JP4829818B2 - Operation control method for 1 pump heat source equipment - Google Patents
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Description
本発明は、地域冷暖房施設等の熱源供給システムや、工場、一般ビルなどの熱源供給システムとして用いられる1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法に関する。 The present invention relates to an operation control method for a one-pump heat source facility used as a heat source supply system such as a district heating and cooling facility or a heat source supply system such as a factory or a general building.
従来より、地域冷暖房施設等の熱源供給システムや、工場、一般ビルなどの熱源供給システムとして用いられる1ポンプ方式熱源設備として、図7に示される空調配管設備50又は図8に示される冷却水配管設備80が知られている。
Conventionally, as a one-pump heat source facility used as a heat source supply system such as a district cooling and heating facility or a heat source supply system such as a factory or a general building, the air
前記空調配管設備50は、図7に示されるように、熱媒を加熱又は冷却する第1〜第3の熱源機器51A〜51C、及び各熱源機器51A〜51Cで加熱又は冷却された熱媒を圧送する各熱媒ポンプ52A〜52C、各熱媒ポンプ52A〜52Cに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器53A〜53Cと、各熱媒ポンプ52A〜52Cで圧送された熱媒を集約する送りヘッダ54と、各部位(部屋)に配置された熱交換器(空調機)58,58…に送給された後、熱交換器(空調機)58,58…から還ってきた熱媒を各熱源機器51A〜51Cに分配する戻りヘッダ55と、前記送りヘッダ54と戻りヘッダ55とを繋ぐバイパス62と、その中間に設けられたバイパス弁63と、前記送りヘッダ54と戻りヘッダ55との間の差圧を計測する差圧計64と、熱源機器51A〜51Cの制御及びバイパス弁63の開度制御を行う制御装置60とを備える構成となっている。
As shown in FIG. 7, the air
かかる空調配管設備50においては、熱媒ポンプ52A〜52Cにより圧送された熱媒は、熱源機器51A〜51Cにより冷却又は加熱され、送りヘッダ54において混合され、往水管路を介して熱交換器(空調機)58,58…へ供給される。そして、熱交換器(空調機)58,58…において熱交換された後、還水管路を介して戻りヘッダ55に戻され、再び熱媒ポンプ52A〜52Cによって圧送され循環する(下記特許文献1〜3等参照)。
In the air
一方、前記冷却水配管設備80は、図8に示されるように、前記空調配管設備50とほぼ同様に構成されるため符号のみを図示して説明は省略するが、前記熱交換器(空調機)58,58…に代え、各部位に冷却塔85,85…が配置されるとともに、前記各冷却塔85の出口側に冷却塔85への冷却水の供給量を調整する各冷却塔流量調整弁86、86…が設けられる点で相違する。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the cooling
ここで、冷却水配管設備80においては、還水温度計94の還水温度TRが所定の温度より高い場合、前記冷却塔流量調整弁86、86…の開度を大きくして冷却塔85、85…への通水量を多くするとともに、バイパス弁93、93…の開度を小さくしてバイパス92、92…への通水量を少なくするように制御され、これによって熱媒ポンプ82A〜82Cからの全体の流量を一定に維持するようにしている。また、逆に還水温度計94の還水温度TRが所定の温度より低い場合には、逆の開度調整が行われている。このように、冷却塔流量調整弁86とバイパス弁93との開度が対称的に動作するように制御されているのは、熱媒ポンプ82A〜82Cを定格周波数で一定に運転し、吐出量を一定に維持することによって、熱源機器81A〜81Cの出力の不安定化(ハンチング等)を防止するためである。
しかしながら、従来の1ポンプ方式熱源設備においては、図9に示されるように、前記制御装置からの周波数制御器への操作及びバイパス弁への操作がそれぞれ独立して行われていたため、圧力及び流量の制御が干渉し、熱源機器の出力の不安定化(ハンチング等)が生じていた。このような不安定化を回避するため、ポンプを定格で稼働して吐出圧を一定とすることで、熱源機器における流量をある程度多く確保するようにしているため、小負荷時においてポンプ動力が低減できないなどの問題があった。 However, in the conventional one-pump heat source equipment, as shown in FIG. 9, the operation to the frequency controller and the operation to the bypass valve from the control device are performed independently. The output of the heat source equipment became unstable (hunting, etc.). In order to avoid such destabilization, the pump is operated at the rated pressure and the discharge pressure is kept constant to ensure a certain amount of flow in the heat source equipment, so the pump power is reduced at light loads. There were problems such as being unable to do so.
一方、熱源機器の増減段制御に関し、前記空調配管設備50では、前記熱源機器51A〜51Cにおいては、所定の熱媒温度差である場合に、その最大能力を発揮するようになっているが、実際には特に小負荷時において、水の往き還り温度差が低下する現象が発生している。この往き還り温度差の低下は、送りヘッダ54から戻りヘッダ55へ至るまでの流量を一定以上に保つために前記熱交換器(空調機)をバイパスする末端バイパスを設けたことが原因していたり、各熱交換器(空調機)58,58…の入口側配管に設けられ、各熱交換器(空調機)58,58…の流量を調整する調整弁(図示せず)の締め切り能力不足による漏れが存在していたり、設備簡素化のため熱交換器の流量を調整する前記調整弁を備えない熱交換器が存在することが原因していたりしていた。この結果、熱交換器58、58…の負荷熱量は充足するが、熱源機器51A〜51Cが絞り運転をしているにもかかわらず、熱媒の往き還り温度差が小さいために、外部負荷機器側の流量が増大していた。特に、従来の1ポンプ方式熱源設備の場合、熱源機器の安定運転を目的として両ヘッダ間の差圧及び熱媒ポンプの運転周波数が一定に制御されているため、外部負荷機器側の流量が少ない運転状態において、両ヘッダ間の差圧を調整することによって、熱媒が外部負荷機器で熱交換せずに還り配管に流入して熱媒の往き還り温度差が低下することによる熱源機器の不要な運転を防止することができなかった。
On the other hand, regarding the increase / decrease stage control of the heat source device, in the air
そこで、本発明の主たる課題は、1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法において、圧力と流量の制御を安定して行うとともに、ポンプ動力の低減を図ることにある。 Accordingly, the main problem of the present invention is to stably control the pressure and flow rate and to reduce the pump power in the operation control method of the one-pump heat source equipment.
従来より、1ポンプ方式熱源設備の制御は、図9に示されるように、圧力に基づく熱媒ポンプの運転周波数の制御と、流量に基づくバイパス弁の開度の制御とが並行して行われていた。前記圧力に基づく制御は、先ず負荷流量の増減に対して最適なヘッダ間差圧(すなわちポンプ吐出圧)の設定値を逐次算出し、この設定値を制御装置に内蔵する圧力調節器PIDに与え、この圧力調節器PIDにおいて、差圧計の測定値に基づいた熱媒ポンプの運転周波数を算出し、この運転周波数を周波数制御器に出力することによって熱媒ポンプの運転制御を行うものである。一方、前記流量に基づく制御は、先ず熱源機器の流量範囲でポンプ流量を算出し、この結果を制御装置に内蔵する流量調節器QIDに与え、この流量調節器QIDが、流量計の測定値に基づいて、バイパス弁の開度調整を行うものである。 Conventionally, as shown in FIG. 9, the control of the one-pump heat source facility is performed in parallel with the control of the operating frequency of the heat medium pump based on the pressure and the control of the opening degree of the bypass valve based on the flow rate. It was. In the control based on the pressure, first, the set value of the header differential pressure (that is, the pump discharge pressure) that is optimal for the increase / decrease in the load flow rate is sequentially calculated, and this set value is given to the pressure regulator PID built in the control device. In the pressure regulator PID, the operation frequency of the heat medium pump is calculated based on the measured value of the differential pressure gauge, and the operation frequency of the heat medium pump is controlled by outputting the operation frequency to the frequency controller. On the other hand, in the control based on the flow rate, first, the pump flow rate is calculated in the flow range of the heat source device, and the result is given to the flow rate controller QID built in the control device. Based on this, the opening degree of the bypass valve is adjusted.
ところが、かかる制御方法には、次の2つの大きな問題があった。先ず第1の問題として、配管系内の流量変化と圧力変化は独立した変化ではなく、相互に影響していることに起因する問題が挙げられる。すなわち、ヘッダ間差圧の設定値に基づいてポンプの運転周波数を所定の周波数に設定し、同時に循環流量の設定値に基づいてバイパス弁の開度を設定しても、ポンプ運転周波数の変更により循環流量が変化するとともに、バイパス弁開度の変更によりヘッダ間差圧が変化し、お互いに干渉する問題が生じる。特に、熱源機器の運転台数の増減段制御により、運転台数が変化した場合、配管系内の熱媒の流量及び圧力が急激に変化し、前記圧力調整器PID及び流量調整器QIDの操作量が急変する。これにより、前記調整器PID及びQIDによる制御同士が互いに干渉して不安定(ハンチング等)となり、熱源機器の流量範囲外のポンプ流量が設定される事態も考えられ、この場合には熱源機器が運転停止に陥る危険性がある。 However, this control method has the following two major problems. First, as a first problem, a flow rate change and a pressure change in the piping system are not independent changes but a problem caused by mutual influence. That is, even if the operating frequency of the pump is set to a predetermined frequency based on the set value of the differential pressure between the headers and at the same time the opening of the bypass valve is set based on the set value of the circulating flow rate, As the circulation flow rate changes, the pressure difference between the headers changes due to the change of the bypass valve opening, causing a problem of interfering with each other. In particular, when the number of operating units changes due to increase / decrease control of the number of operating heat source devices, the flow rate and pressure of the heat medium in the piping system change abruptly, and the manipulated variables of the pressure regulator PID and flow rate regulator QID change. It changes suddenly. As a result, the controls by the regulators PID and QID interfere with each other and become unstable (hunting, etc.), and it is possible that a pump flow rate outside the flow range of the heat source device is set. In this case, the heat source device is There is a risk of falling out of service.
このような問題を回避するため、次のような制御方法などが提案されてきた。
(1)非干渉モデルを用いた制御方法(図10)
前記圧力調整器PIDによる熱媒ポンプの運転周波数の設定変化が流量に与える影響を数値モデル化(第1の非干渉モデル)するとともに、流量調整器QIDによるバイパス弁の開度の設定変化がヘッダ間差圧に与える影響を数値モデル化(第2の非干渉モデル)し、これら第1及び第2の非干渉モデルを用いて、圧力調整器PID及び流量調整器QIDとの間に相互に生じ得る影響をあらかじめ補正した制御信号を出力しようとするものである。
In order to avoid such a problem, the following control methods have been proposed.
(1) Control method using non-interference model (Fig. 10)
Numerically model the effect of changes in the operating frequency of the heat transfer pump by the pressure regulator PID on the flow rate (first non-interference model), and the setting change in the opening of the bypass valve by the flow regulator QID is the header The effect on the differential pressure is numerically modeled (second non-interfering model), and is generated between the pressure regulator PID and the flow regulator QID using the first and second non-interfering models. It is intended to output a control signal in which the influence obtained is corrected in advance.
ところが、前記非干渉モデルの数値モデル化を行うためには、多くの運転データの取得が必要であり、高精度な運転制御の実現には膨大な手間と時間を費やすという問題があった。
(2)外部負荷機器側の流量調整弁による制御方法(図11)
前述の制御方法ではヘッダ間差圧に基づいてポンプ運転周波数を設定していたが、これを外部負荷機器の流量調整弁MV2の開度が最適値(例えば開度90%程度)となるように、流量調整弁開度調整器MVIDにより外部負荷機器の流量調整弁MV2の開度調整を行うようにしたものである。この制御方法は、配管系内の流量と圧力とが相互に影響を及ぼすという問題は依然としてあるものの、外部負荷機器の流量調整弁MV2の作動変化が配管系内の圧力変化よりも緩慢であることから、両者の制御が互いに干渉することによる制御の不安定化が抑制できる。
However, in order to perform numerical modeling of the non-interference model, it is necessary to acquire a large amount of operation data, and there is a problem that enormous effort and time are spent to realize highly accurate operation control.
(2) Control method by flow control valve on external load equipment side (Fig. 11)
In the above control method, the pump operating frequency is set based on the pressure difference between the headers, but this is set so that the opening degree of the flow rate adjustment valve MV2 of the external load device becomes an optimum value (for example, about 90% opening degree). The flow rate adjustment valve opening degree adjuster MVID adjusts the opening degree of the flow rate adjustment valve MV2 of the external load device. Although this control method still has the problem that the flow rate and pressure in the piping system affect each other, the change in the operation of the flow control valve MV2 of the external load device is slower than the pressure change in the piping system. Therefore, control instability due to interference between the two controls can be suppressed.
ところが、この制御方法を実現するためには、外部負荷機器側の流量調整弁の開度情報をすべて得る必要があり、かかる設備を備えていない既存設備への導入が難しいという問題がある。 However, in order to realize this control method, it is necessary to obtain all the opening information of the flow rate adjustment valve on the external load device side, and there is a problem that it is difficult to introduce into existing facilities that do not have such facilities.
次に第2の問題として、従来の1ポンプ方式熱源設備では、複数台設置される熱源機器REF-1-1、REF-1-2及び熱媒ポンプがそれぞれ同一機種であり、これに接続する配管系の配管抵抗もそれぞれ同一であることを前提として、周波数制御器に対する各熱媒ポンプの運転周波数の設定値及びバイパス弁の開度の設定値は、全ての熱媒ポンプ又はバイパス弁に対して同一としていた。 Next, as a second problem, in the conventional one-pump heat source equipment, the heat source devices REF-1-1 and REF-1-2 and the heat medium pump installed in a plurality of units are the same model, and are connected to this. Assuming that the piping resistance of the piping system is also the same, the setting value of the operating frequency of each heat medium pump and the setting value of the opening of the bypass valve for the frequency controller are the same for all heat medium pumps or bypass valves. Were the same.
しかし、通常の設備においては、図12に示されるように、容量や揚程等の仕様の異なる熱媒ポンプが設置される場合が一般的である。すなわち、容量範囲や種類(例えば空冷式ヒートポンプ、吸収式冷凍機など)の異なる熱源機器REF-1-1、REF-1-2が設置される場合、又は各熱源機器REF-1-1、REF-1-2に接続する配管系の配管抵抗が異なる場合には、各熱媒ポンプ又はバイパス弁に対して同一の設定値を与えたのでは、適切な制御が実現できないという問題があった。 However, in ordinary equipment, as shown in FIG. 12, heat medium pumps having different specifications such as capacity and head are generally installed. That is, when heat source devices REF-1-1 and REF-1-2 with different capacity ranges and types (for example, air-cooled heat pumps, absorption refrigerators, etc.) are installed, or each heat source device REF-1-1 and REF When the piping resistance of the piping system connected to -1-2 is different, there was a problem that appropriate control could not be realized if the same set value was given to each heat medium pump or bypass valve.
かかる問題を解決するため、図12に示されるように、圧力計の測定値に基づいて圧力調整器PIDがバイパス弁のバルブ開度を制御するとともに、各熱源機器REF-1-1、REF-1-2に対応して設けられた流量計(図7及び図8において熱源機器52A〜52C又は82A〜82Cに対応して設けられた流量計Fをいう)の測定値に基づいて各流量調整器QIDが熱媒ポンプの運転周波数を制御する制御方法が提案されてきた。しかしながら、この方法では、圧力設定値まで可変にしてしまうと、上記第1の問題で指摘した圧力調整器PIDと流量調整器QIDの相互の干渉がより複雑となり制御不能に陥る危険性がある。したがって、圧力調整器PIDの設定値は固定とすることにより、流量調整器QIDとの干渉が回避されると予測できる。他方、本制御方法では、圧力調整用及び各熱源機器の流量調整用にそれぞれPID制御器が必要になるとともに、各熱源機器に対応した流量計が必要になるため、設備費が嵩むとともに、試運転調整に多くの手間がかかる。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 12, the pressure regulator PID controls the valve opening of the bypass valve based on the measured value of the pressure gauge, and each heat source device REF-1-1, REF- Each flow rate adjustment based on the measurement value of the flow meter provided corresponding to 1-2 (referring to the flow meter F provided corresponding to the
また、図13に示されるように、空調負荷機器側の流量調整弁の開度情報を全て得て、各流量調整弁の開度が最適となるように制御する制御方法が考えられる。ところが、この制御方法を実現するためには、外部負荷機器側の流量調整弁の開度情報をすべて得る必要があり、かかる設備を備えていない既存設備への導入が難しいという問題と、圧力調整用及び各熱源機器の流量調整用にそれぞれPID制御器が必要になるとともに、各熱源機器に対応した流量計が必要になるため、設備費が嵩むとともに、試運転調整に多くの手間がかかるという問題とがある。 Further, as shown in FIG. 13, a control method is conceivable in which all the opening degree information of the flow rate adjustment valve on the air conditioning load device side is obtained and the opening degree of each flow rate adjustment valve is optimized. However, in order to realize this control method, it is necessary to obtain all the opening information of the flow control valve on the external load equipment side, and it is difficult to introduce into existing equipment that does not have such equipment, and pressure adjustment PID controller is required for adjusting the flow rate of the heat source equipment and each heat source equipment, and a flow meter corresponding to each heat source equipment is required, which increases the equipment cost and requires a lot of trouble for trial run adjustment. There is.
そこで、上記各問題を解決するため、請求項1に係る本発明として、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器と、各熱源機器に対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプと、各熱媒ポンプに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器と、前記熱源からの熱媒を集約する送りヘッダと、この送りヘッダから熱媒を供給される外部負荷機器と、前記各外部負荷機器に対応して設けられるとともに、該外部負荷機器を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁と、外部負荷機器で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器に分配する戻りヘッダと、前記送りヘッダ部又はその近傍と前記戻りヘッダ部又はその近傍とを繋ぐバイパス路と、このバイパス路を流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁と、前記熱媒ポンプの運転制御及び前記バイパス弁の開度制御を行う制御装置とを備える1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法であって、
前記送りヘッダから外部負荷機器側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、予め、前記流量計により測定した外部負荷機器側の循環流量と、前記差圧計により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との配管抵抗曲線の関係式を求めておき、この関係式に、前記流量計により測定した前記外部負荷機器側の循環流量を代入して算出することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法が提供される。
Accordingly, in order to solve each of the above problems, as the present invention according to
A flow meter for measuring the circulation flow rate which circulates in the external load device from the feed header, disposed and a differential pressure gauge that measures the differential pressure between the headers and return the feed header,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device previously obtains a relational expression of a piping resistance curve between a circulating flow rate on the external load device side measured by the flow meter and a differential pressure between both headers at each flow rate measured by the differential pressure meter, The differential pressure set value Ps between the two headers is determined by substituting and calculating the circulation flow rate on the external load device side measured by the flow meter in this relational expression, and the opening degree of the bypass valve is controlled. At the same time, the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of each heat source device are respectively set to an upper limit value and a lower limit value, and the heat medium circulation flow rate circulating through the external load device side is distributed by each heat source device. Under consideration, the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is provided to the frequency controller to control the operation frequency of the heat medium pump, and an operation control method for a one-pump heat source facility is provided.
請求項2に係る本発明として、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器と、各熱源機器に対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプと、各熱媒ポンプに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器と、前記熱源からの熱媒を集約する送りヘッダと、この送りヘッダから熱媒を供給される外部負荷機器と、前記各外部負荷機器に対応して設けられるとともに、該外部負荷機器を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁と、外部負荷機器で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器に分配する戻りヘッダと、前記送りヘッダ部又はその近傍と前記戻りヘッダ部又はその近傍とを繋ぐバイパス路と、このバイパス路を流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁と、前記熱媒ポンプの運転制御及び前記バイパス弁の開度制御を行う制御装置とを備える1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法であって、
前記送りヘッダから外部負荷機器側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、前記流量調整弁に対応して設けられ、前記流量調整弁の開度を測定する開度測定器とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記開度測定器により測定した各流量調整弁の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置が保有する変化量テーブルに基づいて設定することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法が提供される。
As the present invention according to claim 2, one or a plurality of heat source devices that cool or heat the heat medium, a heat medium pump that is provided corresponding to each heat source device and that pumps the cooled or heated heat medium, A frequency controller that is provided corresponding to each heat medium pump, variably controls the pump rotation frequency, a feed header that collects the heat medium from the heat source, and an external load device that is supplied with the heat medium from the feed header And a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the external load device, the heat medium exchanged by the external load device is returned, and each heat source A return header distributed to the device, a bypass passage connecting the feed header portion or the vicinity thereof and the return header portion or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting a flow rate of the heat medium flowing through the bypass passage, A 1 pump type heat source equipment operation control method and a control device for controlling the opening degree of the operation control and the bypass valve of the refrigerant pump,
A flow meter for measuring the circulating flow rate circulating from the feed header to the external load device side, a differential pressure meter for measuring the differential pressure between the feed header and the return header, and the flow rate adjustment valve are provided. And an opening degree measuring device for measuring the opening degree of the flow regulating valve,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device determines the differential pressure between the headers for each range divided based on the size of the opening with respect to the maximum value of the opening of each flow control valve measured by the opening measuring device. The differential pressure setting value Ps between the two headers is determined by setting based on a change amount table held by the control device indicating increase / decrease of the set value, the opening degree of the bypass valve is controlled, and each heat source Under the condition that the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of the device are the upper limit value and the lower limit value, respectively, and the heat medium circulation flow rate circulating through the external load device side is distributed among the heat source devices. The flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is provided to the frequency controller to control the operation frequency of the heat medium pump, and an operation control method for a one-pump heat source facility is provided.
上記請求項1、2記載の本発明は、1ポンプ方式熱源設備のうち、空調配管設備の場合の運転制御方法を示したものであり、熱媒ポンプ毎のヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式(以下、P-Q特性ともいう。)を予め求めておき、このP-Q特性からポンプ運転周波数を算出して周波数制御器に与えている。そして、図14に示されるように、所定の圧力(前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps)を圧力調整器の設定値とし、圧力調整器は、圧力計の測定値に基づいてバイパス弁のバルブ開度を算出し、バイパス弁に出力している。このように、熱媒ポンプを所定の運転周波数となるように制御するとともに、ヘッド間差圧を所定の圧力となるように制御すれば、熱媒ポンプの流量は、前記P-Q特性に従い自然に所定の流量に制御されるようになる。つまり、圧力が流量に干渉する作用を利用して、圧力を調整することによって、同時に流量が制御されるようになっている。また、圧力調整器による圧力制御を基本としているため、従来のように圧力調整器及び流量調整器の干渉がなく、熱媒ポンプの運転台数変動時においても安定した制御が行われ、熱源機器の運転停止等の問題を回避できる。さらに、非干渉モデルのような数値モデルや流量調整器(QID)を必要としないため、運転調整が容易になるという効果も有する。 The first and second aspects of the present invention show an operation control method in the case of air-conditioning piping equipment among one-pump heat source equipment, and the header differential pressure P and the pump flow rate Q for each heat medium pump. An equation for calculating the pump operating frequency f (hereinafter also referred to as PQ characteristic) is obtained in advance, and the pump operating frequency is calculated from this PQ characteristic and given to the frequency controller. Then, as shown in FIG. 14, a predetermined pressure (a differential pressure setting value Ps between the headers) is set as a setting value of the pressure regulator, and the pressure regulator determines the bypass valve based on the measured value of the pressure gauge. The valve opening is calculated and output to the bypass valve. As described above, when the heat medium pump is controlled to have a predetermined operating frequency and the differential pressure between the heads is controlled to be a predetermined pressure, the flow rate of the heat medium pump is naturally determined according to the PQ characteristic. The flow rate is controlled. That is, the flow rate is controlled at the same time by adjusting the pressure by using the effect that the pressure interferes with the flow rate. In addition, since pressure control using a pressure regulator is the basis, there is no interference between the pressure regulator and flow rate regulator as in the past, and stable control is performed even when the number of operating heat medium pumps varies. Problems such as shutdown can be avoided. Furthermore, since a numerical model such as a non-interference model or a flow rate regulator (QID) is not required, there is an effect that operation adjustment becomes easy.
また、本発明は、図15に示されるように、流量範囲や機種などの仕様がそれぞれ異なる複数の熱源機器が備えられるとともに、各熱源機器の前記仕様に対応した熱媒ポンプが備えられる場合であっても、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得るようにしているため、仕様が異なる熱源機器を設置しても、それぞれ最適な運転状態となるように個別的に熱源機器を制御することが可能となる。これにより、従来の制御方法で用いられていた各熱源機器に対応した流量計が不要となるため設備費が低減できるとともに、試運転調整が容易となる。 In addition, as shown in FIG. 15, the present invention includes a case where a plurality of heat source devices having different specifications such as a flow range and a model are provided, and a heat medium pump corresponding to the specifications of each heat source device is provided. Even if it exists, while obtaining the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow Q for each heat medium pump, the pump operation using the header differential pressure P and the pump flow Q as parameters based on this relational expression. Since the calculation formula of the frequency f is obtained, even if heat source devices having different specifications are installed, it is possible to individually control the heat source devices so as to be in an optimum operation state. Thereby, since the flow meter corresponding to each heat source apparatus used by the conventional control method becomes unnecessary, an installation cost can be reduced and trial run adjustment becomes easy.
ここで、上記請求項1記載の本発明は、前記両ヘッダ間の差圧の設定値の第1の具体的な算出方法を示したものである。具体的には、予め、前記流量計により測定した外部負荷機器側の循環流量と、前記差圧計により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との関係式(配管抵抗曲線)を求めておき、この配管抵抗曲線の関係式に、前記流量計により測定した前記外部負荷機器側の循環流量を代入して前記両ヘッダ間の差圧の設定値を算出するものである。Here, the present invention according to
上記請求項2記載の本発明は、前記両ヘッダ間の差圧の設定値の第2の具体的な算出方法を示したものである。具体的には、前記開度測定器により測定した各流量調整弁の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置が保有する変化量テーブルに基づいて設定するものである。The present invention described in claim 2 shows a second specific calculation method of the set value of the differential pressure between the headers. Specifically, with respect to the maximum value of the opening degree of each flow rate adjustment valve measured by the opening degree measuring device, the differential pressure between the headers is divided for each range divided based on the opening degree. It is set based on a change amount table possessed by the control device indicating increase / decrease of the set value.
次いで、請求項3に係る本発明として、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器と、各熱源機器に対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプと、各熱媒ポンプに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器と、前記熱源機器からの熱媒を集約する送りヘッダと、この送りヘッダから熱媒を供給される冷却塔と、前記各冷却塔に対応して設けられるとともに、該冷却塔を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁と、冷却塔で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器に分配する戻りヘッダと、前記送りヘッダ又はその近傍と前記戻りヘッダ又はその近傍とを繋ぐバイパスと、このバイパスを流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁と、前記熱媒ポンプの運転制御並びに前記バイパス弁及び前記流量調整弁の開度調整を行う制御装置とを備える1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法であって、
前記送りヘッダから冷却塔側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、還水温度を測定する還水温度計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記還水温度計が所定の還水温度となるように前記流量調整弁の開度調整を行うとともに、予め、前記流量計により測定した冷却塔側の循環流量と、前記差圧計により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との配管抵抗曲線の関係式を求めておき、この関係式に、前記流量計により測定した前記冷却塔側の循環流量を代入して算出することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記冷却塔側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法が提供される。
Next, as the present invention according to claim 3 , one or a plurality of heat source devices that cool or heat the heat medium, and a heat medium pump that is provided corresponding to each heat source device and that pumps the cooled or heated heat medium. And a frequency controller that variably controls the pump rotation frequency, a feed header that collects the heat medium from the heat source device, and a heat medium that is supplied from the feed header A cooling tower, a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the heat medium flowing through the cooling tower, the heat medium exchanged in the cooling tower is returned, and each heat source device is provided corresponding to each cooling tower. A return header distributed to the bypass header, a bypass connecting the feed header or the vicinity thereof and the return header or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting a flow rate of the heat medium flowing through the bypass, and an operation control of the heat medium pump. And a first pump mode operation control method of the heat source equipment and a controller for opening adjustment of the bypass valve and the flow control valve,
A flow meter for measuring the circulation flow to circulate the cooling tower side from the feed header, a differential pressure gauge that measures the differential pressure between the headers and return the feed header, and Kaemizu thermometer for measuring the changed water temperature Arrange
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device adjusts the opening of the flow rate adjustment valve so that the return water thermometer has a predetermined return water temperature, and in advance, the circulating flow rate on the cooling tower side measured by the flow meter, and the difference Obtain a relational expression of the piping resistance curve with the differential pressure between the headers at each flow rate measured by the pressure gauge, and substitute the circulating flow rate on the cooling tower side measured by the flowmeter into this relational expression. Thus, the differential pressure setting value Ps between the headers is determined, the opening degree of the bypass valve is controlled, and the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of each heat source device are respectively set to an upper limit value, Under the condition that the lower limit value and the heat medium circulation flow rate circulating on the cooling tower side are distributed by each heat source device, the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is provided to the frequency controller to control the operation frequency of the heat medium pump, and an operation control method for a one-pump heat source facility is provided.
請求項4に係る本発明として、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器と、各熱源機器に対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプと、各熱媒ポンプに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器と、前記熱源機器からの熱媒を集約する送りヘッダと、この送りヘッダから熱媒を供給される冷却塔と、前記各冷却塔に対応して設けられるとともに、該冷却塔を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁と、冷却塔で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器に分配する戻りヘッダと、前記送りヘッダ又はその近傍と前記戻りヘッダ又はその近傍とを繋ぐバイパスと、このバイパスを流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁と、前記熱媒ポンプの運転制御並びに前記バイパス弁及び前記流量調整弁の開度調整を行う制御装置とを備える1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法であって、
前記送りヘッダから冷却塔側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、前記流量調整弁に対応して設けられ、前記流量調整弁の開度を測定する開度測定器と、還水温度を測定する還水温度計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記還水温度計が所定の還水温度となるように前記流量調整弁の開度調整を行うとともに、前記開度測定器により測定した各流量調整弁の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置が保有する変化量テーブルに基づいて設定することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記冷却塔側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法が提供される。
As the present invention according to
A flow meter for measuring the circulating flow rate circulating from the feed header to the cooling tower side, a differential pressure meter for measuring the differential pressure between the feed header and the return header, and the flow rate adjusting valve, An opening degree measuring device for measuring the opening degree of the flow rate regulating valve and a return water thermometer for measuring the return water temperature are disposed,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device adjusts the opening degree of the flow rate adjustment valve so that the return water thermometer has a predetermined return water temperature, and the maximum of the opening degree of each flow rate adjustment valve measured by the opening degree measuring device. By setting the value based on the change amount table held by the control device indicating the increase or decrease of the set value of the differential pressure between the headers for each range divided based on the size of the opening wherein determining the differential pressure set value Ps between both headers, to control the opening degree of the bypass valve, the maximum value Q rmax operating flow rates of the heat source device, respectively the minimum value Q rmin s, the upper limit value, lower limit value And the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined under the condition that the heat medium circulation flow rate circulating in the cooling tower side is distributed among the heat source devices.
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is provided to the frequency controller to control the operation frequency of the heat medium pump, and an operation control method for a one-pump heat source facility is provided.
上記請求項3,4記載の本発明では、冷却水配管設備の場合の運転制御方法を示したものであり、前記請求項1記載の空調配管設備の場合と同様にして運転制御を行うものである。ただし、冷却水配管設備の運転制御においては、前記還水温度計が所定の還水温度となるように前記流量調整弁の開度調整を行うようにする。
ここで、上記請求項3は、前記両ヘッダ間の差圧の設定値の第1の具体的な算出方法に対応し、上記請求項4は前記両ヘッダ間の差圧の設定値の第2の具体的な算出方法に対応するものである。
In the present invention described in the third and fourth aspects, the operation control method in the case of the cooling water piping facility is shown, and the operation control is performed in the same manner as in the case of the air conditioning piping facility in the first aspect. is there. However, in the operation control of the cooling water piping facility, the opening degree of the flow rate adjusting valve is adjusted so that the return water thermometer has a predetermined return water temperature.
Here, the third aspect corresponds to a first specific calculation method of the set value of the differential pressure between the two headers, and the fourth aspect provides a second set value of the differential pressure between the two headers. This corresponds to a specific calculation method.
請求項5に係る本発明として、前記両ヘッダ間の差圧の設定値及び熱媒ポンプの運転周波数の設定値は、数十秒から数分の時間間隔で算出するとともに、前記バイパス弁の開度は、1秒以下の時間間隔で制御する請求項1〜4いずれかに記載の1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法が提供される。
As a fifth aspect of the present invention, the set value of the differential pressure between the two headers and the set value of the operating frequency of the heat medium pump are calculated at intervals of several tens of seconds to several minutes, and the bypass valve is opened. The operation control method for a one-pump heat source facility according to any one of
上記請求項5記載の本発明は、熱源機器の出力が不安定化(ハンチング等)するのを防止するために、両ヘッダ間の差圧の設定値及び熱媒ポンプの運転周波数の設定値を算出する時間間隔の目安と、バイパス弁の開度を制御する時間間隔の目安を示したものである。 In order to prevent the output of the heat source device from destabilizing (hunting or the like), the present invention as set forth in the fifth aspect described above sets the set value of the differential pressure between the headers and the set value of the operating frequency of the heat medium pump. It shows a guide for the calculated time interval and a guide for the time interval for controlling the opening of the bypass valve.
以上詳説のとおり本発明によれば、1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法において、圧力と流量の制御を安定して行うことができるとともに、ポンプ動力の低減を図ることができる。 As described above in detail, according to the present invention, in the operation control method for a one-pump heat source facility, pressure and flow rate can be stably controlled, and pump power can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔1ポンプ方式熱源設備の構成〕
図1に示される1ポンプ方式熱源設備の空調配管設備1は、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器2A〜2Cと、各熱源機器2A〜2Cに対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプ3A〜3Cと、各熱媒ポンプに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器14A〜14Cと、前記熱源機器2A〜2Cからの熱媒を集約する送りヘッダ4と、この送りヘッダ4から熱媒を供給される外部負荷機器9,9…と、前記各外部負荷機器に対応して設けられるとともに、該外部負荷機器を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁11と、外部負荷機器9,9…で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器2A〜2Cに分配する戻りヘッダ10と、前記送りヘッダ部4又はその近傍と前記戻りヘッダ部10又はその近傍とを繋ぐバイパス13と、このバイパス13を流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁12と、前記熱媒ポンプ3A〜3Cの運転制御及び前記バイパス弁12の開度制御を行う制御装置8とを備えるものである。
[Configuration of 1-pump heat source equipment]
The air-
また、計測機器類として、前記送りヘッダ4から外部負荷機器側に循環する循環流量を測定するための流量計15と、前記送りヘッダ4と戻りヘッダ10の間の差圧を測定する差圧計16と、前記流量調整弁11の開度を測定するための開度測定器19とを配設している。
Further, as measuring instruments, a
〔運転制御方法〕
運転制御にあたって、予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておく。
[Operation control method]
In operation control, in the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, a relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. At the same time, based on this relational expression, a formula for calculating the pump operation frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
そして、前記制御装置8は、前記外部負荷機器側を循環する熱媒の循環流量又はその流量変化率に応じて前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁12の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御するようにしている。
And the said
前記熱源機器2A〜2Cは、流量範囲や機種などの仕様がそれぞれ同一のものである必要はなく、それぞれ仕様が異なる複数の前記熱源機器が備えられ、各熱源機器の前記仕様に対応した熱媒ポンプが備えられる場合には、制御装置8は、予め、実機での運転試験によって測定した前記各熱媒ポンプの吐出圧と流量との関係式を保有するようにする。これにより、流量範囲や機種などの仕様が異なる熱源機器2A〜2Cを設置しても、それぞれ最適な運転状態となるように個別的に熱源機器2A〜2Cを制御することが可能となる。
The
以下、具体的に詳述する。
(熱媒ポンプの実機特性試験)
先ず初めに、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るようにする。
The details will be described below.
(Characteristic test of heat medium pump)
First, in the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, a relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. To do.
実機において、前記外部負荷機器9,9…側への熱媒の供給を遮断して前記バイパス13を循環する流路を形成し、前記各熱媒ポンプ3A〜3Cを定格周波数F(50Hz又は60Hz)で運転した状態で、前記バイパス弁12の開度を変え(例えば、開度10%ステップで100%→0%)、前記差圧計16による両ヘッダ間の差圧Pと前記バイパス13を流れる熱媒の流量Qとを測定し、両者の関係式を実験的に求める。図3は、熱媒ポンプ単体の場合(条件1)、熱媒ポンプにチャッキバルブ及びストレーナーを取り付けた場合(条件2)、前記条件2に加え熱源機器を接続した場合(条件3)について、両ヘッダ間の差圧Pと熱媒の流量Qとの関係を示した実施例である。なお、本発明で使用する両ヘッダ間の差圧Pと熱媒の流量Qとの関係式は、熱源機器及び配管抵抗を考慮した条件3のものである。
In the actual machine, the supply of the heat medium to the
ここで、前記外部負荷機器側への熱媒の供給を遮断するには、前記送りヘッダ4と外部負荷機器9、9…との間にバルブ18を設けておき、該バルブ18を全閉とする。また、前記バイパス13には、該バイパス13を流れる熱媒の流量を測定するための流量計17を設けておく。この流量計17は、本熱媒ポンプの実機特性試験において計測できるものであればよく、定常運転時には除却できるように配設してもよい。
Here, in order to cut off the supply of the heat medium to the external load device side, a
前記両ヘッダ間の差圧Pと熱媒の流量Qとの関係式は、下式(1)のように近似することができる。
上記関係式は、定格周波数F(50Hz又は60Hz)で運転した条件のものであるから、ポンプの運転周波数が任意の周波数fの時の関係式は、下式(2)のように近似することができる。
Q:熱媒の流量
f:熱媒ポンプの運転周波数
F:熱媒ポンプの定格周波数
A,B,C:係数
Since the above relational expression is based on the condition of operating at the rated frequency F (50 Hz or 60 Hz), the relational expression when the pump operating frequency is an arbitrary frequency f should be approximated as the following expression (2). Can do.
Q: Heat medium flow rate
f: Operating frequency of heat medium pump
F: Rated frequency of heat medium pump
A, B, C: Coefficient
ところで、上記手法は、実験的に求める方法であるが、ポンプのP−Q特性図、熱源機器のP−Q特性図、配管系のP−Q特性図が予め判明している場合は、(ポンプのP−Q特性図による圧力)−(熱源機器及び配管系のP−Q特性図による圧力低下)によるP−Q特性図を上式(1)で近似させることにより、上式(2)を導くことができる。 By the way, the above method is an experimental method. If the PQ characteristic diagram of the pump, the PQ characteristic diagram of the heat source device, and the PQ characteristic diagram of the piping system are known in advance, ( By approximating the PQ characteristic diagram by (Equation (1)) by the PQ characteristic diagram of the pump (PQ characteristic diagram of the pump)-(Pressure drop by PQ characteristic diagram of heat source equipment and piping system) Can guide you.
(両ヘッダ間の差圧の設定値Psの算出)
両ヘッダ間の差圧の設定値Psの算出方法は、配管抵抗曲線による算出方法と、外部負荷機器側の流量調整弁11の開度による算出方法とがあり、これらの算出方法は、本熱源設備1の設置状況や目的等によって使い分けられる。
(Calculated set value P s of the differential pressure between the two header)
There are two methods for calculating the set value P s of the differential pressure between the headers: a calculation method based on a piping resistance curve, and a calculation method based on the opening of the
先ず、前記配管抵抗曲線による算出方法について詳述する。本算出方法では、予め、流量計15により測定した外部負荷機器側の循環流量と、前記差圧計16により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との関係式(配管抵抗曲線)を求めておく。この配管抵抗曲線は、一般に図4に示されるように、次式(3)のような二次関数で表される。この次式(3)に、流量計15により測定した前記外部負荷機器側の循環流量Q1を代入して、現状の運転状態に応じた両ヘッダ間の差圧の設定値Psを求めることができるようになる。
Q1:外部負荷機器側の循環流量
a,b,c:実験的に求まる配管抵抗曲線の係数
First, the calculation method using the piping resistance curve will be described in detail. In this calculation method, a relational expression (pipe resistance curve) between the circulating flow rate on the external load device side measured by the
次に、前記流量調整弁11の開度による算出方法について詳述する。本算出方法では、前記開度測定器19、19…により測定した各流量調整弁11、11…の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置8が保有する変化量テーブルに基づいて設定する。前記変化量テーブルは、表1に示されるように作成することができる。表2は、その具体的な実施例である。本実施例において、前記制御装置8は、例えば、開度測定器19、19…による前記流量調整弁11、11…の各開度のうち最大開度が75〜85%と適値の区分に属する場合には、両ヘッダ間の差圧の設定値Psは維持する制御信号を出力し、前記流量調整弁11、11…の最大開度が90%と適値より大きい場合には、両ヘッダ間の差圧の設定値Psは2kPa増加させる制御信号を出力するようにしている。
Next, a calculation method based on the opening degree of the flow
(熱媒ポンプの運転流量の設定値Qsの算出)
次に、熱媒ポンプ3A〜3Cの運転流量の設定値Qsを算出する。前記運転流量の設定値Qsは、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定する。
(Calculation of set value Q s of operating flow rate of heat medium pump)
Then, to calculate the setting value Q s operation flow of the
具体的には、各熱源機器の容量範囲が同一の場合は、外部負荷機器9、9…側の循環流量Q1を流量計15により測定し、この外部負荷機器側の循環流量Q1に余裕流量qを見込んだ熱媒ポンプ1台当たり(熱媒ポンプ3A〜3Cの運転台数N)の運転流量Qs’を次式(4)から算出する。
Q1:外部負荷機器側の循環流量
N:熱媒ポンプの運転台数
q:余裕流量
Specifically, if the capacity range of each heat source device are the same, the circulation flow rate to Q 1
そして、この熱媒ポンプ3A〜3Cの運転流量Qs’から、熱源機器2A〜2Cの流量範囲(Qrmin〜Qrmax)に応じた熱媒ポンプの運転流量の設定値Qsを、次式(5)の関係式から算出する
Qrmax:熱源機器の運転可能流量の最大値
Qrmin:熱源機器の運転可能流量の最小値
Then, from the operating flow rate Q s ′ of the heat medium pumps 3A to 3C, a set value Q s of the operating flow rate of the heat medium pump corresponding to the flow rate range (Q rmin to Q rmax ) of the
ここで、上式(4)は、各熱源機器2A〜2Cの容量範囲が同一の場合について示したものであり、流量範囲が異なる熱源機器が用いられている場合には、各熱源機器の容量に対応して比例配分することにより、各熱媒ポンプの運転流量の設定値Qsを算出するようにする。具体例を挙げて説明すると、第1熱源機器REF-1-1(運転可能流量:Qrmin=8.0m3/h、Qrmax=10.0m3/h)及び第2熱源機器REF-1-2(運転可能流量:Qrmin=4.0m3/h、Qrmax=5.0m3/h)の流量範囲が異なる熱源機器が混在して設置された場合、外部負荷機器側の循環流量Q1=13m3/h、各熱源機器の余裕流量q=0.5m3/hとしたとすると、前記第1熱源機器REF-1-1に対する熱媒ポンプCP1-1の運転流量の設定値Qs1及び前記第1熱源機器REF-1-2に対する熱媒ポンプCP1-2の運転流量の設定値Qs2は、次式(6)のように求めることができる。
Q1:外部負荷機器側の循環流量
Qirmax:i番目の熱源機器の流量範囲の最大流量
N:熱媒ポンプの運転台数
q:余裕流量
Here, the above equation (4) shows the case where the capacity ranges of the
上式(6)より、各熱媒ポンプの運転流量の設定値は、Qs1=9.2m3/h(=13×10/15+0.5)、Qs2=4.8m3/h(=13×5/15+0.5)となる。 From the above equation (6), the set value of the operation flow of each heat medium pump, Q s1 = 9.2m 3 /h(=13×10/15+0.5),Q s2 = 4.8m 3 / h (= 13 × 5/15 + 0.5).
(熱媒ポンプの運転周波数の設定値fsの算出)
次に、上式(5)から算出した熱媒ポンプの運転流量Qsに対応する運転周波数の設定値fsを、上式(2)に基づいて算出する。具体的には、上式(2)を熱媒ポンプの運転周波数fについて解いて、次式(7)のように変形する。
Y=B×Q/F
Z=A×Q2−P
(Calculation of set value f s of operating frequency of heat medium pump)
Next, the set value f s of the operating frequency corresponding to the operating flow rate Q s of the heat medium pump calculated from the above equation (5) is calculated based on the above equation (2). Specifically, the above equation (2) is solved for the operating frequency f of the heat medium pump, and transformed into the following equation (7).
Y = B × Q / F
Z = A × Q 2 −P
これにより、熱媒ポンプの運転周波数の設定値fsは、上式(7)のP、Qにそれぞれ上式(3)で算出した両ヘッダ間の差圧の設定値Ps及び上式(5)で算出した熱媒ポンプの運転流量の設定値Qsを与えて、次式(8)から算出することができる。
Z’=A×Qs 2−Ps
Thereby, the set value f s of the operating frequency of the heat medium pump is set to P and Q of the above formula (7), the differential pressure set value P s between both headers calculated by the above formula (3), and the above formula ( The set value Q s of the operating flow rate of the heat medium pump calculated in 5) can be given and calculated from the following equation (8).
Z ′ = A × Q s 2 −P s
ここで、具体例を挙げて説明する。前記具体例と同様に、流量範囲の異なる第1熱源機器REF-1-1(運転可能流量:Qrmin=8.0m3/h、Qrmax=10.0m3/h)及び第2熱源機器REF-1-2(運転可能流量:Qrmin=4.0m3/h、Qrmax=5.0m3/h)が混在し、かつ各熱源機器に接続する熱媒ポンプのP-Q特性線図(上式(1)の係数A=-1.0111、B=-3.0184、C=327.64とする)及び定格周波数F=60Hzが同一と仮定する。なお、前記具体例において、各熱媒ポンプの運転流量の設定値はQs1=9.2m3/h、Qs2=4.8m3/hである。この場合、両ヘッダ間の差圧の設定値Ps=200kPaとすると、各熱媒ポンプの運転周波数の設定値はfs1=58.6Hz、fs2=20.9Hzとなり、Ps=100kPaとするとfs1=47.8Hz、fs2=38.2Hzとなる。 Here, a specific example will be described. Similar to the above specific example, the first heat source device REF-1-1 (operable flow rate: Q rmin = 8.0 m 3 / h, Q rmax = 10.0 m 3 / h) and the second heat source device REF− having different flow ranges. 1-2 (operable flow rate: Q rmin = 4.0 m 3 / h, Q rmax = 5.0 m 3 / h) and PQ characteristic diagram of the heat medium pump connected to each heat source device (the above formula (1 )) A = -1.0111, B = -3.0184, C = 327.64) and the rated frequency F = 60 Hz. In the specific example, the set values of the operation flow rate of each heat medium pump are Q s1 = 9.2 m 3 / h and Q s2 = 4.8 m 3 / h. In this case, if the differential pressure setting value P s = 200 kPa between the headers, the operating frequency setting values of each heat medium pump are f s1 = 58.6 Hz, f s2 = 20.9 Hz, and if P s = 100 kPa, f s1 = 47.8Hz, the f s2 = 38.2Hz.
(運転制御)
前記制御装置8は、上式(3)で算出した両ヘッダ間の差圧の設定値Psに基づき、前記バイパス弁12の開度をPID制御器(図示せず)により制御するとともに、上式(8)で算出した熱媒ポンプの運転周波数の設定値fsを前記周波数制御器14A〜14Cに与え、熱媒ポンプの運転制御を行う。
(Operation control)
The
図5は、運転制御の実施例を示した図である。熱媒ポンプの運転流量の設定値Qs及びヘッダ間の差圧の設定値Psを算出することにより、これら設定値を満足する熱媒ポンプの運転周波数の設定値fsが決定される。 FIG. 5 is a diagram showing an example of operation control. By calculating the set value Q s of the operating flow rate of the heat medium pump and the set value P s of the differential pressure between the headers, the set value f s of the operating frequency of the heat medium pump that satisfies these set values is determined.
ここで、両ヘッダ4,10間の差圧の設定値Ps及び熱媒ポンプの運転周波数の設定値Qsは、数十秒から数分の時間間隔で算出するとともに、前記バイパス弁の開度調整は、1秒以下の時間間隔で行うことが好ましい。これにより、バイパス弁の不安定化(ハンチング等)を防止することができるようになる。
Here, the set value P s of the differential pressure between the
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、1ポンプ方式熱源設備のうち空調配管設備の運転制御方法について詳述したが、図6に示されるように、冷却水配管設備20についても同様の考え方で運転制御が可能である。具体的には、熱媒を冷却又は加熱する1又は複数の熱源機器2A〜2Cと、各熱源機器2A〜2Cに対応して設けられるとともに、冷却又は加熱された熱媒を圧送する熱媒ポンプ22A〜22Cと、各熱媒ポンプ22A〜22Cに対応して設けられるとともに、ポンプ回転周波数を可変制御する周波数制御器14A〜14Cと、前記熱源機器2A〜2Cからの熱媒を集約する送りヘッダ4と、この送りヘッダ4から冷却水を供給される冷却塔25、25…と、前記各冷却塔25、25…に対応して設けられるとともに、該冷却塔25、25…を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁28、28…と、冷却塔25、25…で熱交換された熱媒が戻されるとともに、各熱源機器2A〜2Cに分配する戻りヘッダ10と、前記送りヘッダ4又はその近傍と前記戻りヘッダ10又はその近傍とを繋ぐバイパス13と、このバイパス13を流れる熱媒の流量を調整するバイパス弁12と、前記熱媒ポンプ22A〜22Cの運転制御並びに前記バイパス弁12及び前記流量調整弁28、28…の開度調整を行う制御装置とを備えるものである。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, the operation control method for the air-conditioning piping facility in the one-pump heat source facility has been described in detail, but as shown in FIG. Is possible. Specifically, one or a plurality of
また、計測機器類として、前記送りヘッダ4から冷却塔側に循環する循環流量を測定するための流量計15と、前記送りヘッダ4と戻りヘッダ10の間の差圧を測定する差圧計16と、前記流量調整弁28、28…に対応して設けられ、前記流量調整弁28、28…の開度を測定する開度測定器19、19…と、還水温度TRを測定する還水温度計37とを配設している。
Further, as measuring instruments, a
まず、予め、前記熱媒ポンプ22A〜22C、熱源機器2A〜2C、送りヘッダ4、バイパス路13、戻りヘッダ10を巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておく。
First, in the circulation system around the heat medium pumps 22A to 22C, the
そして、前記制御装置30は、前記還水温度計37が所定の還水温度となるように前記流量調整弁28、28…の開度調整を行うとともに、前記配管抵抗曲線による算出方法又は外部負荷機器側の流量調整弁11の開度による算出方法により前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁12の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記冷却塔側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御している。
The
1…1ポンプ方式熱源設備、2A〜2C…熱源機器、3A〜3C…熱媒ポンプ、4…送りヘッダ、8…制御装置、9…外部負荷機器、10…戻りヘッダ、12バイパス弁、13…バイパス、14A〜14C…周波数制御器、15…流量計、16…差圧計、17…流量計、18…バルブ、20…冷却水配管設備
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記送りヘッダから外部負荷機器側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、予め、前記流量計により測定した外部負荷機器側の循環流量と、前記差圧計により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との配管抵抗曲線の関係式を求めておき、この関係式に、前記流量計により測定した前記外部負荷機器側の循環流量を代入して算出することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法。 One or a plurality of heat source devices for cooling or heating the heat medium, provided corresponding to each heat source device, a heat medium pump for pumping the cooled or heated heat medium, and provided for each heat medium pump It corresponds to the frequency controller that variably controls the pump rotation frequency, the feed header that collects the heat medium from the heat source, the external load device that is supplied with the heat medium from the feed header, and each external load device And a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the external load device, the heat medium exchanged by the external load device is returned, and the return header is distributed to each heat source device, A bypass path connecting the feed header section or the vicinity thereof and the return header section or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the bypass path, operation control of the heat medium pump and the front A 1 pump type heat source equipment operation control method and a control device for controlling the opening degree of the bypass valve,
A flow meter for measuring the circulation flow rate which circulates in the external load device from the feed header, disposed and a differential pressure gauge that measures the differential pressure between the headers and return the feed header,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device previously obtains a relational expression of a piping resistance curve between a circulating flow rate on the external load device side measured by the flow meter and a differential pressure between both headers at each flow rate measured by the differential pressure meter, The differential pressure set value Ps between the two headers is determined by substituting and calculating the circulation flow rate on the external load device side measured by the flow meter in this relational expression, and the opening degree of the bypass valve is controlled. At the same time, the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of each heat source device are respectively set to an upper limit value and a lower limit value, and the heat medium circulation flow rate circulating through the external load device side is distributed by each heat source device. Under consideration, the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is supplied to the frequency controller to control the operating frequency of the heat medium pump.
前記送りヘッダから外部負荷機器側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、前記流量調整弁に対応して設けられ、前記流量調整弁の開度を測定する開度測定器とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記開度測定器により測定した各流量調整弁の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置が保有する変化量テーブルに基づいて設定することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記外部負荷機器側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法。
One or a plurality of heat source devices for cooling or heating the heat medium, provided corresponding to each heat source device, a heat medium pump for pumping the cooled or heated heat medium, and provided for each heat medium pump It corresponds to the frequency controller that variably controls the pump rotation frequency, the feed header that collects the heat medium from the heat source, the external load device that is supplied with the heat medium from the feed header, and each external load device And a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the external load device, the heat medium exchanged by the external load device is returned, and the return header is distributed to each heat source device, A bypass path connecting the feed header section or the vicinity thereof and the return header section or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the bypass path, operation control of the heat medium pump and the front A 1 pump type heat source equipment operation control method and a control device for controlling the opening degree of the bypass valve,
A flow meter for measuring the circulating flow rate circulating from the feed header to the external load device side, a differential pressure meter for measuring the differential pressure between the feed header and the return header, and the flow rate adjustment valve are provided. And an opening degree measuring device for measuring the opening degree of the flow regulating valve,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device determines the differential pressure between the headers for each range divided based on the size of the opening with respect to the maximum value of the opening of each flow control valve measured by the opening measuring device. The differential pressure setting value Ps between the two headers is determined by setting based on a change amount table held by the control device indicating increase / decrease of the set value, the opening degree of the bypass valve is controlled, and each heat source Under the condition that the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of the device are the upper limit value and the lower limit value, respectively, and the heat medium circulation flow rate circulating through the external load device side is distributed among the heat source devices. The flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is supplied to the frequency controller to control the operating frequency of the heat medium pump.
前記送りヘッダから冷却塔側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、還水温度を測定する還水温度計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記還水温度計が所定の還水温度となるように前記流量調整弁の開度調整を行うとともに、予め、前記流量計により測定した冷却塔側の循環流量と、前記差圧計により測定した各流量における両ヘッダ間の差圧との配管抵抗曲線の関係式を求めておき、この関係式に、前記流量計により測定した前記冷却塔側の循環流量を代入して算出することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記冷却塔側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法。 One or a plurality of heat source devices for cooling or heating the heat medium, provided corresponding to each heat source device, a heat medium pump for pumping the cooled or heated heat medium, and provided for each heat medium pump And a frequency controller that variably controls the pump rotation frequency, a feed header that collects the heat medium from the heat source device, a cooling tower that is supplied with the heat medium from the feed header, and each cooling tower. A flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the heat medium flowing through the cooling tower, a heat medium that has exchanged heat with the cooling tower, and a return header that is distributed to each heat source device, and the feed header or A bypass connecting the vicinity thereof and the return header or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting a flow rate of the heat medium flowing through the bypass, operation control of the heat medium pump, the bypass valve and the flow rate control A 1 pump type heat source equipment operation control method and a controller for opening adjustment of the valve,
A flow meter for measuring the circulation flow to circulate the cooling tower side from the feed header, a differential pressure gauge that measures the differential pressure between the headers and return the feed header, and Kaemizu thermometer for measuring the changed water temperature Arrange
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device adjusts the opening of the flow rate adjustment valve so that the return water thermometer has a predetermined return water temperature, and in advance, the circulating flow rate on the cooling tower side measured by the flow meter, and the difference Obtain a relational expression of the piping resistance curve with the differential pressure between the headers at each flow rate measured by the pressure gauge, and substitute the circulating flow rate on the cooling tower side measured by the flowmeter into this relational expression. Thus, the differential pressure setting value Ps between the headers is determined, the opening degree of the bypass valve is controlled, and the maximum value Q rmax and the minimum value Q rmin of the operable flow rate of each heat source device are respectively set to an upper limit value, Under the condition that the lower limit value and the heat medium circulation flow rate circulating on the cooling tower side are distributed by each heat source device, the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined,
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is supplied to the frequency controller to control the operating frequency of the heat medium pump.
前記送りヘッダから冷却塔側に循環する循環流量を測定するための流量計と、前記送りヘッダと戻りヘッダの間の差圧を測定する差圧計と、前記流量調整弁に対応して設けられ、前記流量調整弁の開度を測定する開度測定器と、還水温度を測定する還水温度計とを配設し、
予め、前記熱媒ポンプ、熱源機器、送りヘッダ、バイパス路、戻りヘッダを巡る循環系において、各熱媒ポンプ毎に、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qとの関係式を得るとともに、この関係式に基づいて、ヘッダ間差圧Pとポンプ流量Qをパラメータとするポンプ運転周波数fの算出式を得ておき、
前記制御装置は、前記還水温度計が所定の還水温度となるように前記流量調整弁の開度調整を行うとともに、前記開度測定器により測定した各流量調整弁の開度のうち最大値に対して、開度の大きさを基準に区分された範囲毎にそれぞれ両ヘッダ間の差圧の設定値の増減を示した前記制御装置が保有する変化量テーブルに基づいて設定することにより前記両ヘッダ間の差圧設定値Psを決定し、前記バイパス弁の開度を制御するとともに、各熱源機器の運転可能流量の最大値Qrmax、最小値Qrminを夫々、上限値、下限値とする条件および前記冷却塔側を循環する熱媒循環流量を各熱源機器で分配する考えの下で、各熱媒ポンプの流量設定値Qsを決定し、
前記両ヘッダ間の差圧設定値Ps及び各熱媒ポンプの流量設定値Qsを前記ポンプ運転周波数fの算出式に代入して、熱媒ポンプの運転周波数Fsを求め、この運転周波数の設定値を前記周波数制御器に与えて前記熱媒ポンプの運転周波数を制御することを特徴とする1ポンプ方式熱源設備の運転制御方法。 One or a plurality of heat source devices for cooling or heating the heat medium, provided corresponding to each heat source device, a heat medium pump for pumping the cooled or heated heat medium, and provided for each heat medium pump And a frequency controller that variably controls the pump rotation frequency, a feed header that collects the heat medium from the heat source device, a cooling tower that is supplied with the heat medium from the feed header, and each cooling tower. A flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the heat medium flowing through the cooling tower, a heat medium that has exchanged heat with the cooling tower, and a return header that is distributed to each heat source device, and the feed header or A bypass connecting the vicinity thereof and the return header or the vicinity thereof, a bypass valve for adjusting a flow rate of the heat medium flowing through the bypass, operation control of the heat medium pump, the bypass valve and the flow rate control A 1 pump type heat source equipment operation control method and a controller for opening adjustment of the valve,
A flow meter for measuring the circulating flow rate circulating from the feed header to the cooling tower side, a differential pressure meter for measuring the differential pressure between the feed header and the return header, and the flow rate adjusting valve, An opening degree measuring device for measuring the opening degree of the flow rate regulating valve and a return water thermometer for measuring the return water temperature are disposed,
In the circulation system around the heat medium pump, the heat source device, the feed header, the bypass path, and the return header, the relational expression between the header differential pressure P and the pump flow rate Q is obtained for each heat medium pump. Based on the formula, a formula for calculating the pump operating frequency f using the inter-header differential pressure P and the pump flow rate Q as parameters is obtained.
The control device adjusts the opening degree of the flow rate adjustment valve so that the return water thermometer has a predetermined return water temperature, and the maximum of the opening degree of each flow rate adjustment valve measured by the opening degree measuring device. By setting the value based on the change amount table held by the control device indicating the increase or decrease of the set value of the differential pressure between the headers for each range divided based on the size of the opening wherein determining the differential pressure set value Ps between both headers, to control the opening degree of the bypass valve, the maximum value Q rmax operating flow rates of the heat source device, respectively the minimum value Q rmin s, the upper limit value, lower limit value And the flow rate setting value Qs of each heat medium pump is determined under the condition that the heat medium circulation flow rate circulating in the cooling tower side is distributed among the heat source devices.
The operating pressure Fs of the heat medium pump is obtained by substituting the differential pressure setting value Ps between the headers and the flow rate setting value Qs of each heat medium pump into the calculation formula of the pump operating frequency f, and this operating frequency setting value Is supplied to the frequency controller to control the operating frequency of the heat medium pump.
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