热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序与流程

文档序号:17725031发布日期:2019-05-22 02:26阅读:185来源:国知局
热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序与流程

本发明涉及能够避免轻负载停止和过负载运转的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序。



背景技术:

公知有由热源机中的cop(coefficientofperformance:性能系数)较高的热源机和cop比该热源机低的热源机构成的复合热源系统。在该复合热源系统中,通过增加cop较高的热源机的制造热量,减少cop较低的热源机的制造热量,来实现热源系统整体的cop提高。

例如,在专利文献1中公开了下述内容:将cop较高的热泵式制冷机作为基础热源,在cop较低的吸收式制冷机工作的期间内,降低热泵式制冷机的冷水出口温度设定值。专利文献1的发明是针对制冷运转的技术,但是也能够将其应用于制热运转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-44952号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,在上述专利文献1所公开的发明中,在制冷运转或制热运转中变更了冷热水出口温度设定值,由此,有时热源机成为轻负载或过负载,因此,存在热源机可能停止这样的问题。

例如,在制冷运转中使冷水出口温度设定值呈阶梯状骤减的情况下,伴随着冷水入口温度的急剧降低,cop较低的吸收式制冷机的冷水出口温度降低,或者吸收式制冷机的负载降低,由此,吸收式制冷机可能成为轻负载停止。关于导致该情况的主要原因,举出针对由于冷水出口温度设定的变更而引起的急剧的制造热量的变化,热泵式制冷机和吸收式制冷机的响应的速度不同。一般而言,吸收式制冷机与热泵式制冷机相比响应较慢,很难快速变更能力。

另外,在上述专利文献1所公开的发明中,如果吸收式制冷机不工作且冷水入口温度为一定温度以下,则使冷水出口温度设定返回原来的状态,由此,有时在冷水入口温度非常低的状态下返回冷水出口温度设定值,因此,冷水出口温度和冷水入口温度的温度差瞬间减小,存在热泵式制冷机可能成为轻负载停止这样的问题。

本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于,提供能够避免轻负载停止和过负载运转的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题,本发明的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序采用以下手段。

本发明的第一方案的热源系统的控制装置应用于具有多个热源的热源系统,以使向外部负载供给的载热体的温度即载热体出口温度成为设定温度的方式对第1热源机和第2热源机进行控制,其中,所述第1热源机的性能系数(cop)高于所述第2热源机的性能系数(cop),所述热源系统的控制装置具有载热体出口温度变更单元,该载热体出口温度变更单元在假设变更了所述第1热源机的载热体出口温度的情况下的所述第2热源机的变更后预测值高于所述第2热源机成为轻负载停止的第2轻负载停止阈值时,进行变更所述第1热源机的载热体出口温度的载热体出口温度控制。

根据本方案,如果假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第2热源机的变更后预测值大于第2热源机的轻负载停止阈值,则变更载热体出口温度。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的热源系统的运转状态的变化,以使第2热源机不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,第2热源机不会发生轻负载停止,能够变更第1热源机的载热体出口温度。

另外,能够进行基于各热源机的效率(cop)的负载分配控制。

另外,当判定为第2热源机进行轻负载停止时,不变更第1热源机的载热体出口温度,因此,能够避免第2热源机的轻负载停止。

这里,变更后预测值是第2热源机的载热体出口温度、载热体入口温度、负载率等。

在上述第一方案中,优选为,所述变更后预测值是所述第2热源机的载热体出口温度,所述第2轻负载停止阈值是基于所述第2热源机的载热体出口温度的值。

根据本方案,如果假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第2热源机的载热体出口温度大于第2热源机的轻负载停止阈值,则变更第1热源机的载热体出口温度。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的第2热源机的载热体出口温度的变化,以使第2热源机不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,第2热源机不会发生轻负载停止,能够变更第1热源机的载热体出口温度。

在上述第一方案中,优选为,所述变更后预测值是所述第2热源机的载热体入口温度,所述第2轻负载停止阈值是基于所述第2热源机的载热体入口温度的值。

根据本方案,如果假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第2热源机的载热体入口温度大于第2热源机的轻负载停止阈值,则变更第1热源机的载热体出口温度。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的第2热源机的载热体入口温度的变化,以使第2热源机不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,第2热源机不会发生轻负载停止,能够变更第1热源机的载热体出口温度。

在上述第一方案中,优选为,所述变更后预测值是所述第2热源机的负载率,所述第2轻负载停止阈值是基于所述第2热源机的负载率的值。

根据本方案,如果假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第2热源机的负载率大于第2热源机的轻负载停止阈值,则变更第1热源机的载热体出口温度。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的第2热源机的负载率的变化,以使第2热源机不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,第2热源机不会发生轻负载停止,能够变更第1热源机的载热体出口温度。

这里,热源机的负载率表示热源机的输出相对于该热源机的额定输出的比例。

在上述第一方案中,优选为,在所述第2热源机的所述变更后预测值高于所述第2轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行所述载热体出口温度控制。

根据本方案,第2热源机的变更后预测值(第2热源机的载热体出口温度、第2热源机的载热体入口温度和第2热源机的负载率)是根据热源系统中的各热源机、泵、外部负载的变动而瞬时变化的值。例如,在第2热源机为吸收制冷机的情况下,吸收制冷机起动后的一定期间内发挥能力需要时间,因此,变更后预测值的值持续变化。在使用基于该变化中的值的变更后预测值和第2轻负载停止阈值进行判定的情况下,变更后预测值包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统整体的cop降低,还可能达到轻负载停止。

因此,在第2热源机的变更后预测值大于第2轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行载热体出口温度控制。由此,能够避免包含变更后预测值的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统整体的cop提高,能够避免轻负载停止。

在上述第一方案中,优选为,所述控制装置具有所述载热体出口温度变更单元,所述载热体出口温度变更单元在假设使所述第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的所述第1热源机的负载率低于所述第1热源机成为轻负载停止的第1轻负载停止阈值时,进行使所述第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的所述载热体出口温度控制。

根据本方案,如果假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率小于第1热源机的轻负载停止阈值,则预先使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的第1热源机的负载率的变化,以使第1热源机不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,第1热源机不会发生轻负载停,能够变更各载热体出口温度。

另外,当判定为第1热源机进行轻负载停止时,由于预先使载热体出口温度返回变更前的值,因此,能够避免第1热源机的轻负载停止。

在上述第一方案中,优选为,在假设使所述第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的所述第1热源机的负载率低于所述第1轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行所述载热体出口温度控制。

根据本方案,假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率是根据热源系统中的各热源机、泵、外部负载的变动而瞬时变化的值。在使用该瞬时变化的假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率和第1轻负载停止阈值进行判定的情况下,假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统整体的cop降低,还可能达到轻负载停止。

因此,在假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率小于第1轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行载热体出口温度控制。由此,能够避免包含假设使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的情况下的第1热源机的负载率的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统整体的cop提高,能够避免轻负载停止。

在上述第一方案中,优选为,所述载热体出口温度变更单元在假设变更了所述第1热源机的载热体出口温度的情况下的所述第1热源机的负载率低于所述第1热源机成为过负载的第1过负载阈值时,进行变更所述第1热源机的载热体出口温度的所述载热体出口温度控制。

根据本方案,在假设变更了第1热源机的载热体出口温度时,如果第1热源机的负载率小于第1热源机的过负载阈值(第1热源机的额定能力),则变更第1热源机的载热体出口温度。预测伴随着载热体出口温度的变化而引起的第1热源机的负载率的变化,以使第1热源机不会成为过负载的方式进行控制,因此,第1热源机不会发生过负载,能够变更载热体出口温度。

另外,能够进行基于各热源机的效率(cop)的负载分配控制。

另外,当判定为第1热源机成为过负载时,不变更载热体出口温度,因此,能够避免第1热源机的过负载运转。

在上述第一方案中,优选为,在假设变更了所述第1热源机的载热体出口温度的情况下的所述第1热源机的负载率低于所述第1过负载阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行所述载热体出口温度控制。

根据本方案,假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第1热源机的负载率是根据热源系统中的各热源机、泵、外部负载的变动而瞬时变化的值。在使用该瞬时变化的假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第1热源机的负载率和第1过负载阈值进行判定的情况下,假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第1热源机的负载率包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统整体的cop降低,还可能达到过负载运转。

因此,在假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第1热源机的负载率小于第1过负载阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行载热体出口温度控制。由此,能够避免包含假设变更了第1热源机的载热体出口温度的情况下的第1热源机的负载率的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统整体的cop提高,能够避免过负载运转。

在上述第一方案中,优选为,所述载热体出口温度变更单元在变更了所述第1热源机的载热体出口温度的状态下、所述第1热源机的负载率高于所述第1热源机成为过负载的第1过负载阈值时,进行使所述第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值的所述载热体出口温度控制。

根据本方案,如果变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率大于第1热源机的过负载阈值,则预先使第1热源机的载热体出口温度返回变更前的值。以使第1热源机不会成为过负载运转的方式进行控制,因此,第1热源机不会发生过负载,能够变更载热体出口温度。

另外,当判定为第1热源机进行过负载运转时,预先使载热体出口温度返回变更前的值,因此,能够避免第1热源机的过负载运转。

在上述第一方案中,优选为,在变更了所述第1热源机的载热体出口温度的状态下的所述第1热源机的负载率高于所述第1过负载阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行所述载热体出口温度控制。

根据本方案,变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率是根据热源系统中的各热源机、泵、外部负载的变动而瞬时变化的值。在使用该瞬时变化的变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率和第1过负载阈值进行判定的情况下,变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统整体的cop降低,还可能达到过负载运转。

因此,在变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率大于第1过负载阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行载热体出口温度控制。由此,能够避免包含变更了第1热源机的载热体出口温度的状态下的第1热源机的负载率的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统整体的cop提高,能够避免过负载运转。

本发明的第二方案的热源系统具有上述任一项所记载的热源系统的控制装置。

本发明的第三方案的控制方法应用于具有多个热源的热源系统,以使向外部负载供给的载热体的温度即载热体出口温度成为设定温度的方式对第1热源机和第2热源机进行控制,其中,所述第1热源机的性能系数(cop)高于所述第2热源机的性能系数(cop),所述控制方法具有如下的载热体出口温度变更过程:在假设变更了所述第1热源机的载热体出口温度的情况下的所述第2热源机的变更后预测值高于所述第2热源机成为轻负载停止的第2轻负载停止阈值时,变更所述第1热源机的载热体出口温度。

本发明的第四方案的控制程序应用于具有多个热源的热源系统,以使向外部负载供给的载热体的温度即载热体出口温度成为设定温度的方式对第1热源机和第2热源机进行控制,其中,所述第1热源机的性能系数(cop)高于所述第2热源机的性能系数(cop),所述控制程序具有如下的载热体出口温度变更过程:在假设变更了所述第1热源机的载热体出口温度的情况下的所述第2热源机的变更后预测值高于所述第2热源机成为轻负载停止的第2轻负载停止阈值时,变更所述第1热源机的载热体出口温度。

发明效果

根据本发明,在判定是否成为轻负载停止和过负载运转的基础上,变更载热体出口温度,因此,能够避免轻负载停止和过负载运转。

附图说明

图1是示出本发明的热源系统的概略结构图。

图2是示出本发明的热源系统的控制装置的框图。

图3是示出本发明的第一实施方式中的冷水出口温度控制的预处理的流程图。

图4是示出本发明的第一实施方式中的冷水出口温度控制的后处理的流程图。

图5是示出本发明的第二实施方式中的冷水出口温度控制的流程图。

图6是示出本发明的第三实施方式中的冷水出口温度控制的流程图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序的各实施方式进行说明。

(第一实施方式)

下面,使用图1~图4对本发明的第一实施方式进行说明。

图1中示出本实施方式的热源系统的概略结构。

如图1所示,热源系统1具有热源机(热源)2、泵3、供给集管4、回流集管5、外部负载6作为主要结构。

热源机2由热泵式制冷机(第1热源机)2a、2b和吸收式制冷机(第2热源机)2c、2d构成。热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d相对于外部负载6分别并列设置。一般而言,热泵式制冷机2a、2b的cop高于吸收式制冷机2c、2d的cop。

泵3由冷水泵3a、3b、3c和3d构成。

在从进行冷热输出运转的情况下的冷水(载热体)流观察的热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d的上游侧分别设置有压送冷水的冷水泵3a、3b、3c和3d。通过这些冷水泵3a、3b、3c和3d,来自回流集管5的冷水被输送到热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d。

经由热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d的冷水汇集到供给集管4。汇集到供给集管4中的冷水被供给到外部负载6。由外部负载6提供给空气调和等而升温后的冷水被输送到回流集管5。冷水在回流集管5中分支,如上所述被输送到热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d。

图2是示出热源系统的控制装置的框图。

如图2所示,热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d的控制装置即制冷机控制装置10a、10b、10c和10d与上位控制装置20连接。上位控制装置20例如是对热源系统1整体进行控制的控制装置,除了进行热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d的控制以外,例如还进行冷水泵3a、3b、3c和3d的转速控制等。

上位控制装置20和制冷机控制装置10a、10b、10c和10d例如是mpu(microprocessingunit),具有记录了用于执行各处理的程序的计算机可读取的记录介质,cpu(centralprocessingunit)将该记录介质中记录的程序读出到ram(randomaccessmemory)等主存储装置并进行执行,由此实现各处理。作为计算机可读取的记录介质,例如举出磁盘、光磁盘、半导体存储器等。

上位控制装置20和制冷机控制装置10a、10b、10c和10d可以通过一个mpu具体表现,也可以通过单独的mpu具体表现。

图3中,在流程图中示出本实施方式中的冷水出口温度控制的预处理。另外,图4中,在流程图中示出本实施方式中的冷水出口温度控制的后处理。

上位控制装置20进行对向外部负载6供给的冷水的温度即冷水出口温度(载热体出口温度)进行控制的冷水出口温度控制(载热体出口温度控制)。

上位控制装置20在进行冷水出口温度控制时,按照吸收式制冷机2c、2d各自的轻负载停止条件,许可热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度(载热体出口温度)的设定值的变更。

针对各热泵式制冷机2a、2b执行图3的流程图所示的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度控制。在本实施方式中,对基于吸收式制冷机2c的轻负载停止条件的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度控制进行说明。

首先,上位控制装置20判定是否针对所有的吸收式制冷机2c、2d进行了以下处理(s300)。在步骤s300中判定为针对所有的吸收式制冷机2c、2d进行了处理的情况下,转移到图4的步骤s309。步骤s309的处理在后面叙述。在步骤s300中判定为未针对所有的吸收式制冷机2c、2d进行处理的情况下,向步骤s301转移。

在步骤s301中,判定在进行热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更时,吸收式制冷机2c的轻负载停止条件是以下的哪个条件。

(a)当设吸收式制冷机2c的冷水出口温度最小值的预测值(变更后预测值)为t2out_a时,t2out_a为第2轻负载停止阈值以下。

(b)当设吸收式制冷机2c的冷水入口温度最小值的预测值(变更后预测值)为t2in_a时,t2in_a为第2轻负载停止阈值以下。

(c)当设吸收式制冷机2c的负载率的预测值(变更后预测值)为l2_a时,l2_a为第2轻负载停止阈值以下。

这里,吸收式制冷机2c的负载率表示吸收式制冷机2c的输出相对于该吸收式制冷机2c的额定输出的比例。

在本实施方式中,在步骤s301中仅判定3个条件中的任意一个条件,但是,也可以进行基于上述(a)~(c)的组合的判定,另外,可以在满足全部3个条件的情况下,变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值。

在步骤s301中判定为(a)的情况下,转移到步骤s302。在步骤s301中判定为(b)的情况下,转移到步骤s304。在步骤s301中判定为(c)的情况下,转移到步骤s306。

在步骤s301中判定为(a)的情况下,预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更而变化的吸收式制冷机2c的冷水出口温度的瞬时最小值的预测值t2out_a(s302)。

在设热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前的吸收式制冷机2c的冷水出口温度为t2out_b、热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更后设定温度为t1out_a、热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前设定温度为tlout_b、工作中的热泵式制冷机2a、2b的冷水流量为fr1_on、工作中的所有热源机2的冷水流量为fra_on时,t2out_a用以下的(1)式表示。

t2out_a=t2out_b+{(t1out_a-t1out_b)×∑(fr1_on)}/∑(fra_on)(1)

接着,判定由(1)式导出的t2out_a是否大于吸收式制冷机2c达到轻负载停止的阈值即第2轻负载停止阈值(a)(s303),在判定为t2out_a大于第2轻负载停止阈值(a)的情况下,转移到步骤s308。在判定为t2out_a为第2轻负载停止阈值(a)以下的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c达到轻负载停止。由此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,转移到步骤s302,再次进行t2out_a的预测。

这里,第2轻负载停止阈值(a)是吸收式制冷机2c进行轻负载停止时的吸收式制冷机2c的冷水出口温度。进而,优选设为在其基础上加上裕度α的温度。通过加上裕度α,能够进一步将轻负载停止防患于未然。

在步骤s303中判定为t2out_a大于第2轻负载停止阈值(a)的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c不会进入轻负载停止,判定为能够变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值(s308),转移到步骤s300。

在步骤s301中判定为(b)的情况下,预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更而变化的吸收式制冷机2c的冷水入口温度(载热体入口温度)的瞬时最小值的预测值t2in_a(s304)。

当设热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前的吸收式制冷机2c的冷水入口温度为t2in_b时,t2in_a用以下的(2)式表示。

t2in_a=t2in_b+{(t1out_a-t1out_b)×∑(fr1_on)}/∑(fra_on)(2)

接着,判定由(2)式导出的t2in_a是否大于吸收式制冷机2c达到轻负载停止的阈值即第2轻负载停止阈值(b)(s305),在判定为t2in_a大于第2轻负载停止阈值(b)的情况下,转移到步骤s308。在判定为t2in_a为第2轻负载停止阈值(b)以下的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c达到轻负载停止。由此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,转移到步骤s304,再次进行t2in_a的预测。

这里,第2轻负载停止阈值(b)是吸收式制冷机2c进行轻负载停止时的吸收式制冷机2c的冷水入口温度。进而,优选设为在其基础上加上裕度α的温度。通过加上裕度α,能够进一步将轻负载停止防患于未然。

在步骤s305中判定为t2in_a大于第2轻负载停止阈值(b)的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c不会进入轻负载停止,判定为能够变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值(s308),转移到步骤s300。

在步骤s301中判定为(c)的情况下,预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更而变化的吸收式制冷机2c的负载率的瞬时最小值的预测值l2_a(s306)。

当设伴随着吸收式制冷机2c的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更而瞬时产生的吸收式制冷机2c的冷水出口温度与冷水入口温度之差的最小值为t2dif_a、吸收式制冷机2c的冷水流量为fr2(m3/h)、冷水的比热为c(kcal/kg℃)、冷水的比重为d(kg/m3)、吸收式制冷机2c的额定能力为rc2(kw)时,l2_a用以下的(3)式表示。

l2_a=(t2dif_a×fr2×c×d)/(860×rc2)(3)

这里,当设热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前的吸收式制冷机2c的冷水出口温度与冷水入口温度之差为t2dif_b时,t2dif_a用以下的(4)式表示。

t2dif_a=t2dif_b+{(t1out_a-tlout_b)×∑(fr1_on)}/∑(fra_on)(4)

接着,判定由(3)式导出的l2_a是否大于吸收式制冷机2c达到轻负载停止的阈值即第2轻负载停止阈值(c)(s307),在判定为l2_a大于第2轻负载停止阈值(c)的情况下,转移到步骤s308。在判定为l2_a为第2轻负载停止阈值(c)以下的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c达到轻负载停止。由此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,转移到步骤s306,再次进行l2_a的预测。

这里,第2轻负载停止阈值(c)是吸收式制冷机2c进行轻负载停止时的吸收式制冷机2c的负载率。进而,优选设为在其基础上加上裕度α的负载率。通过加上裕度α,能够进一步将轻负载停止防患于未然。

在步骤s307中判定为l2a大于第2轻负载停止阈值(c)的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,吸收式制冷机2c不会达到轻负载停止,判定为能够变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值(s308),转移到步骤s300。

在针对所有的吸收式制冷机2c、2d进行了以上处理后而转移到步骤s300时,判定为针对所有的吸收式制冷机2c、2d进行了处理,转移到图4的步骤s309。判定是否在能够所有的吸收式制冷机2c、2d中变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值(s309)。在判定为能够在所有的吸收式制冷机2c、2d中变更的情况下,转移到步骤s310。在步骤s309中判定为在任意一个或所有吸收式制冷机2c、2d中不能变更的情况下,不满足条件,因此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,对是否能够变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值的判定信息进行初始化(s311),转移到步骤s300。在步骤s309中判定为能够在所有的吸收式制冷机2c、2d中变更设定值的情况下,所有的吸收式制冷机2c、2d满足条件,因此,将热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更为t1out_a(s310)。

如以上说明的那样,根据本实施方式的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序,发挥以下的作用效果。

如果假设变更了热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度的情况下的吸收式制冷机2c、2d的冷水出口温度大于吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止阈值,则变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的吸收式制冷机2c、2d的冷水出口温度的变化,以使吸收式制冷机2c、2d不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,吸收式制冷机2c、2d不会发生轻负载停止,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

另外,对热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度进行控制,因此,能够进行基于各热源机2的效率(cop)的负载分配控制。

另外,当判定为吸收式制冷机2c、2d进行轻负载停止时,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度,因此,能够避免吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止。

另外,如果假设变更了热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度的情况下的吸收式制冷机2c、2d的冷水入口温度大于吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止阈值,则变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的吸收式制冷机2c、2d的冷水入口温度的变化,以使吸收式制冷机2c、2d不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,吸收式制冷机2c、2d不会发生轻负载停止,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

另外,如果假设变更了热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度的情况下的吸收式制冷机2c、2d的负载率大于吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止阈值,则变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的吸收式制冷机2c、2d的负载率的变化,以使吸收式制冷机2c、2d不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,吸收式制冷机2c、2d不会发生轻负载停止,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

(第二实施方式)

下面,使用图5对本发明的第二实施方式进行说明。

在上述第一实施方式中,按照吸收式制冷机的轻负载停止条件,进行热泵式制冷机的冷水出口温度的设定值的变更,但是,在本实施方式中,避免在使变更后的热泵式制冷机的冷水出口温度的设定值返回变更前的值时产生的热泵式制冷机和吸收式制冷机的轻负载停止。其他方面与第一实施方式相同,因此,对相同结构标注相同附图标记并省略其说明。

在图5中,在流程图中示出热源系统的本实施方式中的冷水出口温度控制。

针对各热泵式制冷机2a、2b执行图5的流程图所示的冷水出口温度控制。在本实施方式中,对针对热泵式制冷机2a的冷水出口温度控制进行说明。

在使在图4的步骤s310中变更后的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值时,预测由此引起的热泵式制冷机2a的负载率的瞬时最小值的预测值l1_ar(s401)。

当设热泵式制冷机2a的当前的冷水入口温度为t1in_n、热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前(即返回原来的情况下)的热泵式制冷机2a的冷水出口温度为t1out_b、热泵式制冷机2a的冷水流量为fr1、热泵式制冷机2a的额定能力为rc1时,l1_ar用以下的(5)式表示。

l1_ar={(t1in_n-t1out_b)×fr1×c×d}/(860×rc1)(5)

接着,判定由(5)式导出的预测值l1_ar是否小于热泵式制冷机2a达到轻负载停止的阈值即第1轻负载停止阈值(s402),在判定为l1_ar小于第1轻负载停止阈值的情况下,转移到步骤s403。在判定为l1_ar为第1轻负载停止阈值以上的情况下,能够判断为在使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回原来后,热泵式制冷机2a不会达到轻负载停止。由此,不使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回原来,转移到步骤s405。

这里,第1轻负载停止阈值是热泵式制冷机2a进行轻负载停止时的热泵式制冷机2a的负载率。进而,优选设为在其基础上加上裕度α的负载率。通过加上裕度α,能够进一步将轻负载停止防患于未然。

在步骤s402中判定为预测值l1_ar小于第1轻负载停止阈值的情况下,能够判断为在使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值后,热泵式制冷机2a进入轻负载停止,使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值在热泵式制冷机2a达到轻负载停止之前返回变更前的设定值t1out_b(s403)。

接着,针对其余的热泵式制冷机(在本实施方式的情况下为热泵式制冷机2b)也同样执行以上的冷水出口温度控制。

另外,在使冷水出口温度返回变更前的值的情况下,吸收式制冷机2c、2d也避免了轻负载停止。

下面,例如对避免吸收式制冷机2c的轻负载停止的情况下的处理进行说明。

在步骤s402中判定为l1_ar为第1轻负载停止阈值以上的情况下,转移到步骤s405。

在使变更后的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值时,计算当前的吸收式制冷机2c的负载率l2_n(s405)。

当设吸收式制冷机2c的冷水出口温度与冷水入口温度之差为t2dif_n、吸收式制冷机2c的冷水流量为fr2(m3/h)、冷水的比热为c(kcal/kg℃)、冷水的比重为d(kg/m3)、吸收式制冷机2c的额定能力为rc2(kw)时,l2_n用以下的(6)式表示。

l2_n=(t2dif_n×fr2×c×d)/(860×rc2)(6)

接着,判定由(6)式导出的l2_n是否小于吸收式制冷机2c达到轻负载停止的阈值即第2轻负载停止阈值(c)(s406),在判定为l2_n小于第2轻负载停止阈值(c)的情况下,转移到步骤s403。在判定为l2_n为第2轻负载停止阈值(c)以上的情况下,能够判断为吸收式制冷机2c不会达到轻负载停止。由此,不使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值,转移到步骤s401。

在步骤s406中判定为l2_n小于第2轻负载停止阈值(c)的情况下,能够判断为吸收式制冷机2c进入轻负载停止,在达到轻负载停止之前使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的设定值t1out_b(s403),防止轻负载停止。

在具有多台吸收式制冷机2c、2d的热源系统1中,可以针对各吸收式制冷机2c、2d执行步骤s405的判定。

如以上说明的那样,根据本实施方式的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序,发挥以下的作用效果。

如果假设使热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度返回变更前的值的情况下的热泵式制冷机2a、2b的负载率小于热泵式制冷机2a、2b的轻负载停止阈值,则使热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度返回原来的值。预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的热泵式制冷机2a、2b的负载率的变化,以使热泵式制冷机2a、2b不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,热泵式制冷机2a、2b不会发生轻负载停止,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

另外,当判定为热泵式制冷机2a、2b进行轻负载停止时,使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度返回变更前的值,因此,能够避免热泵式制冷机2a、2b的轻负载停止。

另外,如果吸收式制冷机2c、2d的负载率小于吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止阈值,则使热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度返回原来的值。计算伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的吸收式制冷机2c、2d的当前的负载率,以使吸收式制冷机2c、2d不会成为轻负载停止的方式进行控制,因此,吸收式制冷机2c、2d不会发生轻负载停止,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

另外,当判定为吸收式制冷机2c、2d进行轻负载停止时,使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度返回变更前的值,因此,能够避免吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止。

(第三实施方式)

下面,使用图6对本发明的第三实施方式进行说明。

在上述第一实施方式中,避免伴随着热泵式制冷机的冷水出口温度的设定值的变更而引起的吸收式制冷机的轻负载停止,但是,在本实施方式中,避免伴随着热泵式制冷机的冷水出口温度的设定值的变更而引起的热泵式制冷机的过负载运转。其他方面与第一实施方式相同,因此,对相同结构标注相同附图标记并省略其说明。

图6中,在流程图中示出热源系统的本实施方式中的冷水出口温度控制。

针对各热泵式制冷机2a、2b执行图6的流程图所示的冷水出口温度控制。在本实施方式中,对针对热泵式制冷机2a的冷水出口温度控制进行说明。

在进行冷水出口温度的设定值变更时,首先,预测伴随着冷水出口温度的设定值变更而变化的热泵式制冷机2a的负载率的瞬时最大值的预测值l1_a(s501)。

当设伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更而瞬时产生的热泵式制冷机2a的冷水出口温度与冷水入口温度之差的最大值为t1dif_a、热泵式制冷机2a的冷水流量为fr1(m3/h)、冷水的比热为c(kcal/kg℃)、冷水的比重为d(kg/m3)、热泵式制冷机2a的额定能力为rc1(kw)时,l1_a用以下的(7)式表示。

l1_a=(t1dif_a×fr1×c×d)/(860×rc1)(7)

这里,当设热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度变更前的热泵式制冷机2a的冷水出口温度与冷水入口温度之差为t1dif_b、工作中的吸收式制冷机2c、2d的冷水流量为fr2_on时,t1dif_a用以下的(8)式表示。

t1dif_a=t1dif_b-{(t1out_a-t1out_b)×∑(fr2_on)}/∑(fra_on)(8)

接着,判定由(7)式导出的l1_a是否为热泵式制冷机2a达到过负载运转的阈值即第1过负载阈值以下(s502),在判定为l1_a为第1过负载阈值以下的情况下,转移到步骤s503。在判定为l1_a大于第1过负载阈值的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,热泵式制冷机2a达到过负载运转。由此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,转移到步骤s501,再次进行l1_a的预测。

这里,过负载运转是指施加超过了额定能力的负载的状态。第1过负载阈值是热泵式制冷机2a达到过负载运转时的热泵式制冷机2a的负载率,是额定负载即100%。进而,优选设为在其基础上减去相当于裕度的参数α的负载率。通过减去参数α,能够进一步将过负载防患于未然。

在步骤s502中判定为l1_a为第1过负载阈值以下的情况下,能够判断为在变更了热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值后,热泵式制冷机2a不会达到过负载,将热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值变更为t1out_a(s503)。

接着,针对其余的热泵式制冷机(在本实施方式的情况下为热泵式制冷机2b)也同样执行以上的冷水出口温度控制。

另外,在具有多台热泵式制冷机2a、2b的热源系统1中,在步骤s502中判定为l1_a为第1过负载阈值以下的情况下,也可以仅变更一部分热泵式制冷机、例如热泵式制冷机2a的冷水出口温度的设定值。

进而,对变更了冷水出口温度的设定值后的热泵式制冷机2a的过负载运转的避免进行说明。

首先,在使在图6的步骤s503中变更后的热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值时,计算当前的热泵式制冷机2a的负载率l1_n(s504)。

当设热泵式制冷机2a的当前的冷水出口温度与冷水入口温度之差为t1dif_n、热泵式制冷机2a的冷水流量为fr1(m3/h)、冷水的比热为c(kcal/kg℃)、冷水的比重为d(kg/m3)、热泵式制冷机2a的额定能力为rc1(kw)时,l1_n用以下的(9)式表示。

l1_n=(t1dif_n×fr1×c×d)/(860×rc1)(9)

接着,判定由(9)式导出的l1_n是否为热泵式制冷机2a达到过负载运转的阈值即第1过负载阈值以上(s505),在判定为l1_n为第1过负载阈值以上的情况下,转移到步骤s506。在判定为l1_n小于第1过负载阈值的情况下,能够判断为即使不使热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值返回变更前的值,热泵式制冷机2a之后也不会达到过负载运转。由此,不变更热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值,转移到步骤s504,再次进行l1_a的计算。

在步骤s505中判定为l1_n为第1过负载阈值以上的情况下,能够判断为热泵式制冷机2a达到过负载运转,使冷水出口温度的设定值返回变更前的设定值t1out_b(s506),防止达到过负载运转。

接着,针对其余的热泵式制冷机(在本实施方式的情况下为热泵式制冷机2b)也同样执行以上的冷水出口温度控制。

另外,在具有多台热泵式制冷机2a、2b的热源系统1中,在步骤s505中判定为l1_n为第1过负载阈值以上的情况下,也可以仅变更一部分热泵式制冷机、例如热泵式制冷机2a的冷水出口温度的设定值(返回变更前的值)。

如以上说明的那样,根据本实施方式的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序,发挥以下的作用效果。

在假设变更了热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度时,如果热泵式制冷机2a、2b的负载率为热泵式制冷机2a、2b的第1过负载阈值以下,则变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。预测伴随着热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的变化而引起的热泵式制冷机2a、2b的负载率的变化,以使热泵式制冷机2a、2b不会成为过负载运转的方式进行控制,因此,热泵式制冷机2a、2b不会发生过负载,能够变更各冷水出口温度。

另外,对热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度进行控制,因此,能够进行基于各热源机2的效率(cop)的负载分配控制。

另外,当判定为热泵式制冷机2a、2b成为过负载时,不变更冷水出口温度,因此,能够避免热泵式制冷机2a、2b的过负载运转。

另外,如果热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度变更后的当前的负载率为热泵式制冷机2a、2b的第1过负载阈值以上,则使热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度返回变更前的值。由此,热泵式制冷机2a、2b不会发生过负载,能够变更热泵式制冷机2a、2b的各冷水出口温度。

(第四实施方式)

下面,对本发明的第四实施方式进行说明。

在上述第一~第三实施方式中,根据冷水出口温度、冷水入口温度和各热源机的负载率等进行条件的判定,但是,在本实施方式中,将这些条件判定中使用的值的瞬时摇摆除外。其他方面与第一~第三实施方式相同,因此,对相同结构标注相同附图标记并省略其说明。

例如在第一实施方式的情况下,根据吸收式制冷机2c的轻负载停止条件是以下的哪个条件,而条件的判定不同。

(a)t2out_a为第2轻负载停止阈值以下。

(b)t2in_a为第2轻负载停止阈值以下。

(c)l2_a为第2轻负载停止阈值以下。

即,根据吸收式制冷机2c的冷水出口温度最小值的预测值t2out_a、吸收式制冷机2c的冷水入口温度最小值的预测值t2in_a和吸收式制冷机2c的负载率的预测值l2_a,进行轻负载停止的条件判定。

但是,上述条件判定中使用的各值是根据由于热源系统1的各热源机2、泵3和外部负载6的启停等而引起的负载或冷水温度的计测值的变动而瞬时摇摆的值。

例如,在吸收式制冷机2c、2d起动后的一定期间内,一般而言,吸收式制冷机2c、2d发挥能力需要时间,因此,上述条件判定中使用的各值持续变化。当基于该变化中的值进行轻负载停止的条件判定时,有时进行非意图的判断。此时,不仅系统cop降低,还可能达到轻负载停止。

因此,例如在吸收式制冷机2c的轻负载停止条件为“(a)t2out_a为第2轻负载停止阈值(a)以下”的情况下,在本实施方式中,在上述条件判定中使用的各值成为稳定的值后、即t2out_a大于第2轻负载停止阈值(a)这样的条件(图3的步骤s303的“是”)满足了一定期间的情况下,进行热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值的变更。

这样,在轻负载停止条件和过负载条件的条件判定中使用的各值满足了条件一定期间的情况下,进行热泵式制冷机2a、2b的冷水出口温度的设定值的变更或返回。

如以上说明的那样,根据本实施方式的热源系统的控制装置、热源系统、热源系统的控制方法和热源系统的控制程序,发挥以下的作用效果。

吸收式制冷机2c、2d的轻负载停止的条件判定中使用的各值(吸收式制冷机2c、2d的冷水出口温度、吸收式制冷机2c、2d的冷水入口温度和吸收式制冷机2c、2d的负载率)是根据热源系统1中的各热源机2、泵3和外部负载6的变动而瞬时变化的值。例如,吸收式制冷机2c的起动后的一定期间内发挥能力需要时间,因此,所述条件判定中使用的各值的值持续变化。在使用基于该变化中的值的所述条件判定中使用的各值和第2轻负载停止阈值进行判定的情况下,所述条件判定中使用的各值包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统1整体的cop降低,还可能达到轻负载停止。

因此,在吸收式制冷机2c、2d的所述条件判定中使用的各值大于第2轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行冷水出口温度控制。由此,能够避免包含所述条件判定中使用的各值的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统1整体的cop提高,能够避免轻负载停止。

另外,热泵式制冷机2a、2b的轻负载停止和过负载的条件判定中使用的值即负载率是根据热源系统1中的各热源机2、泵3和外部负载6的变动而瞬时变化的值。在使用该瞬时变化的热泵式制冷机2a、2b的负载率和第1轻负载停止阈值进行判定的情况下,热泵式制冷机2a、2b的负载率包含瞬时摇摆,因此,可能无法成为准确的判定。通过包含瞬时摇摆的判定而产生不必要的控制,不仅热源系统1整体的cop降低,还可能达到轻负载停止。

因此,在热泵式制冷机2a、2b的负载率大于第1轻负载停止阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行冷水出口温度控制。另外,在热泵式制冷机2a、2b的负载率小于第1过负载阈值的期间为一定期间以上的情况下,进行冷水出口温度控制。由此,能够避免包含热泵式制冷机2a、2b的负载率的瞬时摇摆的判定。另外,热源系统1整体的cop提高,能够避免轻负载停止。

在避免过负载运转的情况下也是同样的。

以上参照附图详细叙述了本发明的各实施方式,但是,具体结构不限于该实施方式,还包含不脱离本发明主旨的范围内的设计变更等。

例如,也可以组合实施上述各实施方式。

另外,在上述各实施方式中,能够任意决定热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d的设置台数和组合。

另外,在上述各实施方式中,设第1热源机是热泵式制冷机,第2热源机是吸收式制冷机,但是,只要第1热源机是热源机中cop较高的热源机、第2热源机是cop比第1热源机低的热源机即可,其种类不限。例如,第1热源机和第2热源机的组合举出电热源机和燃料系统热源机、大型涡轮制冷机和小型涡轮制冷机、可变速度涡轮热源机和固定速度涡轮热源机等。

另外,在上述各实施方式中,说明了热泵式制冷机2a、2b和吸收式制冷机2c、2d对冷水进行冷却、即冷能输出的情况,但是,也可以是对冷水进行加热、即热能输出的情况。另外,还可以兼具冷却功能和加热功能。另外,也可以是代替冷水而对载冷剂等其他载热体进行冷却或加热的系统。

在热能输出的情况下,例如在吸收式制冷机2c的轻负载停止条件下,吸收式制冷机2c的冷水出口温度为一定值以上成为轻负载停止条件等,温度的处理与冷能输出的情况相反。

附图标记说明

1热源系统

2热源机

2a、2b热泵式制冷机

2c、2d吸收式制冷机

3泵

4供给集管

5回流集管

6外部负载

10a、10b、10c、10d制冷机控制装置

20上位控制装置

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