JP7421057B2 - Equipment management device and heat source system - Google Patents
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Description
熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理装置、及び当該機器管理装置を備える熱源システム A device management device that manages a specific device that changes the state of a heat medium circulating in the heat source system, and a heat source system equipped with the device management device.
従来から、特許文献１（特開Ｈ１０－８９７４２号公報）に記載されている冷凍システムのように、熱媒体が循環する複数台の冷凍機を備える熱源システムがある。このような熱源システムには、供給する熱量に合わせて冷凍機の冷凍能力を変更するため、冷凍機の運転台数を変更する制御が行われるように構成されているものがある。このような冷凍システムにおいて制御変数のハンチングを抑制するため、例えば、特許文献１に記載されている冷凍システムでは、冷凍機の運転台数、運転状態及び外気温等に基づき制御ゲインを調節する方法が開示されている。
BACKGROUND ART Conventionally, there have been heat source systems including a plurality of refrigerators in which a heat medium circulates, such as the refrigeration system described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. H10-89742). Some of such heat source systems are configured to perform control to change the number of operating refrigerators in order to change the refrigerating capacity of the refrigerator according to the amount of heat to be supplied. In order to suppress hunting of control variables in such a refrigeration system, for example, in the refrigeration system described in
しかしながら、特許文献１に記載されているように、冷凍機の運転台数、運転状態及び外気温等に基づき制御ゲインを調節しようとすると、制御が複雑になり、熱源システムの製造及び調整が難しくなる。
However, as described in
熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理システムには、熱源システムを複雑化せずに、特定機器の能力についての無駄な変更操作を減らすという課題がある。 A device management system that manages specific devices that change the state of a heat medium circulating in a heat source system has the problem of reducing unnecessary changes in the capabilities of specific devices without complicating the heat source system.
第１観点の機器管理装置は、熱源システムを循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器を管理する機器管理装置であって、熱源システムが有するセンサが計測した熱媒体の状態値を受け、特定機器の能力の変更操作を、状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する。 The equipment management device according to the first aspect is an equipment management device that manages specific equipment that changes the state of the heat medium circulating in the heat source system, and receives the state value of the heat medium measured by the sensor included in the heat source system, and specifies the An operation to change the capability of a device is prohibited based on a parameter related to a change in state value.
第１観点の機器管理装置は、簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。 The device management device according to the first aspect has a simple configuration and can reduce unnecessary operations for changing the capabilities of specific devices.
第２観点の機器管理装置は、第１観点の機器管理装置であって、パラメータは、所定期間における状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む。 The device management device according to the second aspect is the device management device according to the first aspect, and the parameters include a variable related to at least one of the number of extreme values of the state value and the amplitude of the state value in a predetermined period.
第２観点の機器管理装置は、状態値が不安定な状況のときの不要な変更操作を減らすことができる。 The device management device according to the second aspect can reduce unnecessary change operations when the state value is unstable.
第３観点の機器管理装置は、第２観点の機器管理装置であって、パラメータは、所定期間における状態値の極値の数と状態値の分散とに関する変数である。 The device management device according to the third aspect is the device management device according to the second aspect, and the parameters are variables related to the number of extreme values of the state values and the variance of the state values in a predetermined period.
第３観点の機器管理装置は、状態値の変動の挙動に応じた不要な操作の抑制の精度を向上させることができる。 The device management device according to the third aspect can improve the accuracy of suppressing unnecessary operations according to the behavior of state value fluctuations.
第４観点の機器管理装置は、第１観点から第３観点のいずれかの機器管理装置であって、特定機器の能力の変更操作を禁止するための境界を示すパラメータの閾値を、パラメータの値と特定機器の能力の変更回数との関係から決定する。 The device management device according to the fourth aspect is the device management device according to any one of the first to third aspects, and is configured to set a threshold value of a parameter indicating a boundary for prohibiting an operation to change the capability of a specific device to a value of the parameter. It is determined from the relationship between
第４観点の機器管理装置は、閾値を使って適切なタイミングで特定機器の能力の変更操作を簡単に禁止することができる。 The device management device according to the fourth aspect can easily prohibit an operation to change the capability of a specific device at an appropriate timing using a threshold value.
第５観点の熱源システムは、第１観点から第３観点のいずれかのシステムであって、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。 The heat source system according to the fifth aspect is one of the systems according to the first to third aspects, and notifies whether the change operation is prohibited or the change operation is not prohibited. .
第５観点の熱源システムは、外部に管理状態を知らせることができる。 The heat source system according to the fifth aspect can notify the outside of the management state.
第６観点の熱源システムは、循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器と、熱媒体の状態を計測するセンサと、センサが計測した熱媒体の状態値を受け、特定機器の能力の変更操作を、状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する機器管理装置とを備え、センサが、熱媒体の温度を測定する温度センサ、熱媒体の流量を測定する流量センサまたは熱媒体の圧力を測定する圧力センサである。 The heat source system according to the sixth aspect includes a specific device that changes the state of a circulating heat medium, a sensor that measures the state of the heat medium, and an operation to change the capacity of the specific device based on the state value of the heat medium measured by the sensor. and an equipment management device that prohibits the change of the state value based on a parameter related to a change in the state value, and the sensor is a temperature sensor that measures the temperature of the heat medium, a flow rate sensor that measures the flow rate of the heat medium, or a sensor that measures the pressure of the heat medium. It is a pressure sensor.
第６観点の熱源システムは、熱媒体の温度、流量または圧力の値を熱媒体の状態値として用いる簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。 The heat source system according to the sixth aspect has a simple configuration that uses the temperature, flow rate, or pressure value of the heat medium as the state value of the heat medium, and can reduce unnecessary changes in the capacity of specific equipment.
第７観点の熱源システムは、第６観点のシステムであって、特定機器は、熱媒体の温度を変化させる熱源機器であり、センサは、熱源機器から出る熱媒体の温度を測定する出口温度センサであり、出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、熱源機器が熱媒体の温度を変化させる能力の変更操作の禁止を解除する。 The heat source system according to the seventh aspect is the system according to the sixth aspect, wherein the specific device is a heat source device that changes the temperature of the heat medium, and the sensor is an outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium exiting from the heat source device. When the difference between the outlet temperature measured by the outlet temperature sensor and the target temperature is larger than a predetermined value, the prohibition of the operation of changing the ability of the heat source device to change the temperature of the heat medium is canceled.
第７観点の熱源システムは、出口温度と目標温度との差が大きくて能力を変更させるべきときに適切に能力の変更操作を行わせることができる。 The heat source system according to the seventh aspect can appropriately change the capacity when the difference between the outlet temperature and the target temperature is large and the capacity should be changed.
第８観点の熱源システムは、第６観点または第７観点のシステムであって、特定機器は、チラー、冷却塔またはポンプである。 The heat source system according to the eighth aspect is the system according to the sixth or seventh aspect, and the specific equipment is a chiller, a cooling tower, or a pump.
第８観点の熱源システムは、簡単な構成で、チラー、冷却塔またはポンプの能力の無駄な変更操作を減らすことができる。 The heat source system according to the eighth aspect has a simple configuration and can reduce unnecessary changes in the capacity of the chiller, cooling tower, or pump.
（１）全体構成
熱源システム１は、図１に示されているように、熱源機器１０と利用側機器２０と流路３０とポンプ４０と機器管理装置５０とを備えている。熱源機器１０は、熱源システム１を循環する熱媒体の温度を変化させる機器である。言い換えると、この実施形態において、熱源機器１０は、熱源システム１を循環する熱媒体の状態を変化させる特定機器である。熱源機器１０としては、例えば、チラー、冷却塔及び温水器がある。利用側機器２０は、熱媒体を利用する機器である。利用側機器２０としては、例えば、エアハンドリングユニット、ファンコイルユニット、水熱交換器を有する空気調和機がある。この実施形態の熱源システム１は、３台の熱源機器１１，１２，１３を有している。熱源機器全体を指し示すときには符号「１０」を用い、個別の熱源機器を指し示すときには符号「１１，１２，１３」を用いる。実施形態では、３台の熱源機器１１，１２，１３を例に挙げて説明するが、熱源システム１が備える熱源機器台数は、２台であってもよく、４台以上であってもよい。
(1) Overall configuration As shown in FIG. 1, the
流路３０は、主に、熱源機器１０と利用側機器２０とを繋ぐ配管である。熱源システム１の熱媒体は、流路３０を通って熱源機器１０と利用側機器２０との間を循環している。流路３０には、戻りヘッダ３１と送りヘッダ３２が含まれる。ポンプ４０から送り出された水は戻りヘッダ３１で熱源機器１１～１３に分配される。熱源機器１１～１３を出た冷水は、送りヘッダ３２で混合されて利用側機器２０へ送られる。
The
ポンプ４０は、熱媒体を循環させるために流路３０の熱媒体に圧力を加える。ポンプ４０は、流路３０を循環する熱媒体の循環量を変更できるように構成されている。循環量を変更する方法としては、例えば、ポンプ４０が可変容量型であってインバータ制御されており、インバータの周波数によって回転数を変化させて吐出量を変化させる方法がある。他の循環量を変更する方法としては、例えば、一定速度で回転する一定速ポンプを複数並列に繋いで、運転する一定速ポンプの台数を変更する方法がある。
機器管理装置５０は、熱源機器１０を管理する。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、変更操作を禁止するか否かを判定する機能を有している。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、熱源機器１０の能力を変更する変更操作を禁止する。この実施形態では、機器管理装置５０が禁止する変更操作は、運転している熱源機器１０の台数を変更する操作である。
The
機器管理装置５０は、熱源機器１０の台数制御を行うための台数制御コントローラ５１を有している。台数制御コントローラ５１には、判定部５２と変更操作禁止部５３と報知部５４が含まれる。判定部５２は、状態値の変化に関するパラメータに基づいて、変更操作を禁止するか否かを判定する。変更操作禁止部５３は、判定部５２の判定結果に基づいて、熱源機器１０の能力の変更操作を禁止する。機器管理装置５０は、報知部５４により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知する。報知部５４による報知の方法には、例えば、ブザーにより変更操作を禁止している状態を報知する方法、表示装置に変更操作の禁止の有無を表示することで報知する方法、公衆回線を通じて報知の有無を示す情報を送信する方法などがある
機器管理装置５０は、例えばコンピュータにより実現されるものである。機器管理装置５０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。図１には、制御演算装置により実現される機器管理装置５０の各種の機能ブロックが示されている。記憶装置は、データベースとして用いることができる。
The
機器管理装置５０は、熱源機器１０が設置される建物などの物件内に設置される場合と当該物件から離れた遠隔地に設置される場合とがある。遠隔地に設置される場合としては、例えば、熱源機器１０と通信できるように構成されているクラウドサーバ（コンピュータ）に機器管理装置５０が設置される場合がある。
The
（２）詳細構成
ここでは、機器管理装置５０が、熱媒体の温度を熱媒体の状態値として、状態値の変化に関するパラメータとして熱媒体の温度変化に基づいて特定機器の能力の変更操作を禁止する場合について説明する。判定のフローの説明では、３台の熱源機器１１，１２，１３がチラーである場合について説明する。図２に示されているように、熱源機器１０がチラー１１１，１２１，１３１である場合には、熱媒体が水であり、チラー１１１，１２１，１３１から利用側機器２０へは流路３０によって冷水が送られる。熱源システム１は、送りヘッダ３２の下流に配置されている出口温度センサ６３を有している。出口温度センサ６３は、送りヘッダ３２から送り出される冷水の温度を検知する。判定部５２は、出口温度センサ６３が検知した冷水の温度を、状態値として受け取る。
(2) Detailed configuration Here, the
（２－１）熱源システム１の構成例
図２に示されているように、熱源システム１の利用側機器２０が４台のファンコイルユニット２０１，２０２，２０３，２０４である場合について説明する。ファンコイルユニット２０１～２０４は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水を使って、空調対象空間（図示せず）の冷房を行う。ファンコイルユニット２０１～２０４は、それぞれ、流量調整弁２１と、空気熱交換器２２と、送風ファン２３とを有している。空気熱交換器２２は、チラー１１１，１２１，１３１から送られてくる冷水と空調対象空間の空気との間の熱交換を行う。流量調整弁２１は、空気熱交換器２２に流す冷水の流量を調整する。送風ファン２３は、空気熱交換器２２を通過する空気の流れを発生させる。
(2-1) Configuration example of
熱源システム１は、入口温度センサ６１と、差圧センサ６２と、出口温度センサ６３とを有している。入口温度センサ６１は、戻り水温を測定する。戻り水温は、チラー１１１，１２１，１３１に戻ってくる水の温度である。差圧センサ６２は、ファンコイルユニット２０１～２０４に送られる冷水の圧力とファンコイルユニット２０１～２０４から戻ってくる水の圧力との差圧を測定する。
The
ポンプ４０は、インバータ制御されており、吐出し量を変更できるものとする。機器管理装置５０は、差圧センサ６２が検知する差圧が一定になるようにポンプ４０の吐出し量を制御する。
The
（２－２）熱源システム１の動作例
チラー１１１，１２１，１３１は、それぞれ内部に水熱交換器（図示せず）及びチラーコントローラ（図示せず）を備えている。チラー１１１，１２１，１３１の各チラーコントローラは、それぞれ、チラー１１１，１２１，１３１の各単体の出口水温が設定水温になるようにチラー１１１，１２１，１３１毎に制御を行う。設定水温は、チラー１１１，１２１，１３１のうちの運転している機器が送出する熱媒体（水）の温度である。
(2-2) Operation example of
熱源システム１が設定水温７℃、戻り水温１３℃の安定状態で運転されている場合を例に挙げて、熱源システム１の動作について説明する。この安定状態で、チラー１１１が運転されており（オン状態であり）、チラー１２１，１３１が停止している（オフ状態である）とする。また、チラー１１１は、安定状態のときに、最大能力の５０％の能力で運転されているとする。
The operation of the
ファンコイルユニット２０１～２０４の負荷が急増すると、より多くの熱量をファンコイルユニット２０１～２０４が処理しなければならなくなる。そのため、ファンコイルユニット２０１～２０４は、流量調整弁２１を開いて、多くの冷水を空気熱交換器２２に流す。流量調整弁２１が開かれると、差圧センサ６２が検知する差圧が低下する。このように差圧センサ６２が差圧の低下を検知すると、その差圧センサ６２の検知結果を受けた機器管理装置５０がポンプ４０の吐出し量を増加させて差圧を元の状態に戻す制御を行う。
When the load on the
ファンコイルユニット２０１～２０４の負荷の急増に伴って、チラー１１１は、より多くの熱量を処理しなければならなくなるので能力を例えば５０％から１００％に引き上げる。チラー１１１の能力が１００％（最大能力）になっても能力が不足していれば、例えば、戻り水温が上昇して１９℃になり、チラー１１１から供給される冷水の温度が１２℃に上昇する。
As the load on the
機器管理装置５０は、チラー１１１の能力と戻り水温とから運転する熱源機器１０の台数を判断する。前述のように、冷水の温度が設定水温よりも上昇すると、機器管理装置５０は、チラー１２１も運転させる。このように熱源機器１０の運転台数を増加させることを増段と呼ぶ。逆に、熱源機器１０の運転台数を減少させることを減段と呼ぶ。機器管理装置５０は、判定部５２の判定結果に基づいて変更操作禁止部５３により、チラー１２１の増段後の運転台数の変更操作を禁止する。
The
例えば、前述のチラー１２１の増段によって、時間の経過とともに、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が１２℃から１０℃に変化し、戻り水温も１９℃から１６℃に変化する。さらに、時間が経過すると、例えば、冷水の水温が１０℃から８℃に変化し、戻り水温も１６℃から１３℃に変化する。しかしながら、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が８℃では、設定温度の７℃より高いので、熱源システム１は、さらにチラー１３１の増段を行う場合がある。このような場合には、チラー１１１，１２１，１３１が５０％の能力で運転されても、熱源機器１０の能力が過多となり、送りヘッダ３２から送り出される冷水の水温が６℃（設定温度より低い温度）にまで低下する可能性が高い。このように熱源機器１０の能力が過多になると、熱源システム１は、減段しようとしてしまう可能性がある。
For example, by increasing the number of
上述のような増段によって熱源機器１０の能力が過多になるのを避けるため、機器管理装置５０は、一定時間での出口温度の変化率を取り、変化が大きい過渡状態での増段を禁止する。
In order to prevent the capacity of the
（３）判定のフロー
機器管理装置５０の判定部５２で行われる判定のフローについて、図３を用いて説明する。判定部５２は、冷水の温度を用いて、プルダウンレート制御を行う。判定部５２は、出口温度センサ６３が検知したチラーの出口温度のプルダウンレートを求める。プルダウンレート制御においては、一定時間（以下、窓と呼ぶことがある。）の開始時点と終了時点の２点の温度変化による判断が行われる。プルダウンレートの計算式の一例が、次の（１）式である。
(3) Flow of determination The flow of determination performed by the
プルダウンレート＝（窓の開始時点の温度－窓の終了時点の温度）÷（窓の長さ）…（１）
ただし、プルダウンレートの単位が［℃／分］、窓の開始時点の温度と窓の終了時点の温度の単位が［℃］、窓の長さの単位が［分］である。
Pulldown rate = (Temperature at the start of the window - Temperature at the end of the window) ÷ (Window length)...(1)
However, the unit of the pulldown rate is [°C/min], the unit of the temperature at the start of the window and the temperature at the end of the window is [°C], and the unit of the length of the window is [minute].
例えば、窓の開始時点の温度が１２℃、窓の終了時点の温度が１０℃、窓の長さが０．５分（３０秒）である場合には、プルダウンレートが４℃／分になる。予め設定されている第１閾値が４℃／分であるとし、この第１閾値が機器管理装置５０のメモリ（図示せず）に記憶されているとする。判定部５２は、この第１閾値をメモリから読み出して、チラーの出口温度のプルダウンレートが第１閾値以上であると判定する（ステップＳＴ１のＹｅｓ）。
For example, if the temperature at the start of the window is 12°C, the temperature at the end of the window is 10°C, and the length of the window is 0.5 minutes (30 seconds), the pulldown rate will be 4°C/min. . Assume that a preset first threshold value is 4° C./min, and that this first threshold value is stored in a memory (not shown) of the
プルダウンレートが第１閾値以上である場合には、機器管理装置５０は、さらなるチラーの増段を禁止する（ステップＳＴ２）。
If the pulldown rate is equal to or higher than the first threshold, the
プルダウンレートが第１閾値よりも小さい場合（ステップＳＴ１のＮｏ）には、過渡状態が解消している可能性があるが、過渡状態が解消していない可能性もある。図４Ａには、増段後の典型的な冷水の温度変化が示されている。図４Ａに示されている冷水の温度変化は、単調減少である。しかし、増段後に、冷水の温度が、図４Ｂに示されているように、振動する場合がある。温度が振動していると、判定部５２は、適切な判定ができなくなる可能性が大きくなる。ひいては、温度が振動していると、変更操作禁止部５３が適切な変更操作の禁止を行えなくなる可能性が大きくなる。例えば、窓の開示時点の温度が１２℃で窓の終了時点の温度が１２℃であると、開始時点と終了時点の間で、一度１０℃まで低下しても（増段すべき状態であっても）、プルダウンレートは０℃／分になってしまう。
If the pulldown rate is smaller than the first threshold (No in step ST1), there is a possibility that the transient state has been resolved, but there is also a possibility that the transient state has not been resolved. FIG. 4A shows a typical chilled water temperature change after stage increase. The temperature change of the cold water shown in FIG. 4A is monotonically decreasing. However, after increasing the stage, the temperature of the chilled water may oscillate, as shown in FIG. 4B. If the temperature is oscillating, there is a high possibility that the
上述のようなプルダウンレート制御の弱点を克服するために、窓の長さ（開始時点から終了時点までの時間）を短くすることが考えられる。しかし、窓の長さを短くすると、温度が振動しながら緩やかに変化する場合でも増段禁止が掛かって、増段すべきタイミングで増段できずに、チラー１１１，１２１，１３１の能力不足でファンコイルユニット２０１～２０４の空調対象空間に居る人に不快感を与える可能性が大きくなる。
In order to overcome the weaknesses of pulldown rate control as described above, it is conceivable to shorten the length of the window (the time from the start point to the end point). However, if the length of the window is shortened, even if the temperature fluctuates and changes slowly, the increase in the number of stages is prohibited, and the number of stages cannot be increased at the right time, resulting in insufficient capacity of the
図４Ｂに示されているように温度が振動している場合には、過渡状態と判断した方が、より良いプルダウンレート制御ができる可能性が高くなる。そこで、判定部５２は、プルダウンレートが第１閾値以上であっても、増段の禁止をかけない場合の判断をステップＳＴ３、ＳＴ４によって行う。
When the temperature is oscillating as shown in FIG. 4B, it is more likely that the pulldown rate can be controlled better if the temperature is determined to be a transient state. Therefore, the
判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値以上である場合（ステップＳＴ３のＹｅｓ）には、増段の禁止をかけるべきでないと判定する（ステップＳＴ５）。チラーの出口温度は、図２の構成では、出口温度センサ６３が検出した温度である。
If the temperature difference between the outlet temperature of the chiller and the set temperature is equal to or higher than the predetermined value (Yes in step ST3), the
判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値未満である場合（ステップＳＴ３のＮｏ）には、温度（状態値）の変化のパラメータについて判断する（ステップＳＴ４）。判定部５２が、温度の変化のパラメータの値が第２閾値以上と判定したとき（ステップＳＴ４のＹｅｓ）には、変更操作禁止部５３が増段を禁止する（ステップＳＴ２）。逆に、温度の変化のパラメータの値が第２閾値未満であると判定部５２が判定したとき（ステップＳＴ４のＹｅｓ）には、変更操作禁止部５３は増段を禁止しない（ステップＳＴ５）。
If the temperature difference between the outlet temperature of the chiller and the set temperature is less than the predetermined value (No in step ST3), the
なお、温水を供給する場合には、判定部５２は、プルアップレート制御を行う。プルアップレート制御においては、一定時間（窓）の開始時点と終了時点の２点の温度変化による判断が行われる。プルアップレートの計算式の一例が、次の（２）式である。
Note that when supplying hot water, the
プルアップレート＝（窓の終了時点の温度－窓の開始時点の温度）÷（窓の長さ）…（２）
ただし、プルアップレートの単位が［℃／分］、窓の開始時点の温度と窓の終了時点の温度の単位が［℃］、窓の長さの単位が［分］である。
Pull-up rate = (Temperature at the end of the window - Temperature at the start of the window) ÷ (Window length)...(2)
However, the unit of the pull-up rate is [°C/min], the unit of the temperature at the start of the window and the temperature at the end of the window is [°C], and the unit of the length of the window is [minute].
例えば、窓の開始時点の温度が２０℃、窓の終了時点の温度が２２℃、窓の長さが０．５分（３０秒）である場合には、プルアップレートが４℃／分になる。予め設定されている第１閾値が４℃／分であるとし、この第１閾値が機器管理装置５０のメモリ（図示せず）に記憶されているとする。この場合、判定部５２は、この第１閾値をメモリから読み出して、チラーの出口温度のプルアップレートが第１閾値以上であると判定する。プルダウンレートが第１閾値以上である場合には、機器管理装置５０は、さらなるチラーの増段を禁止する。
For example, if the temperature at the beginning of the window is 20°C, the temperature at the end of the window is 22°C, and the length of the window is 0.5 minutes (30 seconds), the pull-up rate is 4°C/min. Become. Assume that the preset first threshold value is 4° C./min, and that this first threshold value is stored in the memory (not shown) of the
プルアップレートが第１閾値よりも小さい場合には、過渡状態が解消している可能性があるが、過渡状態が解消していない可能性もある。図４Cには、増段後の典型的な温水の温度変化が示されている。図４Cに示されている温水の温度変化は、単調増加である。しかし、増段後に、温水の温度が振動する場合がある。温度が振動していると、判定部５２は、適切な判定ができなくなる可能性が大きくなる。ひいては、温度が振動していると、変更操作禁止部５３が適切な変更操作の禁止を行えなくなる可能性が大きくなる。
If the pull-up rate is smaller than the first threshold, there is a possibility that the transient state has been resolved, but there is also a possibility that the transient state has not been resolved. FIG. 4C shows a typical hot water temperature change after stage increase. The temperature change of the hot water shown in FIG. 4C is monotonically increasing. However, after increasing the number of stages, the temperature of the hot water may fluctuate. If the temperature is oscillating, there is a high possibility that the
温度が振動している場合には、過渡状態と判断した方が、より良いプルアップレート制御ができる可能性が高くなる。そこで、判定部５２は、プルアップレートが第１閾値以上であっても、増段の禁止をかけない場合の判断を行う。
If the temperature is oscillating, it is more likely that the pull-up rate can be controlled better if it is determined to be a transient state. Therefore, the
判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値以上である場合には、増段の禁止をかけるべきでないと判定する。
If the temperature difference between the outlet temperature of the chiller and the set temperature is greater than or equal to a predetermined value, the
判定部５２は、チラーの出口温度と設定温度との温度差が所定値未満である場合には、温度（状態値）の変化のパラメータについて判断する。判定部５２が、温度の変化のパラメータの値が第２閾値以上と判定したときには、変更操作禁止部５３が増段を禁止する。逆に、温度の変化のパラメータの値が第２閾値未満であると判定部５２が判定したときには、変更操作禁止部５３は増段を禁止しない。
If the temperature difference between the outlet temperature of the chiller and the set temperature is less than a predetermined value, the
（４）状態値の変化に関するパラメータ
（４－１）温度の変化に関するパラメータ
温度の変化には、種々のパターンが存在する。例えば、振幅が大きく且つ周期が長い緩やかな温度変化（図５Ａ参照）、振幅が小さく且つ周期が短い細かな温度変化（図５Ｂ参照）などがある。図５Ａ及び図５Ｂの縦軸は温度、横軸は時間である。図５Ａ及び図５Ｂにおいては、温度が振動しているときに、振幅の中心に対して上下に変化している様子がしめされている。
(4) Parameters related to changes in state values (4-1) Parameters related to changes in temperature Various patterns exist for changes in temperature. For example, there are gradual temperature changes with large amplitudes and long periods (see FIG. 5A), and fine temperature changes with small amplitudes and short periods (see FIG. 5B). The vertical axis of FIGS. 5A and 5B is temperature, and the horizontal axis is time. 5A and 5B show that when the temperature oscillates, it changes up and down with respect to the center of the amplitude.
判定部５２が、温度の変化に関するパラメータとして、極値の数と振れ幅を用いて判定する場合について説明する。温度の変化に関するパラメータとしての極値の数は、窓の開始時点と終了時点の間に生じる極値の数である。図５Ａのような温度変化では、極値の数は２であり、図５Ｂのような温度変化では、極値の数は１２である。また、温度の変化に関するパラメータとしての振れ幅は、窓の開始時点と終了時点の間に生じる最大の振れ幅である。図５Ａのような温度変化では、振れ幅は８であり、図５Ｂのような温度変化では、振れ幅は１である。
A case will be described in which the
図６には、３種類の異なる温度変化が示されている。図６において、最初の温度変化ＴＣ１は、振れ幅が中くらいで細かく振動しており、２つ目の温度変化ＴＣ２は、振れ幅が中くらいで緩やかに振動しており、最後の温度変化ＴＣ３は、振れ幅が大きく且つ細かく振動している。極値の数と振れ幅を掛け合わせると、図６に示されている最後の温度変化ＴＣ３、最初の温度変化ＴＣ１、２つ目の温度変化ＴＣ２の順に振動が激しくなっていることを定量化することができる。 In FIG. 6, three different types of temperature changes are shown. In FIG. 6, the first temperature change TC1 has a medium amplitude and oscillates finely, the second temperature change TC2 has a medium amplitude and oscillates gently, and the last temperature change TC3 has a large amplitude and vibrates finely. By multiplying the number of extreme values by the amplitude, it is quantified that the oscillations become more intense in the order of the last temperature change TC3, the first temperature change TC1, and the second temperature change TC2 shown in Figure 6. can do.
図７には、最初の温度変化ＴＣ１についての極値の数ＮＥ１、２つ目の温度変化ＴＣ２についての極値の数ＮＥ２及び最後の温度変化ＴＣ３についての極値の数ＮＥ３が示されている。図７を見ると、最初の温度変化ＴＣ１の極値の数ＮＥ１と最後の温度変化ＴＣ３についての極値の数ＮＥ３とが比較的多く、２つ目の温度変化ＴＣ２についての極値の数ＮＥ２が比較的少ないことが分かる。 FIG. 7 shows the number NE1 of extreme values for the first temperature change TC1, the number NE2 of extreme values for the second temperature change TC2, and the number NE3 of extreme values for the last temperature change TC3. . Looking at FIG. 7, the number NE1 of extreme values for the first temperature change TC1 and the number NE3 of extreme values for the last temperature change TC3 are relatively large, and the number NE2 of extreme values for the second temperature change TC2 is relatively large. It can be seen that there are relatively few.
振れ幅に対応する変数としては、例えば分散がある。図８には、最初の温度変化ＴＣ１についての分散Ｖａ１、２つ目の温度変化ＴＣ２についての分散Ｖａ２及び最後の温度変化ＴＣ３についての分散Ｖａ３が示されている。図８を見ると、最初の温度変化ＴＣ１の分散Ｖａ１と２つ目の温度変化ＴＣ２についての分散Ｖａ２とが中くらいで、最後の温度変化ＴＣ３についての分散Ｖａ３が比較的大きいことが分かる。 As a variable corresponding to the swing amplitude, there is, for example, variance. FIG. 8 shows the variance Va1 for the first temperature change TC1, the variance Va2 for the second temperature change TC2, and the variance Va3 for the last temperature change TC3. Looking at FIG. 8, it can be seen that the variance Va1 of the first temperature change TC1 and the variance Va2 of the second temperature change TC2 are medium, and the variance Va3 of the last temperature change TC3 is relatively large.
ここでは、極値の数×分散が、温度の変化に関するパラメータの値ＴＰである。図９には、最初の温度変化ＴＣ１に関するパラメータの値ＴＰ１、２つ目の温度変化ＴＣ２に関するパラメータの値ＴＰ２及び最後の温度変化ＴＣ３に関するパラメータの値ＴＰ３が示されている。 Here, the number of extreme values×dispersion is the value TP of the parameter related to temperature change. FIG. 9 shows a parameter value TP1 related to the first temperature change TC1, a parameter value TP2 related to the second temperature change TC2, and a parameter value TP3 related to the last temperature change TC3.
（４－２）増段禁止の第２閾値の決定方法
増段禁止を判定するための第２閾値は、例えば、試運転期間のデータから決定される。実機の試運転期間において、出口温度センサ６３で検知された温度の変化と、温度の変化に関するパラメータの値ＴＰと、運転台数の変化とが観測される。例えば、パラメータの値ＴＰ３のときにはハンチングが観測され、パラメータの値ＴＰ１，ＴＰ２ではハンチングが観測されなければ、図９の直線Ｌｎ１で示された値に第２閾値が設定される。これらは、パラメータの値ＴＰ１，ＴＰ２＜直線Ｌｎ１で示された値＜パラメータの値ＴＰ３の関係を満たす。例えば、パラメータの値ＴＰ２，ＴＰ３のときにはハンチングが観測され、パラメータの値ＴＰ１ではハンチングが観測されなければ、図９の直線Ｌｎ２で示された値に第２閾値が設定される。これらは、パラメータの値ＴＰ１＜直線Ｌｎ２で示された値＜パラメータの値ＴＰ２，ＴＰ３の関係を満たす。
(4-2) Method for determining second threshold value for prohibiting stage increase The second threshold value for determining prohibition of stage increase is determined, for example, from data of the trial run period. During the test run period of the actual machine, changes in temperature detected by the
（５）特徴
（５－１）
上述の機器管理装置５０は、熱源システム１が有する出口温度センサ６３が計測した熱媒体の状態値である冷水の温度を受け取っている。この機器管理装置５０は、特定機器であるチラー１１１，１２１，１３１の能力の変更操作である運転台数の変更を、温度の変化に関するパラメータに基づいて禁止している。このように、機器管理装置５０は、温度変化に関するパラメータに基づいて能力の変更操作を禁止するか否かを判定する判定部５２を有するという簡単な構成で、チラー１１１，１２１，１３１の能力の無駄な変更操作を減らすことができている。
(5) Features (5-1)
The above-mentioned
（５－２）
上述の機器管理装置５０では、状態値の変化に関するパラメータとして、所定期間である窓における状態値の極値の数及び状態値の振れ幅に関する変数が用いられている。状態値の変化に関するパラメータとしては、極値の数、または状態値の振れ幅が用いられてもよい。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータに状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を用いることで、状態値が不安定な状況のときの不要な変更操作を減らすことができる。
(5-2)
In the above-mentioned
（５－３）
上述の機器管理装置５０では、状態値の変化に関するパラメータとして、所定期間である窓における状態値の極値の数と状態値の分散とに関する変数が用いられている。その結果、図９を用いて説明したように、上述の機器管理装置５０は、状態値の変動の挙動に応じて精度よく不要な操作をするのを抑制することができる。
(5-3)
In the above-described
（５－４）
図９を用いて説明したように、上述の機器管理装置５０では、特定機器の能力の変更操作を禁止するための境界を示すパラメータの閾値である第２閾値を、パラメータの値と特定機器の能力の変更回数との関係から決定している。その結果、図９に直線Ｌｎ１，Ｌｎ２で示されている第２閾値を使って適切なタイミングで特定機器の能力の変更操作を簡単に禁止することができる。
(5-4)
As explained using FIG. 9, in the
（５－５）
機器管理装置５０は、報知部５４により、変更操作を禁止している状態にあるか、変更操作を禁止していない状態にあるかを報知し、外部に管理状態を知らせることができる。この報知により、能力の変更が禁止されている過渡期であることを外部に知らせることができ、熱源システム１の能力の調整がユーザなどに許容され易くなる。
(5-5)
The
（５－６）
熱媒体の状態を計測するために熱源システム１が有するセンサには、出口温度センサ６３のような熱媒体の温度を測定する温度センサ、熱媒体の流量を測定する流量センサまたは熱媒体の圧力を測定する圧力センサを用いることができる。熱源システム１は、このようなセンサにより測定される熱媒体の温度、流量または圧力の値を熱媒体の状態値として用いる簡単な構成で、特定機器の能力の無駄な変更操作を減らすことができる。
(5-6)
The sensors that the
（５－７）
熱媒体の状態を計測するために熱源システム１として、出口温度センサ６３を用いるときには、熱源システムは１、出口温度と目標温度との差が大きくて能力を変更させるべきときに適切に能力の変更操作を行わせることができる。
(5-7)
When the
（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
上記実施形態では、熱媒体が水の場合について説明したが、熱媒体は水には限られない。熱媒体は、例えば、ブライン液、冷媒またはオイルであってもよい。
(6) Modification (6-1) Modification 1A
In the above embodiment, the case where the heat medium is water has been described, but the heat medium is not limited to water. The heating medium may be, for example, a brine liquid, a refrigerant or an oil.
（６－２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、特定機器として、チラー１１１，１２１，１３１について説明したが、特定機器はチラーに限られるものではない。特定機器は、例えば、チラー以外の他の熱源機器１０であってもよい。熱源機器１１，１２，１３を３台のチラー１１１，１２１，１３１に代えて３台の冷却塔に置き換えることができる。その場合には、例えば、冷却塔の冷却水が循環するチラーが利用側機器２０になる。また、特定機器は、熱源機器１０以外の機器であってもよい。熱源機器１０以外の特定機器としては、例えば、熱源システム１のポンプ４０がある。例えば、ポンプ４０が複数台の一定速ポンプを含む場合には、機器管理装置５０の変更操作禁止部５３が禁止する能力の変更操作は、複数台の一定速ポンプの増減段になる。
(6-2) Modification 1B
In the above embodiment, the
特定機器がチラー１１１，１２１，１３１、冷却塔またはポンプである場合には、簡単な構成で、チラー１１１，１２１，１３１、冷却塔またはポンプの能力の無駄な変更操作を減らすことができる。
When the specific equipment is a
（６－３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、熱媒体の状態値が温度である場合について説明したが、状態値は、温度以外のものであってもよい。例えば、熱源システム１の流路３０を流れる冷水の流量を状態値として、流路３０に流量センサを設けることができる。また、熱源システム１の流路３０を流れる冷水の圧力を状態値として、流路３０に圧力センサを設けることができる。流量または圧力を状態値とする場合、特定機器は、例えば、熱源機器１０またはポンプ４０である。流量または圧力を状態値とする場合、入口温度センサ６１と出口温度センサ６３の代わりに、流量センサまたは圧力センサが用いられる。
(6-3) Modification example 1C
In the above embodiment, a case has been described in which the state value of the heat medium is temperature, but the state value may be other than temperature. For example, a flow rate sensor can be provided in the
（６－４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、状態値の変化に関するパラメータが、状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数である場合について説明した。しかし、状態値の変化に関するパラメータは、状態値の極値の数及び状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数には限られない。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータとして、例えば、極値の数に代えて、周期、周波数または波長を用いることができる。機器管理装置５０は、状態値の変化に関するパラメータとして、例えば、分散に代えて、標準偏差、最大値と最小値の差または振幅を用いることができる。
(6-4) Modification example 1D
In the above embodiment, the case has been described in which the parameter regarding the change in the state value is a variable regarding at least one of the number of extreme values of the state value and the amplitude of the fluctuation of the state value. However, the parameters related to changes in state values are not limited to variables related to at least one of the number of extreme values of state values and the amplitude of fluctuations in state values. The
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as described in the claims. .
１ 熱源システム
１０，１１，１２，１３ 熱源機器（特定機器の例）
４０ ポンプ（特定機器の例）
５０ 機器管理装置
１１１，１２１，１３１ チラー（特定機器の例）
６２ 差圧センサ
６３ 出口温度センサ
1
40 Pump (example of specific equipment)
50
62
Claims (7)
前記熱源システムが有するセンサが計測した前記熱媒体の状態値を受け、
前記特定機器の能力の変更操作を、前記状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止し、
前記パラメータは、所定期間における前記状態値の極値の数及び前記状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む、
機器管理装置（５０）。 A device management device (50) that manages specific devices (10, 11 to 13, 40, 111 to 131) that change the state of a heat medium circulating in a heat source system (1),
receiving a state value of the heat medium measured by a sensor included in the heat source system;
prohibiting an operation to change the capability of the specific device based on a parameter related to a change in the state value;
The parameter includes a variable related to at least one of the number of extreme values of the state value and the amplitude of fluctuation of the state value in a predetermined period.
Equipment management device (50).
請求項１に記載の機器管理装置（５０）。 The parameter is a variable related to the number of extreme values of the state value and the variance of the state value in the predetermined period.
The device management device (50) according to claim 1 .
請求項１から２のいずれか一項に記載の機器管理装置（５０）。 determining a threshold value of the parameter indicating a boundary for prohibiting an operation to change the capability of the specific device from a relationship between the value of the parameter and the number of times the capability of the specific device is changed;
The equipment management device (50) according to any one of claims 1 to 2 .
請求項１から３のいずれか一項に記載の機器管理装置（５０）。 Notifying whether the change operation is prohibited or the change operation is not prohibited;
The equipment management device (50) according to any one of claims 1 to 3 .
前記熱媒体の状態を計測するセンサ（６２，６３）と、
前記センサが計測した前記熱媒体の状態値を受け、前記特定機器の能力の変更操作を、前記状態値の変化に関するパラメータに基づいて禁止する機器管理装置（５０）と
を備え、
前記センサが、前記熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の流量を測定する流量センサまたは前記熱媒体の圧力を測定する圧力センサであり、
前記パラメータは、所定期間における前記状態値の極値の数及び前記状態値の振れ幅のうちの少なくとも一方に関する変数を含む、
熱源システム（１）。 Specific equipment (10, 11 to 13, 40, 111 to 131) that changes the state of the circulating heat medium,
a sensor (62, 63) that measures the state of the heat medium;
an equipment management device (50) that receives the state value of the heat medium measured by the sensor and prohibits an operation to change the capability of the specific equipment based on a parameter related to a change in the state value;
The sensor is a temperature sensor that measures the temperature of the heat medium, a flow rate sensor that measures the flow rate of the heat medium, or a pressure sensor that measures the pressure of the heat medium,
The parameter includes a variable related to at least one of the number of extreme values of the state value and the amplitude of fluctuation of the state value in a predetermined period.
Heat source system (1).
前記センサは、前記熱源機器から出る前記熱媒体の温度を測定する出口温度センサ（６３）であり、
前記出口温度センサで測定される出口温度と、目標温度との差が所定値よりも大きいときには、前記熱源機器が前記熱媒体の温度を変化させる能力の前記変更操作の禁止を解除する、
請求項５に記載の熱源システム（１）。 The specific device is a heat source device (10, 11 to 13, 111 to 131) that changes the temperature of the heat medium,
The sensor is an outlet temperature sensor (63) that measures the temperature of the heat medium exiting from the heat source device,
When the difference between the outlet temperature measured by the outlet temperature sensor and the target temperature is larger than a predetermined value, the prohibition of the changing operation of the ability of the heat source device to change the temperature of the heat medium is canceled;
A heat source system (1) according to claim 5 .
請求項５または請求項６に記載の熱源システム（１）。 The specific equipment is a chiller (111 to 131), a cooling tower (11 to 13), or a pump (40),
A heat source system (1) according to claim 5 or 6 .
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