JP2009030821A - 送水制御システムおよび送水制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配管末端を特定できない場合でも、インバータポンプによる圧力制御を末端差圧に基づいて行う末端差圧制御を実現する。
【解決手段】送水制御システムは、複数の負荷機器5−1〜5−3の入口に配置されたバルブ6−1〜6−3の各々に設けられ、負荷機器5−1〜5−3の入口における送水と負荷機器5−1〜5−3の出口における還水との差圧を計測する差圧計測手段と、この差圧計測手段で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定し、末端差圧に基づいて、ポンプ9−1,9−2の回転数およびバイパス弁10の開度を制御する送水制御装置12とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】送水制御システムは、複数の負荷機器5−1〜5−3の入口に配置されたバルブ6−1〜6−3の各々に設けられ、負荷機器5−1〜5−3の入口における送水と負荷機器5−1〜5−3の出口における還水との差圧を計測する差圧計測手段と、この差圧計測手段で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定し、末端差圧に基づいて、ポンプ9−1,9−2の回転数およびバイパス弁10の開度を制御する送水制御装置12とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、熱源機により生成された冷温水を負荷機器へ送出するポンプ等を制御する送水制御システムおよび送水制御方法に関するものである。
従来、空調制御システム等においては、冷水や温水等の熱媒を搬送するポンプのインバータによる省エネルギーを実現する場合、配管の末端に圧力発信器を設置し、末端差圧に基づいて送水圧力を設定し、この設定した送水圧力に基づいてポンプのインバータ回転数とバイパス弁の開度を制御していた(例えば特許文献1参照)。図9は特許文献1に開示された従来の空調制御システムの構成を示すブロック図である。
図9の空調制御システムは、冷水や温水等の熱媒を生成する熱源機21−1〜21−3と、この熱源機21−1〜21−3の補機としての一次ポンプ22−1〜22−3と、複数の熱源機21−1〜21−3からの熱媒を混合する往路ヘッダー23−1,23−2と、送水管路24と、ファンコイルユニットや空調機等の負荷機器25−1〜25−3と、末端差圧P2を計測する差圧センサ26と、還水管路27と、負荷機器25−1〜25−3において熱交換され還水管路27を介して送られてくる熱媒が戻される還路ヘッダー28と、往路ヘッダー23−1と23−2の間に設けられた二次ポンプ29−1〜29−3と、往路ヘッダー23−1と23−2の間に設けられたバイパス弁30と、送水圧力P1を計測する圧力センサ31と、熱媒を負荷機器25−1〜25−3へ送出するポンプ29−1〜29−3等を制御する送水制御装置32とから構成される。二次ポンプ29−1,29−2は、それぞれインバータ29−1a,29−2aを備えている。
一次ポンプ22−1〜22−3により圧送され熱源機21−1〜21−3により熱量が付加された冷水又は温水等の熱媒(送水)は、往路ヘッダー23−1に送られ、二次ポンプ29−1〜29−3により圧送されて往路ヘッダー23−2を経て送水管路24に供給され、負荷機器25−1〜25−3を通過して還水管路27により還水として還路ヘッダー28に至り、再びポンプ22−1〜22−3によって圧送される。こうして、熱媒は以上の経路を循環する。
図9のような空調制御システムにおいて、圧力センサ31は送水圧力P1を計測する。差圧センサ26は、配管の末端、すなわち送水管路24から送水が出力される側(負荷機器側)の最端部に設けられた負荷機器25−3に入力される送水と負荷機器25−3から出力される還水との圧力差である末端差圧P2を計測する。そして、送水制御装置32は、末端差圧P2に基づいて送水圧力を設定し、この送水圧力設定値に基づいて二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数およびバイパス弁30の開度を制御していた。
図9に示したシステムによれば、ポンプ揚程にかかるエネルギーを削減することが可能となり、省エネルギー化を実現することができる。
しかしながら、図9に示したシステムの導入にあたっては、配管の末端を特定し、この末端部に差圧センサを設置する必要があるが、配管の末端を特定することが難しく、配管の末端への差圧センサの設置が難しいため、システムの導入を断念している場合が多いという問題点があった。
しかしながら、図9に示したシステムの導入にあたっては、配管の末端を特定し、この末端部に差圧センサを設置する必要があるが、配管の末端を特定することが難しく、配管の末端への差圧センサの設置が難しいため、システムの導入を断念している場合が多いという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、差圧センサの設置時に配管末端を特定できない場合でも、インバータポンプによる圧力制御を末端差圧に基づいて行う末端差圧制御を実現でき、省エネルギー化を実現することができる送水制御システムおよび送水制御方法を提供することを目的とする。
本発明の送水制御システムは、複数の負荷機器からの還水に圧力を付加した送水を前記負荷機器に送出するポンプと、前記還水が入力される前記ポンプの入力側と前記送水が出力される前記ポンプの出力側とを接続するバイパスに設けられたバイパス弁と、前記複数の負荷機器の入口に配置されたバルブの各々に設けられ、前記負荷機器の入口における前記送水と前記負荷機器の出口における前記還水との差圧を計測する複数の第1の差圧計測手段と、この第1の差圧計測手段で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定する末端差圧特定手段と、前記末端差圧に基づいて、前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御する制御手段とを備えるものである。
また、本発明の送水制御システムの1構成例は、さらに、前記ポンプの出口における前記送水の圧力を計測する送水圧力計測手段を備え、前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水の圧力を設定し、この設定値と前記送水圧力計測手段によって計測される送水圧力に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御するものである。
また、本発明の送水制御システムの1構成例は、さらに、前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を計測する第2の差圧計測手段を備え、前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を設定し、この設定値と前記第2の差圧計測手段によって計測される差圧に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御するものである。
また、本発明の送水制御システムの1構成例は、さらに、前記ポンプの出口における前記送水の圧力を計測する送水圧力計測手段を備え、前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水の圧力を設定し、この設定値と前記送水圧力計測手段によって計測される送水圧力に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御するものである。
また、本発明の送水制御システムの1構成例は、さらに、前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を計測する第2の差圧計測手段を備え、前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を設定し、この設定値と前記第2の差圧計測手段によって計測される差圧に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御するものである。
また、本発明は、冷温水を生成する熱源機と、複数の負荷機器からの還水に圧力を付加した送水を前記負荷機器に送出するポンプと、前記還水が入力される前記ポンプの入力側と前記送水が出力される前記ポンプの出力側とを接続するバイパスに設けられたバイパス弁とを備えた送水制御システムにおいて、前記熱源機により生成された冷温水を前記負荷機器に送出する送水制御方法であって、前記複数の負荷機器の各々に設けられたバルブにおいて、前記負荷機器の入口における前記送水と前記負荷機器の出口における前記還水との差圧を計測する差圧計測手順と、この差圧計測手順で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定する末端差圧特定手順と、前記末端差圧に基づいて、前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御する制御手順とを備えるものである。
本発明によれば、複数の負荷機器に設けられるバルブの各々に、負荷機器の入口における送水と負荷機器の出口における還水との差圧を計測する複数の第1の差圧計測手段を設け、この第1の差圧計測手段で計測された複数の差圧を比較して末端差圧を特定するようにしたので、差圧計測手段の設置時に配管末端を特定できない場合でも、インバータポンプおよびバイパス弁による圧力制御を末端差圧に基づいて行う末端差圧制御を実現することができ、省エネルギー化を実現することができる。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、負荷機器への送水方式として複式ポンプ方式を用いるものである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、負荷機器への送水方式として複式ポンプ方式を用いるものである。
本実施の形態の空調制御システムは、冷水や温水等の熱媒を生成する、冷温水発生機、ヒートポンプ、冷凍機、ボイラー等の熱源機1−1〜1−3と、この熱源機1−1〜1−3の補機としての一次ポンプ2−1〜2−3と、複数の熱源機1−1〜1−3からの熱媒を混合する往路ヘッダー3−1,3−2と、送水管路4と、ファンコイルユニットや空調機等の負荷機器5−1〜5−3と、負荷機器5−1〜5−3に供給される熱媒の流量を制御するバルブ6−1〜6−3と、還水管路7と、負荷機器5−1〜5−3において熱交換され還水管路7を介して送られてくる熱媒が戻される還路ヘッダー8と、往路ヘッダー3−1と3−2の間に設けられた二次ポンプ9−1〜9−3と、往路ヘッダー3−1と3−2の間に設けられたバイパス弁10と、送水圧力P1を計測する圧力センサ(送水圧力計測手段)11と、熱媒を負荷機器5−1〜5−3へ送出するポンプ9−1〜9−3等を制御する送水制御装置12と、バルブ6−1〜6−3の開度を調整することにより負荷機器5−1〜5−3への熱媒の供給量を制御する負荷機器制御装置13とから構成される。二次ポンプ9−1,9−2は、それぞれインバータ9−1a,9−2aを備えている。
この空調制御システムのうち、熱源機1−1〜1−3、一次ポンプ2−1〜2−3、往路ヘッダー3−1,3−2、送水管路4、還水管路7、還路ヘッダー8、二次ポンプ9−1〜9−3、バイパス弁10、圧力センサ11および送水制御装置12は、送水制御システムを構成している。
一次ポンプ2−1〜2−3により圧送され熱源機1−1〜1−3により熱量が付加された冷水又は温水等の熱媒(送水)は、往路ヘッダー3−1に送られ、二次ポンプ9−1〜9−3により圧送されて往路ヘッダー3−2を経て送水管路4に供給され、負荷機器5−1〜5−3を通過して還水管路7により還水として還路ヘッダー8に至り、再びポンプ2−1〜2−3によって圧送される。このように、熱媒は以上の経路を循環する。
送水圧力P1とは、二次ポンプ9−1〜9−3等により圧送されて送水管路4に送られた送水の圧力のことを意味する。
また、末端差圧P2とは、図1の空調制御システムが設けられた建造物の末端、すなわち送水管路4から送水が出力される側(負荷機器側)の最端部に設けられた負荷機器に入力される送水と、この負荷機器から出力される還水との圧力差のことを意味する。ここで、配管末端とはポンプから見て配管抵抗が最も大きい箇所を意味するが、以下のような理由により実際の配管末端を特定することは困難である。
また、末端差圧P2とは、図1の空調制御システムが設けられた建造物の末端、すなわち送水管路4から送水が出力される側(負荷機器側)の最端部に設けられた負荷機器に入力される送水と、この負荷機器から出力される還水との圧力差のことを意味する。ここで、配管末端とはポンプから見て配管抵抗が最も大きい箇所を意味するが、以下のような理由により実際の配管末端を特定することは困難である。
配管末端を理論上(図面上)から特定することは可能であるが、実際に配管施工した後の配管抵抗値の最大箇所は、必ずしも配管長が最長の箇所にならない可能性があり、また手動弁で絞られた箇所のような不確定要素もあるため、実際の配管末端を正確に特定することは困難である。また、一般的にはヘッダーから配管が複数系統立ち上がるため、少なくともその系統ごとに配管抵抗が最も大きい箇所を特定しないと、全空調機の能力を保証することにはならない。
そこで、本実施の形態では、制御を安全に実施する(すなわち、空調機の能力不足を起こさないようにする)ために、配管末端と想定される箇所に設置されている複数のバルブ6−1〜6−3に、送水と還水との圧力差を計測する差圧センサ(差圧計測手段)を設けるようにした。このように、バルブ6−1〜6−3に差圧センサを内蔵させることで、配管末端への差圧センサの施工を不要にしている。
図2は送水制御装置12の構成例を示すブロック図である。送水制御装置12は、圧力センサ11が計測した送水圧力P1の値を受信する送水圧力受信部120と、バルブ6−1〜6−3の差圧センサが計測した差圧の値を負荷機器制御装置13を介して受信する差圧受信部121と、ユーザの操作入力等により末端差圧設定値P2setを設定する設定部122と、差圧受信部121が受信した複数の差圧を比較して末端差圧P2を特定する末端差圧特定部123と、送水圧力受信部120が受信した送水圧力P1と末端差圧特定部123が特定した末端差圧P2と設定部122により設定された末端差圧設定値P2setに基づいて二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数およびバイパス弁10の開度を演算する演算部124と、演算部124の演算結果に基づきインバータ9−1a,9−2aを介して二次ポンプ9−1,9−2の回転数(以下、インバータ回転数という)を制御するポンプ制御部125と、演算部124の演算結果に基づいてバイパス弁10の開度を制御するバイパス弁制御部126とを有する。
演算部124とポンプ制御部125とバイパス弁制御部126とは、制御手段を構成している。
ポンプ制御部125は、設定部122を介してのユーザによる操作入力または演算部124の演算結果に基づいて、二次ポンプ9−3のON/OFFに関する動作制御を行う。また、ポンプ制御部125は、二次ポンプ9−1〜9−3の運転状況に関する情報を演算部124に送信する。
ポンプ制御部125は、設定部122を介してのユーザによる操作入力または演算部124の演算結果に基づいて、二次ポンプ9−3のON/OFFに関する動作制御を行う。また、ポンプ制御部125は、二次ポンプ9−1〜9−3の運転状況に関する情報を演算部124に送信する。
次に、本実施の形態の動作について図1〜図5を参照して説明する。図3は送水制御装置12の動作を示すフローチャート、図4は送水圧力と末端差圧との関係を説明する図、図5はインバータ回転数およびバイパス弁開度と送水圧力との関係を説明する図である。
まず、負荷機器5−1〜5−3が空調機である場合を例に挙げて、負荷機器制御装置13の動作について説明する。負荷機器5−1〜5−3は、熱源機1−1〜1−3から熱媒の供給を受けて、空調制御エリアとなる室内から戻る空気(還気)と外気との混合気を冷却または加熱し、冷却または加熱した給気を送風機によって室内に送り込む。負荷機器制御装置13は、負荷機器5−1〜5−3から送出される給気の温度と設定温度とが一致するように、例えばPID演算によって操作量を算出し、算出した操作量をバルブ6−1〜6−3に出力して、バルブ6−1〜6−3の開度を制御する。
こうして、負荷機器側では以上のような空調制御が行われる一方で、熱源機側では以下のような送水制御が行われる。
まず、バルブ6−1に内蔵された差圧センサは、負荷機器5−1へ送る送水と負荷機器5−1を出た還水との差圧を計測する。同様に、バルブ6−2,6−3に内蔵された差圧センサは、負荷機器5−1,5−2へ送る送水と負荷機器5−1,5−2を出た還水との差圧を計測する。
まず、バルブ6−1に内蔵された差圧センサは、負荷機器5−1へ送る送水と負荷機器5−1を出た還水との差圧を計測する。同様に、バルブ6−2,6−3に内蔵された差圧センサは、負荷機器5−1,5−2へ送る送水と負荷機器5−1,5−2を出た還水との差圧を計測する。
これらの差圧センサによって計測された差圧を示す差圧信号は、負荷機器制御装置13に送られる。負荷機器制御装置13と送水制御装置12とは、有線や無線などの通信回線により接続されている。負荷機器制御装置13は、差圧信号を、通信回線を介して送水制御装置12に送信する。
送水制御装置12の差圧受信部121は、負荷機器制御装置13から送信された差圧信号を受信する(図3ステップS1)。
一方、送水圧力受信部120は、圧力センサ11によって計測された送水圧力P1の値を示す送水圧力信号を受信する(ステップS2)。
一方、送水圧力受信部120は、圧力センサ11によって計測された送水圧力P1の値を示す送水圧力信号を受信する(ステップS2)。
末端差圧特定部123は、差圧受信部121が受信した差圧信号が示す複数の差圧の値を比較して、これらの差圧の最悪値を末端差圧P2とする(ステップS3)。ここでは、複数の差圧のうちの最小値を最悪値とする。
次に、演算部124は、図4に示すように、ユーザ等により予め設定された末端差圧設定値P2setに基づいて、PID制御で送水圧力を設定する(ステップS4)。演算部124は、末端差圧特定部123が特定した末端差圧P2が、末端差圧設定値P2setよりも小さい場合、P動作(比例動作)により送水圧力を大きく設定する。また、演算部124は、末端差圧P2が、末端差圧設定値P2setよりも大きい場合、P動作により送水圧力を小さく設定する。
例えば、図4において、末端差圧P2が末端差圧設定値P2setよりも小さい末端差圧P2aの場合、送水圧力が大きくなれば末端差圧P2aも大きくなるので、送水圧力設定値P1setを、末端差圧設定値P2setに対応する送水圧力xよりも大きい送水圧力aに設定する。また、図4において、末端差圧P2が末端差圧設定値P2setよりも大きい末端差圧P2aの場合、送水圧力が大きくなれば末端差圧P2aも大きくなるので、送水圧力設定値P1setを、末端差圧設定値P2setに対応する送水圧力xよりも小さい送水圧力bに設定する。
また、I動作(積分動作)により偏差がなくなるので、現在の末端差圧P2が末端差圧設定値P2setよりも小さいときには送水圧力設定値P1setはさらに大きくなり、現在の末端差圧P2が末端差圧設定値P2setよりも大きいときには送水圧力設定値P1setはさらに小さくなる。
続いて、演算部124は、ステップS4で設定した送水圧力設定値P1setに基づいて、二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数およびバイパス弁10の開度を決定する(ステップS5)。演算部124は、圧力センサ11によって計測された送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりも小さい場合、インバータ回転数を大きくし、送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりも大きい場合、インバータ回転数を小さくする。こうして、送水圧力P1が送水圧力設定値P1setと一致するように、インバータ回転数を決定する。また、演算部124は、送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりもかなり大きく、インバータ回転数を下限値にしても、送水圧力P1を送水圧力設定値P1setと一致させることができない場合、現在の送水圧力P1の程度に応じてバイパス弁10が開くようにその開度を決定する。
図5において、I1,I2はインバータ回転数と送水圧力との関係を示す特性、Bはバイパス弁開度と送水圧力との関係を示す特性である。インバータ回転数と送水圧力との関係は、インバータ付きのポンプ(本実施の形態では二次ポンプ9−1,9−2)だけが運転しているポンプ単独運転時と、インバータ付きポンプとインバータ未設置のポンプ(本実施の形態では二次ポンプ9−3)が同時に運転しているポンプ並列運転時で異なり、インバータ回転数の下限値が切り替わるようになっている。I1がポンプ単独運転時の特性、I2がポンプ並列運転時の特性である。
例えば、図5において、圧力センサ11によって計測された送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりも小さい送水圧力P1aの場合、インバータ回転数を上げれば送水圧力が大きくなるので、インバータ回転数を送水圧力設定値P1setに対応する送水圧力yよりも大きいインバータ回転数aに設定する。また、図5において、送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりも大きい送水圧力P1bの場合、インバータ回転数を下げれば送水圧力が小さくなるので、インバータ回転数を送水圧力設定値P1setに対応する送水圧力yよりも小さいインバータ回転数bに設定する。さらに、図5において、送水圧力P1が送水圧力設定値P1setよりもさらに大きい送水圧力P1cの場合は、インバータ回転数が既に下限値に達しているため、バイパス弁10を開くことにより送水圧力P1を下げる。したがって、バイパス弁10の開度を、図5に示すように開度cに設定する。
上記のように、インバータ回転数の下限値は二次ポンプ9−1〜9−3の運転状況によって切り替わる。この下限値の切替は、インバータ未設置の二次ポンプ9−3の運転状況に基づいて、演算部124により行われる。
ポンプ制御部125は、演算部124の決定に基づいてインバータ9−1a,9−2aを介して二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数を制御する。なお、インバータ未設置の二次ポンプ9−3が動作する場合、ポンプ9−3の送水圧力は常に定格値(最大値)に設定される。
バイパス弁制御部126は、演算部124の決定に基づいてバイパス弁10の開度を制御する。
バイパス弁制御部126は、演算部124の決定に基づいてバイパス弁10の開度を制御する。
以上のような図3に示す処理が、システムが動作停止するまで(図3ステップS6においてYES)、繰り返し行われる。
こうして、本実施の形態では、配管の末端と想定される箇所に設置されている複数のバルブ6−1〜6−3の各々に差圧センサを設け、この差圧センサで計測された複数の差圧を比較して末端差圧P2を特定するようにしたので、差圧センサの設置時に配管末端を特定できない場合でも、末端差圧P2の情報を取得することができる。また、本実施の形態では、バルブ6−1〜6−3に差圧センサを内蔵させることにより、配管末端を特定してその配管末端に差圧センサを設置する必要がなくなる。
こうして、本実施の形態では、配管の末端と想定される箇所に設置されている複数のバルブ6−1〜6−3の各々に差圧センサを設け、この差圧センサで計測された複数の差圧を比較して末端差圧P2を特定するようにしたので、差圧センサの設置時に配管末端を特定できない場合でも、末端差圧P2の情報を取得することができる。また、本実施の形態では、バルブ6−1〜6−3に差圧センサを内蔵させることにより、配管末端を特定してその配管末端に差圧センサを設置する必要がなくなる。
そして、本実施の形態では、末端差圧P2に基づいて送水圧力を設定し、この設定した送水圧力に基づいて二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数とバイパス弁10の開度を制御することより、省エネルギー化を実現することができる。すなわち、本実施の形態では、末端差圧P2に応じて送水圧力を変更するので、流量が少ないときには送水圧力を少なくできる。したがって、ポンプ揚程にかかるエネルギーも削減することが可能となり、結果として、さらなる省エネルギー化を実現することができる。
また、本実施の形態において、負荷機器制御装置13は負荷機器5−1〜5−3の近傍に設けられ、送水制御装置12は二次ポンプ9−1〜9−3の近傍に設けられる。負荷機器制御装置13と送水制御装置12とは有線や無線などの通信回線により接続されているので、配管末端からポンプ動力盤が設置されている機械室までの大掛かりな配線施工の必要がなく、配線施工を容易にすることができる。
また、本実施の形態では、送水圧力P1に基づいて二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数およびバイパス弁10の開度を設定するようにしているが、ヘッダー間(図1ではヘッダー3−1とヘッダー3−2との間)の差圧に基づいて、上記インバータ回転数およびバイパス弁10の開度を設定するようにしてもよい。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図6は本発明の第2の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、負荷機器への送水方式として単式ポンプ方式を用いるものである。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図6は本発明の第2の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、負荷機器への送水方式として単式ポンプ方式を用いるものである。
本実施の形態の空調制御システムは、熱源機1−1〜1−3と、一次ポンプ2−1〜2−3と、複数の熱源機1−1〜1−3からの熱媒を混合する往路ヘッダー3と、送水管路4と、負荷機器5−1〜5−3と、バルブ6−1〜6−3と、還水管路7と、還路ヘッダー8と、熱媒を負荷機器5−1〜5−3へ送出するポンプ2−1〜2−3等を制御する送水制御装置12aと、負荷機器制御装置13と、往路ヘッダー3と還路ヘッダー8との間の差圧を計測する差圧計(差圧計測手段)14と、往路ヘッダー3と還路ヘッダー8との間に設けられたバイパス弁15とから構成される。
この空調制御システムのうち、熱源機1−1〜1−3、一次ポンプ2−1〜2−3、往路ヘッダー3、送水管路4、還水管路7、還路ヘッダー8、送水制御装置12a、差圧計14およびバイパス弁15は、送水制御システムを構成している。
この空調制御システムのうち、熱源機1−1〜1−3、一次ポンプ2−1〜2−3、往路ヘッダー3、送水管路4、還水管路7、還路ヘッダー8、送水制御装置12a、差圧計14およびバイパス弁15は、送水制御システムを構成している。
一次ポンプ2−1〜2−3により圧送され熱源機1−1〜1−3により熱量が付加された冷水又は温水等の熱媒(送水)は、往路ヘッダー3を経て送水管路4に供給され、負荷機器5−1〜5−3を通過して還水管路7により還水として還路ヘッダー8に至り、再びポンプ2−1〜2−3によって圧送される。このように、熱媒は以上の経路を循環する。ここで、一次ポンプ2−1,2−2は、それぞれインバータ2−1a,2−2aを備えている。
本実施の形態は、末端差圧P2に基づいてヘッダー間差圧を設定し、この設定したヘッダー間差圧に基づきインバータ2−1a,2−2aを介して一次ポンプ2−1,2−2のインバータ回転数とバイパス弁15の開度を制御するものである。ここで、ヘッダー間差圧とは、往路ヘッダー3と還路ヘッダー8との間の差圧、すなわち往路ヘッダー3から送水管路4に送出される送水と還水管路7から還路ヘッダー8に送出される還水との圧力差を意味する。
図7は送水制御装置12aの構成例を示すブロック図であり、図2と同様の構成には同一の符号を付してある。送水制御装置12は、差圧受信部121と、設定部122と、末端差圧特定部123と、差圧計14が計測したヘッダー間差圧と末端差圧特定部123が特定した末端差圧P2と設定部122により設定された末端差圧設定値P2setに基づいて二次ポンプ9−1,9−2のインバータ回転数およびバイパス弁10の開度を演算する演算部124aと、演算部124aの演算結果に基づきインバータ2−1a,2−2aを介して一次ポンプ2−1,2−2の回転数(以下、インバータ回転数という)を制御するポンプ制御部125aと、演算部124aの演算結果に基づいてバイパス弁15の開度を制御するバイパス弁制御部126aと、差圧計14が計測したヘッダー間差圧DPの値を受信する差圧受信部127とを有する。
次に、本実施の形態の動作について図8を参照して説明する。図8は送水制御装置12aの動作を示すフローチャートである。
負荷機器5−1〜5−3、バルブ6−1〜6−3及び負荷機器制御装置13の動作は、第1の実施の形態と同じである。
負荷機器5−1〜5−3、バルブ6−1〜6−3及び負荷機器制御装置13の動作は、第1の実施の形態と同じである。
送水制御装置12aの差圧受信部121は、負荷機器制御装置13から送信された差圧信号を受信する(図8ステップS11)。
一方、差圧受信部127は、差圧計14によって計測されたヘッダー間差圧DPの値を示すヘッダー間差圧信号を受信する(ステップS12)。
一方、差圧受信部127は、差圧計14によって計測されたヘッダー間差圧DPの値を示すヘッダー間差圧信号を受信する(ステップS12)。
末端差圧特定部123は、第1の実施の形態と同様に末端差圧P2を特定する(ステップS13)。
次に、演算部124aは、ユーザ等により予め設定された末端差圧設定値P2setに基づいて、PID制御でヘッダー間差圧を設定する(ステップS14)。続いて、演算部124aは、ステップS14で設定したヘッダー間差圧設定値DPsetに基づいて、一次ポンプ2−1,2−2のインバータ回転数およびバイパス弁15の開度を決定する(ステップS15)。こうして、差圧計14によって計測されるヘッダー間差圧DPがヘッダー間差圧設定値DPsetと一致するように、インバータ回転数およびバイパス弁開度が決定される。
次に、演算部124aは、ユーザ等により予め設定された末端差圧設定値P2setに基づいて、PID制御でヘッダー間差圧を設定する(ステップS14)。続いて、演算部124aは、ステップS14で設定したヘッダー間差圧設定値DPsetに基づいて、一次ポンプ2−1,2−2のインバータ回転数およびバイパス弁15の開度を決定する(ステップS15)。こうして、差圧計14によって計測されるヘッダー間差圧DPがヘッダー間差圧設定値DPsetと一致するように、インバータ回転数およびバイパス弁開度が決定される。
ポンプ制御部125aは、演算部124aの決定に基づいてインバータ2−1a,2−2aを介して一次ポンプ2−1,2−2のインバータ回転数を制御する。なお、インバータ未設置の一次ポンプ2−3が動作する場合、ポンプ2−3の送水圧力は常に定格値(最大値)に設定される。
バイパス弁制御部126aは、演算部124aの決定に基づいてバイパス弁15の開度を制御する。
バイパス弁制御部126aは、演算部124aの決定に基づいてバイパス弁15の開度を制御する。
以上のような図8に示す処理が、システムが動作停止するまで(図8ステップS16においてYES)、繰り返し行われる。
こうして、本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
こうして、本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、第1、第2の実施の形態で説明した送水制御装置12,12a、負荷機器制御装置13は、それぞれCPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。これらのコンピュータのCPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1、第2の実施の形態で説明した処理を実行する。
本発明は、熱源機により生成された冷温水を負荷機器へ送出する送水制御システムに適用することができる。
1−1〜1−3…熱源機、2−1〜2−3…一次ポンプ、2−1a〜2−2a…インバータ、3,3−1,3−2…往路ヘッダー、4…送水管路、5−1〜5−3…負荷機器、6−1〜6−3…バルブ、7…還水管路、8…還路ヘッダー、9−1〜9−3…二次ポンプ、9−1a,9−2a…インバータ、10,15…バイパス弁、11…圧力センサ、12,12a…送水制御装置、13…負荷機器制御装置、14…差圧計、120…送水圧力受信部、121…差圧受信部、122…設定部、123…末端差圧特定部、124,124a…演算部、125,125a…ポンプ制御部、126,126a…バイパス弁制御部、127…差圧受信部。
Claims (4)
- 熱源機により生成された冷温水を負荷機器に送出する送水制御システムにおいて、
複数の負荷機器からの還水に圧力を付加した送水を前記負荷機器に送出するポンプと、
前記還水が入力される前記ポンプの入力側と前記送水が出力される前記ポンプの出力側とを接続するバイパスに設けられたバイパス弁と、
前記複数の負荷機器の入口に配置されたバルブの各々に設けられ、前記負荷機器の入口における前記送水と前記負荷機器の出口における前記還水との差圧を計測する複数の第1の差圧計測手段と、
この第1の差圧計測手段で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定する末端差圧特定手段と、
前記末端差圧に基づいて、前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする送水制御システム。 - 請求項1記載の送水制御システムにおいて、
さらに、前記ポンプの出口における前記送水の圧力を計測する送水圧力計測手段を備え、
前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水の圧力を設定し、この設定値と前記送水圧力計測手段によって計測される送水圧力に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御することを特徴とする送水制御システム。 - 請求項1記載の送水制御システムにおいて、
さらに、前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を計測する第2の差圧計測手段を備え、
前記制御手段は、前記末端差圧に基づいて前記ポンプの出口における前記送水と前記ポンプの入口における前記還水との差圧を設定し、この設定値と前記第2の差圧計測手段によって計測される差圧に基づいて前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御することを特徴とする送水制御システム。 - 冷温水を生成する熱源機と、複数の負荷機器からの還水に圧力を付加した送水を前記負荷機器に送出するポンプと、前記還水が入力される前記ポンプの入力側と前記送水が出力される前記ポンプの出力側とを接続するバイパスに設けられたバイパス弁とを備えた送水制御システムにおいて、前記熱源機により生成された冷温水を前記負荷機器に送出する送水制御方法であって、
前記複数の負荷機器の各々に設けられたバルブにおいて、前記負荷機器の入口における前記送水と前記負荷機器の出口における前記還水との差圧を計測する差圧計測手順と、
この差圧計測手順で計測された複数の差圧を比較して、配管末端の末端差圧を特定する末端差圧特定手順と、
前記末端差圧に基づいて、前記ポンプの回転数および前記バイパス弁の開度を制御する制御手順とを備えることを特徴とする送水制御方法。
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