JPH03156241A

JPH03156241A - 蓄熱冷暖房装置

Info

Publication number: JPH03156241A
Application number: JP1291261A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Mitsui; 三井　義孝; Shiro Tagawa; 田川　史郎; Toshisuke Onoda; 小野田　利介
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2875306B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、蓄熱槽を備えた冷暖房装置の運転制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の制御方式は、例えば、特開昭６２−１４１４４８
号公報に記載されているような運転時間割付法と、特開
昭６２−１３４４３８号公報に記載されているような蓄
熱量監視法がある。運転時間割付法は外気エンタルピか
ら外気負荷、室内温度から負荷を予測し、両者から日積
算負荷を求め、蓄熱量との差から不足する分をチラー運
転で補う。蓄熱量監視法は。

内部発生熱を除く空調負荷が、外気温度に比例的相関を
するとし対象地域の外気温度データを入力し、日積算負
荷を求め、その日の負荷の残量を求め蓄熱量を比較して
チラー運転・停止を判断する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、負荷対策に応じて行う年間予測設定や
予測の修正機能などでソフトウェアのボリュームが大き
く、キー人力操作が複雑であり人力センサの点数も多く
、コスト高で、汎用性の観点から難点があった。

本発明の目的は、簡単な制御ロジックとそれに伴う、入
力センサの簡素化ができる蓄熱冷暖房装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱冷暖房装
置の運転制御装置は、熱源機器と、この熱源機器に接続
する蓄熱槽と、冷水出口温度、及び、冷水戻り温度を検
出する検出手段とを備え、この検出手段が検出した冷水
出口温度、及び、冷水戻り温度に基づいて熱源機器の作
動を制御すべき演算制御手段を用いて、冷房空調運転時
に、（イ）冷水戻り温度勾配が上向きで、且つ、冷水戻
り温度が定格冷水戻り温度値に達した場合、熱ｇＩａ器
の運転指令を出し、（ロ）冷水出口温度勾配が下向きで、且つ、冷水出口温
度が定格冷水出口温度値に達した場合、熱源機器の停止
指令を出すように構成したものである。

なお、この運転制御装置では負荷予測を行う必要はない
。

〔作用〕

空調運転時間中の冷水戻り温度、及び、冷水出口温度と
サンプリング周期時間から算出される温度勾配、及び、
定格冷水戻り温度値と定格冷水出口温度値との関係で熱
源機器の運転・停止を決定する。

この結果、従来のように気象データ、負荷パターン、予
測の修正機能等をコンピュータに入力する必要がなくな
り、制御ロジックの簡易化が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る蓄熱冷暖房装置の運
転制御回路図である。

第１図において、１は冷水出口温度検出サーミスタ、２
は冷水戻り温度検出サーミスタである。

３〜６はオペアンプ、７は冷水出口温度設定器、８は冷
水戻り温度設定器である。

また、９はマイクロコントローラ（以下ＭＣＵと言う）
、１０はリレードライバ、１１はリレー１１１は熱源機
器１２の運転指令用のリレー接点である。

冷房空調運転時に、冷水出口温度検出サーミスタ１によ
り検出された冷水出口温度は、サーミスタの抵抗値を電
圧に変換したものがオペアンプ３を通り、ＭｅＯ２へ一
定のサンプリング周期で取り込まれる。なお、オペアン
プ４は、ＭｅＯ２への過大な入力電圧を制限する役目を
持っている。

また、冷水戻り温度検出サーミスタ２により検出された
冷水戻り温度は、サーミスタの抵抗値を電圧に変換した
ものがオペアンプ５を通り、ＭｅＯ２へ一定のサンプリ
ング周期で取り込まれる。なお、オペアンプ６は、オペ
アンプ４と同様にＭｅＯ２への過大な入力電圧を制限す
る役目を持っている。

このようにしてＭｅＯ２に取り込まれた冷水出口温度と
冷水戻り温度、及び、サンプリング周期時間より、Ｍｅ
Ｏ２では冷水出口温度勾配と冷水戻り温度勾配を計算す
る。

また、冷水出口温度設定器７、冷水戻り温度設定器８よ
りＭｅＯ２へ取り込んだ冷水出口温度設定値、冷水戻り
温度設定値と冷水出口温度検出サーミスタ１．冷水戻り
温度検出サーミスタ２よリオペアンプ３．オペアンプ５
を通し、ＭｅＯ２へ取り込んだ、冷水出口温度、冷水戻
り温度がＭｅＯ２でそれぞれ比較される。

ＭｅＯ２での演算及び比較の結果、即ち、冷水出口温度
勾配、冷水戻り温度勾配と、冷水出口温度設定値と冷水
出口温度、及び、冷水戻り温度設定値と冷水戻り温度の
比較により、ＭｅＯ２より熱源機器１２の運転、停止指
令が出される。

ＭｅＯ２より運転指令が出された場合、ＭｅＯ２よりハ
イレベルの信号が出されリレードライバ１０を介し、リ
レー１１を励磁し、リレー接点１１１をオンすることに
より熱源機器１２を運転する。

また１ＭＣＵ９より停止指令が出された場合、ＭｅＯ２
よりロウレベルの信号が出されリレー１１を非励磁にし
リレー接点１１１をオフにすることにより熱源機器１２
を停止する。

第２図は、冷水出口温度設定器７、及び、冷水戻り温度
設定器８の具体的な回路図である。

第２図において、２０は可変抵抗器、２１は固定抵抗器
である。

温度設定は可変抵抗器２０によって行われ、設定値は電
圧に変換したものが信号線２５を通り、ＭＣＵ９へ取り
込まれる。

第３図は、横軸に冷水戻り温度、たて軸に冷水出口温度
を取り、熱源機器の運転、停止条件を示したものである
。

第３図において、３ｏは冷水戻り温度勾配。

３１は定格冷水戻り温度値、３２は冷水出口温度勾配、
３３は定格冷水出口温度値である。

空調運転時に、冷水戻り温度勾配３０が上向きで、且つ
、冷水戻り温度が定格冷水戻り温度値３１に達した場合
、ＭＣＵは熱源機器の運転指令を出す。冷水戻り温度が
定格冷水戻り温度値３１に達しても冷水戻り温度勾配３
０が下向きの場合は、ＭＣＵは熱源機器の運転指令は出
さない。

また、空調運転時に冷水出口温度勾配３２が下向きで、
且つ、冷水出口温度が定格冷水出口温度値３３に達した
場合、ＭＣＵは熱源機器の停止指令を出す。冷水出口温
度が定格冷水出口温度値３３に達しても冷水出口温度勾
配３２が上向きの場合は、ＭＣＵは熱源機器の停止指令
は出さない。

ここで、冷水戻り温度勾配３ｏ及び冷水出口温度勾配３
２の計算は以下の式を用いる。

冷水戻り温度勾配３０は、（ＴＢｚ−ＴＢｒ）／（ｔｚ　　ｔｘ）　　　　　　・
・・（１）により求められる。この式において、Ｔ　Ｂ
　ｓ　。

ＴＢ２１　ｔｔ、ｔｚは、それぞれ、Ｔ　Ｂ　１；時刻ｔｌにおける冷水戻り温度ＴＢ２；時
刻ｔｚにおける冷水戻り温度し２−ｔｔ；サンプリング
周期時間である。ただし、ｔ　２）　ｔ　、とする。

また、冷水出口温度勾配３２は。

（ＴＥｚ−ＴＥｘ）／（ｔｚ　　ｔｘ）　　　　　　−
（２）により求められる。この式において、Ｔ　Ｅ　ｓ
　。

ＴＥｚ、ｔｘ＋　ｔＺは、それぞれ。

Ｔ　Ｅ　１；時刻ｔ１における冷水出口温度Ｔ　Ｅ　２
　；時刻ｔ２における冷水出ロ温度ｔｚ−ｔｔ；サンプ
リング周期時間である。ただし、ｔｚ＞ｔｔとする。

（１）及び（２）の計算式において、計算結果が正の場
合を温度勾配が上向き勾配であるとし、負の場合を温度
勾配が下向き勾配であるとする。即ち、時間の経過に従
い温度が上昇している場合は、温度勾配は上向き勾配で
あり、時間の経過に従い温度が下降している場合は、温
度勾配は下向き勾配である。

第４図は、本発明の一実施例に係る蓄熱冷暖房装置の略
示構成図である。

第４図において、１，２はそれぞれ冷水出口温度検出サ
ーミスタ、冷水戻り温度検出サーミスタである。

また、４０は熱の授受媒体である水を降温、または、昇
温させる冷凍機、４１はこの冷凍機４゜から得られる冷
、温水により冷水蓄熱、温水蓄熱を行う蓄熱槽、４２は
冷凍機４０と蓄熱槽４１とを接続する水配管に配設され
、水を循環させるための一次冷温水ポンプ、４３はこれ
ら各機器を制御するための制御盤、４４は負荷側の空気
調和機、４５はブライン水熱交換器、４６は空調運転時
に開となる熱交換器電動弁、４７は蓄熱運転時に開とな
る蓄熱摺電動弁である。

蓄熱運転時には、冷凍機４０と一次冷温水ポンプ４２を
運転し、蓄熱槽４１内の水を循環させながら、水を降温
、または、昇温し、蓄熱槽４１内に蓄熱する。蓄熱運転
時には、蓄熱摺電動弁４７が開になるので水は冷凍機４
０．蓄熱摺電動弁４７、蓄熱槽４１．−次温水ポンプ４
２．冷凍機４０の順に流れる。

冷房空調運転時には、空気調和機４４を運転し、水を循
環させブライン水熱交換器４５で熱交換を行い、その後
、蓄熱槽４１内に貯えられた熱量を消費する。ここで、
負荷が小さな場合は、蓄熱運転で蓄熱槽４１内に貯えら
れた熱量が余るので、ブライン水熱交換器４５では熱交
換を行わず、蓄熱槽４１内に貯えられた熱量を多く消費
するようにする。また、負荷が大きな場合は、蓄熱運転
で蓄熱槽４１内に貯えられた熱量では不足するので、ブ
ライン水熱交換器４５で熱交換を行い、蓄熱槽４１内に
貯えられた熱量を多く消費しないようにする。

ブライン水熱交換器４５で熱交換を行うがどうかは、冷
凍機４０．−水冷温水ポンプ４２等の熱源機器の運転、
停止による。そして、この熱源機器の運転、停止は、制
御盤４３内のＭＣＵ９に取り込まれた冷水出口温度１．
冷水戻り温度２により決定される。

制御盤４３内のＭＣＵ９より運転指令が出た場合は、熱
源機器は運転を行いブライン水熱交換器４５において熱
交換がなされる。

また、制御盤４３内のＭＣＵ９より停止指令が出た場合
は、熱源機器は停止し、ブライン熱交換器４５において
熱交換はなされない。

空調運転時には熱交換器電動弁４６が開になるので、水
は冷凍機４０．熱交換器電動弁４６．ブライン水熱交換
器４５．−水冷温水ポンプ４２゜冷凍機４０の順に流れ
る。また、負荷側の水の流れは、空気調和機４４．ブラ
イン水熱交換器４５゜蓄熱槽４１．空気調和器４４とな
る。

本実施例によれば、空調運転中の熱源機器の運転、停止
の制御は、冷水出口温度及び冷水戻り温度から算出され
る冷水出口温度勾配及び冷水戻り温度勾配と、定格冷水
出口温度値及び定格冷水戻り温度値との比較により行わ
れるので、従来のように気象データ、負荷パターン、予
測の修正機能等をコンピュータに入力する必要がなく、
入出力点数が大幅に低減できるという効果がある。

また、従来のものと比較し、情報量が少なくてすむため
制御ロジックが簡易になるという。

なお、本実施例では、熱源機器として、水を熱の授受媒
体とする冷凍機４０、−水冷温水ボンプ４２を備えた蓄
熱冷暖房装置の例を説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、他の熱源機器を用いた蓄熱冷暖房装置にも
汎用的に適用されるものである。

また、本実施例では、冷水出口温度、冷水戻り温度を検
出する手段としてサーミスタを用いた例を説明したが、
他の検出手段を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御ロジックの簡易化による制御系の
コストダウン、及び、操作性の簡素化ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の蓄熱冷暖房装置の運転制
御回路図、第２図は、第１図中の冷水出口温度設定器及
び冷水戻り温度設定器の回路図、第３図は、空調運転時
の熱源機器の運転制御線図、第４図は、蓄熱冷暖房装置
の系統図である。１・・・冷水出口温度検出サーミスタ、２・・・冷水戻
り温度検出サーミスタ、７・・・冷水出口温度設定器、
８・・・冷水戻り温度設定器、９・・・ＭＣＵ、１２・
・・熱源機器、３０・・・冷水戻り温度勾配、３１・・
・定格冷￥Ｉ　１　図２４拓２２θ 拓区ン′り水１シξ°りン絖！仝（２）

Claims

【特許請求の範囲】１、熱源機器と、蓄熱槽と、製氷熱交換器より成る蓄熱
冷暖房装置において、冷房時に空調運転の開始後、一定周期でサンプリングさ
れる冷水戻り温度と冷水出口温度と、サンプリング周期
時間によつて算出される冷水戻り温度勾配、冷水出口温
度勾配、及び、定格冷水戻り温度、定格冷水出口温度と
の関係で機器の運転を決定することを特徴とする蓄熱冷
暖房装置の運転制御装置。