送水温度制御装置および方法
【課題】単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器と単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器が混在する熱源システムにおいて、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図る。
【解決手段】設定送水温度TSspの緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する。例えば、冷凍機1−1を低COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)、冷凍機1−2を高COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とした場合、冷凍機1−2(高COP機)の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値TS1spを優先させて、緩和する。
【解決手段】設定送水温度TSspの緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する。例えば、冷凍機1−1を低COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)、冷凍機1−2を高COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とした場合、冷凍機1−2(高COP機)の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値TS1spを優先させて、緩和する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、冷温水を熱媒体とする熱源システムにおいて、その熱媒体の負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、冷温水を熱媒体とする熱源システムでは、その熱媒体の負荷機器への送水温度を一定(一般に、5〜7℃)となるように制御している。例えば、負荷機器を空調機とした場合、空調機の負荷が増減しても、送水温度は変化させない。空調機の負荷が増減した場合は、その空調機に付設された制御弁の開度を増減させ、空調機への冷温水の量を増減させて対応している。
【0003】
しかしながら、このような送水温度一定制御では、空調機の負荷が低負荷である場合、実際に空調機で消費される熱量を賄うのに必要な送水温度に対して過剰な送水温度となり、熱源機(冷熱源機、温熱源機)のCOP(成績係数:冷温水を生成するための消費電力と生成した熱量との比)が低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷であると、送水温度が低く、還水温度も低くなり、冷熱源機(冷凍機)のCOPが低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。
【0004】
そこで、近年、省エネルギー(以下、省エネと略す)を図ることを目的として、送水温度の設定値変更制御(VWT制御)が実施されている。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷となれば、送水温度を上げるようにする。すなわち、送水温度を省エネ方向へ緩和(以下、この省エネ方向への温度の緩和を単に緩和と呼ぶ)する。これにより、冷凍機のCOPが向上し、省エネが図られる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
図13にVWT制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す。同図において、1−1,1−2は冷凍機、2−1,2−2は冷凍機1−1,1−2への冷水の循環通路に補機として各個に設けられた1次ポンプ、3は冷凍機1−1,1−2からの冷水を混合する往ヘッダ、4は往水管路、5は往ヘッダ3からの往水管路4を介して送られてくる冷水の供給を受ける負荷機器(空調機、ファンコイルなどの熱負荷)、6は還水管路、7は負荷機器5への冷水の供給量をその負荷状態に応じて調整する冷水弁である。
【0006】
8は負荷機器5において熱交換され還水管路6を介して送られてくる冷水が戻される還ヘッダ、9は往ヘッダ3と還ヘッダ8とを連通させるバイパス管路、10は往ヘッダ3から負荷機器5への冷水の温度を送水温度TSとして計測する送水温度センサ、11は還ヘッダ8に戻される冷水の温度を還水温度TRとして計測する還水温度センサ、12は還ヘッダ8に戻される冷水の流量を負荷流量Fとして計測する流量計、13−1,13−2は冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度をTS1,TS2として計測する冷凍機出口温度センサ、14は送水温度制御装置である。
【0007】
往ヘッダ3は、第1の往ヘッダ3−1と第2の往ヘッダ3−2とから構成され、往ヘッダ3−1と3−2との間には、往ヘッダ3−1からの冷水を往ヘッダ3−2へ圧送する2次ポンプ15−1,15−2とバルブ16が設けられている。還ヘッダ8は、第1の還ヘッダ8−1と第2の還ヘッダ8−2とから構成され、還ヘッダ8−1と8−2との間に流量計12が設けられている。
【0008】
この熱源システムにおいて、1次ポンプ2−1,2−2により圧送された還水は、冷凍機1−1,1−2により所要の温度の冷水とされ、往ヘッダ3において混合され、往水管路4を介して負荷機器5へ供給される。そして、負荷機器5において熱交換され、還水管路6を介して還ヘッダ8に戻され、再び1次ポンプ2−1,2−2によって圧送され、以上の経路を循環する。
【0009】
また、送水温度制御装置14は、送水温度センサ10からの送水温度TS、還水温度センサ11からの還水温度TR、流量計12からの負荷流量F、冷水弁7の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器5への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定し、この決定した設定送水温度TSspに送水温度TSを一致させるように、冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度TS1,TS2を操作する。例えば、設定送水温度TSspが7℃から8.5℃に緩和されれば、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを7℃から8.5℃に変更する。これにより、冷凍機1−1,1−2のCOPが向上し、省エネが図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平11−63631号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上述した従来の熱源システムでは、冷凍機1−1,1−2の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを考慮せず、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを同じ値とし、同時に緩和させるようにしているので、冷凍機1−1,1−2の負荷率が同じとなり、期待している程の省エネは望めなかった。
【0012】
例えば、冷凍機1−1が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器(低COP機)、冷凍機1−2が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器(高COP機)であったとする(図14参照)。この場合、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを共に7℃から8.5℃に緩和すると、冷凍機1−1,1−2のCOPは向上する。しかし、冷凍機1−1,1−2の負荷率が同率(例えば、70%)となり、冷凍機1−1(低COP機)での冷温水の生成コストと冷凍機1−2(高COP機)での冷温水の生成コストとを合わせた合計のエネルギーコストには、削減の余地が残っている。
【0013】
なお、上述した例では、冷凍機(冷熱源機)により冷水を生成する例で説明したが、温熱機(温熱源機)によって温水を生成する場合にも同様の問題が生じる。また、冷凍機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたり、温熱機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたりするような場合にも同様の問題が生じる。
【0014】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器と単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器が混在する熱源システムにおいて、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能な送水温度制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
このような目的を達成するために本発明は、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、第1の機器が生成する冷温水と第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように第1の機器および第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段を設けたものである。
【0016】
この発明によれば、例えば、第1の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機(低COP機)、第2の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機(高COP機)とした場合、設定送水温度が緩和されると、高COP機よりも先に、低COP機の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、低COP機の往還水の温度差が小さくなり、高COP機の往還水の温度差が大きくなり、結果として、低COP機の負荷率が下がり、高COP機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0017】
本発明において、第1の機器および第2の機器は温熱機であってもよく、第1の機器を冷凍機、第2の機器を蓄熱槽、第1の機器を温熱機、第2の機器を蓄熱槽とすることも考えられる。熱源機(冷凍機、温熱機)と蓄熱槽とを組み合わせた構成では、設定送水温度が緩和されると、蓄熱槽(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、熱源機の負荷率が下がり、蓄熱槽の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。また、第1の機器を通常の熱源機(ガスや電気をエネルギー源とする熱源機)、第2の機器を排熱投入型の熱源機とすることも考えられる。この場合、設定送水温度が緩和されると、排熱投入型の熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、通常の熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、通常の熱源機の負荷率が下がり、排熱投入型の熱源機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0018】
また、本発明において、例えば、送水温度制御の操作量と第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより送水温度制御の操作量に応ずる第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにしてもよい。また、冷温水の能力の過不足量と第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより冷温水の能力の過不足量に応ずる第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにしてもよい。この場合、出口温度テーブルでは、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とする。
【0019】
また、本発明において、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあるか否かを判断し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあると判断した場合、第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしてもよい。
【0020】
また、本発明において、各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するようにし、この算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を第2の機器として決定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしたので、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第2の機器の負荷率を下げ、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器の負荷率を上げるようにして、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態(実施の形態1)を示す計装図である。
【図2】この熱源システムにおける送水温度制御装置が有する送水温度制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図3】この熱源システムにおいて単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機(高COP機)よりも先に単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機(低COP機)の冷水の出口温度の設定値を緩和した状態を示す図である。
【図4】通常の冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)と排熱投入型の冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とを組み合わせた例(実施の形態2)を示す図である。
【図5】冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)と蓄熱槽(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とを組み合わせた例(実施の形態3)を示す図である。
【図6】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第1例(利用例1)を示すフローチャート(実施の形態4)である。
【図7】実施の形態4で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図8】実施の形態4で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図9】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第2例(利用例2)を示すフローチャート(実施の形態5)である。
【図10】実施の形態5で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図11】実施の形態5で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図12】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値を自動演算するようにした場合のフローチャート(実施の形態6)である。
【図13】VWT制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す計装図である。
【図14】VWT制御を実施した従来の熱源システムにおける設定送水温度の緩和時の冷凍機の出口温度の設定値の変更状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態を示す計装図である。同図において、図13と同一符号は図13を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。なお、図1では、図13に示した従来の熱源システムにおける送水温度制御装置14と区別するために、本発明に係る送水温度制御装置を符号17で示している。
【0024】
この送水温度制御装置17は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して制御装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として負荷機器5への冷水の送水温度TSを設定送水温度Tspに一致させるように冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度TS1,TS2を操作する送水温度制御機能を有している。
【0025】
なお、この熱源システムにおいて、冷凍機1−1は低COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)とされ、冷凍機1−2は高COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)とされているものとする。また、送水温度制御装置17における現在の送水温度の設定状態として、負荷機器5への冷水の設定送水温度Tspは7℃、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spは共に7℃とされているものとする。
【0026】
以下、図2に示したフローチャートに従って、本発明に係る送水温度制御装置17が有する送水温度制御機能について説明する。
【0027】
送水温度制御装置17は、送水温度センサ10からの送水温度TS、還水温度センサ11からの還水温度TR、流量計12からの負荷流量F、冷水弁7の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器5への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定する(ステップS101)。この例では、設定送水温度TSspが8.5℃として決定されたものとする。
【0028】
なお、この例では、設定送水温度TSspを自動決定する方式としているが、設定送水温度TSspを設備管理者が手動で設定するような方式とする場合も考えられる。また、設定送水温度TSspを自動決定する方式として、特許文献1には、冷水弁の開度状態、給気温度偏差、給気温度偏差の収束状況、室内湿度などに基づいて各空調機の空調機ステータスを決定し、これら空調機ステータスから総合送水状態を決定し、この決定した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定する方式が示されており、このような方式を採用するようにしてもよい。
【0029】
送水温度制御装置17は、設定送水温度TSspが8.5℃として決定されると(ステップS101)、低COP機を緩和優先機、高COP機を緩和後回し機として区別し、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを決定する(ステップS102)。
【0030】
この場合、低COP機である冷凍機1−1を緩和優先機、高COP機である冷凍機1−2を緩和後回し機とする。そして、冷凍機1−2(緩和後回し機)の冷水の出口温度の設定値TS2spを7℃としたままの状態とし、この状態でステップS101で決定された設定送水温度TSsp(8.5℃)を確保し得る冷凍機1−1(緩和優先機)の冷水の出口温度の設定値TS1spを求める。
【0031】
この例において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spは、設定値TS2sp=7℃との比例配分によって、10℃として求められる。すなわち、冷凍機1−1(緩和優先機)の冷水の出口温度の設定値TS1spが10℃として決定され、冷凍機1−2(緩和後回し機)の冷水の出口温度の設定値TS2spが7℃として決定される。
【0032】
そして、送水温度制御装置17は、この決定した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS103)。すなわち、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは7℃のまま変更せずに、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spだけを7℃から10℃に変更する(図3参照)。
【0033】
これにより、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和され、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなる。この結果、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり(例えば、40%)、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり(例えば、100%)、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネ(エネルギーの従量料金の削減、CO2の排出量の削減)が図られるものとなる。
【0034】
〔実施の形態2〕
図1に示した熱源システムでは、冷凍機1−1を低COP機、冷凍機1−2を高COP機としたが、図4に示すように、冷凍機1−1を通常の冷凍機(ガスや電気を使用する通常のタイプの冷凍機)、冷凍機1−2を排熱投入型の冷凍機としてもよい。この場合、設定送水温度TSspが緩和されると、排熱投入型の冷凍機1−2(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、通常の冷凍機1−1(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、通常の冷凍機1−1の負荷率が下がり、排熱投入型の冷凍機1−2の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0035】
〔実施の形態3〕
また、図5に示すように、冷凍機1と蓄熱槽18とを組み合わせた構成としてもよい。この場合、設定送水温度TSspが緩和されると、蓄熱槽18(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、冷凍機1(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、冷凍機1の負荷率が下がり、蓄熱槽18の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0036】
〔実施の形態4:出口温度テーブルの利用例1〕
図6に、図1に示した熱源システムにおいて、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第1例(利用例1)のフローチャート(実施の形態4)を示す。
【0037】
この出口温度テーブルの利用例1において、送水温度制御装置17は、前述したステップS101(図2)と同様にして設定送水温度TSspを決定し(ステップS201)、送水温度センサ10からの送水温度TSを送水温度の計測値TSpvとして取得し(ステップS202)、この決定した設定送水温度TSspと取得した送水温度の計測値TSpvとの差から送水温度制御の操作量(PID出力値)ΔPを演算する(ステップS203)。
【0038】
そして、送水温度制御装置17は、出口温度の設定値TS1spとTS2spとの関係を定めた出口温度テーブルTB1(図7参照)より、送水温度制御の操作量ΔPに応ずる出口温度の設定値TS1sp,TS2spを取得し(ステップS204)、この取得した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS205)。
【0039】
ステップS204で利用する出口温度テーブルTB1(図7)は送水温度制御装置17内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルTB1は、横軸を送水温度制御の操作量(PID出力値)ΔPとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度(設定値)とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを示す特性Iと、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを示す特性IIとから構成されている。なお、送水温度制御の操作量ΔPは、送水温度を上昇させる方向の操作量ΔP+と下降させる方向の操作量ΔP−とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性I,IIによって冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの関係が示される。
【0040】
この出口温度テーブルTB1において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spおよび冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも優先させて緩和する関係とされている。
【0041】
この例において、出口温度テーブルTB1中の特性I,IIは、冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの下限値を7℃、上限値を12℃とし、送水温度制御の操作量ΔPのΔP−からΔP+の方向への変化に対し、先に冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値TS1spが上限値まで達すると、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【0042】
このような出口温度テーブルTB1を用いることにより、送水温度制御の操作量ΔPのΔP−からΔP+の方向への変化に対し(設定送水温度の緩和に対して)、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【0043】
なお、図7に示した出口温度テーブルTB1では、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達した時点で、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始するようにしているが、図8に示すような出口温度テーブルTB2とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上昇中に、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始させるようにしてもよい。
【0044】
〔実施の形態5:出口温度テーブルの利用例2〕
図9に、図1に示した熱源システムにおいて、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第2例(利用例2)のフローチャート(実施の形態5)を示す。
【0045】
この出口温度テーブルの利用例2において、送水温度制御装置17は、冷水弁7の開度θを空調機バルブ開度として取得し(ステップS301)、この空調機バルブ開度θが80%以上であるか否かを確認する(ステップS302)。
【0046】
ここで、空調機バルブ開度θが80%以上であれば(ステップS302のYES)、能力不足と判断し(ステップS303)、その時の能力の不足量ΔPW−を演算する。空調機バルブ開度θが80%未満であれば(ステップS302のNO)、能力過剰であると判断し(ステップS304)、その時の能力の過剰量ΔPW+を演算する。
【0047】
そして、送水温度制御装置17は、出口温度の設定値TS1spとTS2spとの関係を定めた出口温度テーブルTB3(図10参照)より、ステップS303,S304で演算した能力の過不足量ΔPW(ΔPW−,ΔPW+)に応ずる出口温度の設定値TS1sp,TS2spを取得し(ステップS305)、この取得した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS306)。
【0048】
ステップS305で利用する出口温度テーブルTB3(図10)は送水温度制御装置17内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルTB3は、横軸を負荷機器5へ供給される冷水の能力の過不足量ΔPWとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度(設定値)とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを示す特性IIIと、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを示す特性IVとから構成されている。なお、冷水の能力の過不足量ΔPWは、能力の不足量ΔPW−と能力の過剰量ΔPW+とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性III,IVによって冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの関係が示される。
【0049】
この出口温度テーブルTB3において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spおよび冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも優先させて緩和する関係とされている。
【0050】
この例において、出口温度テーブルTB3中の特性III,IVは、冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの下限値を7℃、上限値を12℃とし、冷水の能力の過不足量ΔPWの不足量ΔPW−から過剰量ΔPW+の方向への変化に対し、先に冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値TS1spが上限値まで達すると、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【0051】
このような出口温度テーブルTB3を用いることにより、冷水の能力の過不足量ΔPWの不足量ΔPW−から過剰量ΔPW+の方向への変化に対して(設定送水温度の緩和に対して)、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【0052】
なお、図10に示した出口温度テーブルTB3では、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達した時点で、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始するようにしているが、図11に示すような出口温度テーブルTB4とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上昇中に、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始させるようにしてもよい。また、能力の不足量ΔPW−と能力の過剰量ΔPW+との中心点(黒三角で示す点)を浮遊点とし、フローティング制御するようにしてもよい。
【0053】
〔実施の形態6:出口温度の設定値の自動演算〕
図12に、図1に示した熱源システムにおいて、出口温度テーブルを利用せずに、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを自動演算するようにした場合のフローチャート(実施の形態6)を示す。
【0054】
この例において、送水温度制御装置17は、冷凍機1−1,1−2の熱生成単価を冷凍機エネルギー使用量,冷凍機生成熱量の実測値に基づいて演算する(ステップS401)。この例では、下記(1)式を用いて、冷凍機1−1,1−2の熱生成単価を求める。
熱生成単価=(冷凍機エネルギー使用量×エネルギー単価)/冷凍機生成熱量 ・・・・(1)
【0055】
そして、この求めた熱生成単価が大きい方の機器を緩和優先機とし、熱生成単価が小さい方の機器を緩和後回し機とする(ステップS402)。この例では、冷凍機1−1が低COP機、冷凍機1−2が高COP機とされているので、冷凍機1−1が緩和優先機として決定され、冷凍機1−2が緩和後回し機として決定される。
【0056】
なお、冷凍機1−1,1−2の単位生成熱量あたりのエネルギーコストの大小関係が分かっている場合には、その関係を手動設定などによって送水温度制御装置17に前もって定めておくことによって、ステップS401での熱生成単価の演算やステップS402での機器の種別の決定を省略することができる。
【0057】
次に、送水温度制御装置17は、前述したステップS101(図2)と同様にして設定送水温度TSspを決定し(ステップS403)、送水温度センサ10からの送水温度TSを送水温度の計測値TSpvとして取得し(ステップS404)、この取得した送水温度の計測値TSpvと決定した設定送水温度TSspとを比較する(ステップS405)。
【0058】
〔TSsp≧TSpvであった場合〕
ここで、設定送水温度TSspが送水温度の計測値TSpv以上であった場合(ステップS405のNO)、緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値(緩和限度(例えば、12℃))に達しているか否かを確認する(ステップS406)。
【0059】
緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達していなければ(ステップS406のNO)、緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを上げる(ステップS407)。すなわち、緩和優先機1−1の冷水の出口温度設定値TS1spを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値TS1spを緩和優先機1−1に対して出力する(ステップS412)。
【0060】
緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達していれば(ステップS406のYES)、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを上げる(ステップS408)。すなわち、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値TS2spを緩和後回し機1−2に対して出力する(ステップS412)。
【0061】
〔TSsp<TSpvであった場合〕
設定送水温度TSspが送水温度の計測値TSpvよりも低かった場合(ステップS405のYES)、緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値(例えば、7℃)に達しているか否かを確認する(ステップS409)。
【0062】
緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値に達していなければ(ステップS409のNO)、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを下げる(ステップS410)。そして、この下げた出口温度の設定値TS2spを緩和後回し機1−2に対して出力する(ステップS412)。
【0063】
緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値に達していれば(ステップS409のYES)、緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを下げる(ステップS411)。そして、この下げた出口温度の設定値TS1spを緩和優先機1−1に対して出力する(ステップS412)。
【0064】
なお、上述において、ステップS407での緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上げ幅、ステップS408での緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上げ幅、ステップS410での緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの下げ幅、ステップS411での緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの下げ幅は、予め所定値として定められている。また、ステップS403〜S412の処理動作は、所定周期で繰り返される。
【0065】
このようにして、実施の形態6では、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spが自動演算され、設定送水温度TSspの緩和に対して、ステップS406〜S408の処理で示されるように、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されるものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0066】
なお、上述した実施の形態1〜6では、熱源機として冷凍機を用いたい例で説明したが、温熱機を用いた場合も同様に構成することができることは言うまでもない。
【0067】
また、実施の形態1〜5においても、実施の形態6と同様にして、冷水を生成する機器の熱生成単価を演算することにより、その機器の種別を決定するようにしてもよい。また、CO2排出量や1次エネルギーによって、その機器の種別を決定するようにしてもよい。
【0068】
また、上述した実施の形態1〜6では、冷水を生成する機器を2台としたが、冷水を生成する機器は2台に限るものではなく、さらにその数を増やしてもよい。
【0069】
また、実施の形態5では、冷水弁7の開度θを空調機バルブ開度として取得し、この取得した空調機バルブ開度θより負荷機器5へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしたが、他の方法で負荷機器5へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明の送水温度制御装置および方法は、負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法として、冷凍機や温熱機,蓄熱槽などを用いた各種の熱源システムで利用することが可能である。
【符号の説明】
【0071】
1,1−1,1−2…冷凍機、2−1,2−2…1次ポンプ、3(3−1,3−2)…往ヘッダ、4…往水管路、5…負荷機器、6…還水管路、7…冷水弁、8(8−1,8−2)還ヘッダ、9…バイパス管路、10…送水温度センサ、11…還水温度センサ、12…流量計、13−1,13−2…冷凍機出口温度センサ、15−1,15−2…2次ポンプ、16…バルブ、17…送水温度制御装置、18…蓄熱槽、TB1〜TB4…出口温度テーブル。
【技術分野】
【0001】
この発明は、冷温水を熱媒体とする熱源システムにおいて、その熱媒体の負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、冷温水を熱媒体とする熱源システムでは、その熱媒体の負荷機器への送水温度を一定(一般に、5〜7℃)となるように制御している。例えば、負荷機器を空調機とした場合、空調機の負荷が増減しても、送水温度は変化させない。空調機の負荷が増減した場合は、その空調機に付設された制御弁の開度を増減させ、空調機への冷温水の量を増減させて対応している。
【0003】
しかしながら、このような送水温度一定制御では、空調機の負荷が低負荷である場合、実際に空調機で消費される熱量を賄うのに必要な送水温度に対して過剰な送水温度となり、熱源機(冷熱源機、温熱源機)のCOP(成績係数:冷温水を生成するための消費電力と生成した熱量との比)が低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷であると、送水温度が低く、還水温度も低くなり、冷熱源機(冷凍機)のCOPが低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。
【0004】
そこで、近年、省エネルギー(以下、省エネと略す)を図ることを目的として、送水温度の設定値変更制御(VWT制御)が実施されている。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷となれば、送水温度を上げるようにする。すなわち、送水温度を省エネ方向へ緩和(以下、この省エネ方向への温度の緩和を単に緩和と呼ぶ)する。これにより、冷凍機のCOPが向上し、省エネが図られる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
図13にVWT制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す。同図において、1−1,1−2は冷凍機、2−1,2−2は冷凍機1−1,1−2への冷水の循環通路に補機として各個に設けられた1次ポンプ、3は冷凍機1−1,1−2からの冷水を混合する往ヘッダ、4は往水管路、5は往ヘッダ3からの往水管路4を介して送られてくる冷水の供給を受ける負荷機器(空調機、ファンコイルなどの熱負荷)、6は還水管路、7は負荷機器5への冷水の供給量をその負荷状態に応じて調整する冷水弁である。
【0006】
8は負荷機器5において熱交換され還水管路6を介して送られてくる冷水が戻される還ヘッダ、9は往ヘッダ3と還ヘッダ8とを連通させるバイパス管路、10は往ヘッダ3から負荷機器5への冷水の温度を送水温度TSとして計測する送水温度センサ、11は還ヘッダ8に戻される冷水の温度を還水温度TRとして計測する還水温度センサ、12は還ヘッダ8に戻される冷水の流量を負荷流量Fとして計測する流量計、13−1,13−2は冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度をTS1,TS2として計測する冷凍機出口温度センサ、14は送水温度制御装置である。
【0007】
往ヘッダ3は、第1の往ヘッダ3−1と第2の往ヘッダ3−2とから構成され、往ヘッダ3−1と3−2との間には、往ヘッダ3−1からの冷水を往ヘッダ3−2へ圧送する2次ポンプ15−1,15−2とバルブ16が設けられている。還ヘッダ8は、第1の還ヘッダ8−1と第2の還ヘッダ8−2とから構成され、還ヘッダ8−1と8−2との間に流量計12が設けられている。
【0008】
この熱源システムにおいて、1次ポンプ2−1,2−2により圧送された還水は、冷凍機1−1,1−2により所要の温度の冷水とされ、往ヘッダ3において混合され、往水管路4を介して負荷機器5へ供給される。そして、負荷機器5において熱交換され、還水管路6を介して還ヘッダ8に戻され、再び1次ポンプ2−1,2−2によって圧送され、以上の経路を循環する。
【0009】
また、送水温度制御装置14は、送水温度センサ10からの送水温度TS、還水温度センサ11からの還水温度TR、流量計12からの負荷流量F、冷水弁7の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器5への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定し、この決定した設定送水温度TSspに送水温度TSを一致させるように、冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度TS1,TS2を操作する。例えば、設定送水温度TSspが7℃から8.5℃に緩和されれば、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを7℃から8.5℃に変更する。これにより、冷凍機1−1,1−2のCOPが向上し、省エネが図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平11−63631号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上述した従来の熱源システムでは、冷凍機1−1,1−2の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを考慮せず、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを同じ値とし、同時に緩和させるようにしているので、冷凍機1−1,1−2の負荷率が同じとなり、期待している程の省エネは望めなかった。
【0012】
例えば、冷凍機1−1が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器(低COP機)、冷凍機1−2が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器(高COP機)であったとする(図14参照)。この場合、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを共に7℃から8.5℃に緩和すると、冷凍機1−1,1−2のCOPは向上する。しかし、冷凍機1−1,1−2の負荷率が同率(例えば、70%)となり、冷凍機1−1(低COP機)での冷温水の生成コストと冷凍機1−2(高COP機)での冷温水の生成コストとを合わせた合計のエネルギーコストには、削減の余地が残っている。
【0013】
なお、上述した例では、冷凍機(冷熱源機)により冷水を生成する例で説明したが、温熱機(温熱源機)によって温水を生成する場合にも同様の問題が生じる。また、冷凍機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたり、温熱機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたりするような場合にも同様の問題が生じる。
【0014】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器と単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器が混在する熱源システムにおいて、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能な送水温度制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
このような目的を達成するために本発明は、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、第1の機器が生成する冷温水と第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように第1の機器および第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段を設けたものである。
【0016】
この発明によれば、例えば、第1の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機(低COP機)、第2の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機(高COP機)とした場合、設定送水温度が緩和されると、高COP機よりも先に、低COP機の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、低COP機の往還水の温度差が小さくなり、高COP機の往還水の温度差が大きくなり、結果として、低COP機の負荷率が下がり、高COP機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0017】
本発明において、第1の機器および第2の機器は温熱機であってもよく、第1の機器を冷凍機、第2の機器を蓄熱槽、第1の機器を温熱機、第2の機器を蓄熱槽とすることも考えられる。熱源機(冷凍機、温熱機)と蓄熱槽とを組み合わせた構成では、設定送水温度が緩和されると、蓄熱槽(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、熱源機の負荷率が下がり、蓄熱槽の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。また、第1の機器を通常の熱源機(ガスや電気をエネルギー源とする熱源機)、第2の機器を排熱投入型の熱源機とすることも考えられる。この場合、設定送水温度が緩和されると、排熱投入型の熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、通常の熱源機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、通常の熱源機の負荷率が下がり、排熱投入型の熱源機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0018】
また、本発明において、例えば、送水温度制御の操作量と第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより送水温度制御の操作量に応ずる第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにしてもよい。また、冷温水の能力の過不足量と第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより冷温水の能力の過不足量に応ずる第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにしてもよい。この場合、出口温度テーブルでは、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とする。
【0019】
また、本発明において、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあるか否かを判断し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあると判断した場合、第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしてもよい。
【0020】
また、本発明において、各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するようにし、この算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を第2の機器として決定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしたので、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第2の機器の負荷率を下げ、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器の負荷率を上げるようにして、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態(実施の形態1)を示す計装図である。
【図2】この熱源システムにおける送水温度制御装置が有する送水温度制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図3】この熱源システムにおいて単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機(高COP機)よりも先に単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機(低COP機)の冷水の出口温度の設定値を緩和した状態を示す図である。
【図4】通常の冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)と排熱投入型の冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とを組み合わせた例(実施の形態2)を示す図である。
【図5】冷凍機(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大)と蓄熱槽(単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小)とを組み合わせた例(実施の形態3)を示す図である。
【図6】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第1例(利用例1)を示すフローチャート(実施の形態4)である。
【図7】実施の形態4で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図8】実施の形態4で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図9】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第2例(利用例2)を示すフローチャート(実施の形態5)である。
【図10】実施の形態5で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図11】実施の形態5で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図12】図1に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値を自動演算するようにした場合のフローチャート(実施の形態6)である。
【図13】VWT制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す計装図である。
【図14】VWT制御を実施した従来の熱源システムにおける設定送水温度の緩和時の冷凍機の出口温度の設定値の変更状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態を示す計装図である。同図において、図13と同一符号は図13を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。なお、図1では、図13に示した従来の熱源システムにおける送水温度制御装置14と区別するために、本発明に係る送水温度制御装置を符号17で示している。
【0024】
この送水温度制御装置17は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して制御装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として負荷機器5への冷水の送水温度TSを設定送水温度Tspに一致させるように冷凍機1−1,1−2からの冷水の出口温度TS1,TS2を操作する送水温度制御機能を有している。
【0025】
なお、この熱源システムにおいて、冷凍機1−1は低COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)とされ、冷凍機1−2は高COP機(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)とされているものとする。また、送水温度制御装置17における現在の送水温度の設定状態として、負荷機器5への冷水の設定送水温度Tspは7℃、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spは共に7℃とされているものとする。
【0026】
以下、図2に示したフローチャートに従って、本発明に係る送水温度制御装置17が有する送水温度制御機能について説明する。
【0027】
送水温度制御装置17は、送水温度センサ10からの送水温度TS、還水温度センサ11からの還水温度TR、流量計12からの負荷流量F、冷水弁7の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器5への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定する(ステップS101)。この例では、設定送水温度TSspが8.5℃として決定されたものとする。
【0028】
なお、この例では、設定送水温度TSspを自動決定する方式としているが、設定送水温度TSspを設備管理者が手動で設定するような方式とする場合も考えられる。また、設定送水温度TSspを自動決定する方式として、特許文献1には、冷水弁の開度状態、給気温度偏差、給気温度偏差の収束状況、室内湿度などに基づいて各空調機の空調機ステータスを決定し、これら空調機ステータスから総合送水状態を決定し、この決定した総合送水状態より設定送水温度TSspを決定する方式が示されており、このような方式を採用するようにしてもよい。
【0029】
送水温度制御装置17は、設定送水温度TSspが8.5℃として決定されると(ステップS101)、低COP機を緩和優先機、高COP機を緩和後回し機として区別し、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを決定する(ステップS102)。
【0030】
この場合、低COP機である冷凍機1−1を緩和優先機、高COP機である冷凍機1−2を緩和後回し機とする。そして、冷凍機1−2(緩和後回し機)の冷水の出口温度の設定値TS2spを7℃としたままの状態とし、この状態でステップS101で決定された設定送水温度TSsp(8.5℃)を確保し得る冷凍機1−1(緩和優先機)の冷水の出口温度の設定値TS1spを求める。
【0031】
この例において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spは、設定値TS2sp=7℃との比例配分によって、10℃として求められる。すなわち、冷凍機1−1(緩和優先機)の冷水の出口温度の設定値TS1spが10℃として決定され、冷凍機1−2(緩和後回し機)の冷水の出口温度の設定値TS2spが7℃として決定される。
【0032】
そして、送水温度制御装置17は、この決定した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS103)。すなわち、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは7℃のまま変更せずに、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spだけを7℃から10℃に変更する(図3参照)。
【0033】
これにより、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和され、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなる。この結果、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり(例えば、40%)、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり(例えば、100%)、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネ(エネルギーの従量料金の削減、CO2の排出量の削減)が図られるものとなる。
【0034】
〔実施の形態2〕
図1に示した熱源システムでは、冷凍機1−1を低COP機、冷凍機1−2を高COP機としたが、図4に示すように、冷凍機1−1を通常の冷凍機(ガスや電気を使用する通常のタイプの冷凍機)、冷凍機1−2を排熱投入型の冷凍機としてもよい。この場合、設定送水温度TSspが緩和されると、排熱投入型の冷凍機1−2(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、通常の冷凍機1−1(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、通常の冷凍機1−1の負荷率が下がり、排熱投入型の冷凍機1−2の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0035】
〔実施の形態3〕
また、図5に示すように、冷凍機1と蓄熱槽18とを組み合わせた構成としてもよい。この場合、設定送水温度TSspが緩和されると、蓄熱槽18(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器)よりも先に、冷凍機1(単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器)の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、冷凍機1の負荷率が下がり、蓄熱槽18の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0036】
〔実施の形態4:出口温度テーブルの利用例1〕
図6に、図1に示した熱源システムにおいて、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第1例(利用例1)のフローチャート(実施の形態4)を示す。
【0037】
この出口温度テーブルの利用例1において、送水温度制御装置17は、前述したステップS101(図2)と同様にして設定送水温度TSspを決定し(ステップS201)、送水温度センサ10からの送水温度TSを送水温度の計測値TSpvとして取得し(ステップS202)、この決定した設定送水温度TSspと取得した送水温度の計測値TSpvとの差から送水温度制御の操作量(PID出力値)ΔPを演算する(ステップS203)。
【0038】
そして、送水温度制御装置17は、出口温度の設定値TS1spとTS2spとの関係を定めた出口温度テーブルTB1(図7参照)より、送水温度制御の操作量ΔPに応ずる出口温度の設定値TS1sp,TS2spを取得し(ステップS204)、この取得した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS205)。
【0039】
ステップS204で利用する出口温度テーブルTB1(図7)は送水温度制御装置17内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルTB1は、横軸を送水温度制御の操作量(PID出力値)ΔPとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度(設定値)とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを示す特性Iと、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを示す特性IIとから構成されている。なお、送水温度制御の操作量ΔPは、送水温度を上昇させる方向の操作量ΔP+と下降させる方向の操作量ΔP−とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性I,IIによって冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの関係が示される。
【0040】
この出口温度テーブルTB1において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spおよび冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも優先させて緩和する関係とされている。
【0041】
この例において、出口温度テーブルTB1中の特性I,IIは、冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの下限値を7℃、上限値を12℃とし、送水温度制御の操作量ΔPのΔP−からΔP+の方向への変化に対し、先に冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値TS1spが上限値まで達すると、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【0042】
このような出口温度テーブルTB1を用いることにより、送水温度制御の操作量ΔPのΔP−からΔP+の方向への変化に対し(設定送水温度の緩和に対して)、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【0043】
なお、図7に示した出口温度テーブルTB1では、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達した時点で、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始するようにしているが、図8に示すような出口温度テーブルTB2とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上昇中に、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始させるようにしてもよい。
【0044】
〔実施の形態5:出口温度テーブルの利用例2〕
図9に、図1に示した熱源システムにおいて、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第2例(利用例2)のフローチャート(実施の形態5)を示す。
【0045】
この出口温度テーブルの利用例2において、送水温度制御装置17は、冷水弁7の開度θを空調機バルブ開度として取得し(ステップS301)、この空調機バルブ開度θが80%以上であるか否かを確認する(ステップS302)。
【0046】
ここで、空調機バルブ開度θが80%以上であれば(ステップS302のYES)、能力不足と判断し(ステップS303)、その時の能力の不足量ΔPW−を演算する。空調機バルブ開度θが80%未満であれば(ステップS302のNO)、能力過剰であると判断し(ステップS304)、その時の能力の過剰量ΔPW+を演算する。
【0047】
そして、送水温度制御装置17は、出口温度の設定値TS1spとTS2spとの関係を定めた出口温度テーブルTB3(図10参照)より、ステップS303,S304で演算した能力の過不足量ΔPW(ΔPW−,ΔPW+)に応ずる出口温度の設定値TS1sp,TS2spを取得し(ステップS305)、この取得した出口温度の設定値TS1sp,TS2spを冷凍機1−1,1−2に対して出力する(ステップS306)。
【0048】
ステップS305で利用する出口温度テーブルTB3(図10)は送水温度制御装置17内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルTB3は、横軸を負荷機器5へ供給される冷水の能力の過不足量ΔPWとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度(設定値)とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを示す特性IIIと、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを示す特性IVとから構成されている。なお、冷水の能力の過不足量ΔPWは、能力の不足量ΔPW−と能力の過剰量ΔPW+とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性III,IVによって冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの関係が示される。
【0049】
この出口温度テーブルTB3において、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spおよび冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spは、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spよりも優先させて緩和する関係とされている。
【0050】
この例において、出口温度テーブルTB3中の特性III,IVは、冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spの下限値を7℃、上限値を12℃とし、冷水の能力の過不足量ΔPWの不足量ΔPW−から過剰量ΔPW+の方向への変化に対し、先に冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値TS1spが上限値まで達すると、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【0051】
このような出口温度テーブルTB3を用いることにより、冷水の能力の過不足量ΔPWの不足量ΔPW−から過剰量ΔPW+の方向への変化に対して(設定送水温度の緩和に対して)、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【0052】
なお、図10に示した出口温度テーブルTB3では、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達した時点で、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始するようにしているが、図11に示すような出口温度テーブルTB4とし、冷凍機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上昇中に、冷凍機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上昇を開始させるようにしてもよい。また、能力の不足量ΔPW−と能力の過剰量ΔPW+との中心点(黒三角で示す点)を浮遊点とし、フローティング制御するようにしてもよい。
【0053】
〔実施の形態6:出口温度の設定値の自動演算〕
図12に、図1に示した熱源システムにおいて、出口温度テーブルを利用せずに、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spを自動演算するようにした場合のフローチャート(実施の形態6)を示す。
【0054】
この例において、送水温度制御装置17は、冷凍機1−1,1−2の熱生成単価を冷凍機エネルギー使用量,冷凍機生成熱量の実測値に基づいて演算する(ステップS401)。この例では、下記(1)式を用いて、冷凍機1−1,1−2の熱生成単価を求める。
熱生成単価=(冷凍機エネルギー使用量×エネルギー単価)/冷凍機生成熱量 ・・・・(1)
【0055】
そして、この求めた熱生成単価が大きい方の機器を緩和優先機とし、熱生成単価が小さい方の機器を緩和後回し機とする(ステップS402)。この例では、冷凍機1−1が低COP機、冷凍機1−2が高COP機とされているので、冷凍機1−1が緩和優先機として決定され、冷凍機1−2が緩和後回し機として決定される。
【0056】
なお、冷凍機1−1,1−2の単位生成熱量あたりのエネルギーコストの大小関係が分かっている場合には、その関係を手動設定などによって送水温度制御装置17に前もって定めておくことによって、ステップS401での熱生成単価の演算やステップS402での機器の種別の決定を省略することができる。
【0057】
次に、送水温度制御装置17は、前述したステップS101(図2)と同様にして設定送水温度TSspを決定し(ステップS403)、送水温度センサ10からの送水温度TSを送水温度の計測値TSpvとして取得し(ステップS404)、この取得した送水温度の計測値TSpvと決定した設定送水温度TSspとを比較する(ステップS405)。
【0058】
〔TSsp≧TSpvであった場合〕
ここで、設定送水温度TSspが送水温度の計測値TSpv以上であった場合(ステップS405のNO)、緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値(緩和限度(例えば、12℃))に達しているか否かを確認する(ステップS406)。
【0059】
緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達していなければ(ステップS406のNO)、緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを上げる(ステップS407)。すなわち、緩和優先機1−1の冷水の出口温度設定値TS1spを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値TS1spを緩和優先機1−1に対して出力する(ステップS412)。
【0060】
緩和優先機1−1の現在の冷水の出口温度の設定値TS1spが上限値に達していれば(ステップS406のYES)、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを上げる(ステップS408)。すなわち、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値TS2spを緩和後回し機1−2に対して出力する(ステップS412)。
【0061】
〔TSsp<TSpvであった場合〕
設定送水温度TSspが送水温度の計測値TSpvよりも低かった場合(ステップS405のYES)、緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値(例えば、7℃)に達しているか否かを確認する(ステップS409)。
【0062】
緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値に達していなければ(ステップS409のNO)、緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spを下げる(ステップS410)。そして、この下げた出口温度の設定値TS2spを緩和後回し機1−2に対して出力する(ステップS412)。
【0063】
緩和後回し機1−2の現在の冷水の出口温度の設定値TS2spが下限値に達していれば(ステップS409のYES)、緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spを下げる(ステップS411)。そして、この下げた出口温度の設定値TS1spを緩和優先機1−1に対して出力する(ステップS412)。
【0064】
なお、上述において、ステップS407での緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの上げ幅、ステップS408での緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの上げ幅、ステップS410での緩和後回し機1−2の冷水の出口温度の設定値TS2spの下げ幅、ステップS411での緩和優先機1−1の冷水の出口温度の設定値TS1spの下げ幅は、予め所定値として定められている。また、ステップS403〜S412の処理動作は、所定周期で繰り返される。
【0065】
このようにして、実施の形態6では、冷凍機1−1,1−2の冷水の出口温度の設定値TS1sp,TS2spが自動演算され、設定送水温度TSspの緩和に対して、ステップS406〜S408の処理で示されるように、冷凍機1−2(高COP機)よりも先に、冷凍機1−1(低COP機)の冷水の出口温度の設定値が緩和されるものとなる。これにより、冷凍機1−1の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機1−2の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機1−1(低COP機)の負荷率が下がり、冷凍機1−2(高COP機)の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【0066】
なお、上述した実施の形態1〜6では、熱源機として冷凍機を用いたい例で説明したが、温熱機を用いた場合も同様に構成することができることは言うまでもない。
【0067】
また、実施の形態1〜5においても、実施の形態6と同様にして、冷水を生成する機器の熱生成単価を演算することにより、その機器の種別を決定するようにしてもよい。また、CO2排出量や1次エネルギーによって、その機器の種別を決定するようにしてもよい。
【0068】
また、上述した実施の形態1〜6では、冷水を生成する機器を2台としたが、冷水を生成する機器は2台に限るものではなく、さらにその数を増やしてもよい。
【0069】
また、実施の形態5では、冷水弁7の開度θを空調機バルブ開度として取得し、この取得した空調機バルブ開度θより負荷機器5へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしたが、他の方法で負荷機器5へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明の送水温度制御装置および方法は、負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法として、冷凍機や温熱機,蓄熱槽などを用いた各種の熱源システムで利用することが可能である。
【符号の説明】
【0071】
1,1−1,1−2…冷凍機、2−1,2−2…1次ポンプ、3(3−1,3−2)…往ヘッダ、4…往水管路、5…負荷機器、6…還水管路、7…冷水弁、8(8−1,8−2)還ヘッダ、9…バイパス管路、10…送水温度センサ、11…還水温度センサ、12…流量計、13−1,13−2…冷凍機出口温度センサ、15−1,15−2…2次ポンプ、16…バルブ、17…送水温度制御装置、18…蓄熱槽、TB1〜TB4…出口温度テーブル。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記設定送水温度の緩和に際して、前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項2】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算手段と、
前記送水温度制御の操作量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算手段によって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項3】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算手段と、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算手段によって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項4】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断手段と、
この比較判断手段によって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項5】
請求項1〜4の何れか1項に記載された送水温度制御装置において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出手段と、
このエネルギーコスト算出手段によって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第2の機器として決定する機器種別決定手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項6】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記設定送水温度の緩和に際して、前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和ステップ
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項7】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算ステップと、
前記送水温度制御の操作量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算ステップによって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項8】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算ステップと、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算ステップによって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項9】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断ステップと、
この比較判断ステップによって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項10】
請求項6〜9の何れか1項に記載された送水温度制御方法において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出ステップと、
このエネルギーコスト算出ステップによって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第2の機器として決定する機器種別決定ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項1】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記設定送水温度の緩和に際して、前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項2】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算手段と、
前記送水温度制御の操作量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算手段によって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項3】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算手段と、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算手段によって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項4】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断手段と、
この比較判断手段によって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項5】
請求項1〜4の何れか1項に記載された送水温度制御装置において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出手段と、
このエネルギーコスト算出手段によって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第2の機器として決定する機器種別決定手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項6】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記設定送水温度の緩和に際して、前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器よりも前記単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和ステップ
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項7】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算ステップと、
前記送水温度制御の操作量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算ステップによって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項8】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算ステップと、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算ステップによって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項9】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第1の機器と、この第1の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第2の機器とを備え、前記第1の機器が生成する冷温水と前記第2の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第1の機器および前記第2の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断ステップと、
この比較判断ステップによって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第1の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第1の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第2の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項10】
請求項6〜9の何れか1項に記載された送水温度制御方法において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出ステップと、
このエネルギーコスト算出ステップによって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第1の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第2の機器として決定する機器種別決定ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2012−57864(P2012−57864A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−201772(P2010−201772)
【出願日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【出願人】(000006666)株式会社山武 (1,808)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【出願人】(000006666)株式会社山武 (1,808)
【Fターム(参考)】
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