JPS6042597A - 冷却塔の省動力運転制御装置 - Google Patents
冷却塔の省動力運転制御装置Info
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- JPS6042597A JPS6042597A JP15050883A JP15050883A JPS6042597A JP S6042597 A JPS6042597 A JP S6042597A JP 15050883 A JP15050883 A JP 15050883A JP 15050883 A JP15050883 A JP 15050883A JP S6042597 A JPS6042597 A JP S6042597A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling tower
- water temperature
- cooling
- air volume
- air
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/003—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for cooling towers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一つの負荷系統に対して所要の冷却水を供給
するための冷却塔を各々独立運転可能な複数の冷却塔群
に分割した冷却塔設備において。
するための冷却塔を各々独立運転可能な複数の冷却塔群
に分割した冷却塔設備において。
その運転動力費を低減すると同時に、出口水温を一定に
制御して安定操業ができるようにマイクロコンピュータ
制御を行う冷却塔の省動力運転制御装置に関する。
制御して安定操業ができるようにマイクロコンピュータ
制御を行う冷却塔の省動力運転制御装置に関する。
従来より、冷却塔の設計にあたっては統計上の過去最高
外気湿球温度２７℃を基準としているが。
外気湿球温度２７℃を基準としているが。
従来の冷却塔の冷却ファンは通常は定風量で運転されて
いるので、外気湿球温度が設計外気湿球温度より低い場
合（高くなることはまずない）は。
いるので、外気湿球温度が設計外気湿球温度より低い場
合（高くなることはまずない）は。
実際の冷却塔からの出口水温は設計出口水温より低い水
温になる。従って、この点では運転動力の無駄が生じる
。また、一般に工業用冷却塔などでは冷却水温度は要求
水温どおりに安定して供給されることが望ましく、出口
水温がいかなる条件の変化にもかかわらず一定に制御さ
れるのが望ましい。
温になる。従って、この点では運転動力の無駄が生じる
。また、一般に工業用冷却塔などでは冷却水温度は要求
水温どおりに安定して供給されることが望ましく、出口
水温がいかなる条件の変化にもかかわらず一定に制御さ
れるのが望ましい。
本発明は、この冷却塔運転の無駄を省き且つ山−口水温
を１定に制御して安定操業ができるようにすることを目
的としてなされたものである。この目的を効果的に達成
する冷却塔設備として本発明は、一つの負荷系統に対し
て所要の冷却水を供給するための冷却塔を、各々独立運
転可能な複数の冷却塔群に分割してなる冷却塔設備にお
いて、この冷却塔群のうち少なくとも一基以上を可変風
量機構をもつ冷却塔に構成し、冷却塔群への入口水温検
出端、冷却塔群からの出口水温検出端および外気湿球温
度検出端からの検出信号を入力信号として冷却塔群の台
数制御と該可変風量冷却塔の風量制御を行うためのマイ
クロコンピュータを設置したことを特徴とする冷却塔の
省動力運転制御装置を提供するものである。
を１定に制御して安定操業ができるようにすることを目
的としてなされたものである。この目的を効果的に達成
する冷却塔設備として本発明は、一つの負荷系統に対し
て所要の冷却水を供給するための冷却塔を、各々独立運
転可能な複数の冷却塔群に分割してなる冷却塔設備にお
いて、この冷却塔群のうち少なくとも一基以上を可変風
量機構をもつ冷却塔に構成し、冷却塔群への入口水温検
出端、冷却塔群からの出口水温検出端および外気湿球温
度検出端からの検出信号を入力信号として冷却塔群の台
数制御と該可変風量冷却塔の風量制御を行うためのマイ
クロコンピュータを設置したことを特徴とする冷却塔の
省動力運転制御装置を提供するものである。
図面に基づいて本発明を具体的に説明すると。
第１図は本発明装置の機器配置を系統的に示したもので
、冷却水を必要とする一つの負荷系統１に対して、各々
独立運転可能に複数に分割し゛た冷却塔群によってその
冷却水を製造する冷却塔設備を示している。図示の実施
例では８基の独立運転可能な冷却塔に分割した例を示し
ているが、そのうち、 ２ａ〜２ｅの５基がその冷却塔
送風機として定風量ファン４８〜４ｅをもち、３基が可
変風量ファン５ａ〜５ｃをもつ例を示している。この例
に限らず９分割数は２以上、可変風量冷却塔数は１基以
上であればよい。本発明においては、このような冷却塔
群をマイクロコンピュータ６によって台数制御と可変風
量制御を実施する。７，８および９は、この制御のため
の制御信号を得るための入口水温検出端、出口水温検出
端および外気湿球温度検出端をそれぞれ示している。入
口水温検出端７は冷却塔群に入る前の水温を、出口水温
検出端８は冷却塔群から出る冷却水（各冷却塔から出る
冷却水が集合した冷却水）の水温を検出する位置に設置
される。各冷却塔２および３にはそれぞれ冷却水ポンプ
が付設される。
、冷却水を必要とする一つの負荷系統１に対して、各々
独立運転可能に複数に分割し゛た冷却塔群によってその
冷却水を製造する冷却塔設備を示している。図示の実施
例では８基の独立運転可能な冷却塔に分割した例を示し
ているが、そのうち、 ２ａ〜２ｅの５基がその冷却塔
送風機として定風量ファン４８〜４ｅをもち、３基が可
変風量ファン５ａ〜５ｃをもつ例を示している。この例
に限らず９分割数は２以上、可変風量冷却塔数は１基以
上であればよい。本発明においては、このような冷却塔
群をマイクロコンピュータ６によって台数制御と可変風
量制御を実施する。７，８および９は、この制御のため
の制御信号を得るための入口水温検出端、出口水温検出
端および外気湿球温度検出端をそれぞれ示している。入
口水温検出端７は冷却塔群に入る前の水温を、出口水温
検出端８は冷却塔群から出る冷却水（各冷却塔から出る
冷却水が集合した冷却水）の水温を検出する位置に設置
される。各冷却塔２および３にはそれぞれ冷却水ポンプ
が付設される。
各々の定風量冷却塔２の定風量ファー、ン４はオン・オ
フ制御がなされのものであり、マイクロコンピュータ６
からの制御信号（無電圧接点信号ａ）により、その稼動
台数を制御する。こｐ場合、定風量ファン４が停止する
冷却塔２であってもその冷却水ポンプはそのまま稼動し
２強制通風なしの状態で循環冷却水を塔内に噴霧すると
いう冷却塔運転となる。一方、可変風量冷却塔３の可変
風量ファン５は１例えば翼（羽根）ピンチ角度を変える
ことによって、あるいはファンモータの回転数を変える
ことによって通風量を自由に変えられるように構成する
。すなわち１図示しないが、制御盤によってファンの羽
根ピツチ角を自由に変化できるように構成するか、可変
電源周波数機構を・もつトランジスタインバータを採用
してファンモータの回転数を自由に変えられるように構
成する。
フ制御がなされのものであり、マイクロコンピュータ６
からの制御信号（無電圧接点信号ａ）により、その稼動
台数を制御する。こｐ場合、定風量ファン４が停止する
冷却塔２であってもその冷却水ポンプはそのまま稼動し
２強制通風なしの状態で循環冷却水を塔内に噴霧すると
いう冷却塔運転となる。一方、可変風量冷却塔３の可変
風量ファン５は１例えば翼（羽根）ピンチ角度を変える
ことによって、あるいはファンモータの回転数を変える
ことによって通風量を自由に変えられるように構成する
。すなわち１図示しないが、制御盤によってファンの羽
根ピツチ角を自由に変化できるように構成するか、可変
電源周波数機構を・もつトランジスタインバータを採用
してファンモータの回転数を自由に変えられるように構
成する。
この制御盤やトランジスタインバータに制御信号を出力
することによって可変風量冷却塔３の通風風量を自動遠
隔制御できることになる。この制御信号（第１図中にお
いてｂで示す４〜２０＋ｎＡの制御信号）は本発明にお
いてはマイクロコンピュータ６から出力される。他方、
このマイクロコンピュータ６へは、前記の入口水温検出
端７．出口水温検出端８および外気湿球温度検出端９か
らの抵抗入力信号Ｃが導入される。
することによって可変風量冷却塔３の通風風量を自動遠
隔制御できることになる。この制御信号（第１図中にお
いてｂで示す４〜２０＋ｎＡの制御信号）は本発明にお
いてはマイクロコンピュータ６から出力される。他方、
このマイクロコンピュータ６へは、前記の入口水温検出
端７．出口水温検出端８および外気湿球温度検出端９か
らの抵抗入力信号Ｃが導入される。
第２〜５図に、この制御の一連の演算フローの例を示す
が、その制御手順の概要を説明すると。
が、その制御手順の概要を説明すると。
以下のとおりである。
■、設計外気湿球温度・・ｆｌ
設計入口水温・・ｔｌｌ
設計出口水温・・、髄
水空気比・・ （、Ｌ／Ｇ）
から、近似式を用いてその状態に対応するエンタルピー
をめ、冷却の推進力（Ｋａ−Ｖ／Ｌ）の理論値をめる。
をめ、冷却の推進力（Ｋａ−Ｖ／Ｌ）の理論値をめる。
■、実験式（第２図のフロー参照）から設計条件におけ
る冷却の推進力をめ、理論値と計画値の修正係数（安全
率）をめる。
る冷却の推進力をめ、理論値と計画値の修正係数（安全
率）をめる。
■、可変風量冷却塔３の全台数をタイマＴｌで設定した
時間間隔で順次起動する。この場合２羽根角制御のさい
には羽根角度をＯ゛で、また可変電源周波数を採用した
さいには起動最低回転数で起動させることにより、起動
電流の低減を図るようにする。
時間間隔で順次起動する。この場合２羽根角制御のさい
には羽根角度をＯ゛で、また可変電源周波数を採用した
さいには起動最低回転数で起動させることにより、起動
電流の低減を図るようにする。
■、制御用マイクロコンピュータは＾ｕ ｔｏ ／ Ｍ
ａｎｕａ ｌの切替スイッチを監視する。
ａｎｕａ ｌの切替スイッチを監視する。
■Ｉ、Ａｕｔｏの場合（全自動運転）
（ａ）、外気湿球温度と入口水温を各々１０回サンプリ
ングし、各々の最高、最低値を除外し、残りの８個のデ
ータで平均外気湿球温度、平均入口水温とする。
ングし、各々の最高、最低値を除外し、残りの８個のデ
ータで平均外気湿球温度、平均入口水温とする。
（ｂ）、設計出口水温になるように０−１００％冷却塔
（定風量冷却塔２）を台数制御した時の最適停止台数を
演算する。タイマＴ２の設定時間の間隔で０−１００％
の冷却塔２の冷却塔ファン４を順次起動させ、起動電流
の低減を図る。
（定風量冷却塔２）を台数制御した時の最適停止台数を
演算する。タイマＴ２の設定時間の間隔で０−１００％
の冷却塔２の冷却塔ファン４を順次起動させ、起動電流
の低減を図る。
（Ｃ）、出口水温を１０回サンプリングし、最高、最低
値を除外し、残りの８個のデータで平均出口水温とする
。
値を除外し、残りの８個のデータで平均出口水温とする
。
（ｄ）、平均出口水温と、目標値である設計出口水温と
の偏差から、ＰＩ動作でフィードバック制御して、目標
出口水温になるように可変風量冷却塔３のファン５の羽
根角または回転数を制御する。
の偏差から、ＰＩ動作でフィードバック制御して、目標
出口水温になるように可変風量冷却塔３のファン５の羽
根角または回転数を制御する。
（ｅ）、もし２羽根角または回転数が最大羽根角または
最高回転数の８割以上になる場合には２羽根角または回
転数を最小羽根角または最低回転数になるように指令す
ると同時に、定風量冷却塔２の運転台数を１台増加させ
て、前記（Ｃ１以降のフィードバンク制御を行う。
最高回転数の８割以上になる場合には２羽根角または回
転数を最小羽根角または最低回転数になるように指令す
ると同時に、定風量冷却塔２の運転台数を１台増加させ
て、前記（Ｃ１以降のフィードバンク制御を行う。
（ｆ）、もし１羽根角または回転指令が最小羽根角また
は最低回転数になったら１羽根角または回転数を最大羽
根角または最高回転数になるように指令すると同時に、
定風量冷却塔２の運転台数を１台減少させて、前記（Ｃ
１以降のフィードハック制御を行う。
は最低回転数になったら１羽根角または回転数を最大羽
根角または最高回転数になるように指令すると同時に、
定風量冷却塔２の運転台数を１台減少させて、前記（Ｃ
１以降のフィードハック制御を行う。
（ｇ）、指令の羽根角または回転数が、８割以下であれ
ば９羽根可変ピンチ機構またはトランジズタインバータ
に指令して、タイマＴ３の設定時間間隔で、前記（Ｃ）
以降のフィードバンク制御を行う。
ば９羽根可変ピンチ機構またはトランジズタインバータ
に指令して、タイマＴ３の設定時間間隔で、前記（Ｃ）
以降のフィードバンク制御を行う。
（ｈ）、タイマＴ５で設定した時間が経ると、前記■に
戻る。
戻る。
■Ｕ、 Ｍａｎｕａｌ （手動運転）
ｉａｌ、０−１００％冷却塔２の冷却塔ファン４を手動
で順次起動してもらい、前記＋０１以降のフィードバン
ク制御を行う。
で順次起動してもらい、前記＋０１以降のフィードバン
ク制御を行う。
以上のようにして１本拠明によると、出口水温が一定に
なるように、定風量冷却塔の冷却ファンの発停制御によ
る台数制御と可変風量冷却塔の風量制御が最も省エネル
ギー的に実施できることになる。以上の制御動作の特徴
的な事項を要約すると次のとおりである。
なるように、定風量冷却塔の冷却ファンの発停制御によ
る台数制御と可変風量冷却塔の風量制御が最も省エネル
ギー的に実施できることになる。以上の制御動作の特徴
的な事項を要約すると次のとおりである。
（１１，Ａｕｔｏ、Ｍａｎｕａｌの切替スイッチにより
全自動と手動の選択ができるようにし１手動ではｏ −
ｉｏ。
全自動と手動の選択ができるようにし１手動ではｏ −
ｉｏ。
％冷却塔２の冷却ファン４の運転または停止を指令した
後、出口水温が一定になるように可変風量冷却塔３をマ
イクロコンピュータ６の演算によりフィードバック制御
する。そして、全自動では。
後、出口水温が一定になるように可変風量冷却塔３をマ
イクロコンピュータ６の演算によりフィードバック制御
する。そして、全自動では。
０−−１００％冷却塔２の最適停止台数をマイクロコン
ピュータ６が演算して運転台数分を順次起動させ、出口
水温が一定になるように可変風量冷却塔３を制御する。
ピュータ６が演算して運転台数分を順次起動させ、出口
水温が一定になるように可変風量冷却塔３を制御する。
（２）、出口水温の制御は、ＰＩ動作により数値制御す
る。そのさい、（ａ）可変風量冷却塔のファンの最大羽
根角度または最高回転数の８０％で定風量冷却塔２の運
転台数を１台増加し、（ｂ）最小羽根角度または最低回
転数で定風量冷却塔２の運転台数を１台減少させる。こ
の時、（ａ）の場合は同時に最小羽根角度または最低回
転数を指令し、山）の場合は最大羽根角度または最高回
転数を指令して１台減少させ、出口水温が設計出口水温
より上昇するのを防止する。
る。そのさい、（ａ）可変風量冷却塔のファンの最大羽
根角度または最高回転数の８０％で定風量冷却塔２の運
転台数を１台増加し、（ｂ）最小羽根角度または最低回
転数で定風量冷却塔２の運転台数を１台減少させる。こ
の時、（ａ）の場合は同時に最小羽根角度または最低回
転数を指令し、山）の場合は最大羽根角度または最高回
転数を指令して１台減少させ、出口水温が設計出口水温
より上昇するのを防止する。
（３）、可変風量制御を可変電源周波数による回転数制
御によって行う場合には、冷却塔本体の固有振動範囲で
ある１５〜２０ｈｚを飛び越す指令を出してプロペラフ
ァンの回転数を制御するようにする。
御によって行う場合には、冷却塔本体の固有振動範囲で
ある１５〜２０ｈｚを飛び越す指令を出してプロペラフ
ァンの回転数を制御するようにする。
第１図は本発明の冷却塔省動力制御装置の機器配置系統
図、第２〜５図は本発明制御装置の一連の演算フロー図
である。 １・・冷却水を必要とする負荷、２・・定風量冷却塔、
３・・オン・オフ制御される定風量ファン、４・・可変
風量冷却塔、５・・可変風量制御されるファン、６・・
マイクロコンピュータ、７・・入口水温検出端、８・・
出口水温検出端、９・・外気湿球温度検出端。
図、第２〜５図は本発明制御装置の一連の演算フロー図
である。 １・・冷却水を必要とする負荷、２・・定風量冷却塔、
３・・オン・オフ制御される定風量ファン、４・・可変
風量冷却塔、５・・可変風量制御されるファン、６・・
マイクロコンピュータ、７・・入口水温検出端、８・・
出口水温検出端、９・・外気湿球温度検出端。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ｌ）、一つの負荷系統に対して所要の冷却水を供給す
るためめ冷却塔を、各々独立運転可能な複数の冷却塔群
に分割してなる冷却・塔設備において、この冷却塔群の
うち少なくとも一基以上を可変風量機構をもつ冷却塔に
構成し、冷却塔群への入口水温検出端、冷却塔群からの
出口水温検出端および外気湿球温度検出端からの積出信
号を入力信号として冷却塔群の台数制御と該可変風量冷
却塔の風量制御を行うためのマイクロコンピュータを設
置したことを特徴とする冷却塔の省動力運転制御装置。 （２）、可変風量機構は、冷却塔フ゛アンの翼ピンチ角
を変化させる機構である特許請求の範囲第１項記載の冷
却塔の省動力運転制御装置。 （３）、可変風量機構は、冷却塔ファンの電動モータの
回転数を変化させる機構である特許請求の範囲第１項記
載の冷却塔の省動力運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15050883A JPS6042597A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 冷却塔の省動力運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15050883A JPS6042597A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 冷却塔の省動力運転制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042597A true JPS6042597A (ja) | 1985-03-06 |
Family
ID=15498394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15050883A Pending JPS6042597A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 冷却塔の省動力運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042597A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226499A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Kawasaki Steel Corp | 冷水装置用フアン駆動装置の制御方法 |
| JP2007333361A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toyo Netsu Kogyo Kk | 冷却塔群の省エネルギー運転方法及びこれに用いる冷却塔群 |
| EP2009384A3 (en) * | 2007-06-29 | 2012-07-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Control scheme for an evaporator operating at conditions approaching thermodynamic limits |
| JP2013210178A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-10-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷却塔制御装置、冷却塔制御方法、及び熱源システム |
| EP2776771A4 (en) * | 2011-10-21 | 2015-07-22 | Prime Datum Inc | DIRECT DRIVE BLOWER SYSTEM WITH VARIABLE PROCESS CONTROL |
| JP2017150679A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 株式会社荏原製作所 | 熱交換器 |
| CN107490319A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-12-19 | 扬州大学 | 冷却塔半调节风机全年变角优化运行方案的确定方法 |
| JP2020041767A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 制御装置、熱源システム、ファン起動台数決定方法及びプログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5556599A (en) * | 1978-10-23 | 1980-04-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | Cooling tower controller |
| JPS5860199A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-09 | Takasago Thermal Eng Co Lts | 機械通風冷却塔の送水温度制御方法 |
-
1983
- 1983-08-18 JP JP15050883A patent/JPS6042597A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JP2013210178A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-10-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷却塔制御装置、冷却塔制御方法、及び熱源システム |
| CN104781629A (zh) * | 2012-11-14 | 2015-07-15 | 三菱重工业株式会社 | 冷却塔控制装置、冷却塔控制方法以及热源系统 |
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| US9957970B2 (en) | 2012-11-14 | 2018-05-01 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Device and method of controlling cooling towers, and heat source system |
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