JP7500143B2 - Control device, control method and program for heat source device in air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、例えばオフィスビル等で使用される空調機(二次側)に循環させる流体の温度を調整する熱源機(一次側)を制御する空調システムにおける熱源機の制御装置及び制御方法及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a control device, control method, and program for a heat source unit in an air conditioning system that controls a heat source unit (primary side) that adjusts the temperature of a fluid circulated in an air conditioner (secondary side) used, for example, in an office building, etc.
従来、オフィスビル等の空調システムの熱源機として、モジュール型ヒートポンプチラー(以下、「チラー」と称する)を採用する例が増えている。モジュール型ヒートポンプチラーとは、空調システムの空調負荷に応じて、モジュール化されたヒートポンプチラーの増減を可能としたものである。 Conventionally, there has been an increasing number of cases where modular heat pump chillers (hereafter referred to as "chillers") are used as heat source units for air conditioning systems in office buildings, etc. Modular heat pump chillers are modularized so that the number of heat pump chillers can be increased or decreased depending on the air conditioning load of the air conditioning system.
その理由は、第一に、上記チラー(一次側)には、空調機(二次側)を制御するチラーの製造メーカ側のコントローラ(以下、「標準コントローラ」と呼ぶ)が付属しており、チラーの運転の制御を全て標準コントローラで実現でき、手軽に導入することができ、第二に、同じ能力のチラーを複数台設置(モジュール化)によって故障のリスクを分散し、冷却塔が不要なため循環させる冷却水の水質管理が不要であって運用が容易である、等のメリットがあるからであると考えられる。 The reasons for this are thought to be that, first, the above-mentioned chiller (primary side) is equipped with a controller (hereafter referred to as the "standard controller") provided by the chiller manufacturer that controls the air conditioner (secondary side), and all control of chiller operation can be achieved with the standard controller, making it easy to introduce; and second, there are other benefits, such as the risk of failure being dispersed by installing multiple chillers of the same capacity (modularization), and because no cooling tower is required, there is no need to manage the quality of the circulating cooling water, making operation easier.
ところで、上記従来のチラーは、標準コントローラでは、冷温水のチラーの出口温度は、通常は設計値としてピーク期対応の固定値(例えば冷房は7℃、暖房は45℃)となっており、標準コントローラにて、チラーの容量制御、モジュール台数の制御を行っていた。よって、人間が手動にてチラーの出口温度を変更しない限り、通年変わることはなく、特に、中間期或いは低負荷時に無駄が生じていた。これは、チラーに限るものではなく、ターボ冷凍機、吸収式冷温水発生機などの他熱源機でも同様である。 In the above-mentioned conventional chillers, the chiller outlet temperature for hot and cold water is usually set to a fixed value corresponding to the peak season as a design value (for example, 7°C for cooling and 45°C for heating), and the chiller capacity and number of modules are controlled by the standard controller. Therefore, unless a person manually changes the chiller outlet temperature, it does not change throughout the year, and waste occurs especially during intermediate periods or low loads. This is not limited to chillers, but is the same for other heat source devices such as turbo refrigerators and absorption-type hot and cold water generators.
また、熱源機の出口温度が固定(一般的には、冷房時は7℃、暖房時は45℃)であるところ、空調機側の空調負荷熱量を演算により求め、負荷熱量比と設定温度の冷温水設定温度特定テーブルに基づいて、冷房時は5℃~15℃、暖房時は35℃~55℃に自動的に制御し、これにより省エネルギーを図る空調システムが提案されている(特許文献1)。 An air conditioning system has also been proposed that, while the outlet temperature of the heat source unit is fixed (generally 7°C for cooling and 45°C for heating), the air conditioning load heat quantity on the air conditioner side is calculated, and based on a specific table of the load heat quantity ratio and the set temperature for hot and cold water, automatically controls the temperature to 5°C to 15°C for cooling and 35°C to 55°C for heating, thereby saving energy (Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1の空調システムは、熱源機の出口設定温度を冷房時で5~15℃(暖房時35~55℃)と自動で出力することとなっているが、熱供給事業等において冷水(温水)温度を一定の値に保持(温度補償)する必要があるような制約がある熱源設備において上限(下限値)が変動する場合に柔軟に対応できないことや、ピーク期において比較的空調負荷が高い場合、冷水(温水)の設計値をオーバーして、熱源機が過剰な運転となり機器の負担増および増エネルギーとなってしまう恐れがある。また、上記特許文献1では、熱源機の出口温度設定を変更することにより二次側流量の増加による影響がないという前提になっているが、対象となる空調システムの機器の構成、運用方式または二次側の制御方法によっては、二次側(空調機)の流量が増加し、搬送動力が増えて、二次側(空調機、二次ポンプなど)を含む空調システム全体の省エネルギーが得られないおそれがある。これらについての対策が考慮されていない点等、課題が見受けられる。
However, the air conditioning system of the
本発明は、空調システムにおいて、空調機側(二次側)の冷温水出入口温度と流量を取得し、二次側の状況を考慮して、上記標準コントローラの冷温水出口温度をピーク期、中間期に応じて、基本的に設計値に基づいて、無理のないように最適な冷温水出口温度に制御して、無駄をなくし、熱源機(一次側)だけではなくて空調システム全体が省エネルギーとなるように図ることを実現した空調システムの熱源機の制御装置及び制御方法及びプログラムを提供すること目的とする。 The present invention aims to provide a control device, control method and program for a heat source unit of an air conditioning system that acquires the hot and cold water inlet and outlet temperature and flow rate on the air conditioner side (secondary side), and taking into account the condition on the secondary side, controls the hot and cold water outlet temperature of the standard controller to an optimal hot and cold water outlet temperature based on design values basically in a reasonable manner depending on whether it is a peak or intermediate period, thereby eliminating waste and realizing energy savings not only for the heat source unit (primary side) but for the entire air conditioning system.
以下冷房時を先に記載し、暖房時はかっこ書内に記載する。
上記の目的を達成するため本発明は、
第1に、一次側の熱源機からの冷水(温水)を二次側の空調機に往き配管と還り配管を介して循環させ、上記空調機により導入した空気と冷水(温水)とが熱交換されることにより、当該空調機によって室内の空気の冷房(暖房)を行う空調システムの熱源機の制御装置において、上記熱源機の設計出口温度Tsoを設定変更し得るコントローラが設けられ、上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段と、上記中間期/ピーク期判別手段により判別された中間期において、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の制御周期の前時刻設定出口温度pTsと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出可能な熱量演算手段と、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別可能な熱量判別手段と、上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合において、設計還り温度をTroとして当該設計還り温度Troを上記設計出口温度Tsoより5℃~7℃高い温度(5℃~7℃低い温度)に設定され、上記測定された流量をFとした場合、
冷房時の冷水出口温度 Ts=Tro-(qr/F)
(暖房時の温水出口温度 Ts=Tro+(qr/F))
上記冷水出口温度(上記温水出口温度)Tsを上記式の演算で求められる出口温度演算手段と、上記冷水(温水)出口温度Tsが、上記設計出口温度Tsoより高い(低い)か否か判断可能な出口温度比較手段と、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより1℃以上高い(低い)場合にのみ、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更可能な設定変更手段と、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoと等しいか低い(等しいか高い)場合は、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持することが可能な設定維持手段とを有するものであり、上記動作を上記制御周期毎に繰り返すものである空調システムの熱源機の制御装置により構成される。
Below, cooling times are listed first, and heating times are listed in parentheses.
In order to achieve the above object, the present invention provides
First, in a control device for a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side via a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat-exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air by the air conditioner, a controller capable of changing the setting of a designed outlet temperature Tso of the heat source unit is provided, and the controller has intermediate period/peak period discrimination means capable of determining whether it is an intermediate period or a peak period, and a heat quantity required by the air conditioner in the intermediate period discriminated by the intermediate period/peak period discrimination means, the controller having a function of changing a designed outlet temperature Tso of the heat source unit based on a set outlet temperature pTs at a time before the control period of the heat source unit and a measured outlet temperature pTs of the return pipe. a heat quantity calculation means capable of calculating a heat quantity qr from the product of a temperature difference between the secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) of the supply piping and the secondary side return temperature Tr3 of the cold water (hot water) and the measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply piping and the return piping; a heat quantity determination means capable of determining whether the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit; and when the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit, a design return temperature is set to Tro, and the design return temperature Tro is set to a
Cold water outlet temperature during cooling Ts = Tro - (qr/F)
(Hot water outlet temperature during heating Ts = Tro + (qr/F))
The control device for a heat source unit of an air conditioning system has an outlet temperature calculation means for calculating the cold water outlet temperature (hot water outlet temperature) Ts by calculating the above formula, an outlet temperature comparison means for determining whether the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso, a setting change means for changing the design outlet temperature Tso of the heat source unit to the cold water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means only when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso by 1°C or more through comparison by the outlet temperature comparison means, and a setting maintenance means for maintaining the design outlet temperature Tso of the heat source unit when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is equal to or lower (equal to or higher) than the design outlet temperature Tso through comparison by the outlet temperature comparison means, and repeats the above operation for each control period.
上記コントローラは本発明に係るコントローラ(17)である。上記中間期/ピーク期判断手段による判断は、季節的な面と、空調機の空調負荷が熱源機の定格能力の80%未満の場合の何れかに基づいて判断される。上記制御周期は、例えば30分毎である。前時刻設定出口温度pTsは、例えば、前時刻に設定した熱源機の出口温度であり、当初は設計出口温度Tsoの7[℃](暖房時は45[℃])となり、制御周期以後は、前回の時刻(例えば30分前)に出口温度演算手段にて求めた熱源機の出口温度Tsとなる。熱源機の設計出口温度Tsoは、冷房時は例えば7[℃]であり、暖房時は例えば45[℃]である。上記往き配管と還り配管の流量Fは、空調機の弁が2方弁の場合は二次側の流量、空調機の弁が3方弁の場合は一次側の流量が選択される。このように構成すると、中間期において、空調機の要求熱量が熱源機で制御可能と判断された場合において、熱源機の出口温度を、冷房時は設計出口温度Tsoより1℃以上高い値(暖房時は設計出口温度Tsoより1℃以上低い値)に設定変更し得るため、空調システム全体として省エネルギー化を実現することができる。
The controller is the controller (17) according to the present invention. The intermediate/peak period determination means makes a determination based on either a seasonal aspect or a case where the air conditioning load of the air conditioner is less than 80% of the rated capacity of the heat source unit. The control period is, for example, every 30 minutes. The previous time set outlet temperature pTs is, for example, the outlet temperature of the heat source unit set at the previous time, and is initially set to 7°C (45°C during heating) of the design outlet temperature Tso, and after the control period, it becomes the outlet temperature Ts of the heat source unit calculated by the outlet temperature calculation means at the previous time (for example, 30 minutes ago). The design outlet temperature Tso of the heat source unit is, for example, 7°C during cooling and, for example, 45°C during heating. The flow rate F of the forward and return piping is selected as the secondary flow rate when the valve of the air conditioner is a two-way valve, and the primary flow rate when the valve of the air conditioner is a three-way valve. With this configuration, if it is determined that the heat required by the air conditioner can be controlled by the heat source unit during intermediate periods, the outlet temperature of the heat source unit can be changed to a
第2に、上記熱源機内に一次側ポンプを有すると共に、上記往き配管側に二次側ポンプを有する2ポンプ方式の空調システムの熱源機の制御装置において、上記中間期/ピーク期判別手段により判別された上記中間期において、上記コントローラは、上記熱量演算手段の前段において、測定した冷水(温水)の上記熱源機側の一次側流量F1と、上記空調機側の二次側流量F2を検出し、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きいか否かを判別可能な流量比較手段と、上記流量比較手段の比較により、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きい場合に、二次側流量の増加率を演算により求めることが可能な二次側流量増加率演算手段と、上記二次側流量増加率演算手段にて演算した上記二次側流量F2の上記増加率が予め設定した基準値より高いか否かを判断する増加率比較手段が設けられ、上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より高い場合は、上記増加率比較手段が上記設定維持手段に対して上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持する指令が与えられ、上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より低い場合にのみ、上記増加率比較手段は、上記熱源演算手段に対して通常の制御を行う旨の指令を与えるものであり、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより高い(低い)場合にのみ、上記設定変更手段により上記熱源機の上記設計出口温度Tsoが上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更されるように構成されたものである第1記載の空調システムの熱源機の制御装置により構成される。 Secondly, in a control device for a heat source unit of a two-pump type air conditioning system having a primary side pump in the heat source unit and a secondary side pump on the forward piping side, in the intermediate period determined by the intermediate period/peak period determination means, the controller detects the measured cold water (hot water) primary side flow rate F1 on the heat source unit side and the secondary side flow rate F2 on the air conditioner side in the stage preceding the heat quantity calculation means, and is capable of determining whether the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1, a secondary side flow rate increase rate calculation means capable of calculating an increase rate of the secondary side flow rate when the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1 by comparison with the flow rate comparison means, and an increase rate comparison means for determining whether the increase rate of the secondary side flow rate F2 calculated by the secondary side flow rate increase rate calculation means is higher than a preset reference value. is provided, and if the increase rate of the secondary flow rate F2 is higher than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the setting maintenance means to maintain the design outlet temperature Tso of the heat source machine, and only if the increase rate of the secondary flow rate F2 is lower than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the heat source calculation means to perform normal control, and only if the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso as a result of the comparison by the outlet temperature comparison means, the setting change means changes the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source machine to the cold water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means.
2ポンプ方式の場合、空調機側(二次側)の流量が増加することが予測されるが、二次側流量が増加すると、空調システム全体としての省エネルギー効果が減少する。よって、二次側流量の増加率を演算により求め、当該増加率を基準値(例えば110%)と比較し、増加率が基準値より増加している場合は、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoのままとし、上記増加率が基準値を下回っている場合にのみ、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoより上昇(暖房時は下降)させることができるので、無駄な動作を行わずに空調システムの効率を向上させることができる。 In the case of the two-pump system, it is predicted that the flow rate on the air conditioner side (secondary side) will increase, but if the secondary side flow rate increases, the energy saving effect of the entire air conditioning system will decrease. Therefore, the increase rate of the secondary side flow rate is calculated and compared with a reference value (e.g., 110%). If the increase rate is higher than the reference value, the outlet temperature of the heat source unit is left at the design outlet temperature Tso, and only if the increase rate is below the reference value can the outlet temperature of the heat source unit be raised above the design outlet temperature Tso (or lowered during heating), thereby improving the efficiency of the air conditioning system without performing unnecessary operations.
第3に、一次側の熱源機からの冷水(温水)を二次側の空調機に往き配管と還り配管を介して循環させ、上記空調機により導入した空気と冷水(温水)とが熱交換されることにより、当該空調機によって室内の空気の冷房(暖房)を行う空調システムの熱源機の制御装置において、上記熱源機の設計出口温度Tsoを設定変更し得るコントローラが設けられ、上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段と、上記中間期/ピーク期判別手段により判別されたピーク期において、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の設計出口温度Tsoと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出可能な熱量演算手段と、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別可能な熱量判別手段と、上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合において、上記熱源機の冷水(温水)の出口温度を、上記設計出口温度Tsoより3℃以上高い(低い)変更後の冷水(温水)出口温度に変更の指示を行う出口温度変更手段と、上記出口温度変更手段の上記指示により上記熱源機の冷水(温水)出口温度を上記変更後の冷水(温水)出口温度に変更する設定変更手段と、予め定めた時間になったかを否かを判別する一定時間判別手段と、上記一定時間判別手段が上記予め定めた時間になったと判断した場合、上記変更後の冷水(温水)出口温度を指定温度幅で下げ(上げ)て、上記設定変更手段に上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度を変更後の冷水(温水)出口温度への変更の指示を行う出口温度増減手段と、上記一定時間判別手段による上記予め定めた時間になる度に、上記出口温度増減手段による上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の上記指定温度幅での下げ(上げ)の動作が繰り返し行われ、上記予め定めた時間になる度に、上記設定変更手段による上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の変更が行われ、上記熱電機の変更後の上記冷水(温水)出口温度が、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoに一致するまで同様の上記動作が繰り返し行われるものであることを特徴とする空調システムの熱源機の制御装置により構成される。 Thirdly, in a control device for a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on the primary side is circulated to an air conditioner on the secondary side via a forward pipe and a return pipe, and the air introduced by the air conditioner exchanges heat with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) the air in the room with the air conditioner, a controller capable of changing the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source unit is provided, and the controller has an intermediate/peak period discrimination means capable of determining whether it is an intermediate period or a peak period, and a heat quantity required by the air conditioner qr in the peak period discriminated by the intermediate/peak period discrimination means, and a heat quantity calculation means capable of calculating a product of a design outlet temperature Tso and a temperature difference between a measured secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) in the return pipe and a measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply pipe and the return pipe; a heat quantity determination means capable of determining whether the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit; and when the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit, a heat quantity determination means for determining an outlet temperature of the cold water (hot water) of the heat source unit from the design outlet temperature Tso an outlet temperature changing means for issuing an instruction to change the chilled water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed chilled water (hot water) outlet temperature by the instruction of the outlet temperature changing means; a setting changing means for changing the chilled water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed chilled water (hot water) outlet temperature by the instruction of the outlet temperature changing means; a fixed time determination means for determining whether a predetermined time has elapsed; and when the fixed time determination means determines that the predetermined time has elapsed, lowering (raising) the changed chilled water (hot water) outlet temperature by a specified temperature width and issuing an instruction to the setting changing means to change the chilled water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed chilled water (hot water) outlet temperature. The control device for the heat source unit of the air conditioning system is characterized in that the outlet temperature increase/decrease means repeats the operation of lowering (raising) the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source unit by the specified temperature range each time the predetermined time is reached by the fixed time determination means, the setting change means changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source unit each time the predetermined time is reached, and the same operation is repeated until the cold water (hot water) outlet temperature after the change of the thermoelectric machine matches the designed outlet temperature Tso of the heat source unit.
上記コントローラは本発明に係るコントローラ(17)である。上記中間期/ピーク期判断手段による判断は、季節的な面と、空調機の空調負荷が熱源機の定格能力の80%以上の場合の何れかに基づいて判断される。上記設計出口温度Tsoより3℃以上高い(低い)変更後の冷水(温水)出口温度は、例えば設計出口温度Tso=7℃(暖房時は45℃)に対して4℃高い11℃(暖房時は41℃)に設定される。一定時間判別手段の予め定めた時間は例えば10分である。指定温度幅は例えば1℃であり、冷房の場合は10分毎に11℃から1℃ずつ低下して、熱源機の出口温度が設計出口温度(Tso=7℃)に一致するまで(暖房時は41℃から1℃ずつ上昇させて、熱源機の出口温度が設計出口温度(Tso=45℃)に一致するまで)繰り返し同じ動作が行われる。これにより、ピーク期において、無理なく、空調システム全体として省エネルギー化を行うことができる。 The controller is the controller (17) according to the present invention. The intermediate/peak period determination means makes a determination based on either a seasonal aspect or a case where the air conditioning load of the air conditioner is 80% or more of the rated capacity of the heat source unit. The cold water (hot water) outlet temperature after the change to be 3°C or more higher (lower) than the design outlet temperature Tso is set to, for example, 11°C (41°C during heating), which is 4°C higher than the design outlet temperature Tso = 7°C (45°C during heating). The predetermined time of the fixed time determination means is, for example, 10 minutes. The specified temperature width is, for example, 1°C, and in the case of cooling, the temperature is lowered by 1°C from 11°C every 10 minutes until the outlet temperature of the heat source unit matches the design outlet temperature (Tso = 7°C) (in the case of heating, the temperature is raised by 1°C from 41°C until the outlet temperature of the heat source unit matches the design outlet temperature (Tso = 45°C)). This allows energy conservation to be achieved throughout the air conditioning system during peak periods without any difficulty.
第4に、一次側の熱源機からの冷水(温水)を二次側の空調機に往き配管と還り配管を介して循環させ、上記空調機により導入した空気と冷水(温水)とを熱交換することにより、当該空調機によって室内の空気の冷房(暖房)を行う空調システムの熱源機の制御方法において、上記熱源機の設計出口温度Tsを設定変更し得るコントローラを設け、上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段により判別された中間期において、熱量演算手段が、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の制御周期の前時刻設定出口温度pTsと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出し、熱量判別手段が、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別し、上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合、出口温度演算手段が、設計還り温度をTroとして当該設計還り温度Troを上記設計出口温度Tsoより5℃~7℃高い温度(5℃~7℃低い温度)に設定し、上記測定した流量をFとした場合、
冷房時の冷水出口温度 Ts=Tro-(qr/F)
(暖房時の温水出口温度 Ts=Tro+(qr/F))
上記冷水出口温度(上記温水出口温度)Tsを上記式の演算で求め、出口温度比較手段が、上記冷水(温水)出口温度Tsが、上記設計出口温度Tsoより高い(低い)か否か判断し、設定変更手段が、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより1℃以上高い(低い)場合にのみ、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを上記出口温度演算手段で求めた冷水(温水)出口温度Tsに設定変更し、設定維持手段が、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoと等しいか低い(等しいか高い)場合は、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持し、上記動作を上記制御周期毎に繰り返すものである空調システムの熱源機の制御方法により構成される。
Fourthly, in a method for controlling a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side via a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat-exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air by the air conditioner, the method comprising the steps of: providing a controller capable of changing the setting of a designed outlet temperature Ts of the heat source unit; and in the controller, in an intermediate period determined by intermediate period/peak period determination means capable of determining whether it is an intermediate period or a peak period, a heat quantity calculation means calculates the required heat quantity qr of the air conditioner based on the outlet temperature pTs set at the previous time in the control cycle of the heat source unit and the measured cold water temperature of the return pipe. and a heat quantity determination means determines whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit, and if the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit, an outlet temperature calculation means sets the designed return temperature as Tro, which is 5°C to 7°C higher (5°C to 7°C lower) than the designed outlet temperature Tso, and when the measured flow rate is F,
Cold water outlet temperature during cooling Ts = Tro - (qr/F)
(Hot water outlet temperature during heating Ts = Tro + (qr/F))
The method for controlling a heat source unit of an air conditioning system includes: determining the cold water outlet temperature (hot water outlet temperature) Ts by calculation of the above formula; an outlet temperature comparison means judges whether the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso; a setting change means changes the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source unit to the cold water (hot water) outlet temperature Ts determined by the outlet temperature calculation means only if the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso by 1°C or more through comparison by the outlet temperature comparison means; and a setting maintenance means maintains the design outlet temperature Tso of the heat source unit if the cold water (hot water) outlet temperature Ts is equal to or lower (equal to or higher) than the design outlet temperature Tso through comparison by the outlet temperature comparison means, and repeats the above operation for each control period.
第5に、上記熱源機内に一次側ポンプを有すると共に、上記往き配管側に二次側ポンプを有する2ポンプ方式の空調システムの熱源機の制御方法において、上記中間期/ピーク期判別手段により判別された上記中間期において、上記コントローラは、上記熱量演算手段の前段において、流量比較手段が、測定した冷水(温水)の上記熱源機側の一次側流量F1と、上記空調機側の二次側流量F2を検出し、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きいか否かを判別し、上記流量比較手段の比較により、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きい場合に、二次側流量増加率演算手段が、二次側流量の増加率を演算により求め、増加率比較手段が、上記二次側流量増加率演算手段にて演算した上記二次側流量F2の増加率が予め設定した基準値より高いか否かを判断し、上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より高い場合は、上記増加率比較手段が上記設定維持手段に対して上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持する指令を与え、上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より低い場合にのみ、上記増加率比較手段は、上記熱源演算手段に対して通常の制御を行う旨の指令を与えるものであり、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより高い(低い)場合にのみ、上記設定変更手段により上記熱源機の上記設計出口温度Tsoが上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更される第4記載の空調システムの熱源機の制御方法により構成される。 Fifthly, in a method for controlling a heat source unit of a two-pump type air conditioning system having a primary side pump in the heat source unit and a secondary side pump on the forward piping side, in the intermediate period determined by the intermediate period/peak period determination means, the controller, in a stage preceding the heat quantity calculation means, detects the primary side flow rate F1 of the measured cold water (hot water) on the heat source unit side and the secondary side flow rate F2 on the air conditioner side, and determines whether the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1, and if the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1 by comparison by the flow rate comparison means, the secondary side flow rate increase rate calculation means calculates the increase rate of the secondary side flow rate, and the increase rate comparison means determines whether the increase rate of the secondary side flow rate F2 calculated by the secondary side flow rate increase rate calculation means is higher than a preset reference value. If the increase rate of the secondary flow rate F2 is higher than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the setting maintenance means to maintain the designed outlet temperature Tso of the heat source machine, and only if the increase rate of the secondary flow rate F2 is lower than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the heat source calculation means to perform normal control, and only if the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the designed outlet temperature Tso as a result of the comparison by the outlet temperature comparison means, the setting change means changes the design outlet temperature Tso of the heat source machine to the cold water (hot water) outlet temperature Ts determined by the outlet temperature calculation means.
第6に、一次側の熱源機からの冷水(温水)を二次側の空調機に往き配管と還り配管を介して循環させ、上記空調機により導入した空気と冷水(温水)とを熱交換することにより、当該空調機によって室内の空気の冷房(暖房)を行う空調システムの熱源機の制御方法において、上記熱源機の設計出口温度Tsを設定変更し得るコントローラを設け、上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段により判別されたピーク期において、熱量演算手段が、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の設計出口温度Tsoと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出し、熱量判別手段が、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別し、上記熱量判別手段にて上記空調機の要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合、出口温度変更手段が、上記熱源機の冷水(温水)の出口温度を、上記設計出口温度Tsoより3℃以上高い(低い)変更後の冷水(温水)出口温度に変更の指示を行い、設定変更手段が、上記出口温度変更手段の上記指示により上記熱源機の冷水(温水)出口温度を上記変更後の冷水(温水)出口温度に変更し、一定時間判別手段が、予め定めた時間になったかを否かを判別し、上記一定時間判別手段が上記予め定めた時間になったと判断した場合、出口温度増減手段が、上記変更後の冷水(温水)出口温度を指定温度幅で下げ(上げ)て、上記設定変更手段に上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度を変更後の冷水(温水)出口温度への変更の指示を行い、上記一定時間判別手段による上記予め定めた時間になる度に、上記出口温度増減手段が上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の上記指定温度幅での下げ(上げ)の動作を繰り返し行い、上記予め定めた時間になる度に、上記設定変更手段が上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の変更を繰り返し行い、上記熱電機の変更後の上記冷水(温水)出口温度が、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoに一致するまで同様の上記動作が繰り返し行われる空調システムの熱源機の制御方法により構成される。 Sixthly, in a method for controlling a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on the primary side is circulated to an air conditioner on the secondary side via a forward pipe and a return pipe, and the air introduced by the air conditioner is heat-exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) the air in the room by the air conditioner, a controller capable of changing the setting of the design outlet temperature Ts of the heat source unit is provided, and in the peak period determined by an intermediate period/peak period determination means capable of determining whether it is an intermediate period or a peak period, a heat quantity calculation means calculates the required heat quantity qr of the air conditioner by the design outlet temperature Ts of the heat source unit. The outlet temperature Tso is calculated from the product of the temperature difference between the outlet temperature Tso and the measured secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) in the return piping and the measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply piping and the return piping, and a heat quantity determination means determines whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit, and when the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit, an outlet temperature change means changes the outlet temperature of the cold water (hot water) of the heat source unit to the designed outlet temperature Tso. and a setting change means changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed cold water (hot water) outlet temperature in accordance with the instruction from the outlet temperature change means, a certain time determination means determines whether a predetermined time has elapsed, and if the certain time determination means determines that the predetermined time has elapsed, an outlet temperature increase/decrease means lowers (raises) the changed cold water (hot water) outlet temperature by a specified temperature width, and instructs the setting change means to change the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed cold water (hot water) outlet temperature. The method is configured as a method of controlling a heat source unit of an air conditioning system in which the outlet temperature is changed by the outlet temperature increasing/decreasing means repeatedly lowering (raising) the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source unit by the specified temperature range each time the predetermined time is reached by the fixed time determination means, and the setting change means repeatedly changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source unit each time the predetermined time is reached, and similar operations are repeated until the cold water (hot water) outlet temperature after the change in the thermoelectric machine matches the designed outlet temperature Tso of the heat source unit.
第7に、コンピュータを上記第1~3の何れかの空調システムの熱源機の制御装置として機能させるためのプログラムにより構成される。
Seventh, it is configured with a program for causing a computer to function as a control device for a heat source unit of any one of the
本発明は上述のように、中間期において、空調機の要求熱量が熱源機で制御可能と判断された場合において、熱源機の出口温度を、冷房時は設計出口温度Tsoより1℃以上高い値(暖房時は設計出口温度Tsoより1℃以上低い値)に設定変更し得るため、空調システム全体として省エネルギー化を実現することができる。 As described above, in the present invention, when it is determined that the heat required by the air conditioner can be controlled by the heat source unit during intermediate periods, the outlet temperature of the heat source unit can be changed to a value that is 1°C or more higher than the design outlet temperature Tso during cooling (a value that is 1°C or more lower than the design outlet temperature Tso during heating), thereby achieving energy savings for the entire air conditioning system.
また、中間期において、空調システムが2ポンプ方式の場合、空調機側(二次側)の流量が増加することが予測されるが、二次側流量が増加すると、空調システム全体としての省エネルギー効果が減少する。よって、二次側流量の増加率を演算により求め、当該増加率を基準値(例えば110%)と比較し、増加率が基準値より増加している場合は、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoのままとし、上記増加率が基準値を下回っている場合にのみ、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoより上昇(暖房時は下降)させることができるので、無駄な動作を行わずに空調システムの効率を向上させることができる。 In addition, in intermediate periods, if the air conditioning system is a two-pump system, the flow rate on the air conditioner side (secondary side) is predicted to increase, but if the secondary side flow rate increases, the energy saving effect of the air conditioning system as a whole decreases. Therefore, the increase rate of the secondary side flow rate is calculated and compared with a reference value (e.g., 110%). If the increase rate is higher than the reference value, the outlet temperature of the heat source unit is left at the design outlet temperature Tso, and only if the increase rate is below the reference value can the outlet temperature of the heat source unit be raised above the design outlet temperature Tso (or lowered during heating), thereby improving the efficiency of the air conditioning system without performing unnecessary operations.
また、ピーク期においては、冷房の場合は熱源機の出口温度を、予め定めた時間毎に、熱源機の出口温度を例えば11℃から1℃ずつ低下するように変更することができ、熱源機の出口温度が設計出口温度Tso(7℃)に一致するまでは設計出口温度より高い状態を維持できるので(暖房時は熱源機の出口温度を例えば41℃から1℃ずつ上昇するように変更することができ、熱源機の出口温度が設計出口温度Tso(45℃)に一致するまでは設計出口温度より低い状態を維持できるので)、これにより、ピーク期においても、無理なく、空調システム全体として省エネルギー化を行うことができる。 In addition, during peak periods, in the case of cooling, the outlet temperature of the heat source unit can be changed, for example, to decrease by 1°C from 11°C at predetermined time intervals, and the outlet temperature of the heat source unit can be maintained higher than the design outlet temperature until it matches the design outlet temperature Tso (7°C) (during heating, the outlet temperature of the heat source unit can be changed, for example, to increase by 1°C from 41°C, and the outlet temperature of the heat source unit can be maintained lower than the design outlet temperature until it matches the design outlet temperature Tso (45°C)), so that energy conservation can be achieved throughout the entire air conditioning system, even during peak periods, without any difficulty.
まず、本発明に係る空調システムについて説明する。
(1ポンプ方式、2方弁)図1のパターン
図1に1ポンプ方式の空調システムを示す。図1は空調機1aの流量調整弁(流量調節弁)5は2方弁である。この空調機1aは複数台設けられる場合もある(図1は例えば2台の空調機1aを示す)。図1において、空調機1a側を「二次側」、熱源機4側を「一次側」という。尚、図1、図3の空調機は符号1a、図2、図4の空調機は符号1bで示すが、これらの空調機を区別しない場合は符号1にて示す。
First, the air conditioning system according to the present invention will be described.
(One-pump system, two-way valve) Pattern in Fig. 1 Fig. 1 shows an air conditioning system with a one-pump system. In Fig. 1, the flow control valve (flow rate adjustment valve) 5 of the
上記空調機1aは、室内に設置した温度センサ(図示せず)で室内の温度を検出し、予め設定した目標の温度(冷房時は26℃、暖房時は22℃、これらの温度は年間を通して変わらない)となるように、往き配管2から空調機1aに入る冷水(又は温水)の流量を、流量調整弁5を可変させて流量を調整し、空調(室内の温度調整)を行う。従って、室内の者は冷房時の温度、暖房時の温度を変更できない。
The
例えば、冷房の場合、空調機1aは、中間期(冷房時は10月から6月、暖房時は3月から11月)においては、外気温が比較的低い(暖房時は比較的高い)ため、室内を冷やす(暖房時は温める)必要があまりないので、少ない冷水(温水)流量で室内に送風しても室内温度が26℃(暖房時は22℃)に保てる。一方、ピーク期(冷房時は7月から9月、暖房時は12月から2月)においては、外気温が高い(暖房時は低い)ため、室内を26℃(暖房時は22℃)となるように冷やす(温める)必要があり、従って多量の冷水(温水)の流量を流して室内に送風する必要がある。
For example, in the case of cooling, the
空調機1a(二次側)の入口には、熱源機4(例えば空冷ヒートポンプチラー)の出口に接続された往き配管2が接続され、空調機1aの出口には、熱源機4の入口に接続された還り配管3が接続されている。
The inlet of the
上記空調機1aは、ファンと熱交換器(いすれも図示せず)を内蔵し、上記熱源機4の出口に接続された往き配管2を介して冷水(冷房時)又は温水(暖房時)を入口から受け、上記冷温水として運ばれてきた熱を、内部の熱交換器において、ファンにて吸引した室内の空気と熱交換し、室内の空気を冷却し(冷房時の室内温度は26℃一定)、又は、加熱するものである(暖房時の室内温度は22℃一定)。上記冷水又は温水は、空調機1aの出口に接続された還り配管3から流出され、上記熱源機4の入口に戻る。
The
また、図1に示すように、上記2方弁の流量調整弁5を有する空調機1aは、空調機1aの入口側と出口側とを結ぶバイパス管6a(図2、図4参照)は存在しないため、空調負荷の変動によって流量調節弁5の可変制御が行われる(図3も同じ)。
As shown in Figure 1, the
即ち、空調負荷が増えると流量調整弁5を開き、空調機1aに入る冷温水の流量を増し、空調負荷が減ると流量調整弁5を閉じて、空調機1aに入る冷温水の流量を減少させる可変制御を行う。このため、空調負荷により、二次側全体の流量が変化する(流量調整弁5の絞量により、二次側の流量が多くなったり少なくなったりする)。このような装置には、本発明に係るコントローラ17(図10参照)の制御において、以下のステップP11(冷房時、図6参照)において、「一次変流量制御」が選択される(暖房時は図16のステップP11参照)。
That is, when the air conditioning load increases, the flow
そして、後述するが、立ち上がり時を除き、定常時においては、熱源機4から往き配管2を介して空調機1aに流入する冷温水(例えば冷房であれば設計温度7℃、暖房であれば設計温度45℃)を内部の熱交換器において、ファンにて吸引した空気と熱交換し、冷房であれば室内の空気を冷やし、その後、熱を与えられた冷水は12℃程度に上昇して空調機1aから還り配管3に流出する。また、暖房であれば、内部の熱交換器において、ファンにて吸引した空気と熱交換し、室内の空気を暖め、その後、熱を奪われた冷温水は約40℃程度に下降して空調機1aから還り配管3に流出する。
As will be described later, except for during start-up, during steady state operation, the cold/hot water (for example,
上記空調機1aでの熱交換量は、一般的にファンの空気量と、冷水又は温水の流量(流量調節弁5にて調整する)によって調整する。
The amount of heat exchanged in the
上記熱源機4(一次側)は、空冷ヒートポンプチラーが考えられるが、ここでは同一の空冷ヒートポンプチラーのユニット4aが増設可能なモジュール型の熱源機4aを4台用いることとする。これは、チラーに限るものではなく、ターボ冷凍機、吸収式冷温水発生機などの熱源機でも同様である。尚、4台の熱源機をまとめて符号4にて示し、各別の熱源機をいう場合は符号4aを使用する。この熱源機(以下、「チラー」ともいう)4は、所定の温度(例えば、冷房時は、出口温度が7℃(設計値)、入口温度は空調機1aの出口側の温度によって変わるが(例えば12℃)、暖房時は出口温度が45℃、入口温度は空調機1の出口側の温度によって変わるが(例えば40℃))の冷温水を発生させ、往き配管2を介して上記空調機1aに送り、空調機1aから流出された冷温水を還り配管3を介して流入するものである。各チラー4a内には、冷温水のチラーポンプ4bが各々設けられており(チラーポンプ4bは各熱源機4aに1台ずつであり、合計4台)、空調システムとしては、一次側にのみポンプを有している方式となる(以下、この方式を「1ポンプ方式」という)。
The heat source unit 4 (primary side) may be an air-cooled heat pump chiller, but here, four modular
この熱源機4は、一次側設備となるので、二次側設備としての空調機1aとの情報のやり取りを行っておらず、従って、空調機1aの状況を把握していない。よって、熱源機4側では空調機1aの流量調整弁5の開度状況、空調機1aの運転状況が不明である。そのため、空調機1a(二次側)と熱源機4(一次側)との間において、往き配管2と還り配管3との間に、バイパス管8とバイパス弁9が設けられている。
Because this
例えば、空調負荷が低下し、空調機1aの流量調整弁5が絞られたとすると、往き配管2の圧力が上昇する。この場合、バイパス弁9が、往き配管2と還り配管3の圧力差により開き、熱源機4の出口側から流出する冷温水の一部は、バイパス管8を通って還り配管3を介して熱源機4の入口側に流入し、これにより往き配管2の圧力が一定となる。また、空調負荷が増加し、空調機1aの流量調整弁5が開かれると、往き配管2の圧力が減少する。この場合、バイパス弁9が、往き配管2と還り配管3の圧力差により絞られ、熱源機4の出口側から流出する冷温水は、バイパス管8に流れる流量が絞られ、往き配管2側の流量が増加し、往き配管2の圧力は一定に保たれる。
For example, if the air conditioning load decreases and the
図1において、10は往き配管2に設けられた二次側往き温度センサであり、二次側往き温度Ts2[℃]を測定する。上記二次側往き温度Ts2のデータは本発明に係るコントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出し得る。11は二次側往き圧力計であり、二次側往き圧力Ps[kPa]を測定する。二次側往き圧力Psは本発明に係るコントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出し得る。12は一次側流量センサであり、一次側流量F1[m3/h]を測定する。一次流量センサ12の測定値は上記コントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出し得る。
In Fig. 1, 10 is a secondary side feed temperature sensor provided in the
13は還り配管3に設けられた二次側還り温度センサであり、二次側還り温度Tr2[℃]を測定する。二次還り温度Tr2は上記コントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出可能である。14は二次側流量センサであり、二次側流量F2[m3/h]を測定する。二次側流量F2は上記コントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出可能である。15は二次側還り圧力計であり、二次側還り圧力Pr[kPa]を測定する。二次側還り圧力Prは上記コントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出可能である。16は一次側還り温度センサであり、一次側還り温度Tr1[℃]を測定する。一次側還り温度Tr1は上記コントローラ17(図10、データ取得手段17q)にて検出可能である。
そして、上記コントローラ17は、上記データ取得手段17qにて取得したデータ(Ts2,Ps,F1,Tr2,F2,Pr,Tr1)は、メモリ18(図12参照)のデータ記憶エリア18hに一時的に記憶可能に構成されている。
The
上記本発明に係るコントローラ17(図1、図5、図10、設定変更手段17m参照)は、熱源機4に附属している熱源機4の標準コントローラ7(図13参照)の入力端子7aを介してチラー出口温度設定手段7bに対して、チラー出口温度の変更を指令するものである。
The controller 17 (see Figures 1, 5, 10, and setting change means 17m) according to the present invention issues a command to change the chiller outlet temperature to the chiller outlet temperature setting means 7b via the
上記熱源機4には上記標準コントローラ7が附属しており、以下、熱源機4のメーカ側のコントローラ7(以下、「標準コントローラ7」という)の動作を説明する。
The
標準コントローラ7(図13参照)は、熱源機4の初期出口温度が設計値のTso=7℃(暖房時はTso=45℃)となるように、冷房時は、空調機1aの運転容量(二次側運転容量)「空調機1aの運転容量=二次流量F2×(空調機1aの出口温度(=11℃固定)-空調機1aの入口温度(例えば7℃)」(暖房時は、空調機1aの運転容量(二次側運転容量)「空調機1aの運転容量=二次流量F2×(空調機1aの入口温度(=45℃固定)-空調機1aの出口温度(例えば40℃)」)により、熱源機4aの運転台数を決定する。即ち、当所、モジュール型のチラー4aの1台を運転し、空調機1a側の運転容量が、モジュール型のチラー4aの1台の定格容量の50%を超えると、2台目のモジュール型のチラー4aを稼働する、という制御を行う。そして、最大4台のモジュール型のチラー4aを運転している状況が、空調機1aが最大負荷の状況となる。上記チラーポンプ4bは4台共に、予め設定された一定の流量で運転される。尚、図1~図4では、チラー4の標準コントローラ7はチラー4a毎に設けられており、図13では全体のチラー4に対して標準コントローラ7が設けられているが、実質的には同一であり、図13の標準コントローラ7に対して、本発明に係るコントローラ17から出口温度変更信号が送出されると、当該標準コントローラ7から各チラー4aに対して出口温度変更信号が送出され、各チラー4aの出口温度が変更され、結果として図13の出口4dの出口温度が変更されることになる。
The standard controller 7 (see FIG. 13) determines the number of operating
(1ポンプ方式、3方弁)図2のパターン
次に、空調機1bの流量調整弁が3方弁の場合を説明する(図2参照)。尚、図1との違いは、空調機1bの流量調整弁(流量調節弁)6が3方弁であることであり、それ以外は、図1と同様であるので、流量調整弁6を中心に説明する。
(One pump system, three-way valve) Pattern in Fig. 2 Next, a case where the flow control valve of the
上記流量調整弁6は3方弁であって、その内の1方が往き配管2に接続されると共に、2方が空調機1bの入力側に接続され、3方は、空調機1bをバイパスして往き配管2から空調機1bの出口側の還り配管3に接続(接続点6’)されたパイバス管6aに接続されている。そして、上記流量調整弁6を空調機1bの空調負荷に応じて絞った場合は、往き配管2から流量調整弁6を介して空調機1bに入力する流量は減少するが、絞られた流量以外の流量は上記バイパス管6aを介して空調機1bの出口側の還り配管3に接続点6’から流出する。また、空調負荷に応じて流量調整弁6を開いた場合は、往き配管2から流量調整弁6を介して空調機1bに流入する流量が増加するが、上記バイパス管6aに流れる流量は減少する。
The flow
このように、3方弁の場合は、流量調整弁6の前段の往き配管2の流量と、空調機1bの出口側の接続点6’以降の流量は常時一定となる。
In this way, in the case of a three-way valve, the flow rate in the
従って、一次側の配管と二次側の配管に圧力の差が生じることはないので、バイパス管8及びバイパス弁9はなくても支障はない。
Therefore, there is no pressure difference between the primary and secondary piping, so there is no problem even if the
上記熱源機4の構成(同一の空冷ヒートポンプチラーのユニットが増設可能なモジュール型を4台用いる)は図1と同様であるので、それらの説明は省略する。但し、標準コントローラ7の構成は、3方弁の流量調整弁6の場合は、2方弁の流量調整弁5の場合と異なる。
The configuration of the heat source unit 4 (using four modular units that can accommodate additional identical air-cooled heat pump chiller units) is the same as in Figure 1, so a detailed description of it will be omitted. However, the configuration of the
即ち、標準コントローラ7は、一次側と二次側の流量は常時一定なので、チラーポンプ4bは、二次側の空調負荷が比較的高い場合(空調立ち上がり時)は、チラーポンプ4bの定格容量の50%で、全4台を常に稼働している状態となり、二次側の空調負荷が通常の場合(通常の負荷変動時)は、チラーポンプ4bの定格容量の25%で、全4台を常に稼働している状態となる。
In other words, because the
(2ポンプ方式、2方弁)図3のパターン
2ポンプ方式で空調機1aの流量調整弁5が2方弁の空調システムを図3に示す。
2ポンプ方式は、一次側(チラー4側)のチラーポンプ4bの他に、往き配管2の一次側と二次側の境界部に、ヘッダ22とヘッダ23を設け、ヘッド22とヘッダ23との間に二次側ポンプ21(本実施形態では2個)を設け、還り配管3の一次側と二次側の境界部にヘッダ24を設けたものである。上記ヘッダ22とヘッダ24との間には、往き配管2と還り配管3とをバイパスするバイパス管8とバイパス弁9が設けられている。
(Two-pump system, two-way valve) Pattern in FIG. 3 FIG. 3 shows an air conditioning system using a two-pump system in which the
In the two-pump system, in addition to the
空調機1aには、チラー4のチラーポンプ4bのみならず、二次側ポンプ21により冷温水を送ることができ、規模が大きい建物に多く採用される。二次側ポンプ21は供給範囲が広く、二次側(空調機1a側)の熱供給に支障がないように、空調機1aの流量確保のために設置されている。
The
上記したように(図1、図2参照)、一次側設備としての熱源機4側は、二次側設備としての空調機1aと情報のやり取りは行っておらず、熱源機4側においては、空調機1aの状況を把握していない。
As mentioned above (see Figures 1 and 2), the
一方、上記二次側ポンプ21は、二次側設備であるから空調機1aの流量調整弁5の開度状況を把握しており、空調負荷が変動しても、往き配管2の圧力が一定となるように流量を調整する(送水圧力一定制御)。即ち、二次側ポンプ21は、流量調整弁5の開度を把握すると共に、該流量調整弁5の開度による二次側の圧力変動に基づいて、設定の圧力(二次側が一定の圧力)となるように流量を調整する。そして、一次側設備の熱源機4側のチラーポンプ4bは、二次側の流量に合わせるように流量を調整する。
Meanwhile, the
従って、例えば空調負荷が低下し、空調機1aの流量調整弁5が絞られたとすると、往き配管2の圧力が上昇する。この場合、二次側ポンプ21の流量が減少し、上記往き配管2の圧力が一定に保持されるように動作が行われる。このとき、チラーポンプ4bは、二次側の流量に合わせるように流量を調整する。従って、チラーポンプ4bにおいても、流量が絞られ、その結果、往き配管2の圧力が一定となるように制御される。また、空調負荷が増加し、空調機1aの流量調整弁5が開かれたとすると、往き配管2の圧力が下降する。この場合、二次側ポンプ21の流量が増加し、上記往き配管2の圧力が一定に保持されるように動作が行われる。このとき、チラーポンプ4bにおいても、二次側の流量に合わせるように流量が増加し、その結果、往き配管2の圧力が一定となるように制御される。(この場合、チラーポンプ4bは、この場合だけ、二次側流量に合わせて、流量が可変するタイプになるように標準コントローラにて設定変更可能である)。
Therefore, for example, if the air conditioning load decreases and the flow
通常は、一次側流量≧二次側流量となるように設定される。チラー4の流量は(チラーポンプ4bの流量)は、上述のように、二次側の流量に合わせて可変し得るように構成される。バイパス配管8は、空調機1(二次側)とチラー4(一次側)の流量のアンバランスを解消するように自由に流れるようになっており、バイパス配管8の流水の方向は、往き配管2から還り配管3に向かうか、還り配管3から往き配管2に向かうかは、二次側と一次側の流量によって変わる。これは特に制御が必要ではなく、一次側流量が二次側流量より多いときはその余剰分がバイパス配管8に流れる。
Normally, the primary flow rate is set to be greater than or equal to the secondary flow rate. The flow rate of the chiller 4 (flow rate of the
即ち、一次側流量≧二次側流量の場合は、一次側流量の増加分は往き配管2側からバイパス配管8を通じて還り配管3側に流入し、一次側流量≦二次側流量の場合は、還り配管3側からバイパス配管8を通じて往き配管2側に流入し、一次側と二次側の流量のアンバランスを解消するように構成されている。
In other words, when the primary flow rate is greater than or equal to the secondary flow rate, the increase in the primary flow rate flows from the
図3(図4も同様)において、符号20は一次側往き温度Ts1[℃]を測定するための温度センサである。また、符号25はヘッダ22とヘッダ23とをつなぐ調整弁である(図4も同様)。
In Figure 3 (similar to Figure 4),
(2ポンプ方式、3方弁)図4のパターン
次に、空調機1bの流量調整弁が3方弁の場合を説明する(図4参照)。尚、図3との違いは、空調機1bの流量調整弁6が3方弁であることであり、それ以外は、図1と同様であるので、流量調整弁6を中心に説明する。
(Two-pump system, three-way valve) Pattern in Fig. 4 Next, a case where the flow control valve of the
上記流量調整弁6は3方弁であって、その構成は、図2のものと同様である。従って、上記流量調整弁6を空調機1bの空調負荷に応じて絞った場合は、往き配管2から流量調整弁6を介して空調機1bに入力する流量は減少するが、絞られた流量以外の流量は上記バイパス管6aを介して空調機1bの出口側の還り配管3に接続点6’から流出する。また、空調負荷に応じて流量調整弁6を開いた場合は、往き配管2から流量調整弁6を介して空調機1bに流入する流量が増加するが、上記バイパス管6aに流れる流量は減少する。このように、3方弁の場合は、流量調整弁6の前段の往き配管2の流量と、空調機1bの出口側の接続点6’以降の流量は常時一定となる。従って、一次側の配管と二次側の配管に圧力の差が生じることはないので、バイパス管8及びバイパス弁9はなくても支障はない。
The flow
この場合、二次側ポンプ21は常時一定流量にて運転し、チラーポンプ4bは一定流量にて動作をおこなう。
In this case, the
上記熱源機4の構成(同一の空冷ヒートポンプチラーのユニット4aが増設可能なモジュール型を4台用いる)は図3と同様であるので、それらの説明は省略する。但し、標準コントローラ7の構成は、3方弁の流量調整弁6の場合は、2方弁の流量調整弁5の場合と異なる。
The configuration of the heat source unit 4 (four modular units that can be expanded with the same air-cooled heat
即ち、標準コントローラ7は、一次側と二次側の流量は常時一定なので、チラーポンプ4bは、二次側の空調負荷が比較的高い場合(空調立ち上がり時)は、チラーポンプ4bの定格容量の50%で、全4台を常に稼働している状態となり、二次側の空調負荷が通常の場合(通常の負荷変動時)は、チラーポンプ4bの定格容量の25%で、全4台を常に稼働している状態となる(図2の制御と同様)。
In other words, because the
以下、本発明の空調システムにおける熱源機の制御装置及び制御方法及びプログラムについて説明する。
本発明に係るコントローラ17は、図5に示すように、CPU26を有するコントローラ17と、図6から図9(暖房時は図16から図18)のプログラム(コンピュータプログラム)が記憶されたメモリ18と、データを予め記憶しておくと共に、必要なときにデータを記憶するメモリ18(具体的構成は図12参照)とから構成されており、上記プログラムに従って上記CPU26が空調システムの制御を行い、最終的に、標準コントローラ7のチラー出口温度設定手段7b(図13参照)に出口温度の変更指令を送出するものである。図10、図11、図15は上記コントローラ17の機能ブロック図であり、以下の動作説明と共に説明する。
Hereinafter, a control device, a control method, and a program for a heat source unit in an air conditioning system of the present invention will be described.
As shown in Figure 5, the
また、上記メモリ18は、図12に示すように、本発明のコントローラ17は、空調機弁及び弁タイプ18fとして、1ポンプ方式で2方弁(図1参照)、よって、チラーポンプ4bは変流量タイプ、1ポンプ方式の3方弁(図2参照)、よって、チラーポンプ4bは定流量タイプ、2ポンプ方式で2方弁(図3参照)、よって、チラーポンプ4b、二次側ポンプ21は変流量タイプ、2ポンプ方式で3方弁(図4参照)、よって、チラーポンプ4b、二次側ポンプ21は定流量タイプ、であることが操作者によって予め設定されているものとする(図12、チラーポンプタイプ18g参照)。
As shown in FIG. 12, the
本発明に係る空調システムは、上述の4つのパターン、即ち、1ポンプ方式で空調機1aの流量制御弁5が2方弁の場合(図1参照)、1ポンプ方式で空調機1bの流量調整弁6が3方弁の場合(図2参照)、2ポンプ方式で空調機1aの流量調整弁5が2方弁の場合(図3参照)、2ポンプ方式で空調機1bの流量調整弁6が3方弁の場合(図4参照)、の4種類の空調システムに全て対応して動作が可能である。
The air conditioning system of the present invention can operate in accordance with all four types of air conditioning systems mentioned above, namely, the one-pump system in which the
しかも、中間期とピーク期に応じて、冷房時、暖房時の各々において、省エネルギー運転を可能とするものである。 What's more, it enables energy-saving operation during both cooling and heating depending on the intermediate and peak periods.
上記空調機1aが設けられている場合(流量調整弁5が2方弁)、負荷変動によって、流量調整弁5の可変制御により、二次側(空調機側)全体の流量に変化がある場合に適用される。尚、この場合、チラー4のチラーポンプ4bは必然的に変流量ポンプとなる。即ち、上述のように、空調負荷がチラーポンプ4bの定格能力の50%を超えると、チラーポンプ4bの稼働台数を増加するいわゆる変流量制御が行われる。この状況は予め、空調機弁タイプデータ18f(2方弁)として本発明に係るコントローラ17のメモリ18に記憶され(図12参照)、チラーポンプタイプデータ18g(変流量タイプ)としてメモリ18に記憶されている。
When the
ビルの室内の在室者が空調機1の室内スイッチをオンすることで、二次側の空調機1aに対して空調運転指令入力信号が入力し、空調機1aがオンすると共に、チラー4がオンする。
When a person in a room in the building turns on the indoor switch of
(標準コントローラ7の制御)
上記標準コントローラ7は(図13参照)、チラー4の初期の出口温度設定Tso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])となるように、チラーの運転容量(流量×出入口温度差)により、チラー4の運転台数が決定される(メーカ側の制御)。
(Control of standard controller 7)
The standard controller 7 (see FIG. 13) determines the number of
(二次側負荷が比較的高い場合、空調立ち上がり時)
図1の場合、ここで、空調機1a(二次側)の流量(F2)300[m3/h]、空調機1aの二次側還り温度が11[℃]、チラーの出口温度が7[℃](設計値=固定)とすると、
空調機の負荷熱量qr=300×(11-7)=1200
となり、空調機1の二次側負荷熱量qrが1200[Mcal/h]であったとする。
(When the secondary load is relatively high, when air conditioning starts up)
In the case of FIG. 1, if the flow rate (F2) of the
Air conditioner load heat quantity qr = 300 x (11-7) = 1200
It is assumed that the secondary load heat quantity qr of the
上記標準コントローラ7は、チラー4の流量は、定格能力の50%の能力が最もチラー4の効率が高いため、空調機1a(二次側)の負荷熱量qrが、チラー4の定格能力の50%を超えると、チラー4の台数を増加させるように制御を行う。いわゆる変流量制御を行う。この場合、チラー4はチラーポンプ4bの4台をフルに稼働する。
The
バイパス管8のバイパス弁9は(図1参照)、予め設定した差圧(二次側の往き配管2の二次側往き圧力計Psの値、と還り配管3の二次側還り圧力計Prの値の水圧の差)により、設定差圧以上なら開き、設定差圧以下なら閉まるという比例制御を行う。
The
(二次側負荷が空調立ち上がり時を過ぎて、通常の場合)
ここで、空調機1a(二次側)の流量(F2)200[m3/h]、空調機1の二次側還り温度が9.5[℃]、チラーの出口温度が7[℃](設計値=固定)とすると、
空調機の負荷熱量qr=200×(9.5-7)=500
となり、空調機1の二次側負荷熱量qrが500[Mcal/h]であったとする。この場合は、チラー4のチラーポンプ4bは、例えば1台の稼働を行う。
(When the secondary load is normal after the air conditioning startup time has passed)
Here, assuming that the flow rate (F2) of the
Air conditioner load heat quantity qr = 200 x (9.5 - 7) = 500
It is assumed that the secondary load heat quantity qr of the
このように、メーカ側のコントローラ7では、空調立ち上がり時から、通常負荷時にかけて、チラー4の出口温度は常時7[℃](暖房時は45[℃])(設計値)に固定されており、無駄が生じていた。
In this way, in the manufacturer's
この標準コントローラ7の動作は、2ポンプ方式(冷房時、図3参照)も同様であり、空調機1の空調立ち上がり時、及び、通常の動作時において、同様にチラー4の出口温度は7[℃]の固定であり、無駄が生じていた。
The operation of this
即ち、成績係数(COP=冷房能力/消費エネルギー)の観点からすると、同一消費エネルギーにおいて冷房能力が高いほど(COPの数値が高いほど)エネルギー消費効率が良く、省エネに優れていることになる。そして、チラーの出口温度とCOPの関係は比例しており(チラー出口温度が上がると、COPの数値も上昇する)、チラーの出口温度を1℃上げることで(暖房時は1℃下げることで)、約3%のチラーの省エネが実現できるといわれている。上述のように、チラー4を使用した空調システムにおいて、チラー4の出口温度設定を、空調立ち上がり時から通常負荷時まで設計値の7℃に固定することは、チラーの省エネの観点から、好ましくない。
(以下、本発明に係るコントローラ17の説明)
That is, from the viewpoint of the coefficient of performance (COP = cooling capacity / energy consumption), the higher the cooling capacity (the higher the COP value) for the same energy consumption, the better the energy consumption efficiency and the more energy-saving it is. The relationship between the chiller outlet temperature and the COP is proportional (when the chiller outlet temperature increases, the COP value also increases), and it is said that by raising the chiller outlet temperature by 1°C (by lowering it by 1°C during heating), about 3% energy saving in the chiller can be achieved. As described above, in an air conditioning
(The
本発明のコントローラ17(図10、設定変更手段17m)は、図13に示すように、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、中間期において、立ち上がり時を経過後、通常動作時において、制御周期毎(例えば30分毎)に、チラーの出口温度Tsを求め、その出口温度が、設計値である7℃を少なくとも1℃以上高くなっている場合は(暖房時は設計値である45℃を少なくとも1℃以上低くなっている場合)、当該温度に設定するように、上記標準コントローラ7に指令を行うことにより、最終的に標準コントローラ7によってチラー4の出口の設計温度が7[℃]を少なくとも1[℃]以上となる温度(暖房時は設計温度が45[℃]を少なくとも1[℃]以下となる温度)、となるように設定変更を行う。尚、チラーの出口温度が、設計値である7℃を少なくとも1℃以上高くなっている場合は(暖房時は設計値である45℃を少なくとも1℃以上低くなっている場合)、チラーの出口温度は、0.1[℃]刻みで(即ち、冷房時は7.1[℃]、7.2[℃]・・・、暖房時は44.9[℃]、44.8[℃]・・・)、設定可能である。これにより、強制的にチラー4の出口温度が7[℃]を超える温度(暖房時は45[℃]を下回る温度)になるように設定変更を行うことができるものである。尚、チラー出口温度を0.1[℃]上げた(暖房時は下げた)場合は、1[℃]上げた(下げた)場合に比べて、省エネ効果は約1/10となる。
As shown in FIG. 13, the controller 17 (FIG. 10, setting change means 17m) of the present invention instructs the standard controller 7 (FIG. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) to determine the chiller outlet temperature Ts for each control period (e.g., every 30 minutes) during normal operation after start-up during the intermediate period, and if the outlet temperature is at least 1°C higher than the design value of 7°C (if the outlet temperature is at least 1°C lower than the design value of 45°C during heating), it instructs the
本発明に係るコントローラ17は図6~図9(暖房時は図16~図18)に示すフローチャートの動作手順に示すプログラムを記憶しており、上述のように、これらの動作手順に従って動作を行うCPU26を有しているものとする。
The
また、本発明に係るコントローラ17は、図12のメモリ18を有しており、当該メモリ18内には、予め現在の時刻年月日を認識し得るカレンダーデータ18aを有していると共に、立ち上がり時間データ(例えば30分)18b、制御周期データ(例えば30分)18c、温度異常データTh1(例えば冷房時は15[℃]、暖房時は37[℃])18d、温度補償データTh2(例えば冷房時は10[℃]、暖房時は42[℃])18e、チラーの出口温度の設計値データ(Tsoデータ)(例えば冷房時は7[℃]、暖房時は45[℃])18i、チラーの入口温度の設計値データ(Troデータ)(例えば冷房時は12[℃]、暖房時は40[℃])18j、空調機弁タイプ(適用される空調機が、2方弁か3方弁かの何れか)18f、チラーポンプタイプ(適用されるチラーのポンプが、定流量タイプか変流量タイプかの何れか)18gが予め設定されているものとする。
The
また、上記メモリ18にはデータ記憶エリア18hが設けられており、上記コントローラ17は、データ取得手段17qにより上記各種温度センサ10,13,16,20、圧力センサ11,15、流量計12,14にて測定した温度データ、圧力データ、流量データを上記メモリ18のデータ記憶エリア18hに一時的に記憶し得るように構成されている。
The
また、上記コントローラ17は、メモリデータ取得手段17pを介して、各ステップにおいて、上記メモリ18に記憶された各種データ(データ記憶エリア18hに一時的に記憶されたデータを含む)を取得することが可能となっている。
The
さらに、上記コントローラ17は、図13に示すように、標準コントローラ7の外部端子7a(チラー4の出口温度の設定変更用入力端子)に接続されており、上記コントローラ17の設定維持手段17n及び設定変更手段17mから、上記外部端子7aを通じて、上記標準コントローラ7にチラーの出口温度の設定維持信号、又は、設定変更信号を送出し得るように構成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 13, the
上記標準コントローラ7は、図14に示すフローチャートの動作手順のプログラムが記憶されたCPUを有するものであり、上記コントローラ17から入力端子7aを介して設定変更信号が入力したとき、チラー4の出口温度Tsを設計値である7[℃](冷房時)から、設定変更信号が示す温度(7[℃]+0.1[℃]以上の温度)に設定を変更するものである。暖房時はチラー4の出口温度Tsを設計値である45[℃](冷房時)から、設定変更信号が示す温度(45[℃]-0.1[℃]以上の温度)に設定を変更するものである。
The
(本発明に係るコントローラ17の動作、中間期、1ポンプ方式、冷房(暖房)の場合)(図1、図2の場合)
尚、以下の説明において、暖房時は冷房時の制御が逆になるだけであるので、冷房時をメインに説明し、暖房時はかっこ書又は冷房時の後に対応式等を記載するか、暖房時を適宜、冷房時の後に説明することにより行う。
(Operation of the
In the following explanation, since the control during heating is simply the opposite of that during cooling, the explanation will be centered on cooling, and heating will be described by writing the corresponding formula in parentheses or after cooling, or heating will be described after cooling as appropriate.
室内の在室者が空調機1のスイッチをオンし(図6、図16、P1参照)、空調機1とチラー4がオンして、空調機1の立ち上がりの状態にあるものとする(図6、図16、P2参照)。
Assume that someone in the room turns on the air conditioner 1 (see Figures 6, 16, P1), the
本発明に係るコントローラ17(図10、中間期ピーク期判別手段17a)は、メモリデータ取得手段17pからのカレンダーデータ18a(図12参照)に基づいて、まず現在の年月日を確認し、中間期であることを認識する(図6P3、図16、P3参照)。尚、上記コントローラ17の上記中間期の判断は、上述の季節的な面と、空調機1の空調負荷が熱源機の定格能力の80%未満の場合の何れかに基づいて判断される。
The controller 17 (Fig. 10, intermediate peak period determination means 17a) according to the present invention first checks the current date based on the calendar data 18a (see Fig. 12) from the memory data acquisition means 17p, and recognizes that it is an intermediate period (see Fig. 6, P3, Fig. 16, P3). The
次に、上記コントローラ17(図10、立ち上がり時間判別手段17b)は、メモリデータ取得手段17pが取得した立ち上がり時間データ18b(例えば30分)に基づいて、空調機1がオンされてから30分が経過したか否かを検出する(図6、図16、P4参照)。これは空調機1の立ち上がり時間を待つためのステップである。尚、立ち上がり時間データ18b(30分)は設定変更可能である。
Next, the controller 17 (Fig. 10, rise time determination means 17b) detects whether 30 minutes have passed since the
一定時間(30分)が経過していない場合は、図6(図16)のステップP15に移行し、上記コントローラ17(図10、設定維持手段17n)は、標準コントローラ7の入力端子7aを介して、上記コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房時は45[℃])を維持するように指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値のTso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])のままとし、変化しない。
If the fixed time (30 minutes) has not elapsed, the process proceeds to step P15 in FIG. 6 (FIG. 16), and the controller 17 (FIG. 10, setting maintenance means 17n) issues a command to the controller 7 (FIG. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) via the
上記コントローラ17(図10、立ち上がり時間判別手段17b)は上記一定時間(30分)が経過したと判断した場合は、次のステップP5に移行する(図6、図16参照)。 If the controller 17 (Figure 10, rise time determination means 17b) determines that the certain time (30 minutes) has elapsed, it proceeds to the next step P5 (see Figures 6 and 16).
上記コントローラ17(図10、制御周期判別手段17c)は、メモリデータ取得手段17pが取得した制御周期データ18c(例えば30分)を取得し、制御周期(30分)が経過したか否か判断する(図6、図16、P5参照)。上記コントローラ17は、制御周期を経過したと判断した場合は、空調機1は立ち上がり時間を過ぎて通常の動作を行っているものと認識する(図6、図16、P5参照)。この制御周期は、例えば30分でもよいし、或いは、1時間でも良く、設定変更可能である。
The controller 17 (Fig. 10, control period determination means 17c) acquires the control period data 18c (e.g., 30 minutes) acquired by the memory data acquisition means 17p, and determines whether the control period (30 minutes) has elapsed (see Figs. 6, 16, P5). If the
この制御周期(30分)が未だ経過していないと上記コントローラ17(図10、制御周期判別手段17c)が判断した場合は、図6(図16)のステップP15に移行し、上記コントローラ17(図10、設定維持手段17n)は、同様に、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房時は設計値の45[℃])を維持するように指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値のTso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])のままとし、変化しない。
If the controller 17 (Fig. 10, control cycle determination means 17c) determines that this control cycle (30 minutes) has not yet elapsed, the process proceeds to step P15 in Fig. 6 (Fig. 16), and the controller 17 (Fig. 10, setting maintenance means 17n) similarly commands the standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) to maintain the
次に、図6(図16)ステップP5にて制御周期(30分)が経過したと上記コントローラ17(図10、制御周期判別手段17c)が判断した場合は、空調機1は通常の動作を行っていると判断し、上記コントローラ17(図10、温度異常判別手段17d)は、二次側の往き配管2の冷水(暖房時は温水)の二次側往き温度Ts2(図1、図2の温度センサ10の測定値)が、メモリ18に記憶しているTh1=15℃(Th1データ18d)(暖房時はTh1=37[℃])と比較して高いか否かを判断する(Ts2>Th1)(暖房時はTs2<Th1)(図6、図16、ステップP6参照)。このTh1(温度異常)を15[℃](冷房時)とする根拠は、チラー4の出口温度の設計値が7[℃]であり、一般的に使われるチラー4の出口温度と入口温度の差ΔTの設計値が7[℃]であるから、チラー4の入口温度が14℃(7+ΔT)に対して、+1[℃](=15[℃])にTh1(温度異常)を設定している。
Next, if the controller 17 (Fig. 10, control cycle determination means 17c) determines that the control cycle (30 minutes) has elapsed at step P5 of Fig. 6 (Fig. 16), it determines that the
暖房時は、このTh1(温度異常)を37[℃]とする根拠は、チラー4の出口温度の設計値が45[℃]であり、一般的に使われるチラー4の出口温度と入口温度の差ΔTの設計値が7[℃]であるから、チラー4の入口温度が38℃(7+ΔT)に対して、-1[℃](=37[℃])にTh1(温度異常)を設定している。
During heating, Th1 (temperature abnormality) is set to 37°C because the design value for the outlet temperature of
このTh1=15[℃](冷房時)は、二次側の往き配管2の冷水の二次側往き温度Ts2が15[℃]以上になると、空調になんらかの支障をきたすと思われる温度異常(例えば、在室者が暑く感じる、除湿があまりできていない状態、機械の排熱処理に対応できていない状態など)に設定している(暖房時は、二次側往き配管2の温水の二次側往き温度Tsが37[℃]以下になると、在室者が寒く感じる状態に設定している)。
This Th1 = 15°C (when cooling) is set so that if the secondary side delivery temperature Ts2 of the cold water in the secondary
よって、上記コントローラ17(図10、温度異常判別手段17d)は、データ取得手段17qを介して、二次側往き温度センサ10からの温度データTs2の入力を受け、当該二次側往き温度データTs2と上記設定温度Th1(15[℃])(暖房時は37[℃])とを比較する(図6、図16、ステップP6参照)。
The controller 17 (Figure 10, temperature abnormality determination means 17d) receives the temperature data Ts2 from the secondary side
冷房時は、上記コントローラ17(図10、温度異常判別手段17d)は、上記二次側往き温度データTs2の入力を受け、二次側の往き配管2の冷水の二次側往き温度Ts2がTh1(=15℃)より高いと判断した場合は、未だチラー4の出口側の冷水の出口温度Ts2が設計値の7[℃]まで冷えていない状況なので、図6のステップP15に移行し、設定維持手段17nがチラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃]に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]のままとし、変化しない。
During cooling, the controller 17 (FIG. 10, temperature abnormality determination means 17d) receives the secondary side forward temperature data Ts2 and, if it determines that the secondary side forward temperature Ts2 of the chilled water in the secondary side forward piping 2 is higher than Th1 (=15°C), it moves to step P15 in FIG. 6 because the outlet temperature Ts2 of the chilled water on the outlet side of the
暖房時は、上記コントローラ17(図10、温度異常判別手段17d)は、上記二次側往き温度データTs2の入力を受け、二次側の往き配管2の温水の二次側往き温度Ts2がTh1(=37℃)より低いと判断した場合は、未だチラー4の出口側の温水の出口温度Ts2が設計値の37[℃]まで温まっていない状況なので、図16のステップP15に移行し、設定維持手段17nがチラー4の出口温度Tsを設計値の45[℃]に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の45[℃]のままとし、変化しない。
During heating, the controller 17 (FIG. 10, temperature abnormality determination means 17d) receives the secondary side forward temperature data Ts2 and, if it determines that the secondary side forward temperature Ts2 of the hot water in the secondary side forward piping 2 is lower than Th1 (=37°C), it moves to step P15 in FIG. 16 because the hot water outlet temperature Ts2 on the outlet side of the
上記コントローラ17(図10、温度異常判別手段17d)は、現時点での上記温度データTs2の入力を受け、二次側の往き配管2の冷水(温水)の二次側往き温度Ts2がTh1(=15[℃])(暖房時はTh1=37[℃])より低い(暖房時は高い)と判断した場合は、図6、図16のステップP7に移行する。
The controller 17 (FIG. 10, temperature anomaly determination means 17d) receives the current temperature data Ts2, and if it determines that the secondary side feed temperature Ts2 of the cold water (hot water) in the secondary
図6(図16)のステップP7において、上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、二次側の往き配管2の温度センサ10(図1、図2)からの温度データTs2の入力を、データ取得手段17qを介して受け、二次側往き温度Ts2が、メモリデータ取得手段17pにて取得したメモリ18(図12参照)に記憶していたTh2=10[℃](Th2データ18e)(暖房時はTh2=42[℃])と比較して高いか否かを判断する(Ts2>Th2)(暖房時はTs2<Th2)。ここで、冷房時のTh2=10[℃]の根拠は、特に決まりはないが、建物内の在室者が蒸し暑さを感じることのない温度に設定される。目安としては、チラー4の設計出口温度Tsoである7[℃]+1[℃]~5[℃]程度が望ましい(本発明の場合は7[℃]+3[℃]=10[℃]としている)。暖房時のTh2=42[℃]の根拠は、特に決まりはないが、建物内の在室者が寒さを感じることのない温度に設定される。目安としては、チラー4の設計出口温度Tsoである45[℃]-1[℃]~5[℃]程度が望ましい(本発明の場合は45[℃]-3[℃]=42[℃]としている)。
In step P7 of FIG. 6 (FIG. 16), the controller 17 (FIG. 10, temperature compensation determination means 17e) receives the input of temperature data Ts2 from the temperature sensor 10 (FIGS. 1, 2) of the secondary side forward piping 2 via the data acquisition means 17q, and judges whether the secondary side forward temperature Ts2 is higher than Th2=10[°C] (Th2 data 18e) (Th2=42[°C] during heating) stored in the memory 18 (see FIG. 12) acquired by the memory data acquisition means 17p (Ts2>Th2) (Ts2<Th2 during heating). Here, the basis for Th2=10[°C] during cooling is not particularly decided, but it is set to a temperature at which people in the building do not feel stuffy. As a guideline, it is desirable to set it to about 7[°C]+1[°C] to 5[°C], which is the design outlet temperature Tso of the chiller 4 (7[°C]+3[°C]=10[°C] in the present invention). There is no particular rule as to why Th2 = 42°C when heating, but it is set to a temperature that does not make people in the building feel cold. As a guideline, it is desirable to set the
上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、二次側往き温度センサ10からの温度データの入力を受け、当該温度データTs2と上記設定温度Th2(10[℃])(暖房時はTh2=42[℃])とを比較する。
The controller 17 (Figure 10, temperature compensation determination means 17e) receives temperature data from the secondary
上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、冷房時は、二次側往き温度Ts2がTh2(=10[℃])より未だ高いと判断した場合は、チラー4の出口側の冷水の温度Tsが設計値の7[℃]まで冷えていない状況なので、図6のステップP15に移行し、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃]に設定し、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]のままとし、変化しない。
When the controller 17 (Fig. 10, temperature compensation determination means 17e) determines that the secondary side outgoing temperature Ts2 is still higher than Th2 (= 10°C) during cooling, the temperature Ts of the cold water at the outlet side of the
暖房時は、上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、二次側往き温度Ts2がTh2(=42[℃])より未だ低いと判断した場合は、チラー4の出口側の温水の温度Tsが設計値の45[℃]まで温まっていない状況なので、図16のステップP15に移行し、チラー4の出口温度Tsを設計値の45[℃]に設定し、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の45[℃]のままとし、変化しない。
During heating, if the controller 17 (FIG. 10, temperature compensation determination means 17e) determines that the secondary side feed temperature Ts2 is still lower than Th2 (=42°C), the temperature Ts of the hot water at the outlet of the
上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、冷房時は、二次側往き温度Ts2がTh2(=10[℃])より低いと判断した場合は、空調機1によって室内がかなり冷えてきている状況なので、図6のステップP8に移行する。暖房時は、上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)は、二次側往き温度Ts2がTh2(=42[℃])より高いと判断した場合は、空調機1によって室内がかなり温まっている状況なので、図16のステップP8に移行する。
When the controller 17 (Fig. 10, temperature compensation determination means 17e) determines that the secondary side outgoing temperature Ts2 is lower than Th2 (= 10°C) during cooling, the room is being cooled considerably by the
当該ステップP8において、上記コントローラ17(図10、熱量演算手段17f)は、データ取得手段17qを介して、二次側の還り配管3の流量データ(F2)を流量センサ14(図1、図2参照)から取得すると共に、二次側還り温度の温度データ(Tr2)を温度センサ13から取得する。また、チラー4の前時刻設定出口温度pTsを取得して、現在の空調機1(二次側)の要求熱量qrを以下の式(1)により求める。尚、前時刻設定出口温度pTsは、制御周期の前時刻、本実施形態の場合は、制御周期である30分前のチラー4の設定出口温度であり、pTs(=Tso)=7[℃](暖房時はpTs=45[℃」)となる。尚、前時刻設定出口温度pTsは、例えば、前時刻に設定した熱源機4の出口温度であり、当初は設計出口温度Tsoの7℃となり、制御周期以後は、前回の時刻(例えば30分前)に出口温度演算手段にて求めた熱源機の出口温度Tsとなる。
In step P8, the controller 17 (Fig. 10, heat amount calculation means 17f) acquires the flow rate data (F2) of the secondary
qr=F2×(Tr2-pTs) (1) (図6ステップP8)
(暖房時は、qr=F2×(pTs-Tr2) (1’))(図16ステップP8)
qr:空調機側(二次側)要求熱量[Mcal/h]
F2:二次側流量[m3/h]
Tr2:二次側還り温度[℃]
pTs:前時刻設定出口温度[℃]
qr=F2×(Tr2−pTs) (1) (Step P8 in FIG. 6)
(When heating, qr = F2 x (pTs - Tr2) (1')) (FIG. 16, step P8)
qr: Heat requirement from air conditioner side (secondary side) [Mcal/h]
F2: Secondary flow rate [m 3 /h]
Tr2: Secondary return temperature [°C]
pTs: Previous time set outlet temperature [°C]
この場合、F2=200[m3/h]、Tr2=9.5[℃](暖房時はTr2=42[℃」)、pTs=7[℃](暖房時はpTs=45[℃])であったとすると、空調機1の要求熱量qr=500[Mcal/h](暖房時はqr=600[Mcal/h])となる。
In this case, if F2 = 200 [ m3 /h], Tr2 = 9.5 [°C] (Tr2 = 42 [°C] when heating), and pTs = 7 [°C] (pTs = 45 [°C] when heating), the required heat quantity of
上記コントローラ17(図10、熱量演算手段17f)は、上記qrの値(500[Mcal/h])(暖房時は600[Mcal/h])、二次側流量F2データをメモリ18のデータ記憶エリア18h(図12参照)に記憶する。
The controller 17 (Figure 10, heat amount calculation means 17f) stores the value of qr (500 [Mcal/h]) (600 [Mcal/h] during heating) and the secondary flow rate F2 data in the
次に、上記コントローラ17(図10、熱量判別手段17g)は、図6のステップP9(暖房時は図16のステップP9)において、上記ステップP8で計算した空調機1の要求熱量qrと、チラー4の定格能力(一次側定格能力)q1との比較を行う(qr≦q1)。この場合、チラー4の定格能力は、チラー4の全台数(4台)の合計の定格能力となる。これは、チラー4aの全台数が運転する能力の範囲内であれば、制御可能であり、熱供給に支障はないと判断するためである。この場合、チラー4aの1台の定格能力は例えば500[Mcal/h](暖房時は600[Mcal/h])とすると、4台ではq1=2000[Mcal/h]となる。
Next, in step P9 of FIG. 6 (step P9 of FIG. 16 during heating), the controller 17 (FIG. 10, heat amount determination means 17g) compares the heat amount required by the
上記コントローラ17(図10、熱量判別手段17g)は、
qr(空調機1の要求熱量=500(暖房時は600)≦q1(チラー4の定格能力=2000)
の判断を行い、この場合、空調機1の要求熱量qrが、チラー4の定格能力q1以下なので、制御は可能であると判断し(空調機1の要求熱量qrが熱源機4の定格能力の範囲内であると判断され)、次のステップP10(図6、図16)に進む。
The controller 17 (FIG. 10, heat quantity determination means 17g)
qr (required heat amount of
In this case, since the required heat quantity qr of the
尚、要求熱量qrがチラー4の定格能力q1を超えている場合は、制御不能と判断し、図6のステップP15(暖房時は図16のステップP15)に移行し、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房時は45[℃])に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房時は45[℃])のままとし、変化しない。
If the required heat quantity qr exceeds the rated capacity q1 of the
次に、コントローラ17(図10、チラーポンプ判別手段17h)は図6のステップP10(暖房時は図16のステップP10)に移行し、一次側チラー4のポンプ4bが変流量であるか否かを判断する。
Then, the controller 17 (Fig. 10, chiller pump discrimination means 17h) proceeds to step P10 in Fig. 6 (step P10 in Fig. 16 during heating) and determines whether the
上記コントローラ17(図10、チラーポンプ判別手段17h)は、一次側チラー4のポンプ4bが「変流量」である場合は(図1の空調機1aの流量調整弁5が2方弁の場合)、図6(暖房時は図16)のステップP11に進む。この場合、空調機1は、2方弁の流量調節弁5を有している空調機1aが設置されているものとする。尚、この場合、コントローラ17は、空調機1aの流量調節弁5が2方弁であることは、当初から上記コントローラ17の設置者が、対応する空調システムの設備に合わせて、メモリ18の空調機弁タイプデータ18f(図12参照)に予め記憶しており、チラーポンプタイプデータ18g(図12参照)も空調機1aに合わせて「変流量」であることが予め記憶されており、上記コントローラ17(図10、チラーポンプ判別手段17h)はこれらのデータを予め認識している。従って、上記コントローラ17(チラーポンプ判別手段17h)は、メモリデータ取得手段17pからのチラーポンプタイプデータ18gに基づいて、チラーポンプが「変流量」であることを認識し、図6(図16)のステップP11に移行する。
If the
上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17i)は、図6(図16)のステップP11(変流量)において、現時点のチラー4の出口温度Tsを、二次側流量F2と二次側要求熱量qrに基づいて次式(2)により求める。
Ts=Tro-qr/F2 (2)
(暖房時 Ts=Tro+qr/F2 (2’))
Ts:チラー4の出口温度[℃]
Tro:Tso(7[℃])+設計温度差ΔT(ΔT=5[℃]~7[℃]
(暖房時 Tro:Tso(45[℃]-設計温度差ΔT(ΔT=5[℃]~7[℃])
The controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17i) determines the current outlet temperature Ts of the
Ts = Tro - qr / F2 (2)
(When heating, Ts = Tro + qr / F2 (2'))
Ts: outlet temperature of chiller 4 [°C]
Tro: Tso (7°C) + design temperature difference ΔT (ΔT = 5°C to 7°C)
(Heating Tro: Tso (45 [℃] - Design temperature difference ΔT (ΔT = 5 [℃] to 7 [℃])
Tro[℃]は、設計値であり、Tso(チラー出口温度の設計値:7[℃])に、設計温度差ΔT[℃]を加えた温度であり、通常は、Tro=7[℃]+5[℃]=12[℃]に設定しているとする(図12、メモリ18のTroデータ18j参照)。暖房時は、Tro[℃]は、設計値であり、Tso(チラー出口温度の設計値:45[℃])に、設計温度差ΔT[℃]を引いた温度であり、通常は、Tso=45[℃]-5[℃]=40[℃]に設定しているとする(図12、メモリ18のTroデータ18j参照)。
Tro [°C] is a design value, and is the temperature obtained by adding the design temperature difference ΔT [°C] to Tso (design value of chiller outlet temperature: 7 [°C]), and is usually set to Tro = 7 [°C] + 5 [°C] = 12 [°C] (see
上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17i)は、メモリデータ取得手段17pを介して上記メモリ18から上記Troデータ(12[℃])(暖房時は40[℃])を読み出し、同じくメモリ18のデータ記憶エリア18hから空調機1a側の要求熱量qrと二次側流量F2を読み出し、上記式(2)の演算を行い、チラー4の出口温度Ts[℃]を求め、メモリ18のデータ記憶エリア18hに記憶する。
例えば、
Ts=Tro(12[℃])-[qr(500[Mcal/h])÷F2(200[m3/h])]
=9.5[℃]
暖房時は、
Ts=Tro(40[℃])+[qr(600[Mcal/h])÷F2(200[m3/h])]
=43[℃]
となる。
The controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17i) reads out the Tro data (12 [°C]) (40 [°C] during heating) from the
for example,
Ts = Tro (12 [°C]) - [qr (500 [Mcal/h]) ÷ F2 (200 [ m3 /h])]
= 9.5 [°C]
When heating,
Ts = Tro (40°C) + [qr (600 Mcal/h) / F2 (200 m3 /h)]
= 43 [°C]
It becomes.
上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17i)は、演算結果Ts=9.5[℃](暖房時はTs=43[℃])をメモリ18のデータ記憶エリア18hに記憶する。その後、上記コントローラ17(図10、出口温度比較手段17k)は、図6(図16)のステップP13に移行し、上記チラー4の出口温度Tsの温度(9.5[℃])が、設計値のTso=7[℃]より高いか否かを判断する(Ts>Tso)(暖房時はTs<Tso)。
The controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17i) stores the calculation result Ts = 9.5 [°C] (Ts = 43 [°C] during heating) in the
図6(暖房時は図16)のステップP13において、上記コントローラ17(図10、出口温度比較手段17k)は、上記ステップP11で求めたチラー出口温度Ts(=9.5℃)(暖房時はTs=43[℃])は、設計値であるTso(=7[℃])(暖房時はTso=45[℃])よりも高い(暖房時は低い)ので、図6(暖房時は図16)のステップP13においてYESとなり、上記コントローラ17(図10、設定変更手段17m)は、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、入力端子7aを介して(図13参照)、チラー4の出口温度Tsを9.5[℃](暖房時は43[℃])に設定変更するように指令する(図6(暖房時は図16)P14参照)。
In step P13 in FIG. 6 (FIG. 16 during heating), the controller 17 (FIG. 10, outlet temperature comparison means 17k) determines that the chiller outlet temperature Ts (= 9.5°C) (Ts = 43°C during heating) determined in step P11 is higher (lower) than the design value Tso (= 7°C) (Tso = 45°C during heating), so the answer is YES in step P13 in FIG. 6 (FIG. 16 during heating), and the controller 17 (FIG. 10, setting change means 17m) commands the standard controller 7 (FIG. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) to change the setting of the
その結果、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)は、入力端子7aを介して設定変更信号が入力したことを検出し(図14P1参照)、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]から9.5[℃](暖房時は45[℃]から43[℃])に変更する(図14P2参照)。
As a result, the standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) detects that a setting change signal has been input via the
これにより、チラー4の出口温度Tsは7[℃]から1[℃]以上高い9.5[℃](暖房時は45[℃]から1[℃]以上低い43[℃])に上昇(暖房時は下降)させることができ、熱源機の効率を向上させることができる。
As a result, the outlet temperature Ts of the
尚、上記コントローラ17は、図6(暖房時は図16)のステップP13において、上記チラー4の出口温度Tsが設計温度Tso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])より低い又は等しい(暖房時は高い又は等しい)と判断した場合は、図6(図16)のステップP15に移行し、設定維持手段17nが、チラー4の出口温度Tsを7[℃](暖房時は45[℃])に設定し、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)にその旨指令する(図6、図16P15参照)。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房時は45[℃])のままとし、変化せず、ステップP4に戻る。
If the
その後、コントローラ17はステップP4に戻り、立ち上がり時間は既に経過しているので、ステップP5に移行し、制御周期判別手段17c(図10参照)が、制御周期30分が経過しているか否かを判断する。以降は、30分の制御周期毎に、ステップP8にて空調機側(二次側)要求熱量qrを演算し、制御可能であれば、ステップP11において、チラー出口温度を演算により求め、設計値(7[℃])(暖房時は45[℃])よりも高い(暖房時は低い)場合は、標準コントローラ7に対して、チラー出口温度を上げる(暖房時は下げる)ように指示を行う(図6(暖房時は図16)ステップP14参照)。
Then, the
このように、中間期においては、制御周期である30分毎に、二次側要求熱量qrを演算により求め、制御可能であれば、演算で求めた二次側要求熱量qrに対応するチラー出口温度Tsを演算により求め、その値(温度)が、メーカ側のチラー出口温度の設計値(7[℃])より1[℃]以上高い場合(暖房時は1[℃]以上低い場合)は、当該演算により求めたチラーの出口温度Tsに設定変更するように、標準コントローラ7に対して設定変更信号を送出するものである。これにより空調システム全体として、省エネを図ることができる。
In this way, during the intermediate season, the secondary side heat requirement qr is calculated every 30 minutes, which is the control cycle, and if controllable, the chiller outlet temperature Ts corresponding to the calculated secondary side heat requirement qr is calculated, and if this value (temperature) is 1°C or more higher than the manufacturer's chiller outlet temperature design value (7°C) (if it is 1°C or more lower during heating), a setting change signal is sent to the
(図2 1ポンプ方式、空調機1bの流量調整弁6が3方弁の場合)
次に、空調機1bの流量調整弁6が3方弁の場合を説明する。
図6(暖房の場合は図16)においてステップP1~P9までは上記図1の場合と同様なので、説明を省略する。
(Figure 2 One-pump system, when the
Next, a case where the flow
In FIG. 6 (FIG. 16 in the case of heating), steps P1 to P9 are the same as those in FIG. 1, and therefore the explanation will be omitted.
図6(暖房の場合は図16)のステップP10において、上記コントローラ17(図10、チラーポンプ判別手段17h)は、一次側チラー4のポンプ4bが「定流量」である場合は、図6(暖房の場合は図16)のステップP12に進む。この場合、空調機1は、図2の3方弁の流量調節弁6を有している空調機1bが設置されているものとする。
In step P10 in FIG. 6 (FIG. 16 in the case of heating), if the
上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17j)は、図6(図16)のステップP12において、チラー4の出口温度Tsを下記の式(3)より求める。
Ts=Tro-qr/F1 (3)
(暖房時 Ts=Tro+qr/F1 (3’))
Ts:チラー4の出口温度[℃]
Tro:Tso(7[℃])+設計温度差ΔT(ΔT=5[℃]~7[℃])
(暖房時 Tro:Tso(45[℃]-設計温度差ΔT(ΔT=5[℃]~7[℃])
Tro[℃]は、設計値であり、上記ステップP11と同様であり、12[℃]に設定しているとする。尚、1ポンプ方式のため、常に、一次側流量≧二次側流量であり、分母が大きいF1の方が安全側になるので、分母は「F1」としている。
The controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17j) determines the outlet temperature Ts of the
Ts = Tro - qr / F1 (3)
(When heating, Ts = Tro + qr / F1 (3'))
Ts: outlet temperature of chiller 4 [°C]
Tro: Tso (7°C) + design temperature difference ΔT (ΔT = 5°C to 7°C)
(Heating Tro: Tso (45 [℃] - Design temperature difference ΔT (ΔT = 5 [℃] to 7 [℃])
Tro [°C] is a design value, and is set to 12 [°C] as in step P11 above. Note that, since this is a one-pump system, the primary flow rate is always greater than or equal to the secondary flow rate, and F1, which has a larger denominator, is on the safer side, so the denominator is set to "F1".
暖房時は、Tro[℃]は、設計値であり、Tso(チラー出口温度の設計値:45[℃])に、設計温度差ΔT[℃]を引いた温度であり、通常は、Tro=45[℃]-5[℃]=40[℃]に設定しているとする(図12、メモリ18のTroデータ18j参照)。
During heating, Tro [°C] is the design value, which is calculated by subtracting the design temperature difference ΔT [°C] from Tso (design value of chiller outlet temperature: 45 [°C]), and is usually set to Tro = 45 [°C] - 5 [°C] = 40 [°C] (see
上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17j)は、上記メモリ18(図12参照)から上記Troデータ(12℃)(暖房時は40[℃])18jを読み出し、同じくメモリ18のデータ記憶エリア18hから空調機側の要求熱量qrを読み出す。また、コントローラ17(図10、出口温度演算手段17j)は、データ取得手段17qを介して、一次側の流量センサ12から一次側流量F1(例えば、400[m3/h]とする)の流量データF1を検出し、当該流量データF1をメモリ18のデータ記憶エリア18hに記憶する。
The controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17j) reads out the Tro data (12° C.) (40° C. during heating) 18j from the memory 18 (see FIG. 12), and also reads out the heat quantity required by the air conditioner qr from the
そして、上記コントローラ17(図10、出口温度演算手段17j)は、上記式(3)の演算を行い、チラー4の出口温度Ts[℃]を求め、メモリ18のデータ記憶エリア18hに記憶する。
Then, the controller 17 (FIG. 10, outlet temperature calculation means 17j) calculates the above formula (3) to obtain the outlet temperature Ts [°C] of the
例えば、
Ts=Tro(12[℃])-[qr(500[Mcal/h])÷F1(400[m3/h]]=10.75[℃]
になったとする。
暖房時は、
Ts=Tro(40[℃])+[qr(600[Mcal/h])÷F1(400[m3/h])]
=41.5[℃]
for example,
Ts = Tro (12°C) - [qr (500 Mcal/h) / F1 (400 m3 /h) = 10.75°C]
Let's say it becomes like this.
When heating,
Ts = Tro (40°C) + [qr (600 Mcal/h) / F1 (400 m3 /h)]
= 41.5 [°C]
上記コントローラ17は、計算結果Ts=10.75[℃](暖房時はTs=41.5[℃])をメモリ18(図12参照)のデータ記憶エリア18hに記憶する。その後、上記コントローラ17(図10、出口温度比較手段17k)は、図5のステップP13に移行し、上記チラー4の出口温度Tsの温度(10.75[℃])(暖房時はTs=41.5[℃])が、設計値のTso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])より高いか否かを判断する(Ts>Tso)(暖房時はTs<Tso)。
The
図6(暖房時は図16)のステップP13において、上記コントローラ17(図10、出口温度比較手段17k)は、上記ステップP12で求めたチラー出口温度(10.75[℃])(暖房時は41.5[℃])は、設計値であるTso(=7[℃])よりも高いので(暖房時は設計値の45[℃]より低いので)、図6(暖房時は図16)のステップP14において、上記コントローラ17(図10、設定変更手段17m)は、チラー4の出口温度Tsを10.75[℃](暖房時は41.5[℃])に設定すべく、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7(図13、チラー温度設定手段7b)は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]から、10.75[℃](暖房時は設計値の45[℃]から41.5[℃])に変更する(図14P1~P2参照)。
In step P13 of Figure 6 (Figure 16 when heating), the controller 17 (Figure 10, outlet temperature comparison means 17k) determines that the chiller outlet temperature (10.75 [°C]) (41.5 [°C] when heating) determined in step P12 is higher than the design value Tso (= 7 [°C]) (lower than the design value of 45 [°C] when heating), so in step P14 of Figure 6 (Figure 16 when heating), the controller 17 (Figure 10, setting change means 17m) instructs the
これにより、チラー4の出口温度Tsを7[℃]から、1[℃]以上高い10.75[℃]に上昇させることができ(暖房時は45[℃]から1[℃]以上低い41.5[℃]に低下させることができ)、熱源機の効率を向上させることができる。
This allows the outlet temperature Ts of the
その後、コントローラ17はステップP4に戻り(図6、図16参照)、立ち上がり時間は既に経過しているので、ステップP5に移行し、制御周期判別手段17cが制御周期30分が経過しているか否かを判断する。以降は、30分の制御周期毎に、ステップP8にて空調機側(二次側)要求熱量qrを演算し、制御可能であれば、ステップP12において、チラー出口温度Tsを演算により求め、設計値(7℃)よりも高い場合は(暖房時は設計値(45℃)より低い場合は)、標準コントローラ7に対して、チラー出口温度を上げるように(暖房時は下げるように)指示を行う(図6、図16、ステップP14)。
Then, the
このように、中間期においては、制御周期である30分毎に、二次側要求熱量qrを演算により求め、制御可能であれば、演算で求めた二次側要求熱量qrに対応するチラー出口温度Tsを演算により求め、その値(温度)が、メーカ側のチラー出口温度の設計値より1℃以上高い場合は(暖房時は1℃以上低い場合は)、当該演算により求めたチラーの出口温度に設定変更するように、標準コントローラ7に対して設定変更信号を送出するものである。これにより空調システム全体として、省エネを図ることができる。
In this way, during intermediate periods, the secondary heat requirement qr is calculated every 30 minutes, which is the control cycle, and if controllable, the chiller outlet temperature Ts corresponding to the calculated secondary heat requirement qr is calculated, and if this value (temperature) is 1°C or more higher than the manufacturer's chiller outlet temperature design value (if it is 1°C or more lower during heating), a setting change signal is sent to the
(本発明に係るコントローラ17の動作、中間期、2方弁、2ポンプ方式、冷房、暖房時共通、図3参照)
2ポンプ方式の場合のコントローラ17の制御は、1ポンプ方式の制御(図1、図2)の手順と略同一であるが、図6(暖房時は図16)のステップP7とステップP8の間に、2ポンプ方式における特有の制御が存在するので、その点について図7にて説明する(冷房時暖房時共通)。
(Operation of the
The control procedure of the
ところで、チラー4の出口側温度Tsを1℃上げると(暖房時は1℃下げると)、チラー4の最大3%の省エネ効果が得られるといわれている。この2ポンプ方式では、チラー4の出口側温度Tsを1℃上げると(暖房時は1℃下げると)、空調機1の入口側と出口側の冷水(温水)の温度差が減少するので(熱量=流量×温度差)、必要な熱量を確保するために、空調機1の二方弁5が自動的に開いて、二次側の流量が増大することが予測される(尚、空調機1bが3方弁の場合(図4参照)は結果的に二次側流量に変動はないので、二次側流量の増加を考慮する必要はない)。このとき、2ポンプ方式では、二次側ポンプ21の流量が増加し(二方弁5が自動的に開くと、圧力変動により、二次側ポンプ21は設定の圧力となるように流量を調整する)、空調システム全体としての省エネ効果が減少することが予測される。
It is said that if the outlet temperature Ts of the
そこで、図7のステップP16~P18を設け、二次側流量の増加率が基準値I0(110%)を超えている場合は、チラー4の出口温度設定を変化なしとし(設計値の7[℃]のままとし)(暖房時は45[℃]のままとし)、二次側流量の増加率が基準値I0(110%)を超えていない場合のみ、チラー4の出口温度設定を上昇する方向(暖房時は下降する方向)に変更するようしたものである。尚、この基準値I0の110%は、メモリ18(図12参照)の基準値データ18kとして予め記憶されている。
Therefore, steps P16 to P18 in FIG. 7 are provided, and if the increase rate of the secondary flow rate exceeds the reference value I0 (110%), the outlet temperature setting of
上記図6(暖房時は図16)のステップP7において、上記コントローラ17(図10、温度補償判別手段17e)において、二次側の往き配管2の二次側往き温度Ts2が、Th2(10[℃])(暖房時は42[℃])より低下(暖房時は上昇)していると判断した場合は、図7のステップP16に移行し、上記コントローラ17(図11、流量比較手段17r)は、一次側の流量F1と二次側の流量F2とを比較する。
In step P7 in FIG. 6 (FIG. 16 during heating), if the controller 17 (FIG. 10, temperature compensation determination means 17e) determines that the secondary side feed temperature Ts2 of the secondary
このとき上記コントローラ17(図11、流量比較手段17r)は、データ取得手段17qを介して、一次側流量センサ12及び二次側流量センサ14から一次側流量F1、二次側流量F2を取得し、認識すると共に、メモリ18のデータ記憶エリア18hに各データを記憶する。
At this time, the controller 17 (Figure 11, flow rate comparison means 17r) acquires and recognizes the primary flow rate F1 and the secondary flow rate F2 from the primary
次に、上記コントローラ17(図11、二次側流量増加率演算手段17s)は、上記一次側流量F1と二次側流量F2の値から、二次側流量増加率I2を次式(4)により求め(図7P17参照)、上記コントローラ17(図11、増加率比較手段17t)は、メモリ18に予め記憶している基準値(110%)18kと比較する(I2≧I0)(図7、P18参照)。
I2=F2/F1×100[%] (4)
Next, the controller 17 (Figure 11, secondary side flow rate increase rate calculation means 17s) calculates the secondary side flow rate increase rate I2 from the values of the primary side flow rate F1 and the secondary side flow rate F2 using the following equation (4) (see P17 in Figure 7), and the controller 17 (Figure 11, increase rate comparison means 17t) compares it with a reference value (110%) 18k pre-stored in the memory 18 (I2 ≧ I0) (see P18 in Figure 7).
I2 = F2 / F1 × 100 [%] (4)
その後、上記コントローラ17(図11、増加率比較手段17t)は、二次側増加率I2が基準値I0(110%)以上の場合は(図7、P18参照)、図6のステップP15に移行して、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房時は45[℃])に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房時は45[℃])のままとし、変化しない。従って、温度差は維持されるので、空調機1の2方弁6が自動的に開くことはない。
After that, if the secondary side increase rate I2 is equal to or greater than the reference value I0 (110%) (see P18 in FIG. 7), the controller 17 (FIG. 11, increase rate comparison means 17t) proceeds to step P15 in FIG. 6, sets the
一方、上記コントローラ17(図11、増加率比較手段17t)は、二次側流量増加率I2が基準値I0(110%)より低い場合は(図7ステップP18)、図6(図16)の次のステップP8に移行して二次側要求熱量qrの演算に入る。この場合、図6(図16)のステップP9~P13まで同様に移行し、図6(図16)のステップP14において、チラー4の一次側往き温度Tsが、設計値であるチラー出口温度Tso(7[℃])以上(暖房時はTsoが45[℃]以下)になった場合は、上記コントローラ17(図10、設定変更手段17m)は、当該一次側往き温度Tsを標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に指令する。即ち、コントローラ17(図11、増加率比較手段17t)は、熱量演算手段17fに対し、通常の制御をおこなう旨の指令を与える。
On the other hand, when the secondary flow rate increase rate I2 is lower than the reference value I0 (110%) (step P18 in FIG. 7), the controller 17 (FIG. 11, increase rate comparison means 17t) proceeds to the next step P8 in FIG. 6 (FIG. 16) to calculate the secondary side heat demand qr. In this case, the process proceeds to steps P9 to P13 in FIG. 6 (FIG. 16) in the same manner, and when the primary side outgoing temperature Ts of the
上記標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)は、図14のステップP1~P2にて、チラー4の出口温度をTs(>7℃)(暖房時はTs(<45℃))に設定する。
The standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) sets the outlet temperature of the
これにより、二次側流量の増加率I2が基準値(110%)より低い場合にのみ、チラー4の出口温度Tsを7[℃]以上に上昇(暖房時は45[℃]以下に下降)させることができ、無駄な動作を行わずに、空調システムの効率を向上させることができる。
As a result, the outlet temperature Ts of the
尚、2ポンプ方式で空調機1bが3方弁の場合(図4の場合)は、二次側の圧力に変化はなく、流量は一次側流量も二次側流量も一定流量になり、二次側の流量に変動がないので、コントローラ17は、図7の制御に移行することなく、ステップP7からステップP8に移行する。
When the
次に、ピーク期の制御について説明する。
(本発明に係るコントローラ17の動作、ピーク期、1ポンプ方式、2ポンプ方式共通)(冷房時 図8、図9、暖房時 図17、図18参照)
室内の在室者が空調機1のスイッチをオンし(図8、図17、P1参照)、空調機1とチラー4がオンして、空調機1の立ち上がりの状態にあるものとする(図8、図17、P2参照)。
Next, the control during the peak period will be described.
(Operation of the
Assume that a person in the room turns on the switch of the air conditioner 1 (see P1 in Figs. 8 and 17), the
本発明に係るコントローラ17(図15、中間期ピーク期判別手段17a)は、メモリデータ取得手段17pからのカレンダーデータ18a(図12参照)に基づいて、まず現在の年月日を確認し、ピーク期であることを認識する(図8、図17、P3参照)。上記中間期/ピーク期判断手段17aによる判断は、上述の季節的な面と、空調機の空調負荷が熱源機の定格能力の80%以上の場合の何れかに基づいて判断される。 The controller 17 (Fig. 15, intermediate/peak period determination means 17a) according to the present invention first checks the current date based on the calendar data 18a (see Fig. 12) from the memory data acquisition means 17p, and recognizes that it is the peak period (see Figs. 8, 17, P3). The intermediate/peak period determination means 17a makes a determination based on either the seasonal aspect described above or a case where the air conditioning load of the air conditioner is 80% or more of the rated capacity of the heat source unit.
以下、図8(暖房時は図17)のステップP4からステップP7までは、上記中間期と同様である。即ち、図8(図17)のステップP4で立ち上がり時間(例えば30分)の経過を待ち、図8(図17)のステップP5で制御周期(例えば30分)の経過を待ち、図8(図17)のステップP6で、チラーの二次側往き温度Ts2が設定温度Th1(=15[℃])(暖房時はTh1=37[℃])を超えた否か判断し、Ts2が15[℃]より低い場合は(暖房時はTh1=37[℃]より高い場合は)、図8(図17)のステップP7で、チラーの二次側往き温度Ts2が設定温度Th2(=10[℃])(暖房時はTh2=42[℃])を超えたか否か判断し、Ts2が10[℃]より低い場合は(暖房時は42[℃]を超えた場合は)、図8、図17のステップP8に移行する。 Steps P4 to P7 in Figure 8 (Figure 17 when heating) are the same as those in the intermediate period described above. That is, in step P4 of FIG. 8 (FIG. 17), the start-up time (e.g., 30 minutes) is awaited, in step P5 of FIG. 8 (FIG. 17), the control period (e.g., 30 minutes) is awaited, in step P6 of FIG. 8 (FIG. 17), it is determined whether the chiller secondary side outlet temperature Ts2 exceeds the set temperature Th1 (= 15 [°C]) (Th1 = 37 [°C] during heating), and if Ts2 is lower than 15 [°C] (if Th1 = higher than 37 [°C] during heating), in step P7 of FIG. 8 (FIG. 17), it is determined whether the chiller secondary side outlet temperature Ts2 exceeds the set temperature Th2 (= 10 [°C]) (Th2 = 42 [°C] during heating), and if Ts2 is lower than 10 [°C] (if it exceeds 42 [°C] during heating), it proceeds to step P8 of FIG. 8 and FIG. 17.
尚、上記各ステップP4~P7にて、立ち上がり時間を経過していない場合、制御周期を経過していない場合、Ts2が15℃を超える場合(暖房時はTs2が37[℃]より低い場合)、Ts2が10[℃]を超える場合は(暖房時はTs2が42[℃]より低い場合)、何れも図9、図18のステップP20に移行し、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃]に設定し(暖房時は設計値の45[℃])、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]のままとし(暖房時は45℃のまま)、変化しない。
In addition, in each of the above steps P4 to P7, if the start-up time has not elapsed, if the control period has not elapsed, if Ts2 exceeds 15°C (if Ts2 is lower than 37°C during heating), or if Ts2 exceeds 10°C (if Ts2 is lower than 42°C during heating), the process proceeds to step P20 in Figures 9 and 18, and the outlet temperature Ts of the
次に、ステップP8(図8、図17)にて上記コントローラ17(図15、データ取得手段17q)は、一次側流量センサ12から一次側流量F1を取得すると共に、二次側流量センサ14から二次側流量F2を取得し、上記コントローラ17(図15、流量比較手段17r’)は、一次側流量F1と二次側流量F2を比較する(図8、図17P8参照)。
Next, in step P8 (FIGS. 8 and 17), the controller 17 (FIG. 15, data acquisition means 17q) acquires the primary side flow rate F1 from the primary side
ところで、チラー4の出口側温度Tsを1[℃]上げると(暖房の場合は1[℃]下げると)、チラー4の最大3%の省エネ効果が得られるといわれている。2ポンプ方式では(図3の場合)、チラー4の出口側温度Tsを1[℃]上げると(暖房の場合は1[℃]下げると)、空調機1の入口側と出口側の冷水の温度差が減少するので(熱量=流量×温度差)、必要な熱量を確保するために、空調機1bの二方弁5が自動的に開いて、二次側の流量が増大することが予測される。この2ポンプ方式では(図3の場合)、二次側ポンプ21の流量が増加し、空調システム全体としての省エネ効果が減少することが予測される。
It is said that increasing the outlet temperature Ts of the
尚、1ポンプ方式では(図1、図2参照)、常に一次側流量≧二次側流量となっているので、二次側流量が一次側流量より大きくなることはない。また、空調機1bが3方弁の場合(図4の流量調整弁6の場合)は、二次側流量に変動はない。
In addition, in the one-pump system (see Figures 1 and 2), the primary flow rate is always greater than or equal to the secondary flow rate, so the secondary flow rate never exceeds the primary flow rate. Also, if the
そこで、図8(図17)ステップP8~P10を設け、二次側流量の増加率が基準値I0(110%)を超えている場合は、チラー4の出口温度設定を変化なしとし(設計値の7[℃](暖房の場合は45[℃])のままとし)、二次側流量の増加率が基準値I0(110%)を超えていない場合のみ、チラー4の出口温度設定を上昇する方向(暖房の場合は下降する方向)に変更するようしたものである。
Therefore, steps P8 to P10 in Figure 8 (Figure 17) are provided, and if the increase rate of the secondary flow rate exceeds the reference value I0 (110%), the outlet temperature setting of
従って、以下のステップP8~P10に移行するのは図3の場合のみであり、図1、図2、図4の場合は、ステップP8からステップP11に移行する。 Therefore, the process proceeds to steps P8 to P10 only in the case of Figure 3, and in the cases of Figures 1, 2, and 4, the process proceeds from step P8 to step P11.
そこで(図3(2ポンプ方式、2方弁)の場合)、上記ステップP8において、二次側流量F2が一次側流量F1より大の場合は、上記コントローラ17(図15、二次流量増加率演算手段17s’)は、図8、図17のステップP9において、上記一次側流量F1と二次側流量F2の値から、二次側流量増加率I2を次式(5)により求め(図8、図17、P9参照)、上記コントローラ17(図15、増加率比較手段17t’)は、メモリ18(図12)に予め記憶している基準値(110%)18kと比較する(I2≧I0)(図8、図17、P10参照)。
I2=F2/F1×100[%] (5)
Therefore (in the case of Figure 3 (two-pump system, two-way valve)), if the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1 in step P8, the controller 17 (Figure 15, secondary flow rate increase rate calculation means 17s') calculates the secondary side flow rate increase rate I2 from the values of the primary side flow rate F1 and the secondary side flow rate F2 in step P9 of Figures 8 and 17 by the following equation (5) (see Figures 8, 17, P9), and the controller 17 (Figure 15, increase rate comparison means 17t') compares it with a reference value (110%) 18k pre-stored in memory 18 (Figure 12) (I2≧I0) (see Figures 8, 17, P10).
I2 = F2 / F1 × 100 [%] (5)
その後、上記コントローラ17(図15、増加率比較手段17t’)は、二次側増加率I2が基準値I0(110%)以上の場合は(図8、図17、P10参照)、図9(図18)のステップP20に移行して、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房の場合は45[℃])に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房の場合は45[℃])のままとし、変化しない。従って、温度差は維持されるので、空調機1の2方弁6が自動的に開くことはない。
After that, if the secondary side increase rate I2 is equal to or greater than the reference value I0 (110%) (see P10 in Figs. 8, 17), the controller 17 (Fig. 15, increase rate comparison means 17t') proceeds to step P20 in Fig. 9 (Fig. 18) and sets the outlet temperature Ts of the
一方、上記コントローラ17(図15、増加率比較手段17t’)は、二次側流量増加率I2が基準値I0(110%)より低い場合は、図8、図17の次のステップP11に移行して二次側要求熱量qrの演算に入る。 On the other hand, if the secondary flow rate increase rate I2 is lower than the reference value I0 (110%), the controller 17 (Figure 15, increase rate comparison means 17t') proceeds to the next step P11 in Figures 8 and 17 and begins calculating the secondary side heat request qr.
尚、図8、図17のステップP8において、一次側流量F1が二次側流量F2より大の場合は、ステップP9,P10の制御は行わずに、ステップP11に移行する。これは、一次流量が二次側流量より大きい場合、バイパス配管8により還り配管3から余った温度が高い二次側流量が往き配管2に合流し、往き温度が上昇するおそれがないためである。
In addition, in step P8 in Figures 8 and 17, if the primary flow rate F1 is greater than the secondary flow rate F2, the control of steps P9 and P10 is not performed, and the process moves to step P11. This is because, when the primary flow rate is greater than the secondary flow rate, the
当該ステップP11(図8、図17)において、上記コントローラ17(図15、熱量演算手段17f’)は、データ取得手段17qを介して、二次側の還り配管3の流量データ(F2)を流量センサ14から取得すると共に、二次側還り温度の温度データ(Tr2)を温度センサ13から取得する。また、チラー4の出口温度Tsoを取得して、現在の空調機1(二次側)の要求熱量qrを以下の式(6)により求める。尚、チラー出口温度Tsoは、設計値であり7[℃](暖房時は45[℃])となる。
In step P11 (Fig. 8, Fig. 17), the controller 17 (Fig. 15, heat amount calculation means 17f') acquires flow rate data (F2) of the secondary
qr=F2×(Tr2-Tso) (6)(図8ステップP11)
(暖房時は、qr=F2×(Tso-Tr2) (6’)(図17ステップP11))
qr:空調機側(二次側)要求熱量[Mcal/h]
F2:二次側流量[m3/h]
Tr2:二次側還り温度[℃]
Tso:チラー出口温度[℃](設計値=7[℃])(暖房時は設計値=45[℃])
qr=F2×(Tr2−Tso) (6) (Step P11 in FIG. 8)
(When heating, qr = F2 x (Tso - Tr2) (6') (FIG. 17, step P11))
qr: Heat requirement from air conditioner side (secondary side) [Mcal/h]
F2: Secondary flow rate [m 3 /h]
Tr2: Secondary return temperature [°C]
Tso: Chiller outlet temperature [°C] (design value = 7 [°C]) (design value = 45 [°C] during heating)
この場合、F2=200[m3/h]、Tr2=9.5[℃](暖房時はTr2=42℃)、Tso=7[℃](暖房時はTso=45[℃])であったとすると、空調機1の要求熱量qr=500[Mcal/h](暖房時は熱量qr=600[Mcal/h]となる。
上記コントローラ17は、上記qrの値(500[Mcal/h])、二次側流量F2データをメモリ18のデータ記憶エリア18hに記憶する。
In this case, if F2 = 200 [ m3 /h], Tr2 = 9.5 [°C] (Tr2 = 42°C during heating), and Tso = 7 [°C] (Tso = 45 [°C] during heating), the required heat quantity of the
The
次に、上記コントローラ17(図15、熱量判別手段17g’)は、図8、図17のステップP12において、上記ステップP8で計算した空調機1の要求熱量qrと、チラー4の定格能力(一次側定格能力)q1との比較を行う(qr≦q1)。この場合、チラー4の定格能力は、チラー4の全台数(4台)の合計の定格能力となる。これは、チラー4の全台数が運転する能力の範囲内であれば、制御可能であり、熱供給に支障はないと判断するためである。この場合、チラー4の1台の定格能力は例えば500[Mcal/h]とすると、4台ではq1=2000[Mcal/h]となる。
Next, in step P12 of Fig. 8 and Fig. 17, the controller 17 (Fig. 15, heat quantity determination means 17g') compares the heat quantity required by the
上記コントローラ17(図15、熱量判別手段17g’)は、
qr(空調機1の要求熱量=500(暖房時は600))≦q1(チラー4の定格能力=2000)
の判断を行い、この場合、空調機1の要求熱量qrが、チラー4の定格能力q1以下なので、制御は可能であると判断し、次のステップP13(図9、図18)に進む。
The controller 17 (FIG. 15, heat quantity determination means 17g′)
qr (required heat amount of
In this case, since the required heat quantity qr of the
尚、要求熱量qrがチラー4の定格能力q1を超えている場合は、制御不能と判断し(図8、図17のステップP12)、図9、図18のステップP20に移行し、チラー4の出口温度Tsを設計値の7[℃](暖房時は45[℃])に設定し、標準コントローラ7にその旨指令する。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房時は45[℃])のままとし、変化しない。
If the required heat quantity qr exceeds the rated capacity q1 of the
図9、図18のステップP13において、上記コントローラ17(図15、出口温度変更手段17u)は、チラー4の出口温度をさらにa℃上昇させる(暖房の場合はa℃下降させる)。ここで、a℃としては「4℃」が予め設定されている(図12、メモリ18の温度データ18n)。また、Tsとしては、設計出口温度Tso=7[℃](暖房時は45[℃])より、3℃以上高い(低い)値に設定される。
In step P13 in Fig. 9 and Fig. 18, the controller 17 (Fig. 15, outlet temperature changing means 17u) further increases the outlet temperature of the
上記コントローラ17(図15、出口温度変更手段17u)は、上記ステップP7(図8、図17参照)において二次側往き温度Ts2が10[℃]以下(暖房の場合は42[℃]以上)であるので、チラー4の出口温度設定Tsoが7[℃](設計値)であるとすると(暖房の場合は45[℃])、Tsの設定温度を7℃+4℃の11[℃](=Ts)とする(暖房の場合は、45℃-4℃の41[℃])(この時点でn=0に設定する)。そして、上記コントローラ17(図15、出口温度変更手段17u)は設定変更手段17mに対して、チラー出口温度Tsoを11[℃](暖房の場合は41[℃])に変更するように指示する。
In step P7 (see Fig. 8 and Fig. 17), since the secondary side outgoing temperature Ts2 is 10°C or less (42°C or more for heating), if the
上記コントローラ17(図15、設定変更手段17m)は、上記指示に基づいて、図9、図18のステップP14において、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、入力端子7aを介して(図13参照)、チラー4の出口温度Tsを11[℃](暖房時は41[℃])に設定変更するように指令する(図9、図18、P14参照)。
Based on the above instruction, in step P14 of Figs. 9 and 18, the controller 17 (Fig. 15, setting change means 17m) instructs the standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) via the
その結果、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)は、入力端子7aを介して設定変更信号が入力したことを検出し(図14P1参照)、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃]から11[℃](暖房時は45[℃]から41[℃])に変更する(図14P2参照)。
As a result, the standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) detects that a setting change signal has been input via the
上記コントローラ17(図15、一定時間判別手段17y)は、次のステップP15において、一定時間(この場合10分)経過したか否かを検出し、経過していない場合は、チラー4の出口温度Ts=11[℃](暖房時は41[℃])を維持する。
The controller 17 (Figure 15, fixed time determination means 17y) detects whether or not a fixed time (10 minutes in this case) has elapsed in the next step P15, and if not, maintains the outlet temperature Ts of the
その後、上記コントローラ17(図15、出口温度増減手段17v)は、10分を経過した場合は、次のステップP16に移行し、a=4℃上昇させた(暖房時は下降させた)チラー4の出口温度設定Tsを、b[℃]ずつ下げる(暖房時はb[℃]ずつ上げる)。この場合、b=1[℃]が望ましい。即ち、下記の式(7)を演算する。この場合、指定温度幅は、b=1[℃]となる。
Ts=Tso+a-b×n (7)
(暖房時は、Ts=Tso-a+b×n (7’))
n=n+1
Thereafter, if 10 minutes have passed, the controller 17 (FIG. 15, outlet temperature increasing/decreasing means 17v) proceeds to the next step P16, and decreases the outlet temperature setting Ts of the
Ts = Tso + a - b × n (7)
(When heating, Ts = Tso - a + b x n (7'))
n=n+1
よって、上記コントローラ17(図15、出口温度増減手段17v)は、チラー4の出口温度設定Ts(=11[℃])を、1[℃]低下させてTs=10[℃]とする(暖房時は1[℃]上昇させてTs=42[℃]とする)(図9、図18、ステップP16)。
The controller 17 (FIG. 15, outlet temperature increasing/decreasing means 17v) reduces the
そして、上記コントローラ17(図15、出口温度増減手段17v)は設定変更手段17mに対して、チラー出口温度Tsoを10[℃](暖房時は42[℃])に変更するように指示する(図9、図18、P16参照)。 Then, the controller 17 (FIG. 15, outlet temperature increasing/decreasing means 17v) instructs the setting change means 17m to change the chiller outlet temperature Tso to 10°C (42°C during heating) (see FIG. 9, FIG. 18, P16).
上記コントローラ17(図15、設定変更手段17m)は、上記指示に基づいて、図9、図18のステップP17において、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)に対して、入力端子7aを介して(図13参照)、チラー4の出口温度Tsを10[℃](暖房時は42[℃])に設定変更するように指令する(図9、図18、P17参照)。
Based on the above instruction, in step P17 of Figs. 9 and 18, the controller 17 (Fig. 15, setting change means 17m) instructs the standard controller 7 (Fig. 13, chiller outlet temperature setting means 7b) via the
その結果、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)は、入力端子7aを介して設定変更信号が入力したことを検出し(図14P1参照)、チラー4の出口温度設定を設計値の11[℃]から10[℃]に変更する(暖房時は41[℃]から42[℃])(図14P2参照)。
その後、上記コントローラ17(図15、一定時間判別手段17y)は、ステップP18に移行し、一定時間(この場合10分)経過したか否か判断し、上記一定時間(10分)の間、出口温度Ts=10[℃](暖房時は42[℃])を維持する(図9、図18、P18参照)。
As a result, the standard controller 7 (chiller outlet temperature setting means 7b in Figure 13) detects that a setting change signal has been input via the
Thereafter, the controller 17 (FIG. 15, fixed time determination means 17y) proceeds to step P18, determines whether a fixed time (10 minutes in this case) has elapsed, and maintains the outlet temperature Ts = 10°C (42°C during heating) for the fixed time (10 minutes) (see FIG. 9, FIG. 18, P18).
上記コントローラ17(図15、出口温度比較手段17w)は、上記一定時間(10分)が経過すると、ステップP19に移行し、その時点で、上記出口温度比較手段17wは、上記ステップP16で求めたチラー出口温度Ts(例えば10[℃]であるとする)が、設計値であるTso(=7[℃])(暖房時は45[℃])よりも高いか否か判断する。この場合、チラー出口温度Ts=10[℃]なので、図9のステップP19においてNOとなるため、上記コントローラ(図15、出口温度比較手段17w)は、出口温度増減手段17vにさらに出口温度を減少させる指令を行う。即ち、上記図9のステップP16に戻って、チラー出口温度の減算動作を行う。 When the fixed time (10 minutes) has elapsed, the controller 17 (FIG. 15, outlet temperature comparison means 17w) proceeds to step P19, at which point the outlet temperature comparison means 17w judges whether the chiller outlet temperature Ts (for example, 10°C) determined in step P16 is higher than the design value Tso (=7°C) (45°C during heating). In this case, the chiller outlet temperature Ts = 10°C, so step P19 in FIG. 9 is NO, and the controller (FIG. 15, outlet temperature comparison means 17w) issues a command to the outlet temperature increase/decrease means 17v to further decrease the outlet temperature. That is, the process returns to step P16 in FIG. 9 and performs the subtraction operation on the chiller outlet temperature.
暖房時は、チラー出口温度Ts=42[℃]なので、図18のステップP19においてNOとなるため、上記コントローラ(図15、出口温度比較手段17w)は、出口温度増減手段17vにさらに出口温度を上昇させる指令を行う。即ち、上記図18のステップP16に戻って、チラー出口温度の増加動作を行う。 During heating, the chiller outlet temperature Ts = 42°C, so step P19 in FIG. 18 returns NO, and the controller (FIG. 15, outlet temperature comparison means 17w) issues a command to the outlet temperature increase/decrease means 17v to further increase the outlet temperature. That is, the process returns to step P16 in FIG. 18 above, and the chiller outlet temperature is increased.
この間、チラー出口温度Tsは、設計値であるTso=7[℃]を1[℃]以上超える出口温度を維持し得るので、この間は、熱源機の効率を向上させることができる。暖房時は、チラー出口温度Tsは、設計値であるTso=45[℃]を1[℃]以上低下した出口温度を維持し得るので、この間は、熱源機の効率を向上させることができる。 During this time, the chiller outlet temperature Ts can be maintained at an outlet temperature that is 1°C or more higher than the design value Tso = 7°C, so the efficiency of the heat source unit can be improved during this time. During heating, the chiller outlet temperature Ts can be maintained at an outlet temperature that is 1°C or more lower than the design value Tso = 45°C, so the efficiency of the heat source unit can be improved during this time.
上記コントローラ17(図15、出口温度比較手段17w)は、上記一定時間(10分)が経過すると、ステップP19に移行し、その時点で、上記出口温度比較手段17wは、上記ステップP16で求めたチラー出口温度Ts(仮に6[℃]であるとする)(暖房時は46[℃]とする)が、設計値であるTso(=7[℃])(暖房時は45[℃])よりも高いか否か判断する。この場合、チラー出口温度Ts=6[℃](暖房時は46[℃])なので、図9(図18)のステップP19においてYESとなり、図9、図18のステップP20に移行し、設定維持手段17nが、チラー4の出口温度Tsを7[℃](暖房時は45[℃])に設定し、標準コントローラ7(図13、チラー出口温度設定手段7b)にその旨指令する(図9、図18、P20参照)。その結果、標準コントローラ7は、チラー4の出口温度設定を設計値の7[℃](暖房時は45[℃])のままとし、変化せず、ステップP4(図8、図17)に戻る。
When the certain time (10 minutes) has elapsed, the controller 17 (FIG. 15, outlet temperature comparison means 17w) proceeds to step P19, at which point the outlet temperature comparison means 17w judges whether the chiller outlet temperature Ts (assumed to be 6°C) (46°C during heating) determined in step P16 is higher than the design value Tso (=7°C) (45°C during heating). In this case, the chiller outlet temperature Ts = 6°C (46°C during heating), so the answer is YES in step P19 in FIG. 9 (FIG. 18), proceeding to step P20 in FIG. 9 and FIG. 18, where the setting maintenance means 17n sets the outlet temperature Ts of the
以上のように、本発明は上述のように、中間期において、空調機の要求熱量が熱源機で制御可能と判断された場合において、熱源機4の出口温度を、冷房時は1℃以上高い値(暖房時は1℃以上低い値)に設定変更し得るため、空調システム全体として省エネルギー化を実現することができる。
As described above, in the present invention, when it is determined that the heat required by the air conditioner can be controlled by the heat source unit during intermediate periods, the outlet temperature of the
また、中間期において、空調システムが2ポンプ方式の場合、空調機側(二次側)の流量が増加することが予測されるが、二次側流量が増加すると、空調システム全体としての省エネルギー効果が減少する。よって、二次側流量の増加率を演算により求め、当該増加率を基準値(例えば110%)と比較し、増加率が基準値より増加している場合は、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoのままとし、上記増加率が基準値を下回っている場合にのみ、熱源機の出口温度を設計出口温度Tsoより上昇(暖房時は下降)させることができるので、無駄な動作を行わずに空調システムの効率を向上させることができる。 In addition, in intermediate periods, if the air conditioning system is a two-pump system, the flow rate on the air conditioner side (secondary side) is predicted to increase, but if the secondary side flow rate increases, the energy saving effect of the air conditioning system as a whole decreases. Therefore, the increase rate of the secondary side flow rate is calculated and compared with a reference value (e.g., 110%). If the increase rate is higher than the reference value, the outlet temperature of the heat source unit is left at the design outlet temperature Tso, and only if the increase rate is below the reference value can the outlet temperature of the heat source unit be raised above the design outlet temperature Tso (or lowered during heating), thereby improving the efficiency of the air conditioning system without performing unnecessary operations.
また、ピーク期においては、冷房の場合は熱源機の出口温度を、予め定めた時間毎に、熱源機の出口温度を例えば11℃から1℃ずつ低下するように変更することができ、熱源機の出口温度が設計出口温度(7℃)に一致するまでは設計出口温度より高い状態を維持できるので(暖房時は熱源機の出口温度を例えば41℃から1℃ずつ上昇するように変更することができ、熱源機の出口温度が設計出口温度(45℃)に一致するまでは設計出口温度より低い状態を維持できるので)、これにより、ピーク期においても、無理なく、空調システム全体として省エネルギー化を行うことができる。 In addition, during peak periods, in the case of cooling, the outlet temperature of the heat source unit can be changed, for example, from 11°C to be lowered by 1°C at predetermined time intervals, and the outlet temperature of the heat source unit can be maintained higher than the design outlet temperature until it matches the design outlet temperature (7°C) (during heating, the outlet temperature of the heat source unit can be changed, for example, from 41°C to be increased by 1°C, and the outlet temperature of the heat source unit can be maintained lower than the design outlet temperature until it matches the design outlet temperature (45°C)), so that energy conservation can be achieved throughout the entire air conditioning system, even during peak periods, without any difficulty.
さらに本発明は、空調システムは、一般的に小中規模に多い1ポンプ方式、大規模に多い2ポンプ方式の何れにも対応可能であり、空調機(二次側)において、流量調整弁が一般的に熱源機は変流運転対応が多い2方弁制御であるか、一般的に熱源機は定流量運転対応が多い3方弁制御であるかによっても制御を異ならせて、空調システム全体としての省エネルギーを実現できる空調システムの熱源機の出口設定温度制御装置を提供することを目的とする。また、対象となる熱源機は、チラーに限るものではなく、ターボ冷凍機、吸収式冷温水発生機などの他熱源機であってもよい。 Furthermore, the present invention aims to provide an outlet setting temperature control device for a heat source unit of an air conditioning system that can accommodate either the one-pump system, which is generally common in small and medium-sized air conditioning systems, or the two-pump system, which is common in large-scale systems, and that can achieve energy savings for the entire air conditioning system by differentiating control depending on whether the flow control valve in the air conditioner (secondary side) is a two-way valve control, which generally supports variable flow operation in heat source units, or a three-way valve control, which generally supports constant flow operation in heat source units. Furthermore, the target heat source unit is not limited to a chiller, but may be other heat source units such as a turbo refrigerator or an absorption type hot and cold water generator.
本発明は、流体の熱量を利用して所定の空間の空調を調整する空調システムに利用することができる。 The present invention can be used in air conditioning systems that use the heat of a fluid to adjust the air conditioning of a specified space.
1a,1b 空調機
2 往き配管
3 還り配管
4 熱源機(チラー)
17 コントローラ
17a 中間期/ピーク期判別手段
17f,17f’ 熱量演算手段
17g,17g’ 熱量判別手段
17i 出口温度演算手段
17j 出口温度演算手段
17k 出口温度比較手段
17m 設定変更手段
17n 設定維持手段
17r 流量比較手段
17s 二次側流量増加率演算手段
17t 増加率比較手段
17u 出口温度変更手段
17y 一定時間判別手段
17v 出口温度増減手段
Tso 設計出口温度
Ts 熱源機の出口温度
Tro 設計還り温度
qr 要求熱量
1a,
17
Claims (7)
上記熱源機の設計出口温度Tsoを設定変更し得るコントローラが設けられ、
上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段と、
上記中間期/ピーク期判別手段により判別された中間期において、
上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の制御周期の前時刻設定出口温度pTsと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出可能な熱量演算手段と、
上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別可能な熱量判別手段と、
上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合において、
設計還り温度をTroとして当該設計還り温度Troを上記設計出口温度Tsoより5℃~7℃高い温度(5℃~7℃低い温度)に設定され、上記測定された流量をFとした場合、
冷房時の冷水出口温度 Ts=Tro-(qr/F)
(暖房時の温水出口温度 Ts=Tro+(qr/F))
上記冷水出口温度(上記温水出口温度)Tsを上記式の演算で求められる出口温度演算手段と、
上記冷水(温水)出口温度Tsが、上記設計出口温度Tsoより高い(低い)か否か判断可能な出口温度比較手段と、
上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより1℃以上高い(低い)場合にのみ、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更可能な設定変更手段と、
上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoと等しいか低い(等しいか高い)場合は、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持することが可能な設定維持手段とを有するものであり、
上記動作を上記制御周期毎に繰り返すものである空調システムの熱源機の制御装置。 A control device for a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side through a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air with the air conditioner.
A controller capable of changing the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source machine is provided,
The controller includes: intermediate period/peak period discrimination means capable of discriminating whether the period is an intermediate period or a peak period;
In the intermediate period determined by the intermediate period/peak period determination means,
a heat quantity calculation means capable of calculating the required heat quantity qr of the air conditioner from the product of the temperature difference between the outlet temperature pTs set at the previous time of the control cycle of the heat source machine and the measured secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) of the return pipe and the measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply pipe and the return pipe;
a heat quantity determination means for determining whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit;
When the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit,
If the design return temperature is Tro and the design return temperature Tro is set to a temperature 5°C to 7°C higher (5°C to 7°C lower) than the design outlet temperature Tso, and the measured flow rate is F,
Cold water outlet temperature during cooling Ts = Tro - (qr/F)
(Hot water outlet temperature during heating Ts = Tro + (qr/F))
An outlet temperature calculation means for calculating the cold water outlet temperature (the hot water outlet temperature) Ts by the calculation of the above formula;
an outlet temperature comparison means capable of determining whether the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso;
a setting change means for changing the design outlet temperature Tso of the heat source machine to the cold water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means only when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso by 1° C. or more as a result of comparison by the outlet temperature comparison means;
and a setting maintenance means for maintaining the design outlet temperature Tso of the heat source machine when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is equal to or lower (equal to or higher) than the design outlet temperature Tso as a result of comparison by the outlet temperature comparison means,
A control device for a heat source unit of an air conditioning system that repeats the above operation at each control period.
上記中間期/ピーク期判別手段により判別された上記中間期において、
上記コントローラは、上記熱量演算手段の前段において、測定した冷水(温水)の上記熱源機側の一次側流量F1と、上記空調機側の二次側流量F2を検出し、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きいか否かを判別可能な流量比較手段と、
上記流量比較手段の比較により、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きい場合に、二次側流量の増加率を演算により求めることが可能な二次側流量増加率演算手段と、
上記二次側流量増加率演算手段にて演算した上記二次側流量F2の上記増加率が予め設定した基準値より高いか否かを判断する増加率比較手段が設けられ、
上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より高い場合は、上記増加率比較手段が上記設定維持手段に対して上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持する指令が与えられ、
上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より低い場合にのみ、上記増加率比較手段は、上記熱量演算手段に対して通常の制御を行う旨の指令を与えるものであり、
上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより高い(低い)場合にのみ、上記設定変更手段により上記熱源機の上記設計出口温度Tsoが上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更されるように構成されたものである請求項1記載の空調システムの熱源機の制御装置。 In a control device for a heat source unit of a two-pump type air conditioning system having a primary pump in the heat source unit and a secondary pump on the forward piping side,
In the intermediate period determined by the intermediate period/peak period determination means,
The controller, in a stage preceding the heat quantity calculation means, detects a primary flow rate F1 on the heat source unit side of the measured cold water (hot water) and a secondary flow rate F2 on the air conditioner side, and is capable of determining whether the secondary flow rate F2 is greater than the primary flow rate F1;
a secondary side flow rate increase rate calculation means for calculating an increase rate of the secondary side flow rate when the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1 by a comparison made by the flow rate comparison means;
an increase rate comparison means for determining whether the increase rate of the secondary flow rate F2 calculated by the secondary flow rate increase rate calculation means is higher than a preset reference value;
When the increase rate of the secondary flow rate F2 is higher than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the setting maintenance means to maintain the design outlet temperature Tso of the heat source machine,
Only when the increase rate of the secondary flow rate F2 is lower than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the heat quantity calculation means to perform normal control,
2. A control device for a heat source unit of an air conditioning system as described in claim 1, configured so that the setting change means changes the design outlet temperature Tso of the heat source unit to the cold water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means only when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso as a result of comparison by the outlet temperature comparison means.
上記熱源機の設計出口温度Tsoを設定変更し得るコントローラが設けられ、
上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段と、
上記中間期/ピーク期判別手段により判別されたピーク期において、
上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の設計出口温度Tsoと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出可能な熱量演算手段と、
上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別可能な熱量判別手段と、
上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合において、
上記熱源機の冷水(温水)の出口温度を、上記設計出口温度Tsoより3℃以上高い(低い)変更後の冷水(温水)出口温度に変更の指示を行う出口温度変更手段と、
上記出口温度変更手段の上記指示により上記熱源機の冷水(温水)出口温度を上記変更後の冷水(温水)出口温度に変更する設定変更手段と、
予め定めた時間になったかを否かを判別する一定時間判別手段と、
上記一定時間判別手段が上記予め定めた時間になったと判断した場合、上記変更後の冷水(温水)出口温度を指定温度幅で下げ(上げ)て、上記設定変更手段に上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度を変更後の冷水(温水)出口温度への変更の指示を行う出口温度増減手段と、
上記一定時間判別手段による上記予め定めた時間になる度に、上記出口温度増減手段による上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の上記指定温度幅での下げ(上げ)の動作が繰り返し行われ、上記予め定めた時間になる度に、上記設定変更手段による上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の変更が行われ、
上記熱源機の変更後の上記冷水(温水)出口温度が、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoに一致するまで同様の上記動作が繰り返し行われるものであることを特徴とする空調システムの熱源機の制御装置。 A control device for a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side through a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air with the air conditioner.
A controller capable of changing the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source machine is provided,
The controller includes: intermediate period/peak period discrimination means capable of discriminating whether the period is an intermediate period or a peak period;
In the peak period determined by the intermediate period/peak period determination means,
A heat quantity calculation means capable of calculating the required heat quantity qr of the air conditioner from the product of the temperature difference between the design outlet temperature Tso of the heat source machine and the measured secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) of the return pipe and the measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply pipe and the return pipe;
a heat quantity determination means for determining whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within the range of the rated capacity of the heat source unit;
When the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit,
An outlet temperature change means for instructing to change the outlet temperature of the cold water (hot water) of the heat source device to a changed cold water (hot water) outlet temperature that is 3° C. or more higher (lower) than the design outlet temperature Tso;
A setting change means for changing the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source device to the changed cold water (hot water) outlet temperature in response to the instruction from the outlet temperature change means;
a certain time determination means for determining whether a predetermined time has elapsed;
an outlet temperature increasing/decreasing means for decreasing (increasing) the changed cold water (hot water) outlet temperature by a designated temperature range when the fixed time determination means determines that the predetermined time has been reached, and for instructing the setting change means to change the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed cold water (hot water) outlet temperature;
Each time the predetermined time determined by the fixed time determination means is reached, the outlet temperature increase/decrease means repeatedly decreases (increases) the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine by the specified temperature range, and each time the predetermined time is reached, the setting change means changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine,
A control device for a heat source unit of an air conditioning system, characterized in that the same operation is repeated until the cold water (hot water) outlet temperature after the heat source unit is changed matches the designed outlet temperature Tso of the heat source unit.
上記熱源機の設計出口温度Tsoを設定変更し得るコントローラを設け、
上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段により判別された中間期において、
熱量演算手段が、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の制御周期の前時刻設定出口温度pTsと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出し、
熱量判別手段が、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別し、
上記熱量判別手段にて上記空調機の上記要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合、
出口温度演算手段が、設計還り温度をTroとして当該設計還り温度Troを上記設計出口温度Tsoより5℃~7℃高い温度(5℃~7℃低い温度)に設定し、上記測定した流量をFとした場合、
冷房時の冷水出口温度 Ts=Tro-(qr/F)
(暖房時の温水出口温度 Ts=Tro+(qr/F))
上記冷水出口温度(上記温水出口温度)Tsを上記式の演算で求め、
出口温度比較手段が、上記冷水(温水)出口温度Tsが、上記設計出口温度Tsoより高い(低い)か否か判断し、
設定変更手段が、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより1℃以上高い(低い)場合にのみ、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを上記出口温度演算手段で求めた冷水(温水)出口温度Tsに設定変更し、
設定維持手段が、上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoと等しいか低い(等しいか高い)場合は、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持し、
上記動作を上記制御周期毎に繰り返すものである空調システムの熱源機の制御方法。 A method for controlling a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side through a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat-exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air with the air conditioner,
A controller capable of changing the design outlet temperature Tso of the heat source machine is provided,
The controller, in an intermediate period determined by an intermediate/peak period determination means capable of determining whether the intermediate period is a peak period or an intermediate period,
a heat quantity calculation means for calculating a required heat quantity qr of the air conditioner from a product of a temperature difference between an outlet temperature pTs set at a previous time in the control cycle of the heat source machine and a secondary side return temperature Tr2 of the measured cold water (hot water) in the return pipe and a measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply pipe and the return pipe;
A heat quantity determination means determines whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within a range of the rated capacity of the heat source unit;
When the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit,
When the outlet temperature calculation means sets the design return temperature Tro to a temperature 5°C to 7°C higher (5°C to 7°C lower) than the design outlet temperature Tso and sets the measured flow rate as F,
Cold water outlet temperature during cooling Ts = Tro - (qr/F)
(Hot water outlet temperature during heating Ts = Tro + (qr/F))
The cold water outlet temperature (the hot water outlet temperature) Ts is calculated by the above formula,
An outlet temperature comparison means judges whether the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso,
A setting change means changes the setting of the design outlet temperature Tso of the heat source machine to the chilled water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means only when the chilled water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso by 1°C or more as a result of comparison by the outlet temperature comparison means,
A setting maintaining means maintains the designed outlet temperature Tso of the heat source machine when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is equal to or lower (equal to or higher) than the designed outlet temperature Tso as a result of the comparison by the outlet temperature comparing means;
A control method for a heat source unit of an air conditioning system, which repeats the above operation for each control period.
上記中間期/ピーク期判別手段により判別された上記中間期において、
上記コントローラは、上記熱量演算手段の前段において、流量比較手段が、測定した冷水(温水)の上記熱源機側の一次側流量F1と、上記空調機側の二次側流量F2を検出し、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きいか否かを判別し、
上記流量比較手段の比較により、上記二次側流量F2が上記一次側流量F1より大きい場合に、二次側流量増加率演算手段が、二次側流量の増加率を演算により求め、
増加率比較手段が、上記二次側流量増加率演算手段にて演算した上記二次側流量F2の増加率が予め設定した基準値より高いか否かを判断し、
上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より高い場合は、上記増加率比較手段が上記設定維持手段に対して上記熱源機の上記設計出口温度Tsoを維持する指令を与え、
上記増加率比較手段の比較により、上記二次側流量F2の上記増加率が上記基準値より低い場合にのみ、上記増加率比較手段は、上記熱量演算手段に対して通常の制御を行う旨の指令を与えるものであり、
上記出口温度比較手段の比較により、上記冷水(温水)出口温度Tsが上記設計出口温度Tsoより高い(低い)場合にのみ、上記設定変更手段により上記熱源機の上記設計出口温度Tsoが上記出口温度演算手段で求めた上記冷水(温水)出口温度Tsに設定変更される請求項4記載の空調システムの熱源機の制御方法。 A method for controlling a heat source unit of a two-pump type air conditioning system having a primary pump in the heat source unit and a secondary pump on the forward piping side,
In the intermediate period determined by the intermediate period/peak period determination means,
The controller, in a stage preceding the heat quantity calculation means, detects a primary side flow rate F1 of the measured cold water (hot water) on the heat source unit side and a secondary side flow rate F2 on the air conditioner side, and determines whether the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1;
When the comparison by the flow rate comparison means indicates that the secondary side flow rate F2 is greater than the primary side flow rate F1, a secondary side flow rate increase rate calculation means calculates an increase rate of the secondary side flow rate,
an increase rate comparison means for determining whether or not the increase rate of the secondary flow rate F2 calculated by the secondary flow rate increase rate calculation means is higher than a preset reference value;
When the increase rate of the secondary flow rate F2 is higher than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the setting maintenance means to maintain the design outlet temperature Tso of the heat source machine,
Only when the increase rate of the secondary flow rate F2 is lower than the reference value as a result of the comparison by the increase rate comparison means, the increase rate comparison means issues a command to the heat quantity calculation means to perform normal control,
A control method for a heat source unit of an air conditioning system as described in claim 4, wherein the setting change means changes the design outlet temperature Tso of the heat source unit to the cold water (hot water) outlet temperature Ts calculated by the outlet temperature calculation means only when the cold water (hot water) outlet temperature Ts is higher (lower) than the design outlet temperature Tso as a result of comparison by the outlet temperature comparison means.
上記熱源機の設計出口温度Tsを設定変更し得るコントローラを設け、
上記コントローラは、中間期かピーク期かを判断可能な中間期/ピーク期判別手段により判別されたピーク期において、
熱量演算手段が、上記空調機の要求熱量qrを、上記熱源機の設計出口温度Tsoと、測定した上記還り配管の冷水(温水)の二次側還り温度Tr2との温度差と、測定した上記往き配管と上記還り配管を循環する冷水(温水)の流量Fとの積から算出し、
熱量判別手段が、上記熱量演算手段にて演算された現在の上記空調機の上記要求熱量qrが、上記熱源機の定格能力の範囲内であるか否かを判別し、
上記熱量判別手段にて上記空調機の要求熱量qrが上記熱源機の定格能力の範囲内であると判断された場合、
出口温度変更手段が、上記熱源機の冷水(温水)の出口温度を、上記設計出口温度Tsoより3℃以上高い(低い)変更後の冷水(温水)出口温度に変更の指示を行い、
設定変更手段が、上記出口温度変更手段の上記指示により上記熱源機の冷水(温水)出口温度を上記変更後の冷水(温水)出口温度に変更し、
一定時間判別手段が、予め定めた時間になったかを否かを判別し、
上記一定時間判別手段が上記予め定めた時間になったと判断した場合、出口温度増減手段が、上記変更後の冷水(温水)出口温度を指定温度幅で下げ(上げ)て、上記設定変更手段に上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度を変更後の冷水(温水)出口温度への変更の指示を行い、
上記一定時間判別手段による上記予め定めた時間になる度に、上記出口温度増減手段が上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の上記指定温度幅での下げ(上げ)の動作を繰り返し行い、上記予め定めた時間になる度に、上記設定変更手段が上記熱源機の上記冷水(温水)出口温度の変更を繰り返し行い、
上記熱源機の変更後の上記冷水(温水)出口温度が、上記熱源機の上記設計出口温度Tsoに一致するまで同様の上記動作が繰り返し行われる空調システムの熱源機の制御方法。 A method for controlling a heat source unit of an air conditioning system in which cold water (hot water) from a heat source unit on a primary side is circulated to an air conditioner on a secondary side through a forward pipe and a return pipe, and air introduced by the air conditioner is heat-exchanged with the cold water (hot water), thereby cooling (heating) indoor air with the air conditioner,
A controller capable of changing the design outlet temperature Ts of the heat source machine is provided,
The controller, in a peak period determined by an intermediate period/peak period determination means capable of determining whether the period is an intermediate period or a peak period,
A heat quantity calculation means calculates the required heat quantity qr of the air conditioner from the product of the temperature difference between the design outlet temperature Tso of the heat source machine and the measured secondary side return temperature Tr2 of the cold water (hot water) in the return pipe and the measured flow rate F of the cold water (hot water) circulating through the supply pipe and the return pipe;
A heat quantity determination means determines whether or not the current required heat quantity qr of the air conditioner calculated by the heat quantity calculation means is within a range of the rated capacity of the heat source unit;
When the heat quantity determination means determines that the required heat quantity qr of the air conditioner is within the range of the rated capacity of the heat source unit,
An outlet temperature changing means issues an instruction to change the outlet temperature of the cold water (hot water) of the heat source device to a changed cold water (hot water) outlet temperature that is 3° C. or more higher (lower) than the design outlet temperature Tso,
A setting change means changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source device to the changed cold water (hot water) outlet temperature in accordance with the instruction from the outlet temperature change means,
The fixed time determination means determines whether a predetermined time has elapsed,
When the fixed time determination means determines that the predetermined time has been reached, the outlet temperature increase/decrease means decreases (increases) the changed chilled water (hot water) outlet temperature by a specified temperature range, and instructs the setting change means to change the chilled water (hot water) outlet temperature of the heat source machine to the changed chilled water (hot water) outlet temperature,
Each time the predetermined time determined by the fixed time determination means is reached, the outlet temperature increase/decrease means repeatedly decreases (increases) the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine by the specified temperature range, and each time the predetermined time is reached, the setting change means repeatedly changes the cold water (hot water) outlet temperature of the heat source machine,
A control method for a heat source unit of an air conditioning system, in which the same operation is repeated until the cold water (hot water) outlet temperature after the heat source unit is changed matches the design outlet temperature Tso of the heat source unit.
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