(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体加熱機１を並列に設置し、これらの流体加熱機１と負荷２を接続し、前記流体加熱機１の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい、前記負荷２の状況に応じて制御する台数制御方法であって、前記負荷２の状況に応じて運転許可台数を算出し、前記各流体加熱機１に対し運転許可信号を出力するとき、前記優先順位にしたがい、優先順位の高い流体加熱機１から順に所定時間ごとに運転許可信号を出力し、この出力に基づく前記各流体加熱機１のＯＮ−ＯＦＦは、前記各流体加熱機１に付設の制御器の設定値にしたがうことを特徴とする流体加熱機の台数制御方法。
【請求項２】
熱交換器１２を備えた同一容量の流体加熱機１１を複数台並列に設置し、これらの熱交換器１２と負荷２１を接続し、前記流体加熱機１１の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい、前記負荷２１の状況に応じて制御する台数制御方法であって、前記負荷２１の状況に応じて運転許可台数を算出し、燃焼のＯＮ−ＯＦＦは付設の制御器の設定値にしたがう前記流体加熱機１１へ運転許可信号を出力するとともに、前記流体加熱機１１と熱交換器１２との間を循環する温水の各循環量をそれぞれ異なる値に設定したことを特徴とする流体加熱機の台数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温水ボイラ，熱媒ボイラ，熱交換器，吸収式冷凍機等の流体加熱機を複数台設置し、負荷の状況に応じてこれらの流体加熱機の運転台数を自動的に制御する台数制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、たとえば温水ボイラを並列に複数台設置し、この温水ボイラの運転台数を負荷の状況に応じて自動的に制御するようにした温水ボイラの多缶設置システムが実施されている。この温水ボイラの多缶設置システムは、大容量の温水ボイラを１台設置するのと比較して、各温水ボイラを高効率で運転することができるので省エネルギーに顕著な効果があるとともに、負荷の変動に対して応答性が優れているという長所を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の多缶設置システムにおいては、各温水ボイラの発停が同期してしまうと、出湯温度が大きく変動する現象，いわゆる振動現象が生じて出湯温度が安定せず、延いては温水ボイラの発停回数が過多になり、付属の各機器の寿命が短くなるという問題がある。そこで、この発明は、温水ボイラ等の流体加熱機の多缶設置システムにおいて、流体加熱機の発停が同期するのを抑制し、流体の供給温度の変動幅を小さくする台数制御方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、複数の流体加熱機を並列に設置し、これらの流体加熱機と負荷を接続し、前記流体加熱機の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい、前記負荷の状況に応じて制御する台数制御方法であって、前記負荷の状況に応じて運転許可台数を算出し、前記各流体加熱機に対し運転許可信号を出力するとき、前記優先順位にしたがい、優先順位の高い流体加熱機から順に所定時間ごとに運転許可信号を出力し、この出力に基づく前記各流体加熱機のＯＮ−ＯＦＦは、前記各流体加熱機に付設の制御器の設定値にしたがうことを特徴としており、また請求項２に記載の発明は、熱交換器を備えた同一容量の流体加熱機を複数台並列に設置し、これらの熱交換器と負荷を接続し、前記流体加熱機の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい、前記負荷の状況に応じて制御する台数制御方法であって、前記負荷の状況に応じて運転許可台数を算出し、燃焼のＯＮ−ＯＦＦは付設の制御器の設定値にしたがう前記流体加熱機へ運転許可信号を出力するとともに、前記流体加熱機と熱交換器との間を循環する温水の各循環量をそれぞれ異なる値に設定したことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明すると、この発明の流体加熱機の台数制御方法は、同じ性能の流体加熱機（たとえば、温水ボイラ等）を複数台並列に設置し、これらの流体加熱機と負荷とを流体供給ラインおよび流体戻りラインで接続し、前記流体加熱機の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい制御する制御装置を有する流体加熱機の複数台設置システムにおいて実現される。前記多缶設置システムにおける台数制御方法は、前記負荷の状況に応じて前記流体加熱機の運転許可台数を前記制御装置が決定し、この運転許可を受けた台数分の流体加熱機に対し運転許可信号を出力するとき、前記優先順位にしたがい、優先順位の高い流体加熱機から順に所定時間ごとに運転許可信号を出力し、この出力に基づく前記各流体加熱機のＯＮ−ＯＦＦは、前記各流体加熱機に付設の制御器の設定値にしたがう。したがって、運転許可を受けた各流体加熱機は、それぞれ所定間隔（時間）をおいて燃焼を開始するので、出湯能力（量と温度）が同一の各流体加熱機の発停が同期することはなく、流体供給ラインを通して負荷に供給する流体の供給温度を安定させることができる。
【０００６】
また、前記複数台設置システムにおける台数制御方法にかわる台数制御方法を説明すると、前記流体加熱機において、前記優先順位にしたがい優先順位の低い流体加熱機ほど、燃焼指示信号を受けてから燃焼動作を開始するまでの時間を長く設定して、各流体加熱機の発停が同期するのを抑制することもできる。
【０００７】
また、熱交換器を備えた流体加熱機を複数台並列に設置し、前記熱交換器と負荷とを循環ラインにより接続し、前記流体加熱機の運転台数を予め設定した優先順位にしたがい制御する制御装置を有する流体加熱機の複数台設置システムにおいても実現できる。すなわち、この台数制御方法は、前記負荷の状況に応じて前記流体加熱機の運転許可台数を前記制御装置が決定し、燃焼のＯＮ−ＯＦＦは付設の制御器の設定値にしたがう流体加熱機へ前記優先順位にしたがい運転許可信号を出力するとともに、前記各流体加熱機と熱交換器との間をそれぞれ循環する温水の循環量を制御する。この循環量の制御は、前記流体加熱機と熱交換器とを温水循環ラインでそれぞれ接続し、この温水循環ラインに設けた温水循環ポンプの回転数を制御する。すなわち、優先順位の高い流体加熱機に設けた温水循環ポンプの回転数を所定値に設定し、以下の流体加熱機に設けた温水循環ポンプの回転数を前記設定値とそれぞれ異なる値に設定する。したがって、各流体加熱機と各熱交換器とを循環する温水循環量が変化するので、各流体加熱機の発停が同期することはなく、前記循環ラインを介して負荷に供給する流体の供給温度を安定させることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、この発明の第一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施した同じ性能，すなわち出湯能力（量と温度）が同一の流体加熱機を並列に複数台設置し、この流体加熱機の運転台数を負荷の状況に応じて自動制御する流体加熱機の複数台設置システムの構成を概略的に示す説明図である。
【０００９】
図１において、流体加熱機１を複数台並列に設置し、これらの流体加熱機１と負荷２とを流体供給ライン３および流体戻りライン４で接続し、前記流体加熱機１の運転台数を前記負荷２の状況に応じて制御するようにしている。前記流体加熱機１としては、温水ボイラ，熱媒ボイラ，熱交換器，吸収式冷凍機等が適用される。前記流体戻りライン４には、循環ポンプ５が挿入されている。この循環ポンプ５は、前記流体供給ライン３に挿入するようにしてもよい。前記流体供給ライン３には、流体の供給温度Ｔｏを検出するための第１温度検出器６が設けられている。また、前記流体戻りライン４には、流体の戻り温度Ｔｉを検出するための第２温度検出器７が設けられている。これらの温度検出器６，７からの信号に基づいて、前記流体加熱機１の運転台数を制御装置８により予め設定した制御手順にしたがって制御するようにしている。前記流体加熱機１には予め優先順位がそれぞれ設定してあり、この優先順位にしたがって各流体加熱機１の運転を制御する。また、前記制御装置８には、前記各流体加熱機１，１，…に付設の制御器（図示省略）および第１温度検出器６，第２温度検出器７がそれぞれ信号線９を介して接続されている。
【００１０】
上記の構成において、具体的な台数制御方法の一例について説明する。まず、システムの初期起動時、下式にしたがって流体加熱機１の運転許可台数Ｎを算出する。
Ｎ＝Ｍ×（ＴｏSET −Ｔｉ）／（Ｔ B−Ｔｉ）
Ｍ：流体加熱機１の全台数
ＴｏSET ：流体供給ライン３における流体の設定温度
Ｔｉ：流体戻りライン４における流体の戻り温度
Ｔ B：流体加熱機１の設定温度
前記運転許可台数Ｎは、小数点以下は切り捨てた値を用いる。そして、運転許可を受けた各流体加熱機１は、後述する運転許可信号により燃焼後のＯＮ−ＯＦＦは各流体加熱機１に設定された設定値にしたがい前記各制御器が行なう。すなわち、内部の流体温度Ｔが設定温度ＴB に達したとき流体の加熱を停止し、流体温度Ｔが前記設定温度ＴB よりデファレンシャル値ΔＴB 分だけ下降したとき流体の加熱を開始する。
【００１１】
この発明に係る台数制御方法は、前述の台数制御方法において、初期起動時における運転許可を受けた台数分の流体加熱機１，１，…に対し、優先順位にしたがい所定時間（たとえば、５秒〜１０秒）ごとに運転許可信号を出力する。したがって、前記各流体加熱機１は、それぞれ所定間隔をおいて燃焼を開始するので、各流体加熱機１の発停が同期することはない。また、前記各流体加熱機１の設定温度ＴB からデファレンシャル値ΔＴB 分だけ下降した所定温度から、前記優先順位にしたがい優先順位の低い流体加熱機ほど、燃焼指示信号を受けてから燃焼動作を開始するまでの時間を長く設定することも実施に応じて好適である。この場合の燃焼指示信号は、前記各流体加熱機１に付設の制御器（図示省略）により行なう。
【００１２】
つぎに、この発明の流体加熱機の台数制御方法について、他の実施例である第二実施例を図２に基づいて説明する。図２は、この発明を実施した流体加熱機を並列に複数台設置し、この流体加熱機の運転台数を負荷の状況に応じて自動制御する流体加熱機の多缶設置システムの構成を概略的に示す説明図である。
【００１３】
図２において、熱交換器１２を備えた流体加熱機１１（この実施例では温水ボイラとし、以下「温水ボイラ１１」という）を複数台並列に設置している。そして、これらの温水ボイラ１１は、実質的に同一容量に設定されている。前記各熱交換器１２は、循環ポンプ２０を挿入して成る循環ライン１３にて負荷２１とそれぞれ接続されている。前記循環ライン１３には、この循環ライン１３中を循環する循環水の温度を測定するために、各熱交換器１２における出側の集合管部の温水温度を検出する出側温度検出器１４および戻り側の集合管部の温水温度を検出する戻り側温度検出器１５が設けられている。これらの温度検出器１４，１５からの温度検出信号に基づいて、制御装置１６により、運転すべき温水ボイラ１１の台数が設定される。すなわち、前記出側温度検出器１４による検出温度Ｔ１と、予め設定した出側温度Ｕと前記戻り側温度検出器１５による検出温度Ｔ２との温度差ΔＵと、運転中の温水ボイラ１１によって与えられる出湯可能温度Ｔmax とから、運転すべき温水ボイラ１１の台数が設定される。
【００１４】
前記温水ボイラ１１と熱交換器１２は、温水循環ポンプ１８を挿入して成る温水循環ライン１９で接続してあり、前記温水ボイラ１１で加熱した温水を熱交換器１２へ供給することにより、この熱交換器１２を介して前記循環ライン１３中の循環水を加熱するようになっている。この温水ボイラ１１は予め優先順位が設定されており、この優先順位にしたがって必要台数分の温水ボイラ１１に対して前記制御装置１６より運転許可信号が出力される。運転許可信号を受けた温水ボイラ１１は燃焼により缶内の水を加熱するが、各温水ボイラ１１の燃焼のＯＮ−ＯＦＦは前記各温水ボイラ１１に付設の制御器（図示省略）によって個別に制御される。また前記制御装置１６には、前記各温水ボイラ１１に付設の制御器（図示省略）および前記出側温度検出器１４，戻り側温度検出器１５がそれぞれ信号線１７を介して接続されている。
【００１５】
上記の構成において、具体的な台数制御方法の一例について説明する。まず、下式にしたがって温水ボイラ１１の運転許可台数Ｎを算出し、制御装置１６は、この運転許可台数Ｎ分だけ前記温水ボイラ１１へ運転許可信号を出力する。
Ｎ＝Ｍ×（Ｕ−Ｔ２）／（Ｔmax −Ｔ２）
Ｍ：温水ボイラ１１の全台数
Ｕ：予め設定した出側温度
Ｔ２：戻り側温度検出器１５による検出温度
Ｔmax ：運転中の温水ボイラ１１の設定温度
前記運転許可台数Ｎは、小数点以下は切り捨てた値を用いる。前記運転許可信号を受けた各温水ボイラ１１の実際のＯＮ−ＯＦＦは各温水ボイラ１１に設けた制御器（図示省略）の設定値にしたがう。たとえば、運転許可信号を受けていても缶内の温水の温度が設定値以上であれば、燃焼ＯＦＦの状態にあり、燃焼のＯＮ−ＯＦＦは各温水ボイラ１１に設定された設定値にしたがうようになっている。
【００１６】
次に、出側温度検出器１４による検出温度Ｔ１に基づいて、この検出温度Ｔ１が予め設定した範囲内にあるとき現在の運転台数を維持し、前記検出温度Ｔ１が予め設定した範囲を下回るとき運転台数を増やし、前記検出温度Ｔ１が予め設定した範囲を越えるとき運転台数を減らすように制御する。これらの運転台数の増減の判定は所定の時間毎（たとえば、１０秒毎）に行い、運転台数の増減は１台ずつ行う。上述の予め設定した範囲とは、予め設定した出側温度Ｕを上限値とし、この出側温度ＵからΔＵｗ（たとえば、約５℃）だけ引いた値を下限値とする範囲である。ΔＵｗ内に出側温度Ｕの値があるときは、現在の運転台数を維持することにより、前記温水ボイラ１１の無駄な発停を防止し、出側温度Ｕの安定化を図ることができる。
【００１７】
この発明に係る台数制御方法は、前述の台数制御方法において、各温水ボイラ１１で加熱した温水を各熱交換器１２へ供給（循環）するそれぞれの温水循環ポンプ１８の回転数を制御する。すなわち、優先順位の高い温水ボイラ１１の温水循環ポンプ１８の回転数を所定値に設定し、以下の各温水ボイラ１１の各温水循環ポンプ１８の回転数を前記設定値とそれぞれ異なる値に設定する。したがって、前記各温水ボイラ１１と各熱交換器１２とを循環する温水循環量が変化するので、前記各温水ボイラ１１の発停が同期することはなく、出側温度Ｕを安定化することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、優先順位の高い流体加熱機の発停と、優先順位の低い流体加熱機の発停が同期するのを抑制して、流体の出湯温度に振動現象が生じるのを効果的に防止することができる。したがって、流体供給ラインを通して負荷に安定した温度の流体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る流体加熱機の複数台設置システムの第一実施例の概略構成を示す説明図である。
【図２】この発明の第二実施例の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１    流体加熱機
２    負荷
３    流体供給ライン
４    流体戻りライン
１１  流体加熱機（温水ボイラ）
１２  熱交換器
１３  循環ライン
２１  負荷
【図１】
0003814895.tif 000002
【図２】
0003814895.tif 000003