(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調負荷を処理する空調機を含む負荷側装置と、
負荷側装置に冷水または温水よりなる熱媒を供給する冷温水発生機を含む熱源側装置および冷温水一次ポンプを含む熱源側熱媒搬送装置と、
熱媒送り側管路および熱媒還り側管路を連結するバイパス管と、
バイパス管の流量を調整するバイパス弁と、
負荷側の熱媒管路の管径よりも小さな管径を有しこの熱媒管路の熱媒を分流させたのちこの熱媒管路に熱媒を合流させる負荷側分流管と、
負荷側分流管の流量のみを測定する負荷側分流管流量計と、
負荷側分流管の流量が所定値以上で空調負荷が高負荷状態となる場合はバイパス弁を全閉状態に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量を冷温水一次ポンプの出力のみを変化させることにより可変制御し、負荷側分流管の流量が所定値未満で空調負荷が低負荷状態となる場合は冷温水発生機が冷温水流量不足に起因して異常停止することがないように、冷温水一次ポンプを所定の最低制御出力に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量をバイパス弁の開度のみを変化させることにより可変制御する流量制御装置と
を備えることを特徴とする分流式流量測定による流量制御システム。
【請求項２】
空調負荷を処理する空調機を含む負荷側装置と、
負荷側装置に冷水または温水よりなる熱媒を供給する冷温水発生機を含む熱源側装置および冷温水一次ポンプを含む熱源側熱媒搬送装置と、
熱媒送り側管路および熱媒還り側管路を連結するバイパス管と、
バイパス管の流量を調整するバイパス弁と、
負荷側の熱媒管路の管径よりも小さな管径を有しこの熱媒管路の熱媒を分流させたのちこの熱媒管路に熱媒を合流させる負荷側分流管と、
負荷側分流管の流量のみを測定する負荷側分流管流量計と、
バイパス管の管径よりも小さな管径を有しバイパス管の熱媒を分流させたのちバイパス管に熱媒を合流させるバイパス分流管と、
バイパス分流管の流量のみを測定するバイパス分流管流量計と、
負荷側分流管の流量が所定値以上で空調負荷が高負荷状態となる場合はバイパス弁を全閉状態に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量を冷温水一次ポンプの出力のみを変化させることにより可変制御し、負荷側分流管の流量が所定値未満で空調負荷が低負荷状態となる場合は冷温水発生機が冷温水流量不足に起因して異常停止することがないように、冷温水一次ポンプを所定の最低制御出力に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量をバイパス弁の開度のみを変化させることにより可変制御する流量制御装置と
を備えることを特徴とする分流式流量測定による流量制御システム。
【請求項３】
負荷側分流管およびバイパス分流管の流量は同一口径の流量計によって計測され、この流量計は流量のみを計測することを特徴とする請求項２に記載の分流式流量測定による流量制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の空調負荷状態の変動に応じて熱媒流量を可変制御し、経済的かつ省エネルギー効果の高い空調設備の制御を行う分流式流量測定による流量制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一次・二次ポンプ方式による空調設備の流量制御システムにおいて、冷温水発生機やヒートポンプ等の熱源機によって作られた熱媒（冷水または温水）は、冷温水一次ポンプにより往一次ヘッダへ圧送された後、冷温水二次ポンプにより往二次ヘッダおよび送水管を経由して空調機へ圧送される。空調機に送られた冷水または温水は空調機内の搬送空気と熱交換をした後、還ヘッダおよび還水管を経由して再び熱源機に戻される。このようにして熱源機に搬送された空調負荷は、冷房時には冷却水回路の冷却水ポンプおよび冷却塔を介して外界へ排出される。このとき、冷温水一次ポンプによって搬送される冷水または温水の流量と、冷温水二次ポンプによって搬送される冷水または温水の流量が平衡すると、往一次ヘッダおよび還水管を連結するバイパス管の流量は０となる。前者の流量が後者の流量よりも大きい場合は、バイパス管には往一次ヘッダから還水管へ向かう流れが形成され、反対に後者の流量が前者の流量よりも大きい場合は、バイパス管には還水管から往一次ヘッダへ向かう流れが形成される。省エネルギーの観点からは、バイパス管流量が０となるような運転が望ましいため、流量制御装置においては、バイパス管内を流れる冷水または温水の状態（流量および流れ方向）を常時計測し、これに基づいて熱源側（熱源機）および負荷側（空調機）のエネルギー需給バランスを判断し、バイパス管流量＝０を目標として冷温水一次ポンプの流量制御を行っている。
【０００３】
他方、従来の一次ポンプ方式による空調設備の流量制御システムにおいて、冷温水ポンプは空調負荷の多寡に関係なく定格出力で運転されており、空調負荷に応じた送水圧力を維持し得る量の冷温水のみが負荷側へ供給されるとともに、余剰の冷温水はバイパス管を経由して負荷側と熱交換することなく熱源機に戻されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一次ポンプ・二次ポンプ方式による空調設備の流量制御システムにおいて、バイパス管には主に２つの重要な役割がある。１つは、空調負荷がある場合に、熱源側および負荷側のエネルギー需給バランスに関する情報を流量制御装置に提供することであり、もう１つは、空調負荷が低い場合に、熱源機がその安定稼働のために必要とする冷温水最低流量を常に確保できるようにすることである。大容量の熱源機が制御対象となる空調設備では、確保すべき冷温水最低流量が大きくなるため、それに伴って必然的にバイパス管径やバイパス管流量計の計測レンジも大きくなる。通常、流量計は、口径や計測レンジが大きくなるほど高価になるため、熱源機の容量が大きくなるほど、より高価な流量計を用いなければならず、流量制御システムの導入コストが嵩む要因となっていた。
【０００５】
一方、一次ポンプ方式による空調設備の流量制御システムでは、負荷側流量に基づいて負荷側の空調負荷状態を判断しているが、処理する空調負荷が大きい空調設備ほど負荷側流量も大きくなるため、大規模な建物になるほど、より大口径の流量計を使用せざるを得ず、流量制御システムの導入コストが嵩む要因となっていた。
【０００６】
さらに、良好な精度の流量計測値を得るためには、流量計が取り付けられる配管上の位置の前後にその口径に比例した長さの直管部を確保しなければならないが、特に大容量の熱源機が制御対象となる場合は、バイパス管や負荷側冷温水配管に大口径の流量計が設置できるよう、設計・施工段階において、適切な流量計の選定作業、配管ルートの確保や他機器の納まり等の煩雑な検討作業が必要であるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、より安価な設計・施工コストで導入し得るととともに、建物の空調負荷状態の変動に応じて熱媒流量を可変制御し、経済的かつ省エネルギー効果の高い熱源制御を行う分流式流量測定による流量制御システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の分流式流量測定による流量制御システムは、空調負荷を処理する空調機を含む負荷側装置と、負荷側装置に冷水または温水よりなる熱媒を供給する冷温水発生機を含む熱源側装置および冷温水一次ポンプを含む熱源側熱媒搬送装置と、熱媒送り側管路および熱媒還り側管路を連結するバイパス管と、バイパス管の流量を調整するバイパス弁と、負荷側の熱媒管路の管径よりも小さな管径を有しこの熱媒管路の熱媒を分流させたのちこの熱媒管路に熱媒を合流させる負荷側分流管と、負荷側分流管の流量のみを測定する負荷側分流管流量計と、負荷側分流管の流量が所定値以上で空調負荷が高負荷状態となる場合はバイパス弁を全閉状態に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量を冷温水一次ポンプの出力のみを変化させることにより可変制御し、負荷側分流管の流量が所定値未満で空調負荷が低負荷状態となる場合は冷温水発生機が冷温水流量不足に起因して異常停止することがないように、冷温水一次ポンプを所定の最低制御出力に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量をバイパス弁の開度のみを変化させることにより可変制御する流量制御装置とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の分流式流量測定による流量制御システムは、空調負荷を処理する空調機を含む負荷側装置と、負荷側装置に冷水または温水よりなる熱媒を供給する冷温水発生機を含む熱源側装置および冷温水一次ポンプを含む熱源側熱媒搬送装置と、熱媒送り側管路および熱媒還り側管路を連結するバイパス管と、バイパス管の流量を調整するバイパス弁と、負荷側の熱媒管路の管径よりも小さな管径を有しこの熱媒管路の熱媒を分流させたのちこの熱媒管路に熱媒を合流させる負荷側分流管と、負荷側分流管の流量のみを測定する負荷側分流管流量計と、バイパス管の管径よりも小さな管径を有しバイパス管の熱媒を分流させたのちバイパス管に熱媒を合流させるバイパス分流管と、バイパス分流管の流量のみを測定するバイパス分流管流量計と、負荷側分流管の流量が所定値以上で空調負荷が高負荷状態となる場合はバイパス弁を全閉状態に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量を冷温水一次ポンプの出力のみを変化させることにより可変制御し、負荷側分流管の流量が所定値未満で空調負荷が低負荷状態となる場合は冷温水発生機が冷温水流量不足に起因して異常停止することがないように、冷温水一次ポンプを所定の最低制御出力に制御するとともに空調機に供給される冷水または温水の量をバイパス弁の開度のみを変化させることにより可変制御する流量制御装置とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明は、前記流量制御システムにおいて、負荷側分流管およびバイパス分流管の流量は同一口径の流量計によって計測され、この流量計は流量のみを計測することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１５】
（１）一次・二次ポンプ方式
図１は本発明の実施形態例に係る流量制御システム（一次・二次ポンプ方式）を示す構成説明図である。
【００１６】
図１において、冷温水発生機１１は複数台が並列して設けられ、それぞれに冷温水一次ポンプ１２、冷却塔１３、冷却水ポンプ１４が対応して設けられる。冷温水一次ポンプ１２および冷却水ポンプ１４には、各々インバータＩＮＶが設けられる。１５は空調機、１６は空調機１５を流れる冷温水の流量を制御する二方弁、１７は冷温水二次ポンプである。１８，１９はそれぞれ冷温水発生機１１からの冷水または温水を混合させる往一次ヘッダ、往二次ヘッダであり、２０は冷温水発生機１１へ戻る冷水または温水を混合させる還ヘッダである。バイパス管２１は、往一次ヘッダ１８および還水管１０、または、往一次ヘッダ１８および還ヘッダ２０を連結するように設けられる。配管系はこのバイパス管２１を境として、冷温水発生機１１等の熱源機器が配置される熱源側と、空調機１５等の負荷機器が配置される負荷側に区分される。バイパス分流管２２の管径は例えば５０Ａ（呼び径＝５０ｍｍ）であり、バイパス管２１と同一の管材で、かつ、バイパス管２１の管径よりも小径のものが用いられる。そしてバイパス分流管２２には、バイパス分流管２２の流量および流れ方向を同時に測定するバイパス分流管流量計２３が設けられる。バイパス分流管流量計２３は、電磁流量計または超音波流量計とするのが好ましい。２４は往二次ヘッダ１９から空調機１５へ冷水または温水を送る送水管である。
【００１７】
この流量制御システムの通常制御動作は次のようになる。すなわち、冷温水発生機１１によって作られた冷水または温水は、冷温水一次ポンプ１２により往一次ヘッダ１８へ圧送された後、冷温水二次ポンプ１７により往二次ヘッダ１９および送水管２４を経由して空調機１５へ圧送される。空調機１５に送られた冷水または温水は、空調機１５内の搬送空気と熱交換をした後、還ヘッダ２０および還水管１０を経由して再び冷温水発生機１１に戻される。このようにして冷温水発生機１１に搬送された空調負荷は、冷却水回路の冷却水ポンプ１４および冷却塔１３を介して外界へ排出される。このとき、冷温水一次ポンプ１２によって搬送される冷水または温水の流量と、冷温水二次ポンプ１７によって搬送される冷水または温水の流量が平衡するとバイパス分流管２１の流量は０となる。前者の流量が後者の流量よりも大きい場合は、バイパス管２１およびバイパス分流管２２には往一次ヘッダ１８から還水管１０へ向かう流れが形成され、反対に後者の流量が前者の流量よりも大きい場合は、バイパス管２１およびバイパス分流管２２には還水管１０から往一次ヘッダ１８へ向かう流れが形成される。
【００１８】
２５は空調機１５の負荷状態の変動に応じて冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４の最適な制御を行う流量制御装置である。流量制御装置２５には、現在の運転状態や負荷状態を監視しデータとして取り込む状態入力部２６と、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４の制御信号を演算する流量制御演算部２７と、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４に対する制御信号を出力する制御出力部２８が実装される。
【００１９】
流量制御システムの流量制御は図２に示すフローチャートのように実施される。すなわち、状態入力部２６において、各機器の運転状態や温度・流量等の負荷状態に関する信号が周期的に入力・データ変換され、メモリ内の所定アドレスに格納される。次に、流量制御演算部２７では、状態入力部２６からの入力信号に故障や異常を示すデータがなければ、バイパス分流管流量設定値を目標値とするＰＩＤ制御によって最適な冷温水一次ポンプ１２の制御出力が演算される。バイパス分流管流量設定値は略０、好ましくは、送水温度の安定性を考慮して往ヘッダ１８から還ヘッダ２０に向かう流れが若干生じる程度に設定される。ここで、冷却水ポンプ１４の制御出力は、設計データを参照して冷温水一次ポンプ１２の制御出力に関する一次式としてあらかじめ定義しておくことにより簡単に算出することができる。一方、状態入力部２６からの入力信号に故障や異常を示すデータがある場合は、流量制御演算部２７では、異常の状態に対応した異常時対応制御が実施される。なお、異常時対応制御には、例えば、冷温水送水（または還水）温度異常に対応する送水（または還水）温度補償制御、冷却水温度異常に対応する冷却水リミット制御、流量不足に起因する流量制御異常に対応する流量制御解除制御、断線等のセンサー異常に対応するセンサー異常時制御などがある。そして、流量制御演算部２７によって演算された最新の制御出力は制御出力部２８へ出力され、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４に対する適切な制御信号が各機器に対して出力される。
【００２０】
（２）一次ポンプ方式（その１）
図３は本発明の他の実施形態例に係る流量制御システム（一次ポンプ方式）を示す構成説明図である。
【００２１】
図３において、冷温水発生機１１は複数台が並列して設けられ、それぞれに冷温水一次ポンプ１２、冷却塔１３、冷却水ポンプ１４が対応して設けられる。冷温水一次ポンプ１２および冷却水ポンプ１４には、各々インバータＩＮＶが設けられる。１５は空調機、１６は空調機１５を流れる冷温水の流量を制御する二方弁である。３１は冷温水発生機１１からの冷水または温水を混合させる往ヘッダであり、２０は冷温水発生機１１へ戻る冷水または温水を混合させる還ヘッダである。バイパス管２１は、往ヘッダ３１および還水管１０、または、往ヘッダ３１および還ヘッダ２０を連結するように設けられ、バイパス管路上にはバイパス管流量を調整するバイパス弁３２が設けられる。配管系はこのバイパス管２１を境として、冷温水発生機１１等の熱源機器が配置される熱源側と、空調機１５等の負荷機器が配置される負荷側に区分される。３３，２２はそれぞれ負荷側分流管、バイパス分流管である。バイパス分流管２２の管径は例えば５０Ａ（呼び径＝５０ｍｍ）であり、バイパス管２１と同一の管材で、かつ、バイパス管２１の管径よりも小径のものが用いられる。そしてバイパス分流管２２には、バイパス分流管２２の流量のみを測定するバイパス分流管流量計３４が設けられる。一次ポンプ方式の流量制御システムで用いるバイパス分流管流量計３４は、流れ方向を測定できる必要がないため、このバイパス分流管流量計３４には、電磁流量計や超音波流量計の他に、差圧式流量計や渦流量計などが利用できる。同様に、負荷側分流管３３も負荷側冷温水配管と同一の管材で、かつ、負荷側冷温水配管の管径よりも小径のものが用いられ、負荷側分流管３３の流量のみを測定する負荷側分流管流量計３５が設けられる。負荷側分流管流量計３５も、電磁流量計や超音波流量計の他に、差圧式流量計や渦流量計などが利用できる。さらに、負荷側分流管３３の管径をバイパス分流管２２の管径と同径すれば、負荷側分流管３３およびバイパス分流管２２の長さがともに等しくなり、負荷側分流管流量計３５およびバイパス分流管流量計３４として同一口径の流量計を使用することが可能となるので、設計・施工の効率化や省コスト化の面で好ましいものとなる。なお、３６は負荷側送水圧を測定する送水圧力計である。
【００２２】
一次ポンプ方式の流量制御システムが、前述の一次・二次ポンプ方式の流量制御システムと比較して構造的に大きく異なるのは、負荷側熱媒搬送装置としての冷温水二次ポンプを備えていないこと、および、バイパス管路上にバイパス弁３２が設けられること、の２点である。
【００２３】
この流量制御システムは、空調負荷が高負荷であるか低負荷であるかによって制御動作が異なる。
【００２４】
空調負荷が高負荷状態となる場合、バイパス弁３２は全閉状態に制御されるとともに、空調機１５に供給される冷水または温水の量は冷温水一次ポンプ１２の出力のみを変化させることにより可変制御される。すなわち、冷温水発生機１１によって作られた冷水または温水は、冷温水一次ポンプ１２により往ヘッダ３１および送水管２４を経由して空調機１５へ圧送され、空調機１５内の搬送空気と熱交換をした後、還ヘッダ２０および還水管１０を経由して再び冷温水発生機１１に戻される。このようにして冷温水発生機１１に搬送された空調負荷は、冷却水回路の冷却水ポンプ１４および冷却塔１３を介して外界へ排出される。
【００２５】
一方、空調負荷が低負荷状態となる場合は、冷温水発生機１１が冷温水流量不足に起因して異常停止することがないように、冷温水一次ポンプ１２は所定の最低制御出力、例えば定格の５０％出力に制御されるとともに、空調機１５に供給される冷水または温水の量はバイパス弁３２の開度のみを変化させることにより可変制御される。すなわち、冷温水発生機１１によって作られた冷水または温水は、冷温水一次ポンプ１２により往ヘッダ３１および送水管２４を経由して空調機１５へ圧送され、同時に余剰の冷水または温水がバイパス管２１へ送られる。空調機１５に送られた冷水または温水は空調機１５内の搬送空気と熱交換をした後、還ヘッダ２０および還水管１０を経由して再び冷温水発生機１１に戻され、バイパス管２１へ送られた冷水または温水は負荷側と熱交換することなく還ヘッダ２０および還水管１０を経由して再び冷温水発生機１１に戻される。このようにして冷温水発生機１１に搬送された空調負荷は、冷却水回路の冷却水ポンプ１４および冷却塔１３を介して外界へ排出される。
【００２６】
３７は空調機１５の負荷状態の変動に応じて冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４やバイパス弁３２の最適な制御を行う流量制御装置３７である。流量制御装置３７には、現在の運転状態や負荷状態を監視しデータとして取り込む状態入力部２６と、空調機１５の負荷状態が高負荷状態にあるか低負荷状態にあるかを判定する負荷状態判定部３８と、高負荷時における冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４やバイパス弁３２の制御信号を演算する高負荷制御演算部３９と、低負荷時における冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４やバイパス弁３２の制御信号を演算する低負荷制御演算部４０と、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４やバイパス弁３２に対する制御信号を出力する制御出力部２８が実装される。
【００２７】
流量制御システムの流量制御は図４に示すフローチャートのように実施される。すなわち、状態入力部２６において、各機器の運転状態や温度・流量等の負荷状態に関する信号が周期的に入力・データ変換され、メモリ内の所定アドレスに格納される。続いて負荷状態判定部３８では、例えば状態入力部２６を通じて取得した負荷側分流管流量と所定の判定基準値とを比較することにより、負荷側の負荷状態が高負荷であるか低負荷であるかが判定される。なお、所定の判定基準値には、運転中の冷温水発生機１１の定格時送水量ＱＭＡＸに、係数ａおよび負荷側分流比ｂ１を乗じた値を用いる。本実施例では、係数ａは０．６である。また、負荷側分流比ｂ１は、例えば、分流点から合流点までの配管経路における負荷側冷温水配管および負荷側分流管３３の摩擦損失が等しいものとすれば、へーゼン・ウィリアム公式を用いることにより、次式で定義することができる。
【００２８】
ｂ１＝（ｄＬ／ＤＬ）２．６３
ここで、ｄＬは負荷側分流管の管径、ＤＬは負荷側分流管が設けられた負荷側冷温水配管（例えば還水管２２）の管径である。
【００２９】
負荷側分流管３３の流量が所定値以上である場合は空調負荷が高負荷状態にあると見なし、送水圧力設定値を目標値とするＰＩＤ制御によって最適な冷温水一次ポンプ１２の制御出力が演算される。冷却水ポンプ１４の制御出力は、設計データを参照して冷温水一次ポンプ１２の制御出力に関する一次式としてあらかじめ定義しておくことにより簡単に算出することができる。なお、高負荷状態時では、バイパス弁３２は全閉とする。ここで、送水圧力設定値は負荷側流量に関わらず一定（送水圧一定制御方式）としても良く、また、対象熱源システムのポンプ特性曲線や配管抵抗曲線に基づいて負荷側分流管３３の流量と送水圧力設定値の関係式をあらかじめ二次式で定義しておき、取得した負荷側流量をこの関係式に代入することにより容易に求めるように（流量カスケード圧力制御方式）しても良い。
【００３０】
一方、負荷側分流管３３の流量が所定値を下回る場合は空調負荷が低負荷状態にあると見なし、バイパス分流管２２の流量にバイパス分流比ｂ２の逆数を乗じた値、および、負荷側分流管３３の流量に負荷側分流比ｂ１の逆数を乗じた値の合計値が流量設定値（目標値）となるように、最適なバイパス弁３２の開度がＰＩＤ制御により演算される。バイパス分流比ｂ２は、次式で定義することができる。
【００３１】
ｂ２＝（ｄＢ／ＤＢ）２．６３
ここで、ｄＢはバイパス分流管２２の管径、ＤＢはバイパス管２１の管径である。なお、低負荷状態時では、冷温水一次ポンプ１２の制御出力を所定の最低制御出力に固定する。これは、負荷状態に応じて無制限に冷温水一次ポンプ１２の制御出力を下げると冷温水流量が不足し、冷温水発生機１１が異常停止することを防止するためである。バイパス弁３２は、負荷側で必要としない余剰の冷温水をバイパスする目的で操作される。
【００３２】
高負荷制御演算部３９または低負荷制御演算部４０によって演算された最新の制御出力は制御出力部２８へ出力され、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４に対する適切な制御信号が各機器に対して出力される。なお、負荷変動に起因する高負荷状態と低負荷状態の間の状態遷移を考慮するため、負荷側が高負荷状態にあるときはバイパス弁３２を確実に閉止する制御動作を、また、負荷側が低負荷状態にあるときは冷温水一次ポンプ１２の制御出力を所定の最低制御出力に設定する操作を必要に応じて実施する。
【００３３】
（３）一次ポンプ方式（その２）
図５は本発明の他の実施形態例に係る流量制御システム（一次ポンプ方式）を示す構成説明図である。なお、同図における図３と同様の部分については図３と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５において、４１は負荷側末端送水圧を測定する実末端圧力計であり、図３の送水圧力計に代わって設けられる。また、４２はバイパス管差圧を測定するバイパス管差圧計であり、図３のバイパス分流管およびバイパス分流管流量計に代わって設けられる。
【００３５】
流量制御システムの流量制御は図６に示すフローチャートのように実施される。すなわち、状態入力部２６において、各機器の運転状態や温度・流量等の負荷状態に関する信号が周期的に入力・データ変換され、メモリ内の所定アドレスに格納される。続いて負荷状態判定部３８では、例えば状態入力部２６を通じて取得した負荷側分流管３３の流量と所定の判定基準値とを比較することにより、負荷側の負荷状態が高負荷であるか低負荷であるかが判定される。なお、所定の判定基準値には、前述のように、運転中の冷温水発生機１１の定格時送水量ＱＭＡＸに係数ａおよび負荷側分流比ｂ１を乗じた値を用いる。
【００３６】
負荷側分流管３３の流量が所定値以上である場合は空調負荷が高負荷状態にあると見なし、実末端送水圧力設定値を目標値とするＰＩＤ制御によって最適な冷温水一次ポンプ１２の制御出力が演算される。冷却水ポンプ１４の制御出力は、設計データを参照して冷温水一次ポンプ１２の制御出力に関する一次式としてあらかじめ定義しておくことにより簡単に算出することができる。なお、高負荷状態時では、バイパス弁３２は全閉とする。
【００３７】
一方、負荷側分流管３３の流量が所定値を下回る場合は空調負荷が低負荷状態にあると見なし、バイパス管差圧が差圧設定値（目標値）となるように最適なバイパス弁開度がＰＩＤ制御により演算される。なお、低負荷状態時では、冷温水一次ポンプ１２の制御出力を所定の最低制御出力に固定する。これは、負荷状態に応じて無制限に冷温水一次ポンプ１２の制御出力を下げると冷温水流量が不足し、冷温水発生機１１が異常停止することを防止するためである。バイパス弁３２は、負荷側で必要としない余剰の冷温水をバイパスする目的で操作される。
【００３８】
高負荷制御演算部３９または低負荷制御演算部４０によって演算された最新の制御データは制御出力部２８へ出力され、冷温水一次ポンプ１２や冷却水ポンプ１４に対する適切な制御信号が各機器に対して出力される。なお、負荷変動に起因する高負荷状態と低負荷状態の間の状態遷移を考慮するため、負荷側が高負荷状態にあるときはバイパス弁３２を確実に閉止する制御動作を、また、負荷側が低負荷状態にあるときは冷温水一次ポンプ１２の制御出力を所定の最低制御出力に設定する操作を必要に応じて実施する。
【００３９】
なお、流量制御システムの実施態様は前述した実施形態例に限定されるものではなく、例えば、熱源側装置としてターボ冷凍機、吸収式冷凍機、ヒートポンプ等の熱源機を設けても良いし、水蓄熱槽や氷蓄熱槽を設けても良い。また、負荷側冷温水圧力を計測する手段として図３の送水圧力計や図５の実末端圧力計に代わり、負荷側の送水管および還水管間の差圧を測定する送還水管差圧計を設けても良いし、負荷側冷温水圧力として推定末端圧を利用する制御方式を採用しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、流量計を備えた所定の小管径の分流管をバイパス管あるいは負荷側冷温水配管から分岐するように設け、この流量計測値に基づいて熱源機および冷温水搬送装置の状態判定や制御を行うようにするため、熱源機の規模によらず、分流管の長さや流量計の口径が一定となり、より安価な設計・施工コストで導入し得る流量制御システムを提供することができる。
【００４１】
また、建物の空調負荷状態の変動に応じて熱媒流量を可変制御するため、経済的かつ省エネルギー効果の高い空調設備の制御を行う流量制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る流量制御システム（一次・二次ポンプ方式）を示す構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る流量制御システムの流量制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態例に係る流量制御システム（一次ポンプ方式）を示す構成説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態例に係る流量制御システムの流量制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態例に係る流量制御システム（一次ポンプ方式）を示す構成説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態例に係る流量制御システムの流量制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１  冷温水発生機
１５  空調機
１８  往一次ヘッダ
２０  還ヘッダ
２１  バイパス管
２２  バイパス分流管
２３  バイパス分流管流量計
２５  流量制御装置
【図１】
0003987358.tif 000002
【図２】
0003987358.tif 000003
【図３】
0003987358.tif 000004
【図４】
0003987358.tif 000005
【図５】
0003987358.tif 000006
【図６】
0003987358.tif 000007