冷水循环系统的制作方法
【专利说明】冷水循环系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本国际申请要求2012年12月28日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2012-287606号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及提供空调所使用的冷水的冷水循环系统。
【背景技术】
[0004]作为制冷热源而使用由冷水循环系统提供的冷水的中央热源式空气调节系统被广泛应用。
[0005]在上述空气调节系统中，一级回流联箱以及一级供流联箱连接于提供冷水的多个热源，通过一级泵，将冷水从一级回流联箱经由热源输送给一级供流联箱。此外，二级回流联箱以及二级供流联箱连接于使用冷水对空气进行冷却的多个AHU (Air Handling Unit:空气处理机组)ο 一级供流联箱与二级供流联箱之间配置有二级泵，该二级泵将冷水从一级供流联箱输送给二级供流联箱。作为该二级泵，已知有逆变器控制的泵。此外，在上述空气调节系统中，连接为使冷水从二级回流联箱流入一级回流联箱。
[0006]作为对循环于空气调节系统中的冷水的流量进行控制的方法，已知有以下方法，即，将从上述二级泵排出的冷水的压力控制为规定设定值，由此对冷水的流量进行控制。除此之外，如专利文献I和专利文献2所述，还已知有以下方法，S卩，以使作为输送温度与返回温度之间的温度差的主管道温度差为规定值的方式，对从二级泵供出的冷水的流量进行控制，其中，该输送温度为从二级供流联箱供出的冷水的温度，而返回温度为流入二级回流联箱的冷水的温度。
[0007]在专利文献I和专利文献2的技术中，由于仅提供AHU中需要的冷水流量，因此能够降低输送冷水的动力，换言之即能够降低二级泵的电力消耗。此外，即使在AHU的热负荷下降的情况下，也以使输送温度与返回温度之间的温度差保持为规定值的方式对冷水流量进行控制，换言之，即使在返回温度下降的情况下，也会进行使返回温度上升的控制，因此，能够维持热源的运行效率。并且，进行上述控制所需要的传感器仅为温度传感器，而不需要压力传感器，因此能够实现制造成本的降低。
[0008]在专利文献3中所记载的控制为:基于从特定的AHU输出的警报，使从二级泵供出的冷水流量增加。该警报可以例示通知在特定的AHU中热负荷已增加的警报。如果进行该控制，则能够抑制由AHU的能力不足而引起的室温等的上升。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本专利第4406778号公报
[0012]专利文献2:日本专利第4333818号公报
[0013]专利文献3:日本专利第4748175号公报
【发明内容】
_4] 发明要解决的问题
[0015]将上述空气调节系统用于数据中心时，与用于其他设施时相比，对温度调节能力则要求较高的可靠性。因此，在数据中心装备的空气调节系统中，以确保可靠性为目的，进行了如下设计，即，设置AHU的备用机，并使备用机在需要运行时能够立即运行的状态下待机(使备用机热备用)。
[0016]于是，在AHU的台数上存在余量，室内空气的温度调节能力上存在余量的状态下，使空气调节系统在能力上存在余量的状态下而被运用。因此，能够确保温度调节的可靠性，能够进行稳定的温度管理。
[0017]但是，存在以下问题，S卩，为了削减空气调节系统的电力消耗(为了节能)，如果进行改变上述压力设定值的控制，或进行使主管道温度差保持为规定值的控制，则向AHU提供的冷水的流量会减少，在室内空气的温度调节能力上不能确保存在余量。
[0018]此外，在空气调节系统的负荷率低的情况下，或在一级泵受逆变器控制而供出的冷水的流量能够被控制的情况下，存在以下问题:即使进行将主管道温度差保持为规定值的控制，节能的效果也是有限的。具体地，存在以下问题:如果一级泵受逆变器控制，那么也能够以额定温度差以上的大温度差而进行运用，然而，却难以使从AHU返回的冷水的温度即返回温度成为从热源供出的冷水的温度即供出温度+额定温度差以上，热源的运行效率不会提高，很难获得节能的效果。其中，空气调节系统的负荷率低的情况可以列举，外部空气温度低的情况，或数据中心内的发热量少的情况，或空气调节系统的空气调节能力过高的情况。
[0019]即使是基于专利文献3中所述的警报(报警)来对冷水的流量进行调节的控制，也存在难以获得节能效果的问题。例如，在空气调节系统中，当配置有AHU的室内的温度升高时，会进行以下控制，即，将控制向AHU提供的冷水流量的二通阀打开，以使冷水流量增加，或增加风机的转数，以使在AHU进行热交换的室内空气的流量增加。
[0020]在专利文献3的技术中，当室内温度升高时，如果正在进行AHU中的上述控制时发出警报的话，不管AHU中进行的控制如何，都有可能进行使从二级泵供出的冷水流量增加的控制。换言之，即使在AHU的温度调节能力上存在余量这样的过渡的情况下，即使在不必改变从二级泵供出的冷水流量便能够对室内的温度进行调节的情况下，也有可能会基于警报的发出而进行使从二级泵供出的冷水流量增加的控制。于是存在以下问题:有可能使从二级泵供出的冷水流量不必要的增加，使空气调节系统的节能效果降低。
[0021]本发明的一个方面在于提供一种冷水循环系统，其能够确保温度调节的可靠性，并且能够实现电力消耗的削减。
[0022]解决问题的技术方案
[0023]本发明一个方面的冷水循环系统具备:热源，所述热源将冷水冷却到规定温度；AHU，所述AHU至少为一个，是使空气与所述冷水进行热交换而使空气冷却的空气调节机；泵，所述泵将与功率逆变器的工作频率相对应的流量的所述冷水，从所述热源提供给所述AHU ;以及控制部，所述控制部基于表示所述AHU状态的信息，计算对所述AHU冷却所述空气的剩余能力进行表示的富余度，当该富余度为规定阈值以上时，通过控制所述功率逆变器的工作频率来减少从所述泵供出的所述冷水的流量，当所述富余度不足所述规定阈值时，所述控制部增加从所述泵供出的所述冷水的流量。
[0024]根据本发明的冷水循环系统，基于AHU的富余度来进行泵的控制，因此，能够确保通过AHU对空气进行冷却的能力上的余量，并能够确保室内空气的温度调节能力的可靠性。
[0025]此外，当富余度为规定阈值以上时，进行使从泵供出的冷水的流量减少的控制，因此能够减少用于泵驱动的动力。并且，从泵供出的冷水的流量减少，易于使从AHU返回的冷水的温度上升，因此易于实现热源效率的提高。
[0026]上述发明中表示所述AHU状态的信息优选为:在二通阀的阀开度、风机的旋转频率、以及空气温度差中的至少一个以上，或其中的组合，所述二通阀对流入所述AHU的所述冷水的流量进行控制，所述风机吹送要在所述AHU中进行热交换的所述空气，所述空气温度差为，从所述AHU吹出的所述空气的设定温度与测量出的测量温度的空气温度差。
[0027]这样，使用在二通阀的阀开度、风机的旋转频率、以及空气温度差中的至少一个来求算富余度，由此更易于确保可靠性，并易于减少用于二级泵驱动的动力。即，考虑到AHU冷却空气的能力与二通阀的阀开度相关，并考虑到至阀开度的全开为止的余量与上述富余度相关。因此，使用二通阀的阀开度来求算富余度，由此能够以更高的精度来求算富余度。并且对于风机的旋转频率和空气温度差也同样考虑到与AHU冷却空气的能力相关，使用风机的旋转频率或空气温度差来求算富余度，由此能够以更高的精度来求算富余度。
[0028]在上述发明中，所述二通阀的阀开度优选被控制为:使吹出温度为所希望的吹出温度设定值，所述吹出温度为从所述AHU吹出的所述空气的测量温度。
[0029]这样，通过将二通阀的阀开度控制为:使作为从AHU吹出的空气的温度的吹出温度为所希望的吹出温度设定值，由此易于将吹出温度控制为吹出温度设定值。即，当吹出温度高于吹出温度设定值时，进行使二通阀的阀开度变大的控制，由此向AHU提供的冷水的流量增加，因此使吹出温度降低，易于将从AHU吹出的空气的温度控制为吹出温度设定值。另一方面，当吹出温度低于吹出温度设定值时，进行使二通阀的阀开度变小的控制，由此向AHU提供的冷水的流量减少，因此使吹出温度升高，易于将从AHU吹出的空气的温度控制为吹出温度设定值。
[0030]在上述发明中，所述风机的旋转频率优选被控制为:使配置有所述AHU的区域中的规定位置上的区域内温度低于预先设定的设定阈值。
[0031]这样，通过将风机的旋转频率控制为，使区域内温度低于预先设定的设定阈值，由此易于控制为，使区域内温度低于设定阈值。即，当区域内温度超过设定阈值时，通过增加风机的旋转频率，使从AHU吹出的空气流量增加，因此易于使区域内温度低于设定阈值。由此，以最低限度的风机频率运行，以使吹出温度稳定，同时满足使室内温度在设定以下，由此还能够削减风机动力。
[0032]在上述发明中，设置多个所述AHU，多个所述AHU分散配置于被区划出的多个区域，所述控制部优选为:对于配置在所述区域的所有的所述AHU，当所述二通阀的阀开度为上限阈值和所述风机的旋转频率为上限阈值之中至少一方