JP5227247B2 - 熱源システム運転方法及び熱源システム - Google Patents
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Description
詳しくは、熱媒を設定出口熱媒温度に冷却又は加熱する熱源機とその熱源機に熱媒を送給する一次ポンプとを直列接続した熱源ユニットを負荷機器に対する熱媒循環路に並列状態で複数介装し、これら熱源ユニットの並列群と前記負荷機器との間において前記熱媒循環路における負荷機器側への往路部分と負荷機器側からの還路部分とを接続するバイパス路を設けるとともに、前記熱媒循環路における前記バイパス路の接続点よりも負荷機器寄りの箇所に前記負荷機器に対して熱媒を送給する二次ポンプを介装した熱源システムにおいて、
前記負荷機器における負荷熱量の変化に応じて前記熱源ユニットの運転ユニット数を変更する熱源台数調整、及び、負荷機器側の熱媒流量である二次流量の変化に応じて運転一次ポンプの送出流量の調整により熱源ユニット側の熱媒流量である一次流量を調整する一次流量調整を行なう熱源システム運転方法に関する。
熱媒を設定出口熱媒温度に冷却又は加熱する熱源機とその熱源機に熱媒を送給する一次ポンプとを直列接続した熱源ユニットを負荷機器に対する熱媒循環路に並列状態で複数介装し、
これら熱源ユニットの並列群と前記負荷機器との間において前記熱媒循環路における負荷機器側への往路部分と負荷機器側からの還路部分とを接続するバイパス路を設けるとともに、
前記熱媒循環路における前記バイパス路の接続点よりも負荷機器寄りの箇所に前記負荷機器に対して熱媒を送給する二次ポンプを介装した熱源システムにおいて、
前記負荷機器における負荷熱量の変化に応じて前記熱源ユニットの運転ユニット数を変更する熱源台数調整、及び、負荷機器側の熱媒流量である二次流量の変化に応じて運転一次ポンプの送出流量の調整により熱源ユニット側の熱媒流量である一次流量を調整する一次流量調整を行なう熱源システム運転方法であって、
前記熱源台数調整で前記熱源ユニットの運転ユニット数を増加させる増段処理に際して、前記一次流量調整での前記二次流量に対する前記一次流量の比率である運転流量比率を予め増大させておく増段用過渡調整を行なう点にある。
熱媒を設定出口熱媒温度に冷却又は加熱する熱源機とその熱源機に熱媒を送給する一次ポンプとを直列接続した熱源ユニットを負荷機器に対する熱媒循環路に並列状態で複数介装し、
これら熱源ユニットの並列群と前記負荷機器との間において前記熱媒循環路における負荷機器側への往路部分と負荷機器側からの還路部分とを接続するバイパス路を設けるとともに、
前記熱媒循環路における前記バイパス路の接続点よりも負荷機器寄りの箇所に前記負荷機器に対して熱媒を送給する二次ポンプを介装し、
前記負荷機器における負荷熱量の変化に応じて前記熱源ユニットの運転ユニット数を変更する熱源台数制御、及び、負荷機器側の熱媒流量である二次流量の変化に応じて運転一次ポンプの送出流量の調整により熱源ユニット側の熱媒流量である一次流量を調整する一次流量制御を実行する制御手段を設けてある熱源システムであって、
前記制御手段は、前記熱源台数制御で前記熱源ユニットの運転ユニット数を増加させる増段処理に際して、前記一次流量制御での前記二次流量に対する前記一次流量の比率である運転流量比率を予め増大させておく増段用過渡制御を実行する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、運転熱源ユニットに対する前記一次流量の配分について、運転熱源ユニット全体としての運転状態が所定の最適運転状態になる最適流量配分比率を熱源システム構成機器の特性情報に基づく所定の選定手法により選定して、その最適流量配分比率に応じて運転一次ポンプの送出流量を調整する最適流量配分制御を前記一次流量制御とともに実行する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記増段用過渡制御の実行時にも前記最適流量配分制御を継続して実行する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記一次流量制御又は前記最適流量配分制御において運転熱源機夫々の負荷率のうち最も小さいものが設定閾負荷率まで増大したとき、前記増段用過渡制御を実行する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷熱量の増大に応じて前記運転流量比率を漸次的に増大させる構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷機器における入出口熱媒温度差が設計値より大きいほど前記運転流量比率の増大幅を大きくする構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷機器の入口熱媒温度が前記負荷機器の適正入口熱媒温度よりも負荷機器能力の低減側に逸脱しているとき、その逸脱がないときよりも前記運転流量比率の増大幅を大きくする構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記増段処理を実行した後の所定保持期間の間、その増段処理で新たに起動した熱源ユニットの一次ポンプ送出流量を設定制限流量に固定して、前記一次流量が前記増段用過渡制御による増大一次流量から前記設定制限流量だけ増大した状態を保つ増段後保持制御を実行し、その所定保持期間が経過した後、前記増段後保持制御を解除して前記一次流量制御に復帰する構成にしてある点にある。
じて調整される。
2)では、バイパス路12にバイパス流は生じずバイパス熱媒流量ΔQ=0となるが、一次流量Q1が二次流量Q2よりも大きい状態(Q1>Q2)では、その差分流量ΔQ(=Q1−Q2)で往路部分4a側から還路部分4b側に向かう正のバイパス流がバイパス路12に生じ、この正のバイパス流を形成するバイパス熱媒Cは負荷機器3群からの戻り熱媒Cと還りヘッダ11で混合して負荷機器3を通過することなく運転熱源ユニットUに戻される。
記流量計F2、負荷機器3群からの混合戻り熱媒Cの温度tomを計測する温度センサS5を装備してある。
システム管理器13は、負荷機器3の入口熱媒温度tiについて、計測情報や機器状態情報等に基づき把握する熱源システムの運転状況あるいはシステム管理者からの付与指令などに応じ適正入口熱媒温度(設定値)tisを決定する。
熱源システム構成機器の特性情報に基づき予め作成しておくデータテーブルとして、熱負荷演算などにより予め求めた季節や曜日あるいは時刻ごとの適正入口熱媒温度tisを書き込んだデータテーブルを記憶手段に記憶させておき、このデータテーブルから該当日や該当時刻の適正入口熱媒温度tisを読み出す。
戻し路9における戻し熱媒流量qbを二次流量Q2に加えた演算最大流量(Q2+qb)の熱媒Cが負荷機器3群に送給されるとする仮想流量条件の下で、熱源システム構成機器の特性情報や種々の計測情報などに基づき、各負荷機器3が処理対象を処理するのに要する適正入口熱媒温度tisを決定する。
過去の運転実績や各日の気象予測などに基づきシステム管理者が適正入口熱媒温度tisを決定してシステム管理器13に入力し、これに対し、システム管理器13は入力された温度を適正入口熱媒温度tisとして採用する。
システム管理器13は熱源システムの運転状況やシステム管理者からの付与指令などに応じ冷凍機1の設定出口熱媒温度(最適値)tssを選定する。そして、システム制御装置14はその選定に応じて各冷凍機1の設定出口熱媒温度tssを設定変更する。
システム管理器13は、運転熱源ユニットUの組み合わせについて、運転熱源ユニットU全体としての運転状態が所定の最適運転状態となる最適組み合わせK(本例では組み合わせ番号で表現)を熱源システム構成機器の特性情報に基づく所定の選定手法により選定する。
ここで言う正の運転流量比率αは、二次流量Q2(=Σqx)に対する一次流量Q1(
=Σqs)の増大側の比率であり、一次流量Q1と二次流量Q2との関係を示す式1(Q
1=α×Q2)においてα≧1の値を採る運転流量比率である。
ここで言う負の運転流量比率βは、二次流量Q2(=Σqx)に対する一次流量Q1(
=Σqs)の減少側の比率であり、一次流量Q1と二次流量Q2との関係を示す式2(Q
1=β×Q2)においてβ<1の値を採る運転流量比率である。
a.通常の一次流量制御
システム制御装置14は、二次流量Q2の変化に応じ一次流量Q1を調整する一次流量制御として、システム管理器13により決定された負荷機器4の適正入口熱媒温度tisとシステム管理器13による選定に従って設定変更した冷凍機1の設定出口熱媒温度tssとの関係について、それら両温度の差温Δts(=tis−tss)が設定閾差温Δtsx未満で、かつ、システム管理器13が決定する正の運転流量比率αが設定最小値αminにある状況では、図6に示す如く、Q1=α×Q2、α=αminの流量関係を維持するように、二次流量Q2(=Σqx)の変化に応じ一次流量Q1(=Σqs)を運転一
次ポンプ2の送出流量調整により調整する通常時の一次流量制御を実行する。
また、システム制御装置14は、上記差温Δts(=tis−tss)が設定閾差温Δtsx未満の状況で、運転冷凍機1における最小負荷率Rminが設定閾負荷率Rs以上となりシステム管理器13により決定される正の運転流量比率αが設定最小値αminから漸次的に増大(図3参照)すると、増段用過渡制御として図7に示す如く、正の運転流量比率αに従ってQ1=α×Q2、α>αmin≧1.0の流量関係を維持するように二次流量Q2(=Σqx)の変化に応じ一次流量Q1(Σqs)を調整し、これにより、通
常時の一次流量制御に比べ一次流量Q1を二次流量Q2に対して相対的に増大させる。
一方、システム制御装置14は、上記差温Δts(=tis−tss)が設定閾差温Δtsxより大きく、かつ、システム管理器13が決定する正の運転流量比率αが設定最小値αminにある状況では、図8に示す如く、運転熱源ユニットUから送出される設定出口熱媒温度tssの熱媒Cと、バイパス路12において往路部分4a側へ向かう負のバイパス流を形成するバイパス熱媒Cとの混合により、負荷機器3の入口熱媒温度tiが適正入口熱媒温度tisになる状態に、負の運転流量比率βを調整する流量比率調整を伴いながら、Q1=β×Q2、β<1.0の流量関係を維持するように二次流量Q2の変化に応じ一次流量Q1を調整するバイパス利用一次流量制御を実行する。
システム管理器13は、運転熱源ユニットUに対する一次流量Q1の配分について、運転熱源ユニットU全体としての運転状態が所定の最適運転状態となる最適流量配分比率r(qs)を選定する。
システム制御装置14は、前述の如く増段用過渡制御により一次流量Q1を二次流量Q2に対し予め相対的に増大させた状態で熱源台数制御による増段処理を実行した後、その増段処理で新たに起動した冷凍機1についてセンサS2により計測される出口熱媒温度tsが設定出口熱媒温度tssに立ち上がるまでの期間を保持期間ΔTとして、この保持期間ΔTの間、前述の通常(又はバイパス利用)の一次流量制御及び最適流量配分制御に代え増段後保持制御として、増段処理で新たに起動した熱源ユニットUにおける一次ポンプ2の熱媒送出流量qsを小流量の設定制限流量qsminに固定し、増段処理後の一次流量Q1がその設定制限流量qsmin分だけ増段用過渡制御による増大一次流量から増大した状態を保つ。
上述の実施形態では、負荷熱量Gxの変化に応じて熱源ユニットUの運転ユニット数を変更する熱源台数制御、二次流量Q2の変化に応じて一次流量Q1を調整する一次流量制御、運転熱源ユニットUに対する一次流量Q1の配分比率を最適流量配分比率r(qs)に調整する最適流量配分制御、増段処理に際して運転流量比率α(又はβ)を予め増大させておく増段用過渡制御、増段処理後に一次流量制御及び最適流量配分制御を不実施とする増段後保持制御の夫々を制御手段としてのシステム管理器13及びシステム制御装置14に実行させる熱源システムを例示したが、熱源システム運転方法として、これらの制御により行なう各調整の全部ないし一部をシステム管理者が人為的に行なうようにしてもよい。
tss 設定出口熱媒温度
1 熱源機
2 一次ポンプ
U 熱源ユニット
3 負荷機器
4 熱媒循環路
4a 往路部分
4b 還路部分
12 バイパス路
8 二次ポンプ
Gx 負荷熱量
Q2 二次流量
Q1 一次流量
α,β 運転流量比率
13,14 制御手段
r(qs) 最適流量配分比率
qs 一次ポンプ送出流量
R 負荷率
Rmin 最小負荷率
Rs 設定閾負荷率
Δtx 負荷機器の入出口熱媒温度差
ti 負荷機器の入口熱媒温度
tis 負荷機器の適正入口熱媒温度
ΔT 保持期間
qsmin 設定制限流量
Claims (9)
- 熱媒を設定出口熱媒温度に冷却又は加熱する熱源機とその熱源機に熱媒を送給する一次ポンプとを直列接続した熱源ユニットを負荷機器に対する熱媒循環路に並列状態で複数介装し、
これら熱源ユニットの並列群と前記負荷機器との間において前記熱媒循環路における負荷機器側への往路部分と負荷機器側からの還路部分とを接続するバイパス路を設けるとともに、
前記熱媒循環路における前記バイパス路の接続点よりも負荷機器寄りの箇所に前記負荷機器に対して熱媒を送給する二次ポンプを介装した熱源システムにおいて、
前記負荷機器における負荷熱量の変化に応じて前記熱源ユニットの運転ユニット数を変更する熱源台数調整、及び、負荷機器側の熱媒流量である二次流量の変化に応じて運転一次ポンプの送出流量の調整により熱源ユニット側の熱媒流量である一次流量を調整する一次流量調整を行なう熱源システム運転方法であって、
前記熱源台数調整で前記熱源ユニットの運転ユニット数を増加させる増段処理に際して、前記一次流量調整での前記二次流量に対する前記一次流量の比率である運転流量比率を予め増大させておく増段用過渡調整を行なう熱源システム運転方法。 - 熱媒を設定出口熱媒温度に冷却又は加熱する熱源機とその熱源機に熱媒を送給する一次ポンプとを直列接続した熱源ユニットを負荷機器に対する熱媒循環路に並列状態で複数介装し、
これら熱源ユニットの並列群と前記負荷機器との間において前記熱媒循環路における負荷機器側への往路部分と負荷機器側からの還路部分とを接続するバイパス路を設けるとともに、
前記熱媒循環路における前記バイパス路の接続点よりも負荷機器寄りの箇所に前記負荷機器に対して熱媒を送給する二次ポンプを介装し、
前記負荷機器における負荷熱量の変化に応じて前記熱源ユニットの運転ユニット数を変更する熱源台数制御、及び、負荷機器側の熱媒流量である二次流量の変化に応じて運転一次ポンプの送出流量の調整により熱源ユニット側の熱媒流量である一次流量を調整する一次流量制御を実行する制御手段を設けてある熱源システムであって、
前記制御手段は、前記熱源台数制御で前記熱源ユニットの運転ユニット数を増加させる増段処理に際して、前記一次流量制御での前記二次流量に対する前記一次流量の比率である運転流量比率を予め増大させておく増段用過渡制御を実行する構成にしてある熱源システム。 - 前記制御手段は、運転熱源ユニットに対する前記一次流量の配分について、運転熱源ユニット全体としての運転状態が所定の最適運転状態になる最適流量配分比率を熱源システム構成機器の特性情報に基づく所定の選定手法により選定して、その最適流量配分比率に応じて運転一次ポンプの送出流量を調整する最適流量配分制御を前記一次流量制御とともに実行する構成にしてある請求項2記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記増段用過渡制御の実行時にも前記最適流量配分制御を継続して実行する構成にしてある請求項3記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記一次流量制御又は前記最適流量配分制御において運転熱源機夫々の負荷率のうち最も小さいものが設定閾負荷率まで増大したとき、前記増段用過渡制御を実行する構成にしてある請求項2〜4のいずれか1項に記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷熱量の増大に応じて前記運転流量比率を漸次的に増大させる構成にしてある請求項2〜5のいずれか1項に記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷機器における入出口熱媒温度差が設計値より大きいほど前記運転流量比率の増大幅を大きくする構成にしてある請求項2〜6のいずれか1項に記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記増段用過渡制御において前記運転流量比率を増大させるのに、前記負荷機器の入口熱媒温度が前記負荷機器の適正入口熱媒温度よりも負荷機器能力の低減側に逸脱しているとき、その逸脱がないときよりも前記運転流量比率の増大幅を大きくする構成にしてある請求項2〜7のいずれか1項に記載の熱源システム。
- 前記制御手段は、前記増段処理を実行した後の所定保持期間の間、その増段処理で新たに起動した熱源ユニットの一次ポンプ送出流量を設定制限流量に固定して、前記一次流量が前記増段用過渡制御による増大一次流量から前記設定制限流量だけ増大した状態を保つ増段後保持制御を実行し、その所定保持期間が経過した後、前記増段後保持制御を解除して前記一次流量制御に復帰する構成にしてある請求項2〜8のいずれか1項に記載の熱源システム。
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