JP7061923B2 - Control device, heat source system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、並列接続された複数のポンプによって熱搬送流体を送水する方式の熱源システムにおいてポンプの運転台数を制御する制御装置、およびその制御装置を備える熱源システムに関する。 An embodiment of the present invention relates to a control device for controlling the number of operating pumps in a heat source system of a type in which a heat transfer fluid is sent by a plurality of pumps connected in parallel, and a heat source system including the control device.
従来、熱源機と負荷装置との間に並列接続された複数台のポンプが設けられているポンプ方式の熱源システムが知られている。このような熱源システムでは、消費電力の削減等を目的として、同時に運転するポンプの運転台数を制御することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a pump-type heat source system in which a plurality of pumps connected in parallel between a heat source machine and a load device are provided is known. In such a heat source system, the number of pumps operating at the same time is controlled for the purpose of reducing power consumption or the like (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の手法では、各ポンプについて流量と圧力との関係や流量と運転効率との関係等の特性データを設定し、それらに基づいて複雑な演算をする必要があることに加えて、運転台数毎に増加させる条件や減少させる条件が設定されていることから、吐出圧力の設定が変更されたなどの運転条件が変化した場合に運転効率が低下するおそれがある。 However, in the conventional method, it is necessary to set characteristic data such as the relationship between the flow rate and the pressure and the relationship between the flow rate and the operating efficiency for each pump, and perform complicated calculations based on them. Since the conditions for increasing and decreasing are set for each unit, the operating efficiency may decrease when the operating conditions change, such as when the discharge pressure setting is changed.
そこで、運転台数を増減させる演算を簡略化することができるとともに、運転台数が変更された際に運転効率が低下することを抑制できる制御装置、熱源システムを提供する。 Therefore, we provide a control device and a heat source system that can simplify the calculation for increasing or decreasing the number of operating units and suppress the decrease in operating efficiency when the number of operating units is changed.
実施形態の制御装置は、ポンプの運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）と、ポンプの既知の定格周波数（Ｆ）および定格周波数（Ｆ）において運転効率が最大となる既知の流量（Ｑ）とから、運転周波数（ｆ）において運転効率が最大になる目標流量（ｑ＝ｎ・Ｑ・（ｆ／Ｆ））を求め、負荷装置側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比率（ｒｑ）が予め設定されている増台比率（ｒｕｐ）を超えるとポンプの運転台数を１台増やす一方、比率（ｒｑ）が予め設定されている減台比率（ｒｄｎ）を下回るとポンプの運転台数を１台減らす処理を実行する台数演算部を備える。 In the control device of the embodiment, the operating number (n) and the operating frequency (f) of the pump and the known flow rate (Q) that maximizes the operating efficiency at the known rated frequency (F) and the rated frequency (F) of the pump. Therefore, the target flow rate (q = n · Q · (f / F)) at which the operating efficiency is maximized at the operating frequency (f) is obtained, and the load side flow rate (Ql) and the target flow rate (q) flowing to the load device side are obtained. When the ratio (rq) with and to exceeds the preset increase ratio (rup), the number of operating pumps is increased by one, while when the ratio (rq) falls below the preset decrease ratio (rdn). It is equipped with a number calculation unit that executes a process of reducing the number of operating pumps by one.
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、熱源システム１は、熱源機２、負荷装置３、熱源機２と負荷装置３との間で水を循環させるための送水管４および還水管５、送水管４と環水管との間を負荷装置３と並列に接続するフリーバイパス管６、送水管４において熱源機２側と負荷装置３側との間に設けられている送水側ヘッダ７、還水管５において熱源機２側と負荷装置３側との間に設けられている還水側ヘッダ８、還水管５を流れる水に圧力を加えるための膨張タンク９等が設けられている。また、熱源システム１は、各熱源機２に設けられる一次ポンプ１１と、送水側ヘッダ７に複数設けられる二次ポンプ１６とによって水を循環させるように構成された複式ポンプ式の熱源システムとなっている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
このような熱源システム１は、熱源機２によって所定の温度に調整した水を、送水管４を介して例えばビルを空調する空調装置や工場に設置される洗浄装置や乾燥装置などの様々な負荷装置３側に送るとともに、負荷装置３側からの水が還水管５を通って熱源機２側に環流する構成となっている。なお、図１では、水が流れる向きを便宜的に白抜きの矢印を用いて示している。
In such a
熱源機２は、要求される仕様に基づいて、また、故障した際にバックアップが可能となるように、例えば２台から十数台程度の複数台が設置されている。各熱源機２は、熱交換器１０、一次ポンプ１１、熱源機２を個別に制御するユニットコントローラ１２等を備えている。
A plurality of
熱交換器１０は、本実施形態では各熱源機２に複数個が設けられており、例えば水と冷媒との間で熱交換を行う。なお、熱交換器１０としては、いわゆる温水を生成可能なもの、いわゆる冷水を生成可能なもの、温水および冷水のいずれも生成可能なものを目的に応じて適宜採用することができる。
In the present embodiment, a plurality of
一次ポンプ１１は、図示しないインバータによって制御されるものであり、熱交換器１０の入口側において還水管５と熱交換器１０との間に設けられている。この一次ポンプ１１は、還水管５を流れる水を所定の圧力に調整した後に熱交換器１０に送っている。これにより、熱交換器１０に一定の圧力で水が送られるようになり、熱交換器１０において適切な熱交換を行うことが可能になる。
The
ユニットコントローラ１２は、熱源機２を個別に制御するものであり、熱交換器１０内を流れる水の流量の制御等を行っている。このユニットコントローラ１２は、熱源システム１全体を制御するモジュールコントローラ１３に接続されている。
The
モジュールコントローラ１３は、本実施形態では複数台設置されている熱源機２のうちの１台に内蔵されており、熱源システム１を制御するための制御指令を各熱源機２に出力するとともに、各熱源機２の運転状態を取得する。また、モジュールコントローラ１３は、送水側ヘッダ７および負荷装置３にも接続されており、二次ポンプ１６の駆動状態や負荷装置３の運転状態を取得可能になっている。以下、このモジュールコントローラ１３を内蔵した熱源機２を便宜的に代表機とも称する。
In the present embodiment, the
フリーバイパス管６は、弁体が設けられていない配管部材であり、白抜きの矢印にて示すように、送水管４を流れる水の圧力が還水管５を流れる水の圧力よりも高ければ送水管４から還水管５に向かって水が流れる一方、送水管４を流れる水の圧力が還水管５を流れる水の圧力よりも低ければ還水管５から送水管４に向かって水が流れる構成となっている。
The
送水側ヘッダ７は、熱源機２側に位置する上流側ヘッダ１４、負荷装置３側に位置する下流側ヘッダ１５、上流側ヘッダ１４と下流側ヘッダ１５の間に設けられている１台以上の二次ポンプ１６、過剰な水を上流側ヘッダ１４に環流させる圧力逃がし弁１７、二次ポンプ１６を制御するポンプコントローラ１８、下流側ヘッダ１５から負荷装置３側に送られる水の量を検出する流量計１９等を備えている。以下、下流側ヘッダ１５から負荷装置３側に送られて流量計１９によって検出される水の量を負荷側流量と称する。
The water
この熱源機２側と負荷装置３側とにそれぞれポンプを備える構成は、複式ポンプ方式と呼ばれている。なお、複式ポンプ方式の作動は周知であるので詳細な説明は省略するが、熱源機２側から送られた水が上流側ヘッダ１４に貯留し、その上流側ヘッダ１４に貯留している水を二次ポンプ１６で負荷装置３側に送り、負荷装置３を通った水が還水側ヘッダ８を介して熱源機２に環流する。
The configuration in which pumps are provided on the
二次ポンプ１６は、図２に示すように、送水側ヘッダ７に複数台、本実施形態では４台設けられている。各二次ポンプ１６にはそれぞれインバータ２０が設けられており、ポンプコントローラ１８がインバータ２０を制御することによって、二次ポンプ１６を設定された運転周波数で運転させている。このとき、同時に運転される二次ポンプ１６は、いずれも同じ運転周波数が設定されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
ポンプコントローラ１８は、図示しないマイクロコンピュータ、記憶部２１、周波数演算部２２、および台数演算部２３等を備えており、インバータ２０を制御する処理や、流量計１９から取得した負荷側流量に基づく制御等を実行する。なお、本実施形態では、周波数演算部２２および台数演算部２３は、マイクロコンピュータで実行されるプログラムによってソフトウェアで実現されている。このポンプコントローラ１８は、制御装置に相当する。
The
記憶部２１は、例えば半導体メモリ等により構成されており、マイクロコンピュータで実行するプログラム、周波数演算部２２や台数演算部２３で利用する各種のデータ、後述する二次ポンプ１６の運転台数を増減させる際の条件（図５参照）などの記憶している。周波数演算部２２は、二次ポンプ１６の運転周波数を演算する処理を実行する。台数演算部２３は、詳細は後述するが、同時に運転する二次ポンプ１６の運転台数を演算する処理を実行する。
The
次に、上記した構成の作用について説明する。
まず、二次ポンプ１６の流量と運転効率との関係について説明する。二次ポンプ１６は、図３にグラフ（Ｇ）にて示すように、運転効率が流量によって変化するとともに、運転効率が最大となる流量が存在するという特性を有している。なお、このような二次ポンプ１６の特性は、二次ポンプ１６を定格周波数で運転した時の流量と運転効率との関係が、一般的に二次ポンプ１６の仕様書等によって提供される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the relationship between the flow rate of the
このグラフ（Ｇ）から、流量がｑ０［Ｌ／ｍｉｎ］（リットル毎分）であるときに、二次ポンプ１６の運転効率が最大（Ｅ０［％］）になることが分かる。そして、一般的なポンプの場合、運転周波数と運転効率が最大となる流量との比が一定値になることが知られている。換言すると、二次ポンプ１６は、定格周波数をＦ、定格周波数で運転する際に運転効率が最大となる流量をＱ、実際の二次ポンプ１６の運転周波数をｆ０、その際に運転効率が最大となる流量をｑ０とすると、Ｆ／Ｑ＝ｆ０／ｑ０の関係になっている。
From this graph (G), it can be seen that the operating efficiency of the
そのため、ある運転周波数（ｆ０）で二次ポンプ１６を運転している場合に運転効率が最大となる流量（ｑ０）は、定格周波数（Ｆ）と最大効率となる流量（Ｑ）とが既知であることから、ｑ０＝（ｆ０／Ｆ）・Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］として求めることができる。
Therefore, when the
ただし、この流量（ｑ０）は１台の二次ポンプ１６についての値である。そのため、複数台の二次ポンプ１６を同時に運転している場合には、運転台数をｎ台とすると、各二次ポンプ１６から送り出される水の総流量は、運転周波数が同じであれば、ｎ・ｑ０［Ｌ／ｍｉｎ］になる。なお、二次ポンプ１６の設置台数をＮ台とすると、１≦ｎ≦Ｎとなる。
However, this flow rate (q0) is a value for one
そして、二次ポンプ１６から送り出される水の量は、流量計１９によって負荷装置３側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）として検出されることから、負荷側流量（Ｑｌ）が求めた総流量（ｎ・ｑ０）に近い値であれば、各二次ポンプ１６が最大効率もしくは最大効率に近い状態で運転されていると考えることができる。以下、各二次ポンプ１６を最大効率もしくは最大効率に近い状態で運転可能な範囲を、最適な範囲とも称する。逆に、負荷側流量（Ｑｌ）が総流量から遠い値になるほど、二次ポンプ１６が最大効率もしくは最大効率に近い状態から外れて、運転効率が低下していると考えることができる。
Then, since the amount of water sent out from the
このように、現在の運転周波数（ｆ）における各二次ポンプ１６が最大効率もしくは最大効率に近い状態での総水量を取得できれば、従来のような複雑な演算をしなくても、負荷側流量（Ｑｌ）に基づいて二次ポンプ１６が効率的に運転されているか否かを判定することが可能である。この総水量は、各二次ポンプ１６を最大効率で運転するための言わば目標値となるものであり、目標流量（ｑ）に相当する。
In this way, if the total amount of water in each
そこで、制御装置は、図４に示す台数演算処理を実行することにより、二次ポンプ１６の運転周波数（ｆ）と負荷側流量（Ｑｌ）とに基づいて効率的な運転が可能な二次ポンプ１６の運転台数を演算している。この演算は台数演算部２３によって行われるものであるが、以下では説明の簡略化のために、制御装置を主体として説明する。なお、台数演算処理は二次ポンプ１６の運転台数を増減させるための専用の処理であり、台数が増減した後の運転周波数の制御は、周波数演算部２２において別途行われる。
Therefore, the control device is a secondary pump capable of efficient operation based on the operating frequency (f) and the load side flow rate (Ql) of the
具体的には、制御装置は、台数演算処理において、現在の二次ポンプ１６の運転台数（ｎ）を取得し（Ｓ１）、現在の二次ポンプ１６の運転周波数（ｆ）を取得し（Ｓ２）、現在の負荷側流量（Ｑｌ）を取得する（Ｓ３）。このうち、運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）は周波数演算部２２から取得でき、負荷側流量（Ｑｌ）は流量計１９から取得できる。なお、ステップＳ１～Ｓ３については、その実行順序は順不同である。
Specifically, in the number calculation process, the control device acquires the current operating number (n) of the secondary pump 16 (S1) and acquires the current operating frequency (f) of the secondary pump 16 (S2). ), Acquire the current load side flow rate (Ql) (S3). Of these, the number of operating units (n) and the operating frequency (f) can be acquired from the
続いて、制御装置は、二次ポンプ１６の運転台数（ｎ）と運転周波数（ｆ）とから、上記したように目標流量（ｑ）を演算し（Ｓ４）、負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比である比率（ｒｑ）を演算する（Ｓ５）。そして、制御装置は、運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）を超えているかを判定する（Ｓ６）。この最大周波数（Ｆｍａｘ）は、二次ポンプ１６が定格運転の上限の周波数、より平易に言えば、二次ポンプ１６を安定して運転することができる周波数範囲の上限として設定されている周波数である。
Subsequently, the control device calculates the target flow rate (q) from the operating number (n) and the operating frequency (f) of the
制御装置は、運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）を超えていると判定すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、運転台数を１台増やす（Ｓ７）。これにより、運転効率が低下している二次ポンプ１６の運転台数が増え、効率的な運転が可能になる。なお、運転台数を増やすのは、現在の運転台数（ｎ）が設置台数（Ｎ）未満の場合である。その後、制御装置は、現在の負荷側流量（Ｑｌ）を一次流量（ｑｔ）として記憶した後（Ｓ８）、ステップＳ１に移行する。なお、一次流量（ｑｔ）の詳細については後述する。
When the control device determines that the operating frequency (f) exceeds the maximum frequency (Fmax) (S6: YES), the control device increases the number of operating units by one (S7). As a result, the number of
一方、制御装置は、運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）を超えていないと判定すると（Ｓ６：ＮＯ）、比率（ｒｑ）が増台比率（ｒｕｐ）を超えているかを判定する（Ｓ９）。この増台比率（ｒｕｐ）は、運転台数を増やす際の基準値として予め設定されている。 On the other hand, when the control device determines that the operating frequency (f) does not exceed the maximum frequency (Fmax) (S6: NO), it determines whether the ratio (rq) exceeds the increase ratio (rup) (S9). ). This increase ratio (rup) is preset as a reference value when increasing the number of operating units.
具体的には、記憶部２１には、図５に示すように、二次ポンプ１６の運転台数を増やすための増台条件として、増台比率（ｒｕｐ）が運転台数毎に設定および記憶されているとともに、二次ポンプ１６の運転台数を減らすための減台条件として、減台比率（ｒｄｎ）が運転台数毎に設定および記憶されている。
Specifically, as shown in FIG. 5, in the
本実施形態の場合、増台比率（ｒｕｐ）はそれぞれ１０５％に設定されており、運転台数が１～３台の場合には、演算した比率（ｒｑ）が増台比率（ｒｕｐ）を超えたら運転台数を１台増やすことになる。この図５に示す増台比率（ｒｕｐ）は一例であり、現在の運転台数（ｎ）によって異なる値に設定する等、二次ポンプ１６の運転に支障がない範囲で適宜設定することができる。
In the case of this embodiment, the unit increase ratio (rup) is set to 105%, respectively, and when the number of operating units is 1 to 3, if the calculated ratio (rq) exceeds the unit increase ratio (rup). The number of operating units will be increased by one. The increase ratio (rup) shown in FIG. 5 is an example, and can be appropriately set within a range that does not interfere with the operation of the
また、減台比率（ｒｄｎ）は、本実施形態では現在の運転台数（ｎ）が多い程大きく、運転台数（ｎ）が少ない程小さい値に設定されている。例えば、現在の運転台数（ｎ）が２台であれば５０％、３台であれば６６．７％、４台であれば７５％に設定されている。そのため、運転台数（ｎ）が２～４台の場合には、比率（ｒｑ）が減台比率（ｒｄｎ）を下回ったら運転台数を１台減らすことになる。この図５に示す減台比率（ｒｄｎ）は一例であり、二次ポンプ１６の運転に支障がない範囲で適宜設定することができるものの、運転台数を減らした際にそのまま増台条件が満たされないようにするために、１００・（ｎ－１）／ｎ［％］を超えない範囲で設定するとよい。
Further, in the present embodiment, the reduction ratio (rdn) is set to a value larger as the number of currently operating units (n) is larger and smaller as the number of operating units (n) is smaller. For example, if the current number of operating units (n) is 2, it is set to 50%, if it is 3 units, it is set to 66.7%, and if it is 4 units, it is set to 75%. Therefore, when the number of operating units (n) is 2 to 4, if the ratio (rq) is lower than the reduction ratio (rdn), the number of operating units is reduced by one. The unit reduction ratio (rdn) shown in FIG. 5 is an example and can be appropriately set within a range that does not interfere with the operation of the
また、記憶部２１は、運転台数を減らすための他の条件として減台偏差（Δｑｄｎ）を記憶している。この減台偏差（Δｑｄｎ）は、上記した減台比率（ｒｄｎ）のような割合ではなく、流量の値そのものが運転台数毎に設定されている。この減台偏差（Δｑｄｎ）は、運転停止を繰り返してハンチング状態となって非効率な運転となることを回避するために設定されている。これは、減台偏差（Δｑｄｎ）を設定した場合には減台偏差（Δｑｄｎ）以上流量が減らないと運転台数は減らなくなるため、その間は運転停止が抑制されるためである。
Further, the
さて、制御装置は、比率（ｒｑ）が増台比率（ｒｕｐ）を超えていると判定すると（Ｓ９：ＹＥＳ）、二次ポンプ１６の運転台数を１台増やす（Ｓ１０）。これにより、運転効率が低下している二次ポンプ１６の運転台数が増え、効率的な運転が可能になる。
When the control device determines that the ratio (rq) exceeds the increase ratio (rup) (S9: YES), the control device increases the number of
一方、制御装置は、比率（ｒｑ）が増台比率（ｒｕｐ）を超えていないと判定すると（Ｓ９：ＮＯ）、比率（ｒｑ）が減台比率（ｒｕｐ）を下回ったかを判定し（Ｓ１１）、比率（ｒｑ）が減台比率（ｒｕｐ）を下回っていないと判定すると（Ｓ１１：ＮＯ）、現在の運転台数で二次ポンプ１６が効率的に運転されていることから、運転台数を変更することなくステップＳ１に移行する。
On the other hand, when the control device determines that the ratio (rq) does not exceed the increase ratio (rup) (S9: NO), the control device determines whether the ratio (rq) is lower than the decrease ratio (rup) (S11). , If it is determined that the ratio (rq) is not lower than the reduction ratio (rup) (S11: NO), the number of operating units is changed because the
これに対して、制御装置は、比率（ｒｑ）が減台比率（ｒｕｐ）を下回ったと判定すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、一次流量（ｑｔ）が記憶されているかを判定する（Ｓ１２）。一次流量（ｑｔ）は、上記したように二次ポンプ１６の運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）を超えた際に記憶される流量であり、二次ポンプ１６の能力不足によって運転台数が増やされたことを示すフラグであると考えることができる。換言すると、一次流量（ｑｔ）が記憶されているということは、運転台数を減らすと非効率的な運転になってしまう可能性があることを示していると考えることができる。
On the other hand, when the control device determines that the ratio (rq) is lower than the reduction ratio (rup) (S11: YES), the control device determines whether the primary flow rate (qt) is stored (S12). The primary flow rate (qt) is a flow rate stored when the operating frequency (f) of the
そのため、制御装置は、一次流量（ｑｔ）が記憶されていると判定すると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、運転台数を減らすと二次ポンプ１６が能力不足になる可能性があり、安定した運転ができないことから、運転台数を減らすことなくステップＳ１に移行する。これにより、二次ポンプ１６は最適な運転効率からは多少ずれた状態になるものの、運転台数を減らして効率的あるいは安定した運転ができない状態になってしまうことを回避できる。
Therefore, if the control device determines that the primary flow rate (qt) is stored (S12: YES), the
一方、制御装置は、一次流量（ｑｔ）が記憶されていないと判定すると（Ｓ１２：ＮＯ）、運転台数を１台減らして（Ｓ１６）、ステップＳ１に移行する。これにより、二次ポンプ１６の運転状態を、運転効率が低下している状態から運転効率が良い状態に遷移させることができる。
On the other hand, when the control device determines that the primary flow rate (qt) is not stored (S12: NO), the number of operating units is reduced by one (S16), and the process proceeds to step S1. As a result, the operating state of the
このように、制御装置は、効率的な運転を行うことができるように、二次ポンプ１６の台数を演算により求めている。
以上説明した熱源システム１、熱源機２およびモジュールコントローラ１３によれば、次のような効果を得ることができる。
In this way, the control device calculates the number of
According to the
制御装置は、二次ポンプ１６の運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）と、定格周波数（Ｆ）および定格周波数（Ｆ）において運転効率が最大となる流量（Ｑ）とから、運転周波数（ｆ）において運転効率が最大になる目標流量（ｑ＝ｎ・Ｑ・（ｆ／Ｆ））を求め、負荷装置３側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比率（ｒｑ）が予め設定されている増台比率（ｒｕｐ）を超えると二次ポンプ１６の運転台数を１台増やす一方、負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比率（ｒｑ）が予め設定されている減台比率（ｒｄｎ）を下回ると二次ポンプ１６の運転台数を１台減らす処理を実行する台数演算部２３を備えている。
The control device has an operating frequency (n) and an operating frequency (f) of the
これにより、従来のように多くのパラメータを事前に用意することなく、また、複雑な演算を行うことなく、運転効率が良い二次ポンプ１６の運転台数を求めることが可能になるとともに、運転台数を増減させた場合に最適な範囲で運転することが可能になるため、搬送動力の削減を図ることができる。したがって、運転台数を増減させる演算を簡略化することができるとともに、運転台数が変更された際に運転効率が低下することを抑制できる。
As a result, it becomes possible to obtain the operating number of the
また、制御装置は、二次ポンプ１６の運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）に達すると、演算を行うことなく二次ポンプ１６の運転台数を１台増やす。これにより、運転能力が不足した状態で二次ポンプ１６が運転されることを防止することができる。
Further, when the operating frequency (f) of the
また、制御装置は、二次ポンプ１６の運転台数を１台減らす際には、一時流量（ｑｔ）が記憶されていなければ運転台数を１台減らす一方、一時流量（ｑｔ）が記憶されていれば、一時流量（ｑｔ）から予め設定されている減台偏差（Δｑｄｎ）を減算した値を負荷側流量（Ｑｌ）が下回った場合に運転台数を１台減らす。これにより、運転台数を減らすと効率的な運転ができないことが分かっている際に、不必要に運転台数を減らしてしまうことを防止することができる。
Further, when the control device reduces the number of operating units of the
また、上記した制御装置を用いて、熱源機２と負荷装置３との間に設けられている複数台の二次ポンプ１６の運転台数を制御する熱源システム１によっても、運転台数を増減させる演算を簡略化することができるとともに、運転台数が変更された際に運転効率が低下することを抑制できる。
また二次ポンプ１６の台数は少なくとも３台以上であって、減台比率（ｒｄｎ）は、運転台数が多い程大きく、運転台数が少ない程小さい値に設定されている。これにより、運転台数を減らした際に非効率な運転になることを抑制できる。
Further, an operation of increasing or decreasing the number of operating units is also performed by the
The number of
（その他の実施形態）
実施形態では、二次ポンプ１６の運転台数を負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比率（ｒｑ＝Ｑｌ／ｑ）に基づいて演算する手法について説明したが、二次ポンプ１６の運転台数は、比率（ｒｑ）ではなく、流量そのもの（以下、実数値と称する）を用いて演算することができる。
(Other embodiments)
In the embodiment, a method of calculating the number of operating units of the
具体的には、二次ポンプ１６の運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）と、二次ポンプ１６の既知の定格周波数（Ｆ）および定格周波数（Ｆ）において運転効率が最大となる既知の流量（Ｑ）とから、運転周波数（ｆ）において運転効率が最大になる目標流量（ｑ＝ｎ・Ｑ・（ｆ／Ｆ））を求め、負荷装置３側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）が、目標流量（ｑ）に予め設定されている実数値である増台偏差（Δｑｕｐ）を加算した値を超えると二次ポンプ１６の運転台数を１台増やす一方、負荷側流量（Ｑｌ）が、目標流量（ｑ）から予め設定されている実数値である減台偏差（Δｑｄｎ）を減算した値を超えると二次ポンプ１６の運転台数を１台減らすことで、運転する二次ポンプ１６の台数を演算する処理を実行する台数演算部２３を備える制御装置を用いる構成とすることができる。
Specifically, it is known that the operating efficiency is maximized at the operating number (n) and operating frequency (f) of the
この場合、制御装置は、基本的には図４に示した台数演算処理と同様の処理を実行し、ステップＳ５において比率（ｒｑ）の代わりに負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との差分を求め、ステップＳ９において負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との差分が増台偏差（Δｑｕｐ）を超えるかを判定し、ステップＳ１１において負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との差分が減台偏差（Δｑｄｎ）を下回るかを判定することにより、運転効率が最適な範囲となる運転台数を演算することができる。 In this case, the control device basically executes the same processing as the number calculation processing shown in FIG. 4, and in step S5, instead of the ratio (rq), the load side flow rate (Ql) and the target flow rate (q) are used. In step S9, it is determined whether the difference between the load side flow rate (Ql) and the target flow rate (q) exceeds the increase deviation (Δcup), and in step S11, the load side flow rate (Ql) and the target flow rate (Ql). By determining whether the difference from q) is less than the reduction deviation (Δqdn), it is possible to calculate the number of operating units in which the operating efficiency is in the optimum range.
実施形態では台数演算部２３をポンプコントローラ１８に設ける構成を例示したが、台数演算部２３は、モジュールコントローラ１３に設ける構成とすることもできる。すなわち、モジュールコントローラ１３も制御装置として機能させることができる。あるいは、台数演算部２３は、熱源システム１の上位に設置される管理装置等に設ける構成とすることもできる。
In the embodiment, the configuration in which the
実施形態ではポンプコントローラ１８とモジュールコントローラ１３とを別体に設ける構成を例示したが、モジュールコントローラ１３に周波数演算部２２を設け、モジュールコントローラ１３によりポンプコントローラ１８の機能を実現する構成とすることもできる。つまり、モジュールコントローラ１３が制御装置を兼用する構成とすることができる。
In the embodiment, the configuration in which the
また、上記幾つかの実施形態では一次ポンプ１１と二次ポンプ１６によって水を循環させる熱源システム１として説明したが、これに限定されず単式ポンプ式の熱源システムであってもよい。例えば、各熱源機に一次ポンプを備えず、送水ヘッダ７に複数のポンプを有する複数の送水ポンプを備えた単式ポンプ式の熱源システムであってもよい。
また、上記実施形態では熱源機２から負荷装置３側へ送水する構成としたが、これに限らず負荷装置３側から熱源機２側へ送水する方向としてもよい。また、複式単式ポンプ方式か単式ポンプ方式かを問わず、外付け熱源ポンプや冷却水ポンプ、遠方の一部系統への送水を行うブースターポンプなどに適用することもできる。
また、実施形態では、負荷装置３として空調装置や工場に設置される洗浄装置や乾燥装置等の熱利用機器等について説明したが、負荷装置としては熱源機で生成された加熱／冷却された流体と熱交換を行う装置も含むことができる。
Further, in some of the above embodiments, the
Further, in the above embodiment, the configuration is such that water is sent from the
Further, in the embodiment, the heat utilization equipment such as the air conditioner, the cleaning device and the drying device installed in the factory as the
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や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 some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
図面中、１は熱源システム、２は熱源機、３は負荷装置、１３はモジュールコントローラ（制御装置）、１６は二次ポンプ（ポンプ）、１８はポンプコントローラ（制御装置）、２３は台数演算部を示す。 In the drawing, 1 is a heat source system, 2 is a heat source machine, 3 is a load device, 13 is a module controller (control device), 16 is a secondary pump (pump), 18 is a pump controller (control device), and 23 is a unit calculation unit. Is shown.
Claims (6)
前記ポンプの運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）と、前記ポンプの既知の定格周波数（Ｆ）および定格周波数（Ｆ）において運転効率が最大となる既知の流量（Ｑ）とから、運転周波数（ｆ）において運転効率が最大になる目標流量（ｑ＝ｎ・Ｑ・（ｆ／Ｆ））を求め、
負荷装置側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）と目標流量（ｑ）との比率（ｒｑ）が予め設定されている増台比率（ｒｕｐ）を超えると前記ポンプの運転台数を１台増やす一方、前記比率（ｒｑ）が予め設定されている減台比率（ｒｄｎ）を下回ると前記ポンプの運転台数を１台減らす処理を実行する台数演算部を備えることを特徴とする制御装置。 It is a control device that controls the number of operating pumps in a heat source system provided with a plurality of pumps connected in parallel to a pipe that circulates a fluid between a heat source machine and a load device.
The operating frequency is determined from the operating number (n) and operating frequency (f) of the pump and the known flow rate (Q) that maximizes the operating efficiency at the known rated frequency (F) and rated frequency (F) of the pump. In (f), the target flow rate (q = n · Q · (f / F)) that maximizes the operating efficiency is obtained.
When the ratio (rq) of the load side flow rate (Ql) flowing to the load device side and the target flow rate (q) exceeds the preset increase ratio (rup), the number of operating pumps is increased by one, while the above-mentioned A control device including a unit calculation unit that executes a process of reducing the number of operating pumps by one when the ratio (rq) is less than a preset reduction ratio (rdn).
前記ポンプの運転台数（ｎ）および運転周波数（ｆ）と、前記ポンプの既知の定格周波数（Ｆ）および定格周波数（Ｆ）において運転効率が最大となる既知の流量（Ｑ）とから、運転周波数（ｆ）において運転効率が最大になる目標流量（ｑ＝ｎ・Ｑ・（ｆ／Ｆ））を求め、
負荷装置側に流れる負荷側流量（Ｑｌ）が、目標流量（ｑ）に予め設定されている増台偏差（Δｑｕｐ）を加算した値を超えると前記ポンプの運転台数を１台増やす一方、負荷側流量（Ｑｌ）が、目標流量（ｑ）から予め設定されている減台偏差（Δｑｄｎ）を減算した値を超えると前記ポンプの運転台数を１台減らすことで、運転する前記ポンプの台数を演算する処理を実行する台数演算部を備えることを特徴とする制御装置。 It is a control device that controls the number of operating pumps in a heat source system provided with a plurality of pumps connected in parallel to a pipe that circulates a fluid between a heat source machine and a load device.
The operating frequency is determined from the operating number (n) and operating frequency (f) of the pump and the known flow rate (Q) that maximizes the operating efficiency at the known rated frequency (F) and rated frequency (F) of the pump. In (f), the target flow rate (q = n · Q · (f / F)) that maximizes the operating efficiency is obtained.
When the load side flow rate (Ql) flowing to the load device side exceeds the value obtained by adding the preset increase deviation (Δcup) to the target flow rate (q), the number of operating pumps is increased by one, while the load side. When the flow rate (Ql) exceeds the value obtained by subtracting the preset subtraction deviation (Δqdn) from the target flow rate (q), the number of operating pumps is reduced by one to calculate the number of operating pumps. A control device including a unit calculation unit that executes a process to be performed.
前記ポンプの運転周波数（ｆ）が最大周波数（Ｆｍａｘ）に達したことにより前記ポンプの運転台数を１台増やす際には、負荷側流量（Ｑｌ）を一時流量（ｑｔ）として記憶し、
一時流量（ｑｔ）が記憶されていれば、一時流量（ｑｔ）から予め設定されている減台偏差（Δｑｄｎ）を減算した値を負荷側流量（Ｑｌ）が下回った場合に運転台数を１台減らすことを特徴とする請求項３記載の制御装置。 The number calculation unit is
When the operating frequency (f) of the pump reaches the maximum frequency (Fmax) and the number of operating pumps is increased by one, the load side flow rate (Ql) is stored as a temporary flow rate (qt).
If the temporary flow rate (qt) is stored, the number of operating units is one when the load side flow rate (Ql) falls below the value obtained by subtracting the preset subtraction deviation (Δqdn) from the temporary flow rate (qt). The control device according to claim 3, wherein the control device is characterized by reduction.
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