JP6785349B1 - Cooling system - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却制御におけるハンチングの発生を抑制する。【解決手段】実施形態にかかる冷却システムは、複数の発熱源にそれぞれ設けられ、発熱源と熱交換器との間を循環する第1の冷媒で、発熱源を冷却する一次冷却系統と、複数の発熱源に共通して設けられ、熱交換器へ一次冷却系統それぞれの第1の冷媒を冷却する第2の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、第1の冷媒の温度に基づいて一次冷却系統を選択し、選択した一次冷却系統の第1の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、一次冷却系統を新たに選択し、選択した一次冷却系統の第1の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力の制御を行う。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of hunting in cooling control. SOLUTION: The cooling system according to the embodiment is provided in each of a plurality of heat generation sources, and is a primary cooling system for cooling the heat generation source with a first refrigerant circulating between the heat generation source and the heat exchanger. Based on a secondary cooling system equipped with a pump that supplies a second refrigerant that cools the first refrigerant of each primary cooling system to the heat exchanger, which is commonly provided in the heat generating source of the above, and the temperature of the first refrigerant. A control device that controls the output of the pump based on the temperature of the first refrigerant of the selected primary cooling system, and the control device selects the primary cooling system and then selects the primary cooling system. After the preset time has elapsed, the primary cooling system is newly selected, and the output of the pump is controlled based on the temperature of the first refrigerant of the selected primary cooling system. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明の実施の形態は、冷却システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to cooling systems.
例えば、船舶で使用される発電機やエンジンなどの発熱源の冷却システムは、発熱源と熱交換器を循環する清水によって、発熱源自体を冷却する一次冷却系統と、一次冷却系等の熱交換器に供給される海水によって、一次冷却系等の清水を冷却する二次冷却系統を備えている。二次冷却系統では、熱交換器に海水を供給するポンプの出力が、一次冷却系統の清水の温度に応じて制御される。 For example, in a cooling system for a heat generating source such as a generator or an engine used in a ship, a primary cooling system that cools the heat generating source itself by fresh water circulating between the heat generating source and the heat exchanger and a heat exchange such as the primary cooling system. It is equipped with a secondary cooling system that cools fresh water such as a primary cooling system by the seawater supplied to the vessel. In the secondary cooling system, the output of the pump that supplies seawater to the heat exchanger is controlled according to the temperature of the fresh water in the primary cooling system.
船舶に複数の発熱源が搭載されるときには、二次冷却系統が各発熱源に共通して設けられることがある。この場合に、複数の発熱源それぞれに設けられる一次冷却系統のうち、清水の温度が最も高い一次冷却系統を指標としてポンプの制御を行うと、清水の温度の変化により指標となる一次冷却系統が頻繁に切り替わってしまうことが考えられる。 When a ship is equipped with a plurality of heat sources, a secondary cooling system may be provided in common for each heat source. In this case, if the pump is controlled using the primary cooling system having the highest fresh water temperature as an index among the primary cooling systems provided for each of the plurality of heat sources, the primary cooling system that serves as an index due to the change in the temperature of the fresh water becomes an index. It is possible that it will switch frequently.
例えば、第1の一次冷却系統の清水の温度が制御の指標になっているときに、これとは別の第2の一次冷却系統の清水の温度が、第1の一次冷却系統の清水の温度を超えてしまうと、第2の一次冷却系統の清水の温度が制御の指標に切り替わる。そのため、第1の一次冷却系統の清水の温度と、第2の一次冷却系統の清水の温度に差がないようなときなどには、制御の指標になる一次冷却系統が頻繁に切り替わってしまう。この場合には、ポンプの制御でハンチングが発生する。 For example, when the temperature of the fresh water of the first primary cooling system is an index of control, the temperature of the fresh water of another second primary cooling system is the temperature of the fresh water of the first primary cooling system. When the temperature exceeds, the temperature of fresh water in the second primary cooling system is switched to the control index. Therefore, when there is no difference between the temperature of the fresh water in the first primary cooling system and the temperature of the fresh water in the second primary cooling system, the primary cooling system, which is an index of control, is frequently switched. In this case, hunting occurs under the control of the pump.
本発明の実施の形態は、発熱源の冷却制御におけるハンチングの発生を抑制することを課題とする。 An object of the embodiment of the present invention is to suppress the occurrence of hunting in the cooling control of the heat generation source.
上記課題を解決するために、実施形態にかかる冷却システムは、複数の発熱源にそれぞれ設けられ、発熱源と熱交換器との間を循環する第1の冷媒で、発熱源を冷却する複数の一次冷却系統と、複数の発熱源に共通して設けられ、熱交換器へ一次冷却系統それぞれの第1の冷媒を冷却する第2の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、複数の一次冷却系統それぞれの第1の冷媒の温度に基づいて、複数の一次冷却系統から1つの一次冷却系統を選択し、選択した一次冷却系統の第1の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、再度、複数の一次冷却系統それぞれの第1の冷媒の温度に基づいて、複数の一次冷却系統から1つの一次冷却系統を新たに選択し、新たに選択した一次冷却系統の第1の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力の制御を行う。 In order to solve the above problems, the cooling system according to the embodiment is provided in each of the plurality of heat sources, and a plurality of cooling sources are cooled by a first refrigerant circulating between the heat sources and the heat exchanger. a primary cooling system is provided in common to a plurality of heat sources, and a second secondary cooling system comprises a pump for supplying coolant for cooling the first refrigerant of each primary cooling system to the heat exchanger, a plurality of Select one primary cooling system from multiple primary cooling systems based on the temperature of the first refrigerant in each primary cooling system and output the pump output based on the temperature of the first refrigerant in the selected primary cooling system. a control device for controlling, Ru comprising a. The control device selects one of the plurality of primary cooling systems, and after a lapse of a preset time, again, based on the temperature of the first refrigerant of each of the plurality of primary cooling systems. The primary cooling system is newly selected, and the output of the pump is controlled based on the temperature of the first refrigerant of the newly selected primary cooling system.
《第1の実施形態》
以下、第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る冷却システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、冷却システム1は、例えば、船舶などに搭載された複数の発電機501〜50Nを冷却するためのシステムである。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
冷却システム1は、各発電機501〜50Nそれぞれに設けられる複数の一次冷却系統101〜10Nと、複数の一次冷却系統101〜10Nに対して共通に設けられる二次冷却系統20と、二次冷却系統20の出力を制御する制御装置30を備えている。
The
発電機501〜50Nそれぞれは、船舶に搭載される発電機であり、船舶内の電源として機能する。説明の便宜上、発電機501〜50N、及び一次冷却系統101〜10Nを、発電機50、及び一次冷却系統10と適宜略述する。
一次冷却系統10は、例えば水道水などを冷媒とする冷却系統である。一次冷却系統10は、熱交換器11と、熱交換器11と発電機50との間で冷媒を循環させるための循環系Hと、循環系Hに設けられる循環ポンプ13を有している。
The
熱交換器11は、二次冷却系統20の冷媒と、一次冷却系統10の冷媒との間で熱交換を行うための装置である。熱交換器11は、循環系Hを介して発電機50と接続されている。
The
循環系Hは、配管H1〜H3から構成されている。配管H1,H2それぞれは、熱交換器11と発電機50にわたって設けられている。そして、配管H1には調温弁12が設けられ、配管H2には循環ポンプ13が設けられている。また、配管H2には中間部から分岐する配管H3が設けられている。配管H2から分岐する配管H3は、調温弁12に接続されている。
The circulatory system H is composed of pipes H1 to H3. The pipes H1 and H2 are provided over the
上述のように構成される一次冷却系統10では、発電機50が起動すると循環ポンプ13が起動する。循環ポンプ13が起動すると、配管H1,H2を介して、発電機50と熱交換器11の間を冷媒が循環する。また、熱交換器11を通過した冷媒の温度が低い場合には、配管H1を流れる冷媒の一部が、配管H3を介して調温弁12に供給される。この場合に、調温弁12では、熱交換器11によって冷却された低温冷媒と、熱交換器11を介することなく、配管H3を介して調温弁12に供給される高温冷媒とが混合される。調温弁12で低温冷媒と高温冷媒が混合されることにより、調温弁12から発電機50へ向かう冷媒の温度は一定の値に維持される。調温された冷媒が、発熱源としての発電機50を循環することにより、発電機50の冷却が実現する。
In the
二次冷却系統20は、例えば船外の海水を冷媒とする冷却系統である。二次冷却系統20は、循環系Lと、循環系Lに設けられる海水ポンプ21を有している。循環系Lは、海中から海水をくみ上げるための吸水管L1と、海中へ海水を排水する排水管L2と、各一次冷却系統101〜10Nを構成する熱交換器11それぞれを直列に接続する接続管L3から構成されている。また、吸水管L1には海水ポンプ21が設けられている。
The
上述のように構成される二次冷却系統20では、制御装置30によって、海水ポンプ21が運転されると、循環系Lを海水が循環する。循環系Lでは、吸水管L1を介して海水が汲み上げられる。そして、汲み上げられた海水は、各一次冷却系統101〜10Nの熱交換器11を順に通過する間に、各一次冷却系統101〜10Nの冷媒と熱交換を行う。これにより、各一次冷却系統101〜10Nの冷媒が冷却される。各一次冷却系統101〜10Nの熱交換器11を順に通過した海水は、排水管L2を介して海中へ排水される。
In the
制御装置30は、一次冷却系統101〜10Nの冷媒の温度に基づいて、二次冷却系統20の海水ポンプ21を駆動するための装置である。図2は、冷却システム1の制御系を示すブロック図である。図2に示されるように、制御装置30は、PLC(Programmable Logic Controller)31、駆動ユニット32を有している。
The
PLC31は、CPU(Central Processing Unit)、CPUの作業領域として機能する主記憶部、CPUが実行する制御プログラムや各種パラメータを記憶する補助記憶部、及びセンサや他の機器が接続されるインタフェース等を有するコンピュータである。PLC31のインタフェースには、温度センサ141〜14N、及び駆動ユニット32が接続される。
The
温度センサ141〜14Nそれぞれは、例えば熱電対等を備えるセンサであり、図1に示されるように、熱交換器11に設けられる。温度センサ141〜14Nそれぞれは、例えば熱交換器11で冷却された一次冷却系統10の冷媒の温度に応じた抵抗値を示す。温度センサ141〜14Nによって検出される温度をそれぞれT1〜TNとする。
Each of the
駆動ユニット32は、発電機50からの電力を利用するインバータを備えている。駆動ユニット32は、PLC31の指示に応じた出力で、海水ポンプ21を運転する。海水ポンプ21では、出力に応じた流量で海水が吐出される。
The
次に、上述のように構成された冷却システム1の動作について、図3のフローチャートを用いて説明する。フローチャートに示される一連の処理は、制御プログラムに従ってPLC31によって実行される。フローチャートに示される一連の処理は、例えば、発電機501〜50Nのうちのいずれかが運転されたときに開始される。また、説明の便宜上、発電機50の数は3台(N=3)であるものとする。
Next, the operation of the
まず、PLC31は、海水ポンプ21が運転されているか否かを判断する(ステップS101)。PLC31は、海水ポンプ21が運転されていないと判断したときには(ステップS101:No)、駆動ユニット32へ海水ポンプの運転を指示する(ステップS102)。これにより、駆動ユニット32によって海水ポンプ21が起動される。このときの海水ポンプ21の出力は、例えば、3台の発電機501〜503のうち、稼働している発電機50に見合った出力とする。例えば、発電機501〜503の目標冷却温度K1,K2,K3に応じて、海水ポンプ21の出力がP1,P2,P3と規定されている場合において、発電機501が稼働しているときには、海水ポンプ21の出力はP1となる。同様に、発電機502,503が稼働しているときには、海水ポンプ21の出力はP2,P3となる。出力P1,P2,P3は、例えば、各発電機501〜503に設けられる一次冷却系統101〜103の冷媒の温度などに応じた出力である。
First, the
また、すべての発電機50が稼働しているときには、予め定められた出力で海水ポンプ21が運転される。
Further, when all the
次に、PLC31は、各温度センサ141〜143を介して、一次冷却系統101〜103の冷媒それぞれの温度T1,T2,T3を比較する(ステップS103)。そして、PLC31は、温度T1が最大であるか否かを判断する(ステップS104)。PLC31は、温度T1が最大であると判断した場合には(ステップS104:Yes)、駆動ユニット32に、海水ポンプ21を出力P1で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ21の出力がP1に設定される(ステップS105)。海水ポンプ21の出力がP1に設定されると、一次冷却系統101の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される。
Next, the
次に、PLC31は、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3を監視して、温度T2又は温度T3が温度T1よりも高いか否かを判断する(ステップS106)。PLC31は、温度T2又は温度T3が温度T1以下であると判断した場合には(ステップS106:No)、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3の監視を継続する。一方、PLC31は、温度T2又は温度T3が温度T1より高いと判断した場合には(ステップS106:Yes)、タイマーを起動する(ステップS107)。
Next, the
次に、PLC31は、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であるか否かを判断する(ステップS108)。目標時間TM1は、例えば、一次冷却系統101〜103の冷媒の冷却目標温度TT1〜TT3と、冷媒の現在の温度T1〜T3との温度差ΔT(=TN−TTN)に基づいて決定することが考えられる。例えば、図4は、温度差ΔTと目標時間TM1との関係を示す図である。図4に示されるように、温度差ΔTが小さいときには、目標時間TM1を大きくし、温度差ΔTが大きいときには、目標時間TM1を小さくする。
Next, the
例えば、ステップS108では、T1−TT1、T2−TT2、T3−TT3の演算によって求められる温度差ΔTのうち最も大きい温度差ΔTに基づいて、目標時間TM1を決定する。なお、図4に示される温度差ΔTと目標時間TM1との関係は、発電機50の出力などによって決定することが考えられる。
For example, in step S108, the target time TM1 is determined based on the largest temperature difference ΔT among the temperature differences ΔT obtained by the calculations of T1-TT1, T2-TT2, and T3-TT3. The relationship between the temperature difference ΔT shown in FIG. 4 and the target time TM1 may be determined by the output of the
PLC31は、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であると判断した場合には(ステップS108:Yes)、ステップS104に戻り、ステップS104以降の処理を実行する。
When the
一方、PLC31は、ステップS104で、温度T1が最大ではないと判断した場合には(ステップS104:No)、温度T2が最大であるか否かを判断する(ステップS109)。PLC31は、温度T2が最大であると判断した場合には(ステップS109:Yes)、駆動ユニット32に、海水ポンプ21を出力P2で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ21の出力がP2に設定される(ステップS110)。海水ポンプ21の出力がP2に設定されると、一次冷却系統102の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される。
On the other hand, when it is determined in step S104 that the temperature T1 is not the maximum (step S104: No), the
次に、PLC31は、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3を監視して、温度T1又は温度T3が温度T2よりも高いか否かを判断する(ステップS111)。PLC31は、温度T1又は温度T3が温度T2以下であると判断した場合には(ステップS111:No)、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3の監視を継続する。一方、PLC31は、温度T1又は温度T3が温度T2より高いと判断した場合には(ステップS111:Yes)、タイマーを起動する(ステップS107)。そして、PLC31は、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であるか否かを判断し(ステップS108)、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であると判断した場合には(ステップS108:Yes)、ステップS104に戻り、ステップS104以降の処理を実行する。
Next, the
また、PLC31は、ステップS109で、温度T2が、最大ではないと判断した場合には(ステップS109:Yes)、駆動ユニット32に、海水ポンプ21を出力P3で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ21の出力がP3に設定される(ステップS112)。海水ポンプ21の出力がP3に設定されると、一次冷却系統103の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される。
Further, when the
次に、PLC31は、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3を監視して、温度T1又は温度T2が温度T3よりも高いか否かを判断する(ステップS113)。PLC31は、温度T1又は温度T2が温度T3以下であると判断した場合には(ステップS113:No)、各一次冷却系統101〜103の冷媒の温度T1〜T3の監視を継続する。一方、PLC31は、温度T1又は温度T2が温度T3より高いと判断した場合には(ステップS113:Yes)、タイマーを起動する(ステップS107)。そして、PLC31は、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であるか否かを判断し(ステップS108)、タイマーの値TIMEが、目標時間TM1以上であると判断した場合には(ステップS108:Yes)、ステップS104に戻り、ステップS104以降の処理を実行する。
Next, the
以上のように、海水ポンプ21が運転された後は、ステップS104〜S113の処理が繰り返し実行される。
As described above, after the
以上説明したように、本実施形態では、一次冷却系統101〜10Nの冷媒の温度が比較される(ステップS103)。そして、最も温度が高い冷媒の温度が指標として選択され(ステップS104,S108)、選択された一次冷却系統101〜10Nの冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される(ステップS105,S110,S112)。次に、各一次冷却系統101〜10Nの冷媒の温度が監視され(ステップS106,S111,S113)、最も温度が高い冷媒が、他の一次冷却系統101〜10Nの冷媒に変わったときには、所定の時間(目標時間TM1)だけ待機した後に(ステップS108)、順次、最も温度が高い冷媒の温度が指標として選択される(ステップS104,S108)。このため、目標時間TM1より短い周期で、二次冷却系統20の制御指標が切り替わることがない。したがって、二次冷却系統20を構成する海水ポンプ21の制御におけるハンチングの発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the temperatures of the refrigerants of the
図5は、一例として、一次冷却系統101,102に用いられる冷媒の温度の推移を表す曲線S1,S2を示す図である。図5を参照するとわかるように、一次冷却系統101〜10Nの冷媒の温度T1〜TNがほぼ等しいような場合には、温度センサ141〜14Nの精度や出力誤差などの要因により、最も温度が高い冷媒が頻繁に入れ替わる。このような場合に、本実施形態では、二次冷却系統20の制御指標が頻繁に切り替わることが抑制されるため、海水ポンプ21の制御におけるハンチングの発生を効果的に抑制することができる。
5, as an example, a diagram showing the curves S1, S2 representing the transition of the temperature of the refrigerant used in the
また、図4に示されるように、目標時間TM1は、各一次冷却系統101〜10Nの冷媒の温度T1〜TNと、各一次冷却系統101〜10Nの冷媒の冷却目標温度TT1〜TTNとの差異に基づいて決定される。このため、目標冷却温度よりも冷媒の温度が著しく高い場合には、目標時間TM1が小さく設定され、短時間に制御指標が切り替わる。そのため、海水ポンプ21の運転を、冷媒の温度が高い一次冷却系統101〜10Nに見合った運転に短時間に切り替えることができる。一方、目標冷却温度よりも冷媒の温度がわずかに高いような場合には、目標時間TM1が長く設定され、短時間に制御指標が切り替わることが抑制される。したがって、ハンチングを抑制しつつ制御指標を適切に切り替えることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 4, the target time TM1 includes a temperature T1~TN refrigerant of each
《第2の実施形態》
次に、第2の実施形態を図面に基づいて説明する。第1の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施形態に係る冷却システム1は、PLC31が実施する一連の処理が、第1の実施形態に係る処理と一部異なっている。
<< Second Embodiment >>
Next, the second embodiment will be described with reference to the drawings. For the same or equivalent configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are used, and the description thereof will be omitted or simplified. In the
図6は、PLC31によって実行される一連の処理を示すフローチャートである。まず、PLC31は、海水ポンプ21が運転されているか否かを判断する(ステップS201)。PLC31は、海水ポンプ21が運転されていないと判断したときには(ステップS201:No)、駆動ユニット32へ海水ポンプの運転を指示する(ステップS202)。これにより、駆動ユニット32によって海水ポンプ21が起動される。このときの海水ポンプ21の出力は、任意に設定することができる。ここでは、海水ポンプ21の出力は、例えば、3台の発電機501〜503のうちの発電機501に見合った出力P1とする(ステップS203)。
FIG. 6 is a flowchart showing a series of processes executed by the
次に、PLC31は、一次冷却系統102,103の冷媒の温度T2,T3の移動平均温度A2,A3を算出する(ステップS204)。移動平均温度を算出するときの時間間隔は、例えば、温度T1〜T3のサンプリング周期SPの数倍程度とする。
Next, the
例えば、図7は、センサ142によってサンプリングされた温度T2の推移を示すグラフである。図7に示されるように、計測された温度T2は、計測誤差や出力誤差等により変動する。そのため、温度T2は、実際の温度に対する大きさがミクロ的には変動するような場合がある。そこで、PLC31は、例えば、サンプリング周期SPごとに、直近の数点の計測値の平均値を移動平均温度A2として算出する。
For example, FIG. 7 is a graph showing a change in the temperature T2, which is sampled by the
図8乃至図10は、移動平均温度A2の推移を示す曲線SA2を一例として示す図である。海水ポンプ21が、発電機501の目標冷却温度K1に応じた出力P1で運転されているときに、出力P1が発電機502の目標冷却温度K2に応じた出力P2と同等である場合には、発電機502も、適切に冷却される。この場合には、図8に示されるように、移動平均温度A2は一定の値に収束した状態で推移する。また、出力P1が発電機502の目標冷却温度K2に応じた出力P2を上回る場合には、発電機502が、十分に冷却される。この場合には、図9に示されるように、移動平均温度A2は一定の温度に向かって、時間とともに低下するように推移する。
8 to 10 are diagrams showing, for example, the curve SA2 showing the transition of the moving average temperature A2. When
一方、出力P1が発電機502の目標冷却温度K2に応じた出力P2を下回る場合には、発電機502の冷却が不十分になる。この場合には、図10に示されるように、移動平均温度A2は一定の温度に向かって、時間とともに上昇するように推移する。
On the other hand, when the output P1 is below the output P2 in accordance with the target cooling temperature K2 of the
図8及び図9のグラフに示されるように、移動平均温度A2が一定に維持されるか、或いは、低下していくときには、海水ポンプ21の出力を変更する必要がない。しかしながら、図10のグラフに示されるように、移動平均温度A2が上昇していくときには、海水ポンプ21の出力を増加させる必要がある。
As shown in the graphs of FIGS. 8 and 9, when the moving average temperature A2 is maintained constant or decreases, it is not necessary to change the output of the
そこで、PLC31は、まず、一次冷却系統101とは別の一次冷却系統102の冷媒の温度T2の移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS205)。
Therefore, the
閾値Th2は、発電機502の仕様に応じて決定される値であり、例えば、一次冷却系統102の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。また、所定時間STは、例えば、数秒から数十秒の範囲内で設定される。
Threshold Th2 is a value determined according to the specifications of the
PLC31は、図8及び図9に示されるように、移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS205:No)、一次冷却系統103の冷媒の温度T3の移動平均温度A3が、閾値Th3を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS206)。なお、閾値Th3は、例えば、一次冷却系統103の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。
PLC31, as shown in FIGS. 8 and 9, when the moving average temperature A2 is state exceeds the threshold Th2 is determined to not time ST continued (step S205: No), the
PLC31は、移動平均温度A3が、閾値Th3を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS206:No)、ステップS204〜S206の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the state in which the moving average temperature A3 exceeds the threshold value Th3 does not continue for the time ST (step S206: No), the
一方、ステップS205の処理において、PLC31は、図10に示されるように、移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続したと判断したときには(ステップS205:Yes)、海水ポンプ21の出力を出力P2に設定する(ステップS207)。海水ポンプ21の出力が出力P2に設定されると、一次冷却系統102の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される。
On the other hand, in the process of step S205, as shown in FIG. 10, when the
次に、PLC31は、各一次冷却系統101,103の冷媒の温度T1,T3の移動平均温度A1,A3を算出する(ステップS208)。そして、PLC31は、まず、一次冷却系統102とは別の一次冷却系統103の冷媒の温度T3の移動平均温度A3が、閾値Th3を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS209)。
Next, the
PLC31は、移動平均温度A3が、閾値Th3を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS209:No)、一次冷却系統101の冷媒の温度T1の移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS210)。なお、閾値Th1は、例えば、一次冷却系統101の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。
PLC31 moving average temperature A3 is, when the state exceeds the threshold value Th3 is determined to not time ST continued: the moving average temperature A1 in (step S209 No), the
PLC31は、移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS210:No)、ステップS208〜S210の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the state in which the moving average temperature A1 exceeds the threshold value Th1 does not continue for the time ST (step S210: No), the
一方、ステップS209の処理において、PLC31は、移動平均温度A3が、閾値Th3を上回った状態が時間ST継続したと判断したときには(ステップS209:Yes)、海水ポンプ21の出力を出力P3に設定する(ステップS211)。海水ポンプ21の出力が出力P3に設定されると、一次冷却系統103の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ21が運転される。
On the other hand, in the process of step S209, when the
次に、PLC31は、各一次冷却系統101,102の冷媒の温度T1,T2の移動平均温度A1,A2を算出する(ステップS212)。そして、PLC31は、まず、一次冷却系統103とは別の一次冷却系統102の冷媒の温度T2の移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS213)。
Next,
PLC31は、移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS213:No)、一次冷却系統101の冷媒の温度T1の移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続したか否かを判断する(ステップS214)。
PLC31 moving average temperature A2 is, when the state exceeds the threshold Th2 is determined to not time ST continued: the moving average temperature A1 in (step S213 No), the
PLC31は、移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続しなかったと判断したときには(ステップS214:No)、ステップS212〜S214の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the state in which the moving average temperature A1 exceeds the threshold value Th1 does not continue for the time ST (step S214: No), the
一方、ステップS213の処理において、PLC31は、移動平均温度A2が、閾値Th2を上回った状態が時間ST継続したと判断したときには(ステップS213:Yes)、海水ポンプ21の出力を出力P2に設定する(ステップS207)。そして、ステップS207以降の処理を実行する。
On the other hand, in the process of step S213, when the
また、PLC3は、ステップS210の処理で、移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続したと判断したとき(ステップS214:Yes)、或いは、ステップS214の処理で、移動平均温度A1が、閾値Th1を上回った状態が時間ST継続したと判断したときは(ステップS214:Yes)、海水ポンプ21の出力を出力P1に設定する(ステップS203)。そして、ステップS203以降の処理を実行する。
Further, the PLC3 determines that the state in which the moving average temperature A1 exceeds the threshold Th1 continues for a time ST in the process of step S210 (step S214: Yes), or the moving average temperature in the process of step S214. When it is determined that the state in which A1 exceeds the threshold Th1 continues for a time ST (step S214: Yes), the output of the
以上説明したように、本実施形態では、複数の発電機50のうち、冷却対象となった発電機50に見合った出力で海水ポンプ21が運転されると(ステップS203,S207,S211)、残りの発電機50の一次冷却系統10の移動平均温度A1〜A3が演算される。そして、移動平均温度A1〜A3が上昇傾向である場合には、海水ポンプ21の出力を、移動平均温度が上昇傾向にある発電機50に見合った出力に増加する。
As described above, in the present embodiment, when the
上述したように、移動平均温度A1〜A3は、温度センサの精度や出力誤差などの要因による値のばらつきが少なく、大小関係が頻繁に入れ替わることが少ない。そのため、適切なタイミングで冷却対象となる一次冷却系統101〜10Nの選択を行うとともに、二次冷却系統20を構成する海水ポンプ21の制御におけるハンチングの発生を抑制することができる。
As described above, the moving average temperatures A1 to A3 have little variation in values due to factors such as the accuracy of the temperature sensor and the output error, and the magnitude relationship is rarely changed frequently. Therefore, it is possible to select the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、発熱源が発電機50である場合について説明した。これに限らず、発熱源は原動機などであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the case where the heat generating source is the
上記実施形態では、二次冷却系統20の冷媒が海水であることとした。これに限らず、二次冷却系統20の冷媒は、湖水や水道水などであってもよい。同様に一次冷却系統101〜10Nの冷媒も水道水に限られるものではない。
In the above embodiment, the refrigerant of the
上記実施形態では、発電機50が船舶に搭載されている場合について説明した。これに限らず、発電機50は、陸上の設備に搭載されていてもよい。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、冷媒の温度が最も高い一次冷却系統101〜10Nを選択して、選択した一次冷却系統101〜10Nに応じて、海水ポンプ21の出力を設定することとした(ステップS104,S109)。これに限らず、発電機501〜50Nの一次冷却系統101〜10Nごとに設定された閾値Th21〜Th2Nと、冷媒の温度T1〜TNとの差が最大になる一次冷却系統101〜10Nを選択して、選択した一次冷却系統101〜10Nに応じて、海水ポンプ21の出力を設定することとしてもよい。この場合には、ステップS104,S109で、ΔT1(=T1−Th21)、ΔT2(=T2−Th22)、及び、ΔT3(=T3−Th23)同士を比較して、ステップS104で、ΔT1が最大であるか否かを判断し、ステップS109で、ΔT2が最大であるか否かを判断すればよい。
In the above embodiment, the
これによれば、各発電機501〜50Nの冷却目標温度が異なる場合にも、各発電機501〜50Nを過不足なく冷却することができる。
According to this, even when the cooling target temperatures of the
本発明の実施の形態が説明されたが、この実施の形態は、例として提示されたものであり、発明の範囲を限定することを意図されていない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることができ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更され得る。これら実施の形態やその変形は、本発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in a variety of other embodiments and can be omitted, replaced or modified in various ways without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the present invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 冷却システム
10 一次冷却系統
11 熱交換器
12 調温弁
13 循環ポンプ
20 二次冷却系統
21 海水ポンプ
30 制御装置
31 PLC
32 駆動ユニット
50 発電機
10 一次冷却系統
14 温度センサ
H 循環系
H1〜H3 配管
L1 吸水管
L2 排水管
L3 接続管
1 Cooling
32
Claims (6)
複数の前記発熱源に共通して設けられ、前記熱交換器へ前記一次冷却系統それぞれの第1の冷媒を冷却する第2の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、
複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第1の冷媒の温度に基づいて、複数の前記一次冷却系統から1つの前記一次冷却系統を選択し、選択した前記一次冷却系統の前記第1の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、再度、複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第1の冷媒の温度に基づいて、複数の前記一次冷却系統から1つの前記一次冷却系統を新たに選択し、新たに選択した前記一次冷却系統の前記第1の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力の制御を行う冷却システム。 Respectively provided on the plurality of heat sources, in a first refrigerant circulating between the heat source and the heat exchanger, a plurality of primary cooling system for cooling the heat generating source,
A secondary cooling system that is provided in common to the plurality of heat sources and includes a pump that supplies a second refrigerant that cools the first refrigerant of each of the primary cooling systems to the heat exchanger.
One of the primary cooling systems is selected from the plurality of primary cooling systems based on the temperature of the first refrigerant of each of the plurality of primary cooling systems, and the temperature of the first refrigerant of the selected primary cooling system is selected. A control device that controls the output of the pump based on
With
The control device is
After a preset time has elapsed since the primary cooling system was selected , one of the plurality of primary cooling systems is again based on the temperature of the first refrigerant in each of the plurality of primary cooling systems. A cooling system that newly selects the primary cooling system and controls the output of the pump based on the temperature of the first refrigerant of the newly selected primary cooling system.
複数の前記発熱源に共通して設けられ、前記熱交換器へ前記一次冷却系統それぞれの第1の冷媒を冷却する第2の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、
複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第1の冷媒の温度上昇の移動平均に基づいて、複数の前記一次冷却系統から1つの前記一次冷却系統を選択し、選択した前記一次冷却系統の前記第1の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力を制御する制御装置と、
を備える冷却システム。 Respectively provided on the plurality of heat sources, in a first refrigerant circulating between the heat source and the heat exchanger, a plurality of primary cooling system for cooling the heat generating source,
A secondary cooling system that is provided in common to the plurality of heat sources and includes a pump that supplies a second refrigerant that cools the first refrigerant of each of the primary cooling systems to the heat exchanger.
Based on the moving average of the temperature rise of the first refrigerant in each of the plurality of primary cooling systems, one of the primary cooling systems is selected from the plurality of primary cooling systems, and the first of the selected primary cooling systems. A control device that controls the output of the pump based on the temperature of the refrigerant of
Cooling system with.
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