JP5937034B2 - 冷温水供給システムの運転制御方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、このような熱源機を単独使用して、冷房負荷又は給湯・暖房負荷の一方の負荷に合わせて出口温度制御を行うと、他方の出口温度が成り行きとなり、冷温水温度管理が厳しい建物等への導入が難しいという問題がある。
この場合、複数台の冷温水同時供給熱源機を用いても、通常の台数制御では各熱源機の出口温度が区々となり、集約後の冷水又は温水温度を設定値に維持することは困難である。
本発明はこのような課題を解決すべく、冷水及び温水の合流部温度をともに設定値(標準出口温度)に調整可能とする冷温水供給システムの運転制御技術を提供することを目的とする。
(1)いずれも1以上の冷温水同時供給熱源機と、冷水熱源機と、温水熱源機と、を備え、
各熱源機で作られる冷水又は温水をそれぞれ合流させて、負荷側に分配供給する冷温水供給システムにおいて、
1以上の冷水熱源機又は温水熱源機の少なくともいずれか一方の熱源機が運転中の場合には、
冷温水同時供給熱源機について、冷水又は温水のいずれか一方の負荷を充足するように運転するとともに、
当該運転中熱源機(以下、安定化熱源機という)について、不足する他方の負荷を補完するように運転する、ことを特徴とする。
前回の合流部冷水温度(Tcs(r-1))(r:繰り返し回数)と、各熱源機の冷水出口設定温度(CT(r-1))、に対応して定まる前回冷水状態(Sm(r-1):m=1〜4)、及び、
今回の合流部冷水温度(Tcs(r))
に基づいて、今回の各熱源機の冷水出口設定温度(CT(r))を定めることを繰り返し行うことにより、合流部冷水温度(Tcs)を目標とする冷水温度範囲に制御する、ことを特徴とする。
前回の合流部温水温度(Ths(r-1))(r:繰り返し回数)と、各熱源機の温水出口設定温度(HT(r-1))の標準温度(HTs)からの偏差と、に対応して定まる前回温水状態(Sm(r-1):m=5〜8)、及び、
今回の合流部温水温度(Ths(r))
に基づいて、今回の各熱源機の温水出口設定温度(HT(r))を定めることを繰り返し行うことにより、
合流部温水温度(Ths)を目標とする温水温度範囲に制御する、ことを特徴とする。
また、電動の冷温水同時供給熱源機を用いたシステムでは、蓄熱槽を用いて冷水温度の確保を実現しているが、放熱ロスがあり省エネの観点では望ましくない場合もある。
本発明によれば、リアルタイムに他の熱源機を活用して冷温水温度を確保することができるため、供給温度を安定的に確保しつつ、高い省エネ性を実現できるという効果がある。
図1を参照して、本実施形態に係る冷温水供給システム1は、冷水・温水を製造して負荷側に供給する熱源機系統1Aと、熱源機系統1Aで作られた冷水・温水を消費する負荷系統1Bと、熱源機系統1Aに属する各熱源機2,3,4で作られた冷水・温水を集約して負荷系統1Bに分配供給し、また、負荷系統1Bからの還水を集約して熱源機系統1Aに還流させる供給系統1Cと、システム全体の制御を行う制御系統1Dと、により構成されている。
熱源機系統1Aは、いずれも1台以上の冷温水同時供給熱源機2(例えば吸収冷温水機:以下、冷温水熱源機2、又は、熱源機2と略記する場合がある)と、冷水熱源機(例えば電動チラー)3と、温水熱源機(例えば温水ボイラー)4と、により構成されている。
供給系統1Cは、各熱源機で製造された冷水又は温水を集約して各需要家に分配する往水側冷水ヘッダー5、温水ヘッダー7と、各需要家からの還水を集約して各熱源機に還流させる還水側冷水ヘッダー6、温水ヘッダー8と、各熱源機と各ヘッダーとを結ぶ一次側配管群と、各需要家と各ヘッダーとを結ぶ二次側配管群と、により構成されている。
需要家9(1)〜9(n)と還水側冷水ヘッダー6を結ぶ還水配管6a(1)〜6a(n)には、それぞれ流量計Fc(i)(i=1〜n)が介装されている。また、需要家9(1)〜9(n)と還水側温水ヘッダー8を結ぶ還水配管8a(1)〜8a(n)には、それぞれ流量計Fh(i)(i=1〜n)が介装されている。
冷温水供給システム1は以上のように構成されており、次に図2を参照して統合制御装置15が行う冷温水供給温度の安定化制御の態様について説明する。
制御中は冷水熱源機3、温水熱源機4の運転状況の確認が行われる(S101)。具体的には、まずいずれかの冷水熱源機3が運転中か否かが判定される(S102)。
冷水熱源機3が運転中の場合には(S102においてY)、さらにいずれかの温水熱源機4が運転中か否かが判定される(S103)。
ただし、冷温水供給温度の安定化制御の開始時(運転制御フローの第1サイクル目:Z=1(S100))は、ユーザーが冷温水同時供給熱源機の運転モードを指定する、または、往水側と還水側の冷水ヘッダーの温度差と冷水側流量計により演算される熱量(建物の冷房需要)、および、往水側と還水側の温水ヘッダーの温度差と温水側流量計により演算される熱量(建物の暖房需要)、とを比較し、需要の大きいほうを冷温水同時供給熱源機の運転モードとする(例えば、冷房需要が暖房需要を上回る場合には、冷温水同時供給熱源機は冷房主モードで運転される)(S100a、S100b)。
S103においてN、すなわち冷水熱源機3のみ運転中の場合には、冷水熱源機3のみが安定化機として補完可能であるため、冷温水熱源機2は温水負荷を充足させるための温水主モードで運転する(S105)。この場合の冷水熱源機3による冷水温度安定化制御の詳細内容については後述する。
冷温水熱源機2の運転モードを更新し、所定のタイマー設定時間(t1)経過後(S109においてY)、Z=Z+1(S110)としてS101に戻り、上記ステップを繰り返し行う。
次に、冷温水熱源機2が温水主モードで運転している場合の、冷水熱源機3による冷水温度安定化制御の内容について説明する。
図2のS105において、冷温水熱源機2が温水主モード運転の場合には、図3のS201に移行し、統合制御装置15は運転中の冷水熱源機3を安定化機に指定する(S202)。次に、制御繰り返し回数の初期値としてr=1に設定する(S203)。以下の説明では、便宜的に制御が一定回数繰り返された状態(r=r)を想定する。
運転中である場合には(S204においてY)、今回の冷水ヘッダー温度(請求項の合流部冷水温度に該当)(Tcs(r))が測定される(S205)。
次いで、後述する図4(a)〜4(e)のフローに従い、今回の熱源機出口設定温度(CT(r))を決定する(S206)。
冷水往ヘッダー温度(Tcs(r))と、各熱源機の冷水出口設定温度(CT(r))に対応して、表1の通り冷水状態(Sm(r):m=1〜4)を定義する。Sm(r)は図5(b)のように示される。
Tt:Tcsの目標温度(ユーザーが任意に設定可能)
x:Ttからの乖離温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
y:Ttからの乖離温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
z:Ttからの乖離温度(y〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
CT_j:各安定化機の出口設定温度
CTs_j:各安定化機の標準出口設定温度
(jは安定化機の番号。なお、各機で異なる標準出口設定温度を採用してもよい)
α:CTs_jからの下げ温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
β:CTs_jからの下げ温度(α〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
Tcs>Tt+yの場合には(S3011においてN)、出口設定温度(CT(r))をCT_j=CTs_j−αに設定する(S3015)。これに伴い、次回冷水状態Sm(r)=S3となる(S3016)。
このような制御により、各安定化熱源機の出口設定温度と冷水往ヘッダー温度とは、時間的経過に伴い図5(b)の太線の経路で制御され、目標とする冷水温度範囲に維持されることになる。
以上の制御により、冷温水同時供給熱源機から製造される成り行き温度の冷水を、他の冷水熱源機により補完することができ、システム全体として冷水供給温度の安定化が可能となる。
次に、冷温水熱源機2が冷水主モードで運転している場合の、温水熱源機4による温水温度安定化制御の内容について説明する。
図2のS108において、冷温水熱源機2が冷水主モード運転の場合には、図6のS401に移行し、統合制御盤15は運転中の温水熱源機4を安定化機に指定する(S402)。次に、制御繰り返し回数の初期値としてr=1に設定する(S403)。以下の説明では、制御が一定回数繰り返された状態(r=r)を想定する。
運転中である場合には(S404においてY)、今回の温水ヘッダー温度(請求項の合流部温水温度に該当)(Ths(r))が測定される(S405)。
次いで、後述する図7(a)〜7(e)のフローに従い、今回の熱源機出口設定温度(HT(r))を決定する(S406)。
温水往ヘッダー温度(Ths(r))と、各熱源機の温水出口設定温度(HT(r))に対応して、表2の通り温水状態(Sm(r):m=5〜8)を定義する。Sm(r)は図8(b)のように示される。
Tt':Thsの目標温度(ユーザーが任意に設定可能)
x:Tt'からの乖離温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
y:Tt'からの乖離温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
z:Tt'からの乖離温度(y〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
HT_k:各安定化機の出口設定温度
HTs_k:各安定化機の標準出口設定温度
(kは安定化機の番号。なお、各機で異なる標準出口設定温度を採用してもよい)
α:HTs_kからの上げ温度(0〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
β:HTs_kからの上げ温度(α〜3℃: ユーザーが任意に設定可能)
なお、x、y、z、α、βについては、上述の冷水温度安定化制御において用いた値と異なっていてもよい。
Ths<Tt’−yの場合には(S5011においてN)、出口設定温度(HT(r))をHT_k=HTs_k+αに設定する(S5015)。これに伴い、次回温水状態Sm(r)=S7となる(S5016)。
以上の結果を纏めると、前回温水状態(Sm(r-1))、及び、今回の温水往ヘッダー温度(Ths(r))と目標温度(Tt')からの乖離温度との大小関係に従い、出口設定温度(HT(r))は図8(a)のテーブルBの通り示される。
以上の制御により、冷温水同時供給熱源機から製造される成り行き温度の温水を、他の温水熱源機により補完することができ、システム全体として温水供給温度の安定化が可能となる。
1A・・・・熱源機系統
1B・・・・負荷系統
1C・・・・供給系統
1D・・・・制御系統
2・・・・・冷温水同時供給熱源機
3・・・・・冷水熱源機
4・・・・・温水熱源機
5・・・・・往水側冷水ヘッダー
6・・・・・還水側冷水ヘッダー
7・・・・・往水側温水ヘッダー
8・・・・・還水側温水ヘッダー
9・・・・・需要家
13,14・・・・ヘッダー温度計
15・・・・統合制御装置
Fc、Fh・・・・流量計
Claims (4)
- いずれも1以上の冷温水同時供給熱源機と、冷水熱源機と、温水熱源機と、を備え、
各熱源機で作られる冷水又は温水をそれぞれ合流させて、負荷側に分配供給する冷温水供給システムにおいて、
1以上の冷水熱源機又は温水熱源機の少なくともいずれか一方の熱源機が運転中の場合には、
冷温水同時供給熱源機について、冷水又は温水のいずれか一方の負荷を充足するように運転するとともに、
当該運転中熱源機(以下、安定化熱源機という)について 、不足する他方の負荷を補完するように運転する、
ことを特徴とする冷温水供給システムの運転制御方法。 - 前記他方の負荷の補完を、合流部における温水又は冷水の温度を所定の供給温度範囲に維持するように、前記安定化熱源機の出口温度を制御することにより行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の冷温水供給システムの運転制御方法。 - 前記安定化熱源機が冷水熱源機である場合において、各冷水熱源機について所定の時間間隔で、
前回の合流部冷水温度(Tcs(r-1))(r:繰り返し回数)と、各熱源機の冷水出口設定温度(CT(r-1))と、に対応して定まる前回冷水状態(Sm(r-1):m=1〜4)、及び、
今回の合流部冷水温度(Tcs(r))
に基づいて、今回の各熱源機の冷水出口設定温度(CT(r))を定めることを繰り返し行うことにより、
合流部冷水温度(Tcs)を目標とする冷水温度範囲に制御する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷温水供給システムの運転制御方法。 - 前記安定化熱源機が温水熱源機である場合において、各温水熱源機について所定の時間間隔で、
前回の合流部温水温度(Ths(r-1))(r:繰り返し回数)と、各熱源機の温水出口設定温度(HT(r-1))と、に対応して定まる前回温水状態(Sm(r-1):m=5〜8)、及び、
今回の合流部温水温度(Ths(r))
に基づいて、今回の各熱源機の温水出口設定温度(HT(r))を定めることを繰り返し行うことにより、
合流部温水温度(Ths)を目標とする温水温度範囲に制御する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷温水供給システムの運転制御方法。
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