラメータの算出処理にて、いわゆるフィードバック要素として用いられる。
In summary, in the energy saving optimal control, the primary flow rate q1 for the purpose of reducing the total energy consumption is controlled every predetermined time. Then, actual operation data (for example, the number of
しかしながら、チラーユニット20a〜20cに対して二次側となる利用ユニット30a〜30cの運転状況は、たとえ上記所定時間の間であっても、変化する。故に、二次側である利用ユニット30a〜30cの熱負荷は、利用ユニット30a〜30cがどのような状態でどの程度運転しているかが変化することで、時々刻々と変化していく。すると、利用ユニット30a〜30cの熱負荷の変化に伴い、各利用ユニット30a〜30cを流れる水の流量(以下、二次側流量q2と呼称する)が変化する。そのため、システムコントローラ80は、チラーユニット20a〜20cの一次側流量q1の総量q1allを、二次側流量q2の変化(具体的には、二次側流量q2の総量q2all)に追従させて変化させる制御を行う必要がある。しかし、システムコントローラ80がこのような制御を行うと、所定時間経過毎に調整されるチラーユニット20a〜20cの最適負荷率が、変化した一次側流量q1に対して必ずしも最適な値であるとは言い難くなる。つまり、求められた運転パラメータに含まれる最適負荷率と、現状において最適と言える負荷率とが乖離してしまう。
However, the operating status of the
そこで、本実施形態に係るシステムコントローラ80は、上記省エネ最適制御において、二次側流量q2の総量q2allが所定時間の間に変化した場合であっても、実際のチラーユニット20a〜20cが最適負荷率を維持するための最適負荷率維持制御を行う。最適負荷率維持制御とは、二次側流量q2の総量q2allが所定時間の間に変化した場合、3つの一次側ポンプ44a〜44cのうち少なくとも2つの一次側ポンプである所定ポンプそれぞれのインバータ周波数を、各所定ポンプが循環させる水の流量の増減比率が互いにほぼ等しくなるように変化させる制御である。
Therefore, the
ここで、所定ポンプとは、具体的には、一次側ポンプ44a〜44cのうち、運転しているチラーユニット20a〜20cに対応する一次側ポンプ44a〜44cのことを言う。即ち、最適負荷率維持制御とは、少なくとも2台のチラーユニット20a〜20c及びこれに対応する少なくとも2台の一次側ポンプ44a〜44cが運転している状態にて、行われる制御であると言える。
Here, the predetermined pump specifically refers to the
以下では、上記最適負荷率維持制御に際し、システムコントローラ80に係るCPU82が具体的にどのような制御動作を行うのかについて、説明する。
In the following, a specific control operation performed by the
(4−1)熱源台数制御動作
図9は、本実施形態に係る最適負荷率維持制御において行われる熱源台数制御の制御動作の流れを表している。図9に示すように、先ずは、CPU82は、利用ユニット30a〜30cの熱負荷である二次側熱負荷を算出する(S1)。具体的には、CPU82は、流量計48の計測結果である二次側流量q2の総量q2all、各温度検出センサT3a〜T3c,T4a〜T4cの検出結果であるチラーユニット20a〜20cの入口温度Twin1〜Twin3及び出口温度Twout1〜Twout3を、次式(1)に当てはめることで、二次側熱負荷Lo2を求める。二次側熱負荷Lo2は、利用ユニット30a〜30c全ての負荷の合計値に相当する。
(4-1) Heat Source Number Control Operation FIG. 9 shows the flow of the control operation of the heat source number control performed in the optimum load factor maintenance control according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, first, the
次いで、CPU82は、ステップS1で算出した二次側熱負荷Lo2に基づいて、二次側流量q2の総量q2allが所定ポンプの定格流量Rf1,Rf2,Rf3の合計値Trよりも小さい条件の下(q2all<Tr)、運転させるべきチラーユニット20a〜20cの台数を決定する(S2)。そして、CPU82は、決定した台数分のチラーユニット20a〜20c及びこれに対応する一次側ポンプ44a〜44cを運転させ、且つ運転させた一次側ポンプ44a〜44cを所定ポンプとして決定する(S3)。
Next, based on the secondary side thermal load Lo2 calculated in step S1, the
なお、所定ポンプの定格流量Rf1〜Rf3とは、熱媒体回路40の一次側、つまりはチラーユニット20a〜20c側において、運転している一次側ポンプ44a〜44cそれぞれが循環させることのできる水の流量の上限値に相当する。
Note that the rated flow rates Rf1 to Rf3 of the predetermined pump are the water that can be circulated by the
そして、既に述べたように、運転パラメータの算出処理が所定時間の間隔毎に行われるが、この所定時間の間に二次側流量q2の総量q2allが変化した場合には(S4のYes)、CPU82は、当該二次側流量q2の総量q2allと現在の所定ポンプ(つまりは、運転している一次側ポンプ44a〜44c)の定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trとを比較する(S5)。現在の二次側流量q2の総量q2allが所定ポンプの定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trよりも大きい場合には(q2all>Tr,S5のYes)、CPU82は、運転させるべきチラーユニット20a〜20c及びこれに対応する一次側ポンプ44a〜44cの台数を増加させ、且つ運転している一次側ポンプ44a〜44cに従って所定ポンプを更新する(S6)。各利用ユニット30a〜30cを流れる水の流量の総量q2allが、各チラーユニット20a〜20cを流れる水の流量の総量q1allよりも大きくなってしまうことを(q2all>q1all)、回避するためである。
As described above, the operation parameter calculation process is performed at predetermined time intervals. When the total amount q2all of the secondary flow rate q2 changes during the predetermined time (Yes in S4), The
但し、ステップS4において、所定時間の間に二次側流量q2の総量q2allが変化しない場合(S4のBo)、及びステップS5において、二次側流量q2の総量q2allが所定ポンプの定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trよりも小さい場合には(q2all<Tr,S5のNo)、次回の運転パラメータの調整時間となるまで、ステップS3の状態が待機される。ステップS6の後も、次回の運転パラメータの調整時間となるまでは、ステップS3の状態が待機される。 However, in step S4, when the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 does not change during the predetermined time (Bo of S4), and in step S5, the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 is the rated flow rate Rf1 to Rf1 of the predetermined pump. When it is smaller than the total value Tr of Rf3 (q2all <Tr, No in S5), the state of step S3 is waited until the next operation parameter adjustment time is reached. Even after step S6, the state of step S3 is on standby until the next operation parameter adjustment time comes.
上述した熱源台数制御の具体例を述べる。仮に、上式(1)で求めた二次側熱負荷Lo2が“80kW”、各チラーユニット20a〜20cの能力が順に“50kW”“40kW”“30kW”、一次側ポンプ44a〜44cの定格流量Rf1〜Rf3が順に“143L/min”“114L/min”“86L/min”であるとする。チラーユニット20a〜20cの順に熱源台数制御が行われる場合には、CPU82は、二次側熱負荷Lo2が“80kW”であるため、2台のチラーユニットであるチラーユニット20a,20bを運転させるべきだと判断することができる。何故ならば、チラーユニット20a,20bの能力の合計値は“90kW”であり、二次側熱負荷Lo2“80kW”よりも高く(80kW<90kW)、よって最小限となる2台のチラーユニット20a,20bを運転させることによって、総消費エネルギー量を最小としつつも、現時点における二次側熱負荷Lo2に十分に対応することができるためである。なお、この際、二次側流量q2の総量q2allが、2台のチラーユニット20a,20bそれぞれの定格流量Rf1〜Rf3の合計値Tr“257L/min”よりも小さい条件が満たされているとする。
A specific example of the heat source number control described above will be described. Temporarily, the secondary side thermal load Lo2 obtained by the above equation (1) is “80 kW”, the capacities of the
この状態では、所定ポンプは、チラーユニット20a,20bそれぞれに対応する一次側ポンプ44a,44bの2台となる。
In this state, the predetermined pumps are two
また、所定時間の間に、二次側流量q2の総量q2allが“286L/min”へと変化したとする(S4のYes)。この場合、二次側流量q2の総量q2all“286L/min”は、運転している所定ポンプ(具体的には、一次側ポンプ44a,44b)の定格流量Rf1〜Rf2の合計値Tr“257L/min”よりも大きいため(q2all>Tr,S5のYes)、CPU82は、運転していないチラーユニット20c及びこれに対応する一次側ポンプ44cを更に運転させる。この状態では、所定ポンプは、一次側ポンプ44a〜44cの3台となる。
Further, it is assumed that the total amount q2all of the secondary flow rate q2 changes to “286 L / min” during a predetermined time (Yes in S4). In this case, the total amount q2all “286L / min” of the secondary side flow rate q2 is the total value Tr “257L / R of the rated flow rates Rf1 to Rf2 of the predetermined pump being operated (specifically, the primary side pumps 44a and 44b). Since it is larger than min ″ (q2all> Tr, Yes in S5), the
(4−2)連通管における水の流量最小制御動作
本実施形態に係る最適負荷率維持制御において行われる制御動作としては、上述した熱源台数制御動作以外に、連通管L5における水の流量最小制御動作が挙げられる。
(4-2) Water Flow Minimum Control Operation in the Communication Pipe As the control operation performed in the optimum load factor maintenance control according to the present embodiment, the water flow minimum control in the communication pipe L5 other than the heat source number control operation described above. Operation.
本実施形態に係る流量最小制御動作では、連通管L5を水が流れないようにすることで、二次側流量q2の総量q2allと一次側流量q1の総量q1allとが等しくなるように(q2all=q1all)、運転しているチラーユニット20a〜20cの負荷率を含む運転パラメータを調整する制御が行われる。
In the minimum flow rate control operation according to the present embodiment, by preventing water from flowing through the communication pipe L5, the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 and the total amount q1all of the primary side flow rate q1 are equal (q2all = q1all), the control for adjusting the operation parameters including the load factor of the operating
例えば、上記熱源台数制御動作で説明したように、二次側流量q2の総量q2allが一次側流量q1の総量q1allよりも大きくなってしまうこと(q2all>q1all)を回避できた場合の例として、二次側流量q2の総量q2allが“272L/min”、一次側流量q1の総量q1allが“300L/min”の組み合わせを考える。この例では、二次側流量q2の総量q2allが一次側流量q1の総量q1allよりも小さいため(q2all<q1all)、利用ユニット30a〜30cにて必要となる水の流量は、チラーユニット20a〜20cにおいて十分に確保できていることとなる。しかしながら、一次側流量q1の総量q1allと二次側流量q2の総量q2allとは、“28L/min”の差がある。この差分の水は、図1に係る熱媒体回路40の構成上、各チラーユニット20a〜20cから流出した後、各利用ユニット30a〜30cに流入するのではなく、第1送りヘッダー42を介して連通管L5へと流れ、戻りヘッダー41を介して再度チラーユニット20a〜20cへと戻される。従って、連通管L5を流れる水は、利用ユニット30a〜30cにて用いられるわけではないため、連通管L5を流れる水をできるだけ少なくする制御、つまりは一次側流量q1の総量q1allと二次側流量q2の総量q2allとを等しくする制御が行われることが好ましい。一次側ポンプ44a〜44c及びチラーユニット20a〜20cの消費エネルギー量を減少させることができるためである。
For example, as described in the operation for controlling the number of heat sources, as an example in which the total amount q2all of the secondary flow rate q2 can be prevented from becoming larger than the total amount q1all of the primary flow rate q1 (q2all> q1all), Consider a combination in which the total amount q2all of the secondary flow rate q2 is “272 L / min” and the total amount q1all of the primary flow rate q1 is “300 L / min”. In this example, since the total amount q2all of the secondary flow rate q2 is smaller than the total amount q1all of the primary flow rate q1 (q2all <q1all), the flow rate of water required in the
即ち、二次側流量q2の総量q2allが一次側流量q1の総量q1allよりも大きくならない条件下で(q2all≦q1all)、連通管L5内に水を流れないようにした場合、一次側流量q1の総量q1allは必然的に最小となる。すると、一次側であるチラーユニット20a〜20c側において水を該ユニット20a〜20cに送り出すための一次側ポンプ44a〜44cは、その消費エネルギー量を最も小さくできることとなる。また、連通管L5内には水が流れないため、連通管L5内の水の流量は最小化される。この状態で、熱負荷処理システム10が冷房除湿運転もしくは冷房加湿運転を行っている場合、チラーユニット20a〜20cにて冷却された水が連通管L5を介して戻りヘッダー41に流入することはないため、戻りヘッダー41から各チラーユニット20a〜20cに流入する水の温度、即ち各チラーユニット20a〜20cの入口温度Twin1〜Twin3は、最も高くなる。故に、チラーユニット20a〜20cのCOP(Coefficient Of Performance)は高くなる。
That is, when water is prevented from flowing into the communication pipe L5 under the condition that the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 is not larger than the total amount q1all of the primary side flow rate q1 (q2all ≦ q1all), The total amount q1all is necessarily minimized. Then, the primary side pumps 44a to 44c for sending water to the
上述したように、連通管L5に流れる水の流量を最小化させるために、CPU82は、各一次側流量q1に対してPID制御を行う。この状態で、二次側流量q2の総量q2all(具体的には、流量計48の検出結果)が所定時間の間に変化した場合には、CPU82は、現時点にて運転している一次側ポンプ44a〜44cである所定ポンプの増減比率を互いに等しくさせる制御を行う。具体的には、CPU82は、次式(2)に示されるように、現時点における二次側流量q2の総量q2allに、所定ポンプ全ての定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trに対する各所定ポンプの定格流量Rf1〜R3の割合を乗じることで、各所定ポンプの増減比率をほぼ同じにする。
As described above, in order to minimize the flow rate of water flowing through the communication pipe L5, the
具体例として、一次側ポンプ44a〜44cの定格流量Rf1〜Rf3が順に“143L/min”“114L/min”“86L/min”であり、変化した直後の二次側流量q2の総量q2allが“286L/min”であるとする。そして、全てのチラーユニット20a〜20c及びこれに対応する3台の一次側ポンプ44a〜44cが運転しており、各一次側ポンプ44a〜44cは、各々の定格流量Rf1〜Rf3水を循環させるものとする。このような状態時、CPU82は、全ての一次側ポンプ44a〜44cの定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trを、“143+114+86”の演算により“343L/min”と求める。CPU82は、求めた定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trと、所定ポンプである一次側ポンプ44a〜44cそれぞれの定格流量Rf1〜Rf3とを、上式(2)に当てはめ、一次側ポンプ44a〜44cそれぞれに対し同じ比率だけ増減させた後の各一次側ポンプ44a〜44cが流すべき流量Rid1,Rid2,Rid3を求めていく。より具体的には、各一次側ポンプ44a〜44cが流すべき水の流量Rid1〜Rid3は、以下の式(3)〜(5)のようにして求められる。
As a specific example, the rated flow rates Rf1 to Rf3 of the primary side pumps 44a to 44c are “143L / min”, “114L / min”, and “86L / min” in order, and the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 immediately after the change is “ It is assumed that it is 286 L / min ". And all the
次いで、CPU82は、上式(3)〜(5)のようにして決定された各流量Rid1〜3の水が各チラーユニット20a〜20cに流れるようにするべく、所定ポンプである一次側ポンプ44a〜44cそれぞれのインバータ周波数を変化させる。具体的には、各一次側流量q1は、各チラーユニット20a〜20cそれぞれに対応する一次側ポンプ44a〜44cのインバータ周波数に比例する。そこで、CPU82は、所定ポンプである一次側ポンプ44a〜44cそれぞれのインバータ周波数を、各一次側ポンプ44a〜44cが各チラーユニット20a〜20cに流すべき水の流量Rid1〜Rid3に従って、同じ増減比率だけ変化させるように制御する。即ち、上述したように、水の増減比率がいずれも約83%である場合には、CPU82は、一次側ポンプ44a〜44cそれぞれのインバータ周波数それぞれを約83%に減少させるように制御を行う。
Next, the
なお、各一次側ポンプ44a〜44cのインバータ周波数は、先ずは増減比率に基づく所望のインバータ周波数が決定され、戻りヘッダー41と第1送りヘッダー42との間の差圧が所望のインバータ周波数となるように、PID制御によって増減される。
In addition, as for the inverter frequency of each primary side pump 44a-44c, the desired inverter frequency based on the increase / decrease ratio is first determined, and the differential pressure between the
(4−3)能力補填制御動作
本実施形態に係る最適負荷率維持制御において行われる制御動作としては、上述した熱源台数制御動作、水の流量最小制御動作以外に、能力補填制御動作が挙げられる。
(4-3) Capability Compensation Control Operation The control operation performed in the optimum load factor maintenance control according to the present embodiment includes a capability compensation control operation in addition to the above-described heat source number control operation and water flow rate minimum control operation. .
本実施形態に係る能力補填制御動作とは、各チラーユニット20a〜20c及び一次側ポンプ44a〜44cに課される水の流量の目標値に対して、その目標値が能力的に限界を超えているチラーユニット20a〜20及び一次側ポンプ44a〜44cの組み合わせがある場合には、当該組み合わせにて不足している水の流量の目標値分を、他のチラーユニット20a〜20c及び一次側ポンプ44a〜44cによって補填させる制御である。
The capability compensation control operation according to the present embodiment is that the target value exceeds the limit in terms of capability with respect to the target value of the flow rate of water imposed on each of the
具体的には、CPU82は、2台以上の所定ポンプ(具体的には、運転している一次側ポンプ44a〜44c)の中に、循環させるべき水の流量(例えば、上述した各チラーユニット20a〜20cに流すべき水の流量Rid1〜Rid3)である目標値が定格流量Rf1〜Rf3を超えている第1所定ポンプがある場合、該定格流量Rf1〜Rf3と該目標値との差分が第2所定ポンプにて補われるように、各所定ポンプの増減比率を調整する。ここで、第2所定ポンプとは、運転している一次側ポンプ44a〜44cである所定ポンプの中から、目標値が能力的に限界を超えてしまっている所定ポンプである第1所定ポンプを除いた、残りの所定ポンプである。
Specifically, the
以下、能力補填制御について詳述する。図10は、各チラーユニット20a〜20cの能力特性を、横軸を能力、縦軸をCOPとして表したグラフである。図10では、チラーユニット20aの能力特性を一点鎖線、チラーユニット20bの能力特性を点線、チラーユニット20cの能力特性を実線で表している。図10に示されるように、本実施形態では、チラーユニット20a〜20cの能力特性を表すグラフが、同じピークを有し且つ同一のカーブを描いている場合を例に採る。これは、チラーユニット20a〜20cが全て同じ能力特性を有していることを表している。但し、既に説明している通り、チラーユニット20a〜20cの最適負荷率は互いに異なっているため、その能力の最適値も異なっている。図10では、一例として、チラーユニット20a〜20cそれぞれの能力の最適値は、順に“50kW”“40kW”“30kW”である場合を表している。
Hereinafter, the capacity compensation control will be described in detail. FIG. 10 is a graph showing the capacity characteristics of the
ここで、図10の場合において、二次側負荷Lo2、つまりは利用ユニット30a〜30cの能力の合計値が“80kW”であって、この場合の二次側流量q2の総量q2allが“286L/min”であるとする。一次側ポンプ44a〜44cそれぞれの定格流量Rf1〜Rf3が、順に“143L/min”“114L/min”“86L/min”であるとする。
Here, in the case of FIG. 10, the secondary load Lo2, that is, the total value of the capacities of the
各チラーユニット20a〜20cは、同じ能力特性を有しているため、各チラーユニット20a〜20cにて必要とされる能力は、利用ユニット30a〜30cの能力の合計値“80kW”の3分の1、即ち約“26.7kW”となる(80/3≒26.7)。すると、各チラーユニット20a〜20cに必要とされる能力は“26.7kW”となるために、所定ポンプである一次側ポンプ44a〜44cそれぞれが各チラーユニット20a〜20cに流すべき水の流量(即ち、水の流量の目標値)は、二次側流量q2の総量q2all“286L/min”の3分の1、即ち約“95L/min”となる(286/3≒95)。
Since each
ところが、チラーユニット20cに対応する一次側ポンプ44cの定格流量Rf3は、“86L/min”であるため、一次側ポンプ44cがチラーユニット20cに流すべき水の流量である目標値“95L/min”は、該定格流量Rf3を超えている(86<95)。この場合、一次側ポンプ44cは、第1所定ポンプに該当する。故に、一次側ポンプ44cがチラーユニット20cに流すことのできる水の流量の目標値は、上限値である定格流量Rf3“86L/min”となり、当該定格流量Rf3“86L/min”と当該目標値“95L/min”との差分“9L/min”は(95−86=9)、残りのチラーユニット20a,20b側で補う必要がある。この場合、チラーユニット20a,20bそれぞれに対応する一次側ポンプ44a,44bは、第2所定ポンプに該当する。
However, since the rated flow rate Rf3 of the
そこで、CPU82は、次式(6)に示されるように、二次側流量q2の総量q2all“286L/min”から一次側ポンプ44c(即ち、第1所定ポンプ)の定格流量Rf3“86L/min”を減算し、且つこの減算結果を第2所定ポンプの台数“2”で除算することで、一次側ポンプ44a,44bそれぞれがチラーユニット20a,20bに流すべき水の流量の目標値“100L/min”を算出しなおす。
Therefore, as shown in the following equation (6), the
(5)特徴
(5−1)
本実施形態では、チラーユニット20a〜20c及び一次側ポンプ44a〜44cを含む熱負荷処理システム10全体の総消費エネルギー量が減少するように、所定時間毎に各チラーユニット20a〜20cの負荷率を調整する制御が行われる。特に、二次側流量q2の総量q2allが所定時間の間に変化した場合、各少なくとも2台の一次側ポンプ44a〜44cである所定ポンプが循環させる水の流量の増減比率が互いにほぼ等しくなるように、所定ポンプそれぞれのインバータ周波数を変化させる制御が行われる。すると、所定ポンプのインバータ周波数それぞれは、二次側流量q2の総量q2allの増減比率と同様に、同じ割合だけ変化し、所定ポンプに対応するチラーユニット20a〜20cそれぞれを流れる水の流量(即ち、各一次側流量q1)は、同じ割合だけ変化するようになる。これにより、各一次側流量q1に関係する各チラーユニット20a〜20cの負荷率は、変化した二次側流量q2の総量q2allに対し適切と言える値に変化することができるようになる。従って、所定時間の間に二次側流量q2の総量q2allが変化しても、熱負荷処理システム10は、各チラーユニット20a〜20cの適切な負荷率を用いて、省エネ制御を適切に行うことが可能となる。
(5) Features (5-1)
In the present embodiment, the load factor of each of the
また、所定時間毎に、各チラーユニット20a〜20cの負荷率を含む運転パラメータの設定動作が行われるが、この設定動作が行われる毎に、一次側流量q1の総量q1allは変化する。すると、熱媒体回路40内を循環する水の温度及び二次側の送水圧が不連続に変化し、この変化は、利用ユニット30a〜30cの温度制御及び湿度制御の外乱要因となる。
In addition, an operation parameter setting operation including the load factor of each of the
しかし、本実施形態では、各所定ポンプが循環させる各一次側流量q1の増減比率が互いに等しくなるように、各所定ポンプのインバータ周波数を変化させるため、負荷に対する各チラーユニット20a〜20cの能力の割合がほぼ一定となる。従って、水の温度及び二次側の送水圧は連続的に変化するため、利用ユニット30a〜30cの温度制御及び湿度制御は安定することとなる。
However, in this embodiment, since the inverter frequency of each predetermined pump is changed so that the increase / decrease ratio of each primary flow rate q1 circulated by each predetermined pump becomes equal to each other, the capacity of each
(5−2)
ここで、上述した所定ポンプは、一次側ポンプ44a〜44cのうち、運転しているチラーユニット20a〜20cに対応する一次側ポンプ44a〜44cである。そのため、二次側流量q2が所定時間の間に変化した場合、運転しているチラーユニット20a〜20cに対応する一次側ポンプ44a〜44cそれぞれのインバータ周波数が変化することとなる。
(5-2)
Here, the predetermined pump mentioned above is the primary side pumps 44a to 44c corresponding to the operating
(5−3)
また、本実施形態に係る熱負荷処理システム10では、いわゆる熱源台数制御が行われる。熱源台数制御では、二次側熱負荷Loである利用ユニット30a〜30c全ての負荷の合計値に基づいて、運転させるべきチラーユニット20a〜20cの台数が決定される。そして熱源台数制御では、二次側流量q2の総量q2allが、所定ポンプ(つまりは、運転しているチラーユニット20a〜20cに対応する一次側ポンプ44a〜44c)の定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trよりも大きい場合(q2all>Tr)、運転させるべきチラーユニット20a〜20cの台数を増加させる制御が行われる。これにより、総消費エネルギー量をできるだけ抑えつつも、チラーユニット20a〜20cを必要な台数だけ運転させることができる。
(5-3)
In the thermal
(5−4)
また、本実施形態に係る熱負荷処理システム10は、図1に示すように、連通管L5を備えている。連通管L5は、複数のチラーユニット20a〜20c全ての入口側と出口側とを、戻りヘッダー41及び第1送りヘッダー42を介して繋いでいる。そして、熱負荷処理システム10では、連通管L5内を水が流れないことによって、二次側流量q2の総量q2allと一次側流量q1の総量q1allとが等しくなるように(q2all=q1all)、チラーユニット20a〜20cの負荷率を含む運転パラメータを調整する制御が行われる。これにより、一次側流量q1の総量q1allは最小となり、一次側ポンプ44a〜44cの消費エネルギー量が最も小さくなる。更に、連通管L5には水が流れないため、熱負荷処理システム10が冷房除湿運転もしくは冷房加湿運転を行う際には、各チラーユニット20a〜20cの入口温度Twin1〜Twin3は最も高くなり、各チラーユニット20a〜20cのCOPが向上する。
(5-4)
Moreover, the thermal
(5−5)
更に、本実施形態に係る熱負荷処理システム10では、上式(3)〜(5)にて示したように、二次側流量q2の総量q2allに、所定ポンプ全ての定格流量Rf1〜Rf3の合計値Trに対する各所定ポンプの定格流量Rf1〜Rf3の割合を乗じることで、各所定ポンプの増減比率を互いにほぼ等しくさせる制御が行われる。これにより、熱負荷処理システム10は、各所定ポンプの増減比率を、確実にほぼ等しくさせることができる。
(5-5)
Furthermore, in the thermal
(5−6)
また、本実施形態に係る熱負荷処理システム10では、2台以上の所定ポンプの中に、所定ポンプそれぞれが各チラーユニット20a〜20cに流すべき水の流量(即ち、水の流量の目標値)が定格流量Rf1〜Rf3を超えている第1所定ポンプがある場合、該定格流量Rf1〜Rf3と目標値との差分が他の所定ポンプである第2所定ポンプにて補われるように、各所定ポンプの増減比率を調整する制御が行われる。これにより、目標値が定格流量Rf1〜Rf3を超えている第1所定ポンプがあるとしても、各所定ポンプにおける目標値の合計値分の水は、確実に熱媒体回路40内を循環することとなる。
(5-6)
Moreover, in the thermal
(6)変形例
(6−1)変形例A
上記実施形態では、最適負荷率維持制御において行われる詳細な制御動作として、熱源台数制御動作、連通管L5における水の流量最小制御動作、及び能力補填動作が行われると説明した。しかし、本発明に係る熱負荷処理システムでは、二次側流量q2の総量q2allが所定時間の間に変化した場合、一次側ポンプ44a〜44cのうち少なくとも2つの一次側ポンプである所定ポンプそれぞれのインバータ周波数を、各所定ポンプが循環させる水の流量の増減比率が互いにほぼ等しくなるように変化させる制御が行われればよいため、熱源台数制御動作及び能力補填制御動作は、必須ではない。従って、熱源台数及び能力補填制御動作のうち、両方の動作が行われないか、もしくは、いずれか一つの動作が行われても良い。
(6) Modification (6-1) Modification A
In the above-described embodiment, the detailed control operation performed in the optimum load factor maintenance control is described as the heat source number control operation, the water flow minimum control operation in the communication pipe L5, and the capacity compensation operation. However, in the heat load processing system according to the present invention, when the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 changes during a predetermined time, each of the predetermined pumps that are at least two primary side pumps among the primary side pumps 44a to 44c. Since it is only necessary to control the inverter frequency so that the increase / decrease ratio of the flow rate of water circulated by each predetermined pump is substantially equal to each other, the heat source number control operation and the capacity compensation control operation are not essential. Therefore, either of the heat source number and the capacity compensation control operation may not be performed, or any one of the operations may be performed.
(6−2)変形例B
上記実施形態では、図1に示すように、熱負荷処理システム10が連通管L5を備えている場合について説明した。その上で、上記実施形態では、上式(2)に基づいて各所定ポンプの増減比率をほぼ同じにする制御が行われると説明した。
(6-2) Modification B
In the above embodiment, the case where the thermal
しかし、上式(2)は一例である。従って、二次側流量q2の総量q2allが所定時間の間に変化した場合に、各所定ポンプにおける増減比率をほぼ等しくなるようにインバータ周波数を変化させる制御は、上式(2)以外の式を用いて実現されてもよい。 However, the above equation (2) is an example. Therefore, when the total amount q2all of the secondary side flow rate q2 changes during a predetermined time, the control for changing the inverter frequency so that the increase / decrease ratio in each predetermined pump becomes substantially equal is performed by using an expression other than the above expression (2). It may be realized using.
(6−3)変形例C
上記実施形態では、図1に示すように、利用ユニット30a〜30cが3台である場合について説明した。しかし、本発明に係る熱負荷処理システムは、仮に利用ユニットを備えるとしても、利用ユニットの台数は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。
(6-3) Modification C
In the said embodiment, as shown in FIG. 1, the case where there were three
利用ユニットの台数が1台である場合、流量計48は、1台の利用ユニットに流れる水の二次側流量q2を表すこととなる。そして、上記実施形態にて「二次側流量q2の総量q2all」と記した部分は、全て「二次側流量q2」と置き換えられる。
When the number of usage units is one, the
また、上記実施形態では、図1に示すように、二次側ポンプ46,47が2台である場合について説明した。しかし、本発明に係る熱負荷処理システムでは、仮に二次側ポンプを備えるとしても、二次側ポンプの台数は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 1, the case where the
(6−4)変形例D
上記実施形態では、一次側ポンプ44a〜44c及び二次側ポンプ46,47が共にインバータ式のポンプであると説明した。しかし、本発明では、一次側ポンプ44a〜44cはインバータ式のポンプである必要があるが、二次側ポンプ46,47は、インバータ式ではなく、容量一定式のポンプであってもよい。
(6-4) Modification D
In the above embodiment, it has been described that the
(6−5)変形例E
上記実施形態では、利用ユニット30a〜30cを流れてきた水の流量の総量q2allが、流量計48による計測によって得られる場合について説明した。しかし、利用ユニット30a〜30cを流れてきた水の流量の総量q2allは、実際に計測されるのではなく、推定して得られてもよい。利用ユニット30a〜30cを流れてきた水の流量の総量q2allの推定方法としては、例えば二次側ポンプ46,47のインバータ周波数等によって求められる方法等が挙げられる。この場合、熱媒体回路40には、流量計48を設けずに済む。
(6-5) Modification E
In the above embodiment, the case where the total amount q2all of the flow rate of the water that has flowed through the
また、熱媒体回路40内を循環する熱媒体は、水以外であってもよい。
Further, the heat medium circulating in the
10 熱負荷処理システム
20 チラーユニット群
20a〜20c チラーユニット(熱源機)
21 冷媒回路
22 圧縮機
23 放熱器
24 チラー側膨張弁
25 蒸発器
30 利用ユニット群
30a〜30c 利用ユニット
31a〜31c ケーシング
32a〜32c 利用側弁
33a〜33c 利用側熱交換器
34a〜34c 電気ヒータ
35a〜35c 散水式加湿器
36a〜36c 送風ファン
40 熱媒体回路
41 戻りヘッダー
42 第1送りヘッダー
43 第2送りヘッダー
44a〜44c 一次側ポンプ(ポンプ)
45 バイパス弁
46,47 二次側ポンプ
48 流量計
49 電力計
60 放熱回路
61 水ポンプ
70 クーリングタワー
80 システムコントローラ(制御部)
81 メモリ
82 CPU
L1〜L4 連絡配管(第1配管)
L5 連通管(第2配管)
T1,T2,T3a〜T3c,T4a〜T4c 温度検出センサ
Twin1〜Twin3 各チラーユニットの入口温度
Twout1〜Twout3 各チラーユニットの出口温度
q1 一次側流量
q2 二次側流量
q1all 一次側流量の総量
q2all 二次側流量の総量
Lo2 二次側熱負荷
Rf1〜Rf3 所定ポンプの定格流量
Tr 所定ポンプ全ての定格流量の総和
Rid 増減比率を同じにした際に、各一次側ポンプが流すべき水の流量
DESCRIPTION OF
21
45
81
L1 to L4 Connecting piping (first piping)
L5 communication pipe (second pipe)
T1, T2, T3a to T3c, T4a to T4c Temperature detection sensors Twin1 to Twin3 Inlet temperature of each chiller unit Twout1 to Twout3 Outlet temperature of each chiller unit q1 Primary side flow rate q2 Secondary side flow rate q1all Primary side flow rate q2all Secondary Total flow amount Lo2 Secondary thermal load Rf1 to Rf3 Rated flow rate Tr of a given pump Total flow rate Rid of all specified pumps Rid The flow rate of water that each primary pump should flow when the increase / decrease ratio is the same
Claims (6)
複数の前記熱源機それぞれと、前記熱媒体を利用する利用ユニット(30a〜30c)とを、環状に繋ぐ第1配管(L1〜L4)と、
複数の前記熱源機それぞれに対応するようにして前記第1配管上に複数設けられており、前記第1配管内を流れる前記熱媒体を前記熱源機と前記利用ユニットとの間で循環させるインバータ式のポンプ(44a〜44c)と、
省エネ制御を行う制御部(80)と、を備え、
前記制御部は、前記省エネ制御において、
少なくとも前記熱源機及び前記ポンプにて消費される総消費エネルギー量が減少するように、所定時間毎に各前記熱源機の前記負荷率を調整する、負荷率調整制御と、
前記利用ユニットを流れる前記熱媒体の流量が前記所定時間の間に変化した場合、複数の前記ポンプのうち少なくとも2台の前記ポンプである所定ポンプそれぞれのインバータ周波数を、各前記所定ポンプが循環させる前記熱媒体の流量の増減比率が互いにほぼ等しくなるように変化させる、負荷率維持制御と、
を行う、
熱負荷処理システム(10)。
A plurality of heat source units (20a to 20c) that heat or cool the heat medium and have different optimum values of the load factors;
First pipes (L1 to L4) that connect each of the plurality of heat source units and use units (30a to 30c) that use the heat medium in an annular shape,
An inverter type that is provided in plural on the first pipe so as to correspond to each of the plurality of heat source machines, and circulates the heat medium flowing in the first pipe between the heat source machine and the utilization unit. Pumps (44a-44c),
A control unit (80) for performing energy saving control ,
In the energy saving control, the control unit
A load factor adjustment control that adjusts the load factor of each of the heat source units at predetermined time intervals so that at least the total energy consumption consumed by the heat source unit and the pump is reduced ;
When the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit changes during the predetermined time, each predetermined pump circulates the inverter frequency of each of the predetermined pumps that are at least two of the plurality of pumps. A load factor maintaining control for changing the rate of increase / decrease in the flow rate of the heat medium to be substantially equal to each other ;
I do,
Thermal load treatment system (10).
請求項1に記載の熱負荷処理システム(10)。 The predetermined pump is the pump corresponding to the operating heat source machine among the pumps.
The thermal load processing system (10) according to claim 1.
前記利用ユニットの負荷に基づいて、運転させるべき前記熱源機の台数を決定し、
前記利用ユニットを流れる前記熱媒体の流量が、前記所定ポンプの定格流量の合計値よりも大きい場合、運転させるべき前記熱源機の台数を増加させる、
請求項2に記載の熱負荷処理システム(10)。 The control unit (80)
Based on the load of the utilization unit, determine the number of heat source machines to be operated,
If the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit is greater than the total value of the rated flow rates of the predetermined pump, increase the number of heat source devices to be operated;
The thermal load processing system (10) according to claim 2.
を更に備え、
前記制御部(80)は、前記第2配管内を前記熱媒体が流れないことによって、前記利用ユニットを流れる前記熱媒体の流量と複数の前記熱源機それぞれを流れる前記熱媒体の流量の合計値とが等しくなるように、少なくとも各前記熱源機の前記負荷率を調整する制御を行う、
請求項2または3に記載の熱負荷処理システム(10)。 A second pipe (L5) connecting the inlet side and the outlet side of all of the plurality of heat source units,
Further comprising
The control unit (80) is configured such that the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit and the flow rate of the heat medium flowing through each of the plurality of heat source devices when the heat medium does not flow in the second pipe. To control at least the load factor of each of the heat source units so that
The heat load processing system (10) according to claim 2 or 3.
請求項4に記載の熱負荷処理システム(10)。 The control unit (80) multiplies the flow rate of the heat medium flowing through the utilization unit by the ratio of the rated flow rate of each predetermined pump to the total value of the rated flow rates of all the predetermined pumps. Making the increase / decrease ratios substantially equal to each other,
The thermal load processing system (10) according to claim 4.
請求項2から5のいずれか1項に記載の熱負荷処理システム(10)。 When there is a first predetermined pump in which the flow rate of the heat medium to be circulated exceeds the rated flow rate in the two or more predetermined pumps, the control unit (80) is configured to circulate with the rated flow rate. Adjusting the increase / decrease ratio of each of the predetermined pumps so that the difference from the flow rate of the heat medium is compensated by the remaining second predetermined pumps excluding the first predetermined pump from the predetermined pumps;
The thermal load processing system (10) according to any one of claims 2 to 5.
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