(57)【要約】【課題】設定差圧や設定送水圧の変更制御を支障なく実施する。【解決手段】制御装置１２に設定差圧ΔＰspと熱源機１への最小流量ＱMINを確保し得る１次ポンプ２へのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルＴＢ１を設ける。制御装置１２は、現在の設定差圧ΔＰspnowに応じたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowをテーブルＴＢ１より取得し、この取得したインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを現在の設定差圧ΔＰspnowでのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとし、この下限設定値ＩＮＶMINspを下回らないように１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。設定送水圧を使用する場合も同様にして設定送水圧ＰＳspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルを用いる。【選択図】  図１
2011094937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源水を生成する熱源機と、
この熱源機が生成する熱源水を搬送する１次ポンプと、
前記熱源機からの熱源水の供給を受ける外部負荷と、
前記熱源機からの前記外部負荷への熱源水の往水管路と、
前記外部負荷からの熱源水の前記熱源機への還水管路と、
前記往水管路と還水管路とを連通させるバイパス管路と、
前記バイパス管路に設けられたバイパス弁と、
前記外部負荷への熱源水の送水圧と還水圧との差を往還差圧とし、この往還差圧と設定差圧とが一致するように、前記１次ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する制御手段とを備えた１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記設定差圧を変化させた時の当該設定差圧と前記熱源機に対して定められている最小流量を確保し得る前記１次ポンプへのインバータ出力の下限値との関係を記憶するインバータ出力下限値記憶手段と、
このインバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より現在の設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得するインバータ出力下限値取得手段と、
このインバータ出力下限値取得手段によって取得されたインバータ出力の下限値を現在の設定差圧でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように前記１次ポンプへのインバータ出力を規制するインバータ出力規制手段と
を備えることを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、
前記インバータ出力下限値記憶手段は、
前記設定差圧を少なくとも２点変化させて理論値として求められた前記設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を記憶している
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、
前記インバータ出力下限値記憶手段は、
前記設定差圧を少なくとも２点変化させて実値として求められた前記設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を記憶している
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御システム。
【請求項４】
請求項１−３の何れか１項に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、
前記インバータ出力下限値記憶手段は、
前記インバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より、前記現在の設定差圧に代えて現在の往還差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得する
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御システム。
【請求項５】
請求項１−４の何れか１項に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記往還差圧に代えて前記外部負荷への熱源水の送水圧を使用し、
前記設定差圧に代えて設定送水圧を使用する
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御システム。
【請求項６】
熱源水を生成する熱源機と、この熱源機が生成する熱源水を搬送する１次ポンプと、前記熱源機からの熱源水の供給を受ける外部負荷と、前記熱源機からの前記外部負荷への熱源水の往水管路と、前記外部負荷からの熱源水の前記熱源機への還水管路と、前記往水管路と還水管路とを連通させるバイパス管路と、前記バイパス管路に設けられたバイパス弁とを備え、前記外部負荷への熱源水の送水圧と還水圧との差を往還差圧とし、この往還差圧と設定差圧とが一致するように、前記１次ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する１次ポンプ方式熱源変流量制御方法において、
前記設定差圧を変化させた時の当該設定差圧と前記熱源機に対して定められている最小流量を確保し得る前記１次ポンプへのインバータ出力の下限値との関係をメモリに記憶させるステップと、
前記メモリに記憶されている設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より現在の設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得するステップと、
前記取得されたインバータ出力の下限値を現在の設定差圧でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように前記１次ポンプへのインバータ出力を規制するステップと
を備えることを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御方法において、
前記メモリに記憶させる設定差圧とインバータ出力の下限値との関係は、前記設定差圧を少なくとも２点変化させて理論値として求めた関係である
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御方法において、
前記メモリに記憶させる設定差圧とインバータ出力の下限値との関係は、前記設定差圧を少なくとも２点変化させて実値として求めた関係である
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御方法。
【請求項９】
請求項６−８の何れか１項に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御方法において、
前記インバータ出力の下限値を取得するステップは、
前記インバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より、前記現在の設定差圧に代えて現在の往還差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得する
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御方法。
【請求項１０】
請求項６−９の何れか１項に記載された１次ポンプ方式熱源変流量制御方法において、
前記往還差圧に代えて前記外部負荷への熱源水の送水圧を使用し、
前記設定差圧に代えて設定送水圧を使用する
ことを特徴とする１次ポンプ方式熱源変流量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱源水を搬送する１次ポンプの回転数を制御する１次ポンプ方式熱源変流量制御システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３に従来の１次ポンプ方式熱源変流量制御システムの計装図を示す。同図において、１は熱源水を生成する熱源機、２は熱源機１が生成する熱源水を搬送する１次ポンプ、３は１次ポンプ２に付設されたインバータ、４は熱源機１からの熱源水を受ける往ヘッダ、５は往水管路、６は往ヘッダ４から往水管路５を介して送られてくる熱源水の供給を受ける外部負荷（空調機・ファンコイル等の熱負荷、地域冷暖房の需要家など）、７は還水管路である。外部負荷６には供給される熱源水の流量を調整するためのバルブ６−１が設けられている。
【０００３】
８は外部負荷６において熱交換され還水管路７を介して送られてくる熱源水が戻される還ヘッダ、９は往ヘッダ４と還ヘッダ８とを連通させるバイパス管路、１０はバイパス管路９に設けられたバイパス弁、１１は往ヘッダ４と還ヘッダ８との間の熱源水の差圧（ヘッダ間差圧）を外部負荷６への熱源水の往還差圧ΔＰpvとして計測する差圧計、１２は制御装置である。
【０００４】
この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、１次ポンプ２により圧送された熱源水は、熱源機１により冷却あるいは加熱され、往ヘッダ４へ至り、往水管路５を介して外部負荷６へ供給される。そして、外部負荷６において熱交換され、還水管路７を介して還ヘッダ８に戻され、再び１次ポンプ２によって圧送され、以上の経路を循環する。例えば、熱源機１を冷凍機とした場合、熱源水は冷水とされ、上述した経路を循環する。熱源機１を加熱機とした場合、熱源水は温水とされ、上述した経路を循環する。
【０００５】
〔圧力一定制御〕
制御装置１２は、差圧計１１によって計測される往還差圧ΔＰpvを監視し、この往還差圧ΔＰpvを一定とするように１次ポンプ２の回転数を制御する。すなわち、差圧計１１によって計測される往還差圧ΔＰpvと予め設定されている設定差圧ΔＰspとを比較し、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、１次ポンプ２への回転数制御用のインバータ出力ＩＮＶ（ＩＮＶ＝０〜１００％）およびバイパス弁１０への開度制御用の弁開度出力θ（θ＝０〜１００％）を調整する。
【０００６】
この圧力一定制御において、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶに対しては、下限設定値ＩＮＶMINが定められている。この下限設定値ＩＮＶMINは次のような理由から定められている。１次ポンプ方式熱源変流量制御システムでは、熱源機１を通過する熱源水の流量が所定の流量を下回った場合、熱源機１に異常が生じる虞がある。この時の所定の流量を最小流量と呼んでいる。例えば、熱源機１が冷凍機である場合、通過する冷水の流量が最小流量ＱMINを下回ると、凍結してしまう虞がある。このため、熱源機１自身のフェールセーフ機能として、通過する熱源水の流量が最小流量ＱMINを下回ると、断水リレーが作動し、熱源機１の動作が自動的に停止する機能が設けられている。圧力一定制御中、この熱源機１のフェールセーフ機能が働かないように、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶに対して、熱源機１への最小流量ＱMINを確保し得る下限設定値ＩＮＶMINを定めている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００７】
〔１次ポンプ回転数による圧力一定制御：ＩＮＶ≧ＩＮＶMINの場合〕
外部負荷６が要求する流量が少なくなり、バルブ６−１の開度が絞られて行くことによって、往還差圧ΔＰpvが上昇すると、制御装置１２は、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを下げる（１次ポンプ２の回転数を下げる）。ここで、制御装置１２は、内部で求められるインバータ出力ＩＮＶが下限設定値ＩＮＶMIN以上の場合には、バイパス弁１０へ０％の弁開度出力θを送って、バイパス弁１０を全閉状態とする。これを１次ポンプ回転数による圧力一定制御と呼ぶ（図１４に示す領域Ｓ１参照）。
【０００８】
〔バイパス弁開度による圧力一定制御：ＩＮＶ＜ＩＮＶMINの場合〕
制御装置１２は、内部で求められるインバータ出力ＩＮＶが下限設定値ＩＮＶMINよりも小さくなる場合には、下限設定値ＩＮＶMINを下回らないように１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。すなわち、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶをＩＮＶMINとする。この場合、制御装置１２は、ΔＰpv＝ΔＰspとするように、バイパス弁１０の開度を制御する。これをバイパス弁開度による圧力一定制御と呼ぶ（図１４に示す領域Ｓ２参照）。
【０００９】
このバイパス弁開度による圧力一定制御では、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶが下限設定値ＩＮＶMINに規制されるので、熱源機１への最小流量ＱMINが確保される。このため、熱源機１を通過する熱源水の流量が最小流量ＱMINを下回ることがなく、熱源機１のフェールセーフ機能が働くことがない。また、この最小流量ＱMINの内、外部負荷６への負荷流量ＱＦに対しての余剰分は、バイパス流量ＱＢとしてバイパス管路９を流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３８３７９号公報
【特許文献２】特開２００２−９８３５８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０１１０４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１次ポンプ方式熱源変流量制御システムでは、設定差圧ΔＰspを上げたとき熱源機１のフェールセーフ機能が働く虞があるので（問題１）、このフェールセーフ機能が働くことが無いように、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINを高めの設定としていた。このとき設定差圧ΔＰspを下げると，バイパス流量ＱＢが増加して増エネルギーとなり（問題２），設定差圧ΔＰspの変更制御を実施しても、十分な省エネルギー効果が得られないという問題があった。
【００１２】
図１５に設定差圧ΔＰspと熱源機１への最小流量ＱMINと１次ポンプ２へのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINとの関係を示す。図１５において、特性Ｉはインバータ出力ＩＮＶが１００％の時の１次ポンプ２のポンプ圧と流量との関係を示し、特性IIはインバータ出力ＩＮＶが下限設定値ＩＮＶMINの時の１次ポンプ２のポンプ圧と流量との関係を示し、特性IIIは往還差圧ΔＰpvを設定差圧ΔＰspとするための１次ポンプ２の必要圧（ポンプ必要圧）と流量との関係を示す。特性IIIにおいて、ポンプ必要圧は２次側圧力（ΔＰsp）＋１次側圧損（流量の２乗）なので、図に示すような２次曲線となる。このような関係において、特性IIと特性IIIの交点Ｐ１における流量が熱源機１への最小流量ＱMINとなるように、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINが定められる。
【００１３】
〔設定差圧ΔＰspを上げた場合の問題（問題１）〕
ここで、設定差圧ΔＰspを上げてΔＰsp’としたとする。この場合、ポンプ必要圧と流量との関係を示す特性IIIは、図１６に示す特性III’のようにシフトアップする。このため、特性IIと特性III’の交点Ｐ１’における流量が熱源機１への最小流量ＱMINよりも小さくなり、熱源機１のフェールセーフ機能が働いてしまう虞が生じる。
【００１４】
〔設定差圧ΔＰspを下げた場合の問題（問題２）〕
一方、設定差圧ΔＰspを下げてΔＰsp”としたとする。この場合、ポンプ必要圧と流量との関係を示す特性IIIは、図１７に示す特性III”のようにシフトダウンする。このため、特性IIと特性III”の交点Ｐ１”における流量が熱源機１への最小流量ＱMINよりも大きくなり、バイパス流量ＱＢが増加し、増エネルギーとなる。
【００１５】
なお、上述においては、外部負荷への熱源水の送水圧と還水圧との差を往還差圧として計測し、この往還差圧を設定差圧に一致させるようにした１次ポンプ方式熱源変流量制御システムについて説明したが、外部負荷への熱源水の送水圧を計測し、この送水圧を設定送水圧に一致させるようにした１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいても同様の問題が生じる。
【００１６】
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設定差圧や設定送水圧の変更制御を支障なく実施することが可能な１次ポンプ方式熱源変流量制御システム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】
【００１７】
このような目的を達成するために本発明は、熱源水を生成する熱源機と、この熱源機が生成する熱源水を搬送する１次ポンプと、熱源機からの熱源水の供給を受ける外部負荷と、熱源機からの外部負荷への熱源水の往水管路と、外部負荷からの熱源水の熱源機への還水管路と、往水管路と還水管路とを連通させるバイパス管路と、バイパス管路に設けられたバイパス弁と、外部負荷への熱源水の送水圧と還水圧との差を往還差圧とし、この往還差圧と設定差圧とが一致するように、１次ポンプへの回転数制御用のインバータ出力およびバイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する制御手段とを備えた１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおいて、制御手段に、設定差圧を変化させた時の当該設定差圧と熱源機に対して定められている最小流量を確保し得る１次ポンプへのインバータ出力の下限値との関係を記憶するインバータ出力下限値記憶手段と、このインバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より現在の設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得するインバータ出力下限値取得手段と、このインバータ出力下限値取得手段によって取得されたインバータ出力の下限値を現在の設定差圧でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制するインバータ出力規制手段とを設けたものである。
【００１８】
この発明において、熱源機への最小流量を確保し得る１次ポンプへのインバータ出力の下限値は、設定差圧を変化させたときの当該設定差圧とインバータ出力の下限値との関係として定められている。例えば、横軸を設定差圧とし、縦軸をインバータ出力の下限値とし、この横軸と縦軸とで表される設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を示すテーブルや式として記憶されている。この設定差圧とインバータ出力の下限値との関係は、設定差圧を少なくとも２点変化させて理論値として求めた関係としてもよいし、設定差圧を少なくとも２点変化させて実値として求めた関係としてもよい。
【００１９】
本発明では、この設定差圧とインバータ出力の下限値との関係から現在の設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得し、この取得したインバータ出力の下限値を現在の設定差圧でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制する。例えば、設定差圧が上げられれば、この上げられた設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得し、この取得したインバータ出力の下限値をインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制する。また、設定差圧が下げられれば、この下げられた設定差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得し、この取得したインバータ出力の下限値をインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制する。
【００２０】
このようにして、本発明では、設定差圧が変更された場合、その設定差圧に応じてインバータ出力の下限設定値が変更され、この変更された下限設定値によって熱源機への最小流量が確保されるものとなる。したがって、設定差圧を変更しても、熱源機のフェールセーフ機能が働いたり、増エネルギーとなったりすることがなく、支障なく、設定差圧の変更制御を実施することができるようになる。
【００２１】
なお、本発明の変形例として、インバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より、現在の設定差圧ではなく、現在の往還差圧に応じたインバータ出力の下限値を取得するようにしてもよい。
【００２２】
また、本発明の変形例として、往還差圧に代えて外部負荷への熱源水の送水圧を使用し、設定差圧に代えて設定送水圧を使用するようにしてもよい。この場合、制御手段は、外部負荷への熱源水の送水圧と設定送水圧とが一致するように、１次ポンプへの回転数制御用のインバータ出力を調整する。また、インバータ出力下限値記憶手段は、設定送水圧を変化させた時の当該設定送水圧と熱源機に対して定められている最小流量を確保し得る１次ポンプへのインバータ出力の下限値との関係を記憶し、インバータ出力下限値取得手段は、インバータ出力下限値記憶手段が記憶している設定送水圧とインバータ出力の下限値との関係より現在の設定送水圧（或いは現在の送水圧）に応じたインバータ出力の下限値を取得し、インバータ出力規制手段は、インバータ出力下限値取得手段によって取得されたインバータ出力の下限値を現在の設定送水圧（或いは現在の送水圧）でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、設定差圧を変化させた時の当該設定差圧と熱源機に対して定められている最小流量を確保し得る１次ポンプへのインバータ出力の下限値との関係を定め、この設定差圧とインバータ出力の下限値との関係より現在の設定差圧（或いは現在の往還差圧）に応じたインバータ出力の下限値を取得し、この取得したインバータ出力の下限値を現在の設定差圧（或いは現在の往還差圧）でのインバータ出力の下限設定値とし、この下限設定値を下回らないように１次ポンプへのインバータ出力を規制するようにしたので、設定差圧を変更しても、熱源機のフェールセーフ機能が働いたり、増エネルギーとなったりすることがなく、設定差圧の変更制御を支障なく実施することができるようになる。
【００２４】
また、本発明によれば、往還差圧に代えて外部負荷への熱源水の送水圧を使用し、設定差圧に代えて設定送水圧を使用することにより、往還差圧や設定差圧を使用する場合と同様に、設定送水圧を変更しても、熱源機のフェールセーフ機能が働いたり、増エネルギーとなったりすることがなく、設定送水圧の変更制御を支障なく実施することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す１次ポンプ方式熱源変流量制御システム（往還差圧を一定に制御するようにした１次ポンプ方式熱源変流量制御システム）の計装図である。
【図２】この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおける制御装置の要部の機能ブロック図である。
【図３】この制御装置のインバータ出力下限値記憶部に記憶されている理論値として求められた設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を示すテーブルを例示する図である。
【図４】設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を示すテーブルを作成する際のインバータ出力の下限値（理論値）の求め方を説明する図である。
【図５】この制御装置における特有の処理動作を示すフローチャートである。
【図６】設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を実値として求める場合に使用するデータを例示する図である。
【図７】実値として求められた設定差圧とインバータ出力の下限値との関係を示すテーブルを例示する図である。
【図８】負荷流量に応じて設定差圧を変化させるようにした場合の１次ポンプ方式熱源変流量制御システムの計装図である。
【図９】負荷流量に応じて設定差圧を変化させるようにした場合の制御装置における特有の処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】送水圧を一定に制御するようにした１次ポンプ方式熱源変流量制御システムの計装図である。
【図１１】送水圧を一定に制御するようにした場合の制御装置における特有の処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】負荷流量に応じて設定送水圧を変化させるようにした場合の制御装置における特有の処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の１次ポンプ方式熱源変流量制御システムの計装図である。
【図１４】この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおける１次ポンプ回転数による圧力一定制御およびバイパス弁開度による圧力一定制御を説明する図である。
【図１５】この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおける設定差圧と熱源機への最小流量と１次ポンプへのインバータ出力の下限設定値との関係を示す図である。
【図１６】この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおける設定差圧を上げた場合の問題を説明する図である。
【図１７】この１次ポンプ方式熱源変流量制御システムにおける設定差圧を下げた場合の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す１次ポンプ方式熱源変流量制御システムの計装図である。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。
【００２７】
この実施の形態において、従来の１次ポンプ方式熱源変流量制御システムと異なる点は、制御装置１２が有する機能にある。制御装置１２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、インバータ出力の下限設定値変更機能を有している。図２にこのインバータ出力の下限設定値変更機能を含む制御装置１２の要部の機能ブロック図を示す。
【００２８】
制御装置１２は、設定差圧ΔＰspと熱源機１に対して定められている最小流量ＱMINを確保し得る１次ポンプ２へのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルＴＢ１（後述）が記憶されたインバータ出力下限値記憶部（メモリ）１２Ａと、このインバータ出力下限値記憶部１２Ａに記憶されているテーブルＴＢ１より現在の設定差圧ΔＰsp（ΔＰspnow）に応じたインバータ出力の下限値ＩＮＶMIN（ＩＮＶMINnow）を取得するインバータ出力下限値取得部１２Ｂと、計測された往還差圧ΔＰpv（ΔＰpvnow）と現在の設定差圧ΔＰspnowとからΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるような１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶ（ＩＮＶ＝０〜１００％）を求めるインバータ出力算出部１２Ｃとを備えている。
【００２９】
また、制御装置１２は、インバータ出力下限値取得部１２Ｂによって取得されたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを現在の設定差圧ΔＰspnowでのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとし、この下限設定値ＩＮＶMINspを下回らないようにインバータ出力算出部１２Ｃからの１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制するインバータ出力規制部１２Ｄと、計測された往還差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとからΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるようなバイパス弁１０への弁開度出力θ（θ＝０〜１００％）を算出する弁開度出力算出部１２Ｅとを備えている。なお、弁開度出力算出部１２Ｅは、通常は弁開度出力θとしてθ＝０を出力し、インバータ出力規制部１２Ｄが１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制した場合にのみ弁開度出力θの算出を行う。
【００３０】
図３にインバータ出力下限値記憶部１２Ａに記憶されている前述した設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルＴＢ１を例示する。このテーブルＴＢ１において、横軸は設定差圧ΔＰspを示し、縦軸はインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを示す。この設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係は、設定差圧ΔＰspを少なくとも２点変化させて理論値として求めた関係として定められている。
【００３１】
この例では、設定差圧ΔＰspの下限値ΔＰspｄｗに対する熱源機１への最小流量ＱMINを確保し得る１次ポンプ２へのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗを理論値として求め、設定差圧ΔＰspの上限値ΔＰspｕｐに対する熱源機１への最小流量ＱMINを確保し得る１次ポンプ２へのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｕｐを理論値として求め、この理論値として求めた設定差圧ΔＰspの下限値ΔＰspｄｗでのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗと設定差圧ΔＰspの上限値ΔＰspｕｐでのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｕｐとから設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を求め、この求めた設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係をテーブルＴＢ１としてインバータ出力下限値記憶部１２Ａに工場出荷前に記憶させている。
【００３２】
図４にインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗおよびＩＮＶMINｕｐの求め方を示す。図４において、特性IVは設定差圧ΔＰspを上限値ΔＰspｕｐとした時のポンプ必要圧と流量との関係を示す特性であり、特性Ｖは設定差圧ΔＰspを下限値ΔＰspｄｗとした時のポンプ必要圧と流量との関係を示す特性である。特性IVにおいて最小流量ＱMINとなる点Ｐ１ｕｐと交差する特性VIを有するインバータ出力ＩＮＶが設定差圧ΔＰspの上限値ΔＰspｕｐに対するインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｕｐの理論値であり、特性Ｖにおいて最小流量ＱMINとなる点Ｐ１ｄｗと交差する特性VIIを有するインバータ出力ＩＮＶが設定差圧ΔＰspの下限値ΔＰspｄｗに対するインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗの理論値である。
【００３３】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、制御装置１２における本実施の形態特有の処理動作について説明する。なお、この例において、設定差圧ΔＰspは、運用中に手動で設定変更されるものとする。
【００３４】
制御装置１２において、インバータ出力下限値取得部１２Ｂは、設定差圧ΔＰspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして取り込み（ステップＳ１０１）、この取り込んだ現在の設定差圧ΔＰspnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowをインバータ出力下限値記憶部１２Ａ中のテーブルＴＢ１より取得し（ステップＳ１０２）、この取得したインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを現在の設定差圧ΔＰspnowでのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとしてインバータ出力規制部１２Ｄへ送る（ステップＳ１０３）。
【００３５】
インバータ出力算出部１２Ｃは、計測された往還差圧ΔＰpvをΔＰpvnowとして取り込み（ステップＳ１０４）、この取り込んだ往還差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとからΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるようなインバータ出力ＩＮＶを求め、インバータ出力規制部１２Ｄへ送る（ステップＳ１０５）。
【００３６】
インバータ出力規制部１２Ｄは、インバータ出力算出部１２Ｃからのインバータ出力ＩＮＶとインバータ出力下限値取得部１２Ｂからのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとを比較する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
ここで、ＩＮＶ≧ＩＮＶMINspであれば（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、インバータ出力規制部１２Ｄは、インバータ出力算出部１２Ｃからのインバータ出力ＩＮＶをそのまま１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶとして出力する（ステップＳ１１０）。この際、弁開度出力算出部１２Ｅは、インバータ出力規制部１２Ｄが１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制していないので、弁開度出力θをθ＝０とし（ステップＳ１０７）、この弁開度出力θ＝０をバイパス弁１０への弁開度出力θとして出力する（ステップＳ１１０）。
【００３８】
これに対し、ＩＮＶ＜ＩＮＶMINspであれば（ステップＳ１０６のＮＯ）、インバータ出力規制部１２Ｄは、インバータ出力算出部１２Ｃからのインバータ出力ＩＮＶをインバータ出力下限値取得部１２Ｂからのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspで規制し（ステップＳ１０８）、この規制したインバータ出力ＩＮＶ（ＩＮＶ＝ＩＮＶMINsp）を１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶとして出力する（ステップＳ１１０）。この際、弁開度出力算出部１２Ｅは、インバータ出力規制部１２Ｄが１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを規制しているので、往還差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとからΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるような弁開度出力θを算出し、この算出した弁開度出力θをバイパス弁１０への弁開度出力θとして出力する（ステップＳ１１０）。
【００３９】
〔設定差圧ΔＰspが変更された場合〕
制御装置１２は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１１０の処理動作を定周期で繰り返している。ここで、設定差圧ΔＰspが変更されると、インバータ出力下限値取得部１２Ｂは、この変更された設定差圧ΔＰspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして取り込み（ステップＳ１０１）、この取り込んだ現在の設定差圧ΔＰspnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowをインバータ出力下限値記憶部１２Ａ中のテーブルＴＢ１より取得し（ステップＳ１０２）、この取得したインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを現在の設定差圧ΔＰspnowでのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとしてインバータ出力規制部１２Ｄへ送る（ステップＳ１０３）。
【００４０】
ここで、設定差圧ΔＰspが上昇方向へ変更されると、図３に示されるテーブルＴＢ１に従って、インバータ出力規制部１２Ｄへのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspが上げられる。設定差圧ΔＰspが下降方向へ変更されると、図３に示されるテーブルＴＢ１に従って、インバータ出力規制部１２Ｄへのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspが下げられる。
【００４１】
インバータ出力規制部１２Ｄは、インバータ出力算出部１２Ｃからのインバータ出力ＩＮＶとインバータ出力下限値取得部１２Ｂからの変更されたインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとを比較し、ＩＮＶ≧ＩＮＶMINspであれば（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、インバータ出力算出部１２Ｃからのインバータ出力ＩＮＶをそのまま１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶとして出力し（ステップＳ１１０）、ＩＮＶ＜ＩＮＶMINspであれば（ステップＳ１０６のＮＯ）、インバータ出力下限値取得部１２Ｂからのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspで規制したインバータ出力ＩＮＶ（ＩＮＶ＝ＩＮＶMINsp）を１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶとして出力する（ステップＳ１１０）。
【００４２】
この場合、変更されたインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspは、現在の設定差圧ΔＰspnow（変更された設定差圧ΔＰsp）での熱源機１への最小流量ＱMINを確保し得るインバータ出力の下限値ＩＮＶMINであるので、この下限設定値ＩＮＶMINspでのインバータ出力ＩＮＶの規制中、熱源機１を通過する熱源水の流量は最小流量ＱMINを保つことになる。
【００４３】
すなわち、従来のシステムでは、設定差圧ΔＰspが上げられた場合、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINが固定値とされていたので、図１６を用いて説明したように熱源機１への流量が最小流量ＱMINよりも小さくなり、熱源機１のフェールセーフ機能が働く虞がある。これに対して、本実施の形態では、設定差圧ΔＰspが上げられると、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINが上げられて（図４に示すＰ１点からＰ１ｕｐ点への方向への状態点の移動）、熱源機１への最小流量ＱMINが確保されるものとなる。これにより、熱源機１のフェールセーフ機能が働く虞がなくなり、支障なく、設定差圧ΔＰspの上昇方向への変更が可能となる。
【００４４】
また、従来のシステムでは、設定差圧ΔＰspが下げられた場合、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINが固定値とされていたので、図１７を用いて説明したように熱源機１への流量が最小流量ＱMINよりも大きくなり、バイパス流量ＱＢが増加し、増エネルギーとなる。これに対して、本実施の形態では、設定差圧ΔＰspが下げられると、インバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINが下げられて（図４に示すＰ１点からＰ１ｄｗ点への方向への状態点の移動）、熱源機１への最小流量ＱMINが確保されるものとなる。これにより、バイパス流量ＱＢが増加することがなく、増エネルギーとなることがなくなり、支障なく、設定差圧ΔＰspの下降方向への変更が可能となる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態では、設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を理論値として求めるようにしたが、理論値としてではなく実値として求めるようにしてもよい。この場合、例えば、次のような方法で、設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を実値として求める。
【００４６】
図１に示したシステムにおいて、運用開始前に、熱源機１に最小流量ＱMINを流し、その時の往還差圧ΔＰpvを設定差圧ΔＰspの下限値ΔＰspｄｗとするように、１次ポンプ回転数による圧力一定制御を行わせる。この時の１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを観測し、この観測したインバータ出力ＩＮＶを設定差圧ΔＰspｄｗでのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗの実値として求める（図６に示すデータＤ１参照）。
【００４７】
次に、熱源機１に最小流量ＱMINを流し、その時の往還差圧ΔＰpvを設定差圧ΔＰspの上限値ΔＰspｕｐとするように、１次ポンプ回転数による圧力一定制御を行わせる。この時の１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶを観測し、この観測したインバータ出力ＩＮＶを設定差圧ΔＰspｕｐでのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｕｐの実値として求める（図６に示すデータＤ２参照）。
【００４８】
そして、この実値として求めた設定差圧ΔＰspｄｗでのインバータ出力の下限値ＩＮＶMINｄｗと設定差圧ΔＰspｕｐでのインバータ出力のＩＮＶMINｕｐとから設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を求め（図７参照）、この求めた関係をテーブルＴＢ１としてインバータ出力下限値記憶部１２Ａに記憶させる。
【００４９】
また、上述した実施の形態では、設定差圧ΔＰspを運用中に手動で設定変更するものとしたが、設定差圧ΔＰspが自動的に変更されるもようにしてもよい。例えば、図８に示すように、流量計１３を設けて還ヘッダ８に戻される負荷流量ＱＦを計測し、この流量計１３によって計測される負荷流量ＱＦを制御装置１２へ与え、制御装置１２内で使用される設定差圧ΔＰspを負荷流量ＱＦに応じて変更するようにする。この場合、負荷流量ＱＦが減少すれば設定差圧ΔＰspを下げ、負荷流量ＱＦが増大すれば設定差圧ΔＰspを上げるようにする。
【００５０】
図９に負荷流量ＱＦに応じて設定差圧ΔＰspを変更するようにした場合の図５に対応するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップＳ２００では計測された負荷流量ＱＦを取り込み、ステップＳ２０１では取り込んだ負荷流量ＱＦに応ずる設定差圧ΔＰspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして設定する。そして、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０に対応するステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理を実行する。このようにすることによって、負荷流量ＱＦが少ない場合には、すなわち外部負荷６におけるバルブ６−１が絞られている場合（末端差圧が高い場合）には、１次ポンプ２の回転数を下げるようにして、省エネルギーを図ることが可能となる。このような制御を負荷流量による送水圧力可変制御と呼ぶ。
【００５１】
また、設定差圧ΔＰspを自動的に変更する例として、外部負荷６の入口側と出口側の差圧を末端差圧として実際に計測し、この計測した末端差圧に応じて設定差圧ΔＰspを変更することも考えられる。この場合、末端差圧の計測値が上がれば設定差圧ΔＰspを下げ、末端差圧の計測値が下がれば設定差圧ΔＰspを上げるようにする。また、例えば、外部負荷６が複数あるような場合、これら外部負荷６におけるバルブ６−１の開度を監視するようにし、このバルブ６−１の開度の中に１００％開度のものがあれば、設定差圧ΔＰspを上げるようにすることも考えられる。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、インバータ出力下限値記憶部１２Ａに記憶されているテーブルＴＢ１より現在の設定差圧ΔＰspnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを取得するようにしたが、現在の往還差圧ΔＰpvnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを取得するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、往ヘッダ４と還ヘッダ８との間の熱源水の差圧、すなわち外部負荷６への熱源水の送水圧と還水圧との差を往還差圧ΔＰpvとして計測し、この往還差圧ΔＰpvを設定差圧ΔＰspに一致させるようにした１次ポンプ式熱源変流量制御システムについて説明したが、外部負荷６への熱源水の送水圧を計測し、この送水圧を設定送水圧に一致させるようにした１次ポンプ式熱源変流量制御システムにおいても同様の方式を採用することができる。
【００５４】
この場合、図１０に示すように、外部負荷６への熱源水の送水圧ＰＳpvを圧力計１４によって計測し、この計測した送水圧ＰＳpvを制御装置１２へ送るようにする。制御装置１２では、圧力計１４からの送水圧Ｐspｖと設定送水圧ＰＳspとを比較し、Ｐspｖ＝ＰＳspとなるように、１次ポンプ２へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。
【００５５】
この際、制御装置１２において、設定送水圧ＰＳspを現在の設定送水圧ＰＳspnowとして取り込み（図１１：ステップＳ３０１）、この取り込んだ現在の設定送水圧ＰＳspnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを設定送水圧ＰＳspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルより取得し（ステップＳ３０２）、この取得したインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを現在の設定送水圧ＰＳspnowでのインバータ出力の下限設定値ＩＮＶMINspとする（ステップＳ３０３）。以下、図５に示したフローチャートにおけるステップＳ１０４〜Ｓ１１０と同様にして、ステップＳ３０４〜Ｓ３１０の処理を実行する。
【００５６】
この送水圧を一定に制御するシステムにおいても、往還差圧を一定に制御するシステムと同様、設定送水圧Ｐspは手動で変更されるものであってもよいし、自動的に変更させるものであってもよい。設定送水圧Ｐspを負荷流量ＱＦに応じて変更するようにした場合の図９に対応するフローチャートを図１２に示す。また、設定送水圧ＰＳとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係についても、設定送水ＰＳspを少なくとも２点変化させて理論値として求めた関係であってもよいし、実値として求めた関係であってもよい。また、設定送水圧ＰＳspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係を示すテーブルより現在の送水圧ＰＳpvnowに応ずるインバータ出力の下限値ＩＮＶMINnowを取得するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態において、設定差圧ΔＰspとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係や設定送水圧ＰＳとインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとの関係は、必ずしもテーブルとして記憶させておかなくてもよく、例えば式として記憶させておくようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態では、往ヘッダ４や還ヘッダ８を有するシステムを例にとって説明したが、往ヘッダ４や還ヘッダ８を有していないシステムでも、同様にして適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の１次ポンプ方式熱源変流量制御システムおよび方法は、空調機・ファンコイル等の熱負荷、地域冷暖房の需要家などを外部負荷とする冷暖房システムなど、様々な分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…熱源機、２…１次ポンプ、３…インバータ、４…往ヘッダ、５…往水管路、６…外部負荷、６−１…バルブ、７…還水管路、８…還ヘッダ、９…バイパス管路、１０…バイパス弁、１１…差圧計、１２…制御装置、１２Ａ…インバータ出力下限値記憶部、１２Ｂ…インバータ出力下限値取得部、１２Ｃ…インバータ出力算出部、１２Ｄ…インバータ出力規制部、１２Ｅ…弁開度出力算出部、ＴＢ１…テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011094937.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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